JPH10266013A - 芯鞘中空複合繊維用紡糸口金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 様々な芯鞘複合比率の複合繊維を紡糸する場
合や芯成分と鞘成分のポリマーの溶融粘度の差が大きい
複合繊維を紡糸する場合であっても、中空割れの生じな
い芯鞘中空複合繊維を紡糸操業性よく得ることができる
紡糸口金を提供する。 【解決手段】 ２種類以上の熱可塑性ポリマーが中空部
Ｍを有する芯鞘形状に配された芯鞘中空複合繊維を得る
ための紡糸口金であって、種類の異なるポリマーを各オ
リフィスから吐出させるための複数のオリフィスＡ、
Ｂ、Ｃが間隙Ｄ、Ｅを介して同心円状に配置されてお
り、かつ各オリフィスは、不連続部２、４、６を１つ以
上有するスリット１、３、５からなる、芯鞘中空複合繊
維用紡糸口金。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２種類以上の異な
るポリマーが中空部を有する芯鞘形状に配された芯鞘中
空複合繊維を得るための紡糸口金に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多種類のポリマーからなる中空複合繊維
を得るための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、紡糸口金の上方で芯成分と鞘
成分のポリマーを個々に供給し、これらを合流させた複
合ポリマーを、円弧スリットで構成されるオリフィスよ
り吐出させる紡糸口金が開示されている。この紡糸口金
のオリフィスは、幅が略均一な円弧スリットからなるも
のであり、口金の導入口で芯成分と鞘成分のポリマーが
合体合流され、円弧スリットの内周部と外周部とで芯成
分および鞘成分のポリマーが張り合わされた形となった
複合ポリマーが、同一の円弧スリットより吐出されるも
のである。

【０００３】この紡糸口金を用いると、芯成分ポリマー
の溶融粘度が鞘成分のポリマーの溶融粘度より低い場合
は、複合ポリマー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
れの生じた繊維となるという問題があった。

【０００４】特開平7-310225号公報には、このような問
題を解決するものとして、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紡糸口金が提案され
ている。この紡糸口金は、各スリットの凸部から芯成分
のポリマーを吐出させることによって、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、上記のよう
なニーリング現象を防ぎ、中空割れのない中空繊維を得
るものである。

【０００５】しかしながら、この紡糸口金においても、
芯成分と鞘成分の複合ポリマーを同一のスリットからな
るオリフィスより吐出するものであるため、芯成分の比
率が大きい芯鞘複合繊維の場合や溶融粘度の低い芯成分
ポリマーを使用する場合は、ニーリング現象が生じ、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、上記のよう
な問題点を解決し、様々な芯鞘複合比率の複合繊維を紡
糸する場合や芯成分と鞘成分のポリマーの溶融粘度の差
が大きい複合繊維を紡糸する場合であっても、中空割れ
の生じない芯鞘中空複合繊維を紡糸操業性よく得ること
ができる紡糸口金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】本発明者等は、上記の課
題を解決するために鋭意検討の結果、本発明に到達し
た。すなわち、本発明は、２種類以上の熱可塑性ポリマ
ーが中空部を有する芯鞘形状に配された芯鞘中空複合繊
維を得るための紡糸口金であって、種類の異なるポリマ
ーを各オリフィスから吐出させるための複数のオリフィ
スが間隙を介して同心円状に配置されており、かつ各オ
リフィスは、不連続部を１つ以上有するスリットからな
ることを特徴とする芯鞘中空複合繊維用紡糸口金を要旨
とするものである。

【０００８】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形状を示す
平面図であり、図２は、図１の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）のスリット型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
る。

【０００９】なお、本発明の紡糸口金を用いて紡糸する
熱可塑性ポリマーは、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く、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混合物等が挙げられる。そし
て、種類の異なるポリマーとしては、ポリマーの種類が
異なるもののほか、共重合成分や混合成分が異なるポリ
マー等が挙げられる。

【００１０】本発明の紡糸口金は、２種類以上の熱可塑
性ポリマーのそれぞれのポリマーを別々のオリフィスか
ら吐出させるために、複数のオリフィスが間隙を介して
同心円状に配置されており、かつ各オリフィスは、不連
続部を１つ以上有するスリットからなるものである。

【００１１】２種類の熱可塑性ポリマーを用いる場合に
ついて、図１（ａ）を用いて説明すると、大径のオリフ
ィスＡと小径のオリフィスＢが間隙Ｄを介して中心点Ｐ
を同一とする同心円上に設けられている。そして、オリ
フィスＡは、３つの不連続部２を有する３つのスリット
１からなるものであり、オリフィスＢは、３つの不連続
部４を有する３つのスリット３からなるものである。

