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JPH01298262A - 耐熱材より成る不織生地の製造方法及び装置 - Google Patents

耐熱材より成る不織生地の製造方法及び装置

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Publication number
JPH01298262A
JPH01298262A JP1036419A JP3641989A JPH01298262A JP H01298262 A JPH01298262 A JP H01298262A JP 1036419 A JP1036419 A JP 1036419A JP 3641989 A JP3641989 A JP 3641989A JP H01298262 A JPH01298262 A JP H01298262A
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fiber
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mat
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐熱材より成る不織地、それを製造する方法及
び該方法を実施するための装置に関する。
〔従来の技術〕
ミネラル、グラス又はセラミックファイバの如き耐火フ
ァイバは現在特に2種類の方法でミネラルフェルト製造
のために使用されている。
1つの方法は、ファイバ製造過程の出来るだけ早い時期
にサクションワイヤ上にファイバを吸い上げて生地を形
成するものである。このように装造した製品は高密変地
で単位面積当りの重量は大きい。この方法は薄地を製造
するのには不適である。もう1つの欠点は、製品中に粒
状のビード又は不純物が形成されることである。又製品
中に結合ファイバを混入することは不可能であり、製品
の最終結合は低温蒸発する接着剤で実施されるのでかか
る製品を高温で使用することは困難である。
現在使用されているもう1つの方法は、紙を製造する場
合と同様に生地製造時に水を利用してミネラル.グラス
又はセラミックファイバを用いるものである。この方法
の場合、他のファイバを混入することも可能であるが、
複合又は接着ファイバの如き長い(50*n以上)合成
ファイバを使用することはできない。も゛う1つの大き
な欠点は、機械から出る時に不織地はまだ乾燥してなく
、特に厚い製品の場合には強力乾燥が必要となるので製
造費が高くなることである。同様にこの方法の場合、堅
牢な製品を製造するための最終接着は、前述の欠点を全
て有する有機接着剤を用いて実施する以外にない。
かかる方法により製造された製品の単位面積当りの重量
又は密度はかなり大きなもので、製品重量に対して好適
な強度率を得ることはできない。
かかる製品を断熱材として使用する場合、製品の密度も
重要である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は先行技術の製品より優れた品質を有する
不織地を提供することである。
本発明の別の目的は、特に優れた品質を有し、耐火ファ
イバを必要とする多くの場合に耐熱建築材として使用可
能な製品を多量の水を使用しないでミネラル,グラス又
はセラミックファイバから製造するための方法を提供す
ることである。本発明の更に別の方法は、前記製品の製
造法を実施するだめの装置を提供することである。
前記目的を達成するための本発明の製品の特徴は特許請
求の範囲の特徴を示す項に記載されている。すなわち本
発明の製品の特徴は、製品の主要生地が、セラミックフ
ァイバ、ミネラルファイバ、グラスファイバ又はそれら
の合成品より成る不運続ファイバにより形成されること
であり、該不連続ファイバは、特別な区域を形成するこ
となく該製品の第3次元構造において互いに任意の方向
に指向し、例えば紙等の共通面上にある。従って、例え
ば生地状の製品は、十字状に及び該生地面に対して角度
を成す多量のファイバを含有する。すなわちファイバ相
互間にポケットを形成し、製品密度を下げる。この製品
にては、前述の如き耐熱不連続ファイバを使用する場合
にのみニードルパンチ法により接着可能となる。しかし
ながら、この製品には溶融/軟化ファイバの形態で不連
続ファイバより低温にて結合材を混入可能であり、この
場合製品内の不連続ファイバの占有率は重量にして少な
くとも70%である。
