JPH0480136B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はフイラメント群の開繊法に関する。 更に詳しくは、フイラメント群をコロナ放電を
生じている電界中に導き、帯電させて開繊させる
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イラメン
トをネツ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、品質の良い不織ウエブを得る
ためには、フイ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、フイラメント群に摩擦・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、
フイラメント間の相互反発によつて各フイラメン
トを開繊し、均一な不織ウエ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、フイラ
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。特にフイラメ
ント数が多くなつた場合、フイラメントに与えら
れる静電気の量が不十分で、良好な開繊状態が得
られないといつた点にあつた。 本発明者らは、特公昭44−21817号公報、又は
特公昭54−28508号公報等に開示されるコロナ放
電電界中にフイラメント群を通過させ、コロナ放
電によつてフイラメント群を帯電させて開繊させ
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、特にフイラメント数が多くなつた
場合、顕著に開繊状態が悪化し、数本から十本以
上のフイラメントが開繊されずに束になつた状態
で堆積される部分が発生し得られる不織ウエブの
均一性や品位が極めて劣るという問題があつた。 一般的に、開繊性はフイラメント間の静電気的
反発力の大小に大きく影響され、従つて、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、フイラメン
ト間の静電気的反発力と随伴気流によつて生じる
フイ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イ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
せフイ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
中に入る直前のフイラメント群の横断面でのフイ
ラメントの空間密度が大略50本／cm²を越えるフイ
ラメント群を従来技術によつて帯電させる場合、
良好な開繊を得るために必要な帯電量が得られな
い。 又、随伴気流を減少させてフイラメント張力を
下げて開繊させ易くしようとしてもフイラメント
がターゲツ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つた従来技
術の欠点が明確になつてくる。 本発明者らは、これらの点に鑑み多数のフイラ
メントからなるフイ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
到つた。 即ち、本発明は、フイラメント群をコロナ放電
電極とターゲツト電極からなるコロナ放電ユニツ
トで形成されたコロナ放電電界中に空気流と共
に、通過させて帯電させて開繊する方法におい
て、ココナ電圧を任意に調整できる独立した複数
のコロナ放電ユニツトを用い、かつ、各上記コロ
ナ放電ユニツトの上記コロナ放電電極と上記ター
ゲツト電極の間隔がフイラメント群の走行方向に
ゆくにしたがい順次増加していることを特徴とす
るフイラメント群の開繊法、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電極とターゲツト電極とか
らなるコロナ放電ユニツトを用い、かつ各上記コ
ロナ放電ユニツトの上記コロナ放電電極と上記タ
ーゲツト電極の間隔がフイラメント群の走行方向
にゆくにしたがい順次増加しているという新規な
方法であり、従来公知のコロナ放電帯電法やその
帯電方法によつても得られなかつた高い帯電量
や、極めて良好な開繊状態が生産性よく容易に得
られ、その効果は極めて大きい。 以下、本発明を更に詳しく説明する。 本発明でいうフイラメント群とは、複数のフイ
ラメントを意味し、束になつた状態、テープ状や
リボン状に束が薄く広げられた状態をいい、スダ
レ状に単糸同志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つてもよい。 又、このフイラメントはいわゆるフイラメント
形成物質より成り、ポリアミド、ポリエステル、
ポリオレフイン、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。フイラメントは異種成分
より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。 フイラメント群は、空気流によつてコロナ放電
電界中に導かれ、空気流と共に通過させられる
が、一般的には、エアーサツカー、アスピレータ
ー等による空気流によつてコロナ放電電界中に導
かれる。 本発明において、フイラメント群を空気流と共
に、コロナ放電電界中を通過させ帯電させて、開
繊させるが本発明で用いられるコロナ放電電界
は、コロナ電圧を任意に調整できる独立した複数
のコロナ放電ユニツトを用い、かつ、各上記コロ
ナ放電ユニツトの上記コロナ放電電極と上記ター
ゲツト電極の間隔がフイラメント群の走行方向に
ゆくにしたがい順次増加しているものである。こ
こで重要なことは、まず、フイラメント群の走行
方向にゆくにしたがい順次各コロナ放電ユニツト
のコロナ放電電極とターゲツト電極の間隔が増加
していることである。 フイラメント群は最初のコロナ放電ユニツトで
帯電され、各フイラメントは静電気的反発力を相
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
とフイラメント群の帯電符号が一致するため、そ
の静電気的反発力でフイラメント群がターゲツト
電極側に引き寄せられる。 帯電したフイラメントがターゲツト電極に接触
するとフイ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、かえつて１段のみ
