JP2014514463A - ニードリング装置 - Google Patents

Abstract

詳細には帯状の薄板材料を処理するニードリング装置が、針付ローラーＷを備え、針付ローラーＷ上には、先端部１１が設けられている複数の針部材１０が、該針部材１０が針付ローラーＷから突出し、かつ針部材１０の先端部１１が針付ローラーＷから離れるように向くように配置される。針部材１０はいずれの場合にも、針部材の先端部１１から針付ローラーＷの方向に延びる少なくとも１つの刃先を有する複数の平たい刃として設計される。針部材１０は、小さな脚部の様態の取付け部材によって棒状の針キャリア２０内に固定され、針キャリア２０はそれら自身が針付ローラーＷの溝内に挿入される。
【選択図】図３

Description

本発明は、独立請求項１のプリアンブルに記載のニードリング装置に関する。本発明は更に、そのようなニードリング装置の使用、及びそのようなニードリング装置を製造する方法に関する。

「フィブリル化」と称される、平面構造体の処理において、例えばポリプロピレンから作製された合成フィルムの延伸帯が、分子鎖又はポリマー繊維を整列させることによって、平行な長手方向のストリップに分割される。これまでに、フィブリル化は、実質的に円形の断面を有する半径方向に突出した針が備え付けられている針付ローラーを使用して行われている。合成帯は延伸されて回転針付ローラー上を通過し、そのため、針はその帯を軽く（ｇｅｎｔｌｙ）突き刺して分割を引き起こす。しかしながら、丸針を有するそのような針付ローラーは、例えば、ポリエチレンをより多くかつ平行鎖をより少なく含有する、より弾性的な合成材料を用いる場合に良好に機能しないか又は全く機能しない。この理由は、弾性材料は分割特性を有しないことから、針は合成帯を断裂させる傾向があるためである。

これに関連して、丸針を有するそのような種類のニードリング装置を、より弾性的な合成材料をフィブリル化するのに使用することもできるように改善することが意図される。

一般的なタイプのニードリング装置であって、該ニードリング装置は、円周縁に三角形の刃が装着されている回転可能なローラーを備え、各刃は１つの刃先を有し、該刃先の先端がローラーから突出する、ニードリング装置が特許文献１から既知である。それらの刃は、接続部材によってローラーの鳩尾形の溝内に取り付けられる。このニードリング装置の１つの不利益は、ローラーの溝内の個々の刃を取り付けること及び交換することが、非常に労働集約的なものであるということである。

中国実用新案第２８８９６５３号

したがって、本発明の基となる目的は、本導入部に記載の種類のニードリング装置であって、該ニードリング装置の針部材を簡単に取り付けることができ、摩耗した針部材を簡単にかつ迅速に交換することができる、ニードリング装置を提供することである。

本発明のこの目的は、独立請求項１において規定される本発明によるニードリング装置によって解決される。

本発明の本質は以下のことからなる。ニードリング装置が針床を備え、該針床上には、先端が設けられた複数の針部材が、該針部材が前記針床から突出し、かつ該針部材の前記先端が前記針床から離れるように向くように配置される。前記針部材は、該針部材の前記先端から前記針床に向かって延びる少なくとも１つの刃先をそれぞれが有する複数の平たい刃として設計される。本発明によれば、前記針部材は棒状の針キャリア内に挿入され、該針キャリアは更に、前記針床上に又は前記針床内に固定される。

針床内に針部材を取り付けることは、針部材を専用の針キャリアに固定することによって簡略化される。摩耗した針部材を容易に交換することもできる。１つの刃先を有する平たい平面刃としての針部材の形態は、ニードリング装置のフィブリル化用途に特に有利である。そのような針部材を用いると、平行鎖がより少ない（ｌｅｓｓ ｐａｒａｌｌｅｌｉｚｅｄ）、ひいてはより弾性的であるプラスチックから作製されたフィルムをフィブリル化することも可能である。

好ましい実施の形態によれば、前記針床から突出している前記針部材の前記部分はそれぞれが、前記先端とは反対側に位置するベース縁と、該ベース縁から前記先端まで延びる２つの側縁とを有する実質的に三角形の形状を有し、前記側縁のうちの少なくとも一方が、また好ましくは両方が刃先として設計される。実質的に三角形の形状の針部材は、ニードリング装置の幅広い様々な用途において特に有利でありかつ使用可能であることが分かっている。

