JP2591379B2 - 繊維集積体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維集積体の製造方法
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、誘電液体中に繊維を分散させ
た繊維懸濁液を、正負電極間に醸成された電界内に注入
して該繊維を静電配向させると同時に橋絡させ、同配向
繊維を順次沈降させて集積することにより、繊維の多く
が一次元方向に配向した繊維集積体を製造する方法が知
られている（特開昭６２−１６２０６２号公報）。
た繊維懸濁液を、正負電極間に醸成された電界内に注入
して該繊維を静電配向させると同時に橋絡させ、同配向
繊維を順次沈降させて集積することにより、繊維の多く
が一次元方向に配向した繊維集積体を製造する方法が知
られている（特開昭６２−１６２０６２号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
方法において、繊維の種類や製造ロットの違いにより、
繊維自身の表面状態に差異があり、この結果静電配向時
の繊維配向の安定性、ひいては繊維集積体の品質安定性
に欠けるという問題点がある。本発明は上記実情に鑑み
てなされたものであり、繊維の表面状態を管理して繊維
配向の安定性を向上させることを解決すべき技術課題と
するものである。
方法において、繊維の種類や製造ロットの違いにより、
繊維自身の表面状態に差異があり、この結果静電配向時
の繊維配向の安定性、ひいては繊維集積体の品質安定性
に欠けるという問題点がある。本発明は上記実情に鑑み
てなされたものであり、繊維の表面状態を管理して繊維
配向の安定性を向上させることを解決すべき技術課題と
するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、短繊維、ウイ
スカ等の繊維を誘電液体中に分散させた繊維懸濁液を、
正負電極間に醸成された直流または交流電界内に注入し
て該繊維を静電配向させると同時に橋絡させ、同配向繊
維を順次沈降させて集積するようにした繊維集積体の製
造方法において、前記繊維は、前記誘電液体中に分散さ
せる前に、その表面に前記誘電液体に不溶の導電性付与
膜が形成されていることを特徴とする。
スカ等の繊維を誘電液体中に分散させた繊維懸濁液を、
正負電極間に醸成された直流または交流電界内に注入し
て該繊維を静電配向させると同時に橋絡させ、同配向繊
維を順次沈降させて集積するようにした繊維集積体の製
造方法において、前記繊維は、前記誘電液体中に分散さ
せる前に、その表面に前記誘電液体に不溶の導電性付与
膜が形成されていることを特徴とする。
【０００５】誘電液体に不溶の導電性付与膜は、誘電液
体に不溶の界面活性剤を繊維の表面に吸着させることに
より好適に形成することができる。繊維の表面に界面活
性剤よりなる吸着膜を形成するには、例えば、界面活性
剤を溶解する分散媒中に、繊維及び界面活性剤を投入し
て所定時間攪拌し、分散媒を濾過した後繊維を取り出し
て、乾燥させることにより行うことができる。なお、誘
電液体に不溶の界面活性剤としては、誘電液体として例
えばシリコーン油を用いた場合、水溶性の界面活性剤と
することができ、また誘電液体としてフロンを用いた場
合、油性の界面活性剤とすることができる。上記水溶性
の界面活性剤として、具体的には「プライサーフＡ２１
２Ｅ」（商品名、第一工業製薬株式会社製）等を挙げる
ことができる。また、上記油性の界面活性剤としては、
具体的には「プライサーフＡ２０７Ｈ」（商品名、第一
工業製薬株式会社製）等を挙げることができる。なお誘
電液体として例えば、四塩化炭素、ベンゼン、ｎ−ヘキ
サン、シクロヘキサン又はフッ素塩素置換炭化水素を用
いた場合は、上記いずれの界面活性剤を用いてもよい。
体に不溶の界面活性剤を繊維の表面に吸着させることに
より好適に形成することができる。繊維の表面に界面活
性剤よりなる吸着膜を形成するには、例えば、界面活性
剤を溶解する分散媒中に、繊維及び界面活性剤を投入し
て所定時間攪拌し、分散媒を濾過した後繊維を取り出し
て、乾燥させることにより行うことができる。なお、誘
電液体に不溶の界面活性剤としては、誘電液体として例
えばシリコーン油を用いた場合、水溶性の界面活性剤と
