JP2006057188A

JP2006057188A - サイドバイサイド型複合繊維を製造するための紡糸口金及び方法

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Publication number: JP2006057188A
Application number: JP2004237258A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tani; 秀男谷
Original assignee: KASEN NOZURU SEISAKUSHO KK
Current assignee: KASEN NOZURU SEISAKUSHO KK
Priority date: 2004-08-17
Filing date: 2004-08-17
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2024-08-17
Also published as: TW200609392A; CN1737224A; JP3928174B2; KR20060050499A

Abstract

【課題】全ての分配孔を垂直に穿設したサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金用であって、位置決めが容易で、組立時に部品の損傷を発生させず、正確にサイドバイサイド型複合繊維を製造し得る紡糸口金及び方法を提供する。
【解決手段】分配板４の口金板接合面に、第１分配孔２及び第２分配孔３から吐出されるポリマーを合流させる合流溝７が形成され、紡出孔５は、流入口側開口部直径が第１分配孔２の直径より大径とされ、第１分配孔２は、その内周面が紡出孔５の仮想接平面Ｐと接するか又は該仮想接平面と交わる位置に配置され、合流溝７は、仮想接平面Ｐを越えない領域に形成されていることとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、２種類のポリマーをサイドバイサイド状に貼り合わせた、いわゆるサイドバイサイド型複合繊維を製造するための紡糸口金及び方法に関する。

従来からこの種の紡糸口金が知られており、一般には、分配板に形成される１対の分配孔のうち、一方を垂直に穿設し、他方を斜めに穿接することにより、前記一方の分配孔を流れるポリマーの側方から他方のポリマーが合流するようにしている（例えば、特許文献１に記載の従来技術参照）。
しかしながら、斯かる構成の紡糸口金では斜めの分配孔を穿設するのに手間を要するため、分配孔を全て垂直方向に穿設するとともに、分配板の口金板と接合する側の端面に２種類のポリマーが流れる１対の分配孔を接続する溝を形成し、一方の分配孔にパイプを通してそのパイプを紡糸孔まで延ばすとともにその先端を紡糸孔内壁に当接させた構成の改良型紡糸口金が提案されている（例えば、特許文献１に記載の発明参照）。
一般に紡糸口金は多数の紡出孔を有し、この改良型紡糸口金では、多数の紡出孔の各孔に挿入される多数の前記パイプを備えている。
このようなパイプを備える分配板を口金板に接合させて組み立てる際には、前記パイプは紡出孔の接合側開口に比べて小径であるから、紡出孔の略中心に前記パイプを挿入した後、分配板をその中心回りに少しだけ回転させ、紡出孔の内周壁に前記パイプの外周壁に当接させることが必要となる。
特許第２９３０８６５号公報

しかしながら、上記従来の改良型紡糸口金では、前記パイプは、直径が１．５ｍｍ程度の細いものであり、多数個有る全てのパイプの全てを紡糸孔の内周壁に当接するように正確に製作することは困難であり、一つでも位置が有っていないと、正確にサイドバイサイド型となっていない複合繊維が紡出されることとなる。
また、前記パイプは、肉厚が０．２ｍｍ程度の薄いものであり、組立時においても、位置合わせ時に力をかけすぎるとパイプを損傷してしまうこことがある。

そこで本発明は、上記問題に鑑みて、全ての分配孔を垂直に穿設したサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金用であって、位置決めが容易で、組立時に部品の損傷を発生させず、正確にサイドバイサイド型複合繊維を製造し得る紡糸口金及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金は、第１分配孔及び第２分配孔の各々から２種類の異なる成分を分配供給し合流させる分配板と、該分配板と接合され合流した２成分ポリマーを紡出孔から縮径して紡出する口金板とを有するサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金であって、前記第１分配孔は複数個が所定間隔で円周状又は角周状に配置され、前記第２分配孔は前記第１分配孔の周の内周側又は外周側に複数個が所定間隔で円周上又は角周状に配置され、且つ、前記第１分配孔及び第２分配孔の各々の軸線が互いに平行となるように穿設され、該分配板の口金板接合面に、前記第１分配孔及び前記第２分配孔から吐出されるポリマーを合流させる合流溝が形成され、前記紡出孔は、流入口側開口部直径が前記第１分配孔の直径より大径とされ、前記第１分配孔は、その内周面が前記紡出孔の仮想接平面と接するか又は該仮想接平面と交わる位置に配置され、該合流溝は、前記仮想接平面を越えない領域に形成されていることを特徴とする。

