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Faden, welcher aus einer Vielzahl von einzelnen Fasern, Fäden,
Strängen oder Lunten-vorzugsweise aus Glas-besteht und
Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines neuen Fadens, welcher aus einer Vielzahl von einzelnen Fasern, Fäden, Strängen oder Lunten geringen Durchmessers mit feinem Gefüge besteht, die zu einem Strangprodukt zusammengefasst sind, welches zwar groben Charakter aufweist, aber die Feinheit des Gefüges der Fäden oder Stränge mit geringem Durchmesser beibehält.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen Strangproduktes mit besten Verstärkungseigenschaften und mit einer Vielzahl von Einzelfäden oder Strängen. Dieses Produkt soll zwar in seinem Gefüge sehr fein sein und die Eigenschaften eines aus dispergierten Fäden bestehenden Körpers erreichen, sich aber trotzdem leicht handhaben lassen, beispielsweise gut zerschneiden und zu Verstärkungsmatten verarbeiten lassen ; Eigenschaften, die an sich nur vereinigte Strangprodukte aufweisen.
Die vorliegende Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass die Einzelfasem od. dgl. an im Abstand voneinander liegenden Stellen durch ein Klebemittel miteinander verbunden sind.
Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von kontinuierlichen Strängen unter Verwendung eines besonderen Schlichtmaterials besteht darin, dass einzelne Stränge oder Fäden miteinander verzwirnt werden.
Solche Fäden stellen sich zufolge der komplizierten Herstellung und des erforderlichen Aufwandes an Material relativ teuer.
Demgegenüber kennzeichnet sich das erfindungsgemässe Verfahren dadurch, dass parallel laufende und im Abstand voneinander liegende Fasern in bekannter Weise mit einem Klebemittel (Schlichte) überzogen und sodann, solange dieses Mittel noch klebrig ist, an über die Faserlänge verteilten, voneinander im Ab- stand liegenden Stellen zusammen- (gegeneinander-) gedrückt und so untereinander verbunden werden.
Die wesentlichen Eigenschaften des Fadens nach der Erfindung sind die Leichtigkeit seiner Herstellung und seine Handlichkeit ohne Rücksicht darauf, dass das Produkt aus einer Vielzahl von locker zusammengestellten Strängen mit feinem Gefüge besteht.
Darüber hinaus liegt ein weiteres Merkmal in der guten Verpackbarkeit des Produktes, da eine Vielzahl von geringen Durchmesser aufweisenden Strängen zu einem Verbundprodukt vereinigt ist, welches nur an im Abstand angeordneten Punkten verbunden ist und leicht zu einer Packung üblicher Art aufgewickelt bzw. von einer solchen Packung abgezogen werden kann.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass das Produkt leicht von einer Packung abziehbar ist, obwohl es eine Vielzahl von Strängen oder Lunten enthält. Es lässt sich dabei zerschneiden oder in fortlaufender Form verwenden. Die entstehende Ansammlung, beispielsweise in Form einer Matte für Ver- stärkungszwecke, hat eine ausserordentlich feine Struktur, die abhängig ist von dem Durchmesser der ein- zelnen im Produkt enthaltenen Stränge oder Lunten.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in ihrer Anpassbarkeit an den jeweiligen Herstellungsprozess mit nur geringen Änderungen bei vorhandenen Strangherstellungsvorrichtungen.
Diese und andere Merkmale und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen. Fig. 1 zeigt ein Strangprodukt nach dem erfindungsgemässen Prinzip ; Fig. 2 ist eine etwas schematische Seitenansicht einer Strang- oder Fadenherstellungsvorrichtung, mit der das
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Verfahren nach der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann ; Fig. 3 ist eine vergrösserte, schaubildliche Darstellung des dazwischenliegenden Querführungs- und Aufwickelteiles der Wickelvorrichtung nach Fig. 2 ; Fig. 4 ist eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, wobei die Querführungsvorrichtung sich in einem späteren Stadium ihres Bewegungsablaufes befindet ;
Fig. 5 und 6 sind vergrösserte Front- und Rückansich- ten der Querführungsvorrichtung nach den Fig. 2-4, wobei eine grössere Anzahl von Strängen oder Lunten geführt wird und die Lage der Stränge bezüglich der Querführungsvorrichtung in der Betriebsstellung nach Fig. 3 dargestellt sind ; Fig. 7 und 8 sind Rück- und Frontansichten der Querführungsvorrichtung nach den Fig. 5 und 6 in einer Stellung der Lunten entsprechend dem Stadium nach Fig. 4 im Betriebsablauf ; Fig. 9 ist eine schematische Ansicht mit teilweisem Schnitt einer andern Querführungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ;
Fig. 10 ist eine schaubildliche Ansicht einer Zuführungsvorrichtung zur Erzeugung von Glasfasern und zur Herstellung eines Strangproduktes nach der vorliegendenErfindung und Fig. 11 ist eine Draufsicht auf eine Schmelzanlage, in die die Zuführungsvorrichtungen nach Fig. 10 eingebaut sind.