することができ、また誘電液体としてフロンを用いた場
合、油性の界面活性剤とすることができる。上記水溶性
の界面活性剤として、具体的には「プライサーフＡ２１
２Ｅ」（商品名、第一工業製薬株式会社製）等を挙げる
ことができる。また、上記油性の界面活性剤としては、
具体的には「プライサーフＡ２０７Ｈ」（商品名、第一
工業製薬株式会社製）等を挙げることができる。なお誘
電液体として例えば、四塩化炭素、ベンゼン、ｎ−ヘキ
サン、シクロヘキサン又はフッ素塩素置換炭化水素を用
いた場合は、上記いずれの界面活性剤を用いてもよい。
【０００６】本発明の繊維集積体の製造方法では、上記
導電付与膜が形成された繊維を誘電液体中に分散させて
繊維懸濁液とする。上記繊維としては、短繊維若しくは
ウイスカ、又はこれらの繊維を混合したものである。短
繊維及びウイスカとしては、短繊維及びウイスカの範疇
に入るものを全て用いることができ、その径及び長さは
特に限定されない。繊維の材質としては、繊維懸濁液が
所定の電界内に注入された際、誘電液体中で静電配向す
るものであればよく、例えば、アルミナ、シリカ、アル
ミナ−シリカ、ベリリア、炭素、炭化珪素、ガラス又は
各種金属等とすることができる。
導電付与膜が形成された繊維を誘電液体中に分散させて
繊維懸濁液とする。上記繊維としては、短繊維若しくは
ウイスカ、又はこれらの繊維を混合したものである。短
繊維及びウイスカとしては、短繊維及びウイスカの範疇
に入るものを全て用いることができ、その径及び長さは
特に限定されない。繊維の材質としては、繊維懸濁液が
所定の電界内に注入された際、誘電液体中で静電配向す
るものであればよく、例えば、アルミナ、シリカ、アル
ミナ−シリカ、ベリリア、炭素、炭化珪素、ガラス又は
各種金属等とすることができる。
【０００７】上記誘電液体とは、電圧の印加により誘電
性を示す液体をいう。この誘電液体として、例えばシリ
コーン油、四塩化炭素、ベンゼン、ｎ−ヘキサン又はシ
クロヘキサン、フッ素塩素置換炭化水素を挙げることが
できる。続いて、上記繊維懸濁液を正負電極間に醸成さ
れた電界内に注入して、誘電液体中で個々の繊維をその
一端が正電極に他端が負電極に指向した状態に配向さ
せ、同時に橋絡をともなってこれを沈降させる。
性を示す液体をいう。この誘電液体として、例えばシリ
コーン油、四塩化炭素、ベンゼン、ｎ−ヘキサン又はシ
クロヘキサン、フッ素塩素置換炭化水素を挙げることが
できる。続いて、上記繊維懸濁液を正負電極間に醸成さ
れた電界内に注入して、誘電液体中で個々の繊維をその
一端が正電極に他端が負電極に指向した状態に配向さ
せ、同時に橋絡をともなってこれを沈降させる。
【０００８】正負電極間に電圧を印加して醸成される電
界の強さは、通常約０．１〜５ｋＶ／ｃｍ程度で、これ
が０．１ｋＶ／ｃｍ程度以下では繊維の静電配向が十分
でなく、また５ｋＶ／ｃｍ程度以上においては繊維懸濁
液に撹乱が生じて繊維の配向精度が劣化する。したがっ
て、誘電液体の撹乱を防ぎつつ繊維の静電配向力を高め
るために、１〜２ｋＶ／ｃｍ程度の電界とすることが好
ましい。また、交流電界の場合、ピーク電圧で、電界強
度を０．２〜１．５ｋＶ／ｃｍ程度、周波数を０．５〜
１００ＨＺ程度、好ましくは１〜１０ＨＺとする。な
お、実際に採用する電界としては、用いる繊維及び誘電
液体の誘電特性、並びに集積体の厚さ等により最も好ま
しい範囲が設定される。
界の強さは、通常約０．１〜５ｋＶ／ｃｍ程度で、これ
が０．１ｋＶ／ｃｍ程度以下では繊維の静電配向が十分
でなく、また５ｋＶ／ｃｍ程度以上においては繊維懸濁
液に撹乱が生じて繊維の配向精度が劣化する。したがっ
て、誘電液体の撹乱を防ぎつつ繊維の静電配向力を高め
るために、１〜２ｋＶ／ｃｍ程度の電界とすることが好
ましい。また、交流電界の場合、ピーク電圧で、電界強
度を０．２〜１．５ｋＶ／ｃｍ程度、周波数を０．５〜
１００ＨＺ程度、好ましくは１〜１０ＨＺとする。な
お、実際に採用する電界としては、用いる繊維及び誘電
液体の誘電特性、並びに集積体の厚さ等により最も好ま
しい範囲が設定される。
【０００９】そして、上記橋絡した配向繊維を順次沈降
させて集積し、繊維の多くが一次元方向に配向した繊維
集積体とする。なお、橋絡した繊維は、橋絡していない
