DE3621599C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/16—Flocking otherwise than by spraying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C19/00—Apparatus specially adapted for applying particulate materials to surfaces
- B05C19/001—Flocking
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verteilen kurzen
Fasermaterials auf einer sich waagerecht bewegenden Bahn, bei
welchem desintegriertes kurzes Fasermaterial in einen Trichter,
der eine hohle Kammer aufweist, die über der sich bewegenden
Bahn angeordnet ist, geführt und aus einer Faserabgabeöffnung
am unteren Teil des Trichters durch ein Maschensieb hindurch
auf die sich bewegende Bahn aufgebracht wird.
Beispielsweise kann eine Harzbahn, auf deren Flä
che leitende Fasern gleichmäßig verteilt sind und die hergestellt
worden ist unter Verwendung einer Harzbahn als ein
Beispiel des Bahnmaterials und leitenden Fasern als ein Beispiel
des Fasermaterials, zu einer elektromagnetische Wellen
abschirmenden Bahn, einem solchen Blatt oder einer solchen
Platte, oder zu einem leitenden Formmaterial gebildet werden,
indem die Fasern an der Oberfläche in der Harzmatrix des
Bahnmaterials fixiert werden, während die Harzbahn bewegt
wird.
Zum Einlagern von Fasermaterial in ein Harzmaterial
bei der Herstellung von dem oben genannten leitenden
Folienmaterial oder leitenden aus synthetischem Harz ge
formten Material als elektronische Materialien, was als
ein Beispiel der Anwendung der vorliegenden Erfindung er
läutert wird, sind allgemein die nachstehend angegebenen
Verfahren oder Arbeitsweisen bekannt:
- (1) Ein Verfahren, bei welchem leitende Fasern mit geschmolzenem thermoplastischen synthetischen Harz ge mischt werden und das Gemisch mittels eines Extruders zu einer Bahn, einer Folie o. dgl. geformt wird.
- (2) Ein Verfahren, bei welchem leitende Fasern mit Fasern aus thermoplastischem synthetischen Harz (poly olefinische synthetische Pulpe) und/oder mit Pflanzenfasern (Holzpulpe) in einem Dispersionsmedium (in einem Naßsystem) gemischt werden. Das Gemisch wird einem Papierherstellungs verfahren unterworfen, um ein Mischpapier zu bilden. Das Papier wird dann getrocknet und heißgepreßt, um eine elektrisch leitende Folie oder eine solche Bahn zu erzeugen (japanische offengelegte Patentanmeldungen Nr. 26 597/1984 und 2 13 730/1984 und japanische Patentanmeldung Nr. 2 39 561/1984).
- (3) Ein Verfahren, bei welchem ein gewebter Stoff, beispielsweise aus leitenden Fasern, auf einer thermoplasti schen synthetischen Harzfolie oder einer solchen Harzbahn angeordnet und heißgepreßt wird, um eine Folie oder eine Bahn zu erzeugen.
- (4) Ein Verfahren, bei welchem leitende Fasern auf eine Bahn aus thermoplastischem Harz fallengelassen und ver teilt werden, die erzeugt ist durch das Extrudieren einer Schmelze, während die leitenden Fasern zu kurzen Faserstücken geschnitten und einem Heißpressen unterworfen werden bei einer Temperatur, die höher als der Erweichungspunkt des thermo plastischen Harzes ist (offengelegte japanische Patentan meldung Nr. 2 17 345/1983).
- (5) Ein Verfahren, bei welchem kurze Fasern durch Saugwirkung auf einer sich kontinuierlich bewegenden gasdurchlässigen Bahn angelagert werden, während die kurzen Fasern desintegriert bzw. verteilt werden unter Verwendung von Druckluft (offengelegte japanische Patentanmeldungen Nr. 49 928/1984 und 49 929/1984.
Jedoch bestehen bei den oben genannten Verfahren
jeweils die nachstehend erläuterten Probleme.
Bei dem Verfahren (1) erfolgt das Auftrennen oder
Verteilen der Fasern während des Mischens des thermoplasti
schen synthetischen Harzes mit den leitenden Fasern, und
weiterhin wird die Ausrichtung der Fasern hervorgerufen durch
die Schmelzextrusion, was zu einer Schwierigkeit führt beim
Bilden einer gleichmäßigen Folie oder einer gleichmäßigen
Bahn, welche die gewünschte Leitfähigkeit hat.
Bei dem Verfahren (2) wird für das Trocknen des
nassen Mischpapiers außerordentlich viel Energie verbraucht,
und es ergibt sich eine Ungleichmäßigkeit der Dicke während
der Papierherstellung mit dem Faktor 4 bis 5, so daß es dem
gemäß nicht einfach ist, eine gleichmäßige Folie herzustellen.
Bei dem Verfahren (3) führt die Verwendung des ge
webten Stoffes dazu, daß leitende Fasern in einer Menge ver
wendet werden, die größer ist, als sie eigentlich erforderlich
ist, so daß dieses Verfahren unwirtschaftlich ist.
Bei dem Verfahren (4) werden die kurzen Faser
stücke herabfallen gelassen und verteilt, jedoch können so
gar geschnittene Fasern während des Herabfallens sich mit
einander verwirren, so daß sich erneut Faserbündel ergeben,
wodurch eine gleichmäßige Verteilung der Fasern auf der Harz
bahn nicht gewährleistet ist. Andererseits ist die Ungleich
mäßigkeit der Verteilung dann nicht bemerkenswert, wenn die
Menge leitender Fasern je Flächeneinheit (Menge der verteil
ten Fasern) in der leitenden Bahn größer ist. Da es jedoch
erwünscht ist, daß die erzeugte Bahn durchsichtig ist, wenn
sie als Packpapier verwendet wird, damit der Inhalt durch die
Bahn hindurch sichtbar ist, sollte die Fasermenge je Flächen
einheit derart gesteuert werden, daß sie geringer als 300 bis
400 g/m2 oder weniger beträgt. In einem solchen Fall ist hin
sichtlich des Problems der bemerkenswerten Ungleichmäßigkeit
der Verteilung nichts gelöst. Insbesondere ist beim Herstellen
einer breiteren zusammengesetzten Harzbahn eine gleichmäßige
Verteilung von in kleinerer Menge vorliegenden Fasern ein
wichtiges Erfordernis.
Bei dem Verfahren (5) ist nicht nur die Faserver
teilungsfläche, auf welcher die Fasern verteilt werden, auf
diejenige Fläche begrenzt, die von einer gasdurchlässigen
Bahn dargeboten wird, die es ermöglicht, Luft als ein Medium
zum Disintegrieren und Verteilen der Fasern zu verwenden, wo
bei die Luft durch die gasdurchlässige Bahn hindurch geht,
während sie die Fasern auf dieser Bahn verteilt beläßt, sondern
es sind auch hohe Kosten erforderlich für die Behandlung von
Staub, der bei dem Verfahren erzeugt wird, so daß dieses Ver
fahren nicht als ein wirtschaftliches Verfahren angesehen
werden kann.
