WO2004085723A1

WO2004085723A1 - 延伸された芯鞘型フィラメント

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Publication number: WO2004085723A1
Application number: PCT/JP2004/002864
Authority: WO
Inventors: Akihiro Suzuki
Original assignee: Yamanashi Tlo Co., Ltd.
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2004-10-07
Also published as: WO2004085723B1; CN1802460B; JP4081554B2; KR20050109964A; US7794220B2; KR101096124B1; US20060182960A1; CN1802460A; EP1602759A4; EP1602759A1; EP1602759B1; JPWO2004085723A1

Description

明細書延伸された芯鞘型フイラメント技術分野

本発明は、延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造方法およびその製造装置に関し、特にそれらの簡便な延伸手段によマて得られる 1 0 0倍以上の高倍率で延伸された極細中空フィラメント、極細光学用フィラメント、極細コンジュゲートフイラメント等の極細芯鞘型フイラメン卜に関する。背景技術

極細フィラメントは、人工皮革やワイビングクロス、フィルターなど、種々の用途で使用されている。しかし、高度に分子配向したフィラメントで纖維径が 5ミクロンメータ以下という高度の品質を備えた極細フィラメン卜の製造には, 海島構造紡糸（例えば、特開平 7— 2 5 8 9 4 0号）や分割繊錐（例えば、特開 2 0 0 2 - 2 2 0 7 4 0 )による紡糸といった、特殊で複雑な紡糸法が用いられ、コストも高 < 汎用織維に用いて箇便に延伸できるには至っていなかった。

高強度、高弾性率繊維を得るための繊維の延伸手段として、本樊明人らによるゾーン延伸法があるが (特公昭 6 0— 2 4 8 5 2号) 、ゾーン延伸で細いフィラメントを安定して生産するには、さらなる要件があることが望ましい。

また、繊維の分野における極細化の要請は、より高機能、高性能を有する繊維にまで及んでいる。しかし、従来の極細繊維を得る手段では、装置がますます複雑 -緻密になり、コスト高になるため、運転も安定して製造することが困難になってきており、また、高機能繊維は、多品種少量生産されることが多いので、従来の極細繊維の製造法は、高機能繊維の製造にはマッチングしておらず、より簡便に高品質の高機能繊維の製造手段が求められていた。そこで、高機能繊維の代表的な存在である芯鞘型フィラメン卜の極細フィラメン卜においても、簡便な手段が求められていた。 —方、本発明は赤外線加熱によるフイラメン卜の延伸技術に関するものであるが、それらに関する技術は、従来より種々行われていた（例えば、特開 200 3— 1 66 1 1 5、国際公開第 00 7 3 55 6号パンフレット、鈴木章泰、他 1名 rjournal of Applied Polymer ScienceJ 、 v o l . 83、 p. 1 / Ί 1 — i 7 1 6、 2002年、鈴木章泰、他 1名高分子学会予稿集、高分子学会 200 1年 5月 7日、 50巻 4号、 p 7 87、鈴木章泰、他 1名 rj_ournal of Applied Polymer ScienceJ 、 v o l . 88、 p. 327 9— 328 3、 2003年、鈴木早泰、他 1名 rjournal of Applied Polymer ScienceJ 、 v o l . 90、 p. 1 9 5 5— 1 9 58、 2003年）。本発明は、これらの技術をさらに改良し、芯鞘型フィラメン卜に有効に適応できるようにしたものである。発明の開示

凳明が解決しょうとする課題

本発明は上記従来技銜をさらに発展させたものであって、その目的とするところは、特殊で高精度 -高レベルな装置を必要とせずに、簡便な手段で容易に極細芯鞘型フイラメントを得ることにある。また他の目的は、中空フィラメント、光学フィラメントコンジュゲ一トフィラメントなどの芯鞘型フイラントを高品質でフィラメント径細く安定して製造可能とすることにある。さらに他の目的は、延伸された極細中空フイラメントゃ延伸された極細光学用フイラメント等の延伸さられた部分と、未延伸の原フィラメントが一体的につながつている芯鞘型フィラメントを提供することにある。さらに他の目的は、極細中空フイラメントゃ極細コンジユゲートフイラメント等の芯鞘型フィラメン卜からなる長繊維不織布を製造可能とすることにある。課題を解決するための手段

本発明は、上記の目的を達成するためになされたものであって、その製造方法としての特徴を、次に示す。本発明は、原芯鞘型フィラメントが、 1 0M p a 以下の張力を与えられ、赤外線光束で加熱されることにより、 1 00倍以上の延伸倍率に延伸される延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造方法に関する。また本発明は、前記張力が、原芯鞘型フィラメントの自己の自重により与えられる張力である、延伸された芯鞘型フィラメントの製造方法に関する。また本発明は、前記赤外線光束が、原芯鞘型フィラメントの中心で、そのフィラメントの軸方向に上下 4 m m以内に照射され、かつ、少なくとも 2方向以上からの照射である、延伸された芯鞘型フィラメントの製造方法に関する。また本発明は、前記赤外線光束が、レーザーである、延伸された芯鞘型フィラメントの製造方法に関する。また本発明は、前記原芯鞘型フィラメントが、送風管にょリ送られて、前記赤外線光束へ導かれる、延伸された芯鞘型フィラメントの製造方法に関する。また本発明は、前記原芯鞘型フィラメントが、赤外線光束で加熱される前に、その原芯鞘型フイラメン卜の位置を規制する案内具が設けられている、延伸された芯鞘型フイラメントの製造方法に関する。また本発明は、前記延伸過程で、赤外線照射が停止され、延悴されたフイラン卜に原芯鞘型フイラン卜が接毓された状態の製品が取り出されることによ、原芯鞘型フィラメン卜が接毓している延伸された芯鞘型フィラメントを得る、延伸された芯鞘型フィラメントの製造方法に関する。また本発明は、前記延伸された芯鞘型フィラメントが、その後に設けられた加熱ゾーンによ熱処理される、延伸された芯鞘型フィラン卜の製造方法に闋する。また本発明は、前記延伸された芯鞘型フィラメン卜が、さらに延伸される延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造方法に関する。また本発明は、前記延伸された芯鞘型フィラメントの複数本が、同時に繰り出されてさらに延伸され、 —体的に巻き取られる、延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造方法に関する。また本発明は、前記延伸された芯鞘型フイラメン卜が、走行するコンベア上に集積される、延伸された芯鞘型フィラメントからなる不織布の製造方法に関する。さらに本発明は、前記延伸された芯鞘型フィラメントの製造方法において、前記原フィラメントが自重によってもたらされる張力により延伸され、その後、所定の引き取り速度で延伸されていく、延伸された芯鞘型フイラメン卜の延伸立ち上げ方法に関する。

また本発明は、上記の目的を達成するためになされたものであって、その製造装置としての特徴を、次に示す。本発明は、芯鞘型フィラメントからなる原フイラメントの送出手段と、送り出された原フィラメントに対して、複数箇所から赤外線光束が照射されることによって、原フイラメン卜の中心でその原フィラメン卜の軸方向に上下 4 m m以内に加熱されるように構成されている赤外線加熱装置と、その加熱された原フィラメントが、 1 O M P a以下の張力が与えられることにより、 1 0 0倍以上に延伸されるように制御する手段を有する、延伸された芯鞘型フィラメントの製造装置に関する。また本発明は、前記赤外線光束が、レ一ザ一発振装置によって放射されるレーザーである、延伸された芯鞘型フィラメントの製造装置に関する。また本発明は、前記赤外線光束の複数箇所からの放射手段が、一方向から照射される光束を、鏡を用いて反射されたものである、延伸された芯鞘型フィラメントの製造装置に関する。また本発明は、前記赤外線光束の複数箇所からの放射手段が、複数の赤外線光束放射装置からの光束である、延伸された芯鞘型フィラメントの製造装置に関する。また本発明は、前記レーザー光のパワー密度が、 1 O WZ e m²以上である炭酸ガスレーザーである、延伸された芯鞘型フィラメントの製造装置に関する。また本発明は、前記原芯鞘型フイラメントが、前記赤外線光束で加熱される前に、その原芯鞘型フィラメントの位置を規制する案内具が設けられている延伸された芯鞘型フイラン卜の製造装置に関する。また本発明は、前記案内具が、前記原芯鞘型フィラメントの案内位置を微調整できる、位置制御装置を有する、延伸された芯鞘型フィラメントの製造装置に関する。さらに本発明は、前記原芯鞘型フィラメントが、前記赤外線光束で加熱される前に、送風管が設けられており、その原芯鞘型フィラメントが該送風管によリ送られてくるように構成されている、延伸された芯鞘型フイラメントの製造装置に関する。

