(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
島成分ポリマーと海成分ポリマーによって構成される複合ポリマー流を吐出するための複合口金であって、各ポリマー成分を分配するための分配孔および分配溝が形成された１枚以上の分配板と、前記分配板のポリマーの紡出経路方向の下流側に位置し、複数の島成分吐出孔と複数の海成分吐出孔とが形成された最下層分配板とで構成され、
前記島成分吐出孔を中心とした半径Ｒ１の仮想円周線Ｃ１上に配置された前記海成分吐出孔と、半径Ｒ２の仮想円周線Ｃ２上に配置された前記海成分吐出孔と、半径Ｒ４の仮想円周線Ｃ４上に配置された前記島成分吐出孔からなる孔群が複数存在し、次の式（１）を満足し、且つ次の（２）の条件イ、ロ、ニのいずれかの配置となる複合口金。
（１）Ｒ２≧Ｒ４≧√３×Ｒ１            式（１）
（２）条件イ．Ｃ１：３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
Ｃ２：３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
Ｃ４：６つの島成分吐出孔が中心角６０度にて等分配置
θ３：Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が６０度
θ５：Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が３０度
条件ロ．Ｃ１：３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
Ｃ２：３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
Ｃ４：３つの島成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
θ３：Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が６０度
θ５：Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が０度
条件ニ．Ｃ１：４つの海成分吐出孔が中心角９０度にて等分配置
Ｃ２：８つの海成分吐出孔が配置
Ｃ４：４つの島成分吐出孔が中心角９０度にて等分配置
θ３：Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が２６．６度
θ５：Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が０度
【請求項２】
（２）の条件ロ、ニのいずれかを満足し、前記島成分吐出孔が半径Ｒ７の仮想円周線Ｃ７上にｎ個（ｎは３、４の自然数、以下同じ）に分割して配置され、次の式（３）を満足し、且つ次の（４）の条件の配置となる請求項１に記載の複合口金。
（３）Ｒ７≦Ｒ１・ｃｏｓ（１８０／ｎ[度]）
（４）Ｃ７：ｎ個の島成分吐出孔が中心角３６０／ｎ度にて等分配置
θ６：Ｃ７とＣ１に配置された吐出孔間の位相角が１８０／ｎ度
【請求項３】
吐出孔数ｎ＝４個において、式（５）を満足することを特徴とする請求項２に記載の複合口金。
（５）Ｒ７≦Ｒ１／２
【請求項４】
前記島成分吐出孔の孔充填密度が０．５孔／ｍｍ２以上である請求項１から３のいずれかに記載の複合口金。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の複合口金を用いた複合紡糸機により、島成分ポリマー比率を５０％以上にて溶融紡糸を行う複合繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合口金および複合繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステルやポリアミドなどの熱可塑性ポリマーを用いた繊維は、力学特性や寸法安定性に優れるため、用途が多様化し、様々な機能性を付与した繊維が数多く開発されるようになった。
【０００３】
例えば、衣料用途では、ソフトな風合い等を付与する狙いで単糸細繊度化・多フィラメント化や、吸水・速乾性の向上や光沢感を変更する等の狙いで単糸異形断面化、また、鮮明性に優れた染色の実現等の新たな機能性付与の狙いでポリマーを改質する等の改良が行われている。また、産業資材用途では、同様に単糸細繊度化・多フィラメント化や単糸異形断面化の他、高強度化、高弾性化や、耐候性、難燃性等の新たな機能性付与を狙ったポリマーの改質等の改良が行われている。さらに、上記改良に加えて、２種類以上のポリマーを組み合わせることによって、単一成分のポリマーでは不十分な性能を補完したり、また、全く新しい機能を付与する複合繊維の開発も盛んに行われている。
【０００４】
この複合繊維には、複合口金を用いて得られる芯鞘型、サイドバイサイド型、海島型繊維と、ポリマー同士を溶融混練することで得られるアロイ型や、海島型繊維がある。芯鞘型は、芯成分を鞘成分が被覆することで、単独繊維では達成されない風合い、嵩高性などといった感性的効果、また、強度、弾性率、耐摩耗性などといった力学特性の付与が可能となる。また、サイドバイサイド型では、単独繊維では不可能であった捲縮性を発現させ、ストレッチ性等を付与することが可能となる。
【０００５】
そして、海島型では、溶融紡糸した後に易溶出成分（海成分）を溶出することにより、難溶出成分（島成分）だけが残存し、単繊維の糸径がナノオーダーの極細繊維を得ることが可能となる。このような極細繊維になると、衣料用途では、一般の繊維では得ることができない柔軟なタッチやきめ細やかさが発現し、人工皮革や新感触テキスタイル等に適用でき、また、繊維間隔が緻密となることから、高密度織物として、防風性、撥水性が必要とされるスポーツ衣料用途にも展開できる。また、産業資材用途では、比表面積が増大し、塵埃捕集性が高まることによる高性能フィルタ等への適用や、また、極細繊維が微細な溝に入りこみ、汚れを拭き取ることによる精密機器などのワイピングクロスや、精密研磨布等にも適用が可能となる。
【０００６】
なお、複合口金により複合繊維を製造する手法を、一般的に、複合紡糸法と言い、ポリマー同士の溶融混練にて製造する手法を、ポリマーアロイ法と言う。上述のような極細繊維を製造するには、ポリマーアロイ法でも可能であるが、繊維径の制御には限界があり、均一、均質な極細繊維を得るのが困難である。それに対して、複合紡糸法は、複合口金で複合ポリマー流を精密に制御し、特に、糸の走行方向において高精度な糸断面形態を均一、均質に形成できる点においては、ポリマーアロイ法よりも優位性が高いと考えられている。当然のことながら、この複合紡糸法における複合口金技術が、安定的に糸断面形態を決定する上で極めて重要であり、従来から、様々な提案が行われている。
【０００７】
例えば、特許文献１では、図１２に示すような複合口金が開示されている。図１２の（ｂ）は特許文献１の複合口金の平面図であり、図１２の（ａ）は（ｂ）の部分拡大平面図である。図中、黒丸の１は島成分ポリマーを吐出する島成分吐出孔、白丸の４は海成分ポリマーを吐出する海成分吐出孔、５は最下層分配板、８は分配溝をそれぞれ示す。以下、各図面において、説明済みの図に対応する部材が存在する場合は、同じ参照符号を用いて説明を省略することがある。特許文献１は、分配板を複数枚重ね、その分配板の最下層に、分配溝８、島成分吐出孔１、海成分吐出孔４を設けた最下層分配板５を配設し、分配板により難溶出成分の島成分ポリマーと、易溶出成分の海成分ポリマーを予め多数に分配した後、最下層分配板５の島成分吐出孔１と海成分吐出孔４より両成分のポリマーを各々吐出し、吐出直後に複合化させることで海島型の複合繊維を製造できることが記載されている。また、この複合口金を用いることで、島形状が六角形断面（ハニカム形状）となる、６１個の均斉に分配された複合繊維を製造できることが記載されている。なお、この複合口金は、一般的には、分配板方式口金と呼ばれている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の複合口金では、最下層分配板５の同一面に島成分吐出孔１と海成分吐出孔４を配置するために、島成分吐出孔１を多く配置できずに、孔充填密度が大きくできず、その結果、ナノオーダーの極細繊維を得られない場合がある。特に、島成分ポリマー同士の合流を防止するために、一つの島成分吐出孔１の周囲に複数の海成分吐出孔４を配置していることから、最下層分配板５には、島成分吐出孔１より多い孔数の海成分吐出孔４が配置されているため、島成分吐出孔１を配置する箇所が限定されて、島成分吐出孔１の孔数を多くできない場合がある。これは、実施例に記載されている通り、得られる繊維が０．０６デニール（繊維径試算：約φ２．５μｍ）と、繊維径がミクロンサイズであり、ナノオーダーには至っていない。そこで、島成分吐出孔１を多く配置しようとすると、複合口金が大型化し、繊維分野の多錘型の紡糸設備では生産性、操業性が好ましくない問題が生じる場合がある。また、本発明者らの知見によると、孔群の配設パターンとして、島成分吐出孔１の周囲に六角形を形成するように海成分吐出孔４を配設することで、島形状は六角形断面となるが、それ以外の孔群の配設パターンは提示されておらず、多種な島形状を有する海島型の複合繊維を得ることができない場合がある。
【０００９】
また、特許文献１と別の孔配設パターンとして、図９、図１０が開示されている。図９、図１０は、特許文献５の複合口金の部分拡大平面図である。本発明者らの知見によると、特許文献５は、島成分吐出孔１の周囲に、海成分吐出孔４を３等配、もしくは４等配に配設したパターンであり、一見、島成分が多角形となる海島型の複合繊維が得られそうであるが、実際は、島成分ポリマー同士の合流が発生する場合があり、特に、島成分ポリマーの比率を大きくした場合により顕著となる。
【００１０】
また、特許文献２では、図１３に示すような複合口金が開示されている。図１３は、特許文献２の複合口金の概略断面図である。図中、１０は吐出板、４２は口金吐出孔、４３は多層板、４４は分割板、４５は配列板をそれぞれ示す。特許文献２は、多層板４３、分割板４４、配列板４５、吐出板１０を順に積層して構成され、上流側から流入した海成分ポリマーと島成分ポリマーを多層化し、部分的に分割した上で、それを並べ替え、更に分割を繰り返すことで、多数の島成分を有する海島複合流へと変化させて、最終的に口金吐出孔４２から吐出することで、海島型の複合繊維を製造できることが記載されている。そして、島成分ポリマーを溶解し、得られる極細繊維は、長時間の紡糸においても海島構造に乱れが無く、島形状は円形で太さが均一であり、繊維径がナノオーダーに到達可能であることが記載されている。
【００１１】
しかしながら、特許文献２の複合口金を用いて得られる極細繊維の島形状は、円形か、それに類似した楕円形状に限定されるため、複雑な形状、例えば多角形となる島形状を有する極細繊維を得ることができない場合がある。また、特許文献２では、理論島数に対して、実際の島数のバラツキ（（最大島数−最小島数）／平均島数×１００［％］）が±２０％の範囲となることから、高精密な島数の制御ができない場合がある。また、使用できる海成分ポリマーの種類が、ポリエチレン、ポリスチレンに限定されており、多種多様なポリマー（ポリエステル、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリオレフィン等々の分子構造が異なるポリマー）を使用できない場合がある。
