(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
口金板において、鞘成分ポリマ流路及び該鞘成分ポリマ流路とは独立してなる芯成分ポリマ流路を有し、鞘成分ポリマ吐出孔が１つ以上の不連続部を有する環状または多角形状に配置されたスリットからなり、かつ前記鞘成分ポリマ吐出孔とは独立してなる芯成分ポリマ吐出孔を配置することを特徴とする芯鞘複合繊維紡糸用口金板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芯鞘複合繊維紡糸用口金板に関し、詳しくは、例えば低溶融粘度の芯成分ポリマと高溶融粘度の鞘成分ポリマを芯鞘複合繊維とした場合の芯成分ポリマの吐出ムラをなくし、また反応性の高いポリマを芯成分とした場合に口金板内部の芯鞘複合流において溶融ポリマどうしの接触界面での反応を抑制できる口金板であり、また芯鞘複合繊維の芯鞘界面に中空部を有する芯鞘複合中空繊維を提供できる口金板であって、中空割れの発生しない芯鞘複合中空繊維を操業性よく得ることができる口金板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より芯鞘複合繊維および芯鞘複合中空繊維を製造する口金装置は種々提案されており、例えば芯鞘複合紡糸口金装置においては特開昭６３−１９０００７号公報や特開昭６３−２５６７０８号公報に口金板の紡糸孔に対応する分配孔を穿孔した分配板に芯成分ポリマの流通するパイプが挿着され、該分配板の形状を規定して偏芯が少ない均質な芯鞘複合繊維を得るための口金装置の提案がなされている。この口金装置は分配板にパイプが挿着されているために口金板の紡糸孔内部において芯鞘複合流となるため、低溶融粘度の芯成分と高溶融粘度の鞘成分ポリマを芯鞘複合流として吐出孔に導入した場合に芯成分ポリマと鞘成分ポリマの圧力差により芯成分ポリマが長さ方向において吐出ムラをおこしやすいという問題や、反応性の高いポリマを芯成分ポリマとした場合に紡糸孔内部の芯鞘複合流において溶融ポリマどうしの接触界面においてエステル交換反応などが進んでしまうという問題があった。
【０００３】
また、芯鞘多孔中空複合繊維用紡糸口金においては、特開平７−２９２５１５号公報にスリット型オリフィスを有する紡糸口金板において、オリフィスを、２つ以上の不連続部を介して環状に配置された複数の外周スリットと各外周スリットの内縁長の中心からオリフィスの中心側に突出する連結スリット及び各連結スリットと連通する中心部スリットから構成される芯鞘複合多孔中空繊維用口金板の提案がなされている。この口金板は外周スリットと中心孔に連通する連結スリットを有しているため、外周スリットと中心孔の間の不連続部の支持が外周スリットの不連続部１カ所のみの片支持となり高粘度ポリマによる圧力や繰り返し疲労などで容易に口金板がひずみ易いなどの問題があり満足のいく芯鞘複合中空繊維の操業性が達成されていない。
【０００４】
また、特開平４−６５５０７号公報には、３層に積層された複合繊維の中心部に中空部を設けた繊維を得るための紡糸口金装置の提案がなされている。この紡糸口金装置では、各成分は、個々の導入孔より供給され、口金板の原液入り口で２つの側部成分が中部成分と合流された後、複合ポリマとして、複数の円弧スリットからなる紡糸孔より吐出される。この場合、３成分のポリマが複合された状態で円弧スリットより吐出されると同時に、円弧スリット外周方向へ屈折する現象（ニーリング現象）を起こすため、近接する他の円弧スリットより吐出されたポリマと接合することが難しくなり、中空割れが発生するという問題があった。
【０００５】
さらに、特開昭５９−１９２７２１号公報においても前期同様に、円弧スリットの形状を工夫しても芯成分ポリマと鞘成分ポリマの溶融粘度差が大きい場合には、中空割れの発生した繊維となり、操業性も低下するという問題があった。
【０００６】
