(57)【要約】【課題】            繊維の付着が少なく、しかも絡合作用の高いニードルであり、更に使用に耐える十分な硬度があるパンチング用ニードルを提供する。【解決手段】          本発明の第１のパンチング用ニードルは、少なくともシャンク部の表面に防錆性を有する金属被膜が形成されていることにより、また、本発明の第２のパンチング用ニードルは、少なくともシャンク部と中間ブレード部の表面に防錆性を有する金属被膜が形成されている事により、いずれのニードルにおいても、さびにくいのでオイルを塗らなくとも使用でき、繊維の付着が少ないうえ、繊維を引っかけて絡合に関わるバーブは、前記の金属被膜で覆われずに、ニードルを構成する金属が露出している為、絡合作用が高く、フェルトあるいは不織布の強度が十分に得られる。【選択図】          図２
2005248396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維素材に挿入される先端側から順に針先部、ブレード部、シャンク部、後端側にクランク部を有し、前記ブレード部の稜線に少なくとも１つのバーブを備えるパンチング用ニードルであって、前記バーブ表面はニードルを構成する金属が露出しており、かつ、少なくとも前記シャンク部の表面には防錆性の金属被膜を有することを特徴とするパンチング用ニードル。
【請求項２】
繊維素材に挿入される先端側から順に針先部、ブレード部、中間ブレード部、シャンク部、後端側にクランク部を有し、前記ブレード部３の稜線に少なくとも１つのバーブを備えるパンチング用ニードルであって、前記バーブ表面はニードルを構成する金属が露出しており、かつ、少なくとも前記シャンク部と前記中間ブレード部の表面には防錆性の金属被膜を有することを特徴とするパンチング用ニードル。
【請求項３】
クランク部から先端側に向かって、先端から最も離れたバーブの手前までの表面に、防錆性の金属被膜があることを特徴とする請求項１または２に記載のパンチング用ニードル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンチング用ニードルに関する。更に詳細には、フェルトあるいはニードルパンチ不織布を製造する際に使用するパンチング用ニードルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のパンチング用ニードル（以下単にニードルと称することがある）は、図１に形状を示したような、繊維素材に挿入される先端側から順に針先部２、ブレード部３、シャンク部５、クランク部６の名称で呼ばれる各部を有しているシングルブレードニードルや、図２に形状を示したような、先端側から順に針先部２、ブレード部３、中間ブレード部４、シャンク部５、クランク部６の名称で呼ばれる各部を有しているダブルブレードニードルが代表的であった。
【０００３】
両者はともに、針先部２は繊維素材に挿入されやすいように細くなっており、ブレード部３は軸方向に稜線を有し、断面が三角形、四角形、星型などで、繊維を引っかけるために稜線に少なくとも１つの尖鋭のバーブ７を備え、シャンク部５は通常断面円形でブレード部３よりも太く針板に固定される部分であり、クランク部６はシャンク部５の後端側が屈曲した部分であって、針板からの抜けを防ぐ部分である。ダブルブレードニードルの場合は、中間ブレード部４は通常断面が円形で、ブレード部３とシャンク部５の中間の太さであり、針を抜き差しして繊維素材に開く孔を小さくする機能と、ガタつきをおこしにくい機能がある。このようなニードルのクランク部６側を針板に固定して、繊維素材をパンチングすることにより絡合させ、フェルトあるいはニードルパンチ不織布を製造することができる。
【０００４】
このようなニードルは、錆を防ぐためにオイルなどが塗られる場合があるが、オイルが塗られたニードルは繊維などが付着しやすく、特に繊維素材に挿入されないシャンク部５や、繊維素材に挿入されない中間ブレード部４などに、繊維が付着して溜まり、「繊維くず」になり、絡合の振動によって前記繊維くずが飛散して製品に付着し「異物」となったり、飛散した繊維くずがさらにパンチによって絡合されてしまい、製品の「欠点」となるなどの問題があった。更にオイルの錆止め効果は一時的で、長期間使用すると徐々に錆が発生してニードルの表面がざらざらになり、この表面に同様に繊維が溜まって、繊維くずが発生し、しかも錆によって茶色に変色した異物や欠点の原因となっていた。また、ニードル上に繊維が溜まって徐々に大きくなり塊状となった繊維くずが繊維素材上に付着してさらにニードルによって絡合を受けた場合、塊状の繊維くずの部分は繊維密度が高くなっている為、ニードルに負担がかかり、針折れが発生する場合もあった。
