JPS6375105A - 複合紡糸方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は芯鞘型複合繊維の溶融紡糸方法に関し、更には
均一性に優れた細芯芯鞘型複合繊維の溶融紡糸方法に関
する。

［従来の技術］ 熱可塑性重合体は溶融紡糸することにより、すぐれた機
械的性質、熱的安定性、良好な均一性をもつ繊維となす
ことができ、しかも連続的にかつ高速で安定して繊誰を
１ｑることができる。

持に細芯芯鞘型複合繊維の溶融紡糸は、通常の単成分繊
維の利点を活かしつつ、単成分繊維では１７られない特
性をもった繊維を得る溶融紡糸法であり、工業的に非帛
°に価値の高い紡糸法である。

従来、芯鞘型複合繊維の溶融紡糸装置および方法として
種々の装置および方法が提案されており、なかでも各成
分の合流位置までの流路をどのように確保し、どのよう
に合流、吐出さけるかについて示されたものが多い。具
体的な技術的思想としては、各成分の計量性、すなわち
芯鞘成分を常に等しい割合で合流させることに関するも
のや、同心性、すなわち芯成分をいかに繊維の中心部に
配置させるかに関するものがある。例えば、特公昭３５
−２７１６号公報は、計量性を高めるために、合流する
直前の成分の通路を狭める。すなわち、速度を高めるこ
とに特徴がある。また、この技術の改良方法として例え
ば特公昭４４−７３７２号公報のように、高い計量性を
確保しつつ同心性を高めるために合流する直前の芯成分
の速度を低く、鞘成分の速度を高くするものなどがある
。以上のように、合流する直前の各成分の速度に言及し
ている発明はいくつか挙げられるが、いづれも鞘成分の
速度は比較的高く採っているのである。

［発明か解決しようとする問題点］ しかし、かかる技術を細芯型の芯鞘型複合紡糸に応用す
ると、単成分の溶融紡糸に比べて糸切れ回数が多い欠点
を有していた。特に紡糸速度か５０００ｍ／分以上の高
速紡糸領域では、糸切れか博めて頌繁に発生し、高速紡
糸方法の利点である高い生産性、低コスト化が計れない
状態となる。さらに吐出挙動に着目すると、吐出ポリマ
ーのベンディングが多くみられる。ベンゾインクは紡糸
口金の汚れを招き、いわゆる口金修正周期を短かくせざ
るを１７なくする。

本発明の目的は、細芯芯型復命繊維の溶融紡糸法におい
て、上記の問題を解決し、良好な製糸性を確保し、かつ
ベンディング発生須度を低くすることにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記した本発明の目的は、芯と鞘の各成分の和に対する
芯成分の容積吐出量比率が２０％以下の芯鞘型溶融複合
流を形成後、吐出、冷却、引取りを行なう熱可塑性重合
体の溶融紡糸において、合流する際の各成分が下記（１
）オよび（２）式を満足する平均吐出線速度であること
を特徴とする複合紡糸方法によって達成できる。

ＶＡ≦２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（１）ＶＢ／Ｖ八≦
０へ０８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
く２）本発明における熱可塑性重合体とはポリアミド、
ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニリデンなど、溶融紡糸か可能なポ
リマが好適に用いられる。

また、複合紡糸に供する芯成分と鞘成分は通常ｉ牛７１
の異なる二種以上の物質から構成され、前記重合体のい
かなる組合わせも含むことができるが、各成分が前記重
合体の二種以上の混合体、共重合体であってもよい。さ
らに各成分は接着［生、親水性、親油性、染色性、発色
性、光沢、螢光、１す電性、導電性、抗菌性、溶解性、
難燃性、耐熱性、光通過性やその他の機能付与の目的で
無筬粒子、有機物質を任意の添加量、任意の共手合啄１
で添加、共重合することができる。

本発明の芯鞘型溶融複合流とは、鞘成分が芯成分を完全
に覆って吐出孔に向かう流れをいい流れ方向に直角な断
面は同心芯鞘、偏心芯鞘、あるいは芯、鞘とも異形断面
繊維形状でおってもよい。