【００１２】そして、この口金を用いて中空芯鞘複合繊
維を紡糸する場合、外側で大径のオリフィスＡから鞘成
分ポリマーを吐出させ、内側で小径のオリフィスＢから
芯成分ポリマーを吐出させる。このように、芯成分ポリ
マーと鞘成分ポリマーとが別々のオリフィスから吐出さ
れ、吐出後、鞘成分ポリマーが芯成分ポリマーを包み込
むように合流して芯鞘複合繊維が形成されるため、芯成
分のポリマーの比率が大きかったり、溶融粘度が低くて
も、ニーリング現象が生じることがなく、中空割れのな
い良好な複合繊維を得ることができる。

【００１３】図１（ｂ）は、オリフィスＡが２つの不連
続部２を有する２つのスリット１からなるものであり、
オリフィスＢが２つの不連続部４を有する２つのスリッ
ト３からなるものである。図１（ｃ）は、オリフィスＡ
が４つの不連続部２を有する４つのスリット１からなる
ものであり、オリフィスＢが４つの不連続部４を有する
４つのスリット３からなるものである。本発明において
は、複数のオリフィスは間隙を介して同心円状に配置さ
れていれば、円形に限定されるものではなく、図１
（ｃ）に示すような四角形や三角形等の多角形状のもの
でもよい。

【００１４】本発明の紡糸口金においては、各オリフィ
スは、不連続部を１つ以上有するスリットからなるもの
であるため、各オリフィスは２つ以上のスリットからな
るものである。スリットの数は２つ以上であれば特に限
定されるものではなく、用いるポリマーの種類によって
適宜選択すればよい。

【００１５】さらに、本発明の紡糸口金は、３種類の熱
可塑性ポリマーを用いて、図２（ｄ）のような中空部Ｍ
を有する芯鞘形状の複合繊維を得ることもでき、この場
合、図１（ｄ）に示すように、２つの不連続部２を有す
る２つのスリット１からなるオリフィスＡと、２つの不
連続部４を有する２つのスリット３からなるオリフィス
Ｂと、２つの不連続部６を有する２つのスリット５から
なるオリフィスＣからなり、間隙Ｄ、Ｅを介して３つの
オリフィスＡ、Ｂ、Ｃが同心円状に配されたものとすれ
ばよい。

【００１６】このように、多種類の熱可塑性ポリマーを
用いる場合にも、それぞれ異なるオリフィスより吐出さ
せることによって、多種類の熱可塑性ポリマーを多層の
芯鞘形状に配した複合繊維を得ることができる。なお、
あまり多くの種類のものを用いると、口金の構造が複雑
になり、また良好な芯鞘形状のものとなりにくくなるた
め、上限としては３種類程度とすることが好ましい。

【００１７】さらに、本発明の紡糸口金においては、図
４（ａ）〜（ｃ）に示すように、外側に配置されるオリ
フィスＡの不連続部２と、内側に配置されるオリフィス
Ｂの不連続部４とが中心点Ｐを通る同一直線上にないよ
うに配置することが好ましく、さらには、外側に配置さ
れるオリフィスＡの不連続部２が、内側に配置されるオ
リフィスＢを構成するスリット３の中央部に位置するこ
とが好ましい。

【００１８】すなわち、スリットをこのように配置する
ことによって、内側に配置されるオリフィスＢからポリ
マーが吐出され、複合化される際、外側のオリフィスＡ
の不連続部２より流れ込む気流が、内側のオリフィスＢ
の不連続部４を通って中心点Ｐに抜けることなく、各ス
リット３より吐出されるポリマーを冷却するので、高い
中空率を保持し、均斉度のよい芯部を形成することがで
きる。したがって、複合繊維全体としても均斉度のよい
複合繊維を得ることができる。さらには、オリフィスＡ
の不連続部２が、内側のオリフィスＢを構成するスリッ
ト３の中央部にあることが好ましく、これによって、よ
り均一に冷却ができ、均斉度がより向上した複合繊維を
得ることができる。

【００１９】また、図２（ｄ）のように、３種類の熱可
塑性ポリマーからなる複合繊維の場合は、図１（ｄ）を
用いて説明すると、オリフィスＡとオリフィスＢの不連
続部２と４とが中心点Ｐを通る同一直線上にないよう
に、オリフィスＢとオリフィスＣの不連続部４と６とが
中心点Ｐを通る同一直線上にないように、スリットを配
置することが好ましい。

