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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung beflockter Materialien mit Musterung
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und auf einem Schieber seitlich verschiebbar.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind auch die Führungsglieder für die zu beflockende Unterlage als vibrierende Platten ausgebildet.
Die zu beflockende Unterlage, insbesondere ein fortlaufendes Trägerband, wird vorzugsweise von einem ausserhalb der elektri !'chenFelder angeordnetenSaugkasten mit perforierter Deckplatte gleichmässig gespannt, wobei die Saugkraft des Saugkastens zweckmässigerweise regelbar ist.
Schliesslich können gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Förderbänder für die einzelnen Fasersorten eine metallisierte Oberfläche besitzen.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit
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Erfindung.Fig. 3 eine erfindungsgemässe Abdeckplatte mit schablonenartiger Aussparung und Fig. 4 zwischen zwei "Flockfeldern"angeordnete Trennwände.
Zunächst wird an Hand vonFig. 1 der Ablauf einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemässen
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wird. Jedes der Flockfelder weist einen Zubringer 2 für die aufzuflockendenFasern 3 auf. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Zubringer als endloses Förderband mit metallisierter Oberfläche ausgebildet, dessen Laufrichtung senkrecht zur oder in der Zeichenebene der Fig. l liegen kann.
Oberhalb der Förderbänder 2 sind in jedem Flockfeld mit Hochspannungsquellen verbundene, gitterförmige Elektroden 4 vorgesehen, die isoliert. an einem gemeinsamen Rahmen 5 der Vorrichtung aufgehängt sind. Bei andern ebenfalls für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeigneten Vorrichtungen können die Elektroden auch unterhalb der Fasern 3 angeordnet sein. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das Potential jeder Elektrode für sich regelbar ist, damit es beispielsweise den verschiedenen Fasersorten in den einzelnen Flockfeldern jeweils anpassbar ist.
Zwischen den Elektroden 4 und dem zu beflockenden Material 1 sind Abdeckplatten 6 angeordnet, welche die von den Elektroden 4 erzeugten elektrischen Felder bezüglich dem Material l teilweise oder vollständig abdecken. Es kann sich bei den Abdeckplatten 6 beispielsweise um grossflächige, rechteckige Metallplatten handeln, welche senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 verschieden weit in die Vorrichtung eingeschoben sind.
Das zu beflockende und durch die Vorrichtung hindurchgeführte Material 1 liegt in den einzelnen Flockfeldern an Metallplatten 7 an, welche die Gegenelektroden für die Elektroden 4 bilden und mit den entgegengesetzten Polen der erwähnten Hochspannungsquellen verbunden sind. Falls erforderlich, können die Gegenelektfoden 7 an Erdpotential liegen. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Platten 7 über einen später noch näher zu erläuternden Mechanismus 8 in Schwingung versetzt.
Die einzelnen Flockfelder I, II und III sind schliesslich durch Trennwände 9 gegenseitig und nach aussen abgeschirmt.
Das von einer (nicht dargestellten) Rolle oder auch aus einer Täfelung zu geführte. zu beflockende Ma- terial 1, welches etwa in Bandform oder auch in Gestalt breiter Bahnen vorliegen kann, läuft über mehrere Rollen oder Walzen in die Beflockungsvorrichtung ein. Das Material ist über einen Saugkasten 13 mit perforierter Deckplatte 15 geführt, der an einen üblichen (nicht dargestellten) Exhaustor angeschlossen ist, der seinerseits das Material 1 an die perforierte Deckplatte 15, ansaugt. Die Grösse der Perforationen in der Deckplatte 15 ist z. B. durch einen Schieber einstellbar. Der Saugkasten 13 dient der Steuerung des Materialzulaufes und der Erzeugung einer gleichmässigen mechanischen Materialvorspannung. Die Saug-
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den jeweiligen Erfordernissen anzupassen ist.
