JPS584085B2 - 中空繊維の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性重合体を溶融紡糸し中空繊維を製造す
る方法の改良に関する。

その目的とするところは、安定した紡糸状態を保ち、中
空率の太きい且つ品質均一な中空繊維を製造する方法を
提供するにある。

中空繊維は、その中心部に中空部が存在することから、
見掛け比重が小さ《嵩高性に優れ、保温性も良好であっ
て、衣料用繊維として誠に有用なものである。

また、近年、中空繊維は流体分離の分野においてもすぐ
れた機能を発揮し、分離装置単位体積当りの処理面積を
大きくすることのできる性能が注目されるようになり、
その工業的利用価値は飛躍的に増大した。

ところで中空繊維の嵩高性、保温注、並びに流体の分離
性能をより顕著にするには、中空繊維の中空部の割合い
を太き《することが望ましい。

従来、溶融紡糸法により中空繊維を製造するには、紡糸
口金に円環状スリット紡孔、一部切欠き開口部を有する
環状または中空多角形スリット紡孔、弧状スリット紡孔
、又は中心部に気体供給管を備えた二重環状紡孔等を用
うべきことが知られている。

これらのうち紡糸口金の構造が最も簡単な、横断面形状
が切欠き開口部を有する環状または中空多角形スリット
の紡糸孔を備えた紡糸口金が、一般に常用されている。

いま、この切欠き開口部を有するスリット紡糸孔を有す
る紡糸口金の構造及びその使用状態を例示すれば第１図
イの平面図及び口の側面図（何れも略図）のようになる
。

すなわち、紡糸口金板１′に紡糸孔２′が複数個（本例
では８箇）穿設されているが、該紡糸孔２の切欠き開口
部ごの位置は、紡糸孔を穿設する場合紡糸口金板１′を
回転させながら加工する関係上、紡糸口金板１′の中心
４に対して対称の位置に配置されている。

この紡糸口金を用いて実際に中空繊維を紡糸する場合の
状態を第１図で示すと、溶融重合体を紡糸孔２′から吐
出させ中空繊維糸条５′を形成させつつ下方に引き出す
が、その間紡糸口金下端付近から下方にわたって冷却用
気流７′を噴出面Ｃから紡出糸条５′に向けて噴出させ
る。

ところが、上記したように紡糸孔２の切欠き開口部３′
は紡糸口金板１′の中心４′に対し対称関係にあるため
に、冷却気流吹出し面σに対する相対的な位置は各紡糸
孔で異なってくる。

本発明者らは多数実験の結果、この冷却気流吹出し面に
対する紡糸孔の切欠き開口部の位置が上記の如く異なる
ときは、紡出したフィラメントの配向性、結晶性、それ
に伴う染色性、伸度等の物性が異なってきて、編織物に
した場合に単糸切れやたるみ、染色斑等の重大な悪影響
をもたらすことを確認した。

しかも紡出する中空繊維の中空部の割合が大きいほど、
繊維用重合体単位重量に対する表面積の割合が太き《な
り、上記悪影響の度合いも太き《なる。

極端な場合には、切欠き部を有する紡糸孔から吐出され
た重合体が、その切欠き部で融着せず、非中空繊維が混
在する事態さえ発生する。

本発明者らは、熱可塑性重合体を溶融紡糸して中空繊維
を製造する従来技術に上記の如き問題の存することを知
り、その原因を究明するとともに安定な紡糸を維持でき
、中空率の大きい且つ品質均一な中空繊維を製造すべく
鋭意検討した結果、本発明を完成し所期の目的を達成す
るに至った。

本発明の要旨は、熱可塑性重合体を溶融紡糸して中空繊
維を製造するに当り、横断面形状が１個の切欠き開口部
を有する環状または中空多角形スリットである紡糸孔を
備え、かつ上記切欠き開口部のおのおのが冷却用気流の
吹出し面に相対する向きに配列された紡糸口金を通して
紡出することを特徴とする中空繊維の製造法である。

本発明のポイントは、紡糸孔の切欠き開口部と冷却用気
流の吹出し面との相対的関係を変改した点にある。

以下本発明の構成、実施の態様、効果について更に詳細
に説明する。

本発明において熱可塑性．重合体とは、現在既知の溶融
紡糸方式によって繊維を形成することのできる熱可塑性
線条高分子物質を総称する意である。

ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフイン、ポリ塩化
ビニリデン等の重合体はその代表的例である。