また、上記目的を達成するため、本発明に係るサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金は、第１分配孔及び第２分配孔の各々から２種類の異なる成分を分配供給し合流させる分配板と、該分配板と接合され合流した２成分ポリマーを紡出孔から縮径して紡出する口金板とを有するサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金であって、前記第１分配孔は複数個が所定間隔で円周状又は角周状に配置され、前記第２分配孔は前記第１分配孔の周の内周側又は外周側に複数個が所定間隔で円周上又は角周状に配置され、且つ、前記第１分配孔及び第２分配孔の各々の軸線が互いに平行となるように穿設され、該分配板の前記口金板接合面に、前記第１分配孔及び前記第２分配孔から吐出されるポリマーを合流させる合流溝が形成され、前記紡出孔は、流入口側開口部直径が前記第１分配孔の直径より大径とされ、前記第１分配孔は、パイプ部材が内装されており、該パイプ部材の内周面が前記仮想接平面と接するか又は前記仮想接平面と交わる位置に配置されていることを特徴とする。
前記紡出孔が漏斗状上部孔と筒状下部孔とからなり、該筒状下部孔の孔長Ｌと孔径Ｄとのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が、０．５〜３．５であることが好ましい。

前記アスペクト比に備える前記紡糸口金を用いてサイドバイサイド型複合繊維を製造する場合、該紡糸口金の紡出孔から吐出した糸状をローラによって巻き取るに際し、前記紡出孔から吐出されるポリマーの吐出速度Ｖ_Ｓに対する前記ローラによる巻取速度Ｖ_ωの比（Ｖ_ω／Ｖ_Ｓ）を、２５０〜１０００として紡糸することが好ましい。

本発明に係るサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金は、上記手段を採用したことにより、従来のように組立時にパイプを紡出孔に挿入することがないので、位置決めが容易で、組立時に部品の損傷を発生させず、しかも正確にサイドバイサイド型複合繊維を製造し得る。

本発明に係るサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金（以下、単に「紡糸口金」という。）の第１実施形態について、以下に図１〜７を参照しつつ説明する。なお、全図及び全実施形態について同様の構成部分については同符号を付した。

図１は本発明に係る紡糸口金の第１実施形態を示す縦断面図、図２は図１のII−II線断面図である。

紡糸口金１は、第１分配孔２及び第２分配孔３の各々から２種類の異なる成分を分配供給し合流させる分配板４と、分配板４と接合され合流した２成分ポリマーを紡出孔５から縮径して紡出する口金板６とを有している。

第１分配孔２は、図２に示すように、複数個が所定間隔で円周状に配置されている。第２分配孔３は第１分配孔２の周の内周側に複数個が所定間隔で円周状に配置されている。なお、図示しないが、第１分配孔及び第２分配孔は四角周状、多角周状等の角周状に配置することもでき、その場合、分配板の平面形状は、長方形、正方形、多角形等とすることができる。

第１分配孔２及び第２分配孔３の各々は、分配板４の平面に対して垂直に穿設され、各々の軸線は、図１に示すように、互いに平行となっている。
分配板４の口金板接合面４ａには、口金板６と接合させた場合に、第１分配孔２及び第２分配孔３から吐出されるポリマーを合流させる合流溝７が形成されている。
紡出孔５は、流入口側開口部直径が第１分配孔２の直径より大径とされ、ポリマーの流出方向に沿って漸次縮径し、紡糸孔５の下端に位置する吐出口５ａの直径は、例えば、０．２〜０．８ｍｍ程度となっている。

第１分配孔２は、図１に示すように、該第１分配孔の内周面が紡出孔５の仮想接平面Ｐ（図１の２点鎖線）と接する位置に配置されている。ここで、「紡出孔の仮想接平面」とは、紡出孔の内周面に仮想的に接する平面を意味する。
図１に示す合流溝７は、図２及び図３に示すように、第１分配孔２と第２分配孔３とを接続する筋状の溝によって形成されている。

合流溝７は、図２に示す形状に限らず、図４に示すように、第２分配孔３が第１分配孔２に比べて小径の場合には第２分配孔３から第１分配孔２に向けて徐々に溝幅が広がるように形成することもできるし、図５に示すように、第１分配孔２及び第２分配孔３を包含する環状の溝とすることもできるし、或いは、第１分配孔２と紡出孔５との位置関係によっては図６に示すような異形状とすることもできる。

図１〜図６に示す合流溝７は、何れも仮想接平面Ｐを越えない領域に形成されている。仮想接平面Ｐを越えると、サイドバイサイド型が崩れるおそれがあるからである。

図１〜図６に示す実施形態では、第１分配孔２が仮想接平面Ｐと接する態様について説明したが、例えば、図７に示すように、第１分配孔２が仮想接平面と交わる位置に配置されるようにすることも可能である。

