JP2590749Y2 - 混合パツク - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は熱可塑性重合体の溶融紡糸装置に関し、更に
詳しくは溶融ポリマーを紡糸口金より吐出する際ポリマ
ーの粘度斑、混合斑、温度斑をなくし、デニールや物性
斑のない均一な糸条を得るための溶融紡糸の混合パツク
に関する。

［従来技術］ 熱可塑性重合体の溶融紡糸方法は熱可塑性重合体を溶
融して溶融ポリマーとなし、これをギアポンプ等で計量
して紡糸口金より吐出して糸となしている。

これらの溶融紡糸方法において、均一な糸質を得るた
めに溶融ポリマーの粘度や温度を均一に保つ種々の技術
が採用されてきた。特に吐出直前のポリマー温度斑や粘
度斑あるいは混合斑を均一にする手段としてパツク内に
混練素子もしくは混合素子（スタチツクミキサー）を導
入する試みが検討されてきた。

こうした従来技術の主なものとしては特開昭50-31113
号公報（急速混練紡糸装置）、特開昭53-147809〜10号
公報（溶融紡糸用パツク）、特開昭64-40612号公報（溶
融紡糸装置）、特公昭63-48962号公報（溶融紡糸用口金
パツク）、特公平2-38687号公報（混合紡糸用口金パツ
ク）等がある。

これらの従来技術において、いずれもパツク内に静的
混合素子（スタチツクミキサー）を設けることにより均
一な糸条が得られることが示されている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、本考案者らはこれらの従来技術を詳細
に検討し、適用しているうちに重大な欠点があることを
見い出した。

静的混合素子はパツク内や導管内を流れるポリマーの
不均一性を口金孔から吐出する直前で均一化しようとす
るものである。更に詳しく説明すると、一般に溶融ポリ
マーの年度は数百〜数千ポイズもあり、このような高粘
度では溶融部からパツクに至る管内及びパツク内でのポ
リマーの流れは層流であり、管中心を流れるポリマーは
終始管中心を流れ、また管壁を流れるポリマーは終始管
壁を流れる傾向にある。

このような層流をなす溶融ポリマーが加熱保温された
管中を通る際には、管壁側のポリマーは管中心側のポリ
マーに比べて線速度も小さく熱作用を受け、その結果、
流管断面方向において重合度の異なった、即ち溶融粘度
の異なったポリマーが口金上に分布することになり単糸
間の繊度バラツキ、品質の不均一、糸切れ等を誘発す
る。

このような欠点を改善するため、パツク内の口金真上
に静止型混練素子を設置し、上記の如き粘度の異なった
ポリマー流線を混合・入替するようにした技術が提案さ
れている。従って、上記欠点を改良する目的に使われ
る、静的混練素子は必然的に内層と外層を入れ替えるタ
イプすなわち主に「ひねり片」タイプのものが使われて
いた。

しかしながら、この「ひねり片」タイプの混合素子を
口金真上に設けた場合、溶融ポリマーは「ひねり片」で
捩じられて送られるためポリマーの流速に方向性（捩り
方向とそうでない方向）ができ、その影響で口金孔から
吐出されるポリマーの吐出量に斑が生じ、デニール繊度
斑が思ったほど改良できないことが判明した。

一方、静的混練素子に「格子状物」を用いた場合はポ
リマーが格子状物によりくしけずられて微少範囲の混合
が生じるが、「ひねり片」のような導管の管壁と中心部
を全体に入れ替えるような捩り作用がないために十分な
内外層の混練作用が得られず、従って上記斑を改良する
ことができなかつた。

本考案はかかる従来の技術を改良し、真に均一な糸条
を得るための装置を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本考案は上部に過部を有し、該過部で
拡流過されたポリマーを口金直上で縮流させる縮流流
路を口金面の直上に設け、該縮流流路内に静的混練素子
を設けると共に、該静的混練素子として「ひねり片」タ
イプの混練素子と「格子状物」タイプの混練素子とをポ
リマーの流れ方向に直列に配置し、その際、口金面に最
も近く位置する静的混練素子が「格子状物」タイプの混
練素子であることを特徴とする混合パックである。