Es ist auch ein Verfahren der einleitend genannten
Art bekannt ("Fachorgan für Textilveredelung"
(SVF-Fachorgan) 1974, S. 74-77) bekannt. Bei diesem bekannten
Verfahren werden Faserstaub oder sehr kurze Flocken
aus einem Trichter über ein am Unterende des Trichters
angeordnetes Maschensieb direkt auf die sich bewegende
Bahn herabfallen gelassen, wobei die Bahn mittels Sechskantrollen
eine vertikale Schwingbewegung verliehen wird.
Bei diesem Verfahren kann eine gleichmäßige Verteilung des
Faserstaubs bzw. der kurzen Flocken über die Bahn jedenfalls
dann nicht erwartet werden, wenn die aufzubringende
Fasermenge oder Flockenmenge besonders klein ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum
Verteilen kurzen Fasermaterials auf einer sich waagerecht
bewegenden Bahn derart auszuführen, daß auch bei vergleichsweise
kleinen Fasermengen eine gleichmäßige Verteilung über
die Breite der Bahn erhalten wird.
Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einem
Verfahren der einleitend genannten Art, gemäß der Erfindung
dadurch, daß das desintegrierte kurze Fasermaterial durch
die Faserabgabeöffnung abgegeben wird, die im unteren Teil
der Seitenwand gebildet ist, die in die Bewegungsrichtung
der Bahn gewandt ist, und das Maschensieb unabhängig von
dem Trichter in einer Richtung rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung
der Bahn waagerecht schwingen gelassen wird,
wobei das Maschensieb sich von einer Stelle unter dem
Trichter in der Bewegungsrichtung der Bahn waagerecht nach
vorne erstreckt mit einem vorbestimmten Abstand von der
sich bewegenden Bahn, und wobei das Maschensieb eine
Breite, die gleich oder größer als die Breite der sich bewegenden
Bahn ist, sowie Trennwände hat, die über dem
Maschensieb angeordnet sind.
Bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird eine gleichmäßige Verteilung des Fasermaterials selbst
in einem Fall erhalten, wenn kurzes Fasermaterial, beispielsweise
mit einer Faserlänge von 2 bis 20 mm, in einer kleinen
Menge von etwa 0,1 g/m² aufgebracht wird bei einer Bahngeschwindigkeit
von 30 m/min oder weniger, wie es beispielsweise
erforderlich ist, wenn das herzustellende Erzeugnis
durchsichtig sein soll, was wiederum beispielsweise für eine
elektrisch leitende Folie für Verpackungszwecke gefordert
wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung,
insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß der
Erfindung, zum Verteilen kurzen Fasermaterials auf einer
sich waagerecht bewegenden Bahn, mit einem Trichter, der
eine hohle Kammer, die über der sich bewegenden Bahn angeordnet
ist, und eine Faserabgabeöffnung an seinem unteren
Teil aufweist, und mit einem Maschensieb, durch welches hindurch
das kurze Fasermaterial aus dem Trichter auf die sich
bewegende Bahn aufgebracht wird, wobei das Maschensieb eine
Breite hat, die gleich oder größer als die Breite der sich
bewegenden Bahn ist. Gemäß der Erfindung ist eine solche
Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Faserabgabeöffnung
des Trichters am unteren Teil derjenigen Seitenwand
gebildet ist, die in Bewegungsrichtung der Bahn gewandt
ist, das Maschensieb sich von einer Stelle unter
dem Trichter in Bewegungsrichtung der Bahn nach vorne erstreckt,
sich in einem vorbestimmten Abstand von der sich
bewegenden Bahn befindet und waagerecht in einer Richtung
rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Bahn schwingbar
ist, und daß das Maschensieb eine Mehrzahl von Trennwänden
aufweist, die über ihm parallel zur Bewegungsrichtung der
Bahn vorgesehen sind.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Nachstehend wird der technische Hintergrund der
vorliegenden Erfindung kurz erläutert.
Viele Faktoren haben einen Anteil bei Trockensystemverteilung
von Fasermaterial. Beispielsweise wird ein
Maschensieb, wie es bei der Erfindung verwendet wird, typisch
aus einem Drahtgitter oder Drahtnetz gebildet, und es ist mit
einem Faserverteilungskasten versehen, der Seitenwände auf
den gegenüberliegenden Seiten in Richtung der Schwingungen
des Siebes hat sowie an der Vorderseite und der Hinterseite
in Richtung der Bewegung der Bahn. Die Menge an Fasern, die
von dem Faserverteilungskasten verteilt wird, steht in direk
tem Zusammenhang zu der Fasermenge je Flächeneinheit, die auf
die Bahn gebracht ist. Wenn beispielsweise alle verteilten
Fasern gleichmäßig auf die sich bewegende Harzbahn fallenge
lassen werden, kann das Verhältnis zwischen der Menge je
Flächeneinheit und der Menge an verteilten Fasern durch eine
Gleichung dargestellt werden:
[Menge je Flächeneinheit an auf der Bahn verteil
ten Fasern (g/m2)]
= [Verteilungsrate (g/m2 · min)] × [(Flä che des Drahtgitters zur Faserverteilung)
- (Amplitudenbereich des Drahtgitters für Faserverteilung (m2)] / [Bewegungsge schwindigkeit der Bahn (m/min) × Breite der Bahn (m)].
= [Verteilungsrate (g/m2 · min)] × [(Flä che des Drahtgitters zur Faserverteilung)
- (Amplitudenbereich des Drahtgitters für Faserverteilung (m2)] / [Bewegungsge schwindigkeit der Bahn (m/min) × Breite der Bahn (m)].
Wenn somit lediglich die verteilte Fasermenge be
trachtet wird, hat eine außerordentlich große Anzahl von Fak
toren Anteil auf die Verteilungsrate, wie beispielsweise die
Größe der Öffnungen und das Webmuster des Drahtgitters bzw.
des Drahtsiebes, die Schwingungsbedingungen, die an einen
Faserverteilungskasten angelegt werden einschließlich der
Frequenz, der Amplitude und der Neigung des Drahtgitters,
sowie spezifische Charakteristiken, die sich aus der Quali
tät der Fasern ergeben, beispielsweise die Erzeugung von
flockigen Gebilden als Folge der Bewegung der Fasern auf dem
Drahtgitter.
Hinsichtlich der je Flächeneinheit in der zusam
mengesetzten Harzbahn fixierten Fasermenge, die erhalten ist
durch Verteilung und Herabfallen von Fasern von dem Draht
gitter, um auf der Bahn angeordnet zu werden, und nach einem
Fixieren unter Erhitzen, sind die Fläche des Drahtgitters,
bestimmt durch das Abziehen einer Fläche entsprechend der
Amplitude, und die Verteilungsrate als relevante Faktoren
zu berücksichtigen sowie auch die Bewegungsgeschwindigkeit
und die Breite der Bahn im Verhältnis zu der Abschnittsbe
wegungsgeschwindigkeit der Bahn.
Weiterhin umfassen die Faktoren, die in Beziehung
zur gleichmäßigen Verteilung der Fasern stehen: (1) die Rich
tung der Schwingung des Faserverteilungskastens mit Bezug auf
die Bewegungsrichtung der Bahn, (2) die Länge eines
Annäherungs-Bewegungsabschnitts, wo die Dicke
der Faserschicht auf dem Drahtgitter, d.h. die Dicke der Fa
serschicht auf dem Drahtgitter, bevor die Verteilung begonnen
wird, gleichmäßig gemacht sein muß entsprechend (3) der Höhe
des Austritts der Trichtereinrichtung zum gleichmäßigen Ab
geben der Fasern aus dem Austritt des Trichters über die
gesamte Trichteröffnung, und (4) Mittel zum Minimieren der
Erzeugung von flockigen Gebilden, die sich aus der Bewegung
der Fasern an dem Verteilungskasten ergeben.
