(57)【要約】  【課題】極めて簡単な構造で且つ加工性に優れた構造をもち、サイドバイサイドに不都合とされる層数や層配置、層間の成分比率などの変更に容易に対応できる接合型複合繊維の製造装置とその製造方法を提供する。  【解決手段】２以上の異なる種類の紡糸原液(A,B) を用いて、その紡糸原液数を越える複数層を同心円状に形成する複合流形成部(10)と、該複合流形成部(10)に接続された直線状の１本の円筒パイプ(20)と、該円筒パイプ(20)の先端に装着され、同一円周上に配された複数の吐出孔を有する紡糸ノズル(30)とを備えている。前記複合流形成部(10)には異なる２以上の上記紡糸原液(A,B) ごとの供給配管(15,16) を有するとともに、各供給配管(15,16) は分岐配管(15a,15b,16a,16b) を有し、各分岐配管(15a,15b,16a,16b) にはそれぞれに切替えバルブ(17a,17b,18a,18b) が配され、各分岐配管(15a,15b,16a,16b) ごとの各紡糸原液の供給量を任意の比率で変更できる原液供給量変更手段を有している。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の異なる種類の紡糸原液を用い、その紡糸原液数を越える複数層を同心円状に形成することが可能な複合流形成部と、
該複合流形成部に接続された直線状の１本の円筒パイプと、
該円筒パイプの先端に装着され、同一円周上に配された複数の吐出孔を有する紡糸ノズルと、
を備えてなり、
異なる２以上の上記紡糸原液ごとの供給配管を有するとともに、各供給配管の少なくとも１つは分岐配管を有し、同分岐配管には切替えバルブが配され、
前記複合流形成部は、各配管ごとの接続口を有するとともに、各接続口に供給される各紡糸原液の供給量を任意の比率で変化可能な原液供給量変更手段を有してなる、
ことを特徴とする接合型複合繊維の製造装置。
【請求項２】
前記複合流形成部は３以上の複合流形成部品を有し、各複合流形成部品は直列して嵌着結合されるとともに、各複合流形成部品には前記各分岐配管が分散して接続され、各複合流形成部品と前記円筒パイプとは同一軸線上に配されてなり、各複合流形成部品は前記各分岐配管から導入される紡糸原液を上流側から下流側にかけて順次同心上に複合する円筒状流路を有してなる請求項１記載の製造装置。
【請求項３】
異なる２以上の紡糸原液を、各紡糸原液の供給配管から分岐させて切替えバルブを介して複合流形成部に供給すること、
該複合流形成部にて紡糸原液数を越える複数層の同心円状の複合流を形成することと、  該複合流を複合流形成部に接続された直線状の１本の円筒パイプを通して、該円筒パイプの先端に装着され、同一円周上に複数の吐出孔を有する紡糸ノズルから吐出すること、及び
各紡糸原液の供給量を任意の比率で変更させること、
を含んでなることを特徴とする接合型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、２種類以上の異なるポリマーからなる接合型複合繊維の製造装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合繊維を製造する装置として、従来から数多くの製造装置が提案されているが、例えば特開２０００−２４８４２１号公報（特許文献１）にも開示されているように、そのいずれもが紡糸口金パック中に各紡糸原液を個別の送液ラインで送液し、各ノズル孔の直前で紡糸原液を複合し吐出するものである。
【０００３】
特に上記特許文献１により開示されたサイドバイサイド型の複合繊維の紡糸口金パックは、中空円柱状形状を有するパック本体シェルの内部に、上中下の３段の口金板を積層した複合繊維用の紡糸口金、上口金板の上部には、ポリマー漏れを防止するためにその環横断面がギリシャ文字のΔ字形状を有するデルタ断面型の環状パッキンを介して、濾過部材本体が設けられ、これらの部品はすべてパック本体シェルの内部に収納される。このとき、該濾過部材本体には、その中心部が空洞となったポリマー用の中心濾過部と、該中心濾過部の回転中心と同心の環状空洞構造を有するポリマー用の環状濾過部とが配される。更に、前記中心濾過部と環状濾過部とには、それぞれの底部に下部ポリマー分散板が収納されるとともに下部フィルターが収納されたのち、濾過サンド層が各ポリマー流れに対してそれぞれ下流側から上流側へと順にそれぞれ形成される。更に、上記上部フィルターと、トップインサートに設けられたポリマー分配溝の上端面との間にポリマー分配板が挟み込まれた形で収納されている。