［実施例］ 以下、図面に基いて詳細に説明する。第１図は本考案
の一例を示す紡糸口金パツクである。

図において、１は過部、２は静的混練素子、３は紡
糸口金である。過部１はサンドと呼ばれる細粒状の
材を金網フイルター５で支持し、更に多数の平行孔を有
する整流板６で支持することにより構成されている。静
的混練素子２は過部１の下流側の縮流流路内に設けら
れており、ポリマーは混練素子２で混練された後、真下
に位置する紡糸口金３に導かれる。口金３には多数の細
孔７が設けられ、この孔７より吐出され糸条となる。上
記紡糸口金パツクは全体を加熱された熱媒の入ったボツ
クス（図示せず）または電熱加熱器で覆われている。

本考案に使用される静的混練素子とは、外部から動的
な混合操作を与えられることなく、通路内に静置された
流路変換素子により、流体を分割、回転、合流させる操
作を繰り返して混練作用を行なうようにするものであ
る。

第２図はこのような静的混練素子の一例として「ひね
り片」タイプの例を示すもので、流体を通過させるパイ
プ20の内部に、右側に捩られた螺旋状の流路変換素子21
と左側に捩られた螺旋状の流路変換素子22が交互に、か
つ両端のエツジ21a,21b,22a,22bを互いに直交させるよ
うに接続されている。

このように組立てられた静的混練素子の左側に溶融ポ
リマーが流入すると、最初の流路変換素子21の前端のエ
ツジ21aにより、流れはＡ、Ｂ二つに分割され、更に分
割後の流れのそれぞれが螺旋状の壁面に沿うとき回転を
与えられ、約180度の反転を行なって後端のエツジ21bに
おいて再び合流する。すなわち、前端のエツジ21aにお
いてパイプ20の壁面付近（外層）にあつた流れは後端の
エツジ21bでは中心部（内層）になり、逆に前端のエツ
ジ21aの中心部にあつた流れは後端のエツジ21bではパイ
プ20の壁面付近になるように、内外層が入れ替わった状
態で再合流する。

これを断面の変化の状態で表すと、第３図のＩのよう
になる。この合流直後に、その下流の流路変換素子22の
前端のエツジ22aによつて、第３図のＩ′のようにＡ、
Ｂの両面と直交する方向で分割され、この二つの分割流
はそれぞれ流路変換素子22の螺旋状壁面に沿うとき回転
し、約180度反転したのち後端のエツジ22bで再合流す
る。従ってこの再合流によつて上記最初のＡ、Ｂの部分
は第３図IIのような縞状に合体した状態になる。次いで
この流れは上記と同様にその下流の次の流路変換素子21
の前端のエツジ21aによつて第３図II′のように分割さ
れ、更にそれぞれが180度反転したのち後端のエツジ21b
で再合流すると、第３図のIIIのようになる。

このような分割、回転、合流を何段も繰り返すことに
よつて、流れの分割数は指数関数的に増加していき、そ
の混練度を高めていく。このときの総分割数をＳとし、
かつ段数をｎとすると、Ｓ＝2ⁿで表すことができる。上
述の例は１段当たりの分割数を２とするものであるが、
これを４分割や６分割するものであつてもよい。

しかしなから、このような「ひねり片」によつて混合
された溶融ポリマーはパイプ状導管20に沿った平行流と
はならず、「ひねり片」でひねられた方向に捩られて移
動する。従って、口金真上の最終の混練素子が上記した
ような「ひねり片」の場合は口金面に流れ込む溶融ポリ
マーの流れに方向性（異方性）が生じ、例えば口金面に
対して第２図に矢印Ｃで示すような斜めの強い流速が生
じ、円周方向に設けられた口金孔より吐出される吐出量
に差が生じ、デニール斑となる（斜め流が直接あたる口
金孔のデニールが大となる）。

本考案はかかる従来の静的混練素子の使用では所望の
均一な糸が得られないことに注目し、その改良を試みた
もので、口金真上の最終の静的混練素子に流れの異方性
が生じないようなタイプの混練素子「格子状物」タイプ
を選択的に用いることによつて達成される。

