JP3059271B2 - ポリエステル系マルチフィラメント束の開繊法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は実質的に撚のないポリエ
ステル系マルチフィラメント束を金属製ローラーとの接
触剥離によって帯電させ、ついでエアガンによってマル
チフィラメント束を牽引すると同時に噴出するエアジェ
ットの拡散作用と該帯電フィラメントの電気的反発力に
よって開繊する方法に関するものである。開繊されたフ
ィラメントは、シート状に捕集されてウェブ化、さらに
適当な方法で絡合接着されてスパンボンド不燃布になさ
れる等に利用される。

【０００２】

【従来の技術】マルチフィラメント束をモノフィラメン
ト状に開繊する技術については既に数多くの提案があ
る。ポリエステル系マルチフィラメント束に関するもの
に限っても各種の提案がある。それらは、２つのタイプ
に大別される。すなわち、そのひとつが特公昭３７−４
９９３号、特公昭６３−１６５０３号、特公昭６３−４
２０１６号、特願平０２−１７２４６６号で代表される
様に、マルチフィラメント束へ外部から強制的に高電圧
を直接、間接に印加し帯電したフィラメント同志の電気
的反発力によって開繊するものである。もうひとつは、
特公昭５２−８４３０号、特公平１−１５６１５号、特
願平２−１０８１７５号で代表されるマルチフィラメン
ト束をガイドや棒との摩擦あるいは、板状体との衝突に
よる摩擦、接触剥離の作用によって帯電させ、その帯電
したフィラメント同志の電気的反発力によって開繊する
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者等の
検討によれば、前記従来技術には次のような問題点のあ
る事が明らかとなった。すなわち、マルチフィラメント
束に外部より強制的に電圧を印加する方法では、マルチ
フィラメント束が充分に開繊されるまで帯電させるため
には、数十ＫＶにも及ぶ高電圧を必要とする上、電源装
置、安全装置が大がかりなものとなってしまうという問
題がある。一方、摩擦あるいは衝突による接触剥離によ
って帯電させる方法において、先づ固定した摩擦子とフ
ィラメント束を摩擦する場合、フィラメント束が充分開
繊する程度の摩擦を行うにはフィラメントにかかる糸張
力を高くする必要がある。そのため、実用に供す程度の
高速、長時間の連続処理においては、摩擦子の摩耗、フ
ィラメント糸の擦過損傷が発生して開繊の変動、不良を
生じて実用上問題となる。

【０００４】次に板状体へフィラメント束を衝突させ接
触剥離により帯電させる場合比較的容易に帯電させる事
は可能であるが、この場合も良好に開繊するためには、
衝突板までフィラメント束を搬送する空気流を高速にす
る必要があり、これに必要なエネルギー消費が大きいだ
けでなく、高速空気流が開繊前後のフィラメント流を乱
す作用が増大して安定な開繊に大きな障害となる事が分
かった。

【０００５】それに対して本発明者等は特願平３−７７
０１０号において、無撚ポリエステル系マルチフィラメ
ント束を開繊するに当り周囲の絶対湿度を０．２４kg・
Ｈ₂Ｏ／kg−dry air以下とし、該ポリエステル系マルチ
フィラメント束を金属製ネルソンロールを撚りの入らな
いように通過させて金属製ロールとの接触剥離を行う事
により帯電させ、ついで圧縮空気を噴射しているエアガ
ン中を通過せしめて、帯電したフィラメント束の電気的
反発力と噴射エアの拡散作用で、ポリエステル系マルチ
フィラメント束をモノフィラメント状まで開繊する事を
提案した。この方法によれば、ポリエステル系マルチフ
ィラメント束が固定した摩擦子と摩擦する事がないの
で、摩擦子の摩耗やフィラメント糸の擦過による問題の
発生はなくなった。又、フィラメント糸の牽引をローラ
ーで行うため、エアガンによる空気流の噴射量が減少、
エネルギー消費も少なく経済的であり、周囲の絶対湿度
も異常に高くないので開繊は安定したものとなった。

