JPS6135300B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘電性流動物質から不織製品を形成す
る装置に関するものである。

誘電性流動物質に作用する静電界によつて発生
する力により、溶液中又は溶融状態で、誘電性流
動物質から直接に不織布を製造する種々のプロセ
スが知られている。

これらのプロセスの１つは、不織布を生じさせ
るための成生物の溶液で電極を湿潤し、そしてこ
の電極と第２電極との間に静電界を形成し、それ
によつてこの溶液を霧状にして第２電極上に小さ
な繊維を収集することから成る。溶液で湿潤した
電極は歯の先端に静電界を集中させるような歯車
の形状であるか、或は導電性ワイヤによつて形成
したリングの形状をしている。両方の場合とも電
極は水平な回転軸線のまわりを回転させられ、そ
してその下側部分は電極が回転するときに湿潤さ
れるように溶液中を通過する。

静電界で霧状にされる物質の約80〜90％が溶媒
である限り、前記プロセスによる収量は低い。更
に、このプロセスを実施する装置はほんのわずか
な量の溶液を霧状にすることができるだけであ
る。最後に、このような装置によつて得られる不
織製品の巾は必然的に減少される。平行に共軸の
リングを幾つか配置することが既に提案されてい
る。しかしながらこのような解決法では、不織製
品の均質性に関して問題が生じる。

英国特許第1484584号明細書には熱可塑性誘電
性物質からスタートする別のプロセスが開示され
ており、前記物質は溶融されそして静電界内にも
たらされる。このプロセスの長所は、溶媒を使用
せずに繊維をつくることができること、および溶
融した物質からなる層から同時に多数の繊維を形
成できることである。従つて、その収量は前述し
たプロセスの収量よりも多い。しかしながら、こ
のプロセスを実施する手段は閉軌道に沿つて運動
するように駆動されるエンドレス・ワイヤ電極に
よつて特に構成され、その手段は製造することの
できる製造の巾および生産速度の為に、工業的見
地からはあまり興味を起こさせない。

更に、前記英国特許においては、ワイヤ電極の
表面上の溶融した材料の層の形成は容器内に入れ
た溶融した材料中を通つての電極の通過によつて
得られる。容器の対向した側壁にはワイヤがこの
容器を通つて通過することができるようにそれぞ
れ開口が設けられ、そしてそのワイヤ用出口開口
を通つて押し出される溶融した材料層で被覆され
たワイヤが出て行く。容器を出て行く際、電極を
被覆する押出された材料は静電界にさらされ、そ
してこの材料の層に沿つて多数の繊維が形成され
る。出口開口においてワイヤ電極のセンタリング
は電極のまわりの層の厚みの均一性を制御し、そ
してかなりの程度まで製造される繊維の質を制御
する。更に、多量の溶融した材料を均一に加熱す
ることは困難である。電極を完全にセンタリング
することの困難性および材料を均一に加熱するこ
との困難性がこの装置によつて製造される不織製
品において見られる不規則性の一原因であること
は疑いもないことである。

本発明の主な目的は前述のプロセスの主な魅力
の１つであるところの使用手段が非常に簡単であ
ることを維持したままで前述したようなプロセス
の収量のかなりの改良を可能とすることである。
本発明は製造される製造の質を改良することも同
じく目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明は第１電
極と、閉径路に沿つて前記第１電極を案内する手
段と、前記閉径路に沿つて前記第１電極を移動さ
せるための駆動手段と、前記閉径路の第１部分に
対向し且つ誘電性流動物質で前記第１電極を被覆
する手段と、第１電極に対してその表面が相対的
〓〓〓〓
に広大であり且つ前記閉径路の第２部分に対向し
て配置された第２電極と、前記誘電性物質に作用
可能な静電界を発生させて前記第２電極の方向に
多数の繊維を形成させるために前記両電極の間に
電位差を確立させるように前記両電極の一方に接
続された静電起電機とを含む誘電性流動物質から
不織製品を製造する装置において、前記被覆手段
および第２電極の近傍を通過する２つの平行な閉
軌道を描いて案内手段を取り巻いてそれぞれ設け
られた２つのエンドレス搬送バンドと、これらの
搬送バンドの間に横方向に伸びている多数の導電
性ワイヤとを更に含み、前記搬送バンドはそれぞ
れの案内手段のまわりを同期して移動されるよう
に前記駆動手段に連結され、また前記ワイヤの夫
夫はそれらが第２電極の近くを通過する際に前記
第１電極を構成することを特徴とする誘電性流動
物質から不織製品を製造する装置である。