さらに本発明は、上記の目的を達成するためになされたものであって、延伸された芯鞘型フィラメントとしての特徴を次に示す。本発明は、前記延伸された芯鞘型フィラメントが、鞘のみからなり、内部が気体である中空フィラメントであり、延伸された中空フィラメントの外径が 1 0 < m以下である、延伸された極細芯鞘型フィラメントに関する。また本発明は、前記延伸された芯鞘型フィラメントが、分割繊維用の中空フィラメントであり、延伸されたその中空フイラメン卜のタ亍方向に多数のクラックを有する、延伸された極細芯鞘型フイラメン卜に関する。また本発明は、前記延伸された芯鞘型フィラメントが、その延伸されたフイラメン卜の壁に多数の微細な孔を有する微多孔膜中空フイラメントである、延伸された極細芯鞘型フィラメントに関する。また本発明は、前記延伸された芯鞘型フィラメン卜が、芯成分の光線透過率が 8 5 0 以上であるポリマーからなリ、フィラメント径が 3 0 U m以下の光学用フィラメントである、延伸された極細芯鞘型フィラメントに関する。また本発明は、前記延伸された芯鞘型フィラメントの芯成分が、石英系ガラスまたはフッ化物ガラスであり、フイラメント径が 1 0 〃 m以下の光学用フィラメントである、延伸された極細芯鞘型フィラメントに関する。さらに本発明は、前記延伸された芯鞘型フィラメントが、コンジユゲーフイラメントであり、そのコンジュゲ一トフイラメントの鞘成分が接着性ポリマーからなる、延伸された極細芯鞘型フィラメントに闋する。また本 II明は前記原芯鞘型フイラメン卜と前記延伸された芯鞘型フィラメントとが、接続されている光学用フィラメントである芯鞘型フィラメントに関する。さらに本発明は、前記原芯鞘型フィラメントと前記延伸された芯鞘型フイラメントとが、接続されている中空フィラメントである芯鞘型フィラントに闋する。

本発明は、延伸された芯鞘型フィラメントに関する。フィラメントは実質的に連続した長さを持つ繊維で、短い長さ (数ミリメータから数センチメータ）からなる短繊維とは区別される。芯鞘型とは、フィラメントの断面における表皮部分と内側の芯となる部分で、積極的に構造が異なるようにされたフィラメントをいう。積極的とは、均一な系から紡糸されたフィラメントが、紡糸や延伸の段階で発生するスキン構造などは含まれないことを意味する。

本発明における中空フィラメントは、鞘のみから形成されており、芯は気体からなるものであるが、本発明の芯鞘型フィラメントに含められる。また、レンコン型と呼ばれる、内部に複数の中空部を有する場合も、本発明の芯鞘型フィラメン卜に含める。

本発明の中空フィラメン卜には、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール等の衣料用繊維として使用されるポリマ —からなリ、軽量、断熱、保温を目的として従来から使用されてきたものであるが、本発明により簡便に極細フィラメントとされることにより、さらに衣料の生地が緻密化し、光沢が増し、印刷性もアップし、防水性も発現できるなど、性能がアップし、高級化、高品質化されることとなる。また、中空フィラメントの他の例として、分割繊維を製造するための、割れ目を多数有する中空糸も含まれる。本発明により簡便に極細フィラメン卜とされることにより、延伸後分割されて、より微細で、複雑な断面を有する繊維が製造できるからである。さらに本発明には、中空糸膜（微多孔膜中空繊維）と呼ばれる壁に小さな（数十オングストロームから数ミクロンメータ）孔を多数有する中空フィラメント（微多孔中空フイラメント）も含まれる。微多孔中空フィラメントは、本発明により延伸されることにより、簡便に極細フィラメントとされさらに延伸されることによリ膜の厚みが薄 <な、分離効率が上がリ、また、延伸によリ孔©形状が翱長くなより孔が微細となり、さらに織細な分離を可能となリ、気体分離膜等として性能が向上する。

光学用フィラメントは、光線透過性の高い材質からなる芯（コア一）と、その芯よりも屈折率の小さな材質からなる鞘（グラッド）からな y、芯鞘構造のフイラメントである。光学用フィラメントには、有機系と無機系があるが、本発明はそれらの両方が含まれる。本発明の光学用フィラメントは、光線透過率が 8 5 %以上、好ましくは 8 8 %以上、さらに好ましくは 9 0 %以上、最も好ましくは 9 2 %以上である。鞘成分は、芯成分よリ光線透過率の小さいものが使用される。なお、この光線透過率は、 2 0 0 jU mを含む可視光領域で測定される。

本発明の光学用フイラメントは、光をフイラメント内部に透過させるための細く長い線であり、通常、光ファイバ一や光導波路とも云われる。光学用フイラメントは、通常、光透過性の高い材質からなる芯（コア一）と、その芯よりも屈折率の小さな材質からなる鞘（グラッド）からなる芯鞘構造のフィラメントである。また、芯鞘構造には、芯と鞘が明確に分かれており、光が芯と鞘の界面で反射しながら進行するステップインデックスタイプと、フィラメン卜の中心部が最も屈折率が高く、周辺部に向かって徐々に屈折率が低くなつておリ、そのため外に出ようとする光は、中央部に集められながら進行するグレーテツドインデックスタイプと、コア一の芯部の径が 1 0 / mかあるいはそれ以下にすることにより、芯部を中心に光が進行するシングルモードタイプなどがある。本発明は、径の大きなフィラメントから、径の細いフィラメントが容易に製造できるので、ステツプインデックスタイプのフィラメン卜から、シングルモ一ドタイプのフィラメントを製造するのに特に適する。本発明の延伸された光学用フィラメントは、延伸されて極細化されることにより、イメージセンサーなどにおいて、 1点 1点の解像度が良くなリ、また、繊維束がさらにフレキシブルになり、また、繊維束が薄いフラットになり、装置をコンパク卜にすることが可能となる。

本発明の延伸された光学用フィラメン卜の芯成分は、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリトリメチルペンタンから選ばれたポリマーの一種を主成分とすることが好ましい。これらのポリマーは、先線透過性がよく、屈折率が高いからである。主成分とは、 5 0 % (重量パーセント以下同じ）を越える成分、好ましくは 7 0 "½以上、最も好ましくは 9 0 %以上が、これらのポリマーからなるものをいう。また、これらのポリマーを、他の化学種で変性されたものも使用できる。また光学用フィラメントの鞘成分が、含フッ秦ポリマ一であることを特徵とする。フッ素系ポリマーは、屈折率が低いので、光学用フイラメン卜の鞘成分として非常に有効である。含フッ素ポリマーとは、ポリマ一中にフッ素原子を、少なくとも 2 %以上、好ましくは 5 %以上含まれるものをいう。

また本発明の有機系の光学フィラメントでは、フイラメント径が 3 0 μ m以下であることが好ましく、さらに好ましくは 2 0 ^ m以下、 1 0 H m以下が最も好ましい。従来、このようにフィラメント径の小さい有機系光学フィラメントは製造困難であつたが、本発明により、簡便に製造でき、しかも、径の大きな原フイラメントと接続しているフイラメントも製造できることに特徴がある。

本発明の無機系の光学フィラメントとして、芯成分が、石英カラスまたはフッ化物ガラスであることを特徴とする。遠距離通信では、石英ガラスが好ましく、高性能な分野には、フッ化物ガラスがさらに好ましい。

