JP3970387B2 - 電導性複合撚り糸およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電導性複合撚り糸およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電導性の繊維材料を製造するために既に若干の試みがなされている。一つには単繊維金属糸が組み入れられた織物が知られている。単繊維金属糸の織り込みは織機に幾つかの問題を引き起こすために、単繊維金属糸を混合糸あるいは複合糸の形に加工することが試みられている。
【０００３】
そのような複合糸の製造方法は、例えばＷＯ特許第９３／２４６８９号明細書で知られている。その複合糸は、焼入れされ銀メッキあるいは金メッキされた銅あるいは焼入れされたステンレス鋼から成る直径が０．００８〜０．０５ｍｍの金属線とこれに撚り合わされた同種のあるいは異種の繊維糸から成っている。複合糸に撚り合わせ後、複合糸は、撚り合わされる各繊維糸の接触領域の間に金属線が位置される。
【０００４】
その金属線は、複合糸の内部においてほぼ伸張された状態にある。そのため、繊維糸と金属線との間の結合が常に十分ではなく、複合糸がさらに加工される際に解けてしまう危険がある。
【０００５】
他の匹敵する方法が、ヨーロッパ特許第Ａ０６４４２８３号明細書に記載されている。その場合、金属線および繊維糸が一緒に案内され、互いに撚り合わされている。この複合糸の利点は、繊維糸と金属線との結合が非常に良好であることにある。しかし、これは、金属線が既に予め機械的にかなり荷重され、複合糸が非常に曲がりにくく、従って破損し易いという欠点がある。
【０００６】
ヨーロッパ特許第Ａ０２５０２６０号明細書において、遮蔽のために金属を含む複合糸を利用することが知られている。その複合糸は芯と囲いとから成っている。この複合糸は単繊維金属糸と非金属繊維とを含み、芯は非金属単繊維あるいは撚り糸で補強された連続金属単繊維を含み、囲いは非金属単繊維あるいは撚り糸を含み、これは芯の周りに巻きつけられ、複合糸の円周表面の少なくとも７０％となっている。その非金属繊維は化学繊維あるいは合成繊維あるいは天然繊維で形成されている。この場合も複合糸は撚り合わせによって形成され、その撚り合わせの利点と欠点を有している。
【０００７】
米国特許第３，９８７，６１３号明細書において、上述のものと異なり撚り合わせによって形成されていない、実際により良好に混合糸と呼ばれる複合糸の製造方法が記載されている。直径０．０２５ｍｍおよび長さ約４０ｍｍの短い銅糸が撚り糸を製造する前に繊維糸と混合され、続いて互いに撚り糸の形に紡がれる。紡がれた混合糸は０．２５〜１５重量％の単繊維金属糸を含んでいる。この種の紡がれた混合糸は、電導性を有するようにするために、単繊維金属糸の含有量がかなり高くなければならず、このために単繊維金属糸は撚り糸自体の中で互いに十分に接触している。この単繊維金属糸は勿論撚り糸の全断面積にわたって分布されている。単繊維金属糸は撚り糸表面にも存在しているので、これは紡ぎ過程の際および各再加工の際に、各加工装置および機械にかなりの損耗を生じさせ、再加工には問題が生ずる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の欠点をもはや持たず、電導性材料と繊維糸との良好な結合を保証し、織物および編み物のような繊維平面形状物の形に良好に再加工することができるような電導性部分と繊維部分、特に木綿を備えた電導性複合撚り糸を作ることにある。その場合、特に、電導性部分が加工する際および再加工する際にできるだけ機械に僅かな損傷および損耗しか生じさせず、できるだけ僅かしか機械的に予め荷重されないことが重要である。
【０００９】
本発明の他の目的は、電動性複合撚り糸を、電界およびその影響を遮蔽、分流（そらす）および阻止するための繊維平面形状物を作るために利用することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの目的は、特許請求の範囲請求項１および請求項７に記載の手段によって達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１２】
従来は、電導性撚り糸の製造の際に繊維と金属との結合に特に問題があった。すなわち、金属線あるいは単繊維金属糸は常に滑らかな表面を有している。これに対して繊維は粗い。従って、従来は、そのような複合撚り糸は、撚り合わされ、これは金属部分と繊維部分との特別な様式の機械的結合を生じている。
本発明に基づく方法の場合、原理的に無端の電導性の単繊維金属糸が一回の加工過程において繊維糸に直接紡がれ、これは金属部分と繊維部分との全く異なった結合方式を生じ、全く異なった性質の電導性複合撚り糸を生ずる。その場合、一方では電導性の単繊維金属糸がリング精紡機の中央に導入される。同時に繊維糸から成る粗紡糸が電導性単繊維金属糸の横に導入される。リング精紡機において電導性単繊維金属糸および粗紡糸が一緒に電導性複合撚り糸の形に紡がれる。従って、電導性単繊維金属糸は、電導性複合撚り糸の中心部に配置されている。その場合、紡ぎ過程中に電導性単繊維金属糸がほぼ一定した極めて小さな張力の状態にされているかあるいは少なくともほぼ張力無しに保持されていることが特に重要である。そのためにリング精紡機は必要な引張り力センサおよびサーボ駆動装置およびブレーキを備え、リング／ロータ組合せ装置は、材料の組合せ、この材料の表面および回転速度に合わされねばならない。これによって、紡ぎ過程中でも電導性単繊維金属糸が全く撚られないようにすることができる。
