JPS6144962B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特殊な構造の複合繊維の紡止装置に関
する。

本発明の目的は、繊維軸方向に物理化学的性質
が連続的に変化する性質を備えた繊維成分を間欠
的（又は周期的）に有する複合繊維を工業的有利
に得ることにある。

従来、繊維特に紡織用人造繊維にあつては、そ
の殆んどが繊維軸方向に均一な物理化学的性質を
具備することを必須の要件としていた。異形断面
糸というものも知られているが、このものも、そ
の断面形状は繊維軸方向に均一に保持されている
ものである。

しかし業界並びに需要者サイドの繊維素材に対
する要求は近年きわめて広汎多様であつて、これ
までその物性・構造の均一性が要請されてきたス
タンダード（レギユラー）繊維のほかに、物性の
不均一と変化があるもの、多様性とその統一を兼
備するもの、優雅と機能性あるもの、というよう
な特殊な繊維素材が求められるようになつた。

本発明の複合繊維はこのような業界の要求を満
たそうとするものである。すなわち本発明の複合
繊維は繊維軸方向に化学的・物理的性質を変化す
る成分区域を有しており、例えばこの繊維を一定
の色に染色した成形物とするときは、あたかもメ
ランジ調の色彩を呈するに至る。また独特の風
合・感触を与える点も特筆すべき事項であつて、
多様化・汎用性を備える素材として現代人の趣向
を充分満足せしめる効果をもたらす。

本発明の要旨は次に示すとおりである。

鞘部を形成する紡糸成分の導入口と心部を形成
する紡糸成分の導入口とを有し、接合室と紡糸ノ
ズルとを組合せて構成される型の複合紡糸装置に
おいて、 (イ) 上記両導入口はそれぞれの複数の成分の流れ
を形成する複数の孔を備えた分配板に接続して
あり、 (ロ) 心部形成紡糸成分の分配板の導口が鞘部形成
紡糸成分の分配板の上部に設けられ、 (ハ) 上記心部形成紡糸成分の分配板に設けられた
孔の入口側の面に接触して回動可能に開閉器が
設けてあり、 (ニ) 該開閉器は心部形成紡糸成分の分配板に設け
られた孔と対向する部位に該紡糸成分の流れを
断続できる開口面と閉面とを備えている、 以上各要素の結合より成る複合繊維の紡止装
置。

以下本発明の構成、実施態様、及び効果につい
てさらに詳細に説明する。

第１図〔イ〜チ〕は本発明複合繊維のモデル例
図であつて、繊維軸方向にそつて半分に分割した
断面を示す。図示するように本発明複合繊維は先
細状端部３を有する成分領域（以下先細成分とい
う。）１とこの先細成分１と接合して複合繊維を
構成する複合相手成分（以下単に第二成分とい
う。）２とより成る。

本発明において先細状端部とは、繊維軸方向に
切断していく時、先細成分の占める面の中に、第
二成分が存在しない形成で、その面積が徐々に小
さくなり、逐には無くなつてしまう様な形状とな
つている状態をいう。

先細状端部３を有する成分即ち先細成分１は、
第１図のイ，ロ，ハに示すように、繊維の内部に
存在して、−鞘心成分−鞘成分−の繰り返し構造
をなしてもよいし、第１図トに示すように−鞘心
成分−心成分−鞘心成分−鞘成分−の繰返し構造
をなしてもよい。また第１図ニ，ホ，ヘ，チに示
すように、サイド・バイ・サイド型の間欠的な複
合繊維で、−２成分接合部−第二成分−２成分接
合部−の繰り返し構造をなしてもよく、更に−２
成分接合部−先細成分−２成分接合部−第二成分
−２成分接合部−の繰り返し構造を有してもかま
わない。

先細成分の形状は、繊維の長さ方向において、
第１図イ，ニに図示するように両端が細く、中間
部分が等しい太さであつてもよく、また第１図
ロ，ホ，チに示すように、両端部が太く、中間部
が細くなつていてもよい。両端が先細になつてい
れば、両端を結ぶ途中の形状がいかなる形態をな
してもかまわない。

