JP2008144289A - 複合繊維用紡糸口金 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドバイサイド型複合繊維を溶融紡糸する口金から吐出されたポリマーが吐出後に屈曲するといった紡糸調子を悪化させる現象を抑制でき、しかも、芯鞘型複合繊維が有する高機能をも付加できる複合繊維に用いる複合繊維用紡糸口金を提供する。
【解決手段】互いに性状が異なる３種類のポリマーからなる複合マルチフィラメント糸を溶融紡糸するための口金であって、ポリマーＡ及びＢでサイドバイサイド型複合繊維を形成する流路群に対して、このサイドバイサイドに貼り合わされたポリマーＡ及びＢからなる海成分中に機能性を付与するポリマーＣを島成分として形成する流路を有する３成分ポリマーの吐出孔５２を備えた複合繊維用紡糸口金とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、３種の熱可塑性高分子重合体（以下、単に「ポリマー」と称す）からなる複合マルチフィラメント糸を紡出する複合繊維用紡糸口金に関する。

従来、溶融粘度、重合度、あるいは熱収縮性などの性質が互いに異なる２種類のポリマーをサイドバイサイド型複合繊維として溶融紡糸することによって、潜在捲縮性を発現させる技術が広く知られ、このような繊維の製造が工業的に盛んに行われている。しかしながら、潜在捲縮だけを付加しただけでは高付加価値繊維とは言えず、例えば、制電性、撥水性、非透過性等の機能を更に付加することにより、高機能繊維の実現が必要である。

ところが、これを実現するためには、サイドバイサイドに貼り合わせた２成分のポリマーの内、何れか一方のポリマー成分について、上記のような高機能性を有するポリマーを選定する必要がある。しかも、選定した一方のポリマー成分との適合性を考慮しながら、他方のポリマー成分について、樹脂種、溶融粘度、重合度、あるいは熱収縮率を異なるものに選定することによって、高機能繊維を実現しなければならない。

しかしながら、特に、このようなサイドバイサイド型複合繊維を製造するために、互いに性状が異なる２種類のポリマーを合流させて複合繊維用紡糸口金に穿設された複数の吐出孔から吐出して溶融紡糸すると、以下に述べるような問題が生じる。

つまり、従来技術を開示する特許文献１などにも見られるように、複数の吐出孔から吐出させるポリマーが屈曲する現象（「ベンディング」あるいは「ニーリング」とも言われる）が発生しやすい。もし、このような現象が発生すると、各吐出孔の周りに溶融ポリマーが付着して、口金面を汚したり、単糸切れを誘発したりする。そうすると、口金面に付着した汚れを取り除くための口金面清掃の頻度が増加したり、更には、引取りローラへの巻きつき断糸を誘発するなど製糸工程が不安定になると共に、生産効率も低下する。

このような理由から、製糸工程を安定化するために２種類のポリマーを選定する必要がある。しかし、そのようにすると、ポリマーの組み合わせに制限が生じ、高機能性を有する繊維を得るために選定するポリマー条件に大きな制約を受けてしまう。

そこで、特許文献２及び特許文献３に、２種類のポリマーをそれぞれ単独に紡糸口金から吐出させた後、吐出後のポリマー流を合流させてポリマー同士を貼り合わせて一対のサイドバイサイド型複合繊維を製造する口金が提案されている。すなわち、紡糸口金のポリマー吐出面に対する垂直方向から特定の角度をなすように対向させて設けた２つの吐出孔から２種類のポリマーをそれぞれ吐出する紡糸口金が提案されている。

確かに、これらの紡糸口金を用いると、紡糸口金から紡出された後のポリマーが屈曲することを回避することができる。しかしながら、前述の紡糸口金は、本質的にサイドバイサイド型の複合繊維を専用に溶融紡糸する特殊口金であって、得られる繊維は、サイドバイサイド型複合繊維に限定されてしまう。したがって、例えば、制電性のように芯鞘型複合繊維とした場合の方が、大きな制電効果が得られるような複合繊維の用途においては、サイドバイサイド型繊維では本質的に高機能を付加できないという問題がある。

特公昭４２−２００６号公報 実公昭４２−１９５３６号公報 特公昭６１−６０１６３号公報

以上に説明した従来技術が有する諸問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、サイドバイサイド型複合繊維の紡糸工程で生じる紡糸口金から吐出されたポリマーが吐出後に屈曲するといった紡糸調子を悪化させる現象を抑制でき、また、芯鞘型複合繊維（シース・コア型複合繊維）が有する高機能をも付加でき、更には、サイドバイサイド型複合繊維が有する極めて優れた潜在捲縮性を最大限に発揮できる複合繊維用紡糸口金を提供することにある。