【特許文献１】特開２０００−２４８４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような装置では、前述のごとく極めて複雑で且つ構成部材ごとに極めて高い加工精度が要求される紡糸口金パックが必要となり、更にはサイドバイサイドに接合された層数を変更する場合は、紡糸口金パック自体を交換せざるを得ない。また、繊維断面における各層の成分配置及び成分比率を変更した複合繊維を得ようとする場合に、ノズル自体を交換することが要求される。
【０００５】
本発明は、かかる従来の課題を解消すべくなされたものであり、具体的には極めて簡単な構造で且つ加工のしやすい構造をもち、サイドバイサイドに不都合とされる層数の変更や各層ごとの複合比率の変更にも容易に対応でき、また複合繊維にあって各層の成分配置を容易に変更できる接合型複合繊維の製造装置及びその製造方法を提供することを主要な目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る複合繊維の製造装置の基本的な構成は、２以上の異なる種類の紡糸原液を用い、その紡糸原液数を越える複数層を同心円状に形成し得る複合流形成部と、該複合流形成部に接続された直線状の１本の円筒パイプと、該円筒パイプの先端に装着され、同一円周上に配された複数の吐出孔を有する紡糸ノズルとを備えてなり、異なる２以上の上記紡糸原液ごとに供給配管を有するとともに、各供給配管は２以上の分岐配管を有し、各分岐配管にはそれぞれに切替えバルブが配されてなり、前記複合流形成部は、前記各分岐配管ごとの接続口を有し、各接続口に供給される各紡糸原液の供給量を任意の比率で変更可能な原液供給量変更手段を有してなることを特徴としている。
【０００７】
前記複合流形成部の好ましい態様によれば、該複合流形成部は３以上の複合流形成部品を有し、各複合流形成部品は直列して嵌着結合されるとともに、各複合流形成部品には前記各分岐配管が分散して接続されており、各複合流形成部品と前記円筒パイプとは同一軸線上に配され、各複合流形成部品は前記各分岐配管から導入される紡糸原液を上流側から下流側にかけて順次同心上に複合する円筒状流路を有している。また、前記円筒パイプの周囲にはヒーターが配されることが望ましい。
【０００８】
また、本発明に係る複合繊維の製造方法の基本的な構成は、異なる２以上の紡糸原液を、各紡糸原液の供給配管から分岐させて切替えバルブを介して複合流形成部に供給することと、該複合流形成部にて紡糸原液数を越える複数層の同心円状の複合流を形成することと、該複合流を複合流形成部に接続された直線状の１本の円筒パイプを通して、該円筒パイプの先端に装着され、同一円周上に複数の吐出孔を有する紡糸ノズルから吐出することと、各紡糸原液の供給量を任意の比率で変化させることとを含んでなることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る複合繊維の製造装置によれば、２種類以上の異なる紡糸原液を複合して同心円状の複合流を形成する複合流形成部を、例えば好適な態様によれば、３個以上の漏斗状部品を互いの周面に間隙をおいて同心上に配し、更にその最も下流側に配された漏斗状部品の紡糸原液排出口に、長尺な直線状のパイプを同一軸線上に接続し、そのパイプの先端に多数の吐出孔を同一円周上に形成した紡糸ノズル配している。かかる簡単な構成によって、所望の多重円筒状の複合紡糸原液流を形成することができる。しかも、漏斗状部品から導出された多重円柱状の複合紡糸原液流はパイプを通過する間に温度制御がされやすく、常に最適な温度を維持することができ、安定した紡糸を可能にする。
【００１０】
更に、本発明における上記複合流形成部は、少なくとも２種類の異なる紡糸原液が交互に多層に複合されて同心円状で供給され、各紡糸原液の供給配管の少なくとも１つを分岐させて、その分岐配管に切替えバルブを配し、その分岐配管により同じ種類の紡糸原液を２以上に分散させて異なる紡糸原液数を越える複合流を形成する。前記切替えバルブを操作することにより多層からなる複合繊維の任意の層に任意の紡糸原液を配した複合繊維が紡糸できる。このとき、本発明にあっては各層における紡糸原液の供給量を供給量変更手段により任意に変更できるため、吐出される複合繊維の各層間の成分比率を任意に変更できる。
