JP4496207B2 - フェルト針 - Google Patents

Description

本発明は、フェルト針に関する。

フェルト材料及びフリース材料の生産にフェルト針が使用されており、もつれた繊維のフリースを強化するよう、素早い手順を繰り返してフリース材料が打ち抜き加工される。この結果、フリース内の繊維が撚り合わせられて、フリースがさらに圧縮される。

基本的に、この目的に適したフェルト針が、特許文献１より公知である。この文献は、真っ直ぐな作動部分と螺旋形の作動部分とを有するフェルト針について開示している。作動部分は、真っ直ぐな中心軸に沿って延在し、三角形の又は正方形の断面を有する。作動部分の縁（エッジ）には、圧痕（くぼみ）が設けられる。

圧縮されていない状態においては、フェルト針で圧縮される繊維フリースは、たとえば、いくつかの層の繊維ウェブ（カードウェブ）から構成され得るが、この中では、繊維が好ましい１方向にそれぞれ配置されている。この種の繊維ウェブが、たとえば、特許文献１による真っ直ぐなフェルト針で圧縮されると、長手方向及び横方向の大部分に異なる引き裂き抵抗又は破断抵抗が生じるが、これは、望ましくないことである。他方、特許文献１より公知のものなどの、ねじれた動作部分を有するフェルト針が使用された場合には、動作部分のねじれにより、より大きい打ち抜き穴が生じ、ニードルフェルト化工程の効率が低下する。

特許文献２より知られているように、それぞれの縁に反対方向に面する圧痕を設けることにより、ニードルフェルト化の効率を向上するよう、真っ直ぐな作動部分及びねじれた作動部分を有するフェルト針を使用した、いろいろな試みがなされてきた。しかし、この対策は、基本的に、ニードルフェルト化工程の手順を変えるものであり、したがって、大抵、ニードルフェルト製品の外観に望ましくない影響を及ぼす。

独国特許出願公開第２１０１７６９Ａ１号明細書 米国特許第４６１，６０２号明細書

本発明の目的は、上記を出発点として、高い効率のフリース材料及びフェルト材料を生産することができ、このため様々な表面方向の引き裂き抵抗の差が減少する、フェルト針を製造することである。

上記目的は、一般に、本発明に従って、請求項１に記載のフェルト針によって達成される。

本発明によるフェルト針は、圧痕が設けられ、かつ少なくとも２つの部分区間に分割された作動部分を有する。両部分区間は、圧痕が設けられた縁を有し、この縁は、基本的に、少なくとも圧痕を有する領域内においては、作動部分の長手方向に平行に配向される。このような対策により、圧痕は、ねじれのないフェルト針の場合と同様に、打ち抜き加工方向に（又はこれと逆の方向にも）配向され、したがって、打ち抜き加工中に、可能な最高数の繊維を取り上げることが可能となり、したがって、ニードルフェルト化工程に効果的に寄与する。これらの部分区間の間において、作動部分は、その長手軸を中心としてねじれる又は曲がる。したがって、同じ縁に沿って設けられた圧痕が整列せず、打ち抜き加工中に異なる繊維群が取り上げられ、このため、ニードルフェルト化の効率がかなり向上する。

２つの部分区間は、それぞれ、真っ直ぐかつねじれのないよう設計されることが好ましい。したがって、作動部分のねじれた又は曲がった区間は、短いねじれた区間に限定される。このため、繊維を打ち抜き加工穴の周りに方向付け、この穴を拡大する傾向（これは、通常、長さ全体に渡ってねじれている作動部分に見られる）は、この場合、観察され得ない。むしろ、ニードルフェルト化は、この場合、区域全体のすべての方向に効果があり、これにより、長手方向の及び横方向の高い引き裂き抵抗を有するフリースが生じる。特に、横方向の及び長手方向の引き裂き抵抗について測定された値に近づいていくことを観察することができる。

本発明によるフェルト針は、特に、方向性のある層を有する多層ウェブからフリース又はフェルト材料を生産するのに適しているが、目立った配向を有さない、ニードルフェルト化でもつれた繊維層にも使用され得る。この種の繊維層をしばしば、「繊維ウェブ」と呼ぶ。

