(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類のポリマーを一緒に吐出する多数の吐出孔を有する複合紡糸口金装置であって、
前記吐出孔は、溶融粘度の異なる２種類のポリマーが、その張り合わせ面が一定方向となるように配置され、
各吐出孔の近隣に２種類のポリマーの張り合わせ面と非平行に延び、少なくとも一端が離型液供給部と連通する凹溝を有すること、
を含んでなることを特徴とする複合紡糸口金装置。
【請求項２】
前記吐出口が同心円上に配され、２種類の異なるポリマーの張り合わせ面が径方向に直交する平面となるように配置され、
前記凹溝が紡糸口金中心から径方向に向けて延在してなること、
を含んでなる請求項１に記載の複合紡糸口金装置。
【請求項３】
凹溝が幅１０〜３０００μｍ、深さ１０μｍ以上であることを含んでなる請求項１又は請求項２に記載の複合紡糸口金装置。
【請求項４】
口金表面粗さが０．４μｍ以上であることを含んでなる請求項１〜３のいずれかに記載の複合紡糸口金装置。
【請求項５】
請求項１に記載の複合紡糸口金装置を用いて、離型液供給部から凹溝に離型液を供給しつつ、各吐出孔から溶融粘度の異なる２種類のポリマーをその張り合わせ面が一定方向で凹溝と非平行に吐出する溶融紡糸方法。
【請求項６】
請求項２に記載の複合紡糸口金装置を用いて、離型液供給部から凹溝に離型液を供給しつつ、各吐出孔から溶融粘度の異なる２種類のポリマーをその張り合わせ面が径方向に直行する平面となるように吐出する溶融紡糸方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の技術分野】
本発明は、溶融粘度の異なる２種類のポリマーを張り合わせた複合繊維を、長時間安定して紡糸可能な複合紡糸口金装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、布帛にストレッチ性を付与するために、溶融粘度の異なる２種類のポリマーを張り合わせた潜在捲縮性能を有する繊維が開発されている。潜在捲縮性の発現は、溶融粘度差が大きいほど大きくなる。溶融粘度差のあるポリマーを張り合わせて紡糸する場合、吐出ポリマーが溶融粘度の高粘度成分側に曲がるニーリング現象（ベンディング現象）が発生する。捲縮性能を大きくするためには、溶融粘度差を大きくした方が良いが、溶融粘度差が大きくなるとニーリングも大きくなり、吐出ポリマーが吐出孔の縁に接触しやすく、吐出孔周辺に低重合物、或いは劣化物などが堆積しやすくなる。その結果、糸切れの発生が増加し、ノズル面の洗浄（スクレーピング）を頻繁に実施する必要があった。
【０００３】
このため、特開平１０−３４６６９号公報には、紡糸口金の樹脂吐出孔に隣接した位置に離型液が導入される凹溝を形成するとともに、口金の表面粗さを規定して、毛細管現象を利用して口金全面に連続的に且つ口金中心部まで均一に離型液を導入する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、この方法は吐出孔から単一のポリマーを吐出する場合には有効であるが、溶融粘度差の異なる２種類のポリマー、特に捲縮性能発現のため溶融粘度差の大きなポリマーを接合して吐出させ、複合繊維を紡糸しようとする場合には、ニーリングによる紡糸安定性の低下を防ぐには十分ではなかった。
【０００５】
本発明はこのような従来技術における問題点を解決するものであり、潜在捲縮発現性に優れた、溶融粘度差の大きいポリマーを接合した複合紡糸繊維を長時間安定して紡糸できる複合紡糸口金装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶融粘度差のあるポリマーを張り合わせて紡糸する際に、紡糸口金装置の離型液供給部から口金表面の凹溝に離型液を供給し、吐出孔への低重合物或いは劣化物などの付着を防ぎ、糸切れの発生を防ぐものである。
【０００７】