本発明には、コンジユゲート紡糸ダイスから紡糸された種々のコンジユゲートフィラメントも含まれる。コンジュゲートフィラメントとは、複合フィラメント（または複合繊維）とも呼ばれる。本発明のコンジユゲートフィラメントの例として、芯がポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン等の強度メンバ一となるポリマーであり、鞘が変性ポリエステルや変性ポリアミド、または変性ポリオレフインなど芯層より融点の低いポリマーからなる接着剤層で、接着性を有するフィラメントとなる。また、コンジユゲートフィラメントの他の例として、芯が上記の強度メンバーとなるポリマーで、鞘がポリアミドゃポリビニルアルコール系等の吸湿性を有する層からなる吸湿性フィラメントもある。また、コンジユゲートフィラメントには、芯の位置を断面の中心から偏在させ、延伸後に収縮させることにより、捲縮を発生するフィラメントとしても使用される。これらのコンジユゲートフイラメントは、從来から使用されてきたものであるが本 II明によリ箇便に極細フィラメントとされることにより、さらに性能がァップし、高級化、高品質化されることとなる。

本発明は、原芯鞘型フイラメントを延伸する手段を提供するものである。本発明における原芯鞘型フィラメントとは、既に芯鞘型フイラントとして製造されて、ボビン等に巻き取られたものであってもよいし、紡糸過程において、溶融または溶解芯鞘型フィラメン卜が、冷却や凝固によリ芯鞘型フィラメントとなつたものを、紡糸過程に引き続き使用され、本発明の延伸手段の原料となる芯鞘型フィラメントとして使用してもよい。

本発明の原芯鞘型フィラメントは、赤外線加熱手段（レーザーを含む）によリ照射される赤外線光束により、延伸適温に加熱される。赤外線は、原芯鞘型フイラメントを加熱するが、延伸適温に加熱される範囲が、原芯鞘型フィラメントの中心で、そのフィラメントの軸方向に上下 4 m m以内であることが好ましく、さらに好ましくは 3 m m以下、最も好ましくは 2 m m以下で加熱される。本発明は、狭い領域で急激に延伸することにより、高度の分子配向を伴った延伸を可能にし、しかも超高倍率延伸であっても、延伸切れを少なくすることができた。なお、この場合の赤外線光束の照射は、複数箇所から照射されることが好ましい。芯鞘型フィラメントにおいて、フィラメントの片側のみからの加熱は、もともと延伸が困難なフィラメン卜が、非対称加熱によリ、さらに困難になるからである。原フィラメントが中空フィラメントでは、その断熱性のため、片側加熱では、特に延伸が困難となる。このような複数箇所からの照射は、赤外線光束を鏡によつて反射させることにより、複数回、原フィラメントの通路に沿って照射させることによって達成できる。鏡は、固定型ばかりでなく、ポリゴンミラーのように回転するタイプも使用することができる。

また、複数箇所からの照射の別な手段として、複数光源からの光源を原フィラメン卜に複数箇所から照射する手段がある。比較的小規模のレーザー光源で安定してコス卜の安いレーザー発信装置を複数用いて、高パワーの光源とすることができ本発明の芯鞘型フィラメントは、高ワット密度が必要であることより、この複数光源を使用する方式は有効である。

赤外線は、波長 0 . 7 8 mから 1 m mまでとされているが高分子化合物の C一 Cポンドは、 3 . 5 μ mの吸収を中心としておリ、 0 . 7 8 i mから 2 0 U m程度の近赤外の範囲が特に好ましい。これらの赤外線は、鏡やレンズにより、線状または点状に焦点を齩リ . 芯鞘型フィラン卜の加熱域をフィラントの軸方向上下 4 m m以下に絞り込むスポットヒータやラインヒータと呼ばれる加熱ヒータが使用できる。特に、ラインヒータは、複数本の芯鞘型フィラメントを、同時に加熱する場合に好適である。

本発明の赤外線加熱には、レーザーによる加熱が特に好ましい。中でも、 1 0 . 6 mの波長の炭酸ガスレーザーと、 1 . 0 6 / mの波長の Y A G (イットリウム、アルミニウム、ガーネット系）レーザーが特に好ましい。また、アルゴンレ一ザ一も使用することができる。レーザーは、放射範囲を小さく絞り込むことが可能であり、また、特定の波長に集中しているので、無駄なエネルギーも少ない。本発明の炭酸ガスレーザ一は、パワー密度が 1 O WZ c m²以上、好ましくは 1 5 WZ c m²以上、さらに好ましくは 2 O WZ c m²以上、最も好ましくは、 3 0 W / c m ²以上である。狭い延伸領域に高パワー密度のエネルギーを集中することによって、本発明の超高倍率延伸が可能となるからである。なお本発明では、原フイラメントは複数箇所から照射されるが、その場合は、それぞれの方向からのパヮー密度が、加算されて示される。

一般に、延伸は芯鞘型フィラメント等を延伸適温に加熱して、それに張力が加わることにより行われる。本発明の延伸における張力は、自己の自重により与えられる張力に.より延伸されることを特徴とする。これは、一般の延伸が、口一ラ間の速度差によって与えられる張力や、巻き取りによる張力によって延伸されることと原理的に異なる。本発明では、加熱部に加わる芯鞘型フィラメントの自重の大きさ（加熱部から自由落下している距離によって定まる）を、自由落下距離を変化させることで、最適の張力を選択することができる。通常のローラ間の延伸では、 1 0 0倍以上という大きな延伸倍率は、コントロールが困難であるが、本発明では、距離という簡便な手段で、容易にコントロールできるようにしたことに裨徵がある。このような自己の重力による張力は下記に示す 1 0 fWj P a以下の範 Hで求められる。

また、本発明における張力は、非常に小さく、 1 0 M P a以下、好ましくは

3 M P a以下、さらに好ましくは 1 M P a以下、最も好ましくは 0 · 3 M P a以下にすることで延傩される。 1 0 M P aを越えると、延伸切れが生じ易 <な、窩倍率延伸するためには、このような張力範囲にることが望ましい。このように小さい延伸張力で、延伸倍率が 1 0 0倍以上、条件によっては 1 , 0 0 0倍以上、あるいは 1 0 , 0 0 0倍以上と極端に大きな倍率が実現できる。その理由は、延伸温度が融点前後と、極端に高い温度を維持しつつ、非常に狭い延伸領域で延伸するため、芯鞘型フィラメントの切断を免れて変形できるものと思われる。合成繊維の通常のローラ間延伸では、数 1 O M P aから数 1 O O M P aという張力で延伸されていることと、大幅に異なる範囲で延伸されていることに特徴がある。

本発明において、得られた延伸芯鞘型フィラメントの延伸倍率が、 1 0 0倍以上、好ましくは 2 0 0倍以上、さらに好ましくは 5 0 0倍以上、最も好ましくは 1 , 0 0 0倍以上の超高倍率で延伸されることを特徴とする。通常の合成繊維の延伸では、 3〜 7倍であり、 P E T繊維のスーパードローイングでも 1 0数倍程度である。特に中空繊維や光学用フィラメント、コンジユゲートフィラメント等の機能性繊維では、あまりの高倍率延伸では、その機能を損ねるおそれがあり、本発明のような超高倍率延伸は行われていない。このように超高倍率の延伸を可能にしたのは、非常に狭い領域での延伸を可能にしたことにより、その間の延伸温度を、原芯鞘型フィラメントの融点前後まで上昇することができ、そのために延伸張力が小さくなるが、その小さい延伸張力と超高倍率をコントロールする手段を見いだしたことに本発明の特徴がある。このように超高倍率延伸を可能にしたことにより、フィラメント径が 3 0 m以下、さらには 1 0〃m以下、さらに 5〃m以下といった超極細芯鞘型フイラメン卜の製造を可能にしたばかりでなく，芯鞘型フィラメント製造の生産速度を数百倍に高めたことにより、生産性の面からも意義がある。

本発明において、赤外線光束によって延伸される延伸開始部において、原芯鞘型フイラメントの径以上の膨張部をもって延伸される場合がある。このような特異な現象は、通常の合成繊維の延伸では、観察されていない。この現象も、延伸温度を原芯鞘型フィラメントの融点前後まで上昇し、狭い領域での延伸を可能にしたことに由来するものと思われる。このように膨張部をもって延伸されることによリ_¾ 1 0 0倍以上、あるいは 1 , 0 0 0倍以上好適な条件では 1 0 , 0 0 0倍以上の延伸を可能にした。

