JPS6225766B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は海島型多成分系繊維に関するものであ
る。

俗には海島型繊維（Islands−in−ａ−sea
type fiber）と称されている高分子相互配列体繊
維（Integral fiber or Ultra−conjugate conver
−ging fiber）は極めて有用で、これを用いた新
しい画期的な製品が世に多く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１種である高
分子相互配列体繊維であつて、中でも特に他成分
（海）中に分配されているある成分（島成分）に
特別の構成をもたせた繊維に関するものである。

本発明の目的は、以下に述べる如く多くの要求
を同時に満たすことにある。

(1) コントロールされた多島化の革命的手段とし
ての役目をなすこと。

従来、海島型多成分系繊維においてコントロ
ールされた多島化は極めて困難であつた。ここ
でコントロールされたという意味は、目的とす
る形態（島の形状、数、大きさ、分散形態な
ど）の繊維が均一かつ再現性よく得られるとい
うことで、このことは工業的価値において極め
て重要であつて、製品の価値、安定生産性、最
適条件での生産などの点で欠かせない条件であ
る。

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
ビーズやチツプを混合し、溶融混練りし、吐出
する方法がある。これはポリマの粒度、粒度
比、ポリマ自身の界面特性、混合比、混合時の
形態、混合の程度、溶融の温度、乾燥の十分・
不十分による粘度の変化、滞留時間の長短によ
る粘度の変化、混合練り機の形状、剪断の程度
（練りスクリユーの速度、大きさ、山形状）、吐
出ノズルの形状などに完全に左右され、得られ
る繊維は二度と再現しない百態百様の構造のも
のとなるのが一般的である。

したがつて、この方法では島数５個のものを
たえず約３デニールの繊維として紡糸しなさい
と言われても無理であり、本発明の目的とする
コントロールされた多島化とはおよそ無縁な方
法である。

上記混合紡糸法と比べれば多少は再現性のあ
るスタテツクミキサー（パイプミキサー）プラ
ス金網またはサンド層通過法がある。しかし、
この方法にも非コントロール的要因が多く、特
に島比率を高めようとすると、ポリマブレンド
法と同様、相の逆転や相の混在、ネツトワーク
的構成が起こつてしまう。

かくして、コントロールの点で優れているの
は特公昭44−18369号公報に記載されているよ
うな複合紡糸方式のみと言えよう。各成分は口
金で規制したとおり流れ、わずかに紡出直前の
みに不安定要因を残すのみであるからである。
しかもこの部分の影響度とて極めて軽微であ
る。しかしながらこの方法も多島化特に多吐出
孔化、口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５島、100島、あるい
は1000島の繊維でも紡糸可能であつた。しか
し、多島化につれ、口金の小型化、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
圧力ドロツプ（ポリマの導入部から段々と離れ
るにつれ、ポリマの流体圧力が低下するこ
と。）を考えねばならないからである。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１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つて圧力低下は大
きくなる。またそれだけパイプが空間を占める
ことになるので、口金の小型化が無理となり、
このため一層１成分の圧力分布が不均一にな
る。この方法では、何としてもパイプ数を減ら
すことが必要であるが、パイプの数を減らしせ
もなおかつ多島化できれば、それこそ正に革命
的なコントロールされた多島化法と称すること
ができよう。

(2) 極細繊維を得る手段として有効であること。

今までにも普通デニール剥離型繊維は知られ
ている。しかし、複合した状態ですでに極細で
ある剥離型繊維は知られていないばかりか作ら
れたこともない。極細でありながらしかもコン
トロールされており、さらに高度に剥離をも起
こしうる繊維は知られていなかつた。

かかる繊維を作ることができれば、それを剥
離することによつて超極細とも称しうる極々細
の繊維を得ることができ、正に革命的な技術と
言えよう。

(3) 極細異形断面繊維を得る手段として有効であ
ること。

ポリマブレンドのそれからもわかるように、
ある成分が他成分中に極く細かく分配される
と、一般に界面張力などのため、分配された成
分は丸みのあるものとなつてしまう。