本発明の主要な構成は、２種類のポリマーを一緒に吐出する多数の吐出孔を有する複合紡糸口金装置であって、前記吐出孔からは、溶融粘度の異なる２種類のポリマーが、その張り合わせ面が一定方向となるように吐出され、各吐出孔の周辺に２種類のポリマーの張り合わせ面と非平行に延び、少なくとも一端が離型液供給部と連通する凹溝を有していることを含むことに特徴がある。
【０００８】
溶融粘度の異なる２種類のポリマーとは、例えば、第３成分を５〜１５モル％共重合したエチレンテレフタレート単位主体の共重合ポリエステル（Ａ）と、実質的にエチレンテレフタレート単位よりなるポリエステル（Ｂ）が挙げられ、十分なふくらみ感とストレッチ性の点から溶融粘度差が大きいことが好ましく、十分な潜在捲縮を発現させるためにはＡ成分、Ｂ成分の紡出時の固有粘度差が、
η（Ａ）−η（Ｂ）＞０．１００を満たすことが好ましい。
なお、張り合わせの方向はサイドバイサイドに張り合わせることが捲縮発現のために好ましい。
【０００９】
溶融粘度差のあるポリマーを張り合わせて紡糸する場合、吐出ポリマーは溶融粘度の高い方に曲がるため、張り合わせ面に垂直方向に曲がる。このため、吐出孔は溶融粘度の高いポリマーを吐出する部分に低重合物および劣化物が堆積しやすい。
【００１０】
吐出ポリマーが曲がる方向（張り合わせ方向と平行方向）に離型液を供給する凹溝があると、該凹溝に低重合物および劣化物などが堆積し、離型液が供給不良となり糸切れの発生が増加する。また、糸切れなどの発生により、ポリマーの吐出が極めて不安定になった場合に、ポリマーが吐出面に張り付く現象が生じるが、このポリマーの張り付きが大きく、単なる口金面の洗浄（スクレーピング）では堆積物の除去が困難である。
【００１１】
これは、吐出ポリマーが曲がる方向に隣接して離型液を供給する凹溝があると、曲がる側で発生する低重合物および劣化物が、張り合わせ方向と平行に隣接して配される凹溝内に導入される量が増えるためである。これを避けるには、凹溝をポリマーの張り合わせ面と非平行に配することが必要である。すなわち、異なる２種類のポリマーの張り合わせ面の延長面と交差する方向に凹溝を配するようにすることが必要である。
【００１２】
このとき、ポリマーの張り合わせ面の方向が吐出孔により異なっている場合、凹溝の作成が複雑となり、かつ困難となる。このため本発明では、吐出孔からは溶融粘度の異なる２種類のポリマーが、ポリマーの張り合わせ面を一定方向とするように吐出されることが必要である。
【００１３】
なお、多数の吐出孔が同心円上に配列される場合には、ポリマーの張り合わせ面を径方向と直交する平面を形成するように吐出することが好ましく、この場合に凹溝は紡糸口金中心から径方向に向かうように延設することが、紡糸口金前の複合流を形成する口金部品の構造が容易となり、しかも均一に離型液を供給できるため好ましい。
【００１４】
さらに本発明では、前記凹溝の寸法は清掃の容易性と毛細管現象の発現性を考慮して設定され、幅は１０〜３０００μｍで、深さは１０μｍ以上が好ましいが、更に好ましくは、幅が１００〜５００μｍ、深さが５０〜５００μｍの範囲である。前記凹溝の幅が１０μｍ以上であると目詰まりがなく、一方、前記凹溝の幅が３０００μｍ以下であると、毛細管現象により口金面の中心部まで離型液を容易に供給することができる。また、凹溝の深さを１０μｍ未満では、毛細管現象による離型液の供給が不十分となり、凹溝の目詰まりも発生しやすくなる。
【００１５】
また、離型液供給部は、外部から供給される離型液を前記凹溝に定常的に供給するための媒介（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）となる部分であり、前記凹溝に離型液を供給するのに十分な離型液流量を確保できるような構造であれば特にその構造に制限はない。
【００１６】