【００１３】
電導性単繊維金属糸は、それが後での巻取り過程、織り過程、編み過程などのような次に続く加工の前にできるだけ僅かしか機械的に予め荷重されないようにするために、できるだけ撚り無しにされていなければならない。従ってそのように紡がれた電導性複合撚り糸はほとんど撚り無しの無端の金属芯を有している。繊維糸として基本的にはすべての天然繊維および合成繊維を利用できる。もっとも或る種の繊維は電導性単繊維金属糸とあまり結合性が良くない。そのような電導性複合撚り糸に対して例えば木綿からなる繊維糸が非常に適している。電導性単繊維金属糸として特に銅あるいは銀から成る糸あるいは銅又は銀を含んでいる合金から成る糸が利用される。もっとも或る合金鋼あるいは軽金属合金も利用できる。電導性単繊維金属糸は約１０〜３０μｍの直径を有している。いままで２０〜２５μｍの直径の電導性単繊維金属糸で非常に良好な結果が得られた。
【００１４】
紡ぐ際に、電導性複合撚り糸における金属部分と繊維部分との重量按分量が異なっていることに特に注意しなければならない。この種の電導性複合撚り糸の場合、単繊維金属糸は電導性を保証するだけでよい。これは支持機能を有しておらず、できるだけ柔軟で、曲がり易く、軽量でなければならない。柔軟性は次に続く加工に対して、電導性複合撚り糸が織ったり編んだりできるようにするために、少なくとも通常の撚り糸の柔軟性にほぼ相応していなければならない。従って、電導性単繊維金属糸はできるだけ細く且つ軽量にされる。そのためにこれは紡ぎ過程に、特に電導性単繊維金属糸の供給および引張り力制御について他の要件が課せられる。
【００１５】
これは本発明に基づいて、電導性単繊維金属糸ができるだけ真っ直ぐでできるだけ短い経路をたどって紡ぎ個所に導かれることによって達成される。電導性単繊維金属糸は少なくともほとんど残留応力無しにできるだけ僅かなひねりをもって紡ぎ個所に導かれる。これは接線方向に、あるいは小さな糸玉(Fadenballon) で通常の方式で糸巻きから引き出される。電導性単繊維金属糸を糸巻きから接線方向に引き出す際、糸巻きが横に往復運動されることにより、電導性単繊維金属糸が紡ぎ個所に直線的に導かれることが有利である。もっと良好な方式は芯無し糸巻きの内側範囲から引き出すことにより生ずる。引き出しができるだけ残留応力無しに行われねばならないので、糸ブレーキが省かれる。
【００１６】
電導性単繊維金属糸と木綿からなる粗紡糸との結合を電導性複合撚り糸の次に続く加工にとって必要な質に到達するために、粗紡糸が良好に均質に予め伸張されねばならず、木綿はできるだけ一様な繊維長さを有していなければならない。
【００１７】
電導性単繊維金属糸と粗紡糸による繊維糸との結合は追加的に電導性単繊維金属糸の被覆によって改良される。これは一般にラッカーで行われる。ラッカーは一方では電導性単繊維金属糸のぜい性に対抗し、同時に表面接着性を高め、これによって電導性単繊維金属糸と粗紡糸による繊維糸との結合における結合品質を高める。従って特に他の問題も解決される。つまり電導性複合撚り糸自体における触媒損傷(Katalyt-Schaden) の危険およびそれによって引き起こされる機械の構成要素における損傷の危険が解決される。更に電導性単繊維金属糸の被覆は酸化および触媒損傷を阻止するか、少なくともその危険を減少する働きをする。
【００１８】
追加的に電導性複合撚り糸はリング精紡機の紡ぎ個所の下流の範囲で瞬間的に加熱される。その場合、電導性単繊維金属糸の被覆は一時的に軟化される。これは、被覆の表面が粗紡糸による繊維糸の形にほぼ合わされ、これによってかみ合い結合が達成されるので、電導性単繊維金属糸と繊維糸との接触および接着を緊密にする。このために被覆の加熱されたラッカーが僅かに粘着性を生ずることになり、これは結合を一層改善する。
【００１９】
図１には電導性の金属部分と繊維部分とを備えた電導性複合撚り糸の製造方法が概略的に示されている。電導性の単繊維金属糸１１はできるだけ真っ直ぐで短い経路をたどってリング精紡機の本来の紡ぎ個所１に導かれる。同時に繊維から成る粗紡糸１２がドラフト装置２１によって連続的に伸張されて供給装置２を介して同様にリング精紡機の紡ぎ個所１に導かれる。電導性単繊維金属糸１１はほとんど引張り力無しに直接紡ぎ個所１に導かれる。これは引張り力センサおよびサーボ装置を備えた供給装置４によって監視され、場合によっては再調整される。いまやリング精紡機において粗紡糸１２の繊維が被覆された電導性単繊維金属糸１１から成る心線に紡がれ、電導性複合撚り糸１３を形成する。排出装置３は電導性複合撚り糸１３を搬出する働きをし、同時に電導性単繊維金属糸１１から成る心線を備えた電導性複合撚り糸１３に対して引張り力を制御する働きをする。ここでも、電導性単繊維金属糸１１ができるだけ僅かしか機械的に荷重されないようにするために、電導性複合撚り糸１３を排出する際に引張り力が小さく、詳しくは続く巻取り過程まで小さい状態にあることが重要である。
【００２０】