【００１１】
このようにサイドバイサイド型の複合繊維にあって、前述のごとく各層の配置を変更したり、各層間の成分比率を変更して紡糸できれば、例えば異染性の繊維材料からサイドバイサイド型の複合繊維を得る場合にも、従来にない色調の繊維や糸条が得られるばかりでなく、同複合繊維にあって任意の長さごとに複合層間の配置を変更すれば、更に変わった色調の繊維や糸条が得られるようになる。また、例えばサイドバイサイド型の複合繊維の一部に吸水性、消臭性などの機能性繊維層を配する場合も同様であり、それらの層の配置や断面形状、成分比率を変更することにより機能性や触感などに微妙な変化を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態を図示実施例に基づいて具体的に説明する。
本実施例装置１は、図１に示すように、第１及び第２の２種類の紡糸原液Ａ，Ｂが供給される複合流形成部１０と、同複合流形成部１０に接続された直線状の円筒パイプ２０とを備えている。この円筒パイプ２０の先端には、図３及び図４に示す紡糸ノズル３０が装着される。なお、本実施例装置１には、本出願人による先の出願である特開２００２−１７３８２１号公報により提案されている接合型複合繊維の製造装置と類似する装置を採用している。従って、その構成も同公報に開示された製造装置の構成と一部を除いて実質的に同一である。なお、図示例では２種類の紡糸原液Ａ，Ｂを使って２層〜４層の複合繊維を製造しているが、異なる紡糸原液の種類を更に多くすることもできる。
【００１３】
前記複合液流形成部１０は、図２に分解して示すように、複合液流の最内層を形成するための第１液流形成部品１１、前記最内層を囲む第１中間層を形成するための第２液流形成部品１２、同第１中間層を囲む第２中間層を形成するための第３液流形成部品１３及び複合液流の最外層を形成するための第４液流形成部品１４とから構成されている。各液流形成部品１１，１２，１３，１４は、それぞれ組み立てたときに図１に示すように同心円上に配される原液流路１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａを有し、各原液流路１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａはそれぞれ紡糸原液供給源への第１〜第４配管接続部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂを有している。
【００１４】
本実施形態にあっては、図１に示すように、前記第１配管接続部１１ｂ及び第３配管接続部１３ｂには、２種類の紡糸原液Ａ，Ｂの一方の紡糸原液Ａの図示せぬ供給源と接続された第１配管１５から分岐する第１の分岐配管１５ａ及び第２の分岐配管１５ｂがそれぞれ接続される。前記第２配管接続部１２ｂ及び第４配管接続部１４ｂには、他方の紡糸原液Ｂの図示せぬ供給源に接続された第２配管１６から分岐する第３の分岐配管１６ａ及び第４の分岐配管１６ｂがそれぞれ接続される。更に本実施形態では、前記第１〜第４の分岐配管１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂのそれぞれに本発明の切替手段である切替えバルブ１７，１８が介装されている。第１配管１５及び第２配管１６には、計量ポンプによって個別に計量された紡糸原液Ａ，Ｂが送液される。
【００１５】
前記円筒パイプ２０はその中心を前記複合液流形成部１０の原液流路１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａの中心と一致させて連結されている。更に、本実施形態にあっては、前記円筒パイプ２０を内包するよう外側に熱媒用パイプ２１が配されている。前記熱媒用パイプ２１には温水などの熱媒の供給口２１ａと排出口２１ｂとが形成されており、前記熱媒用パイプ２１と円筒パイプ２０との間に熱媒を流通させ、円筒パイプ２０内の複合液流を紡糸条件に適した温度まで加熱する。
