JPH02307518A - 流体混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液体あるいは粉粒体等の流体（以下、流体と略
称する）を混合もしくは混練する装置、特に合成繊維製
造工程において溶融ポリマーに他の流体を注入し、ある
いは性質の異なるポリマーを合流して混合、混練する装
置に関する。

（従来技術） 近年、合成繊維等の製造においては溶融ポリマーに成分
あるいは性質の異る流体を注入または添加し、これを混
練した後紡糸を行うということが盛んに試みられ、その
技術の向上には著しいものがみちれる。

しかし、このような混練紡糸装置においては一最にベー
スとなる溶融ポリマーの粘度が数百〜数千ボイズと高く
装置内を層流をなして流れるため、成分の異なる流体を
注入または添加してもこれらを十分に混練することは難
しい。

そのため流路内にゲニツクスミキサー、スルー、ザミキ
サー等に代表される静止型混合器を配設し、これらの流
体を混練させている。こうした静止型混合器は通常は溶
融ポリマー配管内に配設するものの、溶融ポリマー配管
の末端に接続する紡糸パック内に設けることも多くなっ
ている（例えば実公昭５５−２０７７１号公報、実開昭
６１−６４１６５号公報）。

しかし、これらはいずれも静止型混合器が流路に直線状
にあるいは直列状に配置されたものであり、流れに対す
る横断面方向の分割および混合については効果があるも
のの、流れの縦方向に対しては機械的混練機構はなく殆
ど効果がない。

溶融ポリマーに添加剤として液体を定量的に注入し該液
体と溶融ポリマーを混練後に紡糸する場合、通常ギアポ
ンプ又は往復動ポンプ等の定量ポンプが使用されるが、
添加液は高粘度のものが多くギア回転数やピストン往復
動サイクルを低くするため、狭義には不連続な注入とな
る問題がある。

更に添加剤としての液体には各種成分が一般に含有され
ているが、該成分は液体中にマクロには均一分布してい
るもののミクロには必ずしも均一でないことも多く、少
量注入の場合瞬時的にみれば均一の成分の注入は難しく
、すなわち溶融ポリマー流の縦方向について成分斑を発
生せしめる。

添加剤を含んだ溶融ポリマー流は前記のように流路に直
線状あるいは直列状に配置された静止型混合器により混
練された後紡糸されるが、流れに対する横断面方向の分
割、混練はなされるものの流れの縦方向に対しては効果
がなく、前記の成分斑は糸条にそのまま反映され均質な
糸条を得ることが難しいと言う問題があった。

（発明の目的） 本発明はこのような従来の問題を解決するなめになされ
たものであり、特別な機械的攪拌手段を要せずコンパク
トで効率のよい混合装置を提供することを目的とするも
のである。

（発明の構成） すなわち、本発明は２以上配列された時定数の異なる静
止型混合器の入口および出口の流路を各々一つに集合し
共通の導入路ならびに導出路に形成する前記２以上の静
止型混合器を並列回路的に配置して構成される混合ユニ
ットを−っの流路に直列に複数個配設したことを特徴と
する粉粒体混合装置である。

以下、本発明をの実施例により具体的に説明する。

（実施例） 第１図は本発明の″実施例を示す断面図、第２図は第１
図のＸ−Ｘ線矢視図、第３図は第１図の混合ユニット部
の拡大断面図であり、合成繊維製造設備の混練紡糸装置
にに適用したものである。

図において、溶融紡糸パック１は順次上から上板２、混
合板３、下板４、濾過板５、口金板６を含んで構成され
ており、上板２の中心位置には溶融ポリマーの導入管２
が突設されている。

混合板３は上板２と下板４の間に位置し、該混合板３に
はその垂直方向く上下方向）に出入口が向くように流路
に対して並列に２種類の時定数の異なる静止型混合器１
１．１２を１組とする混合ユニット１０が複数個直列に
挿着されている。

混合板３を挟む上板２と下板４にはそれぞれ混合ユニッ
ト１０もしくは混合器１１．１２間を連結する連通７１
２１および４１が刻設されている。

この連結７１１２１．４１は組をなす２つの混合器１１
．１２の入口１３と出口１４をそれぞれ１つに集合して
共通した流路を形成するように設けられている。

上板２の場合は導入管２２に連なる中心部の導孔２３と
最初の混合ユニット１０−１とを連結する連通溝２１が
底面に刻設され、次に第２の混合ユニット１０−２と第
３の混合ユニット１０−３を連結する連通溝２１が底面
に刻設され、以下同様にして第ｎ−１の混合ユニットＪ
、０−ｎ−１と第ｎの混合ユニット１０−ｎを連結する
連通溝２１がそれぞれ底面に刻設されいる。

この上板２の連通溝２１に対応して下板４には混合ユニ
ット１０の出自１４と次の混合ユニットの入口１３を結
ぶ連通溝４１がその上面に前記と同様に刻設され、最終
の混合ユニット１０−ｎの出口１４は連通溝４１を介し
て中心部に穿孔した出口導孔４２と連結している。

尚、この例では混合ユニット１０を円周方向にしたが、
第４図のように径方向あるいはその他の方向に配しても
よく、混合ユニットは３以上の静止型混合器を組として
構成しても、また混合ユニット間に１または２以上の静
止型混合器を設けてもよい。

またその組込みは第１図に示すように縦方向に限らず横
方向等任意の向きに配することが可能である。これら混
合ユニットあるいは静止型混合器は単列に限らず複列に
配列することも可能である。

