JPS62267658A - 摩擦帯電の測定方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は布帛状の物体、すなわち織物、編物、不織布、
紙、皮革、シート、フィルム及びそれらの類似物の摩擦
帯電性、特に帯電圧を測定する方法に関する。

（従来の技術及び 発明が解決しようとする間１点） 布帛等のｊｉ！擦帯電の測定法については多く提案され
ており、ＪＩＳ　Ｌ　１０９４　（１９８０）にも４、
Ｅ、０の８方法及び参考法２種が記載されている。

帯電圧の測定は実用上段も重要であり、上記ＪＩＳにＢ
法として記されている。しかしながら、ＪＩＳＢ法に用
いられている所謂京大化研式ロータリイスタテイックテ
スターは、２０年以上曲に開発された古い装置で、（１
）測定値の再現性が低くバラツキが大きい、（２）測定
値の帯電圧が実際に起る帯電圧に較べ低い、（３）帯電
の減衰状態が測定困難である、（４）操作がわずられし
く不便であるなどの欠点が指摘される。

この欠点を補うため本発明者等は、新しい改良された測
定法を考案し、特開昭５６−４８５５０号公報に開示し
た。この方法は、試料を背後から支持した状態で摩擦し
た後、検出器の前に移動させるもので、再現性その他前
記ＪＩＳ　Ｂ法の欠点のほとんどが改良されている。し
かしながら、特開昭５６−４８５５０号公報の方法は、
ｆＩ１１擦後試斜後試料するために、移動中に試料の放
電示生じ、「放電速度の大きい試料」については、その
「初期の放電状況」を正確に把握することが困難という
問題点が見出された。本発明の目的はこの問題点を解決
することにあり、放電速度の大きい試料の初期の放電状
況をより正確に測定することができる新しい方法を提供
する（こある。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明の方法
は、布帛状の試料を背後から支持体で支技した状態で試
料表面を摩擦体で摩擦し、摩擦終了と同時に又はその後
に該支技体を移動して試料から引離すことにより、試料
と対面している静１ｉ５Ｘ、検出器によって試料の帯電
圧を測定することを特徴とする。

以下、本発明を図面によって説明する。第１図は本発明
方法１ζ用いることができる摩擦帯電測定装置（断面説
明図〕の一例である。図において、試料（１）はホルダ
ー（２）と押え板（３）に挾持固定され背後（下方）か
ら支持体（以下摩擦台と記す〕で支持されている。試料
の表面（上面）は摩擦体（５）を用い手動で矢印方向へ
摩擦する。摩擦体は黒板清秋のもので内部にクッション
材（詰綿又はウレタンフオームなど）があり、表面は摩
擦布（６）でカバーされている。試料に対面して静電気
検出器（７）が設置されており、摩擦終了（摩擦体は移
動して試料から引離す）と同時に試料の帯電圧を測定開
始する。（８）は増巾器であり、（９）は記録装置であ
る。

摩擦台（４）は、エアシリンダーα旧こよって下方へ（
矢印方向）はぼ瞬時に移動しく４′）の位置に停止する
。エアシリンダーの制御用バルブ（２）は、コントロー
ラ（至）によって制御され、摩擦台をガイド（６）に沿
って迅速且つ円滑に移動させ、試料から充分引離す。例
えば、摩擦終了と同時にスイッチを操作し、Ｒ１擦台を
移動させることが出来るし、あらかじめ摩擦運動と連動
するような機械及び電気系統を備丸ることも出来る。

摩擦台の移動によって、試料と摩擦台とが離れると剥離
帯電により試料の１位（電圧）がと昇する。摩擦した後
でも試料が摩擦台と密着している状態では、電位は零又
は極めて低い場合が多い。

摩擦台は出来るだけ迅速且つ円滑に移動し、試料から充
分遠く引離す必要がある。摩擦台は摩擦終了と同時（完
全に同時でなくても、はぼ同時であればよい）又は摩擦
後早目に移動を開始する。摩擦後移動開始まで１ζ長時
間放置すると、その間に放電が生じ、電圧が減衰する。

試料と摩擦台との密着状態での放電を観測する目的のた
め（こは、摩擦終了から任意の（目的とする）時間の後
に摩擦台を移動開始すればよい。しかし摩擦直後の最も
高い帯電圧及び最も早い初期の放電現象を観測するには
、ｉ！３［擦終了と同時又は出来るだけ早く、例えば５
秒以内、特に１秒以内、最も好ましくは０．５秒以内に
移動を開始する。