ここに、以上に説明した課題を解決する請求項１に係る本発明として、
「互いに性状が異なる３種類の熱可塑性高分子（「ポリマー」という）、すなわち、第１のポリマー（「ポリマーＡ」という）、第２のポリマー（「ポリマーＢ」という）、及び第３のポリマー（「ポリマーＣ」という）からなる複合マルチフィラメント糸を溶融紡糸する、少なくとも下記の要件（ａ）〜（ｆ）を同時に満足する流路群がそれぞれ接続する、３つの成分からなるポリマーの吐出孔を複数備えた複合繊維用紡糸口金。
（ａ）前記ポリマーＡとポリマーＢとをそれぞれ独立して導入する導入流路と、
（ｂ）前記導入流路から導入されたポリマーＡ及びＢを左右方向にそれぞれ分配する分配流路と、
（ｃ）前記分配流路から分配されたポリマーＡ及びＢがそれぞれ一時的に滞留する滞留流路と、
（ｄ）前記滞留流路にそれぞれ滞留するポリマーＡ及びＢと混じることなく前記滞留流路をそれぞれ挿通して前記滞留流路の下端側へ前記ポリマーＣをそれざれ供給する複数の管状流路と、
（ｅ）前記滞留流路から供給されるポリマーＡ及びＢが前記管状流路からそれぞれ流れ出た前記ポリマーＣの周りを囲繞し、前記ポリマーＡ及びＢがそれぞれ鞘成分流、そして、前記ポリマーＣが芯成分流を形成して、ポリマーＣとポリマーＡとからなる芯鞘流、及びポリマーＣとポリマーＢとからなる芯鞘流をそれぞれ形成する芯鞘流形成流路と、
（ｆ）前記ポリマーＣ及びポリマーＡとが形成する芯鞘流と、前記ポリマーＣ及びポリマーＢとが形成する芯鞘流とがそれぞれサイドバイサイドに前記芯鞘流形成流路から合流し、ポリマーＡ流とポリマーＢ流とがサイドバイサイドに貼り合わされた、ポリマーＡとポリマーＢとからなる海成分ポリマー流中にポリマーＣからなる島成分ポリマー流を形成する合流流路。」
が提供される。

このとき、請求項２に係る発明として、「ポリマーＡとポリマーＢとをそれぞれ独立して導入する前記導入流路と、この導入流路からそれぞれ導入されたポリマーＡとポリマーＢをサイドバイサイドに貼り合せて合流させるサイドバイサイド流の形成流路とが設けられ、前記形成流路から前記分配流路へサイドバイサイド流を供給することを特徴とする、請求項１に記載の複合繊維用紡糸口金」とすることが好ましい。

また、請求項３に係る発明として、「前記分配流路に導入されたポリマーＡ及びＢの一部をサイドバイサイドに貼り合せた状態にして前記滞留流路を介さずにバイパスして前記合流流路の中央部へ中央流として直接供給する中央バイパス流路を有し、前記合流流路に流入する前記海島流へ前記中央流を合流させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の複合繊維用紡糸口金」とすることが好ましい。

以上に説明した請求項１又は請求項２に係る複合繊維用紡糸口金を用いることにより、サイドバイサイド型複合繊維を構成するポリマーＡ及びＢが形成する海成分中にポリマーＣからなる島成分を形成することができる。したがって、本発明の口金によって得られる、性状が互いに異なる３成分からなる複合マルチフィラメント糸は、潜在捲縮能に優れたサイドバイサイド型複合繊維の特徴を最大限に有しながら、更に、海島型複合繊維が有する制電性、撥水性、非透過性等の機能を付加することができるという極めて顕著な効果を発揮する。

しかも、前記口金から紡出ポリマーでは、ポリマーＡ又はＢからなる海成分ポリマー中にポリマーＣからなる島成分ポリマーが散在する。このために、従来のポリマーＣが全く存在せずにポリマーＡとＢがサイドバイサイドに単純に貼り合せただけのサイドバイサイド型複合繊維の溶融紡糸のように、吐出孔から紡出されたポリマーのベンディング現象やニーリング現象を大幅に抑制することができる。したがって、紡糸調子が良くなる上に、口金のポリマー吐出面を清掃する回数も大幅に減少させることができる。