本発明における原芯鞘型フィラメントを赤外線光束で加熱する場合、赤外線光束に対して、原フィラメントが移動することによって、連続した延伸されたフイラメントが形成されていく。その原フィラメントの移動について、本発明は二つの手段を提供する。その一つは、原フィラメントが把持具に保持されており、その把持具の移動装置によリ、原フイラメン卜が赤外線光束に対して相対的に移動する方式（バッチ法）である。他の一つは、原フィラメン卜の送出手段によリ、原フィラメントが連続的に送り出される方式（連続法）である。

バッチ法は、原フィラメントが把持具に保持されており、その把持具の移動装置によリ、原フイラメン卜が赤外線光束に対して相対的に移動する。把持具は、何らかのチャックであってもよいが、移動装置の一部に結びつける場合もある。移動装置は、ラックアンドピニオン方式で移動するクロスへッドが代表的であるが、単なる回転する螺旋ねじ等であってもよい。また、原フィラメントの移動を容易にするため、滑車等で原フィラメントを案内して、赤外線光束の適切な位置に導くことができる。

本発明の連続法においは、フィラメントの送出手段から送り出された原芯鞘型フィラメントについて延伸が行われる。送出手段は、ニップローラや駆動されたローラ群などの一定の送出速度で、芯鞘型フィラメントを送り出すことが出来るものであれば種々のタイプのものが使用できる。

バッチ法と連続法の両方において、赤外線光束が原フイラメン卜に当たる直前で、原フィラメントの位置を規制する案内具を設けることが好ましい。連続法の送風管の出口の形状によって、そのような機能を持たすことも可能であるが、送風管は芯鞘型フィラメントを送る気体の通気や、芯鞘型フィラメン卜の通し易さに重点を置き、その後に簡便な案内具で芯鞘型フィラメントの位置を規制することが好ましい。案内具は、細い管や溝、コ一ム、細いパーの組み合わせなどが使用できる。また、上述の滑車も、本発明の案内具の役目も果たすことができる。

この赤外線光束が原フィラメン卜に当たる直前とは、好ましくは 1 0 O m m 以内さらに好ましくは 5 O m m以内 2 O m m以内が最も好ましい。原フイラメン卜の赤外線光束による加熱は、非常に狭い範囲において加熱されることが特徴で、その狭い範囲の加熱を可能にするために、芯鞘型フィラメントの位置を規制する必要がある。従来の通常の延伸では、延伸張力が大きいので、案内具は必要としないが、本発明では、延伸張力が小さく、延伸倍率が大きいので、延伸点のほんの少しのゆらぎや変動は、延伸の安定性に大きく影響するので、延伸点の直前に案内具を設けることが、延伸の安定性に大きく寄与する。本発明における案内具は、細い管や溝、コーム、細いバーの組み合わせなどが使用できる。

上記案内具においては、案内具の位置を微調整できる位置制御機構を有することが望ましい。レーザ一ビームの狭い領域に、フィラメントの走行位置を正確にフィッ卜させるためには、案内具を X Y方向に位置制御する必要がある。

フイラメン卜の送出手段により送り出された原芯鞘型フイラメントは、さらに送風管を通して、送風管中を原芯鞘型フィラメントの走行方向に流れる気体によって送られることが望ましい。送風管を流れる気体は、通常、室温の気体が使用されるが、原芯鞘型フィラメントを予熱したい場合は、加熱エアーが使用される。また、原芯鞘型フィラメントが、酸化されるのを防ぐ場合は、窒素ガス等の不活性ガスが使用され、水分の飛散を防ぐ場合は、水蒸気や水分を含む気体が使用される。なお、送風管は、必ずしも筒状である必要がなく、溝状であってもよく、それらの中を気体とともに原芯鞘型フィラメントが流れればよい。管の断面は、円が好ましいが、矩形でもその他の形状でもよい。管を流れる気体は、枝分かれした管の一方より供給してもよく、管が 2重になっており、外側の管から内側の管へ、孔などによって供給してもよい。合成繊維のインターレース紡糸ゃタスラン加工に使用されるフイラメン卜の空気交絡ノズルも本発明の送風管として使用される。また、本発明における不織布製造のように、自由落下により延伸する場合、本 ¾明の送風管によるエアーの勢いで、フィラメントに延伸張力 ¾与えることもできる。

本発明における芯鞘型フィラメントの延伸においては、複数本の原芯鞘型フイラメントをまとめて、同一赤外線光束中で延伸できることを特徴とする。通常、赤外線先束中で複数本の原フィラメントをまとめて延伸すると延伸フィラメン卜間で膠着が生じるが、芯鞘型フィラメントでは、鞘成分の構成により、膠着することなく延伸することができた。例えば、光学用フィラメントの鞘成分が、フッ素系ポリマーである場合などである。また、延伸点直前の案内具によリ、延伸点での複数のフィラメン卜間が接触しないようにすることもできる。複数本とは、 2本以上、場合によっては、 5本以上も延伸することができた。

本発明の延伸された芯鞘型フィラメントは、その後続工程で、ポビンやチーズ等に巻き取られ、ボビン巻やチーズ巻の形態の製品とされる。これらの巻き取りにおいては、延伸された芯鞘型フィラメントは、トラバースされながら巻き取られることが望ましい。トラバースされることにより、均一な巻き上げ形態を確保できるからである。極細芯鞘型フィラメントでは、糸切れや毛羽の発生が最も問題となるが、本発明では、高度に分子配向しているためと、延伸張力が小さいため、小さな巻取張力で巻き取ることが可能となるので、糸切れや毛羽を少なくできることも本発明の特徴である。なお、複数本の原フィラメントを同時に延伸して、同時に巻き取る際には、撚糸機で撚をかけながら巻いて行くこともできるが、本発明はフィラメントの走行速度が速いので、インターレース交絡法によりフィラメント間を交絡して巻き取ることが好ましい。

本発明の延伸工程の後に、加熱ゾーンを有する加熱装置を設け、延伸された芯鞘型フィラメントを熱処理することもできる。加熱は、加熱気体中を通過させたり、赤外線加熱等の輻射加熱、加熱ローラ上を通す、またはそれらの併用などで行うことができる。熱処理は、延伸された芯鞘型フィラメントの熱収縮を小さくしたり、結晶化度を上げ、芯鞘型フィラメントの経時変化を小さくしヤング率を向上させるなど、種々の効果をもたらす。なお、本発明の不織布の場合は、熱処理はコンベア上で行ってもよい。

本 II明の延伸された芯鞘型フィラメントを、さらに延伸した後に巻き取ることもできる。後段階ぬ延伸の手段は、前の段階で行った赤外線による延伸手段を用いることもできるが、前の段階で充分に高倍率延伸されて、既に極細芯鞘型フイラメン卜が得られている場合は、通常のゴデットローラ等のローラ間延伸や、ピン延伸ゾーン延伸法などを闱いることもできる。

本発明における延伸された芯鞘型フイラメントを走行するコンベア上に集積することによって、延伸された芯鞘型フイラメントからなる不織布を製造することができる。特に本発明では、中空フィラメントやコンジユゲートフイラメン卜の極細フィラメントからなる不織布を簡便に製造できることに意義がある。近年、不織布は、単に織物の代替というだけではなく、不織布独特の特性が注目されて、種々の業界で需要が活発化している。その中で、極細繊維の不織布として、メルトブローン不織布があり、溶融フイラメントを熱風で吹き飛ばすことで 3 m前後のフィラメントとし、コンベア上に集積して不織布となしたものが、エア —フィルタ一を中心に使用されている。しかし、このメルトブローン不織布を構成するフィラメントは、 0 . I c N Z d t e x前後と、通常の未延伸繊維よりも弱い強度であり、また、ショットまたはダマと呼ばれる樹脂の小さい塊が多数存在する。本発明の延伸された芯鞘型フィラメントからなる不織布は、メルトプロ —ン不織布と同様の 3 μ m前後のフィラメント径を有していながら、芯鞘型フィラメン卜が高度に分子配向しているので、通常の延伸された合成繊維に近い強度を有している。しかも、ショットゃダマを全く含まない不織布とすることができ、さらに中空フィラメントやコンジユゲートフィラメントからなることによって、高機能性を有する不織布となる。