Die Erfindung wird zwar im folgenden im Zusammenhang mit der Herstellung von Lunten aus kontinuierlichen Glasfäden beispielsweise beschrieben ; sie ist jedoch darauf nicht beschränkt, sondern man kann auch Stränge aus andern, überhaupt den verschiedenartigsten Materialien, beispielsweise Mineralien, wie Glas, aber auch aus Kunstharzen, verwenden. So können beispielsweise Fäden aus Polyamiden, Polyglykolterephthalat, Polyacrylnitril, Vinylidenchlorid, Vinylchlorid, Vinylazetatmischpolymerisat, Vinyl- chloridacrylnitrilmischpolymerisat, Vinylchloridpolymerisaten und Mischpolymerisaten,"Nylon","Rayon", Polyäthylen, Vinylacryl zur Herstellung des erfindungsgemässen Produktes dienen.
Auch andere, nicht klebende Fasersubstanzen eignen sich für das erfindungsgemässe Produkt und selbst Naturfäden wie Zellulosefäden, Baumwollfäden, Flachs, Jute, Kapok, Wolle, Haare und Seide können Verwendung finden. Man kann auch synthetische Fäden, wie Zellulose- oder Zellulosederivatfäden einschliesslich Fäden aus Zellulosehydrat, Zelluloseester, Zelluloseäther, natürlichem und künstlichem Gummi und Derivaten davon verwenden. Fäden aus Alginsäure, Gelatine, Kasein, Mineralfäden, wie solehe aus Asbest, Gesteinswolle u. dgl. Fäden aus Naturharzen und Fäden, die durch Schlitzen, Schneiden oder Abscheren homogener Filme, beispielsweise Cellophan, hergestellt sind, eignen sich ebenfalls.
Während ausserdem nach der Beschreibung kontinuierliche Lunten Verwendung finden, kann man die Produkte nach der Erfindung auch mit kontinuierlichen Strängen aus Stapel- oder andern diskontinuierlichen Fasern herstellen.
In den Zeichnung ; n zeigt Fig. 1 ein Strangprodukt 30 nach der vorliegenden Erfindung, das aus einem Paar von Strängen 19 hergestellt ist, die jeweils verhältnismässig geringe Durchmesser aufweisen und aus mehreren Fäden bestehen. Die Vereinigung erfolgt Ri den im Abstand voneinanderliegenden Zonen 31.
Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung, mit der das Produkt nach Fig. 1 im Zuge der Herstellung von kontinuierlichen Glasfäden erzeugt werden kann. Die Vorrichtung besteht aus einer Zuführungsvorrichtung 10, in der Glas auf elektrischem Wege (die Anschlussklemmen sind mit 11 bezeichnet) geschmolzen wird.
Das geschmolzene Glas fliesst von der Zuführungsvorrichtung durch die mit Öffnungen versehenen Ausbuchtungen 12 und wird unter dem Einfluss der durch die Wickelvorrichtung 20 ausgeübten Kräfte zu Fäden 14 ausgezogen. Die Fäden 14 werden an einer Aufbringvorrichtung 15 vorbeigeführt, die die Schlichteflüssigkeit auf die einzelnen Fäden auf ihrem Weg über die Walze 16 aufbringt. Die Walze 16 taucht bei ihrem Umlauf teilweise in die Schlichteflüssigkeit in der Aufbringvorrichtung 15 ein und überträgt die Schlichte vom Vorrat auf die Fäden. Eine Schutzplatte 17 deckt den Grossteil der Walze ab, die sonst freiliegen würde, und begrenzt dadurch die Menge des an der Walze haftenden Schlichtmittels.
Die von der Zuführungsvorrichtung 10 abgezogenen Fäden werden nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel in zwei Gruppen unter Bildung von zwei Einzelsträngen mit im Verhältnis zum Endprodukt geringem Durchmesser unterteilt. Dazu werden die beiden Fadengruppe über zwei Sammelvorrichtun- gen17 gesammelt, die beispielsweise aus Graphit bestehen, so dass sie von den darübergezogenen Glasfäden nicht zu stark abgenutzt werden. Aus den beiden Fadengruppen entstehen also im Verhältnis zum Endprodukt geringeren Durchmesser aufweisende Stränge 19, die im allgemeinen parallel nebeneinander bis zu einer Führungsvorrichtung 24 laufen und auf eine umlaufende Spule 21 aufgewickelt werden, die auf einem von der Wickelvorrichtung 20 angetriebenen Spulenkern 22 sitzt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen, wie das Strangpaar nach Fig. 2 aufgewickelt und über die Stranglänge zwi- sehen den Umkehrpunkten bei der Hin- und Herbewegung über die Spule im Abstand gehalten wird und wie die Stränge durch Vereinigung an den Umkehrpunkten bei der Hin- und Herbewegung zu dem vereinigten, erfindungsgemässen Produkt zusammengefasst werden. Das erzeugte Strangprodukt enthält also ein
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Paar geringeren Durchmesser aufweisende Stränge, die über eine Strecke ihrer Länge locker gruppiert und in Abständen vereinigt oder zusammengefasst sind, u. zw. zweckmässig an den Stellen, die den Umkehrpunkten bei der Hin- und Herbewegung des Stranges bei seinem Aufwickeln auf die Spule entsprechen.