分配板４と口金板６とを位置合わせして接合するには、位置決めピン（不図示）が２本有れば足りる。位置決めピンに代えて、分配板４と口金板６とを２本以上のボルトで固定するようにし、ボルト用螺子孔で位置決めするようにしてもよい。

上記第１実施形態の紡糸口金１は、従来のようにパイプを紡出孔に挿入するこことがなく、位置決めピン又は位置決め兼固定ボルトが２本有れば容易に位置決めできる上、組立時においても部品の損傷は発生しない。
また、第１分配孔２が仮想接平面Ｐと接するか又は仮想接平面Ｐと交わる位置に配置されており、且つ、合流溝７が仮想接平面Ｐの越えない領域に形成されているので、正確にサイドバイサイド型複合繊維を製造することが可能となる。

上記構成を有する紡糸口金は、図外のギヤポンプにより計量された高粘度ポリマー成分Ａが第２分配孔３を通り、合流溝７に流入し、紡出孔５に至る。一方、低粘度ポリマー成分Ｂは第１分配孔２を通り、同様に紡出孔５に流入する。

紡出孔５と第１分配孔２は中心軸線を異にして穿設されているため、紡出孔５に流入した高粘度ポリマー成分Ａと低粘度ポリマー成分Ｂは、高粘度ポリマー成分Ａが低粘度ポリマー成分Ｂを包み込む形態で複合される。しかしながら、低粘度ポリマー成分Ｂは完全には高粘度ポリマー成分Ａに包み込まれていないため、紡出孔を漸次流下するにしたがい高粘度ポリマー成分Ａが低粘度ポリマー成分Ｂを包み込むという逆転の現象を解消し、通常のクロスセクション、つまり、低粘度ポリマー成分Ｂが高粘度ポリマー成分Ａを包み込むように漸次変化していく。そして、該複合流が吐出孔に到着したときは、２成分間のはりあわせ面がほぼ直線的になる。

吐出口５ａは、孔長Ｌと孔径Ｄとのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を０．５〜３．５とすることが好ましい。その理由は、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．５未満であると、吐出口５ａの入口側の圧力と出口側の圧力との圧力差が小さくなり流動抵抗が働かず、その結果、吐出口５ａにおける流量むらを惹起することとなるからであり、一方、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が３．５を越えると、流動抵抗は十分であるが、２成分のポリマーが複合されてから吐出されるまでの時間が長くなり、その分、２成分間の速度差が大きくなり、紡出後にニーイングを発生させる可能性が高くなるからである。なお、ニーイングとは、溶融粘度の異なる２成分のポリマーをサイドバイサイド型に溶融紡糸するに際して、２成分間の溶融粘度の差異により、紡糸口金の吐出口５ａで圧力差が生じ、それにより吐出速度に差が発生し、低粘度成分が高粘度成分側に曲がる現象のことを意味する。

斯かるアスペクト比を有する紡糸口金を用いてサイドバイサイド型複合繊維を製造する場合、紡糸口金１の紡出孔５から吐出した糸状をローラ（不図示）によって巻き取るに際し、紡出孔５から吐出されるポリマーの吐出速度Ｖ_Ｓに対する前記ローラによる巻取速度Ｖ_ωの速度比（Ｖ_ω／Ｖ_Ｓ）を、２５０〜１０００とすることが好ましい。その理由は、速度比（Ｖ_ω／Ｖ_Ｓ）が２５０未満であると、吐出口５ａに作用する圧力が大きくなり、高粘度成分が吐出口を締める面積が大きくなり、低粘度成分の流速が大きくなるため、吐出直後に高粘度成分側に湾曲し、イーニングを抑制できないからであり、一方、速度比（Ｖ_ω／Ｖ_Ｓ）が１０００を越えると、吐出速度に対して巻取速度が大きいため糸切れ発生率が増加して好ましくないからである。

次に、本発明に係る紡糸口金の第２実施形態について図８を参照して説明する。図８は、第２実施形態の紡糸口金を示す縦断面図であり、図１に対応する図である。

第２実施形態の紡糸口金１は、紡出孔５にパイプ部材８が内装されており、パイプ部材８の内周面が仮想接平面Ｐと接するか又は仮想接平面Ｐと交わる位置に配置されている点、及び、斯かるパイプ部材８を設けることにより合流溝７の形成領域の自由度が増す点が上記第１実施形態と相違している。

