JP2859239B2 - フラッシュ紡糸による網状繊維の連続的な製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性ポリマー
より成り、高度にフィブリル化した網状フィラメント構
造のフラッシュ紡糸繊維を製造する方法に関するもので
あり、さらに詳しくはフラッシュ紡糸繊維を連続して安
定に製造する方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】連続した三次元網状フィラメントを得る
方法は、フラッシュ紡糸技術として知られている。この
紡糸方法は、ポリマー及び溶剤から成る高温高圧の均一
な溶液を作成し、この溶液を低圧領域に放出することに
よって、高度にフィブリル化した三次元網状フィラメン
トを得るものである。 【０００３】そして、この紡糸方法において、溶剤は高
温・高圧でポリマーを溶解でき、フラッシュ性を有する
比較的低沸点のものが選択される。またこれら溶剤は常
温・常圧ではポリマーに対する溶解能を有しておらず、
高温・高圧下で始めてポリマーを溶解する。従って、フ
ラッシュ紡糸の原理は、高温・高圧の均一溶液から低圧
領域への移行に伴なう溶液の構造変化及び溶剤のフラッ
シュとポリマーの固化によって網状構造繊維を発現させ
るものである。それ故に、連続して安定に網状繊維を製
造するためには、ポリマーと溶剤から成る均一溶液から
の紡糸が必須である。 【０００４】フラッシュ紡糸繊維を得るためのプロセス
として、特公昭４２−１９５２０号公報に示される如
く、攪拌装置を有する耐圧容器にてポリマーを加熱・加
圧し溶解して紡糸する方法が回分式方法として公知であ
る。そして、連続して繊維を得る方法として、ＵＳＰ３
２２７７９４号に各種の紡糸プロセスが開示されてい
る。即ち溶融ポリマーと溶剤を所定量スクリューミキサ
ーに導入した後に、攪拌機構を有する溶解槽にて溶解し
て紡糸する方法、ポリマー粉末と溶剤をスラリー状にし
て、バッフル付溶解槽に導き、溶解して紡糸する方法、
あるいはスラリーをスラリーポンプと配管とで溶解して
紡糸する方法等が公知である。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の公知技術を用いてポリマーの均一溶液を作成し、フラ
ッシュ紡糸を行って網状繊維を連続して製造する場合
に、各種の問題点が存在していることが判明している。
公知技術を用いた場合、ポリマーの溶剤への溶解に長時
間要することが指摘される。この理由として、オートク
レーブ型の攪拌槽では、溶解に必要な強力な剪断力が働
かず、単に滞留時間を増すことによって溶解時間を長く
とり、この結果として均一なポリマー溶液を得ている。
従って、大容量の容器を用いることが前提となり、必然
的に滞留時間が増し、且つ大容量であり、摺動部を有す
るため、容器内圧力も２００kg／cm² ・Ｇを越えること
は極めて難しい。 【０００６】またパイプラインを用いて膨潤したポリマ
ーを層流混合により溶解する場合は、溶解に必要な剪断
力は流速差のみであり、極めて長大なパイプラインが必
要となり、これは滞留時間の増大に繋がる。また乱流混
合を行う場合は、ポリマー溶液は３０〜１００ポイズ位
の高い粘度をもっているため、極めて高い流速が必要と
なり巨大なポンプを必要とし、現実には実施困難であ
る。 【０００７】いずれにしても、フラッシュ紡糸に用いら
れる溶剤は常温・常圧ではポリマーを溶解してはなら
ず、高圧・高温にして始めてポリマーを溶解するもので
なければならない。フラッシュ紡糸において高温・高圧
は必須であり、従って従来の公知技術では必然的に滞留
時間は増加し、逆により高圧化には制限を受ける。高温
下にてポリマーが長時間系内に滞留すれば、これは直ち
にポリマーの劣化に繋がり、良好な網状繊維を安定して
得ることが出来ない。 【０００８】ポリマーが高分子量となるとこの困難はま
すます増加し、或る分子量を越えると事実上溶解しなく
なる。と云うのは、フラッシュ紡糸から網状繊維を製造
するのに際し、製品の強度・タフネス・各種の耐性を考
慮して高分子量のポリマーを用いることが強く要望され
る。更に、フラッシュ紡糸においては溶液として紡糸を
行うため、通常の溶融紡糸では紡糸が困難な高分子量ポ
リマーを用いることが可能である。むしろフラッシュ紡
糸の有用性は溶融紡糸困難な高分子量ポリマーを使用で
きて始めていかんなく発揮出来る。 【０００９】ところが、従来公知の技術では、ポリマー
の溶解は高分子量になる程困難さが増し、フラッシュ紡
糸の有用性を生かした望ましい物性の網状繊維を連続的
に安定して得ることが出来ないという事態に至る。この
ような事態に至る原因は、ポリマーと溶剤との親和力に
あると考えられる。即ち、フラッシュ紡糸はＵＳＰ３２
２７７９４号に示される如く、高温・高圧の均一溶液を
一旦減圧オリフィスによって減圧した後、紡糸ノズルか
ら吐出させることによる溶液の構造変化と溶剤のフラッ
シュ力、及びポリマー固化を利用した技術であり、ポリ
マーと溶剤の親和力は極めて重要な意味を有している。
このことからフラッシュ紡糸に用いる溶剤は、常温・常
圧ではポリマーを溶解させず、高温・高圧でポリマーと
均一溶液を形成し得るものが選択される。従って、フラ
ッシュ紡糸に用いるポリマー／溶剤は高温・高圧でなけ
れば溶解し合わない系であり、そしてポリマーの重合度
が大きくなる程溶解力が低下することも明らかである。 【００１０】連続して望ましい物性及び形態の網状繊維
を得るためには、紡出条件の適性化と共にポリマー／溶
剤より成る均一溶液の供給が必須である。特に高分子量
ポリマーを用いる場合、従来技術とは異なる技術が待望
される。従来技術のもう一つの大きな問題点として、混
合・溶解槽の攪拌軸がある。即ち従来技術によると外部
駆動源によって駆動された攪拌槽によって均一なポリマ
ー溶液を得るか、もしくは長大なパイプラインを用いて
長時間を要して目的とするポリマー溶液を得るかしか方
法がない。後者に関しては、強制混合がない為実用上価
値のある程度に高い分子量を持ったポリマーの実質的に
均一な溶液が得られない。 【００１１】従って、前者の攪拌軸による方法の方が実
用性があるが、この方法も使用する装置に摺動部を含ん
でいるので、ある一定以上の高圧にすることが出来ず、
また特殊で高価な摺動部のシールが必要である等の問題
がある。フラッシュ紡糸を行うポリマー／溶剤系は、高
温・高圧で溶液を形成し、しかもポリマーと溶剤間の親
和力を有効に働かすには同一温度においても圧力を高め
れば高める程溶解は速くなり、円滑に均一ポリマー溶液
が得られる。 【００１２】これはポリマーの分子量に対しても同じで
あり、高分子量になる程、その溶解には高圧を必要とす
る。ところが従来の方法ではこの摺動部のシールの問題
から、高分子量ポリマーを溶解させる程の高圧を得るこ
とが出来ず、従って高分子量ポリマーの紡糸は事実上困
難であった。この様にポリマー劣化防止の意味からも、
また高分子量ポリマーを用いる意味からも高圧プロセス
に適した紡糸方法が強く要望されている。 【００１３】 【課題を解決するための手段】このような問題点に鑑み
て、本発明者らは鋭意検討の結果本発明に到達した。即
ち本発明は、フラッシュ紡糸法によって、熱可塑性ポリ
マーからなる網状繊維を製造する方法において、加熱さ
れたスクリュー押出機を用いて、溶融しつつポリマーを
連続的にポリマー溶解域へ供給し、溶解域の入口を連続
的に供給される溶融ポリマーで封鎖しつつ、ポリマー溶
解域に溶剤を連続して添加し、該スクリュー押出機内の
スクリューに連続する機械的混合領域と、静的混合素子
からなる静的混合領域とを用いて、加圧下で両者を混合
・溶解して、５〜２０wt％のポリマー濃度を有するポリ
マー溶液を製造し、溶解域の出口に設けられたノズルか
らポリマー溶液を低圧域に連続的に吐出することを特徴
とするフラッシュ紡糸法による網状繊維の連続的な製造
