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特開2022-119216アクリル繊維の製造のための統合及び改善されたプロセス
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022119216
(43)【公開日】2022-08-16
(54)【発明の名称】アクリル繊維の製造のための統合及び改善されたプロセス
(51)【国際特許分類】
D01F 6/18 20060101AFI20220808BHJP
C08F 220/42 20060101ALI20220808BHJP
C08F 4/40 20060101ALI20220808BHJP
C08F 2/18 20060101ALI20220808BHJP
【ＦＩ】
D01F6/18 E
C08F220/42
C08F4/40
C08F2/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022015770
(22)【出願日】2022-02-03
(31)【優先権主張番号】102021000002324
(32)【優先日】2021-02-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(71)【出願人】
【識別番号】518090672
【氏名又は名称】モンテフィブレ マエ テクノロジーズ エス．アール．エル．
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】フランコ フランカランチ
(72)【発明者】
【氏名】ルカ ベラルディ
(72)【発明者】
【氏名】ヴィットーリア ブローニ
【テーマコード（参考）】
4J011
4J015
4J100
4L035
【Ｆターム（参考）】
4J011AA05
4J011JB08
4J011JB11
4J011JB12
4J011JB14
4J011JB26
4J015CA02
4J100AB07Q
4J100AG04Q
4J100AJ02Q
4J100AJ08Q
4J100AL03Q
4J100AM02P
4J100AM15Q
4J100BA56Q
4J100CA04
4J100DA01
4J100JA11
4L035AA04
4L035AA06
4L035BB03
4L035BB04
4L035BB07
4L035BB15
4L035FF01
4L035GG02
4L035GG04
4L035HH01
(57)【要約】 （修正有）
【課題】アクリル繊維の製造のための統合及び改善されたプロセスを提供する。
【解決手段】本発明は、アクリロニトリルから開始するポリマー、又は主にアクリロニトリル（ポリマーの総重量に対して９０重量％～９９重量％）とポリマーの総重量に対して通常１重量％～１０重量％の量の１種類又は複数種類のその他のコモノマーとから構成されるコポリマーの調製を提供する、アクリル繊維の製造のためのプロセスである。
【選択図】なし
【解決手段】本発明は、アクリロニトリルから開始するポリマー、又は主にアクリロニトリル（ポリマーの総重量に対して９０重量％～９９重量％）とポリマーの総重量に対して通常１重量％～１０重量％の量の１種類又は複数種類のその他のコモノマーとから構成されるコポリマーの調製を提供する、アクリル繊維の製造のためのプロセスである。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ｉ）水性懸濁液中でコモノマーを、前記水性懸濁液の総重量に対して３重量％～２５重量％、好ましくは５重量％～１０重量％の量の溶媒の存在下で重合するステップであって、ここで、前記溶媒は、以下のステップｉｉ）～ｖｉ）において使用される溶媒と同じ溶媒であり、前記水性懸濁液を構成する水は、紡糸ステップの最後の洗浄ステップからの再利用水を、前記水性懸濁液の水の総重量に対して１０重量％～４０重量％、好ましくは２０重量％～３０重量％の量で含み、重合反応は、触媒量の硫酸鉄の存在下で酸化還元過硫酸アンモニウム／重亜硫酸アンモニウムのペアにより触媒され、続いて、未反応のモノマーの除去、前記水性懸濁液の濾過及び洗浄により、ポリマーと痕跡量の溶媒を含む水とを４０／６０～６０／４０の重量比で含む濾過ケーキを得る、前記ステップ、
ｉｉ）ステップｉ）で得られた第一の濾過ケーキを、前記ケーキの重量の２倍～１０倍の重量比の溶媒／水混合液中又は純溶媒中で、好ましくは７℃以下の温度で５分間～１５分間、撹拌下で、分散するステップ、
ｉｉｉ）ポリマー分散物の固体相／液体相を濾過又は遠心分離により分離し、ポリマー、及び溶媒と水の重量比が６０／４０～８５／１５である溶媒／水混合液を含む第二のケーキを得るステップ、
ｉｖ）ステップｉｉｉ）で得られた前記第二のケーキを、前記ケーキ中のポリマーの重量の２倍～１０倍の重量比のステップｉｉ）と同じ溶媒又は水／溶媒混合液中で、室温又は室温より低い温度で５分間～２０分間再分散して、溶媒／ポリマーの重量比が９０/１０～７０/３０である均質な分散物又は「スラリー」を得るステップ、
ｖ）ステップｉｖ）で得られた前記均質な分散物又はスラリーを、好ましくは前記スラリーを熱交換器を通過させることにより、前記ポリマーが完全に溶解するまで加熱して均質な紡糸溶液を得るステップ、
ｖｉ）ステップｖ）の最後に得られた前記均質な紡糸溶液を前記紡糸ステップに供給するステップ
を含む、アクリル繊維の製造のための統合及び改善されたプロセス。
ｉｉ）ステップｉ）で得られた第一の濾過ケーキを、前記ケーキの重量の２倍～１０倍の重量比の溶媒／水混合液中又は純溶媒中で、好ましくは７℃以下の温度で５分間～１５分間、撹拌下で、分散するステップ、
ｉｉｉ）ポリマー分散物の固体相／液体相を濾過又は遠心分離により分離し、ポリマー、及び溶媒と水の重量比が６０／４０～８５／１５である溶媒／水混合液を含む第二のケーキを得るステップ、
ｉｖ）ステップｉｉｉ）で得られた前記第二のケーキを、前記ケーキ中のポリマーの重量の２倍～１０倍の重量比のステップｉｉ）と同じ溶媒又は水／溶媒混合液中で、室温又は室温より低い温度で５分間～２０分間再分散して、溶媒／ポリマーの重量比が９０/１０～７０/３０である均質な分散物又は「スラリー」を得るステップ、
