JPS6094664A - フィラメント群の開繊法 - 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】 本発明はフィラメント群の帯電方法に関する。

更に詳しくは、フィラメント群をコロナ放電を生じてい
る電界中に導き、帯電させる方法に関するものである。

従来、空気流と共に送られる複数のフィラメントをネッ
トコンベア上に分散、堆積して不織布とする方法におい
て、品質の良い不織ウェブを得るためには、フィラメン
ト相互の分離（開繊という）が完全に成される必要があ
る。この方法として、フィラメント群に摩擦・衝突によ
る接触帯電やコロナ放電による帯電による静電気を付与
し、フィラメント間の相互反発によって各フィラメント
を開繊し、均一な不織ウェブとする技術が一般に用いら
れている。しかし、これまで知られている静電気的な開
繊技術における問題点は、フィラメントに与えられる静
電気の量が未だ十分ではなく、満足な開繊状態が得られ
ない１．特にフィラメント数が多くなった場合、フィラ
メントに与えられる静電気の量が不十分で、良好な開繊
状態が得られないといった点にあった。本発明者らは、
特公昭　４４−２１８１７号公報、又は特公昭５４−２
８５０８号公報等に開示されるコロナ放電電界中にフィ
ラメント群を通過させ、コロナ放電によってフィラメン
ト群を帯電させる方法が、安定でかつ比較的良好な開繊
状態が得られる。ことに着目し、検討を加えてみたが、
この方法においても帯電量が不十分であり満足な開繊状
態ではなく、特にフィラメント数が多くなり九場合、顕
著に開繊状態が悪化し、数本から中本以上のフィラメン
トが開繊されずに束になつ次状態で堆積される部分が発
生し得られる不織ウェブの均一性や品位が極めて劣ると
いう問題があった。

一般的に、開繊性はフィラメント間の静電気的反発力の
大小に大きく影響され、従って、高い帯電量を有するほ
ど静電気的反発力が大きく開繊性に優れるといえる。開
繊そのものは、フィラメント間の静電気的反発力と随伴
気流によって生じるフィラメント張力の兼ね合いによる
ものであるため、帯電量を増加させフィラメント間の静
電気的反発力を大きくすること、及び随伴気流を減少さ
せフィラメント張力を低下させることは開繊を良好にす
る方法であるといえるが、コロナ放電電界中に入る直前
のフィラメント群の横断面でのフィラメントの空間密度
が大略５０本／ｄを越えるフィラメント群を従来技術に
よって帯電させる場合、良好な開繊を得るために必賛な
帯電量が得られない。又、随伴気流を減少させてフィラ
メント張力を下げて開繊させ易くしようとしてもフィラ
メントがターゲット電極に接触し電荷を失ない逆に帯電
量が減少して更に開繊を悪くするといった従来技術の欠
点が明確になってくる０ 本発明者らは、これらの点に監み多数のフィラメントか
らなるフィラメント群に高い帯電量を与え、極めて良好
な開繊状態を生産性よく安定に得るために鋭意検討を重
ねた結果、本発明の完成に到った。

即ち、本発明はコロナ放電電界中に空気流と共にフィラ
メント群を通過させてフィラメント群を帯電させるにあ
たり、コロナ放電電界がコロナ電圧を任意に調整できる
独立した複数のコロナ放電ユニットからなり、かつ、コ
ロナ放電電界を形成する各ユニットのコロナ放電電極と
ターゲット電極の間隔がユニット毎にフィラメント群の
走行方向に増加しているコロナ放電電界中にフィラメン
ト群を通過せしめて帯電させることを特徴とするフィラ
メント群の帯電方法である。

本発明は、コロナ電圧を任意に調整できる独立した複数
のコロナ放電ユニットから成り、かつ各ユニットの電極
間がフィラメント群の走行方向に増加しているコロナ放
電電界中にフィラメント群を通過させるという新規な方
法であり、従来公知のコロナ放電帯電法やその帯電方法
によっても得られなかつｆｃ高い帯電量や、極めて良好
な開繊状態が生産性よく容易に有られ、その効果は極め
て太きい。