【００１２】
また、特許文献３では、図１４に示すような複合口金が開示されている。図１４は特許文献３の複合口金の概略断面図である。図中、３０はパイプ、３１は海成分ポリマー導入流路、３２は島成分ポリマー導入流路、３３は上口金板、３４は中口金板、３５は下口金板、４０は海成分ポリマー分配室、４１はパイプ挿入孔をそれぞれ示す。特許文献３は、一般的にパイプ方式口金として知られており、海成分ポリマー導入流路３１、島成分ポリマー導入流路３２、およびパイプ３０を設けた上口金板３３と、パイプ３０の外径と同等、もしくは大きな口径のパイプ挿入孔４１を設けた中口金板３４と、口金吐出孔４２を設けた下口金板３５にて構成されている。そこで、易溶出成分の海成分ポリマーは、海成分ポリマー導入流路３１から海成分ポリマー分配室４０に導かれ、パイプ３０の外周を充満するのに対して、難溶出成分の島成分ポリマーは、島成分ポリマー導入流路３２からパイプ３０に導かれ、パイプ３０から吐出することで、両成分のポリマーが合流し、海島複合断面を形成した後、パイプ挿入孔４１を経て、口金吐出孔４２から複合ポリマー吐出し、海島型の複合繊維を製造することができると記載されている。
【００１３】
しかしながら、特許文献３のパイプ方式口金の大きな問題点は、１島を製作するのに、パイプ厚みが加算されることから、１つのパイプ当たりの面積が拡大する。また、口金の製作上、パイプ３０を上口金板３３に圧入し溶接固定していることから、溶接代が必要であり、さらに、パイプ３０を挿入するための孔を設けることから、強度上の問題によりパイプ間同士の間隙を狭化できない。そのため、パイプ３０を単位面積当たりに密に配置することができず、繊維径がナノオーダーの超極細繊維を製造することが困難な場合がある。また、円筒状のパイプ３０を使用するため、得られる島形状は、円形か、それに類似した楕円形状に限定されるため、複雑な形状、例えば多角形となる島形状を有する海島型の複合繊維を得ることができない場合がある。
【００１４】
また、所望の繊維形態を得るためには、複数の複合口金を試作して紡糸評価を幾つか繰り返す必要があるが、この複合口金の構造は非常に複雑であるため、口金の製作に期間や手間、費用が必要となり、この点においても設備費が過大となる問題がある。また、パイプ３０が密集して配設されたパイプ群の外周に、海成分ポリマー導入流路３１が配設されていることから、パイプ群の中心に海成分ポリマーを十分に供給することが困難となり、特に、パイプ群の中心のパイプ３０から吐出された島成分ポリマー同士の合流が発生する場合がある。特に、孔充填密度を大きくするために、パイプ３０をより密集して配置すれば、上記問題は、より顕著となる。本発明者らの知見によると、パイプ３０のパイプ群の中には、海成分ポリマー導入流路３１を自由に配設することは、構造的に困難な場合がある。これは、例えば、パイプ群の中に配設するためには、パイプ３０を途中で屈曲させる等をして、海成分ポリマー導入流路３１を設ける必要があるため、口金の構造が非常に複雑になり、設備費が過大となる問題がある。
【００１５】
また、パイプ方式口金に類似した例として、図１５に示すような、特許文献４の複合口金が開示されている。図１５は、特許文献４の複合口金の概略断面図である。図中、２５は吐出孔、２７は放射状溝、２８は同心円状溝を示す。特許文献４は、島成分吐出孔１の周囲に放射状溝２７や、吐出孔２５に周囲に同心円上溝２８を形成させることで、海成分ポリマーの分配性を向上させ、海成分ポリマー比率が少ない場合であっても、島成分同士の合流を抑制した海島型複合繊維を得ることができると記載されている。また、本発明者らの知見によると、パイプを用いずに、機械加工にて孔を形成していることから、特許文献３のような、口金製作の際のパイプ使用の問題が回避できることから、特許文献３と比べて、孔充填密度を幾分は大きくすることが可能となる。
【００１６】
しかしながら、島成分吐出孔１や、吐出孔２５の周囲に溝加工を施していることから、孔間ピッチが大きくなり、孔充填密度を充分には大きくできず、繊維径がナノオーダーの超極細繊維を製造することが困難な場合がある。これは、実施例に記載されている通り、得られる繊維の最小径が１μｍであることから、ナノオーダーには到達できていない。また、口金に複雑な溝加工を行っているため、口金の製作に期間や手間、費用が必要となり、この点においても設備費が過大となる問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平７−２６４２０号公報
【特許文献２】特開２０００−１１００２８号公報
【特許文献３】特開２００７−１００２４３号公報
【特許文献４】特開２００６−１８３１５３号公報
【特許文献５】特開２００８−３８２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
以上の様に、島成分吐出孔の孔充填密度を高めつつ、高い島成分比率（＝低い海成分比率）において、島成分ポリマー同士の合流を防止し、異形状の超極細繊維を得ることが切望されているが、上記した様に、種々の問題が残されており、海島型の複合繊維製造の妨げとなってきた。従って、この問題を解決することは、工業上、重要な意味を有するのである。よって、本発明の目的は、海島型複合繊維を製造するための分配板方式口金において、島成分ポリマーの吐出孔の孔充填密度を拡大しつつ、島成分ポリマー同士の合流を防止することで、多様な繊維断面形態、特に、異形断面を高精度に形成し、この断面形態の寸法安定性を高く維持できる複合口金、および複合口金を用いた複合紡糸機により溶融紡糸を行う複合繊維の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の複合口金は次のような構成を有する。すなわち、本発明によれば、島成分ポリマーと海成分ポリマーによって構成される複合ポリマー流を吐出するための複合口金であって、各ポリマー成分を分配するための分配孔および分配溝が形成された１枚以上の分配板と、前記分配板のポリマーの紡出経路方向の下流側に位置し、複数の島成分吐出孔と複数の海成分吐出孔とが形成された最下層分配板とで構成され、前記島成分吐出孔を中心とした半径Ｒ１の仮想円周線Ｃ１上に配置された前記海成分吐出孔と、半径Ｒ２の仮想円周線Ｃ２上に配置された前記海成分吐出孔と、半径Ｒ４の仮想円周線Ｃ４上に配置された前記島成分吐出孔からなる孔群が複数存在し、次の式（１）を満足し、且つ次の（２）の条件イ〜ニのいずれかの配置となる複合口金が提供される。
（１）Ｒ２≧Ｒ４≧√３×Ｒ１            式（１）
（２）条件イ．Ｃ１：３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
Ｃ２：３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
Ｃ４：６つの島成分吐出孔が中心角６０度にて等分配置
θ３：Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が６０度
θ５：Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が３０度
条件ロ．Ｃ１：３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
Ｃ２：３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
Ｃ４：３つの島成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
θ３：Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が６０度
θ５：Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が０度
条件ハ．Ｃ１：６つの海成分吐出孔が中心角６０度にて等分配置
Ｃ２：６つの海成分吐出孔が中心角６０度にて等分配置
Ｃ４：６つの島成分吐出孔が中心角６０度にて等分配置
θ３：Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が０度
θ５：Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が３０度
条件ニ．Ｃ１：４つの海成分吐出孔が中心角９０度にて等分配置
Ｃ２：８つの海成分吐出孔が配置
Ｃ４：４つの島成分吐出孔が中心角９０度にて等分配置
θ３：Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が２６．６度
θ５：Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が０度
また、本発明の好ましい形態によれば、上記（２）の条件ロ、ニのいずれかを満足し、前記島成分吐出孔が半径Ｒ７の仮想円周線Ｃ７上にｎ個（ｎは３、４の自然数、以下同じ）に分割して配置され、次の式（３）を満足し、且つ次の（４）の条件の配置となる複合口金が提供される
（３）Ｒ７≦Ｒ１・ｃｏｓ（１８０／ｎ[度]）
（４）Ｃ７：ｎ個の島成分吐出孔が中心角３６０／ｎ度にて等分配置
θ６：Ｃ７とＣ１に配置された吐出孔間の位相角が１８０／ｎ度
また、本発明の好ましい形態によれば、吐出孔数ｎ＝４個において、式（５）を満足する複合口金が提供される。
（５）Ｒ７≦Ｒ１／２
また、本発明の好ましい形態によれば、前記島成分吐出孔の孔充填密度が０．５孔／ｍｍ２以上である複合口金が提供される。
【００２０】
また、本発明の別の実施形態によれば、上記複合口金において、島成分ポリマー比率を５０％以上にて溶融紡糸を行う複合繊維の製造方法が提供される。
【００２１】
本発明において、「分配孔」とは、複数の分配板の組合せにより、孔が形成され、ポリマーの紡出経路方向に、ポリマーを分配する役割を果たすものをいう。
【００２２】
本発明において、「分配溝」とは、複数の分配板の組合せにより、溝が形成され、ポリマーの紡出経路方向に垂直な方向に、ポリマーを分配する役割を果たすものをいう。ここで、分配溝は、細長い穴（スリット）であってもよいし、細長い溝が掘ってあってもよい。
【００２３】
本発明において、「ポリマーの紡出経路方向」とは、各ポリマー成分が計量板から吐出板の口金吐出孔まで流れる主方向をいう。
【００２４】
本発明において、「ポリマーの紡出経路方向に垂直な方向」とは、各ポリマー成分が計量板から吐出板の口金吐出孔まで流れる主方向に垂直な方向をいう。
【００２５】
本発明において、「半径Ｒ１の仮想円周線Ｃ１」とは、基準となる島成分吐出孔に最も近接した海成分吐出孔との中心点間距離を半径Ｒ１とした仮想円周線Ｃ１をいう。
【００２６】
本発明において、「半径Ｒ２の仮想円周線Ｃ２」とは、基準となる島成分吐出孔に２番目に近接した海成分吐出孔との中心点間距離を半径Ｒ２とした仮想円周線Ｃ２をいう。
【００２７】
本発明において、「半径Ｒ４の仮想円周線Ｃ４」とは、基準となる島成分吐出孔に最も近接した島成分吐出孔との中心点間距離を半径Ｒ４とした仮想円周線Ｃ４をいう。
【００２８】