本発明の方法は、特許請求の範囲第4項の特色を示す項
に記載されている。ファイバに適切なる空気流を通過さ
せることによって、完成品内のファイバは任意の方向に
設定されるので、製品は密度が低くて、弾性に冨んだも
のになる。同様に添附の従属特許請求の範囲には本発明
の好適実施例のいくつかが記載されている。例えば第1
搬送レベルから第2搬送レベルまで、例えば第1下方搬
送レベルの頂部から第2搬送レベルの底面までの空気流
によってファイバを送給することができるし、完成した
生地は搬送レベルを通過する空気流によってそこで保持
される。原料が前処理してないミネラルファイバを含有
し、ピッドや恐らくは砂までも入っている場合、不連続
ファイバと多分合成ファイバのみを有する精度の高い生
地を生産するために前処理することも可能である。
本発明の方法は特許請求の範囲第11項の主要部に記載
された特徴を有する装置により実施可能であり、本発明
の装置の好適実施例に関しては本発明の範囲を逸脱する
ことなく記載する。
本発明の方法により製造される生地は完成品を成すため
に後処理を受けてもよい。かくて、ファイバはニードル
パンチ法のみによって接着可能であるが、接着ファイバ
を含有している場合には、ニードルパンチ法と熱結合法
とのいずれをも使用可能である。かくて、完成品はふわ
りとして低密度のミネラルウール型式の断熱材であるが
、熱結合中に不織地を重合圧縮してより密度の高い生地
として使用する板やビーム等を製造するために使用する
こともできる。後者の場合、かかる製品の密度は従来の
方法により製造された対等の製品の密度を下回る。
〔「作用」及び「実施例」〕
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の実施例を示す添
附の図面を参照して以下に詳述する。
第1図のAは前処理装置、Bは分離装置、Cは送給装置
、Dは生地形成装置、そしてEはそれ自体既知の後処理
装置である。
第2図は前処理装置への製造ラインの前方端を一部裂開
した斜視図である。束状ファイバは光電セルにより自動
制御されるコンベア1にのせられる。コンベア1からフ
ァイバはエレベータバケット2に到り、該エレベータの
スタッドによりファイバは高速回転式平滑ロール該沿っ
て上昇する。
束になったままのファイバは、それらが解放される間に
平滑ロール該よって投げ落され、ファイバは平滑ロール
とエレベータバケット2との間を通過可能となる。次に
ファイバは高速回転式解放ロール4と接触し、コンベア
ベルト5上に投げ落される。次にこれと同じ作業が繰り
返される。すなわち、コンベアベルト5の次にエレベー
タバケット6、平滑ロール7及び解放ロール8が続き、
完全に解放されたファイバはコンベアベルト9上に投げ
落される。該コンベアは送りロール10相互間にファイ
バを担持し、高速回転式スタッド付ロール11の表面の
方へファイバを前進させる。
該スタッド付ロールは、スタッド付ストリップでロール
を被覆することにより形成され、ロール面にてスタッド
のピンチは極めて高い。ロールの表面速度は約800−
1100m/分であり、スタッドが与える機械衝撃によ
り、ファイバのビード状不純物はファイバの他の部分か
ら除去され、原料から適切なファイバ材を分離可能であ
るという利点がある。
使用する原料は不連続耐火ファイバ、グラスファイバ、
セラミックファイバ又はそれらを混合したもので、ファ
イバの平均的長さは約4龍であるが、20mmまでの長
さのものであれば混入可能である。本明細書にて使用す
る「不連続ファイバ」は線状ファイバとは異なるもので
、実際のファイバ(ミネラルファイバ及びセラミックフ
ァイバ)製造中に線状ファイバ(グラスファイバ)から
極く短い寸法に切断されて形成されるものである。
所望の製品を製造するためには、いかなる場合にもファ
イバの長さは60鰭以下でなければならない。ファイバ
は前処理装置内に送給されているので、合成ファイバの
ように、後で実施する熱接着過程にて結合材として働き
、長さが120鶴までの例えばPET(ポリエステル)
又はグラスの如きファイバを同時に混入可能となる。フ
ァイバを形成する結合材は、実際の製品を形成するファ
イバよりも融点が低くなければならず、残りのファイバ
がセラミックファイバ又はミネラルファイバを含有する
場合以外は結合材としてグラスファイバを使用可能であ
る。
ファイバ、そこから取り出される不純物及び場合により
浮遊する他の物質は前処理装置Aから第3図に側面図で
示す分離装置Bへ運ばれる。第2図に示す吸込ダクト1
