JPS599206A - 多成分系繊維用紡糸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多成分系繊維の紡出用゛装置に関するものであ
る。一般には海島型繊維と称されている高分子相互配列
体繊維は極めて有用で、これを用いた新しい製品が多く
世に出ていることはよく知られているところである。本
発明はかかる多成分系繊維の一種である高分子相互配列
体繊維であって。

中でも特に他成分（海成分）中に分配されている成分（
島成分）に特別の構成をもたせた繊維を紡出するのに優
れた紡糸用装置に関するものである。

本発明の目的は、以下に述べる如くいくつかの要求を同
時に満たすことにある。

＋１１　　超極細繊維を得る手段として有効であり紡糸
安定性が良好であること。

多成分系繊維を紡糸する公知の方法として、俗にポリマ
ブレンド混練り紡糸とか、混合紡糸とか言われているも
ので２種以上のポリマのビーズやチップを混合し、溶融
混練し、吐出する方法がある。この方法によれば比較的
容易にｏ、ｏｉａ以上の超極細繊維が得られる。しかし
、この方法は、ポリマの粘度、粘度比、ポリマの界面特
性、混合比。

混合の程度、紡糸温度、乾燥の程度による粘度変化、混
合練り機の形状、吐出ノズルの形状などに紡糸安定性が
大きく左右され工業的生産をする上できわめて問題の多
い方法である。一方、紡糸安定性の点で擾れている方法
として、特公昭４４−１８３６９号公報に記載されてい
るような複合紡糸方式があげられる。しかしながら、こ
の方法も超極細繊維を得るだめの多島化特に多吐出孔化
。

１」金の小型化の点で難点を残している。確かにこの方
法によればパイプの数をふ−やしていくことにより５島
、１００島、あるいは１．０００島を有するオ裁８１（
でも紡糸可能であった。しかし多島化につれ。

１」金の小型化、多吐出孔化は困難になる。口金板間の
ポリマの流れに伴う圧力ドロップ（ポリマの導入部から
ｄ、なれるにつれ、ポリマの流体圧力が低下すること）
を考えに入れなければならないから一一ある。例えば、
パイプを用い、パイプの林立する口金板間の空間に一つ
の成分を流す方式の例をみてもわかるが、パイプが多く
林立すればするほどそれがポリマの流れの障害となって
圧力低下は大きくなる。またそれたけパイプが空間を占
めることになるので１口金の小型化が困難となり。

このため一層ポリマの圧力分布が不均一になる。

この方法では、できるたけパイプの数を減らすことが紡
糸安定性に必要であるが、パイプの数を減らしてもなお
かつ多島化ができる方法として、特開昭５４−１２５７
１８号公報に記載されているような多島型多成分系繊維
用紡糸装置がある。しかしながら、この方法によっても
超極細繊維を得るだめの多島化に限度があるものである
。この方法による繊維は、１つの成分が他成分により複
数に分割された島を有する構造の繊維であるが、この分
割数は、紡糸装置の機構上１０以上は非常に困難である
。１つの成分のポリマ流を１０以上に分割し他成分と複
合して流そうとしても機構上分割流がとなり同志合流し
てしまうだめである。

かくして、紡糸安定性が良好てパイプの級を減らしても
なお、かつ１つの島が１０以上１０ｏあるいは１０００
にも分割された超多島化が一〇きれば。

それこそパ百命的な超極細繊、ｔｆｌ紡糸法と称するこ
とができよう。

（２）　　超極細繊維が多数集まってできた細い束がさ
らに複数集合して構成された束からなる特殊な形態の繊
維束を得る手段として有効であること。

今までに、極細繊維束が得られる多成分系繊維は数多く
提案されてきた。しかし、これらから得られる極細繊維
束は単に極細繊維が一次的に集合して東を形成している
にすぎないものであった。

超極細繊維が多数（１０本以上１００本あるいは１００
０本以−にも）集寸って細い一次の束を形成し。

この−次の束がさらに多数集捷って二次の束を形成して
いる構造の繊維束はこれまでに知られていない。かかる
繊維は天然皮革のコラーゲン繊維にきわめて類似した構
造であるため各種人工皮革用の繊維、とじてきわめて有
用である。またこれにかぎらず新しい特性を有する有用
な多くの製品を作ることができ、繊維の用途を更に拡大
することができるものである。