ｖ）ステップｉｖ）で得られた前記均質な分散物又はスラリーを、好ましくは前記スラリーを熱交換器を通過させることにより、前記ポリマーが完全に溶解するまで加熱して均質な紡糸溶液を得るステップ、
ｖｉ）ステップｖ）の最後に得られた前記均質な紡糸溶液を前記紡糸ステップに供給するステップ
を含む、アクリル繊維の製造のための統合及び改善されたプロセス。
【請求項2】
前記紡糸ステップが、湿式紡糸プロセス又は乾式ジェット湿式紡糸プロセスにより行われ、ここで、水と溶媒の混合液から構成される凝固浴槽中での凝固ステップの後、得られたフィラメントの束は、初期長の約８倍～１２倍の長さまで、好ましくは９倍～１０倍の長さまで伸張され、続いて洗浄され、次いで、水による最終洗浄段階に供されて残存する痕跡量の溶媒が除去され、洗浄水は０．５重量％未満の量の溶媒を含み、次いで、ステップｉ）の再利用水として再び供給される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項3】
重合ステップｉ）は、例えばナトリウム塩又はアンモニウム塩の形態のＥＤＴＡなどの鉄封鎖剤の添加により終了され、続いて、前記水性懸濁液は、未反応モノマーの除去、前記水性懸濁液の濾過及びその洗浄のステップに供され、ポリマーと痕跡量の溶媒を含む水とを、４５／５５～５５／４５の重量比で、好ましくは１：１以上の重量比で含む濾過ケーキを得る、請求項１～２のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項4】
ステップｉ）～ｖｉ）及び前記紡糸ステップにおいて、前記溶媒は同じであり、好ましくは、前記溶媒はジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、又はジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）から選択される、請求項１～３のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項5】
ステップｉｉ）において、前記温度が０℃未満である、請求項１～４のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項6】
ステップｉｉ）の溶媒／水混合液中の水の量が、前記混合液の総重量に対して０重量％～２０重量％の範囲で変動する、請求項１～５のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項7】
ステップｉｖ）において、前記温度が７℃である、請求項１～６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項8】
均質な紡糸可能なポリマー溶液が、前記紡糸溶液の総重量に対して１２重量％～２２重量％のポリマー含有量をである、請求項１～７のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項9】
ステップｉｉｉ）及びステップｉｖ）において、水溶性添加剤が添加され、前記水溶性添加剤は、好ましくはアンモニア、第１級アミン、第２級アミン、第４級アンモニウム塩、前記ポリマーのイオン性末端基を塩化可能な銅又は銀などの金属イオンの塩、又は前記ポリマー溶液のレオロジーを改善するための水溶性ポリマーなどから選択される、請求項１～８のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項10】
前記ポリマーが高分子量ポリマーであり、高分子量が８０，０００Ｄａ～２００，０００Ｄａであるか、又は前記ポリマーが中分子量ポリマーであり、中分子量が４０，０００Ｄａ～５５，０００Ｄａである、請求項１～９のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項11】
アクリロニトリルコポリマーが、前記コポリマーの総重量に対して９０重量％～９９重量％の量のアクリロニトリルと、前記コポリマーの総重量に対して１重量％～１０重量％の量の１種類又は複数種類のコモノマーと、からなる請求項１～１０のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項12】
前記コモノマーが、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ビニルアセテート、アクリルアミドなどの中性ビニル化合物、アクリル酸、イタコン酸、スルホン化スチレン、などの１又は複数の酸性基を有する化合物、例えばビニルピリジンなど、前記ポリマーに種々の化学的物理的特徴を付与可能な化合物から選択される、請求項１０に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アクリル繊維の製造のための統合及び改善されたプロセス、具体的には、コモノマーから開始され、紡糸ステップに至り、最終的な繊維が得られるプロセスに関する。
【0002】
より具体的には、本発明は、アクリロニトリルから開始するポリマー、又は主にアクリロニトリル（ポリマーの総重量に対して９０重量％～９９重量％）とポリマーの総重量に対して通常１重量％～１０重量％の量の１種類又は複数種類のその他のコモノマーとから構成されるコポリマーの調製を提供する、アクリル繊維の製造に関する分野の範囲内にある。
【0003】
好ましいコモノマーは、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ビニルアセテート、アクリルアミド、及び類似体などの中性ビニル分子、又はアクリル酸、イタコン酸、スルホン化スチレン、及び類似体などの１又は複数の酸性基を有する分子、又は、例えば、材料をアニオン性染料で染色可能にするビニルピリジンなど、得られるポリマーに種々の化学的物理的特徴を付与可能なその他のコモノマーである。
【0004】
調製されたポリマー又はコポリマーは、次に紡糸に供されて、繊維製品的利用及び工業的利用の両方のための異なる加工技術を用いたその後の製品化に適した、トウの状態で回収される繊維が製造される。