方法である。 【００１４】好ましくは、全ての溶剤が溶融ポリマーで
封鎖された直後にポリマー溶解域に添加されるようにし
た網状繊維の連続的な製造方法である。更に好ましく
は、ポリマー溶解域への溶剤の添加が多段階であり、溶
剤の添加の都度、ポリマーと混合・溶解し、順次ポリマ
ー濃度を低下させるようにした網状繊維の連続的な製造
方法である。 【００１５】その上、更に好ましくは、ポリマー溶解域
への溶剤の添加が多段階であり、少なくとも溶剤の第１
段階の添加でスクリュー押出機内のスクリューに連続し
た機械的混合領域にて混合・溶解が行われ、第２段階以
降の少なくとも１つの溶剤添加で静的混合素子からなる
静的混合領域にて混合・溶解が行われることを特徴とす
る網状繊維の連続的な製造方法である。 【００１６】本発明の最も大いなる特徴はスクリュー押
出機と静的混合素子を使用することにより、フラッシュ
紡糸に有用な高温・高圧の均一なポリマー溶液を容易に
且つ安定して得られるようにしたことである。この結果
として、高圧時の溶液の漏洩の問題を解決し、容易に高
圧に出来、スクリュー押出機で溶融供給出来るポリマー
なら、たとえ高分子量であろうとも容易に溶解し得るよ
うになる。 【００１７】即ち押出機を用いて、溶融ポリマーでポリ
マー溶解域の入口を封鎖しつつ、押出機のスクリューに
連続する機械的混合の領域での強制攪拌下での大いなる
剪断力でポリマーと溶剤を、混合・溶解し、かつ静的混
合素子からなる静的混合の領域を加えることによって、
速やかに、かつ高圧でも摺動部からの液の洩れがない安
定なフラッシュ紡糸用の溶液を得るようにした。このた
め、極めて短時間にて溶解が起こり、ポリマーの劣化を
著しく防止すると云う効果も発揮できる。 【００１８】フラッシュ紡糸に於いて高分子量ポリマ
ー、特に劣化し易い高分子量ポリマーが、本発明によっ
て始めて使用可能となる。本発明に用いられている用語
について簡単に説明する。「ポリマー溶解域」とは、ポ
リマーが溶融している状態にあり、且つ溶剤が無い状態
から所定量の溶剤を含む状態にあり、溶剤とポリマーが
溶解し始める状態から溶剤とポリマーが溶解し終った状
態まで含んでおり、そして混合し合っている状態にある
区域を意味する。 【００１９】「封鎖」とは、間隙に溶融したポリマーが
充満し溶剤が全く含まれておらず、且つ溶剤が全く侵入
出来ない状態を意味する。「混合・溶解」とは、ポリマ
ーと溶剤とが混合しており、且つ両者が溶解しつつある
状態を示す。「機械的混合」とは、液体を強制的に攪拌
する要素があり、そしてその要素が外部からの駆動源に
よって駆動されて生ずる混合を意味する。 【００２０】「静的混合」とは、静的混合素子を用いる
混合であり、混合素子が外部からの駆動源を有さず、摺
動部を有さない混合を意味する。「ポリマー溶液」と
は、純成分としてのポリマー及び溶剤を含まず熱力学的
に均一な一相の液体であることを意味する。本発明の内
容について更に説明を行う。本発明において、ポリマー
としては熱可塑性ポリマーが使用され、その連続的供給
手段としては、繊維・フィルム・その他各種の押出成形
品の製造において通常使用されるスクリュー押出機を用
いることが出来る。 【００２１】即ちスクリュー押出機は、駆動モーター・
減速機・ポリマー供給用ホッパー及びポリマーを加熱溶
融させるバレル部からなる。このバレルにはヒーターが
装着され加熱出来る構造となっている。バレル内にはス
クリューが内設され、このスクリューはスラストベアリ
ング・減速機を通して駆動モーターに連結している。こ
のスクリューは供給部、圧縮部、計量部の主たる三区域
に分割することが出来、ポリマーは供給部で予熱されな
がら出口の方へ推進する。圧縮部にて圧縮されながら溶
融し計量部に到達する。本発明にて用いる押出機には、
ポリマーが完全に溶融する計量部に、溶剤注入口が設け
られ、こゝに逆止弁が装置されている。この弁を介して
溶剤供給の為の高圧計量ポンプに連結している。スクリ
ュー供給部から来る溶融ポリマーにて充された計量部に
溶剤が圧入され、この計量部のスクリューによりポリマ
ーと溶剤とは混合・溶解される。 【００２２】溶剤注入部のスクリューは、溶剤の添加を
容易にするためスクリューの溝深さを前後の溝深さより
も若干深くした方が好適である。こうすることによりス
クリューの供給例よりもバレル内部の圧力が低くなり、
スクリューの供給部への溶剤の逆流・噴出が防止出来
る。この混合・溶剤部の圧力は押出機の出口側のノズル
寸法を変更することにより自由に変えることが出来る。
これによって、ポリマーの種類及び分子量に好適な圧力
を得ることが出来る。又この部分でのポリマーの滞留時
間もスクリューの長さを制御することにより自由に変え
ることが出来る。即ちこの押出機の混合・溶解領域での
状態を溶解させるポリマー／溶剤系に最適なものにする
為に、圧力・温度・混合剪断力・滞留時間を自由に設定
出来、結果として均一なポリマー溶液を容易に、且つ安
定して得ることが出来る。 【００２３】フラッシュ紡糸系の溶剤／ポリマーを高圧
にしてはじめて溶解する。従ってポリマー溶液の調整に
は必らず高圧容器を必要とする。特に３５０℃までに達
する温度条件下の高圧容器を必要とする。更に攪拌付き
高圧容器を必要とする。この時、可動軸の軸封と云う困
難な課題に直面する。フラッシュ紡糸系にて高分子量、
例えば高密度ポリエチレンでは、メルトインデックス
（ＭＩ）にて４以下（重量平均分子量１０万以上）、ポ
リプロピレンではメルトフローレート（ＭＦＲ）にて２
０以下（重量平均分子量１５万以上）を用いようとする
と、必然的に高圧にする必要がある。高圧としなけれ
ば、用いる分子量を制限されるばかりでなく、比較的低
い分子量でも溶解に長時間を要しポリマーの劣化を生ず
る。 【００２４】本発明者等は溶融ポリマーによる液封と云
う手法を開発し、この問題を解決した。より具体的には
押出機バレルとスクリューとからなる空間にポリマーを
充満させて溶剤ガスの噴出を防止する。この場合大事な
ことは、この空間に溶融ポリマーが充満しながら、スク
リュー前方に向って流れていることであり、従って圧力
勾配が生じていることである。 【００２５】この問の事情を更に詳しく説明すると、次
の様になる。米国Zeher Tadmor及びIm Rich Klein 著の
"Engineering Principles of Plasticating Extruder"
(Van Narstrand Reinhold Company発行) のｐ７９〜ｐ
１０７及びｐ３５９〜ｐ４００にも詳しく記載されてい
るように、操作条件により必ず押出機内に圧力の極大部
が生ずる。より詳しくは、スクリューを供給部、圧縮
部、計量化部に区分した場合、ポリマーの溶融時点以降
の計量化部の始まり地点の前後に圧力の極大部が生ず
る。この極大部以降徐々に圧力は下がる。特に、計量化
部のスクリュー溝深さを、圧縮部の最小溝深さに相当す
る圧縮終了点よりも深くすると大抵圧力が下がり、必ら
ずと云ってよい程、圧縮部終了点近傍に圧力最大部が生
ずる。この圧力を利用して溶剤のシールを行う。 【００２６】従って、用いるスクリューの寸法形態に工
夫が必要である。即ち溶融を完全にするために、供給部
の長さはある程度長くする。大抵の場合、押出機の口径
とスクリューネジのピッチが一致しているので、この例
で以下にスクリューの寸法の好しい具体例を述べる。供
給部の長さは７ピッチ以上、好しくは９ピッチ以上であ
る。 【００２７】またスクリューの圧縮比は、圧力形成に重
要であり、ポリマーの供給形態がペレットの場合は、圧
縮比が３．０以上、粉末の場合は、４．０以上がよい。
圧縮部の長さは通常５ピッチあれば充分であるが、７ピ
ッチ以上ある方が好しい。また圧縮部の終了点について
は、計量化部の開始点近傍に、いわゆる混合区域（ミキ
シングゾーン）を設けてもよい。この部分は短かく、且
つ高剪断を与えた方がよい。 【００２８】計量化部の形態は、この部分に溶剤供給口