芯と鞘の各成分の和に対する芯成分の容積吐出量比率と
は 芯成分の容積吐出量比率（％）＝芯成分の容積吐出量／
芯と鞘の各成分の容積吐出量の和×の式から求める。−
組の計量装置から計量された各成分が複数の複合流を形
成し、複数のフィラメントを形成するような紡糸装置に
おいては、芯成分の容積吐出量比率は各々の複合流を形
成する直前の各成分の容積吐出量比率から求める。鞘成
分の容積吐出量比率は芯成分のそれと同様に求める。

細芯芯鞘型複合繊維に一般的な特徴の一つは、芯成分が
優れた特徴をもつもののそれ単独では繊維に形成するこ
とが不可能か、もしくは実用に耐える機械的性質等が２
１ぬ足されないことでおる。したかって、本発明に１Ｊ
−３ける芯成分の容積吐出量比率は２０％以下とする必
要かあり、それを越えると実用に耐える・［）Ｉ質が確
保されない。

また、この値は紡糸操作ｉ生の面から１％以上が好まし
く、更に好ましくは３％以上でおる。

次に本発明における各成分の平均吐出線速度とは、各成
分の複合流を形成する直前の平均吐出線速度をいい、一
般には複合流を形成する直前における各成分の容積吐出
量を、複合流を形成する直前における各成分の流れに直
角な断面の面積で除した値をいう。第１〜６図は複合流
を形成させる装置の部分の一例を示す。各図をもとに各
成分の平均吐出線速度を具体的に説明する。

第１．２図における芯および鞘成分平均吐出線速度ＶＡ
　、ＶＢはそれぞれ ＶＡ　−４ＷＡ　／４ａ　　２ ＶＢ＝ＷＢ／πｂｔ （但し、ＷＡ　、ＷＢは複合流を形成する直前における
芯および鞘成分の各容積吐出量（−７秒）である。） 第３図におけるＶＡ　、ＶＢは ＶＡ　＝４ＷＡ　／πａ　２ ＶＢ＝４ＷＢ、／π（Ｃ２−ｂ２） となる。第４．５図におけるＶＡ　、ＶＢはＶＡ　　＝
４ＷＡ　　／πａ　　２ ＶＢ　＝ＷＢ　／πｂｔ となる。

第６図におＣプるＶＡ　、ＶＢは ＶＡ　−４Ｗ八　／πａ２ ＶＢ　＝４ＷＢ　／πｂ２ となる。

本発明においては、複合流を形成づる装置の製作の容易
性の面から第１．２図のごとく、鞘成分が芯成分に対し
て直角方向から合流し、しかも複合流が芯成分と同じ方
向へ流れるものか好適に用いられる。

本発明において、ＶＡは２０（Ｃｍ／秒）以下とする必
要がある。ＶＡか２０を越えると紡糸性が著しく悪化し
、また吐出ポリマーにベンディングがみられるようにな
る。ＶＡは計量１１の確保および装置製作の容易性の面
から０．５以上とすることが好ましい。またＶＢ　／Ｖ
八は０゜０８以下とする必要がある。ＶＢ　／ＶＡが０
゜０８を越えると、紡糸性が署しく悪化し、ベンディン
グがみられるようになる。■３．／■／ｌ、は吐出量を
低下すると紡糸性が不安定となること、また装置の操作
の面から０．００１以上が好ましく、０．００５以上と
することが更に好ましい。このような本発明の範囲外の
値を採ったとぎに生じる紡糸性の不良は当然ながら、糸
に欠陥を内在させているため、延伸工程、延伸同時仮ヨ
リＴ捏、仮ヨリ工程、撚糸工程、製織編工程での断糸、
毛羽、巻付等の幣害を招く。

また、この紡糸性不良は、高速紡糸において特に頴著に
見られ、紡糸速度５０００ｍ／分以上での断糸、毛羽は
頻繁に発生するようになる。

この原因は定かではないが、本発明の範囲外になると、
すなわち、芯成分の平均吐出線速度が速くなりすぎるか
、または鞘成分の平均吐出線速度が芯の平均吐出線速度
に対して速くなりすぎると、複合流の中の芯成分の流れ
が乱れ、不安定となり、溶融複合流の芯成分が太細とな
り、吐出してからのドラフトが繊維軸方向および断面方
向に均等にかからす、そのため太細ムラが拡大し、糸切
れに至る確率か高くなるものと考えられる。