本発明において、「半径Ｒ７の仮想円周線Ｃ７」とは、ｎ個の島成分吐出孔の中心を結ぶ線分により仮想多角形を形成し、仮想多角形の重心を仮想中心Ｏとして、仮想中心Ｏと仮想多角形を形成する島成分吐出孔との中心点間距離を半径Ｒ７とした仮想円周線Ｃ７をいう。
【００２９】
本発明において、Ｃ７とＣ１に配置された吐出孔間の位相角θ６とは、前記仮想中心Ｏと前記仮想円周線Ｃ１上に配置された前記海成分吐出孔の中心点を結ぶ線分と、前記仮想中心Ｏと前記仮想円周線Ｃ７上に配置された前記島成分吐出孔の中心点を結ぶ線分とが交差する角度をいう。
【００３０】
本発明において、「中心角」とは、基準となる島成分吐出孔の中心点と、仮想円周線Ｃ１、Ｃ２に各々配置された円周方向に隣り合う二つの海成分吐出孔の中心点、または仮想円周線Ｃ４上に配置された円周方向に隣り合う二つの島成分吐出孔の中心点とを結ぶ線分が交差する角度、または、仮想中心Ｏと、仮想円周線Ｃ７上に配置された円周方向に隣り合う二つの島成分吐出孔の中心点とを結ぶ線分が交差する角度をいう。
【００３１】
本発明において、「位相角」とは、基準となる島成分吐出孔の中心点と仮想円周線Ｃ１上に配置された海成分吐出孔の中心点を結ぶ線分と、基準となる島成分吐出孔の中心点と仮想円周線Ｃ２に配置された海成分吐出孔の中心点を結ぶ線分とが交差する角度、または、基準となる島成分吐出孔の中心点と仮想円周線Ｃ１上に配置された海成分吐出孔の中心点を結ぶ線分と、基準となる島成分吐出孔の中心点と仮想円周線Ｃ２に配置された海成分吐出孔の中心点を結ぶ線分とが交差する角度をいう。
【００３２】
本発明において、「孔充填密度」とは、請求項１の範囲においては、島成分ポリマーを吐出する島成分吐出孔数を吐出導入孔の断面積で除することによって求めた値をいう。請求項２および３の範囲においては、仮想円周線Ｃ７上に配置されたｎ個の島成分吐出孔を一つの島成分孔群とし、島成分孔群の数を吐出導入孔の断面積で除することによって求めた値をいう。この孔充填密度が大きい程、島成分ポリマー成分が多数にて構成される複合繊維である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の複合口金によれば、島成分ポリマーの吐出孔の孔充填密度を拡大しつつ、島成分ポリマーを均一に分配し、島成分ポリマー同士の合流を防止することで、多様な繊維断面形態、特に異形断面を高精度に形成し、この断面形態の寸法安定性を高く維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に用いられる最下層分配板の部分拡大平面図である。
【図２】本発明の別の実施形態に用いられる最下層分配板の部分拡大平面図である。
【図３】本発明の別の実施形態に用いられる最下層分配板の部分拡大平面図である。
【図４】本発明の別の実施形態に用いられる最下層分配板の部分拡大平面図である。
【図５】本発明の実施形態に用いられる複合口金の概略断面図である。
【図６】本発明の実施形態に用いられる複合口金と、紡糸パック、冷却装置周辺の概略断面図である。
【図７】図５のＸ−Ｘ矢視図である。
【図８】本発明の実施形態に用いられる複合口金により製造された代表的な複合繊維の断面概略図である。
【図９】従来例の複合口金の最下層分配板の部分拡大平面図である。
【図１０】本発明とは異なる最下層分配板の部分拡大平面図である。
【図１１】従来例の複合口金の最下層分配板の部分拡大平面図である。
【図１２】従来例の複合口金の最下層分配板の平面図、および部分拡大平面図である。
【図１３】従来例の複合口金の概略断面図である。
【図１４】従来例の複合口金の概略断面図である。
【図１５】従来例の複合口金の概略断面図である。
【図１６】本発明の別の実施形態に用いられる最下層分配板の部分拡大平面図である。
【図１７】本発明の実施形態に用いられる分配板、最下層分配板の概略部分断面図である。
【図１８】本発明の別の実施形態に用いられる最下層分配板の部分拡大平面図である。
【図１９】本発明の別の実施形態に用いられる最下層分配板の部分拡大平面図である。
【図２０】本発明の別の実施形態に用いられる複合口金により製造された代表的な複合繊維の断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明の複合口金の実施形態について詳細に説明する。図５は、本発明の実施形態に用いられる複合口金の概略断面図であり、図７は図５のＸ−Ｘ矢視図であり、図１は図７の部分拡大平面図であり、図２、図３、図４、図１６、図１８、図１９は本発明の別の実施形態に用いられる最下層分配板の部分拡大平面図であり、図６は本発明の実施形態に用いられる複合口金と、紡糸パック、冷却装置周辺の概略断面図、図１７は本発明の実施形態に用いられる分配板、最下層分配板の概略部分断面図である。なお、これらは、本発明の要点を正確に伝えるための概念図であり、図を簡略化しており、本発明の複合口金は特に制限されるものでなく、孔および溝の数ならびにその寸法比などは実施の形態に合わせて変更可能なものとする。
【００３６】
本発明の実施形態に用いられる複合口金１８は、図６に示すように、紡糸パック１５に装備され、スピンブロック１６の中に固定され、複合口金１８の直下に冷却装置１７が構成される。そこで、複合口金１８に導かれた２成分以上のポリマーは、各々、計量板９、分配板６、最下層分配板５を通過して、吐出板１０の口金吐出孔４２から吐出された後、冷却装置１７により吹き出される気流により冷却され、油剤を付与された後に、海島型複合繊維として巻き取られる。なお、図６では、環状内向きに気流を吹き出す環状の冷却装置１７を採用しているが、一方向から気流を吹き出す冷却装置を用いてもよい。また、計量板９の上流側に装備する部材に関しては、既存の紡糸パック１５にて使用された流路等を用いればよく、特別に専有化する必要が無い。
【００３７】
本発明の実施形態に用いられる複合口金１８は、図５に示すように、計量板９と、少なくとも１枚以上の分配板６、最下層分配板５、吐出板１０を順に積層して構成され、特に、分配板６と最下層分配板５は薄板にて構成されるのが好ましい。その場合、計量板９と分配板６、および最下層分配板５と吐出板１０は、位置決めピンにより、紡糸パック１８の中心位置（芯）が合うように位置決めを行い、積層した後に、ネジ、ボルト等で固定してもよく、熱圧着により金属接合（拡散接合）させてもよい。特に、分配板６同士や、分配板６と最下層分配板５は、薄板を使用するため、熱圧着により金属接合（拡散接合）させるのが好ましい。
【００３８】
ここで、薄板の板厚みは、０．０１〜０．５ｍｍの範囲とするのが良く、更には、０．０５〜０．３ｍｍの範囲となるのが好適である。薄板の板厚みを薄くすることで、加工できる孔の孔径や溝幅、そして孔間、溝間ピッチを小さくでき、孔充填密度を大きくできる利点を有する。具体的には、島成分吐出孔１の中で最小となる孔の直径ＤＭＩＮと、その最小孔が形成された最下層分配板５の板厚みＢＴが、式（６）の式を満たすことで、孔充填密度をより大きくすることができる。また、分配溝８が形成されている場合には、溝幅をＤＭＩＮとし、分配板６の板厚みＢＴとが、式（６）を満たすことで、上記と同様に、孔充填密度をより大きくすることができる。
【００３９】
ＢＴ／ＤＭＩＮ≦２                                      ・・・（６）
ここで、ＢＴ／ＤＭＩＮ＞２の場合には、上記の通り、孔充填密度をより大きくすることが可能であるが、更に、島成分ポリマーの吐出斑を最小化しようとすると、式（６）を満たすことがより好ましい。
【００４０】
但し、分配板６、最下層分配板５の板厚みを０．０１〜０．５ｍｍの範囲の中において、薄くすると、薄板の強度が低下し、撓みが発生し易くなるため、使用できるポリマーの種類が制限される場合がある（高粘度ポリマーでは圧損が大きくなり、撓みが発生する）。その場合、薄板を複数枚積層させて、それらを金属接合させることで、全体厚みを大きくし、強度を向上させれば良い。また、薄板の板厚みを厚くすることで、一枚当りの強度が向上することから、使用できるポリマーの種類が増える利点を有する。但し、厚くし過ぎると、加工できる孔径、溝幅、孔・溝間ピッチを狭くできず、延いては、孔充填密度を大きくできない場合がある。その場合には、孔数が多い分配板の厚みを薄くし、孔数が少なくなるに従い厚みを厚くすればよい。
【００４１】
そこで、計量板９より供給された各成分のポリマーは、少なくとも１枚以上積層された分配板６の分配溝８、および分配孔７を通過した後、最下層分配板５の島成分ポリマーを吐出するための島成分吐出孔１、および海成分ポリマーを吐出するための海成分吐出孔４より吐出することで、各成分のポリマーが合流し、複合ポリマー流が形成される。その後、複合ポリマー流は、吐出板１０の吐出導入孔１１、縮小孔１２を通過して、口金吐出孔４２より吐出される。
【００４２】
また、最下層分配板５に配設された島成分吐出孔１の孔径は、全て均等な大きさが好ましく、また、海成分吐出孔４の孔径も、全て均等な大きさが好ましい。それにより、島成分吐出孔１から吐出される島成分ポリマー、および海成分吐出孔４から吐出される海成分ポリマーの吐出速度を均一化できることから、均斉度の優れた島成分断面を得ることができる。また、島成分吐出孔１、海成分吐出孔４の孔径は異なっていてもよく、島成分／海成分ポリマー比率により適宜決定すればよい。これは、島成分ポリマーの比率を多くした場合、一つの島成分吐出孔１から吐出される島成分ポリマーの吐出速度（吐出速度とは、吐出流量を、島成分吐出孔１または海成分吐出孔４の断面積で除した値を言う。）と、一つの海成分吐出孔４から吐出される海成分ポリマーの吐出速度をおよそ等しくなるように、ポリマー吐出量の多い島成分吐出孔１の孔径を大きく、または、ポリマー吐出量の小さい海成分吐出孔４の孔径を小さくすることが好ましい。それにより、得られる島成分の断面形態を著しく安定させ、精度よく形態を維持することができる。島成分吐出孔１、および海成分吐出孔４の孔径は、０．０１〜０．５ｍｍの範囲とするのが良く、更には、０．０５〜０．３ｍｍの範囲となるのが好適である。
【００４３】
まず、本発明の最も重要なポイントである、複合口金１８の孔充填密度を大きくしつつ、島成分のポリマー同士の合流を防止し、多様な繊維断面形態、特に異形断面を高精度に形成できる原理について説明する。ここで、孔充填密度を大きくするためには、島成分吐出孔１の間隔を極力近接しなければならないが、その場合、隣り合う島成分吐出孔間において、島成分ポリマー同士の合流が発生する。そこで、この島成分ポリマー同士の合流を防止するために、例えば図１２に示すように、島成分吐出孔１の周りを、海成分ポリマーを吐出する海成分吐出孔４にて囲い込む配置を行うと、隣り合う島成分ポリマー同士の合流を抑制し、島成分が六角形断面となる繊維を得ることができる。しかしながら、その反面、島成分吐出孔間距離が大きくなり過ぎて、孔充填密度を大きくすることができない。つまりは、孔充填密度と島成分ポリマーの合流防止にはトレードオフの関係が発生する。
【００４４】
ここで、島成分の断面形態が丸形状における島成分ポリマー同士の合流は、隣り合う島成分吐出孔１の中心を結ぶ線上において主に発生するが、エッジ（角）部を複数有する異形状の場合には、島成分吐出孔１の重心を結ぶ線上だけでは無く、隣り合うエッジ部間においても発生する。また、生産効率を考えると島成分ポリマー比率を極力大きくし、海成分ポリマー比率を小さくすることが好ましいが、その場合、島成分ポリマー同士の合流発生がより顕著となる。