を設けるので長い方がよい。即ち７ピッチ以上、好しく
は８ピッチ以上である。溶剤供給口の設置は計量化部が
始まってから３ないし４ピッチ目に設ける方がよい。勿
論これ以上の長さがあってもよい。更に溶剤の投入を容
易にするために、溶剤投入口のある部分のスクリュー口
径を小さくする。即ち溝深さを深くした方がよい。この
部分の長さはスクリュー径の減少もしくは増大も含めて
少なくも２ピッチ以上が望ましい。 【００２９】更に計量化部の溝深さとしては、押出機口
径が３５mmφなら１mmから３mm程度、６５mmφなら２mm
から４mm程度、９０mmφなら２．５mmから４mm程度、１
２０mmφなら３mmから５mm程度、１５０mmφなら３mmか
ら６mm程度等が好しい。更にスクリューの外径と押出機
バレル径の間に生ずる間隙に関しては、通常０．１〜
０．８mmが採用され、口径が小さい程、間隙を狭くした
方がよい。 【００３０】また操作条件は上記寸法を持つスクリュー
にて、温度、スクリュー回転数、吐出量によって定ま
る。即ち、押出操作を開始し、所定温度にて試行錯誤法
によって溶剤がホッパー口から噴出しないスクリュー回
転数、吐出量の条件を求める。吐出温度の例として、ポ
リエチレンなら２００℃から２８０℃、ポリプロピレン
なら２３０〜３００℃が選択される。この時、押出機内
の圧力最大点の圧力は少くも１００kg／cm² ・Ｇが好し
い。これ以下でも運転出来ないこともないが、吐出量の
変動等により圧力が変動し、溶剤が噴出する場合があ
る。 【００３１】この方法はフラッシュ紡糸からの網状繊維
を得るためのものであり、この工程を経た後、（１）直
ちに紡出装置に供給する、（２）次の混合装置に導入し
た後、紡出装置に供給する、（３）新たな溶剤と共に次
の混合装置で混合して、紡出装置に供給する、等の工程
が選択される。 【００３２】（１）の工程は、混合に要する滞留時間を
考慮して本発明の混合部のホールドアップ体積を大きく
する必要があるが、最も簡単なプロセスとなり適するも
のであるが、（２）または（３）の工程がより好適であ
る。本発明において、ポリマーと溶剤の高温・高圧溶液
は紡出装置でフラッシュ吐出され、網状繊維が得られ
る。このフラッシュ吐出方法は、従来公知の技術を用い
てよく減圧オリフィス、減圧室、及び紡糸ノズルより成
る紡口アセンブリーの使用によるフラッシュ吐出が好ま
しい。そして、これらの装置の形状や構造は任意に選択
できる。 【００３３】本発明に用いるポリマー／溶剤系は常温・
常圧では溶解せず、高温・高圧にてはじめて溶解する。
従って、一般的特徴としては相互に溶解しにくい系に属
し、たとえ高温・高圧にしても簡単には溶けない。この
ため、押出機のスクリューに連続する機械的混合の領域
を設けることが好しい。即ちポリマーと溶剤の接触面積
を拡大することにより、溶解面積を広くして、速やかに
溶解させる。このための一つの方法は、押出機と同一軸
上に特別な機械的混合部を設けることである。「特別
な」と云う用語は、押出機スクリューの供給部、圧縮部
及び計量部のネジ構造とは異なった、混合・攪拌効果の
向上を狙った構造体を意味する。例えば、ダルメージと
称される構造体などがこれに当る。 【００３４】本発明では、押出機の駆動系は一つで、押
出機のスクリューは、溶融供給部と溶剤との特別な機械
的混合部とを有しており、その中間部分のバレルに溶剤
注入部を有している。この押出機は通常の溶融成形に用
いられている供給、圧縮、計量各部よりなる通常のスク
リューの先端に、混合機能を有する形状に構成された構
造体を継ぎ足し、又は溶剤注入口のついた特別な機械的
混合部を有するバレルを継ぎ足してもよいし、本発明に
使用するために独自に設計されたものであってもよい。 【００３５】この好しい発明においては、押出機スクリ
ューの回転によって、溶融ポリマーが供給され、別途定
量ポンプ等で供給される溶剤とが特別な構造体により機
械的に混合される操作が引続いて進行する。この押出機
と構造体とは駆動系が一つであり、その摺動部は通常の
押出機と同一構造でよく、低粘度である溶剤は、溶融ポ
リマーで遮ぎられた形でこの摺動部には到達しない。 【００３６】溶融ポリマーと溶剤との混合に用いる混合
機能を有する構造体のタイプは、各種の構造や形状のも
のがあり、これらは本発明に用いることができる。即ち
ダルメージ構造のもの、切欠きのある多条ネジ構造のも
の、せき止め構造のもの、多列ビン構造のもの等であ
り、またこれらを組合わせたものでもよい、更にバレル
側にせき止め、溝、ピンを設けて前記構造体と組合わせ
てもよい。更には、回転体とバレルを多角形にしニーダ
ー効果を狙ったものでもよい。これらは、用いるポリマ
ーの種類、溶融粘度や溶剤の種類・混合割合等によって
選択される。 【００３７】本発明では、ポリマーと溶剤の混合・溶解
において、上記の機械的混合領域に加えて、静的混合領
域が用いられる。即ち静的混合領域は静的混合素子から
なっており、混合機能を有する配管様の形状で、摺動部
を有していないものである。この静的混合素子のタイプ
は特に制限はなく、従来公知のものでも、またはこれら
の改良型でもよい。公知のタイプの例としては、ケニッ
クス社のスタティックミキサー、スルザー社のスルザー
ミキサー、東レ社のハイミキサー等がある。 【００３８】従って、機械的混合領域での強制攪拌下で
の大いなる剪断力による混合・溶解に加えての、静的混
合領域の混合・溶解が可能となると共に、機械的混合領
域から紡出装置に到るまでのポリマー溶解域中の輸送や
分配で生じる温度、密度（濃度）等の斑を排除する効果
も発揮する。そして、この効果は、後に示す実施例と参
考例によって示される。 【００３９】フラッシュ紡糸の溶液の調製において、ポ
リマーと溶剤の混合・溶解の均一さの程度は機械的混合
領域と静的混合領域を合わせて考慮してよく、それぞれ
を設計してよいことは当然である。本発明により、高分
子量ポリマーを高圧下で液の漏洩がないプロセスで、容
易に、短時間に且つ劣化させることなく溶剤に溶解させ
ることが出来、より好ましい網状繊維が安定して連続的
に得られる。 【００４０】好ましい発明として、全ての溶剤が溶融ポ
リマーで封鎖された直後にポリマー溶解域に添加され、
機械的混合領域と静的混合領域で混合・溶解する方法が
ある。更に好ましい発明として、ポリマー溶解域への溶
剤の添加が多段階であり、溶剤の添加の都度、ポリマー
と混合・溶解し、順次ポリマー濃度を低下させるように
した方法がある。 【００４１】そして、最も好適な発明として、ポリマー
溶解域への溶剤の添加が多段階であり、溶剤の第１段階
の添加で機械的混合領域にて混合・溶解が行われ、第２
段階以降の少なくとも１つの溶剤添加で静的混合領域に
て混合・溶解が行われる方法がある。以下に、これらの
溶剤を多段階に添加する発明について説明する。 【００４２】先述した従来公知の技術においては、所定
濃度の溶液とする為に、必要量のポリマーと溶剤を一挙
に合わせて混合・溶解している。ところがこの方法で
は、混合・溶解なかんずく溶解にかなりの長時間を要
し、なかなか均一なポリマー溶液とならない。本発明者
らは、この問題点に就いて種々考慮した所、フラッシュ
紡糸に用いるポリマー／溶剤系はポリマー濃度が高い程
溶解し易いことを発見し、更に高圧にすれば益々溶解し
易いことを見い出した。この結果、本発明の押出機溶解
法の更に好しい方法を発明するに至った。 【００４３】即ち例として高密度ポリエチレン／フロン
−１１（トリクロロフルオロメタン）系を用いて説明す
れば、図１のグラフに示す相図ごとく、ポリマー濃度が
１２wt％より１５wt％の方がより溶解し易いことが分
る。更にポリマー濃度を増加して行けばより溶解し易い
ことが見出された。このグラフから高分子溶液論に云う
ＬＣＳＴ型の相図をもつことが示され、本発明者らの研
究の結果と、挙動が一致する（高分子学会編、高分子実