Es sind verschiedene Versuche gemacht worden
in Beziehung zu den oben genannten Faktoren, und es ist u.a.
gefunden worden, daß die Kombination eines seitlichen Schwin
gungssiebes, welches unter dem Fasertrichter im wesentlichen
in Berührung mit diesem (d.h. in einer Anordnung, bei welcher
ein freies Fallen der Fasern im wesentlichen vermieden ist)
angeordnet ist, und einer Unterteilungswand oder Trennwand
wirksam ist, um flockige Gebilde zu verhindern und gleich
mäßige Verteilung der Fasern zu gewährleisten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung
beispielsweise erläutert.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß
Fig. 1;
Fig. 3 bis 5 sind jeweils um den Faktor 3 ver
größerte Fotografien, welche das Muster von Kohlenstoffasern
zeigen, die auf einer Harzbahn verteilt sind, während ver
schiedene Abstände H (mm) angewendet werden für das Herabfal
len von gesiebten Fasern von dem siebenden Drahtgitter eines
Faserverteilungskastens zu der Harzbahn gemäß Beispiel 4,
welches später erläutert wird;
Fig. 6 bis 8 sind jeweils mit einem Faktor 2 ver
größerte Fotografien, welche ein Muster von Polyamidfasern
darstellen, die auf einer Harzbahn bei verschiedenen Herab
fallabständen gemäß Beispiel 5 verteilt worden sind, welches
nachstehend erläutert wird.
Fasermaterialien, die verwendet werden können,
umfassen kurze Einkomponentenfasern, ausgewählt aus anorga
nischen Fasern, wie Metall-, Kohlenstoff- und Glasfasern,
oder aus organischen Polymerfasern, wie beispielsweise Kunst
stoffasern. Der Ausdruck "kurze Fasern", wie er hier ver
wendet wird, bezeichnet Fasern mit einer Länge derart, daß
ein Verwirren von Fasern, welches vom Standpunkt des Ver
fahrens aus problematisch ist, unter den Arbeitsbedingungen
gemäß der Erfindung nicht leicht auftritt. Die Länge der
kurzen Fasern hängt von der Art der verwendeten Fasern ab,
und insbesondere sind Fasern, die bevorzugt verwendet
werden, solche, die einen Durchmesser von 5 bis 30 µm (5 bis
30 Mikron) und eine Länge von etwa 2 bis 20 mm haben, wobei
die Fasern so gesteuert sind, daß sie eine spezielle durch
schnittliche Länge haben.
Materialien für die Bahn, die bei der vorliegenden
Erfindung verwendet werden soll, können beispielsweise Me
talle oder anorganische Materialien sein, auf die ein Kleb
mittel aufgebracht ist, und hinsichtlich dieser Materialien
besteht keine besondere Beschränkung. Jedoch wird die Ver
wendung von Harzbahnen bevorzugt, wenn das Erzeug
nis als Verpackungsmaterial oder als Formmaterial verwendet
werden soll. Die Harzbahnen können ein Material in Form einer
Bahn umfassen, welches synthetisches Harz aufweist, an wel
chem oder in welchem kurze Fasern, die auf dem Harz verteilt
sind, durch Haftung mittels Wärmeschmelzung oder Wärmehärtung
fixiert werden können. Demgemäß können irgendwelche thermo
plastische oder wärmehärtende Harze verwendet werden als
ein synthetisches Harz, welches für diesen Zweck verwendet
werden soll.
Die Erfindung wird nunmehr nachstehend mit Bezug
auf die Zeichnung beschrieben, wobei ein Beispiel für das
Verteilen von leitenden Fasern beschrieben wird als eine Vor
stufe für die Erzeugung einer elektrisch leitenden Folie
(leitende Fasern - zusammengesetzte Harzbahn), indem leitende
Fasern auf eine Harzbahn verteilt und die Fasern an der Bahn
durch Heißpressen festgelegt werden. Die nachfolgende Be
schreibung ist hauptsächlich gerichtet auf einen Fall der
Verwendung von kurzen Kohlenstoffasern mit einem mittleren
Durchmesser von 14,5 µm und einer mittleren Länge von 3 mm.
Die Kohlenstoffasern können mit einem Rest von 6 bis 7 Gew.%
mittels eines Standardsiebes einer Maschen- oder Öffnungs
weite von 2 mm und mit einem Rest von 2 bis 3 Gew.% mittels
eines Standardsiebes einer Maschen- oder Öffnungsweite von
4 mm gesiebt werden. Weiterhin wird ein Polyäthylenfilm
einer Dicke von 20 bis 100 µm als Harzbahn verwendet.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht des Aufbaus einer
Vorrichtung gemäß der Erfindung. Gemäß Fig. 1 ist ein Faser
aufnahmeauftrichter 1 vorgesehen, in welchem desintegriertes
kurzes Fasermaterial gelagert ist, so daß abgescherte kurze
Fasern als Rohmaterialzufuhr über einen oberen Teil des
Trichters 1 in diesen gebracht werden. Der Trichter ist vor
zugsweise bzw. vorteilhaft in Form eines rechteckigen Rohres
oder einer solchen Kammer gebildet, um die Erzeugung von
flockigen Gebilden während der Lagerung in ihm zu verringern,
und um eine Faserabgabeöffnung zu schaffen, die es ermög
licht, Fasern auf einer Breite gleich oder größer als die
Breite der Harzbahn abzugeben, auf welcher die Fasern ver
teilt werden sollen. Die Abgabeöffnung ist am unteren Teil
des Trichters 1 vorgesehen und sie umfaßt einen Schieber 2
zum gesteuerten Zuführen der kurzen Fasern auf ein Ver
teilungsdrahtgitter oder Verteilungsdrahtsieb 4 in einem
Faserverteilungskasten 3. Für den Zweck des gleichmäßigen
Verteilens der Fasern auf der Harzbahn über deren Gesamt
breite ist die Breite der Abgabeöffnung vorzugsweise gleich
oder größer als die Beite der sich bewegenden Harzbahn,
auf der die Fasern verteilt werden. Die Höhe der Abgabe
öffnung wird eingestellt durch senkrechte Verschiebung
des Schiebers 2, so daß die kurzen Fasern in dem Trichter 1
im wesentlichen gleichmäßig über die Größe der Abgabeöffnung
abgegeben werden können in Verbindung mit der Herauszieh
wirkung durch die Schwingung von Trennwänden, die in dem
Verteilungskasten 3 vorgesehen sind. Wenn die Höhe des
Trichteraustritts 65 bis 70 mm beträgt für Kohlenstoffasern
einer mittleren Länge von 3 mm, werden die Fasern
im wesentlichen gleichmäßig über die gesamte Öffnung abge
geben, wobei eine Höhe, die 70 mm überschreitet, entweder
zu ungleichmäßiger Abgabe oder dazu führen kann, daß die
Abgabe nicht möglich ist. Wenn die Abgabemenge zu klein ist,
können sich die Fasern in dem Verteilungskasten 3 in einer
Richtung rechtwinklig zu dem Fluß der Fasern bewegen als
Folge der waagerechten hin- und hergehenden Schwingung.
