JPS6094663A - フイラメント群の開繊方法 - 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】 本発明は、フィラメント群の開繊方法に関する。

更に詳しくは、フィラメント群に極めて高い静電気を与
えて、フィラメント群を良好に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ィラメントをネッ
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、品質の良い不織ウェブを得るためには、フィラメン
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、フィラメント群に摩擦・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、フィラメント間の相互反発によって各フィラメント
を開繊し、均一な不織ウェ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、フィ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。特にフィラメント数が多くなった場合、フィラメ
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だ点にあった。本発明者らは、特
公昭４４−２１８１７号公報、又は特公昭５４−２８５
０８号公報等に開示されるコロナ放電電界中にフィラメ
ント群を通過させ、コロナ放電によってフィラメント群
を帯電させる方法が、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シ満足な開繊状態で
はなく、特にフィラメント数が多くなった場合、顕著に
開繊状態が悪化し、数本から千木以上のフィラメントが
開繊されずに束になった状態で堆積される部分が発生し
得られる不織ウェブの均一性や品位が極めて劣るという
問題があった。

一般的に開繊性はフィラメント間の静電気的反発力の大
小に大きく影響され、従っ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、フィラメント間の静電気的反発力と随
伴気流によって生じるフィラメント張力の兼ね合いによ
るものであるため、帯１！Ｌ量を増加させフィラメント
間の静電気的反発力を大きくすること、及び随伴気流を
減少させフィ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、フィラメント群のフィ
ラメント数が大略５０本を越え、コロナ放電電界中に入
る直前のフィラメント群の横断面でのフィラメントの空
間密度が大略５０本／　ｃｍ”を越えるフィラメント群
を従来技術によって帯電させる場合、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
させてフィラメント張力を下げて開繊させ易くしようと
してもフィラメントがターゲッ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った
従来技術の欠点が明確になってくる。

本発明者らは、これらの点に鑑み、多数のフィラメント
から成るフィ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、本発明の完成に到った。

即ち、本発明は、コロナ放電電極とターゲット電極から
成るコロナ放電電界中に空気流と共にフィラメント群を
通過させて、フィラメント群に静　５− 電気を与えて開繊する方法において、ターゲット電極に
沿ってエアーカーテン流が形成されているコロナ放電電
界中にフィラメント群を通過させて、開繊させることを
特徴とするフィラメント群の開繊方法、及び、コロナ放
電電界が、コロナ電圧を任意に崗整できる複数のコロナ
放電ユニットから成り、かつ、コロナ放電電界を形成す
る各ユニットのコロナ放電電極とターゲット電極の間隔
がユニット毎にフィラメント群の走行方向に増加し、最
終コロナ放電ユニットのターゲット電極に沿ってエアー
カーテン流が形成されているコロナ放電、。

電界中にフィラメント群を通過させて開繊させることを
特徴とするフィラメント群の開繊方法である。

本発明は、コロナ放電ユニットのターゲット電極に沿っ
てエアーカーテン流が形成されているコロナ放電電界中
にフィラメント群を通過させるという新規な方法であシ
、従来公知のコロナ放電帯電法やその他の帯電方法によ
っても得られなかった高い帯電量や極めて征好な開繊状
態が生産性よ　６　− 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。

本発明でいうフィラメント群とは、複数のフィラメント
を意味し、束になった状態、テープ状やリボン状に束が
薄く広げられた状態でよく、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っ
てもよい。又、このフィラメントはいわゆるフィラメン
ト形成物質より成シ、ホリアミド、ポリエステル、ポリ
オレフィン、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。フィラメントは異稲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。フィラメン
ト群は、空気流によってコロナ放電電界中に導かれ、空
気流と共に通過するが、一般的にはエアーサッカー、ア
スピレータ−等ニよる空気流によってコロナ流電電界中
に導びかれる。