また、口金面の表面粗さは、０．４μｍ以上であることが好ましい。表面粗さが０．４μｍ以下では離型液の広がる速さが不十分となりやすい。なお、本明細書において、表面粗さとは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準ずる表面粗さの指標である最大高さ（Ｒｍａｘ）で表し、Ｒｍａｘとは粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の山頂線と谷底線との間隔を粗さ曲線の縦倍率の方向に測定したときの値である。
【００１７】
即ち、表面粗さが０．４μｍ以上とは、紡糸口金面の表面で、基準長さを０．２５ｍｍの間隔をとしたとき、最も高い山と最も低い谷との間で０．４μｍ以上の差がある程度の粗さである。
【００１８】
離型液としては、有機ポリシロキサン類が挙げられ、その保管や本発明の前記口金面における流動性の観点から、室温で液体であるものが好ましい。有機ポリシロキサンとしては、シリコーンオイルが好ましく、特にジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複合紡糸口金装置の好適な実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、溶融粘度の異なる２種類のポリマーを、ポリマーの張り合わせ面４が一定方向となるように吐出する吐出孔２を有するとともに、その紡糸口金表面にポリマーの張り合わせ面４と非平行に延びる凹溝３が形成された代表的な複合紡糸口金本体１を３つの例を示している。
【００２０】
前記凹溝３の断面形状および仕上げ精度は特に限定されないが、加工の容易性から三角形、矩形、Ｕ字形状、或いは、底広がりの形状が好ましい。
図１（ａ）に示す複合紡糸口金本体１は、ポリマー張り合わせ面４が全て同一平面上にくるように複数の吐出孔２を横一線上に列設するとともに、それらのポリマー張り合わせ面４を平行に更に多段に形成している。一方、複数本の凹溝３は、前記吐出孔２の横方向の列間をポリマー張り合わせ面４と非平行に、かつ隣接する吐出孔２の間を斜めに横切るようにして形成されている。
【００２１】
また同図（ｂ）に示す複合紡糸口金本体１では、多数の吐出孔２を同心円上に配するとともに、ポリマーの各張り合わせ面４を径方向と直交するように２種類の異なるポリマーを吐出孔２から吐出させている。一方の複数本の凹溝３のうち２本は、前記同心円上に並ぶ隣接する吐出孔２の間を、直交させて形成するとともに、残る４本の凹溝３を前記直交する２本の凹溝３の間にあって、同心円の中心を通さず、且つ隣接する吐出孔２の間を径方向に延在して形成されている。従って、全ての凹溝３の形成方向は各吐出孔のポリマー張り合わせ面４とは平行にならず、径方向に延在する。
【００２２】
更に図１（ｃ）に示す複合紡糸口金本体１にあっては、吐出孔２の配列は図１（ｂ）と同じであるが、同心円上の隣接する各吐出孔２の中間を４本の凹溝３が同心円の中心を通して径方向に延在して形成されている点で異なっている。
【００２３】
前記吐出孔２の横断面形状は、特に限定されず、円形や特殊断面でも良い。
前記複合紡糸口金本体１の材質及び形状は特に限定されないが、前記複合紡糸口金面１ａの表面における仕上げ粗さは離型液の広がりに大きく影響するため、適正に設定しなければならない。即ち、前記複合紡糸口金面１ａの表面粗さを、０．４μｍ以上となるように設定することが好ましく、これにより離型液の広がりを十分に速くすることができる。ここで、表面粗さが０．４μｍ以上とは、紡糸口金面の表面で、基準長さを０．２５ｍｍの間隔としたとき、最も高い山と最も低い谷との間で０．４μｍ以上の差がある程度の粗さを言う。
【００２４】
前記複合紡糸口金面１ａにおける前記吐出孔２の端面は、その全周が同じ仕上げであることが紡糸安定性の点から必要であるが、離型液の浸透性を高めるためには粗い方が好ましい。しかし、必要以上に粗くすると、前記吐出孔２の端面形状不良の原因となる。従って、前記吐出孔２端面における表面粗さの上限は、基準長さ０．８ｍｍとしたときに、２μｍ以下とすることが好ましい。