本発明はかかる要求を同時に満足させうる多成分系繊維
を紡糸するだめの装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するために１次の如き構成を
有する。即ち、下記■〜■の機構の組み合せを少なくと
も１組有することを特徴とする多成分系繊維用紡糸装置
。

■　紡糸装置に導かれた２以上のポリマ流を合流する機
構 ■　該合流したポリマ流が上流から下流へ流される過程
において、「分割→位置移動→重ね合せ」を１つの単位
として複数の単位を繰返し。

ポリマ流を流れの方向に細分化し、多数の相からなるポ
リマ流を形成する機構 ■　該細分化流を複数に分配し、■の被色形成部または
貼り合せ形成部まで導く機構■　導かれた細分化流をｚ
１σ成分で被覆または貼り合せする機構 ■　■で形成された被覆流または貼り合せ流を受は入れ
、収束せしめて吐出する機構に関するものである。

以下９本発明を図面に基つき具体的に説明する。

各図面に１いずれも本発明の好捷しい態様を示すもので
あり、かかる態様に本発明が限定される訳ではない。

第１図ｇ」１０本発明の１」全装置によって紡出せんと
する繊維の断面例である。共に５流体紡糸方式によって
得られた繊維の断面図であって、普通５成分から成るも
のである。しかし中には、後に述ヒ ベるように６流体方式をとるが、島の１成分２海成分が
同一であってもよく、２成分ということもありうる。こ
こでは１，２．３の６成分から成るものとして以Ｆ説明
する。

第１図の多成分系繊維は、島１．島２と海５とから構成
されている。この島は従来のものとは全く異なっており
、１つの成分流１がきわめて多数に（１０以」二１００
あるいは１０００以」二にも）分割され、他成分２と合
流している構造をとっている。

かかる島の形状については第１図ａ、ｂに示しだ以外に
Ｃに示し／こように、島１，２が雲母状に文！ｉに幾重
にも屯ね合わさった例がある。もちろんとれのみに限定
されるものではない。島／尚比率が小さいときは、島の
形はほぼ円形になる。し・かじ、その比率が高くなるに
つれ島は海を介在して最密充填の構造に変形していく。

つまり１段々丸みがとれて第１図ｄに示し／こごとく多
角形化するのである。しかし２本発明の主旨は何ら変る
ことはない。

第１図ｇは、島の中にさらにまた海島構造を有するもの
である。すなわち島１成分と島２成分からなる島におい
て、島１成分が島を形成しく以Ｆ島内島成分という）、
島２成分が？ｈｔを形成しく以下高分割成分という）、
さらにその島内島成分の中に島分割成分と同じ成分が島
として存在する構造を有するものである。第１図ｆは、
島１成分と島２成分とからなる島とど１σ成分ろとがｄ
、り合わされ、収束されて吐出されたものである。第１
図ｇは、グループごとに繊度の異な乙島を有するイ、の
である。第１図Ｙ）は、島成分の一部が繊維の表面に露
出した構造のものである。

なお、３成分（図ダの１．２．３　）というのは必−ｊ
し７も６抽のポリマから成ることを意味しない。２神」
夕、」−のポリマの混合を１つの成分として考えること
もありうる。この場合、混合物中の１種ポリマが他の成
分として働くポリマと共通であっても良い。−１，／ζ
前に述へたとおり、島成分の１種と海成分が回−であっ
てもよいのである。

第２図ｊ、　ｉｆ−、本発明の紡糸装置によって紡出せ
んとする繊維の一部切開斜視図である。図において１，
２ｉＪ、島成分、ろは海成分を示す。図かられかるよう
に島成分は海成分中に多数分配されており、一般にｄ、
島成分部分が表面に露出している場合と１図に示すごと
く表面には露出せず内部に埋没している場合がある。し
かもこの島成分は繊維１軸力向に長く連なっており、チ
ップブレンド混線り紡糸ｆ＆＃１：や混合紡糸繊維のご
とく島成分は短繊維状でなく実質的に連続フィラメント
状である。

第２図／ｄコ島成分の一部切開斜視図であり１図におい
で１は超極細繊維、２は島成分における分割成分（前記
の島分割成分と同じ）である。図かしわかるように本発
明の多成分系繊維は島分割成分２中に超極細繊維１が多
数含有され、しかも。

