DE3120931A1

DE3120931A1 - Vorrichtung zur entladung statischer elektrizitaet und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE3120931A1
Application number: DE19813120931
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Kohkoku USA Inc
Current assignee: Achilles USA Inc
Priority date: 1980-05-27
Filing date: 1981-05-26
Publication date: 1982-04-29
Also published as: IT8148535A0; IT1142952B; GB2076595A; DK228181A; SE8103314L; US4352143A

Description

153269 - 4 -

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität aus Papier, plastischem Film, Tuch und dergleichen und insbesondere auf eine Vorrichtung der Selbstentladungsart, welche zur Entladung statischer Elektrizität niedriger Spannung geeignet ist, sowie ferner auf ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung.

Die Beeinträchtigung durch statische Elektrizität bildet Probleme auf verschiedenen Gebieten der Industrie.

So z.B. lädt sich auf dem Gebiet der elektronischen Vervielfältigungsmaschinen, Faksimile-Geräte usw. das Papier, auf welches das Drucken stattfinden soll, mit statischer Elektrizität auf. Die statische Elektrizität auf dem Papier verhindert das Festhaften der Drucktinte am Papier, wodurch sich die Güte des Druckes verschlechtert. Durch die statische Elektrizität werden auch ungleiche Kanten der Papiere verursacht.

Bei dem Stand der Technik sind bisher verschiedene Versuche gemacht worden, um technische Möglichkeiten zur Entladung der statischen Elektrizität zu erzielen, um die oben erwähnten Probleme zu überwinden. Die bisherigen technischen Einrichtungen zur Entladung der statischen Elektrizität können im allgemeinen aus den nachfolgenden Bauarten klassifiziert werden:

(1) Einrichtungen der Selbstentladungsbauart,

(2) Einrichtungen unter Anwendung von Gleichstromspannung,

(3) Einrichtungen unter Verwendung von WechselStromspannung.

Bei den oben unter (2) und (3) erwähnten technischen Einrichtungen wird eine nadelartige Elektrode verwendet, an

153269 - 5 -

welche eine hohe Spannung angelegt wird, so daß eine Koronaentladung zwischen der Elektrode und dem geladenen Gegenstand herbeigeführt wird, um somit Ionen umgekehrter Polarität einzublasen und den geladenen Gegenstand zu neutralisieren. Diese technischen Einrichtungen erfordern also großmaßstäbliehe und kostspielige Vorrichtungen zur Anlegung der hohen Spannung.

Bei der Selbstentladungseinrichtung (1) wird wiederum ein nadelartiger Leiter (eine Elektrode zur Entladung von Elektrizität) verwendet, wobei dieser Leiter eine kleine Krümmung aufweist und angeordnet ist, dem geladenen Gegenstand entgegenzuwirken. Ein elektrisches Feld großer Dichte wird um den Scheitel des nadelartigen Leiters gebildet, so daß die im Bereich um diesen Scheitel befindliche Luft ionisiert wird, um positive und negative Ionen zu bilden. Unter diesen Ionen werden die Ionen mit einer der Polarität des geladenen Gegenstandes umgekehrten Polarität zum geladenen Gegenstand angezogen, um diesen zu neutralisieren. Somit hat diese technische Einrichtung nach der Selbstentladungsbauart den Vorteil, daß der nadelartige Leiter keine spezifische Energie- oder Kraftquelle erfordert. Es versteht sich jedoch, daß eine größere Wirkung der Elektrizitätsentladung dann erzielt wird, wenn die Spannung der Ladung des geladenen Gegenstandes erhöht wird. Dies bedeutet, daß die Entladung der Elektrizität nicht zufriedenstellend gemacht werden kann, wenn die Spannung des goladorion OotfonBkundtsn niedrig ist. Um dieses Problem zu überwinden, ist es notwendig,, daß die Elektrode für die Entladung dor liloktrizlULL Im direkten Kontakt mit dem geladenen Gegenstand oder in nächster Nähe zu diesem gehalten wird. Herkömmlich ist die Elektrode zur Entladung der Elektrizität aus einem Tuch aus Garnen hergestellt worden, welche Kohlenstoffasern, Metallfasern u sw. enthalten. Wenn die Elektrode dieser Bauart in Kontakt oder