Die Querführungsvorrichtung, die die absatzweise Vereinigung der Lunten bewirkt, entspricht bekannten Anordnungen, bei denen die Querbewegung der durch die Vorrichtung hin-und herbewegten Lunte unter der unmittelbaren Kontrolle eines Paares von im wesentlichen spiralförmig gebogenen Führungsglie-
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der 27 und 28 können aus Stahldraht oder einem andern geeigneten Material bestehen, welches dem Verschleiss zufolge der ständigen Reibung der Lunte widersteht. Jedes dieser spiralförmigen Führungsglie- der 27, 28, erstreckt sich über etwas mehr als den halben Umfang der Welle 26, auf der sie axial versetzt angeordnet sind.
Infolge der gegenseitigen Lage der Enden der Führungsglieder in Achsrichtung befinden sich die Lunten bei Beendigung der Querbewegung an dem geringeren Durchmesser aufweisenden Ende des Führungsgliedes in einer solchen Lage, dass sie von dem den grösseren Durchmesser aufweisenden Teil der Ergänzungsnocke erfasst werden können. Wenn sich die gegenüberliegenden Enden der Necke überlappen, wie man aus den Zeichnungen erkennt, erfolgt das Erfassen durch das den grösseren Durchmesser aufweisende Nockenende unmittelbar am Ende jeder Querbewegung der Lunten, wobei die Lunten ihre Bewegungsrichtung auf der Spule umkehren und gleichzeitig unter Verbindung durch die Schlichte innig miteinander vereinigt werden.
Während die Lunten durch die Führungsglieder 27 und 28 hin- und hergeführt werden, wird auch die Führungsvorrichtung24 hin- und herbewegt, d. h. sie bewegt sich in Richtung der Spulenachse und verteilt das Produkt über die Länge des Spulenrohres, so dass ein Wickel entsteht, der in der Mitte wesentlich dicker als an den Enden ist.
Diese Querführungsvorrichtung kann mit hoher Umfangsgeschwindigkeit betrieben werden, die die Laufgeschwindigkeit der Lunte erreicht und ihr häufig im wesentlichen gleichkommt. Man erhält deshalb bei der Hin- und Herbewegung nur geringe Unterschiede in der Luntenspannung. Dies führt dazu, dass die Lunten längs der Spule mit einem minimalen Winkel zur Achse der Spule hin-und herbewegt werden können.
Obwohl das Verfahren zur Herstellung des in Abständen zusammengefassten Strangproduktes im Zusammenhang mit der Herstellung und Sammlung von nur zwei Strängen beschrieben wurde, können selbstverständlich auch drei, vier und sogar noch eine grössere Anzahl von Strängen gemäss der Erfindung aufgewickelt und in Abständen zusammengefasst und vereinigt werden. So zeigen beispielsweise die Fig. 5-8 eine Anordnung, bei der vier Lunten über eine Spiraldraht-Querführung geführt und zu einem solchen Produkt vereinigt werden. Die Lunten 19 werden über die Führungsglieder 27 und 28 gezogen, die gegen den Uhrzeigersinn mit der Welle 26 umlaufen.
Die Lunten werden durch den winkelig stehenden Eingriff der Führung mit den einzelnen Lunten und wegen ihresAbstandes beim Zuführen zu denDrahtgliedemimAb- stand gehalten. Beim Eingriff des den grösseren Durchmesser aufweisenden Endes jedes Führungsgliedes mit den Lunten werden jedoch die Lunten zusammengefasst und während dieser Zeit innig vereinigt gehalten, bis wieder eine Trennung durch die Bewegung des Wickelteiles des den grösseren Durchmesser aufweisenden Endes erfolgt, welches mit den die Spannung innerhalb der Lunte hervorrufenden Kräften zusammenwirkt.
Der für die Trennung der Lunte zwischen den Umkehrpunkten der Hin- und Herbewegung erforderliche Winkel der Drahtglieder hängt von der Wickelgeschwindigkeit, der Luntenspannung, der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung und der Länge der Hin- und Herbewegung ab ; Werte, die sich leicht durch Versuche feststellen lassen. Die Fig. 5 und 6 zeigen, wie die Lunten zwischen den Umkehrpunkten der Querführung getrennt gehalten werden, während man aus Fig. 7 und 8 erkennt, wie die Lunten beim gegenseitigen Eingriff an den Enden der Hin- und Herbewegung innig vereinigt werden.
Fig. 9 zeigt eine andere Querführung, mit der sich ein Strangprodukt nach der Erfindung herstellen lässt. Bei dieser Anordnung werden die Lunten 39 durch eine Reihe von Fingern 32 getrennt gehalten, die sich aus einem seitlichen Schlitz in einem rohrförmigen Glied erstrecken, in dem eine Doppelgewindeschraube angeordnet ist, welche die Finger zuerst zum einen Ende des Gliedes und dann zu dessen anderem Ende hin-und herbewegen. Ein Paar von Begrenzungsgliedern 33 ist in kurzem Abstand von denEnden des Schlitzes 36 und an Punkten kurz vor dem Endpunkt angeordnet, zu dem sich die Finger 32 vor der Umkehr zu einem nachfolgenden Hub bei der Hin-und Herbewegung bewegen. Die Begrenzungsglieder 33 sind so angeordnet, dass sie die Lunten 39 am Ende jeder Hin- und Herbewegung erfassen und vereinigen. Beim Lösen der Lunte von den Begrenzungsgliedern 33 bei Beginn jeder neuen Hin- bzw.