験学、第１１巻“高分子溶液”ｐ１８９−２０４参照、
共立出版発行）。 【００４４】従って、溶融ポリマーに多段階にて順次溶
剤を添加して、多段階に溶解させて順次ポリマー濃度を
下げてゆけば、本発明の効果は益々発揮される。本発明
の多段階でポンプ等を用いて溶剤を添加する方法では、
それぞれの溶剤添加後、ポリマーと溶剤の混合操作を加
えることが好ましい。本発明でいう溶剤の多段階添加と
は２段階以上に分割された添加を意味し、最初にポリマ
ーと溶剤とが合流したところが１段目であり、２段以上
であれば制限はされない。 【００４５】この第２段階目以降の溶剤添加のための手
段としては、特に制限されるものではないが、静的混合
素子を用いることが好ましい。即ち充分な混合能力を有
し、摺動部を持たない装置としてこれらが推奨され、前
述の静的混合領域を形成する静的混合素子が用いられ
る。本発明においては、ポリマーは混合の初期に予め一
部の溶剤と混合されており、その粘性が小さくなってお
り、更に加えられる溶剤との親和力も大きくなっている
ので、静的混合素子における圧損は小さく、均一溶液が
容易に得られる。従って、静的混合素子の形状や段数に
対する自由度は大きく、適宜に選択できる。 【００４６】本発明に用いられるポリマーは熱可塑性の
ものに限らず、繊維形成性能のあるポリマーであればよ
い。例えば、高密度ポリエチレン、アイソタクティクポ
リプロピレン等のポリオレフィン、或いはそれらの共重
合体や混合物、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート等のポリエステル、或いは共重合成
分を５０モル％以下含有する共重合ポリエステル、そし
てナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、或いはそ
の共重合体や混合物が使用される。更に、ポリアクリロ
ニトリルおよびそれらの共重合体であってもよい。そし
て、これらは各種の目的で添加される安定剤、滑剤、結
晶核剤、発泡核剤や顔料等の添加物を通常使用される範
囲内で含んでいてもよい。 【００４７】また本発明では、用いるポリマーに応じ
て、任意の溶剤が採用される。即ち、フラッシュ紡糸か
ら網状繊維を得るための公知のポリマー／溶剤の組み合
わせが可能であり、溶剤としては、塩化メチレン、トリ
クロロフルオロメタン、トリクロロトリフルオロエタン
等のハロゲン化炭化水素、エタノール、メタノール、ヘ
キサフルオロイソプロパノール等のアルコール更には水
等が用いられる。そしてこれらは混合物であってもよ
い。 【００４８】本発明の目的はフラッシュ紡糸からの網状
繊維を得ることにあり、本発明におけるポリマーと溶剤
の量比は、この目的の範囲内で任意に選択することがで
きる。この観点から、網状繊維を得るための紡出溶液の
ポリマー濃度は好ましくは５〜２０wt％である。従っ
て、本発明に示される溶剤を多段階で添加する方法で
は、連続して供給されるポリマーに対して、最終的な紡
出溶液のポリマー濃度となるために必要な溶剤量を分割
して注入する。実質的に多段階で添加するため、多段で
全溶剤量のうち１〜９９％の範囲の溶剤量が添加されて
よい。第一段目で１〜９０％の溶剤が添加されることが
好ましく、５〜８０％がさらに好ましい。そして、必要
な残りの溶剤が後段で添加されるが、これらを更に分割
して添加することも任意であり、分割法は任意に選択さ
れてよい。 【００４９】本発明において、ポリマーと溶剤の高温・
高圧溶液はフラッシュ吐出され、網状繊維が得られる。
このフラッシュ吐出は従来公知の技術を用いてよく、減
圧オリフィス、減圧室、及び紡糸ノズルより成る紡口ア
センブリーの使用によるフラッシュ吐出が好ましい。そ
して、これらの装置の形状や構造は任意に選択できる。 【００５０】次に、具体例を挙げて詳しく説明する。例
えば、高密度ポリエチレンとトリクロロフルオロメタン
との系のフラッシュ紡糸について云えば、用いるポリマ
ーの分子量は、その尺度であるメルトインデックス
（Ｍ．Ｉ．）にて表現すると、１０（重量平均分子量、
約７万）以下好しくは１（重量平均分子量、約１５万）
以下、更に好しくは０．８（重量平均分子量、約１６
万）以下にて、０．０５（重量平均分子量、約４０万）
まで用いることが出来る。 【００５１】特に好しい範囲としてメルトインデックス
１．０から０．１が推奨できる。特に好しい範囲として
メルトインデックスにて０．８から０．３がよい。この
ポリマーは押出機にて２００℃から３００℃の範囲で溶
融される。メルトインデックスは小さくなるに従って押
出機の加熱温度は高く設定する必要がある。用いるスク
リュー形状は通常用いられるスクリューネジピッチとス
クリュー径とが一致した等ピッチ構造のものでよいが、
高分子量（ＭＩが小さい）のポリマーでは、供給部の長
さを大きくする必要がある。また更に溶融を容易に、且
つ速やかに行うために圧縮部の終りと計量化部の始まり
の所に特別に剪断を加え、溶融を完了させるスクリュー
ミキシングゾーンがあってもよい。 【００５２】完全に溶融が終るとポリマー溶解域に入
る。ポリマー溶解域には溶剤注入口があり、こゝから溶
剤が注入される。溶剤の注入圧力はポリマー溶解域の圧
力に応じて定まる。このポリマー溶解域の圧力は均一ポ
リマー溶液の作成に重要である。従って、ポリマーの分
子量に応じて定まる。この分子量に対応してポリマー溶
解域の圧力は定まり、これに対応して溶剤注入圧力が定
まる。従って、最高耐圧を高くし（例えば５００kg／cm
² ・Ｇ程度）、圧力に無関係に一定容積を送り出すポン
プを用いるとよい。この例としてプランジャーポンプが
ある。 【００５３】また注入する溶剤は加熱してもよいし、加
熱しなくてもよいが、少し加熱した方が混合・溶解を安
定して行えるので好ましい。例えば、溶剤の種類にもよ
るが、トリクロロフルオロカーボンなら５０℃から２０
０℃の温度範囲である。溶剤の注入口にはポリマーの逆
流を防止する逆止弁を取りつけるとよい。この逆止弁は
通常用いられる構造のものでよいが、ポリマーが詰った
時に掃除し易い構造のものが好しい。更にこの弁を加熱
するとよい。 【００５４】次にポリマー溶解域の圧力であるが、この
領域は溶融したポリマーで完全に充満された地点、即ち
溶剤入口の少し前、スクリューのネジのピッチ数で云え
ば２〜３ピッチ前から始まり、減圧室オリフィスに至る
までの領域である。この圧力はポリマーが高密度ポリエ
チレンの場合には次のようになる。即ち、メルトインデ
ックス（ＭＩ）５．０のポリマーであるなら１５０kg／
cm² ・Ｇから３５０kg／cm² ・Ｇ程度、１．２のポリマ
ーなら１６０〜３６０kg／cm² ・Ｇ程度、０．８のポリ
マーなら１７０〜４００kg／cm² ・Ｇ、０．３であれば
２００〜４５０kg／cm² ・Ｇ、０．３を越えて０．０３
位までならば２５０〜５００kg／cm² ・Ｇの加圧によっ
て混合・溶解は充分に行われる。 【００５５】一般に高密度ポリエチレンに限らずポリマ
ーの分子量が高くなれば、ポリマー溶解域の圧力を高く
する必要がある。従って、スクリュー押出機をはじめ、
特殊な機械的混合部、静的混合部等各装置の耐圧は充分
高くしておく必要がある。一般に耐圧強度は２００〜７
５０kg／cm² ・Ｇあることが好しい。従って、各フラン
ジ部及び圧力・温度等の検出端のシールには充分に留意
する必要がある。フランジ部のシールとしては金属中空
Ｏリング形が使い易い。又検出端のシールは金属接触形
が便利である。 【００５６】またスクリュー軸方向のシールは溶融した
ポリマーにて流体シールが行われる。従って、少くとも
スクリューのネジのピッチ数にて、１ピッチ前の位置に
おける圧力は溶剤注入部の圧力より高くなければならな
い。このために、溶剤注入部の空間体積は、押出機ホッ
パー側の部分の空間体積より大きくするとよい。即ち溝
深さで云えば深くすることである。この処置により溶剤
注入口の直前はポリマー溶解域の圧力よりも高くなる。
