JPH07118913A - 海島繊維の紡糸口金装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】均一な島成分条を形成でき溶融粘度の低いポリ
マーにも適した、製作及び取扱いの容易な海島繊維の紡
糸口金装置を得る。 【構成】１枚以上の島形成用ノズル、海形成用ノズル及
び集合セルを上方から順次重ねて構成される海島繊維の
紡糸口金装置において、前記島形成用ノズルは複数のノ
ズル孔の各周辺に島成分流路を有し、該島形成用ノズル
の上方に所定の間隔をおいて分配板が配設され、海、島
各成分がまず各成分の流路に供給され、それぞれの流路
間の突出部上面から貫通しているノズル孔に間隙を通し
て供給されるため、ノズル孔への各成分の流圧を規制
し、各成分の均一な導入を図っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２成分以上からなる海
島繊維、更に詳しくは１成分以上からなる島を海成分中
に複数糸条有する海島繊維を紡糸するための紡糸口金装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】海島繊維とは海成分内に数本の島成分条
を有する複合繊維のことであり、紡糸後に海成分を溶融
除去し、或いは海島繊維をほぐして島成分の極細繊維束
を容易に得ることができるため、フィラメントや不織
布、織布のステープルとして広く使用されている。海成
分、島成分にはポリエステルやポリアミド、或いは液晶
系ポリマー、ＰＭＭＡ、ポリプロピレン、易アルカリ溶
解性を含めたポリエステルやポリスチレン、又はその共
重合体、フッ化ビニリデン、又はその共重合体等の高分
子化合物が公知である。

【０００３】海島繊維を紡糸するための紡糸口金装置に
ついてみると、これまでに数多くの提案がなされてい
る。その提案の一つである、例えば特公昭６１−１５１
６３号公報には、島成分を海成分で被覆された被覆流を
複数本合流し一つの繊維紡出孔から紡出する紡出口金装
置が開示されている。該装置において、島形成用口金板
の上方から供給される島成分は、海成分用口金板の海成
分導入孔の内部に途中まで挿入された島形成用口金板に
設けられた島成分導入管から吐出されて、海成分導入孔
内で海成分により被覆され、複数本の被覆流となって下
方の集合セル内に吐出し、そこで合流して融着一体化し
紡出孔から紡出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記装置においては、
島成分が島成分用口金板の上部から供給され複数の導入
管に分配されるが、このとき島成分の分配には格別な配
慮がなされていないため、各導入管に分配される島成分
の流量に差異が生じる。つまり、島成分の供給口に近い
導入管の流入量は多く、遠くなるにつれて流入量が少な
くなる。つまり、島成分の供給口付近にある導入管にシ
ョートパスを起しやすく、供給口から遠い導入管に分配
される島成分の流量が少なくなってしまい、均一な島成
分条を形成することが出来なくなる。この現象は特に島
成分が溶融粘度の低いポリマーである場合に生じやす
く、島成分が溶融粘度の高いポリマーである場合に限ら
れていた。そこで、前記導入管の径を小さくし背圧を高
めて流量を均一にすることが試みられたが、径が小さく
なると異物による目詰まり等が発生し、実用化が難しか
った。更に、上記公報に開示された紡出口金装置では、
島成分の導入管が海成分導入孔の中程まで挿入されるた
め高精度の加工が要求される上に、メンテナンスも困難
なものとなる。

【０００５】そこで本発明は、均一な島成分条を形成で
き溶融粘度の低いポリマーにも適した、製作及び取扱い
の容易な海島繊維の紡糸口金装置を得ることを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明の要
旨である１枚以上の島形成用ノズル、海形成用ノズル及
び集合セルを上方から順次重ねて構成される海島繊維の
紡糸口金装置において、前記島形成用ノズルは各ノズル
孔の周辺に島成分流路を有し、該島形成用ノズルの上方
に所定の間隔をおいて分配板が配されてなることを特徴
とする海島繊維の紡糸口金装置により達成される。

【０００７】

【作用】本発明の紡糸口金装置は紡糸装置の紡糸部に一
個以上が設置され、その設置の数は通常複数個である。
紡糸装置には前記紡糸口金装置の他に海成分と島成分と
を貯留溶融し、紡糸口金装置に供給する溶融押出機と、
口金装置から紡出された溶融状態にある海島繊維を急速
に冷却固化するクエンチングと、固化した海島繊維を一
定速度で巻き取る巻取りロールとが備えられている。

【０００８】まず、島成分が島成分溶融押出機により溶
融され、紡糸口金装置の島形成用ノズルの流路に均等に
供給される。供給量がノズル孔の導入部周辺にに達しさ
らに供給が進むと、溶融島成分は各ノズル孔の導入部上
面と分配板との間の間隙を通過するとき均一な背圧が作
用して、各ノズル孔に供給される。

