JPH0340828A - 繊維状物の開繊方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、繊維状物の開繊方法に関し、さらに詳しくは
、合成繊維不織布の製造、特に、ポリエステル繊維不織
布の製造などに際して均一性に優れ品位の良い不織布を
製造できる点等で顕著な効果を奏し得る繊維状物の開繊
方法に関するものである。

［従来の技術］ 繊維状物の開繊方法としては、従来から種々の提案がな
されている。

たとえば、繊維状物に流体を作用して開繊させるもの、
機械的に衝撃を与えて開繊させるもの、静電気を付与し
て開繊させるものなどがある。中でも、繊維状物に静電
気を付与して開繊させる方法はその効果のため広く利用
されている。

具体的に静電気を付与する方法としては、摩擦、衝突に
よる接触帯電法やコロナ放電を利用する強制帯電法が一
般に用いられ、たとえば、特公昭５９−１７２１２号公
報や特公昭５９−２００１３号公報などに記載されてい
るように、亜鉛または酸化亜鉛あるいは銅を主体とする
金属や鉛を主体とする金属を衝突板の繊維状物衝突面に
用いて、該衝突面に繊維状物を衝突させることにより、
該繊維状物を開繊させる方法などが知られている。

しかし、これらの方法では、繊維状物に与えられる静電
気の量が十分でなく、繊維状物の量を多くしたり、ある
いは走行速度を速くした場合、開繊状態の悪化が著しく
、得られる不織布シートの均一性や品位が極めて劣ると
いう問題があった。

そのため、繊維状物に与えられる静電気の量を増し、満
足な開繊状態を得るための改善された方法として、予め
コロナ放電電界中で強制帯電させた繊維状物を２０ｋＶ
以上に加電された衝突板に衝突させて開繊させる方法が
特開昭５９−２０４９５８号公報で提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 該特開昭５９−２０４９５８号公報に記載されている方
法の要旨は、予め強制帯電法により帯電された糸を、高
電圧を印加した衝突板にあてることにより、コロナ放電
等で帯電させた糸の電荷を逃すことなく糸を衝突により
拡散開繊することにある。

しかしながら、この方法では、コロナ放電によって繊維
状物を帯電させる場合に、雰囲気の状態や経時変化等の
影響を受け、帯電量が変化したり、アーク放電により糸
切れを誘発したりするなどの操業安定性に対する問題点
がある。また、衝突板に高電圧を印加し糸の電荷を逃す
ことなく反発させるためには、２０ｋＶ以上の高電圧が
必要であり、それより小さい場合は十分な開繊効果が得
られない。

そこで本発明者らは、発想の出発点を変え、コロナ放電
等の強制帯電法で繊維状物に電荷を与えるのではなく、
摩擦帯電法によって電荷を与える方法について鋭意研究
の結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明の目的は、コロナ放電等の強制帯電法
で繊維状物に電荷を与えるのではなく、摩擦帯電法によ
って電荷を与える方法において、比較的低い電圧による
処理ができて、かつ、雰囲気の状態や経時変化等の影響
を受けて帯電量が変化したりすることが少なく、また、
アーク放電により糸切れを誘発したりするなどの問題も
少なく、安定した操業を行なうことを可能にする繊維状
物の開繊方法を提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記した目的を達成する本発明の繊維状物の開繊方法は
、実質的に予め帯電されていない繊維状物を衝突板に衝
突せしめて該繊維状物に摩擦帯電せしめて繊維を開繊す
るに際し、該衝突板の衝突面をビッカース硬度５０以下
の金属で構成せしめ、かつ、該衝突板に１０ｋＶ以上２
０ｋＶ未満の高電圧を印加して開繊せしめることを特徴
とする繊維状物の開繊方法である。

［作用］ 以下、図面等に基づいてさらに詳しく本発明の繊維状物
の開繊方法について説明をする。

第１図は、本発明の繊維状物の開繊方法の一実態様例を
示した概略図である。

第１図において、■は繊維状物、２は衝突板、３は衝突
板の衝突面、４はエジェクターである。

本発明の方法において、繊維状物１は、実質的に予め帯
電されていないものが用いられ、図面上では、エジェク
ター４内を通って上方から搬送されてきた後、方向を変
えられて、左方より右方向へと走行するものであるが、
これを遮るように傾斜して位置する衝突板の衝突面３に
衝突して開繊される。該斜行の程度は、本発明の方法で
は、実質的に予め帯電されていない繊維状物を用いてこ
れに効果的に摩擦帯電によって電荷を与える必要がある
ことから、適切な傾斜範囲とすることが肝要であって、
第１図に示した傾斜角αで６５〜７５°程度の範囲内と
することが好ましい。