【０００５】
オイルを使用しないでニードルの錆を防ぐ手段として、イオンプレーティングなどでニードル全体に硬質の被膜を形成したものもあった（たとえば、特許文献１。）。しかし、表面に被膜を形成するとニードルの表面摩擦が低下するためバーブ７に繊維が引っかかりにくくなって、絡合作用が低下して、得られるフェルトあるいは不織布の強度が低下するという問題があった。
【０００６】
また、ニードルのシャンク部５とクランク部６全体を樹脂で覆って針折れしにくくしたものがあった（たとえば、特許文献２。）。通常、パンチングされる繊維として、ポリエステル、ポリオレフィンなどの合成樹脂からなる繊維や、コットンなどの天然繊維が挙げられるが、樹脂で覆われたニードルでは、表面の硬さが前記のような繊維とほぼ同レベルの為、樹脂部が摩耗しやすい問題があった。またパンチングの際には静電気が発生するので、樹脂で覆われたニードルは発生した静電気がニードル表面から放電されず、かえって繊維が付着しやすくなる。したがって、オイルの場合と同様に繊維が付着して溜まり、絡合の振動によって溜まった繊維くずが飛散して、製品の異物や欠点の原因となる恐れがあった。
【０００７】
【特許文献１】特公昭６１−１７５１８号公報
【特許文献２】実公昭４８−３４５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
繊維の付着が少なく、しかも絡合作用の高いニードルであり、更に使用に耐える十分な硬度があるパンチング用ニードルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１のパンチング用ニードルは、請求項１に記載のとおり、「繊維素材に挿入される先端側から順に針先部、ブレード部、シャンク部、後端側にクランク部を有し、前記ブレード部の稜線に少なくとも１つのバーブを備えるパンチング用ニードルであって、前記バーブ表面はニードルを構成する金属が露出しており、かつ、少なくとも前記シャンク部の表面には防錆性の金属被膜を有することを特徴とするパンチング用ニードル。」である。
【００１０】
このニードルは、バーブの表面はニードルを構成する金属が露出しているので、従来のニードルと同様に絡合作用が高いうえに、少なくともシャンク部の表面は防錆性の金属被膜（以下単に被膜と言うことがある）で覆われているのでオイルを塗布する必要が無く、錆でざらざらになることも無いので、繊維の付着が少ない。シャンク部とバーブ部以外の部分、すなわちクランク部、バーブ以外のブレード部、針先部については、個々の表面に被膜があることを限定しないが、これらの一部または全部に被膜があったほうが、錆による繊維付着を防ぐ効果が高いので好適である。バーブのみが露出していて、クランク部、シャンク部、バーブ以外のブレード部、針先部のすべてが被膜で覆われているものは特に錆の恐れが少ないので最も好適である。なお、バーブに防錆の被膜がなくとも、この部分は繊維素材と常にこすれあうために、錆びるおそれはすくない。
【００１１】
又本発明の第２のパンチング用ニードルは、請求項２に記載のとおり、「繊維素材に挿入される先端側から順に針先部、ブレード部、中間ブレード部、シャンク部、後端側にクランク部を有し、前記ブレード部３の稜線に少なくとも１つのバーブを備えるパンチング用ニードルであって、前記バーブ表面はニードルを構成する金属が露出しており、かつ、少なくとも前記シャンク部と前記中間ブレード部の表面には防錆性の金属被膜を有することを特徴とするパンチング用ニードル。」である。このニードルはブレード部とシャンク部の間に中間ブレード部を有する、図２に示したようなダブルブレードニードルであるが、バーブの表面はニードルを構成する金属が露出しているので、従来のニードルと同様に絡合作用が高いうえに、少なくともシャンク部と中間ブレード部の表面は防錆性の金属被膜で覆われているのでオイルを塗布する必要が無く、錆でざらざらになることも無いので、繊維の付着が少ない。シャンク部と中間ブレード部とバーブ部以外の部分、すなわちクランク部、バーブ以外のブレード部、針先部については、個々の表面に被膜があることを限定しないが、これらの一部または全部に被膜があったほうが、錆による繊維付着を防ぐ効果が高いので好適である。バーブのみが露出していて、クランク部、シャンク部、バーブ以外のブレード部、針先部のすべてが被膜で覆われているものは特に錆の恐れが少ないので最も好適である。なお、バーブに防錆の被膜がなくとも、この部分は繊維素材と常にこすれあうために、錆びるおそれはすくない。