２つの側縁のそれぞれが刃先として設計されることが有利である。これは、針部材の両側面を使用することを可能にする。

前記針部材には、前記針床又は前記針キャリアに固定するための、前記ベース縁から離れるように延びる少なくとも１つの、好ましくは２つの脚部形状の取付け部材が備え付けられることが有利である。これらの取付け部材は、針部材を効果的に固定することができるとともに針部材の位置合わせを確実にすることができる単純な設計を示す。

更に有利な実施の形態によれば、前記針キャリアは、前記針部材の前記脚部形状の取付け部材が内部に係合する取付け開口を有する。取付け開口内への脚部形状の取付け部材のこの係合によって、針部材が針キャリア内に容易にかつしっかりと固定されることが確実になる。

これに関連して、前記針部材は該針部材のベース縁が前記針キャリア上に支持されることが有利である。これは、針部材に対する良好な支持及び安定性を提供する。

前記針部材は、該針部材の脚部形状の取付け部材によって前記棒形状の針キャリア内に接着されることが有利である。これは、特に好都合であり比較的複雑でない固定方法である。

特に有利な実施の形態によれば、棒状の針キャリアの断面は、実質的に鳩尾形を有しており、針キャリアはそれぞれ、互いに対して傾斜していることが好ましい２つの側部部分と、該側部部分をつなげるブリッジ部分とを備える。鳩尾形態は、針キャリアを、特に簡単な方法で針付ローラー上に取り付けることを可能にする。このために、針キャリアは、針床の溝内に着脱可能に挿入されるのが好ましい。

前記取付け開口はそれぞれが、前記針キャリアの前記ブリッジ部分内に配置されることが有利であり、前記針部材の前記脚部形状の取付け部材は、前記取付け開口を貫通して、前記針キャリアの前記側部部分及び前記ブリッジ部分によって前記針キャリア内に形成される空洞内に延び、前記空洞は、接着剤によって少なくとも前記取付け部材のエリアにおいて充填される。針部材を固定する本方法は、特に簡単かつ効率的であり、例えば、針キャリアの全長に沿って接着剤により空洞を充填することによって、各針キャリアに固定される全ての針部材に対してまとめて行うことができる。最後に、取付け開口は、一般的なドリル穴とすることができるため、比較的簡単に形成することができる。

好ましい実施の形態によれば、前記針部材は前記針キャリアにおいて、該針部材の前記平たい側面すなわち中心面が、前記針キャリアの長手方向に対して垂直である法平面（ｎｏｒｍａｌ ｐｌａｎｅ）に対して０度〜９０度、特に０度の角度をなすように向けられる。０度又は０度近くの角度をなす針部材の向きは、ニードリング装置のフィブリル化用途に特に適している。他方で、簡単な穿孔用途に関して、針部材は９０度又はほぼ９０度の角度に向けられる。

特に実際的な実施の形態によれば、本発明によるニードリング装置の針床は針付ローラーとして設計される。

本発明によるニードリング装置の好ましい使用は、詳細には、帯状の平面構造体、より詳細には、例えばポリエチレン又はポリプロピレンのプラスチックストリップのフィブリル化である。

本発明によるニードリング装置を製造するための特に有利な方法において、針部材は、該針部材の刃先がそれぞれ、刃の刃先の一部分によって形成されるように、少なくとも１つの刃先を有する平たい刃を、例えばパンチングすることによって又は詳細にはレーザーを用いて切断することによって作製される。

以下では、添付の図面を参照して、また本発明の種々の実施形態に基づいて本発明をより詳細に記載する。

針付ローラーとして構成される針床を有する、本発明によるニードリング装置の側面図である。 図１の細部ＩＩの拡大図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩの線に沿った、針付ローラーの正面図である。 図３と同様であるが、針キャリアを伴わない針付ローラーの正面図である。 針部材の第１の変形形態の側面図である。 図５のＶＩ−ＶＩの線に沿った詳細な断面図である。 図８のＶＩＩ−ＶＩＩの線に沿った、針部材を有する針キャリアの断面図である。 針部材を有する針キャリアのセクションの側面図である。 図８の針部材を有する針キャリアのセクションの上面図（平面図）である。 代替的な向きの針部材を有する針キャリアのセクションの平面図である。 針部材の第２の変形形態の側面図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩの線に沿った詳細な断面図である。 針部材が製造される様子を明らかにする概略図である。

