(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１成分ポリマーおよび第２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／または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紡出経路方向の下流側に位置し、複数の第１成分ポリマー吐出孔と複数の第２成分ポリマー吐出孔とが形成された最下層分配板と、
前記最下層分配板のポリマー紡出経路方向の下流側に位置し、前記第１成分ポリマー吐出孔と前記第２成分ポリマー吐出孔に連通した複合ポリマー吐出孔が形成された吐出板と、で構成されており、
前記最下層分配板には、前記第１成分ポリマー吐出孔の少なくとも一部が環状に配列された第１成分ポリマー吐出孔列と、前記第２成分ポリマー吐出孔の少なくとも一部が環状に配列された第２成分ポリマー吐出孔列とが交互に取り囲んだ吐出孔群が形成されており、
前記吐出板には、前記吐出孔群に連通した前記複合ポリマー吐出孔が２つ以上形成されており、
前記複合ポリマー吐出孔の形状が楕円形である複合口金。
【請求項２】
第１成分ポリマーおよび第２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／または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紡出経路方向の下流側に位置し、複数の第１成分ポリマー吐出孔と複数の第２成分ポリマー吐出孔とが形成された最下層分配板と、
前記最下層分配板のポリマー紡出経路方向の下流側に位置し、前記第１成分ポリマー吐出孔と前記第２成分ポリマー吐出孔に連通した複合ポリマー吐出孔が形成された吐出板と、で構成されており、
前記最下層分配板には、前記第１成分ポリマー吐出孔の少なくとも一部が環状に配列された第１成分ポリマー吐出孔列と、前記第２成分ポリマー吐出孔の少なくとも一部が環状に配列された第２成分ポリマー吐出孔列とが交互に取り囲んだ吐出孔群が形成されており、
前記吐出板には、前記吐出孔群に連通した前記複合ポリマー吐出孔が２つ以上形成されており、
前記複合ポリマー吐出孔の形状が、楕円形、長方形、鼓形および扁平形からなる群より選ばれる少なくとも１種類の形からなる２つ以上が、各々の一端のみを重ねられた形状である複合口金。
【請求項３】
第１成分ポリマーおよび第２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／または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紡出経路方向の下流側に位置し、複数の第１成分ポリマー吐出孔と複数の第２成分ポリマー吐出孔とが形成された最下層分配板と、
前記最下層分配板のポリマー紡出経路方向の下流側に位置し、前記第１成分ポリマー吐出孔と前記第２成分ポリマー吐出孔に連通した複合ポリマー吐出孔が形成された吐出板と、で構成されており、
前記最下層分配板には、前記第１成分ポリマー吐出孔の少なくとも一部が環状に配列された第１成分ポリマー吐出孔列と、前記第２成分ポリマー吐出孔の少なくとも一部が環状に配列された第２成分ポリマー吐出孔列とが交互に取り囲んだ吐出孔群が形成されており、
前記吐出板には、前記吐出孔群に連通した前記複合ポリマー吐出孔が２つ以上形成されており、
前記複合ポリマー吐出孔の形状が多角形である複合口金
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの複合口金を用いた複合紡糸機により、多層積層繊維を製造する多層積層繊維の製造方法。
【請求項５】
第１成分ポリマーで形成された第１成分樹脂層と第２成分ポリマーで形成された第２成分樹脂層とが同心円状に交互に積層され、各層の厚みのバラツキがそれぞれ１〜２０％の多層積層繊維であって、
前記多層積層繊維の前記第１成分樹脂層と前記第２成分樹脂層との合計の層数が６０層以上である多層積層繊維。
【請求項６】
前記多層積層繊維の隣り合う前記各層の厚みが繊維の中心から外層側に向かい任意の比率で厚くもしくは薄くなっており、最も薄い層の厚みと最も厚い層の厚みとの比が１．１〜３．０である、請求項５の多層積層繊維。
【請求項７】
前記多層積層繊維の繊維断面が楕円形状であり、繊維断面の長径ｄ１と短径ｄ２との比が、１＜ｄ１／ｄ２＜１０を満たす、請求項５または６の多層積層繊維。
【請求項８】
前記多層積層繊維の繊維断面が多角形であり、多角形の外縁を構成する各辺が、多角形の各角部に内接する円の中心点を結ぶ線分に平行な線よりも、多角形の中心側または外周側に湾曲している、請求項５または６の多層積層繊維。
【請求項９】
第１成分ポリマーで形成された第１成分樹脂層と第２成分ポリマーで形成された第２成分樹脂層とが同心円状に交互に積層され、各層の厚みのバラツキがそれぞれ１〜２０％の多層積層繊維であって、
前記多層積層繊維の隣り合う前記各層の厚みが繊維の中心から外層側に向かい任意の比率で厚くもしくは薄くなっており、最も薄い層の厚みと最も厚い層の厚みとの比が１．１〜３．０である多層積層繊維。
【請求項１０】
前記多層積層繊維の繊維断面が楕円形状であり、繊維断面の長径ｄ１と短径ｄ２との比が、１＜ｄ１／ｄ２＜１０を満たす、請求項９の多層積層繊維。
【請求項１１】
前記多層積層繊維の繊維断面が多角形であり、多角形の外縁を構成する各辺が、多角形の各角部に内接する円の中心点を結ぶ線分に平行な線よりも、多角形の中心側または外周側に湾曲している、請求項９の多層積層繊維。
【請求項１２】
第１成分ポリマーで形成された第１成分樹脂層と第２成分ポリマーで形成された第２成分樹脂層とが同心円状に交互に積層され、各層の厚みのバラツキがそれぞれ１〜２０％の多層積層繊維であって、
前記多層積層繊維の繊維断面が楕円形状であり、繊維断面の長径ｄ１と短径ｄ２との比が、１＜ｄ１／ｄ２＜１０を満たす多層積層繊維。
【請求項１３】
第１成分ポリマーで形成された第１成分樹脂層と第２成分ポリマーで形成された第２成分樹脂層とが同心円状に交互に積層され、各層の厚みのバラツキがそれぞれ１〜２０％の多層積層繊維であって、
前記多層積層繊維の繊維断面が多角形であり、多角形の外縁を構成する各辺が、多角形の各角部に内接する円の中心点を結ぶ線分に平行な線よりも、多角形の中心側または外周側に湾曲している多層積層繊維。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合口金、それを用いた多層積層繊維の製造方法および多層積層繊維に関する。