摩擦台（４）は手動又は機械的に（自＠）迅速）ζ移動
させる。移動の速度は任意であるが、通常は早い程好ま
しく、例えば１秒以内、待（ζ０．５秒以内、最も好ま
しくは０．１秒以内に移動を完了する。移動距離は成程
度大きいことが好ましく、例えば１ｃｍ以と、特に２　
ｃｍ以と、最も好ましくはＢ　ｃｍ以上が好ましく、多
くの場合５〜１０ｃｍで充分である。手動はテコ等を利
用すると便利であり、自動の場合は１２！磁装置（例え
ば、電磁クラッチ）、エアシリンダー、油圧シリンダー
、スプリング、その他迅速且つ円滑に直線又は直線に近
い曲線運動（大きな円弧運動等）をさせ得る装置が特に
有用である。

移動速度の大きいｒ！：１擦台の使用により、摩擦直後
の極めて早い放電現象も観測可能である。勿論そのため
には、検出器（７）、増巾′ａ（８）、記録装置（９）
などの追随速度を充分大きくする必要がある。例えばそ
れらの装置のみかけの時定数を０．２秒以下、特に０．
１秒以下にすることが好ましく、０．０５秒以下が最も
好ましい。検出器は回転セクター型、振動リード型、放
射線型その他任意であるが、交流変換方式の場合は搬送
周波数の島いもの、例ええば５０　Ｈｚ以上、特に１０
０　Ｈｚ以上のものが追随速度の点で好ましく、２００
　Ｈｚ以上のものが最も好ましい。記録装置としてはペ
ン記録計、打点記録計、データレコーダ等の磁気記録計
、集積回路などの半導体記憶回路、磁気又は光ディスク
などあらゆる記録装置が利用できる。更にディジタル化
して演算装置（コンピュータ）により、帯電圧の最高値
、減衰速度（半減期等）、所定時間（例えば１秒、５秒
、１０秒、８０秒、６０秒）後の帯電圧、複数回測定時
のそれらの平均値、バラツキ範囲、偏差などを計算し出
力させることが出来る。

摩擦台の材質は任意であるが、木材（ホウの木等）、金
屑、合成樹脂その他が利用可能である。

又それらの上を布、フィルム、金属薄膜などでカバーし
て用いることが出来る。金属系の場合は接地して使うこ
とが望ましく、樹脂等では帯電性の低いものが（測定前
に除電する必要がなく）好ましい。台の上面は半画でも
よく、図のように中央部がやや盛上った曲面でもよい。

ｍｍ体（５）は、図のような黒板滴状、半球状、又は円
筒状などで内部１ζクツシ四ン材を有するものが好まし
く、更に平面状、曲面状、円筒状などのブラシ類、その
他任意のものを用い得る。ブラシ状の摩擦体１こついて
は本発明者等はすでに特開昭５６−１１４７５４号公報
に開示した。摩擦体による摩擦は、手動でもよく、機械
的なもの（自り、例えば機械的往復運動、回転運動など
を利用したものでもよい。摩擦は１回でも複数回でもよ
いが、多くの場合５〜２０回が好ましい。摩擦体は１個
でも複数でもよい。例えば放射状の腕に夫々摩擦体を取
付けて回転させて摩擦することが出来る。

ドーナツ状の回転体を用いることも出来る。摩擦体は摩
擦後移動して検出器（７）と試料（１）との間から去る
。試料の上にｇ環体があると正しい測定が出来ない。

検出器は、測定中は試料表面と対面していなくてはなら
ない。検出器を摩擦中は他の場所におき、摩擦終了と同
時：こ、又は摩擦台（４）の移動開始以前に移動させて
試料と対面させてもよいが、常時対面している方が装置
の構造が簡単で好ましい。常時対面型では摩擦体は検出
器（７）と試料の間で運動するから、検出器と試料との
距離はあまり小さく出来ず、噴出器としては感度の高い
ものが望まれる。図の例のような黒板滴状の摩擦体を手
動摩擦する場合、試料と検出器の距離は数ｃｍ程度を要
するが、回転セクター型でも距離１０Ｃｍ程度で充分利
用出来る。

第１図は、試料を水平にｉｌき、検出器、試料、摩擦台
の中心を結ぶ中心軸が垂直に配置されている「垂直型」
の例である。中心軸は水平に配置してもよく、斜めでも
よい。手動摩擦は、個人差やバラツキが大きく再現性に
乏しいことが危惧されるが、適切なりッションを有する
ｊｌ［環体を用いると、極めて再現性がよく個人差もほ
とんどない状態を実現し得、簡単な装置、操作で信頼性
と精度の高い測定が可能である。

