JPH07310225A - 芯鞘中空複合繊維用紡糸口金及び芯鞘中空複合繊維の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 スリット型オリフィスを有する紡糸口金にお
いて、オリフィスを構成するスリットが１つ以上の不連
続部を有し、各スリットの内縁長の中心点を含む内縁部
に凸部を設けた芯鞘中空複合繊維用紡糸口金及び２種の
溶融粘度の異なる紡糸成分液からなる芯鞘中空複合繊維
を複合紡糸法で製造するに際し、鞘成分ポリマーが芯成
分ポリマーを包むように合流させた複合ポリマーを前記
の紡糸口金より押し出す芯鞘中空複合繊維の製造法。 【効果】 芯成分と鞘成分に溶融粘度差の大きいポリマ
ーを用いても、オリフィスのスリットから吐出される複
合ポリマーはニーリング現象を起こすことなく、スムー
ズに接合し、中空割れのない優れた品位の芯鞘中空複合
繊維を操業性よく製造することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融粘度の異なるポリ
マーを用い、中空割れ（剥離）の発生しない芯鞘型中空
複合繊維を操業性よく得ることができる紡糸口金及びそ
の紡糸口金を用いた芯鞘型中空複合繊維の製造法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、多成分からなる芯鞘型中空複合繊
維を製造する紡糸口金は種々提案されており、例えば特
開平4-370213号公報には、芯成分と鞘成分のポリマーを
個々に供給し、これらを合流させた後、複合ポリマーを
口金板の複数の円弧スリットから構成されるオリフィス
より吐出させる口金装置が開示されている。この口金装
置は、上部導入板、下部導入板、口金板の順に一体構成
された口金装置であって、上部導入板には芯成分及び鞘
成分のポリマーを個々に供給する供給孔が、下部導入板
には、芯成分ポリマーを供給孔より導入する異形孔と、
異形孔の周りに、鞘成分ポリマーを供給孔より導入する
複数の丸孔が穿設されており、口金板には、複数の円弧
スリットから構成されるオリフィスが穿設されている。

【０００３】この口金装置によると、口金板の導入口で
芯成分と鞘成分のポリマーが合体合流された後、この複
合ポリマーは、口金板の複数の円弧スリットから構成さ
れる吐出孔より吐出されるため、円弧スリットより吐出
される複合ポリマーは、スリット内周部と外周部とで芯
成分および鞘成分が貼合わされた形で吐出される。その
ため、芯成分ポリマーの溶融粘度が鞘成分ポリマーの溶
融粘度より低い場合は、円弧スリットより吐出されると
同時に、円弧スリット外周方向へ屈折する現象（ニーリ
ング現象）を起こすため、近接する他の円弧スリットよ
り吐出されたポリマーと接合することが難しくなり、中
空割れが発生するという問題があった。

【０００４】また、特開平4-65507 号公報には、中部成
分と２つの側部成分が３層に積層された複合繊維の中心
部に中空部を設けた繊維を得るための紡糸口金装置が開
示されている。この紡糸口金装置は、口金板の上部の主
分配板に個々の導入孔が設けられているもので、各成分
は、個々の導入孔より供給され、口金板の原液入口で２
つの側部成分が中部成分と合流された後、複合ポリマー
は複数の円弧スリットからなるオリフィスより吐出され
る。この口金装置も、口金板の原液入口で３成分のポリ
マーが貼合わされた形でスリットから吐出されるため、
中部成分のポリマーの溶融粘度が、２つの側部成分のポ
リマーの溶融粘度より低い場合には、前記の紡糸口金装
置を用いた時と同様にニーリング現象が起こり、中空割
れが発生するという問題があった。

【０００５】さらに、特開昭59ー192721 号公報には、低
溶融粘度の芯成分と高溶融粘度の鞘成分ポリマーを芯鞘
状に配置し、幅、曲率、不連続部の長さを規定した円弧
スリットからなるオリフィスより、吐出量を規定しなが
ら吐出させ、前記のニーリング現象を活用して高い中空
率を有する中空繊維を得る方法が開示されている。しか
しながら、この方法により紡糸しても、スリット内周部
と外周部とで芯成分と鞘成分が貼合わされた形でポリマ
ーが吐出されるため、円弧スリットの形状を工夫しても
芯成分と鞘成分ポリマーの溶融粘度差が大きい場合は、
前記同様に中空割れの発生した繊維となり、紡糸操業性
も低下するという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな問題点を解決し、芯成分ポリマーの溶融粘度が鞘成
分ポリマーの溶融粘度より低い場合や芯成分と鞘成分ポ
リマーの溶融粘度差が大きい場合であっても、複合ポリ
マーがスリットからなるオリフィスより吐出された際に
中空割れを発生しない芯鞘中空複合繊維を操業性よく紡
糸することができる紡糸口金及びその紡糸口金を用いた
芯鞘中空複合繊維の製造法を提供することを技術的な課
題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、スリット型
オリフィスを有する紡糸口金において、不連続部を有す
る円弧スリットの内縁部の中央に凸部を設け、鞘成分ポ
リマーが芯成分ポリマーを包むように合流させた複合ポ
リマーを吐出させると、芯成分のポリマーは凸部から吐
出され、円弧スリットの端部からは鞘成分のポリマーの
みが吐出されるため、鞘成分のポリマー同士が容易に接
合し、ニーリング現象を起こすことがなく、中空割れの
ない芯鞘中空複合繊維を操業性よく製造できることを見
い出し、本発明に到達した。