153269 - 6 -

Berührung mit dem geladenen Gegenstand zur Entladung der Elektrizität geschalten wird, so wird die Berührungskante der Elektrode während seiner Verwendung verdreht oder verwunden oder geringelt, so daß diese Anschlußkante oder Anlagekante der Elektrode nicht mehr in Berührung steht mit dem geladenen Gegenstand oder von diesem abgelenkt wird, wodurch sich eine sehr herabgesetzte Wirkung der Elektrizitätsentladung ergibt. Insbesondere werden die Kohlenstofffasern mit einer geringen Knotenfestigkeit während deren Verwendung gebrochen oder abgeschnitten, was nicht nur zur Betriebsstörung der Elektrode, sondern auch zur Verschlechterung der Bedruckung auf dem Papier oder zur Verschmutzung oder Verunreinigung des plastischen Filmes oder Tuches durch die Bruchstücke der abgebrochenen oder zerrissenen Kohlenstoff asern führt. Auch bei einem Tuch aus Garnen mit darin gemischten Metallfasern wird die Oberfläche des geladenen Gegenstandes angekratzt oder wird der Finger der Bedienungsperson von den Metallfasern gestochen, da der Durchmesser dieser Fasern nicht groß ist und etwa mehrere Hunderte von Mikronen beträgt. Das Tuch aus Garnen mit Metallfasern wird also nicht als geeignetes Material für die Elektrode zur Entladung der statischen Elektrizität betrachtet.

Unter diesen Umständen ist das Ziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung einer Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität, welche geeignet ist, die statische Elektrizität mit hoher Wirksamkeit zu entladen, und zwar sogar dann, wenn die Spannung der Ladung niedrig ist, ganz zu schweigen, wenn es sich um eine hohe Spannung der Ladung handelt, wobei die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren betrifft, durch welche eine derartige Vorrichtung billig herstellbar ist.

Die obigen und weitere Ziele sowie vorteilhaften Merkmale der

153269 - 7 -

vorliegenden Erfindung erhellen aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsforraen anhand der beigefügten Zeichnungen} darin zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität mit einem Tragrahmen, an welchem eine Anzahl von Elektroden befestigt sind, wovon jede aus einem Bündel aus einer Vielzahl von Stahlfasern aus rostfreiem Stahl gebildet ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A¹ der Fig. 2,

Fig. 3 eine Ansicht der Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität nach Fig. 1 im Gebrauchezustand;

FJp;. k eine Stlrnaneloht, oinor Vorrichtung zur lint,ladung statischer Elektrizität mit einem Tragrahmen, an welchem eine Vielzahl von Elektroden befestigt sind, wovon jede aus einem Bündel aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl bont-oht, woleho ein kompakt.oij Sockelende und ein divergierendes freies Ende hat;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B¹ der Fig. Ί-ι

Fig. 6 die Vorrichtung zur Entladung der statischen Elektrizität nach Fig. k im Gebrauchszustandj

Fig. 7 eine Stirnansicht einer Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität mit Einschußfäden, welche in die -Sockelenden einer Vielzahl von Elektroden eingewebt sind, wovon jede aus einem Bündel aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl besteht;

Fig. 8 eine Teilstirnansicht eines Gewebes zur Verwendung bei der Herstellung der Vorrichtung zur Entladung der statischen Elektrizität nach Fig. 7;

Fig. 9 eine vergrößerte Teilstirnansicht eines Gewebes zur Verwendung bei der Herstellung einer Vorrichtung zur

153269 - 8 -

Entladung der statischen Elektrizität mit einem thermoplastischem Film, welcher an einer Seite einer Gruppe von Einschußfäden durch Erhitzung befestigt ist; und

Fig. 10 eine Stirnansicht einer Vorrichtung zur Entladung der statischen Elektrizität, wobei der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Elektroden im wesentlichen gleich null mm ist.

Nachfolgend werden die bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen unter besonderer Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen ist eine Vielzahl von Elektroden 1, wovon jede aus 50 bis 1000 Stücken aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl besteht und wobei jede einen Durchmesser von 5 bis 50 p. hat, an einem Tragrahmen 2 an ihren Sockelenden befestigt, wobei sich von dem Tragrahmen senkrecht erstrecken, vorgesehen. Der Abstand P zwischen benachbarten Elektroden 1 überschreitet nicht 50 mm, wobei die Effektivlänge -£ der Elektrode in ihrer Ausdehnung senkrecht von dem Tragrahmen 2 3 mm nicht unterschreitet. Diese Elektroden 1 sind miteinander elektrisch verbunden.

Die Elektrode der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann hergestellt werden, indem 50 bis 1000 Stücke langer durchgehender Fasern gebündelt werden und das Bündel in einer geeigneten Länge abgeschnitten wird. Dann wird jedes der Segmente des Bündels als eine Elektrode 1 verwendet. Die Elektrode 1 kann wahlweise auch gebildet werden, indem eine Vielzahl kurzer Stahlfasern aus rostfreiem Stahl mit einer erforderlichen Länge gebündelt werden.