本発明において、フィラメント群は空気流と共にコロナ
放電電界中を通過させられ帯電されるが本発明のコロナ
放電電界は、コロナ放電ユニットのターゲット電極に治
ってエアーカーテン流が形成されているコロナ放ＩＩＩ
、ｉｌｔ界である。フィラメント群はコロナ放電によシ
帯電され各フィラメントは静電気的反発を相互に受け、
コロナ放ｉｔ界中で広がる傾向を示す。又、コロナ放電
１１１極から発生する電荷の符号とフィラメント群の帯
電符号が一致するため、その静電気的反発でフィラメン
ト群はターゲット電極側に引き寄せられる。帯電したフ
ィラメントがターゲット電極に接触するとフィラメント
が持つ帯電電荷の一部が失われ、帯電量が頭打ちになり
、良好な開繊を得るために必要な帯電量が得られなくな
る。又、帯電したフィラメント群がターゲット電極に接
触しかくても、ある距離に達した時、フィラメント群の
持つ帯電電荷のためにフィラメント群とターゲットｉｔ
ｔ極の間で生ずる電界により放電が起こシ、フィラメン
ト群の帯電電荷の一部が失われる現象も生じる。特にフ
ィラメント群の帯電電荷計が多い時放電距離も長くなっ
て放電による帯ｔ％！荷の逃散が生じ易くなる。従って
、フィラメント群とターゲット電極の接触を防ぎ、更に
は、フィラメント群とターゲット電極の距離を隔てて保
ち、フィラメント群の帯電電荷の逃散を防止するために
、ターゲット電極に泪ってエアーカーテン流が形成され
ていることは重要である。このエアーカーテン流の別の
効果として、フィラメント群の開繊をよシ効果的に行う
とか、フィラメント群を更に広けるために、帯電したフ
ィラメント群を衝突板等に衝突させるとき、フィラメン
ト群の衝突板への衝突力が増し、開繊及びフィラメント
群の拡幅がより効果的に成されるようになる。驚くべき
ことに、このような場合、フィラメント群の帯電量が更
に増加することが判り、フィラメント群の開繊は、更に
効果的となる。エアーカーテン流は空気噴射ノズルによ
って形成される。空気噴射ノズルの形状はスリット状、
円形状等任意であるが、ターゲット電極の形状にＬじて
必要とするエアーカーテン流を得るために選ばれる。例
えば、ターゲット電極が平板状電極である場合、その全
面を榎う。スリット状　９− ノズルから噴射される工、アーカーデン流が好ましい。

父、エアーカーテン流は、ターゲット電極に沿っている
ことが好ましい。例えば、フィラメント群に対し垂直、
あるいはフィラメント群をターゲット電極から遠ざける
方向へのエアーカーテン流でも、その流速、及び流量が
小さい場合ある程度の効果はあるものの、これはコロナ
放電電界中でのフィラメント群の走行状態を不安定にし
、コロナ放電による帯電の不安定さを招き、しいてはフ
ィラメント群の開繊状態を不安定にするため好ましくな
い。エアーカーテン流は通常、圧縮空気を供給して形成
させるが、その圧力、エアーカーテン流の流速、流量等
は良好な開繊を得るために任意にとられてよい。

本発明において、コロナ放電電界が、コロナ電圧を任意
に詞整できる複数のコ日す放電ユニットから成り、かつ
、コロナ放電電界を形成する各ユニットのコロナ放電電
極とターゲット電極の間隔がユニット毎にフィラメント
群の走行方向に増加シ、最終コロナ放電ユニットのター
ゲット電極に一１〇− 涜ってエアーカーテン流が形成されているコロナ放電電
界中にフィラメント群を通過させ、開繊させる方法は、
特にフィラメント群を構成するフィラメントの数、及び
フィラメント群の横断面方向の空間配列密度が増した時
に効果を発揮する。複数のコロナ放電ユニットは、フィ
ラメント群のフィラメント数の増加、及びフィラメント
群のコロナ放％電界中の通過速度の増加に伴ってフィラ
メント群への帯電量が減少し、１対のコロナ放電ユニッ
トのみではフィ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ってくる場合には特
に好ましい。又、各ユニットのコロナ放電電極とターゲ
ット電極の間隔がユニット毎にフィラメント群の走行方
向に増加していることは、フィラメント群が各ユニット
を通過し、帯電されるに従い、各フィラメントの静電気
的反発による広がりは大きくなり、更にコロナ放電電極
から発生する電荷とフイラメン）　ｌｉｔの帯電電荷の
符号が一致するための静電気的反発も、各ユニットを通
過する度に帝１！量が増して大きくなり、フィラメント
群とターゲット電極が接触しゃすくなシ、その接触を防
ぎ、フィラメント群の帯電電荷の逃散を防止し、更にフ
ィラメント群へコロナ放電による電荷付与を行うだめに
必要である。これに加えて各ユニットのコロナ電圧が独
立に任意に調整できることは、各ユニットのコロナ電流
値の調整ができることであり、フィラメント群の構成本
数、総デニール、横断面での空間密度が変化すると最高
レベルの帯電量を得るための各ユニットの設定コロナ電
流値も変化することから、フィラメント群へ高し４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
独立したユニットから成っていることが好ましい。各コ
ロナ放電ユニットの電圧、即ちコロナ電流値、及び独立
したユニットの数はフィ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、フィラメント群のコロ
ナ放電電界中の通過速度、フィ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ユ
ニットのコロナ放電電極とターゲット電極の間隔は、コ
、ニット毎にフィラメント群の走行方向に増加１．てい
るが、増加のしかたとして、各ユニットのコロナ放電電
極とターゲット電極がそれぞれ共通の平面上に配置され
、フィラメント群の走行方向にその配置平面間の距離が
連続的に増加しているもの、各ユニットのコロナ放電電
極が共通の平面上に配電されターゲット電極がユニット
毎に段階的にフィラメント群の走行方向に増加している
ものなどが挙げられるが、コロナ放電電界を形成する各
ユニットのコロナ放電電極がフィラメント群のコロナ放
電電界中に侵入する際の走行軸に対し平行な共通平面上
に配置され、ターゲット電極が独立したコロナ放電ユニ
ット毎に段階的にフィラメント群の走行方向に増加して
いるものが好捷しい。父、この段差は２〜２０　ｍ　、
好ましくは２〜１０ｍ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ットのコロナ電
圧の調整は、それぞれユニット毎に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
電ユニット＝１３− のコロナ放電電極の間に可変抵抗器を設けて行うなど任
意に選ばれてよい。

