3~9工業用ミシン糸の切断現象について

3−9工業用ミシン糸の切断現象について
工学部電気電子工学科
萩野弘次
まえがき
ポリエステルやどこロンを脚、て,より合わせたミシン糸はトラI,ク輸送中に
切断することがある。
工業用ミシン糸の輸送ほ、糸をポリ袋に入れダンボ-ル箱につめてトラック輸
送される、状況からみて外力によって切断されるのではなく、またこの現象が冬
季間の比較的湿度の低い時捌こ限られていることから、ミシン糸の切断は輸送中
のトラ、:,クの振動によって∴ミシン糸が摩擦帯電し、その結果発生する火花放電
によって切断された可能性が大きいとの予測のもとに美顔を行ったo
実額来賓および銘発
案壌に使用したミシン糸はビニロン糸(4320デニ-ル) ,ポリエステル糸
(450デニール)の2種類について実験したoデニールという単伽まミシン糸
の太さを表す、長さ9000mの糸の重さが1拷であるときの太さを1デニ-ル
であると言う巾
l・ミシン糸の抵抗測定についてb
・■- - ー￣
・ー ー
ポリエステルやビニロンなどの高分子化合物は、非常に帯電しやすい物質であ
る・-これは高分子化合物が特別に電荷を発生しやすい特性を持っていると考える
革もできるが、逆に絶線性が棲めて良く、発生した電荷巷逃がしにくい特性を持っ
ていると考えることもできるqそこで最初にミシン糸の枕抗測定を行った付
図tに薬親米置を示すo外部よ … ◆-'… 一 一
りの影響を除くためにシ-ルドを
設けた、シ-ルド内に訊判、温度
湿度計、乾燥剤を入れたポリ袋を
置き、湿度の変化は乾燥剤の塵を
増減して行うoポリ袋を密封し鴇 E℡
度が-定になった時点で,試料に
直流電圧を印加L、印加後1分後
の電流値を採用した。試料から喝
荷を逃がすためアースした金属板
の間に試料を挟み1口分後に次の
郷党を行うこととLた。
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鞄
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温畢…r
A
ポリ袋
■ ■●◆ ◆■T4+■ 叫 ●
シ-ルド
E・‥底流馬瀬 ^:底流電流計
囚1ミシン糸の抵抗測定袈政
戦料の抵抗値Ri・ま、印加電圧E一を印加後1分後の電流値lで射って求める。
R-E8/t
この方淡で抵抗測定を行ってよいか検証するために糸の長さを変えて洲発した。
-100-
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ビニ ロン
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由現任
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長き
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図 2 より ど
変化し
シ ン 糸
の
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ミ シ ン 糸の
ポリ
ン糸､
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I
6
長者
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L
】
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図2
従
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l
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長さ に 対 す
ス テ ル 糸と
エ
8
℃
14
c p
る 故抗 憶特 性
もに 長 さ が 長 く な
る と 抵抗
変化 が き れ い な 直 線 に 凍 る
抵 抗値 と そ の 長 さ ほ 比例常備に あ る と 言え る す な わ ち オ
る
こ の こ と か ら こ の 装置 で 外部か ら の 影 響は 取 り除 か れ る
そ して ミ シ
､
と 抵 抗備
糸 の 長さ
ン
の
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ー
て い
､
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方放 で 抵 抗 測 定 を 行 う
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｡
ビニ ロ ン
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値が 大 き く
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㌔
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40
1n 刈 溝 庶 【% 】
図3
図3
40
わL
1
60
相 対 蔑 庄 【9 6 〕
相 対湿 度 に 対 す る 抵抗値特性
に 工 業 用 ミ シ ン 糸 の 相 対 湿 度 の 変化 に 対 す る 牧 丘値洲 先 の 結 果 を 示 す ｡
実 壌結 果
より
､
ポリ
エ
ス テ ル 糸､
ビニ
-
ロ
10 1
ン糸と
-
もに 低湿度
に な る と そ の
抵抗値
は 高湿 度 の
に
る
場合 の
それ
約1 0
の
-
i O O 倍 も 太秦 く な
は どミ シ
結果 よ り
発生
し た 摩擦 帯電 に よ る 電荷 は 逃 捌
したが
､
2
振動装 置 を 用
以 下の 説明 は ポ リ
箔4
.〕
ク 輸送中
ッ
､
こく
しや すくな
､
い た 振動実験 に よ る 電位 発 生 に つ い て
の
-
側
の
つ
一
｡
ス テ ル の ミ シ ン糸に
つ
い て の み の べ る｡
ミ シ ン 糸輸 送 の ト ラ
ッ
ク
て
発 生 す る 電荷 の 変動 を 電 位 の 変動
の
形で
に
実験装 置 を 示 す
寒儀装 置 に
っ
糸
ン
の
い るo
.