153269 - 9 -

Das Stahlmaterial aus rostfreiem Stahl zur Verwendung bei der Herstellung der Elektrode soll einen Durchmesser von 5 bis 50/1 haben. Eine Stahlfaser aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser unterhalb 5/u kann nur eine unzureichende Elastizität und Steifheit aufweisen, wogegen Stahlfasern aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser über 50/U den geladenen Gegenstand beschädigen wird, wenn die Elektrode mit diesem in Berührung kommt. Solche Stahlfasern aus rostfreiem Stahl und kleiner Dimension mit einem Durchmesser innerhalb des oben erwähnten Bereiches können erhalten werden, indem eine Stahlfaser aus rostfreiem Stahl mit einem großen Durchmesser erhitzt und gestreckt wird. Das Bündel der Stahlfasern aus rostfreiem Stahl zum Bilden der Elektrode kann geradelinig oder verdreht oder verdrillt sein.

Der Tragrahmen 2 kann aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden, wie z.B. aus einem Metall, beispielsweise aus Aluminium, rostfreiem Stahl und dgl., aus Kunststoff, wie ?.,R. aus Polyvinylchlorid, Polyester, Tel f,fühig<nn Kunnthurz, mit leitfähigen Teilchen, Holz und so fort.

Die Elektroden 1 sind an ihren Sockelenden am Tragrahmen 2 befestigt. Das Befestigen kann auf verschiedene Weise erfolgen. So können beispielsweise die Elektroden 1 an ihren Sockelenden zwischen einer linken und einer rechten Hälfte ?.k, 2B des Tragrahmens 2 der gespaltenen Bauart festgeklemmt und an diesem Rahmen mit einem Haftmittel befestigt sein. Eine andere Art von Befestigung ist, daß jede Elektrode 1 in ein entsprechendes Loch eingesetzt wird, das in einer Seite des Tragrahmens 2 gebildet ist, wobei dann die Elektrode mittels eines Haftmittels befestigt wird. Der Durchmesser des rostfreien Stahls, aus welchem die Elektrode 1 best.ehh, beträft. 5 bis 50/U, wobei die Anzahl der Fasern 50 bis 1000 beträgt,

153269 - 10 -

so daß das Haftmittel in seinen Zwischenraum oder Spalt zwischen benachbarten Fasern eindringt, um somit die Pasern fest miteinander zu verbinden.

Die Elektroden 1 am Tragrahmen sind miteinander elektrisch verbunden. Falls der Tragrahmen 2 aus weitendem Werkstoff gemacht ist, so kann die elektrische Verbindung einfach dadurch erzielt werden, indem die Elektroden am Tragrahmen befestigt sind. Ansonsten können die Sockelteile der Elektroden durch leitfähige Drähte aus Kupfer oder dgl., Metallfolien oder Verbindungsstücke 3 aus leitfähigem Kunststoff oder dgl. elektrisch miteinander verbunden werden. Ein Verbindungsstück 3 wird wahlweise mit einer leitfähigen Farbe oder dgl. auf der Oberfläche des Tragrahmens 2 bedruckt, an welchem die Elektrode 1 befestigt werden soll.

Falls die Elektroden 1 zwischen zwei Hälften 2A, 2B des Tragrahmens 2 festgeklemmt und mit Hilfe eines Haftmittels befestigt sind oder falls die Elektroden 1 in Löcher eingesetzt wurden, welche auf einer Seite des Tragrahmens 2 gebildet sind, worauf sie mit einem Haftmittel befestigt sind, so wird leitfähiges Haftmittel zweckmäßigerweise verwendet, falls der Tragrahmen 2 selbst Leitfähigkeit besitzt.

Diese Elektroden müssen auf geeignete Weise geerdet sein. Falls der Tragrahmen 2 selbst leitfähig ist, so kann die Erdung der Elektroden einfach erzielt werden, indem eine Erdungsleitung k mit dem Tragrahmen 2 selbst verbunden wird. Falls der Tragrahmen 2 selbst keine Leitfähigkeit besitzt, so wird wahlweise das Verbindungsstück 3, welches die Elektroden 1 miteinander verbindet, durch eine Erdungsleitung 4 geerdet, oder aber es wird das Verbindungsstück 3 selbst verlängert, um alt; Erdunpsloitunft 4 zu fungieren.