【0005】
特定の種類のアクリル繊維は、炭素繊維のための繊維「前駆体」である。これらは、アクリロニトリルと上記に記載されるものから選択され、ポリマーの総重量に対して通常１重量％～５重量％の量である１種類又は複数種類のコモノマーとの高分子量コポリマーである。次に、ポリアクリロニトリルをベースとした繊維「前駆体」の適切な加熱処理により、炭素繊維が得られる。
【0006】
種々の重合方法及び紡糸方法を用いるアクリル繊維の調製のための多様な産業プロセスが存在する。
【0007】
先行技術は、以下のように分類及び体系化され得る。
【0008】
Ａ．非連続的プロセス（２ステップ）
２ステップ非連続的プロセスにおいては、ポリマーは、通常、水性懸濁液中で製造され、単離され、続いて、紡糸される適切な溶媒中に溶解され、繊維又は炭素繊維の場合は繊維前駆体に変換される。紡糸溶液の調製のために最も一般的に用いられる溶媒は、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、チオシアン酸ナトリウム（ＮａＳＣＮ）の水溶液、及び特許ＥＰ２８９４２４３Ｂ１に最近記載されるようなジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）と各種量の水との混合液である。
２ステップ非連続的プロセスにおいては、ポリマーは、通常、水性懸濁液中で製造され、単離され、続いて、紡糸される適切な溶媒中に溶解され、繊維又は炭素繊維の場合は繊維前駆体に変換される。紡糸溶液の調製のために最も一般的に用いられる溶媒は、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、チオシアン酸ナトリウム（ＮａＳＣＮ）の水溶液、及び特許ＥＰ２８９４２４３Ｂ１に最近記載されるようなジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）と各種量の水との混合液である。
【0009】
Ｂ．連続的プロセス（１ステップ）
一方、連続的プロセスにおいては、重合は溶媒中で行われ、得られた溶液が、ポリマーの中間単離を伴わずに紡糸に直接使用される。これらのプロセスに最も一般的に用いられる溶媒は、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）の水溶液、及びチオシアン酸ナトリウム（ＮａＳＣＮ）の水溶液である。
一方、連続的プロセスにおいては、重合は溶媒中で行われ、得られた溶液が、ポリマーの中間単離を伴わずに紡糸に直接使用される。これらのプロセスに最も一般的に用いられる溶媒は、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）の水溶液、及びチオシアン酸ナトリウム（ＮａＳＣＮ）の水溶液である。
【0010】
非連続的プロセスは、管理的観点から重要な利点を有する。重合及び紡糸の２つのステップは、実際に独立しており、紡糸ステップの前に、洗浄および濾過により痕跡量の不純物及び未反応のモノマーをポリマーから容易に分離することができる。
【0011】
結果的としてこの種類のプロセスはアクリル繊維の製造の産業的実施においてより広く用いられており、炭素繊維の前駆体製造プロセスのかなりのシェアを示す。
【0012】
産業的に、非連続的プロセスにより、ベルト乾燥機又流動床乾燥機により実施される、水性懸濁液中での重合により得られたポリマーの乾燥ステップが提供される。次に、粉末状のポリマーはサイロに輸送され、そこで使用の時点まで保管される。紡糸溶液（ドープ）を調製するため、次に、粉末ポリマーは、塊及びゲルを含まない溶液を得るのに適した手段により、溶液と十分に混合される。濾過後、ドープは最終的に紡糸機に送られる。先行技術による上記のプロセスは、図１に図式的に記載される。
【0013】
しかしながら、繊維調製プロセスは、全体として考えると、得られる製品の性能の最適化及び製造コストの観点の両方について改善の余地がある種々の弱点を有している。
【0014】
先行技術に記載されるプロセスの一番目の欠点は、ポリマーの重合ステップ、洗浄ステップ、及び乾燥ステップの間に、及び繊維前駆体の製造の場合は、紡糸ステップにおいても、消費される大量の水である。実際に、後者の場合、繊維の最後の洗浄ステップは、残存溶媒を完全に除去するため、脱塩水を用いて行われる。この洗浄水は、０．５％未満である非常に少量の溶媒が含まれていることを考慮するとこの洗浄水を溶媒回収プラントに送ることは非経済的であり、通常、次いで廃棄水処理に送られる。
【0015】
二番目の欠点は、重合ステップに特有であるが、コモノマーの選択が主に液体又は水溶性のコモノマーに制限される一方で、固体の不溶性又は低水溶性のコモノマーは、反応性であったとしても添加が困難であることである。
【0016】
さらに、紡糸溶液の調製ステップ同様、粉末状のポリマーの単離ステップ、乾燥ステップ、及び運搬ステップは、このプロセスにおいて微細で、爆発の可能性のある粉末が存在しているので、安全性の観点で特別な注意を要する複雑で高価な装置を必要とする。さらに、これらのプロセスのステップはまた、通常、温風又は窒素で動作させる乾燥ユニット及び粉末状のポリマーを輸送するためのユニットの存在により、エネルギーの観点から非常に不利である。
【0017】
ＥＰ３３７５９１５には、水性懸濁液中での重合技術、及びそれに続く、溶媒として低減された量の水を含むＤＭＳＯの使用による紡糸を用いる、単純化されたプロセスが最近記載されており、前記プロセスはポリマーの乾燥ステップを排除し、保管サイロへの運搬及びその後の紡糸溶液を調製するためのステップは粉末から開始する。
【0018】
特に炭素繊維前駆体の製造において、既存の２ステッププロセスのさらなる制限は、アンモニア又は第１級アミン若しくは第２級アミンの添加が困難なことである。これらの添加剤は、前駆体の製造プロセスの改善及び高性能の炭素繊維の獲得に大きく貢献することが知られている。従来技術では、この困難は、ドープを気体アンモニアで処理するか、又は紡糸機において伸張状態でアミン若しくはアンモニアの添加を可能にする追加のステップを加えることにより解消される。次に、このステップの後に、弛緩段階、続いて、高温での新たな伸張段階が続く。