以下の記載には、次の（ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ）記述が当てはまる。説明を明確化するために図には参照符号が用いられているが、それらの参照符号が、図に直接関連付けられる記載部分には挙げられていない場合、前述の記載部分又は後述の記載部分における参照符号の説明が参照される。逆に、かつ図面をあまりに複雑にすること及び即座の理解を妨げることを回避するために、直接的な重要性の低い参照符号は、全ての図には示されていない。このために、それぞれの他の図が参照される。

以下に記載される実施形態では、本発明によるニードリング装置には、針付ローラーとして構成される針床が備え付けられている。しかしながら、本発明によるニードリング装置には、平板又は曲面板として設計されており、針付ローラーとして設計されていない針
床が備え付けられる場合もある。針付ローラーに関して以下に記載される全ての変形形態を、板の形態の針床に同様に適用することができる。

図面に示されるニードリング装置は基本的に、Ｗによって全体的に示されている針付ローラーの形態の針床からなる（図１）。それぞれに先端１１が設けられている複数の針部材１０（図２及び図３）が、針付ローラーＷから突出し、かつ針部材の先端１１が針付ローラーの円周縁１から半径方向に離れるように向いており、理想的には、円周縁から同じ（半径方向の）距離（高さ）を有するように、針付ローラーＷの円周縁１に配置されている（図３）。針部材１０は棒状の針キャリア２０上に又は針キャリア２０内に固定され、針キャリア２０は更に、図３において最も明確に見てとることができるように、針付ローラーＷの円周縁１上に又は円周縁１内に取り付けられる。

針付ローラーＷには、その円周縁１において、ローラー軸２と針付ローラーの表面線とに対して平行であるとともに針付ローラーの実際的に全長にわたって延びる複数の長手方向溝３が設けられており、複数の長手方向溝３は基本的に、内側に広がる概ね台形の断面を有する（図４）。針キャリア２０は、針付ローラーの実質的に全長にわたって延びる、概ね鳩尾形の断面を有する輪郭形成された（ｐｒｏｆｉｌｅｄ）棒として設計され、針キャリアの外面形状は、長手方向溝３の断面形状に対して実質的に相補的である。針キャリア２０は、長手方向溝３に縦に（長手方向５に、図２）挿入され、図示されない固定手段によって、軸方向変位をしないように固定される。必要な場合、針キャリア２０は、針付ローラーＷから容易に取り外して交換する、すなわち取り替えることができる。

針部材が針キャリア上に配置されている針付ローラーはそれ自体が既知であるため、この点において、本発明によるニードリング装置は当業者に対して更に説明する必要はない。本発明は主に、針部材１０の設計、及び針キャリア２０への針部材１０の固定すなわち取り付けに関する。以下の記載は、本発明のこれらの態様を詳細に扱うものである。

本発明の第１の基本的な態様によれば、針部材１０は、先端１１から延びる刃先を有する平たい平面刃として設計される。これに関して、「平たい」という用語は、針部材の断面が明らかに細長い形状を有する、すなわち、針部材の断面の１つの寸法はその寸法に対して垂直な寸法よりも実質的に大きいということを意味するように理解される。針部材１０は、例えば鋼から作製された平板によって形成され、したがって、（刃先から離れるように）実質的に矩形の断面形状を有することが好ましい。刃先が備え付けられた針部材は、ポリエチレンの含有量がより多い、より柔らかいプラスチックフィルムをフィブリル化するのに、従来の丸針よりも大幅に適していることが分かっている。この理由は、特に、刃先が備え付けられた針部材によって達成可能な精度が高くなるためである。