また、特開昭５７−５６５１２号公報においても、低溶融粘度の芯成分と高溶融粘度の鞘成分ポリマを芯鞘複合流として吐出孔に導入した場合、円弧スリットに芯成分ポリマが入り込み円弧スリットで前期同様にニーリング現象が発生し中空割れの発生した繊維となり、操業性も低下するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来の芯鞘複合口金装置や芯鞘複合中空繊維用口金装置では成しえなかった芯鞘複合中空構造繊維を製造することであり、詳しくは、低溶融粘度や反応性の高い特殊な芯成分ポリマを用いた芯鞘複合繊維や、芯成分ポリマの溶融粘度が鞘成分ポリマの溶融粘度より低い場合や芯成分と鞘成分のポリマの溶融粘度差が大きい場合であっても中空割れを起こさない芯鞘複合中空繊維を操業性よく製造するための芯鞘複合繊維用口金装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、口金板において、鞘成分ポリマ流路及び該鞘成分ポリマ流路とは独立してなる芯成分ポリマ流路を有し、吐出孔として環状または多角形状に配置された１つ以上の不連続部を有するスリットからなる鞘成分ポリマ吐出孔と、かつ前記鞘成分ポリマ吐出孔とは独立してなる芯成分ポリマ吐出孔を配置してなる芯鞘複合繊維紡糸用口金板（以下口金板という）により達成できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。図１は本発明の芯鞘複合繊維用口金装置の一例を示す縦断面図である。図２は口金板上部において独立した芯鞘成分ポリマの導入孔の例を示す口金板の上図面である。図３は口金板内での独立した芯鞘成分ポリマ流路の例を示す口金板縦断面図である。図４は口金板に穿設された１つ以上の不連続部を有するスリットからなる鞘成分ポリマ吐出孔と、かつ前記鞘成分用吐出孔とは独立した芯成分ポリマ吐出孔の例を示す口金板の下部図面である。
【００１０】
図１〜４において１は上部導入板、２は下部導入板、３は口金板、４は口金板３上部に穿設された芯成分ポリマ導入孔であり、該芯成分ポリマ導入孔４の周りに１つ、または同一軌道上に複数個の鞘成分ポリマ導入孔５が穿設されている。６は口金板３下部に穿設された吐出孔であり、芯成分ポリマ吐出孔７と該芯成分ポリマ吐出孔の周りに穿設された鞘成分ポリマスリット吐出孔８から構成される。
【００１１】
芯成分のポリマＡは上部導入板１の供給孔９から供給されて下部導入板２の供給孔１１から口金板３上部の導入孔４に導入され該口金板３の芯成分ポリマ流路１３を通り、該口金板３下部の芯成分ポリマ吐出孔７より吐出される。
【００１２】
一方、鞘成分のポリマＢは、上部導入板２の供給口１０から供給されて下部導入板２の供給口１２より口金板３上部の鞘成分ポリマ導入孔５に導入され、該口金板３の鞘成分ポリマ流路１４を通り、該口金板３下部の鞘成分ポリマスリット吐出孔８から吐出される。
【００１３】
このように本発明の芯鞘複合繊維紡糸用口金板は、２種類のポリマを別々に供給して吐出させることにより口金板３の出口、つまり、吐出直後に芯鞘流とし芯鞘複合繊維を製造する。さらに詳しくは、口金板３下部の鞘成分ポリマスリット吐出孔８より鞘成分ポリマを吐出させ口金板直下で鞘成分ポリマどうしを接合させ繊維を形成すると同時に該鞘成分ポリマスリット吐出孔８とは独立してなる芯成分吐出孔７より芯成分ポリマＡを吐出させることにより鞘成分繊維の内部に芯成分が入り、芯鞘複合繊維となる。
【００１４】
このとき鞘成分用スリット吐出孔に一つ以上の不連続部を有する環状または多角形状に配置されたスリット吐出孔を用いることにより芯鞘複合中空繊維が得られる。
【００１５】
以上、前記したように芯鞘複合中空繊維を形成させるためには、芯成分ポリマ、鞘成分ポリマ流路を完全に独立させ、かつ鞘成分吐出孔を１つ以上の不連続部を有するスリットからなることが必要である。
【００１６】
上部導入板１、下部導入板２は一般的な芯鞘複合口金装置で用いられる導入板を使用することもできるが、芯成分ポリマ、鞘成分ポリマを合流することなく口金板に導入するため、独立した芯成分ポリマ、鞘成分ポリマ流路を有することが必要である。また、下部導入板２は使用しなくても本発明の効果には何ら影響はない。