この例を具体的に第４図によつて示す。紡糸パツクに
おいて、過部１で拡流過された溶融ポリマーは縮流
流路内に設けられた静的混練素子２に導かれる。ここで
静的混練素子２としては先に示した「ひねり片」タイプ
がすくなくとも１個、望ましくは２〜３個以上、そして
「格子状物」タイプが少なくとも１個以上あることが必
要である。第４図ではその一実施態様として「ひねり
片」タイプが入口より２−１、２−２の２個、間に「格
子状物」タイプが１個、２−３が挟まれており、次いで
「ひねり片」タイプが２−４、２−５と２個設けられ、
最後に「格子状物」タイプの混練素子が２−６として設
けられている。

この「格子状物」タイプの混練素子は「ひねり片」タ
イプによる流れの捩れ、回転を軸方向に整流して概略平
行流に近くするものがなくてはならない。

この具体例を第５図に示す。第５図は「格子状物」の
代表的な例の拡大図であり、格子状混練素子は板状体30
1を相互に交差させて形成される筋交い状の羽根体302を
積み重ねて各板状体301あるいは羽根体302を固定し立体
格子状に組立てたもので、板状体301によつて囲まれる
空間は主として四角形であるが、三角形あるいはその他
の多角形、曲面形であつてもよい。

また、管壁と対面する部分は通常二股状に突出した板
状体301と管壁とで三角状の空間を形成するが、これに
限定されるものではない。

このように格子状混練素子は交差させた板状体などか
らなる羽根体302を交互にかみあうように配置して立体
状に形成されるが、板状または棒状などの支持体を介し
て板状体を交差もしくは二股状に突出させるようにして
もよい。

なお、板状体301は縦横に積み重ねられるが、隣接す
る板状体は必ずしも接触状態であることは必要でなく、
所定間隔をおいて交差するようにしてもよい。このよう
な格子状混練素子は３段以上を組合わせて使用する場合
は、各段は相互に90度ずらし或いは直交するように配置
するのが望ましく、さらに混練効果をあげるために以上
のように組合わせた３段の格子状混練素子のユニツトを
数組重ねるのがよい。

しかし、ここで必要なことは一番最後の格子状混練素
子は板状体301が管壁に略平行な板状体からなり、前の
「ひねり片」で生じた溶融ポリマー流の捩れを整流し管
壁に沿った略平行流にする働きを有するものにする必要
があることである。

こうすることにより格子状混練素子から出たポリマー
流は口金面に均等に分散し、従って口金孔から吐出され
るデニールは均一となる。格子状物は板状体を相互に交
差したものでも、棒状の相互に交差したものでもよい
が、いずれの場合でも「ひねり片」によつて生じた捩れ
流を整流するものであれば良く、従って比較的太い金網
等を積層したものであつてもよい。いわゆる整流片と言
い換えてもよい。

このような選択的な配置によつて、初めて内外層のポ
リマーが均一に混練し、しかも口金面に対して均一な流
となり、よつて初めて所望の均一な糸が得られる。

本考案に用いられる「ひねり片」タイプの具体的な商
品としてはKenics社製「スタチツクミキサー 」、東レ
エンジニアリング社製「ハイミキサー 」、ノリタケ社
「スタチツクミキサー」等が挙げられる。また、「格子
状物」の具体的な商品名としてはSulzerBros社製「スル
ザーSMX型 」等が挙げられる。

［考案の効果］ 以上に説明の如く、本考案による組合わせによつて初
めて均一なブレンドる効果とブレンド後の吐出孔よりの
均一な吐出が達成できるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す断面図、第２図及び第３
図は「ひねり片」型静的混練素子の流を示す斜視図と作
用説明図、第４図は第１図の静的混練素子組込み部分の
要部拡大図、第５図は「格子状物」の具体例を示す概略
図である。 ２……静的混練素子、３……紡糸口金、21,22……流路
変換素子、301……板状体、302……羽根体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−40612（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−119211（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−45721（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−100744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−75109（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上部に過部を有し、該過部で拡流過
   されたポリマーを口金直上で縮流させる縮流流路を口金
   面の直上に設け、該縮流流路内には「ひねり片」タイプ
   の混練素子と「格子状物」タイプの混練素子とをポリマ
   ーの流れ方向に直列に配置し、その際、口金面に最も近
   く位置する静的混練素子が「格子状物」タイプの混練素
   子であることを特徴とする混合パック。
2. 【請求項２】混練素子の数が少なくとも２個以上である
   請求項１記載の混合パック。