この圧力勾配によって溶剤は完全にシールされ、ホッパ
ー側に逆流、もしくは噴出することがない。 【００５７】溶剤注入部にてポリマーと溶剤は合流し、
引続いて特殊な機械混合部に流入する。この部分は、好
しい形態として、スクリュー軸と同一軸を形成してい
る。従って、回転数はスクリュー回転数と同一となる。
燃し、この機械混合部は大抵の場合ポンプ能力はなく、
混合攪拌機能が主となる。従って、ポンプ能力はスクリ
ュー押出機及び溶剤ポンプに負担される。スクリュー押
出機のポンプ能力はスクリューの計量化部にある。従っ
て、この部分の長さはポリマー溶解域の圧力が高くなる
に従って、長く取る必要がある。 【００５８】機械的混合部の温度は、スクリュー押出機
の温度よりも低く設定してよい。特にフラッシュ紡糸す
るポリマー／溶剤系は前述した様に高分子溶液論で云う
ＬＣＳＴ型溶液なので、低温・高圧型の溶解挙動を示す
ので、必要以上にこの部分の温度を高める必要はない。
ポリマー劣化防止の意味からも適正な温度が好しい。高
密度ポリエチレンの例では、１７０〜２２０℃であり、
より好しくは１８０〜２００℃である。 【００５９】この特殊機械混合部の長さ、形態は前述し
た様に種々あるが、混合能力の点からは長くした方がよ
い。また形態はタルメージ型、もしくはニーダー型、バ
リヤー型がよいが、この形態を採用し、特にその長さを
長くすると負荷が大きくなり、機械的発熱が大きくなる
傾向がある。この発熱を抑止するために、ピン型混合構
造に、その一部を変えてもよい。 【００６０】一般に、吐出量が大きくなる程、そしてポ
リマーの分子量が高くなる程、この部分の長さは大きく
することが好ましい。また多段に溶剤を添加する場合
は、この特殊機械混合部への溶剤添加が第１段目とな
る。この場合、溶剤添加量の配分を考慮する必要があ
る。一般に、ポリマーの分子量が大きくなる程、第１段
目の溶剤添加量を増加した方がよい。特に大きな障害が
生じなければ、各添加個所で使用される溶剤ポンプ形式
を同一とするために、等分配方式の溶剤添加がよい。 【００６１】高分子ポリエチレン／フロン−１１の系で
は、第１段目の添加量を全添加量の１０〜７０％にする
とよい。特殊な機械的混合部の次にギヤ−ポンプを設け
てもよい。このギヤ−ポンプの形態については、通常押
出成形に用いられているものでよい。特に注意を要する
のはギヤ−ポンプの軸シールである。この部分での混合
ポリマー溶液の粘度は３０〜５００ポイズ程度であっ
て、一般の流体に比較して粘度は高い。従って、通常の
グランドシールでも使用可能である。 【００６２】更に好適なシール方法としては、初期に溶
液を少し漏洩させるとよい。なぜならば、漏洩により軸
の間隙にポリマーが析出・充填され、このポリマーが潤
滑剤の働きをするからである。更にギヤ−ポンプの設置
により、以降の領域の圧力を、更に高めることが可能と
なり、溶解の程度を自由に制御出来る。特に特殊な機械
的混合部の圧力をギヤ−ポンプの回転数により、自在に
制御出来る。従って、この部分の圧力を高めて、より高
圧での溶解を実施でき、溶解を速めることが出来る。こ
れらの圧力の設定は、ポリマー・溶剤の種類、量に依っ
て変化するので試行錯誤法にて最適値を設定すればよ
い。 【００６３】引続いて二段目の静的混合部に至る。この
二段目の静的混合部の前に溶剤注入口を設けても設けな
くてもよいが、注入口を設けた方がより好ましい。この
溶剤注入口の構造については、前段からの混合ポリマー
溶液と新たに添加された溶剤とが配管の全断面に互って
均一に分布するように設計することが肝要である。 【００６４】なぜならば、静的混合体は層流混合となる
ので、混合する流体の粘度比が著しく異なる場合、溶剤
を集中添加すると混合が不充分となり、溶解が不完全と
なり、好ましくない結果を与える。このため全断面に均
一に分布するようにする。例えば、多孔板を用いて前段
からの混合ポリマー溶液をあたかも“そう麺”の如くに
溶剤中に吐出させるか、または多数の溶剤噴出口を配管
断面内に設ける等の工夫をすることが好ましい。 【００６５】静的混合素子は少くとも４０段は必要であ
り、このため静的混合素子１個当りの圧損は小さくて
も、全体としてはかなりの圧損となる。従って、各単位
毎にまとめて支持し、全段数を集積し出口側にて一括し
て支持する形式を避ける。このような対策を取らないと
最終段の所で座屈が生ずる場合がある。この静的混合素
子も含めて配管系の温度は、前段より低めてもよい。こ
の部分においてポリマー溶液の温度が定まるので、特に
障害が発生しない場合は低めた方が好しい。高密度ポリ
エチレンの例では１６０〜２００℃、好しくは１７０〜
１８０℃である。 【００６６】更に留意すべきは、最終混合部を出た所の
ポリマー溶液の圧力である。この部分の圧力は直接減圧
室の圧力に影響を及ぼし、直ちに紡糸状態を左右する。
この最終段混合部を出た所での圧力が著しく変動してい
るのは、まだポリマーが完全に溶剤に溶解していないこ
とを示す。従って、もし圧力変動巾が大きい場合は、更
に混合段数を増すか、溶剤添加段数を増す必要がある。 【００６７】一般に、混合最終段直後、減圧室直後の圧
力変動巾は５kg／cm² ・Ｇ以下が好ましく、更に好しく
は３kg／cm² ・Ｇ以下である。この混合最終段、液圧室
直前にフィルターを設けてもよい。このフィルターの形
式には多種あるが、濾過面積が大きく圧損の少ないもの
がよい。一般には、プリーツ型もしくはディスク型の面
濾過方式のものを用いるとよい。 【００６８】更に、混合領域も含めて配管系は可能な限
り滞留部が生じない構造とする。滞留を生ずる死角があ
ると劣化ポリマーが生じ、この劣化物が剥落してオリフ
ィスの孔に詰まる。これは非常に好しくない結果を生じ
る。更に、押出機系も含めてフランジ部、検出端部に狭
い間隙が生じないようにする。この部分にポリマー溶液
が入ると応力腐食を発生し、クラックが生じ、そこから
ポリマー溶液が噴出する場合がある。この腐食を防止す
るためには、耐食性の高い材質を用ればよい。 【００６９】引続いてフラッシュ紡糸部に至る。この部
分は減圧室オリフィス・減圧室及び紡口オリフィスから
なる。この部の形状・寸法等については従来公知の技術
に同じである。但し、オリフィス寸法については、ポリ
マー溶解域の圧力、減圧室の圧力を考慮して決定する。
更に、最終的に紡糸状態を決定するのは、減圧室圧力及
び温度である。この部分の圧力及び温度に関して云え
ば、高密度ポリエチレンの場合、４０kg／cm² ・Ｇ〜１
５０kg／cm² ・Ｇ及び１５０〜１９０℃である。この温
度・圧力の最適値は運転条件によって変化し、特にポリ
マー分子量の影響を強く受ける。基本的には、なんらか
の意味で、相分離の欠点が生ずることであり、従って、
運転条件と相分離状態を考慮して減圧室の条件を決定す
る。このためにポリマー／溶剤系の相図を測定すること
は必須の要件である。 【００７０】今までの説明は、主として高密度ポリエチ
レンを例として説明したが、ポリプロピレンについても
同じことが云える。即ち、ポリプロピレンについては、
前者に比してポリマーの融点が異なる。更にポリマー溶
解域の圧力が異なる。更にポリマーがより劣化し易い。
これらの点をポリプロピレンに適したものに設定すれ
ば、高密度ポリエチレンと同じ様にフラッシュ紡糸可能
である。 【００７１】ポリプロピレンにおいて用いられる分子量
は、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に準拠して温度２３０℃、荷重
２，１６０ｇにて測定したメルトフローレート（ＭＦ
Ｒ）にて表現すれば、２０（重量平均分子量、約１５
万）から０．３（重量平均分子量、約５０万）である。
より好しくは、メルトフローレートにて５（重量平均分
子量、約２４万）から０．５（重量平均分子量、約４５
万）である。 【００７２】ポリプロピレン／トリクロロフルオロメタ