【０００６】しかし、その後本発明者等が行った検討に
よれば、一旦紙管等に巻き取られたポリエステル系マル
チフィラメント束を撚の入らない様にボビンを回転しな
がら解舒する“ヨコどり”解舒しながら開繊を行った場
合には、開繊開始から全パッケージ全量の開繊が完了す
るまでの間で開繊状態が変化する場合のある事を見出し
た。即ちフィラメントの巻量が多量にある開繊初期に比
べ、フィラメント巻量が少量となった開繊終期の方が良
好に開繊される傾向が認められた。これは捕集したシー
トの地合斑の原因となるだけでなく、ネルソンロールと
エアガン間でのフィラメント走行不良、ついにはローラ
ーへのフィラメント捲き付きを発生させる。これに対し
てエアガンの噴射エア量を変化させて、エアによる拡散
作用を加減する事によって開繊状態をある程度調整する
事も原理的には不可能ではないが、経時的変化に対応し
て行う事は繁雑で実際には極めて困難である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の問
題点を解消したポリエステル系マルチフィラメント束の
接触剥離作用による帯電付与とエアガンの噴出エアジェ
ットの拡散作用、帯電フィラメントの電気的反発力の作
用による開繊の安定化技術について鋭意検討をした結
果、本発明に到達した。

【０００８】即ち、本発明は、実質的に撚のないポリエ
ステル系マルチフィラメント束を金属製ネルソンロール
を撚りの入らないよう通過させて、金属製ロールとの接
触剥離を行う事によって、帯電させ、ついでエアガンに
よって該マルチフィラメント束を吸引すると同時に噴出
するエアジェットの拡散作用と該帯電フィラメントの電
気的反発力によって開繊するに当たり、接触剥離後のフ
ィラメント束の帯電圧を−３００Ｖ以上−３０００Ｖ以
下とする事を特徴とするポリエステル系マルチフィラメ
ント束の開繊方法である。

【０００９】次に本発明について詳細に説明する。本発
明にいう実質的に撚のないポリエステル系マルチフィラ
メントとは、繊維形成性のポリエステルポリマーを原料
として、これを紡糸、延伸、熱処理等を行い繊維化した
もので、繊維化工程で撚糸によって撚をかけないもの、
巻糸の解舒時に撚りの入らない方法をとったもので、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、全芳香族ポリエステル（ポリアリレート）
等のマルチフィラメント束である。又、その他一般的な
各種添加剤を添加したり、各種改質成分を共重合した、
改質ポリエステルのマルチフィラメント束を含むもので
ある。

【００１０】次に本発明においては、ポリエステル系マ
ルチフィラメント束を接触剥離により帯電させ、クーロ
ン反発力によって開繊するのでポリエステル系マルチフ
ィラメント束は帯電列における帯電位置の異なる金属製
のネルソンロールをネルソン状に撚りの入らない様に数
回巻き付けてスリップ等の起こらないように通される。
この時、ポリエステル系マルチフィラメント束と金属製
ロール間では、ロールへマルチフィラメント束が巻き付
く時に接触作用が、又、ロールからマルチフィラメント
束が離れる時に剥離作用がなされ、それがマルチフィラ
メント束の巻き回数だけ繰返えされてマルチフィラメン
トは帯電する。この様な帯電を得るだけであればローラ
ーの材質は金属に限る事はないが、マルチフィラメント
束をネルソン状に牽引通過させる機械的強度と、ポリエ
ステル系マルチフィラメントとの接触剥離の帯電発生の
目安すなわち帯電圧の高さ及びその極性を決める摩擦帯
電列が適度に離れていて効果的な帯電付与との両方を満
足する点から金属製でなければならない。この場合ポリ
エステル系マルチフィラメントはマイナス極性に帯電す
る。この方法では、従来の完全固定した摩擦子による摩
擦帯電の様に摩擦子の摩耗等による帯電の変化、その結
果としての開繊の変化や異常を発生する事がない。但
し、本発明においても、固定した摩擦子を摩擦子が摩耗
を実質的に生じない程度の非常に軽い摩擦を補助的に用
いる事は可能である。

【００１１】次に帯電したマルチフィラメント束は、エ
アガンによって吸引し、ついでエアジェットと共に噴出
されてエアジェットの拡散作用と帯電フィラメントのク
ーロン反発力によってモノフィラメント状にまで開繊さ
せるため、マルチフィラメント束をエアジェットの拡散
状態下へさらしながら前進搬送するため、エアガンを通
過させ吸引噴射する事は不可欠である。エアガンを通過
させマルチフィラメント束をほとんど張力のかからない
状態にしてやる事で、各フィラメントの帯電による反発
力が、エアの拡散作用と伴に開繊に最大限に利用され
る。次に本発明で重要な点としてポリエステル系マルチ
フィラメント束の接触剥離後の帯電圧を−３００Ｖ以上
−２０００Ｖ以下にする事がある。ここでいう−３００
Ｖ以上−２０００Ｖ以下とは、帯電極性が負でその絶対
値が３００Ｖ以上−２０００Ｖ以下であることをいう。