【００４５】
従って、孔充填密度を大きくし、島成分ポリマー同士の合流を抑制し、高精度な繊維断面形態を有する繊維を製造するのは極めて重要な技術となる。そこで、本発明者らは、従来の技術では、何の配慮もされていなかった、上記問題に関して、鋭意検討を重ねた結果、本発明の新たな技術を見出すに至った。
【００４６】
即ち、本発明の実施形態の最下層分配板５は、島成分吐出孔１を中心とした半径Ｒ１の仮想円周線Ｃ１上に海成分吐出孔４と、半径Ｒ２の仮想円周線Ｃ２上に海成分吐出孔４と、半径Ｒ４の仮想円周線Ｃ４上に島成分吐出孔１とを一つの孔群とし、この孔群が複数配置されており、式（１）を満足し、且つ（２）の条件イ〜ニのいずれかとなるように配置されている。ここで、（２）の条件イ、条件ロは、島成分が三角形断面、条件ハは六角形断面、条件ニは四角形断面となる島成分吐出孔１、および海成分吐出孔４の配置パターンを示している。
【００４７】
一つ目のパターンとしては、図１に示すように、ある島成分吐出孔１を基準とし、その基準の島成分吐出孔１に最も短い中心間距離で隣接する海成分吐出孔４ａとしたとき、基準の島成分吐出孔１と海成分吐出孔４ａの中心点を結ぶ線分を半径Ｒ１とした仮想円周線をＣ１とし、その仮想円周線Ｃ１上に海成分吐出孔４を配置し、次いで、２番目に短い中心間距離で隣接する海成分吐出孔４ｂとしたとき、基準の島成分吐出孔１と海成分吐出孔４ｂの中心を結ぶ線分を半径Ｒ２とした仮想円周線Ｃ２とし、その仮想円周線Ｃ２上に海成分吐出孔４を配置し、さらに、基準となる島成分吐出孔１に最も短い中心間距離で隣接する島成分吐出孔１ａとしたとき、基準の島成分吐出孔１、１ａの中心を結ぶ線分を半径Ｒ４とした仮想円周線Ｃ４とし、仮想円周線Ｃ１と仮想円周線Ｃ２とに挟まれた領域内に、仮想円周線Ｃ４を配置し、式（１）を満足し、且つ、各々の仮想円周線Ｃ１、Ｃ２、およびＣ４上には（２）の条件イとなるように配置する。ここで、式（１）は、小数点第４位を四捨五入して算出する。
（１）Ｒ２≧Ｒ４≧√３×Ｒ１          式（１）
（２）条件イ．Ｃ１：３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
Ｃ２：３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
Ｃ４：６つの島成分吐出孔が中心角６０度にて等分配置
θ３：Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が６０度
θ５：Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が３０度
条件ロ．Ｃ１：３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
Ｃ２：３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
Ｃ４：３つの島成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置
θ３：Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が６０度
θ５：Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が３０度
条件ハ．Ｃ１：６つの海成分吐出孔が中心角６０度にて等分配置
Ｃ２：６つの海成分吐出孔が中心角６０度にて等分配置
Ｃ４：６つの島成分吐出孔が中心角６０度にて等分配置
θ３：Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が０度
θ５：Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が３０度
条件ニ．Ｃ１：４つの海成分吐出孔が中心角９０度にて等分配置
Ｃ２：８つの海成分吐出孔が配置
Ｃ４：４つの島成分吐出孔が中心角９０度にて等分配置
θ３：Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が２６．６度
θ５：Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が０度
それにより、最も合流が発生し易い、基準の島成分吐出孔１と、島成分吐出孔１ａとの間における島成分ポリマー同士の合流を防止し、且つ、仮想円周線Ｃ１上の海成分吐出孔４ａの配置により異形断面（三角形断面）の直線部を形成し、仮想円周線Ｃ２上の海成分吐出孔４ｂの配置によりエッジ部を形成することで、島成分が均一で、高精度な断面（三角形断面）形態となる繊維を得ることができる。
【００４８】
上記の本発明の原理をポリマーの流れ形態に沿って説明すると、島成分ポリマー、海成分ポリマーの両ポリマーは、最下層分配板５の下流側の吐出導入孔１１に向けて一斉に吐出され、各ポリマーがポリマーの紡出経路方向に垂直な方向に拡幅しつつ、ポリマーの紡出経路方向に沿って流れ、両ポリマーが合流し、複合ポリマー流を形成する。その際、基準の島成分吐出孔１と島成分吐出孔１ａから吐出された島成分ポリマー同士が合流するのを防止するためには、島成分ポリマーを物理的に分断する海成分ポリマーを介在させることが有効であり、この役割を仮想円周線Ｃ１上の海成分吐出孔４ａから吐出される海成分ポリマーが果たしている。
【００４９】
そして、もう一つ、仮想円周線Ｃ１上の海成分吐出孔４ａの重要な役割は、島成分が異形断面となる形態を形成することである。これは、基準の島成分吐出孔１から吐出された島成分ポリマーの拡幅を部分的に抑制する、つまりは、島成分が三角形断面となる形態を得るために、３つの海成分吐出孔４ａを中心角１２０度にて等分配置することで、３箇所から島成分ポリマーの拡幅を抑制する。そして、仮想円周線Ｃ２上の海成分吐出孔４ｂを、位相角６０度を有して、中心角１２０度にて等分配置することで、海成分吐出孔４ａの孔間から流れ出す島成分ポリマーを海成分吐出孔４ｂから吐出された海成分ポリマーにより抑制させる。海成分吐出孔４ａと海成分吐出孔４ｂが位相差を有し、且つ半径が異なる仮想円周線上Ｃ１と仮想円周線Ｃ２上に配置されていることから、内周側に配置された海成分吐出孔４ａにおいて三角形断面の辺を形成し、外周側に配置された海成分吐出孔４ｂにおいて、三角形断面のエッジ（角）部を形成する役割を有する。
【００５０】
それに加えて、基準となる島成分吐出孔１から吐出された島成分ポリマーと、仮想円周線Ｃ４上の島成分吐出孔１ａから吐出される島成分ポリマーとの合流を抑制する役割も有している。
【００５１】
これは、島充填密度を大きく、島成分が異形断面となる繊維を得るためには、仮想円周線Ｃ４の半径Ｒ４を小さくし、基準の島成分吐出孔１と島成分吐出孔１ａとを近接すれば良いが、その場合、それぞれの孔から吐出された島成分ポリマーが拡幅し、島成分ポリマー同士が合流する限界となる距離があることを本発明者らは見出した。これは、仮想円周線Ｃ１と仮想円周線Ｃ２に挟まれた空間において、島成分吐出孔１から吐出された島成分ポリマーを充分に拡幅させる空間を形成しつつ、島成分ポリマーの合流を抑制できる孔配置がポイントとなる。つまり、それは、基準となる島成分吐出孔１に隣接する島成分吐出孔１ａとの中心点間距離となる半径Ｒ４が、式（１）を満足するように決定すればよい。
【００５２】
ここで、式（１）のＲ４＞Ｒ２の場合には、基準となる島成分吐出孔１と仮想円周線Ｃ４上に配置された島成分吐出孔１同士を近接することができず、その結果、島充填密度を大きくすることができない。また、式（１）のＲ４＜√３×Ｒ１の場合には、基準となる島成分吐出孔１と、仮想円周線Ｃ４上に配置された島成分吐出孔１とから吐出される島成分ポリマー同士の合流が発生する場合がある。また、この配置の特徴としては、島数を多く配置し、島充填密度を大きくできる反面、島成分ポリマー比率を５０％以上にできない場合があるため、ナノファイバーと言った、繊維径がナノサイズとなる複合繊維を得ることに適合している。
【００５３】
次いで、島成分が三角形断面となるその他の配置パターンとしては、図２に示すように、（２）の条件ロの配置がある。これは、基準となる島成分吐出孔１の周囲の仮想円周線Ｃ１上に３つの海成分吐出孔４を中心角１２０度にて等分配置し、その外周の仮想円周線Ｃ４上に位相角０度を有して、３つの島成分吐出孔１を中心角１２０度にて等分配置し、その外周の仮想円周線Ｃ２上に位相角６０度を有して、３つの海成分吐出孔４を中心角１２０度にて等分配置する。このような配置とすることで、島成分ポリマー比率を大きくでき、７０％以上と言った高い島比率においても、島成分ポリマー同士の合流が無く、島成分が均一な三角形断面となる繊維を得ることができる。
【００５４】
また、図３に示すように、島成分が六角形断面となる配置パターンとしては、（２）の条件ハに配置がある。（２）のハの配置では、基準となる島成分吐出孔１の周囲の仮想円周線Ｃ１上に６つの海成分吐出孔４を中心角６０度にて等分配置し、その外周の仮想円周線Ｃ４上に位相角３０度を有して、６つの島成分吐出孔１を中心角６０度にて等分配置し、その外周の仮想円周線Ｃ２上に位相角３０度を有して、６つの海成分吐出孔４を中心角６０度にて等分配置する。このような配置とすることで、孔充填密度を大きく、且つ、島成分ポリマー比率を大きくでき、７０％以上と言った高い島比率においても、島成分ポリマー同士の合流が無く、島成分が均一な六角形断面となる繊維を得ることができる。
【００５５】
また、図４に示すように、島成分が四角形断面となる配置パターンとしては、（２）の条件ニに配置がある。（２）の条件ニの配置では、基準となる島成分吐出孔１の周囲の仮想円周線Ｃ１上に４つの海成分吐出孔４を中心角９０度にて等分配置し、その外周の仮想円周線Ｃ４上に位相角０度を有して、４つの島成分吐出孔１を中心角９０度にて等分配置し、その外周の仮想円周線Ｃ２上に位相角２２．５度を有して、８つの海成分吐出孔４を配置する。このような配置とすることで、孔充填密度を大きく、且つ、島成分ポリマー比率を大きくでき、７０％以上と言った高い島比率においても、島成分が均一な四角形断面となる繊維を得ることができる。
【００５６】
次いで、異形度の高い断面形態を形成し、これを高い孔充填密度にて達成できる原理について説明する。ここで、本発明者らの知見によると、異形度が高い断面形状になるに従い、隣り合う島成分吐出孔１の重心を結ぶ線上だけでは無く、島成分断面のエッジ（角）部間においても島成分ポリマー同士の合流が発生し易くなる。また、島成分吐出孔１を所望の形となるように複数個を密集させて配置させ、島成分吐出孔１から吐出された島ポリマーを合流させることで高い異形度の断面形態を形成することが考えられるが、本発明者らの知見によると、一つの島成分の断面形態を形成するのに、複数個の島成分吐出孔１が必要となることから、複合口金に配置できる孔数には制約があり、その結果、孔充填密度を大きくすることができず、数百、数千の島成分の断面形態を形成するには限界がある。      
【００５７】
従って、島成分の断面形状の異形度が大きくなるほどに、島成分ポリマー同士の合流が発生し易くなり、高い生産効率の下、それを達成するためには、更に難易度が高くなる。そこで、本発明者らは、従来の技術では、配慮されていなかった上記問題に関して、鋭意検討を重ねた結果、本発明の新たな技術を見出すに至った。