本発明の不織布は、極細フィラメントであることによる緻密な生地や光沢、印刷適正のアップなどの効果に加えて、中空フィラメン卜からなることによリ、軽量、断熱、保温、撥水等の特性、コンジユゲートフィラメントからなることにより、接着性、独特の感触、かさ高性などの性能を持たすことができる。不織布は、通常、何らかの繊維間の交絡を行う必要があるが、本発明ではフィラメント径が非常に小さいので、単位重量あたリの芯鞘型フィラメント数が極端に多くな y , 特に交絡工程を設けなくても、メルトブローン不織布同様、芯鞘型フィラメントをコンベア上に集積する際の、コンペア下からの負圧吸引で芯鞘型フイラントが絡み合い、簡単なプレス程度良い場合も多い。勿論、通常の不織布で行われている、熱エンボスやニードルパンチ、接着剤接合等の手段を用いることもでき用途によって判断される。極細纖鎩不織布の大きな用途であるフィルター用途では、不織布をエレクトレット加工することで、捕集効率を桁違いに大きくすることができ、本発明の不織布もエレクトレット加工してフィルタ一分野に向けることができる。本発明の不織布の製造において、コンベア上に芯鞘型フィラメントを集積させる際、コンベア背面からの負圧を行うが、この負圧によるエアーの吸引によるエアーの流れや、また、積極的にエアーのサッカー等を用いることによるエアーの流れが、芯鞘型フイラメン卜の延伸における延伸の張力として働く場合もあり、その場合も、本発明の延伸張力に含められる。

本発明の延伸された芯鞘型フィラメントにおいては、未延伸と接続された形態でも提供することができる。この形態のフィラメントは、連続法においても提供できるが、バッチ法において特に好ましい。また、フィラメントの材質としては、光学用フィラメントゃ微多孔膜中空フィラメントが特に好ましい。光学用フイラメン卜において、未延伸部と接続されている延伸されたフィラメントとすることにより、広い面積の光を集めて、ピンポイントに強い光を当てることが可能で、光源の光が弱い場合も使用でき、ファイバースコープ等で有用となる。通常、このような場合、集光装置と光学用フィラメントとの間に接続装置が必要となるが、フィラメントが細い場合は、接続が困難であり、また装置費も高い欠点がある。また、延伸された微多孔膜中空フィラメントに未延伸部が接続されている場合、気体等の供給部分は大きく、その部分で簡易に気体等を供給し、それから極細中空微多孔中空フイラメン卜へ、何らの接続装置を必要とせずに連続して供給できる利点がある。なお、この形態のフィラメントは、延伸中に赤外線照射を停止し、延伸フィラメントに原フィラメントが接続された状態の製品を取り出すことによリ、原フイラメン卜が接続している延伸された芯鞘型フイラメントを得ることができる。ここで、接続とは、接着剤や他の手段を用いることなく、連続して一体化していることをいラ。

なお、本凳明における延伸倍率 Λは原フィラメントの径 d oと延伸後のフイラメントの径 dより、下記の式で表される。この場合、フィラメントの密度は一定として計算する。フイラメント径の測定は、走査型電子顕微鏡（S E M )で、 1 0 0倍 3 5 0倍または 1 0 0 0倍等の倍率での撮影写真に基づき 1 0点の平均値で行う。

λ = ( d o/ d ) ² 発明の効果

本発明は、中空フィラメント、光学用フィラメント、コンジユゲートフイラメント等の芯鞘型フイラメン卜について、特殊で高精度■高レベルな装置を必要とせずに、簡便な手段で容易に極細フィラメントを得ることができた。これらの極細芯鞘型フィラメントは、 1 0 0倍以上という超高倍率延伸によって実現できたものであり、このような高倍率な延伸を実現する手段を提供できたことは、極細芯鞘型フィラメントが、簡便に得られると云うばかりでなく、極細芯鞘型フィラメントを、高速で生産できることを意味しており、生産性の面からの意義が大きい。

本発明による極細芯鞘型フイラメン卜が中空フイラメントである場合、中空フィラメントの有する軽量、保温性、断熱性などの性能にプラスして、極細フィラメントとなることで、生地が緻密になり、光沢や印刷性も増し、さらに高級化し高品質となる。中空フイラメントは、近年、水着として利用されており、保温、水に浮く、透けて見え難いなどの性質が利用されている。それが極細フィラメン卜となることで、緻密な生地となり、撥水性も増し、光沢、印刷性アップなどで、商品価値が高まる。中空フィラメントが、分割繊維用中空フィラメントでは、よリ細いフィラメントが製造でき、また、断面が複雑な形状の極細フィラメントとなる。中空フィラメントが、微多孔膜中空フィラメントである場合は、延伸されることにより、膜が薄くなリ、分離効率が上がる。また、延伸によリ孔の形状が細長くなリ、よリ孔が微細になり、分離性能を上げることができる。さらにこの延伸された微多孔中空フィラメントに、未延伸部が接続されていることによリ、気体等の供給部分は大きいので、原料気体等の供給が容易でぁ極纏徵多孔膜中空フィラメントに特別の接続装置を必要としないで接続できるので、装置費も安くなリ、装置をコンパクトとすることができた。

本 i明による極翱芯鞘型フィラン卜が光学用フイラントである場合イメージセンサ—等に使用することにより、 1点 1点の解像度が良くなリセンサーゃ診断装置の性能アツプにつながる。また、極細フィラメントであるので、繊維束がフレキシブルになリ、また、繊維束が薄いフラッ卜になり、装置がコンパク卜にすることができた。さらに、この延伸された光学用フィラメントに未延伸部が接続されていることにより、広い面積の光を集めて、ピンポイントに強い光を当てることができ、ファイバースコープ等として性能がアップする。また、光源の光が弱くても、集光する効率がよい光学用フィラメントとなった。また、従来、集光装置と光学用フィラメントとの接続は、フィラメントが細いために接続が困難であった。しかし、本発明では、延伸されたフィラメントと未延伸部が接続しているため、接続部分が不要になり、また接続装置費も不要になることでコス卜が安くなリ、装置もコンパク卜になる。本発明による極細芯鞘型フィラメントがコンジユゲートフイラメントである場合、コンジユゲートフイラメントの接着性フイラメント、吸湿性フィラメント、捲縮フィラメントとしての性能が、フィラメントが極細になることによって、さらに性能がアップし、高級化、高品質化された。

さらに、本発明により極細中空フィラメントや極細コンジユゲートフイラメントからなる長繊維不織布を製造できた。市場にある極細芯鞘型フイラメントからなる不織布として、メルトブローン不織布があるが、フイラメント強度がなく、また、ショットやダマと呼ばれる小さな樹脂の塊が混在する問題点があった。しかし、本発明の不織布は、そのような欠点がなく、中空フィラメントのもつ保温性、軽量性などの特性、コンジユゲートフイラメン卜のもつ接着性やかさ高性、吸湿性などの性能と、極細フィラメントのもつ生地の緻密さ、光沢、印刷性能ァップなどの品質とあいまって、不織布をより高級化-高品質化することができた。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の延伸された芯鞘型フィラメントを製造するためのバッチ法におけるプロセスの概念図を示す。