2の1端はスタッド付ロール11の表面と連通し、他端
は分離装置Bと連通ずる。分離装置は、スタッド付ロー
ル11から出る吸込ダクト12を受ける閉鎖箱14を包
含し、従来型ファンの如き吸引源と連通ずる吸込ダクト
13は該箱14から出る。ダクト1該よる吸引により、
軽量ファイバは上昇してダクト13内に入るように該箱
を介してダクト13内に吸込まれる。このために、吸込
ダクト12の入口は吸込ダクト13の出口より下方に位
置し、更に該出入口相互間には、水平な流れそらせ仮1
4′を取付けて該出入口相互間にて該箱内に直線流を形
成しないようにし、流通路に彎曲部を形成して比較的重
い物質がファイバから分離される効果を高める。
ファイバから除去されるビード状のものや砂の如き他の
不純物は、該水平そらせ板14の下方に設けるスクリー
ン状コンベアベルト15の穴を通ってシュート状容器内
に落下し、時々そこから取り出される。しかしながらま
だ開放されずに束になったままのファイバの如き重い物
質はコンベアベルト15の頂部にとどまって該箱14の
外に出されてファン16に到り、ファンは第1図に示す
ライン17に沿って、それらを吹きとばして前処理装置
Aに戻す。
第4図は分離装置Bの下流に位置する供給又は送給装置
Cを示す。この場合、分離装置Bから出る流通ダクト1
3の他端はサイクロン18を通過し、比較的細くて密度
の高い物質をファイバから分離し、真空管19を介して
運び去る。情調されたファイバはサイクロンの下方の箱
20に落下する。該箱内には水平コンベアベルト21が
あって落下してくるファイバを受けてそれらをスタッド
付ベルト22上に押進させると、該ベルトはファイバを
斜め上方に担持し、該ベルトのループの頂部にてファイ
バは平滑ロール23とヘルド22とノ間ヲ進む。平滑ロ
ール23はファイバを側方向へ均一に配分し、次に解放
ロール24が送給シュートの容積部25内へファイバを
落下させると、該シュートの可動後方壁26はファイバ
より成る生地又はマットを押圧して均一な密度にする。
シュート25の底部はコンベアベルト27の上方にて開
口し、ファイバマットは点線で示すロール28とコンベ
アとの間にて該シュートの下方から前方へコンベア27
上を走行し、該コンベア上で均一に押圧されて次の装置
まで前進する。これに関しては、送給シュート内におけ
るファイバの容積は一定であり、コンベア27の速度を
調整することによって完成した不織地の単位面積当りの
重量を所望どうりに調整することもできる。
第5図は生地形成装置りの側面図である。コンベア27
は低速回転式送りロール29の下方から高速回転式スタ
ッド付ロール3の表面までファイバを前進させる。スタ
ッド付ロールはスタッド付ストリップで被覆され、スタ
ッドは極めて高いピンチに位置づけられ、その長さは約
21■である。
該スタッド付ロールの表面速度は約20()O−250
0m/分である。該スタッド付ロールの表面のファイバ
と接触する個所には、スタッド付ロール30の下方の空
間と連通ずる空気ダクト31を通る強力な空気噴流をコ
ンベアワイヤ32の表面の方向へ吹きつける。かくてフ
ァイバは空気流と共に押し流され、コンベアワイヤ32
の頂部にとどまり、該空気流はワイヤを介して吸込まれ
る。
かくてワイヤ32上のファイバは比較的均一なマット又
は生地を形成し、該ワイヤによって有孔コンベアヘルド
33上に送られる。この個所にて、マツI・には幾分し
わがあり、ファイバが平行な方向に延長している部分が
存在するが、これは空気流の乱流によるものである。コ
ンベアベルト33はファイバマットを個所34まで前進
させ、該個所にて、ファン35によってコンベアベルト
33の下方から該ベルト33の下方に開口するダクト4
1に沿って強力な空気流を供給するが、この場合該空気
流はヘルド33が孔を有する故に該ベルトを貫通し、該
個所にてファイバを前記通気性コンベアワイヤ33の方
へ吹きつけるものである。
!初にファイバマットを運ぶコンベアベルト33の頂面
と最終的にファイバマットを形成するためのコンベアワ
イヤ36の底面とは、該個所において、互いに反対の位
置にあり、相互間に解放スペース31’cFaけ、該ス
ペースにて該コンベアヘルド33を通る空気流がベルト
33の頂面がらヘルド36の底面までファイバを拾い上
げる。該コンベアワイヤ36の上方には、言いかえれば
ファイバの集積面を考慮してファイバマットの裏側には
吸込ダクト38があり、スペース37からワイヤ36を
介して空気流が該ダクト内に入る。コンベアベルト33