Herbewegung werden die Lunten wieder getrennt. Somit sind am Ende jeder Hin- bzw. Herbewegung die Lunten vereinigt, wie es gestrichelt angedeutet ist, und zwischen den Enden der Hin- und Herbewegung, wie voll
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ausgezeichnet dargestellt, getrennt, so dass sie ein lockeres Faden- oder Faserprodukt in diesem Bereich bilden.
Bei der Verwendung dieser oder einer andern geeigneten Querführung ist die Herstellung des erfindungsgemässen Produktes nicht notwendig auf diejenige im Zuge der Faserherstellung selbst beschränkt. Das Verfahren lässt sich vielmehr auch zur Herstellung des Produktes aus Lunten oder kontinuierlichen Fäden verwenden, die bereits fertiggestellt sind, indem sie von einer Ausgangsstelle, beispielsweise einer Reihe von Spulen in einem Spulenrahmen, abgezogen werden. Nach der Bildung kann das Produkt unmittelbar auf eine Spule aufgewickelt, aber auch zerschnitten werden, zur Bildung einer Matte dienen oder in einen Schichtkörper eingearbeitet werden.
Die Bindung dieses Produktes in im Abstand liegenden Zonen lässt sich in einem Ofen unmittelbar vor der Verwendung durch Aushärtung verbessern oder man lässt das Produkt bei Raumtemperatur trocknen, je nachdem, welche Zeit zur Verfugung steht oder welche Art von Bindemitteln verwendet worden ist.
Das erzeugte Faserprodukt lässt sich in weitestgehend beliebigen Abmessungen und mit den verschiedensten Eigenschaften, herstellen. In einigen Fällen können beispielsweise die Lunten für jeweils 2, 5 cm in Abständen von 12, 5 bis 15 cm vereinigt werden, während bei andern ProduktendieVereinigungszonen 7-10 cm lang sind und Abstände von jeweils 30 cm aufweisen. Die Strangprodukte kann man auch durch Sammeln einzelner Fäden zu einem gemeinsamen Strang in getrennten Zonen längs der Produktlänge herstellen, während zwischen den vereinigten Zonen das Produkt eine fadenartige Form aufweist, in der die einzelnen Fäden mit den andern in lockerer Form vereinigt sind.
Die Fäden können dabei bei ihrer Führung getrennt gehalten und absatzweise zusammengefasst werden, um die im Abstand vorliegende Vereini - gung längs der Produktlänge in der gleichen Weise zu erzielen, wie bei den vorbeschriebenen Beispielen die Stränge getrennt gehalten und dann in Abständen zusammengefasst wurden, um das f einfädige Produkt zu erzielen. Es besteht auch die Möglichkeit, geringeren Durchmesser aufweisende, verdrillte Lunten als Ausgangsmaterial zu verwenden, wobei die Fäden oder Fasern in den Lunten selbst besser zusammengefasst sind, während das Produkt selbst nur in Abständen eine Zusammenfassung erfahren hat.
Die dargestellte Aufbringvorrichtung 15 überzieht die einzelnen Fäden mit einer geeigneten Überzugs-oder Bindemittelsubstanz, wie Öl, Wachs, Cellulosederivat, Gummi, natürlichem oder synthetischem Harz, Stärke, Gummi, Fett, Fettsäure oder andern Überzugssubstanzen oder mit einer Emulsion aus geeigneten Substanzen. Durch Aufbringen eines solchen Schlichte- oder Bindemittels werden Ungleichmässigkeiten in den Fäden weitgehend durch Ausebnung von Eindrückungen und scharfen Vorsprüngen beseitigt. Zusätzlich übernehmen die Schlichte- oder Überzugsmaterialien die Funktion einer Verbindung der Fasern oder Fäden bei deren Vereinigung.
Werden die Fasern oder Fäden einer Lunte in im Abstand befindlichen Zonen innig miteinander vereinigt, während das Schlichtematerial noch fliessfähig ist, dann zeigt sich, dass die innige Vereinigung der Fasern in der Lunte beim anschliessenden Trocknen der Lunte aufrechterhalten bleibt. Wenn in ähnlicher Weise Lunten geringeren Durchmessers in innigen Kontakt miteinander für kurze Strecken in Abständen längs der Produktlänge gebracht werden, dann bleibt die innige Vereinigung an den in Abständen angeordneten Punktenbeim anschliessenden Trocknen des Faserproduktes aufrechterhalten.
Handelt es sich beim Bindemittel um ein Schlichtematerial, dann ist die Vereinigung der Lunten in den in Abständen liegenden Zonen im allgemeinen so, dass die Lunten trennbar sind, d. h. die Lunten können nach dem Abnehmen von der Spule gegebenenfalls in ihre einzelnen Fäden getrennt werden. Das auf das Produkt zur Herstellung einer Bindung oder Vereinigung in Abständen aufgebrachte Material kann auch ein anderes Material ausser einem Schlichtematerial sein. Verschiedenste Arten von Bindematerial, beispielsweise Phenolharze, die beim anschliessenden Aushärten eine feste Vereinigung der Fasern in Abständen ergeben, können verwendet werden, um eine stärkere Bindung in diesen im Abstand liegenden Zonen zu erreichen.