【０００９】これと同期して、海成分が海成分溶融押出
機で溶融され、紡糸口金装置の海形成用ノズルのノズル
孔に供給される。好適な態様によれば、海形成用ノズル
も前記島形成用ノズルとほぼ同一の構成を備え、同島形
成用ノズルの下面が上記分配板の機能を有しており、海
成分も各海成分形成用ノズル孔に均等に導入される島成
分用ノズルを通過した島成分は、島形成用ノズルと海形
成用ノズルとの間に形成されている間隙部で海成分が被
覆され、被覆条として海形成用ノズル孔を通過する。海
形成用ノズル孔を通過した海成分被覆条は、下方の集合
セル内のロート部に供給され、そこで他の海成分被覆条
と合流し、海成分を介して融着一体化し、ロート部先端
の海島繊維紡出口から紡出される。

【００１０】これら口金装置から紡出された溶融海島繊
維は急冷手段により急速に冷却固化され、固化した海島
繊維は巻取りロールに一定速度で巻き取られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明について添付図面に基づいて更
に具体的に説明する。図１は本発明の一実施例である島
成分が１種類の場合の紡糸口金装置を示す縦断面図であ
る。

【００１２】図１において、１は分配板、２は島形成用
ノズル、３は海形成用ノズル、４は集合セルである。島
形成用ノズル２及び海形成用ノズル３には、それぞれ一
表面に各成分の流路８，９が形成され、その流路間に挟
まれた部分にはそれぞれ突出部２ａ、３ａが複数個形成
されている。島形成用ノズル２の突出部２ａの中央部に
は島形成ノズル孔５が鉛直方向に貫通して形成されると
共に、海形成用ノズル３の突出部３ａの中央部には海形
成ノズル孔６が鉛直方向に貫通して形成されている。該
海形成用ノズル孔６は、図示のごとく単純な円筒状でも
良いが、互いに隣接するノズル孔との間隔を小さくする
ため、下方に向かって広がるテーパー孔にすることが好
ましい。これは、海成分と島成分との合流が層流状に乱
れることなく行われ、所定の断面形状が再現されやすく
なるためである。

【００１３】島形成ノズル孔５と海形成ノズル孔６とは
同一垂線上に対向して配され、これらノズル孔５，６の
配列はランダムでも良いが、円周状、正六角形状、正方
形状等の対称形に配列すると、より海成分中に均一な島
成分条が形成された良質な製品が得られる。また、前記
海形成用ノズル３の下面に配される集合セル４には、前
記海形成ノズル孔６から吐出される複数の海成分被覆条
を集合一体化するための下方の紡糸孔７に向けて狭まる
形状の複数のロート状複合部１２が形成されている。

【００１４】島形成用ノズル２の上方には、本発明の特
徴部分をなす分配板１が所定の間隙１０を設けて配設さ
れている。島成分が図示せぬ島成分溶融押出機から島形
成用ノズル２の流路８に押し出し供給されるとき、まず
同流路８に均一に充填され、突出部２ａの上面に達した
後に前記間隙１０を通過して島形成ノズル孔５に供給さ
れる。吐出孔５への供給時の流圧は島成分溶融押出機か
らの押出圧によって制御される。また前記間隙１０によ
り島成分に背圧が作用し流圧も一定であるので、いずれ
の島形成ノズル孔５にも一定流量の島成分が均一に導入
されることになる。

【００１５】また本実施例では、海形成用ノズル３は前
記島形成用ノズル２と同様の構成を備えており、各ノズ
ル孔６が島形成ノズル孔５に対応して島形成用ノズル２
の直下に設けて配置され、島形成用ノズル２の下面と海
形成用ノズル３の突出部３ａとの上面との間に所定の間
隙１１が形成されている。前記突出部３ａの周囲は海成
分流路９を構成しており、海成分が図示せぬ海成分溶融
押出機から押出し供給されたとき、まず同流路９に均一
に充填されてから突出部３ａ上面の間隙１１を通って海
形成ノズル孔６に導入される。島形成ノズル孔５から島
成分条となって前記間隙１１に吐出され、該間隙１１を
通過するときに海成分が被覆されながら海形成ノズル孔
６から下方のロート状複合部１２に吐出される。このと
きの海成分の被覆量は、海成分の海成分押出機からの押
出圧によって制御される。

