SE428478B - Maskin for framstellning av en icke-vevd produkt - Google Patents

Description

l0 l5 20 25 30 35 40 7813161-2 2 regelbundenheten hos den icke-vävda produkten. Den brittiska Patentskriften l.484.584 beskriver ett annat förfarande, som utgår från ett dielektriskt, termo- plastiskt material i smält tillstånd och vilket material föres genom ett elektro- statiskt fält. Fördelen med detta förfarande ligger i att det därmed är möjligt att framställa fibrer utan att utnyttja lösningsmedel och att en mängd fibrer bildas samtidigt utifrån ett skikt av detta smälta material. Detta innebär att detta senare förfarandes utbyte är större än dettidigare nämnda förfarandets. Icke desto mindre har medlen för realisering av detta förfarande, vilka medel särskilt består av en oändlig, trådformad elektrod, vilken är inrättad för förflyttning utmed en sluten bana, ur industriell synpunkt begränsat intresse med hänsyn till bredden hos den framställbara produkten och produktionshastigheten. Dessutom erhålles enligt denna patentskrift bildningen av skiktet av det smälta materialet vid den trådformade elektrodens yta genom att denna elektrod bringas att passera genom en materialmassa i smälta, som är belägen i en behållare, vars två motbelägna sidoytor är försedda med öppningar, vilka resp. är avsedda att tillåta att tråden passerar genom behålla- ren och därifrân'utträder överdragen medelst ett skikt av det smälta materialet extru- derat över trädens utgângsöppning. Vid utträde från behållaren underkastas det extru- derade materialet, vilket täcker elektroden, det elektrostatiska fältet och ett flertal fibrer uppstår utmed detta materialskikt. Centreringen av den trådformade elektroden i utgångsöppningen bestämmer regelbundenheten hos tjockleken för det skikt, som omger elektroden och, i huvudsak, kvalitén hos de erhållna fibrerna. Dessutom är det svårt att åstadkomma en homogen uppvärmning av en stor materialmassa i smält form. Svårigheten att erhålla en perfekt centrering av elektroden och en homogen uppvärmning av materialet är utan tvekan en av orsakerna till de oregelbundenheter, som konstaterats hos den icke-vävda produkt, som erhålles med hjälp av denna anord- ning. Ändamålet med uppfinningen är särskilt att föreslå en lösning, som gör det möj- ligt att förvänta en avsevärd förbättring av utbytet för dessa förfaranden Samtidigt som man bibehåller en stor enkelhet hos de utnyttjade medlen, vilket utgör en av huvudfördelarna med dessa förfaranden. Ändamålet med uppfinningen är också att åstadkomma en förbättring i kvaliten hos den framställda produkten.

Nämnda ändamål uppnås medelst en maskin för bildning av en icke-vävd produkt utifrân ett dielektriskt, flytande material, vilken maskin innehåller en första elektrod, organ för styrning av denna elektrod utmed en sluten bana, matningsorgan för att förflytta denna elektrod utmed banan, organ för att överdra denna elektrod med nämnda material mittför ett första parti av nämnda bana, en andra elektrod med relativt utsträckt yta i förhållande till den första elektroden, vilken andra elektron är belägen mittför ett andra parti av nämnda bana, en elektrostatisk generator, som är förbunden med en av nämnda elektroder för att upprätta en potentialskillnad mellan l0 20 25 30 40 s 7813161-2 elektroderna för att alstra ett elektrostatiskt fält, vilket är i stånd att verka på nämnda material för att bilda en mängd fibrer i riktning av den andra elektroden.

Denna maskin utmärkes i enlighet med uppfinningen av att den innefattar tvâ ändlösa transportband, vilka är respektive anbringade runt styrorganen och bildar två slutna, parallella banor, vilka passerar nära överdragningsorganen och den andra elektroden, och vilka band står i ingrepp med matningsorganen för att förflyttas synkront runt sina resp. styrorgan, samt ett flertal elektriska ledningstrådar, vilka är sträckta i tvärled mellan banden, varvid var och en av dessa trådar bildar nämnda första elektrod i beroende av deras passage nära intill den andra elektroden. uppfinningen beskrives närmare nedan utifrån en som exempel tjänande utförings- form samt en modifiering av denna, under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. l är en perspektivvy över en utföringsform av maskinen enligt uppfinningen, fig. 2 är en förstorad tvärsektionsvy tagen utmed linjen II-II i fig. l, och fig. 3 är en förstorad tvärsektionsvy tagen utmed linjen III-III i fig. l men utvisande en modifiering av maskinen, vilken är avsedd att framställa en icke-vävd produkt utifrân en lösning.

