JPS5812367B2 - 超多島型複合繊維の紡糸方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、島数の極めて多い海島型複合繊維の紡糸方法
及び装置に関する。

本発明は、狭い面積で即ち小型でできる限り多くの島数
をもつ繊維を紡糸する装置及び同方法を目的とする。

また、海島型構造が更に他の海島型構造によりとり囲ま
れた繊維の紡糸方法及び装置を目的とする。

本発萌は単なる多島化のみならずこの技術により多孔化
／（同一パックまたはノズルホルダーの面積）をねらい
とするものである。

さらには単なる島数だけでなく、同時に島／海比率の高
いものをえられるようにすることも目的とし、さらに安
定に紡糸が開始できるようにすることも目的とする。

また、一定の単位で口金が分解できるようにし、工業的
に反復使用可能な口金形態にすることも目的とする。

また大口金に伴う加工精度の大幅な低下を回避すること
を目的とする。

海島型繊維は、別名高分子相互配列体繊維とも言われ、
その繊維断面をみるとある種の成分が他成分中に多数に
分散し、しかも繊維軸方向に実質的に連続しているもの
である。

海島型（Ｉｓｌａｎｄ−ｉｎ−Ｓｅａ Ｔｙｐｅ）とい
われるのは、あたかも海の中に小島が多数存在している
かのごとき印象から言われる断面からとったものと思わ
れる。

従来かかる繊維の製法や装置は極めて多数ある。

あるものは島数をアップできるが海成分に対する島成分
の占める割合すなわち島比率をアップできず、アップす
ると海島関係が逆転してしまい、島成分を目的としてい
るものが連続状態になって海成分となってしまう欠点の
あるタイプや、島数をアップできることはできても１吐
出孔当りの口金が巨大な面積をしめるものとなってしま
ったりした。

またあるものは島の位置や数をコントロールできず、不
均質なものとなってしまうタイプのものもあった。

その他にも色々あるが、長所の反面前述の欠点があり、
あるものは巨大、あるものは安定紡糸不良、あるものは
口金加工精度がアップできず不良糸の混入がおこり、あ
るものは不均一糸になり、あるものは工業的な反復使用
性に欠けている所があった。

これらの背景（欠点）を十分に認識した上で、いかに本
発明の諸目的を達成するか、種々検討した結果、遂に本
発明に到達した。

その骨子は次の通りである。

（１） 海島型複合繊維の紡糸方法において上流で海島
型複合流をつくり、それを第１次ロート状部で集合させ
、該集合した流れを下流において他の海島型複合流でと
り囲むように合流させ、該合流した流れを更に下流の第
２次ロート状部で集合させ、吐出孔から紡出することを
特徴とする超多島型複合繊維の紡糸方法。

（２）第１次ロート状部および／または第２次ロート状
部を紡糸開始時先ず海成分で充満させて吐出孔より該海
成分を吐出させ、しかる後上流または下流の島成分を同
時にまたは相前後させて導入して紡糸を開始することを
特徴とする上記（１）項記載の超多島型複合繊維の紡糸
方法。

（３）海島型繊維の紡糸装置において。

（イ）上流部に多数の芯さや流を形成する構成単位 （ロ）かかる構成単位を下流側からうけると共に流れを
集れんさせる第１次ロート状構成単位（ハ）上記の集れ
んした流れを下流側へ導く流路と他の多数の芯さや流を
形成する構成単位を該流路のまわりに配置し、それらを
一つにうけて集合させ集れんさせる第２次ロート状構成
単位と、第２次ロート状構成単位の下流側には吐出孔が
設けられてなる組合せ構造からなることを特徴とする超
多島型複合繊維用紡糸装置。