【００１６】集合セル４は、海成分被覆用ノズル３の下
面に密着して配置される。複数個の海形成ノズル孔６か
ら吐出された海成分被覆条は、集合セル４のロート状集
合部１２で合流し、海成分を介して融着一体化され、ロ
ート状集合部１２の下端の海島繊維紡出口７より紡出さ
れる。ロート状集合部１２は、まず断面積の変化しない
垂直面１２ａを経てから断面積が漸次小さくなるような
テーパー面１２ｂとすることが好ましい。断面積変化の
ない１２ａがないと、得られる海島繊維の外周に位置す
る島成分の断面形状が変形し易くなる。また、このロー
ト状集合部１２の上面開口は複数個の海形成ノズル孔６
の最外周部に配置する孔の外接線より大きく、その断面
形状は前記外接線の形状と相似形であることが望まし
い。海島繊維紡出口７の断面形状も同様に相似形である
ことが望ましいが、ロート状集合部１２の上面開口及び
海島繊維紡出口７を円形断面としても構わない。

【００１７】また島形成ノズル孔５、海形成ノズル孔６
の断面形状は、各成分の流圧がノズル孔５，６の形状に
影響されないため、様々な断面形状とすることが可能で
あり、各ノズル孔５，６及び海島繊維紡出口７の断面形
状は、所望の海島繊維の断面形状によって選択される。
図２は本発明の装置を用いて紡出した海島繊維の断面図
である。同図において、例えば前記島形成ノズル孔５、
海形成ノズル孔６及び海島繊維紡出口７を全て円形断面
にした場合は図２（ａ）の繊維断面を呈し、海島繊維紡
出口７のみを矩形にした場合には図２（ｂ）に示すごと
く島成分Ａも楕円形状を呈する。また島形成ノズル孔
５、或いは島形成ノズル孔５と海形成ノズル孔６を十字
断面とし、海島繊維紡出口７を円形断面とした場合は図
２（ｃ）に示すごとく島成分が十字状の断面形状を有す
る海島繊維が紡糸される。その他、多様な形状のものが
紡糸可能である。

【００１８】また図２の（ａ）〜（ｃ）のように、島成
分が１成分の場合は島形成用ノズルが１枚の上記実施例
で紡糸できるが、図２の（ｄ）に示すように島成分が２
成分或いはそれ以上の場合には、その成分数に対応した
数の島形成用ノズルを上記実施例の島形成用ノズル２と
海成分被覆用ノズル３との間に挿入して対応することが
できる。

【００１９】更に、本発明の変形例として、海形成用ノ
ズル３の任意の突出部３ａの幾つかが、その上面を島形
成用ノズル２の下面に密着させて海成分用間隙１１を形
成せずに島形成ノズル孔５と海形成ノズル孔６とを連結
して、海成分の被覆を全く、或いは部分的に受けない海
成分被覆条を形成することも可能である。

【００２０】以下に、本発明の実施例である紡糸口金装
置を使った具体的な紡糸例を示す。 「紡糸例１」 島成分；ポリエステル（酸化チタン０．５％含有） 温度：２９０℃ せん断速度１０³ sec ^-1での見かけ粘度：２．６×１０
³ poise せん断速度１０² sec ^-1での見かけ粘度：６．２×１０
³ poise 海成分；ポリスチレン 湿度：２９０℃ せん断速度１０³ sec ^-1での見かけ粘度：１×１０³ po
ise せん断速度１０² sec ^-1での見かけ粘度：１．８×１０
³ poise 紡糸条件； 口金装置の各ノズルのノズル孔数：５００孔 口金装置の集合セルの紡糸口：直径０．３mmφ，２０孔 口金装置の島形成用間隙幅：０．１mm 口金装置の海成分被覆用間隙幅：０．１mm 紡糸温度：２９０℃ 紡糸速度：島成分１２ｇ／min ，海成分１８ｇ／min 巻取り：８００ｍ 以上の条件のもとで紡糸した。

【００２１】得られた繊維は２０フィラメントで、１フ
ィラメントは１７デニールであった。その繊維の断面は
海成分であるポリスチレン中に島成分であるポリエステ
ルが２５ケ均一に存在していた。また、この糸を２．５
倍に延伸した後、トリクロールスチレンに浸漬し、ポリ
スチレンを溶解除去すると、フィラメントの１本当たり
が約０．１３デニールのポリエステルが２５本連続して
得られ、各成分の吐出が均一であることが確認された。

【００２２】「紡糸例２」 島成分；ポリエステル（酸化チタン０．５％含有） 温度：２９０℃ せん断速度１０³ sec ^-1での見かけ粘度：２．６×１０
³ poise せん断速度１０² sec ^-1での見かけ粘度：６．２×１０
³ poise 海成分；ポリスチレン 湿度：２９０℃ せん断速度１０³ sec ^-1での見かけ粘度：１×１０³ po
ise せん断速度１０² sec ^-1での見かけ粘度：１．８×１０
³ poise 紡糸条件； 口金装置の各ノズルのノズル孔数：５００孔，吐出孔断
面：十字状 口金装置の集合セルの紡糸口：直径０．３mmφ，２０孔 口金装置の島形成用間隙幅：０．１ｍｍ 口金装置の海成分被覆用間隙幅：０．１ｍｍ 紡糸温度：２９０℃ 紡糸速度：島成分９ｇ／min ，海成分２１ｇ／min 巻取り：８００ｍ 以上の条件のもとで紡糸した。