繊維に比べて沈降速度が大きい。また、上記橋絡した配
向繊維を沈降させる際に、自然沈降により行うこともで
きるし、誘電液体を繊維の配向方向と垂直方向に濾過す
る自然排出又は吸引排出により行うこともできる。この
吸引排出により、配向繊維の沈降速度を調節することが
可能である。
させて集積し、繊維の多くが一次元方向に配向した繊維
集積体とする。なお、橋絡した繊維は、橋絡していない
繊維に比べて沈降速度が大きい。また、上記橋絡した配
向繊維を沈降させる際に、自然沈降により行うこともで
きるし、誘電液体を繊維の配向方向と垂直方向に濾過す
る自然排出又は吸引排出により行うこともできる。この
吸引排出により、配向繊維の沈降速度を調節することが
可能である。
【００１０】
【作用】本発明の繊維集積体の製造方法は、誘電液体に
不溶の導電性付与膜が表面に形成された繊維を用いるの
で、静電配向時、導電性付与膜による表面伝導が電荷の
移動に寄与し、各繊維全体としての分極の速度及び大き
さが増大し、繊維の配向性が向上する。
不溶の導電性付与膜が表面に形成された繊維を用いるの
で、静電配向時、導電性付与膜による表面伝導が電荷の
移動に寄与し、各繊維全体としての分極の速度及び大き
さが増大し、繊維の配向性が向上する。
【００１１】また、上記導電性付与膜は誘電液体に不溶
なので、誘電液体に溶解して誘電液体の電気抵抗率を低
下させることがない。このため、導電性付与膜により静
電配向が阻害されることがない。また、誘電液体の再利
用も有効に行える。さらに、上記導電性付与膜を、誘電
液体に不溶の界面活性剤よりなる吸着膜で構成した場
合、繊維の凝集を防ぐとともに懸濁を安定化させる作用
もする。
なので、誘電液体に溶解して誘電液体の電気抵抗率を低
下させることがない。このため、導電性付与膜により静
電配向が阻害されることがない。また、誘電液体の再利
用も有効に行える。さらに、上記導電性付与膜を、誘電
液体に不溶の界面活性剤よりなる吸着膜で構成した場
合、繊維の凝集を防ぐとともに懸濁を安定化させる作用
もする。
【００１２】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。図１
に示すように、分散媒としての水を入れた分散容器１内
に、アルミナ短繊維（平均直径約３μｍ、長さ１０〜５
００μｍ）を入れ、撹拌機２で撹拌して繊維を十分に分
散させた後、上記分散媒に溶解し後述する誘電液体に不
溶の水溶性界面活性剤（プライサーフＡ２１２Ｅ）を投
入装置３により投入し、所定時間撹拌して界面活性剤を
繊維の表面に吸着させた。
に示すように、分散媒としての水を入れた分散容器１内
に、アルミナ短繊維（平均直径約３μｍ、長さ１０〜５
００μｍ）を入れ、撹拌機２で撹拌して繊維を十分に分
散させた後、上記分散媒に溶解し後述する誘電液体に不
溶の水溶性界面活性剤（プライサーフＡ２１２Ｅ）を投
入装置３により投入し、所定時間撹拌して界面活性剤を
繊維の表面に吸着させた。
【００１３】そして、図２に示すように、上記分散液を
濾過装置４に投入した後、濾過装置４のバルブ５を開い
てフィルタ６を介して分散媒を排出した。上記フィルタ
６上に残った繊維を乾燥容器内に入れて、１００℃で７
２０分間保熱し、分散媒を十分に蒸発除去した。これに
より、後述する誘電液体に不溶の界面活性剤よりなる導
電性付与膜としての吸着膜が繊維の表面に形成された。
濾過装置４に投入した後、濾過装置４のバルブ５を開い
てフィルタ６を介して分散媒を排出した。上記フィルタ
６上に残った繊維を乾燥容器内に入れて、１００℃で７
２０分間保熱し、分散媒を十分に蒸発除去した。これに
より、後述する誘電液体に不溶の界面活性剤よりなる導
電性付与膜としての吸着膜が繊維の表面に形成された。
【００１４】上記のように表面処理を施した繊維を用い
て図３の模式的に示す装置により繊維集積体を製造し
た。この装置は、撹拌機２１を有して繊維懸濁液２２を
保持する容器２３と、容器２３からバルブ２４を介して
繊維懸濁液２２を受給する受給部２５、誘電液体を排出
する排出部２６及び受給部２５、排出部２６間で繊維を
配向橋絡させる配向部２７を備えた配向槽２８と、該配
向槽２８の配向部２７にそれぞれ垂直方向にのび水平方
向に所定の間隔を隔てて設けられた一対の正負電極２９
と、該正負電極２９間に所定の電界を醸成するための電