を通過する空気流の全てはワイヤ36を通り、このため
に、コンベアヘルド33の側縁とコンベアワイヤ36の
側縁にて、及び送風点の上流及び下流の両方にてヘルド
33の上方スペース37内にファイバマットを入れるた
めの間隙をスペース37からワイヤ36の底面までに残
して出来るだけぴったり密閉される。
コンベアベルト33は、例えば円形で直径が約15mm
の比較的直径の大きい孔を有する従来型ナイロンワイヤ
等のワイヤ構造体を有する。該コンベアワイヤの上方部
は通常のワイヤで構成してもよいが、いわゆるハネカム
型ワイヤを使用すればファイバの構成が均一なものとな
り、非常に望ましい。
スペース37内の空気流の速度は約10−30m/秒で
、これはファイバを混合し、それらが不定方向を有する
ようにコンベアワイヤ36上に設定するのに充分な速度
である。コンベアベルト33及びコンベアワイヤ36は
同一方向にあり、最初は下方コンベアベルト33上にあ
る比較的均一なマットにより、上方コンベアワイヤ36
上にても単位面積当りの重量が均一な製品が形成される
ことになる。
該スペース37に続いて、コンベアワイヤ36上のファ
イバマットは該ワイヤとニップロール39との間にて完
成品を前進させるコンベアベルト40に送給される。
前述の如く生地が形成されると、該ファイバ地は、第1
図に文字Eで示したファイバを最終接着するために使用
する後処理装置まで前進する。ファイバ地が主にミネラ
ルファイバ等より成る場合、ニードルパンチにより機械
的に接着を実施する従来型ニードルパンチ機のニードル
パンチ法によってのみ接着される。生地構造にグラスフ
ァイバ又はポリエステルファイバの如き前記結合材を形
成する接着ファイバを含む場合はニードルパンチ法の他
に熱接着法も使用可能である。熱接着法の場合ファイバ
地を圧縮してシート、ビーム又は同様な構造にするよう
な他の附属操作を伴うようにしてもよい。
前記方法はミネラルグラス又はセラミックファイバ又は
それらの混合体から単位面積当りの重量が60−300
0g/mの範囲のマット型又はシート状の製品を製造す
るために使用可能である。
従来の耐熱不織製品と本発明の製品とを比較する場合に
各々の密度を比較すれば最もよく判る。本発明によるマ
ット状、シート状及びビーム状の製品は、先行技術の方
法により得られた同一材の製品と比較して密度は約5分
の1以下である。しかも、品質強度は同じオーダである
。行程の条件(空気流の速度、後処理の圧力)を調整す
ることによって前記比率を10分の1までにすることが
できる。
接着ファイバを使用する場合、製品のファイバ占有率は
常時30%以下である。グラスは生地構成ファイバとし
て或いはPETの如き合成ファイバを含有する結合材と
して使用可能であり、グラスより融点の高いミネラルフ
ァイバやセラミックファイバは主要構成体を成すことに
留意されたい。
本発明の製品には耐熱製品として各種用途があり、例え
ば内装用カーペット、車用内装材、下じきカーペット及
び造船業における防音面、屋根用フェルト、pvcを塗
布した基材及び建築板に使用可能である。本発明の製品
の重要な用途の1つは例えば健康を害するアスベストの
代替品として高温耐熱材として使用することである。
本発明は前記説明文及び添附の図面並びに特許請求の範
囲に記載されていることのみに限定されるものではなく
、本発明の範囲を逸脱することなく各種別型が可能であ
る。例えば、初期段階で既に予備精製したファイバ材を
使用すれば送給装置Cに該材料を直接送ることができる
。更に、本発明による生地形成装置りは生地形成個所に
空気流を送り込むための装置を有するが、これは種々な
方法で実施可能である。例えば図示の生地形成装置りの
場合、生地形成面又はその高さが必ずしも第2va送面
下方の第1搬送面として位置する必要はなく、該搬送面
の表面が相互間にスペースを設けるように互いの方向に
指向して前述の如くファイバに送風することが必要であ
る。しかしながらスペースを最も経済的に利用するため
に実用性を考慮して、該面が垂直方向にて相互に整合す
ることが望ましく、すなわち前述の如く第1殿送面が第
2搬送面の下方にあることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法及び装置を用いるファイバ製造ラ
インの全体を線図で示すもの、第2−5図は第1図の線
における各種断面図をより詳細に示すものである。 A・・・前処理装置、B・・・分離装置、C・・・送給
装置、D・・・生地形成装置、E・・・後処理装置、1
・・・コンペア、2,6・・・エレベータバケット、3