また、請求項３に係る複合繊維用紡糸口金を用いることにより、島成分に制電性、着色性、難燃性、紫外線吸収などの機能性を有するポリマーＣを繊維の表面近くに局在化させた繊維を溶融紡糸することができる。したがって、高機能性を有するポリマーの使用量を少なくしても、繊維そのものが本来持つ機能性を十分に発揮させることができる。

本発明の紡糸口金に使用する性状の異なる３種類のポリマーとしては、本発明の技術思想を満足する限りにおいて特に制限する必要が無いが、例えば、ポリエチレンテレフタレートおよびその共重合物、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリ乳酸等の溶融整形が可能なポリマーが挙げられる。その際、酸化チタン、シリカ、酸化バリウム等の無機質、カーボンブラック、染料や顔料等の着色剤、難燃剤、蛍光増白剤、酸化防止剤、帯電防止剤、あるいは紫外線吸収剤等の各種添加剤を上記物質中に含んでいてもよい。

以下、本発明に係る複合繊維用紡糸口金の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の複合繊維用紡糸口金（以下、単に「口金」という）の第１実施形態と第２実施形態をそれぞれ例示した正断面図であって、マルチフィラメントを紡出するために口金に穿設された複数の吐出孔の中の一つ吐出孔を示している。つまり、この一つの吐出孔からマルチフィラメント中の一本のフィラメント（「単糸」または「単繊維」ともいう）が紡出される。なお、当然のことながら本発明に係る口金には、このような吐出孔がそれぞれ紡出するフィラメント数に対応した数の吐出孔が形成されている。

更に、図３は、本発明の口金によって得られる複合繊維の横断面を模式的に示した説明図（断面図）であって、図３（ａ）及び／又は図３（ｂ）は、本発明の第１実施形態（図１）及び／又は第２実施形態（図２）に係る口金を使用して得られる複合繊維を示す。また、図３（ｃ）は、これも後述する本発明の第３実施形態（後述の図４）に係る口金を使用して得られる複合繊維を示す。なお、これらの断面を有する複合繊維の説明に関しては、それぞれの実施形態例の詳細な説明において行う。

なお、図１及び図２に例示した２つの実施形態に係る口金の例では、３種類の互いに異なる性状を有するポリマー（第１のポリマー、第２のポリマー及び第３のポリマー）がそれぞれ図示した箇所に供給される。なお、このような性状が互いに異なる３種類のポリマーを図示した箇所に分配供給する技術については、当業者なら適宜実施できる設計事項であるので、本明細書においては、その説明を省略する。したがって、図１及び図２は、あくまでも主要な口金板部のみ（つまり、「中口金板」部と「下口金板」部のみ）を図示しており、その上部に設けられる「上口金板」部については、その記載を省略している。

以上に説明した条件を念頭に置いた上で、以下に、先ず図１に示した第１実施形態例に係る口金の各参照符号について簡単に説明する。
図１において、参照符号１は第１中口金板、参照符号２は第２中口金板、参照符号３は第３中口金板、参照符号４は第４中口金板、参照符号５は下口金板、参照符号11a（31a）は第１のポリマー（以下、単に「ポリマーＡ」という）の導入流路、参照符号11b（31b）は第２のポリマー（以下、単に「ポリマーＢ」という）の導入流路、参照符号21はサイドバイサイド流形成流路、参照符号22及び31はサイドバイサイド流供給流路、参照符号32はスリット状に形成された分配流路、参照符号33a及び33bは第３のポリマー（以下、単に「ポリマーＣ」という）の左右からの導入室、参照符号34aはポリマーＣをポリマーＡに芯鞘状に挿入する管状流路、参照符号34bはポリマーＣをポリマーＢに芯鞘上に挿入する複数の管状流路、参照符号35aはポリマーＡの滞留流路、参照符号35bはポリマーＢの滞留流路、参照符号41は中央バイパス流路、参照符号42aはポリマーＣ（芯）とポリマーＡ（鞘）の上部芯鞘流形成流路、参照符号42bはポリマーＣ（芯）とポリマーＢ（鞘）の上部芯鞘流形成流路、参照符号43aはポリマーＣ（芯）とポリマーＡ（鞘）の下部芯鞘流形成流路、参照符号43bはポリマーＣ（芯）とポリマーＢ（鞘）の下部芯鞘流形成流路、参照符号51は全ポリマーが合流する合流流路、そして、52は前記流路群が最終的に接続するポリマーの吐出孔をそれぞれ表す。