【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、衣料用途のみならずインテリアや車輌内装、産業用途等幅広く利用されている。例えば、衣料用途では、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、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するような、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。その機能の一つとして、染料や顔料などの色素を用いずに、複合繊維内に屈折率の異なる複数のポリマーを幾層も交互に積層させた構造とすることで、光の反射・干渉、回折、散乱などの物理現象を積極的に利用して構造性発色や熱線反射を発現させる光学機能繊維が提案されている。着色剤や発色剤を含めた繊維はその劣化により発色の経年劣化が見られるのに対して、構造性発色は発色原理がその構造自体にあるため、発色の経年劣化がほとんど見られないというメリットがある。また、積層構造が多層化し、かつ層厚みに傾斜をつけることで高効率に紫外線や赤外線を反射させることができるため、発色性、審美性といった感性的な効果や、高効率な反射特性を有する機能的な効果を得ることができる。これにより、衣料やインテリア、車輌内装などの素材へ付与する開発が行われてきた。
【０００３】
多層積層繊維を得る複合口金として、例えば特許文献１では、図９（ａ）に示すような複合口金、および、それにより得られた複合繊維の断面が開示されている。図中、Ａ、Ｂはそれぞれ異なる屈折率を有する２種のポリマー、Ｃは保護層ポリマー、２８はポリマーＡの導入流路、２９はポリマーＢの導入流路、３０はポリマーＡを供給する開孔群列、３１は積層形成流路、３２は漏斗状流路、３３は芯鞘形成流路、２７は複合ポリマー吐出孔をそれぞれ示す。
【０００４】
特許文献１の複合口金では、ポリマーＡは導入流路２８から開孔群列３０へ導かれ、ここから積層形成流路３１へと流下するのと同時に、ここでは図示はしないが、導入流路２８から導入されたポリマーＡの一部は、保護層ポリマーＣを形成するための分流流路へと分流される。また、ポリマーＢは、導入流路２９から開孔群列３０の下流側に設けられた積層形成流路３１に流入し、ポリマー溜まりを形成し、他方で開孔群列３０を流下してきたポリマーＡと合流し、ポリマーＡとポリマーＢは交互積層流を形成する。その後、ポリマーの流れ方向に対して直角方向の断面が矩形形状である漏斗状流路３２を通過して、前述した分流流路を通じてきたポリマーＡによって形成される保護層ポリマーＣと芯鞘形成流路３３で合流し、複合ポリマー吐出孔２７から吐出する。これにより、図９（ｂ）に示すような屈折率の異なる２種のポリマーＡとＢが繊維の長軸方向と並行に交互に積層した交互積層体が保護ポリマー層Ｃに囲まれた複合繊維を形成することができる。この交互積層体の層間において、反射光が干渉を起こすことで、構造性発色の効果を得ることができる。
【０００５】
ところで、特許文献１の複合口金を用いて得られる複合繊維は、積層される樹脂層はその方向が一方向であるため、樹脂層の積層面に対して垂直な方向以外では構造性発色を確認することができず、上述した素材に適用する場合には、光の入射方向を考慮しなければならない。そのため、審美性の効果を充分に発揮させるために、光の入射方向に依存することなく発色する多層積層繊維が強く求められてきた。
【０００６】
特許文献２では、図１０（ａ）に示すような複合口金を用いて、図１０（ｂ）に示すような繊維の長さ方向を軸とした全周方向において発色する多層積層繊維とその製造方法が開示されている。図中、３４は多層積層繊維、３５は芯成分樹脂層、３６は第１成分樹脂層、３７は第２成分樹脂層、３８は芯成分ポリマーの導入流路、３９ａ、３９ｂ、３９ｃは第１成分ポリマーの導入流路、４０ａ、４０ｂ、４０ｃは第２成分ポリマーの導入流路、４１はガイドパイプ、４２は各導入流路を構成する導入板をそれぞれ示す。
【０００７】
特許文献２の複合口金では、各導入流路は、導入孔と隣り合う導入流路とは隔絶された１層分を形成できる環状流路とからなり、それを複数個重ね、芯成分ポリマーは導入流路３８に、第１成分ポリマーを導入流路３９ａ、３９ｂ、３９ｃに、第２成分ポリマーを導入流路４０ａ、４０ｂ、４０ｃに、それぞれのポリマーが所定の厚みになるように定量的に供給し、順次積層して多層構造とした後に、ガイドパイプ４１より吐出する。これにより、繊維の長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯成分樹脂層３５上に長さ方向に直交する断面形状が略円環形である第１成分樹脂層３６および第２成分樹脂層３７を複数積層した多層積層繊維３４を得ることができる。これにより、繊維の長さ方向を軸とした全周方向において、構造性発色の効果を得ることができる。
【０００８】
また、特許文献３では、紡糸パックの構造が詳細には記述されていないが、多層積層繊維の製造方法が開示されている。本発明者らがパック構造の検討を重ねた結果、図１１に示すような紡糸パックを用いて、多層積層繊維が製造されていると推測する。図１１（ａ）は紡糸パックの全体図であり、図１１（ｂ）は、スタティックミキサー４３の内部に配置されたミキサーエレメント４５ａ、４５ｂの部分拡大図である。また、図１２（ａ）〜（ｇ）は、本発明者らが予想する特許文献３の紡糸パックを用いた場合の多層積層繊維の断面形成の流れを順に示す。図１２（ａ）〜（ｃ）は図１１のスタティックミキサー４３内での断面形成を、図１２（ｄ）〜（ｅ）は分流板４４における断面形成を、図１２（ｆ）は吐出板１０における断面形成をそれぞれ示し、図１２（ｇ）は得られる多層積層繊維断面を示す。図中、４３はスタティックミキサー、４４は分流板、１０は吐出板、４５ａ、４５ｂはそれぞれミキサーエレメントをそれぞれ示す。
【０００９】
特許文献３の紡糸パックでは、各ポリマーの導入流路２８、２９から供給された２つの成分のポリマーＡ、Ｂは、円筒状のスタティックミキサー４３内に供給され、スタティックミキサー４３の内部にある、長方形の板を１８０°ねじった形状の複数のミキサーエレメント４５ａおよび４５ｂを順次通過する。これにより、ポリマーＡとポリマーＢとは、左右に分割された後、上下への積層を複数回繰り返すことで、並行かつ交互に積層された複合ポリマー流を形成することができる（図１２（ａ）〜（ｃ））。次に、図１２（ｄ）〜（ｅ）に示すように、スタティックミキサー４３の下流側にある分流板４４において、複合ポリマー流を扁平形状となるように導いた後（図１２（ｅ））に、一部分が欠けた円環状スリット孔が形成されている吐出板１０から吐出する（図１２（ｆ））ことによって、異なる２つの成分のポリマーが同心円状に交互に積層した多層積層繊維３４（図１２（ｇ））を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１１１２０５号公報
【特許文献２】特開２００９−１７４０６８号公報
【特許文献３】特開平１１−１８１６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示されている複合口金ではポリマーＡは導入流路２８から開孔群列３０へ一方向から供給されるため、導入流路２８に近い側と遠い側では流れるポリマーの圧力損失が異なることから、導入流路２８に近い側と遠い側とで開孔群列３０から吐出されるポリマーの吐出量に差が生じてしまうため、均一な層厚みを形成することが困難である。例えば、開孔群列３０の孔径を外周側へ向かうにつれて大きくすることで各孔の圧力損失を調整し、単孔吐出量を一定にできるが、積層数が数十層になると、その積層数毎に孔径の調整が必要となり、設計の難化や加工の複雑化を招いてしまう。また、ポリマーＢも同様に、導入流路２９から積層形成流路３１に一方向から供給されるため、導入流路２９に近い側の層と、遠い側の層において、ポリマーＢの供給斑（近い側の層が厚く、遠い側の層が薄くなる）が生じ易くなる。そこで、導入経路２９の両側から２方向（図９は１方向）で供給すればよいと考えるが、この場合、導入流路２９の近い側（外側）と中心側の層において供給斑（外側は厚く、中心側は薄くなる）が生じ易くなり、層数が多くなれば、その供給斑はより顕著となる。