先細両端を有する成分の繊維軸方向への長さ
は、５mm以上300cm以内の範囲において、その用
いる用途、商品によつて選ぶことができる。

５mm以下では製造が困難であり、200cm以上で
は例えばメランジ調の発色効果が得にくい。

第二成分のみからなる領域２の繊維軸方向の長
さは１mm以上200cm以内の範囲において、その用
いる用途・商品によつて選ぶことができる。１mm
以下では製造が困難であり、200cm以上ではメラ
ンジ調の発色効果が得にくい。

先細成分領域１と第二成分領域２、および両者
が共存する領域の繊維軸方向での長さの関係は、
上記の範囲内であれば種々改変してよく、三者が
共存することで、連続した色調変化を有するメラ
ンジ効果を得ることができる。

先細両端を有する繊維は、複数本束ねるに際し
先細両端を有する領域を繊維軸方向に一致させる
ことで、メランジ調の発色効果をさらに強くする
ことができる。またクリンプをつけた後短かく切
断し、紡績糸として用いてもメランジ調の発色効
果は得られる。

本発明に使用する複合繊維の成分は、繊維形成
能を有する有機高分子であれば既知の重合体が全
て適用できる。例えばアクリロニトリル系重合体
に代表されるビニル系重合体、ナイロン６，ナイ
ロン66等のポリアミド系重合体，ポリエステル系
重合体，ポリエチレン，ポリプロピレンなどのポ
リオレフイン類，ポリエーテル類，ポリウレタン
類，ポリスチレン，ABS，ポリカーボネイトな
どがあげられる。但しこれらに限定されるもので
はない。

先細成分１と第二成分２との組合せは前記合成
有機高分子物質の中から、製造しようとする複合
繊維の用途・目的を考慮し、鞘心接合あるいはサ
イド・バイ・サイド型における先細成分と第二成
分との接合性を勘案して、これら両成分高分子物
質の組合わせを決める。

換言すれば、得ようとする複合繊維の各成分の
接合を強力にする必要がある場合には、それに適
した重合体を選ぶべきであり、逆に複合繊維の各
成分の接合を弱くする方がよい場合には、もれに
適した重合体を選定する必要がある。

これら合成有機高分子の組合せは、化学的・物
理的性質を異にする必要があり、化学的組成，分
子配向，物理的強度，伸度，収縮性，溶剤に対す
る溶解性など異なればいずれでもよく、たとえば
同一化学組成で重合度の異なる成分の組合せでも
かまわない。

たとえば湿式紡糸で本複合繊維をつくる場合は
先細成分としてカチオン可染アクリロニトリル系
重合体、第二成分として酸性可染アクリロニトリ
ル系重合体の組合せや、先細成分としてアクリロ
ニトリル系重合体、第二成分としてポリアミド系
重合体の組合せがあげられる。

乾式紡糸によつて本発明複合繊維を製造する場
合は、先細成分としてアクリロニトリル系重合
体、第二成分としてモダクリル系重合体の組合せ
があり、溶融紡糸によつて製造する場合は、先細
成分としてポリエステル系重合体、第二成分とし
てポリアミド系重合体の組合せが代表される。

次に本発明の複合繊維の製造法及び同装置につ
いて詳細に説明する。

第２図は本発明複合繊維（鞘心型）を製造する
ための複合紡糸装置の主要部を例示する断面図で
ある。

図において台座６の上部に心成分導入口４及び
鞘成分導入口５が設けられ、台座６の下に第１分
配板９、次いで第２分配板１１、次いでノズル板
１４がホルダー１０によつて一体的に結合されて
いる。

上記心成分導入口４から導入された成分は、台
座６の下部及び第１分配板９の上部とで構成した
心成分分配溝７を経て第２分配板１１に設けた心
成分室１８に導かれ、その下部に配設された心成
分導孔１５を経て鞘成分とともにノズル１６中を
押し出され、接合し、凝固媒体（湿式法では通常
水系凝固浴，乾式，溶融法では空冷）を経て複合
繊維とされる。

鞘成分は鞘成分導入口５から導入され、台座６
の下半部と、第１分配板９の上半部とで構成され
た鞘成分分配室８を経て第２分配板１１に設けら
れた鞘成分導管１２に導かれ、スペーサー１３
（通常金属製リングが用いられる。）を介して構成
されるスペース１９において、前記心成分導孔１
５から押出されてくる心成分をこの鞘成分の中央
に包むように両成分合流、接合しつつノズル１６
から凝固媒体中に押出され、複合紡糸される。

