JPS635509B2

JPS635509B2 -

Info

Publication number: JPS635509B2
Application number: JP54163583A
Authority: JP
Inventors: Shiro Ono; Akihisa Shirasaka; Toshihisa Yamazaki
Original assignee: NICHIBI KK
Current assignee: NICHIBI KK
Priority date: 1979-12-18
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1988-02-03
Also published as: JPS5691069A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はポリビニルアルコール（以下PVAと
略記する）系極細繊維の製造方法及びその紡糸口
金装置に係り、さらに詳しくは乾式紡糸法によ
り、PVAもしくはPVA誘導体からなりかつ断面
形状がリボン状である単繊維繊度0.01〜0.3dの極
細繊維を製造する方法及びそれを製造するための
紡糸口金装置に係る。最近単繊維繊度の小さいいわゆる極細繊維は風
合の柔らかい編織物や起毛編織物また人工スエー
ドの基材として脚光を浴びている。しかるに現在
の紡糸技術では単繊維繊度1d以下のフイラメン
トを製造することは困難であり、従つて1d以下
特に0.3d以下の単繊維繊度を有する極細繊維は、
２成分が海島に構成された海島繊維や交互に貼り
合わさつた複合繊維等を紡糸し、その後一方成分
を溶解除去するか、または２成分をはく離すると
いうような方法が採用されている。これらに使わ
れる複数種の高分子化合物は、相互に相溶性を有
しないことまたは／および溶剤に対する溶解性を
異にすることが必須の条件となつていた。一方、U.S.P.3286992号で開示されている静的
分流機能を有するねじれエレメントを紡糸口金に
組込んだ装置も知られている（特開昭49−7509
号，特開昭51−92307号、特開昭52−43926号等）。
これらの技術は溶融紡糸で効果が表われるもので
あり、従つて用いられる高分子化合物も融点と分
解点との間の差が大きい熱可塑性樹脂が主体であ
り、融点と分解点の近似しているPVAについて
は実施が困難であつた。PVAは親水性高分子で
あり水に溶解する。PVA系繊維を人工スエード
や起毛編織物の素材として用いた場合、吸湿性、
帯電防止性等のすぐれた機能を発揮することが期
待される。また溶剤として高価な有機溶剤を使用
する必要がなく水を使うことができるため経済的
にも有利である。本出願人はPVA系極細繊維を製造するに２種
の水溶性高分子を混合紡糸する方法を先に提案し
たが、この方法によつて得らる繊維の単繊維繊度
は0.8〜８×10^-4d／ｆと種々の繊度の混じり合つ
たものとなり、繊度のコントロールが困難で人工
スエードの素材とはなり得なかつた。これらのことより本発明者らは単繊維繊度0.01
〜0.3d，のPVA系極細繊維を効率よく製造する
方法に関して鋭意研究した結果、以下に述べる方
法及び紡糸口金を使用することによつて、溶出成
分の除去も容易なPVA系極細繊維を製造し得る
ことを見出し本発明に到達した。すなわち本発明の要旨とするところは、 (1) 残留成分（Ａ成分）及び溶出成分（Ｂ成分）
からなる２種類の紡糸原液を乾式紡糸してポリ
ビニルアルコールもしくはポリビニルアルコー
ル誘導体からなり、かつリボン状の断面形状を
有する極細繊維を製造するにあたり、Ａ成分原
液とＢ成分原液とを別々に180゜ねじれたねじれ
部材を有する静的ミキシングエレメントを５〜
７個重ね合わせた混合装置に導き、分割、張合
せを繰返してAB両成分が層状にかつ交互に配
列した断面を有する複合繊維を乾式紡糸し、延
伸、熱処理し、得られた糸条をそのままで、ま
たは製編織し、次いで60℃以下の温水でＢ成分
を溶解除去し、さらに要すればアセタール化を
施すことを特徴とするポリビニルアルコール系
極細繊維の製造方法であり、 (2) ポリビニルアルコールもしくはポリビニルア
ルコール誘導体からなり、かつ、リボン状の断
面形状を有する極細繊維を製造する紡糸口金装
置において、残留成分原液及び溶出成分原液を
別々に静的ミキシングエレメントに供給する原
液通路を有する分配板と、180゜ねじれたねじれ
部材を有する静的ミキシングエレメントが５〜
７個重ね合わされており、かつ１つの静的ミキ
シングエレメントの出口部と続く静的ミキシン
グエレメントの入口部において静的ミキシング