そして、さらにこのとき、該衝突板２には図示していな
い直流高電圧電源により１０ｋＶ以上２０ｋＶ未満の高
電圧を印加するものである。

該衝突板２に衝突した繊維状物１は、静電気が付与され
て第１図に矢印で示したように開繊される。

かかる開繊後、該開繊された繊維群を不織布シート状物
とする際には、図示はしていないが、ネットなどの上に
該開繊された繊維群を捕集せしめればよい。なお、衝突
板の位置については、第１図に示した態様のものに限定
されるものではなく、上部より繊維状物を噴出落下させ
ながら、上向きに設けた斜面に衝突させるように構成し
てもよい。

また、衝突面は、必ずしも平面状である必要はなく、適
宜な曲面形状のものであってもよい。

本発明における繊維状物を衝突面に衝突させる手段は、
空気等の流体噴射による手段が好ましい。

また、なお、このとき糸切れや繊維の付着等を防ぎ、操
業安定性を向上させるという目的下でコロナ放電等によ
る強制帯電を行なうことは、本発明の方法ではとらない
ものである。これは、本発明の方法においては、予め繊
維状物に帯電をさせても開繊性に及ぼす効果は実際上は
とんどな（、むしろ、逆に操業安定性の面で悪化するこ
とが多く、操業上望ましくないからである。

本発明の方法において使用される衝突板の態様は、まず
第一に、衝突面はビッカース硬度５０以下の金属から構
成させる必要がある。具体的には鉛等の金属、および銅
系、スズ系、アンチモン系、亜鉛系、インジュウム系の
合金などが好ましく用いられる。これは金属との衝突に
よる摩擦帯電の発生は、軟らかくけずれやすい素材はど
、繊維状物への帯電付与効果が大きいためである。特に
、ポリエステル系の繊維状物の場合はこの傾向が顕著で
あるので、本発明の方法は、ポリエステル系繊維の開繊
をさせたいときに特に大きな効果を発揮する。

なお、ただし、衝突面の摩耗を考慮してまた帯電付与効
果の大きさも考慮して、本発明者らの知見によれば、通
常はビッカース硬度で５以上３０以下の金属を使用する
のが好ましい。

また、繊維束と金属との衝突による摩擦帯電を良好に生
じさせる上で、衝突板に衝突させる糸速は２５００ｍ／
分以上程度はあるようにするのがよく、より好ましくは
５０００ｍ／分以上とするのがよい。

なお、さらに、本発明の方法を実施するに際して、衝突
面を衝突板に対して交換可能に形成せしめたものを用い
たり、あるいは衝突板が操業時に低速で移動するように
形成せしめたものを用いたすすることも実際操業上好ま
しい。

また、第二に、衝突板（衝突面を含む）には、１０ｋＶ
以上２０ｋＶ未満の電圧をかける必要がある。これは、
衝突面金属との摩擦帯電により得られた繊維状物の電荷
が、衝突面金属との再接触による金属への漏えいのため
に電荷が失われることを防ぐためである。必要な電圧は
、衝突板、衝突面の材質や空気等の噴射量にもよるが、
衝突面への再接触を防ぐためには１５ｋＶ程度が好まし
い。１０ｋＶ未満では、空気等の噴射量が多い場合、繊
維状物の衝突面への再接触が生じ、繊維状物の電荷が失
われる。また、２０ｋＶ以上では電圧を上げたことによ
る効果がほとんど見られないし、また、逆に衝突板近傍
にあるエジェクターにアーク放電が生じて繊維状物の開
繊状態が変化して全く好ましくないのである。

なおただし、ここでいう電圧は絶対値で述べているもの
であり直流高電圧が採られ、マイナスの電荷であっても
よいものであり、たとえば、繊維状物がポリエステル繊
維の場合は負電荷が印加される方が好結果が得られる。

ここで、かかる理由について考察すると、本発明の方法
において、鉛などのポリエステル繊維との摩擦帯電効果
の大きいものは、鉛とポリエステル繊維の衝突により、
ポリエステル繊維にはマイナス電荷、鉛にはプラス電荷
が発生する。このとき鉛板に発生するプラス電荷をいか
にすばやく除去するかの点が摩擦帯電効果に大きく影響
すると推察される。鉛板は金属ではあるが、銅等に比べ
て電気伝導度が低いため、鉛板上での電荷の中和作用が
多量に発生するプラス電荷に対して不十分と考えられる
。鉛板にプラス電荷が残留していると、マイナス帯電し
たポリエステル繊維が鉛板に付着（再接触）し、糸の電
荷量の減衰が生じたり、摩擦帯電作用の妨げになったり
することが考えられる。したがって、ポリエステル繊維
の場合には、鉛衝突板にプラス電荷が残留することを防
ぐために該衝突板に負電荷の電圧を印加することが有効
なのである。