上記までの複合紡糸及びその装置は、従来既知
の複合紡糸技術として基本的には類似する。本発
明の複合糸及びその装置は次の点で従来技術と顕
著に相違し、特徴づけられる。すなわち、本発明
複合繊維は、先細成分１を繊維軸方向に間欠的に
配置・接合したものであるが、そのために本発明
方法及び装置においては次の如き構成とするので
ある。

前記心成分は心成分室１８から心成分導孔１５
に流入されるが、その際、開閉器２０によつてそ
の流入を間欠的に断続せしめることが本発明では
必要不可欠の要件である。その断続によつて心成
分は、第７図１〜４に示す如く、鞘成分２との接
合時点で先細状端部３を形成し、所望の複合繊維
を形成する。

心成分の断続的供給は、本発明者等の多数の実
験結果より、少なくとも２成分接合の直前におい
て行なうのが最も適していることが確認された。
この断続供給を心成分導入口４或いはその至近辺
で行なつても、心成分の間欠性が悪く、前記先細
両端部を有する心成分は得にくい。

心成分の断続的供給は種々の手段で実施でき
る。すなわち心成分導孔１５中を通過する成分を
間欠的に断続するためのストツパー、邪魔板等を
該導孔の途中に設けてもよい。本発明においては
開閉器２０の回転、または回転振動によつて、心
成分導孔１５の開閉を行ない、心成分流の間欠的
断続供給を行なわせるように構成してある。

その作用について説明する。開閉器２０は円板
状をなし、台座６、第１分配板９の中央を貫通し
て心成分室１８に達する。開閉器軸１７の下端に
取付けてある。開閉器２０の下面は心成分導孔１
５に接し、かつ同孔と対向する位置に同孔１５を
開閉するための羽根２１（第３図），円形孔板
（第４図１），長方形孔板（第４図２），その他の
変形孔板（第４図３，４）等を設け、開閉器２０
を回転せしめることによつて心成分流の供給を断
続する。

開閉器２０の回転は、同軸１７の他端に取付け
た駆動装置（図示なし）によつて行なう。複合紡
糸装置を多数設備した場合には、各開閉器の軸１
７をフレキシブルドライブシヤフト，ベルト，歯
車，チエイン等適宜の伝動手段を介して同一の駆
動源から駆動してもよい。

第７図１は、開閉器２０が心成分導孔１５を開
口し始め、接合室１９において鞘心両成分が接合
し始めた時の両成分の流れの状態を示し、同図２
はその全開時の状態を、また同図３は開閉器２０
が導孔１５を閉口し始めた時の鞘心両成分の流れ
の状態を、同図４は心成分の供給を開閉器２０に
よつて止めた時の両成分の動きの状態をそれぞれ
模式的に示すものである。

先細先端は、ノズル原液導管２２部での原液流
分布および心成分原液吐出量の調整によつて形成
される。すなわち、ノズル原液導管２２内での原
液流れは、管の中心部が最も速く、側壁部では遅
いため、心成分導孔１５よりノズル原液導管２２
の中心部に押出された心成分原液は、中心線にそ
つて、側壁部付近の鞘成分原液よりも速く流れ、
先細先端を形成するのである。

サイド・バイ・サイド型の場合でも、ノズル原
液導管２２の中心部の原液流れは速く、やはり先
細先端を形成する。

心成分１の長さ，太さ，形状等は、ノズル原液
導管２２の直径，長さ，心原液導孔１５の直径、
心成分供給量、前記開閉器２０の形状、断続周期
等によつて調整できるほか、第５図及び第６図に
示すような心成分補助溝２４の併用によつて一層
多種多様の変化調整が可能である。つまり、心成
分補助溝２４の幅，深さ，長さ，その形状等を
種々変化せしめることによつて、複合繊維として
形成せられる心成分の形状，長さ，太さ等が多様
に変えられる。