【００１２】
また前述のとおり、この複合口金を用いて得られる複合繊維は、積層される樹脂層はその方向が一方向であるため、樹脂層の積層面に対して垂直な方向以外では構造性発色を確認することができない。
【００１３】
また、特許文献２に開示されている複合口金を用いれば、光の入射方向に依存することなく発色する多層積層繊維が得られるが、構造性発色効果を最大限に発揮させるためには、各層を構成するポリマーの屈折率差を大きくし、かつ入射光を高効率に反射するためには積層数を数多く配置する必要がある。ここで、屈折率差は、選択するポリマーの種類によって一意的に決まるが、特許文献２の複合口金を用いて、積層数が多い多層積層繊維を製造するためには、各導入流路を構成する導入板４２の個数は、少なくともその積層の数だけ必要となる。そのため、流路の構造が極めて複雑となることから、口金の製作コストが過大となる場合がある。また、最終的に環状流路に繋がる第１成分ポリマーの導入流路３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、および第２成分ポリマーの導入流路４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、環状流路に一方向から連結していることから、連結する側とその反対側とでポリマーの供給斑が生じ易くなり、多層積層繊維の厚み斑に繋がる。さらに、特許文献２の技術では、１つの複合口金から１本の多層積層繊維（モノフィラメント）を製造できるが、１つの複合口金から複数本の多層積層繊維（マルチフィラメント）を製造するには、複合口金の寸法が大型化し、繊維分野の多錘型の設備では生産性や操業性において好ましくない問題が生じる場合がある。また、多層積層繊維の各層の厚みに傾斜をつけるためには、環状流路の幅や板厚などを調整し、所望の層厚みにすることができるが、その場合には、厚みの異なる導入板４２を別途準備する必要があり、コスト増大化に繋がる。
【００１４】
また、特許文献３に開示されている複合口金はスタティックミキサーを用いているため、装置構成の複雑化や長大化に伴う設備コストが増大する場合がある。また、スタティックミキサーは層状に重なった複合ポリマー流を左右に２つに分断した後に、層状に再度合流させる流路構成であるため、複合ポリマーの分断時、または合流時に流れが不安定化し、その結果、単層厚みにムラが生じる場合があり、均一な層厚みを有する多層積層繊維を製造することは困難である。さらに、得られる繊維の各層の厚みに傾斜をつけるといった多層積層繊維の構造を形成することができない。また、分流板４４において、扁平状の複合ポリマー流を一部欠けた円環状の複合ポリマー流にその形状を変化させることは、極めて複雑な流路構造を形成するため、通常の加工方法（機械、放電加工）では製作は困難であると推測する。たとえ製作できたとしても、分流板４４自体が非常に長尺となるため、設備コストが過大となる。また、円環状スリット孔から吐出された複合ポリマー流はＣ型形状であるため、内側の空隙部にはポリマーが存在しない。そのため、単に円環状スリット孔から吐出するだけでは、Ｃ型の内周側のポリマーが徐々に繊維断面の中心方向に向かうことで同心円状に積層された繊維断面を形成するまでに、外周側のポリマー同士が先に合流してしまい、積層繊維の内部に空気が抜けず残存してしまう可能性や、合流時の積層位置のズレ、厚みのバラツキを引き起こす可能性がある。これらを抑制する手段として、例えば、円環状の一部が欠けた箇所から外部から積極的に空気を抜いたり、もしくは空隙となる環状スリット孔の内周側に芯成分ポリマーを吐出する流路を別途設けたりすることで改善できるが、やはり装置の複雑化に繋がってしまう。また、Ｃ型の両端部が合流する際に、各層同士が上手く合流せず、合流部において、各層の厚み斑が発生する場合がある。
【００１５】
以上のように、光の入射角度に依存することなく高効率の構造発色性や熱線反射性を有するために、積層数が極めて多い、多糸条の多層積層繊維を製造することは重要な要素技術であるが、従来の技術では様々な問題がある。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。
【００１６】
よって、本発明の目的は、繊維の長さ方向に直交する断面が略円環形状に交互に積層された多層積層繊維を製造するための複合口金において、積層数が非常に多い場合においても、複合口金を構成する部品点数を少なくしつつ、かつ単層厚みの均一性が高い多糸条の多層積層繊維を製造することができる複合口金を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決する本発明の複合口金は、第１成分ポリマーおよび第２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／または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紡出経路方向の下流側に位置し、複数の第１成分ポリマー吐出孔と複数の第２成分ポリマー吐出孔とが形成された最下層分配板と、  前記最下層分配板のポリマー紡出経路方向の下流側に位置し、前記第１成分ポリマー吐出孔と前記第２成分ポリマー吐出孔に連通した複合ポリマー吐出孔が形成された吐出板と、で構成されており、
前記最下層分配板には、前記第１成分ポリマー吐出孔の少なくとも一部が環状に配列された第１成分ポリマー吐出孔列と、前記第２成分ポリマー吐出孔の少なくとも一部が環状に配列された第２成分ポリマー吐出孔列とが交互に取り囲んだ吐出孔群を形成しており、  前記吐出板には、前記吐出孔群に連通した前記複合ポリマー吐出孔が少なくとも２つ以上形成されている。
【００１８】
本発明の多層積層繊維の製造方法は、本発明の複合口金を用いた複合紡糸機により、多層積層繊維を製造する方法である。
【００１９】
本発明の多層積層繊維は、第１成分ポリマーで形成された第１成分樹脂層と第２成分ポリマーで形成された第２成分樹脂層とが同心円状に交互に積層され、各層の厚みのバラツキがそれぞれ１〜２０％である。
【００２０】
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。ここで、分配孔は、分配板を貫通していてもよく、また、分配板の厚み方向に対して、厚みの一部分が分配溝を形成し、その分配溝に連なるように分配孔が形成されて貫通していてもよい。
【００２１】
「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）であってもよく、細長い溝が掘ってあってもよい。
【００２２】
「ポリマーの紡出経路方向」とは、各成分のポリマーが、最上層の分配板に配置された吐出孔から吐出板に配置された複合ポリマー吐出孔まで流れる主方向をいう。
【００２３】
「複合ポリマー吐出孔」とは、第１成分ポリマーと第２成分ポリマーとが層状に交互に積層された状態にて合流した複合ポリマーが吐出される吐出孔をいう。