好ましい一実施形態によれば、作動部分のそれぞれの部分区間に、少なくとも一巻の圧痕、好ましくは、正確に一巻の圧痕が設けられる。その場合、作動部分の部分区間のそれぞれの縁に、正確に１つの圧痕が設けられる。したがって、三角形の断面については、３つの圧痕が、部分区間上に作られる。これらの圧痕は、同じ高さに位置決めされるか、又は好ましくは互いに軸方向にずれて配置される。隣接する縁上の２つの圧痕の軸方向のずれは、約３ｍｍ〜４ｍｍ、好ましくは３．１８ｍｍになることが好ましい。その場合、圧痕は、ネジ線（螺旋状の線）に沿って配置されることが好ましいが、異なる配置も可能である。

作動部分の２つの部分区間は、より長い距離を置いて設けられることが好ましく、それぞれの部分区間には一巻の圧痕が設けられることが好ましく、２つの区間は、ねじれた区間によって分離される。好ましい場合には、この距離は、６ｍｍ〜７ｍｍ、好ましくは６．３５ｍｍである。１列に並んだ２つの圧痕、つまり互いに最も近い部分区間の螺旋状圧痕内の圧痕は、作動部分の異なる縁で具現化されることが好ましい。このことにより、ニードルフェルト化の効率が向上し、生産されるフリース材料の横方向の及び長手方向の引き裂き抵抗が等しくなる。

２つの部分区間の螺旋状圧痕は、同じ又は異なるネジ線上に置かれ得る。ネジ線は、異なるピッチ、異なる巻き方向、又は同じピッチを有し得る（これが好ましい）。

ねじれた区間内の本発明によるフェルト針は、３６０°を部分区間の数とそれぞれの部分区間の縁の数との積で割った角度だけ長手軸の周りでねじれていることが好ましい。三角形の断面及び２つの部分区間を有するフェルト針の場合には、ねじれ角は、６０°（３６０°／（２×３）＝６０°である。３つの部分区間及び三角形の断面を有するフェルト針については、この式から、４０°のねじれ角が生じる。正方形の断面及び２つの部分区間を有する作動部分については、４５°のねじれ角が生じる。したがって、部分区間の縁は、達成可能な良好なニードルフェルト化の効率のために好ましい「隙間を有して配置」される。

以下、図面、明細書、及び／又は特許請求の範囲において、本発明の好ましい実施形態のさらなる詳細について述べる。

図面は、本発明によるフェルト針及びフェルト材料を生産するシステムの例示的実施形態を例示している。

図１は、繊維ウェブからニードルパンチされたフェルト材料又はフリース材料を生産するシステムを示している。システムは、繊維フレーク３をしかるべく処理することにより、長手方向に方向性のある層を有する繊維ウェブ２を生成するためのいくつかのローラを備えた、いわゆるカード１を含む。カード１は、繊維フレークの繊維を機械的に平行に配置し、洗浄し、精製し、これらを繊維ウェブに配置するよう機能する。このウェブは、繊維ウェブをクロススタッカ又はトランスバーススタッカ５に伝える搬送ベルト４に移される。クロススタッカ５は、いくつかの層から構成されたスタック６を生成し、重ね合わされた層は異なる配向を有する。スタック６は、フェルト針９を有するニードルボード８を備えたニードルフェルト機械７に供給される。矢印１０に示されているように、これらは同時に上下に動き、したがって、スタックを繰り返し打ち抜き加工して、フェルト又はフリース材料へと圧縮する。

このシステムの特別な特徴は、フェルト針９の実施形態にある。この種のフェルト針９が、図２に例として示されている。フェルト針９は、これから外方に延在する円筒形のシャンク１１を有する（上記には詳しく示されていない）締付け区間を有する。シャンク１１は、真っ直ぐに配置され、かつその先端１３を通って延在する長手軸１４と同心の、作動部分１２へと移行する。シャンク１１は、長手軸１４と同心に配置されることが好ましい。

作動部分１２は、もつれた繊維のニードルフェルト化に使用されるフェルト針９の区間を表している。これは、ねじれた区間１７（ねじれた領域）により接合された、少なくとも２つの部分区間１５、１６から構成される。先端１３は部分区間１６上に具現化されるが、部分区間１５は、シャンク１１に隣接しており、シャンクより小さい断面を有することが好ましい。