【００２５】
通常、前記複合紡糸口金面１ａは全面が均一な状態に加工されるが、前記吐出孔２の周辺が上述した範囲内に形成されることが重要であり、その他の部分は如何なる状態でも良い。
【００２６】
図２は、本発明の一例となる複合紡糸口金装置１０の全体を示す断面図である。前記複合紡糸口金装置１０は中央部に多数の紡出孔（樹脂吐出孔）２が形成された複合紡糸口金本体１と、同紡糸口金本体１の口金面１ａの周縁部に配される離型液導入口金５とは、それぞれ複合紡糸口金面１ａと離型液導入口金面５ａとを密着させて積層固定される。
【００２７】
前記複合紡糸口金面１ａには前記吐出孔２が配置されている。更に前記複合紡糸口金面１ａには、前記吐出孔２とは連通しない位置で且つ複数の前記吐出孔２と隣接した位置であって、ポリマー張り合わせ面４と非平行な方向に凹溝３が形成されている。前記凹溝３は前記離型液導入口金面５ａとの間で離型液導入路を形成する。前記離型液導入口金５は下方から前記離型液導入口金面５ａに連通する離型液の供給孔６を有し、同供給孔６には外部に設置される離型液供給源である図示せぬ離型液供給源で作られる離型液を供給するための供給配管７が連結されている。前記離型液供給孔６の上部には、供給された離型液を貯留するための離型液貯留部６ａが形成されている。
【００２８】
図２に示す複合紡糸口金装置１０にあっては、前記離型液導入口金５を別途設けているが、この離型液導入口金５を、図３に示すように、前記複合紡糸口金本体１を保持するホルダー８と一体に形成することもできる。
【００２９】
図４は、本発明と比較するために形成された複合紡糸口金本体１１の代表的な例を示している。
同図（ａ）に示す複合紡糸口金本体１１は、図１（ａ）に示した複合紡糸口金本体１と同様に配列された複数の吐出孔１２を有しているが、その凹溝１３の延設方向が図１（ａ）と異なっている。すなわち、図４（ａ）に示す複合紡糸口金本体１１では、凹溝１３が、各吐出孔１２から吐出される２種類のポリマーの各張り合わせ面１４と平行に、上下に多段に列設された各吐出孔１２の間を通って延設している。
【００３０】
また、同図（ｂ）に示す複合紡糸口金本体１１は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示した複合紡糸口金本体１１と同様に配列された複数の吐出孔１２を有しているが、その凹溝１３の延設方向が図１（ｂ）及び（ｃ）と異なっている。すなわち、図４（ａ）に示す複合紡糸口金本体１１では、同心円上に配された各吐出孔１２から吐出される２種類のポリマーの各張り合わせ面１４は、全て径方向に直交する方向であり、そこに形成される凹溝１３は、異なる円周上に配された吐出孔列の間を通る同心円上を延在している。従って、各凹溝１３は同心円上に配された各吐出孔１２から吐出される２種類のポリマーの各張り合わせ面１４とほぼ平行に延在している。
【００３１】
以下、実施例を挙げて比較例とともに本発明を具体的に説明する。なお、以下の実施例及び比較例における評価は以下の方法で行った。
吐出孔汚れ：１００時間紡糸を行った後の吐出孔への低重合物の堆積を目視により確認した。
糸切れ：紡糸１トンあたりの糸切れ回数を測定した。
【００３２】
（実施例１）
図１（ａ）に示す複合紡糸口金本体１が適用された、図２に示す複合紡糸口金装置１０を用いて、１１０デシテックス２４フィラメントの接合型の捲縮性複合ポリエステル繊維を紡糸した。複合紡糸口金表面の凹溝３は、幅１００μｍ、深さ１００μｍで、口金面の表面粗さは０．４μｍとした。
【００３３】
離型液としては、粘度１００ｃｐ（２９０℃）、表面張力２０ｄｙｎ／ｃｍ（２５℃）のメチルフェニルシリコーンオイルを使用した。