Damit erhöht sich die Erzeugung von flockigen Gebilden,
und nur Anteile, die eine kurze Länge haben, können bequem
herabfallen, wodurch sich eine Sortierung oder Klassifizierung
der Fasern ergibt, jedoch keine gleichmäßige Verteilung.
Daher hat die Abgabemenge eine untere Grenze.
Der Abschnitt des Faserverteilungskasten 3 un
mittelbar unter dem Trichter 1 ist zu einem Boden gebildet,
der aus einer ebenen Platte geformt ist, um die kurzen Fasern
in dem Trichter 1 abzustützen. Die Länge des nachfolgenden
Annäherungs-Bewegungsabschnittes L₁, in welchem die vom
Trichter 1 abgegebenen kurzen Fasern auf der Bodenfläche
des Verteilungskastens 3 durch Schwingungen des Verteilungs
kastens 3 in einer gleichmäßigen Höhe gesammelt werden können,
ändert sich in Abhängigkeit von der vom Trichter 1 abgegebe
nen Fasermenge, und dementsprechend werden Öffnungen in dem
Drahtgitter 4 durch eine Gleitplatte 9 verschlossen, die
unter dem Drahtgitter 4 über einem gewissen Abschnitt der
Abgabeöffnung ist, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, um
eine geforderte Länge des Annäherungs-Bewegungsabschnittes L₁
zu gewährleisten. Die Länge des Verteilerkastens 3 ist so
bestimmt, daß ein erforderlicher Faserverteilungsabschnitt L₂
zusätzlich zu dem Abschnitt L₁ einstellbar vorgesehen ist.
Der Faserverteilungskasten 3 ist auf einem Gleit- oder Rollen
lager 5 abgestützt und wird in Querrichtung schwingen ge
lassen, und zwar in der Richtung rechtwinklig zu der Bewe
gungsrichtung der Bahn 14, und zwar durch die Übertragung
von Schwingbewegung auf den Verteilungskasten 3 über einen
Antriebsmotor 6 und eine Hin- und Her-Umwandlungseinrich
tung 7 unter Verwendung eines Nocken- und Hebelmechanismus
und eines Umkehrmechanismus.
Der Verteilungskasten 3 ist im wesentlichen
horizontal angeordnet, d.h. horizontal oder geringfügig
schräg nach unten in Richtung der Bewegung der Harzbahn 14.
Es ist zu bemerken, daß, selbst wenn der Verteilungskasten 3
nach unten geneigt ist, die Menge der verteilten Fasern und
die Gleichmäßigkeit der Verteilung nicht besonders verbessert
werden unter den Bedingungen der vorliegenden Erfindung im
Vergleich mit den Werten einer horizontalen Anordnung
des Verteilungskastens 3. Aus diesem Gesichtspunkt ist eine
horizontale Anordnung des Verteilungskastens 3, die bequem
erhalten werden kann, mehr bevorzugt.
Es wird bevorzugt, ein Drahtgitter (d.h. ein
Maschensieb) 4 auszuwählen, welches Öffnungen hat mit einer
Größe, die im wesentlichen gleich der mittleren Faserlänge
des zugeführten Fasermaterials ist, weil das Fasermaterial
dann mit der mittleren Faserlänge maximal verteilt werden
kann. Wenn die Größe der Öffnungen zu klein ist, können sich
die Fasern in dem Verteilungskasten 3 in einer Richtung recht
winklig zu dem Fluß der Fasern bewegen, und zwar als Folge
der Schwingung. Aus diesem Grunde erhöht sich die Erzeugung
von flockigen Gebilden u.dgl., und nur Faseranteile, die
eine kürzere Faserlänge haben, werden bevorzugt verteilt, um
eine Klassifizierung der Fasern hervorzurufen, was dazu führt,
daß kontinuierliche gleichmäßige Verteilung der Fasern un
möglich ist. Wenn die Größe der Öffnungen größer ist, können
die Fasern durch das Sieb auch in Form von Faserbündeln,
flockigen Gebilden o.dgl. hindurchgehen, was zu einem un
gleichmäßigen Verteilungsmuster auf der Folie führt. Es ist
jedoch zu bemerken, daß, selbst wenn die Öffnungen eine
Größe haben, die beträchtlich von der mittleren Faserlänge
abweicht, die Fasern gleichmäßig verteilt werden können
durch Verwendung eines mehrstufigen Maschensiebes.
Bevorzugte Bedingungen werden angestrebt durch
kontinuierliches Zuführen der Fasern in den Verteilungs
kasten 3 aus dem Trichter 1 unter Verwendung eines Maschen
siebes 4, welches Öffnungen einer solchen Größe hat, und
durch Ändern der Frequenz und der Amplitude der Schwingungen.
Als Ergebnis ist bestätigt worden, daß die Frequenz vorzugs
weise im Bereich von 200 bis 800 Zyklen je Minute und ins
besondere im Bereich von 300 bis 450 Zyklen je Minute lie
gen sollte, während die Amplitude vorzugsweise im Bereich
vom Drei- bis Zwanzigfachen und insbesondere vom Zehn- bis
Fünfzehnfachen der mittleren Faserlänge liegt. Die Menge an
verteilten Fasern ist proportional zu der Höhe der Frequenz
und/oder der Amplitude; wenn jedoch die Frequenz zu stark
erhöht wird, tritt bemerkenwertes Schweben der Fasern auf
dem Drahtsieb 4 auf, was zu einer erhöhten Schwankung der
verteilten Fasermenge führt. Mit einer Frequenz von niedriger
als 200 Zyklen je Minute wird die Menge an verteilten Fasern
zu klein, so daß Klassifizierung der Fasern hervorgerufen
wird als Folge des Unterschiedes der Faserlängen, wie es
oben beschrieben ist, so daß kontinuierliche gleichmäßige
Verteilung möglich wird. Wie oben beschrieben, wird eine
Amplitude ausgewählt, die das Drei- bis Zwanzigfache, und
vorzugsweise das Zehn- bis Fünfzehnfache der mittleren Faser
länge beträgt. Bei einer Amplitude, die kleiner als das
Dreifache der mittleren Faserlänge ist, besteht die Gefahr,
daß flockige Gebilde o.dgl. auftreten, und weiterhin wird
die Schwingung von den Fasern absorbiert, so daß eine träge
Bewegung der Fasern auf dem Sieb 4 stattfindet. Wenn anderer
seits die Amplitude den Wert des Zwanzigfachen der mittleren
Faserlänge überschreitet, ist die Bewegung der Kohlenstoffasern
auf dem Drahtsieb 4 nicht gleichmäßig, so daß Schwan
kungen der Menge an verteilten Fasern auftritt, was dazu
führt, daß gleichmäßige Verteilung nicht möglich ist. Insbe
sondere wird es bevorzugt, einen stabilen Bereich von Bedin
gungen auszuwählen, unter denen die Erzeugung von flockigen
Gebilden o.dgl. (pills) verringert wird und gleichmäßige Desinte
gration der Fasern auf dem Drahtsieb 4 bewirkt wird, und
zwar auf der Basis der Bedingungen für Frequenz und Ampli
tude gemäß den oben angegebenen Bereichen.