本発明では芯鞘型溶融複合流を形成後、吐出、冷却、引
取りを行なうか、ここでいう吐出とは、該複合流を気体
中に吐出することをいい、好ましくは１０ｍ／秒以上、
１００ｃｍ／秒以下、さらに好ましくは３ｃｍ／秒以Ｅ
、３０ｃｍ／以下の平均吐出線速度で吐出する。また、
吐出孔はその形状は任意でおり、丸形、Ｔ形、Ｙ形、十
字形、スリブ１〜形、五乃至へ葉形などが用いられる。

本発明でいう冷却とは、吐出された該複合流の溶融物を
引取られる以前にその融点以下に冷却することをいい、
冷却風、冷却浴等を用いた積極的な冷却の他に室温雰囲
気や加圧、減圧した密室中で該複合流の溶融物を引取ら
れる以前にその融点以下に冷却するものであってもよい
。

本発明でいう引取りとは、活性的手段を用いて冷却され
た糸状にトラフトを与えることをいい回転体、流体吸引
装置が好ましく用いられる。

また引取り速度に制限はないか好ましくは、１０ｍ１分
以上、１００００ｍ／分以下、より好ましくは１０００
ＴｒＬ／分以上である。しかしながら本発明の目的の一
つは引取り速度５０００ｍ／分以上の紡糸性の安定化に
あり、本発明を引取り速度５０００ＴｒＬ／分以上に適
用することか特に好ましい。

［実施例］ 以下本発明を実施例により、さらに詳細に説明覆る。

実施例１ ポリエチレングリコールにアルカリ触媒の存在下でアク
リロニトリルを反応させ、さらに水素添加反応を行なう
ことにより両末端の９７％以上がアミノ基であるポリエ
チレングリコールジアミン（数平均分子ｆｆ１４０００
）を合成し、これとアジピン濱を常法で塩反応させるこ
とにより、ポリエチレングリコールジアンモニウムアジ
ペートの４５％の水溶液を得た。

容量２−の濃縮化に上記４５％のポリエチレングリコー
ルジアンモニウムアジペート水溶液を２００に３．８５
％カプロラクタム水溶液を１２０に！Ｊ、４０％のへキ
サメヂレンジアンモニウムイソフタレート水溶液を１６
に３投入し、常圧で内温が１１０’Ｃになるまで約２時
間加熱し８０％濃度に濃縮した。つづいて容量８００Ω
の甫合缶に上記濃縮液を移行し、重合缶内に２５Ω／ｍ
ｉｎで窒素を流しながら加熱を開始した。

内温が１２０’Ｃになった時点でドデシルベンゼンスル
ホン酸ソーダを５．２Ｋｙと１．３．５トリメチル−２
，４，６−１〜す（３，５ジーｔｅｒｔ−ブチル４−ヒ
ドロキシベンゼン）ベンゼン５．２Ｋｙを添加し、攪拌
を開始して内温が２４５℃になるまで、１Ｂ時間加熱し
重合を完結させた。

重合終了後缶内に窒素で７Ｎｆｆ／ｃｆｆｌ（Ｇ）の圧
力をかけ約幅１５ｃｍ、厚さ１．５ｍのベルト状に溶融
ポリマを回転無端ベルト（長さ６ｍ、ベルト材質ニステ
ンレス、裏面を水スプレーで冷却）上に押出し、冷却後
通常の方法でペレタイズした。