本発明によって得られる中空繊維は、糸長方向に連続し
た中空部を有し、中空繊維の壁は熱可塑性重合体の均質
な層で構成されており、いわゆるチューブヤーン又はマ
カロニタイプといわれる中空繊維である。

本発明方法により中空繊維を紡出する場合の紡糸孔切欠
き開口部と冷却用気流の吹出し面の相対的な位置関係は
、上記したように切欠き開口部のおのおのが冷却用気流
の吹出し面に相対（対向）する関係に配置されなげれば
ならない。

第２図ないし第４図はこの実施態様を例示する。

第２図は、紡糸孔２の切欠き開口部３が全て冷却用気流
の吹出し面６に正対するように配置された例である。

該切欠き開口部３と吹出し面６との関係は、各フィラメ
ントの品質を均一にする上から全ての紡糸孔が吹出し面
に対して同じ位置関係である必要があり、特に全ての紡
糸孔切欠き開口部が気流吹出し面６と相対（正対）し、
かつ各紡糸孔との距離が等しく、冷却気流を受ける条件
が均等であることが最適である。

もしこの切欠き開口部に対して斜めの角度から冷却用気
流を吹き付けた場合は、特開昭５０−８９６２２号公報
に開示されているように捲縮を有する中空繊維になり、
ストレートなフィラメントを得ることができない。

また、切欠き開口部３を吹出し面６から最も遠い位置に
配置した場合、即ち第２図において紡糸口金を１８０°
回転させて配置した場合は、非中空繊維が混在する頻度
が大きくなり好ましくない。

第３図は冷却用気流の吹出し面１６を円筒状とし、かつ
これをマルチフィラメント糸群の外側に設けた場合の例
を示す。

同図イはその平面図、同図口はその側断面図（いずれも
略図）である。

第４図は冷却気流吹出し面２６が円筒状で、かつ紡出マ
ルチフィラメント糸群の内側に設けられ、内から外方へ
向けて気流吹出しを行なう場合の例である。

同図イはその平面図、同図口はその側断面図（いずれも
略図）である。

紡糸温度は、一般に知られている通常の条件でよい。

切欠き開口部を有するスリット紡糸孔のスリット幅は、
本発明の目的の一つである中空部の割合を大きくするに
は、小さいほど好ましいが、紡糸孔加工時の難易、紡糸
の安定性の兼ね合いから、０．０４〜０．３ｍｍ，好ま
しくは０．０４〜０．１ｎｍである。

切欠き開口部の大きさは、小さければ開口部が融着して
中空繊維が容易に得られるが、紡糸孔の強度が低下して
くる。

実用上は０．１〜０．８朋好ましくは０．２〜０． ５
ｍｍである。

第５図は、この切欠き開口部を有するスリット紡糸孔の
各種例イ，口，ハ，二，ホを示す。

本図の例のほかにも種々の変形があり、本発明はこれら
第５図の紡糸孔の形状・構造に限定するものではない。

紡糸孔のスリットの大きさは、スリットの長さを円周に
換算した場合、その相当内径が０．２〜３φｍｍ、好ま
しくは０．５〜２．０φｍｍである。

特にストットの形状が第５図ハ，二，ホに示すような中
空多角形の場合、前述したような嵩高性、保温性を賦与
するばかりでな《、特殊な風合いを合せ持つことになり
、衣料用繊維として有用である。

冷却用気流としては、空気、窒素ガス等いずれでもよ《
、その速度は０．２〜２７７Ｍ／ｓｅｃで、中空部の割
合の大きいものを得る場合は、冷却気流の速度が大きい
ほうが望ましい。

紡糸速度は通常５０〜５０００ｍ／ｍｉｍの間で任意に
選択することができる。

得られる未延伸の中空繊維の大きさは、断面を円環に換
算した場合、未延伸糸で、相当外径は１０μ〜１ｍｍの
範囲とし、用途に合わせて任意に決定する。

相当内径と相当外径の比の２乗である中空率の大きさは
０．１５〜０．８０で、前述したような効果を顕著に発
揮するには大きいほうがよい。

本願発明の未延伸中空繊維は、そのままでも流体分離用
の中空繊維として使用することができ、通常の条件で延
伸すれば、衣料用の特殊素材としても有用である。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 １ 固有粘度が０．６５のポリエチレンテレフタレートを２
８５℃で溶融し、第２図に示したような紡糸口金、冷却
塔を用いて中空繊維を紡糸した。