本発明に用いられるコロナ放電方法は、従来公知の任意
の方法がとられてよく、例えば特公昭４４−２１８１７
号公報や、特公昭５４−２８５０８号公報に開示される
如く、針状電極と面状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
両極間に通常１０〜６０　ＫＶの電圧を印加し、コロナ
電流が発生する状態をつくり、その両電極の間隔にフィ
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って各
種の電界を形成することが可能であり、任意に採られて
よい。コロナ放電の電極としては、このような針電極と
面状電極との組み合わせの他、針電極と針電極、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が採
られてよいが、各ユニットのコロナ放電電極が針状電極
であり、ターゲット電極が平板状電極であるのが好まし
い。又、各ユニットの針状電極はフィラメント群の帯電
を有利１４− 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、針配列尋は任意にとられてよい。

本発明において、フィラメント群を、空気流と共にコロ
ナ放電電界中を通過させて帯電させ、開繊させるが、こ
の開繊されたフィラメント群を堆積して広幅の不織ウェ
ブとするだめの方法は、そのまま堆積させてもよいし、
コロナ放電処理後、衝突板に衝突させて更にフィラメン
ト群を広げて堆積させてもよい。或いはＯＤ力方向の揺
動を付与して広けて堆積させ積層するなど任意の方法が
とられてよい。特に、コロナ放電処理後、衝突板に衝突
させて更にフィラメント群を広ける時、本発明の効果は
更に発揮される。即ち、フィラメント群の帯電蓋が増加
し、開繊性が更に良好になることを伴う。

次に図面によって本発明を説明する。

第１図は本発明に係るフィラメント群の開繊方法の例を
示す模式図であシ、紡口１よシ吐出されたフィラメント
群２はエアサッカー３によって引き取られ、噴出された
フィラメント群を第３図に例示する如き、直流高電圧電
源６に接続された針電極４と平板電極５から成るコロナ
放電電界領域を通過させ帯電させた後、更に直流高電圧
電源９に接続された針電極７と平板電極８から成シ、平
　゛板電極８に治ったエアーカーテン流１１形成したコ
ロナ放電電界領域を通過させ帯電させ、開繊させてネッ
トコンベア１１の上に堆積させて不織ウェブ１２を形成
するものである。なお、針電極４と平板電極５から成る
コロナ放電電界は、特にフィラメント群の本数が増え、
針電極７と平板電極８のコロナ放電による帯電のみでは
、開繊に必要な静電気付与ができ寿い場合、効果を発揮
するもので必要がなければ、作動させなくてよい。