【００５８】
即ち、図１８に示すように、本発明の別の実施形態の最下層分配板５は、（２）の条件ロ、ニのいずれかを満足し、基準となる島成分吐出孔１が仮想中心Ｏを中心として、半径Ｒ７の仮想円周線Ｃ７上にｎ個（ｎは３、４の自然数、以下同じ）に分割して配置され、仮想円周線Ｃ４上の島成分吐出孔１が仮想群中心Ｐを中心として、半径Ｒ７の仮想円周線Ｃ７上にｎ個に分割して配置されている。ここで、ｎが３個の場合は島成分がＹ型断面、ｎが４個の場合は十字断面となる島成分吐出孔１、および海成分吐出孔４の配置パターンを示している。ｎの個数が小さい方が、高い異形度の断面形状を得ることができる。
【００５９】
まず、ｎが３個のパターンとしては、図１８に示すように、仮想中心Ｏと仮想円周線Ｃ７上の３個の島成分吐出孔１ｂ、１ｃ、１ｄとの中心点間距離、および、仮想群中心Ｐに隣接した３個の島成分吐出孔１との中心点間距離を半径Ｒ７とし、式（３）を満足し、且つ、（４）の条件となるように配置する。ここで、式（３）は、小数点第４位を四捨五入して算出する。
（３）Ｒ７≦Ｒ１・ｃｏｓ（１８０／ｎ[度]）
（４）Ｃ７：ｎ個の島成分吐出孔が中心角３６０／ｎ度にて等分配置
θ６：Ｃ７とＣ１に配置された吐出孔間の位相角が１８０／ｎ度
それにより、仮想円周線Ｃ７上の３つの島成分吐出孔１ｂ、１ｃ、１ｄから吐出された島成分ポリマーが合流することで、三角形断面の角辺に凹みを形成しつつ、最も合流が発生し易い、仮想円周線Ｃ７上の島成分吐出孔１の孔群と、仮想円周線Ｃ４上の島成分吐出孔１の群との間における島成分ポリマー同士の合流を防止することで、島成分が均一で、高い異形断面（Ｙ字断面）形態となる繊維を得ることができる。
【００６０】
上記の本発明の原理をポリマーの流れ形態に沿って説明すると、島成分ポリマー、海成分ポリマーの両ポリマーは、最下層分配板５の下流側の吐出導入孔１１に向けて一斉に吐出され、各ポリマーがポリマーの紡出経路方向に垂直な方向に拡幅しつつ、ポリマーの紡出経路方向に沿って流れ、両ポリマーが合流し、複合ポリマー流を形成する。その際、仮想中心Ｏを中心とした島成分吐出孔１ｂ、１ｃ、１ｄの孔群と、仮想群中心Ｐを中心とした３つの島成分吐出孔１の孔群から吐出された島成分ポリマー同士が合流するのを防止するためには、島成分ポリマーを物理的に分断する海成分ポリマーを介在させることが有効であり、この役割を仮想円周線Ｃ１上の海成分吐出孔４から吐出される海成分ポリマーが果たしている。
【００６１】
そして、もう一つ、本発明の重要なポイントは、３つの島成分吐出孔１ｂ、１ｃ、１ｄから吐出された島成分ポリマーが合流して、１つの島成分の異形断面を形成することである。これは、３つの島成分吐出孔１ｂ、１ｃ、１ｄから吐出された島成分ポリマーが合流すると、各々の島成分吐出孔１をおよそ頂点とした三角形の断面を形成する。その際、島成分吐出孔１ｂ、１ｃとの間、島成分吐出孔１ｃ、１ｄとの間、そして、島成分吐出孔１ｄ、１ｂとの間に、海成分吐出孔４より海成分ポリマーを吐出させ、合流する島成分ポリマー間に海成分ポリマーの一部を進入させることで、三角形断面の角辺に凹みを形成することができ、その結果、高い異形度を有する断面形態（Ｙ字断面）を形成することができる。つまり、これを達成する吐出孔配置としては、仮想中心Ｏを中心に、仮想円周線Ｃ７上に配置された島成分吐出孔１ａ、１ｂ、１ｃを、仮想円周線Ｃ１上の海成分吐出孔４と位相角３０度を有して、中心角１２０度にて等分配置し、仮想群中心Ｐを中心に、半径Ｒ７となる仮想円周線Ｃ７上に配置された３つの島成分吐出孔１を、仮想円周線Ｃ１上の海成分吐出孔４と位相角３０度を有して、中心角１２０度にて等分配置する。
【００６２】
ここで、式（３）のＲ７＞Ｒ１・ｃｏｓ（６０[度]）の場合（ｎ＝３個の場合）には、仮想中心Ｏを中心とした仮想円周線Ｃ７上に配置された島成分吐出孔１から吐出される島成分ポリマーと、仮想群中心Ｐを中心とした仮想円周線Ｃ７上に配置された島成分吐出孔１から吐出される島成分ポリマーの合流が発生する場合がある。また、式（３）のＲ７を小さくすれば、上記のような島成分ポリマー同士の合流を抑制することができる反面、得られる島成分の断面形状の異形度が小さくなるため、所望の断面形態に合わせて、Ｒ７を決定すればよい。ここで、Ｒ７を小さくできる下限としては、島成分吐出孔１の半径ｒとした場合には、Ｒ７≧√３・ｒとするのが好ましく、この範囲とすることで、高い異形度を有したＹ字断面糸を得ることができる。
【００６３】
このＹ字断面糸となる孔配置パターンの特徴としては、島成分ポリマー比率を大きくでき、７０％以上と言った高い島比率においても、島成分ポリマー同士の合流が無く、島成分が均一なＹ字断面となる繊維を得ることができる。更には、島数を多く配置し、島充填密度を大きくできるため、ナノファイバーと言った、繊維径がナノサイズとなる複合繊維を得ることに適合している。
【００６４】
次いで、島成分が十字断面となる配置としては、図１９に示すように、ｎが４個のパターンがある。これは、仮想中心Ｏを中心に、半径Ｒ７の仮想円周線Ｃ７上に配置された４つの島成分吐出孔１を、仮想円周線Ｃ１上の海成分吐出孔４と位相角４５度を有して、中心角９０度にて等分配置し、仮想群中心Ｐを中心に、半径Ｒ７の仮想円周線Ｃ７上に配置された４つの島成分吐出孔１を、仮想円周線Ｃ１上の海成分吐出孔４と位相角４５度を有して、中心角９０度にて等分配置する。この十字断面糸となる孔配置パターンの特徴は、式（３）よりも狭い条件である式（５）を満足するように、仮想中心Ｏを中心とした仮想円周線Ｃ７上の島成分吐出孔１の孔群と、仮想群中心Ｐを中心とした仮想円周線Ｃ７上の島成分吐出孔１の孔群との間に、仮想円周線Ｃ１上の海成分吐出孔４を配置することである。
（５）Ｒ７≦Ｒ１／２                    式（５）
また、Ｒ７を小さくできる下限としては、島成分吐出孔１の半径ｒとした場合には、Ｒ７≧１．５・√２・ｒとするのが好ましい。このような配置とすることで、仮想中心Ｏを中心とした仮想円周線Ｃ７上の４つの島成分吐出孔１の孔群と、仮想群中心Ｐを中心とした仮想円周線Ｃ７上の４つの島成分吐出孔１の孔群から吐出された島成分ポリマー同士が合流するのを防止し、特に、島成分ポリマー比率が５０％以上において、高い異形度（十字断面）となる繊維を得ることができる。
【００６５】
以上のように、ｎの個数が３、４と増えるに従い、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１に対して、仮想円周線Ｃ７の半径Ｒ７の範囲が狭くなることから、ｎの個数の応じて、島成分ポリマー同士の合流を防止しつつ、高い異形度の断面形態を、高い島成分ポリマー比率で達成できるＲ７の範囲を見出すに至った。
【００６６】
また、図１７に示すように、複数の積層された分配板６において、分配板６に形成された分配孔７の孔数が、ポリマーの紡出経路方向の下流側に向かい増加するように構成し、ポリマーの紡出経路方向にポリマーを導く分配孔７が形成された分配板６と、ポリマーの紡出経路方向に垂直な方向にポリマーを導く分配溝８が形成された分配板６とを交互に積層させて、ポリマーの紡出経路方向の上流側に位置する分配孔７と、ポリマーの紡出経路方向の下流側に位置する分配孔７とを連通するように分配溝８が形成されている。
【００６７】
そこで、一つの分配孔７に対して、そのポリマー紡出経路方向の下流側の位置に連通する一つの分配溝８を形成し、その分配溝８の端部に連通する複数個（図１７では二つ）の分配孔７を構成するトーナメント方式のポリマーの通流経路が形成されている。
【００６８】
このトーナメント方式のポリマーの通流経路では、ポリマー紡出経路方向の上端に位置する分配板６の分配孔７、または分配溝８から最下層分配板５の島成分吐出孔１に至る経路長が等しくなっている。そして、複数の積層された分配板６において、各々の分配板６においては、分配孔７の孔径、分配溝８の溝幅、溝深さ、溝長を等しくした構造となっている。この場合、ポリマーの紡出経路方向の上流側に向い、トーナメント流路の数が減少するに伴って、分配溝８や、分配孔７を通過するポリマーの流量が順次大きくなり、流路圧損が大きくなるため、それに合わせて、分配孔７の孔径や、分配溝８の溝幅、溝深さを順次大きくし、流路圧損の増大を抑制するのが好ましい。また、図１７に示すように、一つの分配溝８が、ポリマーの紡出経路方向の下流側に対して、二つの分配孔７に連通する２分岐のトーナメント方式のポリマーの通流経路が好適であるが、これに限定はしない。分配溝８が二つ以上の分配孔７に連通する場合（２分岐以上のトーナメント方式の流路の場合）は、ポリマー紡出経路方向の上流側の分配孔７から、下流側の分配孔７に至る分配溝８の溝長、溝幅、溝深さをそれぞれ等しくすることで、各ポリマーの通流経路の流路圧損を等しくするのがよい。また、分配溝８の端部に分配孔７を配設することで、ポリマーの異常滞留を無くし、ポリマーの分配性が高く、精密に制御できる利点を有する。
【００６９】
ここで、その他の各ポリマーの通流経路の流路圧損を等しくする構造としては、分配孔７および分配溝８によって形成された分配板６内部の複数のポリマー通流経路について、分配板６の上端から最下層分配板５に至るまでのポリマー通流経路の長さが相対的に長い経路における分配孔６の孔径を、相対的に短い経路における分配孔６の孔径より大きくすることが挙げられ、これにより流路圧損を均等にすることが可能となる。また、その他の各ポリマーの通流経路の流路圧損を等しくする構造としては、上層板２の島成分吐出孔１の孔径を、その上流側の分配板６の各流路における流路圧損差を等しくするように調整する構造が挙げられる。具体的には、流路圧損が大きな流路に連通する島成分吐出孔１の孔径を大きくし、流路圧損が小さな上流側の流路に連通する島成分吐出孔１を小さくすることで、流路圧損を等しくすることが可能となる。
【００７０】
次に、図１、図２、図３、図４、図５、図６、図１８、図１９に示した本発明の実施形態の複合口金１８に共通した各部材、各部材の形状について詳細に説明する。
【００７１】
本発明における複合口金１８は、円形状に限定されず、四角形であってもよく、多角形であってもよい。また、複合口金１８における口金吐出孔４２の配列は、海島型複合繊維の本数、糸条数、冷却装置１７に応じて、適宜決定すればよい。冷却装置１７として、環状の冷却装置では、口金吐出孔４２を一列、もしくは複数列に渡り環状に配列するのがよく、また、一方向の冷却装置では、口金吐出孔４２を千鳥に配列するのがよい。口金吐出孔４２のポリマーの紡出経路方向に垂直な方向の断面は丸形状に限定されず、丸形以外の断面状や中空断面状であってもよい。但し、丸形以外の断面形状とする場合は、ポリマーの計量性を確保するために、口金吐出孔４２の長さを大きくするのが好ましい。
【００７２】
また、本発明における島成分吐出孔１は、ポリマーの紡出経路方向に垂直な方向の断面は丸形状に限定されず、丸形以外の異形断面状や中空断面状であってもよい。この場合、最下層分配板５に配設された島成分吐出孔１の形状は、全て同形状とするのが好ましい。丸形断面以外の場合、島成分に所望の形となるように、予め島成分吐出孔１をその相似形とすることで、異形断面の繊維が得やすくなる。また、島成分の異形断面繊維において、角部をよりシャープに形成しやすくなる。（曲率半径を小さくし易くなる。）但し、島成分吐出孔１が丸形以外の断面状の場合には、その直上に連通して丸断面の分配孔７を配置することで、直上の丸断面の分配孔７にてポリマーの計量性を確保した後、丸形以外の断面形状の島成分吐出孔１にてポリマーを吐出するのが好ましい。