【００２４】
「鼓形」とは、四辺形であり、２つの平行な線分の端点を結ぶ線分が中心線に対して弧状線によって結ばれる形状のことをいう。ここで、２つの平行な線分は互いの長さが同じであってもよく、異なっていてもよい。
「扁平形」とは、四辺形であり、２つの長辺と２つの短辺によって囲まれる形状のことをいう。ここで、長辺と短辺は共に直線であってもよく、その一部が曲線であってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の複合口金を用いることで、１つの口金から多糸条で各層の厚みの均一性が高い多層積層繊維を得ることができる。また、複合口金の一部である分配板のみを変更するだけで多様な積層構成の多層積層繊維を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に用いられる多層積層繊維を１本製造するための最下層分配板の断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態に用いられる多層積層繊維を１本製造するための最下層分配板の部分拡大断面図である。
【図３】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４】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５】図３の複合口金におけるＸ-Ｘ矢視図である。
【図６】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展開図である。
【図７】本発明の別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８】本発明の実施形態における、多層積層繊維１本の形成順序を示す概略断面図である。
【図９】（ａ）は特許文献１の実施形態に用いられる複合口金の概略斜視図、および（ｂ）は（ａ）の複合口金により製造された複合繊維の断面形態を示した模式図である。
【図１０】（ａ）は特許文献２の実施形態に用いられる複合口金の概略断面図、および（ｂ）は（ａ）の複合口金により製造された多層積層繊維の断面形態を示した模式図である。
【図１１】（ａ）は特許文献３の実施形態に用いられる紡糸パックの概略断面図、および（ｂ）は（ａ）の紡糸パックに用いられるミキサーエレメントを示した模式図である。
【図１２】（ａ）〜（ｇ）は、図１１（ａ）の紡糸パックにより製造される多層積層繊維の形成順序を説明する概略模式図である。
【図１３】本発明の別の実施形態に用いられる吐出板の概略断面図である。
【図１４Ａ】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の別の実施形態に用いられる複合ポリマー吐出孔の概略断面図である。
【図１４Ｂ】（ｉ）〜（ｎ）は、本発明の別の実施形態に用いられる複合ポリマー吐出孔の概略断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の別の実施形態に用いられる複合ポリマー吐出孔の概略断面図である。
【図１６】本発明の複合口金により製造された楕円形状の多層積層繊維を示した模式図である。
【図１７】本発明の複合口金により製造された三角形状の多層積層繊維を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら、本発明の複合口金および複合口金を用いて製造する多層積層繊維の実施形態について詳細に説明する。
【００２８】
図３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４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であり、図５は図３の複合口金におけるＸ−Ｘ矢視図である。なお、図３は縦断面図になるので、第１成分ポリマー吐出孔１や第２成分ポリマー吐出孔２が集合した吐出孔群は２つしか記載されていないが、図５の複合口金を例に取ると、吐出孔群４６が４つあり、吐出孔群４６の数は限定されず、複数個が配置されていればよい。また、図６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略図であり、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はなく、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できる。
【００２９】
本発明の実施形態に用いられる複合口金１６は、図４に示すように、紡糸パック１３に装備され、スピンブロック１４の中に固定され、複合口金１６の直下に冷却装置１５が構成される。そこで、複合口金１６に導かれた２成分のポリマーは、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の複合ポリマー吐出孔２７から吐出された後、冷却装置１５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、多層積層繊維として巻き取られる。なお、図４では、環状内向きに気流を吹き出す環状の冷却装置１５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１３にて使用された流路などを用いればよく、特別に専有化する必要はない。
【００３０】
また、本発明の実施形態に用いられる複合口金１６は、図３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、分配板６と最下層分配板５、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１３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、ネジやボルトなどで固定してもよく、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。
【００３１】
ここで分配板６、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エッチング加工が好適である。エッチング加工に用いられる薄板の板厚みは、具体的には、０．０１〜１ｍｍ範囲となるのがよく、更には、０．１〜０．５ｍｍの範囲となるのが好適である。薄板の板厚を薄くすることで、分配板６に加工できる分配孔７の孔径や分配溝８の溝幅、さらには孔間、溝間ピッチを小さくすることができるため、最下層分配板５の各成分ポリマー吐出孔１または２を密に配置することができる。
【００３２】
また、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、第１成分ポリマーと第２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、本発明における縮流孔１２は、吐出導入孔１１から複合ポリマー吐出孔２７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１６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。