【０００８】すなわち、本発明の要旨は次のとおりであ
る。 スリット型オリフィスを有する紡糸口金において、オ
リフィスを構成するスリットが１つ以上の不連続部を有
し、各スリットの内縁長の中心点を含む内縁部に凸部を
設けたことを特徴とする芯鞘中空複合繊維用紡糸口金。 ２種の溶融粘度の異なる紡糸成分液からなる芯鞘中空
複合繊維を複合紡糸法で製造するに際し、鞘成分ポリマ
ーが芯成分ポリマーを包むように合流させた複合ポリマ
ーを上記記載の紡糸口金より押し出すことを特徴とす
る芯鞘中空複合繊維の製造法。

【０００９】以下、本発明を図面により詳細に説明す
る。図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明の
紡糸口金のオリフィスを構成するスリットの実施態様を
示す平面図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のオリ
フィスを有する紡糸口金を用いて得られる芯鞘中空複合
繊維の断面模式図であり、図３は本発明の紡糸口金を備
えた紡糸装置の一実施態様を示す断面図（キャピラリー
は切断せず）である。

【００１０】本発明の芯鞘中空複合繊維用紡糸口金は、
オリフィスを構成するスリットが図１（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）に示すように、１つ以上の不連続部２
（２ａ、２ｂ・・・・２ｎ）を有し、各スリット１（１
ａ、１ｂ・・・・１ｎ）の内縁長の中心点Ｐを含む内縁
部に凸部３（３ａ、３ｂ・・・・３ｎ）が設けられてい
る。

【００１１】このようにスリット１に凸部３を設け、鞘
成分ポリマーが芯成分ポリマーを包むように合流させた
複合ポリマーをスリット１より吐出させれば、芯成分の
ポリマーの多くは、各スリット１の内縁部に設けた凸部
３より吐出され、不連続部２に近いスリット端部には芯
成分のポリマーが存在せず、鞘成分のポリマーのみが吐
出される。これによって、隣接するスリット端部より吐
出された鞘成分のポリマーは、ニーリング現象を生じる
前にバラス効果による接合が容易になされ、図２に示す
ような中空割れのない繊維が得られる。

【００１２】一方、スリット１の凸部３を各スリット１
（１ａ、１ｂ・・・・１ｎ）の内縁長の中心点Ｐを含ま
ない内縁部に設けたり、鞘成分ポリマーと芯成分ポリマ
ーが貼り合わされた複合ポリマーを吐出させると、芯成
分のポリマーが不連続部２に近いスリット端部から吐出
され、不連続部２に芯、鞘両成分のポリマーが流入する
ため、吐出直後にニーリング現象が生じ、隣接するスリ
ット端部より吐出された鞘成分のポリマー同士の接合が
できなくなり、中空割れの発生した繊維となる。このた
め、得られる繊維はバイメタルのＣ形状糸や偏平糸とな
り、目的とする芯鞘中空複合繊維を得ることができな
い。

【００１３】オリフィスを構成するスリットの数は、１
つ以上の不連続部を有していれば特に限定されるもので
はなく、また、凸部３の断面形状は、円形、長方形、多
角形等、特に限定されるものではなく、凸部３の断面積
もスリットの形状や断面積及びポリマーの吐出量、芯鞘
比率、ポリマーの溶融粘度や溶融粘度差等により適宜選
択すればよい。

