(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類の熱可塑性ポリマーが芯鞘形状に配された芯鞘複合繊維を得るための紡糸口金において、上部に鞘成分ポリマー用の吐出誘導孔を有し、下部に複合ポリマー用の誘導孔と紡糸孔を有する下口金板と、芯成分ポリマー用のキャピラリー及び鞘成分ポリマー用の案内孔を設けた上口金板とからなり、キャピラリーの下部が吐出誘導孔の内壁に沿って挿入されており、キャピラリーのキャピラリー誘導孔より吐出された芯成分ポリマーと、案内孔から吐出誘導孔のキャピラリーの外周を通って吐出された鞘成分ポリマーとが、誘導孔で複合ポリマーとなり、紡糸孔より紡糸される紡糸口金であって、キャピラリーの外周部に鞘成分ポリマーの流路となる螺旋状の溝が上方から下方に向かって設けられており、鞘成分ポリマーは、螺旋状の溝に沿って流下するポリマーと螺旋状の溝から外れて垂直方向に流れ落ちるポリマーの２種類の流れを有したポリマー流となって誘導孔へと吐出されることを特徴とする芯鞘複合繊維用紡糸口金。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、２種類の異なる熱可塑性ポリマーを用い、芯鞘形状に配され、芯部の偏心のない芯鞘複合繊維を得るための紡糸口金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２種以上の異なるポリマーを芯鞘形状に配置した芯鞘複合繊維が数多く開発、製造されており、このような芯鞘複合繊維としては、例えば、高融点のポリプロピレンまたは、ポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、低融点のポリエチレンを鞘成分とした芯鞘複合繊維などがある。このような芯鞘複合繊維は、熱融着法によって、鞘成分の低融点のポリエチレンにより繊維同士を容易に融着させることができ、芯成分のポリプロピレンまたは、ポリエチレンテレフタレートにより強度を保持することができるので、強度の高い不織布を容易に製造することができる。
【０００３】
このような芯鞘複合繊維を用いて、より品位の高い製品を得るために、芯部の偏心のない芯鞘複合繊維が求められており、特に、円形横断面形状の芯鞘複合繊維を得るための紡糸口金は種々提案されている。
【０００４】
従来、芯成分ポリマーの流路となるキャピラリーが鞘成分ポリマーを吐出する吐出誘導孔の内壁に沿って挿入され、キャピラリーより吐出された芯成分ポリマーと、吐出誘導孔内のキャピラリーの外周を通って吐出された鞘成分ポリマーが吐出誘導孔の下方で複合ポリマーとなり、紡糸孔より紡糸される紡糸口金が用いられている。
【０００５】
しかしながら、この紡糸口金は、キャピラリーから吐出される芯成分ポリマーと、単にキャピラリーの外周を通って吐出された鞘成分ポリマーが吐出誘導孔の下方で貼り合わされて芯鞘型複合繊維となるものであるため、キャピラリーが吐出誘導孔の内壁に沿って嵌着される工作精度が極めて高くないと、偏心のない芯鞘型複合繊維を得ることができなかった。
【０００６】
そこで、特開昭57-171711 号公報には、上口金板に芯成分ポリマーと複数の鞘成分ポリマーの導入孔が設けられ、下口金板には、芯成分ポリマーと鞘成分ポリマーの両方を導入する複合ポリマー導入孔が設けられ、複合ポリマー導入孔の周りに金属焼結体が嵌着されている紡糸口金が提案されている。
この紡糸口金によると、芯成分ポリマーは、上口金板の導入孔を流下して真直ぐに複合ポリマー導入孔に導入され、鞘成分ポリマーは、上口金板の複数の導入孔を流下して複合ポリマー導入孔の周りの金属焼結体に浸入する。そして、鞘成分ポリマーは、金属焼結体の内周面より均等に浸出してポリマー導入孔に導入された芯成分ポリマーの周囲を均等な厚さで覆うことにより、偏心のない芯鞘型複合繊維が得られるものである。
【０００７】
この紡糸口金は、上記の従来の紡糸口金の欠点を解決するものであり、工作が簡単でありながら、偏心のない芯鞘型複合繊維を得ることができるものであるが、金属焼結体にポリマー中の異物が詰まり、鞘成分ポリマーの円滑な流れが阻害されるため、操業時間が長くなると、偏心した芯鞘型複合繊維となるという問題や芯部の比率の低い複合繊維しか安定して製造できないという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする問題】