【００３３】
図６に示すように、本発明の複合口金では複数の分配板６が積層されている。各分配板６にはポリマーの紡出経路方向にポリマーを導く分配孔７、または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が形成されている。そして、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とが分配溝８によって連通するようにし、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って増加するように各分配板６が積層されている。また、一枚の分配板６に分配板６を貫通する分配孔７と分配板６を貫通する分配溝８が形成されていてもよく、一枚の分配板６の片側の面に分配孔７が、他方の面に分配溝８が形成され、それら分配孔７と分配溝８が連通していてもよい。このように、分配板６には様々な形態で分配孔７および／または分配溝８が形成できる。
【００３４】
まず、本発明の重要なポイントである、光の入射角度に依存しない多層積層繊維、つまりは単層の厚み均一性に優れ、かつ層数が極めて多い多層積層繊維を得ることができる原理について説明する。
【００３５】
前述したように特許文献１の複合口金を用いた場合、一方向に積層された扁平形状の多層積層繊維を得ることはできるが、この口金構成では、光の入射角度に依存することのない各層が環状に積層された多層積層繊維を得ることはできない。また、各ポリマーは積層形成流路３１へ一方向から供給されるため、ポリマーの供給斑が生じ易くなり、単層の厚み斑に繋がる。そこで、光の入射角度に依存することのない多層積層繊維を形成する方法として、特許文献２に示したように導入板４２を複数枚重ねて、ガイドパイプ４１の端面の口金吐出断面内に、２つの異なるポリマーを吐出する環状流路を同心円状に交互に配置させる方法がある。しかし、多層積層繊維の積層数が増大になるにつれ、口金を構成する導入板４２の数が増え、口金全体が長大なものとなってしまい、取り扱い性が悪くなる可能性がある。また、既存の口金サイズに適用する場合には、配置できる環状流路には限界があるため、層数が非常に多い多層積層繊維を製造することができず、また、特許文献１と同様に、導入流路は一方向から環状流路に連結されているため、ポリマーの供給斑が生じ易くなり、単層の厚み斑に繋がってしまう。また、特許文献３の複合口金を用いれば、光の入射角度に依存せず、かつ積層数が非常に多い多層積層繊維を得られるかもしれないが、スタティックミキサーを用いているため単層厚み斑の問題は解消できていない。
【００３６】
従って、口金を構成する部品点数を抑えつつ、単層厚みの均一性が優れた光の入射角度に依存しない多層積層繊維を製造すること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考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。
【００３７】
即ち、本発明の複合口金は、各ポリマー成分を分配するための分配孔７および／または分配溝８が形成された１枚以上の分配板６と、分配板のポリマー紡出経路方向の下流側に位置し、複数の第１成分ポリマー吐出孔１と複数の第２成分ポリマー吐出孔２とが形成された最下層分配板５と、第１成分ポリマー吐出孔１と第２成分ポリマー吐出孔２に連通した複合ポリマー吐出孔２７が形成された吐出板１０とで構成されている。さらに、図１に示すように、最下層分配板５は、第１成分ポリマー吐出孔１の少なくとも一部が環状に配列された第１成分ポリマー吐出孔列３と、第２成分ポリマー吐出孔２の少なくとも一部が環状に配列された第２成分ポリマー吐出孔列４とが交互に取り囲むように配置されている。
【００３８】
本発明の複合口金は、分配板および最下層分配板を用いた分配方式口金を採用しており、図６に示すように、計量板９から導入される異なる２成分のポリマー（第１成分ポリマーと第２成分ポリマー）を、ポリマーの紡出経路下流側に向かって垂直な方向にポリマーを導く分配孔７および／または分配溝８が形成された分配板６を交互に積層させることで、最下層分配板５内に配置できる第１成分ポリマー吐出孔１または第２成分ポリマー吐出孔２の孔密度を各段に増加させることができ、これらポリマー吐出孔を列状として交互に配置することで積層数を非常に多くすることができる。さらに最下層分配板の孔密度が非常に高いことから、第１成分ポリマー吐出孔１と第２成分ポリマー吐出孔２とをまとめた１つの吐出孔群４６を、１つの複合口金１６（１枚の最下層分配板５）の中に複数個配置することができ、各吐出孔群４６に連通する複合ポリマー吐出孔２７も１つの複合口金１６（１枚の吐出板１０）の中に複数個配置することができるので、マルチフィラメント化が可能となる。また、多層積層繊維の各層は、吐出量の均一化が図りやすい吐出孔の集合体により環形状の一つの層を形成しているので、各層の厚みの均一性に優れた多層積層繊維を得ることできる。以後、多層積層繊維の第１成分ポリマーで形成された層を第１成分樹脂層と、第２成分ポリマーで形成された層を第２成分樹脂層とする。
【００３９】
なお、図１において、第１成分ポリマー吐出孔列３と第２成分ポリマー吐出孔列４は、各層の同一円周線上にそれぞれ第１ポリマー吐出孔１、第２成分ポリマー吐出孔２を配置しているが、これに限らず、図２（ａ）や（ｂ）に示すように、ポリマー吐出孔が同一円周線上から外周方向もしくは内周方向にポリマー吐出孔の中心位置がずれていても構わないし、ポリマー吐出孔列は２列構成であっても構わない。
【００４０】
本発明において、同心円状に多重に積層された繊維構造の形成は、分配板６、最下層分配板５を用いた分配方式口金を採用することによってなし得ることができる。前述した通り、最下層分配板５内に配置できる第１成分ポリマー吐出孔１と第２成分ポリマー吐出孔２の孔数を極大まで増やすことができるため、計量板９や吐出板１０の構成は同一のものを使用しながら、所望する多層積層繊維の仕様に合わせて、各層を形成する第１成分ポリマー吐出孔１と第２成分ポリマー吐出孔２の孔数や配置を変えた最下層分配板５を決定し、ポリマー吐出孔に至るまでの流路（分配板６の分配孔７の孔径や孔長、分配溝８の溝幅や溝長）のみを設計することで、積層数の数を変更したり、各層の厚みに傾斜を付けたりなど多様な形態の多層積層繊維を得ることができる。また、分配板６や最下層分配板５は１枚の厚みが０．０１〜０．５ｍｍの範囲の薄板材であることから、分配板６の枚数が増えても総厚みは高々３〜５ｍｍ程度となり、口金の全長は既存口金とほぼ同一の長さとしながらも、積層数が膨大な多層積層繊維を得ることができる。
【００４１】
また、本発明の最下層分配板５の別の形態として、最下層分配板５に形成されている全ての隣り合うポリマー吐出孔列が、最内層側からｍ層目を形成するポリマー吐出孔列の孔数をＮm、ｍ＋１層目を形成するポリマー吐出孔列の孔数をＮm+1としたとき、次の式（１）を満足するように配置するのが好ましい。
（１）Ｎm+1／Ｎm＝（２ｍ＋１）／（２ｍ−１）  （ここでｍは自然数）
式（１）を満足するようなポリマー吐出孔の配置とすることで、各層厚みが均一な多層積層繊維を得ることができる。