【００１４】次に、本発明の紡糸口金より、鞘成分ポリ
マーが芯成分ポリマーを包むように合流させた複合ポリ
マーを吐出させて、芯鞘中空複合繊維を紡糸する方法を
図３の紡糸装置を用いて説明する。まず、鞘成分ポリマ
ーを上口金板５の案内孔13から導入する。導入された鞘
成分は、連通する間隙12から吐出誘導孔11に導入され、
次いで、キャピラリー６の切り欠き10により、定量的に
壁面側より導入孔７に供給される。一方、芯成分ポリマ
ーはキャピラリー６の上端から導入され、導入された芯
成分は、キャピラリー誘導孔９を通過し、キャピラリー
誘導孔９の先端に配設されたキャピラリー吐出孔８を通
って、定量的に導入孔７に供給される。このとき、鞘成
分ポリマーが芯成分ポリマーを包む形で芯、鞘両成分が
合流した複合ポリマーとなる。そして、この複合ポリマ
ーは、導入孔７を経て図１に示すようなスリット型オリ
フィスを有する紡糸口金14より押し出される。そして、
前述したように、芯成分ポリマーの多くは各スリットの
内縁部に設けた凸部３より吐出され、鞘成分のポリマー
はスリット１より押し出され、図２に示すような中空部
を有する芯鞘中空複合繊維が得られる。

【００１５】本発明によると、上記のように、芯、鞘成
分のポリマーが貼合わされた状態でなく、鞘成分ポリマ
ーが芯成分ポリマーを包むような状態で複合ポリマーを
吐出させるので、芯成分のポリマーの多くは凸部から吐
出され、隣接するスリット端部からは、鞘成分のポリマ
ーのみが吐出される。このため、芯、鞘成分のポリマー
の溶融粘度の差の影響を受けにくくなり、溶融粘度の差
が1800ポイズ程度のポリマー同士を組み合わせて紡糸し
ても中空割れのない良好な繊維が得られる。なお、操業
性の面から好ましい芯、鞘成分のポリマーの溶融粘度の
差は1200ポイズ以下であり、さらに好ましくは700 ポイ
ズ以下である。そして、芯、鞘成分ポリマーのどちらを
高溶融粘度のポリマーとしてもよい。

【００１６】また、複合紡糸する際、芯／鞘重量比率を
５／95〜95／５とすることができるが、好ましくは、５
／95〜80／20、特に好ましくは、10／90〜75／25であ
る。

【００１７】本発明に用いられる芯、鞘成分ポリマー
は、溶融紡糸可能な重合体であれば特に限定されるもの
ではないが、例えば、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類、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ナイロ
ン６、ナイロン６６等のポリアミド類及びこれらを主と
する共重合物や重合体混合物が挙げられる。

【００１８】

【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、実施例における特性値の測定方法及び評価は
次のとおりである。 （１）溶融粘度（ポイズ） フローテスタ（島津制作所製CFT-500 ）を用いて290 ℃
の定温法で測定し、剪断速度が1000sec^-1の時の値を測
定値とし、３回測定を行い、平均値で示した。なお、試
料は120 ℃で５時間減圧乾燥したものを使用した。 （２）中空率（％） 糸条の単繊維横断面部を、顕微鏡を用いた画像処理装置
で計測した。なお、中空率は下記式で求め、糸条を構成
する全単繊維（中空割れの発生した単繊維は除く）の測
定値の平均値で示した。 中空率（％）＝（中空部の面積／単繊維全体の面積）×
100 （３）中空割れ（個） 中空率を測定する際、中空割れの発生した単繊維の数を
測定した。なお、測定値は、すべての紡糸口金での中空
割れ発生総数を取り付け錘数で除した値（小数点以下四
捨五入）で示した。 （４）紡糸操業性 ４錘の紡糸錘に紡糸口金を取り付け、連続して３日間紡
糸を行い、この時の総糸切れ回数を下記の３ランクで評
価した。 Ａ ： ３回以下 ──よい Ｂ ： ４〜６回 ──やや悪い Ｃ ： ７回以上 ──悪い （５）延伸操業性 延伸糸切れ、ローラ単糸巻付き発生数の和を、紡糸錘数
で除した値の100 分率を求め、この値をもとに下記の３
ランクで評価した。 Ａ ： 1.5 ％以下 ──よい Ｂ ： 1.6 〜3.9 ％ ──やや悪い Ｃ ： 4.0 ％以上 ──悪い

【００１９】実施例１〜５ 図１（ｂ）のスリット型のオリフィスを24孔を有する紡
糸口金を図３の口金装置に装着した装置を用いて複合紡
糸を行った。鞘成分ポリマーに、溶融粘度が2000ポイズ
のポリエチレンテレフタレート（二酸化チタン0.5 重量
％含有）、芯成分ポリマーに、ポリエチレンテレフタレ
ートに炭化ジルコニウム（ZrC ）10重量％を添加混練し
た、表１に示すような種々の溶融粘度を有するポリマー
を用い、芯／鞘重量比率を15／85、総吐出量21.0ｇ／
分、紡糸温度290 ℃で溶融紡糸し、1400ｍ／分の速度で
巻き取った。続いて、得られた未延伸糸を、延伸ローラ
を用いて温度88℃、延伸倍率2.74倍で加熱延伸し、次い
で加熱板を用いて、熱処理温度160 ℃で熱セットし、70
0 ｍ／分の速度で巻き取り、50デニール／24フィラメン
トの繊維を得た。この時の紡糸、延伸操業性及び得られ
た繊維の中空率、中空割れの評価を表１に示す。