分割合流を繰り返す極細繊維を作るための上
記した複合紡糸口金においても、一般に細くす
ればするほど、島は丸みのある断面のものとな
り易い。かかる理由から、従来、断面が鋭い縁
のもの、細く長く突出した多葉形のもの、偏平
のもの、（紙に適す）すなわち超極細異形断面
の繊維は得られ難かつたのである。かかるもの
で得られれば、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、極細繊維の用途をさ
らに拡大することができる。

本発明はかかる要求を一挙に満足させうる多成
分系繊維を提供することを目的とする。

本発明のかかる目的は、１つの成分が他成分を
介して近傍に接近した状態で複数に分割されて前
記他成分と複合した形態の島を多数有し、該島は
海成分で被覆されていて長手方向に同一の断面を
有していることを特徴とする海島型多成分繊維に
よつて達成される。

以下、本発明を図面に基づき具体的に説明す
る。各図面はいずれも本発明の好ましい態様を示
すものであり、かかる態様に本発明が限定される
訳では決してない。

第１図および第２図は、本発明にかかる繊維の
断面例である。共に３流体紡糸方向によつて得ら
れた繊維の断面図であつて、普通３成分からなる
ものである。しかし中には、後に述べるように３
流体方式をとるが、島の１成分と海成分が同一で
あつてもよく、２成分ということもありうる。こ
の場合には、Ａ、Ｂ、Ｃの３成分からなるものと
して以下説明する。

第１図の多成分系繊維は、島１，２と海３とか
らなり立つている。この島は従来のものとは全く
異なつており、「１つの成分流１が複数以上に分
割され、他成分２と合流している」構造をとつて
いる。第２図の島成分２は、幅が狭いので線で示
してあるが、島の１成分であることは十分理解で
きるであろう。

かかる島の形状については第３図に示すように
他の例がある。もちろんこれらのみに限定される
ものではない。また島は丸で描いてあるが、これ
は島／海比率の小さいときは、略正しい。しかし
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ゆく。つまり、段々丸みが
とれて多角形化するのである。しかし、本発明の
主旨は何ら変わることはない。

なお、ここで特に注意しておきたいのは、３成
分というのは必ずしも３種のポリマからなること
を意味しない。２種以上のポリマの混合を１つの
成分として考えることもありうる。その場合、混
合物中の１種ポリマが他の成分と働くポリマと共
通であつてもよいのである。また前にも述べたと
おり、島成分の１種と海成分が同一であつてもよ
いのである。

第４図は、島の１成分がポリマブレンド成分で
あることを示す図である。四角枠内がブレンド成
分であることを意味し、島の１成分のところから
矢印が出ているのは、その部分の島成分がブレン
ド体であることを示している。同様に海および他
の島成分がそうであつても差し支えない。

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５図のようにまず複数貼り合わせ
流ｆ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５図では１つの島ｆを１つの海が被覆してい
るが、ｎ個の島を一時に海でとり囲んでもよい。
この場合は一時に海で囲むと言つても、海中に１
つの島を１つの海が被覆しているとみる仮想線を
入れて考えれば簡単であり、ｇの複数が寄せ集め
られ、収束させられ、吐出させられたものである
ことが容易に理解できよう。

本発明の紡糸原理を第６図の口金装置に基づい
て説明する。第６図は口金装置の縦断面図であ
る。島の１成分となるポリマＡは、孔４で分割さ
れ、パイプ７の上端５に向つて噴出する。島の他
の１成分となるポリマＢは、硬板間に仕切られた
空間８を通つて、空間８の上方の硬板に開けてあ
る孔６とパイプ７の間のすき間（本発明ではこれ
を環状部と称する）をわき上がつて、分割された
ポリマＡの流れと合流し、かくして、１つの成分
流Ａが複数以上に分割されて他成分流Ｂと合流し
た構成の複合流が形づくられる。成分流Ａの分割
数は一般的には３〜10が好ましい。