【００１６】
図３及び図４は、本発明のサイドバイサイド接合型複合繊維の製造方法に適した紡糸ノズル３０の説明図を示している。紡糸ノズル３０は、ノズル部３１と同ノズル部３１の上流側に配された織布又は不織布からなるフィルター３２とが、ノズルパック３３により支持されており、前記ノズル部３１の中心を前記円筒パイプ２０の中心に一致させて、同円筒パイプ２０の下流端に取り付けられる。
【００１７】
前記ノズル部３１は、その周縁部にリング状凹窪３１ａが形成されていることが好ましく、同リング状凹窪３１ａの底部に複数の吐出孔３１ｂが等間隔で形成されている。このようにリング状凹窪３１ａを形成し、その底部に複数の吐出孔３１ｂを配することにより、複合液流における各紡糸原液の紡糸ノズル３０内部のキャピラリー前での流速差が解消され、複合液流がさらに安定化される。また、ノズル部３１の中央の半球状部３１ｃにおいて、同心円状の複合液流がその層状態を確保しながら周縁のリング状凹窪３１ａへと均一に分配される。
【００１８】
前記リング状凹窪３１ａには複数の前記吐出孔３１ｂが同一円周上を一列に配列されている。この吐出孔３１ｂの形状は得ようとする複合繊維の断面形状に応じて選定されるものであり、任意の形状を採用することができ、種々の複合異型断面形状を得ることが可能である。図４は、本発明における吐出孔３１ｂの代表的な形状例を示している。図示例による吐出孔３１ｂは円形孔であるが、この紡糸ノズル３０の吐出孔３１ｂの形状は、図示例に限定されるものではなく、単純な楕円形や多角形など多様な形状を採用することができる。
【００１９】
このように、上記製造装置１は、従来のように複数の吐出孔のそれぞれに複合機構を備えておらず、１錘のサイドバイサイド接合型複合繊維の製造装置につき単一の複合液流形成部１０を備えているにすぎず、同複合液流形成部１０の構成も格別な精密性を必要としないものであるため、従来のように各吐出孔ごとの複合機構の加工や精密さが不必要となり、装置が極めて簡素化される。また、装置の簡素化に伴い、その製造が容易となるため、糸を構成するフィラメント数、すなわち吐出孔数を、一種類の紡糸原液から紡糸する通常のマルチフィラメント糸の製造の場合と同じ条件で選定でき、多孔化が通常の紡糸と同じ範囲で可能となる。
【００２０】
また、本実施形態における上記複合流形成部１０は、上述のように第１及び第３液流形成部品１１，１３に第１紡糸原液Ａの共通の供給配管１５から分岐した第１及び第２の分岐配管１５ａ，１５ｂが接続され、第２及び第４液流形成部品１２，１４に第２紡糸原液Ｂの共通の供給配管１６から分岐した第３及び第４の分岐配管１６ａ，１６ｂが接続され、それぞれに第１紡糸原液Ａと第２紡糸原液Ｂが供給されるようになっている。図示例では、前記第１〜第４の分岐配管１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂには、それぞれに第１及び第２の切替えバルブ１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂが介装され、それらの切替えバルブ１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂを任意に切り替えることにより、複合繊維の断面に表出する２種類の紡糸原液Ａ，Ｂの配置関係及び層の数を多様に変更できる。
【００２１】
４つの切替えバルブ１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂを全て開いた場合には、異なる２種類の紡糸原液Ａ，Ｂは、各紡糸原液Ａ，Ｂの供給配管１５，１６から第１〜第４の分岐配管１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂへと分岐され、各切替えバルブ１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂを介して複合流形成部１０の第１〜第４液流形成部品１１〜１４へと交互に供給されて、４層の同心円状に複合した複合流が形成される。
【００２２】