Den i fig. l visade maskinen har en tillförsel- eller matningsanordning l, som innehåller tvâ parallella oändliga kedjor 2 och 3, vilka är uppburna av tre par sty- rande kuggdrev 4a, 4b och 4c, som är belägna vid spetsarna av en triangel och av vil- ka ett, 4a, är fast förbundet med drivaxeln hos en motor M. Elektriska ledningstrådar 5 är sträckta i tvärled mellan de två kedjorna 2 och 3 och bildar ett flertal elektro- der. Dessa trådar är avsedda att upphettas medelst Joulsk effekt med hjälp av en lâgspänd likspänningskälla DC och två matningsskenor 8 och 9 (fig. 2). Hur dessa trå- dar 5 är uppburna i detalj kommer att beskrivas närmare nedan. En fast elektrod be- stående av en metallplatta l0 är belägen mitt emot en av de sidor hos triangeln, som bildar tillförsel- eller matningsanordningen l samt är förbunden med den negativa polen hos en elektrostatisk generator GE, vilken är i stånd att leverera en ström med en spänning, som är reglerbar mellan ungefär 20 kV och 50 kV När det utnyttjade materialet är ett termoplastmaterial, som transformeras till en icke-vävd produkt enligt det i den brittiska patentskriften l.484.584 beskrivna förfarandet, är ett elektrostatiskt pulverfördelningsaggregat anbringat vid ett stäl- le av trädarnas 5 bana. Detta aggregat innehåller i huvudsak en påfyllningsficka 6, som är förbunden med en vibrator (ej visad), en elektrod 7, som är förbunden med den negativa potentialen hos en elektrostatisk generator GE och belägen vid påfyllnings- fickans 6 utgång. Denna elektrod är avsedd att elektrostatiskt ladda det i påfyll- ningsfickan 6 innehållna pulvret och vilket pulver utgöres av ett dielektriskt och termoplastiskt material såsom polypropen, polyeten, polystyren, polyvinylklorid, polyamid, polyester, osv.

Ett oändligt transportband ll är uppburet mellan två rullar 12 och l3, som är isolerade från jord och som utsträcker sig på ömse sidor om elektroden l0, varvid 10 15 20 25 30 35 40 7813161-2 4 en av transportbandets parter passerar me11an denna e1ektrod och det parti av ti11- _ förse1- e11er matningsanordningen 1, som sträcker sig me11an kuggdreven 4a och 4c.

Denna part hos transportbandet bi1dar mottagningsytan för fibrer och bandet tjänar ti11 att föra den icke-vävda produkt, som bi1das mdde1st dessa på bandet avsatta fibrerna, mot en 1agerzon (ej visad).

För detta ändamâ1 är ru11en 12 förbunden med motorn M, medan en skrapa e11er skavstå1 14 i ans1utning ti11 ru11en 13 tjänar ti11 att avski1ja den icke-vävda produkten i beroende av transportbandets 11 röre1se framåt.