図３は、部分区間１５、１６及びこの間に配置された区間１７を示す斜視図である。これから分かるように、両部分区間１５、１６は、例示的実施形態においては三角形である断面と同じ断面を有し、この断面はまた、たとえば２つの、４つの、又は多くの断面、星型の断面などの形態の、異なる形態であり得る。

図３の例示的実施形態の作動部分１２は、３つの連続した縁１８、１９、２０を有する。縁１８は、部分区間１５に沿った縁１８ａとして、領域１７に沿った縁１８ｂとして、部分区間１６に沿った縁１８ｃとして延在する。これに対応して、縁１９及び２０は、作動部分１２の長さ全体に、縁１９ａ〜１９ｃ及び２０ａ〜２０ｃとして延在する。縁１８ａ、１９ａ、２０ａは、直線に具現化され、長手軸１４に平行に配置されることが好ましい。同様に、縁１８ｃ、１９ｃ、２０ｃは、直線に具現化され、中心軸１４に平行に配置されることが好ましい。縁１８ｂ、１９ｂ、２０ｂは、各ネジ線、この場合は左側のねじ込みボルトの線に従う。この結果生じたねじれについて図５を参照するが、図５では、ねじれた領域の例示が省かれている。これから分かるように、縁１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｃ、２０ａ、２０ｃは、それぞれ対になってかつずれて配置される。ねじれ角は、３６０°を、部分区間１５、１６の数（この場合２）と縁１８、１９、２０の数（この場合３）との積で割った商として計算される。したがって、回転角は６０°であり、縁１８ｃ、１９ｃ、２０ｃは、縁１８ａと１９ａ、１８ａと２０ａ、１９ａと２０ａとの間の距離の中心に正確に位置決めされる。

３つの圧痕２１、２２、２３を有する少なくとも一巻の圧痕が、作動部分１２の部分区間１６に設けられる。その上、３つの圧痕２４、２５、２６を有する少なくとも一巻の圧痕が、部分区間１５に設けられる。したがって、少なくとも１つの圧痕が、それぞれの部分区間１５、１６内の、それぞれの縁１８ａ、１９ａ、２０ａ、及び／又は１８ｃ、１９ｃ、２０ｃに割り当てられる。圧痕は、打ち抜き加工方向に、つまり先端１３の方向に配向されることが好ましい。代替形態又は追加形態として、反対方向に配向された圧痕も設けられ得るが、本明細書には示されていない。圧痕２１〜２６は、長手軸１４に平行に配向された、縁１８ａ、１９ａ、２０ａ、及び／又は１８ｃ、１９ｃ、２０ｃに沿って置かれる。縁１８ａ、１９ａ、２０ａ、及び１８ｃ、１９ｃ、２０ｃが平行であることは、少なくとも圧痕２１〜２６を有する領域全体に延在する。圧痕２１〜２６はまた、長手軸１４に平行に配向されることが好ましい。それぞれの部分区間１５、１６において、各圧痕２４、２５、２６、及び／又は２１、２２、２３は、軸方向にずれて位置決めされ、したがってネジ線に沿って置かれる。図３に示されている実施形態によれば、部分区間１５のネジ線は、常に、同じピッチ及び巻き方向を有する。この場合、巻き方向は、常に、領域１７の巻き方向と反対である。しかし、図４の例示的実施形態で示されているように、同じ巻き方向もあり得る。図３及び図４の例示的実施形態は、螺旋状圧痕によって決まるネジ線の巻き方向だけが異なっている。また図３のフェルト針９についての記述は、これに対応して、図４の実施形態に適用される。またその逆も同様である。

それぞれの螺旋状圧痕の圧痕２１、２２、２３、及び／又は２４、２５、２６は、３ｍｍ〜４ｍｍの範囲、好ましくは３．１８ｍｍの距離Ａをおいて配置されることが好ましい。この場合に測定された距離は、圧痕の開始との間の距離、或いは圧痕について決められた他の任意の基準点である。長手方向において互いに最も近い両部分区間１５、１６の圧痕２３、２４は、領域１７の長さより極めて長いことが好ましく、また距離Ａより長い、距離Ｂをおいて配置される。距離Ｂは、距離Ａの長さの２倍、好ましくは６．３６ｍｍとなることが好ましい。