,7.23・・・平滑ロール、4,8.24・・・解放
ロール、5゜9.15,33.40・・・コンベアベル
ト、10・・・送りロール、11・・・スタッド付ロー
ル、12,13・・・吸込ダクト、14.14’・・・
水平そらせ板、16.35・・・ファン、18・・・サ
イクロン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)セラミックファイバ、グラスファイバ又はミネラル
    ファイバ或いはそれらの混合体より成る製品にして、そ
    れの構成体が該材料より成る不規則に指向する不連続フ
    ァイバを包含し、該ファイバが空気流による乾式法で共
    に集められ、かかるファイバを共に接着するための結合
    材を含有可能であることを特徴とする該製品。 2)主要構成部を成す該不連続ファイバが、製品の少な
    くとも70%を占め、残りには結合材を入れることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の製品。 3)該製品が主として不連続ファイバより成り、該製品
    がニードルパンチ法により後処理されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の製品。 4)結合材として働くファイバと混合可能なセラミック
    ファイバ、グラスファイバ又はミネラルファイバ或いは
    それらの混合体が押し延べられてマット又はそれに類す
    るものとなり、該マットがファイバを結合するために後
    処理可能であり、該材料より成る不連続ファイバが前進
    して空気流と接触し、ファイバが不規則方向を有し、該
    ファイバを送る空気流が該レベル(36)を通るように
    して、該ファイバをレベル(36)へ送ることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の製品を製造するための
    方法。 5)第1レベル(32,33)にて、該ファイバにより
    比較的均一なマットを形成して前進させ、次に該レベル
    を通過する空気流が該マットをとらえてレベル(32,
    33)とは反対の第2レベル(36)に到達させて前進
    させるので該ファイバが第1搬送レベルから離れて不規
    則な方向を示してマットを形成し、該ファイバを送る該
    空気流が該第2レベルを通過することを特徴とする特許
    請求の範囲第4項記載の方法。 6)該第1搬送レベル(32,33)が該第2搬送レベ
    ル(36)の下方の空気流と同じ位置にあり、これによ
    ってこの点にて該搬送面が上方に向いて第2搬送レベル
    (36)の搬送面が下方に向き、該ファイバが第1搬送
    レベル(32,33)の頂部から第2搬送レベル(36
    )の底面までの上向き空気流によって取り上げられるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の方法。 7)第1搬送レベル(32,33)上の均一マットが、
    ロール又はそれに類する送給装置(29)によって高速
    回転式スタッド付ロール(30)の面に前進し、そこか
    ら該ファイバは空気流を通って第1搬送レベル(32,
    33)に到り、該空気流は搬送レベル(32,33)を
    通過することを特徴とする特許請求の範囲第5項又は第
    6項記載の方法。 8)該第1搬送レベルが、通気性のコンベアワイヤ又は
    それに類するものより成り、スタッド付ロール(30)
    からの空気流によって該ファイバを前進させる第1区域
    (32)と、該第1区域(32)の下方にあって多孔コ
    ンベアより成り、ファイバを第2コンベアレベル(36
    )に送るための空気流を吹き込む第2区域(33)とを
    包含することを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の
    方法 9)該原料がビードや砂を含有する前処理しないミネラ
    ルファイバを含有し、第1搬送レベル(32,33)上
    にマットを形成する以前に、高速回転式スタッド付ロー
    ル(11)の表面方向に束状ファイバを前進させ、ここ
    で該ファイバに含有されるビードがスタッドによる機械
    衝撃によって除去されることを特徴とする前記特許請求
    の範囲第5−8項のいずれかに記載の方法。 10)該ビードを除去した後で、ファイバに空気流を通