以上のように構成される第２実施形態例の口金において、先ず、制電性などの機能性を発現させる第３成分ポリマーＣが必要ではなく、したがって、ポリマーＣに係る導入室33a及び33b、管状流路34a及び34b、そして、上部芯鞘流形成流路42a及び42bが形成されていないと仮定する。そうすれば、導入流路31aから導入された第１成分ポリマーＡと、導入流路31bから導入された第２成分ポリマーＢとが最終的に合流流路51において、左右から合流して互いにサイドバイサイドに貼り合わされた後、吐出孔52から紡出される。すると、この構造の口金では、前述の特許文献１から特許文献３に記載されているような従来通りのサイドバイサイド型複合繊維が形成される。

つまり、第２実施形態例に係る口金では、ポリマーＡ及びＢをサイドバイサイドに貼り合わせることができるために、ポリマーＡとポリマーＢを潜在捲縮性を主眼にして選定すると、そのバイメタル効果によって、優れた潜在捲縮能を発揮させることができる。しかしながら、潜在捲縮機能だけでなく、制電性などの機能性を発現させようとすると、「背景技術」欄で説明したような様々な問題を惹起する。

そこで、図１及び図２とにそれぞれ例示した第１実施形態例及び第２実施形態例に係る口金では、サイドバイサイドに貼り合わせたポリマーＡ及びポリマーＢを海成分とする中に島成分としてポリマーＣを形成することを大きな特徴とするものである。このようにすることによって、サイドバイサイド型複合繊維では、実現不可能であった制電性などの特別の機能を付与できる。しかも、このような機能は、本質的に、サイドバイサイド型複合繊維を構成するポリマーＡとポリマーＢとの選定に大きな影響を受けずに、ポリマーＣの特性に大きく依存している。

以下、このようなサイドバイサイド繊維を構成するポリマーＡ及びＢからなる海成分中に、機能性を有するポリマーＣからなる島成分を形成するための、本発明に係る口金の特徴について、前述の図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。

なお、図１に示した第１実施形態例では、導入流路11aと11bとからポリマーＡとＢがそれぞれ個別に導入され、サイドバイサイド流形成流路21で、導入されたポリマーＡとＢがサイドバイサイドに貼り合わされた後、サイドバイサイド流供給流路22及び31を流下して、スリット状に形成された分配流路32へ合流する。これに対して、図２に示した第２実施形態例では、導入流路31aと31bとからポリマーＡとＢがそれぞれ個別に前記分配流路32へ導入され、この分配前記分配流路32で初めて合流する点で、第１実施形態例と異なる。

前記図１及び図２おいて、先ず、ポリマーＡの導入流路11a（31a）から第３中口金板３に導入されたポリマーＡ及びＢの導入流路11b（31b）から図１のようにサイドバイサイドに貼り合わされるか、あるいは図２のようにサイドバイサイドに貼り合わされずに導入されたポリマーÅとＢとは、それぞれスリット状に形成された分配流路32に図２の上方からそれぞれ流入する。ただし、図２のようにサイドバイサイドに貼り合わされずに導入されたポリマーÅとＢとは、分配流路32でサイドバイサイドに貼り合わされることになる。

このようにして、分配流路32へ流入したポリマーＡ及びＢは、いずれにしてもサイドバイサイドに貼り合わされる。その一方で、分配流路32に流れ込んだポリマーÅとＢは、ほぼポリマーＡ又はポリマーＢからなる単独のポリマー成分からなる分配流として、それぞれ水平に流れて左右方向へ分配され、次いで、ポリマーの滞留流路35a及び35bへとそれぞれ流入して、これら滞留流路35a及び35bにほぼポリマーＡとＢとからなるポリマー溜りをそれぞれ形成する。

分配流路32に流れ込んだポリマーは、前述のように左右の水平方向へそれぞれ分配される一方で、他方では、分配流路32に流れ込んだポリマーÅとＢは、サイドバイサイドに貼り合わされて、中央バイパス流路41へも垂直に流下する。なお、この点については、後述することとにし、以下には、水平に左右方向ほそれぞれ分配されて滞留流路35a及び35bにポリマー溜りをそれぞれ形成するポリマーＡ及びＢについて先ず説明することにする。