以下添付図面に示した実施例に基いて詳細に説
明する。

第１図に示した装置は三角状に配置した３組の
ガイド・スプロケツト４ａ，４ｂ，４ｃに掛けた
２本の平行なエンドレス・チエイン２，３を備え
た供給装置１がある。３組のガイド・スプロケツ
トのうちの１組４ａはモータＭの駆動軸に関連し
て駆動する。複数本の導電性ワイヤ５が２本のチ
エイン２，３の間に横方向に伸びており、多数の
電極を構成する。これらのワイヤを低電圧の直流
（DC）源およびフイード・レール８，９に連結
し、ジユール効果によつて加熱する（第２図参
照）。これらのワイヤの配列について次に詳述す
る。供給装置１によつて形成される三角形の一側
に対向して金属板１０から成る固定電極を配置
し、そして静電起電機GEの負端子に連結する。
静電起電機は約20kV乃至50kVの間で制御可能で
あり、或る電圧で電流を供給するようにする。

使用材料が英国特許第1484584号明細書に開示
されているプロセスによつて不織製品の原料とさ
れる熱可塑性材料である場合、ワイヤ５の軌道の
一箇所に静電的粉末供給ステーシヨンを設置す
る。このステーシヨンはバイブレータ（図示せ
ず）と協働するホツパー６と、静電起電機GEの
負電位に連結され且つホツパー６の出口に設けた
電極７とを主な構成要素とする。この電極７はホ
ツパ６に収容された粉末に静電荷を付与するため
のものである。前記粉末は例えばポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアミド、ポリエステル等の誘電性の熱可
塑性材料から成る。

エンドレス移送バンド１１は絶縁された２つの
ローラ１２，１３に掛けられ、電極１０の両側に
延びており、移送バンド１１の片側部分はスプロ
ケツト４ａと４ｃの間に延びている供給装置１の
部分と電極１０との間を通る。移送バンドの前記
部分は繊維用受面となり、そして移送バンドはこ
のバンド上に堆積された繊維によつて形成された
不織製品を貯蔵領域（図示せず）へと運搬する。
このようにするためにローラ１２をモータＭに連
結し、そしてローラ１３の近接してスクレーパ１
４を設ける。スクレーパ１４は移送バンド１１が
運行する時不織製品を移送バンド１１から取り離
す。

変形として、不織布で被覆されるような再循環
不能な下層を移送バンド１１に替えて用いること
ができる。この場合前記下層は不織布を永久的に
支承する役目を行う。またこの場合、スクレーパ
１４は省略し、そして前記下層をローラ１３から
貯蔵領域へと引取る。供給装置１と移送バンド１
１とのそれぞれの近接部分は均一な堆積を容易に
行えるような仕方で反対方向に運動するのが好ま
しい。供給装置１と移送バンド１１との相対速度
は不織製品の所望の厚さに応じて選定する。

第２図はワイヤ５の設置状態およびワイヤへの
直流給電方法を示す拡大図である。

各ワイヤ５の一端をフイード・レール８に係合
するように設けた接触ブラシ１５に固着する。フ
イード・レール自体は直流源DCの端子の１つに
連結する。接触ブラシ１５は電気的絶縁材料１６
を介してチエイン２に固着する。ワイヤ５の他端
はピン１９，２０に引掛けた弾性引張子１８を介
して第２接触ブラシ１７に固定する。前記ピン１
９，２０はそれぞれワイヤ５又は第２接触ブラシ
１７に固着し、これらのピンのうち少くとも一方
のピンは電気的絶縁材料とする。引張子１８はジ
ユール効果によるワイヤ５の加熱の結果としての
ワイヤ５の膨張をバランスするのに役立つ。接触
ブラシ１７およびワイヤ５に固定した可撓性電気
導体２１はブラシ１７およびレール９を介して直
流電源の他方の端子に前記ワイヤ５を接続する。
〓〓〓〓
ブラシ１５と同様にブラシ１７を電気的絶縁材料
２２を介してチエイン３に固着する。