エレメントの２室分離板が直交するよう配置さ
れた複数組の混合装置を装填した保持板と、該
混合装置の位置に対応し下部に吐出孔を有する
集合口金とからなり、該吐出孔は長軸と短軸の
比が１：0.85〜１：0.95である楕円形状を有し
かつ最下部の静的ミキシングエレメント出口部
の２室分離板が楕円の長軸と直交するよう配置
されていることを特徴とする紡糸口金装置に存
する。以下本発明を詳細に説明する。 PVAは融点と分解点が近接しているため、溶
融紡糸は困難である。そのため通常水を溶媒とし
て紡糸原液を調整し、湿式紡糸法や乾式紡糸法で
糸条の形成が行なわれている。従つて得られる繊
維の断面は通常マユ形いわゆるドツグボーン形を
呈することもよく知られている。また乾式紡糸に
おいては原料PVAの特性にもよるが、紡糸ドラ
フト、ノズル孔径、延伸倍率等の紡糸条件に自か
ら制限が加わり、紡糸可能の単繊維繊度は1.0〜
1.5dが限界である。さらに後述するように、本発
明においては、溶出成分（Ｂ成分）として非晶性
水溶性高分子を用いるため通常のPVAの紡糸の
場合より紡糸性が悪くなり、そのため単繊維繊度
を若干大きくしなければならない。Ｂ成分溶出除
去後極細繊維の単繊維繊度を小さくする目的でＢ
成分量を増加させることは効果的であるが、いた
ずらにＢ成分量を増加させることは経済的に不利
となるばかりでなく、紡糸性をも悪くすることに
なり、好ましい配合比としてはＡ成分（残留成
分）：Ｂ成分＝80：20〜50：50（重量比）である。本発明で用いられるＡ成分は平均重合度800〜
2000、ケン化度99.9モル％以上のPVAまたはア
ミノアセタール、例えばジメチルアミノアセトア
ルデヒドジメチルアセタール、ジメチルアミノプ
ロピオンアルデヒドジメチルアセタール等で1.5
モル％以下アミノアセタール化されたPVAもし
くはこれらの混合物が好ましく紡糸原液としては
用いられるPVAの重合度にもよるがだいたい濃
度28〜36％、粘度（80℃）180〜530ポイズの水溶
液が好ましく用いられる。一方Ｂ成分は水溶性で
かつ非晶性のポリマーであつて、平均分子量3000
〜400万のポリエチレンオキサイドや平均重合度
800〜2000、ケン化度88〜92モル％の低ケン化
PVAが好ましい。Ｂ成分紡糸原液は上記ポリマ
ーの濃度32〜42％、粘度（80℃）180〜450ポイズ
の水溶液が好ましく用いられる。いずれにしてもＢ成分の溶出処理によつてＡ成
分が膨潤もしくは溶解しないことが必要である。本発明で用いられる静的ミキシングエレメント
はU.S.P.3286992号で開示されている静的分流
機能を有するエレメント（以後スタテイツクミキ
サーと称する）が好ましい。用いられるスタテイ
ツクミキサーの個数は５〜７個で連続して重ね合
わされており一組の混合装置を形成する。一つの
スタテイツクミキサーの出口部の２室分離板と続
くスタテイツクミキサーの入口部の２室分離板は
直交するように重ね合わされている。５〜７個の
スタテイツクミキサーからなる混合装置に導かれ
たＡ，Ｂ両原液は分割、複合を繰返しAB成分が
交互に配列された多層状の流れとなる。構成され
る層の数はスタテイツクミキサーの数ｎによつて
決定され2ⁿとなる。スタテイツクミキサーの個数
が４個以下では後述するように安定した連続紡糸
が困難であり、８個以上になると、層数が多くな
りすぎ、得られる極細繊維は２成分混合紡糸で得
られる極細繊維と変わらぬ太さとなるし、またＢ
成分の溶解除去が困難になるため好ましくない。以下図面によつて本発明をさらに詳しく説明す
る。第１図に本発明で使用する紡糸口金装置の一例
を示す。１はAB両成分原液を供給する分配板で
ある。Ａ又はＢ成分原液は通路２を通り原液液溜
り部４に供給される。一方Ｂ又はＡ成分原液は通
路３を通り原液液溜り部５に供給される。原液液
溜り部４，５は隔壁により隔離されておりＡ，Ｂ
成分原液は決して混り合うことはない。８は５〜
７個のスタテイツクミキサー９を１組として装填
された複数組の混合装置１０を有する保持板であ
る。原液液溜り部に供給されたＡ，Ｂ両成分原液
は通路６，６′，７，７′を通つて最上段のスタテ
イツクミキサーの２室に別々に供給され、スタテ
イツクミキサーを通過するごとに分割、複合を繰
返し軸方向に連続した多層流となつて最下端部に
到る。１１は混合装置の位置に対応して流出して
くる複合流を集合し吐出するための集合口金で、
下部に吐出孔１３を有する原液集合室１２を混合
装置の組数だけうがつてある。分配板、保持板及
び集合口金はホルダー１４により一体となりノズ
ルブロツクを形成している。いまＡ成分原液は図示しないギヤポンプ等の供
給装置により一定量ずつ計量されて供給され、通