このとき、第３中口金板３において、その左右にそれぞれ設けられ、かつポリマーＣを短時間滞留させて導入する導入室33aと33bから複数のパイプで構成された管状流路８へとそれぞれ分流させている。なお、図２に例示した本発明の第２実施形態では、導入室33a及び33bの両方からからポリマーＣをパイプ群からなる管状流路34a及び34bへそれぞれ分流させている。しかしながら、場合に応じて、どちらか一方の導入室33a又は33bからポリマーＣを管状流路34a又は34bへそれぞれ分流させてもよい。

このとき、前記管状流路34a及び34bを形成するパイプ群の内部にポリマーＣをそれぞれ流す理由は、滞留流路35aと35bとに管状流路34a及び34b（パイプ）を挿通させて、これらの滞留流路35a及び35bへポリマーＣが直接供給されないようにするためである。このため、ポリマーＣは、滞留流路35a及び35b中にそれぞれ一時的に滞留するポリマーＡ及びＢと混合することなく、第４中口金板４に設けられた上部芯鞘流形成流路42a及び42bの開口上端部へそれぞれ直接供給されることとなる。

その際、前記上部芯鞘流形成流路42a及び42bの開口上端部は、図１及び図２に例示したように、テーパ状（ロート状）に形成されている。このようにすることで、管状流路34a及び34bの終端の位置決め精度が少し悪くなっても、その終端が確実に前記上部芯鞘流形成流路42a及び42bの開口上端部に位置することができるようにされている。

なお、図１及び図２の実施例では、管状流路34a及び34bの終端が上部芯鞘流形成流路42a及び42bの開口上端部に直接にするようにしているが、上部芯鞘流形成流路42a及び42bの内部にまで挿入するような実施態様としても良い。したがって、このような実施形態とする場合には、管状流路34a及び34bを形成するパイプの外径が上部芯鞘流形成流路42a及び42b、あるいは下部芯鞘流形成流路43a及び43bの内径より小さくされていることはいうまでもない。

以上に説明したように、ポリマーＣが上部芯鞘流形成流路42a及び42bの開口上端部へ直接供給されると同時に、この上部芯鞘流形成流路42a及び42bへは滞留流路35a及び35bからポリマーＡ及びポリマーＢが、供給されたポリマーＣの外周をそれぞれ囲繞するようにして流入する。このため、ポリマーＣが「芯部」を形成し、ポリマーＡ及びＢが「鞘部」を形成する芯鞘流が上部芯鞘流形成流路42a及び42bから下部芯鞘流形成流路43a及び43bまでの間にそれぞれ形成される。

ただし、これらの芯鞘流は、芯鞘流形成流路の内部を流れている間だけ芯鞘流を形成し、ここから合流流路51へ出ると、直ちに、「鞘部」を構成するポリマーＡ又はポリマーＢ同士が合体する。このため、ポリマーＡ又はポリマーＢは、合体して海成分を形成し、この海成分に「芯部」を構成するポリマーＣが島成分となって取り残された海島流を形成することとなる。なお、この海島流は、最終的に下流方向に向かって縮流する前記合流流路51から吐出孔52へと流れ、最終的に多数の吐出孔52から複合マルチフィラメント糸としてそれぞれ紡出されて繊維化される。

以上に説明したように、一方では、分配流路32に流れ込んだポリマーÅとＢは、左右の滞留流路35a及び35bへそれぞれ水平方向へ流れて分配されて、海島流が形成される。他方では、先に説明を保留したように、第４中口金板４の中心部に設けられた中央バイパス流路41へ垂直に流下する。

すなわち、分配流路32に流れ込んだポリマーÅとＢは、ポリマーＡとBが滞留流路35aと35bへ水平方向に左右に分かれてそれぞれ流れ、また、これらポリマーＡとＢの残りのポリマーは、サイドバイサイドに貼り合わされた状態で垂直方向に分配されて中央バイパス流路41へ流れる。つまり、分配流路32に流れ込んだポリマーＡとＢは、左右の水平方向と垂直方向の３方向へ分配されることになる。

このようにして、中央バイパス流路41を流れるポリマーＡ及びＢからなるポリマー流は、滞留流路35aと35bへとそれぞれ流れるポリマーとはバイパスされて、中央バイパス流路41へ流れることとなる。そうすると、この中央バイパス流路41を流れるポリマーは、ポリマーＡとＢがサイドバイサイドに貼り合わされた中央流を形成しながら、バイパスして合流流路51の中央部へそのまま直接に流入する。