Eine Mehrzahl von Trennplatten 12 ist an der
Bodenfläche des Verteilungskastens 3 in einem geeigneten
Abstand voneinander parallel zur Fließrichtung der Fasern
fest angeordnet und diese Platten 12 wirken dahingehend,
die Fasern an der Abgabeöffnung des Trichters 1 heraus
zuziehen. Insbesondere bringen die Trennplatten 12 die nach
stehend angegebenen Wirkungen hervor:
- (1) Wenn beim Verteilen der Fasern auf einer breiten Bahn ein großer Kasten mit vergrößerter Breite ver wendet werden muß, ist eine Verformung oder ein Verbiegen der Bodenfläche des Verteilungskastens und demgemäß des Drahtsiebes für gleichmäßige Verteilung fatal, und durch die Trennplatten 12 wird die Bodenfläche des Verteilungs kastens 3 verstärkt.
- (2) Beim Schwingen des Verteilungskastens 3 schwingen auch die Trennplatten 12 mit und demgemäß dienen sie dazu, die Fasern aus dem unteren Teil des Trichters 1 herauszuziehen, so daß es möglich wird, ein Verstopfen der Fasern am Austritt des Trichters 1 zu verhindern.
- (3) Die Fasern können sich in Richtung der Schwin gung bewegen, die rechtwinklig zur Richtung der Vorbewegung der Fasern in dem Verteilungskasten 3 verläuft, und wenn dies möglich ist, können die Fasern auch rollen, so daß "Pills", d.h. flockige Gebilde erzeugt werden können, während durch die Schaffung der Trennplatten 12 Bewegung der Fasern in Richtung der Schwingung auf ein Minimum unterdrückt ist.
- (4) Lose zusammenhängende flockige Gebilde aus Fasern aus dem Verteilungskasten 3 werden durch Berührung mit den Trennplatten 12 aufgelöst bzw. zersetzt.
Es wird bevorzugt, daß die Trennplatten 12 einen
Abstand von 10 mm oder weniger, und insbesondere von 5 bis
6 mm, von der Bodenfläche des Verteilungskastens 3 und dem
gemäß von dem Drahtsieb 4 haben, weil durch einen
solchen Abstand Stagnierung der Bewegung der Fasern auf der
Bodenplatte verhindert werden kann. Es ist festgestellt
worden, daß es bevorzugt wird, daß der Abstand zwischen den
Trennplatten 30 bis 100 mm und die Höhe der Trennplatten 12
20 bis 50 mm betragen, und weiterhin wird eine Metallplatte
mit einer Dicke von 2 bis 5 mm als Trennplatte 12 verwendet.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Schwin
gung des Verteilungskastens in Richtung rechtwinklig zur
Bewegungsrichtung der Harzbahn 14 angelegt, d.h. recht
winklig zu der Richtung des Fließens der Fasern in dem
Verteilungskasten 3. Dies ist aus folgendem Grunde erwünscht.
Die Menge der verteilten Fasern wird erhöht im Vergleich zu
dem Fall, in welchem die Schwingung in der gleichen Richtung
wie das Fließen der Fasern erfolgt, und es wird auch gleich
mäßige Verteilung der Fasern erhalten, während gleichzeitig
die Erzeugung von flockigen Gebilden o.dgl. verringert wird.
Weiterhin ist auch der Desintegrationseffekt zwischen den
Trennplatten 12 gewährleistet, wie es oben beschrieben ist.
Wenn andererseits eine Schwingungsrichtung ge
wählt wird, wie es oben für die vorliegende Erfindung be
schrieben ist, muß beträchtlich starke Schwingung angelegt
werden, um die Fasern in dem Verteilungskasten 3 zu bewegen,
so daß eine niedrigere Grenze für die Frequenz besteht.
Die untere Grenze für die Frequenz steht in Beziehung zur
Amplitude, und es ist gefunden worden, daß die untere
Grenze 400 Zyklen je Minute für eine Amplitude von 10 mm
und 200 Zyklen je Minute für eine Amplitude von 50 mm beträgt.
Demgemäß ist gefunden worden, daß die untere Grenze für die
Frequenz in der Größenordnung von 200 Zyklen je Minute be
trägt, wie es oben beschrieben worden ist für Fasern einer
mittleren Faserlänge von 0,1 bis 9 mm.
Die Vorrichtung ist so gestaltet, daß die Fasern
kurz nach dem Austreten aus dem Trichter 1 vollständig über
die Abgabeöffnung des Trichters 1 durch die Schwingung der
Trennplatte 12 verteilt werden können, es wird jedoch noch
bevorzugt, einen Annäherungs-Bewegungsabschnitt L₁ oder
einen gewissen Abstand von der Faserabgabeöffnung vorzusehen
vor dem demjenigen Teil des Drahtsiebes 4, an welchem die
Verteilung begonnen wird, um eine Verteilung derart zu ge
währleisten, daß über der gesamten Breite des Verteilungs
kastens 2 eine Faserschicht gleichmäßiger Dicke gebildet
wird. Wie oben beschrieben, wird der Annäherungs-Bewegungs
abschnitt L₁ eingestellt durch Öffnen oder Schließen der
horizontalen Gleitplatte 9, die unter dem Drahtsieb 4 vor
gesehen ist.
Vorzugsweise ist der Abstand zwischen dem Draht
sieb 4 und der sich bewegenden Bahn 14 so kurz wie möglich
und er kann insbesondere maximal 100 mm oder weniger betragen.
Wenn der Abstand 100 mm übersteigt, kann eine gleichmäßigere
Verteilung erhalten werden im Vergleich zum Stand der Technik,
jedoch kann ein bestimmtes punktartiges Muster beobachtet
werden als Folge einer Bündelbildung der Fasern. Mit einem
Abstand von 10 bis 20 mm tritt eine Bündelbildung der Fasern
nicht auf und es kann eine besonders gleichmäßige Verteilung
gewährleistet werden. Vergrößerte Fotografien sind in den
Figuren als Beispiele von Verteilungsmustern dargestellt,
und beim Erhalten dieser vergrößerten Fotografien beim nach
stehend beschriebenen Beispiel 4 betrugen die Abstände für
das Herabfallen der Fasern 20 mm (Fig. 3), 100 mm (Fig. 4)
bzw. 150 mm (Fig. 5).
Der auf dem Drahtsieb 4 verbleibende Rest, der
flockenartige Gebilde, d.h. aus mehreren verwirrten oder ver
wickelten Fasern entstandene Gebilde, und die Fasern umfaßt,
die außerhalb der sich bewegenden Bahn 14 herabgefallen sind,
werden überführt und mittels eines Umlaufförderers 11 um
laufend gelassen. Eine Desintegrationseinrichtung 13 kann
auf dem Überführungsweg angeordnet werden, um flockenartige
Gebilde, die in den abgescherten oder geschnittenen kurzen
zugeführten Fasern enthalten sind, flockenartige Gebilde
o.dgl., die aus den in den kurzen Fasern enthaltenen langen
Fasern gebildet sind, oder flockenartige Gebilde zu zer
setzen oder aufzulösen, die während des Überführens und
während des Umlaufens erzeugt wurden, wodurch es ermöglicht
wird, die Fasern wiederholt zu verwenden. Die Desintegrations-
oder Auflösungseinrichtung 13 umfaßt zwei Zuführrollen, die
einen Schlupf verhindernde Mittel aufweisen wie beispiels
weise eine Nut oder eine Oberfläche, und eine Des
integrationsrolle hat eine Kratzeinrichtung, beispielsweise
einen genuteten Zahn oder einen Stift oder mehrere genutete
Zähne oder Stifte. Die Desintegrationsrolle, die gemäß
Fig. 1 unter den Zuführrollen angeordnet ist, wird mit einer
höheren Geschwindigkeit als die Zuführrollen gedreht, um
die Fasergebilde aus dem Spalt zwischen den Zuführrollen
herauszuziehen, wodurch diese flockigen Gebilde vollständig
aufgelöst werden.