【0019】
イタリア特許出願番号第１０２０１９００００１４８８０号には、ドープの調製中にアンモニア水を添加することが最近記載されているが、この溶液は使用される溶媒が少量の水を含むＤＭＳＯである場合にのみ可能である。
【0020】
したがって、本発明の目的は、既知の技術の上記の制限及び欠点を解消し、製品の品質及び製造コストの観点から重要な利点を得ることを可能にする、アクリル繊維の調製プロセスを提供することである。
【0021】
発明の詳細な説明
本発明は以下のステップを含むプロセスに関する。
ｉ）水性懸濁液中でコモノマーを、前記水性懸濁液の総重量に対して３重量％～２５重量％、好ましくは５重量％～１０重量％の量の溶媒の存在下で重合するステップであって、ここで、前記溶媒は、以下のステップｉｉ）～ｖｉ）において使用される溶媒と同じ溶媒であり、前記水性懸濁液を構成する水は、紡糸ステップの最後の洗浄ステップからの再利用水を、前記水性懸濁液の水の総重量に対して１０重量％～４０重量％、好ましくは２０重量％～３０重量％の量で含み、前記重合反応は、触媒量の硫酸鉄の存在下で酸化還元過硫酸アンモニウム／重亜硫酸アンモニウムのペアにより触媒され、続いて、未反応のモノマーの除去、前記水性懸濁液の濾過及びその洗浄により、ポリマーと痕跡量の溶媒を含む水とを、４０／６０～６０／４０の重量比で、好ましくは１：１以上の重量比で含む濾過ケーキを得る、前記ステップ。
本発明は以下のステップを含むプロセスに関する。
ｉ）水性懸濁液中でコモノマーを、前記水性懸濁液の総重量に対して３重量％～２５重量％、好ましくは５重量％～１０重量％の量の溶媒の存在下で重合するステップであって、ここで、前記溶媒は、以下のステップｉｉ）～ｖｉ）において使用される溶媒と同じ溶媒であり、前記水性懸濁液を構成する水は、紡糸ステップの最後の洗浄ステップからの再利用水を、前記水性懸濁液の水の総重量に対して１０重量％～４０重量％、好ましくは２０重量％～３０重量％の量で含み、前記重合反応は、触媒量の硫酸鉄の存在下で酸化還元過硫酸アンモニウム／重亜硫酸アンモニウムのペアにより触媒され、続いて、未反応のモノマーの除去、前記水性懸濁液の濾過及びその洗浄により、ポリマーと痕跡量の溶媒を含む水とを、４０／６０～６０／４０の重量比で、好ましくは１：１以上の重量比で含む濾過ケーキを得る、前記ステップ。
【0022】
ｉｉ）ステップｉ）で得られた前記第一の濾過ケーキを、前記ケーキの重量の２倍～１０倍の重量比の溶媒／水混合液中又は純溶媒中で、好ましくは７℃以下の温度で５分間～１５分間、撹拌下で、分散するステップ。
【0023】
ｉｉｉ）前記ポリマー分散物の固体相／液体相を濾過又は遠心分離により分離し、ポリマー、及び溶媒と水の重量比が６０／４０～８５／１５である溶媒／水混合液を含む第二のケーキを得るステップ。
【0024】
ｉｖ）ステップｉｉｉ）で得られた前記第二のケーキを、前記ケーキ中のポリマーの重量の２倍～１０倍の重量比の前記ステップｉｉ）と同じ溶媒又は水／溶媒混合液中で、室温又は室温より低い温度で５分間～２０分間再分散して、溶媒／ポリマーの重量比が９０/１０～７０/３０である均質な分散物又は「スラリー」を得るステップ。
【0025】
ｖ）ステップｉｖ）で得られた前記均質な分散物又はスラリーを、好ましくは前記スラリーを熱交換器を通過させることにより、前記ポリマーが完全に溶解するまで加熱して均質な紡糸溶液を得るステップ。
【0026】
ｖｉ）ステップｖ）の最後に得られた前記均質な紡糸溶液を紡糸ステップに供給するステップ。
【0027】
紡糸ステップは、湿式紡糸プロセス又は乾式ジェット湿式紡糸プロセスにより行われ、ここで、水と溶媒の混合液から構成される凝固浴槽中での凝固ステップの後、得られたフィラメントの束は、初期長の約８倍～１２倍の長さまで、好ましくは９倍～１０倍の長さまで、伸張され続いて洗浄され、次いで、水による最終洗浄ステップに供されて残存する痕跡量の溶媒が除去され、前記洗浄水は、次にステップｉ）の再利用水として再び供給される。
【0028】
本発明のプロセスから得られる紡糸溶液は、有利にゲル及び不溶解残渣を含まないので、紡糸ラインに直接供給することができる。
【0029】
実際、本発明により、ゲルを含まず、不溶性の塊の形成を伴わないでアクリロニトリルのホモポリマー又はコポリマーの溶液が得られ、水性懸濁液中での重合に関する利点が増大するが、ポリマーの乾燥、粉末状のポリマーの保管サイロへの輸送、及び紡糸のための溶媒中へのその後の再溶解のための危険で高価なステップが排除される。したがって、本発明のプロセスにより、重合ステップ及び紡糸ステップの２つのステップが単純かつ経済的な方法で統合されるが、所望により均質な紡糸溶液が中間保管タンクに送られ得ることは除外されない。
【0030】
溶媒として、その後のドープ調製及び紡糸のステップｉｉ）～ｖｉ）において使用される溶媒と同じ溶媒を含む水性懸濁液中での重合プロセスにより、反応媒体中へのモノマーの溶解度の増大のため重合速度が上昇し、先行技術のプロセスにより水のみを用いて得られる同様の変換に到達するために必要とされる時間が約１０～１５％低減される。
【0031】
さらに、米国特許第４，４０３，０５５号に示されるように痕跡量の水を含む溶媒中に予め浸漬されている粉末は分散が困難ではないので、純溶媒とポリマーを混合することにより行われるステップｉｖ）は、特に溶媒がＤＭＳＯである場合、特に容易である。
【0032】
米国特許第９，２９６，８８９号に開示されるように、溶媒を用いた湿式粉末の密接な吸収は、分散及び溶解が困難なコアセルベートの形成を防止し、同時に微細で均質な懸濁液の形成を最適化する。
【0033】
本開示では、ポリマーとの用語は、通常、アクリロニトリルから開始して得られるホモポリマーと、アクリロニトリル及び１種類又は複数種類のその他のコモノマーから開始して得られるコポリマーとの両方を指す。
【0034】
特に、ポリマーは、８０，０００～２００，０００Ｄａの高分子量ポリマーである。
【0035】