更に具体例をもって詳しく説明するが、本発明はこれの
みに限定されるものではない。

第１図は、本発明に係る紡糸口金（装置）の１例で縦断
回図である。

本装置は、パイプと多数の口金板の積み重ねとそのしめ
つけから成り立っている。

本口金は３成分（好ましくは４成分）紡糸機にセットさ
れる。

この口金は、パック内にセットされパッキングを介して
紡糸液体Ａ，Ａ’，Ｂと連結される。

この場合は３成分用パックに納められる。

口金板には、理解を助けるためにＩ，■，■・・・・・
・・・・Ｘまでの番号を符した。

それぞれ１号板、■号板、■号板・・・・・・・・・Ｘ
号板と呼ぶことがある。

本口金では、１つの吐出孔１２（紡糸孔一糸の出る孔）
の場合を示しているが、図の左側または円周方向には普
通もって多数の吐出孔が設けられる。

その場合も技術思想は全く同様であるので説明は省略す
る。

まず高分子化合物Ａは、■号板の多数の孔Ａから導入さ
れる。

この場合孔１の先を細く一定とし、各孔１への流体の均
一分配または目的に応じたコントロールされた分配を行
なうことが好ましいが必ずしも必須のものではない、ま
た後に述べるようにパイプ２の上流方向への抜けを防止
する役をなすこともできる。

次に■号板には孔が設けられパイプ２がさし込まれる。

パイプ２および２′は段がつけられているのが好ましく
、ある所まで入るとそれ以上深く入らない。

逆に孔の方もそのように段付の孔になっている。

これによりパイプが下に抜け落ちないようになっている
。

■号板は、■号板と■号板との間隔を一定に保つための
板である。

空間３はその間げきを示している。

またこのまわりは完全にシールされ、外周への連絡は完
全に断たれている。

従って空間３にはパイプ２′が林立していることになる
。

この空間３には後に述べるように、海成分となるＢ成分
が上方（または下方から上方向けて）から導入される。

■号板には、孔４が設けられておりパイプ２′の先端と
の間で狭隘な部分を形成し、パイプ２の中をＡ成分の高
分子化合物が流れ、それをとり囲んだ該狭隘な部分から
Ｂ成分高分子化合物が流れ、その下方で芯さや（Ａ成分
が芯、Ｂ成分がさや）流れを形成する。

以上の如き、芯さや複合流を形成するための構造が多数
設けられており、それらを全てうける第１次のロート部
５がＶ号板に設けられている。

■号板には、ロート部５の他にＡ′成分を芯とするＡ′
成分を導入するための空間６が設けられている（これも
外周部との連絡が断たれている）。

■号板には、孔１と同様に孔７が設けられ好ましくはそ
の先は細く絞られている。

先を細く絞ることは必ずしも必要ないが、流体を所望の
通りの均一さて分配するのに有効である。

■号板には、２，２’と同様に段付孔が設けられており
、段付パイプ８および８′がはめ込まれている。

■号板は、空間９を形成するための板である。

■号板には孔１０が設けられており、パイプ２′の先端
との間で、狭隘な部分を形成し、パイプ８の中をＡ′成
分が流れ、それをとり囲んだ狭隘な部分からＢ成分が流
れ、下方で芯さや（Ａ／成分が芯、Ｂ成分がさや）流れ
を形成する。

もちろん空間９は、Ｂ成分を導入するための空間である
。

この空間にはパイプ８′が林立しているが、その他にも
う１本太いパイプ１８が通っている。

このパイプは■号板から■号板にまで到り，第１次ロー
ト部５で集合した流れを下流の第２次ロート部１１へ導
くための流路である。

これらを全てをうけるのが第２次ロート部１１である。

このロート部はＸ号板に設けられている。第２次ロート
部１１の下部には、吐出孔１２が設けられている。

ここに到ってはじめて高分子化合物は繊維状となって口
金の外へ出ることになるのである。

他方Ｂ成分は■号板に設けた孔１３から導入される。

その流れの一部は■号板に設けた流路１４を通って、Ｂ
成分を空間３へ導入される。

他方Ｂ成分は、更に下方に下って（原理的にはこの部分
は分枝によるのではなく海成分としてＢ成分以外のＢ′
成分を用いる場合とか、例え同じＢ成分を用いたとして
も別のルートをもう一つ設け、４成分紡糸される手段に
よるものが好ましいが図面が複雑になるのでここでは省
略した。