Somit bedeuten die hier verwendeten Ausdrücke Schlichte- oder Bindematerial sowohl Schlichtematerial als auch andere Substanzen, beispielsweise harzige Klebemittel, welche die Fäden und Lunten vereinigt halten. Beispielsweise kann man für die Bindezwecke eine Vielzahl von Kunststoffen verwenden, wie "Plastisol", Asphalt, Polyesterharz usw. oder anorganische Materialien, beispielsweise eine Vielzahl von
Metallen, wie Blei, Zink, Aluminium, Kupfer usw. Die Bindung kann bei frisch geformten, sauberen oder gereinigten Fasern oder Lunten durch absatzweises Aufbringen des Bindemittels erfolgen, so dass es lediglich in sich periodisch wiederholenden Abständen aufgebracht wird.
Man kann jedoch die Fasern oder Lunten auch mit einem Material überziehen und an den Vereinigungspunkten durch ein anderes Material in innigen Kontakt bringen, so dass diese in diesen Bereichen fest miteinander verbunden werden. Solche Produkte lassen sich gemäss der Erfindung durch absatzweises Aufsprühen des Bindemittels in im Abstand liegenden Zonen auf das Produkt synchron mit der Wirkung der absatzweisen Vereinigung der Fasern erzielen.
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Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Zuführungsvorricntung, die sich zur Herstellung von Lunten eignet, die zum erfindungsgemässen Produkt verarbeitet werden können. Die Zuführungsvorrichtung ergibt sich deutlich aus Fig. 10 und besteht aus einem Leitungsteil40 mit Flanschen 7 an jedem Ende und mit einer Ventilöffnung 41, die im unteren Teil zentral angeordnet ist. Die Öffnungsweise der Ventilöffnung wird durch ein stopfenartiges Element am Ende eines Schaftes 42 geregelt, der sich nach oben durch eine Öffnung im Oberteil des Leit'jngsteiles erstreckt. Somit können Flüssigkeiten, beispielsweise geschmolzenes Glas, durch den Leitungsteil fliessen und aus der Ventilöffnung 41, gesteuert durch den Ventilschaft 42, austreten.
Der Unterseite des Leitungsteiles 40 ist ein Behälter 43 zugeordnet, in den die Schmelzflüssigkeit aus dem Leitungsteil bei geöffneter Öffnung 41 austreten kann. Der Behälter 43 besitzt mit Öffnungen versehene Spitzen 44 an seiner Unterfläche, durch die das Schmelzgut strangförmig austritt und in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise zu Fäden ausgezogen wird. Ein innerhalb des Behälters 43 sitzendes Prallblech 45 verteilt die strömende Masse des Glases innerhalb des Behälters beim Austritt aus dem Leitungsteil. Das Prallblech verursacht eine Wirbelströmung, so dass das in den Behälter 43 eingeführte Material über eine grosse Wegstrecke und nicht unmittelbar vom Leitungsteil durch die Öffnungen 44 fliesst.
Auf diese Weise erhält man eine bessere Läuterung des Glases und Inhomogenitäten, wie Schlieren werden innerhalb der strömenden Glasmasse vor ihrem Austritt aus den Öffnungen 44 und damit vor der Herstellung der Fasern beseitigt. An jedem Flansch des Leitungsteiles 40 sitzt ein Kühlring 46, der die Strömung des geschmolzenen Glases durch den Leitungsteil 40 zufolge Abkühlung und Erstarrung blockiert, wenn eine der Vorrichtungen aus dem sie enthaltenden System ausgebaut werden soll.
Die Leitungsteile 40 werden miteinander verbunden, so dass ein vollständiger Kreis 48 entsteht, der an eine Schmelzgutquelle, beispielsweise einen Schmelztank 50, angeschlossen ist. Die Anlagen 40 können in Reihe angeordnet und mit einem Überbrückungs-Leitungsteil 49 an den Enden von zwei Vorher-
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den Kreis 48, wobei eine oder mehrere Zuführungsvorrichtungen durch Einregeln des entsprechenden Ventilschaftes 42 abgeschaltet werden können.
Jedes benachbarte Paar von Zuführungsvorrichtungen, die entweder mit ihren Enden zusammenstossen oder einander gegenüberliegend an verschiedenen Leitungszweige liegen, erzeugt je ein Paar von Lunten, die mit der oben beschriebenen Anordnung zum erfindungsgemässen Faserprodukt verarbeitet werden sollen. Man kann somit drei, vier oder mehrere Lunten benachbarter Zuführungsvorrichtungen zu einem Strangprodukt vereinigen und in getrennten Zonen gemäss der Erfindung vereinigen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Faden, welcher aus einer Vielzahl von einzelnen Fasern, Fäden, Strängen oder Lunten - vorzugs- weise aus Glas - besteht, die im wesentlichen parallel nebeneinander liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfasern od. dgl. an im Abstand voneinander liegenden Stellen durch ein Klebemittel miteinander verbunden sind.