【００７３】
また、本発明における吐出導入孔１１は、ポリマーの紡出経路方向において、最下層分配板５の下面より一定の助走区間を設けることで、島成分ポリマーと海成分ポリマーが合流した直後の流速差を緩和させ、複合ポリマー流を安定化させることができる。また、吐出導入孔１１の孔径は、最下層分配板５に配設された島成分吐出孔１と海成分吐出孔４の各吐出孔群の仮想円１９の外径よりも大きく、かつ、仮想円１９の断面積と、吐出導入孔１１の断面積比が極力小さくなるように構成されるのが好ましい。それにより、最下層分配板５より吐出された各ポリマーの拡幅が抑えられ、複合ポリマー流を安定化させることができる。
【００７４】
また、本発明における縮小孔１２は、吐出導入孔１１から口金吐出孔４２に至る流路の縮小角度αを５０〜９０°の範囲に設定することで、複合口金１８を小型化でき、且つ、複合ポリマー流のドローレゾナンス等の不安定現象を抑え、安定的に複合ポリマー流を供給することができる。
【００７５】
また、本発明における島成分吐出孔１、海成分吐出孔４および分配孔７は、ポリマー紡出経路方向に孔断面積が一定であるのが好適であるが、断面積が漸減、または漸増、もしくは漸減と漸増していてもよい。これは、本発明における分配板６、最下層分配板５では、主にエッチング処理を用いて孔加工していることから、微小な孔を加工する際に、孔断面積が一定とならない場合があるためであり、その場合には、加工条件等を適宜適正化すれば良い。
【００７６】
また、本発明における最下層分配板５は、１枚であってもよいが、複数枚が積層されていてもよい。この場合、１枚の最下層分配板５では、島成分吐出孔１、海成分吐出孔４のポリマー計量性が得られず、繊維形態が経時的に変化した場合には、複数枚を積層することで、ポリマーの計量性を確保することができる。
【００７７】
また、本発明の１枚の分配板６には、分配板６の上流側に分配孔７が配設され、それに連通して分配溝８（下流側）が配設されていてもよく、また、分配板６の上流側に分配溝８が配設され、それに連通して分配孔７（下流側）が配設されていてもよい。このように、分配孔７と分配溝８を連通させ、これを１回以上繰り返すことで、ポリマーを分配することができる。
【００７８】
ここで、最下層分配板５の島成分吐出孔１の孔充填密度を大きくした、つまりは、基準の島成分吐出孔１と仮想円周線Ｃ１上の海成分吐出孔４や、仮想円周線Ｃ４上の島成分吐出孔１、仮想円周線Ｃ２上の海成分吐出孔４との間隔、あるいは、仮想円周線Ｃ７上の島成分吐出孔１と、仮想円周線Ｃ１上の海成分吐出孔４との間隔を小さくするために、本発明の分配板６、および最下層分配板５は、薄板の積層構造となっている。分配板６に配設された分配孔７は、主にポリマー紡出経路方向にポリマーを分配し、分配溝８は、主にポリマー紡出経路方向に垂直な方向にポリマーを分配する。分配孔７が配設された分配板６と、分配溝８が配設された分配板６を交互に積層させることで、繊維断面方向にポリマーを自由、かつ容易に分配することができる。これを利用して、極めて狭い領域内に島成分吐出孔１、海成分吐出孔４を配置できる。
【００７９】
次に、図１、図２、図３、図４、図５、図６、図１８、図１９に示した本発明の実施形態の複合口金１８に共通した複合繊維の製造方法について詳細に説明する。
【００８０】
本発明の複合繊維の製造方法は、公知の複合紡糸機で、本発明の複合口金１８を使用すればよい。例えば、溶融紡糸の場合には、紡糸温度は、２種類以上のポリマーのうち、主に高融点や高粘度ポリマーが流動性を示す温度とする。この流動性を示す温度としては、分子量によっても異なるが、そのポリマーの融点が目安となり、融点＋６０℃以下で設定すればよい。これ以下であれば、紡糸ヘッドあるいは紡糸パック内でポリマーが熱分解等することなく、分子量低下が抑制されるため、好ましい。紡糸速度はポリマーの物性や複合繊維の目的によって異なるが、５００〜６０００ｍ／分程度とすることができる。特に、産業資材用途で高い力学的特性が必要な場合には、高分子量ポリマーを用い、５００〜２０００ｍ／分とし、その後高倍率延伸することが好ましい。延伸に際しては、ポリマーのガラス転移温度など、軟化できる温度を目安として、予熱温度を適切に設定することが好ましい。予熱温度の上限としては、予熱過程で繊維の自発伸長により糸道乱れが発生しない温度とすることが好ましい。例えば、ガラス転移温度が７０℃付近に存在するＰＥＴの場合には、通常この予熱温度は８０〜９５℃程度で設定される。
【００８１】
また、本発明の島成分吐出孔１、海成分吐出孔４から吐出される各成分のポリマーの吐出速度比は、吐出量、孔径および孔数によって、制御することが好ましい。この吐出速度の範囲としては、単孔当たりの島成分ポリマーの吐出速度Ｖａ、海成分ポリマーの吐出速度をＶｂとした場合、その比（Ｖａ／ＶｂあるいはＶｂ／Ｖａ）が０．０５〜２０であることが好ましく、さらに好ましくは、０．１〜１０の範囲であり、この範囲であれば、最下層分配板５から吐出されたポリマーは層流として、吐出導入孔１１を経て、縮小孔１２に導かれるため、断面形態が著しく安定し、精度よく形態を維持することができる。
【００８２】
また、本発明に使用されるポリマーの溶融粘度比は、２．０未満とすることで、安定的に複合ポリマー流を形成することができる。溶融粘度比が２．０以上の場合は、島成分ポリマーと海成分ポリマーが合流する際に不安定化し、得られた繊維断面の走行方向において糸の太さ斑が発生する場合がある。
【００８３】
次に、本発明の分配板６および最下層分配板５の作製方法としては、通常電気・電子部品の加工に用いられる、薄板にパターンを転写し、化学的に処理することで微細加工を施すエッチング加工が好適である。ここで、エッチング加工とは、エッチング液などの化学薬品による化学反応・腐食作用を応用して薄板を食刻（溶解加工・化学切削）する加工方法であり、目的とする加工形状にマスキング（必要な部分表面を部分的に被覆保護すること）による防食処理を施した上で、エッチング液などの腐食剤によって不要部分を除去することで目的の加工形状を非常に高精度に得ることができる。この加工方法では、被加工物の歪への配慮が必要ないため、上記した他の加工方法と比較して、被加工物の厚みの下限に制約がなく、極めて薄い金属板に本発明で言う合流溝８や分配孔７、島成分吐出孔１、海成分吐出孔４を穿設することができる。また、エッチング加工で作製した分配板６、および最下層分配板５は１枚当たりの厚みを薄くすることが可能になるため、複数枚積層させても、複合口金１８の総厚みに与える影響はほとんど無く、所望の断面形態の複合繊維に合わせて、他のパック部材を新設する必要がない。言い換えれば、分配板６と最下層分配板５のみを交換すれば、断面形態を変更することも可能になるため、繊維製品の高性能多品種化が進む昨今では、好ましい特徴と言える。また、他の作製方法としては、従来の口金作製で用いられるドリル加工や金属精密加工である旋盤、マニシング、プレス、レーザー加工等を用いることで可能である。但し、これらの加工は被加工物の歪抑制という観点から、加工板の厚みの下限に制約があるため、複数の分配板を積層させる本発明の複合口金に適用するには分配板６の厚みを考慮する必要がある。
【００８４】
次に、本発明の複合口金によって得られる繊維とは、２種類以上のポリマーが組み合わされた繊維のことを意味し、繊維横断面において２種類以上のポリマーが海島状等の形態をとって存在している繊維のことを言う。ここで、本発明で言う２種類以上のポリマーとは、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン等々の分子構造が異なるポリマーを２種類以上使用するということが含まれるのは言うまでもないが、製糸安定性等を損なわない範囲で、二酸化チタン等の艶消し剤、酸化ケイ素、カオリン、着色防止剤、安定剤、抗酸化剤、消臭剤、難燃剤、糸摩擦低減剤、着色顔料、表面改質剤等の各種機能性粒子や有機化合物等の添加剤や粒子の添加量が異なること、また、分子量が異なること、あるいは、共重合がなされている等などが含まれる。
【００８５】
また、本発明の複合口金１８によって得られる繊維の単糸断面は、丸形状はもとより、三角、扁平等の丸形以外の形状や中空であってもよい。また、本発明は、極めて汎用性の高い発明であり、複合繊維の単糸繊度により特に限られるものではなく、複合繊維の単糸数により特に限られるものではなく、さらに、複合繊維の糸条数により特に限られるものでも無く、１糸条であってもよく、２糸条以上の多糸条であってもよい。
【００８６】
本発明の複合口金によって得られる海島型複合繊維とは、図８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、異なる２種類以上のポリマーが繊維軸方向に垂直な断面において、海島構造（ここで言う海島構造とは、島成分ポリマー１３で構成されている島部分が、海成分ポリマー２０で構成されている海部分により複数に区別されている構造）が形成されている繊維を言う。その場合、島部分の断面形状に制約はなく、図１、または図２に示すように、１つの島成分吐出孔１によって島部分の断面形状が構成されていてもよく、また、図１６、図１８、図１９に示すように、複数個の島成分吐出孔１が集まった島成分吐出部２１によって断面形状が構成されていてもよい。図１、図２に示すような孔配置とすることで、図８（ａ）に示すような、三角形断面となる海島型複合繊維を得ることができる。また、図３に示すような、島成分吐出孔１、海成分吐出孔４の配置とすることで、図８（ｂ）に示すような六角形断面となり、また、図４に示すような、孔配置とすることで、図８（ｃ）に示すような四角形断面となる海島型複合繊維を得ることができる。また、図１８に示すような孔配置とすることで、図２０（ａ）に示すようなＹ字断面となり、また、図１９に示すような孔配置とすることで、図２０（ｂ）に示すような十字断面となる海島型複合繊維を得ることができる。
【００８７】
また、本発明の複合口金を用いて得られる島数に関しては、理論的には２島からスペースの許す範囲で無限に作製することは可能であるが、実質的に実施可能な範囲として２〜１００００島が好ましい範囲である。本発明の複合口金の優位性を得る範囲としては１００〜１００００島がさらに好ましい範囲である。
【００８８】
また、本発明においては、孔充填密度が０．５孔／ｍｍ２以上であることが好ましい。孔充填密度が０．５孔／ｍｍ２以上であれば、従来の複合口金技術との差異がより明確となる。本発明者等が検討した範囲では、孔充填密度は０．５〜２０孔／ｍｍ２の範囲であれば実施可能であった。この孔充填密度という観点では、本発明の複合口金の優位性が得られる範囲としては１〜２０孔／ｍｍ２が好ましい範囲である。
【００８９】
また、本発明における海島型複合繊維は、海成分ポリマー２０を溶出することで、単独紡糸では得ることができない非常に縮小された極細異形繊維として、外接繊維径が１０〜１０００ｎｍ、かつ繊維径バラツキを表す繊維径ＣＶ％が０〜３０％の均一性の優れた長繊維型ナノファイバーを作製することができる。この長繊維型ナノファイバーは、シート状物とすることで、磁気記録ディスクなどに用いるアルミニウム合金基板やガラス基板を超高精度の仕上げ加工を施すのに好適に用いることができる。また、他の用途として、あえて一部の島を合流させ、繊維径分布を自由に制御したシート状物も作製可能である。