以下、本発明を更に詳しく説明する。

本発明でいうフィラメント群とは、複数のフィラメント
を意味し、束になった状態、テープ状やリボン状に束が
薄く広げられた状態でよく、スダレ状に単糸回想がほぼ
一定あるいはランダムな間隔で並べられた状態であって
もよい０又、このフィラメントはいわゆるライ２メント
形成物質より成り、ボリアさド、ポリエステル、ポリオ
レフィン、ポリアクリロニトリル等の合成繊維、レーヨ
ン等の再生繊維及びガラス繊維等の無機繊維等が含まれ
る。フィラメントは異種成分よシ成る複合繊維でも混合
繊維でもよく径も任意にとられてよい０フィラメント群
は、空気流によってコｐす放電電界中に導かれ、空気流
と共に通過するが、一般的には、エアーサッカー、アス
ピレータ−等による空気流によってコロナ放電電界中に
導かれる０ 本発明において、フィラメント群は空気流と共にコロナ
放電電界中を通過させられ帯電されるが本発明のコロナ
放電電界は、コロナ電圧を任意に調整できる独立した複
数のコロナ放電ユニットから成゛す、かつ、各ユニット
のコロナ放電電極とり−ゲット電極の間隔がユニット毎
にフィラメント群の走行方向に増加しているものである
。ここで重要なことは、まず、フィラメント群の走行方
向に各ユニットのコロナ放電電極とターゲット電極の間
隔が増加していることである。フィラメント群は最初の
コロナ放電ユニットで帯電され、各フィラメントは静電
気的反発を相互に受け、コロナ放電電界中で広がる傾向
を示す。又、コロナ放電電極から発生する電荷の符号と
フィラメント群の帯電符号が一致するため、その静電気
的反発で７４２７７１群はターゲット電極側に引き寄せ
られる。帯電しｆｃフィラメントがターゲット電極に接
触するとフィラメントが持つ帯電電荷の一部が失われ帯
電量が頭打ちになるので、かえって１段のみのコロナ放
電ユニットからなるコロナ放電電界で処理した方が高い
帯電量を示すようになったシする。従って、フィラメン
ト群とターゲット電極の接触を防ぎ、フィラメント群の
帯電電荷の逃散を防止し、更にフィラメント群へコロナ
放電による電荷４１与を行うためにフィラメント群の走
行方向に各ユニットのコロナ放電電極とターゲット電極
の間隔が増加していることは重要である。これに加え更
に重要なことは、コロナ電圧を任意に調整できる独立し
た複数のコロナ放電ユニットから成っていることである
。まず、複数のコロナ放電ユニットは、フィラメント群
のフィラメント数の増加、及びフィラメント群のコロナ
放電電界中の通過速度の増加に伴ってフィラメント群へ
の帯電量が減少し、１対のコｐす放電ユニットのみでは
大略５０本を越え、コ四す放電電界中に入る直前の横断
面でのフィラメントの空間密度が大略５０本／ｄを越え
るフィラメント群に対し良好な開繊状態を得るに必要な
帯電量の付与ができなくなってくるととから必要である
。各ユニットのコロナ電圧は独立に任意に調整されるが
、このことは各ユニットのコロナ電流値の調整ができる
ことであり、各ユニットのコロナ電流値の組み合わせに
よって、帯電量に大きな差が生じることが判った。