【００１２】
特に、ニードルの後端のクランク部から先端側にむかって、先端から最も離れたバーブ（以下最後尾バーブと称することがある。図中では７１で示されている）の手前までの表面に防錆性の金属被膜を有していることが望ましい。すなわち、シングルブレードニードルにおいてはクランク部、シャンク部、最後尾バーブの手前までのブレード部であり、ダブルブレードニードルにおいてはこれに中間ブレード部を加えた部分である。なお、最後尾バーブの手前までにとは、図３の拡大図において点線で示したように、最後尾バーブのスロートの最も深い点を含むニードル周壁を基準として、後端側を指す。このようにニードルの後端側の大部分が覆われていることにより、繊維の付着が少なくなる。この後端側の大部分が被膜に覆われたニードルにおいて、最後尾バーブから先端側の部分については、バーブ表面だけがニードルを構成する金属が露出していればよいので、針先部及び／又は、バーブ以外のブレード部に被膜があっても良く、無くてもよい。たとえば、最後尾バーブを含む全てのバーブと、バーブ以外のブレード部と針先部とがすべて被膜が無く、ニードルを構成する金属が露出しているものは、ニードルの製造が容易となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１のパンチング用ニードルは、少なくともシャンク部の表面に防錆性を有する金属被膜が形成されていることにより、また、本発明の第２のパンチング用ニードルは、少なくともシャンク部と中間ブレード部の表面に防錆性を有する金属被膜が形成されている事により、いずれのニードルにおいても、錆びにくいのでオイルを塗らなくとも使用でき、繊維の付着が少ない。オイルを用いないことと、錆びが発生しにくいことにより、繊維くずが発生しにくくなり、製品に異物や欠点を発生することがなくなる。まれに繊維がニードルに付着したとしても、ニードル表面が金属被膜によって平滑になっているので、繊維が溜まって繊維くずに成長するより前に落下し、通常どおりにパンチングされ、針折れの恐れもない。そして、いずれのニードルにおいても繊維を引っかけて絡合に関わるバーブは、前記の金属被膜で覆われずに、ニードルを構成する金属が露出している為、絡合作用が高く、フェルトあるいは不織布の強度が十分に得られる。また、被膜が金属である事によって硬度が高く、絡合の際の繊維との摩擦に十分に耐え、摩耗しにくいうえ、絡合の際にニードル表面に静電気が発生したとしても、金属被膜は導電性が高い為、放電され滞留せず、静電気によってニードル表面に繊維が付着することがない。また、本発明のニードルは、ニードル全体が金属被膜で覆われたものと比較しても繊維の付着が少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のニードルは、繊維素材等を絡合するのに用いられる従来のニードルと同様の形態を有する。具体的には、図１に示すようなシングルブレードニードルと、図２のように中間ブレード部４を有するダブルブレードニードルがあり、以下図面を参照しながら説明する。なお、本明細書では両方に共通する針先部２、ブレード部３、シャンク部５、クランク部６の用語を使用して説明する場合は、特に断りのない限り、両方のニードルについての説明とする。
【００１５】
ニードル先端の針先部２は、ブレード部３と同じ太さの部分から先端方向に向かって滑らかに細くなって形成されている。針先部２は尖鋭なものもあるが、繊維に傷をつけないように先端を少し丸めたタイプもある。
【００１６】
針先部２に続くニードルのブレード部３は、軸方向に稜線を有しているので断面が三角形、四角形、星型などであり、軸方向にほぼ同じ太さで伸びている。ブレード部３の稜線に少なくとも１つの尖鋭のバーブ７を備えている。バーブ７は１つの場合もあるが、稜線１箇所あたり１〜５個（ブレード部３の断面が三角形の場合、ニードル１本当り３〜１５個）程度設けられ、好適には稜線１箇所あたり１〜３個（ブレード部３の断面が三角形の場合、ニードル１本当り３〜９個）設けられるが、特に限定するものではない。本明細書ではバーブ７の数に関わらず、先端から最も離れた、すなわち後端寄りのバーブ７を最後尾バーブ７１と称することがある。
【００１７】