図５及び図６は、典型的で好ましい形態の針部材１０を示す。針部材１０の上部は、正三角形の形状であることを見てとることができる。辺（ｓｉｄｅｓ）すなわち縁の長さは、通常、約３．５ｍｍである。針部材１０は、その先端１１の反対側にベース縁１２と、ベース縁１２から先端１１へと収束する２つの側縁１３及び１４とを含む。針部材が針付ローラーに取り付けられる場合、ベース縁１２は、半径方向に対して垂直に、かつ針付ローラーの円周縁に対して接線方向に位置合わせされる。針部材１０は、実質的に一定の厚さ（例えば、約０．３ｍｍ）の薄鋼板の形態である。幅狭な境界部分１４ａのみが側縁１４に向かって（例えば、適切な研磨によって）面取りされ（図６）、そのため、側縁１４は（比較的鋭い）刃先を形成する。カッティング角度は、図６のαによって示されている。刃先は、針部材１０の先端１１からベース縁１２まで延び、ベース縁１２は、針部材１０が針キャリア２０に設置されているとき、針キャリア２０と実質的に面一である（図７）。

任意選択的に、第２の縁領域１３ａにも、側縁１３に向かってテーパー状である断面を設けることができ、そのため、この他方の側縁１３も刃先を形成する。２つの刃先は、同じカッティング角度を有することも、異なるカッティング角度を有することもできる。先端１１から離れるように延びる２つの刃先を有する針部材の利点は、以下で説明される。

鋼の針部材１０にはまた、摩耗を低減し、それにより寿命を延ばすコーティングを施すことができる。針部材１０又は少なくともその刃先を、焼結材料又はセラミック材料から製造することも可能である。

本発明の別の基本的な態様は、針キャリア２０への針部材１０の固定に関する。このために、針部材１０には、２つの棒状の脚部１５の形態の取付け部材が設けられており、脚部１５は、針部材１０のベース縁１２から実質的に水平方向に離れるように、針部材の三角形部分の面内に延びる。これらの取付け部材すなわち脚部１５によって、針部材１０は針キャリア２０に取り付けられる。図７はこれを詳細に示す。

針キャリア２０は輪郭形成された細長い棒として構成されており、それぞれが、ブリッジ部分２３によってつながっている２つの側部部分２１及び２２を備える。２つの側部部分２１及び２２は、ブリッジ部分２３から対角線上に外方に延び、したがって、前述の鳩尾形プロファイルの針キャリア２０が形成される。これらの部分の間に、すなわち、２つの側部部分２１及び２２並びにブリッジ部分２３によって、空洞２５が形成される。ブリッジ部分２３は、２つの取付け穴２４によって完全に穿孔されている。針部材１０はそのベース縁１２がブリッジ部分２３上に着座しており、針部材１０の取付け部材すなわち脚部１５は、取付け穴２４を通って空洞２５内に延びる。空洞２５は、接着剤２６によって（少なくとも脚部１５のエリアにではあるが）ほぼ完全に充填され、接着剤２６は、針部材１０の脚部１５を包囲し、したがって、針部材１０を針キャリア２０に永久的にかつしっかりと固着させる。接着剤２６は、例えば、熱硬化性エポキシ樹脂ベースの接着剤とすることができる。針部材１０はそのベース縁１２が針キャリア２０内に位置決めされると、針部材１０の特に安定した固定及び支持が達成される。脚部形状の取付け部材１５が針キャリア２０のブリッジ部分２３を通って針キャリア２０の空洞２５内へ通過するため、接合は特に容易に行われ、各針キャリアに対して、例えば、針キャリアに固定される全ての針部材１０に対して、針キャリアの全長に沿って接着剤２６により空洞２５を充填することによって接合を行うことができる。最後に、取付け開口２４は、一般的なドリル穴として作製することができるため、比較的容易に形成することができるが、この場合、その内径は、脚部形状の取付け部材１５の幅に実質的に相当する。

図２、図７、図８、及び図９は、針キャリア２０上の針部材１０の構成を示す。これらの図に示されている針付ローラーＷ及び針キャリア２０の実施形態では、針部材１０は、（針部材の厚さに対する）針部材１０の中心面１６、すなわち三角形表面が針付ローラーＷの軸２上の法平面４に対して平行に位置合わせされるように、針付ローラーＷに対して向けられる。針部材１０は、針キャリア２０に対して、針部材１０の中心面１６が針キャリア２０の長手方向５に対して垂直に位置合わせされるように向けられる。この向きは、本発明によるニードリング装置のフィブリル化用途に特に適している。