即ち、フィラメント群の構成本数、総デニール、横断面
での空間密度などの違いにより、最高レベルの帯電量を
得るための各ユニットの設定コロナ電流値も変化し、第
１段目のコロナ放電ユニットの設定コロナ電流値を大き
くシ、それ以降のコロナ放電ユニットの電流値を小さく
した時高い帯電量が得られたり、その反対で高い帯電量
が得られたシする。従って、フィラメント群へ高レベル
の帯電量を付与するためにコロナ電圧を任意に調整でき
る　独立した複数のコロナ放電ユニットから成っている
ことは重要である。各コロナ放電ユニットの電圧、即ち
、コロナ電流値及び独立したユニットの数はフィラメン
ト群の構成本数、総デニール、横断面方向での空間密度
、フィラメント群のコロナ放電電界中の通過速度、フィ
ラメント群を搬送する空気流の流速、流量等々に応じて
高い帯電量を得るために任意に設定されてよい０コロナ
放電電界を形成する各ユニットのコロナ放電電極とター
ゲット電極の間隔はユニット毎にフィラメント群の走行
方向に増加しているが、増加の仕方として、各ユニット
のコロナ放電電極とターゲット電極がそれぞれ共通の平
面上に配置され、フィラメント群の走行方向に、その配
置平面間の距離が連続的に増加しているもの、各ユニッ
トのコロナ放電電極が共通の平面上に配置されターゲッ
ト電４粗がＳニット毎に段階的にフィラメント群の走行
方向に増加しているものなどが挙げられるが、コロナ放
電電界を形成する各ユニットのコｐす放電電極がフィラ
メント群のコｐす放電電界中に侵入する際の走行軸に対
し平行な共通平部上に配置され、ターゲット電極が独立
したコロナ放電ユニット毎に段階的にフィラメント群の
走行方向に増加しているものが好ましい。又、この段差
は２〜２０Ｍ、好ましくは２〜１０ｍであるが、これに
限定されるものではない。独立した複数のコロナ放電ユ
ニットのコｐす電圧の調整は、それぞれ別々の高電圧発
生装置に接続させて行うとか、高電圧発生装置と各コロ
ナ放電ユニットのコロナ放電電極間に可変抵抗器を設け
て行うなど任意に選ばれてよい。

コロナ放電方法は従来公知の任意の方法がとられてよく
、例えば特公昭４４−２１８１７号公報や特公昭５４−
２８５０８号公報に開示される如き、針状電極と面状平
面状や曲面状１！極とからなるコロナ放電。

方法が一般的に好ましく、適当な間隔を有する電極間に
通常１０〜６０ＫＶの電圧を印加し、コロナ電流が発生
する状態をつくシ、その両電極間の間隙にフィラメント
群を通過させる。この場合、針状電極の配列、面状電極
の形状、そして両極間の距離や電圧によって各種の電界
を形成することが可能であり任意にとられてよい。コロ
ナ放電の電極としては、このような針状電極と面状電極
との組み合わせの他、針電極と針電極、面状電極と面状
電極、棒状電極と棒状電極との縮み合わせ等がとられて
よいが、各ユニットのコロナ放電電極が針状電極であシ
、ターゲット電極が平板状￥ｔ［ｆ極であるのが好まし
い。又、各ユニットの針状コロナ放電電極はフィラメン
ト群の４１シ電を有利に行うために複数本の針から構成
されるのが好ましく、構成本数、針配列吟は任意にとら
れてよい。

第１図は本発明に係るフィラメント群の帯電方法の例を
示す模式図であり、紡口１より吐出されたフィラメント
群２はエアーサッカー３によって引き取られ、噴出され
たフィラメント群を第３図に例示する如き、直流高電圧
電源８に接続された針電極６と平板電極４から成るコロ
ナ放電電界領域を通過させ、帯電させた後、更に直流高
電圧電源９に接続された針電極７と平板電極５がら成る
コロナ放電電界領域を通過させ帯電させてネットコンベ
アーｌＯの上に堆積させて開繊したウェブ１１を形成す
るものである。

第２図は本発明の他の実施態様を示すものであり、高速
回転ロール１２．１２’で引き取られた、あるいは延伸
されたフィラメント群をエアーサッカー３′で針電極６
′と平板電極４′と９１電極７′と平板電極５′で形成
されたコロナ放電電界中に導いて通過させて帯電させて
不織ウェブを形成するものである。