下板４の底面中央部は出口導孔４２に連なる円錐状に広
がる分散孔４３が形成されている。下板４と対面する濾
過板５には分散孔４３に対応して濾過層５１が形成され
ると共に、該濾過層５１の下方位置は多数の分配孔５２
が穿設されており、この濾過板５に連設して吐出孔６１
を有する口金板６が配されている。

尚、連通７１１２１．４１はそれぞれ上板２と下板４に
刻設したが、混合板に一部又は全部を設けるようにする
ことも可能である。

このように、本発明では２種類の時定数の異なる静止型
混合器を出入口を共通して並列的に配した混合ユニット
を複数組直列に配設し、これらを通過する流体の流量、
流速が異なるごとくされている。

ここで、導入管２２から導孔２３を経て最初の連通溝２
１に入った流体（ポリマー）は混合ユニットを通過する
際に、先ずその入口部で２分割され各々の混合器内で位
相を変えた後に出口部で合流し、次の混合ユニットに進
み再度分割、位相変換、合流を繰り返す、このため、流
体は流路に対する流れの横断面方向に対して分割および
混合を縁り返し混練されることは言うまでもないが、更
に混合ユニットを構成する静止型混合器の時定数を変え
ているため混合ユニットの入口部で２つの混合器に同時
に流入した流体はその出口部を通過するときには時間差
を生じ、結果的には一連の混合ユニットを通過する間に
流路に対する流れ方向（縦方向）に対しても混練される
ことになる。

この場合、本実施例では第２〜３図に示すように混合器
１１ｋ、１２ｋ（ｋ＝１〜ｎ）の順に配置せしめ、混合
器１１−ｋを通過した流体は次の混合ユニットで主とし
て混合器１２に＋１を、混合器１２ｋを通過した流体は
混合器１１に＋１を流れるごとくされている。

一方、混合器１１と１２では時定数が異なり単位時間当
りの流量を変えているため混合器１１ｋ（又は１２ｋ）
を通過した流体はその一部が次の混合ユニットでは混合
器１１に＋１（又は１２に＋１）を流れ、混合器１２ｋ
（又は１１ｋ）を通過した経時的に異なる流体と一緒に
なって混合器１１に＋１＜又は１２に＋１）に流入し、
これを繰り返すため流れ方向（縦方向）に対しても効率
よく混練されることになる。

また、混合器１１．１２のひねり配列あるいは時定数を
変えたり、混合ユニット間の一つの流路内に更に混合器
を配設するなどの措置を取ることにより混線形態を変え
、一層効率のよいものとすることも可能である。このよ
うにして混練された流体は濾過板５を経由した後口金板
６より成分斑の少ない均質な糸条を紡出する。

以上は混合ユニットを構成する静的混合器を２種類で説
明したが、複数種のミキシング機能を有するものであれ
ばこれに限定されるものではない。

また、混合ユニットは紡糸パックに接続する溶融ポリマ
ー配管に内蔵させてもよく、更に注入流体の注入口は混
合ユニットを内蔵する混練装置の上流位置であれば適宜
法めればよく、その工程、場所め如何に限定されること
はない。

次に本発明を更に具体的に説明すると、流量３００ｇ／
醜ｉｎ流れる溶融ポリマーに６ｇ／ｗｉｎの有色異稽を
０．６ＣＣ／ｒｅＶのギヤポンプで注入し、混練、紡糸
後１０００デニール／６８フィラメントの糸条を得た。

混合装置は紡糸パックに接続する溶融ポリマー配管に静
止型混合器としてケニツクス型（１６’）を１５エレメ
〉′ト、３０エレメントの２機種使用しな。

混練性は得られな糸条を編物にしてその色相（Ｌ値）で
評価した。しかし何れもバラツキが多く満足できるもの
ではなかっな。

次にこれら混合器を紡糸バック内に流路に直列に１５エ
レメント、３０エレメント組み込んで、同様のテストを
おこなってみなが、有意差は殆どみられなかった。

そこで、第１図に示す本発明に係る混合装置を組み込ん
だ紡糸パックを使用して同様にしてテストを行った。混
合器１１としてゲニックス型（１６−）を、混合器１２
としてスルーザ型（１６φ）とし、これらを並列に配置
した混合ユニットを１５組組み込んだものを使用した。

これらの結果を第１表に示す。

第１表 第１表から明らかなようにＬ値のバラツキについて願著
な改善効果があることが確認される。

（発明の効果） 以上に説明の如く、本発明によれば簡易かつコンパクト
な装置で流れ方向に対して横断面方向のみならず縦方向
に対しても連続的な混合が行われ、均一に分散した斑の
ない混合、混練が迅速かつ安定して行われることが可能
となり、特に溶融ポリマーのような高粘性液と液状添加
剤の混線がきわめて効率的に実施でき、その効果は非常
に大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は第１図
のＸ−Ｘ線矢視図、第３図は第１図の混合ユニット部の
拡大断面図、第ｔ！、図は他の実施例を示す説明図であ
る。 ２・・・・・・上板、 ３−・・・・・混合板、 ４・・・・・・下板、 ｌＯ・・・・・・混合ユニット、 １１．１２・・・・・・静止型混合器、２１．４１・・
・・・・連通溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２以上配列された時定数の異なる静止型混合器の入口お
   よび出口の流路を各々一つに集合し共通の導入路ならび
   に導出路に形成する前記２以上の静止型混合器を並列回
   路的に配置して構成される混合ユニットを一つの流路に
   直列に複数個配設したことを特徴とする流体混合装置