ところが、既に説明したように、この合流流路51には、ポリマーＡとＢからなる海成分中にポリマーＣからなる島成分を含んだ海島流も流入する。ところが、合流流路51の中央部には、中央バイパス流路41を流れてきたポリマーＡとＢがサイドバイサイドに貼り合わされ、かつポリマーＣを含まない中央流が一団を形成して流入している。このため、前記海島流は、中央部を占めることができず、その周辺部へと追いやられることとなる。

そうすると、ポリマーＣを島成分として含み、かつポリマーＡとＢがサイドバイサイドに貼り合わされた海成分を含む海島流は、中央流の外周部にのみ局在化されて形成されることとなる。このようにして、機能性を有するポリマーＣを繊維表面部に局在化させることが可能となるのである。当然のことながら、機能性を有するポリマー成分が繊維表面に局在化すれば、そのポリマーが有する機能性が外部に対してより大きく発現されることになる。

つまり、繊維表面に近い位置に機能性ポリマーが存在すればするるほど、その機能性が強く発現するから、このように、機能性を有するポリマーＣを繊維の表面部に効果的に局在化させることは、非常に大きな意味を有する。しかも、本発明に係る口金を使用すれば、繊維表面部に集中して機能性ポリマーを局在化させることができ、繊維内部には機能性ポリマーＣが存在しないようにすることが可能となる。したがって、同じ機能を発現させるために使用する機能性を有するポリマーＣの使用量を少なくでき、したがって、高価なポリマーであっても、その使用コストを最小にすることができる。

その際、ポリマーＣからなる島成分が局在している領域（繊維の外周部）と、ポリマーＣの成分が存在しない領域（繊維の中芯部）の比率は、次のようにして調整することができる。すなわち、中央バイパス流路41へ流入するポリマーＡ及びＢの貼り合せ流が受ける圧力バランスと、分配流路32からそれぞれ左右方向へ水平に流れて滞留流路35a及び滞留流路35bへ分配されるポリマーＡからなる分配流及びポリマーＢからなる分配流のそれぞれが受ける圧力バランスとを微調整することにより可能である。

以上に説明したように、図１及び図２に示した第１及び第２実施形態例に係る口金をそれぞれ使用することによって、ポリマーＡ及びポリマーＢからなる海成分の中に、ポリマーＣからなる島成分が繊維の表面に近い領域に局在化して形成され、その上で、ポリマーＡ及びＢがサイドバイサイドに貼り合わされた複合繊維を得ることができる。このため、潜在捲縮性に優れ、しかも、制電性などの機能性にも優れた複合マルチフィラメント糸を溶融紡糸することができる。

しかも、ポリマーＡ及びＢが形成する海成分中に、ポリマーＣからなる島成分が繊維の縦断面方向に筋状を呈して多数存在するために、ポリマーＣを含まないＡポリマーとＢポリマーだけのサイドバイサイド型複合繊維の紡糸と比較して、口金から吐出される際のポリマーの屈曲現象（ベンディング現象あるいはニーリング現象）を効果的に抑制することができ、紡糸調子の改善に大きな効果を奏する。

そのうえ、前述のように、中央バイパス流路41から流入する中央流に対して下部芯鞘流形成流路42aと42bからなる周辺流が合流流路51へそれぞれ合流して形成された集合流は、最終的に吐出孔52から紡出される際に、周辺部に同一種からなるポリマーＣが含まれる分だけ、吐出後のポリマー流が屈曲する減少が抑制される。したがって、従来問題とされていたベンディング現象やニーリング現象は大幅に抑制される。

最後に、本発明に係る第３実施形態例について、図３を参照しながら説明する。
ここで、図３に示した第３実施形態例は、図２に示した第２実施形態例において、第４中口金板４の中心部に中央バイパス流路41を設けなかったものである。なお、図３は、前記中央バイパス流路41を設けなかった以外は、その口金構造が図２に示した第２実施形態例と同じであるので、図３で使用した参照符号は、前記中央バイパス流路41を除いて、全て図２に用いたものをそのまま流用している。

