JPS6115164B2 - - 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、従来の海島型複合繊維の紡糸口金装
置においては、例えば、第１図にその縦断面図を
示すように、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
集合せしめて一つの複合繊維吐出孔、例えば、１
０ａ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
同士が結合したり、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。 これらのことを第１図を用いてさらに詳しく説
明する。 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、島成分ポリマ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へ導出さ
れる。一方、海成分ポリマＡは島成分ポリマ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から導入されて海成分ポリマ
Ａ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
ポリマ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。この複合流は複合
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、複合繊維吐出孔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。 上記の如き海成分ポリマＡの導入孔４と島成分
ポリマ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、海成分ポリマＡが集合空間５の外周部から内
周部（中央部）方向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
滞留時間差を生ずる。 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
を経て複合繊維吐出孔１０ａ、あるいは１０ｂへ
至る海成分ポリマＡの流路長が夫々異なるので、
流路長の長い複合繊維吐出孔１０ｂへ流れる海成
分ポリマ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、この現象は、高島化が進む
につれて、別言すると、島成分ポリマＢに対する
海成分ポリマの導入割合が少なくなるにつれて、
より助長される。また、上記海成分ポリマＡの複
合繊維吐出孔１０ａおよび１０ｂに至る流路長が
相違することにより、集合空間５を流れる海成分
ポリマＡの流速並びにポリマ圧力は、外周部と内
周部（中央部）とで異なる。 さらに詳述すれば、第１図に示すごとき海成分
ポリマ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、海成分ポ
リマＡは、集合空間５の外周部から内周部へと流
動しつつ、各スリツトから流出する間に島成分ポ
リマＢの導入管７ａによつて狭められた流路の抵
抗等により異なる圧損を生じ、集合空間の内、外
周部に圧力差を生じる。 したがつて、集合空間内周部近傍における海成
分ポリマＡの流速は外周部近傍の海成分ポリマの
流速より遅く、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、複合繊維吐出孔１０へ至る海成分ポ
リマＡの流路長の差に基づく滞留時間差（受ける
熱履歴の差）による海成分ポリマＡ間の粘度バラ
ツキと、集合空間内における上記ポリマＡ間の圧
力差が生じ、このため、内周部と外周部の各複合
部を流れる吐出海成分ポリマ量に差が生ずる。こ
のため、海成分ポリマＡの吐出量が極端に少ない
複合繊維吐出孔では、島成分ポリマ同士が結合し
てしまうという、いわゆる島―島合流が生じ易
い。この傾向は経時的に増時され易く、初期には
海島複合流を形成していたものが、海成分ポリマ
Ａの吐出量が漸減（以下海やせ現象と称する）
し、最終局的には海成分Ａの吐出は全くなくな
り、部分的には島成分ポリマのみが吐出されると
いう現象に至るという欠点を有する。 しかして本発明はかかる従来の複合繊維の紡糸
口金装置の問題点を解消し、多種類の複合繊維、
特に海島型複合繊維を長時間安定して紡糸するこ
とのできる口金装置を提供するを目的としてい
る。 上記目的を達成するための本発明の海島型複合
繊維の紡糸口金装置は、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 該紡糸口金装置の周縁部複数点から下方に向
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。 以下本発明を第２図乃至第８図を用いてさらに
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２図は、本発明者らが先に特願昭56―21505
号として出願した発明に類する紡糸口金装置を上
方から見たときの1/2平面図、第３図は、第２図
のＸ―Ｘ縦断面図、第４図は複合流形成孔２８付
近へ至る海成分ポリマＡの流れの詳細図であり、
第５図は、分配溝４１から複合繊維吐出孔３０へ
至る海成分ポリマＡの分配流路をモデル的に示し