Selbstverständlich können auch einzelne Blätter oder grossflächige Einzelunterlagen in die Vorrichtung eingeführt werden. In diesem Falle kann der S augkasten 13 in Fortfall kommen. Bei bestimmten Gelegenheiten kann es auch vorteilhaft sein, die Beflockung statt von unten nach oben in umgekehrter Richtung vorzunehmen. Am Prinzip des erfindungsgemässen Verfahrens ändert sich dabei nichts.
Von der Auftragrolle 11 einer Klebstoff-Aufbringvorrichtung 10 wird das Material 1 mit Klebstoff beschichtet. Eine höhenverstellbare Spannrolle 12 gestattet, die Anlagefläche des Materials 1 an der Rolle 11 zu verändern und den Anlagedruck zu variieren, so dass der Klebstoffauftrag bezüglich seiner Dicke und Eindringtiefe allen auftretenden Bedingungen angeglichen werden kann.
Nach Einlauf des Materials 1 in die Flockfelder I, II und III werden die Fasern 3 in die aufgebrachte
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Klebschicht eingeflockt. Zu diesem Zweck werden die Fasern 3 durch die Wirkung des von der Elektrode 4 erzeugten elektrischen Feldes von dem Zubringer 2 abgehoben, durch die Maschen der Elektrode hindurchgeführt und nach oben inRirhtung auf das Material l gelenkt. Unter dem Einfluss der ausgeübten elektrostatischen Kräfte dringen die Fasern 3 in die Klebschicht ein und verhaften sich dort mit dem Material 1.
Auf ihrem Weg in die Klebschicht werden die Fasern 3 jedoch zum Teil von den Abdeckplatten 6 abgefangen, so dass nur der von diesen Abdeckplatten nicht abgedeckte Teil des Materials 1 beflockt wird.
Es ist also bei entsprechender Einstellung der Abdeckplatten 6 möglich, beispielsweise in einem ersten Flockfeld nur eine Seite der Materialoberfläche mit einer bestimmten Fasersorte zu beflocken und im Anschluss daran unter Abdeckung der bereits beflockten Seite das Material nunmehr auch auf der andern
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dem mit entsprechend eingestellten Abdeckplatten 6 können selbstverständlich auchMaterialien mit mehr als zwei Streifen hergestellt werden.
In Fig. l sind die einzelnen Flockfelder I, II und III bezüglich der Laufrichtung des Materials l hintereinander angeordnet. Es können jedoch auch zwei oder mehr Flockfelder nebeneinander angeordnet wer-
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verankert sind. Nach Beendigung der Trocknung kann das beflockte Material beispielsweise in Rollen aufgesammelt und einer weiteren Verwendung zugeführt werden.
In Fig. 2 ist der prinzipielle Aufbau eines Flockfeldes mit Zubringer dargestellt. Der Zubringer 2 besteht, wie erwähnt, aus einem endlosen Förderband 20, das um Rollen 21 mit regelbarer Geschwindigkeit umläuft und zum Zwecke der Ausbildung eines definierten Po- ntials mit einer metallisierten Oberfläche versehen sein kann. Die Fasern 3 werden aus einem Verteilerkasten 22 auf das Förderband 20 aufgebracht.
Der Verteilerkasten 22 ist an seiner Oberseite mit einer Öffnung versehen, durch die er mit Fasern beschickt wird. An seiner Unterseite trägt der Verteilerkasten 22 ein der Grösse der aufzuflockenden Fasern 3 angepasstes, abnehmbares Sieb 23, von gegebenenfalls wannenartlger Gestalt. InbestimmtenFällen mag es auch vorteilhaft sein, das Sieb 23 oder den Kasten 22 zu rütteln. Ein vorzugsweise als Walzenbürste ausgebildeter, rotierender Verteiler 24 streicht die Fasern durch das Sieb 23 hindurch und bewirkt dabei eine gegenseitige Abtrennung der Fasern, so dass diese sich gleichförmig und locker auf dem Förderband 20 aufschichten.