ン（フロンＦ−１１）を例に云えば、ポリマー濃度は５
〜２０重量％より好しくは８〜１５重量％である。また
加熱・溶融温度は押出機部で２５０〜３００℃、特殊機
械混合部にて１９０〜２３０℃、静的混合部にて１８０
〜２２０℃、減圧室にて１９０〜２２０℃であり、ポリ
マー溶解域の圧力は１５０〜３００kg／cm² ・Ｇ、減圧
室の圧力は５０〜１５０kg／cm² ・Ｇである。 【００７３】更に、一般の可塑性ポリマーについても融
点等そのポリマー固有の特性を考慮しさえすれば、前述
の方法にて同様にフラッシュ紡糸出来る。また更に、各
ポリマー／溶剤系に添加剤が加わった場合、圧力・温度
は変化する。これらは相図を測定することにより、その
特性が分るので、それを考慮すれば、前述の方法にて同
様にフラッシュ紡糸出来る。 【００７４】以下に添付図面を参照して、本発明の実施
態様の例について説明する。図２は本発明の参考となる
フローチャートを示し、図３はこれあるいは本発明に使
用されるスクリュー押出機の内部を例示したものであ
る。即ち図２においては押出機１１、バレル１０及び溶
剤ポンプ１３、紡糸装置１４が設けられている。押出機
１１にてポリマーは溶融され、バレル１０内の溶融ポリ
マーにて封鎖されたポリマー溶解域に送られる。別置の
溶剤ポンプ１３より溶剤がポリマーの逆止弁を通して前
記ポリマー溶解域に送り込まれる。バレル内の回転する
スクリューにより溶剤とポリマーは混合・溶解され均一
なポリマー溶液となって紡出装置に送液される。この紡
出装置は減圧オリフィス、減圧室及び紡口オリフィス、
加熱装置からなり、こゝにおいて紡口オリフィスを通し
てポリマー溶液は低圧域に紡出され、連続した網状繊維
となる。 【００７５】もう少し詳しく押出機バレル内を見ると、
図３に示す様にバレル内にスクリュー１があり、このス
クリューは供給部６、圧縮部５、計量化部４，３，２か
らなっている。この計量化部を更に細かく見ると、計量
化部４は圧縮部５から来た溶融ポリマーにて充満されて
おり、溶剤はホッパー口７へ逆流することは出来ない。
又計量化部３は前部２及び後部４よりも溝深さが大きく
そのために計量化部に圧力の極小部を形成している。こ
のために、溶剤流入口８よりの溶剤は容易に押出機バレ
ル内に注入される。計量化前部４から来た溶融ポリマー
と流入口８から来た溶剤は計量化後部２にてスクリュー
が回転していることにより混合・溶解され、ポリマー溶
液となって１０から流出する。計量化部２，３，４はポ
リマー流量、溶剤流量により適宜最適化される。 【００７６】図４、図５は本発明に用いられる押出機の
好しい実施例である。図４は、本発明の実施に用いる押
出機、及びそのスクリューと共軸の特別な混合構造体
（混合ミキサー）の構造を示す。本装置は、ポリマーの
投入口２４からポリマーは供給され、駆動系２６の回転
によってスクリュー２１で溶融され、前方（図で右方）
に押出される。一方バレル２３に設置された溶剤注入口
２５より溶剤が添加され、混合構造体（ダルメージ形）
２２によって両者は混合され、混合物出口２７に到達す
る。 【００７７】図５は、図４とは異なる形状の混合構造体
（ダルメージ形及びピン形）２２′及び２２″を有する
場合の構造図である。本発明においては、ポリマー溶液
出口２７から出てくる混合物をそのまま紡出装置に導い
たり、或るいは、この後溶剤を更に添加して混合操作を
加えてから紡出装置に導き、網状繊維を得る。 【００７８】押出機スクリューの径は、製造する網状繊
維の生産量に応じて選定され、これと同一軸の構造体径
は、押出機のスクリュー径と同一であっても異なってい
てもよい。また構造体の長さはそれぞれの場合におい
て、必要混合程度や、滞留時間を加味したホールドアッ
プ体積から適宜任意に決定される。図６及び図７は本発
明の実施態様を示す概略のフローシートであり、符号１
１は押出機、１０はバレル、１２はこれと同一軸上にあ
る特殊混合部、１３は溶剤ポンプ、１４は紡出装置、１
５は静的混合素子からなる混合部を示す。 【００７９】図６は多段混合の例であり、即ちポリマー
は符号１２の特殊混合部にて混合・溶解したのち、更に
静的混合部、１５にて混合・溶解される。図７は多段に
溶剤を添加し、その都合混合・溶解させるプロセスを示
す。即ち第１段混合部１２に第１段溶剤ポンプ１３より
溶剤を添加混合・溶解し、更に第２段混合部１５にて第
２段ポンプ１３より溶剤を添加混合・溶解し所定のポリ
マー濃度のポリマー溶液を得るものである。 【００８０】 【実施例】以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明
する。また実施例中のフィラメント強度は、把握長５c
m、引張り速度１０cm／分の条件で、４回／cmのねじり
を与えたフィラメント試料で測定したものである。 参考例１ 図２に示すフローチャートに従って、図３に示す押出機
スクリューを用いる方法（Ａ₁ 法と云う）及び図５に示
す押出機スクリュー及び特殊混合構造体を用いる法（Ａ
₂ 法と云う）にてフラッシュ紡糸を行った。 【００８１】図２に示す押出機はバレル口径３５mmφで
あり、Ａ₁ 法に用いられたスクリューは、図３の符号を
用いて説明すると、符号６の供給部の長さ３１６mm（９
山）、溝深さ約５mm、符号５の圧縮部の長さ２４５mm
（７山）、符号４の前部計量化部の長さ１４０mm（４
山）、溝深さ１．６mm、符号３の溶剤添加部の長さ７０
mm（２山）、溝深さ３mm、符号２の後部計量化部（混合
・溶解部）の長さ１４０mm（４山）、溝深さ１．６mmの
寸法をもつ。この押出機の先端にスクリーン装置を装着
し、配管を介して紡糸装置を取り付けた。紡糸装置の減
圧室オリフィス口径、０．５mmφ、減圧室の容積約２c
c、紡口オリフィス口径、０．５mmφである。 【００８２】また押出機への溶剤の供給は、二連プラン
ジャーポンプを用いて、注入口８を介して行った。メル
トインデックス（ＭＩ）が５．０（重量平均分子量、約
９万）の高密度ポリエチレン（旭化成社製サンテックＪ
−２４０）とフロン−１１（トリクロロフルオロメタ
ン、ＣＣｌ₃ Ｆ）のポリマー濃度１１重量％のポリマー
溶液を用いて紡糸した。即ち押出機のバレル温度を２３
０℃として、スクリュー回転数を５０rpm にて、ポリマ
ー流量７７ｇ／分、溶剤流量６２３ｇ／分にて運転し
た。なお、押出機先端以降の配管及び紡糸装置の加熱温
度は１７５℃とし、且つ溶剤の加熱温度は１００℃であ
った。またこの時の紡糸直前の液温は１７５℃、最も重
要な減圧室の圧力は約４０kg／cm² ・Ｇであった。紡糸
状態は極めて安定しており、減圧室の圧力変動巾は４〜
５kg／cm² ・Ｇであった。得られた網状繊維の強度は
３．５ｇ／ｄであった。 【００８３】また押出機先端の圧力は約２００kg／cm²
・Ｇであったが、どこからも溶剤漏洩は生じなかった。
尚、フランジ部のシールは中空金属Ｏリングを用いた
が、全く溶液の漏洩は生じなかった。吐出量を更に上昇
させて、ポリマー流量１１０ｇ／分、溶剤流量８９０ｇ
／分までもって行くと、減圧室の圧力変動巾は極めて大
きくなり、その値も１０kg／cm² ・Ｇを越え、事実上安
定紡糸は困難となった。 【００８４】次にＡ₂ 法の紡糸を行った。用いた特別な
機械的混合部の形状は図５にモデル的に示す。各部分の
寸法を示すと、スクリュー寸法は位置部長さ／深さ＝３
１５mm／５mm、圧縮部長さ／深さ＝３１５mm／５→１６
mm、計量部長さ／深さ＝２４５mm／１．６mmである。ダ
ルメージ部の形状は多状ネジ構造にて、長さは２１０m
m、口径は約５０mmφ、用いたネジは１６条にて、半円
形状の溝をもち、溝深さ３．６mm（最大）、ねじれ角右
３５°である。更に、ピン混合部の形状は円筒ピンの多
列配列の構造体であり、長さ２８５mm、口径は約５０mm
φにて、ピン配置は８条１７列である。このピン混合部
はスクリューと同軸上の軸にピンを植えると同様に、バ
レル側にも同一形状のピンが同じ８条１７列で植えられ