重合ステップｉ）は、酸化還元型の触媒、例えば重合自体に関与するラジカル種の形成の「促進剤」としての触媒量の硫酸鉄の存在下で過硫酸アンモニウム／重亜硫酸アンモニウムのペアを用いて、水性懸濁液の総重量に対して３重量％～２５重量％の範囲内、好ましくは５重量％～１０重量％で変動する量の溶媒の存在下、水性懸濁液中で行われ、前記溶媒はドープ調製及び紡糸のステップｉｉ）～ｖｉ）において使用される溶媒と同じ溶媒である。
【0036】
好ましい溶媒は、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、及びジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）である。
【0037】
任意の可能な固形コモノマー（イタコン酸及びアクリル酸など）もまた、前記溶媒の溶液中、重合反応器に都合よく供給することができる。
【0038】
水性懸濁液を構成する水は、紡糸ラインの最後の洗浄セクションからの再利用水を、前記水性懸濁液の水の総重量に対して１０重量％～４０重量％、好ましくは２０重量％～３０重量％の量で含む。紡糸プロセスの最後の洗浄ステップに由来するこの水は、少量（０．５重量％未満）の同じ溶媒を含み、その使用は、重合反応において特に便利であり、脱塩水の総消費量を低減する。
【0039】
重合ステップは、ナトリウム塩又はアンモニウム塩の形態のＥＤＴＡなどの鉄封鎖剤の添加により終了され、重合反応器に残った水性懸濁液は、その後の未反応モノマーの除去、水性懸濁液の濾過及びその洗浄のステップに供される。
【0040】
より具体的には、反応器に残った水性懸濁液は、過剰なアクリロニトリル及び未反応の揮発性コモノマーを水性懸濁液から分離する適切な除去カラムに供給され、次に、アクリロニトリル及び未反応のコモノマーは重合ステップに再利用される。
【0041】
ポリマー、触媒系の残存塩、痕跡量の溶媒、及び反応の副産物を含む得られた水性懸濁液は、既知の技術に従って、フィルターの表面にケーキを形成する固体から液相を分離する回転真空フィルターに供給される。このケーキは温水で洗浄されて存在する無機塩が除去され、洗浄の最後に得られた濾過ケーキは、ポリマーと痕跡量の溶媒を含む水とを、４０／６０～６０／４０の重量比で、好ましくは４５／５５～５５／４５の重量比で、より好ましくは１：１以上の重量比で含む。
【0042】
本発明のプロセスのステップｉｉ）においては、純溶媒又は水／溶媒混合液が用いられ、低温、すなわち、通常７℃以下の温度である。この温度はまた、溶媒の凝固点が許す場合は、０℃未満であってもよい。
【0043】
ステップｉｉ）の溶媒／水混合液中の水の量は、前記混合液の総重量に対して０重量％～２０重量％の間で変動し得る。
【0044】
本発明のプロセスの種々のステップ、すなわち、ステップｉｉ）及びステップｉｖ）における使用に適した溶媒は、例えばジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、又はジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）など、アクリル繊維を紡糸するための重合体溶液の形成に一般的に用いられる溶媒である。
【0045】
ステップｉｉ）において分散物を得るための条件は、ポリマー顆粒を溶解又は膨張させないものでなければならず、したがって、溶媒／水混合液中の水の濃度、前記分散物を得るための操作温度、及び分散が行われる撹拌タンク中の滞留時間は、適切に定義されるべきである。
【0046】
ステップｉｉ）の分散において、濾過ケーキは、前記ケーキの重量の２～１０倍の重量の範囲の溶媒／水又は純溶媒の混合液で分散される。
【0047】
これらの条件下、すなわち低温で、溶媒／水混合液の場合には、正確な量の水を提供する特定の溶媒を用いて、ステップｉｉ）の分散媒体はポリマーに対する溶媒能力を有していない。より具体的には、ステップｉｉ）において、ケーキの固体粒子、及びポリマー自体の顆粒の内部は、それらを溶媒又は溶媒／水混合液で浸す分散媒体と接触し、ステップｉｉ）に供給されたケーキ中に存在する水との交換がもたらされ、この水が前述のように少量の水を含む純溶媒又は溶媒／水混合液に交換される。
【0048】
したがって、滞留時間は、分散媒体中の水／溶媒濃度が平衡に達するのに十分な時間、すなわち、ステップｉｉ）の分散媒体がステップｉ）からの高分子物質中に染み込んだ水を純溶媒又は水／溶媒混合液に交換されるような時間である。この条件は、通常、分散物を５分間～１５分間撹拌し続けることにより達成され、これにより適切なポリマー分散物が得られる。
【0049】
続くステップｉｉｉ）において、濾過又は遠心分離により、固体相／液体相の二相の分離により、非常に溶媒に富むがポリマーを溶解する能力は有していない水性溶液中に浸されたポリマーの第二のケーキが形成される。
【0050】
ステップｉｉｉ）の濾過／遠心分離の最後に第二のケーキ中に残存する水の含量は、ステップｉｉ）のポリマーの再分散に用いられる水／溶媒の比、第一のケーキが再分散された水／溶媒の量、及びステップｉｉｉ）の濾過又は遠心分離により得られる第二のケーキの最終的な液体／固体の比と関連することになる。
【0051】
ステップｉｉｉ）の濾過又は遠心分離により生じる液体相は、通常、蒸留により溶媒回収系に送られるか、純溶媒を用いたタイターの可能な補正の後、分散ステップｉｉ）に再循環され得る。
【0052】
ポリマー／溶媒／水の比がわかっているステップｉｉｉ）に由来する第二のケーキは、スクリューコンベヤ系又はベルトコンベヤ系によりステップｉｖ）に運搬され、そこで、撹拌タンク中、溶媒に添加されて、それはスラリーを形成することになり、続いて、下流の熱交換器によりドープに変換される。
【0053】
実際、ステップｉｖ）において、ステップｉｉｉ）で得られた第二のケーキは、ステップｉｉ）と同じ溶媒又は水／溶媒混合液中に、前記ケーキ中のポリマーの重量の２倍～１０倍の重量比で、室温又は室温未満の温度で、５分間～２０分間、再分散され、均質な分散物又は「スラリー」が得られる。室温未満の温度はまた、ＤＭＳＯを用いる場合は約７℃の温度を指し、ＤＭＡｃ及びＤＭＦなどの溶媒を用いる場合は－５℃／－１０℃を指す。
【0054】