溶融粘度の異なる２種類のポリマーとしては、イソフタル酸を８モル％共重合した極限粘度が０．６８５の共重合ポリエチレンテレフタレートをＡ成分とし、第３成分を共重合させない極限粘度が０．５１６のポリエチレンテレフタレートをＢ成分として使用した。
【００３４】
紡糸温度を２９０℃とし、紡糸吐出孔上流側でＡ，Ｂ成分が合流する吐出孔を２４孔有する複合紡糸装置より、１：１の吐出量比率でＡ，Ｂ成分の接合型複合流を形成した。該紡出糸条を冷却・給油後、２１００ｍ／分の引き取り速度で巻き取り２２０デシテックス２４フィラメントの捲縮性複合ポリエステル繊維の未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を２倍に延伸・熱処理して、１１０デシテックス２４フィラメントの捲縮性複合ポリエステル繊維を得た。
紡糸時間が１００時間経過後の、吐出孔及び凹溝に対して低重合物の堆積がほとんどなく、糸切れ回数も１回／ｔと長時間安定した紡糸が可能であった。
【００３５】
（実施例２）
図１（ｃ）に示す複合紡糸口金本体１を用いた以外は、実施例１と同様の条件で、１１０デシテックス２４フィラメントの接合型の捲縮性複合ポリエステル繊維を紡糸した。
紡糸時間が１００時間経過後の、吐出孔及び凹溝に対して低重合物の堆積がほとんどなく、糸切れ回数も１回／ｔと長時間安定した紡糸が可能であった。
【００３６】
（比較例１）
図４（ａ）に示す複合紡糸口金本体１１を用いた以外は、実施例１と同様の条件にて、１１０デシテックス２４フィラメントの接合型の捲縮性複合ポリエステル繊維を紡糸した。
紡糸時間が１００時間経過後の吐出孔や凹溝には、多くの低重合物の堆積が見られ、糸切れ回数も５回／ｔと安定した紡糸が困難であった。
【００３７】
（比較例２）
図４（ｂ）に示す複合紡糸口金１１を用いた以外は、実施例１と同様の条件にて、１１０デシテックス２４フィラメントの接合型の捲縮性複合ポリエステル繊維を紡糸した。
紡糸時間が１００時間経過後の吐出孔及び凹溝には、多くの低重合物の堆積が見られ、糸切れ回数も４回／ｔと安定した紡糸が困難であった。
【００３８】
以上の説明からも明らかなように、溶融粘度差の大きい２種類のポリマーを接合して得られる潜在捲縮発現性に優れた複合紡糸繊維を紡糸するにあたり、本発明のように、複合紡糸口金本体の吐出孔から吐出される２種類のポリマーの張り合わせ面とは非平行な状態で、吐出孔の近隣の口金表面に離型液導入用の凹溝を形成すると、従来のごとく、離型液導入用凹溝をランダムな方向に形成する場合や、或いは樹脂の張り合わせ面に平行に形成する場合と比較して、吐出孔や凹溝に対する低重合物の堆積がなく、長時間にわたり安定した紡糸が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な３つの複合紡糸口金本体の構成例を示す表面図である。
【図２】本発明の紡糸口金装置の一例を一部切開して示す概略断面図である。
【図３】本発明の紡糸口金装置の他の例を一部切開して示す概略断面図である。
【図４】本発明と比較するための２つの複合紡糸口金本体の構成例を示す表面図である。
【符号の説明】
１，１１        複合紡糸口金本体
１ａ，１１ａ    複合紡糸口金面
２，１２        （樹脂）吐出孔
３，１３        凹溝
４，１４        ポリマー張り合わせ面
５              離型液導入口金
５ａ            離型液導入口金面
６              離型液供給孔
６ａ            離型液貯留部
７              離型液供給配管
８              ホルダー
１０              複合紡糸口金装置
Ａ              高粘度成分
Ｂ              低粘度成分
【図１】
0003913097.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003913097.tif 000005