のコロナ放電ユニツ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つたりす
る。 従つて、フイラメント群とターゲツト電極の接
触を防ぎ、フイラメント群の帯電電荷の逃散を防
止し、更にフイラメント群へコロナ放電による電
荷付与を行うためにフイラメント群の走行方向に
ゆくにしたがい順次各コロナ放電ユニツトのコロ
ナ放電電極とターゲツ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ツ
トを用いていることである。まず、１対のコロナ
放電ユニツトでは、フイラメント群のフイラメン
ト数の増加、及びフイラメント群のコロナ放電電
界中の通過速度の増加に伴つてフイラメント群へ
の帯電量が減少する。 １対のコロナ放電ユニツトのみでは、コロナ放
電電界中に入る直前の横断面でのフイラメントの
空間密度が大略50本／cm²を越えるフイラメント群
に対し良好な開繊状態を得るに必要な帯電量の付
与ができなくなつてくるので、複数のコロナ放電
ユニツトを用いることが必要である。 各コロナ放電ユニツトのコロナ電圧は独立に任
意に調整されるが、このことは各コロナ放電ユニ
ツトのコロナ電流値の調整ができることであり、
各コロナ放電ユニツトのコロナ電流値の組み合わ
せによつて、帯電量に大きな差が生じることが判
つた。即ち、フイ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コロナ放電ユニ
ツトの設定コロナ電流値も変化し、第１段目のコ
ロナ放電ユニツトの設定コロナ電流値を大きくし
それ以降のコロナ放電ユニツ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
帯電量が得られたりする。 従つて、フイラメント群へ高いレベルの帯電量
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ツトを用いている
ことは重要である。各コロナ放電ユニツトの電
圧、即ち、コロナ電流値及び独立したコロナ放電
ユニツトの数はフイ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、フイラメント
群のコロナ放電電界中の通過速度、フイラメント
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。 コロナ放電電界を形成する各コロナ放電ユニツ
トのコロナ放電電極とターゲツト電極の間隔はコ
ロナ放電ユニツト毎にフイラメント群の走行方向
にゆくにしたがい順次増加しているが、増加の仕
方として、各コロナ放電ユニツトのコロナ放電電
極とターゲツト電極がそれぞれ共通の平面上に配
置され、フイラメント群の走行方向にゆくにした
がい順次コロナ放電電極とターゲツト電極との配
置平面間の距離が連続的に増加しているもの、各
コロナ放電ユニツトのコロナ放電電極が共通の平
面上に配置されターゲツト電極をコロナ放電ユニ
ツト毎に段階的にフイラメント群の走行方向にゆ
くにしたがい順次増加しているものなどが挙げら
れる。 コロナ放電電界を形成するコロナ放電電極とタ
ーゲツト電極とからなる各コロナ放電ユニツトの
コロナ放電電極がフイラメント群のコロナ放電電
界中に侵入する際に走行軸に対し平行な共通平面
上に配置され、ターゲツト電極が独立したコロナ
放電ユニツト毎に段階的にフイラメント群の走行
方向にゆくにしたがい順次増加しているものが好
ましい。又、この段差は２〜20mmが好ましく、さ
らに好ましくは２〜10mm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ツトのコロナ電
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
電ユニツ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４−21817号公報や特公
昭54−28508号公報に開示される如き、針状電極
と平面状や曲面状電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り、その両電極間の間隙にフ
イ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つて各種の電界を
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、針状電極と針状
電極、面状電極と面状電極、棒状電極と棒状電極
との組み合わせ等がとられてよいが、各コロナ放
電ユニツトのコロナ放電電極が針状電極であり、
ターゲツト電極が平板状電極であるのが好まし
い。又、各ユニツトの針状電極はフイラメント群
の帯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、針配列等は任意に
とられてよい。 第１図は本発明に係るフイ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
たフイラメント群２はエアーサツカー３によつて
引き取られ、噴出されたフイラメント群を第３図
に例示する如き、直流高電圧電源８に接続された
針状電極６と平板状電極４から成るコロナ放電電
界中を通過させ、帯電させた後、更に直流高電圧
電源９に接続された針状電極７と平板状電極５か
ら成るコロナ放電電界中を通過させ帯電させて開
繊し、ネツトコンベアー１０の上に堆積させて開
繊したウエブ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イラメント群をエアーサツ
カー３′で針状電極６′と平板状電極４′と針状電
極７′と平板状電極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開繊し不織ウ
エブを形成するものである。 本発明は、フイラメント群をコロナ放電を生じ
ている電界中に導き、帯電させて、開繊する方法
に関するものであり、本発明の実施により極めて
高い静電気がフイラメント群に付与でき、その結
果、良好に開繊された高品質な不織ウエブが極め
て容易に、かつ安定して得られる。以下の実施例
に示す如く従来技術において解決されなかつた多
フイラメントから成るフイ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
よつて解決される。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