ステップｖ）において、得られたスラリーは、熱交換器によって５０℃～１００℃、好ましくは６０℃～９０℃の温度に、３分間～６０分間、大気圧で加熱される。この加熱により、１２重量％～２２重量％のポリマー、１重量％～１０重量％の水、及び６８重量％～８５重量％の溶媒を含む均質な紡糸溶液が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【0056】
したがって、本発明の処理対象物の実施形態は図２に図式化して記載される。
【0057】
本発明のプロセスの他の利点は、紡糸ステップに供給される紡糸溶液又はドープ溶液中に含まれる特定量の水により決定され、本発明のプロセスにより得られるアクリル繊維の製造のための均質な溶液中に残存する水の割合は、実際に、乾式紡糸技術又は湿式紡糸技術及びＤＪＷＳ（乾式ジェット湿式紡糸又はエアギャップ）技術の両方によるアクリル繊維紡糸技術と完全に両立し得る。したがって、紡糸用の溶液から水を完全に除去する必要はない。
【0058】
さらに、米国特許第３，９３２，５７７号に権利請求されるようなアクリル繊維紡糸溶液中の少量の水の存在により、溶液自体の凝固浴槽との適合性が促進され、空胞及び亀裂を含まない繊維がもたらされ、これらの特徴は、良好な光沢及び密集構造を有する炭素繊維前駆体又は織物繊維の製造において特に有利である。
【0059】
ドープ中のこのような少量の水の存在に関連する他の利点は、再分散ステップｉｉ）及びスラリーの調製ステップｉｖ）の両方における、ポリマー、ひいては特定性能を有する最終繊維を提供可能である水溶性添加剤の運搬の可能性である。
【0060】
ポリマー、ひいては特定性能を有する最終繊維を提供可能である添加剤の非限定的な例は、アンモニア、第１級アミン、第２級アミン、第４級アンモニウム塩、銅又は銀などのポリマーのイオン性末端基を塩化可能な銅又は銀などの金属イオンの塩、ポリマー溶液のレオロジーを改善するための水溶性ポリマーなどである。
【0061】
具体的には、炭素繊維前駆体について、欧州特許出願第３７８３１３２号に記載されるように、ポリマー溶液への適切な量のアンモニア又はアミンの添加により、凝固浴槽中の繊維の伸張がさらに改善され、より密集した空胞を含まない繊維が提供され、酸化／炭化段階における反応速度が上昇することを忘れてはならない。
【0062】
得られた紡糸溶液又はドープ溶液は、適切な紡糸ラインへの供給にすぐに使用され得るか、又は加熱されたタンク中に保管され得る。
【0063】
前述したように、先行技術のプロセスを説明するために、アクリロニトリル（２１）、可能な液体コモノマー（２２）、触媒系の水溶液（２３）、可能な固体コモノマーの水溶液（２４）、及び水（２５）が連続的に重合反応器１に供給される、図１に記載されるプラント図について説明する。水中のスラリーの形態である重合反応器１からのポリマーは、未反応モノマーの除去のための剥離カラム２での処理の後、真空下で、回転フィルター３上で洗浄及び濾過される。粉末ポリマーは、通常、温風又は窒素で動作させる乾燥ユニット１２を通って、続いてライン１３を通って保管サイロ１４へ運搬され、前記ポリマーはスクリュー又はその他の運搬手段によりミキサー部１５へ供給され、そこにはライン１６を通って保管タンクからの新たな溶媒も到達する。
【0064】
ミキサー１５において、前記粉末ポリマーは前記溶媒中に分散され、得られたポリマースラリーが保管タンク１７に供給され、変換器１８により紡糸溶液に変換される。次に、この溶液は、可能な粒子の除去のための４０μｍ～５μｍの選択的クロスを有する一連の加圧フィルター１９に送られ、ライン２０を通って紡糸ライン又は保管タンク（図１に図示せず）に送られる。
【0065】
本発明のプロセスの一実施形態を説明するために、プロセスが好ましくは連続的に実施される、図２に示されるプラント略図について以下に説明する。
【0066】
アクリロニトリル（２１）、可能な液体モノマー（２２）、触媒系の水溶液（２３）、紡糸に使用される溶媒と同じ溶媒の溶液中の可能な固体コモノマー（２４）、溶媒（２５）、及び紡糸ラインの最後の洗浄セクションからの再利用水の必要量を含む水（２６）は、重合反応器１に連続的に供給される。
【0067】
水中のスラリーの形態である重合反応器１からのポリマーは、未反応モノマーの除去のための剥離カラム２での処理の後、真空下で、回転フィルター３上で洗浄及び濾過され、本発明のプロセスのステップｉ）～ステップｉｉ）を経たポリマーと水からなるケーキを生じる。次に、回転フィルター３からのケーキは、アンモニアを含み得る溶媒／水混合液、又は純溶媒がライン２７を通って低温で供給される撹拌タンク４中で再分散される。撹拌タンク４において、懸濁液は７℃以下に維持される。生じた懸濁液は撹拌下で数分間維持され、次に、第２の回転フィルター又は遠心分離機５に供給され、そこで本発明のプロセスのステップｉｉｉ）が行われる。水／溶媒に浸された塊は、螺旋コンベヤ又はその他のコンベヤ６により撹拌タンク１７に供給され、そこにはライン１６を通って保管タンクからの新たな溶媒も到達し、混合物の全体が変換器１８により紡糸溶液に変換される。
【0068】
次に、前記溶液は、任意の不溶解粒子の除去のための４０μｍ～５μｍの選択的クロスを有する一連の加圧フィルター１９に送られ、ライン２０を通って紡糸ライン又はドープ保管タンク（図２に図示せず）に送られる。
【0069】
使用される紡糸ラインは、水と溶媒の混合液から構成される凝固浴槽中に浸された紡糸口金を用いる湿式紡糸型であってもよい。凝固の後、フィラメントの束は既知の技術により連続的に伸張及び洗浄されてトウが生成され、トウはボビン上又は箱中に回収され、次に、炭素繊維の製造のための炭化ラインに送られる。本明細書に記載される紡糸ステップにおける溶媒は、ステップｉｉ）～ｖｉ）において既に使用された溶媒と同じ溶媒である。
【0070】
あるいは、紡糸ラインは、水と溶媒の混合液から構成される凝固浴槽の表面に近接して空中に保たれた紡糸口金を用いる乾式ジェット湿式紡糸型（エアギャップ紡糸）であってもよい。凝固の後、フィラメントの束は既知の技術により連続的に伸張及び洗浄されてトウが生成され、トウはボビン上に回収され、次に、炭素繊維の製造のための炭化ラインに送られる。本明細書に記載される紡糸ステップにおける溶媒は、ステップｉｉ）～ｖｉ）において既に使用された溶媒と同じ溶媒である。