第 2図は本発明の延俾された芯鞘型フィラントを製造するための連続法におけるプロセスの念図を示す。

第 3図 Aは、本発明の原芯鞘型フィラメン卜に赤外線光束を複数箇所から照射するための鏡の配置の例を平面囡で示す。

第 3図 Bは、本発明の原芯鞘型フイラメン卜に赤外線光束を複数箇所から照射するための鏡の配置の例を側面図で示す。

第 4図は、本発明の原フイラメン卜に赤外線光束を複数箇所から照射する他の例で、複数の光源を有する場合を平面図で示す。

第 5図は、本発明の延伸された芯鞘型フィラメントを、複数本再延伸する場合のプロセスの概念図を示す。

第 6図は、本発明に使用される種々の送風管を、概念図で示す。

第 7図は、本発明の延伸された芯鞘型フイラメントからなる不織布を製造するためのプロセスの概念図を示す。

第 8図は、本発明における中空フィラメントを延伸したことによる、フイラメン卜の外径と内径の変化を示す実験結果の図表を示す。

第 9図は、本発明の延伸された中空フィラメン卜の走査型電子顕微鏡写真（ 1 0 0 0倍）を示す。

第 1 0図 Aは、本発明における延伸された中空フィラメントの偏光顕微鏡写真で、延伸開始部の写真（1 0 0倍）で示す。

第 1 0図 Bは、本発明における延伸された中空フイラメン卜の偏光顕微鏡写真で、延伸されたフイラメン卜の写真（ 1 0 0倍）で示す。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態の例を、図面に基づいて説明する。図 1は本発明のバッチ法における装置の例を示す。原芯鞘型フィラメント 1が、ラックアンドピニオン方式で移動する移動装置 2に固定されている把持具 3に把持されている。螺旋ねじからなるガイドレール 4が、モータの回転により下方に一定速度で移動することにより、原フィラメント 1は、一定速度で下方に移動する。移動する原フィラメント 1の一定個所に対して連続炭酸ガスレーザ _f€ll器 5よリレ一ザ一光 6が、照射されるようになっている。図では、原フィラメントの赤外線照射位置を一定に安定して保持するために、原フイラメン卜の赤外線照射位置の上下に滑車 7 a、 7 bが設けられ、原フイラメントを案内するように配置されている。赤外線照射された原フイラメントは、自分の自重または 1 O M P a以下の張力で延伸され、延伸された芯鞘型フィラメント 8となる。延伸された芯鞘型フイラメント 8は、必要に応じて、荷重 9を付加され、または巻取リールに巻き取られる。なお、把持具 3を引張試験器のチャックとし、引張試験器のロードセルに直結していることによリ、延伸の張力を簡便に測定できる。図 1のバッチ法は、原芯鞘型フィラメントと、延伸されたフィラメントとが、接続されたフイラメントを得る場合に、特に有用である。

図 2は、本発明の連続法のプロセスの例を示した。原芯鞘型フィラメント 1 は、リール 1 1に巻かれた状態から繰り出され、コーム 1 2を経て、繰出ニップローラ 1 3 a、 1 3 bより一定速度で送り出される。送り出された原フイラメント 1は、送風管 1 4によって送られ、案内具 1 5で位置を規制されて一定速度で下降する。送風管 1 4は、矢印 aより導入された空気が原フイラメント 1の通路に導かれ、フィラメン卜が空気の流れによって送られるようになっている。なお、送風管 1 4は、使用を省略することもできる。案内具 1 5は、レーザーの照射位置とフィラメントの走行位置を正確に定めるもので、図では、内径が 0 . 5 m m の注射針を使用したが、細いパイプやコームや図 7で示すスネイルワイヤなども使用できる。案内具 1 5の直下に、レーザー発振装置 5より、走行する原フイラメント 1に対して、一定幅の加熱域 Mにレーザ一光 6が照射される。レーザー光 6によリ加熱され、原フイラメン卜の自重と送風管のエアーの送り出される風速によリ与えられる張力にょリ、フィラメントは延伸されて、延伸された芯鞘型フイラメント 1 6となって下降し、下降過 Sに備えられている熱処理ゾーン 1 1を通過することが望ましい。延伸された芯鞘型フィラメント 1 6は、滑車 1 8を通り、引取ニップロール 1 9 a、 1 9 bを経て、卷取リール 2 0で巻き取られる。この場合において、滑車 1 8への延伸された芯鞘型フィラメント 1 6の通路は、芯鞘型フィラメントの自由落下の軌跡 Pとして延 ί申される場合と滑車 1 8への直線的な軌跡 qとして延伸される場合と、それらの中間的な軌跡として延伸される場合がある。軌跡 pの延伸された芯鞘型フィラメント 1 6の自重で延伸される場合は、延伸張力に送風管 1 4からの空気の流れが張力に加算される場合もあるが、それらも自重による延伸の範疇に含める。軌跡 qおよび軌跡 pと軌跡 qの中間位置では、巻取のテンションが延伸の張力に及ぶが、その場合は、延伸張力が 1 O M P a以下であることが望ましい。延伸張力は、滑車 1 8に張力測定機構を設けることもできるが、他の方法として、上記バッチ法のロードセル測定によリ、同一送出速度やレーザー照射条件、延伸倍率等の関係から推定することができる。引取巻取リール 2 0で巻き取る前に、加熱されている延伸ロール 2 1 a、 2 1 b と延伸ロール 2 2 a、 2 2 b間で、延伸ロール 2 1 と 2 2の速度の比で、さらに延伸することもできる。この場合の延伸された芯鞘型フイラメン卜の熱処理ゾーン 1 7は、延伸ローラ 2 2の後に設けることが望ましい。また、複数の原フイラメントが同時に延伸された場合は、引取リールの直前で、インターレス法などでフイラメント間を空気交絡しておくことが望ましい。

図 3に、本発明で採用されている赤外線光束を、複数箇所から原フイラメン卜に照射する手段の例を示す。図 Aは平面図であり、図 Bは側面図である。この図のような複数箇所からの原フィラメントへの赤外線照射は、図 1 、 2においても行なわれるが、煩雑になるので、図 1 , 2では省略して示し、図 3で代表して示す。赤外線照射器よリ照射された赤外線光束 3 1 aは、原フィラメント 1の通る領域 P (図の点線内）を通って、鏡 3 2に達し、鏡 3 2で反射された赤外線光束 3 1 bとなり、鏡 3 3で反射されて赤外線光束 3 1 cとなる。赤外線光束 3 1 cは領域 Pを通って、最初の原フィラメン卜の照射位置から 1 2 0度後から、原フイラメントを照射する。領域 Pを通過した赤外線光束 3 1 cは、鏡 3 4で反射されて、赤外線光束 3 1 dとなリ鏞 3 5で反射されて、赤外線光柬 3 1 ©となる。赤外線光束 3 1 Θは領域 Pを通って、最初の原フィラメン卜の照射位置の先ほどの赤外線光束 3 1 cとは逆の 1 2 0度後から、原フイラメント 1を照射する。このように、原フィラメント 1は、 3つの赤外線光束 3 1 a、 3 1 c、 3 1 Θによリ 1 2 0度ずつ封称の位置から均等に原フィラメント 1を加熱することができる。