En1igt en modifiering kan det oänd1iga transportbandet 11 ersättas av ett ej âterförbart substrat, som är avsett att överdragas med ett skikt av den icke-vävda produkten och då tjäna som permanent under1ag för detta skikt. I detta fa11 är så1edes skrapan 14 ute1ämnad och substratet föres från ru11en 13 mot en iagerzon. Resp. röre1- seriktningar för angränsande partier hos ti11förse1- e11er matningsanordningen 1 och transportbandet 11 är företrädesvis motsatta i syfte att säkerstä11a rege1bunden- heten hos avsättningen. De re1ativa hastigheterna hos ti11förse1anordningen och transportbandet 11 vä1jes som funktion av den önskade tjock1eken hos den icke, vävda produkten. . , 1 Fig. 2 visar mera i detalj monteringen av trådarna 5 1iksom deras matning med 1ikström. En ände hos vardera av trådarna 5 är fäst i ett kontakte1ement 15, som är avsett att stå i ingrepp med matningsskenan 8, vi1ken senare är förbunden med en av po1erna hos den 1ikspända strömkä11an DC. Detta kontakte1ement 15 är fäst i kedjan 2 via ett me11an1ägg 16 av e1ektriskt iso1erande materia1. Den andra änden hos var och en av trådarna 5 är fäst i ett andra kontakte1ement 17 mede1st ett me11an1iggande e1astiskt sträckorgan 18, som är kopp1at ti11 tappar 19, 20, viïka är fast förbundna med tråden 5 resp. kontakte1ementet 17, varvid minst en av tapparna är av e1ektriskt iso1erande materia1. En böj1ig e1ektrisk 1edare 21, som är förbunden med kontakt- e1ementet 17 och med tråden 5 förbinder denna tråd e1ektrisktmed den andra po1en hos den 1ikspända strömkä11an via kontakte1ementet 17 och skenan 9. Liksom kontakte1emen- tet 15 är kontakte1ementet 17 fäst vid kedjan 3 via ett e1ektriskt iso1erande mate- ria1 22.

Denna uppbyggnad möj1iggör uppvärmning av trådarna över önskat parti av den s1inga, som ti11förse1- e11er matningsanordningen 1 beskriver, vi1ket parti fast1ägges av 1ängden och 1äget för skenorna 8 och 9.

Den beskrivna maskinen arbetar på fö1jande vis.

Ett die1ektriskt termop1astmateria1 i puiverform, av vi1ket man önskar framstä11a en icke-vävd produkt,ti11föres ti11 påfy11ningsfickan 6. Det från denna ficka utma- tade pu1vret 1addas e1ektrostatiskt vid kontakt med e1ektroden 7¿ Det sâ1edes 1addade pu1vret attraheras ti11 trådarna 5, som vid en ände hå11es vid jordpotentia1 och vid sin andra ände vid potentia1en för den 1âgspända 1ikspänningskä11an, och avsättes på deras yta under bildning av ett rege1bundet skikt. Så snart som kontakté1ementen 10 15 20 25 30 35 40 5 78131-61-2 l5 och l7 införes i och kommer till ingrepp med skenorna 8 och 9 upphettas trådarna 5 medelst Joulsk effekt konsekutivt genom passage av en ström från strömkällan DC och trådarnas temperatur växer således fortlöpande i beroende av deras rörelse framåt utmed skenorna 8 och 9. Trådarna 5 matas medelst kedjorna 2 och 3 samt motorn M fram parallellt med varandra i riktning av pilen F, under det att transportbandet ll drives i riktning av pilen F1.

Såsom framgår av fig. l ligger matarskenornas 8 och 9 inloppsändar något före den plats där trådarna 5 passerar under påfyllningsfickan 6, varigenom när trådarna ankommer till påfyllningsfickan det på trådarnas yta avsatta pulvret momentant upp- mjukas under inverkan av tråduppvärmningen. Temperaturen hos en tråd fortsätter att växa under den tid då tråden fortsätter i riktning av elektroden 10 ända tills dess att temperaturen når ett värde, som är beroende av strömkällans DC effekt och till- räcklig för att på trädens yta åstadkomma ett homogent skikt av materialet i smält tillstånd. Naturligtvis beror valet av denna temperatur på egenskaperna hos det ut- nyttjade termoplastmaterialet, Enligt en modifiering kan, särskilt om man ej önskar överdra hela ytan hos trå- darna 5 med termoplastmaterial, elektroden 7 utelämnas eller ej matas medelst den elektroztatiska generatorn. Man kan således nöja sig med att låta de redan uppvärmda trådarna passera under påfyllningsfickan på så vis att pulverpartiklarna stöter samman med de upphettade trådarna och häftas fast vid dessas yta.