【００１７】
つぎに口金板３上部には図２に示すように芯成分ポリマ導入孔４とその周りに、鞘成分ポリマ導入孔５を穿設する。鞘成分ポリマ導入孔５は丸孔でもスリット孔でもかまわないが、下部導入板２を使用する場合には、下部導入板２の鞘成分供給孔１２に対応する位置に穿設されていることが好ましい。さらに、複数の鞘成分ポリマ導入孔が配置された場合には安定した繊維を得るために１孔当たりの吐出量を同じにすることが好ましく、そのため孔形状、孔深度が同一である孔を点対称点つまり同一軌道上に穿設することが好ましい。
【００１８】
また、口金板３は図３に示すように芯成分流路１３と鞘成分流路１４が完全に独立していることが必要である。さらに詳しくは、芯成分流路１３は該口金板３
上部の芯成分ポリマ導入孔４から導入された芯成分ポリマを下部の芯成分ポリマ吐出孔７まで鞘成分ポリマと合流することなく芯成分ポリマを導くための独立した流路であることが必要である。また、鞘成分ポリマ流路１４は、口金板３上部の鞘成分ポリマ導入孔５から導入された鞘成分ポリマを一旦合流させ芯成分ポリマ流路１３の周囲に沿って該口金板３下部のスリット吐出孔８に導く流路である。芯成分ポリマ、鞘成分ポリマを合流させることなく吐出することにより、鞘成分ポリマの圧力による芯成分ポリマの吐出ムラがなくなり、さらに円弧スリットに複合流を導入した際に生じるニーリング現象を起こすことなく安定した芯鞘複合中空繊維を得ることが出来る。
【００１９】
つぎに最終的に吐出する口金板の吐出孔の形状を、図４で説明する。内部に位置する芯成分ポリマ吐出孔の位置は、スリット吐出孔の内接円内部であればかまわないが、中央に位置していることが好ましい。また、該芯成分ポリマ吐出孔の形状は異型孔でも丸孔でもかまわないが好ましくは丸孔である。鞘成分ポリマ吐出孔の形状は直線状でも円弧状でもかまわないが好ましくは円弧状のものである。また、鞘成分ポリマスリット吐出孔は、１つ以上の不連続部を有することで中空を形成することができる。
【００２０】
また、本発明の芯鞘複合繊維紡糸用口金板に適用されるポリマは特に限定されるものではないが、一例としてポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等、すべての熱可塑性ポリマや共重合体等が上げられる。また、該ポリマに第３成分を混合することや、粒子を添加して使用することもできる。さらに芯成分、鞘成分に用いるポリマは前記ポリマから自由に組み合わせ使用することができる。
【００２１】
以上、前記した芯鞘複合繊維紡糸用口金板を用いることによって、得られた繊維の横断面の形状を図５に示す。図５は紡糸・延伸後の芯鞘複合繊維の断面の例を示す横断面図であり、１５は芯部、１６は鞘部、１７は中空部である。
【００２２】
以上、記述した本発明の芯鞘複合繊維紡糸用口金板によって、低溶融粘度の芯成分ポリマと高溶融粘度の鞘成分ポリマを芯鞘複合繊維とした場合の芯成分ポリマの吐出ムラがなくなり、また反応性の高いポリマを芯成分とした場合に口金板内部の芯鞘複合流においても溶融ポリマどうしの接触界面での反応を抑制することができる。また、芯鞘複合繊維の芯鞘界面に中空部を有する芯鞘複合中空繊維を、中空割れのすることなく操業性よく得ることができる。
【００２３】
【実施例】
以下実施例により本発明をより詳細に説明する。なお実施例中の各特性値は次の方法で求めた。
【００２４】
Ａ．極限粘度［η］
オルソクロロフェノール（以下ＯＣＰという）１０ｍｌに対し試料０．１０ｇを溶解し、温度２５℃においてオストワルド粘度計を用いて測定した。
【００２５】
実施例１