Die Bahn 14, welche die Fasern trägt, die auf die
oben beschriebene Weise verteilt wurden, wird einem Fixieren
der Fasern in zweckentsprechender Weise unterworfen in Abhän
gigkeit von der Qualität der Bahn 14, und die auf diese
Weise behandelten Bahnen werden in betreffenden Anwendungen
benutzt. Wenn beispielsweise die Bahn 14 aus einem Harz
gebildet ist, wird ihre thermoplastische oder wärmehärtende
Eigenschaft dazu verwendet, die Fixierung der Faser durch
zuführen. Wenn die Bahn 14 aus einem Metall oder aus anor
ganischem Material gebildet ist, kann ein Klebemittel verwendet
werden, um die Fixierung der Fasern zu bewirken. Beispiels
weise kann für eine Kombination aus leitenden Fasern und
einer thermoplastischen Harzbahn Heißpressen ausgeführt
werden nach einem Verfahren, wie es in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 21 735/1983 beschrieben ist,
wenn ein Formmaterial erzeugt werden soll, oder mittels
eines Verfahrens gemäß der japanischen Patentanmeldung Nr.
2 36 772/84, wenn eine elektrisch leitende Folie erzeugt wer
den soll, die als Verpackungsmaterial geeignet ist. Eine
solche elektrisch leitende Folie wird verwendet als eine
Verpackungsfolie für elektrische Teile, eine staubdichte
Folie oder eine elektromagnetische Wellen abschirmende
Folie für eine elektronische Maschine. Zusätzlich kann ein
aus Fasern und Harz zusammengesetztes Formmaterial, welches
hergestellt wird durch Dispergieren oder Verteilen und
Fixieren von leitenden Fasern an einer Harzbahn, die aus
einem synthetischen Harz gemäß vorstehender Beschreibung
gebildet ist, wobei dann die erhaltene Bahn zerkleinert wird,
dazu verwendet werden, beispielsweise ein Formmaterial für
einen Raum eines Mikrocomputers zu erzeugen, um elektroma
gnetische Wellen abzuschirmen. Harzbahnen, die erhalten
sind durch Dispergieren und Verteilen und Fixieren von
verschiedenen kurzen Fasermaterialien auf einer zusammenge
setzten oder geschichteten Harzbahn, können ebensogut als
Wandpapiere bzw. Tapeten verwendet werden.
Andererseits können Harzbahnen mit elektrisch
isolierenden Fasern, wie Kunststoffasern und Glasfasern,
die an der Bahn verteilt oder dispergiert sind, verwendet
werden beispielsweise für die Produktion nicht nur von iso
lierenden Substraten für das Drücken von Leitern,
sondern auch für die Herstellungen von aus Fasern und Harz
bestehenden Bahnen für Schichtformung allgemein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Bei
spielen näher erläutert.
Kohlenstoffasern wurden auf einer Harzbahn verteilt
unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß den Fig. 1
und 2, wobei der Annäherungs-Bewegungsabschnitt L₁ eine
Länge von 150 mm oder mehr hatte, und der Verteilungsabschnitt
L₂ sich in seiner Länge zwischen 10 und 250 mm änderte.
Insbesondere wurden Kohlenstoffasern eines mitt
leren Durchmessers von 14,5 µm und einer mittleren Länge von
3 mm kontinuierlich auf eine Polyäthylenfolie verteilt, die
eine Breite von 400 mm hatte, wobei die Folie in einem Ge
schwindigkeitsbereich von 1 bis 20 m je Minute bewegt wurde.
Außerdem wurde ein Verteilungskasten verwendet mit einer Ver
teilungsbreite W (Fig. 2) von 500 mm.
Das Drahtsieb des Verteilungskastens war ein eben
gewebtes Drahtsieb aus rostfreiem Stahl mit einer Öffnungs-
oder Maschengröße von 3 mm, und der Verteilungskasten wurde
waagerecht angeordnet. Die Menge an verteilten Fasern und
die Gleichmäßigkeit der Verteilung (in Ausdrücken der Ab
weichung von der Menge verteilter Fasern) wurden bei einer
Frequenz von 370 Zyklen je Minute und einer Amplitude von
30 mm gemessen. Die Trennplatten hatten eine Dicke von 3 mm
und eine Höhe von 25 mm und sie waren in einem Abstand von
4 mm oberhalb des Drahtsiebes und mit einem Abstand vonein
ander von 75 mm angeordnet.
Die Menge der auf der erzeugten Harzfolie ver
teilten Fasern wurde gemessen unter Verwendung einer Probe
aus einem Folienstück, welches hergestellt wurde, indem auf
einer sich bewegenden Harzfolie ein beidseitig klebendes
Band befestigt wurde, bei welchem die Seitenlänge entspre
chend der Breite der sich bewegenden Harzfolie und die Seiten
länge in der Bewegungsrichtung der Harzfolie sich im Bereich
von 9 bis 30 mm änderten in Abhängigkeit von der verteilten
Fasermenge, wonach eine Verteilung und Fixierung der Fasern
auf dem Band erfolgten. Zehn Proben wurden für jeden Test
hergestellt unter denjenigen, die unter sich ändernden Meß
bedingungen ausgeführt wurden. Die zehn Proben, die auf diese
Weise hergestellt wurden, wurden weiter unterteilt und in
der Größe modifiziert zu rechteckigen Probenstücken einer
Seitenlänge von 3 bis 10 cm, in Abhängigkeit von der ver
teilten Fasermenge, und diese Probenstücke wurden als Test
proben verwendet, wobei sie entsprechend ihrer Lage auf der
sich bewegenden Harzfolie identifiziert wurden. Dies bedeu
tet, daß die Größe jeder Probenplatte geändert wurde in
Abhängigkeit von der verteilten Fasermenge, d.h. zu einem
Quadrat mit 3 cm Kantenlänge, wenn die Fasermenge groß war,
und zu einem Quadrat von 10 cm Kantenlänge, wenn die Faser
menge klein war. Dies wurde getan, weil die Empfindlichkeit
einer Balance, die für die Messung des Gewichtes verwendet
wurde, 0,1 mg betrug, und die Probengröße des Quadrats mit
10 cm Kantenlänge wurde angewendet, wenn die verteilte Faser
menge etwa 1 g/m2 oder weniger betrug. Der Gewichtsunter
schied eines Folienstückes mit dem Klebmittel an ihr vor
und nach der Verteilung der Fasern wurde gemessen, um die
Menge der verteilten Fasern zu bestimmen.