本発明は、上記のような問題点を解決し、２種類の異なる熱可塑性ポリマーを用いて、様々な芯鞘複合比率で複合でき、かつ芯部の偏心のない芯鞘型複合繊維を長時間、操業性よく得ることができる紡糸口金を提供することを技術的な課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の課題を解決するために鋭意検討の結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、２種類の熱可塑性ポリマーが芯鞘形状に配された芯鞘複合繊維を得るための紡糸口金において、上部に鞘成分ポリマー用の吐出誘導孔を有し、下部に複合ポリマー用の誘導孔と紡糸孔を有する下口金板と、芯成分ポリマー用のキャピラリー及び鞘成分ポリマー用の案内孔を設けた上口金板とからなり、キャピラリーの下部が吐出誘導孔の内壁に沿って挿入されており、キャピラリーのキャピラリー誘導孔より吐出された芯成分ポリマーと、案内孔から吐出誘導孔のキャピラリーの外周を通って吐出された鞘成分ポリマーとが、誘導孔で複合ポリマーとなり、紡糸孔より紡糸される紡糸口金であって、キャピラリーの外周部に鞘成分ポリマーの流路となる螺旋状の溝が上方から下方に向かって設けられており、鞘成分ポリマーは、螺旋状の溝に沿って流下するポリマーと螺旋状の溝から外れて垂直方向に流れ落ちるポリマーの２種類の流れを有したポリマー流となって誘導孔へと吐出されることを特徴とする芯鞘複合繊維用紡糸口金を要旨とするものである。
【００１０】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の芯鞘複合繊維用紡糸口金の一実施態様を示す断面図（キャピラリーは切断せず）である。図２（ａ）は、図１の紡糸口金における螺旋状の溝の形状を示す一部拡大模式図であり、（ｂ）と（ｃ）は、本発明の芯鞘複合繊維用紡糸口金における螺旋状の溝の他の実施態様を示す模式図である。
【００１１】
なお、本発明の紡糸口金を用いて紡糸する熱可塑性ポリマーは、溶融紡糸可能な重合体であれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン類、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド類及びこれらを主とする共重合物や混合物等が挙げられる。
そして、種類の異なるポリマーとしては、ポリマーの種類が異なるもののほか、共重合成分や混合成分が異なるポリマー等が挙げられる。
【００１２】
本発明の紡糸口金は、２種類の熱可塑性ポリマーが芯鞘形状に配された芯鞘複合繊維を得るための紡糸口金であって、上口金板１と下口金板２とからなる。下口金板２は、上部に鞘成分ポリマー用の吐出誘導孔５を有し、下部に複合ポリマー用の誘導孔10と紡糸孔12を有しており、上口金板１は、芯成分ポリマー用のキャピラリー７及び鞘成分ポリマー用の案内孔３を有しており、キャピラリー７の下部は吐出誘導孔５の内壁に沿って挿入されている。
【００１３】
そして、本発明の紡糸口金は、キャピラリー７のキャピラリー誘導孔６より吐出された芯成分ポリマーと、案内孔３から吐出誘導孔５のキャピラリー７の外周部11を通って吐出された鞘成分ポリマーとが、誘導孔10で複合ポリマーとなり、紡糸孔12より紡糸されるものであって、キャピラリー７の外周部11に鞘成分ポリマーの流路となる螺旋状の溝８が上方から下方に向かって設けられている。
【００１４】
次に、本発明の紡糸口金におけるポリマーの流れを説明する。まず、芯成分ポリマーは上口金板１のキャピラリー７のキャピラリー誘導孔６より、鞘成分ポリマーは上口金板の１の案内孔３より導入される。
【００１５】
そして、芯成分ポリマーはキャピラリー誘導孔６を流下し、底部のキャピラリー吐出孔９より誘導孔10に吐出される。一方、鞘成分ポリマーは、案内孔３を通って導入孔４より導入されると、吐出誘導孔５内をキャピラリー６の外周を通って誘導孔10に吐出される。
【００１６】
このとき、鞘成分ポリマーは、キャピラリー６の外周を通って吐出される際に、螺旋状の溝８に沿って流下するポリマーと螺旋状の溝８から外れて垂直方向に流れ落ちるポリマーの２種類の流れを有したポリマー流となって誘導孔10へと吐出される。この２種類の流れの鞘成分ポリマーはキャピラリー６の外周部11に沿って流れるため、厚さが均一な鞘層が形成され、この鞘成分ポリマーによって、キャピラリー底部のキャピラリー吐出孔９より下方向に吐出された芯成分ポリマーが包み込まれる形となり、均一な鞘層に包まれた偏心のない複合繊維を得ることができる。
【００１７】