た図である。 また、第６図は、第３図の1/2Ｙ―Ｙ矢視図、
第７図は、導入孔２４を口金装置の周縁部に設け
た態様の1/2平面図、第８図は、第７図のＺ―Ｚ
縦断面図である。 本発明を説明するために用いた上記第２図およ
び第３図において、島成分ポリマＢは口金板２０
および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
ポリマＢとは完全に分離され、口金中心部に１個
穿孔された海成分導入孔２４を通り、分配溝４１
に至る。この態様においては、海成分導入孔２４
は口金中心部に１個口金板２０，２１，２２及び
ピース３１を貫通し、海成分分配溝４１に至らし
められるが如く穿孔してあるのみの単純な構成を
とつている。また、この導入孔２４の径は口金径
あるいは吐出量によつて設定される。 本発明に係る紡糸口金装置の一実施態様を、第
７図，第８図に示したが、本発明のの紡糸口金装
置が、第２図，第３図に示される態様と異なると
ころは、海成分導入孔２４が口金装置の周縁部に
円周等配に複数設けられ、該複数の導入孔２４が
それぞれ口金板２０，２１，２２およびデイスタ
ンスリング３２を貫通し、上記口金板２２下面に
ほられた環状の海成分流入溝４０に連通して穿孔
せしめられ、さらに、上記環状の海成分流入溝４
０に連通して、該流入溝４０の円周等配に設けら
れた溝形状および溝長さが実質的に等しい分配溝
４１を穿設せしめ（第７図の実施態様において
は、該分配溝４１は６本穿設せしめられてい）、
さらに、該分配溝４１の各々の末端４２から三方
へ分岐する溝形状および溝長さの実質的に等しい
分配溝４３が穿設せしめられて成る点である。す
なわち、前記第２図，第３図のものに対し、本発
明は、上記海成分導入孔２４から分配溝４３に至
るまでの海成分流路の構成が異なるだけであり、
この分配溝４３以後の海成分流路は第２図，第３
図に示したものと同様に構成され、糸条形成に対
する作用効果は、第２，３図に示すものと、本発
明に係る第７図，第８図の態様とは同等であるの
で、以後、第２図，第３図に基づいて、本発明の
構成を説明する。 第２図，第３図において、海成分ポリマＡは導
入孔２４の下部周面に６本等配位置に設けた溝形
状及び溝長さの実質的に等しい分配溝４１へ流入
し、６分配され、この分配溝４１の各々の末端４
２から三方へ分岐する溝形状および溝長さの実質
的に等しい分配溝４３へ配分される。このよう
に、まず、口金面上に等分された海成分ポリマＡ
は、次いでこの分配溝４３の末端４４から立ち上
り、分岐孔４５を介して一旦集合空間２５へ集め
られる。 第２図および第３図を用いてさらに詳しく言え
ば、この分配溝４３の末端４４は、口金２０，２
１、ピース３１とデイスタンスリング３２とで形
成される集合空間２５と分岐孔４５を介して連通
しており、上記分岐孔４５は、上記集合空間２５
に多数開口しているスリツト２６、すなわち各複
合繊維吐出孔３０の各々に対応して穿設してある
複数のスリツトを１スリツト単位とした単位スリ
ツト５０をさらに複数集合せしめた単位スリツト
群５１のほぼ中心部に穿孔せしめてある。このよ
うな位置関係に配置された分岐孔４５を通り、集
合空間２５を満たした海成分ポリマＡは、第４図
及び第５図に示した如く、上記単位スリツト５０
各々に対しほぼ均等に分配され、複合繊維吐出孔
３０に対応する各々スリツト２６で計量されて複
合流形成孔２８に至り、そこで導入管２７から流
入した島成分ポリマＢとで複合流を形成し、口金
板２２及び２３に設けられた漏斗状の複合室２９
を経て複合繊維吐出孔３９から海島型複合繊維と
して紡出される。 第６図を用いて、上記分配溝４１及び４３、分
配孔４５と単位スリツト５０及び複合繊維吐出孔
３０との関係をさらに詳しく説明する。 すなわち、第６図において、分岐孔４５ａを例
にとり説明すると、分岐孔４５ａは、一つの複合
繊維吐出孔３０ａに対応し、複数穿設された前記
スリツト２６の集りにより成る単位スリツト５０
ａがさらに複数個集合して成る単位スリツト群５
１ａ、換言すれば、複合繊維吐出孔３０ａが複数
個集合して成る複合繊維吐出孔群のほぼ中心部に
穿孔せしめてあり、かつこの分岐孔４５は一つの
分配溝４１ａに対応し３ケ、つまり４５ａ，４５
ｂ，４５ｃが設けてあり、それらは互いにほぼ等
距離に配置せしめてある。 さらに互いに隣接する分配溝、例えば分配溝４
１ａおよび４１ｂにそれぞれ対応して穿孔せしめ
た分岐孔４５ａと４５ｄ、あるいは、分岐孔４５
ｃに対する分岐孔間の距離をもほぼ等しく設けて
いる。したがつて、別言すると、互いに隣接する
単位スリツト群間の距離も、その個々の群の中心
部に上記等間隔に分岐孔を有するよう配置されて
いるため、互いにほぼ等しいことは明らかであ
る。また、各分岐孔４５に対応する単位スリツト
群５１中に含まれる単位スリツト５０の数、換言
すれば、複合繊維吐出孔３０の数はどれでもほぼ
等しならしめてあり、また単位スリツト群５１中
の各単位スリツト５０間の距離、換言すれば、複
合繊維吐出孔３０間の距離をも等距離に設けるの
が最も好ましいし、それは本態様によると、支障
無く実施可能である。 さらにまた、第６図に５０ｂあるいは５０ｃで
示すように、各単位スリツト群５１の範囲を外れ
た位置に複合繊維吐出孔３０ｂおよび３０ｃに対
応する単位スリツトを配設することも可能で、こ
の場合、複合繊維吐出孔の増加、ならびに集合空
間内のデツドスペースの減少が計れる。なお、こ
の単位スリツト５０ｂ，５０ｃなどは前述の各分
岐孔に対応する単位スリツト群の近傍であつて隣
接する単位スリツトのほぼ中央部に配設するのが