この装置は供給装置１の描く閉軌道の所望の箇
所の上方でワイヤを加熱することを可能とする。
なお前記箇所はレール８，９の長さおよび位置に
よつて限定される。

前述した装置の作用は次の通りである。

不織製品の原料となる粉末状の誘電性熱可塑性
材料をホツパ６内に入れる。ホツパから出た粉末
は電極７と接触して静電的に帯電される。このよ
うに帯電した粉末は、一端がアースされ且つ他端
が低電圧源の電位であるワイヤ５に引きつけら
れ、そしてそれらの表面上に堆積されて均斉な層
を形成する。レール８，９においてブラシ１５，
１７の係合開始時から、電源からの電流の通過の
結果としてジユール効果によつてこれらのワイヤ
は加熱され、それ故ワイヤの温度はレール８，９
に沿つてワイヤが移動するにつれて徐々に高温と
なる。ワイヤ５はチエイン２，３およびモータＭ
によつてワイヤの長手軸線に垂直に、矢印Ｆ方向
に駆動され、一方移送バンド１１は矢印F₁方向
に駆動される。

第１図に示すように、フイード・レール８，９
の開始点はホツパ６の下方で、ワイヤ５の通路の
幾分前方であり、その結果ホツパ６の下にワイヤ
が達した時、ワイヤの表面に堆積した粉末はワイ
ヤの加熱作用で即座に柔軟にされる。その温度
は、ワイヤ５が電極１０に向つて移動する間、所
定の値に達するまで高くなり続ける。前記所定値
は電極１０のパワーに依存しそしてワイヤの表面
上の溶融した材料からなる均質の層をつくるのに
充分な温度である。この温度の選定はもちろん使
用する熱可塑性材料の特性に依存する。変形とし
て、もしワイヤ５の表面全体をカバーすることを
希望しないならば、電極７は省略することができ
るし、又は静電起電機に接続しなくてもよく、そ
して加熱したワイヤを単にホツパの下方の通過さ
せることができ、それによつて、加熱したワイヤ
に接触する粉末な粒子はワイヤの表面に付着す
る。

溶融した誘電性材料が電極１０に対向する位置
に達した時、電極５と電極１０との間に生ずる静
電界によつて前記材料に作用する力は多数の繊維
を引き出し、そしてそれらの繊維は移送バンド１
１上に堆積される。この例では、これらの繊維の
蓄積によつて形成された不織製品はその後スクレ
ーパ１４によつて移送バンド１１から分離され
る。

電極の移動方向に対して交差する方向に配置し
た電極を使用することは幾つかの利点がある、特
に多数の電極によつて連続的供給装置をつくるこ
とを可能とするという利点がある。このような配
列は各電極に別々に且つ選択的に加熱電流を供給
することを可能とする。不織製品の巾は理論的に
は無制限であり、電極５およびチエイン２とチエ
イン３との間は間隔は任意のものに選択できる。
連続する電極と電極との間の間隔は繊維を同時に
製造する電極の本数がかなりの本数であるように
充分に狭くすることができる。繊維の堆積領域に
対する電極の横断方向運動は均質性の良い製品を
つくるのを容易とする。

一例として、各ワイヤの長さが１ｍで、各ワイ
ヤが0.5ｇ/mの熱可塑性材料層を有していると
き、10m/minの速度で100ｇ/m²不織製品を製造
することが例えば可能である。各ワイヤの平均堆
積時間は５秒で、ワイヤ５の運動方向における電
極１０の寸法は250cmで、ワイヤの通過速度は
2000／minで、供給装置の速度は30m/minに対応
し、ワイヤ間の間隔は15mmである。

第３図に示した変形は溶液中で材料から繊維を
製造するという観点から特に与えられた。この場
合、材料を運ぶ電極５を加熱することは強制では
ない。電極５上に粉末を散布する替りに、電極５
は溶液中に浸漬されねばならず、前記溶液はその
後静電界において霧状にされる。

溶液が入つている溜め２４は、各ワイヤ５が固
定電極１０に対向して通過する前に溶液中を順次
通過するように、対のスプロケツト４ａの下方に
設置すべきである。この変形においては、供給装
置１は第１図に示したものと反対方向に駆動され
る。

チエイン２，３上で電極を形成するワイヤ５の
取付けはＬ形部材２３を介して行われ、各Ｌ形部
材はその一側面においてそれぞれのチエインに固
着され、一方Ｌ形部材の他の側面は外方に向いて
おり、その端部でワイヤ５を支承する。このよう
な取付け方をしたということは、ワイヤ５をチエ
イン２，３から間隔をあけて設け、それによつて
〓〓〓〓
ワイヤ５を支承するチエインが溜め２４の中の溶
液に接触することなく、ワイヤ５が前記溶媒中を
通過できるようにするためである。