すなわち、本発明の開繊方法においては、その開繊原理
は、衝突板に残留するプラス電荷を取り除くのに十分で
ある電荷を該衝突板にかけるだけであって、結局、摩擦
帯電による開繊効果を得るに際して、繊維状物の帯電量
が最高値を保ち得る状態を構成させた状態下（前述の通
りに良好な摩擦帯電効果を得るための衝突板の「硬度の
関係」と、開繊に悪影響を与える衝突板の残留電荷を除
去するために「該衝突板に印加する高電圧の関係」の最
適な組合せ状態下）で衝突させ落下させて良好な開繊性
を得ることにあるものである。

よって、衝突板上で噴射方向の転換等に非常に高電圧の
印加を利用する方式のものなどとは異なり、印加する電
圧は２０ｋＶ未満と比較的低いものであっても、本発明
方法では十分な効果が得られるのである。

なお、したがって、衝突板に残留する電荷の正負に応じ
て、衝突板に正あるいは負電圧のいずれを印加するかが
決められるべきものである。そして、衝突板に残留する
電荷が正負のいずれであるかは、繊維のポリマ種と衝突
板の材質の組合わせにより決まるものであるが、それが
どちらであるかを知ることは、現実に衝突板に繊維状物
を衝突させながらチエツクすることで簡単に知ることが
できる。

［実施例］ 以下、実施例により本発明の繊維状物の開繊方法を説明
する。

実施例 ポリエチレンテレフタレートからなる単糸数８０本、２
デニールの連続マルチフィラメントの繊維状物をエジェ
クターで引取った。このとき圧縮空気の圧力は４．５ｋ
ｇ／ｃＴＩｆ−Ｇであり、糸速は５５００ｍ／分と換算
された。エジェクターから出た繊維状物は、高電圧を印
加した衝突板衝突面（衝突板幅６Ｑｍｍ、衝突面幅３０
ｍｍ）に、第１図に示した態様で衝突させて糸条を開繊
させて不織布シートを作った。傾斜角αは７０”　　と
した。

かかる態様で衝突面の材質と印加電圧の組合わせを第１
表に示すように種々変更して、それぞれの場合における
操業性、繊維状物の表面電位、シートムラについての評
価を行ない、その結果を第１表に示した。

なお、かかる実施例において、表面電位の測定は静電測
定器（ＳＴＡＴ　ＩＲＯＮ−Ｍ、ＳＨＩ　５ＨＩＤＯ社
製）を使用し、ビッカース硬度の測定はビッカース硬度
計（ＡＶＫ−Ａ　　ＡＫＡＳＨＩ社製）を使用した。ま
た、シートムラは、５ｃｍＸ５ｃｍの重量法で、ｎ＝１
００個の統計計算で変動率（ＣＶ）＝　（標準偏差）／
（平均値）Ｘ１００で求めたものである。

第１表において、水準２．３．４．７．８及び９は、本
発明の効果を明確にするための比較例であり、水準１．
５．６が本発明の実施例である。

水準２は、高電圧を印加しない場合であり、衝突面への
再接触によって糸の電荷が奪われシートのムラが悪く問
題があった。水準３は、印加電圧が５ｋＶと低いため、
その効果が十分に発揮されず水準２と同等であった。水
準４は、印加電圧が２５ｋＶと高く、操業性の点で問題
があった。また、実施例のものと比較してシートムラの
点で効果があるとはいえなかった。水準７．８．９は、
ビッカース硬度が５０よりも大きい硬い材料であり、得
られる表面電位は概して小さく、いずれもシートムラの
点で問題があった。

本発明の実施例である水準１．５．６のものは、いずれ
もシートムラが５％以下で非常に良く、操業時の安定性
も良好であった。

［発明の効果］ 以上説明した本発明の繊維状物の開繊方法は、極めて良
好な開繊状態を実現しつつ、長時間安定して生産を継続
することができる。

したがって、本発明の開繊方法をたとえば不織布シート
の生産に組込むことにより、不織布シートのムラが少な
く、品質、品位のよい不織布シートを操業性良く安定し
て生産することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の繊維状物の開繊方法の一実態用例を
示した概略図である。 １：繊維状物　　　　　２：衝突板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質的に予め帯電されていない繊維状物を衝突板
   に衝突せしめて該繊維状物に摩擦帯電せしめて繊維を開
   繊するに際し、該衝突板の衝突面をビッカース硬度５０
   以下の金属で構成せしめ、かつ、該衝突板に１０ｋＶ以
   上２０ｋＶ未満の高電圧を印加して開繊せしめることを
   特徴とする繊維状物の開繊方法。
2. （２）繊維状物がポリエステル系繊維であることを特徴
   とする請求項第（１）項記載の繊維状物の開繊方法。
3. （３）衝突板に印加される電荷が負電荷であることを特
   徴とする請求項第（１）項記載の繊維状物の開繊方法。