このように、本発明の芯鞘複合繊維用紡糸口金によれば、上記のように鞘成分ポリマーと芯成分ポリマーが流れることにより、芯成分ポリマーが均一な鞘層に包まれた複合繊維を得ることができるので、キャピラリー７を吐出誘導孔５の内壁に沿って挿入する際の工作精度にある程度のばらつきが生じたとしても、偏心のない芯鞘型複合繊維を容易に得ることができる。
【００１８】
さらには、鞘成分ポリマーの流量や螺旋状の溝８の溝幅等を変更することによって、例えば、鞘部の比率が低い場合でも、鞘部の厚さが均一で、芯成分ポリマーが良好に包み込まれた複合繊維を得ることができるなど、様々な芯鞘複合比率で複合する場合であっても、芯部の偏心のない芯鞘型複合繊維を得ることができる。
【００１９】
キャピラリー７の外周部11に設けられる螺旋状の溝８の形状は、キャピラリー７の上方から下方に向かって設けられていれば、特に限定されるものではなく、螺旋状の溝８の数や溝幅も上記のように、良好に芯成分ポリマーを包み込む効果を奏することができる範囲であれば、製造しようとする複合繊維の種類や用いるポリマーの種類によって、種々変更すればよい。
【００２０】
なお、図２（ｂ）のように、螺旋状の溝８を設けるキャピラリー７の径を、キャピラリー上部の径より下方になるにしたがって小さくすることが好ましい。これによって、鞘成分ポリマーの螺旋状の溝８に沿って流下するポリマーを螺旋状の溝８から外れて垂直方向に流れ落ちるポリマーでより良好に覆うことができ、鞘成分ポリマーで芯成分ポリマーを包み込む効果をより向上させることができる。
【００２１】
また、図２（ｃ）のように、キャピラリー７の下部の一部に螺旋状の溝８がなく、上部の螺旋状の溝８が設けられたキャピラリー部より径を大きくした部分を設けると、鞘成分ポリマーが誘導孔10に流れる直前で流路が狭くなり、流路によって生じる圧力損失が高まり、鞘成分ポリマーの計量性をあげることができる。これによって、鞘層の厚さがより均一な複合繊維を得ることができる。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
なお、実施例における特性値の測定方法及び評価は次のとおりである。
〔溶融粘度(poise) 〕
フローテスタ（島津製作所CFT-500A) を用いて290 ℃の定温法で測定し、剪断速度が1000sec -1の時の値を測定値とし、３回測定を行い、平均値で示した。なお、試料は120 ℃で５時間窒素雰囲気下で乾燥したものを使用した。
〔芯部の偏心〕
得られた複合繊維の断面形状を拡大して写真に撮影し、目視にて判断した。
【００２３】
実施例１
図２（ｂ）に示す螺旋状の溝の形状を有する図１の紡糸口金を用いて、複合紡糸を行った。鞘成分ポリマーに溶融粘度が2000poise のポリエチレンテレフタレート〔ステアリン酸マグネシウム(StMg)を0.015 重量％含有〕、芯成分ポリマーにポリエチレンオキサイド架橋物と溶融粘度が500poiseのポリエチレンテレフタレート（StMgを0.015 重量％含有）の混合物を用い、芯／鞘重量比率を90/10 、吐出量37.4ｇ／分、紡糸温度290 ℃として溶融紡糸し、4000ｍ／分の速度で巻き取った。
得られた未延伸糸を延伸ローラを用いて温度90℃、延伸倍率1.12倍で加熱延伸し、 630ｍ／分で巻き取り、75ｄ／36ｆの繊維を得た。
得られた繊維を構成する各単糸における、芯部の偏心の有無について、操業後、１時間経過後の繊維及び20時間経過後の繊維について評価した結果、ともに芯部の偏心のない芯鞘複合繊維であった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の芯鞘複合繊維用紡糸口金によれば、２種類の異なる熱可塑性ポリマーを用いて、様々な芯鞘複合比率で複合でき、かつ芯部の偏心のない芯鞘型複合繊維を長時間、操業性よく製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合繊維用紡糸口金の一実施態様を示す断面図（キャピラリーは切断せず）である。
【図２】（ａ）は、図１の紡糸口金における螺旋状の溝の形状を示す一部拡大模式図であり、（ｂ）と（ｃ）は、本発明の複合繊維用紡糸口金における螺旋状の溝の他の実施態様を示す模式図である。
【符号の説明】
１  上口金板
２  下口金板
３  案内孔
４  導入孔
５  吐出誘導孔
６  キャピラリー誘導孔
７  キャピラリー
８  螺旋状の溝
９  キャピラリー吐出孔
10  誘導孔
11  外周部
12  紡糸孔
【図１】
0003872169.tif 000002
【図２】
0003872169.tif 000003