本発明は、フィラメント群をコロナ放電を生じている電
界中に導き、帯電させる方法に関するものであり、本発
明の実施によシ極めて高い静電気がフィラメント群に伺
与でき、その結果、良好に開繊された高品質な不織ウェ
ブが極めて容易に、１１− かつ安定して得られる。以下の実施例に示す如〈従来技
術において解決されなかった多フィラメントから成るフ
ィラメント群の帯電量の低さからくる開繊性の悪さや不
安定さは本発明によって解決される。本発明の実施によ
り、生産性を高めることができ本発明は工業的見地から
も極め′て有用なものである。なお、本発明は、このよ
うな開繊された不織ウェブの製法として用いられる他、
混繊その他を目的とする各種の開繊に用いられてよい。

以下、実施例によって零発りＪをさらに詳細に説明する
が、それらに限定されるものではない。

なお、実施例中の電荷量は′μ荷量針（ＫＱ−４３１Ｂ
壓、春日電気Ｍ）にて測定した。

実施例１ 第１図に示す方法にて、ポリエチレンテレフタレートを
孔数９６を有する紡口より吐出し、紡口下１．０ｒｒＬ
の位置に配置したエアーサッカー（圧気４　、ＯＫｇ／
ｃｔｄ　Ｇ　、流量３５Ｎ１♂／ｈｒ、出口内ｇ＝　ｓ
　關φ）に導き、単糸が１．５ｄのフィラメント群をイ
ｑた。この時のフィラメント群の糸速は４８００ｍ／１
５＋と換算１２− された。エアーサッカーの下方、１０藺の位置に、第３
図に示す如きコロナ放電装置をセットした。

針状コロナ電極６及び７は、それぞれ７本の針を有しフ
ィラメント群の侵入する軸に平行な共通平面にあり、そ
れぞれ独立した直流高電圧発生装置に接続されている。

ＳＵＳ製平板状電極４は、針状コロナ電極６から１７關
の距離を隔てて置かれ、ＳＵＳ製平板状電極５は針状コ
ロナ電極７から２１鰭の距離を隔てて置かれている。フ
ィラメント群をこのコｐす放電装置を通過させて、第１
段目のスロナ放電ユニットの電圧−３５ＫＶ、第２段目
のコロナ放電ユニットの電圧−４２ＫＶで帯電させ、ネ
ットコンベアに堆積させた。このフィラメントは、２５
μｃ／ｆの帯電量を有し、堆積した不織ウェブはフィラ
メント同志の束が全くなく、各フィラメントが単糸状に
なるように良好に開繊されたウェブであった。

比較例１ 実施例１の操作を、１０本の針状電極とＳＵＳ製平板状
電極より成り、電極間隔が１７ｗにセツトされた１段の
みのコロナ放電ユニットで実施したところ、不織ウェブ
中にフィラメントの束が随所に存在する品位の劣った不
織ウェブとなった。

この時のフィラメントの帯電量は１１μａ／ｆ　であっ
た。

実施例２ 第２図に示す方法にて、ポリエチレンプレフタレートを
孔数１８０の紡口よシ吐出し、１対の高速ロールによシ
糸速５０００１分で引き取り、エアーサッカー（圧気４
．ＯＫｇ／ｄｉ　Ｇ、流ｉ′８５　Ｎｎ？／ｂｒ、出口
内径８ａｌｌφ）に導き、単糸が２．Ｏｄのフィラメン
ト群を得た。このエアーサッカーの下方５蛯の位置に実
施例１と同型のコロナ放電装置をセットし、各ユニット
のコロナ電流値を変化させてフィラメント群を帯電させ
た。この結果を第４図に示すが、最高帯電量として、第
１段目コロナ放電ユニットの電流値が０．３２　ｍＡ、
第２段目コロナ放電ユニットの電流値が０．２５の時、
２１μａ／ｆ　を示した。この時、フィラメントの帯電
量が１４μｃ／ｆを越えるものは、極めて良好な開繊を
した不織ウェブとなった。