本発明のニードルはバーブ７表面にニードルの構成材料が露出している（以下単に露出ということがある）ことを特徴とするものであり、すなわち被膜が無いために、絡合作用が高いものである。ブレード部３のバーブ７以外の部分については被膜の有無は問わないが、防錆を完全なものとするためには被膜があることが望ましく、その場合はブレード部３のバーブ７以外の部分に被膜があって、バーブ７のみがスポット的に露出しているニードルとなる。ブレード部全体に被膜がないニードルや、ブレード部３の最後尾バーブ７１から針先部２側の端部までが露出したニードルは、製造が容易となる。。バーブのみスポット的に被膜が無いニードルを製造する加工は工数が多い。ブレード部全体と針先部が露出したニードルや、最後尾バーブ７１から針先側の端部までが露出したニードルの場合は、被膜のある部分と被膜のない部分との境界線が、ニードル１本当り１カ所で済む為、加工の工数が少ない。
【００１８】
これらのニードルは加工の工数が少なくなる反面、ブレード部３の被膜の無い面積が広くなるため、錆の発生が懸念されるが、最後尾バーブ７１から針先部２側の端部までは、絡合の際に常に繊維と接触する部分の為、錆が発生することはほとんどない。更に繊維の付着量の増加も懸念されるが、同様に絡合の際に常に繊維と接触する部分の為、付着したとしても溜まって繊維くずにはならずに、速やかに離れ製品に絡合される。
【００１９】
ダブルブレードニードルにおいては、前記ブレード部３とシャンク部５の間に、それらの中間の太さで、断面が円形の中間ブレード部４があり、その表面は防錆性の金属被膜で覆われていて、繊維の付着を防ぐ効果が高い。なお中間ブレード部４は繊維を引っかける作用は無いため、被膜があっても絡合強度が低くなることはない。
【００２０】
ニードルのなかで最も太いシャンク部５は、ニードルパンチ装置の針板に差し込まれて固定される部分であり、通常は、ブレード部３よりも太く、ダブルブレードニードルにおいては中間ブレード部４よりも太く、断面が円形である。本発明のニードルは繊維の付着しやすいシャンク部５に防錆性の金属被膜があり、ダブルブレードニードルの場合は中間ブレード４にも被膜があることが特徴である。
【００２１】
シャンク部５と同じ円形断面で、軸方向に対して屈曲したクランク部６がある。クランク部６の太さはシャンク部５と同程度であり、針板から抜けないように固定する機能がある。クランク部６は通常繊維に触れることはないため、被膜があってもなくても良いが、クランク部６に錆びが発生するとニードル全体に及ぶ可能性もあるため、クランク部６も被膜があることが望ましい。
【００２２】
本発明のニードルに施される金属被膜としては、防錆性を有し、絡合する繊維よりも十分に硬い物質であり、導電性が高い事が望ましい。このような金属被膜としてニッケル、クロム、チタンなどが挙げられる。これら金属被膜の硬度値は、ロックウエル硬度にてＣ５５〜Ｃ８０．５である。
【００２３】
参考値として、樹脂であるポリアセタール、ポリカーボネイトは、ロックウエル硬度にてＲ１１５〜Ｒ１１７である。ニードルパンチ不織布やフェルトに使用される一般的な繊維のロックウエル硬度は、Ｒ８５〜Ｒ１１７である。金属被膜の代わりに、樹脂であるポリアセタール、ポリカーボネイトなどを使用して一般の繊維を絡合すると、硬度値が近い為、ニードルの樹脂部は、摩耗してしまう。しかしニッケル、クロム、チタンなどの金属被膜は、ポリエステル繊維よりも十分に硬い為、摩耗の問題が発生しない。
【００２４】
更に導電性では、ニッケル、クロム、チタンなどの金属被膜は、電気抵抗が体積抵抗値にて１×１０−６Ωｍ以下と導電性が高い為、絡合の際に発生した静電気が速やかに放電され、ニードル表面に滞留せず、静電気によるニードル表面への繊維くずの付着もない。
【００２５】
参考値として、樹脂であるポリアセタール、ポリカーボネイトの電気抵抗は体積抵抗値で１×１０６Ωｍ以上であり、導電性が低い為、絡合の際に発生した静電気が速やかに放電できず、ニードル表面に滞留して、繊維くずが付着し易い状態となる。
【００２６】
本発明のニードルの製造方法としては、特に限定しない。例えば公知の方法で、パンチング用ニードルを製造した後に、ニードル表面の必要部分に金属被膜を後付けすれば良い。または、ニードル全体に金属被膜を形成した後に不要な部分の被膜を、剥離剤等で剥がせばよい。金属被膜形成方法としては、メッキ法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などで行えば良い。防錆性の金属としては、ニッケル、クロムなどを好適に使用できる。剥離剤は、被膜の形成方法や種類によって適宜選択すればよく、例えばニッケルメッキなどの場合はシアン化ナトリウムなどを使用できる。
【００２７】
また更にバーブのないニードルの全体に金属被膜を形成した後、ブレード部にバーブ形成用刃を打ち付けてバーブを形成して、バーブに金属被膜がない状態とすることもできる。
