JPS6115163B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、海島型の複合繊維を紡糸するための
口金装置に関する。 ここでいう海島型複合繊維とは、少なくとも２
成分からなるものであつて、その単繊維の横断面
を見れば、少なくとも１成分、即ち、島成分が他
成分、即ち、海成分中に高度に複数分配されてい
て、しかも、そのような横断面形態が繊維軸方向
に実質的に連続している繊維のことであり、高分
子配列体繊維とも称されている。 かかる繊維は、その海成分を除去した時、極め
て細い島成分からなる連続した極細繊維の束とな
るところからフイラメントとして、あるいはステ
ープルとして、不織布、織物、編物などの分野で
付加価値の高い製品を得る素材となることが既に
広く知られている。 かかる海島型複合繊維にあつて海成分に対する
島成分の高密度化を実現することは、除去すべき
海成分が少なくてすむことを意味し、経済的に極
めて有利である。また、わざわざ海成分を除く工
程、すなわち、脱海工程を経なくても島成分本来
の特徴が十分に生かされた優れた最終製品となる
に足る極細繊維が得られるという実際的な面での
利点も有する。 近年これらの観点から、島成分比率の高い海島
型複合繊維を紡糸する試みが数多く行なわれてい
る。このための口金装置に関しては、特に海成分
比率が極めて低いということからくる芯―鞘流、
換言すれば島―海流形成機構での島成分に対する
海成分の均一分配がその成否を決める上で重要な
ポイントとなつている。 しかしながら、このような超高島比率の、極端
な場合においては、海成分は僅かに島成分同士を
区別するのに必要なだけの最小限度の量に押え、
その殆んどが島成分であるような海島型複合繊維
を安定に、かつ、島成分に対する海成分の分配を
長時間均一に保つて製造するに当つて、従来技術
では下記する限界があつた。 すなわち、例えば、第１図に示すような従来の
紡糸口金装置においては、複合流形成孔８で示す
第１の複合過程で単純な芯鞘状複合流となし、次
いで複合室９で示す第２の複合過程でこれらの複
合流を一つに集合せしめて同一の吐出孔１０から
吐出するものである。この装置を使用して実際に
紡糸したところ、長時間にわたつて紡糸すると互
いに分離していなくてはならない島成分が結合し
たり、あるいは島成分が単繊維の表面に露出した
り、極端な場合には単繊維断面がほとんどが海成
分、あるいは島成分であることがたびたび発生し
た。 また、この現象は、海成分に対する島成分導入
割合が多くなるにしたがつて増大する傾向にあつ
た。 本発明は、この点につき鋭意検討した結果、こ
の原因は第１の複合過程によつて生ずる芯鞘型複
合流の安定性が悪いため起ることがわかつた。 すなわち、第１図において、集合空間５から複
合流形成孔８を経て吐出孔１０へ流入せしめる海
成分の流量が口金板３の内周部および外周部に位
置する吐出孔１０ｂ，１０ａに対し均一でないた
めに発生するものであり、これは、それぞれの吐
出孔から吐出される海成分ポリマーが、それぞれ
異なる滞留時間を経て紡出され（受ける熱履歴も
異なり）るので見掛の粘度に差が生じているため
と考えられた。このため、このような状態で紡糸
される複合繊維は、当然のことながら海島流の結
合状態が不均一な、極めてムラの大きいものとな
り、経時とともに、海成分が島成分にとつて代ら
れたり、極端な場合には島成分だけになつている
こともあつた。 本発明の目的は、特に高島比率の複合繊維の製
造における上記従来技術の欠点を解決し、均一な
海島流を有する超高島比率の複合繊維を長時間安
定に製造することのできる紡糸口金装置を提供す
ることにあり、次の要旨からなるものである。 少なくともＡ，B2成分からなり、Ｂ成分に対
してＡ成分が被覆する複合流を複数形成せしめ、
該複合流の任意に定めた複数本を複合室を介して
合流せしめ、一つの繊維吐出孔より吐出せしめる
ようになした海島型複合繊維の紡糸口金装置にお
いて、 イ 該紡糸口金装置の中央部に、下方に向つてＡ
成分を導入する導入孔が穿孔され、 ロ さらに、該導入孔に連通して複数の分岐孔が
配設され、 ハ 該複数の分岐孔は、口金装置中心からの距離
が異なる位置に配置されると共に、該分岐孔の
周辺には前記複合室が配置され、 ニ 前記導入孔から前記分岐孔を介し前記各複合