比較例２ 実施例２の操作を、実施例１で用いたコロナ放電装置の
針状コロナ電極６と７が同一電源に接続され、かつ、平
板状ターゲット電極４と５が、同一平面にあって、針状
コｏｆ電極６と７、平板状ターゲット電極４と５の電極
間隔が１７ａｍの等しい距離で対向しているコロナ放電
装置を用いて実施した。この結果を第４図に示すが、最
高帯電量として１２μａ／ｆ程度しか得られず、得られ
る不織ウェブも、フィラメントの束が随所に存在する品
位の劣った不織ウェブとなった。

実施例３〜７ 実施例２の操作を単糸２．Ｏｄのフィラメント群のフィ
ラメント数を変化させて行った。得られた最高帯電量と
、その時の開繊状態を第１表に示す。

以下余白 一１酪− 第１表 実施例８ 第２図に示す方法にて、ポリプロピレン（チソ社製、８
５０５６）を用い、孔数９６の紡口より吐出し、１対の
高速ロールにょシ、糸速５０００ｍ／分で引き取シ、単
糸２ｄのフィラメント群を得た。このフィラメント群を
エアーサッカ−（圧気４．Ｏｈｉｔａａ　、流量３５Ｎ
ｒｌ／ｈｒ、出口内径８ｕφ）に導き、とのエアーサッ
カー下方５１１１Ｊの位置に実施例１と同型のコロナ放
電装置をセットし、フィラメント群を通過させて、第１
段目のコロナ放電ユニットの電圧−ｓ２　ＫＶ％第２段
目のコロ１６− す放電ユニットの電圧−４３ＫＶで帯電させネットコン
ベア上に堆積させた。このフィラメントは２１μｃ／ｆ
の帯電量を有し、堆積したウェブはフィラメント同志の
束がない、８フイラメントが学系状に開繊された不織ウ
ェブであった。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明に係る実施態様の例を示す
模式図である。 第３図は、本発明のコロナ放電装置の具体例の断面図を
示す。 第４図は、実施例２、比較例２の結果を示すグラフであ
る。 １・・・紡口、２・・・フィラメント群、３・・・エア
ーサッカー、４．４’−・平板状電極、５．５’・・・
平板状電極、６．６′・・・針状電極、７．７’・・・
針状電極、８．８’・・・直流高電圧電源、９，９′・
・・直流高電圧電源、ｉｏ・−・ネットコンベア、ｌｌ
・・・不織ウェブ、１２．１２’・・・回転ロール特許
出願人　旭化成工業株式会社 第１図 第２図 ・□“ 特開昭ＧＯ−９４６６４（６） 第３図 第４図 □ ０、＋　０．２　０．３　０．４

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　コロナ放電電界中に空気流と共にフィラメント
   群を通過させてフィラメント群を帯電させるに当り、コ
   ロナ放電電界が、コロナ電圧を任意に調整できる独立し
   た複数のコロナ放電ユニットから成り、かつ、コロナ放
   電電界を形成する各ユニットのコロナ放電電極とターゲ
   ット電極の間隔がユニット毎にフィラメント群の走行方
   向に増加しているコロナ放電電界中にフィラメント群を
   通過せしめて帯電させることを特徴とするフィラメント
   群の帯電方法
2. （２）　コロナ放電電界を形成する各ユニットのコロナ
   放電電極が針状電極であり、ターゲット電極が平板状電
   極である特許請求の範囲第１亀記載のフィラメント群の
   帯電方法
3. （３）　コロナ放電電界を形成する各ユニットの針状電
   極がフィラメント群のコロナ放電電界中に侵入する際の
   走行軸に対し平行な共通平面上に配置されている特許請
   求の範囲第１項記載のフィラメント群の帯電方法