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Thread, which consists of a multitude of individual fibers, threads,
Strands or slivers - preferably made of glass - and
Process for its manufacture
The invention relates to the production of a new thread which consists of a large number of individual fibers, threads, strands or rovings of small diameter with a fine structure, which are combined to form a strand product which, although coarse, has the fineness of the structure Retains threads or strands of small diameter.
The aim of the invention is to create a new strand product with the best reinforcement properties and with a large number of individual threads or strands. Although this product should be very fine in its structure and achieve the properties of a body consisting of dispersed threads, it should nevertheless be easy to handle, for example can be easily cut and processed into reinforcing mats; Properties that only have unified strand products.
The present invention essentially consists in that the individual fibers or the like are connected to one another by an adhesive at points that are spaced apart from one another.
A known method for producing continuous strands using a special sizing material consists in twisting individual strands or threads with one another.
Such threads are relatively expensive due to the complicated production and the required amount of material.
In contrast, the method according to the invention is characterized in that fibers running parallel and spaced from one another are coated in a known manner with an adhesive (size) and then, as long as this agent is still sticky, at points distributed over the fiber length and spaced from one another pressed together (against each other) and thus connected to one another.
The essential properties of the thread according to the invention are the ease of its manufacture and its handiness regardless of the fact that the product consists of a large number of loosely arranged strands with a fine structure.
In addition, another feature is the good packability of the product, since a large number of small-diameter strands are combined to form a composite product which is only connected at spaced points and is easily wound into a pack of the usual type or from such a pack can be deducted.
Another feature of the invention is that the product is easily peelable from a package even though it contains a plurality of strands or slivers. It can be cut up or used continuously. The resulting accumulation, for example in the form of a mat for reinforcement purposes, has an extremely fine structure, which is dependent on the diameter of the individual strands or slivers contained in the product.
Another feature of the invention is its adaptability to the respective manufacturing process with only minor changes in existing strand manufacturing devices.
These and other features and characteristics of the invention will become apparent from the following description and drawings. 1 shows a strand product according to the principle according to the invention; Fig. 2 is a somewhat schematic side view of a strand or suture making device with which the
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Method according to the present invention can be performed; FIG. 3 is an enlarged, diagrammatic representation of the intermediate transverse guiding and winding part of the winding device according to FIG. 2; FIG. 4 is a view similar to FIG. 3, the transverse guide device being in a later stage of its movement sequence;
5 and 6 are enlarged front and rear views of the transverse guide device according to FIGS. 2-4, a larger number of strands or rovings being guided and the position of the strands with respect to the transverse guide device in the operating position according to FIG. 3 being shown ; 7 and 8 are rear and front views of the transverse guide device according to FIGS. 5 and 6 in a position of the rovings corresponding to the stage according to FIG. 4 in the operating sequence; 9 is a schematic view with a partial section of another transverse guide device for carrying out the method according to the invention;
Fig. 10 is a perspective view of a feeding apparatus for producing glass fibers and making a strand product according to the present invention; and Fig. 11 is a plan view of a melting plant incorporating the feeding apparatus of Fig. 10.
The invention is described in the following in connection with the production of slivers from continuous glass filaments, for example; However, it is not restricted to this, but strands made of other, generally diverse materials, for example minerals such as glass, but also made of synthetic resins, can be used. For example, threads made of polyamides, polyglycol terephthalate, polyacrylonitrile, vinylidene chloride, vinyl chloride, vinyl acetate copolymers, vinyl chloride acrylonitrile copolymers, vinyl chloride polymers and copolymers, "nylon", "rayon", polyethylene, vinyl acrylic can be used to produce the product according to the invention.
Other, non-sticky fiber substances are also suitable for the product according to the invention and even natural threads such as cellulose threads, cotton threads, flax, jute, kapok, wool, hair and silk can be used. It is also possible to use synthetic threads, such as cellulose or cellulose derivative threads, including threads made from cellulose hydrate, cellulose esters, cellulose ethers, natural and artificial rubber and derivatives thereof. Threads made from alginic acid, gelatine, casein, mineral threads such as solehe from asbestos, rock wool and the like. Like. Threads made of natural resins and threads which are produced by slitting, cutting or shearing off homogeneous films, for example cellophane, are also suitable.
Furthermore, while continuous slivers are used according to the description, the products according to the invention can also be produced with continuous strands of staple or other discontinuous fibers.
In the drawing; 1 shows a strand product 30 according to the present invention, which is made from a pair of strands 19, each of which has a relatively small diameter and consists of several threads. The union takes place Ri the zones 31 which are at a distance from one another.
FIG. 2 shows a device with which the product according to FIG. 1 can be produced in the course of the production of continuous glass threads. The device consists of a feed device 10 in which glass is electrically melted (the connection terminals are designated 11).