に よ
い
て ミ シ ン糸 の
1
面 を示 し て
､
て い る車が わ か る
っ
トラ
絶縁 性 が 高 く な り
な
い
か
え
れ
ば
く
り
言
帯電
の
に
い
こ と
が
時期
多
湿
切断現象 冬季 間 低 度
湿度 が 償
こ の
よ
試料 ( ポ リ
番 ポリ袋 に
､
振動 を 模擬的 に 作 り 出 し
測 定す る
の
それ
､
｡
｡
ス テ ル)
エ
め
つ
て
っ
エ
ダン ボ
口を閉
､
)Ll 持
-
暴 q: 式 電 良
計ブ
ロ
プ
ー
金属 板
じ て か ら 台車 に 固 定 し て
あるダ
下
ボ
ン
ル箱に 口を
ー
;
連 結 棒 を 介 し て 歯車列 に
つ
なが
て い る｡
っ
F
リ
昏
曲 敵
タ
ー
そして
なり
モ
､
回 転軸
の
ー
タ
ー
て ダ ン ボ
図4
左右 に 単振動 す る と い う 仕 組 み
ル 箱内 の 試 料 を 摩擦 帯電 さ せ
る と 台車が
-
ー
ル
と連
ヘ
が 回転 す
ー
､
振動実験港置
に な
振動 波 馨 に よ
に 発 生 し た 儀 位 を 銀 閣式職位 計 に
っ
て
ー
そこ
こ の
て い るo
っ
測定 し レ コ ダ で 記 録 す る
振動装 置 は 周 期 を 歯車列 の 歯 車 を 交換 す る こ と に
車列 と 連結棒 と の 接続点 の ア ム の 長 さ を 変 え て 変更 す る
よ
夕
一
古 生
レ
モ
軍
台車 は
に して の せ る｡
っ
ー
､
o
こ の
､
よ
て変え
っ
振幅
､
は歯
ー
Å
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罫
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図5
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9&2 5
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I
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最 大加速 度 の 変化 に 対 す る 発 生電位 ( 1 )
-
102
-
0
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】
.
19
鴫
ヱ
図5
最大加速 度 の 変 化 に 対 す る 発 生 電 位 の 波形 因 を 示 す
温 2 3 ( ℃)
相対湿 度 : 4 0 ( % )
装置 の 振動 周 期 : 0
に
周 囲 の 雰囲気 は 気
(,
l
-
､
､
鰐 噌
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コ
t= 如 周 川
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帽 噸
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3 3
品 軸 周 閥
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,
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向
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芯 軸 周 絹
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I
･
川札 3
†ユ帆 J
図6
時 伺
〔J4 i n 】
時 間
I
･
3
･
J
･
-
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L 二
I:
5
4
之332 i
.