【００２０】比較例１〜３ 凸部のない、図１（ｂ）のスリット型オリフィスよりな
る紡糸口金を用いた以外は実施例１と同様に行った。こ
の時の紡糸、延伸操業性及び得られた繊維の中空率、中
空割れの評価を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１から明らかなように、芯成分ポリマー
と鞘成分ポリマーとの溶融粘度差が1400ポイズ以下であ
る実施例２〜５は、紡糸、延伸操業性ともよく、得られ
た繊維は中空割れもなく、中空率の高いものであった。
溶融粘度差が1700ポイズ近い実施例１では、延伸操業性
が若干悪くなったが、同じ溶融粘度差で従来の芯鞘型紡
糸口金装置を用いた比較例１と比べて良好で、満足でき
るレベルであり、中空割れのない繊維が得られた。一
方、比較例１〜３は、凸部のないスリット型オリフィス
よりなる紡糸口金を用いたため、溶融粘度差が小さいポ
リマーを用いた比較例３でも紡糸、延伸操業性が悪く、
また、得られた繊維は中空割れの多発した繊維となり、
特に、溶融粘度差が大きいポリマーを用いた比較例１、
２は紡糸、延伸操業性が悪く、得られた繊維は、中空割
れが全単糸で発生し、Ｃ形状糸となった。

【００２３】実施例６〜９ 芯成分ポリマーに、ポリエチレングリコール（MW:5800
）を25重量％共重合した、溶融粘度1260ポイズのポリ
エチレンテレフタレートを用い、芯／鞘重量比を表２の
ように変更した以外は、実施例１と同様に行った。この
時の紡糸、延伸操業性及び得られた繊維の中空率、中空
割れの評価を表２に示す。

【００２４】比較例４、５ 比較例１と同様の紡糸口金を用いた以外は、実施例７
（比較例４）及び実施例９（比較例５）と同様に行っ
た。この時の紡糸、延伸操業性及び得られた繊維の中空
率、中空割れの評価を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】表２から明らかなように、実施例６〜９で
は紡糸、延伸操業性ともよく、芯／鞘重量比に関係な
く、中空率が高く、中空割れのない繊維を得ることがで
きた。一方、比較例４、５では、凸部のないスリットか
らなるオリフィスを用いたため、紡糸、延伸操業性が悪
く、得られた繊維は中空割れが多発したものとなり、特
に、比較例４では、得られた繊維は中空割れが全単糸で
発生し、Ｃ形状糸となった。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、芯成分と鞘成分に溶融
粘度差の大きいポリマーを用いても、オリフィスのスリ
ットから吐出される複合ポリマーはニーリング現象を起
こすことなく、スムーズに接合し、中空割れのない優れ
た品位の芯鞘中空複合繊維を操業性よく製造することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明の
芯鞘中空複合繊維用紡糸口金のオリフィスを構成するス
リットの実施態様を示す平面図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図１の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のスリット型オリフィ
スを有する芯鞘中空複合繊維用紡糸口金を用いて得られ
る芯鞘中空複合繊維の断面模式図である。

【図３】本発明の芯鞘中空複合繊維用紡糸口金を備えた
紡糸装置の一実施態様を示す断面図（キャピラリーは切
断せず）である。

【符号の説明】

１ スリット ２ 不連続部 ３ 凸部 ４ 下口金板 ５ 上口金板 ６ キャピラリー ７ 導入孔 ８ キャピラリー吐出孔 ９ キャピラリー誘導孔 10 切り欠き 11 吐出誘導孔 12 間隙 13 案内孔 14 紡糸口金

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリット型オリフィスを有する紡糸口金
   において、オリフィスを構成するスリットが１つ以上の
   不連続部を有し、各スリットの内縁長の中心点を含む内
   縁部に凸部を設けたことを特徴とする芯鞘中空複合繊維
   用紡糸口金。
2. 【請求項２】 ２種の溶融粘度の異なる紡糸成分液から
   なる芯鞘中空複合繊維を複合紡糸法で製造するに際し、
   鞘成分ポリマーが芯成分ポリマーを包むように合流させ
   た複合ポリマーを請求項１記載の紡糸口金より押し出す
   ことを特徴とする芯鞘中空複合繊維の製造法。