The molten glass flows from the feed device through the bulges 12 provided with openings and is drawn out into threads 14 under the influence of the forces exerted by the winding device 20. The threads 14 are guided past an application device 15, which applies the sizing liquid to the individual threads on their way over the roller 16. As it rotates, the roller 16 is partially immersed in the sizing liquid in the application device 15 and transfers the sizing from the supply to the threads. A protective plate 17 covers most of the roller that would otherwise be exposed, thereby limiting the amount of sizing agent adhering to the roller.
According to the exemplary embodiment shown, the threads drawn off from the feed device 10 are divided into two groups to form two individual strands with a diameter that is small in relation to the end product. For this purpose, the two groups of threads are collected via two collecting devices17, which for example consist of graphite, so that they are not too heavily worn by the glass threads drawn over them. The two thread groups result in strands 19 having a smaller diameter in relation to the end product, which generally run parallel to one another as far as a guide device 24 and are wound onto a revolving bobbin 21 which sits on a bobbin core 22 driven by the winding device 20.
3 and 4 show how the pair of strands according to FIG. 2 is wound up over the length of the strand between the reversal points when moving back and forth over the bobbin and how the strands are kept at a distance by joining at the reversal points during the outward movement - and moving to the combined, inventive product are combined. The strand product produced thus contains a
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A pair of smaller diameter strands loosely grouped and spaced apart or pooled for a stretch of their length, u. betw. expediently at the points that correspond to the reversal points in the back and forth movement of the strand when it is wound onto the spool.
The transverse guide device, which brings about the intermittent unification of the slivers, corresponds to known arrangements in which the transverse movement of the sliver moved back and forth by the device is under the direct control of a pair of guide links that are essentially curved in a spiral shape.
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27 and 28 can be made of steel wire or some other suitable material which, due to wear and tear, withstands the constant friction of the fuse. Each of these spiral guide links 27, 28 extends over slightly more than half the circumference of the shaft 26, on which they are arranged axially offset.
As a result of the mutual position of the ends of the guide links in the axial direction, when the transverse movement ends at the end of the guide link having the smaller diameter, the rivets are in such a position that they can be gripped by the larger diameter part of the supplementary cam. If the opposite ends of the neck overlap, as can be seen from the drawings, the detection by the cam end with the larger diameter takes place immediately at the end of each transverse movement of the sliver, the sliver reversing its direction of movement on the spool and at the same time being connected by the size are intimately united with one another.
While the slivers are reciprocated by the guide members 27 and 28, the guide device 24 is also reciprocated; H. it moves in the direction of the reel axis and distributes the product over the length of the reel tube, so that a coil is created that is much thicker in the middle than at the ends.
This transverse guide device can be operated at a high circumferential speed, which reaches the running speed of the sliver and is often essentially the same. There are therefore only slight differences in the fuse voltage when moving back and forth. This has the result that the rovings can be moved back and forth along the reel with a minimal angle to the axis of the reel.
Although the method for producing the spaced strand product has been described in connection with the production and collection of only two strands, three, four and even a larger number of strands can of course also be wound up according to the invention and combined and combined at intervals. For example, FIGS. 5-8 show an arrangement in which four slivers are guided over a spiral wire transverse guide and are combined to form such a product. The rovings 19 are drawn over the guide members 27 and 28, which rotate counterclockwise with the shaft 26.
The slivers are kept at a distance by the angular engagement of the guide with the individual slivers and because of their spacing when they are fed to the wire links. When the end of each guide member having the larger diameter engages with the rovings, however, the rovings are combined and kept intimately united during this time until a separation occurs again through the movement of the winding part of the end having the larger diameter, which with the tension within the The fuse-producing forces work together.
The angle of the wire links required to separate the sliver between the reversal points of the reciprocating motion depends on the winding speed, the sliver tension, the speed of the reciprocating motion and the length of the reciprocating motion; Values that can easily be determined through experiments. FIGS. 5 and 6 show how the slivers are kept separate between the reversal points of the transverse guide, while it can be seen from FIGS. 7 and 8 how the slivers are intimately united upon mutual engagement at the ends of the reciprocating movement.
Fig. 9 shows another transverse guide with which a strand product according to the invention can be produced. In this arrangement, the rovings 39 are kept separated by a series of fingers 32 which extend from a side slot in a tubular member in which a double-threaded screw is located which holds the fingers first to one end of the member and then to the other end thereof to move back and fourth. A pair of restriction members 33 are spaced a short distance from the ends of the slot 36 and at points just before the end point to which the fingers 32 will move before reversing to a subsequent stroke in the reciprocating motion. The limiting members 33 are arranged to engage and unite the rovings 39 at the end of each reciprocating movement. When loosening the fuse from the limiting members 33 at the beginning of each new outward or backward movement.
The fuses are separated again by movement. Thus, at the end of each to and fro movement, the rovings are united, as indicated by dashed lines, and between the ends of the to and fro movement, as if full
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excellently shown, separated so that they form a loose thread or fiber product in this area.
When using this or another suitable transverse guide, the production of the product according to the invention is not necessarily limited to that in the course of the fiber production itself. Rather, the method can also be used to manufacture the product from rovings or continuous threads which have already been completed by being drawn off from a starting point, for example a row of bobbins in a bobbin frame. After formation, the product can be wound up immediately on a spool, but it can also be cut, used to form a mat or incorporated into a laminate.