Die Mengen verteilter Fasern an den oben genannten
vielen Probenstücken wurden jeweils mit dem Durchschnitt von
ihnen verglichen, und die absoluten Unterschiede wurden als
Prozentsätze mit Bezug auf den durchschnittlichen Wert oder
Mittelwert ausgedrückt. Der Abweichungswert als ein Maß der
Gleichförmigkeit der Verteilung wurde als ein arithmetisches
Mittel der auf die beschriebene Weise erhaltenen Prozent
unterschiede dargestellt. Dies ist durch die nachstehende
Gleichung wiedergegeben:
worin n die Anzahl der gemessenen Beispiele wie
dergibt.
Die Ergebnisse der Messungen sind in der Tabelle 1
wiedergegeben. Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich, ist die
Menge an verteilten Fasern umgekehrt proportional zu der
Bewegungsgeschwindigkeit der Polyäthylenbahn (siehe Tests
Nr. 1 und 2) und proportional zu der Fläche des Drahtsiebes
(siehe Test 1 bis 6). Zusätzlich nimmt der Wert der Abwei
chung in Prozent allmählich ab, und die je Flächeneinheit
verteilte Fasermenge wird gleichmäßig, wenn die verteilte
Fasermenge zunimmt.
Die gleichen Kohlenstoffasern wie bei Beispiel 1
wurden auf die Fläche einer Harzfolie einer Breite von 400 mm
verteilt, wobei das gleiche zweiseitig klebende Band wie bei
Beispiel 1 an der Folie befestigt wurde, während die Folie
mit einer Geschwindigkeit von 10 m je Minute bewegt wurde.
Es wurde die gleiche Faserverteilungsvorrichtung verwendet,
wobei die Frequenz und die Amplitude des Verteilungskastens
und die Öffnungen in dem Drahtsieb an dem Verteilungskasten
geändert wurden.
Die Trennplatten im Verteilungskasten waren die
gleichen wie bei Beispiel 1. Ein eben gewebtes Drahtsieb
aus rostfreiem Stahl wurde verwendet, und der Siebabschnitt L 2
wurde auf einem konstanten Wert von 50 mm eingestellt.
Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2
wiedergegeben. Wie aus der Tabelle 2 ersichtlich, wird es für
die Öffnungen des Drahtsiebes bevorzugt, eine Größe zu haben,
die gleich oder größer als die Faserlänge ist. Wenn die Größe
der Öffnungen konstant ist und die Frequenz erhöht wird,
erhöht sich auch die Menge an verteilten Fasern. Wenn die
Größe der Öffnungen und die Frequenz konstant sind, erhöht
sich die Menge an verteilten Fasern auch, wenn die Amplitude
vergrößert wird.
Unter Verwendung der gleichen Faserverteilungs
vorrichtung, der gleichen sich bewegenden Polyäthylenfolie
und der gleichen Fasern wie bei Beispiel 1 wurden Fasern auf
die sich bewegende Polyäthylenfolie verteilt, und die Gleich
mäßigkeit der Verteilung wurde für eine bestimmte Menge an
verteilten Fasern (Menge je Flächeneinheit), eingestellt
unter Anwendung des Lichtdurchdringungsverfahrens zum Fest
stellen der verteilten Menge, ausgewertet, während die Fre
quenz und die Amplitude des Verteilungskastens und die Fläche
des Drahtsiebes eingestellt wurden mittels der Gleitplatte
unter dem Drahtsieb des Verteilungskastens.
Das im Verteilungskasten verwendete Drahtsieb
war das gleiche wie bei Beispiel 1, und die Bewegungsgeschwin
digkeit der Harzfolie betrug 10 m je Minute.
Die Ergebnisse der Messungen sind in der Tabelle 3
wiedergegeben, und es wurde, wie aus Tabelle 3 ersichtlich, ge
funden, daß die mit den Kohlenstoffasern zusammengesetzte
Polyäthylenfolie mit einer Fasermenge je Flächeneinheit in
einem weiteren Bereich von 1 bis 20 g/m2 erzeugt werden konnte
mit gleichmäßig an der Folie verteilten Fasern, und zwar
durch die Einstellung der Menge an verteilten Fasern durch
Verwendung der Mengenfeststelleinrichtung, die nach dem
Lichtdurchdringungsprinzip arbeitete.
Die gleichen Fasern wie bei Beispiel 1 wurden
auf einer sich bewegenden Polyäthylenfolie verteilt, und
die Muster der auf der Folie verteilten Fasern in Abhängig
keit von der Fallhöhe der Fasern zwischen dem Drahtsieb des
Verteilungskastens und der sich bewegenden Folie wurden
festgestellt.
Fig. 3 zeigt ein Faserverteilungsmuster bei
einer Fallhöhe von 20 mm.
Die Fig. 4 und 5 zeigen jeweils ein Faservertei
lungsmuster bei einer Fallhöhe von 100 mm bzw. 150 mm.
Wie aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich, wurde ein
maschenartiges gleichmäßiges Verteilungsmuster von kurzen
Fasern erhalten, wenn der Abstand, über den die Fasern von
dem Drahtsieb auf die Folie herabfielen (Fallhöhe), 100 mm
oder weniger betrug. Wenn die Fallhöhe 100 mm überstieg, ergab
sich eine Verwirrung zwischen den Fasern während des Herab
fallens in den Raum zwischen dem Drahtsieb des Verteilungs
kastens und der sich bewegenden Polyäthylenfolie, woraus sich
ein punktartiges Muster ergab und demgemäß eine gleichmäßige
Verteilung nicht erhalten wurde. Ein solches Muster ist in
Fig. 5 dargestellt, bei welchem die Fallhöhe der Fasern 150 mm
betrug.
Unter Verwendung der gleichen Faserverteilungs
vorrichtung wie bei Beispiel 1 wurden Polyamidfasern eines
mittleren Faserdurchmessers 30 µm und einer mittleren Faser
länge von 5 mm als kurzes Fasermaterial auf der Fläche
einer Polyäthylenfolie verteilt, die eine Breite von 400 mm
hatte und mit einem Klebstoff versehen war.
Es wurde gefunden, daß unter den Bedingungen,
unter denen gleichmäßige Verteilung gewährleistet war, eine
Frequenz von 250 Zyklen je Minute und eine Amplitude von 50 mm
zweckmäßig waren bei Verwendung eines eben oder plan gewebten
Drahtsiebes aus rostfreiem Stahl mit einer Öffnungsgröße von
4,5 mm. Die Folie wurde mit 10 m je Minute bewegt, und die Muster
der auf der Folie verteilten Polyamidfasern in Abhängigkeit
von der Fallhöhe der Fasern zwischen dem Drahtsieb des Ver
teilungskastens und der sie bewegenden Harzfolie wurden in
der gleichen Weise wie bei Beispiel 4 festgestellt. Die im
Verteilungskasten verwendeten Trennplatten waren die gleichen
wie bei Beispiel 1.