【0071】
いずれの紡糸技術においても、残存する痕跡量の溶媒を除去するための繊維の最後の洗浄ステップにおいて脱塩水が用いられる。この水は、洗浄後、痕跡量の水を含み、溶媒回収プラント（操作が経済的に便利ではない）又は廃棄水処理（水の廃棄）に送られる代わりに、重合反応器１に送り返されるので、水の総消費量の低減及びエネルギーの節約に貢献する。
【実施例0072】
本発明の非限定的な例として、本発明のプロセスのいくつかの実施形態の例を以下に示す。
【0073】
先行技術による比較例１（図１を参照）
反応ｐＨを２．０～３．５の値に維持するために十分な硫酸が添加された、１００ｋｇ／ｈのアクリロニトリル、１ｋｇ／ｈのメチルアクリレート、５重量％で水に溶解された２ｋｇ／ｈのイタコン酸、水に溶解された０．４ｋｇ／ｈの過硫酸アンモニウム、水に溶解された０．５ｋｇ／ｈの重亜硫酸アンモニウム、水に溶解された２ｇ／ｈの硫酸鉄、及び２５０ｋｇ／ｈの水を、撹拌器及び排水管を備えたアルミニウム反応器に、６２℃の温度で連続的に添加した。成分は、９０分の滞留時間となるような速度で供給された。排水管中にＥＤＴＡの水溶液を添加することにより９０分後に反応が停止され、スラリーは剥離カラムに供給され、そこで未反応のアクリロニトリル及びメチルアクリレートが除去され、底部に水中のポリマーのスラリーが得られた。反応器への供給の７８重量％に相当するコポリマーへのアクリロニトリルの変換が得られた。前記ポリマーは、図１に示されるように濾過、洗浄、及び乾燥され、サイロ１４中に保管される粉末が得られた。続いて、前記ポリマーは、図１に示される静的ミキサー１５及び熱交換器１８により－１０℃の温度でＤＭＡｃに溶解された。得られた溶液は、４０μｍ～５μｍで徐々に変化する選択的クロスを有する一連の加圧フィルターにより濾過され、２４，０００穴の紡糸口金を有する湿式紡糸ラインに供給された。溶媒回収プラントからの水を用いる伸張及び洗浄セクションの終わりに、脱塩水を用いて最後の洗浄ステップが行われ、続いて、前記脱塩水は排水処理に送られた。
反応ｐＨを２．０～３．５の値に維持するために十分な硫酸が添加された、１００ｋｇ／ｈのアクリロニトリル、１ｋｇ／ｈのメチルアクリレート、５重量％で水に溶解された２ｋｇ／ｈのイタコン酸、水に溶解された０．４ｋｇ／ｈの過硫酸アンモニウム、水に溶解された０．５ｋｇ／ｈの重亜硫酸アンモニウム、水に溶解された２ｇ／ｈの硫酸鉄、及び２５０ｋｇ／ｈの水を、撹拌器及び排水管を備えたアルミニウム反応器に、６２℃の温度で連続的に添加した。成分は、９０分の滞留時間となるような速度で供給された。排水管中にＥＤＴＡの水溶液を添加することにより９０分後に反応が停止され、スラリーは剥離カラムに供給され、そこで未反応のアクリロニトリル及びメチルアクリレートが除去され、底部に水中のポリマーのスラリーが得られた。反応器への供給の７８重量％に相当するコポリマーへのアクリロニトリルの変換が得られた。前記ポリマーは、図１に示されるように濾過、洗浄、及び乾燥され、サイロ１４中に保管される粉末が得られた。続いて、前記ポリマーは、図１に示される静的ミキサー１５及び熱交換器１８により－１０℃の温度でＤＭＡｃに溶解された。得られた溶液は、４０μｍ～５μｍで徐々に変化する選択的クロスを有する一連の加圧フィルターにより濾過され、２４，０００穴の紡糸口金を有する湿式紡糸ラインに供給された。溶媒回収プラントからの水を用いる伸張及び洗浄セクションの終わりに、脱塩水を用いて最後の洗浄ステップが行われ、続いて、前記脱塩水は排水処理に送られた。
【0074】
紡糸プロセスの最後に、炭素繊維の製造に適切な、以下の特徴を有する２４Ｋ前駆体ボビンが得られた。
・タイター：１．２５ｄｔｅｘ
・強度（Tenacity）：６１．１ｃＮ／ｔｅｘ
・伸度（Elongation）：１５．２％
・タイター：１．２５ｄｔｅｘ
・強度（Tenacity）：６１．１ｃＮ／ｔｅｘ
・伸度（Elongation）：１５．２％
【0075】
実施例２．図２を参照
反応ｐＨを２．０～３．５の値に維持するために十分な硫酸、紡糸段階の最後の洗浄ステップからの４０ｋｇ／ｈの水、及び１５ｋｇ／ｈのＤＭＡｃが添加された、１００ｋｇ／ｈのアクリロニトリル、１ｋｇ／ｈのメチルアクリレート、ＤＭＡｃに溶解された２ｋｇ／ｈのイタコン酸、水に溶解された０．４ｋｇ／ｈの過硫酸アンモニウム、水に溶解された０．５ｋｇ／ｈの重亜硫酸アンモニウム、水に溶解された２ｇ／ｈの硫酸鉄、及び２００ｋｇ／ｈの水を、撹拌器及び排水管を備えたアルミニウム反応器に、６２℃の温度で連続的に添加した。成分は、９０分の滞留時間となるような速度で供給された。排水管中にＥＤＴＡの水溶液を添加することにより９０分後に反応が停止され、スラリーは剥離カラムに供給され、そこで未反応のアクリロニトリル及びメチルアクリレートが除去され、底部の水中にポリマーのスラリーが得られた。反応器への供給の８４重量％に相当するコポリマーへのアクリロニトリルの変換が得られた。
反応ｐＨを２．０～３．５の値に維持するために十分な硫酸、紡糸段階の最後の洗浄ステップからの４０ｋｇ／ｈの水、及び１５ｋｇ／ｈのＤＭＡｃが添加された、１００ｋｇ／ｈのアクリロニトリル、１ｋｇ／ｈのメチルアクリレート、ＤＭＡｃに溶解された２ｋｇ／ｈのイタコン酸、水に溶解された０．４ｋｇ／ｈの過硫酸アンモニウム、水に溶解された０．５ｋｇ／ｈの重亜硫酸アンモニウム、水に溶解された２ｇ／ｈの硫酸鉄、及び２００ｋｇ／ｈの水を、撹拌器及び排水管を備えたアルミニウム反応器に、６２℃の温度で連続的に添加した。成分は、９０分の滞留時間となるような速度で供給された。排水管中にＥＤＴＡの水溶液を添加することにより９０分後に反応が停止され、スラリーは剥離カラムに供給され、そこで未反応のアクリロニトリル及びメチルアクリレートが除去され、底部の水中にポリマーのスラリーが得られた。反応器への供給の８４重量％に相当するコポリマーへのアクリロニトリルの変換が得られた。
【0076】
水中のスラリーの形態である重合反応器からの前記ポリマーは、未反応モノマーの除去のための剥離カラムでの処理の後、真空下で、回転フィルター上で洗浄及び濾過され、ポリマー（５３重量％）と水（４７重量％）からなるケーキを生じた。
