(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個の中空部を有する中空単繊維からなる中空マルチフィラメント糸を溶融紡糸するための、下記の要件ａ〜ｅを同時に満足する吐出孔を複数個有する中空糸用紡糸口金。
ａ．同一円（Ｃ）の円周に外接して円弧状のスリット流路孔（Ｈ）が等配に４個以上、８個以下設けられ、かつ該スリット流路孔（Ｈ）はその内縁（Ｅｉ）部両端近傍に円（Ｃ）の略中心方向へ半円状に突出する突出流路孔（ｈ）を有し、
ｂ．口金のポリマー吐出面において、該スリット流路孔（Ｈ）群のポリマー濡れ縁によって囲繞されて形成される開口流路面積をＳ２とし、前記円（Ｃ）で囲繞される面積をＳ１とした場合に、これらのＳ１とＳ２との間に成立する、流路占有率（Ｒ）＝（Ｓ２／Ｓ１）×１００という関係式において、該流路占有率（％）が７％≦Ｒ≦１０％であって、
ｃ．前記円（Ｃ）の直径（Ｄ）が１．６ｍｍ以上、１．８ｍｍ以下であり、
ｄ．互いに隣接する前記のスリット流路孔（Ｈ）間の間隔（ｔ）が０．０８ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下であり、
ｅ．突出流路孔（ｈ）群のみで構成される、口金吐出面での全開口流路面積（Ｓ３）が前記開口流路面積（Ｓ２）に占める割合（Ｓ３／Ｓ２×１００）が、２．０％以上、１０．０％以下であること。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維軸に直角方向の断面（以下、単に「繊維断面」と称する）でみた場合に、全繊維断面中に占める中空部の占有面積の割合（以下、「中空率」と称する）が高い繊維、即ち、中空率が５０％以上である超高中空糸を溶融紡糸することのできる紡糸口金に関するものであり、軽量かつ保温性が高く、張り腰、シャリ感のある繊維を製造することができる紡糸口金に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中空糸を溶融紡糸するに際しては、図３（ａ），（ｂ）に示されるように、円弧状のスリット流路孔を有する吐出孔を同一の円周上に複数個穿設した中空糸用紡糸口金が一般に使用されていた。しかし、このような紡糸口金から紡出される中空糸の中空率は、たかだか３０〜３５％のものしか得ることができなかった。しかも、このような紡糸口金を使用して、更に高い中空率を持った中空糸を得ようとすると、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、互いに隣り合ったスリット流路孔から吐出されるポリマーが接合される接合部に窪みが生じたり、接合に不具合が生じたりする問題を有していた。
【０００３】
このような問題を解消して、しかも繊維断面の真円性を高めた中空糸を得るための紡糸口金が、特開昭５８―１６９５０７号公報に提案されている。確かに、この紡糸口金によれば、中空率が２０％以下の比較的中空率の小さいものに関しては、中空割れを発生させずに、繊維断面が略真円の中空糸を安定して得ることができる。しかしながら、３０％を越えるような高中空率を有する糸を製造しようとすると、どうしても繊維断面の形に歪みが発生するため、このような糸を得ることは難しかった。即ち、繊維断面が真円に近い形を得ようとしても、真円になり難いという大きな問題を抱えていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術における欠点を解消し、略真円で、かつ中空率が５０％以上である中空糸を安定して製造するための紡糸口金を提供しようとするものである。もし、このような紡糸口金が提供されることになれば、略真円の繊維断面形状を有し、しかも、高中空率の中空糸を安定かつ確実に製造することが可能となり、従来より更に軽量性と保温性に優れた中空糸を得ることが出来る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ここに、本発明によれば、上記の課題を極めて巧妙に解決した下記の構成を有する紡糸口金が提供される。
【０００６】
即ち、本発明は、１個の中空部を有する中空単繊維からなる中空マルチフィラメント糸を溶融紡糸するための、下記の要件ａ〜ｅを同時に満足する吐出孔を複数個有する中空糸用紡糸口金である。
ａ．同一円（Ｃ）の円周に外接して円弧状のスリット流路孔（Ｈ）が等配に４個以上、８個以下設けられ、かつ該スリット流路孔（Ｈ）はその内縁（Ｅｉ）部両端近傍に円（Ｃ）の略中心方向へ半円状に突出する突出流路孔（ｈ）を有し、
ｂ．口金のポリマー吐出面において、該スリット流路孔（Ｈ）群のポリマー濡れ縁によって囲繞されて形成される開口流路面積をＳ２とし、前記円（Ｃ）で囲繞される面積をＳ１とした場合に、これらのＳ１とＳ２との間に成立する、流路占有率（Ｒ）＝（Ｓ２／Ｓ１）×１００という関係式において、該流路占有率（％）が７％≦Ｒ≦１０％であって、