【００２０】そして、本発明の紡糸口金においては、図
１、図４の紡糸口金はオリフィスＡとオリフィスＢとを
構成するスリットの数が同じであるが、オリフィスＡと
オリフィスＢ間でスリットの数が異なっていてもよい。

【００２１】また、スリットの幅、オリフィス間の間隙
の大きさ及び不連続部の大きさの相互の関係については
特に限定されるものではなく、ポリマーの種類や溶融粘
度、吐出量等の条件によって適宜選択し、種類の異なる
ポリマーが良好に接合するようにすればよい。なお、ス
リットの幅と不連続部の大きさは、工作精度上は0.05ｍ
ｍ以上とすることが好ましい。

【００２２】さらに、図１（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、図
４（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞれのスリットの
端部に突起部７を設けてもよい。この突起部７は、各ス
リットから吐出されたポリマーが隣接するスリットから
吐出されるポリマーと良好に接続するために設けられて
いるものであり、用いるポリマーの溶融粘度や吐出量に
よって形状や大きさを適宜選択すればよい。

【００２３】本発明の芯鞘中空複合繊維用紡糸口金を用
いれば、中空率が５〜30％程度の複合繊維を得ることが
でき、さらに、２種類のポリマーを用いる場合、芯成分
と鞘成分の重量比率（芯／鞘）が５／95〜95／５程度の
芯鞘複合繊維を得ることができる。

【００２４】次に、図３を用いて、本発明の紡糸口金
（２種類のポリマーを用いるもの、図１の（ａ）〜
（ｃ））を用いて芯鞘中空複合繊維を得る方法を説明す
る。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。まず、鞘成分ポリマーを上口金板８の案内孔16から
導入する。導入された鞘成分は、連通する間隙15から下
口金板18の吐出誘導孔14に導入され、次いで、キャピラ
リー９の切り欠き13により、導入孔10に供給される。一
方、芯成分ポリマーはキャピラリー９のキャピラリー誘
導孔12を通過し、キャピラリー９の先端に配設されたキ
ャピラリー吐出孔11を通って、導入孔10に供給される。

【００２５】このとき、鞘成分ポリマーと芯成分ポリマ
ーが合流した複合ポリマーとなり、この複合ポリマー
は、導入孔10を経て、図１の（ａ）〜（ｃ）に示すよう
なスリット型オリフィスからなる紡糸口金17より吐出さ
れる。このとき、鞘成分ポリマーは外側のオリフィス
Ａ、芯成分ポリマーは内側のオリフィスＢから吐出さ
れ、図２の（ａ）〜（ｃ）に示すような、中空部Ｍを有
する芯鞘複合繊維が得られる。

【００２６】このように、本発明の紡糸口金は、種類の
異なるポリマーをそれぞれ異なるオリフィスから吐出さ
せるものであるため、種類の異なるポリマーが複合され
た状態で同一のスリットからなるオリフィスより吐出さ
れる場合と異なり、様々な芯鞘複合比率の複合繊維を紡
糸する場合やポリマー間での溶融粘度の差が大きい複合
繊維を紡糸する場合であっても、中空割れの生じない芯
鞘中空複合繊維を紡糸操業性よく得ることができる。す
なわち、種類の異なるポリマーが複合された状態で同一
のスリットからなるオリフィスより吐出される場合は、
ポリマーの線速度等の性能が異なるため、吐出状態が偏
るニーリング現象が生じ、その結果、中空割れの生じた
複合繊維となる。一方、本発明の紡糸口金を用いると、
種類の異なるポリマーをそれぞれ異なるオリフィスから
吐出させるので、前記のようにそれぞれのポリマーの影
響を受けることが少なく、中空割れのない芯鞘中空複合
繊維を紡糸操業性よく得ることができる。さらに、外側
に配置されるオリフィスの不連続部と、内側に配置され
るオリフィスの不連続部とが中心点を通る同一直線上に
ないように配置することによって、内側に配置される各
スリットより吐出されるポリマーが効率よく、均一に冷
却されるので、高い中空率を保持し、均斉度のよい芯部
を形成することができ、複合繊維全体としても均斉度の
よい複合繊維を得ることができる。