När det smälta, dielektriska materialet ankommer mittför elektroden l0, kommer de krafter, som utövas på detta material medelst det elektrostatiska fält, som är upprättat mellan elektroderna 5 och 10, att dra en mängd fibrer, vilka avsättes pâ transportbandet ll. Vid detta utföringsexempel av maskinen enligt uppfinningen avskiljes den genom ansamling av dessa fibrer bildade icke-vävda produkten sedan från transportbandet ll medelst skrapan eller skavstålet l4.

Utnyttjandet av elektroder inrättade i tvärled relativt sin rörelseriktning medför flera fördelar, särskilt den att möjliggöra realisering av en kontinuerlig tillförselanordning med hjälp av ett flertal elektroder.Denna uppbyggnad gör det möjligt att separat och selektivt mata varje elektrod med ström för uppvärmning.

Bredden hos den framställda, icke-vävda produkten är teoretiskt obegränsad,eftersom elektroderna 5 och avståndet mellan kedjorna 2 och 3 kan väljas godtyckligt. Avståndet mellan elektroderna 5 kan vara tillräckligt litet för att antalet elektroder, från vilka samtidigt avges fibrer skall vara stort. Förskjutningen i tvärled för elektro- derna relativt avgivnings- eller avsättningszonen för fibrerna säkerställer en god regelbundenhet för den erhållna produkten.

Som exempel kan medelst maskinen enligt uppfinningen framställas en icke-vävd produkt med ytvikten l00 g/m2 med en hastighet av l0 m/min, varvid varje tråd har en längd av l m och ett materialskikt med vikten 0,5 g/m. Den genomsnittliga avsättnings- tiden_för varje tråd är S sek. Elektrodens l0 utsträckning i trådarnas 5 förflyttnings

Claims (6)

lO l5 20 25 30 35 40 78l516l-2 6 riktning är 250 cm, medan 2000 trådar föres förbi denna elektrod per minut. Till- förselanordningens hastighet svarar mot 30 m/min. och avståndet mellan trådarna är l5 mm. Den i fig. 3 visade modifierade utföringsformen av maskinen enligt uppfinningen är särskilt avsedd för framställning av fibrer utifrån material i lösningsform. I detta fall är det uppenbarligen ej nödvändigt att uppvärma de materialavlämnande elektroderna 5. I stället för att hälla pulvret på dessa elektroder 5, skall således elektroderna doppas i den lösning, som är avsedd att sedan finfördelas i det elektro- statiska fältet. Ett kärl 24, som innehåller en lösning, placeras under kuggdrevsparet 4a för att varje tråd 5 i tur och ordning skall neddoppas i lösningen innan den passerar förbi den fasta elektroden l0. Vid denna alternativa utföringsform drives tillförsel- eller matningsanordningen l i motsatt riktning den, som anges i fig. l. Monteringen av de elektroderna bildande trådarna 5 på kedjorna 2 och 3 är utförd medelst mellanliggande element 23 med L-form. vilka vart och ett medelst ett av sina ben är fäst vid resp. kedja, under det att elementets andra ben är riktat utåt och uppbär tråden 5 vid sin ände. Detta monteringssätt tjänar till att uppbära-trådarna 5 på avstånd från kedjorna 2 och 3 i syfte att trådarna skall kunna föras ned i den i kärlet 24 innehâllna lösningen utan att de dessa trådar uppbärande kedjorna kommer i kontakt med själva lösningen. Maskinens övriga uppbyggnad är praktiskt taget identisk med den som visas i fig. l och 2. Dess funktion består helt enkelt i.att driva kedjorna 2 och 3 samt transport- bandet ll i ett hastighetsförhållande, som är anpassat till tjockleken hos den önskade icke-vävda produkten. Under förutsättning av att de utnyttjade lösningarna innehåller i huvudsak 90 - 95 % lösningsmedel är i detta fall utbytet mycket mindre så att för- hållandet mellan hastigheterna hos kedjorna 2 och 3 samt transportbandet ll får an- passas i enlighet därmed. PATENTKRAV