室に設けられた吐出孔に至る流路は、その流路
長および流路抵抗が実質的にほぼ等しくされ、
かつ、 ホ 前記複合流を形成する複合室の前に、前記複
数のすべての分岐孔により分岐されて流動する
Ａ成分を一旦集合せしめる集合空間を設けたこ
とを特徴とする海島型複合繊維の紡糸口金装置
である。 以下本発明を図面を用いてさらに詳細に説明す
るが、本発明が以下の実施態様に限定されるもの
でないことは言うまでもない。 第１図は、従来一般に用いられている海島型複
合繊維製造用口金の縦断面図である。 第１図において、島成分Ｂは口金板１に設けら
れた導入管７から複合流形成孔８へ吐出される。
一方、海成分Ａは島成分Ｂとは完全に分離され、
口金板１の外周部に円周上に穿孔された導入孔４
を経て海成分ポリマの集合空間５に導かれる。次
いで、スリツト６で計量されて導入管７の内部か
ら流出する島成分Ｂの周りを包囲し、複合流形成
孔８で１本の芯鞘型複合流が形成される。該複合
流は複合室９に導かれ、同様の方法で形成された
他の流路から導かれた多数の芯鞘型複合流を一つ
に集合し、吐出孔１０から吐出されて１本の海島
型複合繊維が形成される。 ここで、１１と１２は口金板１と２の空間に設
けたピース及び円環状のデイスタンスリングであ
る。 上記の如き海成分Ａの導入孔４と島成分Ｂの導
入管７の管状体群を口金板に均一に配置すること
により、海島型複合繊維用口金が構成されるが、
係る従来の紡糸口金装置においては、海成分Ａが
集合空間５の外周部から内周部方向（中央部）に
向つて一方向に導入されるため、同心円状に２列
以上にわたつて配列されるような多数の海島型複
合流を有する口金では、口金の外周部から吐出さ
れる海成分ポリマとの間に滞留時間差を生じやす
い。 すなわち、上記従来の複合繊維の紡糸口金装置
においては、導入孔４から導入され、集合空間５
を経て吐出孔１０ａおよび１０ｂへ至る海成分Ａ
の流路長が夫々異なるので、流路長の長い吐出孔
１０ｂへ流れる海成分Ａは、その分だけ滞留時間
が長く、したがつて、受ける熱履歴が大きく、粘
度の低下を生じると言える。また、上記口金内周
部（中央部）寄りに位置する吐出孔１０ｂへ流れ
る海成分Ａのより大きな粘度低下の現象は、高島
化が進むにつれて、別言すると、島成分Ｂに対す
る海成分Ａの導入割合が少なくなるにつれて、よ
り助長される。また、上記海成分Ａの複合繊維吐
出孔１０ａおよび１０ｂへ至る流路長が相違する
ことにより、集合空間５を流れる海成分Ａの流速
ならびにポリマ圧力は、外周部と内周部（中央
部）とで異なつてくるという次記の不都合を生ず
る。 すなわち、第１図に示すごとき海成分Ａが集合
空間５の外周部から内周部（中央部）方向へ向つ
て一方向に導入され、かつ、この集合空間５の一
方向に外周から内周へ順次対応して配列される複
合繊維吐出孔１０ａ，１０ｂから吐出される態様
となつていることから、口金板１の外周部に位置
する導入孔４から導入された海成分Ａは、集合空
間５の外周部において、島成分Ｂの導入管７ａと
の衝突により、まず、第１の圧損を生じ、次に、
吐出孔１０ａへのポリマ圧の散逸により、第２の
圧損を生じるので、結局集合空間内周部近傍にお
ける海成分Ａポリマの流速は外周部近傍の海成分
Ａポリマの流速より遅くなり、時として、デツド
スペースが出来易いという好ましくない現象に発
展する。 以上述べたとおり、第１図に示すごとき紡糸口
金装置においては、導入孔４から導入され、複合
繊維吐出孔１０へ至る海成分Ａの流路長の差に基
づく滞留時間差（受ける熱履歴の差）、および、
流速の差（海成分の圧力不均衡）を生じるため、
長時間に亘つて紡糸する場合に、内周部と外周部
の吐出海成分量に不規則なバラツキが発生し、し
たがつて、極端な場合には海成分Ａの吐出量が漸
減（以下、海やせ現象と称する）して、島成分同
士が結合してしまうという、いわゆる島―島合流
が生じ、終局的には海成分Ａの吐出は全くなくな
り、部分的には島成分のみが吐出されるようにな
るので、海島型複合繊維を形成せず、口金を交換
せざるを得ない状態となる。 しかして、本発明はかかる従来の口金構造の問
題点を解消するために、海成分Ａを全ての複合繊
維吐出孔に対し均等に分配することによつて解消
せんとするものであり、第２図乃至第７図を用い
て詳しく説明する。 第２図は、本発明に係る紡糸口金装置を上方か
ら見たときの1/2平面図である。また、第３図