この第３実施形態例では、前述のように、中央バイパス流路41が存在しないので、分配流路32からは、ポリマーＡとＢがそれぞれ水平方向へ分配されて左右の滞留流路35aと35bへ流れるだけである。したがって、この第３実施形態例に係る口金では、従来型のポリマーＡとＢがサイドバイサイドに貼り合わされたサイドバイサイド型ポリマーからなる海成分中に、ポリマーＣからなる島成分が散在する複合繊維が得られる。それ故に、このタイプの複合繊維にあっては、第１及び第２実施形態例のように、繊維中央部にポリマーＣが存在せず、繊維周辺部（繊維表面部）にのみ機能性ポリマーＣを局在化させることはできず、繊維中央部にもポリマーＣが存在することとなる。

しかしながら、このようなタイプの複合繊維においても、サイドバイサイドに貼り合わされた海成分中に散在するポリマーＣの作用によって、吐出孔52から吐出される合流ポリマーのベンディング現象やニーリング現象が大幅に改善されることは言うまでも無い。しかも、この第３実施形態例に係る口金によると、サイドバイサイド型複合繊維の特徴と、海島型複合繊維の特徴とを併せ持つ複合繊維が得られる。このため、サイドバイサイド型複合繊維が有する優れた潜在捲縮性を持ち、しかも、海島型複合繊維が有する優れた機能性をも併せ持った繊維を紡出できるという極めて顕著な効果を奏する。

以下、前記第１実施形態例に係る口金を使用した紡糸実験例について説明する。
先ず、ポリマーＡとポリマーＢの組み合わせとして、ポリマーＡを固有粘度が０．６４である高粘度ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリマーＢを固有粘度が０．３９である低い粘度ポリエチレンテレフタラートを使用した。また、それ以外にも、ポリマーＡを固有粘度が０．６４である高粘度ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリマーＢを固有粘度が０．４５であるポリエチレンテレフタラートを使用した組み合わせについても実験を行った。なお、ポリマーＣとしては、共重合ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルを共通で使用した。

以上に述べたポリマーＡ、ポリマーＢ、そして、ポリマーＣについては、一つの吐出孔に関し、全ポリマーの合計吐出量を３６．０ｇ／ｍｉｎとし、その吐出量の比率は（ポリマーＡの吐出量）：（ポリマーＢの吐出量）：（ポリマーＣの吐出量）＝４：４：２とし、これらは正確に連続計量供給装置であるギアポンプを用いて、個々に独立して図１に例示した口金のポリマー導入部へ供して複合マルチフィラメント糸を溶融紡糸した。

その際、使用した口金は、その口金径はφ７２ｍｍで、吐出孔径（直径）が０．２ｍｍであり、かつ、３６個の吐出孔を穿設した。そして、この口金によって、３６本の複合フィラメント（単繊維）からなる複合マルチフィラメント糸を溶融紡糸した。その際、「海」成分を形成するポリマーＡ及びＢ中に、それぞれ９０個の「島」、合計で１８０個の「島」を形成した。また、ポリマーＣからなる島成分が繊維の中心から外周側に局在する様子の相違を観察するために、中央バイパス流路41の孔径をφ０．２ｍｍとφ０．４ｍｍの第４中口金２をそれぞれ用意して、これらを図１に例示した口金にそれぞれ組み込んで実験を行った。

このとき、口金のポリマー吐出面を基準として、このポリマー吐出面から糸条の引き取り方向に向かって約１００ｍｍの下流位置で、一方向横吹き冷却風による冷却を開始し、ポリマー吐出面から約６００ｍｍの下流位置で冷却風の吹き付けを終了した。なお、冷却により固化した複合繊維については、その横断面形状が正常に形成されているかどうかを確認するために、フリーフォールにて糸条サンプルを採取した。

その結果、本発明の口金を使用することで、図４（ａ）に例示したように、ポリマーＡ及びＢがサイドバイサイドに張り合わされ、しかも、ポリマーＡ及びポリマーＢからなる海成分中に、ポリマーＣからなる島成分が繊維中心部に存在せず、繊維表面部に１８０個の島成分が局在かした複合繊維良好に得られることを確認した。

このとき、φ０．２ｍｍの中央バイパス流路41を組み込んだ口金から得られた繊維の横断面は、図４（ａ）に示したような形状を有しており、その「ポリマーＣの局在化率」は約８２％であった。また、φ０．２ｍｍの場合では、約６３％であった。このことから、中央バイパス流路41の孔径を変更することによって、「ポリマーＣの局在化率」を大きく変更できることが確認された。さらに、このような口金を用いて溶融紡糸を行ったところ、その紡糸調子も良好であった。