第２図は本発明の他の実施態様を示すものであシ、高速
回転ロール１３．１３’で引き取られた、あるいは延伸
されたフィラメント群をエアーサッカー３′で針電極４
′と平板電極５′及び針電極７′と平板電極８′、更に
平板電極８’　Ｋ　Ｇつたエアーカーテン流１０′が形
成されたコロナ放電電界中に導ひいて通過させ、帯電さ
せて開繊した不織ウェブを形成するものである。

本発明は、フィ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、フィラメント群を良好に開繊させ
る方法に関するものであり、本発明の実施によシ極めて
高い静電気がフィ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ェブが極めて容易に、か
つ安定して得られる。以下の実施例に示す如〈従来技術
において解決されなかった多フィラメントから成るフィ
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
定さは本発明によって解決される。本発明の実施によシ
、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
開繊された不織ウェ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、実施例によっ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針（ＫＱ−４３１Ｂ型
、春日電気族）にて測定した。

１７− 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１２０を有する紡口よシ吐出し、紡口下約１．Ｏｆ
ｆ＋の位置に配置したエアーサッカー（圧気４．ＯＫ４
／ｃｍ”Ｇ、流量３５　Ｎｍ”／ｈｒ　）に導き、単糸
が１．５ｄのフィラメント群を得た。この時のフィラメ
ント群の糸速は４８００ｍ１分と換算された。

エアーサッカーの下方５ｍの位置に第３図に示す如きコ
日す放電装置をセットした。針状コロナ電極４及び７は
それぞれ７本の針を有し、フィラメント群の侵入する軸
に平行な共通平面にあ夛、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５は針
状コロナ電極４から１７ＩｌｌＩの距離を隔てて置かれ
、８Ｕ８製平板状電極８は針状コロナ電極７から２１■
の距離を隔てて置かれている。又、平板状電極８の上部
には、空気噴射用のスリットノズル（１，５■ｘ６０ｍ
）が設けられている。フィラメント群をこのコロナ放電
装置を通過させて、第１段目のコロナ放電ユニットの電
圧−５２ＫＶ、第２段目のコロナ放電ユニツ１８− トの電圧−４ｌＫＶで、スリットノズルへの供給空気圧
を種々変更して帯電させネットコンベアに堆積させた。

結果を表−１に記載するが、いづれも２０μｃ／ｆ以上
の帯電量を有し堆積した不織ウェブはフィラメント同志
の束がなく、各フィラメントが単糸状になるように良好
に開繊された不織ウェブであった。又、帯電量は、供給
空気圧の増加に伴い増加した。

表−１ 比較例１ 実施例１の操作を、１０本の針状電極と８　Ｕ　Ｓ製平
板状電極より成シ、電極間隔が１７簡にセットされた１
段のみのコロナ放電ユニットで種々の・電圧で実施した
ところ、いづれも不織ウェブ中にフィラメントの束が随
所に存在する品位の劣った不織ウェブとなった。この時
のフィラメントの最高帯電量は１０μｃ　／ｌであった
。

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の紡口よシ吐出し、１対の高速ロールによシ
糸速５０００ｍ／分で引き取シ、エアーサッカー（圧気
４　、　ＯＫｐ／ｃｍ２Ｇ、流量３５Ｎｍ／ｈｒ）に導
き、単糸が２．Ｏｄのフィラメント群を得た。

このエアーサッカーの下方５ｍ＋の位置に実施例１と同
型のコロナ放電装置をセットし、空気流を形成させるた
めの供給空気の圧力を２匂／α２Ｇとして、各ユニット
のコロナ電流値を変化させてフィラメント群を帯電させ
た。この結果を第４図に示すが、最高帯電量として、第
１段目のコロナ放電ニー７トの電流値が０．３５ｍＡ、
第２段目のコロナ放電ユニットの電流値が０．３０ｍＡ
の時、２６μｃ　／ｌを示した。第１段目のコロナ放電
を行わなくても１６μＣ／ｆｋ示し、この時フィラメン
トの帯電量が１４μｃ　／ｌを越えるものは極めて良好
な開繊をした不織ウェブとなった。

比較例２ 実施例２の操作を、実施例１で用いたコロナ放電装置の
針状コロナ電極４と７が同一電源に接続され、かつ、平
板状ターゲラ）［極５と８が同一平面にあって、針状コ
ロナ電極４と７、平板状ターゲット電極５と８の電極間
隔が１７鴫の等しい距離で対向し、ターゲット電極に泊
った空気流のない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
　／ｆ程度しか得られず、得られる不織ウェブも、フィ
ラメントの束が随所に存在する品位の劣った不織ウェブ
となった。