【００２７】

【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、実施例における各特性値の測定及び評価は次
のとおりに行った。 (1) 溶融粘度(poise) フローテスタ（島津製作所CFT-500A) 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時間窒素雰囲気下で乾燥したものを使用
した。 (2) 中空率（％） 糸条より単糸を取り出し、単糸の横断面形状を拡大写真
に撮影し、写真上で単糸全体の面積と中空部の面積を算
出し、次式により中空率を求めた。なお、糸条を構成す
る全単糸（中空割れの発生した単糸を除く）について測
定し、その平均値で示した。 中空率（％）＝（中空部の面積／単糸全体の面積）×10
0 (3) 中空割れ（％） 中空率を測定する際の横断面形状の観察において、中空
割れの発生した単糸をカウントし、糸条を構成する全単
糸数における割合で示した。 中空割れ（％）＝（中空割れの発生した単糸数／全単糸
数）×100 (4) 均斉度（Ｃ％、Ｕ％） フィラメント糸斑測定装置（USTER TESTER２ MODELＣ）
を用いて、50ｍ／分の速度で２分間測定した。

【００２８】実施例１ 図１（ｂ）に示す形状のスリット型オリフィスを36孔有
する紡糸口金を図３の口金装置に装着して複合紡糸を行
った。鞘成分ポリマーに溶融粘度が2000poiseのポリエ
チレンテレフタレート〔ステアリン酸マグネシウム(StM
g)を0.015 重量％含有〕、芯成分ポリマーにポリエチレ
ンオキサイド架橋物と溶融粘度が500poiseのポリエチレ
ンテレフタレート（StMgを0.015 重量％含有）の混合物
を用い、吐出量37.4ｇ／分、紡糸温度290 ℃で溶融紡糸
し、4000ｍ／分の速度で巻き取った。得られた未延伸糸
を延伸ローラを用いて温度90℃、延伸倍率1.12倍で加熱
延伸し、 630ｍ／分で巻き取り、75ｄ／36ｆの繊維を得
た。この繊維を構成する単糸は、中空率25％、芯鞘重量
比率（芯／鞘）90／10の複合繊維であり、中空割れの生
じた単糸はなく（中空率０％）、Ｃ％が1.38、Ｕ％が0.
89であり、紡糸操業性よく製造することができた。

【００２９】実施例２ 図４（ｂ）に示す形状のスリット型オリフィスを36孔有
する紡糸口金を用いた以外は、実施例１と同様にして行
った。この繊維を構成する単糸は、中空率25％、芯鞘重
量比率（芯／鞘）90／10の複合繊維であり、中空割れの
生じた単糸はなく（中空率０％）、Ｃ％が1.2 、Ｕ％が
0.34であり、均斉度に優れた複合繊維を紡糸操業性よく
製造することができた。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、様々な芯鞘複合比率の
複合繊維を紡糸する場合や芯成分と鞘成分のポリマーの
溶融粘度の差が大きい複合繊維を紡糸する場合であって
も、中空割れの生じない、均斉度に優れた芯鞘中空複合
繊維を紡糸操業性よく得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
紡糸口金のオリフィスを構成するスリットの形状を示す
平面図である。

【図２】図１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のスリ
ット型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る。

【図３】本発明の紡糸口金（２種類のポリマーを用いる
もの、図１の（ａ）〜（ｃ））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。

【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）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形状の他の実施態様
を示す平面図である。

【符号の説明】

１、３、５ スリット ２、４、６ 不連続部 Ａ、Ｂ、Ｃ オリフィス Ｄ、Ｅ 間隙 Ｍ 中空部 Ｐ 中心点

フロントページの続き (72)発明者 山口 創 京都府宇治市宇治小桜23 ユニチカ株式会 社中央研究所内 (72)発明者 樽石 一秋 京都府宇治市宇治小桜23 ユニチカ株式会 社中央研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２種類以上の熱可塑性ポリマーが中空部
   を有する芯鞘形状に配された芯鞘中空複合繊維を得るた
   めの紡糸口金であって、種類の異なるポリマーを各オリ
   フィスから吐出させるための複数のオリフィスが間隙を
   介して同心円状に配置されており、かつ各オリフィス
   は、不連続部を１つ以上有するスリットからなることを
   特徴とする芯鞘中空複合繊維用紡糸口金。
2. 【請求項２】 外側に配置されたオリフィスの不連続部
   と、内側に配置されたオリフィスの不連続部とが同心円
   の中心点を通る同一直線上にないことを特徴とする請求
   項１記載の芯鞘中空複合繊維用紡糸口金。