1. l. Maskin för framställning av en icke-vävd produkt utifrån ett dielektriskt, 'flytande material, vilken maskin har en första elektrod (5), organ (4a, 4b, 4c) för styrning av denna elektrod utmed en sluten bana, drivorgan (M) för att förflytta denna elektrod utmed banan, organ (6, 7) för att överdra denna elektrod (5) med nämnda material mittför ett första parti av nämnda bana, en andra elektrod (10) med relativt utsträckt yta i förhållande till den första elektroden, vilken andra elektrod (l0) är belägen mittför ett andra parti av nämnda bana, en elektrostatisk generator (GE), som är förbunden med en av nämnda elektroder (5, l0) för att upprätta en poten- tialskillnad mellan elektroderna för alstring av ett elektrostatiskt fält, vilket är i stånd att verka på nämnda material för att bilda en mängd fibrer i riktning av den andra elektroden (l0), k ä n n e t e c k n a d av att maskinen innefattar tvâ oänd- l0 l5 20 25 30 35 40 7 7813161-2 liga transportband (2, 3), vilka är respektive anbringade runt styrorganen (4a, 4b, 4c) och bildar två slutna, parallella banor, som passerar nära överdragningsorganen (6, 7) och den andra elektroden (l0), och vilka band står i ingrepp med drivorganen (M) för att förflyttas synkront runt sina respektive styrorgan, samt ett flertal elektriska ledningstrådar (5), vilka är sträckta i tvärled mellan banden (Z, 3), varvid var och en av dessa trådar (5) bildar nämnda första elektrod i beroende av deras passage nära intill den andra elektroden (10).

2. Maskin enligt krav l, inrättad att bilda nämnda produkt utifrån ett termo- plastiskt material, k ä n n e t e c k n a d av att varje transportband (2, 3) är fast förbundet med en serie mottagningselement (l5, l7) för elektrisk ström, varvid de med samma band fast förbundna mottagningselementen är respektive förbundna med trådarnas (5) ändsegment angränsande till detta band, och att tvâ matningsskenor (8, 9), vilka är respektive anslutna till polerna hos en elektrisk strömkälla (DC), sträcker sig utmed åtminstone ett parti av nämnda bana och är inrättade att var och en bilda ingrepp med mottagningselementen hos en av nämnda följder under dessa mot- tagningselements passage utmed detta parti av banan, i syfte att överföra strömkällans (DC) ström genom trådarna (5) för att åstadkomma upphettning av dessa medelst Joulsk effekt, varvid denna strömkällas effekt är vald så att trådarnas temperatur när ett önskat värde, som är beroende av egenskaperna hos det utnyttjade termoplastiska materialet.

3. Maskin enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att en av ändarna hos varje träd (5) är förbunden med transportbandet (3) angränsande till denna ände dels meka- niskt medelst ett elastiskt sträckorgan (l8), dels elektriskt med dess strömmottag- ningselement (l7) medelst en böjlig, elektrisk ledare (Zl).

4. Maskin enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att det parti av banan, ut- med vilken matningsskenorna (8, 9) sträcker sig, börjar före en fördelningsanordning (7) för nämnda material i pulverform, vilken anordning är belägen över banan för nämnda trådar (5), för att dessa trådars temperatur under fördelningsanordningen skall vara åtminstone lika med mjukningstemperaturen för ifrågavarande pulvermaterial.

5. Maskin enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att en elektrod (7), som är förbunden med en elektrostatisk generator är belägen i utloppsströmmen för pulver- materialet mellan en pâfyllningsficka (6) och den bana, som trådarna följer, så att partiklarna i det denna ström bildande pulvermaterial påföres en elektrostatisk ladd- ning med annan potential än trådarnas.

6. Maskin enligt krav l inrättad att bilda nämnda produkt utifrån en lösning av ifrågavarande material, k ä n n e t e c k n a d av att styrorganen (4a, 4b, 4c) bil- dar tvâ kontinuerliga banor i vertikalplan och att ett kärl (24), som är inrättat att innehålla lösningen, är beläget under ett undre parti av nämnda banor, som trådar- na (5) genomlöper, varvid varje tråd är sträckt mellan transportbanden (2, 3) via två fästelement (23) vilka bildar utsprång ut från nämnda slutna banor, varjämte utsprànge 78-13161-2 8 håHer trådarna på ett ti11räck1ígt stort avstånd från banorna för att föra ned dess segment i kärlet (24) när de föres tiH nämnda undre parti av banorna.