【００１２】即ち、接触剥離後のポリエステル系フィラ
メント束の帯電圧が−３００Ｖに達しないレベルの場
合、フィラメント間のクーロン反発力が小さくなるた
め、モノフィラメント状まで開繊されない束状フィラメ
ントが多発して本発明を達成する事ができない。それに
対して、帯電圧が−２０００Ｖを越えて大きくなるとネ
ルソンロールを離れて、エアガンに吸引される間でフィ
ラメント束は大きく開繊するため、エアガンの吸引エア
量を大きくしないとネルソンロールからのフィラメント
の離脱が安定せず、ローラー捲き付きを生じて開繊が全
く不可能となってしまう。この時フィラメント束のロー
ラーの巻き付きを防止する事だけは、エアガンのエア流
量、流速を増してやる事で解消されるが、この様な状態
では、エアガンからの噴出エア流が乱れてしまって、エ
ア流は開繊フィラメント流を回転させ、フィラメントは
もつれたり、からんだり、再度集束を発生して安定な開
繊は不可能になってしまう。従って、接触剥離後のポリ
エステル系マルチフィラメント束の平均帯電圧は−３０
０Ｖ以上−２０００Ｖ以下でなければならない。尚、こ
の帯電マルチフィラメント束の帯電圧の測定は市販の非
接触型表面電位計によって測定できるが、本発明では、
春日電機（株）製、集電式電位測定器ＫＳ−５２５を使
用した。

【００１３】本発明者等の検討によれば、ポリエステル
系マルチフィラメント束の帯電圧の経時的な変動を好ま
しくは±３０％以下、更に好ましくは±２０％以下にす
ることによりより安定に解繊することができる。帯電圧
の経時的な変動が大きいとマルチフィラメント束の経時
的な解繊状態が変化し、得られるウェブシートは斑の大
きいものとなってしまう。このような帯電圧の変動はフ
ィラメント束とネルソンロールとしての接触剥離状態の
変化によって生じ、その主原因は、フィラメント束のネ
ルソンロールへ引き取られる張力変動、それによるフィ
ラメント束のネルソンロールとの接触面積すなわちフィ
ラメント束中、有効にネルソンロールと接触本数の変動
による事が推定された。従って、張力が大きい場合には
フィラメント束がネルソンロール上で引揃えられやすく
接触面積が大きく、帯電が大きく開繊大となり、一方張
力が小さい場合には、フィラメント束がネルソンロール
上で引揃えられにくく接触面積が小さくなって帯電が小
さく開繊小となったものと考えられる。従って、ポリエ
ステルマルチフィラメント束の帯電圧は−３００Ｖ以上
−２０００Ｖ以下で、かつその経時的な変動を±３０％
以下とすることが好ましい。

【００１４】前記、特願平３−７７０１０号の方法で開
繊した場合認められた問題は、フィラメント巻量が多量
にある開繊初期においては、紙管を回転して“ヨコだ
し”する際、大きな慣性力が働くため張力レベルは小さ
く帯電圧レベルも低く、比較的開繊程度が小さかったも
のが、フィラメント巻量が少量となった開繊終期におい
ては、慣性力が小さくなり張力レベルが大きくなり帯電
圧レベルが高く、開繊程度が大きくなったために生じた
ものと推定される。これを解決するためは、解舒するポ
リエステル系マルチフィラメント束の張力を適当な張力
調整装置、例えばパウダーブレーキ、ゲートランサー、
ヒスラリシステンサー等で張力を一定して、接触剥離に
よる帯電圧を−３００Ｖ以上−２０００Ｖ以下、好まし
くはその経時的な変動を±３０％以下に調整する事で達
せられる。

【００１５】本発明の方法で開繊されたポリエステル系
マルチフィラメントは、エアガンから噴出される空気流
によって、下方にある金網ベルトコンベア状の捕集装置
上で捕集してウェブシートを形成し、つづいて適当な方
法、例えばカレンダー、ニードルパンチ、樹脂バインダ
ー等を用いて、繊維間に接着や絡合を形成せしめるボン
ディング処理を施す事によってポリエステル系樹脂から
なるスパンボンド不繊布を得る事ができる。

【００１６】

【実施例】次に本発明の実施態様を具体的な実施例で説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。実施例１ 無撚のポリエチレンテレフタレートマルチフィラメント
３００デニール／１４４fil.を図１に示す様な装置で開
繊を行った。マルチフィラメント束の捲量は１２kgで解
舒は“ヨコだし”で糸管はフリーに回転させた。解舒フ
ィラメントを１０００ｍ／分で走行させ、ネルソンロー
ルとの接触剥離後の帯電圧が−１３００Ｖになる様、張
力調整装置で張力調整及びエアガンのエア流量調整をし
て、開繊を行った。因みにこの時の糸張力は０．６ｇ／
デニール、エア流量は０．３２Ｎm³／分であった。この
開繊は６時間連続して行ったが、この間、良好な開繊状
態を得、続ける事ができた。