は、第２のＸ―Ｘ縦断面図、第４図は、第３図の
Ｙ―Ｙ矢視横断面図であり、第５図は、第３図の
Ｚ―Ｚ矢視横断面図である。また、第６図は、当
該発明に係る海成分ポリマの複合流形成孔２８付
近における流れの詳細図であり、第７図は、それ
をモデル的に示した海成分分配流路のモデル図で
ある。 第２図、及び第３図において、島成分Ｂは口金
板２１に設けられた導入管２７から複合流形成孔
２８へ吐出される。一方、海成分Ａは島成分Ｂと
は完全に分離され、口金上面中央部に円周上に穿
孔された海成分導入孔２４から該導入孔の下端と
連通し、海成分を口金の周方向に流入せしめる海
成分流入溝４０に至る。 該海成分導入孔２４は、口金中央部に６ケ円周
等配位置に設け、口金板２１，２２，２３及びピ
ース３１を貫通し、海成分流入溝４０上面に至ら
しめるが如く穿孔してある。 次いで、海成分Ａは、流入溝４０から径方向
に、該流入溝４０と同一平面上に設けられた分配
溝４１および該分配溝の末端４２から三方へ分岐
する分岐溝４３へ分配される。さらに詳しく言え
ば、この分岐溝４３は、その分岐点を複合繊維形
成単位集合中心５３と一致せしめるが如く設け
る。この分岐溝４３を第７図に示すごとく、三方
均等に分岐して設けたことにより、分岐溝末端４
４から口金板２２の上方に向つて穿孔した分岐孔
４５を口金板２１，２２、ピース３１とデイスタ
ンスリング３２とで形成された集合空間２５へ連
通させ、海成分を均等に噴出せしめることができ
る。したがつて、分岐孔４５の上端から第２図、
あるいは第７図に仮想集団で示す各複合繊維形成
単位５０へ至る距離、換言すると、各吐出孔３０
へ至る距離、および、これも仮想集団で示す複合
繊維形成単位群５１内の６ケの相隣る吐出孔３０
間の距離をも等しく設けることができ、かつ複合
繊維形成単位群５１間の距離、複合繊維形成単位
集合５２間の距離をも均等に設けることができ
る。 第６図および第７図は、海成分が導入孔２４か
ら導入され、海成分が集合する集合空間２５を経
て吐出孔３０へ至る海成分Ａの流路を容易に追跡
できる。すなわち、海成分集合空間２５に噴出さ
れた海成分ポリマＡは、第６図及び第７図に示し
た如く、海島型複合繊維形成単位各々に対し均等
分散され、口金板２２のスリツト２６で計量され
て複合流形成孔２８に至り、そこで導入管２７か
ら導入された島成分ポリマＢとで複合流を形成
し、口金板２３及び２３′に設けられた漏斗状の
複合室２９を経て吐出孔３０から海島型複合繊維
として紡出される。 集合空間２５に海成分Ａを噴出せしめる各分岐
孔、例えば４５ａ，４５ｂ，４５ｃは、第４図に
示した如く、複合繊維形成単位群５１の中心であ
つて、複合繊維吐出孔３０の各々に対し、等距離
に穿孔せしめてある。なお、当該分岐孔４５ａ，
４５ｂ，４５ｃ各々が受持つ複合繊維形成単位群
５１中の複合繊維吐出孔３０間の距離をも等距離
になる位置に設けるのが最も好ましい。それは、
本態様によると支障なく実施可能である。 第５図に示した如く、海成分ポリマＡの流入溝
４０、及び分配溝４１、並びに分岐溝４３ａ，４
３ｂ，４３ｃは、口金板２３の下面に設けてある
が、該位置に設けることは必ずしも限定されるも
のではなく、島成分ポリマＢの流路や、複合繊維
吐出流路などに干渉しない位置であれば任意位置
に設けてもさしつかえない。 また、本発明がＡ，B2成分の海島型複合繊維
の口金装置のみでなく、３成分以上の多成分系に
も応用出来ることは云うまでもない。 以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細に説
明する。 実施例 島成分に溶融粘度3000ポイズ（高化式フローテ
スター280℃で測定）のポリエステルを、海成分
に溶融粘度3000ポイズのポリスチレンを以下に示
す比率になるよう計量し、290℃で溶融紡糸を行
なつた。 条件１ Ｌ／Ｓ＝80/20 条件２ Ｌ／Ｓ＝90/10 条件３ Ｌ／Ｓ＝95/5 但し、Ｌとは、単位時間当り口金に供給する島
成分供給量であり、Ｓとは、単位時間当り口金に
供給する海成分供給量である。 口金は、第２図に示す本発明に係る紡糸口金装
置を用いた。係る紡糸口金装置の主要態様は次の
通りである。 海成分導入孔数（円周等配） ６ 海成分分配溝数（上記各々の導入孔の中間に配