具体的には、該補助溝２４の溝幅を広くすると
心成分の繊径は太くなり、溝幅を狭くすると細く
なる。また、溝の深さを深くすると心成分繊維の
変化はゆるやかになり、浅くすると心成分の繊径
は急速に細くなる。この場合使用する開閉器２０
は、第４図１，２のような補助溝２４を有さない
方がよく、心成分補助溝２４を有さない心成分導
孔１５（第３図）の場合は原液通過補助溝２６の
付いた開閉器第４図の３，４を使用した方が前記
の原液流量変化をうまく調整できる。

心成分繊径の太さは心成分導出孔１５と開閉器
２０に設けた心成分通過孔２３（歯車状開閉器の
場合は歯と歯間のピツチ）との重なり面積が最大
となるとき最大となり、この最大面積となる位置
を変えることで心成分繊径の位置を調整できる。

心成分導出孔１５のサークルピツチと心成分通
過孔２０のサークルピツチとが一致するか、又は
どちらか一方のサークルピツチが他方のサークル
ピツチの整数倍となつたときは、心成分の両先端
が一致したマルチフイラメントを得ることができ
る。

なお図中２５は開閉器２０の軸受けを示す。

以上主として鞘心構造の本発明複合繊維及びそ
の製造法と装置について説明したが、本発明は鞘
心構造のもののみでなくバイメタル（サイド・バ
イ・サイド）構造の複合繊維及びその製造法並び
に装置にも適用できる。それは鞘心的に両成分を
接合させるか、バイメタル型に接合させるかの相
違であつて、本発明の基本的構成要素である先細
状成分を間欠的に他成分と接合させ、複合繊維と
する点に変りはないからである。

また、紡糸につづいて延伸，熱処理，オイリン
グ，その他目的・用途に応じて必要な後処理を施
すが、これらはすべて常法に従つて行なわれる。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 １ 先細成分を心とし第二成分を鞘とする鞘心型複
合繊維を製造するための重合体を次のようにして
調整した。

(1) 重合体(A) アクリロニトリル（AN）＝100（単量体重量
混合比） (2) 重合体(B) AN／メチルアクリレート／メタルスルホン
酸ナトリウム＝90／９／１ (3) 重合反応条件 重合触媒：過硫酸アンモニウムと酸性亜酸ソー
ダの組合せ PH ：硫酸でPH2.5に調整 媒 体：水 温 度：55℃ 時 間：5hrs 得られた重合体を充分乾燥した後、０℃，69重
量％の硝酸水溶液100c.c.当り20ｇの割合で溶解
し、紡糸原液とした。

重合体Ａの紡糸原液を第２図の紡糸装置の心成
分導入口４に、重合体Ｂの紡糸原液を鞘成分導入
口５に導入し、第３図の歯車式の開閉器２０を用
い、20個の心成分導孔１５を有する第２分配板１
１を用いた。

第２図のノズル１６口径は0.08mmφ、ノズル原
液導管２２の直径は0.6mm、長さは4.5mmとした。

開閉器２０の羽根２１は20まいで、羽根２１の
幅は２mmとし、これを60回／分の速度で回転さ
せ、鞘成分紡糸原液を0.4c.c.／分、心成分紡糸原
液を0.8c.c.／分の割合で当紡糸装置に供給した。
紡糸原液は−２℃、35重量％の硝酸水溶液中で凝
固させ、十分水洗したのち沸騰水中で６倍に延伸
し、しかる後乾燥、熱弛緩処理した。

かくして得られた複合繊維を、セプロングリー
ンＢ（米国デユポン社製染料，登録商標）の10％
owfで、100℃，60分ボイル染色を行なつた。

得られた複合繊維は、約４cmの周期をもつて、
濃緑色部−淡緑色部−白色部−の繰り返し色濃度
変化を示した。

実施例 ２ 実施例１と同様にしてAN／アクリルアミド／
ジメチルアミノエチルメタクリレート＝80／10／
10の重合体(C)を調整し、紡糸原液を調製した。

実施例１で調製した重合体(B)の紡糸原液を第２
図に示す紡糸装置の心部に、前記重合体(C)の紡糸
原液を同装置の鞘部にそれぞれ導入して連続的に
紡糸した。

この紡糸においては重合体Ｂの紡糸原液を第２
図の紡糸装置の心成分導入口４に、重合体Ｃの紡
糸原液を鞘成分導入口５に導入し、第４図の開閉
器１と、第５図の第２分配板を組合せ使用した。