該複合流形成部１０において形成される同心円状の紡糸原液Ａ，Ｂは、複合流形成部１０に接続された直線状の１本の円筒パイプ２０の内部を、熱媒用パイプ２１により最適な温度を維持して同心円状を保ったまま送液され、該円筒パイプ２０の先端に装着され、同一円周上に配された複数の吐出孔３１ｂを有する紡糸ノズル部３１から吐出される。
【００２３】
本発明では、従来の複合紡糸のような各吐孔直前で紡糸原液を複合する複雑な構造のノズルパックを必要とせず、各紡糸原液の供給配管から分岐させて切替えバルブを介して複合流形成部に供給される紡糸原液の供給を切り替えたり或いはその供給量を変更することで、ノズルパックの交換や原液供給配管のつなぎ替え等の作業が不要となり、多様な接合型複合繊維の製造が可能となる。
【００２４】
各供給配管１５，１６に供給される紡糸原液Ａ，Ｂは、供給源に設置された図示せぬ計量ポンプによって計量されて送液される。この送液量を変更することにより紡糸される複合繊維の断面に表出する成分層の複合比率を異ならせることができる。また、上記各切替えバルブ１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂのバルブ開度を制御することにより、紡糸される複合繊維の断面に表出する同一成分層の複合比率及び各層間の複合比率をも変更することができる。
【００２５】
更に、上記紡糸原液Ａの第１及び第２の切替えバルブ１７ａ，１７ｂの１つ、又は紡糸原液Ｂの第１及び第２の切替えバルブ１８ａ，１８ｂの１つを閉じれば、３層の複合繊維が得られる。例えば、紡糸原液Ａの第１及び第２の切替えバルブ１７ａ，１７ｂを開くとともに、紡糸原液Ｂの第１切替えバルブ１８ａを開き、第２の切替えバルブ１８ｂを閉じれば、複合流形成部１０では第１及び第３液流形成部品１１，１３の第１及び第２の分岐配管１５ａ，１５ｂに紡糸原液Ａが供給されるとともに、第２液流形成部品１２の第３の分岐配管１６ａに紡糸原液Ｂが供給され、Ａ−Ｂ−Ａからなる３層の同心円状の複合流が形成され、該複合流は直線状の円筒パイプ２０を通り、３層の同心円状の形態を保ったまま、該円筒パイプ２０の先端に装着され、同一円周上に一列に配された複数の吐出孔３１ｂを有するノズル部３１から吐出され、Ａ−Ｂ−Ａの成分からなる３層のサイドバイサイドに接合した複合繊維が得られる。
【００２６】
勿論、上記紡糸原液Ａ及び紡糸原液の全ての切替えバルブ１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂを開けば、２種類の異なる紡糸原液Ａ，Ｂの固形成分が交互に接合されたＡ−Ｂ−Ａ−Ｂの４層の複合繊維が得られる。
【００２７】
このように切替えバルブを開閉することにより、ノズルパック等を変更することなく容易に層数の変更が可能となる。この場合にも、更に第１及び／又は第３の切替えバルブ１７ａ，１７ｃからの供給量を任意に変更することにより、各層の複合比率をも変更することが可能となる。さらに、経時的に所望の層への紡糸原液の供給量を変化させれば、繊維軸方向で各層の複合比率や、層数を変化した複合繊維を得ることも可能である。
【００２８】
なお、上記実施形態では４層の接合型複合繊維の製造について述べたが、５層以上の接合型複合繊維の製造も可能であり、更には３成分以上の組合せによる多層の接合型複合繊維の製造も可能である。
【００２９】
本発明の製造装置、製造方法は、乾式紡糸、湿式紡糸、溶融紡糸法の何れにも適用可能であり、乾式紡糸ではセルロースアセテートの置換度や重合度、或いは添加剤の異なる成分の複合化が可能であり、湿式紡糸ではアクリルの共重合成分や重合度の異なる成分の複合化、更に溶融紡糸ではポリエステルの共重合成分や重合度、添加剤の異なる成分の複合化が可能であるが、特に置換度の異なる複数のセルロースアセテートを安定に複合化するのに適している。
【実施例１】
【００３０】
紡糸原液として、平均置換度２．４１のセルロースジアセテートを塩化メチレン９１重量％／メタノール９重量％の混合溶剤に溶解させ、紡糸原液Ａである濃度２２重量％のセルロースジアセテート原液を調整し、平均置換度２．９１のセルローストリアセテートを塩化メチレン９１重量％／メタノール９重量％の混合溶剤に溶解させ、紡糸原液Ｂである濃度２２重量％のセルローストリアセテート原液を調整した。
【００３１】