図 4に、本発明で採用されている、赤外線光束を複数箇所から原フイラメン卜に照射する手段の他の例で、複数の光源を使用する例を平面図で示す。赤外線放射装置から放射された赤外線光束 4 1 aは、原芯鞘型フイラメント 1へ放射される。また、別の赤外線放射装置から放射された赤外線光束 4 1 bも、原芯鞘型フィラメント 1へ放射される。さらに別の赤外線放射装置から放射された赤外線光束' 4 1 cも、原芯鞘型フイラメント 1へ放射される。このように、複数の光源からの放射は、比較的小規模の光源で安定したコストの安いレーザー発信装置を複数用いて、高パワーの光源とすることができる。なお、図では光源が 3個の場合を示したが、 2個でもよいし、 4個以上も使用できる。特に、複数本延伸では、このような複数光源による延侔が特に有効である。図 5に、既に本発明により延伸された芯鞘型フィラメントを、複数本同時に繰り出し、同時に延伸する例について示す。ボビン 5 1 a、 5 1 b、 5 1 c、 5 1 d、 5 1 eに巻かれた延伸された芯鞘型フィラメント 5 2 a、 5 2 b、 5 2 c、 5 2 d、 5 2 Θは、それぞれ送風管 5 3とパイプ 5 4で送られ、エアーマニホ一ルド 5 5に集められ、フイラメン卜の集合体 5 6となる。なお、送風管 5 3とパイブ 5 4中の芯鞘型フィラメント 5 2は、図では、煩雑になるので示していない。未延伸原フィラメントは、強度やヤング率が小さく、延伸されたフィラメント 5 2は、繊度が小さいため、張力に耐えないので、ボビン 5 1は、一定速度で回転し、繰出張力を小さくされていることが好ましい。送り出されたフィラメントの集合体 5 6は、ピッチ可変機構 5 7によって、走行位置をレーザービーム 5 8の中心になるように調整される。案内具 5 9は、延伸点ではフィラメント相互間が接触しないように、フィラメント間を離して案内されていることが好ましい。ピツチ可変機構 5 7には、案内具 5 9が設けられてお y、その位置を、ラック 6 0 とギア 6 1により、フィラメントの走行位置が徽調璺される。ピッチ可変機構 5 7は、図では一方向だけに調整される例を示したが、直角方向にギアのセットを設けて、 X Y軸方向に調整させることができる。ピッチ可変機構 5 7で位置を調整されたフィラント集合体 5 6は、レーザービーム 5 8で加熱されて延伸され、引取機構 6 2によって引取速度を一定に調整され、モータ Mで駆動されている卷取ポビン 6 3に巻き取られていく。本図において、レーザ一ビーム 5 8は、 1本の線で示したが、図 3や図 4の複数の光束であることが望ましい。また、図では、ポビンに直接巻かれている例を示したが、加撚して巻かれることや、インターレース等によりフィラメント相互間を絡ませて巻かれることが好ましい。また、図 5では、赤外線による再延伸の例を示したが、再延伸は、通常のローラ延伸ゃゾーン延伸等の他の延伸手段を用いることもできる。なお、送風管 5 3やパイプ 5 4へ導入された空気が、原フィラメント 1の通路に導かれ、フィラメントが空気の流れによって送られ、エアーの送り出される風速により与えられる張力は、本発明の延伸張力に加味される。なお、図 5は、延伸されたフィラメントの再延伸の例として説明したが、同様の機構で、未延伸原フィラメントの複数本延伸の手段としても使用される。

図 6に、本発明で使用される送風管の例を示す。図 Aは、フィラメント 1が通過する主管 7 1に、矢印 aより導入された空気が枝管 7 2を通じて、主管 7 1 と合流する。図 Bは、二重管 7 3で、内部が空洞になっており、矢印 bより導入された空気は、二重管内壁に設けられた多数の孔 7 4により、フィラメントの通路へ導かれる。図 Cは、インターレース紡糸に使用される空気交絡ノズル 7 5として使用されているノズルの例で、両サイド c 1 、 c 2から空気が吹き込まれる。このように、フイラメン卜の走行方向に積極的に空気が送り込まれるようにしているのは、本発明では、延伸張力が小さいため、案内具等の抵抗によってフイラメン卜の走行が阻害されることのないようにするためであり、また、不織布製造の場合のように、巻取テンションで積極的に張力が付加できない場合などで、空気の勢いで、延伸張力を付加することもできる。また、図 Gのノズルは本発明の延伸後のインターレ一ス卷取に際しても使用できる。なお、図 6の送風管は、管状のものの例を示したが一部が解放されて溝状になっているものも使用される。

図 7に、本発明の不織布の製造の例を示す。多数の原芯鞘型フィラメント 1 がポビン 8 1に卷かれた状態で架台 8 2に取リ付けられている（煩雜さを避けるため 3本のみ図示する）。これらの原芯鞘型フィラメント 1 a 、 1 b 、 1 cは、案内具であるスネイルワイヤ 8 3 a 、 8 3 b、 8 3 cを通じて、送出ニップロ一ル 8 4 a 、 8 4 bの回転によリ送り出されるようになつている。送り出された原芯鞘型フィラメント 1は、自重で下降する過程で、赤外線放射装置 8 5より放射されるライン状の赤外線光束によリ加熱される。原芯鞘型フイラメント 1の走行過程での赤外線光束による加熱部 Nの範囲を斜線で示す。原芯鞘型フイラメント 1に吸収されずに通過した光束は、点線で示した凹面鏡 8 6で反射して、加熱部 Nに集光するように戻される。赤外線放射装置 6 5側にも、凹面鏡を設ける（但し、赤外線放射装置よりの光束の進行部は窓が開いている）が、図では省略してある。原芯鞘型フィラメント 1は、加熱部 Nにおける赤外線の放射熱により加熱され、その部分より下での芯鞘型フィラメント自身の自重により延伸されて、延伸芯鞘型フイラメント 8 7 a、 8 7 b、 8 7 cとなり、走行しているコンベア 8 8上に集積し、ウェブ 8 9を形成する。コンベア 8 8の裏面からは、負圧吸引により矢印 dの方向にエアーが吸引され、ウェブ 8 9の走行の安定性に寄与する。負圧 dが延伸された芯鞘型フィラメント 8 7に及ぼす張力で牽引され、芯鞘型フイラメントの細化や配向度のアップに寄与し、これらの張力も本発明の自重による張力の一部と見なされる。図では省略してあるが、コンベア 8 8の進行方向に、原芯鞘型フィラメント 1の多数のポビン 8 1を多段に設置し、ニップローラ 8 4 や赤外線放射装置等を多段に設けて、ウェブ 8 9の生産性をアップするようにされている。なお、このように進行方向に多段に送出ニップロ一ル 8 4等を設ける場合、赤外線放射装置 8 5や、凹面鏡 8 6は、数段分を兼ねることもできる。なお、延伸張力が、フィラメントの自重ゃコンベア下からの負圧では不十分で、延伸や配向が小さい場合は原フィラメント 1が赤外線光束部へ導かれる際に、送風管によって導き、送風管のエアーの送り出される風速により与えられる彊カも加味して使用される。

(実施例 1 )

原芯鞘型フィラメントとしてのァイソタクチック ( i t ) ポリプロピレン中空フィラメント（フィラメント径 2 8 0 m、内径 9 0 jii m) を使用した。延伸装置は、図 2、 3の装置によリ延伸した。この原フィラメントの送出速度を種々変化させ、巻取速度も変化させて採取したフィラメン卜のフィラメント径 (外径) と内径についての実験結果を図 8に示す。この時のレーザー発振装置は、 (株) 鬼塚硝子社製で、最大出力 1 OWの炭酸ガスレーザー発振装置を使用した。レーザ一のパワー密度は、送出速度が 0. 3 mZ分の時は 2 8. 5 W/ c m² ( 1 . 2W) で、送出速度が速くなるにつれてパワー密度も大きくなリ、 0. 6 mZ分では、 5 2. 5WZ c m² ( 2. 2 W) とした。この場合のレーザ一の光束径は 4. O mmであった。延伸芯鞘型フィラメントは、図 2における軌跡 pを迪リ、レーザ一加熱部 Mから一番下までの距離は、 1 2 0 c mであった。図 8に示すように、巻取速度 8 4. 8 ノ分でも 1 0 0倍以上の延伸倍率が簡単に得られ、延伸されたフィラメントの径（外径）も、最終的には 7 i mに達し、倍率も 1 0, 0 00倍を越える。内径と外径の比を比較すると、送出速度が小さいと、フイラメント径が小さくなつても、相対的に内径が大きく、送出速度が大きいと、内径が小さくなる傾向である。このようにして延伸された中空フイラメン卜の走査型電子顕微鏡（S EM) 写真を図 9に示す。また、この延伸過程のサンプルについて偏光顕微鏡写真で外径と内径がわかるように、図 1 0に示した。図 1 0 Aは、延伸開始部を示しており、延伸開始部で、この例では、若干ではあるが、延伸開始部の径が大きくなっている。図 1 0 Bは、延伸された中空フィラメン卜で外径 9 / m (延伸倍率約 8 5 0倍）における偏光顕微鏡写真で示した。延伸されたフイラメントの X線写真をとると、原中空フィラメントより、配向パターンが明確になっており、延伸により配向が崩れることなく、むしろ配向がよくなつていること力わ力、つた。

(実施例 2 )