図１０は、針キャリア２０の別の実施形態を示し、この実施形態では、針部材１０は、その中心面１６が針付ローラー軸に対する上記法平面４に対して０度より大きい角度ωをなすように、また、針キャリア２０の長手方向５に対してωと合わせて９０度となる余角をなすように向けられる。極端な場合、針部材１０の平たい側面が針付ローラーの長手方向と位置合わせされるように角度ωが９０度に等しいことが可能である。針部材１０のこの向きは、本発明によるニードリング装置の穿孔用途に特に適している。本装置は、角度ωの適切な選択によってそれぞれの目的に合わせて最適化することができる。

本装置が実際的に使用される場合、針部材１０、並びに特にその先端１１及び縁１４が摩耗しやすい。針部材１０が針キャリア２０内に取り付けられると、摩耗した針部材１０（更には個々の構成要素）は、全ての針キャリア２０を又は更には特に１つの針キャリア２０を交換することによって、比較的容易に交換することができる。針キャリア２０内に取り付けられた針部材１０のそれぞれに２つの刃先が備え付けられている場合、針キャリア２０を針付ローラーから取り外してそれらを１８０度回転させて挿入し直すことも可能であり、そのため、針部材１０がそれらの元の向きから１８０度シフトし、したがって、未使用の刃先が使用位置をとるよう回転される。針部材１０の寿命は、このようにして２倍になる。２つの縁エリア１３ａ及び１４ａが異なって研磨されている（異なるカッティング角度αを有する）場合、刃先１３及び１４は異なる（より鋭利である（ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅ：強い）か又はより鋭利でない）切削挙動を有する。したがって、切削性能は、針付ローラーＷ内に一方の方向又は他方の方向に支持針２０を挿入することによって処理される物品の材料品質に適合させることができる。

原則として、針部材１０は、薄板のスタンピングすなわち打ち抜きによって製造することができ、この場合、刃先１４又は刃先１３及び１４は、適切な研磨によって形成される。本発明の更なる基本的な態様によれば、研磨は、刃先を既に有する薄板が出発材料として用いられる場合、省略することができる。これは、図１３に明確に示されている。ここでは、出発材料は、例えば、２つの刃先３１が設けられている、適した寸法の市販のカミソリ刃と同様の産業刃３０である。この場合、複数の針部材１０は、パンチング又はレーザー切断によってこの産業刃３０から作製され、この場合、作製される針部材１０は産業刃３０において、産業刃の刃先３１又は産業刃３０のそれぞれの部分が針部材１０の刃先のうちの１つを形成するように向けられる。

図１１及び図１２は、針部材の変更形態を示す。図５及び図６の針部材１０とは異なり、ここでは針部材１１０として示される針部材の頂部は、不等辺三角形の形態である。ここでも同様に、先端１１１はベース縁１１２の反対側にあり、２つの側縁１１３及び１１４はベース縁から先端１１１へと収束する。側縁１１４は、ここでも同様に、一定のテーパー状の縁エリア１１４ａによって刃先として形成され、この場合、カッティング角度αは、図５及び図６の針部材１０のカッティング角度よりも僅かに鈍角であるとして、単に例示目的で表されている。この変形形態でも、２つの実質的に棒状の部材すなわち脚部１１５が、ベース縁１１２から離れるように延びる。三角形の形状又は三角形の角度幾何学を変更することによって様々な切削特性を達成することができる。針部材のこの実施形態にも２つの刃先を設けることができ、図５及び図６の実施形態によってもたらされる利点と同様の利点を得ることができる。針部材１１０も、針キャリアの長手方向に対して０度〜９０度の任意の角度に向けることができる。

Claims (13)