【００２８】
以下、本発明のパンチング用ニードルについて実施例によって更に詳しく説明するが、これらは本発明を何ら限定する物ではない。
【実施例１】
【００２９】
以下の実施例および比較例で準備したフェルト用パンチング用ニードルは、炭素鋼よりなる４０番手サイズのもので、形状は同一のものであり、具体的には図２に示した形状で、ブレード部３の断面は三角形、バーブ７は各稜線に３箇所で合計９箇所のものである。
（実施例１）
ニードル表面に付着したオイルを脱脂して、無電解メッキ法にて、ニードル全体の表面にニッケルの金属被膜を形成した。続いてニッケルメッキの剥離剤として、シアン化ナトリウムを水に溶解させて煮沸した浴を用意し、その浴内に、ブレード部３及び針先部２を浸して、ニッケルメッキを剥離した。剥離後、水で洗浄して、乾燥させて、ブレード部３と針先部２の表面に炭素鋼が露出したニードルを得た。
【００３０】
得られたニードルを繊維加工用ニードルパンチ機のパンチボードに設置した。ボードサイズは、巾方向２５本、流れ方向２３本の計５７５本である。繊維素材として、断面円形のポリエステル繊維（繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）を準備し、カード機でこの繊維１００％からなるウエブを作成した。このウエブを上記繊維加工用ニードルパンチ機に通過させて、針深さは１０ｍｍ、針密度５０本／ｃｍ２でニードルパンチを行い、目付約１３５ｇ／ｍ２のニードルパンチ不織布を作成した。その際にニードルパンチされた繊維素材の総重量は、約３００.０ｇであった。
【００３１】
作成したニードルパンチ不織布からヨコ５０ｍｍ×タテ１５０ｍｍの試料片６枚を採取し、定速伸長型引張試験機（オリエンテック社製  テンシロン）をつかみ間隔１００ｍｍにして長手方向の両端をセットし、引張速度２００ｍｍ／分で引っ張ったときの最大破断強さを引張強さとし、６枚の平均値を表１に示した。なおニードルパンチ不織布のタテとは機械の流れ方向に平行な方向であり、ヨコとはそれに直交する方向である。
【００３２】
またニードルパンチ工程の終了後に、パンチボードに設置されたニードルに付着していた繊維を回収してその重量を測定し、表１に示した。
（実施例２）
ニードル表面に付着したオイルを脱脂して、電気メッキ法にてクランク部６及びシャンク部５及び中間ブレード４だけにクロムの金属被膜を形成して、ブレード部３と針先部２の表面に炭素鋼が露出したニードルを得た。このニードルを使用した以外は、実施例１と同様にした。
（比較例１）
フェルト用パンチング用ニードルに金属被膜を形成せずそのまま用いた以外は、実施例１と同様にした。
（比較例２）
実施例１の剥離剤処理を行わずに、ニードル全体の表面にニッケルの金属被膜を形成したフェルト用パンチング用ニードルを用いた以外は、実施例１と同様にした。
（表１）各測定結果
2005248396.tif 000003
【００３３】
（結果の考察）
本発明技術を適用したニードルを用いて、ニ−ドルパンチ不織布を製造した実施例１及び実施例２は、ニードルパンチ不織布の引張強さが、表面に被膜のない比較例１と同程度であり、かつ、ニードルに付着した繊維が少なかった。比較例１は、引張強さ値では、比較例２よりも高い値を示し、絡合作用が高かったが、ニードルに付着した繊維重量が最も多く繊維くずの発生するおそれが高いものであった。比較例２は、引張強さ値が低く、絡合作用が低いことが分かった。なお、比較例２のニードルに付着した繊維重量は、比較例１よりも少なかったが、実施例１、実施例２よりも多かった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
従来のニードルパンチ装置に本発明のニードルを適用すれば、不良品の発生を少なくして製品の歩留まりを上げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】パンチング用ニードルの見取り図。
【図２】他のパンチング用ニードルの見取り図。
【図３】本発明のパンチング用ニードルの最後尾バーブ７１の部分拡大図。
【符号の説明】
【００３６】
１  パンチング用ニードル
２  針先部
３  ブレード部
４  中間ブレード部
５  シャンク部
６  クランク部
７  バーブ
７１  最後尾バーブ
８  防錆性の金属被膜
【図１】
2005248396.tif 000004
【図２】
2005248396.tif 000005
【図３】
2005248396.tif 000006