実施例３〜７ 実施例２の操作を単糸２．Ｏｄのフィラメント群のフィ
ラメント数を変化させて行った。得られた最高帯電量と
、その時の開繊状態を表２に示す。

２１− 表←２ 実施例８ 第２図に示す方法にて、ポリゾロピレン（チッソ社製８
５０５６）を用い、孔数９６の紡口より吐出し、１対の
高速ロールによシ、糸速５０００ｍ／分で引き取り、単
糸２ｄのフィラメント群を得た。

このフィラメント群をエアーサッカー（圧気４．ＯＫ４
／ｃｒｎ”Ｇ、流３１３５　Ｎｍ”／　ｈ　ｒ　）に導
き、このエアーサッカー下方５ｍの位置に実施例１と同
型のコロナ放電装置をセットし、フィラメント群を通過
させて、第１段目のコロナ放電ユニットの電圧−３２に
■、第２段目のコロナ放電ユニットの電圧−４５ＫＶ、
空気流を形成させるだめの供給空気の圧力を２２− ２　Ｋｙ／ｃｒｎ”Ｇとして帯電させネットコンベア上
に堆積させた。このフィラメントは２６μｅ　／ｌの帯
電量を示し、堆積したウェブは良好に単糸状に開繊した
不織ウェブであった。

実施例９ 実施例１と同様にコロナ放電処理した後、コロナ放電処
理装置の下刃、約５０福の位置に約４５゜の角度で絶縁
した銅製の平板を設け、これに衝突させてフィラメント
群を広げて堆積して不織ウェブを形成させたところ、空
気流を形成させるための供給空気の圧力の増加に伴い、
ウェブ幅も増加した。又、帯電量も供給空気の圧力の増
加に伴い増加した。その結果を表−３に示す。

表−３

【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。 第４図は、実施例２、比較例２の下段コロナ電流値と帯
電量の結果を示す。 １・・・紡口、２・・・フィラメント群、３．３’・・
・エアーサッカー、４．４’・・・針状電極、５，５′
・・・平板状電極、６．６′・・・直流高電圧電源、７
，７′・・・針状電極、８．８’・・・平板状電極、９
．９’・・・直流高電圧電源、１０．１０’・・・平板
状電極に治った空気流、１１・・・ネットコンベア、１
２・・・不織ウェブ、１３　、１３’・・・回転ロール
。 特許出願人　旭化成工業株式会社 第３図 第４図 下Ｉ込フロ１電濃イ直

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　コロナ放電電極とターゲット電極から成るコロ
   ナ放電電界中に空気流と共にフィラメント群を通過させ
   てフィラメント群に静電気を与えて開繊する方法におい
   て、ターゲット電極に沿ってエアーカーテン流が形成さ
   れているコロナ放電電界中にフィラメント群を通過させ
   て、開繊させることを特徴とするフィラメント群の開繊
   方法
2. （２）　コロナ放電電界を形成するコロナ放電電極が針
   状電極であり、ターゲラ）！極が平板状電極である特許
   請求の範囲第１項記載のフィラメント群の開繊方法
3. （３）　コロナ放電電界中に空気流と共にフィラメント
   群を通過させてフィラメント群に静電気を与えて開繊す
   る方法において、コロナ放電電界が、コロナ電圧を任意
   に調整できる複数のコロナ放電ユニットから成り、かつ
   、コロナ放電電界を形成する各ユニットのコロナ放’ａ
   ｔ極とターゲット電極の間隔がユニット毎にフィラメン
   ト群の走行方向に増加し、最終コロナ放電ユニットのタ
   ーゲット電極に沿ってエアーカーテン流が形成されてい
   るコロナ放電電界中にフィラメント群を通過させて、開
   繊させることを特徴とするフィラメント群の開繊方法
4. （４）　コロナ放電電界を形成する各ユニットコロナ放
   電電極が針状電極であり、ターゲット電極が平板状電極
   である％杵請求の範囲第３項記載のフィラメント群の開
   繊方法
5. （５）　平板状電極がフィラメント群の走行方向に段階
   的になっており、最終の平板状電極とその前の平板状電
   極の段差部から最終の平板状！！極面に沿ったエアーカ
   ーテン流が噴出されている特許請求の範囲第３項記載の
   フィラメント群の開繊方法