【００２３】得られた繊維の断面は海成分であるポリス
チレン中に島成分であるポリエステルが２５個均一に存
在していた。その島部の形状は島形成用ノズルのノズル
孔断面の形状にほぼ近似しており、断面積も均一で各成
分の吐出が均一である事が確認された。又、この糸をト
リクロールスチレンに浸漬し、ポリスチレンを溶解除去
して得られたポリエステルも島形成用ノズルの吐出孔断
面の形状にほぼ近似していた。

【００２４】「紡糸例３」 島成分；ポリエステル（酸化チタン０．５％含有） 温度：２９０℃ せん断速度１０³ sec ^-1での見かけ粘度：２．６×１０
³ poise せん断速度１０² sec ^-1での見かけ粘度：６．２×１０
³ poise 海成分；ポリスチレン 湿度：２９０℃ せん断速度１０³ sec ^-1での見かけ粘度：１×１０³ po
ise せん断速度１０² sec ^-1での見かけ粘度：１．８×１０
³ poise 紡糸条件； 口金装置の各ノズルのノズル孔数：５００孔 口金装置の集合セルの紡糸口：短辺０．１５mm，長辺
０．７mmの矩形状，２０孔 口金装置の島形成用間隙幅：０．１mm 口金装置の海成分被覆用間隙幅：０．１mm 紡糸温度：２９０℃ 紡糸速度：島成分１８ｇ／min ，海成分１２ｇ／min 巻取り：８００ｍ 上記条件のもとで紡糸し、得られた繊維の断面は矩形状
であり、海成分であるポリエスチレン中に島成分である
ポリエステルが同様に矩形状で２５個存在していた。

【００２５】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よる紡糸口金装置は、海成分に易溶解性ポリマーを使用
して紡糸した後、その海成分を溶解除去して極細の島成
分条を得る海島溶解型極細繊維の製造に効果的に使用さ
れる。

【００２６】本発明による紡糸口金装置においては、
海、島各成分はまず各成分の流路に供給されてから、そ
れぞれの流路間の突出部上面から貫通しているノズル孔
に間隙を通って供給される。このように間隙を通すこと
でノズル孔への各成分の流圧を規制している。そのた
め、島成分が島成分形成用ノズルの直上から供給されて
いた従来の装置と異なり、ノズル孔の配置場所に影響さ
れることなく、どのノズル孔へも一定の流圧で各成分を
供給できる。その結果、従来は困難であった溶融粘度の
低いポリマーへの効果的な背圧の付与が可能となり、そ
の吐出を均一に行うことができる。そのため、溶融粘度
の低いポリマーも島成分として用いることが可能となっ
た。また各孔は従来に比べて大きく設定できるので、異
物による目詰まりも低減される。更に、本発明装置の構
造は、それぞれノズル孔を有するノズルを重ねて配置す
るだけの単純なものとなっており、その製作、メンテナ
ンスも容易である。勿論、溶融紡糸以外の、溶液状物の
湿・乾式紡糸への応用も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施例である島成分が１種類
である場合の紡糸口金装置を示す縦断面図である。

【図２】本発明の紡糸口金装置を用いて紡糸した海島繊
維の断面図である。

【符号の説明】

１ 分配板 ２ 島形成用ノズル ２ａ 突出部 ３ 海形成ノズル ３ａ 突出部 ４ 集合セル ５ 島形成ノズル孔 ６ 海形成ノズル孔 ７ 海島繊維紡出口 ８ 島成分流路 ９ 海成分流路 １０ 島形成用間隙 １１ 海成分被覆用間隙 １２ ロート状集合部 １２ａ 垂直面 １２ｂ テーパー面 Ａ 島成分 Ｂ 海成分 Ｃ 第二島成分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 光夫 広島県大竹市御幸町20番１号 三菱レイヨ ン株式会社中央研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １枚以上の島形成用ノズル、海形成用ノ
   ズル及び集合セルを上方から順次重ねて構成される海島
   繊維の紡糸口金装置において、前記島形成用ノズルは各
   ノズル孔の周辺に島成分流路を有し、該島形成用ノズル
   の上方に所定の間隔をおいて分配板が配されてなること
   を特徴とする海島繊維の紡糸口金装置。