Das Förderband 20 führt nunmehr die Fasern 3 kontinuierlich unter die Elektro- de 4, welche die Fasern vom Förderband 20 abhebt. Überschüssige, nicht abgehobene Fasern werden schliesslich von einer Saugvorrichtung 25 amEnde des Förderbandes 20 aufgenommen und können gegebenenfalls erneut in den Verteilerkasten 22 eingebracht werden.
Die Elektrode 4 ist am Rahmen 5 der Vorrichtung isoliert aufgehangt. Die Aufhängung kann über Darmsaiten oder isolierende Kunststoffäden 38 erfolgen, die oberhalb des Rahmens 5 an höhenverstellbaren Wirbeln 26 befestigt sind, so dass der Abstand der Elektrode 4von dem mit einer Klebschicht 37 versehenen Material 1 regulierbar ist. Die Elektrode selbst ist im vorliegenden Fall gitterförmig ausgebildet und besteht vorzugsweise aus einem rautenförmigenMaschengitter aus Metalldraht mit einer Stärke von etwa 0, 2 mm, wobei die Höhe der einzelnen Rauten zwischen etwa 5 und 25 mm betragen kann.
Die isoliert aufgehängte Elektrode 4 ist mit dem einen Pol einer (nicht dargestellten) leistungsstarken Hochspannungsquelle verbunden und liegt an einer Spannung von z, B. 45000 V. In Fig. 2 erstreckt sich die Elektrode 4 über die gesamte Breite des zu beflockenden Materials 1. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Die Elektrode kann selbstverständlich auch schmaler gehalten sein. Die Polarität der Elektrode ist dabei nicht kritisch. Wie in Fig. 2 angedeutet, kann die Elektrode beispielsweise an den Pluspol der Hochspannungsquelle angeschlossen sein.
Für die Erzeugung einer gleichmässigen Beflockung des Materials 1 ist es ausserordentlich wichtig. dass die Elektrode 4 während der Beflockung in schnelle Vibration versetzt ist. Zu diesem Zweck stehen an der Elektrode 4 Isolierzapfen 27 ab, an welche nach oben ragende, starre Stangen 28 angelenkt sind. Die Stangen 28 tragen an ihrem oberen, durch denRahmen 5 hindurchgeführten Ende unter Zwischenschaltung eines elastischen Elementes 33 je einen Anker 29. Der Anker 29 steht in geringem Abstand dem Eisenkern 30 einer wechselstromgespeisten Spule 31 gegenüber. Die Frequenz des Wechselstromes ist dabei regelbar. Durch den Wechselstrom wird der Anker 29 zu mechanischen Schwingungen erregt und überträgt diese auf die Elektrode 4.
Die Vibration der Elektrode 4 während der Beflockung bewirkt eine gewisse "Verschmierung"des Feldes, was für eine gleichmässige und dichte Beflockung unerlässlich ist. Die
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Vibrationsfrequenz der Elektrode 4 liegt vorzugsweise zwischen etwa 1000 und 10000 Hz.
Da die Elektrode 4 über die Wirbel 26 höhenverstellbar ist, müssen Vorkehrungen getroffen sein, um auch die starren Stangen 28 in ihrer Länge zu verändern. Dies kann in einfacher Weise z. B. dadurch erfolgen, dass diese Stangen aus zwei teleskopartigen, gegenseitig feststellbaren Gliedern bestehen.
Wie ebenfalls oben bereits angeführt, wird auch die das Material 1 führende, als Metallplatte ausgebildete Gegenelektrode 7, die beispielsweise aus Hartmessing bestehen kann, während der Beflockung, u. zw. in einstellbarer Weise, in Vibration versetzt. Der hiezu erforderliche Antriebsmechanismus 8 ent- spricht in seinem Aufbau dem Vibrator für die Elektrode 4. Die Vibrationsfrequenz der Gegenelektrode 7 kann jedoch niedriger als die Frequenz der Elektrode 4 gehalten sein. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn diese Frequenzen etwa im Verhältnis 1 : 2 stehen. Die Gegenelektrode 7 ist mit dem andern Pol der Hochspannungsquelle verbunden und kann auf Erdpotential gehalten werden.