ており、スクリューが回転すると回転ピンの間をスクリ
ューと同一軸上の可動ピンが動きポリマーと溶剤を混合
する。バレルと可動ピン軸との間隙は７mmである。 【００８５】Ａ₁ 法と全く同様な方法・条件にてフラッ
シュ紡糸した。総吐出量を１０００ｇ／分即ちポリマー
流量１１０ｇ／分、溶剤流量８９０ｇ／分、にしても極
めて安定して紡糸し、３．６ｇ／ｄの網状繊維を得た。
この時の減圧室の圧力は５５kg／cm² ・Ｇにて、圧力の
変動巾も４〜５kg／cm² ・Ｇであった。また押出機先端
の圧力は約２５０kg／cm² ・Ｇにて、どこからも溶剤漏
洩は生じなかった。 【００８６】実施例１ 図６に示す方法（Ｂ法）にてフラッシュ紡糸を行った。
即ち参考例１に記載したＡ₂ 法のスクリュー押出機の次
に配管を介して、図６の符号１５に相当する静的混合素
子からなる混合装置を設置した。用いた静的混合素子
は、スルザー社製ミキサーＳＭＸ型（呼び径１５mmφ）
で、形態は金属細片が井桁状に溶接されそれらが９０°
ずつ角度をずらせて連結されている。このものを５０段
用いた。 【００８７】紡糸方法としては、メルトインデックスが
１．２（重量平均分子量、約１４万）の高密度ポリエチ
レン（旭化成社製サンテックＢ−１６１）とフロン−１
１からなるポリマー溶液を用いた。またスクリュー押出
機の温度は２３０℃、Ａ₂ 法の特殊混合部の温度は２０
０℃、配管及び静的混合部の温度は１７５℃とし、ポリ
マー濃度は１１重量％とした。ポリマー流量７７ｇ／
分、溶剤流量６２３ｇ／分、総吐出量７００ｇ／分の条
件で紡糸し、紡糸直前の液晶は１７５℃、減圧室の圧力
は７０kg／cm² ・Ｇであった。紡糸状態は極めて安定し
ており、減圧室の圧力変動巾も２〜３kg／cm² ・Ｇであ
った。得られた網状繊維の強度は３．８ｇ／ｄであっ
た。 【００８８】実施例２ 図７に示す方法（Ｃ法）にてフラッシュ紡糸を行った。
即ち実施例１に記載した方法にて、押出機部先端と静的
混合部１５の間に溶剤注入口を設け、二連プランジャー
ポンプに連結した。従って、押出機にて溶解したポリマ
ーはポリマー溶解域に至る。この領域にプランジャーポ
ンプより溶剤が添加され特殊混合部１２にてポリマーと
溶剤は混合し、ポリマーが溶解する。更に、この混合溶
液は押出機先端より静的混合域に至る。この間途中で更
に溶剤が添加される。このポリマー／溶剤の混合溶液は
静的混合体に至り、混合・溶解に完全に均一なポリマー
溶液となって紡口から吐出される。 【００８９】メルトインデックスが０．８（重量平均分
子量、約１６万）の高密度ポリエチレン（旭化成社製サ
ンテックＳ−１６０）とフロン−１１からなるポリマー
濃度１１重量％のポリマー溶液を用いて紡糸を行った。
押出機の温度２７０℃、特殊混合部の温度２００℃、静
的混合部の温度１７５℃、紡糸部の温度１７５℃とし
た。また減圧室ノズル０．５mmφ、減圧室容積約２cc、
紡口ノズル０．５mmφとした。特殊混合部の圧力を２５
０kg／cm² ・Ｇ、静的混合部の圧力２００kg／cm ² ・Ｇ
として混合溶解させた。紡糸直前の液温は１７５℃、減
圧室の圧力は８０kg／cm² ・Ｇにて極めて安定して紡糸
出来た。減圧室の圧力変動巾は２〜３kg／cm² ・Ｇに
て、繊維形態良好な強度４．５ｇ／ｄの網状繊維を得
た。 【００９０】この時のポリマー流量は７７ｇ／分にて、
溶剤流量は６２３ｇ／分であり、溶剤の添加法として第
１段面の特殊混合部直前での添加量は７７ｇ／分とし、
第２段目の静的混合部直前には残りの溶剤流量５４６ｇ
／分を添加した。従って、第一段目にて５０wt％のポリ
マー濃度となり、第２段目にて１１wt％となる。 実施例３及び参考例２ 参考例１、実施例１及び２に記載したＡ₁ ，Ａ₂ ，Ｂ，
Ｃ法を用いて、それぞれ異なったメルトインデックスを
持つ高密度ポリエチレンとトリクロロフルオロメタン
（フロンＦ−１１）とを用いてフラッシュ紡糸を行っ
た。 【００９１】ポリマーの溶解状態は紡糸直前の圧力変
動、特に減圧室の圧力変動と対応している。即ちポリマ
ーの溶解が不完全なほど減圧室の圧力変動は大きくな
り、遂には紡糸不能となった。また紡糸可能であって
も、圧力変動巾が大きいと未溶解のポリマーが吐出され
ることになり、繊維はさゝくれ立ち、強度も低く使用出
来なかった。 【００９２】この溶解状態を表わす圧力変動巾を用いて
各法を比較し、表１に示した。ポリマーはすべて高密度
ポリエチレン（旭化成社製）であった。溶剤はフロン−
１１を用いた。又ポリマー濃度は１１重量％で、総吐出
量は１０００ｇ／分であった。紡糸条件及び装置は参考
例１、実施例１及び２のものを用いた。 【００９３】表１から明らかな様に、Ａ₁ 法からＡ
₂ 法、更にＢ法、Ｃ法へと行くに従って、より好ましい
紡糸方法であることが明確に示されている。 【００９４】 【表１】 【００９５】尚、本実施例での試作ポリマー（旭化成社
製、ＭＩ＝０．３１、重量平均分子量約２１万）を用い
て、Ｃ法にて紡糸した例の条件等を説明すると次のよう
になる。即ち押出機スクリュー部の温度３００℃、同軸
で連結する特殊混合部の温度２００℃、配管及び静的混
合部の温度は１７０℃であった。ポリマー溶解域の圧力
としては、特殊混合部において２５０kg／cm² ・Ｇ、静
的混合部において２００kg／cm² ・Ｇとなり、この圧力
を二区分して制御するために、特殊混合部の先に１回転
当りの押出し容積が３５ccのギヤ−ポンプを設置した。
この部分は２００℃に加熱した。また減圧室の圧力は１
１０kg／cm² ・Ｇ、減圧室の液温は１９０℃であった。
得られた網状繊維の強度は６．５ｇ／ｄであった。 【００９６】更に、いずれの紡糸例に於いてもフランジ
部等から漏洩は全く生じなかった。またギヤ−ポンプの
回転軸からは少量のポリマーを潤滑のため僅かずつ積極
的に漏洩させた。 【００９７】実施例４及び比較例１ 実施例１に示す装置にて、劣化し易いポリプロピレンの
紡糸を行った。即ちポリプロピレンＫ１０１４（チッソ
ポリプロ社製、メルトフローレートＭＦＲ＝３．５、重
量平均分子量＝約２８万）及びＫ１０１１（チッソポリ
プロ社製、ＭＦＲ＝０．７、重量平均分子量＝約４０
万）を用いポリマー濃度９重量％のトリクロロフルオロ
メタン溶液にて紡糸した。この時の溶液温度は２０５℃
であり、且つスクリュー回転数は９５rpm であった。こ
れにより形態良好な網状繊維を得た。 【００９８】また比較例１として容積５５０ccにて攪拌
器のついたオートクレーブを用いて同じポリプロピレン
のポリマー溶液を用いて紡糸した。液圧室オリフィス及
び減圧室、更に紡口オリフィスともに前記押出機法によ
るものと同一のものを用いて紡糸した。この時の攪拌器
の回転数は３００rpm で、溶解までに６０分を要した。
更に液温は２１０℃であった。これに対して前記押出機
では７〜８分であった。オートクレーブ紡糸法にても網
状繊維が得られた。 【００９９】この押出機法とオートクレーブ法の繊維の
分子量をＭＦＲにて測定した結果、表２に示す値を得
た。 【０１００】 【表２】 【０１０１】本発明が、オートクレーブ法に比してポリ
マーの劣化から著しく少ないことが分る。 【０１０２】実施例５ 図７に示されるプロセスで、高密度ポリエチレンから成
る網状繊維を得た。メルトインデックス（ＭＩ）が０．
３５（重量平均分子量、約２１万）の高密度ポリエチレ
ン（旭化成工業社製サンテックＨＤ：Ｂ８７１）のチッ
プを押出機で連続して溶融押出を行い、一方、溶剤とし
てトリクロロフルオロメタンを定量ポンプで加えて、押
出機と共軸の特殊混合部にて混合した。この時用いた押
出機及び混合部の構造は第５図に示される如きものであ
り、スクリュー部、ダルメージ部、及びピン部を有する
スクリューで、それぞれの長さは、７００mm，２１０m
m，２５０mmであり、そして対応するバレル内径は、３
５mmφ，５０mmφ，５０mmφであった。そして、ダルメ