図１に示す製造装置を用いて、セルロースジアセテート原液側の第１分岐配管１５ａの第１の切替えバルブ１７ａを閉じて、セルロースジアセテート原液側の第２分岐配管１５ｂの第２切替えバルブ１７ｂを開けて、セルロースジアセテート原液を第３液流形成部品１３の接続部１３ｂから送液する。同時に、セルローストリアセテート原液側の第１及び第２分岐配管１６ａ，１６ｂの切替えバルブ１８ｂ，１８ｂを開けて、第２液流形成部品１２の接続部１２ｂ及び第４液流形成部品１４の接続部１４ｂからセルローストリアセテート原液を送液する。このとき各原液を計量し、各接続部１２ｂ＋１４ｂ，１３ｂからの原液を、第１＋第３：第２の固形分比率が８０：２０となるように、それぞれ個別の計量ポンプにて計量し、最内層と最外層とが紡糸原液Ｂであるセルローストリアセテート原液Ｂ、中間層が紡糸原液Ａであるセルロースジアセテート原液からなる三層の同心円状の複合液流を形成した。この同心円状の複合液流は、長さ１ｍの円筒パイプ２０により紡糸ノズル３０へと送液され、この送液中に前記円筒パイプ２０の外側に配された熱媒体パイプ２１を流通する温水により７５℃に加熱した。
【００３２】
紡糸ノズル３０として直径１９ｍｍの同一円周上を一列に等間隔で、直径２９μｍの２０個の吐出孔が配された紡糸ノズルを用い、上記複合紡糸原液を乾式紡糸法により紡速６００ｍ／ｍｉｎで紡糸した。
【００３３】
得られた繊維は８４ｄｔｅｘ、２０フィラメントであり、セルローストリアセテート成分とセルロースジアセテート成分が重量比で４０：２０：４０に均一にサイドバイサイドに接合されていた。
【実施例２】
【００３４】
セルローストリアセテートが送られる第１の分岐配管１６ａの切替えバルブ１８ａを全開、第２の分岐配管１６ｂの切替えバルブ１８ｂの開度を２０％として差をもたせる以外は、実施例１と同様に紡糸を行った。
【００３５】
得られた繊維は８４ｄｔｅｘ、２０フィラメントであり、各単繊維はセルローストリアセテート成分とセルロースジアセテート成分が重量比でおよそ６０：２０：２０に均一にサイドバイサイドに接合されていた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の接合型複合繊維の製造装置を示す概略図である。
【図２】上記製造装置における複合液流形成部の分解図である。
【図３】同製造装置に装着される紡糸ノズルの装着部を示す断面図である。
【図４】同装着部を下面から見た平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１                                接合型複合繊維の製造装置
１０                              複合流形成部
１１〜１４                        第１〜第４液流形成部品
11a,12a,13a,14a                   第１〜第４原液流路
11b,12b,13b,14b                 （配管）接続部
１５，１６                        第１及び第２配管
15a,15b,16a,16b                   分岐配管
17a,17b,18a,18b                   切替えバルブ
２０                              円筒パイプ
２１                              熱媒体パイプ
３０                              紡糸ノズル
３１                              ノズル部
３１ａ                            リング状凹窪
３１ｂ                            吐出孔
３１ｃ                            半球状部
３２                              フィルター
３３                              ノズルパック
【図１】
2006138048.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006138048.tif 000005
【図４】
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