- 10 -

153269

Der Abstand P der Elektroden 1, 1..., d.h. der Abstand zwischen den Eintritten benachbarter Elektroden, hat nicht als 50 mm zu sein. Ein größerer Abstand P bewirkt die Verschlechterung der Wirksamkeit der Entladung der statischen Elektrizität infolge der physikalischen Erscheinung der umgekehrten Ladung oder dgl.. Die Effektivlänge JL ist auch begrenzt und darf nicht 3 nun überschreiten, da dann, wenn ein leitfähiges Material als Werkstoff für den Tragrahmen 2 verwendet wird, der geladene Gegenstand M und der Tragrahmen zu nahe aneinander sind, um das Bilden eines nicht gleichmäßigen elektrischen Feldes zu verhindern, was zu einer geringeren Wirksamkeit der Entladung der statischen Elektrizität führt. Der Abstand zwischen den benachbarten Elektroden 1, 1 kann im wesentlichen gemäß Fig. 10 auf null herabgesetzt werden.

Es ist möglich, ein beiderseitig wirksames Klebeband oder Haftband auf einer Seite des Tragrahmens 2 vorzusehen, so daß es unmittelbar an einer Druckmaschine oder dgl. Verwendung finden kann. Zur Erzielung einer höheren Wirksamkeit der Entladung der statischen Elektrizität werden die Elektroden vorzugsweise von dem Tragrahmen 2 verlängert, um den geladenen Gegenstand M im rechten Winkel zu diesem entgegengesetzt zu sein.

Die Elektrode 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche aus einem Bündel von 50 bis 1000 Stücken aus Stahlfasern aus feinem rostfreiem Stahl besteht, wobei sie jeweils einen Durchmesser von 5 tis 50 μ hat und von dem Tragrahmen 2 über eine Effektivlänge von 3 rom oder darüber senkrecht verläuft, zeigt eine ausreichende Elastizität und Steifhiet sowie einen hohen Widerstand gegen Abnutzung oder Verschleiß, so daß sie lange Zeit verwendet werden kann, ohne eine Verformung

- 11 -

153269 - 12 -

oder Verbiegung zu erfahren, damit auf diese Weise eine ausgezeichnete Leistung bei der Entladung der statischen. Elektrizität für lange Zeit erreicht wird, und zwar sogar dann, wenn sie in Berührung oder in nächster Nähe mit dem geladenen Gegenstand verwendet wird. Das Ankratzen der Oberfläche des Gegenstandes und ein Stechen der Finger der Bedienungsperson sind darüber hinaus ausreichend vermieden. Die erfindungsgemäße Elektrode ermöglicht es ferner, daß die Entladung der Elektrizität nicht nur bei einer hohen Ladespannung, sondern auch bei einer niedrigen Spannung der Ladung erfolgt. Die Elektrode 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, kann darüber hinaus auch mitbrennen sowie durch Waschen mit Wasser oder mit einem Lösungsmittel gereinigt werden, wenn sie durch Staub oder dgl. verunreinigt ist. Die Elektrode 1 zeigt eine ausreichende Flexibilität, um einen gleichmäßigen Kontakt mit der Oberfläche des geladenen Gegenstandes M herzustellen, und zwar ungeachtet davon, ob die Oberfläche flach oder gekrümmt ist, und um eine hohe Wirksamkeit der Entladung der statischen Elektrizität zu gewährleisten, und zwar ohne den Betrieb des geladenen Gegenstandes M zu hindern oder denselben zu beschädigen. Ein Herunterfallen der einzelnen Stahlfasern aus rostfreiem Stahl ist ausgeschlossen, da die Elektrode 1 an seinem Sockelende am Tragrahmen 2 befestigt ist, während ein Zerbrechen der Faser nicht stattfinden kann, da die einzelne Faser eine ausreichende Festigkeit aufweist. Daher werden verschiedene Mängel, welche den Bruchstücken der gebrochenen Elektrode zurückzuführen sind, wie es bei iden herkömmlichen Vorrichtungen unvermeidbar war, im wesentlichen vermieden.

Fig. 7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, bei welcher der Tragrahmen der ersten Ausführungsform durch

- 12 -

153269 - 13 -

einen Einschußfaden ersetzt ist, welcher in die Sockelenden der Elektroden eingewebt ist. Bei der Vorrichtung zur Entladung der statischen Elektrizität nach Fig. 7 besteht nämlich die Elektrode jeweils aus einem Kettenfaden 21, der aus 50 bis 1000 Stücken aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl mit jeweils einem Durchmesser von 5 "bis 50 μ besteht. Die Einschußfäden 22 sind nur in die Sockelabschnitte 21A der Kettenfäden eingewebt, wobei die Berührungspunkte zwischen den Kettenfäden und Einschußfäden verbunden sind. Der Abstand P,, d.h. der Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter Bündel aus Kettenfäden 21 ist ausgewählt worden, um innerhalb von 50 mm zu liegen, während die Effektivlänge der Kettenfäden 21 aus Elektroden, mit Ausnahme des Sockelabschnittes 21A, so ausgewählt ist, daß sie 3 mm oder darüber hinaus beträgt. Die Bündel aus Kettenfäden 21 sind elektrisch miteinander verbunden.