(Um die Zeichnungen nicht zu überladen, sind die elektrischen Einrichtungen, welche als ansich bekannt gelten können, nicht eigens dargestellt.)
Die Abdeckplatte 6 ist sowohl seitlich verschiebbar, wie auch höhenverstellbar. Dazu ist die Platte 6 an einem Schieber 32 befestigt, der im Rahmen 5 der Vorrichtung verschoben und in beliebigen Lagen festgestellt werden kann. Eine die Abdeckplatte 6 abstützende Haltestange 34 kann vermittels einer Schraubspindel 35 senkrecht zum Schieber 32 verschoben werden, so dass der Abstand zwischen Abdeckplatte 6 und dem zu beflockenden Material 1 einstellbar ist.
Die Abdeckplatte kann bei der eingangs beschriebenen Erzeugung von streifenartig gemusterten, beflockten Materialien die Gestalt einer rechteckigen Platte haben und beispielsweise aus Stahlblech mit einer Stärke zwischen etwa 0, 1-1 mm gefertigt sein. Zweckmässigerweise besitzt die Platte einen schneidenartig abgeschrägten Abdeckrand (Fig.2).
Damit die Abdeckplatte 6 ihre Funktion, nämlich die Erzeugung scharfer Beflockungsgrenzen, erfüllen kann, ist es wichtig, sie elektrisch isoliert anzuordnen und mit Spannung zu versehen. Es genügen dabei etwa 100 - 10000 Volt. Die Polarität der Abdeckplatte 6 ist die gleiche, wie diejenige der Elektrode 4. also, wie in Fig. 2 dargestellt, positiv, wenn die Gegenelektrode 7 negativ ist.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der Vorrichtung zu dessen Durchführung lassen sich jedoch nicht nur streifenartige Musterungen erzeugen, sondern auch Muster von beliebiger anderer Gestalt. Es ist dazu lediglich erforderlich, der Abdeckplatte 6 eine dem Muster angepasste Form zu geben. In Fig. 3 ist eine Abdeckplatte 6 dargestellt, die mit einer schablonenartigen Aussparung 39 in Form eines symmetrischen Vieleckes versehen ist. Die Form der Aussparung ist selbstverständlich nur beispielhaft. Es lassen sich Schablonen in beliebiger Form mit eckigen, runden, ornamenthaften Aussparungen sowie Schriftzeichen - Schablonen verwenden. Die Schablonen können dabei aus Metallfolie mit einer Stärke von etwa 0, 2 mm oder geringer bestehen.
Mit der in Fig. 3 dargestellten Abdeckschablone lässt sich ein zweifarbiges Flockmuster in folgender Weise erzeugen : In einem erstenFlockfeld wird die in Fig. 3 dargestellte Abdeckplatte angeordnet und mit der entsprechenden Spannung versehen. In einem zweiten Flockfeld befindet sich eine zu dieser Abdeckplatte komplementäre, ebenfalls elektrisch vorgespannte Schablone, die also nur das symmetrische Vieleck 39 abdeckt und die übrige Fläche freilässt. Im ersten Flockfeld wird zunächst der der Aussparung 39 entsprechende Bereich auf dem Material 1 beflockt. Danach wird das Material im zweiten Flockfeld in eine solche Stellung gebracht, dass die zur Aussparung 39 komplementäre Abdeckplatte genau den bereits beflockten Bereich abdeckt.
Nunmehr wird der jetzt nicht abgedeckte Bereich mit einer Faser anderer Farbe beflockt und das auf diese Weise gemusterte Erzeugnis zum Zwecke der Aushärtung der Klebschicht in die eingangs erwähnte Trockenvorrichtung 14 eingebracht.
Es ist klar, dass sich diesem zweistufigen Verfahren beliebig viele weitere Stufen anschliessen können, so dass auch die Ausbildung mehrfarbiger und vielgestaltiger Muster ohne weiteres möglich ist.
Wie im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits ausgeführt, sind die einzelnen Flockfelder durch Trennwände 9 abgeschirmt. In Fig. 4 ist eine besondere Ausbildung und Anordnung dieser Trennwände dargestellt.