置） ６ １つの海成分分配溝に対する分岐溝数 ３ １つの分岐孔当りの吐出孔 ６ １つの複合繊維吐出孔に対する島導入孔数 36 比較例 上記実施例と同条件で紡糸を行なつた。但し、
紡糸口金装置は、第１図に示す従来の形式のもの
で、次の主要態様のものを用いた。 吐出孔 108ホールで同心円状６列 海成分外周導入孔 40ホール １つの複合繊維吐出孔に対する島成分導入孔数
36 上記実施例、および比較例の各条件で40Hr紡
糸した後の結果を表１に示す。 表１から明らかな如く、本発明の口金を用いる
ことにより、従来口金では達し得なかつた高島比
率の複合繊維を紡糸することが可能となつた。

【表】 また、上記判定規準における合流とは、複合流
形成孔で島成分流各々が海成分ポリマによつて均
一に被覆されず、結局複合室において島成分ポリ
マ同士が結合する現象を云う。 以上詳述した如く、本発明は、特に高島比率の
海島型複合繊維を製造する紡糸口金装置におい
て、海成分Ａを導入する導入孔２４から複合繊維
の各吐出孔３０へ至る海成分流路の全長および流
路抵抗が全て実質的にほぼ等しくなるように配置
している。 したがつて、各々の吐出孔３０へ至る海成分Ａ
は、全て均等な滞留時間、別言すると、均等な熱
履歴を受けて複合流を形成するので、従来の紡糸
口金装置の欠点であつた、特に海成分の滞留時間
の不均一から生じる粘度バラツキを解消し、海や
せ、合流等の欠陥がなくなり、従来の紡糸口金装
置では紡糸し得なかつた超高島比率の、すなわ
ち、海成分は島成分を区別するのに必要な最小限
度の量に押え、ほとんどが島成分であるような海
島型複合繊維をも長期間安定して紡糸できるとい
う優れた効果をも奏する。 そして、本発明は、複合流を形成する複合室の
前に、前記複数のすべての分岐孔により一度は分
岐されて流動するＡ成分を集合せしめる集合空間
を設けたため、該集合空間内を充満し流動するＡ
成分に共通の圧力がかかり均衡せしめられ、口金
背面圧をほぼ等しくすることができ、口金装置中
心からの距離が異なる位置に配置された分岐孔の
周りに複合室が配置された口金を使用しても、各
吐出孔間で均一な吐出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の海島型複合繊維の紡糸口金装
置を示す縦断面図、第２図は、本発明に係る紡糸
口金装置を上方から見た時の1/2平面図、第３図
は、第２図のＸ―Ｘ縦断面図、第４図は、第３図
のＹ―Ｙ矢視横断面図、第５図は、第３図のＺ―
Ｚ矢視横断面図、第６図は、本発明に係る紡糸口
金装置の複合流形成孔２８付近における海成分Ａ
の流れの詳細図、第７図は、導入孔２４から吐出
孔３０へ至る海成分Ａの分配流路をモデル的に示
した図である。 符号の説明、１，２，３，２１，２２，２３，
２３′：口金板、４，２４：導入孔、５，２５：
集合空間、６，２６：スリツト、７，２７：導入
管、８，２８：複合流形成孔、９，２９：複合
室、１０，３０：複合繊維吐出孔、１１，３１：
ピース、１２，３２：デイスタンスリング、４
０：流入溝、４１：分配溝、４２：分配溝末端、
４３：分岐溝、４４：分岐溝末端、４５：分岐
孔、５０：複合繊維形成単位、５１：複合繊維形
成単位群、５２：複合繊維形成単位集合、５３：
複合繊維形成単位集合中心。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくともＡ，B2成分からなり、Ｂ成分に
   対してＡ成分が被覆する複合流を複数形成せし
   め、該複合流の任意に定めた複数本を複合室を介
   して合流せしめ、一つの繊維吐出孔より吐出せし
   めるようになした海島型複合繊維の紡糸口金装置
   において、 イ 該紡糸口金装置の中央部に、下方に向つてＡ
   成分を導入する導入孔が穿孔され、 ロ さらに、該導入孔に連通して複数の分岐孔が
   配設され、 ハ 該複数の分岐孔は、口金装置中心からの距離
   が異なる位置に配置されると共に、該分岐孔の
   周辺には前記複合室が配置され、 ニ 前記導入孔から前記分岐孔を介し前記各複合
   室に設けられた吐出孔に至る流路は、その流路
   長および流路抵抗が実質的にほぼ等しくされ、
   かつ、 ホ 前記複合流を形成する複合室の前に、前記複
   数のすべての分岐孔により分岐されて流動する
   Ａ成分を一旦集合せしめる集合空間を設けたこ
   とを特徴とする海島型複合繊維の紡糸口金装
   置。