Der Einschußfaden 22 kann aus leitfähigem Garn aus Metallfasern, wie z.B. aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl ähnlich wie jenen der Kettenfäden, ferner aus Kupferfasern, Messingfasern usw., thermoplastischen Fasern, wie z.B. Polyvinylchlorid, Nylon oder dgl., oder aus Fasern bestehen, die im Wasser löslich sind. Wenn thermoplastische Fasern für Einschußfäden 22 verwendet werden, so können die letzteren an den Kettenfaden 21 durch Erhitzen und, falls erforderlich durch Andrücken mit Hilfe eines Schweißgerätes oder eines unter Erhitzung stattfindenden Verschweißungsvorganges befestigt werden. Auch können benachbarte Einschußfäden 22 auf ähnliche Weise durch Erhitzung verbunden bzw. befestigt werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die Einschußfäden 22 und die Kettenfäden 21 miteinander zu verbinden und ■ · aneinander zu befestigen.

- 13 -

153269 - 14 -

Wenn der Einschußfaden 22 aus einer wasserlöslichen Paser hergestellt ist, so kann er an den Kettenfaden 21 und einem anderen Einschußfaden 22 durch Auflösung mit Wasser befestigt werden. Der Einschußfaden 22 und der Kettenfaden 21 können selbstverständlich auch durch eine bekannte Maßnahme unter Verwendung eines Hartmittels miteinander verbunden werden.

Es ist auch ungeachtet dessen, ob die Einschußfäden 22 leitfähige Garne sind oder nicht, möglich, die beiden Seiten der Einschußfadengruppe 22 mit einem thermoplastischen Film 22B zu überziehen und Hitze und gegebenenfalls Druck mit Hilfe eines Schweißgerätes oder einer Maschine zur Wärmeverschweissung anzuwenden, um den thermoplastischen Film 22B zu schmelzen und somit den Einschußfaden 22 an den Kettenfaden

21 bzw. an einen anderen Einschußfaden 22 durch Verschweißen zu befestigen.

Die in Fig. 7 gezeigte Vorrichtung zur Entladung der statischen Elektrizität kann einen Tragrahmen aufweisen, welcher an einer oder an beiden Seiten der Gruppe aus Einschußfäden

22 vorgesehen ist. Dieser Tragrahmen kann jenem, der bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten ersten Ausführungsform verwendet wurde, ähnlich sein, wobei zur Aufrechterhaltung der Gestalt der Vorrichtung die Gruppe aus Einschußfäden 22 verstärkt werden kann, welche flexibel ist und somit die Gestalt oder Form der Vorrichtung durch sich selbst allein kaum aufrechterhalten kann.

Die in Fig. 7 gezeigte Vorrichtung kann eine gleichwertige Entladungswirkung gegenüber jener der ersten in den Fig. 1 ■ bis 3 gezeigten ersten Ausführungsform erzielen. Das Fallen der Stahlfasern aus rostfreiem Stahl wird darüber hinaus vermieden, da die Sockelenden der Kettenfäden, d.h. der

153269 - 15 -

Stahlfasern aus rostfreiem Stahl, an die Gruppe aus Einschußfäden 22 befestigt sind, welche darin eingewebt sind. Die Gruppe aus Einschußfäden 22 zeigt darüber hinaus eine ausreichende Elastizität, damit die Elektrode, welche aus den Kettenfäden besteht, der Oberfläche des geladenen Gegenstandes gleichmäßig folgen, und zwar sogar dann, wenn dieser Gegenstand eine gekrümmte Oberfläche hat, so daß eine hohe Wirksamkeit der Entladung der statischen Elektrizität ungeachtet der Form der Oberfläche des geladenen Gegenstandes gewährleistet werden kann.