    すことによって該ビード及びその他の不純物とファイバ
    とを切り離すことを特徴とする特許請求の範囲第9項記
    載の方法。 11)ファイバを押し延べてマット又はそれに類するも
    のを形成するための装置とファイバを結合するために可
    能な後処理装置とを包含し、通気ワイヤ等により設ける
    レベル(36)を有する生地形成装置(D)と、スペー
    ス(36)と整合する空スペース(37)と、ファイバ
    をスペースに導入するための送給装置(33)と、ファ
    イバを送る空気流をスペースに入れるためにスペース(
    37)と連通する流通ダクト(41)と、レベル(36
    )を通ってスペース(37)から空気流を通過させるた
    めにスペース(37)に対してレベル(36)の反対側
    にある流通ダクト(38)とを更に包含することを特徴
    とする特許請求の範囲第4項記載の方法を実施するため
    の装置。 12)該生地形成装置(D)が、ファイバ搬送装置とし
    て働き、孔又はそれに類するものを有する第1搬送レベ
    ル(32,33)と、該レベルと反対位置にあってファ
    イバを前方に送るようにしてあって通気ワイヤ又はそれ
    に類するものより成る第2レベル(36)とを有し、こ
    れにより、互いに対向する該レベルの搬送面の相互間に
    空スペース(37)を形成し、更に該生地形成装置が、
    該スペースの外側に流通ダクト(41)と流通ダクト(
    38)とを有し、該ダクト(41)が該レベル相互間の
    スペースに該レベルを介して空気流を通過させるために
    第1レベル(32,33)の有孔部又はそれに類するも
    のと連通し、該ダクト(38)が、該スペースの反対側
    に位置し、該スペースからの空気流を該第2レベルに通
    過させるために該搬送レベル(36)の搬送面と連通す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第11項記載の装置
    。 13)第1搬送レベル(32,33)の搬送面がファイ
    バと空気流とが合流する個所にて上方に向き、第2搬送
    レベル(36)の搬送面が同一個所にて下方に向き、該
    第1撮送レベル(32,33)が該個所にて該第2搬送
    レベル(36)の下方に位置することを特徴とする特許
    請求の範囲第12項記載の装置。 14)該生地形成装置(D)が、搬送レベル(32,3
    3,36)の上流に位置するスタッド付ロール(30)
    と、該スタッド付ロールの表面にファイバを送るための
    送給装置(29)と、該スタッド付ロールの表面と連通
    する流通ダクト(31)と、該ダクト(31)と機能的
    に連通する空気流発生装置とを包含することを特徴とす
    る特許請求の範囲第12項又は第13項記載の装置。 15)該第1搬送レベル(32,33)が、ファイバの
    進行方向にてスタッド付ロール(30)の表面と連通す
    る流通ダクト(31)の末端に位置する通気ワイヤ又は
    それに類するものを包含する第1区域(32)と、該第
    1区域の下流に位置して、有孔部又はそれに類するもの
    を備えるコンベアを包含する第2区域(33)とを有す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第14項記載の装置
    。 16)ファイバの進行方向にて、該生地形成装置(D)
    の上流には、ファイバから不純物を除去するための前処
    理装置があり、該装置が回転可能なスタッド付ロール(
    11)と、送給装置(10)と、ファイバをスタッド付
    ロール(11)の方へ前進させるためのロールとを包含
    することを特徴とする前記特許請求の範囲第11−15
    項のいずれかに記載の装置。 17)該前処理装置が、スタッド付ロール(11)の下
    流に位置し、それの表面と連通し、該空気流発生装置が
    、同じくファイバから不純物を分離させるための装置(
    14,14′)を有する該流通ダクトと機能上連結する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第16項記載の装置。
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