図２には紡がれた電導性複合撚り糸１３が断面図で示されている。この電導性複合撚り糸１３は、周りに薄い被覆１１２を有する電導性単繊維金属糸１１の心線１１１と、電導性単繊維金属糸１１の心線１１１の周りに紡がれた粗紡糸１２の繊維部分１２１とから形成される。
【００２１】
この方法で製造された電導性複合撚り糸１３は非常に良好に再加工させられる。これは特にほとんど任意の様式の織物を製造するために非常に適している。これはまた編み物の形にも加工できる。織物あるいは編み物として特に静電界あるいは動電界を遮蔽したり、それを分流（そらす）しようとする所に利用される。これは例えばファラデー力を発生するために、あるいは遮蔽されアースされた面あるいは空間を形成するために利用させられる。そのために例えばこの種の電導性複合撚り糸１３から成る薄い織物あるいは編み物を作るか、あるいは個々の電導性複合撚り糸１３をカーペットに組み入れることもできる。そのような織物は着色したり印刷したりできるので、この織物から壁紙も製造させられる。
他の利用はこの種の電導性複合撚り糸１３、織物あるいは編み物を断熱板、遮音板および絶縁板に組み入れることにある。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、織物および編み物のような平面形状に良好に再加工することができる電導性複合撚り糸を製造することができる。
本発明による電導性複合撚り糸は、電導性単繊維金属糸と粗紡糸の繊維部分との良好な結合を保証する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に基づく電導性複合撚り糸の製造方法の概略説明図。
【図２】 本発明に基づく方法で製造された電導性複合撚り糸の断面図。
【符号の説明】
１ 紡ぎ個所
１１ 電導性単繊維金属糸
１２ 粗紡糸
１３ 電導性複合撚り糸
１１１ 心線
１１２ 被覆

Claims (14)

1. 電導性金属部分と繊維部分とから成る電導性複合撚り糸（１３）の製造方法において、
   繊維部分からなる粗紡糸をリング精紡機の紡ぎ個所（１）に横から導き、同時に無端の被覆された電導性単繊維金属糸（１１）を紡ぎ個所（１）の中央に直接導き、
   ほとんど引張り力が加えられない電導性単繊維金属糸（１１）と連続的に伸張される粗紡糸を紡ぎ個所（１）に一緒に導き、電導性単繊維金属糸（１１）を中心にした電導性複合撚り糸（１３）に紡ぎ、この電導性複合より糸（１３）を排出装置を介してつぎに続く加工過程に導くことを特徴とする電導性複合撚り糸の製造方法。
2. 電導性単繊維金属糸（１１）は、撚られることなく糸巻きから引き出されて紡ぎ個所（１）に導かれることを特徴とする請求項１に記載の電導性複合撚り糸の製造方法。
3. 電導性単繊維金属糸（１１）は、糸巻きから接線方向に引き出されることを特徴とする請求項２に記載の電導性複合撚り糸の製造方法。
4. 糸巻きから接線方向に引き出される電導性単繊維金属糸（１１）は、紡ぎ個所（１）に直線的に導かれ、糸巻きは、電導性単繊維金属糸（１１）が巻き戻される間、横方向に往復運動することを特徴とする請求項３に記載の電導性複合撚り糸の製造方法。
5. 電導性単繊維金属糸（１１）は、芯無し糸巻き状に巻かれ、芯無し糸巻きの内側から引き出されることを特徴とする請求項２に記載の電導性複合撚り糸の製造方法。
6. 電導性複合撚り糸（１３）は、紡ぎ個所（１）の下流側で瞬間的に加熱され、電導性単繊維金属糸（１１）の被覆（１１２）が軟化されることを特徴とする請求項１に記載の電導性複合撚り糸の製造方法。
7. 電導性単繊維金属糸（１１）は、被覆された銅糸（１１１、１１２）であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法で製造された電導性複合撚り糸。
8. 電導性単繊維金属糸（１１）は、銀からなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法で製造された電導性複合撚り糸。
9. 電導性単繊維金属糸（１１）は、１０μｍないし５０μｍの直径を有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法で製造された電導性複合撚り糸。
10. 粗紡糸（１２）は、木綿からなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法で製造された電導性複合撚り糸。
11. 織物の形に織られることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の電導性複合撚り糸。
12. 編み物の形に編まれることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の電導性複合撚り糸。
13. 織物あるいは編み物がカーペットに組み入れられることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電導性複合撚り糸。
14. 織物あるいは編み物が発泡プラスチックあるいは鉱物繊維から成る断熱板に組み入れられることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電導性複合撚り糸。

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