The bonding of this product in spaced-apart zones can be improved by curing in an oven immediately before use, or the product can be allowed to dry at room temperature, depending on the time available or the type of binding agent used.
The fiber product produced can be produced in largely any dimensions and with a wide variety of properties. In some cases, for example, the fuses for 2.5 cm each can be united at intervals of 12.5 to 15 cm, while in other products the merging zones are 7-10 cm long and are spaced 30 cm apart. The strand products can also be produced by collecting individual threads into a common strand in separate zones along the length of the product, while between the combined zones the product has a thread-like shape in which the individual threads are loosely combined with the others.
The threads can be kept separated during their guidance and combined in sections in order to achieve the union along the product length in the same way as in the examples described above the strands were kept separate and then combined at intervals to achieve the f to achieve a single thread product. There is also the possibility of using smaller diameter, twisted rovings as the starting material, the threads or fibers in the rovings themselves being better combined, while the product itself has only been combined at intervals.
The application device 15 shown covers the individual threads with a suitable coating or binding substance, such as oil, wax, cellulose derivative, rubber, natural or synthetic resin, starch, rubber, fat, fatty acid or other coating substances or with an emulsion of suitable substances. By applying such a sizing or binding agent, irregularities in the threads are largely eliminated by leveling out indentations and sharp protrusions. In addition, the sizing or covering materials take on the function of connecting the fibers or threads when they are united.
If the fibers or threads of a sliver are intimately united with one another in spaced-apart zones while the sizing material is still flowable, then it is found that the intimate association of the fibers in the sliver is maintained during the subsequent drying of the sliver. Similarly, when smaller diameter slivers are brought into intimate contact with one another for short distances at intervals along the length of the product, the intimate union at the spaced points is maintained as the fiber product is subsequently dried.
When the binder is a size material, the union of the slivers in the spaced zones is generally such that the slivers are separable; H. the rovings can, if necessary, be separated into their individual threads after being removed from the spool. The material applied at intervals to the product to create a bond or union may be a material other than a sizing material. A wide variety of types of binding material, for example phenolic resins, which, on subsequent curing, result in a firm union of the fibers at intervals, can be used in order to achieve a stronger bond in these spaced-apart zones.
Thus, the terms sizing or binding material used here mean both sizing material and other substances, for example resinous adhesives, which hold the threads and slivers together. For example, one can use a variety of plastics, such as "plastisol", asphalt, polyester resin, etc., or inorganic materials, such as a variety of plastics, for binding purposes
Metals such as lead, zinc, aluminum, copper, etc. The binding can be done with freshly formed, clean or cleaned fibers or rovings by intermittent application of the binding agent, so that it is only applied at periodically repeated intervals.
However, the fibers or slivers can also be covered with a material and brought into intimate contact at the union points by another material so that they are firmly connected to one another in these areas. According to the invention, such products can be achieved by spraying the binder on the product intermittently in spaced-apart zones, synchronously with the effect of the intermittent union of the fibers.
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10 and 11 show a supply device which is suitable for the production of slivers which can be processed into the product according to the invention. The feed device is shown clearly in FIG. 10 and consists of a line part 40 with flanges 7 at each end and with a valve opening 41 which is arranged centrally in the lower part. The way in which the valve opening is opened is regulated by a plug-like element at the end of a shaft 42 which extends upwards through an opening in the upper part of the guide part. Liquids, for example molten glass, can thus flow through the conduit part and emerge from the valve opening 41, controlled by the valve stem 42.
The underside of the line part 40 is assigned a container 43 into which the molten liquid can exit from the line part when the opening 41 is open. The container 43 has tips 44 provided with openings on its lower surface, through which the molten material emerges in the form of a strand and is drawn into threads in the manner shown in FIG. A baffle 45 seated inside the container 43 distributes the flowing mass of the glass within the container when it emerges from the line part. The baffle plate causes a vortex flow so that the material introduced into the container 43 flows over a large distance and not directly from the line part through the openings 44.
In this way, a better refinement of the glass and inhomogeneities such as streaks are removed within the flowing glass mass before it emerges from the openings 44 and thus before the fibers are produced. On each flange of the conduit part 40 there is a cooling ring 46 which blocks the flow of the molten glass through the conduit part 40 as a result of cooling and solidification when one of the devices is to be removed from the system containing them.
The line parts 40 are connected to one another, so that a complete circle 48 is created, which is connected to a source of melt material, for example a melt tank 50. The systems 40 can be arranged in series and with a bridging line part 49 at the ends of two previous
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the circuit 48, whereby one or more supply devices can be switched off by adjusting the corresponding valve stem 42.
Each adjacent pair of feed devices, which either collide with their ends or lie opposite one another on different line branches, each produces a pair of slivers which are to be processed into the fiber product according to the invention with the arrangement described above. It is thus possible to combine three, four or more slivers of adjacent feed devices to form a strand product and combine them in separate zones according to the invention.
PATENT CLAIMS:
1. Thread, which consists of a multitude of individual fibers, threads, strands or rovings - preferably made of glass - which are essentially parallel to one another, characterized in that the individual fibers or the like pass through at points at a distance from one another an adhesive are bonded together.