圧印加装置３０と、配向槽２８の排出部２６からの誘電
液体の排出を調整するバルブ３１とから構成されてい
る。なお、排出部２６には、濾過板３２及び濾過板３２
の上に載置された濾紙３３が配設されている。
て図３の模式的に示す装置により繊維集積体を製造し
た。この装置は、撹拌機２１を有して繊維懸濁液２２を
保持する容器２３と、容器２３からバルブ２４を介して
繊維懸濁液２２を受給する受給部２５、誘電液体を排出
する排出部２６及び受給部２５、排出部２６間で繊維を
配向橋絡させる配向部２７を備えた配向槽２８と、該配
向槽２８の配向部２７にそれぞれ垂直方向にのび水平方
向に所定の間隔を隔てて設けられた一対の正負電極２９
と、該正負電極２９間に所定の電界を醸成するための電
圧印加装置３０と、配向槽２８の排出部２６からの誘電
液体の排出を調整するバルブ３１とから構成されてい
る。なお、排出部２６には、濾過板３２及び濾過板３２
の上に載置された濾紙３３が配設されている。
【００１５】容器２３内に収容された誘電液体（シリコ
ーン油）に、上記表面処理された繊維を入れ、撹拌機２
１で十分に撹拌して繊維懸濁液２２を得た。電圧印加装
置３０により正負電極２９間に電界強度が１ＫＶ／ｃｍ
の電界を醸成しておき、バルブ２４を開いて容器２３か
ら繊維懸濁液２２を配向槽２８の受給部２５に注入し、
正負電極２９が没入するまで満たした。これにより、繊
維懸濁液２２中の繊維は配向部２７で一次元方向（水平
方向）に静電配向すると同時に橋絡する。
ーン油）に、上記表面処理された繊維を入れ、撹拌機２
１で十分に撹拌して繊維懸濁液２２を得た。電圧印加装
置３０により正負電極２９間に電界強度が１ＫＶ／ｃｍ
の電界を醸成しておき、バルブ２４を開いて容器２３か
ら繊維懸濁液２２を配向槽２８の受給部２５に注入し、
正負電極２９が没入するまで満たした。これにより、繊
維懸濁液２２中の繊維は配向部２７で一次元方向（水平
方向）に静電配向すると同時に橋絡する。
【００１６】次いで、バルブ３１を開いて誘電液体を排
出部２６から濾過板３２及び濾紙３３を介して排出し
た。これにより、上記橋絡した配向繊維は、その配向状
態を維持した状態で順次沈降、集積して繊維集積体３４
を得た。本実施例の製造方法では、導電性付与膜として
の界面活性剤よりなる吸着膜を表面に形成した繊維を用
いているので、繊維の分散性及び配向性が向上する。す
なわち、界面活性剤よりなる吸着膜は、繊維の凝集を防
ぐとともに懸濁を安定化させるので、繊維の分散性が向
上する。また、静電配向時、導電性付与膜による表面伝
導が電荷の移動に寄与するので、各繊維全体としての分
極の速度及び大きさが増大し、繊維の配向性が向上す
る。
出部２６から濾過板３２及び濾紙３３を介して排出し
た。これにより、上記橋絡した配向繊維は、その配向状
態を維持した状態で順次沈降、集積して繊維集積体３４
を得た。本実施例の製造方法では、導電性付与膜として
の界面活性剤よりなる吸着膜を表面に形成した繊維を用
いているので、繊維の分散性及び配向性が向上する。す
なわち、界面活性剤よりなる吸着膜は、繊維の凝集を防
ぐとともに懸濁を安定化させるので、繊維の分散性が向
上する。また、静電配向時、導電性付与膜による表面伝
導が電荷の移動に寄与するので、各繊維全体としての分
極の速度及び大きさが増大し、繊維の配向性が向上す
る。
【００１７】また、上記導電性付与膜は、誘電液体とし
てのシリコーン油に不溶の界面活性剤の吸着膜により構
成されているので、該界面活性剤が誘電液体に溶解して
誘電液体の電気抵抗率を低下させることがない。このた
め、導電性付与膜により静電配向が阻害されることがな
い。したがって、原料品としての繊維の表面状態に影響
されて、静電配向時の繊維の配向性が低下することがな
く、繊維配向性の安定化を図れる。
てのシリコーン油に不溶の界面活性剤の吸着膜により構
成されているので、該界面活性剤が誘電液体に溶解して
誘電液体の電気抵抗率を低下させることがない。このた
め、導電性付与膜により静電配向が阻害されることがな
い。したがって、原料品としての繊維の表面状態に影響
されて、静電配向時の繊維の配向性が低下することがな
く、繊維配向性の安定化を図れる。
【００１８】また、界面活性剤が誘電液体に溶解して該