1. 針床（Ｗ）を有するニードリング装置において、該針床（Ｗ）上には、先端（１１；１１１）が設けられた複数の針部材（１０；１１０）が、該針部材（１０；１１０）が前記針床（Ｗ）から突出し、かつ該針部材の前記先端（１１；１１１）が前記針床（Ｗ）から離れるように向くように配置され、前記針部材（１０；１１０）は、該針部材の前記先端（１１；１１１）から前記針床（Ｗ）に向かって延びる少なくとも１つの刃先（１４；１１４）をそれぞれが有する複数の平たい刃として設計される、ニードリング装置であって、前記針部材（１０；１１０）は棒状の針キャリア（２０）内に挿入され、該針キャリア（２０）は更に、前記針床（Ｗ）上に又は前記針床（Ｗ）内に固定されることを特徴とする、ニードリング装置。
2. 前記針床（Ｗ）から突出している前記針部材（１０；１１０）の前記部分はそれぞれが、前記先端（１１；１１１）とは反対側に位置するベース縁（１２；１１２）と、該ベース縁から前記先端まで延びる２つの側縁（１３、１４；１１３、１１４）とを有する実質的に三角形の形状を有し、前記側縁（１４；１１４）のうちの少なくとも一方が刃先として設計されることを特徴とする、請求項１に記載のニードリング装置。
3. 前記２つの側縁（１３、１４；１１３、１１４）のそれぞれが刃先として設計されることを特徴とする、請求項２に記載のニードリング装置。
4. 前記針部材（１０；１１０）には、前記針床（Ｗ）又は前記針キャリア（２０）に固定するための、前記ベース縁（１２；１１２）から離れるように延びる好ましくは２つの脚部形状の取付け部材（１５；１１５）が備え付けられることを特徴とする、請求項２又は３に記載のニードリング装置。
5. 前記針キャリア（２０）は、前記針部材（１０；１１０）の前記脚部形状の取付け部材（１５；１１５）が内部に係合する取付け開口（２４）を有することを特徴とする、請求項４に記載のニードリング装置。
6. 前記針部材（１０；１１０）は、該針部材のベース縁（１５；１１５）が前記針キャリア（２０）上に支持されることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載のニードリング装置。
7. 前記針部材（１０；１１０）は、該針部材の取付け部材（１５；１１５）によって前記棒形状の針キャリア（２０）内に接着されることを特徴とする、請求項５又は６に記載のニードリング装置。
8. 前記棒形状の針キャリア（２０）はそれぞれが、互いに対して傾斜していることが好ましい２つの側部部分（２１、２２）と、該側部部分をつなげるブリッジ部分（２３）とを有し、前記取付け開口（２４）はそれぞれが、前記針キャリア（２０）の前記ブリッジ部分（２３）内に配置されており、前記針部材（１０；１１０）の前記脚部形状の取付け部材（１５；１１５）は、前記取付け開口（２４）を貫通して、前記針キャリア（２０）の前記側部部分（２１、２２）及び前記ブリッジ部分（２３）によって前記針キャリア（２０）内に形成される空洞（２５）内に延びることと、前記空洞（２５）は、接着剤（２６）によって少なくとも前記取付け部材（１５；１１５）のエリアにおいて充填されることとを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載のニードリング装置。
9. 前記棒形状の針キャリア（２０）は、前記針床（Ｗ）の溝（３）内に取り外し可能に挿入されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のニードリング装置。
10. 前記針部材（１０；１１０）は前記針キャリア（２０）において、該針部材の前記平たい側面すなわち中心面（１６）が、前記針キャリア（２０）の長手方向（５）に対して垂直である法平面（４）に対して０度〜９０度、特に０度の角度（ω）をなすように向けられることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のニードリング装置。
11. 前記針床は針付ローラー（Ｗ）として設計されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のニードリング装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のニードリング装置の使用であって、それにより、詳細にはストリップ形状の平面構造体、詳細には、ポリエチレン又はポリプロピレンのプラスチックストリップをフィブリル化する、使用。
13. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のニードリング装置を製造する方法であって、前記針部材（１０）は、該針部材（１０）の前記刃先（１４）がそれぞれ、平たい刃（３０）の少なくとも１つの刃先（３１）の一部分によって形成されるように、該刃先（３１）を有する前記刃（３０）から作製されることを特徴とする、方法。

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