好ましい。また、第３図に示した如く、海成分ポ
リマＡの分配溝４１，４３は口金板２２の下面に
設けてあるが、この位置に設けることに必ずしも
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さしつかえない。さらにま
た、第２図，第３図及び第６図に示した如く、海
成分ポリマＡを集合空間２５へ導く分岐孔４５が
分配溝４１の末端からさらに３分岐した分配溝４
３を介してこの分配溝４３の末端に穿孔してある
が、海成分ポリマＡを複合繊維吐出孔３０に対応
した単位スリツト５０に対しほぼ均等に配分し得
るものであれば必ずしも本態様に限定されるもの
ではなく、複合繊維吐出孔３０の配孔によつて任
意に設けることができる。 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いうまでもない。 本発明による糸条形成に対する作用効果は、前
記第２図，第３図に示す態様のものと差異がない
ので、本発明の実施例を省略し、第２図，第３図
の実施例に基づいて具体的な構成、効果を説明す
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図及び第３図に示す紡糸口金装置
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 １ 海成分分配溝()数（上記導入孔の下部周面に
等配置） 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数平均 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】 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。 表１から明らかな如く、第２図，第３図の口金
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。 以上詳述した如く、本発明による口金構造をと
ることにより、以下の効果が奏せられる。 すなわち、海成分ポリマＡは導入孔２４から集
合空間２５を経て複合繊維吐出孔３０へ至る流路
において、流路長および流路抵抗が実質的にほぼ
等しく分配されるから、各々の分岐孔４５を流れ
る海成分ポリマＡの口金に流入した後の滞留時間
およびポリマ圧力はほぼ等しい。さらに導入孔か
ら各分岐孔４５へ分岐されて流れ出た海成分ポリ
マＡは集合空間２５において一旦合流する。 すなわち、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。 かつ、各分岐孔は、各複合繊維吐出孔３０に対
応し、複数穿設されたスリツト２６の集りである
単位スリツト５０がさらに複数個集合して成る単
位スリツト群５１のほぼ中心部に配設したから、
各分岐孔から集合空間２５を経て各スリツトへ至
る海成分ポリマＡの流れの圧力差および時間差は
わずかなものとなり、かつ、流れに要する時間も
短くすることができるから、各スリツトを通過す
る海成分ポリマＡの口金流入後の滞留時間はほぼ
等しく、ほぼ均等な熱履歴を受けて複合流を形成
する。 したがつて、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
度および流量のバラツキを解消し、海やせ現象に
よる島―島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奏する。 さらにまた、一般に口金の上方には、例えば実
公昭53―14722号公報に示されるように、口金に
導入するポリマの過部が設けられており、該
過部を経てポリマが口金に導入される。ところ
で、海成分を過する過部を口金の周縁部の上
方に設けた場合には、本発明の如く、海成分導入
孔を口金の周縁部に設けることにより、口金の中
央部に導入孔を設けたものに比べて、次記する効
果がある。 すなわち、過されたポリマをその過部の直
下に導入せしめることができ、導入路の長さも最
短距離ですみ、流路構成も簡単容易であり、且
つ、デツドスペースもでき難いなどの効果を奏す
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、本発明を説明する
ために用いたもので、本発明者らが先に特願昭56
―21505号として出願した発明に類する紡糸口金
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、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、第５図は、分配溝４１から複合繊維吐出孔３
０へ至る海成分ポリマＡの分配流路をモデル的に
示した図、第６図は、第３図の1/2Ｙ―Ｙ矢視
図、第７図は本発明に係る海成分ポリマの導入孔
２４を口金装置の周縁部に設けた態様を示す1/2
平面図、第８図は、第７図のＺ―Ｚ縦断面図であ
る。 符号の説明、１，２，３，２１，２２，２
３，：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：分配溝()、４４：分配溝()
末端、４５：分岐孔、５０：単位スリツト、５
１：単位スリツト群。

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 該紡糸口金装置の周縁部複数点から下方に向
   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。