第２図のノズル１６の口径は0.08mmφ，ノズル
原液導管２２の直径は0.6mm，長さは4.5mmとし
た。

開閉器２０の原液通過孔は16個で、直径は0.3
mmφである。第５図の心成分導孔２４の直径は
0.2mmφ，長さは１mm，深さは0.5mmとした。

開閉器２０は、40回／分の速度で回転させ、鞘
成分紡糸原液を0.3c.c.／分、心成分紡糸原液を0.9
c.c.／分の割合で供給した。

紡出原液は−２℃，35％の硝酸水溶液中で凝固
させ、充分水洗の後、沸騰水中で６倍に延伸し、
しかる後乾燥、熱弛緩処理した。

かくして得たマルチフイラメントをセブロング
リーンＢの10％owfで100℃，60分ボイル染色
後、十分水洗し、しかる後酸性染料C.I.
AcidRed114，1.0％owfにて、100℃で40分間ボイ
ル染色を行なつた。

染色後のマルチフイラメントは、繊維軸方向に
対し、緑色−黒色−赤色−緑色と繊維軸方向に周
期的な色相変化を有し、該繊維より編立てた編地
はメランジ調であつた。

実施例 ３ オルソクロルフエノール中35℃で測定した極限
粘度0.65のポリエチレンテレフタレートを７ｇ／
分，メタクレゾール中35℃で測定した極限粘度
1.20のナイロン６を２ｇ／分の割合でそれぞれ複
合紡糸装置の鞘、心成分導入口に供給した。該紡
糸装置は第２図に示した装置の外部（ノズル板を
除く。）をヒータージヤケツトで被つたものを用
いた。吐出温度270℃で溶融紡糸し、5.2デニール
（ヤーン62デニール）の未延伸糸を得た。しかる
後80℃に保持された加熱ロールで２倍に延伸した
オイリングを施した。

かくして得られた繊維を、C.I.Acid Red 114
1.0owfで常圧にて100℃，60分のボイル染色を行
なつた。

得られた糸は、白−淡赤色−濃赤色−淡赤色−
白の色濃度が周期的に変化した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明複合繊維の例を示す軸方向断面
図、第２図は本発明複合紡糸装置の縦断面図、第
３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は開閉器
の例を示す上面図、第５図は第２図のＢ−Ｂ線断
面図、第６図は心成分導孔の拡大図、第７図は鞘
心両成分の流れと先細先端形成のモデル図であ
る。 図中の符号次の通り、１……先細成分領域、２
……複合他成分領域、３……先細状端部、４……
心成分導入口、５……鞘成分導入口、６……台
座、７……心成分分配溝、８……鞘成分分配溝、
９……第１分配板、１０……ホルダー、１１……
第２分配板、１２……鞘成分導管、１３……スペ
ーサー、１４……ノズル板、１５……心成分導
孔、１６……ノズル、１７……開閉器軸、１８…
…心成分室、１９……接合室、２０……開閉器、
２１……羽根、２２……ノズル原液導管、２３…
…原液通過孔、２４……心成分補助溝、２５……
開閉器軸受け、２６……原液通過補助溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鞘部を形成する紡糸成分の導入口と心部を形
   成する紡糸成分の導入口とを有し、接合室と紡糸
   ノズルとを組合せて構成される型の複合紡止装置
   において、 (イ) 上記両導入口はそれぞれ複数の成分の流れを
   形成する複数の孔を備えた分配板に接続してあ
   り、 (ロ) 心部形成紡糸成分の分配板の導口が鞘部形成
   紡糸成分の分配板の上部に設けられ、 (ハ) 上記心部形成紡糸成分の分配板に設けられた
   孔の入口側の面に接触して回動可能に開閉器が
   設けてあり、 (ニ) 該開閉器は心部形成紡糸成分の分配板に設け
   られた孔と対向する部位に該紡糸成分の流れを
   断続できる開口面と閉面とを備えている、 以上の各要素の結合より成る複合繊維の紡糸装
   置。 ２ 開閉器の回転を、紡糸装置架台に設置した１
   本の回転軸より、ギヤー、チエイン、ベルト、フ
   レキシブルドライブシヤフトの如き伝動手段をも
   つて回転させる特許請求の範囲第１項記載の複合
   繊維の紡止装置。