誘電液体の電気抵抗率を低下させることがないので、誘
電液体の再利用も有効に行うことができ、コスト面及び
環境保護面で有利となる。 （その他の実施例）なお、界面活性剤に代えて水を繊維
の表面に吸着させて、導電性付与膜とすることもでき
る。すなわち、図４に示すように、水を入れた容器４１
の上方にフィルタ４２を設置し、該フィルタ４２上に処
理する繊維を投入し、この容器４１を温度が７０℃に設
定された恒温炉４３内に３０分間保持することにより、
繊維の表面に水を吸着させた。
誘電液体の電気抵抗率を低下させることがないので、誘
電液体の再利用も有効に行うことができ、コスト面及び
環境保護面で有利となる。 （その他の実施例）なお、界面活性剤に代えて水を繊維
の表面に吸着させて、導電性付与膜とすることもでき
る。すなわち、図４に示すように、水を入れた容器４１
の上方にフィルタ４２を設置し、該フィルタ４２上に処
理する繊維を投入し、この容器４１を温度が７０℃に設
定された恒温炉４３内に３０分間保持することにより、
繊維の表面に水を吸着させた。
【００１９】この表面処理を施した繊維を用いて上記実
施例と同様に繊維集積体を製造することができる。
施例と同様に繊維集積体を製造することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明方法は、原
料品としての繊維の表面状態に関係なく、安定した静電
配向を行うことができ、常に品質のよい繊維集積体を製
造することが可能となる。また、誘電液体の再利用も有
効に行えるので、コスト面及び環境保護面で有利とな
る。
料品としての繊維の表面状態に関係なく、安定した静電
配向を行うことができ、常に品質のよい繊維集積体を製
造することが可能となる。また、誘電液体の再利用も有
効に行えるので、コスト面及び環境保護面で有利とな
る。
【図１】本実施例に係る繊維の表面処理方法を説明する
模式図である。
模式図である。
【図２】本実施例に係る繊維の表面処理方法を説明する
模式図である。
模式図である。
【図３】本実施例の製造方法に用いる装置を模式的に示
した断面図である。
した断面図である。
【図４】本実施例に係る繊維の表面処理方法のその他の
例を説明する模式図である。
例を説明する模式図である。
２２は繊維懸濁液、２５は受給部、２６は排出部、２７
は配向部、２８は配向槽、２９は正負電極、３０は電圧
印加装置、３４は繊維集積体である。
は配向部、２８は配向槽、２９は正負電極、３０は電圧
印加装置、３４は繊維集積体である。
Claims (2)
- 【請求項１】 短繊維、ウイスカ等の繊維を誘電液体中
に分散させた繊維懸濁液を、正負電極間に醸成された電
界内に注入して該繊維を静電配向させると同時に橋絡さ
せ、同配向繊維を順次沈降させて集積するようにした繊
維集積体の製造方法において、 前記繊維は、前記誘電液体中に分散させる前に、その表
面に前記誘電液体に不溶の導電性付与膜が形成されてい
ることを特徴とする繊維集積体の製造方法。 - 【請求項２】 前記導電性付与膜は、前記誘電液体に不
溶の界面活性剤よりなる吸着膜であることを特徴とする
請求項１記載の繊維集積体の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP3242144A JP2591379B2 (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 繊維集積体の製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP3242144A JP2591379B2 (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 繊維集積体の製造方法 |
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|---|---|
| JPH0586568A JPH0586568A (ja) | 1993-04-06 |
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|---|---|---|---|
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