〔d
'
t n
【g i 拝】
喝 河
】
最 大加速 度 の 変化 に 対 す る 発生電位 ( 2 )
図6
轍大加速 度 の 変化 に 対 す る 発生電位 の 波形図 を 示 す 周 囲 の 雰紳気 は 気
温: 2 3
2 4 ( ℃)
相対湿度 : 2 8
3 0 (%)
べ
る と か な り 発生奄位 ( 現時点 で は
図5
図6 を比
策 電 式電位計 に よ て 測
る
寝 き れ 職位 を 特 定 で 重 な い
こ こ で は 振動 に よ る ポ リ エ ス テ ル 糸
ポ リ袋 ダ
o
t
-
-
､
､
っ
､
､
ンポ
-
発して
ル
箱の
､
摩擦常闇 に よ る 組閣位 を 測
近く な る
轟が ある
の 波形 図 に
閲轟が 見られ る
で は 発生職位 が 1
の に
(
0 0 0
J
A
o
( 絞真
亨
:書写冨;:
ロ:
-
倍近 い 開
の 最大加 速
3 000
(
L
I Jt
罵
は 癒 大加速度 で 2
｡
で は 大 き な 差が み ら れ る ､
気温
は 大体 同 じ
0 %
の
[
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L J
､
iヨ2 0 0 0
ー
両国 と も に
”
胡
a
相対湿 度 に お い て 約 1
開 き が あ る こ の 開き が 大 き く 関
0
0
､
_
10 00
､
い る
と 推蒸 さ れ る
れ もミ シ ン糸の
度 時期 に 多 い
｡
し たが
っ
て こ
切 断現象 が 冬季 間切 低 湿
側面 を示 し て
い る
国 7 に 加 速 度 の 変 化 に 対 す る 発生
電牡特性 を 示 す 湿度 に よ て 発 生電位
こと の
一
つ の
10 0 Q
加漣度 【c
｡
｡
特性の
4
o
､
V )
大体 同 じ く ら い
度 で 発生電位 に 2 倍以 上 の 差 が み ら れ る
ま た ス パ イ ク 状 の 電位 の 発 生 も 図 5 と 図
係 して
芸ミニ言 恥
(語
宗鑑民
a:
い る)
図 5 と 図6
6
､
傾きに
国7
っ
も大 き な善 が 認 め られ
低湿 度時 の
､
-
JI B S
-
m
2 m
m
加速度 に 対 す
/
s;
e
c 2
】
る 発生 電位特性
摩擦帯電 に よ る 発生 電位 は 顕著
に
高く
られ る
に
な
,
火 花放電 を 発 生 さ せ
て
た こ と が正 し い こ とを示し て い る
ミ シ ン糸 の
.
はミ シ
い に
つ
､
I
切断 面
の
■-
-
▼■■
糸
ど
の
切断 に
■■■■■■
■
■
■■■■■■- -
--
■●- - - -
･･ 一
-･･
叫
一■
■
- -
-
一
- ●-
●-
-･--･- --■
●●■-
■-
と
の
､
考え
実験節
,
-
-
たるも
い
こ の こ と は 我々 が
電 子 顕 微鏡写真例 に よ る 考察 に
-I - -■
∼
ン
ミ シ ン 糸 が 切断 さ れ た
振動 実験 で 多数 の
こ の
n
予測 L
3
･
■■■
■■■■-
- ■■■
-
つ
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二㌣J
い て
｡
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ご
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ア▲
-
頂
D tl
(
a
(
( I) )
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㌔
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孝
I
:
I
l
I
l
′
.
■
レ
早
#
( d )
(
.
(
g
)
ミ シ
図8
(
a
たミ シ ン
糸の
切 断面
の
一
け て 切 れ た よ う に 見え る
は切 れ た と考 え ら れ る
例で あ
ン
(
( ∫)
)
糸 の 切 断面 の
)
一
例
､
(
b )
(
a
)
( b )
､
( i )
.
は 振動実験 中 に
る 二 枚 と も 切断面 は な め ら か に
こ の こ とば
､
e
( h _)
ン 糸 の 切断 面 の 電 子 覇 微鏡写真例
は輸送 中に 切 れ た ミ シ
)
i消
芦田 掛
′
波打
っ
て お り
と も に 同 じ 原Eq で ミ シ
は 大 電 流 に よ る 火花放 電 に よ る ミ シ ン 糸
切れ
溶
ン糸
､
切 断面
単線 が 教 本 な い し 数 十本 ま と め て 熔断 し て い る
( d ) 紘 ( c ) を べ つ の 角度
か ら撮
たもの で ある
( f ) は 小電 流 に よ る 間欠火花放 電 に よ る ミ シ
( e)
ン 糸 の 切断面 で あ る
切 断面 は 滑 ら か で あ り ( a )
( b ) に 非常 に 似 て い る
に
( g ) はカ
タ
よ る 切断面
( h ) は サ ミ に よ る 切断 面
( i ) は引
て
し
た
と
き
の
ミ
シ
ン
の
で
べ
張
切断
糸 写真 あ る
( a ) と比 て 明らか に 異 なり切
o
c
で
の
､
っ
o
､
.