【００４２】
ここで、（１）式の導出に関して詳細に説明する。最下層分配板５における各ポリマー吐出孔の孔径が全て同一である場合、ｍ層目を形成するポリマーの体積吐出量Ｑmは、ｍ層目を構成する吐出孔の孔数Ｎmに吐出孔の面積を掛けた値になる。また、各層の断面積比は各層を形成するポリマーの体積吐出量比と等しくなることから、以下の（ｉ）式が成り立つことになる。
・Ｒ1^2：（Ｒ2^2−Ｒ1^2）：（Ｒ3^2−Ｒ2^2）：・・・：（Ｒm^2−Ｒm-1^2）
＝  Ｑ1：Ｑ2：Ｑ3：・・・：Ｑm
＝  Ｎ1：Ｎ2：Ｎ3：・・・：Ｎm  ・・・（ｉ）
ここで、Ｒmはｍ層目までの積層繊維の半径を示す。
【００４３】
各層厚みが一定の多層積層繊維を得るためには、ｍ層目までの積層繊維の半径Ｒmを
・Ｒm＝ｍ×Ｒ1  ・・・（ｉｉ）  （ここでｍは自然数）
とする必要がある。
【００４４】
（ｉｉ）式を（ｉ）式の左辺に代入して式を整理すると、各層を形成する孔数の比は、
・Ｎ1：Ｎ2：Ｎ3：・・・：Ｎm＝１：３：５：・・・：２ｍ−１  ・・・（ｉｉｉ）
と表すことができるので、最内層を形成するポリマー吐出孔列の孔数をＮａとした場合、ｍ層目を形成するためのポリマー吐出孔の孔数Ｎmは（ｉｖ）式で表すことができる。
・Ｎm＝（２ｍ−１）×Ｎa  ・・・（ｉｖ）。
【００４５】
（ｉｖ）式からｍ層目を形成するためのポリマー吐出孔の孔数Ｎmとｍ＋１層目を形成するためのポリマー吐出孔の孔数Ｎm+1の比をとると、（１）式を導出することができる。よって、（１）式を満足するように各ポリマー吐出孔を配置すると、隣り合う層の厚みが均一な多層積層繊維を得ることができる。
【００４６】
次に、外層に向かって層厚みを厚くする、もしくは薄くする場合のポリマー吐出孔の配置例を説明する。まず、口金サイズと所望する多層積層繊維の繊維径や積層数を決めると、ポリマー吐出孔の孔径と吐出導入孔の外径が一定であれば、１つの吐出孔群を構成するのに必要な各ポリマー吐出孔の総孔数ＮＬをおおよそ求めることができる。吐出孔群を構成する孔数ＮＬが決まると、多層積層繊維の断面積ＳＬとその吐出量ＱＬの比の関係式（ＱＬ：Ｑｎ＝ＳL×ＮＬ：Ｓｎ×Ｎｎ）から、ある任意の層において、所望とする層厚みとなる断面積Ｓｎを得るために必要なポリマー吐出孔の孔数Ｎｎを求めることができる。この考え方を元に、外層に向かって層厚みを厚くする、もしくは薄くする場合には、最内層の層厚みを基準として、次の層を形成するのに必要な孔数を順々に決めていくことができ、ポリマー吐出孔の総孔数や配置を容易に決めることができる。
【００４７】
本発明の好ましい実施形態によれば、各ポリマー吐出孔１、２から吐出される質量流量が同一であることが好ましい。そのため、各分配板６に形成される分配孔７の孔径や孔長および分配溝８の溝幅や溝長は、各ポリマー成分においては同一とすることが好ましい。このような構成とすることで、計量板９から各ポリマー吐出孔１、２に至るまでの流路圧損を等しくすることができる。その結果、各ポリマー吐出孔からの吐出量差が小さくなり、多層積層繊維の単層厚みの均一性を向上させることができる。ここで、流路圧損は各成分のポリマーが押出機から供給され、複合ポリマー吐出孔２７にて吐出されるまでの流路全長に渡って発生するが、分配板７よりポリマー紡出経路方向の下流側で発生する流路圧損が支配的なため、分配板６から吐出板１０までの流路圧損を等しくすればよい。
【００４８】
ここで、多層積層繊維の各層の厚みは、２つの樹脂層を交互に積層した積層数が増えるほど、各層厚みのバラツキが大きくなる傾向にあるが、本発明の複合口金１６を用いれば、各層厚みのバラツキが１〜２０％の多層積層繊維を製造することができる。
【００４９】
また、本発明の複合口金１６によって得られる多層積層繊維は、隣り合う第１成分樹脂層と第２成分樹脂層の各層の厚みが多層積層繊維の中心から外層側に向かって任意の比率で厚く、もしくは薄くなっている多層積層繊維を製造する場合に対しても有効である。層厚みを段階的に厚く、もしくは薄くすることにより、入射する光をある任意の波長のみならず、広領域に渡って反射させることができる。さらに、最も薄い層の厚みと最も厚い層の厚みとの比を１．１〜３．０の間とすることにより、可視光の波長領域を広範囲に網羅することができるので好ましい。この場合、干渉光のピーク波長は発生せず、広範囲なブロードな波長が発生する。また、得られる多層積層繊維の反射効率を高めるためには単層厚みを薄くし、かつ積層数を増やすことが有効である。
【００５０】
積層数に関しては、第１成分樹脂層と第２成分樹脂層とを合わせた合計層数を４０層以上にすることが好適であるが、６０層以上にすることがより好ましい。６０層以上とすることで入射光の反射率をほぼ１００％にすることができる。しかし、単層厚みを薄くなると積層繊維の層間において剥離が発生しやすくなるため、層間剥離を抑制するために積層繊維の最外層の層厚みは他の層と比べて厚くすることが好ましい。
【００５１】
また、多層積層繊維３４の形状は、図１６に示すように楕円形状にすることが好ましい。楕円形状にすること、つまり多層積層構造に向きを揃えることで、得られる多層積層繊維の反射効率を高め、より濃い発色性の繊維を得ることができる。ここで、多層積層繊維の長径ｄ１と短径ｄ２の比ｄ１／ｄ２が１以上１０以下であることが好ましい。より好ましくは５以下であり、風合いや高次加工の自由度という観点からすると、２以下であることが特に好ましい。
【００５２】
次に、本発明の別の実施形態として、多層積層繊維の積層数をさらに増やす場合の複合口金の形態について、図７、８を用いて説明する。
図７は、本発明の別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８は図７の複合口金を用いた場合、Ｙ−Ｙ、Ｚ−Ｚ断面での複合ポリマー流とポリマー吐出孔の断面状態を示した概略矢視図である。複合口金１６に導かれる２成分のポリマーは、各々、上段部と下段部の２つの流れに分かれて導入される。上段部に供給された各成分ポリマー流は、上段計量板１７、上段分配板１８、上段最下層分配板１９を通過して合流し、環状の多層積層構造となった複合ポリマー流を形成し、上段縮流板２０の上段縮流孔２１を通じて、その断面を縮小させて、下段計量板２２にある上段縮流孔２１と連通する上段導入孔２３を流下する（図８のＹ−Ｙ断面）。一方、上段計量板１７、上段分配板１８、上段最下層分配板１９を貫通した下段導入孔２４を通じて、下段部に供給された各成分ポリマー流は、下段計量板２２、下段分配板２５を通過して、下段最下層分配板２６から縮流孔１２に吐出される。このとき、下段最下層分配板２６を通じて吐出された各成分のポリマーは、上段導入孔２３を流下してきた環状の複合ポリマー流を囲むように環状に層を形成した状態で合流する（図８のＺ−Ｚ断面）。合流した複合ポリマー流は吐出板１０の複合ポリマー吐出孔２７から吐出されることで、多層積層繊維を得ることができる。
【００５３】