）流路１５を通って空間９に導入される。

１４と１５への流路は上記の如くＩ号板の所から別々に
なっているのが好ましいが、共用であらてもよい。

１４を通過するＢ成分の量と１５を通過するＢ成分の量
は、（４成分紡糸ならギアポンプで独立導入できるが）
パス１３→１４間とパス１３→１５までの流路の抵抗に
よってもある程度までコントロールできる。

他は孔４または孔１０、まわりの流体抵抗によって左右
されることになる。

かくしてＡ成分に対してもＡ′成分に対してもＢ成分海
成分を形成する。

島成分のＡ′成分は■号板の別の孔１６から導入され、
１７に至り空間６のまわりに導入されるＡ成分とＡ″成
分は同じポリマでも良いし（このときは２成分紡糸にな
るが、ポンプ１個で送られるときとポンプ２個で送られ
るときがあるが、後者の方がより正確に目的を達する）
、別々のポリマのときとがある。

別々のときは、もちろん別々のポリマで送られる。

Ａ成分とＡ′成分とが同じ成分のときは、別々のポンプ
で送る方が望ましいが同一のポンプでそれぞれの部位ま
での流路抵抗の調節によってコントロールできる。

本目的で最もよく用いられるケースはＡ成分＝Ａ′成分
の場合で、別々のポンプでＡ成分が送られる場合である
。

Ａ，Ａ’の導入孔を共通にするかしないか、流路コント
ロールで均一分配するかしないか、はＢＢ′、Ｂの場合
と同様である。

以上装置の構成を主体にして述べたが、紡糸方法および
その中でも好ましい紡糸のすすめ方及び装置のキーポイ
ントになる所、変更可能な所について述べる。

本発明は海島型複合流を第１次ロート部で先ず集合させ
ることである。

かかる流れは、最も好ましくは、芯さや複合流を多数作
り、それを集合させ、さや成分流の界面を消失する手法
が最も好ましい手法の１つである。

かかる流れを第１次ロートで絞り、次いで別に作った海
島複合流でとり囲むのである。

上記の絞り分だけ次の海島複合流を作るスペースがよけ
いにとれるため、起多島化しうる大きな要因となるので
ある。

しかも、それを中央にもってきて、そのまわりを海島流
または多数の芯さや流でとり囲むのである。

これを逆にした場合とは、全く意味を異にする。

中央部は直径の割に孔を小数しかあけられないが外周部
は見掛け以上に多数の孔が設けられるのである。

従って、こうする事により孔１０を多数設けることがで
きる。

かくして、海島流を更に海島流でとり囲み更に第２次ロ
一トで絞って吐出するのである。

かかる紡糸のスタートに対し、第１次ロート部、第２次
ロート部の少くとも１つ、好ましくは両者を海成分Ｂで
十分に満たし、吐出孔より吐出させ、しかる後島成分Ａ
またはＡ′を相前後して又ハ同時に導入することが特に
好ましく、極めて安定な紡糸ができる点で重要である。

就中５０重量％以上島成分が占めるときは、最も重要で
ある。

島成分を高いものとしたい時程、除々に島吐出量をアッ
プしてゆくことが好ましい。

一方、本発明の口金は上下方向に１体にしめつけられて
いることが最も好ましい。

普通何種かのボルト（図示せず）でしめつけて１体化し
、また洗浄のため少なくとも３つの単位（図では■−Ｖ
、■−■、■−■間、更に細かくは■−■、■一■間）
に分解するのである。