【００１７】比較例１ 実施例１と同様の開繊をネルソンロールとの接触剥離後
の帯電圧が−２００Ｖになる様張力調整して行った。こ
の場合エアガンから噴出するフィラメント流には束状部
分が目視で３０％程度含まれ、開繊不良であった。

【００１８】比較例２ 実施例１と同様の開繊をネルソンロールとの接触剥離後
の帯電圧を−２２００Ｖとなる様張力調整して行った。
この場合エアガンのエア流量を０．５５Ｎm³／分以上に
しないとマルチフィラメント束はネルソンロールからエ
アガンへ安定に吸引走行しなかった。即ちネルソンロー
ルへの捲き付きが発生してしまった。エア量を０．５５
Ｎm³／分以上にしてフィラメント束がネルソンロールと
エアガン間を安定に走行した場合においては、過大に噴
出されるエアによってフィラメント流はもつれたり、か
らんだりあるいは再度集束して束状になったりして開繊
不良となる。

【００１９】実施例２ ポリエチレンテレフタレートマルチフィラメント束１０
００デニール／１９２fil.を第１図に示す様な装置で開
繊を行った。マルチフィラメント束の捲量は１８ｋｇで
解舒は“ヨコだし”で糸管はフリーに回転させた。解舒
フィラメントは１０００ｍ／分で走行させ、ネルソンロ
ールとの接触剥離後の帯電圧が−１５００Ｖとなるよ
う、張力調整装置で張力調整及びエアガンのエア流量調
整をして開繊を行った。因みにこの時の糸張力は０．７
ｇ／デニールで、エア流量は０．３８Ｎm³／分であっ
た。この開繊は全量、良好な開繊状態を維持して続ける
事ができた。

【００２０】実施例３ 全芳香族ポリエステル繊維（ポリアリレート繊維、クラ
レ製、ベクトラン）３００デニール／１００fil.（捲量
１２kg）を実施例１と同一の装置、同一速度での開繊を
行った。ネルソンロールとの接触剥離後の帯電圧は−１
５００Ｖになる様、張力調整装置で張力調整、及びエア
ガンのエア流量を調整した。因みにこの時の糸張力は
０．８ｇ／デニール、エア流量は０．３Ｎm³／分であっ
た。この開繊は全量良好かつ安定に開繊する事ができ
た。

【００２１】実施例４ ポリブチレンテレフタレートマルチフィラメント束３０
０デニール／１５０fil.（捲量１５kg）を実施例１と同
一の装置、同一速度（１０００ｍ／分）での開繊を行っ
た。ネルソンロールとの接触剥離後の帯電圧が−１００
０Ｖになる様、張力調整装置で張力調整及びエアガンの
エア流量調整を行った。因みにこの時の糸張力は０．５
ｇ／デニール、エア流量は０．２８Ｎm³／分であった。
この開繊は全量良好かつ安定に行う事ができた。

【００２２】

【発明の効果】本発明の方法によれば、各種のポリエス
テル系マルチフィラメント束を効率よくしかも安定にモ
ノフィラメント状まで開繊する事ができる。得られた開
繊フィラメントはエアガンから噴出する空気流によって
下方にある金網ベルトコンベア状の捕集装置上で捕集し
てウェブシートを形成し、つづいて適当な方法、例え
ば、カレンダー、ニードルパンチ、樹脂バインダー等を
用いて、繊維間に適当な絡合や接着を形成する事にスパ
ンボンド不繊布とする事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に用いられるポリエステル系マル
チフィラメント束の開繊装置の模式図である。

【符号の説明】

１ 無撚連続マルチフィラメント供給ボビン（糸管） ２ 開繊前無撚連続マルチフィラメント ３ 張力付加装置 ４ 金属製ネルソンローラー ４' 金属製ネルソンローラー ５ エアーガン ６ 圧縮空気吹入口 ７ 開繊後マルチフィラメント ８ 帯電圧測定位置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に撚のないポリエステル系マルチ
   フィラメント束を金属製ネルソンロールを撚りの入らな
   いよう通過させて金属製ロールとの接触剥離を行う事に
   よって帯電させ、ついでエアガンによって該マルチフィ
   ラメント束を吸引すると同時に噴出するエアジェットの
   拡散作用と該帯電フィラメントの電気的反発力によって
   開繊する当り、接触剥離後のフィラメント束の平均帯電
   圧を−３００Ｖ以上−２０００Ｖ以下とする事を特徴と
   するポリエステル系マルチフィラメント束の開繊方法。