ｃ．前記円（Ｃ）の直径（Ｄ）が１．６ｍｍ以上、１．８ｍｍ以下であり、
ｄ．互いに隣接する前記のスリット流路孔（Ｈ）間の間隔（ｔ）が０．０８ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下であり、
ｅ．突出流路孔（ｈ）群のみで構成される、口金吐出面での全開口流路面積（Ｓ３）が前記開口流路面積（Ｓ２）に占める割合（Ｓ３／Ｓ２×１００）が、２．０％以上、１０．０％以下であること。
【０００７】
なお、以下の本発明の記載において、「流路占有率（Ｒ）」とは、前記式、Ｒ＝（Ｓ２／Ｓ１）×１００で定義される値（％）を指すものとする。
【０００８】
【実施例】
次に、前記の構成において、略真円の繊維断面形状を有し、しかも、高中空率の中空糸を得るための紡糸口金の実施例について、その作用とともに、以下に詳細に説明する。
中空糸を含めて一般にポリマーから熱可塑性樹脂から成る繊維を溶融紡糸する場合において、紡糸口金から吐出されたポリマーは、吐出直後に膨らむ現象（いわゆる「バラス効果」）が生じ、その後、細化が始まる。このバラス効果は、得られる中空糸の中空率に極めて大きな役割を果たす。即ち、一般的にポリマーの溶融温度が低くなると、吐出孔より吐出されるポリマーのバラス効果が大きくなり、得られる中空糸の中空率は高くなる。しかしながら、一方では、中空率が高くなる程、吐出孔から吐出されたポリマーの吐出時の円弧状の形状は、そのままの円弧状に維持され難く、得られる糸条の繊維断面形態は、吐出条件に応じて種々に変形する。このような繊維断面形状の変形は、前記のように種々の要因によって左右される。ここで、これらの要因を図１に示した本発明の中空糸用紡糸口金を例にとって列挙すれば、円弧状のスリット流路孔（Ｈ）の数、該スリット流路孔の直径（Ｄ）、互いに隣り合うスリット流路孔間の間隔幅（ｔ）、前記の流路占有率（Ｒ）、円（Ｃ）の面積中における突出流路孔面積の占有割合、１ホール当たりのポリマー吐出孔がある。なお、図１は、紡糸口金に穿設された、一本の単繊維を紡糸するための基本単位となる一つの吐出孔の平面図を示す。
【０００９】
以下、本発明の紡糸口金に設けられた吐出孔を具体的なパラメータと共に図面に基いて詳細に説明する。
なお、図１はマルチフィラメントを構成する中空単繊維（一つのフィラメント）を紡糸するための吐出孔を例示したものであって、マルチフィラメントを紡糸するためには、このような基本単位からなる吐出孔をフィラメント数に対応して穿設されている紡糸口金が使用されることは言うまでもない。なお、図２は、図１の紡糸口金で溶融紡糸して得られた中空糸の繊維断面を示したものであって、中空部が高中空率で形成されている例を示した繊維断面図である。
【００１０】
なお、図１において、本発明の紡糸口金に穿設された吐出孔は、６個の円弧状のスリット流路孔（Ｈ）を有しており、該スリット流路孔（Ｈ）のそれぞれの外縁（Ｅｏ）は、円（Ｃ）に内接している。しかも、互いに隣り合うスリット流路孔（Ｈ）は僅かな間隔（ｔ）を隔てて、円（Ｃ）上に等配されている。
【００１１】
次に、図４に示したようなポリマーの貼り合わせが良くない糸条（図(ａ)）や繊維断面形状が変形した糸条（図(ｂ)及び(ｃ)）を形成させないために、各スリット流路孔（Ｈ）の両端部近傍の内縁（Ｅｉ）には、円（Ｃ）の略内向き法線方向に突出した突出流路孔（ｈ）を設けることが肝要である。この突出流路孔（ｈ）は、間隔（ｔ）を置いて互いに隣接するスリット流路孔（Ｈ）に対して、互いに近接対向させて、線対称に対として設けることが重要である。また、スリット流路孔（Ｈ）の数は、ほぼ真円状の繊維断面形状を形成させるためには多い方が好ましいが、孔開け加工の精度や煩雑さ、あるいは加工コスト等の面から４〜８個が好ましい。
【００１２】
更に、スリット流路孔（Ｈ）の外縁（Ｅｏ）に内接する内接円（Ｃ）によって囲繞された円（Ｃ）の内部領域の面積をＳ１とし、吐出孔のポリマーの濡れ縁に囲繞されて形成された全開口流路面積をＳ２と定義すると、これらのＳ１とＳ２が、７％≦Ｒ＝（Ｓ２／Ｓ１）×１００≦１０％という関係式を満足することが必要である。なお、この関係式において、本発明ではＲを「流路占有率」と称することは前述した通りである。この流路占有率（Ｒ）が７％未満であれば、図４（ａ）に示したようなポリマーの貼り合わせ部が不良の中空糸となり、１０％より大きくなると、中空率が５０％以上の高中空率の中空糸を得ることが難しくなる。
【００１３】