（他はボルトでしめつけたままとし、洗浄後、これらの
単位も再びボルトでしめつけて、再使用するのである。

）かくしてポリマは上方から（または下方から）導入さ
れることが最も好ましい。

側孔がなく、あっても一成分のみであることが方法、装
置いずれの観点からも重要である。

下方からというのは、口金をささえるパックの下側の下
あご部からポリマが外周部へわき上らせることが可能な
ためである。

しかしそれでもなお、第１図のように上方から導入する
ことが好ましい。

これらはパッキングを介して口金パックにおしつけてセ
ットできるからである。

第１図の断面図では横方向に、上段でパイプ７本、下段
ではパイプ６本が例として示されているが、何もこれら
に限定されない。

更にパイプ（孔）を各口金板で増やしたり、減らしたり
することができる。

更にはＶ−■■の口金板を何段にも重ねることによって
（上段で集合したポリマは、中央へ中央へ順次送ろてい
く方式で、つまりロート部を第１次、第２次のみならず
第３次、第４次・・・・・・・・・と設ける方式で）、
更に３段、４段・・・・・・・・・と多段化でき、超多
島化多孔化できる。

円形配列、円型パイプ、円形ロードを使えば最も容易に
多段化できる。

また製作しやすい。なお、もし本発明の構成に最も近く
、かつ従来の方式で口金装置の図を描くとすれば、第２
図の通りであろう。

一応この従来式と比較しておく。このようになれば、Ａ
成分の流入孔があまりにも面積的に大きな拡がりをもつ
ため、例えば左から右へ向って導入されるＡ成分の流入
量、圧等に差がでてくるため順次誤差が大となる。

金属の歪みもましてくる。

そのため、３枚の口金板は上下間でゆがんで誤差となる
。

またパイプを入れても歪みによりゆがんでくる。

Ｂ成分は右から左へ入るが林立する林の木の如きパイプ
の間を流れるうちにＢポリマの圧力（プレッシャー）は
低下し、奥にとどかなくなると同時に、圧力がおちて流
出量が孔間で差が生じてしまう。

まして、このような単位が更にもう何グループも左側に
設けると、ますますＢポリマの流れ、圧力にバランスが
くずれ、グループ内のみならず他のグループ間との間に
も差が生じてしまう。

さらに集合口金は、同じように角度θで絞って吐出する
にしてもあまりにも集合口金も含めて口金全体が巨大化
してしまう（特に面積的に）。

またあまり１つの面の面積を大きくすると集合後のポリ
マの流れも（ロート部）も不安定になって海島型のきれ
いな配置がくずれたりしてしまう。

また、これ程大きくなると小さなパック（口金ホルダー
普通口過装置付）内に多くの吐出孔を納めることが困難
になってしまう） かかる理由で超多島化、多孔化が無理になってしまう。

一方、Ｂ成分は口金の右サイドの開放された部分から導
入されているが、このように口金外周部がシールされて
いない構造は、口金が上下にしめつけられる開係上各成
分のもれ、各成分の異常滞留（パックと口金間の）など
を超してしまって良くない。

これに対し、本発明は飛躍的に多島化が可能であり、多
孔化が可能であり、２段、３段・・・・・・・・・と重
ねてゆくことによって小さい面積のパックでも超多島化
、多孔化（多吐出孔化のこと）となり、さらに口金外周
がつみ重ね方式でシールされていて、各成分の滞留、混
合もれなどが起らないことが容易にわかるであろう。

また島成分の太さを外側を太くしたり細くしたり自由に
しうるのは、本発明独特のものである。

尚本発明の複合紡糸に用いられる各成分は海島型複合紡
糸が可能な高分子化合物であれば何でもよく、公知の各
種のものが知られているので、ここでは説明を省略する
が、代表的な少数例を挙げると島成分としては、ポリエ
ステルやポリアミドが好ましく、海成分としてはアルカ
リでより溶けやすいポリエステルやポリスチレン又はそ
の共重合体、ポリオレフイン等であろう。