Die Fig. 8 bis 9 beziehen sich auf das Verfahren zur Herstellung einer hochleistungsfähigen Vorrichtung gemäß Fig. 7 zur Entladung der statischen Elektrizität. Nach diesem Verfahren werden eine Anzahl von Kettenfäden 21, wovon jeder aus einem Bündel von 50 bis 1000 Stücken aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser in der Größenordnung zwischen 5 und 50/u besteht, parallel zueinander angeordnet. Dann wird eine Anzahl von Gruppen aus Einschußfäden 22 mit einer Breite oder Weite oder Ausdehnung von P- in die Kettenfäden in rechten Winkeln zu diesen intermittierend eingewebt, so daß ein Abstand von über 3 mm zwischen benachbarten Gruppen von Einschußfäden 22 gebildet wird. Daraufhin werden die Kettenfäden 21 und Einschußfäden 22 befestigt. Schließlich werden die Kettenfäden 21 an Bereichen 23 parallel zu einer Kante der Gruppen aus Einschußfäden 22 in der Nachbarschaft der letzteren abgeschnitten. In diesem Falle werden die Kettenfäden 21 aus einer Vielzahl von einzelnen durchgehenden Fasern gebildet, die in Form eines Bündels zusammengedrängt sind. Daher sind die Gruppen aus den Einschußfäden 22, welche im rechten Winkel zu den Kettenfäden 21 eingewebt werden können, ein Wert, der durch das Dividieren der Länge des Bündels des Kettenfadens 21 durch die Summe der Weite Po

- 15 -

153269 - 16 -

jeder Gruppe aus Einschußfäden 22 und den Abstand P₂ benachbarter Gruppen aus Einschußfäden 22, d.h. die Effektivlänge Q, des Kettenfadens 21 als Elektrode, erhalten wird.

Durch das Abschneiden der Bündel aus Kettenfäden 21 des Gewebes, das so aus den Kettenfäden 21 und den Einschußfäden· 22 an den Bereichen 23 parallel zu einer weitenweisen Kante 22A des Einschußfadens 22 in der Nachbarschaft dieser Kante 22A gewebt ist, ist es möglich, eine entsprechende Anzahl
von Elektrizitätsentladungsvorrichtungen bezüglich der Anzahl der Einschußgruppen 22, welche in das Gewebe eingewebt sind, herzustellen. Falls der Einschußfaden 22 leitfähig ist, so werden die Kettenfäden 21 durch den Einschußfaden 22
elektrisch miteinander verbunden. Falls der Einschußfaden nicht leitfähig ist, so werden die die Elektroden bildenden Kettenfäden 21 an ihren Sockelenden 21A durch Verbindungsstücke, wie z.B. leitungsfähige Drähte aus Kupfer oder dgl. oder ein Stück aus einem leitfähigen Kunststoff, verbunden. In dem ersteren Fall, d.h. dann, wenn die elektrische Verbindung zwischen den Kettenfäden unter Verwertung der Leitfähigkeit des Einschußfadens 22, der in den Sockelabschnitt 21A eingewebt ist, hergestellt ist, wird bevorzugt, daß das Haftmittel, das zum Verbinden des Einschußfadens 22 und des Kettenfadens 21 verwendet wird, elektrische Leitfähigkeit
besitzt.

Gemäß diesem Verfahren ist es möglich, eine Vielzahl von
Vorrichtungen zur Entladung der statischen Elektrizität herzustellen, indem ein Tuch oder Gewebe durch Wählen von Gruppen von Einschußfäden 22 intermittierend in eine Vielzahl von
Bündeln aus langen Kettenfäden 21 gebildet wird und in
dem die Kettenfäden 21 an den Bereichen 23 parallel zu einer Seitenkante 22A der Einschußfäden 22 in der Nachbarschaft

- 16 _

153269 - 17 -

der Seitenkante 22A abgeschnitten werden.

Fig. 4 bis 6 zeigen eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, bei welcher jede Elektrode eine größere Ausdehnung an zumindest ihrem freien Ende hat. Bei dieser Ausführungsform werden eine Vielzahl von Elektroden 11, wovon jede aus einem Bündel von 50 bis 1000 Stücken aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl bestehen und einen Durchmesser von 5 bis 50 η hat, an ihren Sockelenden HA an einem Tragrahmen 12 befestigt und in rechtem Winkel zu diesem verlaufen. Bei jeder Elektrode 11 divergieren die Stahlfasern aus rostfreiem Stahl zumindest am freien Ende HC der Elektrode in Form eines Besens. Das freie Ende HC der Elektrode 11 hat somit eine Ausdehnung, welche größer ist als jene am Sockelabschnitt HA der Elektrode. Der Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter Elektroden liegt innerhalb von 5o mm, während die Effektivlänge jeder Elektrode einschließlich des freien Endes HC und des Mittelabschnittes HB größer als 3 mm ist. Die Elektroden H sind miteinander elektrisch verbunden. Es erübrigt sich zu sagen, daß die Elektroden der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beseitigung der statischen Elektrizität nach Fig. 7 dieselbe Form aufweisen können, wie die in den Fig. h bis 6gezeigt.