【００９０】
以上のように、本発明の複合口金１８で製造可能な複合形態を従来公知の断面形態を例示して説明したが、本発明の複合口金１８においては、断面形態を任意に制御することができるため、以上の形態にとらわれることなく、自由な形態を作製することができる。
【００９１】
また、本発明の複合繊維の強度は、強度は２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が好ましく、産業資材用途で必要とされる力学的特性を考えれば、５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。現実的な上限としては２０ｃＮ／ｄｔｅｘである。また、伸度は延伸糸で２〜６０％、特に高強度が必要とされる産業資材分野では２〜２５％、衣料用では２５〜６０％とすることが好ましい。また、本発明の複合繊維は、繊維巻き取りパッケージやトウ、カットファイバー、わた、ファイバーボール、コード、パイル、織編、不織布、紙、液体分散体など多用な繊維製品とすることができる。
【実施例】
【００９２】
以下実施例を挙げて、本実施形態の複合口金の効果を具体的に説明する。実施例１、２、３、４、比較例１、２、３、４では、島成分吐出部が１つの島成分吐出孔で、海成分吐出部が１つの海成分吐出孔で構成されている最下層分配板を使用して海島型複合繊維を紡糸し、また、実施例５、６、比較例５、６、７では、島成分吐出部が複数の島成分吐出孔で構成されている最下層分配板を使用して海島型複合繊維を紡糸し、下記の通り、島成分ポリマーの合流有無を判定した。
【００９３】
（１）海島型複合繊維の島成分の析出
海島型複合繊維から島成分を析出するために、易溶出成分の海成分が溶出可能な溶液などに海島型複合繊維を浸漬して除去し、難溶出成分の島成分のマルチフィラメントを得た。易溶出成分が、５−ナトリウムスルホイソフタル酸などが共重合された共重合ＰＥＴやポリ乳酸（ＰＬＡ）等の場合には、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液を用いた。また、アルカリ水溶液は５０℃以上に加熱すると、加水分解の進行を早めることができるため、また、流体染色機などを利用し、処理すれば、一度に大量に処理をすることができる。
【００９４】
（２）マルチフィラメントの繊維径および繊維径バラツキ（ＣＶ％）
得られた極細繊維からなるマルチフィラメントをエポキシ樹脂で包埋し、Ｒｅｉｃｈｅｒｔ社製ＦＣ・４Ｅ型クライオセクショニングシステムで凍結し、ダイヤモンドナイフを具備したＲｅｉｃｈｅｒｔ−Ｎｉｓｓｅｉ  ｕｌｔｒａｃｕｔ  Ｎ（ウルトラミクロトーム）で切削した後、その切削面を（株）キーエンス製  ＶＥ−７８００型走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて倍率５０００倍で撮影した。得られた写真から無作為に選定した１５０本の極細繊維を抽出し、写真について画像処理ソフト（ＷＩＮＲＯＯＦ）を用いて全ての外接円径（繊維径）を測定し、平均繊維径および繊維径標準偏差を求めた。ここで、外接円とは、図８の（ａ）、図２０の（ａ）、（ｂ）の破線１４のことを言う。これらの結果から下記式を基づき繊維径ＣＶ％（変動係数：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を算出した。以上の値は全て３ヶ所の各写真について測定を行い、３ヶ所の平均値とし、ｎｍ単位で小数点１桁目まで測定し、小数点以下を四捨五入するものである。
【００９５】
繊維径バラツキ（ＣＶ％）＝（繊維径標準偏差／平均繊維径）×１００
（３）異形度および異形度バラツキ（ＣＶ％）
前述した繊維径および繊維径バラツキと同様の方法で、マルチフィラメントの断面を撮影し、その画像から、切断面に外接する真円の径を外接円径（繊維径）とし、さらに、内接する真円の径を内接円径として、異形度＝外接円径÷内接円径から、小数点３桁目までを求め、小数点３桁目以下を四捨五入したものを異形度として求めた。ここで、内接円とは、図８の（ａ）、図２０の（ａ）、（ｂ）の破線１９のことを言う。この異形度を同一画像内で無作為に抽出した１５０本の極細繊維について測定し、その平均値および標準偏差から、下記式に基づき異形度バラツキ（ＣＶ％（変動係数：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ））を算出した。この異形度バラツキについては、小数点２桁目以下は四捨五入するものである。
【００９６】
異形度バラツキ（ＣＶ％）＝（異形度の標準偏差／異形度の平均値）×１００（％）
（４）極細繊維の断面形状評価
前述した繊維径および繊維径バラツキと同様の方法で、マルチフィラメントの断面を撮影し、その画像から、断面の輪郭にある２つの端点を持った線分が直線である部分の数をカウントした。対象該画像から同一画像内で無作為に抽出した１５０本のマルチフィラメントの断面について評価した。１５０本のマルチフィラメントについて、直線部の数をカウントし、その総和をマルチフィラメントの本数で割り返して、マルチフィラメント１本当たりの直線部の数を算出し、小数点第２位以下は四捨五入した。
また、断面の輪郭に存在する直線部から図８の（ａ）の２２のように延長した線を引く。隣り合った２本の線の交点の数をカウントするとともに、その角度を測定し、その角度の総和を交点の数で割り返すことにより算出し、小数点以下を四捨五入した値をマルチフィラメント糸の１本の交点の角度とした。同様の操作を１５０本のマルチフィラメントについて行い、その単純な数平均を交点の角度とした。
【００９７】
（５）繊度
海島型複合繊維を丸編みとし、水酸化ナトリウム３重量％水溶液（８０℃  浴比１：１００）に浸漬することで易溶解成分を９９％以上溶解除去した後、編みを解くことで極細繊維からなるマルチフィラメントを抜き出し、この１ｍの重量を測定し、１００００倍することで繊度を算出した。これを１０回繰り返し、その単純平均値の小数点第２位を四捨五入した値を繊度とした。
【００９８】
（６）ポリマーの溶融粘度
チップ状のポリマーを真空乾燥機によって、水分率２００ｐｐｍ以下とし、東洋精機製キャピログラフ１Ｂによって、歪速度を段階的に変更して、溶融粘度を測定した。なお、測定温度は紡糸温度と同様にし、実施例あるいは比較例には、１２１６ｓ−１の溶融粘度を記載している。ちなみに、加熱炉にサンプルを投入してから測定開始までを５分とし、窒素雰囲気下で測定を行った。
［実施例１］
島成分として、固有粘度（ＩＶ）０．６３ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ  溶融粘度：１２０Ｐａ・ｓ）と、海成分ポリマーとして、ＩＶ０．５８ｄｌ／ｇの５−ナトリウムスルホイソフタル酸５．０モル％共重合したＰＥＴ（共重合ＰＥＴ  溶融粘度：１４０Ｐａ・ｓ）を２９０℃で別々に溶融後、計量し、図６に示した本実施形態の複合口金が組み込まれた紡糸パックに流入させ、口金吐出孔から海島複合ポリマー流を吐出した。なお、最下層分配板には、島成分ポリマー用として、１つの吐出導入孔に対して、１０００の島成分吐出孔が等間隔に穿孔されている。海島比率は、５０／５０とし、吐出された複合ポリマー流を冷却固化後油剤付与し、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎで巻き取り、１５０ｄｔｅｘ−１５フィラメント（単孔吐出量２．２５ｇ／ｍｉｎ）の未延伸繊維を採取した。巻き取った未延伸繊維を９０℃と１３０℃に加熱したローラ間で３．０倍延伸を行い、５０ｄｔｅｘ−１５フィラメントの海島型複合繊維とし、前述した方法で、海成分を９９％以上溶解し、１５０００本のマルチフィラメントを採取した。
【００９９】
ここで、実施例１に用いた複合口金は、分配孔が穿孔された分配板と、分配溝が穿孔された分配板を交互に積層し、その下流側において、図１に示すような最下層分配板が積層されている。分配板の板厚み０．１ｍｍ、孔直径０．２ｍｍ、溝幅０．３ｍｍ、溝深さ０．１ｍｍ、最小孔間ピッチ０．４ｍｍにて穿孔されている。そして、最下層分配板の板厚み０．１ｍｍ、島成分吐出孔、および海成分吐出孔の孔直径０．２ｍｍが、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１が０．４ｍｍ、仮想円周線Ｃ２の半径Ｒ２が０．８ｍｍ、仮想円周線Ｃ４の半径Ｒ４が０．６９３ｍｍにて、（２）の条件イの配置となるように穿孔されている。表１に記載のとおり、島成分が三角形断面（直線部３箇所  交点の角度６０゜）となり、島成分ポリマー同士の合流は無く、繊維径バラツキは４．６％、異形度１．９、異形度バラツキ４．５％となり、このマルチフィラメントの繊維径は５３７ｎｍとなった。
［実施例２］
図２に示すように、最下層分配板の島成分吐出孔、および海成分吐出孔の配置を（２）の条件ロに変更した以外は実施例１と同じ複合口金を用いて、島成分ポリマー比率を実施例１と比べて大きく（海島比率を２０／８０）し、それ以外は実施例１と同等のポリマー、同等の繊度、紡糸条件で紡糸し、１３５００本のマルチフィラメントを採取した。
【０１００】
ここで、実施例２に用いた複合口金には、孔直径０．２ｍｍとなる島成分吐出孔、および海成分吐出孔が、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１が０．４ｍｍ、仮想円周線Ｃ２の半径Ｒ２が０．８ｍｍ、仮想円周線Ｃ４の半径Ｒ４が０．８ｍｍにて穿孔されている。表１に記載のとおり、島成分が三角形断面（直線部３箇所  交点の角度６０゜）となり、島成分ポリマー同士の合流は無く、繊維径バラツキは５．９％、異形度１．８４、異形度バラツキ６．３％となり、このマルチフィラメントの繊維径は９５５ｎｍとなった。
［実施例３］
図３に示すように、最下層分配板の島成分吐出孔、および海成分吐出孔の配置を（２）の条件ハに変更した以外は実施例１と同じ複合口金を用い、また、海島比率を２０／８０とした以外は実施例１と同等のポリマー、同等の繊度、紡糸条件で紡糸し、１５０００本のマルチフィラメントを採取した。
【０１０１】
ここで、実施例３に用いた複合口金には、孔直径０．２ｍｍとなる島成分吐出孔、および海成分吐出孔が、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１が０．４ｍｍ、仮想円周線Ｃ２の半径Ｒ２が０．８ｍｍ、仮想円周線Ｃ４の半径Ｒ４が０．６９３ｍｍにて穿孔されている。表１に記載のとおり、島成分が六角形断面（直線部６箇所  交点の角度１２０゜）となり、島成分ポリマー同士の合流は無く、繊維径バラツキは５．９％、異形度１．２３、異形度バラツキ３．９％となり、このマルチフィラメントの繊維径は４８８ｎｍとなった。
［実施例４］
図４に示すように、最下層分配板の島成分吐出孔、および海成分吐出孔の配置を（２）の条件ニに変更した以外は実施例１と同じ複合口金を用い、また、海島比率を３０／７０とした以外は実施例１と同等のポリマー、同等の繊度、紡糸条件で紡糸し、１３０００本のマルチフィラメントを採取した。
【０１０２】