原芯鞘型フィラメントとして、ポリメタクリル酸メチル系光学用フイラメント (フイラメント径 2 5 0 jW m) を、実施例と同様な手段によリ、送出速度 0. 3 m/分で延伸した。パワー密度は 2 3. 9 W/ c m²で行った。その塌合巻取速度は、 1 3 9. 8 m/分で、フィラメント径 1 4 i m (延伸倍率 3 1 9倍） _¾ 巻取速度 2 2 6 - 2 分でフィラメント径 1 2 / m (延伸倍率 4 3 3倍）、巻取速度 40 O m/分で、フィラメント径 7 i m (延伸倍率 1 2 7 4倍）の延伸されたフイラメン卜が得られた。これらのそれぞれの延伸倍率に相当する延伸張力を、図 1に示す方式により、ロードセルで測定すると、フィラメント径 1 4 L/ m では、 0 · 1 2 M P aであり、フィラメント径 1 2〃 mの場合は、 0. 1 8 M P aであり、 7〃mでは、 0. 2 5 M P aであった。なお、 1 0 M P aを超えた張力のもとでは、 1 00倍以上の高延伸倍率の延伸は出来なかった。また、延伸張力が 0. 0 0 1より小さな張力でも、高延伸倍率の延伸はできなかった。産業上の利用可能性中空フィラメント、光学用フィラメント、コンジユゲートフィラメント等の芯鞘型フイラメントを簡便な延伸手段で、極細の芯鞘型フィラメントとすることで、保温性のよい衣類、極細光ファイバ一、コンジュゲートフィラメントからなる不織布等が製造できる。

Claims

請求の範囲

1 . 原芯鞘型フィラメントが、 1 O M p a以下の張力を与えられ、赤外線光束で加熱されることにより、 1 0 0倍以上の延伸倍率に延伸されることを特徴とする、延伸された芯鞘型フィラメントの製造方法。

2 . 請求の範囲 1の前記張力が、原芯鞘型フィラメントの自己の自重により与えられる張力であることを特徴とする、延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造方法。

3 . 請求の範囲 1の前記赤外線光束が、原芯鞘型フィラメントの中心で、該フイラメントの軸方向に上下 4 m m以内に照射され、かつ、少なくとも 2方向以上からの照射であることを特徴とする、延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造方法。

4 . 請求の範國 1における前記赤外線光束が、レーザーであることを特黴とする、延伸された芯鞘型フィラメントの製造方法。

5 . 請求の範囲 1における前記原芯鞘型フィラメントが、送風管により送られて、前記赤外線光束へ導かれることを特徴とする、延伸された芯鞘型フイラ

≠ 卜ぬ製造方法。

6 . 請求の範囲 1における前記原芯鞘型フィラメントが、赤外線光束で加熱される前に、該原芯鞘型フイラメン卜の位置を規制する案内具が設けられていることを特徴とする、延伸された芯鞘型フィラメントの製造方法。

7 . 請求の範囲 1における前記延伸過程で、赤外線照射が停止され、延伸されたフイラメン卜に原芯鞘型フイラメン卜が接続された状態の製品が取り出されることにより、原芯鞘型フィラメントが接続している延伸された芯鞘型フイラメントを得ることを特徴とする、延伸された芯鞘型フィラメントの製造方法。

8 . 請求の範囲 1における前記延伸された芯鞘型フィラメントが、その後に設けられた加熱ゾーンによリ熱処理されることを特徴とする、延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造方法。

. 請求の範囲 1における前記延伸された芯鞘型フィラメントが、さらに延伸されることを特徴とする、延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造方法。

1 0 . 請求の範囲 1における前記延伸された芯鞘型フィラメントの複数本が、同時に繰り出されてさらに延伸され、一体的に巻き取られることを特徴とする、延伸された芯鞘型フィラメントの製造方法。

1 1 . 請求の範囲 1における前記延伸された芯鞘型フィラメントが、走行するコンベア上に集積されることを特徴とする、延伸された芯鞘型フィラメントからなる不織布の製造方法。

1 2 . 請求の範囲 1における前記延伸された芯鞘型フィラメントの製造方法において、前記原フィラメントが自重によってもたらされる張力により延伸され、その後、所定の引き取り速度で延伸されていくことを特徴とする、延伸された芯鞘型フイラメン卜の延伸立ち上げ方法。

1 3 - 芯鞘型フィラントからなる原フイラン卜の送出手段と、

送 y出された該原フイラン卜に対して、複数箇所から赤外線光束が照射されることによって、該原フィラメントの中心で該原フィラメントの軸方向に上下 4 m m以内に加熱されるように構成されている赤外線加熱装置と、加熱された原フィラメントが 1 O M P a以下の張力が与えられることにより、 1 0 0倍以上に延伸されるように制御する手段を有することを特徴とする、延伸された芯鞘型フィラメントの製造装置。

1 4 . 請求の範囲 1 3における前記赤外線光束が、レーザー発振装置によって放射されるレーザーであることを特徴とする、延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造装置。

1 5 . 請求の範囲 1 3における前記赤外線光束の複数箇所からの放射手段が、一方向から照射される光束を、鏡を用いて反射されたものであることを特徴とする、延伸された芯鞘型フィラメントの製造装置。

1 6 . 請求の範囲 1 3における前記赤外線光束の複数箇所からの放射手段が、複数の赤外線光束放射装置からの光束であることを特徴とする、延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造装置。

1 7 . 請求の範囲 1 4における前記レーザ一光のパワー密度が、 1 O W c m² 以上である炭酸ガスレーザ一であることを特徴とする、延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造装置。

1 8 . 請求の範囲 1 3における前記原芯鞘型フィラメントが、前記赤外線光束で加熱される前に、該原芯鞘型フィラメントの位置を規制する案内具が設けられていることを特徴とする、延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造装置。

1 9 . 請求の範囲 1 8における前記案内具が、前記原芯鞘型フィラメントの案内位置を微調整できる、位 ¾制御装置を有することを特徵とする、延伸された芯鞘型フイラメン卜の製造装置。

2 0 . 請求の範囲 1 3における前記原芯鞘型フィラメントが、前記赤外線光束で加熱される前に、送風管が設けられてお y、該原芯鞘型フィラメントが該送風管によリ送られてくるように構成されていることを特徴とする、延伸された芯鞘型フィラメン卜の製造装置。

2 1 . 請求の範囲 1における前記延伸された芯鞘型フィラメントが鞘のみからなり、内部が気体である中空フィラメントであり、延伸された中空フイラメントの外径が 1 0 i m以下であることを特徴とする、延伸された極細芯鞘型フィラメント。

2 2 . 請求の範囲 1における前記延伸された芯鞘型フィラメントが、分割繊維用の中空フィラメントであり、延伸された該中空フィラメン卜のタテ方向に多数のクラックを有することを特徴とする、延伸された極細芯鞘型フィラメン卜。

2 3 . 請求の範囲 1における前記延伸された芯鞘型フィラメントが、該延伸されたフイラメン卜の壁に多数の微細な孔を有する微多孔膜中空フィラメントであることを特徴とする、延伸された極細芯鞘型フイラメント。

2 4 . 請求の範囲 1における前記延伸された芯鞘型フィラメントが、芯成分の光線透過率が 8 5 %以上であるポリマ一からなリ、フイラメント径が 3 0 m以下の光学用フイラメントであることを特徴とする、延伸された極細芯鞘型フィラメント。

. 請求の範囲 1の前記延伸された芯鞘型フィラメントの芯成分が、石英系ガラスまたはフッ化物ガラスであり、フイラメント径が 1 0 i m以下の光学用フイラメントであることを特徴とする、延伸された極細芯鞘型フイラメン . 請求の範囲 1における前記延伸された芯鞘型フィラメントが、コンジュゲーフイラメントであり、該コンジユゲートフイラメン卜の鞘成分が接着性ポリマーからなることを特徴とする、延伸された極細芯鞘型フイラメント。

. 請求の範囲 7における前記原芯鞘型フィラメントと前記延伸された芯鞘型フィラメントとが、接続されている光学用フイラメントであることを特徴とする芯鞘型フイラメント。

. 請求の範囲 7における前記原芯鞘型フイラメン卜と前記延伸された芯鞘型フィラメントとが、接続されている中空フイラメントであることを特徴とする芯鞘型フイラント。