紡糸孔の形状は０．３ｍの切欠き開口部を有するスリッ
トの内径１．０φｍｍ、スリット幅０．１ｍｍの円環状
であり、該紡糸孔を２４ホール有し、且つ全ての紡糸孔
の切欠き開口部が第２図に示したように冷却用空気の吹
出し面に相対するように配置されている形状のものを用
いた。

該紡糸口金から１５ｇ／ｍｉｎの速度で溶融されたポリ
エチレンテレフタレートを吐出し、６００ｍ／ｍｉｎの
速度で捲き取った。

冷却用空気は２５℃のものを１．２ｍ／ｓｅｅの速度で
供給した。

得られた未延伸のフィラメントの形状は、外径４６μ、
内径３６μ、中空率６２％の真円の中空繊維が得られた
。

この未延伸中空繊維は、流体分離、特に一般に知られて
いるように水素ガス、ヘリウム等の分離、精製に有用で
ある。

上記未延伸中空繊維を通常の条件で３．１倍に延伸した
。

延伸時の単糸切れ、たるみの発生は皆無であった。

また該延伸中空繊維を編地にし、染色したところ、染斑
はほとんど認められなかった。

この延伸中空繊維は、品質が均一で中空率が太き《、嵩
高性、保温性を有する衣料用特殊素材として有用である
。

比較例 １ 実施例１と同じ紡糸孔形状で、切欠き開口部と冷却空気
吹出し面との関係が第１図の如《配置されている紡糸口
金を用い、実施例１と同じ条件で中空繊維を紡糸した。

得られた未延伸中空繊維を、実施例１と同様に延伸した
ところ、延伸時の単糸切れは７回／１０ｋｇで、たるみ
の数は９個／１０ｋｇであり、編地をつくり染色した結
果、明白な染斑が認められた。

比較例 ２ 実施例１と同じ紡糸口金を、第２図に示したような紡糸
孔切欠き開口部と冷却空気吹出し面との相対的な関係を
基準にして１８０°回転させ、紡糸孔の切欠き開口部を
吹出し面から最も遠い位置にくるように配置し、実施例
１と同じ条件で紡糸し、得られた未延伸の中空繊維マル
チフィラメント糸の断面を観察したところ、フィラメン
ト２４本中切欠き開口部が融着していない非中空繊維が
５本混在していた。

実施例 ２ 固有粘度が０．９１のポリーε一カブロアミドを２８０
℃で溶融し、紡糸孔のスリット形状が第５図の八に示し
たような一辺が１ｍｍの正三角形で切欠き開口部の長さ
が０．２ｔｔ、スリット幅０．０８ｍｍの紡糸孔を１２
ホール有し、かつ切欠き開口部と冷却空気吹出し面との
相対的関係が第３図に示したように配置された紡糸口金
、冷却塔を用いて紡糸した。

吐出量１４．５ｇ／ｍｉｎ、捲取り速度１，２５０ｍ／
ｍｉｔ、冷却空気１．０ｍ／ｓｅｃＡ延伸比３．５の条
件で３０ｄ／１２ｆの中空繊維マルチフィラメントを得
た。

延伸時の単糸切れは０．２回／１０ｋｇ、たるみは０。

３個／１０ｋｇであり、編地の染斑はほとんどなく、断
面形状が三角形であるため、特異なシャリ味感があった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の中空繊維の製造方法の例を示す略図、第
２図〜第４図は本発明の実施態様の略図第５図は切欠き
開口部を有する各種スリット紡糸孔の横断面形状の略図
である。 １：紡糸口金板、２：紡糸孔、３：紡糸孔切欠き開口部
、４：紡糸口金板中心、５：中空繊維、６，１６．２６
：冷却用気流吹出し面、７：冷却用気流。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱可塑性重合体を溶融紡糸して中空繊維を製造する
   に当り、横断面形状が１個の切欠き開口部を有する環状
   または中空多角形スリットである紡糸孔を備えかつ上記
   切欠き開口部のおのおのが冷却用気流の吹出し面に相対
   するように配列された紡糸口金を通して紡出することを
   特徴とする中空繊維の製造法。