【0077】
このケーキの１００ｋｇが撹拌タンクに移され、－１０℃の温度に保たれた２５５ｋｇの純ジメチルアセトアミドが添加された。生じた懸濁液は、この温度で冷却されたタンク中で、５分間、撹拌下で維持され、次に、回転真空フィルターに供給され、濾過の後に４０重量％のＤＭＡｃ、９重量％の水、及び５１重量％のポリマーを含む塊が得られた。
【0078】
前記フィルターから排出されたケーキは、－５℃の温度で維持された１４８ｋｇのＤＭＡｃを含む撹拌タンクへ移され、撹拌下で１０分間維持され、２１重量％のポリマー、７５重量％のＤＭＡｃ、及び４重量％の水を含むスラリーが生成された。
【0079】
次に、このスラリーは、歯車ポンプを通って、以下を用いて行われる、ドープへの変換ステップに移された。
・管束熱交換器
・均質化のための静的ミキサー
・４０μｍ～５μｍで徐々に変化する選択的クロスを有する一連の加圧フィルター
・管束熱交換器
・均質化のための静的ミキサー
・４０μｍ～５μｍで徐々に変化する選択的クロスを有する一連の加圧フィルター
【0080】
生成されたドープは、６０％のＤＭＡｃ及び４０％の水を含む凝固浴槽中に浸された２４，０００穴の紡糸口金を用いる湿式紡糸ラインに供給され、５５℃で維持された。得られたフィラメントの束は、その初期長の１０倍に連続的に伸長され、洗浄された。溶媒回収プラントからの回収水を用いる伸長及び洗浄セクションの最後に、脱塩水を用いて最後の洗浄ステップが行われ、続いて、前記脱塩水は図２の重合反応器１に送られた。紡糸プロセスの最後に、トウがボビン上に７０ｍ／分の速度で回収され、炭素繊維の製造に適切な、以下の特徴を有する２４Ｋ前駆体ボビンが得られた。
・タイター：１．２２ｄｔｅｘ
・強度（Tenacity）：５９．５ｃＮ／ｔｅｘ
・伸度（Elongation）：１４．５％
・タイター：１．２２ｄｔｅｘ
・強度（Tenacity）：５９．５ｃＮ／ｔｅｘ
・伸度（Elongation）：１４．５％
【0081】
実施例３．図２を参照
反応ｐＨを２．０～３．５の値に維持するために十分な硫酸、紡糸段階の最後の洗浄ステップからの４０ｋｇ／ｈの水、及び２５ｋｇ／ｈのＤＭＳＯが添加された、１００ｋｇ／ｈのアクリロニトリル、２ｋｇ／ｈのメチルアクリレート、ＤＭＳＯに溶解された２ｋｇ／ｈのイタコン酸、水に溶解された０．４ｋｇ／ｈの過硫酸アンモニウム、水に溶解された０．５ｋｇ／ｈの重亜硫酸アンモニウム、水に溶解された２ｇ／ｈの硫酸鉄、及び２００ｋｇ／ｈの水を、撹拌器及び排水管を備えたアルミニウム反応器に、６２℃の温度で連続的に添加した。
反応ｐＨを２．０～３．５の値に維持するために十分な硫酸、紡糸段階の最後の洗浄ステップからの４０ｋｇ／ｈの水、及び２５ｋｇ／ｈのＤＭＳＯが添加された、１００ｋｇ／ｈのアクリロニトリル、２ｋｇ／ｈのメチルアクリレート、ＤＭＳＯに溶解された２ｋｇ／ｈのイタコン酸、水に溶解された０．４ｋｇ／ｈの過硫酸アンモニウム、水に溶解された０．５ｋｇ／ｈの重亜硫酸アンモニウム、水に溶解された２ｇ／ｈの硫酸鉄、及び２００ｋｇ／ｈの水を、撹拌器及び排水管を備えたアルミニウム反応器に、６２℃の温度で連続的に添加した。
【0082】
成分は、９０分の滞留時間となるような速度で供給された。排水管中にＥＤＴＡの水溶液を添加することにより９０分後に反応が停止され、スラリーは剥離カラムに供給され、そこで未反応のアクリロニトリル及びメチルアクリレートが除去され、底部の水中にポリマーのスラリーが得られた。反応器への供給の８６重量％に相当するコポリマーへのアクリロニトリルの変換が得られた。
【0083】
水中のスラリーの形態である重合反応器からの前記ポリマーは、未反応モノマーの除去のための剥離カラムでの処理の後、回転真空フィルター上で洗浄及び濾過され、ポリマー（５５重量％）と水（４５重量％）からなるケーキを生じた。
【0084】
このケーキの１００ｋｇが撹拌タンクに移され、７℃の温度に保たれたＤＭＳＯ（８０％）と水（２０％）からなる５７０ｋｇの混合液が添加された。生じた懸濁液は、この温度で冷却されたタンク中で、５分間、撹拌下で維持され、次に、回転フィルターに供給され、濾過の後に４２重量％のＤＭＳＯ、１０重量％の水、及び４８重量％のポリマーを含む塊が得られた。
【0085】
前記フィルターから排出されたケーキは、－５℃の温度で維持された１８０ｋｇのＤＭＳＯを含む撹拌タンクへ移され、撹拌下で１０分間維持され、１９重量％のポリマー、７７重量％のＤＭＳＯ、及び４重量％の水を含むスラリーが生成された。次に、このスラリーは、歯車ポンプを通って、以下を用いて行われる、ドープへの変換ステップに移された。
・管束熱交換器
・均質化のための静的ミキサー
・４０μｍ～５μｍで徐々に変化する選択的クロスを有する一連の加圧フィルター
・管束熱交換器
・均質化のための静的ミキサー
・４０μｍ～５μｍで徐々に変化する選択的クロスを有する一連の加圧フィルター
【0086】
生成されたドープは、５℃の温度で３５％のＤＭＳＯ及び６５％の水を含む凝固浴槽の表面から４ｍｍの距離に位置された３，０００穴の紡糸口金を用いる乾式ジェット湿式紡糸ラインに供給された。凝固の後に得られたフィラメントの束は、水中で伸長され、続いて、その初期長の９倍に蒸気中で伸長（蒸気伸長）され、最後に残存する溶媒を除去するために洗浄された。溶媒回収プラントからの回収水を用いる伸長及び洗浄セクションの最後に、脱塩水を用いて最後の洗浄ステップが行われ、次に、前記脱塩水は図２の重合反応器１に送られた。紡糸プロセスの最後に、単一の紡糸口金から生じた３Ｋのトウを４つ重ね合わせることにより１２Ｋの前駆体ボビンが得られた。ボビン上に２４０ｍ／分の速度で回収された得られた繊維は、完全な円形断面を有しており、密集しており、亀裂を含んでおらず、炭素繊維の製造に適切な、以下の特徴を有している。
・タイター：１．０ｄｔｅｘ
・強度（Tenacity）：６５．３ｃＮ／ｔｅｘ
・伸度（Elongation）：１４．１％
・タイター：１．０ｄｔｅｘ
・強度（Tenacity）：６５．３ｃＮ／ｔｅｘ
・伸度（Elongation）：１４．１％
【図1】
【図2】