路２、原液液溜４、通路６，６′を通つて最上段
のスタテイツクミキサーの２室分離板により区切
られた１室に導入される。一方Ｂ成分原液も一定
量ずつ供給され通路３、原液液溜５、通路７，
７′を通つて最上段のスタテイツクミキサーの２
室分離板により区切られたもう一方の１室に導入
される。混合装置は５〜７個重ね合わされたスタ
テイツクミキサーからなり、一つのスタテイツク
ミキサーの出口部の分離板の方向と続くスタテイ
ツクミキサーの入口部の分離板の方向とは直交す
るように配列されているため、供給された両原液
は分割、複合を繰返し、第２図に示すような軸方
向に連続したＡ，Ｂ成分交互の多層流となる。そ
の層の数は理論的に2ⁿ（ｎ：スタテイツクミキサ
ーの個数）で表わされ実験値もほゞこの値を満足
する。この複合流を原液集合室１２で集め下部に
設けらた吐出孔１３を通して紡糸される。吐出孔の形状を一般に真円とし乾式紡糸した場
合、得られる繊維の断面は第３図及び第４図に模
式的に示すごとく、一般にマユ形いわゆるドツク
ボーン形となることはよく知られている。これは
糸条形成段階における溶剤の拡散現象が影響して
いる。従つて本発明の方法で形成された複合流を
真円状の吐出孔を用いて紡糸した場合、Ａ，Ｂ両
成分の配列方向が、第３図、第４図または斜めに
配列したものまたはこれらの混合物がランダムに
得られることになる。本発明者らはこれらの複合
繊維の分割性について検討したところ、第４図に
示す短径方向に平行にＡ，Ｂ成分が配列した断面
形状の複合繊維が最も好ましいことを見出した。
第４図に示すような複合繊維を常時安定して紡糸
するためには吐出孔の形状を楕円形状にすること
及び第５図に示す混合装置出口部におけるスタテ
イツクミキサー９の分離板１５の方向が吐出孔楕
円の長軸と直交することにより達成できることを
見出した。これは第２図に示すような複合流が楕
円形吐出孔を通つて紡出、乾燥される際、短軸方
向への乾燥が初期に起こりやすいためであると考
えられる。楕円の形状は紡糸性を阻害しない程度
とし長軸：短軸＝１：0.85〜１：0.95が好まし
い。長軸：短軸の比が、１：0.95以上の真円に近
くなれば第４図に模式的に示す断面形状の複合繊
維を安定して得ることがきず、また１：0.85以下
の楕円になると紡糸性が悪くなるばかりでなく、
得られる複合繊維がさらに細長くなるということ
もなく無意味である。以上のようにして得られた複合繊維の分割処
理、すなわちＢ成分溶出処理は60℃以下の水にて
行なう。そのためＡ成分となるべき完全ケン化
PVAもしくはPVA誘導体またはそれらの混合物
は処理温度の水中において溶解もしくは著るしい
膨潤を示さないものを選ぶべきである。紡糸、延
伸、熱処理して得られた複合繊維をそのまま、好
ましくは若干加撚して綛状または筒編状にして60
℃以下の水中に浸漬してＢ成分を溶出する。処理
時間は温度にもよるが１時間以内で十分である。
若干の撚りを加えることにより溶出処理、乾燥後
の綛繰りや筒編の解編がスムースに行なえる。ま
た複合繊維を製編織後60℃以下の水中で溶出処理
することも有利な方法である。これは起毛編織物
や人工スエードの基材を得るため好ましい方法で
ある。Ａ成分よりなる極細繊維は溶出処理後通常
のアセタール化法により耐熱水性を向上させるこ
とができる。アセタール化剤としてはホルムアル
デヒド，アセトアルデヒド，ベンズアルデヒド等
が挙げられる。このようにして得られた極細繊維
からなる編織物を起毛処理、ウレタンコーテイン
グ，バツフイングすることにより人工スエードと
するこも可能である。本発明の極細繊維の断面は
リボン状となつているため、本発明品を用いた人
工スエードはライテイングエフエクトの発現しや
すいことも大きな特徴の一つである。以下実施例を示して説明する。実施例１平均重合度1200の完全ケン化PVAを溶解した
濃度34.5％の原液をＡ成分とし、平均重合度
1200、ケン化度89.5モル％の部分ケン化PVAを
溶解した濃度38.6％の原液をＢ成分として、スタ
テイツクミキサーをそれぞれ４，５，６，７及び
８エレメント組み込んだノズル孔数20孔の各種ノ
ズルを用い、Ａ／Ｂ原液の混合比50／50、紡糸ド
ラフト1.2、延伸倍率4.5倍、熱処理温度230℃、
紡糸速度600m／分の一定条件で乾式紡糸し第４
図に模式的に示すような断面の繊度60d／20fの熱
処理糸を得た。この場合の紡糸性観察結果は第１表のようでス
タテイツクミキサー４個以下のエレメント組み込
みノズルで紡糸した場合は、ノズル部及び熱処理
ローラー部で糸切れが多発し、紡糸安定性に問題
があるが、この他のノズルでは安定に紡糸できる
ことが分る。