Die Elektrode, welche zumindest an ihrem freien Ende divergiert, kann gebildet werden, indem ein Bündel aus geradlinigen langen, durchgehenden Stahlfasern aus rostfreiem Stahl in einer geeigneten Länge abgeschnitten wird und die Fasern jedes Segmentes des Faserbündels nur an ihren freien Enden verformt werden, so daß sie von den benachbarten getrennt werden. Es ist auch möglich, diese Elektrode zu bilden, indem eine Vielzahl aus kurzen Stahlfasern aus rostfreiem Stahl gebündelt werden, welche im voraus in den erforderlichen

- 17 -

153269 - 18 -

Längen gebogen worden sind. Es ist ferner möglich, diese Elektrode .zu bilden, indem eine Verdrehung eines Bündels aus Stahldrähten aus rostfreiem Stahl erteilt wird, so daß die Anzahl η der Verdrehung pro Längeeinheit (cm) innerhalb des Bereiches von 0,1 η 3 fällt, wobei das Bündel in einer geeigneten Länge abgeschnitten wird, nachdem es an den Tragrahmen befestigt wurde.

Unter diesen Verfahren ist das am meisten bevorzugte das Verfahren, nach welchem das verdrehte Bündel aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl verwendet wird, da somit der langwierige Verfahrensschritt der Biegung eliminiert werden kann, wobei sich dann dies zur Massenherstellung eignet. Die Elektroden, die aus verdrehten Bündeln aus langen Stahlfasern aus rostfreiem Stahl gebildet sind, werden nämlich parallel zueinander mit einem Abstand von nicht mehr als 50 mm angeordnet, worauf eine Vielzahl von Tragrahmen an die verdrehten Bündel aus langen Stahldrähten aus rostfreiem Stahl befestigt oder eine Vielzahl von Gruppen aus Einschußfäden in dieselben eingewebt werden, so daß die Tragrahmen oder Gruppen aus Einschußfäden senkrecht zu den langen Stahlfasern aus rostfreiem Stahl angeordnet werden, welche die Bündel in einem Abstand von über 3 mm bilden, worauf die Bündel der Stahlfasern aus rostfreiem Stahl in gleichen Längen entlang einer Seitenkante jedes Tragrahmens oder der Einschußfäden derart abgeschnitten werden, so daß sämtliche abgeschnittenen Bündel aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl gleiche Länge besitzen. Da bzw. wenn die abgeschnittenen Bündel ruhig gelassen werden, wird das freie Ende jedes Bündels infolge der Bestverdrehung geöffnet, während das Sockelende, das an dem Tragrahmen oder den Kettenfaden befestigt ist, kompakt gehalten wird, so daß die Elektrode als ganzes die Form eines Besens einnimmt. Durch dieses Verfahren ist es möglich, die

- 18 -

153269 - 19 -

oben erwähnte Bauart der Elektrode mit hoher Wirksamkeit herzustellen.

Die Anzahl η der Verdrehungen pro Längeeinheit (cm) unterhalb 0,1' kann kein ausreichendes Ausweiten des freien Endes der Elektrode im Vergleich mit dem Sockelende der Elektrode ergeben. Im Gegenteil, die Anzahl η der Verdrehung über die Zahl 3 ergibt eine zu große Verdrehung, so daß die Enden der die Elektroden bildenden Stahlfasern aus rostfreiem Stahl gewunden oder geringelt werden, womit die Wirksamkeit des Abflusses der statischen Elektrizität ernsthaft beeinträchtigt wird.

Die Breite oder Weite oder Ausdehnung der Elektrode 11 kann nur an ihrem freien Ende HC vergrößert werden, während der Mittelbereich HB eine Weite oder Ausdehnung hat, welche jener des Sockelendes HA gemäß Fig. h hat, oder aber kann sie über den mittleren und freien Endabschnitten HB, HC graduell vergrößert werden.