ージ部の前のバレルに溶剤注入口が付けられていた。 【０１０３】スクリュー回転数４６rpm におけるポリマ
ー供給量は７４ｇ／分であり、ミキサー部に注入される
溶剤量は２４０ｇ／分であった。この混合物を、更に添
加される溶剤３６０ｇ／分と共に静的混合部に導入し、
所定のポリマー濃度の溶液とした。この時、静的混合素
子として、スルザー社製ミキサーＳＭＸ製（呼び径１５
mm）を５０段としたものを用いた。 【０１０４】この液を紡出させるに際し、０．５mmφ
（Ｌ／Ｄ＝１０）の減圧オリフィス、約２ccの減圧室、
０．５mmφ（Ｌ／Ｄ＝１）の紡糸ノズルからなる紡口ア
センブリーを用いた。吐出状態は極めて安定しており、
得られた網状繊維の引張り強度は、５．９ｇ／ｄであっ
た。 【０１０５】実施例６ 実施例５と同様の操作をポリプロピレンについて実施し
た例を示す。メルトフローレイト（ＭＦＲ）が０．７
（重量平均分子量、約４０万）のポリプロピレン（チッ
ソ社製Ｋ１０１１）を用い、溶剤としてトリクロロフル
オロメタンを用いた。 【０１０６】この場合、押出機及び特殊混合部の構造は
図４に示される如きものを用いた。即ち、スクリュー部
と特殊混合部（ダルメージ）部を有し、それぞれの長さ
は７００mm，３００mmで、バレル内径はいずれも３５mm
φである。そして、この実施例では静的混合素子として
東レ社製ハイミキサー（呼び径２５mm）を４０段とした
ものを用いた。 【０１０７】実施例５と同様の操作で、ポリマー９０ｇ
／分と溶剤３００ｇ／分を押出機と共軸のミキサーで混
合（スクリュー回転数５６rpm ）し、更に溶剤６００ｇ
／分を添加して、静的ミキサーで混合した。そして、実
施例５で用いたと同じ紡出装置から紡出して網状繊維を
得た。吐出状態は極めて安定しており、フィブリル化の
形態が揃っている強度３．８ｇ／ｄの連続網状繊維であ
った。 【０１０８】なお、この実施例における各部分の濃度と
圧力条件を表３に示す。 【０１０９】 【表３】 【０１１０】実施例７〜１０ 実施例６の運転条件で、総溶剤量を一定にし、添加する
割合を種々変化させて紡出した結果を表４に示す。 【０１１１】 【表４】 【０１１２】実施例１１ 図６に示されるプロセスで、ポリマー／溶剤系は実施例
６と同一とした。この場合押出機及び特殊混合部の構造
は図５に示される如きものを用いた。即ちスクリュー
部、ダルメージ部、ピン部を有し、それぞれの長さは７
００mm，２１０mm，２５０mmでありそして対応するバレ
ル内径を３５mmφ，５０mmφ，５０mmφとし、ピン部の
バレルにもピンを打ち込んだものを用いた。 【０１１３】静的混合素子として、スルザー社製ミキサ
ーＳＭＸ型（呼び径１５mm）を５０段、さらに東レ社製
ハイミキサー（呼び径２５mm）を２０段加え、紡出装置
は実施例２と同一のものを用いた。この場合、ポリマー
９０ｇ／分で押出機スクリューと同一軸のミキサーへの
溶剤注入量を９００ｇ／分として運転したところ減圧室
の圧力変動巾が１〜２kg／cdで吐出状態は安定してい
た。糸の形態はほぼ揃っており、強度は３．１ｇ／ｄで
あった。この時の各部分の温度と圧条件を表５に示す。 【０１１４】 【表５】【０１１５】比較例２ 実施例１１の条件下で、本発明の押出しスクリューと同
一軸のミキサーのみを、従来公知の独立駆動のスクリュ
ーミキサーに代えた図８のプロセスを実施した。３５mm
φの押出機を用いて溶融ポリマーをスクリューミキサー
に導入し、一方溶剤を全量スクリューミキサーに導入し
た。このスクリューミキサーは注入口を二ヶ有する一軸
の混練用ミキサーで３５mmφのバレル側に突起を有しス
クリューフライトに切り欠きを有するものであった。実
施例７と同じ静的ミキサー、紡出装置を用いたが、この
例ではスクリューミキサーのグランド部からの漏れが発
生し、紡糸が不能であった。 【０１１６】 【発明の効果】本発明に示された紡糸方法及びプロセス
を採用することにより、極めて安全にフラッシュ紡糸さ
れた高強力な網状繊維の製造が可能になる。即ち高分子
量ポリマーを用いた紡糸が可能となる他、高圧での溶液
作成が可能になる、装置のコンパクト化、攪拌シール部
からの漏れによる工程トラブルの解消、紡糸系の圧力の
安定化等極めて大きな効果がもたらされる。 【０１１７】そして、混合効率が増加すること及び高圧
での溶解が可能となるため、滞留時間が短かくてよく、
ポリマーの劣化や溶剤の分解が抑制され、製品の安定化
や溶剤回収コストの低減にも効果を及ぼす。得られた網
状繊維は、その優れた強度、白度、網状構造及び高い比
表面積を利用して不織布にしたり、繊維のまま使用する
ことによっても各種の用途に展開可能である。

【図面の簡単な説明】 【図１】図１は、高密度ポリエチレン（ＭＩ＝１，２、
重量平均分子量１４万、旭化成サンテックＢ−１６１と
トリクロロフルオロメタンからポリマー溶液の相図であ
る。 【図２】図２は、参考方法のフローシートを示す。 【図３】図３は、本発明において使用される押出機のス
クリュー及び特殊混合構造の一つの例を示す概略図であ
る。 【図４】図４は、本発明において使用される押出機のス
クリュー及び特殊混合構造の他の例を示す概略図であ
る。 【図５】図５は、本発明において使用される押出機のス
クリュー及び特殊混合構造の更に他の例を示す概略図を
示す。 【図６】図６は、本発明の１実施態様であるフラッシュ
紡糸方法のフローシートである。 【図７】図７は、本発明の他の実施態様であるフラッシ
ュ紡糸方法のフローシートである。 【図８】図８は、本発明と比較のために従来のスクリュ
ーミキサーを用いたフラッシュ紡糸フローシートを示
す。 【符号の説明】 １，２１…スクリュー ２，３，４…計量化部 ５…圧縮部 ６…供給部 ７，２４…ホッパーの投入口 ８，２５…溶剤流入口 １０，２７…ポリマー混合液出口 ２２，２２′，２２″…混合構造体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D01D 5/11 D01F 6/46

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．フラッシュ紡糸法によって、熱可塑性ポリマーから
   なる網状繊維を製造する方法において、加熱されたスク
   リュー押出機を用いて、溶融しつつポリマーを連続的に
   ポリマー溶解域へ供給し、溶解域の入口を連続的に供給
   される溶融ポリマーで封鎖しつつ、ポリマー溶解域に溶
   剤を連続して添加し、該スクリュー押出機内のスクリュ
   ーに連続する機械的混合領域と、静的混合素子からなる
   静的混合領域とを用いて、加圧下で両者を混合・溶解し
   て、５〜２０wt％のポリマー濃度を有するポリマー溶液
   を製造し、溶解域の出口に設けられたノズルからポリマ
   ー溶液を低圧域に連続的に吐出することを特徴とするフ
   ラッシュ紡糸法による網状繊維の連続的な製造方法。 ２．全ての溶剤が溶融ポリマーで封鎖された直後にポリ
   マー溶解域に添加されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の網状繊維の連続的な製造方法。 ３．ポリマー溶解域への溶剤の添加が多段階であり、溶
   剤の添加の都度、ポリマーと混合・溶解し、順次ポリマ
   ー濃度を低下させることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の網状繊維の連続的な製造方法。 ４．ポリマー溶解域への溶剤の添加が多段階であり、少
   なくとも溶剤の第１段階の添加でスクリュー押出機内の
   スクリューに連続した機械的混合領域にて混合・溶解が
   行われ、第２段階以降の少なくとも１つの溶剤添加で静
   的混合素子からなる静的混合領域にて混合・溶解が行わ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第３項
   記載の網状繊維の連続的な製造方法。