【表】各種ノズルで紡糸した熱処理糸を綛状で常温水
にて水洗してＢ成分を溶解除去し、細繊度化後ホ
ルマール化処理して耐熱水性を付与した糸条の繊
度、強伸度の測定結果は第２表のようで、本発明
のスタテイツクミキサーを５〜７エレメント組み
込んだノズルで防糸した糸条は実用に適した繊
度、強伸度を有しているが、スタテイツクミキサ
ーを４エレメント組み込んだノズルより得た糸条
は繊度も太く防糸性も難点があり、又スタテイツ
クミキサー８エレメントのノズルより得た糸条
中には微細繊度糸（約0.001dの繊維）が多数存在
しており、平均繊度や強度が低く本発明を満足す
る糸条ではない。

【表】実施例２平均重合度1200の完全ケン化PVAに公知のア
セタール化法により、ジメチルアミノアセトアル
デヒドジメチルアセタールを１モル％反応させた
部分アセタール化PVAを溶解した濃度34.2％の
原液をＡ成分とし、また平均重合度1100、ケン化
度89.0モル％の部分ケン化PVAを溶解して濃度
38.0％となしこれをＢ成分とした。スタテイツク
ミキサーを５エレメント組込んだ混合装置を20組
有する本発明のノズルを用いＡ／Ｂ複合比を70：
30として第４図に模式的に示すような断面の糸を
乾式紡糸し、５倍延伸、230℃にて熱処理して
60d／20fの複合繊維を得た。該複合繊維をフロン
ト糸とし、アセタール化PVAフイラメント（(株)
ニチビ製ビロン50d／20f）をバツク糸としてハ
ーフトリコツト編地を編成した。次いで常温水に
て水洗し、Ｂ成分を溶解除去しさらに通常のホル
マール化処理を行なつた。該基布を染色し起毛処
理後、ウレタン樹脂を含浸させバツフイングして
スエード調人工皮革を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いるノズルの一例を示す側
断面、第２図は混合装置出口部における複合流の
状態を示し、第３図、第４図は得られる繊維断面
の模式図、第５図は混合装置最下端部におけるス
タテイツクミキサーの配置を示す。１…分配板、２，３…原液通路、４，５…原液
液溜部、６，７…通路、８…保持板、９…スタテ
イツクミキサー、１０…混合装置、１１…集合口
金、１２…集合室、１３…吐出口、Ａ，Ｂ…原液
成分。

Claims

【特許請求の範囲】１残留成分（Ａ成分）及び溶出成分（Ｂ成分）
からなる２種類の紡糸原液を乾式紡糸してポリビ
ニルアルコールもしくはポリビニルアルコール誘
導体からなり、かつリボン状の断面形状を有する
極細繊維を製造するにあたり、Ａ成分原液とＢ成
分原液とを別々に180゜ねじれたねじれ部材を有す
る静的ミキシングエレメントを５〜７個重ね合わ
せた混合装置に導き、分割、張合せを繰返して
AB両成分が層状にかつ交互に配列した断面を有
する複合繊維を乾式紡糸し、延伸、熱処理し、得
られた糸条をそのままでまたは製編織し、次いで
60℃以下の温水でＢ成分を溶解除去し、さらに要
すればアセタール化を施すことを特徴とするポリ
ビニルアルコール系極細繊維の製造方法。２ポリビニルアルコールもしくはポリビニルア
ルコール誘導体からなり、かつ、リボン状の断面
形状を有する極細繊維を製造する紡糸口金装置に
おいて、残留成分原液及び溶出成分原液を別々に
静的ミキシングエレメントに供給する原液通路を
有する分配板と、180゜ねじれたねじれ部材を有す
る静的ミキシングエレメントが５〜７個重ね合わ
されており、かつ１つの静的ミキシングエレメン
トの出口部と続く静的ミキシングエレメントの入
口部において静的ミキシングエレメントの２室分
離板が直交するように配置された複数組の混合装
置を装填した保持板と、該混合装置の位置に対応
し下部に吐出孔を有する集合口金とからなり、該
吐出口は長軸と短軸の比が１：0.85〜１：0.95で
ある楕円形状を有しかつ最下部の静的ミキシング
エレメント出口部の２室分離板が楕円の長軸と直
交するよう配置されていることを特徴とする紡糸
口金装置。