該複合流はパイプ７の中を流下し、さらにパイ
プ１１を流下し、ロート状部１４に至る。ロート
状部１４に至るまでの間で、該複合流は空間１２
からパイプ１１を孔１３の間に形成された環状部
に導入される海成分（ポリマＣ）によつて被覆さ
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可
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１５から
１本の繊維として吐出される。

以上が本発明の基本である。しかしこの基本に
対し、多くの本発明に含まれる種々のバリエーシ
ヨンが可能である。それらのいくつかについて言
及する。

第６図において孔４を設けるとき、板にくぼみ
が設けてあるが、その部分は別の薄い板を重ね合
わせた構成にしてもよい。そのほうが孔をあけや
すいときもある。

口金上部での複合流形成機構において、第６図
では環状部６が設けてあるが、本発明では必ずし
もかかる環状部６は必要としない（すなわち、上
から第２番目の硬板は特に必要ないのである）。
これは、環状部６は主にポリマＢの流れを規制す
る役目をなすものであるが、ポリマＢの流体規制
はパイプ７の先端５と硬板との間に形成される狭
隘部６′（第７図参照）によつても行なわれるか
らである。第６図のような方式をとる場合、その
環状部の流体規制の機能をさらに強化するため、
その一部を狭隘にしておくことは有効な方法であ
る。その場合、その狭隘部はパイプ７のぐらつき
を防止する機能をも有する。狭隘部については後
で詳述する。

第７図および第８図は、複合流形成機構の他の
例を拡大して示したもので、各々ａは縦断面図、
ｂは孔４のある硬板の平面図、ｃはパイプ７の先
端の平面図である。第７図においてパイプ７は孔
４に極めて接近させて設けてある。第８図におい
てはパイプ７の先端は硬板に密着させてある。ポ
リマＢはパイプ７の先端部の所々に開けてある溝
１６を通つて流入することになる。また第７図お
よび第８図においては孔４の数が４であるので、
ポリマＡは４に分割されてポリマＢと合流するこ
とになる。

これらの形式以外にも複合流の形成法が色々と
とりうることは言うまでもない。孔４の数はいか
ようにもとれるが、実際上は10以下が好ましい。

第８図の方式において、特にＡ成分の量を多く
し、Ｂ成分を介在成分とみなして少なくしたいと
きには、孔４のある硬板の下方に溝付突起あるい
は溝を設けて、ポリマＢをより中心部（パイプの
中心線方向）へ導き入れるようにするとよい。

第６図のパイプ６およびパイプ１１は、硬板と
は別に形成されたものが差し込み法によつて硬板
にセツトされたものであるが、かかるパイプは硬
板と一体に成形されたものであつてもよい。また
差し込み法の他、ねじ込み、融着、接着などの他
の方法によつてセツトされたものであつてもよ
い。

パイプを差し込んで硬板にセツトするときに
は、第６図に示すようにパイプに段９，１０を設
けるとよい。かかる段を設けるとパイプが孔内に
しつかりと固定され、突出の精度を正く保つこと
ができるからである。またパイプ７，１１には段
を設けてあつても各々下方もしくは下方には相変
わらず抜け易いので、これを防止するため、各パ
イプの設けてある硬板間に、各パイプを連絡する
孔の開いた硬板を置くとよい。また第６図のよう
に段の部分を互いに背合わせに設置するのも簡便
でよい方法である。

被覆流を作る機構も必ずしも第６図のような環
状部方式でなくともよい。ここが多孔状となつて
いてもよい。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１
１が挿入されている孔１３を第６図のように細か
く区切らずに、パイプ群全体を受け入れるような
孔としてもよく、さらにはロート状部が直接パイ
プ群の先端を受け入れるような構成としてもよい
のである。

また第６図のような構成において、環状部の流
体規制の機能をさらに強化したいときには、孔１
３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図および第１０図に示す。第９図お
よび第１０図は環状部の拡大図であり、各々ａは
縦断面図、ｂは横断面図である。第９図ではパイ
プが孔線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
まつている。狭隘部の形成法には大別してこの２
通りがあるが、その具体的形状に関しては第９
図、第１０図のものに限定されないことは言うま
でもない。