紡糸は溶融紡糸が好ましいが、溶液状物の紡糸（乾式紡
糸や湿式紡糸）への応用も可能である。

次に本発明に係る実施例を示すが、本発明の有効性は実
施例によって何ら制限されたり、また本発明が限定解釈
されるものではない。

むしろ次の応用展開をもたらすものである。

実施例 ３成分紡糸機と第１図の如き２段式超多島口金を用いて
海島型繊維を２８５℃で紡糸した。

Ａ成分＝ポリエチレンテレフタレート Ａ′成分＝同上 Ｂ成分＝２−エチルヘキシルアクリレート２２Ｗｔ％を
共重合したポリスチレ ン 図で１号板（■、■、■号板も同じ）における孔数１２
７孔、■号板（■、■、■板も同じ）孔数９６孔、口金
全体の直径１２０ｍｍ、吐出孔６吐出量の比 Ａ成分：Ａ′成分＝ 第１条件 １．３２：１ 第２条件 ０．６６１：１ 第３条件 ２．６５：１ （Ａ成分＋Ａ′成分）：Ｂ成分＝ ５０：５０ 紡糸はどの条件共３成分紡糸機で、口金パックをはめず
に３成分を吐出し、十分安定にしてから一時停止し、口
金パックをはめ、Ｂ成分のみをギアーポンプを用いて流
しはじめ、そのとき口金面（図では１２の下の空間のこ
と）を真空にした。

吐出孔１２から吐出がはじまると真空を解除し、十分に
吐出し、吐出量をチェックいコントロールした。

吐出量が適正であることを確認後、Ａ成分のポンプを回
転させ十分に吐出してから吐出量をチェックし、コント
ロールした。

次いでＡ′成分を吐出し、吐出量を合わせた。

このときサンプリングした太い糸をブリード糸と呼ぶみ
、次いで引取速度１．２８０ｍ／ｍｉｎで極めて順調に
紡糸することができた。

更に８５〜７５℃で３．３倍延伸（液浴）した時の繊度
は３．８デニールであった。

断面チェックは、延伸糸によらずともブリード糸で容易
にチェックすることができ、顕微鏡でしらべると、それ
ぞれ第１条件は島が全体にほぼ同一、第２条件は外側の
島が太く内側が細く（従来技術では容易にできない）、
第３条件は内側の島が太く、外側が細い（従来技術では
容易にできない）ものであった。

延伸糸をトリクロールエチレンで溶かした所、１フィラ
メント当りいずれも２２３本の超極細繊維が得られた。

その細さを第１条件について計算すると、溶剤の伸縮を
無視して３．８×５０／１００×１／２３３＝０．００
８５２デニールとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る紡糸装置（口金）の断面例であ
る。 第２図は、従来の方式による口金の断面例である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 海島型複合繊維の紡糸方法において上流で海島型複
   合流をつくり、それを第１次ロ一ト状部で集合させ該集
   合した流れを下流において他の海島型複合流でとり囲む
   ように合流させ、該合流した流れを更に下流側の第２次
   ロート状部で集合させ、吐出孔から紡出することを特徴
   とする超多島型複合繊維の紡糸方法。 ２ 第１次ロート状部および／または第２次ロート状部
   を紡糸開始時先ず海成分で充満させて、吐出孔より該海
   成分を吐出させ、しかる後上流または下流の島成分を同
   時にまたは相前後させて導入して紡糸を開始することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超多島型複合繊
   維の紡糸方法。 ３ 海島型繊維の紡糸装置において。 （イ）上流部に多数の芯さや流を形成する構成単位（ロ
   ）かかる構成単位を下流側からうけると共に流れを集れ
   んさせる第１次ロート状構成単位（ハ）上記の集れんし
   た流れを更に下流側へ導く流路と、他の多数の芯さや流
   を形成する構成単位を該流路のまわりに配置し、それら
   を一つにうけて集合させ集れんさせる第２次ロート状構
   成単位と、第２次ロート状構成単位の下流側に吐出孔が
   設けられてなる組合せ構造からなることを特徴とする超
   多島型複合繊維用紡糸装置。