Zunächst hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, auch die Trennwände 9 während der Beflockung in Vibration zu versetzen. Zu diesem Zweck sind wieder elektromagnetische Vibratoren 41 vorgesehen, welche die sich auf Federn 42 abstützenden Trennwände 9 in Schwingung versetzen.
In Fig. 4 ist ausserdem eine weitere Einrichtung dargestellt, die der Absaugung überschüssiger, in die Klebschicht nicht eingebauter Fasern dient, so dass'diese aus dem ihnen zugeordneten Flockfeld nicht in ein anderes Flockfeld gelangen können. Zwischen den Trennwänden 9 ist eine zusätzliche gitterförmige Elektrode 43 angeordnet. Die Polarität und Höhe der Hochspannung an der Elektrode 43 ist die gleiche
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wie an der Elektrode 4, jedoch liegt die Elektrode 43 dichter am Material 1 als die Elektrode 4.
Oberhalb der Elektrode 43 und dem Material 1 befindet sich eine von einem Vibrator 44 in Schwingung versetzte Gegenelektrode 45. Der in Fig. 4 dargestellte Vibrator 44 weist eine schwingfähig eingespannte, elektromagnetisch erregte Membran 47 auf, deren Schwingungen sich über eine Stange 48 auf die als Platte ausgebildete Gegenelektrode 45 übertragen. Diese Membransteuerung hat sich auch für die übrigen in Vibration versetzten Teile 4,'7, 9, der erfindungsgemässen Vorrichtung als brauchbar erwiesen.
Die von der Elektrode 43 von dem Material 1 abgezogenen Fasern gelangen auf ein z. B. zusammen mit den Trennwänden 9 in Schwingung versetztes Sieb 49 und werden von da mittels Saugluft über einen Trichter 46 abgesaugt. Die Gegenelektrode 45 wie auch das Sieb 49 weisen die entgegengesetzte Polarität wie die Elektrode 43 auf und können auf Erdpotential gehalten sein.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich ausserordentlich rasch durchführen, da ja zwischen den einzelnen Verfahrensstufen eine erneute Aufbringung von Klebstoff nicht erforderlich ist. Es genügt, wenn dieser ein einziges Mal über die ganze Fläche des Materials hinweg aufgebracht wird.
Es sei an dieser Stelle noch bemerkt, dass die Aufbringung einer Klebschicht auf das zu beflockende Material 1 auch inFortfall kommen kann, wenn die Fasern 3, beispielsweise durch Austausch chemischer Gruppen, direkt auf dem Material, welches in diesem Falle aus entsprechendem Kunststoff bestehen kann, befestigt werden.
Das beschriebene Beflockungsverfahren eignet sich für Materialien und Flockfasern beliebiger Art. Das die Unterlage bildende Material 1 kann beispielsweise eine Web-, Wirk- oder Strickware sein und aus natürlicher oder künstlicher Faser bestehen. Es kann ferner in glatter Form aus Kunststoff, Kautschuk, Leder, Papier od. dgl. gefertigt sein. Als Flockf asern 3 eignen sich sowohl natürliche wie auch synthetische Fasern. Die Länge der Faser kann zwischen etwa 0, 2 und 15 mm betragen.
Die gemäss der Erfindung hergestellten, beflockten Erzeugnisse sind für die verschiedenartigsten Zwecke brauchbar. So lassen sich beispielsweise gemustertessa'der. Plüschstoffe, Wandteppiche, Bodenteppiche und vieles andere herstellen. Die Gleichmässigkeit, Dichte und Randschärfe der Musterung ist dabei von bisher nicht erreichter Güte.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung beflockter Materialien mit Musterung, bei dem eine mit einer Klebschicht versehene Unterlage im elektrischen Feld mit Fasern beflockt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage durch mehrere einzeln abdeckbare, jeweils einer bestimmten Fasersorte zugeordnete elektrische Felder (1, II, III) hindurchgeführt wird.
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