､
ッ
､
-
ー
､
っ
断 面写 真か ら も ミ
｡
っ
､
o
シ ン
糸 の 切断 は 外力 に よ る
-
10ヰ
ー
もの
で はな い こと が わ かる
｡
凝議
㊥
す
図9
(
a
(
b )
G
糸
､
に ミ シ ン 糸の
は
切断 面 写 真 を 示
輸 送 中 に 切断 さ れ た ミ シ ン
振動 実験 中 に 切 断 さ れ た ミ
べ
ると
) は
シ ン
糸を 比
面
写 真が 凝 れ た
の
頒及
リ
び ダ ンボ
されて
る
い
で は なく
､
送中
の
放電
に よ
碕
t
トう
o
ル
箱の 2 意
ク の
′
腹掛
切断さ
(
c
.
)
結 果 薦 生 す る 火花
の
常
､
i
/
＋
･
ヽ
＼
ヽ
‡や
闇
(
乙
1
( b =
べ て
d t) O a
8
)
( b
4
図1 0
(
､
こ つ い て
取組 の
と
1
)
￠
)
ミ シ ン糸
( b )
ち
威
､
て わか る と お り
) 以外は す
そ
､
)
り
'
よるミ
､
し
ヽ ▲一
切断面 で あ る o
う に 見え る が
帽
b
糸 の 切断 面 写 真
ン
る ミ
切断 面 写 凝
図1 0 をみ
( b
切断面写 真 を 示す
は 小電 流 に よ る
シ ン糸 の
ミ シ
大電流 に
間欠 火花放圏 に
(
図9
糸が 館 榔
ミ シ ン
､
)
切
火 花放 電 に よ
シ ン糸の
て
っ
l
{,
に ミ シ ン 糸の
よ る
は
よ
こ
れた
れ た ミ シ ン糸の 写
l
=
最 初 に 予測 し た 過 り 輸
は 輸送 中 に
( b )
な
の
断さ
真
､
包装 が
の
実験
-
@
た 切断
っ
ミ シ ン糸 の 輸送 は ポ
あ る か ら 外力 に よ る 切断
図L O
)
三
1
.
非常 に 似通
の で
て
っ
ー
､
の
(
c
)
切断面琴濃
仁 c .) は と も に 溶 け て 切 れ た よ
教本 な い し 数十本 ま と め て 熔断 L て い る
､
は 単線 が
､
ま ま 切断 さ れ て い る
こ の ことか ら
ミ シ ン 糸の 抵
.
放電 で 大 鹿 の 電 荷 の 放 出 は 行 わ れ ず 間欠放 電 に
に よ
て ミ シ ン 射 ま切断 さ れ た
また こ の こ と は
最 大加 速 度 の 変化 に 対 す る 発
生 電位 の 波形 に ス パ イ ク 状 の 突出電位 が 多数観測 さ れ た 事 で も わ か る
((-15)
対策 と し て は 摩 擦滞 徽 こ よ る 電 荷 が た ま ら な け れ ば よ い
ミ シ ン糸を ポリ
掛 こ 入れ
さ ら に ダ ンボ
ル箱に つ め て
ト ラ ッ ク 輸送 す る の で あ る か ら
ポリ
袋 よ り 抵抗値 が 低 い と 想定 さ れ る 紙袋等 に 入 れ て 輸送 す る 実験 の
例を 図 1 1 に
示 す 同 条件 下 の 実 験 で こ れ だ け の 差 が あ る 相 対 湿 度 を 上 げ て
輸送 す る 等 の
､
抗 値 が 比 較的 掛
､
の で
ワ-
, -
･
､
渦
･
q
､
の
､
っ
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､
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-
o
-
､
､
､
-
一
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､
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表
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紳
胡
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.
5
盟
紳
剖
〕 a
-
蝶
(
対策を
こ
a)
ポ リ袋 で 包ん だ 地金
図1 1
うじる
こ と に より ､
z n i
瀕軸噂樹 【
n
包装 の 適 い
6 0
￣
( b)
包搬 蛾で 包ん だ 場合
馳 時間 【m i
に よ る 発生電位 の 変化
ミ シ ン糸 の
-
I
-
輸送 に
10 5
_
よ る 切断 は 軽減 で き る
｡
】
爪