鞘成分として極限粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレートを、芯成分として極限粘度［η］が０．４５で５−ソジュームスルホイソフタル酸成分を２．５モル％共重合した変成ポリエステルを用い、通常の複合紡糸機により紡糸温度２９０℃で図４に示す吐出孔形状で吐出孔半径が０．４ｍｍ、スリット幅０．０８ｍｍのスリットからなる３分割の鞘成分ポリマスリット吐出孔と、独立した直径０．２０ｍｍの芯成分ポリマ吐出孔からなる口金板を組み合わせた図１の口金装置を用いて、芯鞘複合比が２０：８０で吐出し、１３５０ｍ／分の紡糸速度で未延伸糸を巻き取った。鞘成分、芯成分の各々の単独ポリマの溶融粘度は３０００ｐｏｉｓｅ、１５００ｐｏｉｓｅであった。さらに該未延伸糸を通常のホットロール・ホットプレート延伸機を用いて延伸比２．８倍で延伸して延伸糸を得た。このときの操業性は糸切れもなく良好なものであった。
【００２６】
この延伸糸は、図５に示す芯鞘界面に中空部を有する所望の断面形状であった。
【００２７】
比較例１
口金板として図６に示す従来の口金板を用い芯鞘複合流として吐出孔に導き、図７に示す吐出孔半径が０．４ｍｍ、スリット幅０．０８ｍｍのスリットからなるスリット吐出孔と、直径０．２０ｍｍの吐出孔からなる最終吐出孔を有するものを用いた他は実施例１と同様の条件で紡糸、延伸を行い延伸糸を得た。この糸は、紡糸工程でスリット吐出孔でのニーリング現象が発生し紡糸、延伸工程で糸切れが多く、また、図８に示すように断面形状を観察すると中空割れを起こしており、中空率も低いものであった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の芯鞘複合繊維紡糸用口金板は、芯成分ポリマ流路と鞘成分ポリマ流路を独立させ、それぞれに吐出させることにより、芯成分ポリマに鞘成分ポリマよりも粘度の低いポリマを使用しても芯成分ポリマの吐出ムラが無く安定して吐出させることができ、また、溶融ポリマどうしの接触界面で生じる反応を抑制することができる。さらに、複合流がスリット吐出孔から吐出する場合に生ずるニーリング現象を回避しすることができる。また、鞘成分ポリマを１つ以上の不連続部を有する環状の鞘成分ポリマスリット吐出孔より吐出させ、芯成分ポリマを該鞘成分ポリマスリット吐出孔とは独立した芯成分ポリマ吐出孔より吐出させることにより芯鞘界面に中空部を有した芯鞘複合中空繊維を操業性よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の口金装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】本発明の口金板上部において独立した芯鞘成分ポリマの導入孔の一例を示す口金板の上図面である。
【図３】口金板内での独立した芯鞘成分ポリマ流路の一例を示す口金板縦断面図である。
【図４】口金板に穿設されたスリットからなる鞘成分ポリマ吐出孔と、かつ前記鞘成分用吐出孔とは独立した芯成分ポリマ吐出孔の一例を示す口金板の下部図面である。
【図５】本発明の口金板を用いて得られた芯鞘複合中空繊維の断面の一例を示す横断面図である。
【図６】従来の口金板の縦断面図である。
【図７】図６の口金板の吐出孔の例を示す横断面図である。
【図８】図６の口金板によって得られた繊維の横断面図である。
【符号の説明】
１：上部導入板
２：下部導入板
３：口金板
４：芯成分ポリマ導入孔
５：鞘成分ポリマ導入孔
６：吐出孔
７：芯成分ポリマ吐出孔
８：鞘成分ポリマスリット吐出孔
９：上部導入板芯成分ポリマ供給孔
１０：上部導入板供給口
１１：下部導入板芯成分ポリマ供給孔
１２：下部導入板鞘成分ポリマ供給孔
１３：芯成分流路
１４：鞘成分流路
１５：芯部
１６：鞘部
１７：中空部
【図１】
0003546635.tif 000002
【図２】
0003546635.tif 000003
【図３】
0003546635.tif 000004
【図４】
0003546635.tif 000005
【図５】
0003546635.tif 000006
【図６】
0003546635.tif 000007
【図７】
0003546635.tif 000008
【図８】
0003546635.tif 000009