Die Fallhöhe der Fasern wurde von 50 mm bis 500 mm
geändert, um die Muster der verteilten Fasern auf der Folie
festzustellen. Die Ergebnisse zeigten, daß, wenn die Fallhöhe
der Fasern 200 mm oder weniger war, gleichmäßige Verteilung
gewährleistet war. Wenn jedoch die Fallhöhe 200 mm überschritt,
trat eine Verwirrung der Fasern auf, so daß gleichmäßige Ver
teilung verhindert war. In den Fig. 6, 7 und 8 sind Faser
verteilungsmuster dargestellt mit Fallhöhen der Fasern von
50, 200 bzw. 500 mm.
Aus den vorbeschriebenen Beispielen wird ersicht
lich, daß es bei Verwendung eines Verfahrens und einer Vor
richtung gemäß der Erfindung möglich ist, auf einer sich be
wegenden Bahn Fasern einfacher und gleichmäßiger zu verteilen,
die weder bequem verteilt noch gleichmäßig dispergiert wurden,
weil sie biegsam sind und das Bestreben haben, flockige Gebilde
o.dgl. zu bilden, so daß es möglich ist, mit geringeren Kosten
kontinuierlich elektrisch leitende Folie, Bahnen oder faser
verstärkte zusammengesetzte Formgegenstände herzustellen,
die als Verpackungsmaterialien und Formmaterialien verwendet
werden können. Insbesondere ist das Verfahren gemäß der Erfin
dung nützlich als ein Verfahren zum Herstellen eines dünnen
folienartigen oder filmartigen zusammengesetzten Funktions
materials, und zwar wegen der Möglichkeit, eine extrem
kleine Menge abgescherter oder geschnittener kurzer Fasern
dispergierend und gleichmäßig zu verteilen.
Claims (18)
1. Verfahren zum Verteilen kurzen Fasermaterials auf
einer sich waagerecht bewegenden Bahn, bei welchem desintegriertes
kurzes Fasermaterial in einen Trichter, der eine
hohle Kammer aufweist, die über der sich bewegenden Bahn
angeordnet ist, geführt und aus einer Faserabgabeöffnung am
unteren Teil des Trichters durch ein Maschensieb hindurch
auf die sich bewegende Bahn aufgebracht wird,
dadurch gekennzeichnet, das das desintegrierte
kurze Fasermaterial durch die Faserabgabeöffnung abgegeben
wird, die im unteren Teil der Seitenwand gebildet ist, die
in die Bewegungsrichtung der Bahn gewandt ist, und das
Maschensieb unabhängig von dem Trichter in einer Richtung
rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung der Bahn waagerecht
schwingen gelassen wird, wobei das Maschensieb sich von einer
Stelle unter dem Trichter in der Bewegungsrichtung der Bahn
waagerecht nach vorne erstreckt mit einem vorbestimmten Abstand
von der sich bewegenden Bahn, und wobei das Maschensieb eine
Breite, die gleich oder größer als die Breite der sich bewegenden
Bahn ist, sowie Trennwände hat, die über dem Maschensieb
angeordnet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der nach dem Schwingen auf dem Maschensieb verbleibende
Faserrest und die Fasern, die außerhalb der Breite der Bahn
herausgefallen sind, in den Trichter zurückgeführt werden,
wobei sie oberhalb des Trichters oder in einem oberen Teil
des Trichters desintegriert oder aufgelöst werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Fasermaterial mit einer Faserlänge von
etwa 2 bis 20 mm und einem Faserdurchmesser von etwa 3 bis
30 µm verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß als Fasermaterial elektrisch leitende
Fasern verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß als sich waagerecht bewegende Bahn eine
Harzbahn verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Maschensieb mit einer Frequenz von
200 bis 800 Zyklen je Minute und einer Amplitude schwingen
gelassen wird, die das 3- bis 20fache der Faserlänge beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bahn mit einer Geschwindigkeit von
30 m je Minute oder weniger bewegt wird.
8. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1, zum Verteilen kurzen Fasermaterials
auf einer sich waagerecht bewegenden Bahn, mit einem Trichter
(1), der eine hohle Kammer, die über der sich bewegenden
Bahn angeordnet ist, und eine Faserabgabeöffnung an seinem
unteren Teil aufweist, und mit einem Maschensieb (4), durch
welches hindurch das kurze Fasermaterial aus dem Trichter
auf die sich bewegende Bahn aufgebracht wird, wobei das
Maschensieb eine Breite hat, die gleich oder größer als die
Breite der sich bewegenden Bahn ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Faserabgabeöffnung
des Trichters (1) am unteren Teil derjenigen Seitenwand
gebildet ist, die in Bewegungsrichtung der Bahn (14)
gewandt ist, das Maschensieb (4) sich von einer Stelle
unter dem Trichter in Bewegungsrichtung der Bahn nach vorne
erstreckt, sich in einem vorbestimmten Abstand von der sich
bewegenden Bahn befindet und waagerecht in einer Richtung
rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Bahn schwingbar ist,
und daß das Maschensieb (4) eine Mehrzahl von Trennwänden (12)
aufweist, die über ihm parallel zur Bewegungsrichtung der
Bahn vorgesehen sind
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Faserabgabeöffnung des Trichters (1) eine Breite,
die gleich oder größer als die Breite der Bahn (14) ist,
aufweist und mit einem Schieber (2) versehen ist zum Einstellen
der Höhe der Faserabgabeöffnung.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum waagerechten Schwingen
des Maschensiebes (4) eine Schwingungserzeugungseinrichtung
ist, die einen Nocken/Lenker-Mechanismus und eine
Führungsrolle aufweist, die mit der Schwingungserzeugungs
einrichtung verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Maschensieb (4) einen im we
sentlichen geschlossenen Annäherungs-Bewegungsabschnitt (L₁),
der sich unter dem Trichter (1) erstreckt, und einen offenen
Siebabschnitt (L₂) aufweist, der sich in der Bewegungsrich
tung der Bahn (14) erstreckt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Annäherungs-
Bewegungsabschnittes (L₁), gemessen von der Faserabgabeöffnung
des Trichters (1) bis zum stromabseitigen Ende
dieses Abschnitts, das 0,5- bis 4fache der Höhe der Faserabgabeöffnung beträgt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Annäherungs-Bewegungsabschnitt (L₁)
geschaffen ist durch Schließen der Öffnungen in dem
Maschensieb (4) mittels einer Gleitplatte (9), die unter
dem Maschensieb angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das Maschensieb (4) als ein
Teil eines Schwingkastens (3) gebildet ist, der Seitenwände
aufweist, die an ihm an den gegenüberliegenden Seiten
in seiner Schwingungsrichtung angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Desintegrations- bzw.
Auflösungseinrichtung (13) vorgesehen ist, die zwei Zuführrollen,
die über dem Trichter (1) oder in einem oberen Teil
in dem Trichter angeordnet sind, und eine einzelne Desinte
grationsrolle aufweist, deren Drehgeschwindigkeit höher als
die der Zuführrollen ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Öffnungen in
dem Maschensieb (4) gleich der Faserlänge ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß die Höhe der Trennwände (12)
oberhalb des Maschensiebes (4) 20 bis 50 mm, der Abstand
zwischen benachbarten Trennwänden 35 bis 75 mm und der
Abstand zwischen dem Maschensieb und den Trennwänden
10 mm oder weniger beträgt.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke, über welche das
Fasermaterial nach dem Sieben auf die sich bewegende
Bahn (14) fällt, 100 mm oder weniger beträgt.
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