そのとき、「ポリマーＣの局在化率」については、繊維の横断面を電子顕微鏡によって約２５００倍に拡大した画像を撮影した写真から、ポリマーＣからなる島成分を含む領域の面積を手計算によって算出し、同じようにして算出した繊維の全横断面積で除して、これを百分率で表した。

また、吐出孔からのポリマーの吐出状況を目視で観察したところ、ポリマーが吐出後に屈曲する現象（ベンディング現象あるいはニーリング現象）が抑制されており、紡糸調子も良好であった。

本発明の複合繊維用紡糸口金に係る第１実施形態例を模式的に示した概略の構造図（正断面図）である。 本発明の複合繊維用紡糸口金に係る第２実施形態例を模式的に示した概略の構造図（正断面図）である。 本発明の複合繊維用紡糸口金に係る第３実施形態例を模式的に示した概略の構造図（正断面図）である。

符号の説明

１：第１中口金板
２：第２中口金板
３：第３中口金板
４：第４中口金板
５：下口金板
11a：ポリマーＡの導入流路
11b：ポリマーＢの導入流路
31a：ポリマーＡの導入流路
21：サイドバイサイド流の形成流路
22,31：サイドバイサイド流の供給流路
31b：ポリマーＢの導入流路
33a,33b：導入室
32：分配流路
34a,34b：ポリマーＣの管状流路
35a,35b：滞留流路
41：中央バイパス流路
42a,42b：上部芯鞘流形成流路
43a,43b：下部芯鞘流形成流路
51：合流流路
52：吐出孔

Claims (3)

1. 互いに性状が異なる３種類の熱可塑性高分子（「ポリマー」という）、すなわち、第１のポリマー（「ポリマーＡ」という）、第２のポリマー（「ポリマーＢ」という）、及び第３のポリマー（「ポリマーＣ」という）からなる複合マルチフィラメント糸を溶融紡糸する、少なくとも下記の要件（ａ）〜（ｆ）を同時に満足する流路群が接続する、３つの成分からなるポリマーの吐出孔を複数備えた複合繊維用紡糸口金。
   （ａ）前記ポリマーＡとポリマーＢとをそれぞれ独立して導入する導入流路と、
   （ｂ）前記導入流路から導入されたポリマーＡ及びＢを左右方向にそれぞれ分配する分配流路と、
   （ｃ）前記分配流路から分配されたポリマーＡ及びＢがそれぞれ一時的に滞留する滞留流路と、
   （ｄ）前記滞留流路にそれぞれ滞留するポリマーＡ及びＢと混じることなく前記滞留流路をそれぞれ挿通して前記滞留流路の下端側へ前記ポリマーＣをそれざれ供給する複数の管状流路と、
   （ｅ）前記滞留流路から供給されるポリマーＡ及びＢが、前記管状流路からそれぞれ流れ出た前記ポリマーＣの周りをそれぞれ囲繞し、前記ポリマーＡ及びＢが鞘成分流、そして、前記ポリマーＣが芯成分流をそれぞれ形成して、ポリマーＣとポリマーＡとからなる芯鞘流、及びポリマーＣとポリマーＢとからなる芯鞘流をそれぞれ形成する芯鞘流形成流路と、
   （ｆ）前記ポリマーＣ及びポリマーＡとが形成する芯鞘流と、前記ポリマーＣ及びポリマーＢとが形成する芯鞘流とがそれぞれサイドバイサイドに前記芯鞘流形成流路から合流し、ポリマーＡ流とポリマーＢ流とがサイドバイサイドに貼り合わされた「ポリマーＡとポリマーＢとからなる海成分ポリマー流」中に「ポリマーＣからなる島成分ポリマー流」を含む海島流を形成する合流流路。
2. ポリマーＡとポリマーＢとをそれぞれ独立して導入する前記導入流路と、この導入流路からそれぞれ導入されたポリマーＡとポリマーＢをサイドバイサイドに貼り合せて合流させるサイドバイサイド流の形成流路とが設けられ、前記形成流路から前記分配流路へサイドバイサイド流を供給することを特徴とする、請求項１に記載の複合繊維用紡糸口金。
3. 前記分配流路に導入されたポリマーＡ及びＢの一部をサイドバイサイドに貼り合せた状態にして前記滞留流路を介さずにバイパスして前記合流流路の中央部へ中央流として直接供給する中央バイパス流路を有し、前記合流流路に流入する前記海島流へ前記中央流を合流させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の複合繊維用紡糸口金。

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