パイプ部材８は、第１分配孔２に溶接又は圧入されて固定され、口金板６の分配板接合面に当接するようになっている。

第２実施形態の紡糸口金１は、パイプ部材８を挿入し口金板６の分配板接合面に当接さえることにより、合流溝７の形成領域については、上記第１実施形態のように仮想接平面を越えない領域に制限されることが無い。
即ち、図７に示すように合流溝７が仮想接平面Ｐを越えて形成されていても、パイプ部材８によって、第１分配孔２から流出されるポリマー流が紡出孔５内壁面に沿って流れることが確保されるからである。なお、パイプ部材８は分配板４と別部材とせずに分配板４と一体形成することもできる。

従って、第２実施形態の紡糸口金１は、上記第１実施形態の紡糸口金の有する作用効果を奏することができることに加え、合流溝７の形成領域に自由度を広げることが出来ることなる。

また、パイプ部材８を設けることにより、合流溝７を横方向に流れるポリマーは、パイプ部材８によって、流れの向きを縦方向、即ち、紡糸孔５の紡出方向に変換されるので、良好なサイドバイサイド型複合繊維が得られる。

本発明に係るサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金の第１実施形態を要部拡大して示す縦断面図である。図１のII−II視に対応し、図１の紡糸口金の分配板の底面図である。図２のIII−III線断面図である。図１の実施形態の変更態様を示す分配板の底面図である。図１の実施形態の変更態様を示す分配板の底面図である。図１の実施形態の変更態様を示す分配板の一部を拡大して示す底面図である。本発明に係るサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金の変更態様を要部拡大して示す縦断面図である。本発明に係るサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金の第２実施形態を要部拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

１サイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金
２第１分配孔
３第２分配孔
４分配板
５紡出孔
６口金板
７合流溝
８パイプ部材
Ｐ仮想接平面

Claims

第１分配孔及び第２分配孔の各々から２種類の異なる成分を分配供給し合流させる分配板と、該分配板と接合され合流した２成分ポリマーを紡出孔から縮径して紡出する口金板とを有するサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金であって、
前記第１分配孔は複数個が所定間隔で円周状又は角周状に配置され、前記第２分配孔は前記第１分配孔の周の内周側又は外周側に複数個が所定間隔で円周上又は角周状に配置され、且つ、前記第１分配孔及び第２分配孔の各々の軸線が互いに平行となるように穿設され、
該分配板の口金板接合面に、前記第１分配孔及び前記第２分配孔から吐出されるポリマーを合流させる合流溝が形成され、
前記紡出孔は、流入口側開口部直径が前記第１分配孔の直径より大径とされ、
前記第１分配孔は、その内周面が前記紡出孔の仮想接平面と接するか又は該仮想接平面と交わる位置に配置され、
該合流溝は、前記仮想接平面を越えない領域に形成されていることを特徴とする、前記紡糸口金。
第１分配孔及び第２分配孔の各々から２種類の異なる成分を分配供給し合流させる分配板と、該分配板と接合され合流した２成分ポリマーを紡出孔から縮径して紡出する口金板とを有するサイドバイサイド型複合繊維用紡糸口金であって、
前記第１分配孔は複数個が所定間隔で円周状又は角周状に配置され、前記第２分配孔は前記第１分配孔の周の内周側又は外周側に複数個が所定間隔で円周上又は角周状に配置され、且つ、前記第１分配孔及び第２分配孔の各々の軸線が互いに平行となるように穿設され、
該分配板の前記口金板接合面に、前記第１分配孔及び前記第２分配孔から吐出されるポリマーを合流させる合流溝が形成され、
前記紡出孔は、流入口側開口部直径が前記第１分配孔の直径より大径とされ、
前記第１分配孔は、パイプ部材が内装されており、該パイプ部材の内周面が前記仮想接平面と接するか又は前記仮想接平面と交わる位置に配置されていることを特徴とする紡糸口金。
前記紡出孔は下端に縮径された吐出口を有し、該吐出口の孔長Ｌと孔径Ｄとのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が、０．５〜３．５であることを特徴とする請求項１又は２に記載の紡糸口金。
請求項３に記載の紡糸口金を用いてサイドバイサイド型複合繊維を製造する方法であって、
該吐出口から吐出した糸状をローラによって巻き取るに際し、
前記吐出口から吐出されるポリマーの吐出速度Ｖ_Ｓに対する前記ローラによる巻取速度Ｖ_ωの比（Ｖ_ω／Ｖ_Ｓ）を、２５０〜１０００とすることを特徴とする前記方法。