Die in den Fig. k bis 6 gezeigte Vorrichtung zum Ableiten der statischen Elektrizität ergibt eine Wirkung, welche jener gleichwertig ist, die durch die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Vorrichtung gewährleistet wird. Da darüber hinaus die Stahlfasern der Elektrode aus rostfreiem Stahl an ihren freien Enden zur Erzielung einer besenartigen Form geöffnet sind, werden die freien Enden der Stahlfasern aus rostfreiem Stahl gleichmäßig verteilt, wenn die Elektroden 1 der Vorrichtung in Berührung oder in nächster Nähe mit dem geladenen Gegenstand M verwendet werden, um gute ungleichmäßige elektrische Felder zu bilden. Gleichzeitig wird infolge der Tatsache, daß der Bereich der Berührung zwischen dem Elektrodenende und dem geladenen Gegenstand vergrößert wird, eine gute Ableitung der statischen Elektrizität sogar auch mit einer herabgesetzten Anzahl von Elektroden erzielt.

Ende der Beschreibung.

- 19 -

Claims

Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität und Verfahren zur Herstellung derselben

Patentansprüche

fr

1/. Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität mit einem Tragrahmen,

gekennzeichnet durch eine Anzahl Elektroden (1), die an ihren Sockelenden am Tragrahmen (2) in rechten Winkeln zu diesem und in einem Abstand (P) von bis 50 mm voneinander befestigt sind, so daß ihre Effektivlänge 3 mm nicht unterschreitet, wobei jede Elektrode (1) aus einem Bündel aus 50 bis 1000 Stücken aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl besteht und jede Stahlfaser einen Durchmesser von 5 bis 50 ja aufweist, sowie durch Mittel (3) zur elektrischen Verbindung der Elektroden (1) miteinander.
2.

dadurch

Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität,

gekennze ichne t

daß Einschußfäden

153269 -Z-

(22) nur in die Sockelteile der Elektroden (1) gewebt sind, welche jeweils aus einem Bündel aus 50 bis 1000 Stücken aus Stahldrähten aus rostfreiem Stahl bestehen, wobei jeder Stahldraht einen Durchmesser von 5 "bis 50 μ aufweist und der Abstand (P) voneinander bis 50 mm beträgt, so daß die Effektivlänge der Elektroden (1) 3 mm nicht unterschreitet, und daß die Einschußfäden (22) an den Sockelteilen der Elektroden (1) an den Stellen gegenseitigen Kontaktes zwischen den Elektroden (1) befestigt sind, wobei die Elektroden (1) elektrisch (3) miteinander verbunden
3. Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet , daß jede Elektrode (1) an ihrem freien Ende eine größere Ausdehnung hat als an ihrem Sockelende.
4. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität,

dadurch gekennzeichnet , daß eine Anzahl Elektroden gebildet wird, wovon jede aus einem Bündel aus 50 bis 1000 Stücken aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl besteht, wobei jede Faser einen Durchmesser von 5 t>is 50 p. aufweist und jedes Bündel derart verdrillt ist, daß die Anzahl η der Verdrillungen innerhalb der Größenordnung von 0,1 s η s 3 liegt, daß die Elektroden jeweils an ihren Sockelenden an einen Tragrahmen im rechten Winkel zu diesem derart befestigt werden, daß der Abstand der Elektroden voneinander innerhalb von 50 mm liegt und die Effektivlänge jeder Elektrode 3 ^mm nicht unterschreitet, und daß die Verdrillung der Bündel gelöst wird, um eine Ausdehnung jeder Elektrode an ihrem freien Ende zu erzielen, die größer ist

153269 - 3 -

als jene am befestigten Sockelende der Elektrode.
5. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität,

dadurch gekennzeichnet , daß eine Anzahl Kettenfäden parallel zueinander angeordnet werden, wobei jeder Kettenfaden aus einem Bündel aus 50 bis 1000 Stücken aus Stahlfasern aus rostfreiem Stahl besteht und jede Stahlfaser einen Durchmesser von 5 bis 50/u aufweist, daß eine Anzahl Gruppen aus Einschußfäden in diese Kettenfäden in rechten Winkeln zu diesen gewebt werden, so daß der Abstand zwischen benachbarten Gruppen aus Einschußfäden 3 mm nicht unterschreitet, daß die Einschußfäden und die Kettenfäden an ihren Berührungsstellen befestigt werden, und daß die Kettenfäden in den Bereichen der nächsten Nähe einer Seitenkante der Einschußfadengruppe abgeschnitten werden, so daß die abgeschnittenen Kettenfäden gleiche Länge aufweisen.
6. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Kettenfäden und Einschußfäden aneinander befestigt werden, indem die beiden Oberflächen der in die Kettenfäden gewebten Einschußgruppen mittels thermoplastischer Filme festgeklemmt und dann diese thermoplastischen Filme erhitzt und geschmolzen werden.
7. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung zur Entladung statischer Elektrizität nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Einschußfaden aus leitfähigem Garn besteht.