該超極細繊維、１は実質的に繊維軸方向に連続したフィ
ラメント状である。

第６図は１本発明の多成分系繊維の１ｉＪ７成分と島分
割成分を溶剤で溶解除去して得られた超極細繊維からな
る繊維束であり、この繊維束ｄ１．超極細繊維が多数（
１０本以上１００本あるいは１，０００本μ」二も）集
まって細い一次の束を形成し、さらにこの−次の束が多
数集まって二次の東を形成した構造を有しでいるもので
ある。

第１図、第２図の如き構成の繊維を作る基本的な考え方
は、第４図のように１ず分割複合流ｋを構成し、それを
海成分でとりまく構成をとることである。第４図ｇでは
１つの島に？ｉｌ：１つの海が被覆しているが、複数個
の島を一時に１１σで取り囲んでもよい。この場合は一
時に海で取り囲むと１：ってもｄσ中に、１つの島を１
つのｔｆσが彼↑慢しているとみる仮想線を入れて考え
れば簡１ｉ４であり、ｉの複数が寄せ集められ、収束さ
ぜられ、吐出させられたものであることが容易に理ｆ＋
’（できょう。

本発明の紡糸原理を第５図の紡糸装置に基づいて説明す
る。第５図は紡糸装置の縦断面図である。

島の成分となるポリマＡとポリマＢの流れは分割素子５
の人口４で合流し分割素子５に導入される。

合流点は４である必要はなく、もつと上流であってもよ
いのはもちろんのことである。ポリマＡとポリマＢは分
割素子５を通過する間に、「分割→位置移動→重ね合わ
せ」がくり返し行なわれ、流れの方向と平行な方向に分
割細分化された多数の相からなるポリマ流に形成される
。ここで分割素子５は、公知の駆動部分の全く不要な静
止系分割素子を任意に採用することができる。すなわち
。

米国ケエックス社の「スタティック・ミキサ」。

桜製作所の「スケア・ミキサ」、巽工業の「ハニカノ・
・ミキサ」、特殊機化工業■の「Ｔ−Ｋ　−ｒ＋ｏｓｓ
ＩＳ（］ミキサ、東し■の「ハイ・ミキサ」などがある
が、これに限られるものでなはなく、異なった種類の静
止系分割素子を組み合わせてつなぎ便用してもよいのは
もちろんである。このような静止系分割素子によってポ
リマＡとポリマＢの流れが流れの方向と平行な方向に分
割される／ヒめに。

必然的に２次元的な微分散が達成され、長さ方向には実
質的に無限のすし状形態をとることになる。

第５図ではこのようになった分割細分化流をただちに孔
６に導くようになっているが、該分割細分化流をさらに
金銅、砂粒層、焼結金属多孔層あるいはハニカム構造の
多孔層などを通過させた後孔６へ導いてもよい。第１１
図は９分割素子５て分割細分化されたポリマ流を金鋼２
２および砂粒層２３を通過さぜた後孔６へ導く機構の紡
糸装置を示したものである。２４は紡糸バックボティを
示す。

分割素子の数に特に限定はないが、４細身Ｆでは流れの
分割数が少なくなることから島成分中の分割数も少なく
なり超極細繊維を得ることが難しい。また、これらの分
割素子ｔ」、全体で１流路を形成させてもよく、あるい
は並行し−ｃ２流路以上の構成としてもよく、−また、
すべての流路の素−ｒ−数がすべて同一である必要はな
い。

分割素子５で分割卸１分化され／Ｃポリマ流ｔよ孔６に
導かれ複数の流れに分配される。さらにこの分配流は孔
７を経てパイプ９の中を流下し、ロート状部１２に至る
。ロート状部１２に至るまでの間で、該分配流は空間１
０からパイプ９と孔１１の間に形成された還状部に導入
される海成分（ポリマＣ）によって被覆される。ここで
環状部はポリマＣの流れを規定することになり、各孔間
での均一な被覆流の形成が０工能となるのである。

該被覆流はロート状集合部に至り、ここでその複数が集
められ、収束させられ、吐出孔１３から１木の繊維とし
て吐出される。硬板に設けられた（１，６は該分割細分
化流の分配を主たる機能とするが、後述するパイプ９内
体にも分配の機能があるので、必ずしも必要のないもの
である。しかし。