また同様の考えのもとで、島の複合流を形成す
る上方の環状部にもかかる狭隘部を設けてもよい
ことは上述したとおりである。かかる狭隘部は孔
のどの部分でもよいが、なるべくなら入口付近に
設けたほうがよい。

パイプ１１の長さは、孔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１１がロート状部１４にまで突出する
長さの場合には、洗浄などでロート状部１４を有
する硬板を取り外すとき、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ほうが好ま
しい。

各孔（吐出孔１５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
選びうる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。

本発明の繊維を得るための装置は１〜複数枚の
硬板からなるものが用いられる。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
つたり、逆に何枚にも分割した硬板を重ね合わせ
て従つたりしうるものであつて、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６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はなく、円柱でも
角度でもその他でもよい。

硬板の材料としては色々のものが使用できる。
例えば、SUS−32、SUS−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
器材、金、白金、特殊な合成高分子などがある。
２種以上の材料を組み合わせることももちろんよ
い。

本発明の効果を以下にまとめて示す。

(1) わかり易くするため第１図に示す繊維を例に
とつて説明する。かかる繊維の島成分１，２の
うち特に島成分１のみをこの繊維の島と考えれ
ば実にこの繊維は28（７×４）島の高分子相互
配列体繊維と言うことができる。従来の紡糸方
法にあつては、28島の繊維を得ようと思えば、
１本の繊維を紡糸するにつき28本のパイプを備
える必要があつたが、本発明によればたつた７
本のパイプで足りるのである。パイプの数が少
なければそれだけパイプの林立する空間を流れ
るポリマの流体圧力低下は少なく、各孔間での
被覆ムラおよび吐出ムラを生ずることが少な
い。したがつて、本発明は吐出孔が10以上ある
場合その効果が特に有効に発揮されると言え
る。さらに口金を面積的に小さくできる。

また、第２図の繊維においても同様の成分１
のみを島成分として注目し、島成分２は海とみ
なし、これを海成分３とともに除去（成分２と
成分３は同一であつてもよい）すれば、96（６
×16）本の極細繊維が得られることになる。特
に成分２、成分３に同種のポリマを使用すれ
ば、かかる繊維が一挙に得られるのである。

(2) 第１図または第２図の繊維において、成分３
のみを除去すれば、極細の複合体繊維が得られ
る。もし成分１、成分２が互いに接着性の乏し
いポリマの組み合わせからなるときは、剥離型
の極細繊維が得られる。

(3) 第１図〜第３図の島成分の断面形状を目すれ
ば明らかなとおり、クサビ型断面、十字型断
面、偏平断面等の極細繊維が得られる。このよ
うな異形断面の極細繊維は今までは決して得ら
れなかつたのである。またその繊維は今までの
極細繊維よりさらに細く、超極細繊維と言える
ものである。

さらには島の１成分にポリマブレンド体を使
用すれば、超極細ポリマブレンド繊維まで得る
ことができ、制電超極細糸などはかることの知
れない多くの応用と展開が可能である。

本口金は、溶融紡糸（直ち水冷するガツトの
ような大きいものを紡糸する場合も含む）、乾
式紡糸、湿式紡糸あらゆるものに使え、ポリマ
も一一あげるまでもなく、公知のすべての繊維
形成性ポリマが使用でき、種々の組み合わせが
選別しうる。

なお、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
してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明にかかる繊維の
断面図である。第３図は島の断面図である。第４
図は島の断面図およびその一部の拡大図である。
第５図は一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６図は本発明品を得る
ための口金装置の縦断面図の一例である。第７図
および第８図は口金装置上部の拡大図であり、ａ
は縦断面図、ｂは孔４のある硬板の平面図、ｃは
パイプ７の先端の平面図である。第９図および第
１０図は口金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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １つの成分が他成分を介して近傍に接近した
   状態で複数に分割されて前記他成分と複合した形
   態の島を多数有し、該島は海成分で被覆されてい
   て長手方向に同一の断面を有していることを特徴
   とする海島型多成分系繊維。