エ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、実施例によつて本発明をさらに詳細に説
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電荷量計（KQ−
431 Ｂ型、春日電気製）にて測定した。 又、開繊状態の評価は、第１図、及び第２図に
示すネツトコンベア１０を速度10m／分で動か
し、補集された不織ウエブ１１について長さ1m
間にフイラメント同志の束が存在すかどうかで肉
眼で評価し、全く束が存在せず各フイラメント群
が単糸状にばらけているのを、極めて良好、１〜
２ケ存在するのを、良好とした。 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
1.0mの位置に配置したエアーサツカー（圧気4.0
Kg／cm²Ｇ、流量35Nm³／hr、出口内径８mmφ）に
導き、単糸が1.5dのフイラメント群を得た。この
時のフイラメント群の糸速は4800m／分と換算さ
れた。エアーサツカーの下方、10mmの位置に、第
３図に示す如き２段のコロナ放電ユニツトをセツ
トした。 針状電極６及び７は、それぞれ７本の針を有し
フイ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、針状電
極６から17mmの距離を隔てて置かれ、SUS製平
板状電極５は針状電極７から21mmの距離を隔てて
置かれている。 フイラメント群をこの２段のコロナ放電ユニツ
トを通過させて、第１段目のコロナ放電ユニツト
の電圧−35KV、第２段目のコロナ放電ユニツト
の電圧−42KVで帯電させ、ネツトコンベアに堆
積させた。 この帯電されたフイラメントは、25μc／ｇの
帯電量を有し、堆積した不織ウエブはフイラメン
ト同志の束が全くなく、各フイラメントが単糸状
になるように良好に開繊されたウエブであつた。 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、電極間が17mmにセツトされ
た１段のみのコロナ放電ユニツトで実施したとこ
ろ、不織ウエブ中にフイラメントの束が随所に存
在する品位の劣つた不織ウエブとなつた。この時
のフイラメントの帯電量は11μc／ｇであつた。 実施例 ２ 第２図に示す方法にて、ポリエチレンテレフタ
レートを孔数180の紡口より吐出し、１対の高速
ロールにより糸速5000m／分で引き取り、エアー
サツカー（圧気4.0Kg／cm²Ｇ、流量35Nm³／hr、
出口内径８mmφ）に導き、単糸が2.0dのフイラメ
ント群を得た。 このエアーサツカーの下方５mmの位置に実施例
１と同型のコロナ放電ユニツトをセツトし、第１
段目、第２段目のコロナ放電ユニツトのコロナ電
流値を変化させてフイラメント群を帯電させた。 この結果を第４図に示す。最高帯電量として、
第１段目（上段）のコロナ放電ユニツトの電流値
が0.32mA、第２段目（下段）のコロナ放電ユニ
ツトの電流値が0.25mAの時、21μc／ｇを示し
た。この時、フイラメントの帯電量が14μc／ｇ
を越えるものは、極めて良好な開繊をした不織ウ
エブとなつた。 比較例 ２ 実施例２の操作を、実施例１で用いた２段のコ
ロナ放電ユニツトの針状電極６と７が同一電源に
接続され、かつ、平板状電極４と５が、同一平面
にあつて、針状電極６と７、平板状電極４と５の
電極間隔が17mm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12μc／ｇ程度しか
得られず、得られる不織ウエブも、フイラメント
の束が随所に存在する品位の劣つた不織ウエブと
なつた。 実施例 ３〜７ 実施例２の操作を単糸2.0dのフイラメント群の
フイラメント数を変化させて行つた。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。

【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、S5056）を用い、孔数96の紡口より吐出
し、１対の高速ロールにより、糸速5000m／分で
引き取り、単糸2dのフイラメント群を得た。こ
のフイラメント群をエアーサツカー（圧気4.0
Kg／cm²Ｇ、流量35Nm³／hr、出口内径８mmφ）に
導き、このエアーサツカー下方５mmの位置に実施
例１と同型の２段のコロナ放電ユニツトをセツト
し、フイラメント群を通過させて、第１段目のコ
ロナ放電ユニツトの電圧−32KV、第２段目のコ
ロナ放電ユニツトの電圧−45KVで帯電させネツ
トコンベア上に堆積させた。この帯電されたフイ
ラメントは21μc／ｇの帯電量を有し、堆積した
ウエブはフイラメント同志の束がない、フイラメ
ントが単糸状に開繊された不織ウエブであつた。

【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における結果を示す帯電量の
グラフである。 １……紡口、２……フイラメント群、３……エ
アーサツカー、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、１０……ネツトコ
ンベア、１１……不織ウエブ、１２，１２′……
回転ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フイラメント群をコロナ放電電極とターゲツ
   ト電極とからなるコロナ放電ユニツトで形成され
   たコロナ放電電界中に空気流と共に、通過させて
   帯電させて開繊する方法において、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
   ツトを用い、かつ、各上記コロナ放電ユニツトの
   上記コロナ放電電極と上記ターゲツト電極の間隔
   がフイラメント群の走行方向にゆくにしたがい順
   次増加していることを特徴とするフイラメント群
   の開繊法。 ２ コロナ放電電極とターゲツト電極とからなる
   コロナ放電ユニツトで形成されたコロナ放電電界
   の上記コロナ放電電極が針状電極であり、上記タ
   ーゲツト電極が平板状電極である特許請求の範囲
   第１項記載のフイラメント群の開繊法。 ３ コロナ放電電極とターゲツト電極となるコロ
   ナ放電ユニツトで形成されたコロナ放電電界の上
   記針状電極がフイラメント群のコロナ放電電界中
   に侵入する際に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項記載のフイ
   ラメント群の開繊法。