その一部（最も好ましくは最下部）に絞りを設けるなど
して該分割細分化流をより均一に分配することができる
ので、あった方が好捷しい場合が多い。硬板に設けられ
た孔７は孔６とパイプ９を連絡する役目をなすもので、
必ずしも設ける必要はない。しかし、パイプ９が硬仮に
はめ込んでセットされている場合、バイブ９の上方への
抜けを防止する効果があるのであった方が好ましい場合
が多い。硬板に設けられたパイプ９は下方への抜けを防
止するために図に示すごとく段８０利いたパイプを用い
ると良い。パイプのセット方法には。

図に示すようなはめ込み式、ねじ込み、融着、接着の方
法があり特に限定されない。また硬板と一体に形成して
も良いことはもちろんのことである。

パイプ９がはめ込まれている硬板と孔１１があけられて
いる硬板の間には空間１０が仕すノられている。空間１
０は海成分となるポリマ（ポリマＣ）の通路となる。ポ
リマＣを空間１０に寸で導入する経路は特に限定されな
いので、第５図ては省略しである。孔１１にはパイプ９
が挿入されていて。

孔１１　　とパイプ９の間には環状部が形成されている
。この環状部によってポリマＣの流体規制が行なわれ、
バイブ９内を通ってくるポリマをうまく包み込むことに
なる。

以上が本発明の基本である。しかしこの基本に対し、多
くの本発明に含寸れる種々のバリｒ−−ンヨンが０■能
である。それらのいくつかについて言及する。

被覆流を作る機構も必ずしも第５図のような環状部方式
でなくても良い。ここが多孔状となっていても良い。ま
たパイプとパイプ間の空隙にもポリマの流れを規制する
効果があるので、パイプ９が挿入されている孔１１を第
５図のように細かく区切らずに、パイプ群全体を受は入
れるような大きな孔としても良く、更にはロート状部が
直接パイプ群の先端を受けいれるような構成としていて
もよいのである。

丑だ第５図のような構成において、環状部の流体規制の
機能を更に強化したい時には、−ｆＬｌｌの一部により
狭隘な部分を設けておくとよい。その例を第９図及び第
１０図に示す。第９図及び第１０図は環状部の拡大図で
あり、各々（ａ）は縦断面図。

（１））は横断面図である。第９図ではパイプが孔壁に
接触しないように孔の一部がせばめられている。

第１０図では一部が孔壁と接触してしまっている。

狭隘部の形成法には大別してこの二通りがあるが。

その具体的形状に関しては第９，１０図のものに限定さ
れないことは言うまでもない。かかる狭隘部は孔のどの
部分でもよいが、なるべくなら人口付近に設けた方が良
い。

パイプ９の長さは、孔１１との間で環状部を形成するに
足る長さであれば特に限定されない。しかし、パイプ９
がロート状部１２に土で突出する長さの場合には、洗浄
などでロート状部１２を有する硬板を取りはずす時、パ
イプが邪魔になることが多いので、孔内部に納まる長さ
の方が好ましい。

一方、第６図に示したように、パイプ９のその少なくと
も何本かのかわりに途中にリノれ目１５を入れたパイプ
１４を用いてもよい。この切れ目１５からパイプ１４内
に流入したポリマＣは上から流れてきた該分配流と合流
しはり合わぜ流となってロート状部に至る。この場合、
パイプ１４の外壁と孔１１は密着させである。

４た。第７図に示したように、孔乙に対応してその直下
にわずかの隙間をおいてパイプ１６の先端１７がくる様
にパイプ１６を設置してもよい。

ｆｌ、１８にはパイプ１６が挿入されていて、孔１８と
パイプ１６の間には環状部が形成されている。

（Ｌ１８があけられている硬板と、パイプ１６の他端が
セットされている硬板の間には空間１９が仕切られてい
る。空間１９は海成分となるポリマ（ポリマＣ）の通路
となる。ポリマＣは空間１９から孔１８とパイプ１６と
の間の環状部をわき上がり、パイプ１６の先端１７にお
いて孔６から流下した該分配流と会合しこれを包み込み
パイプ１６の中を流ドしロート状部に至る。あるいは、
パイプ１６の先端１７に、第８図イ９口に示したように
切れ口２０又は小孔２１をあけ、孔６のあけである硬板
の下面に隙間をおかずに設置してもよい。

この場合、ポリマＣは該切れ目又は該小孔からパイプ１
６の中へ流入し該分配流と会合し、はり合わせ流となっ
て流ドしロート状部に至る。

こうしてロート状部に至った複合流はその複数が集めら
れ、収束させられ、吐出孔から１本の繊糸ｆ１として吐
出される。

多孔（吐出孔１６も含めて、パイプ、ロート状部の形状
は、丸が最も好ましいが、決して丸でなければならぬこ
とはなく、用途目的に応じて適宜選びうろことは申すま
でもない。孔、パイプの径の大小についても同様である
。