ここで、実施例４に用いた複合口金には、孔直径０．２ｍｍとなる島成分吐出孔、および海成分吐出孔が、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１が０．４ｍｍ、仮想円周線Ｃ２の半径Ｒ２が０．８９４ｍｍ、仮想円周線Ｃ４の半径Ｒ４が０．８ｍｍにて穿孔されている。表１に記載のとおり、島成分が四角形断面（直線部４箇所  交点の角度９０度）となり、島成分ポリマー同士の合流は無く、繊維径バラツキは５．３％、異形度１．７１、異形度バラツキ５．６％となり、このマルチフィラメントの繊維径は８６８ｎｍとなった。
［実施例５］
図１８に示すように、最下層分配板の島成分吐出孔、および海成分吐出孔の配置を変更した以外は実施例１と同じ複合口金を用い、海島ポリマー比率を３０／７０、総繊度１１０ｄｔｅｘに変更した以外は実施例１と同等のポリマー、紡糸条件で紡糸し、１１０００本のマルチフィラメントを採取した。
【０１０３】
ここで、実施例５に用いた複合口金には、分配板の板厚み０．１ｍｍ、孔直径０．２ｍｍ、溝幅０．３ｍｍ、溝深さ０．１ｍｍ、最小孔間ピッチ０．４ｍｍにて穿孔されている。そして、最下層分配板の板厚み０．１ｍｍとし、島成分吐出孔、および海成分吐出孔の孔直径０．２ｍｍが、仮想円周線Ｃ７上の半径Ｒ７が０．２２ｍｍ、仮想円周線Ｃ１上の半径Ｒ１が０．４４ｍｍにて、式（３）、（４）の条件のｎ＝３個となるように配置されている。表２に記載のとおり、島成分がＹ字断面となり、島成分ポリマー同士の合流は無く、繊維径バラツキは５．３％、異形度２．３、異形度バラツキ４．５％となり、このマルチフィラメントの繊維径は８７０ｎｍとなった。
［実施例６］
図１９に示すように、最下層分配板の島成分吐出孔、および海成分吐出孔の配置を式（３）、（４）、および（５）の条件のｎ＝４個となるように配置し、それ以外は実施例１と同じ複合口金を用いた。最下層分配板には、島成分ポリマー用として、１つの吐出導入孔に対して、６００の島成分吐出孔が等間隔に穿孔されている。海島比率を５０／５０、総繊度１１０ｄｔｅｘとし、それ以外は実施例１と同等のポリマー、紡糸条件で紡糸し、９０００本のマルチフィラメントを採取した。ここで、実施例６に用いた複合口金には、孔直径０．２ｍｍとなる島成分吐出孔、および海成分吐出孔が、仮想円周線Ｃ７の半径Ｒ７が０．２５ｍｍ、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１が０．５ｍｍにて穿孔されている。表２に記載のとおり、島成分が十字断面となり、島成分ポリマー同士の合流は無く、繊維径バラツキは５．９％、異形度２．４、異形度バラツキ４．４％となり、このマルチフィラメントの繊維径は７１０ｎｍとなった。
［比較例１］
図９に示すように、最下層分配板の島成分吐出孔、および海成分吐出孔の配置を変更した以外は実施例１と同じ複合口金を用い、実施例１と同等のポリマー、海島比率、同等の繊度、紡糸条件で紡糸してマルチフィラメントを採取した。
【０１０４】
ここで、比較例１に用いた複合口金には、仮想円周線Ｃ１上に３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置、仮想円周線Ｃ２上に３つの海成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置、仮想円周線Ｃ４上に３つの島成分吐出孔が中心角１２０度にて等分配置され、Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が６０度、Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が３０度にて配置されている。そして、島成分吐出孔、および海成分吐出孔の孔直径０．２ｍｍが、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１が０．４ｍｍ、仮想円周線Ｃ２の半径Ｒ２が０．８ｍｍ、仮想円周線Ｃ４の半径Ｒ４が０．４ｍｍにて穿孔されており、Ｒ４が式（１）の範囲から外れている。表１に記載のとおり、島成分ポリマーの合流が発生し、三角形断面のマルチフィラメントを得ることができなかった。
［比較例２］
図１０に示すように、最下層分配板の島成分吐出孔、および海成分吐出孔の配置パターンを変更した以外は実施例２と同じ複合口金を用い、実施例２と同等のポリマー、海島比率、同等の繊度、紡糸条件で紡糸してマルチフィラメントを採取した。
【０１０５】
ここで、比較例２に用いた複合口金には、仮想円周線Ｃ１上に４つの海成分吐出孔が中心角９０度にて等分配置、仮想円周線Ｃ２上に８つの海成分吐出孔が配置、仮想円周線Ｃ４上に４つの島成分吐出孔が中心角９０度にて等分配置され、Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が２６．６度、Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が４５度にて配置されている。そして、島成分吐出孔、および海成分吐出孔の孔直径０．２ｍｍが、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１が０．４ｍｍ、仮想円周線Ｃ２の半径Ｒ２が０．８９４ｍｍ、仮想円周線Ｃ４の半径Ｒ４が０．５６６ｍｍにて穿孔されており、Ｒ４が式（１）の範囲から外れている。表１に記載のとおり、島成分ポリマーの合流が発生し、繊維径バラツキは２６％、異形度バラツキ２７％となり、均一な四角形断面となるマルチフィラメントを得ることができなかった。
［比較例３］
図１１に示すように、最下層分配板の島成分吐出孔、および海成分吐出孔の配置を変更した以外は実施例２と同じ複合口金を用い、実施例２と同等のポリマー、海島比率、同等の繊度、紡糸条件で紡糸してマルチフィラメントを採取した。ここで、図１１の孔配置は、本発明者らが、島成分が四角形断面の変形パターンとして、平行四辺形の断面となるように考案したものである。島成分吐出孔、および海成分吐出孔の孔直径０．２ｍｍが、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１が０．４ｍｍ、仮想円周線Ｃ２の半径Ｒ２が０．５６６ｍｍ、仮想円周線Ｃ４の半径Ｒ４が０．８ｍｍにて穿孔されており、Ｒ４が式（１）の範囲から外れている。表１に記載のとおり、島成分ポリマーの合流が発生し、平行四辺形の断面となるマルチフィラメントを得ることができなかった。
［比較例４］
図１２に示すように、最下層分配板の島成分吐出孔、および海成分吐出孔の配置パターンを変更した以外は実施例３と同じ複合口金を用い、実施例３と同等のポリマー、海島比率、同等の繊度、紡糸条件で紡糸してマルチフィラメントを採取した。
【０１０６】
ここで、比較例４に用いた複合口金には、仮想円周線Ｃ１上に６つの海成分吐出孔が中心角６０度にて等分配置、仮想円周線Ｃ２上に６つの海成分吐出孔が中心角６０度にて配置、仮想円周線Ｃ４上に６つの島成分吐出孔が中心角６０度にて等分配置され、Ｃ１とＣ２に配置された吐出孔間の位相角が３０度、Ｃ１とＣ４に配置された吐出孔間の位相角が０度にて配置されている。そして、島成分吐出孔、および海成分吐出孔の孔直径０．２ｍｍが、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１が０．４ｍｍ、仮想円周線Ｃ２の半径Ｒ２が０．６９３ｍｍ、仮想円周線Ｃ４の半径Ｒ４が０．８ｍｍにて穿孔されており、Ｒ４が式（１）の範囲から外れている。表１に記載のとおり、島成分が六角形断面（直線部６箇所  交点の角度１２０゜）となり、島成分ポリマー同士の合流は無く、繊維径バラツキは５．９％、異形度１．２２、異形度バラツキ４．２％であったが、繊維径は１．４μｍとなり、ナノオーダーのマルチフィラメントを得ることができなかった。
［比較例５、比較例６］
次に、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１と仮想円周線Ｃ７の半径Ｒ７の比率が異なる以外は実施例５と同じ複合口金を用いて、実施例５と同等のポリマー、同等の繊度、紡糸条件で紡糸し、海島比率を変化した比較例として、比較例５、比較例６を説明する。ここで、島成分吐出孔、および海成分吐出孔が配置されている仮想円周線Ｃ７上の半径Ｒ７が０．３３ｍｍ、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１が０．４４ｍｍとなるように配置されており、比較例５にて海島比率が３０／７０、比較例６にて海島比率が５０／５０として、海島型複合繊維を製造した。表２に記載の通り、島成分ポリマー比率が５０％や、７０％と高い場合には、島成分ポリマー同士の合流が発生し、Ｙ字断面のマルチフィラメントを得ることができなかった。
［比較例７］
次に、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１と仮想円周線Ｃ７の半径Ｒ７の比率が異なる以外は実施例６と同じ複合口金を用いて、実施例６と同等のポリマー、同等の繊度、紡糸条件で紡糸し、海島比率を変化した比較例として、比較例７を説明する。ここで、島成分吐出孔、および海成分吐出孔が配置されている仮想円周線Ｃ７上の半径Ｒ７が０．３５ｍｍ、仮想円周線Ｃ１の半径Ｒ１が０．４４ｍｍとなるように配置されており、海島比率が５０／５０として、海島型複合繊維を製造した。表２に記載の通り、島成分ポリマー同士の合流が発生し、十字断面のマルチフィラメントを得ることができなかった。
【０１０７】
【表１】
0005900041.tif 000002
【０１０８】
【表２】
0005900041.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、一般的な溶液紡糸法に用いられる複合口金に限らず、メルトブロー法およびスパンボンド法に適用可能であるし、湿式紡糸法や、乾湿式紡糸法に用いられる口金にも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【符号の説明】
【０１１０】
１    島成分吐出孔
２    仮想円周線Ｃ１
３    仮想円周線Ｃ４
４    海成分吐出孔
５    最下層分配板
６    分配板
７    分配孔
８    分配溝
９    計量板
１０  吐出板
１１  吐出導入孔
１２  縮小孔
１３  島成分ポリマー（島部分）
１４  外接円
１５  紡糸パック
１６  スピンブロック
１７  冷却装置
１８  複合口金
１９  内接円
２０  海成分ポリマー（海部分）
２１  島成分吐出部
２１  交点
２２  延長線
２３  仮想円周線Ｃ２
２４  海成分吐出部
２５  吐出孔
２７  放射状溝
２８  同心円上溝
３０  パイプ
３１  海成分ポリマー導入流路
３２  島成分ポリマー導入流路
３３  上口金板
３４  中口金板
３５  下口金板
４０  海成分ポリマー分配室
４１  パイプ挿入孔
４２  口金吐出孔
α    縮小角度
Ｌ    助走区間
４３  多層板
４４  分割板
４５  配列板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図８】
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【図２０】
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