上述したように、複合口金１６を２段構成とすることで、上段部で形成した多層積層構造の複合ポリマー流を一旦、上段縮流板２０で縮流させることにより、口金断面内にスペースが生まれ、その空いたスペースを活用することで、下段分配板２５に分配孔および分配溝を配置することができる。それにより、下段最下層分配板２６にポリマー吐出孔１または２を配置することができるため、より多重な多層積層繊維を得ることができる。つまりは、上段部で形成した環状ポリマー流を一旦、縮流させ、その周囲に環状ポリマー流を形成し、これを繰り返すことにより、極めて多い層構造を有した複合ポリマー流が形成することができる。図７においては、２段構成の複合口金であるが、３段以上の多段構成であってもよい。
【００５４】
次に、図３、図４、図７に示した本発明の実施形態の複合口金１６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。
本発明における複合口金１６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１６における複合ポリマー吐出孔２７の配列は、マルチフィラメント糸の本数、糸条数、冷却装置１５に応じて、適宜決定すればよい。
【００５５】
複合ポリマー吐出孔２７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、丸形以外の断面形状であってもよい。例えば、図１３は本発明における吐出板１０をポリマーの紡出経路方向に垂直な方向からみた概略断面図になるが、複合ポリマー吐出孔２７を楕円形状にすることで、多層積層構造に向きが揃い、多層積層繊維の反射効率が向上し、より濃い発色性の繊維を得ることができる。
【００５６】
複合ポリマー吐出孔２７のポリマーの紡出経路方向に垂直な方向の断面は、楕円形、長方形、鼓形および扁平形からなる群より選ばれる少なくとも１種類の形からなる２つ以上が、各々の一端のみを重ねられた形状であってもよい。例えば、図１４Ａ（ａ）〜（ｈ）、図１４Ｂ（ｅ）から（ｎ）に、複合ポリマー吐出孔２７の形状が楕円形４７、長方形４８、鼓形４９および扁平形５０からなる郡より選ばれる少なくとも１種の形からなる４つを選択し、その一端を互いに重なり合わせて十字形状とした場合を示す。図１４Ａ（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ楕円形４７、長方形４８、鼓形４９、扁平形５０のうちの１種類のみを４つ選択し、各々の一端のみを重ねた形状である。図１４Ａ（ｅ）〜（ｈ）および図１４Ｂ（ｉ）〜（ｍ）は、楕円形４７、長方形４８、鼓形４９、扁平形５０のうちの２種類以上の形を４つ選択し、各々の一端のみを重ねた形状である。図１４Ｂ（ｎ）は、楕円形４７、長方形４８、鼓形４９、扁平形５０を１つずつ選択し、各々の一端のみを重ねた形状である。このような吐出孔形状にすることで、十字型断面の多層積層繊維を得ることができ、これにより、任意の方向に構造発色性を有する繊維を得ることが可能になる。なお、本実施形態では、複合ポリマー吐出孔が十字形状である例に示したが、これに限らず、Ｙ字、星字であってもよい。
【００５７】
複合ポリマー吐出孔２７のポリマーの紡出経路方向に垂直な方向の断面は、多角形であってもよい。図１５（ａ）〜（ｃ）に、複合ポリマー吐出孔２７の形状が三角形、四角形、五角形の例を示す。複合ポリマー吐出孔２７の形状が多角形であっても、任意の方向に構造発色性を有する多層積層繊維を得ることができる。例えば、図１７に、繊維断面形状が三角断面形状の場合の多層積層繊維を示す。繊維の外縁線が、繊維の各角部に内接する円５１の中心点を結んだ線分５２に対して平行な直線であることが好ましいが、外周側（図１７（ａ））または繊維中心側（図１７（ｂ））に湾曲していてもよい。
【００５８】
複合ポリマー吐出孔２７を丸形状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、複合ポリマー吐出孔２７の長さを大きくするのが好ましい。また、本発明における第１成分ポリマー吐出孔１や第２成分ポリマー吐出孔２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、丸形以外の断面状であってもよい。
【００５９】
次に、本発明の複合口金１６によって得られる多層積層繊維とは、２つの異なるポリマー成分の組み合わされた繊維のことを意味し、繊維断面において、異なる成分の樹脂層が交互に環状に配置されている形態の繊維を言う。ここで、２つのポリマー間で屈折率差が大きいもの同士を選択することが好ましく、屈折率差を大きくすることで光の干渉による構造発色効果を高めることができる。屈折率差のあるポリマーの組み合わせとしては、ポリ乳酸とポリブチレンテレフタレートや、ナイロン６と低非晶・共重合ポリエチレンテレフタレートなどの組み合わせが考えられるが、２つのポリマー間で屈折率差があれば、これに限定しない。また、本発明の複合口金１６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、繊維の単糸繊度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が、単糸繊度が小さい方が、また糸条数が多い方が、本発明の効果がより顕著となる。また、１つの複合口金１６から得られる多層積層繊維の数は、複数の方が本発明の効果がより顕著となる。
【実施例】
【００６０】
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。
【００６１】
（１）多層積層繊維の単層厚み、および単層厚みのバラツキ（ＣＶ％）
得られた多層積層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１０本の繊維を抽出し、画像処理ソフト（ＷＩＮＲＯＯＦ）を用いて、繊維断面の中心を通り、４５度毎に８本の直線を引いた線上に位置する各層の厚みを測定（１層当たり８個所を測定）した。各層において円周方向８点の平均単層厚み、および単層厚み標準偏差を算出し、これらの結果から下記式を基づき単層厚みのバラツキＣＶ％（変動係数：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を算出した。
・単層厚みのバラツキ（ＣＶ％）＝（単層厚み標準偏差／平均単層厚み）×１００。
【００６２】
（２）干渉光のピーク波長の測定
得られた多層積層繊維の長さ方向に直交する断面における干渉光のピーク波長を、可視紫外吸収スペクトル装置（株式会社日本分光製Ｖ−５７０）で測定した。
【００６３】
（３）繊度
多層積層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。
【００６４】
（４）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。
【００６５】
（５）極限粘度［η］
オルソクロロフェノールを溶媒として２５℃で測定した。
【００６６】
(６) ９８％硫酸相対粘度［ηｒ］
（ａ）試料を秤量し、９８％重量％濃硫酸に試料粘度Ｃが１ｇ／１００ｍｌとなるように溶解する。
（ｂ）（ａ）項の溶液をオストワルド粘度計にて２５℃で落下秒数Ｔ１を測定する。
（ｃ）試料を溶解していない９８％重量％濃硫酸の２５℃での落下秒数Ｔ２を測定する。
（ｄ）試料の９８％硫酸相対粘度ηｒを下記の式にて算出する。測定温度は２５℃とする。
ηｒ＝（Ｔ１／Ｔ２）＋{１．８９１×（１．０００−Ｃ）}。
【００６７】
［実施例１］