前記装置の他の部分は第１図および第２図に示
したものと実際的に同じである。この装置の運転
はチエイン２，３および移送バンド１１の所望の
不織製品の厚さに対して適当である相対速度でも
つて駆動するだけである。この場合、一般に用い
られる溶液は90〜95％の溶液を含んでいるので、
収量はより一層少く、従つてチエイン２，３と移
送バンド１１との間の速度比は適宜に変えるべき
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の斜視図である。第２図
は第１図の−線に沿つた断面図である。第３
図は本発明の装置の別の実施例における、第１図
−線に沿つた断面図に相当する断面図であ
る。 １……供給装置、２，３……チエイン、４ａ，
４ｂ，４ｃ……スプロケツト、５……ワイヤ又は
電極、６……ホツパ、７……電極、８，９……フ
イード・レール、１０……電極、１１……移送バ
ンド。 〓〓〓〓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１電極と、閉径路に沿つて前記第１電極を
   案内する手段と、前記閉径路に沿つて前記第１電
   極を移動させるための駆動手段と、前記閉径路の
   第１部分に対向し且つ誘電性流動物質で前記第１
   電極を被覆する手段と、第１電極に対してその表
   面が相対的に広大であり且つ前記閉径路の第２部
   分に対向して配置された第２電極と、前記誘電性
   物質に作用可能な静電界を発生させて前記第２電
   極の方向に多数の繊維を形成させるために前記両
   電極の間に電位差を確立させるように前記両電極
   の一方に接続された静電起電機とを含む誘電性流
   動物質から不織製品を製造する装置において、前
   記被覆手段および第２電極の近傍を通過する２つ
   の平行な閉軌道を描いて案内手段を取り巻いてそ
   れぞれ設けられた２つのエンドレス搬送バンド
   と、これらの搬送バンドの間に横方向に伸びてい
   る多数の導電性ワイヤとを更に含み、前記搬送バ
   ンドはそれぞれの案内手段のまわりを同期して移
   動するように前記駆動手段に連結され、また前記
   ワイヤの夫々はそれらが第２電極の近くを通過す
   る際に前記第１電極を構成することを特徴とする
   誘電性流動物質から不織製品を製造する装置。 ２ 各搬送バンドは、一連の電流接点に連結さ
   れ、１本のバンドに連結された接点は前記バンド
   に近接する前記ワイヤの端とそれぞれ関連させら
   れ、そして電源の端子にそれぞれ接続される２つ
   のフイード・レールが前記径路の少くとも１部分
   にわたつて延びておりそして前記径路のその部分
   に沿つてこれらの接点が通過する時前記２組の一
   連の接点の一方の組の接点とそれぞれ接触状態に
   なるように前記２つフイールド・レールは配置さ
   れて、ワイヤを通つて電源から電流を流してジユ
   ール効果によつてワイヤの加熱を引起こし、前記
   電源のパワーはワイヤの温度が使用する熱可塑性
   材料の特性のうちの１つの機能である所望の値に
   達するように選定したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 ３ 各ワイヤの両端の一方は弾性引張子によつて
   その端に近接したバンドに機械的に連結され且つ
   可撓性電導体によつてその電流接点に電気的に接
   続されている特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４ 粉末状の誘電性物質の分配器が前記閉径路の
   一部に対向して配置され、前記レールが延びてい
   る前記径路の部分の開始点は前記分配器に対向し
   て位置する前記閉径路の一部より先行しており、
   それによつて前記分配器に対向したワイヤの温度
   は粉末状態の前記誘電性物質の軟化温度と少くと
   〓〓〓〓
   も等しい特許請求の範囲第２項記載の装置。 ５ 静電起電機に接続された電極がポツパと前記
   ワイヤがたどる軌道との間で粉末の流れの範囲に
   配置されて、前記ワイヤの電位とは異つた電位の
   静電荷を、前記流れを形成する粉末粒子に与える
   特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６ 案内手段が垂直な平面に含まれる２つの軌動
   を描き、誘電性流動物質の溶液の入つた溜めが前
   記ワイヤのたどる前記閉径路の下側部分の下方に
   配置され、各ワイヤは２つの固定ブラケツトによ
   り前記搬送バンド間に伸びており、前記固定ブラ
   ケツトは前記閉径路の下側部分にそれらがもたら
   された時溜めの中にそのセグメントを通過させる
   に充分な間隔を前記閉軌道から置くように前記閉
   軌道の外方に向つて突出している特許請求の範囲
   第１項記載の誘電性流動物質の溶液から不織製品
   を製造するための装置。