但し、該流路占有率（Ｒ）は、互いに隣接する円弧形状のスリット流路孔（Ｈ）を離間する間隙幅（ｔ）によって大きく左右される。この間隔幅（ｔ）と流路占有率（Ｒ）との関係に関して更に付言すれば、一般に、ｔが小さい場合には、Ｒを小さな値に選定し、逆にｔが大きい場合には、Ｒを大きな値に選定することが好ましい。しかしながら、５０％以上の超高中空率を有する糸を得るためには、前記のように７％≦Ｒ≦１０％という関係を有することが肝要であるため、この関係を前提として、間隔幅（ｔ）が０．０８ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下とすることが好ましいことが実験により分かっている。もし、ｔが小さすぎると、吐出されたポリマーの接合が早く行われ、扁平な中空糸となりやすく、更には、紡糸口金がポリマーの吐出圧力で変形し易くなるため、口金の強度設計上好ましくない。また、ｔが大きくなりすぎると接合が遅れ、このために、ポリマーの貼り合わせが十分に行われず、中空割れの原因となる。
【００１４】
また、内接円（Ｃ）の直径（Ｄ）は大きくする方が超中空糸となりやすいが、糸のデニール、口金面のスペース、紡糸の安定性等の制約から、１．６ｍｍ以上、１．８ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１５】
次に、図４に示したようなポリマーの貼り合わせがよくない糸条を形成させないために、各スリット流路孔（Ｈ）の両端部の近傍の内縁（Ｅｉ）に円（Ｃ）の中心方向へ向かって半円状に突出した突出流路孔対（ｈ）を設け、吐出孔（図１の場合、６個のスリット流路孔（Ｈ）と、１２個の突出流路孔（ｈ）とからなる）の全開口流路面積において、突出流路孔（ｈ）が占有する口金吐出面での開口流路面積の割合が、２．０％以上、４．０％以下であることが好ましい。この場合、前記の割合が２．０％未満では、ポリマーの貼り合わせが不良となり易く、また、４．０％を越えると５０％以上の高中空率を有する糸を得るのが難しくなる。
【００１６】
更に、５０％以上の高中空糸を安定して製造するためには、吐出孔からの１ホール当りのポリマー吐出量が２．０ｇ／ｍｉｎ以上、２．６ｇ／ｍｉｎ以下とすることが好ましい。何故ならば、吐出量が２．０ｇ／ｍｉｎ未満では、ポリマーの吐出線速度が下がり、吐出斑や冷却斑を誘発させ、ポリマーの貼り合わせが不良となり易く、また、糸切れも起こり易いからである。また、吐出量が２．６ｇ／ｍｉｎを越えると、今度はポリマーの吐出線速度が上がり過ぎて、遅延冷却となって５０％以上の高中空糸を得ることが困難となるからである。
【００１７】
最後に、以上に述べた本発明の吐出孔を有する紡糸口金を使用した実験例について、以下に説明する。
円弧状スリット流路孔（Ｈ）を６個、０．０９ｍｍの間隔幅（ｔ）をおいて、その外縁（Ｅｏ）を直径（Ｄ）が１．７ｍｍの内接円（Ｃ）に内接させて、該円（Ｃ）上に等配に配置した。このとき、流路占有率（Ｒ）を８％とし、吐出孔の全開口流路面積中に突出流路孔（ｈ）が占める面積の割合を３％として、常法にしたがってポリエステルから成る中空糸を紡糸した。得られた中空糸の繊維断面を観察したところ、その繊維断面形状は、ほぼ真円状であって、その中空率は５５％であり、中空割れもなかった。
【００１８】
また、流路占有率（Ｒ）を７％と１０％とする以外は、前記と同一の条件を採用して、得られた中空糸の中空率は、それぞれ５３％と５１％であり、中空割れも発生せず、その繊維断面はほぼ真円に近かった。
【００１９】
【発明の効果】
以上に説明の如く、本発明によれば、略真円であって、かつ５０％以上の高中空率糸を安定かつ確実に紡糸することができ、これによって、軽量で保温性が高く、張り腰、シャリ感のある素材を得ることができる。また、紡糸するポリマーの粘度斑、張り合わせ不良がないため、糸切れが発生することなく、安定した紡糸が可能となる。このため、製糸パフォーマンスに優れ、しかも、超軽量な高品位の糸を得ることが可能になるという極めて顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の中空糸用紡糸口金に穿設される吐出孔を例示した平面図である。
【図２】図１の吐出孔で得られた中空糸の繊維断面を例示した図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）  従来の吐出孔を示す平面図である。
【図４】（ａ）  図３（ａ）に図示した吐出孔で得られた中空糸の繊維断面図である。
（ｂ）及び（ｃ）  図３（ｂ）の吐出孔で得られた中空糸の繊維断面図である。
【符号の説明】
１    紡糸口金本体
Ｃ    内接円
Ｅｉ  内縁
Ｅｏ  外縁
Ｈ    スリット流路孔
ｈ    突出流路孔
Ｄ    内接円の直径
ｔ    互いに隣接する吐出孔の間隔幅
【図１】
0003866843.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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