第１成分ポリマーとして極限粘度［η］が０．６５のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と、第２成分ポリマーとして９８％硫酸相対粘度ηｒが２．８のチップ（ナイロン６）とを２８０℃で溶融後、計量し、図２に示した本実施形態の複合口金に流入させ、口金吐出孔から複合ポリマー流を吐出した。第１成分ポリマーと第２成分ポリマーの体積比率は５０／５０とし、吐出された複合ポリマー流を冷却固化した後、油剤を付与し、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎで巻き取り、１６８ｄｔｅｘ−１８フィラメント（単孔吐出量４ｇ／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、５６ｄｔｅｘ−１８フィラメントの多層積層繊維を採取した。
【００６８】
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とが交互に積層され、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。最下層分配板には、第１成分ポリマー吐出孔と第２成分ポリマー吐出孔とが、交互に環状に配列されており、４０層の環状列（中心を１列として外周に向けて４０列の環状列）が形成されている。ポリマー吐出孔は、環状列の１列目に１個、２列目に３個、３列目に５個、そして４０列目に７９個が形成（ｍ列目には２ｍ−１個が形成（ｍは自然数））されており、これらが1つの吐出孔群を形成している。この吐出孔群に連通した複合ポリマー吐出孔が１８個穿孔されている。最下層分配板の板厚みは０．１ｍｍであり、第１成分ポリマー吐出孔および第２成分ポリマー吐出孔が孔直径０．２ｍｍ、最小孔間ピッチ０．４ｍｍにて配置されている。表１に記載の通り、得られたマルチフィラメントの繊維径は１４μｍとなり、樹脂層の単層厚みのバラツキは１０．４％、そして多層積層繊維の干渉光のピーク波長は３２０ｎｍとなり、構造性発色が得られた。
【００６９】
［実施例２］
多層積層繊維の樹脂層の厚みを中心から外周に向けて増加させる効果を確認するために、本実施例を実施した。環状列を３６層とし、１列目を１個、２列目に４個、３列目に８個、４列目に１２個、そして３６列目に１４０個のポリマー吐出孔を配置した。各列のポリマー吐出孔の数は、各層の厚みが外側層に向かうにつれて厚くなるような孔数とした。それ以外は実施例１と同じ複合口金、紡糸条件を用いた。表１に記載の通り、得られたマルチフィラメントの繊維径は１４．４μｍとなり、樹脂層の単層厚みのバラツキは１６．２％、そして多層積層繊維の干渉光のピーク波長は発生せず、玉虫色となる発色効果が得られた。
【００７０】
［実施例３］
多層積層繊維の樹脂層の厚みの効果を確認するために、本実施例を実施した。環状例を６０層とし、１列目に１個、２列目に３個、３列目に５個、そして６０列目に１１９個（ｍ列目には２ｍ−１個（ｍは自然数））のポリマー吐出孔を配置し、それ以外は実施例１と同じ複合口金、紡糸条件を用いた。表１に記載の通り、得られたマルチフィラメントの繊維径は１４．４μｍとなり、樹脂層の単層厚みのバラツキは１８．０％、そして多層積層繊維の干渉光のピーク波長は２１０ｎｍとなり、構造性発色が得られた。
［実施例４」
多層積層繊維の扁平化の効果を確認するために、本実施例を実施した。複合ポリマー吐出孔の断面が楕円形状である吐出板を用い、それ以外は実施例１と同じ複合口金、紡糸条件を用いた。表１に記載の通り、得られたマルチフィラメントの長径ｄ１は２２．９μｍ、短径ｄ２は１５．３μｍとなり、樹脂層の単層厚みバラツキは１３．３％、そして多層積層繊維の干渉光のピーク波長は３３０ｎｍとなり、濃い構造発色が得られた。
［実施例５］
多層積層繊維の異形化の効果を確認するために、本実施例を実施した。複合ポリマー吐出孔が三角形状である吐出板を用い、それ以外は実施例１と同じ複合口金、紡糸条件を用いた。表１に記載の通り、得られたマルチフィラメントの外接円径は２２．１μｍとなり、樹脂層の単層厚みバラツキは１４．８％、そして多層積層繊維の干渉光のピーク波長は３１０ｎｍとなり、濃い構造発色が得られた。
【００７１】
［比較例１］
図１０に示すように、１５個の環状流路が形成できるように導入板を構成し、環状流路には円周方向の１方向からの導入流路が形成される以外は、実施例１と同じ紡糸条件を用いた。実施例１と同じ紡糸口金のサイズでは、環状流路１５個を配置するのが限界であった。表１に記載の通り、得られたルチフィラメントの繊維径は１４μｍとなり、樹脂層の単層厚みのバラツキは２８．８％と悪化した。多層積層繊維の干渉光のピーク波長は８００ｎｍとなり、構造性発色が得られなかった。
【００７２】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００７３】
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でき、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】
【００７４】
１：第１成分ポリマー吐出孔
２：第２成分ポリマー吐出孔
３：第１成分ポリマー吐出孔列
４：第２成分ポリマー吐出孔列
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：縮流孔
１３：紡糸パック
１４：スピンブロック
１５：冷却装置
１６：複合口金
１７：上段計量板
１８：上段分配板
１９：上段最下層分配板
２０：上段縮流板
２１：上段縮流孔
２２：下段計量板
２３：上段導入孔
２４：下段導入孔
２５：下段分配板
２６：下段最下層分配板
２７：複合ポリマー吐出孔
２８：ポリマーＡの導入流路
２９：ポリマーＢの導入流路
３０：ポリマーＡを供給する開孔群列
３１：積層形成流路
３２：漏斗状流路
３３：芯鞘形成流路
３４：多層積層繊維
３５：芯成分樹脂層
３６：第１成分樹脂層
３７：第２成分樹脂層
３８：芯成分ポリマーの導入流路
３９ａ、３９ｂ、３９ｃ：第１成分ポリマー導入流路
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ：第２成分ポリマー導入流路
４１：ガイドパイプ
４２：導入板
４３：スタティックミキサー
４４：分流板
４５ａ、４５ｂ：ミキサーエレメント
４６：吐出孔群
４７：長楕円形
４８：長方形
４９：鼓形
５０：扁平形
５１：内接円
５２：線分
５３：外線
Ａ：ポリマーＡ
Ｂ：ポリマーＢ
Ｃ：保護層ポリマー
ｄ１：多層積層繊維の長径
ｄ２：多層積層繊維の短径
【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８】
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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１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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