本発明の装置は、１流路を形成させた分割素子５に対し
複数の吐出孔１３を対応させてもよく。

あるいは分割素子５の１流路に対し１つの吐出孔１５を
対応させ、これを１流路もしくは２流路以上の構成とし
てもよい。第１１図は８分割素子５の１流路に対し複数
個の吐出孔を対応させて構成した本発明紡糸装置の例で
ある。

本発明の装置は１〜複数枚の硬板から成るものである。

硬板の枚数は限定されない、これは必要に応じて一体物
として作ったり、逆に何枚にも分割した硬板を重ね合せ
て作ったりしうるものであって、いずれの場合にも最終
的には一体物として本発明の作用効果が発揮されるもの
である。第５図は、好ましい適度の分割例を示している
。洗浄のし易さ、加工のし易さの点からは分割型が好ま
しいと言える。

口金装置全体の形状にも限定し１なく１円柱でも例えば
、５ＵＳ−３２，２７などの各種のステンレススチール
、鉄、チタン、ガラス、石英、陶磁器月、金、白金、特
殊な合成高分子などがある。

２種以上の拐料を組合せることももちろんよい。

〔古 本口金り、溶融紡糸（ただちに水冷するガツトのような
大きいものを紡糸する場合も含む）、乾式紡糸、湿式紡
糸等あらゆるものに使え、ポリマも一部あげるまでもな
く、公知のすべての繊維形成性ポリマが使用でき０種々
の組合せが選別しうる。

１、’ｒｌ　、本発明では島のいくつかは単成分島、バ
イメタル状複合島、あるいは芯−さや型複合島としても
良い。

かくして得られた糸条は必要に応じて連続または非連続
的に数倍の延伸をほどこし０強度、伸度の調整をしたり
、あるいはさらに適当な熱処理または賦型を行なって加
工糸等に変形するとか０編織物、不織布等に加工し、樹
脂付与、一部成分除去、コーティング、染色加工、薬液
処理など従来公知の高次加工技術がすべて適用できる。

なお９以上は繊維およびその製造装置を説明したが、繊
維以外の成形物を得る場合も適用でき。

例えばフィルムであれば吐出孔１６の形状を変えるとか
、あるいは適当な金型をロート状部に連結することによ
り任意の成形物が得られるわけで。

前述した装置は単なる例示であって本発明がこれによっ
て限定されるものでないのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明の紡糸装置によって紡出せんとする典
型的繊維の横断面図である。第２図は。 本発明の紡糸装置によって紡糸される繊維と該繊維の島
成分の一部切開斜視図である。第５図は。 本発明の紡糸装置によって紡糸された繊維の海成分と島
分割成分を除去して得られた超極細繊維からなる繊維束
である。第４図ｄ１．１つの島成分流が海成分で被覆さ
れる機構を示す説明図である。 第５図は１本発明に係る紡糸装置６の縦断面図である。 第６図および第７図は１本発明に係る紡糸装置４下部の
一部断面図であり、第５図で示したほかに使用できる機
構を示したものである。第８図は。 第７図のパイプ１６の先端の斜視図で、イは切れ口をつ
けたもの９口は小孔をあけたものである。 第９図および第１０図は９本発明に係る紡糸装置下部の
拡大図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図で
ある。第１１図は２本発明に係る紡糸装置の縦断面図で
ある。 特許出願人　　東　し　株　式　会　社孝１図 究５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　下記■〜■の機構の組み合わせを少なくとも
   １組有することを特徴とする多成分系繊維用紡糸装置。 ■　紡糸装置に導かれた２以上のポリマ流を合流する機
   構 ■　該合流したポリマ流が上流から下流へ流される過程
   において、「分割→位置移動→重ね合わせ」を一つの単
   位として複数の単位を繰返し、ポリマ流を流れの方向に
   細分化し、多数の相からなるポリマ流を形成する機構 ■　該細分化流を複数に分配し、■の被覆形成部または
   貼り合せ形成部まで導く機構■　導かれた細分化流を海
   成分で被覆または貼り合せする機構 ■　■で形成された被覆流または貼り合せ流を受は入れ
   、収束せしめて吐出する機構。