得られたペレットの相対粘度は２．１８であった。公入
口の複合紡糸装置を使用し、上記の方法で製造したブロ
ックポリエーテルアミド組成吻からなるペレットを極限
粘度を変更したポリエチレンテレフタレートペレットに
１０重量％混合したペレットを芯成分とし、一方のホッ
パーから供給し、他方のホッパーから極限粘度０゜６３
ポリエチレンテレフタレートを鞘成分として供給し、芯
成分の容積吐出量比率を１０％として、同心の芯鞘型複
合繊維を紡糸温度２９０°Ｃ１−礼当たりの芯と鞘の各
成分の容積吐出量の和を０．０１９６ｃ４／秒として、
インターレースて交絡を付与しつつ巻取速度６０００７
７Ｌ／分で紡糸し、５０デニール２４フイラメン１〜の
糸を１７だ。口金は第１図に模したａ＝０．０２（ｃ、
７＋＞　、ｂ＝０．２５　（ｃｍ）　、ｔ　＝０．０５
（ｃｒｒｒ　）の揚台口金を用いた。

このとき、−礼当たりの芯、鞘成分の容積吐出：ＩｘＷ
Ａ　、ｗａはそれぞれＯ，０Ｏ１９６ａｄ／秒、０．０
１７６ｏｎ／秒であり、平均吐出線速度Ｖ八、ＶＢはそ
れぞれ６．２４ｃｍ／′秒、０゜４４９ｃｍ／秒であり
、ＶＢ／′ＶＡ＝０．０７２である。１０時間連続巻取
したところ、糸切れは無く、巻−ヒがったパッケージを
観察したところ毛羽の発生も見られなかった。また、こ
の時点で口金部を観察したところ、２４孔の吐出孔には
いずれもベンディングが発生していなかった。

実施例２．３・比較実施例１〜３ 一礼当たりの芯、鞘成分の容積吐出量の割合を変えた以
外は実施例１に従って紡糸した。結果を表１に示す。紡
糸時の糸切れ回数および毛羽の発生数は１０時間巻取り
の結果を示す。

実施例１と同様に口金部を観察したところ、いずれの比
較実施例の場合も口金には１孔から８孔の吐出孔にベン
ディングがみられた。

実施例４・比較実施例４〜６ ０金を変えて、各成分の平均吐出線速度を変更した以外
は、実施例１と同様に紡糸した。この際、口金合流部は
第１図を模したものを使用し、各寸法ａ、ｂ、ｔの値を
変えることにより各成分の平均吐出線速度を変更した。

結果を表２に示す。

表２に示すよう（こ、ＶＡＪ３よびＶＢ’／ＶＡの値か
本発明の範囲内にあるものは紡糸性が極めて良好であっ
た。

［発明の効果］ 本発明は上述したように、細芯芯鞘型複合紡糸において
複合口金内で各成分か合流する直前の吐出線速度を特定
化することにより、紡糸時の糸切れ及び毛羽の発生を防
止し、またポリマーのベンディング現象を抑イ１［シた
ものでおる。

本発明の要件を満たすことにより、合流後の流れか極め
て安定し、吐出挙動および吐出後の糸状細化の挙動が安
定したために改善されたと考えている。

本発明に従って紡糸された複合繊維は、紡糸パッケージ
内に毛羽等の欠陥を含んでいないので延伸、延伸板ヨリ
、また、装織偏時の毛羽発生や各工程の糸条通過性が良
好となった。そして最終製品は、細芯芯鞘型複合繊維の
高い価値を活かした品位の優れたものとなったのである
。

ざらに、高速紡糸に通用することにより、延伸すること
なく実用に耐える繊維を安定して１３ることかでき、高
付加価値の繊維を極めて安価に生産することが可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明で好適に用いられる芯鞘型溶融複合
流を形成させる装置の複合流を形成する部分を示す。 １１許出願人　　東　し　株　式　会　社第１図 （Δ１ 第６図 第５図 第２図 第４図 （Ｂ） 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 芯と鞘の各成分の和に対する芯成分の容積吐出量比率が
   ２０％以下の芯鞘型溶融複合流を形成後、吐出、冷却、
   引取りを行なう熱可塑性重合体の溶融紡糸において、合
   流する際の各成分が下記（１）および（２）式を満足す
   る平均吐出線速度であることを特徴とする複合紡糸方法
   。 ＶＡ≦２０……………………………（１） ＶＢ／ＶＡ≦０．０８………………（２） ただし、ＶＡは芯成分の平均吐出線速度（ｃｍ／秒） ＶＢは鞘成分の平均吐出線速度（ｃｍ／秒）