計器の感度較正は、試料の代りにそれと実質的に同じ大
きさの金属板を置き、金属板に既知の直流電圧（例几ば
ＩＫＶｌｌｏＫＶ等）を印加して、容易に実施し得る。

（実施例） 第１図の装置で、ホルダー（２）として厚さＢ　ｍｍの
ステンレス鋼板で直径７０　ｍｍの円形の穴のあいたも
のを用い、押え板として同じく厚さ１　ｍｍのステンレ
ス鋼板を用い、検出器（７）は４枚羽根の回転セクター
型で回転速度３２００　ｒｐｍ　１搬送周波数２１８　
Ｈｚのものを試料からｔ　ｏ　ｏ　ｍｍ離して固定した
ものを用い、記録計（９）はペンの追随速度フルスケー
ル（２００＃ｎ　）　０．８秒のものを用いた。摩擦体
（５）は木製の胴部に脱脂綿をつめ綿布で封入した黒板
消型を用いた。摩擦布（６）はよく洗った羊毛布（モス
リン）を用いた。摩擦台（４）はホウの木製で直径５８
ｍｍ、中央部が４　ｍｍ盛上っているものを用い、エア
シリンダ一方式テ、０．１秒以下でＢ　□　ｍｍ下方に
移動させる。

試料として、ポリエチレンテレフタレートの仮撚加工糸
で７５　ｄ／３６　ｆのものを主として用い、２０　ｄ
／６　ｆのポリエステル系導電性複合繊維（鐘紡ベルト
ロン）を少量用い、丸編機で導丁ぺ糸を２　ｇ　ｍｍ間
隔で交編した両面編物とし、染色仕上げした制電性編物
を用いた。試料は、よく洗濯及びすすぎを行ない、８０
°Ｃで乾燥後２０°ｃ１４０％ＢＨの測定室に１２時間
放置した後測定した。

上記試料の本発明の方法で得た摩擦帯電圧とその減衰曲
線を第２図の曲線α◆で示す。一方比較のため、特開昭
５６−４８５５０号公報記載の方法、すなわち検出器を
別の場所に置き、摩擦後試料を移動して検出器に対面せ
しめる方法で同じ試料を測定した結果を第２図の点線（
至）で示す。曲線α◆及びａ５の沈積から判るように、
従来法では把握出来なかった摩擦直後の急速な放電現象
が本発明方法では明確に捕えられている。αＱは摩擦中
の摩擦布（羊毛）の正の帯電を感じたものである。導電
性繊維を少量混用したものは、導電性繊維のコロナ放電
により、製品全体の帯電圧が低下すると考えられている
。このコロナ放電がどの位の速度で製品の帯電を放電せ
しめるかは今迄知られていない。

例えばＪＩ８　　Ｌ　　１０９４　（１９８０）　Ａ法
に記されている半減期測定法では、導電糸混用品の半減
期は１０〜１００秒程度の極めて長いものしか観測され
ない。

第２図の曲線α尋の初期の急速な放電がコロナ放電によ
る帯電の減衰を示すとすれば、その半減期は０．２秒程
度以下と推定される。このような早い減衰の正確な記録
のためには、データレコーダーその他の高速記録装置を
利用するのがより望ましい、。

（発明の効果） 本発明方法は、第１図に示すように比較的簡単な装置で
実施可能であり、従来測定が不可能もしくは極めて困難
であった摩擦直後の高速の放電現象を（例えば、第２図
に示すように）容易に測定し得るという特長を有し、帯
電現象の解明や、制電製品の開発に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に用いることができる摩擦帯電測定
装置の一例を示す断面説明図であり、第２図は本発明方
法によって得られた摩擦帯電圧とその減衰曲線及び従来
法で得た減衰曲線の比較の一例を示すものである。 第１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）布帛状の試料を背後から支持体で支技した状態で
   試料表面を摩擦体で摩擦し、摩擦終了と同時に又はその
   後に該支技体を移動して試料から引離すことにより、試
   料と対面している静電気検出器によって試料の帯電圧を
   測定することを特徴とする摩擦帯電圧の測定方法。
2. （２）試料の摩擦を手動又は機械的に行なう特許請求の
   範囲第１項記載の方法。
3. （３）支技体の移動を摩擦終了後１秒以内に開始する特
   許請求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）支技体の移動を手動又は機械的に行なう特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
5. （５）支技体の移動を電磁力又は流体シリンダーで行な
   う特許請求の範囲第１項記載の方法。