特に図５に示されているように、領域１７内の作動部分１２がねじれている又は曲がっていることにより、たとえ縁が３つしかなくても、六角形の針の形で機能するフェルト針が得られる。したがって、フリース材料のニードルフェルト化中に、より多くの繊維が、いくつかの方向から、つまり好ましくは方向１４のすべての圧痕の配向により取り上げられる。これは、フリース材料の様々な応力方向によって働く引き裂き力の適応に良い影響を及ぼす。その上、打ち抜き加工された穴の大きさ及び繊維の損傷が最小限に抑えられる。作動部分で起こり得るような、打ち抜き穴の周りに繊維がはまり込むことがない。

前に述べたように、フェルト針９は、正方形の作動部分断面で図６に示されているように、異なる作動部分断面を有する。この場合互いに対する部分区間１５、１６のねじれは、４５°（３６０°：（２×４）＝４５°；２つの部分区間及び４つの縁について）である。８つの縁のフェルト針の効果が達成され、圧痕が設けられた縁の長手方向の配向により、ニードルフェルト化の効率が、先の例に関して特に高い。

フリース材料を生産するために、以下の動作ステップがとられる。

図１に示されているシステムにおいては、様々なバッチ及びまっすぐになった繊維層から構成されたスタックが、図１に示されているように、ニードルボード８の下で左から右にゆっくりと動かされる。その過程において、ニードルボード８のフェルト針９は、スタックを素早い手順で打ち抜き加工する。フェルト針９は、各先端１３でスタックを貫通し、最初に、圧痕２１、２２、２３が、繊維を取り上げ、次いでこれらを下方に引っ張る。次いで、さらなる過程中に、ねじれた領域１７が、材料を打ち抜き加工し、その後、圧痕２４、２５、２６を有する直線の部分区間１５が続く。これらの圧痕は、先の圧痕リングの圧痕に対してずれており、したがって、再びフェルト化のために打ち抜き穴内に引っ張られる他の繊維を取り上げる。戻り行程中に、部分区間１５は、最初、打ち抜き加工された穴を通って滑り、次いで穴はねじれた区間１７の通過中に変形し、直線の部分区間１６が外に滑動する。ねじれた区間１７を通過したため、穴の中に引っ張られた糸が残りの繊維体に加工され、このため、フリース材料の強度が強化される。

部分区間１５、１６は、同一の断面Ｑ１、Ｑ２、したがってまた、それぞれ、同じ数の縁１８ａ、１９ａ、２０ａ、及び／又は１８ｃ、１９ｃ、２０ｃを有することが好ましい。

本発明によるフェルト針９は、２つの部分区間１５、１６を有する作動部分１２を有し、それぞれの区間が、真っ直ぐな縁を有して具現化されることが好ましい。２つの部分区間は、互いに対してわずかにねじれている。それぞれの部分区間には、互いに軸方向にずれて配置された圧痕を有する、少なくとも一巻の圧痕が設けられる。この結果、２つの部分区間１５、１６の間のわずかなねじれにもかかわらず、すべての圧痕が長手軸１４の方向に均一に配向されることが好ましい。このフェルト針を用いて、長手方向及び横方向にほぼ均一な引き裂き抵抗を有する、フリース材料及びニードルパンチされたフェルトが生産され得る。

本発明についての上記の記述は、様々な変更形態、変形形態、及び適合形態を有し、特許請求の範囲の等価物の意味及び範囲内に包含されることが理解されよう。

フェルト材料を生産するシステムを示す概略図である。 本発明によるフェルト針を側部から見た断面図である。 図２の本発明によるフェルト針を示す断面斜視図である。 本発明によるフェルト針の変更形態を側部から見た拡大図である。 三角形の断面を有する、本発明によるフェルト針を示す正面図である。 正方形の断面を有する、本発明によるフェルト針の異なる変更形態を示す正面図である。

符号の説明

１ カード
２ 方向性のある層−繊維ウェブ
３ 繊維フレーク
４ 搬送ベルト
５ クロススタッカ；トランスバーススタッカ
６ スタック、繊維ウェブ
７ フェルト機械
８ ニードルボード
９ フェルト針
１０ 矢印
１１ シャンク
１２ 作動部分
１３ 先端
１４ 長手軸
１５、１６ 部分区間
１７ 領域（ねじれた及び／又は曲がった）
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 縁
１９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ 縁
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 縁
２１、２２、２３、２４、２５、２６ 圧痕
Ａ 距離
Ｂ 距離
Ｑ１、Ｑ２ 断面

Claims (16)

1. ２つの角のある又は多数の角のある断面（Ｑ１、Ｑ２）を有する作動部分（１２）が具現化された、長手方向（１４）を画定する長手方向のシャンク（１１）を有するフェルト針（９）であって、
   作動部分（１２）には圧痕（２１〜２６）が設けられ、作動部分（１２）が少なくとも２つの部分区間（１５、１６）に分割され、このため、少なくとも圧痕（２１〜２６）の領域内の縁（１８ａ、１９ａ、２０ａ；１８ｃ、１９ｃ、２０ｃ）が、長手方向（１４）に実質的に平行に配置され、互いに対して回転した断面（Ｑ１、Ｑ２）を有するフェルト針。
2. 縁（１８ａ、１９ａ、２０ａ；１８ｃ、１９ｃ、２０ｃ）が、直線に沿って配置されることを特徴とする請求項１に記載のフェルト針。
3. ねじれた区間（１７）が、部分区間（１５、１６）の間に具現化され、ねじれた区間が、長手方向（１４）の周りのネジ線内に延在する縁（１８ｂ、１９ｂ、２０ｂ）を有することを特徴とする請求項１に記載のフェルト針。
4. ねじれた区間（１７）が、圧痕なしで具現化されることを特徴とする請求項３に記載のフェルト針。
5. 圧痕（２１〜２６）が、長手方向に平行に配置された縁（１８ａ、１９ａ、２０ａ；１８ｃ、１９ｃ、２０ｃ）に沿って配置されることを特徴とする請求項１に記載のフェルト針。
6. 圧痕（２１〜２６）が、ネジ線をたどって配置されることを特徴とする請求項１に記載のフェルト針。
7. １つの部分区間（１６）の圧痕（２１〜２３）が、他の部分区間（１５）の圧痕（２４〜２６）と同じネジ線上に位置決めされることを特徴とする請求項６に記載のフェルト針。
8. １つの部分区間（１６）の圧痕（２１〜２３）が、他の部分区間（１５）の圧痕（２４〜２６）とは異なるネジ線上に位置決めされることを特徴とする請求項１に記載のフェルト針。
9. 前記１つの部分区間（１６）のネジ線が、前記他の部分区間（１５）のネジ線に対して反対の向きに前記作動部分（１２）上を巻くように描かれていることを特徴とする請求項８に記載のフェルト針。
10. 部分区間（１６、１５）の圧痕（２１〜２６）が、それぞれの縁（１８ａ、１９ａ、２０ａ；１８ｃ、１９ｃ、２０ｃ）に沿ってそれぞれ測定される圧痕間の距離（Ａ）を置いて設けられ、この距離は１つの縁（１８、１９、２０）に沿ってねじれた区間（１７）全体に測定される圧痕間隔（Ｂ）よりかなり短いことを特徴とする請求項１に記載のフェルト針。
11. １つの部分区間（１５、１６）内の圧痕間隔（Ａ）が、基本的に、２つの部分区間（１５、１６）の間の圧痕間隔（Ｂ）の大きさの半分であることを特徴とする請求項１０に記載のフェルト針。
12. 部分区間（１５、１６）内の圧痕間隔（Ａ）が、３ｍｍ〜４ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１０に記載のフェルト針。
13. 部分区間（１５、１６）の間の圧痕間隔（Ｂ）が、６ｍｍ〜８ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１０に記載のフェルト針。
14. 作動部分（１２）が、三角形の断面（Ｑ１、Ｑ２）を有することを特徴とする請求項１に記載のフェルト針。
15. 互いに対する部分区間（１５、１６）のねじれ角が、３６０°を部分区間（１５、１６）の数で割り、さらに作動部分（１２）の縁（１８、１９、２０）の数で割ったものに等しいことを特徴とする請求項１に記載のフェルト針。
16. 圧痕（２１〜２６）が、長手方向（１４）に配向されることを特徴とする請求項１に記載のフェルト針。
    

Images