Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung nicht textiler Gebilde aus Stapelfasern
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung nicht textiler flächiger Gebilde aus Stapelfasern sowie auf eine zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung.
Ans Stapelfasern hergestellte Alatten, ins- hesondere solehe aus Glas, sind besonders geeignet als Verstärkung von Gegenständen aus Kunststoffen, insbesondere ungesättigten Polyestern, aus Harzen, Asphalt, Gummi oder Alineralmassen, wie Gips.
Es wurde nun gefunden, dass man derartige flächige (Tebilde vorteilhaft so herstellt, dass man Fäden zwischen sieh berüh- renden und in der Transportrichtung beweg- ten Oberflächen hindurehführt, von denen wenigstens eine elastiseh deformierbar ist, und dass man die von den die Oberflächen bildenden Organen erfassten Fäden während des Kontaktes mit diesen Organen in Stapelfasern sehneidet, worauf man die Stapelfasern direkt zu einer Matte sammelt und auf die gesammelten Stapelfasern ein Bindemittel aufbringt, um diese zu einem zusammenhängenden flächigen Gebilde zu binden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungs- form des Verfahrens besteht darin, dass aus einem Behälter mit geschmolzenem thermoplastischem Material, z. B. Glas, aus Düsen austretende Fäden zu dünnen Fäden ausgezogen und diese unmittelbar den bewegten Oberfläehen zugeführt werden.
Die ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei rotierende Organe aufweist, die sich berühren, und von denen wenigstens eines eine elastisch deformierbare Oberfläehe besitzt und wenigstens eines mit Mitteln zum Schneiden der Fäden ausgestattet ist, das Ganze derart, dass die Organe die Fä- den, die zwischen ihnen durchgehen, fassen und gleichzeitig in Stapelfasern zerschneiden, und dass die rotierenden Organe oberhalb eines sich bewegenden Förderorgans angeordnet sind, welches die Stapelfasern in Form einer Matte abführt.
An Hand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansieht einer Vorriehtung zur Herstellung von Stapelfasern ;
Fig. 2 ist eine sehematische Darstellung einer Vorrichtung, welche für das Ausziehen und Schneiden von thermoplastischen Fäden dient ;
Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht, welche einen Vorrichtungsteil zeigt, der die Stapelfasern in Form einer Matte abführt ;
Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 3 ;
Fig. 5 ist eine sehematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ;
Fig. 6 ist eine Seitenansieht, welche Einzelheiten des Mechanismus zum Ausziehen und Sehneiden der Fäden zeigt ;
Fig. 7 ist eine Ansicht der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ;
Fig. 8 ist eine Ansicht eines Teils der Vorrichtung zum Ausziehen und Schneiden der Fäden ;
Fig. 9 ist eine Ansicht, welche die Art des Fassens der Fäden für das Ausziehen zu einem Fadenstrang und das Zerschneiden desselben zeigt ;
Fig. 10 ist eine schematische Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform einer Vorrichtung, welche die Anwendung von Luft- stromen zeigt, um eine bandförmige Schicht aus den geschnittenen Fäden herzustellen ;
Fig. 11 ist eine sehematische Ansieht eines weiteren Beispiels der Vorrichtung.
Der in Fig. 1 gezeigte Teil der Vorrich- tung besitzt einen Rahmen 10, weleher gegen überliegende, voneinander getrennte Seitenwände 11 und 12 besitzt, welche mit nach oben gerichteten Trägern 14 und 15 versehen sind. Der Rahmen 10 enthält eine Walze 16, die von einer Achse 18 getragen wird, die in Lagern in den Wänden 11 und 12 des Rahmens angeordnet sind. Die Walze 16 wird durch einen Motor 19 mittels eines Antriebsrades 20 angetrieben, das auf der Achse 18 sitzt und mit einem Antriebsrad 21 mittels eines Riemens 22 verbunden ist. Die Walze 16 ist mit einem zylindrischen Mantel 17 aus elastischem Material, wie z. B.
Gummi, versehen, welcher eine faden-oder strangfassende Oberfläehe bildet, um Fäden oder Stränge S von einem Vorrat von solchen oder direkt von den Düsen eines einen geschmolzenen Thermoplasten, z. B. Glas, enthaltenden Behälters einer zerteilenden Zone zuzuführen.
Zum Zusammenarbeiten mit der Walze 16 zur Sicherung eines Reibungseingriffes der Fäden mit der Walze 16 ist eine Walze 25 vorgesehen, welche auf einer Achse 27 sitzt.
Die letztere ist in Schlitzen 28 gelagert. Diese Schlitze 28 sind in senkrecht stehenden Trä gern 14 und 15 angeordnet, halten die Achse der Walze 25 parallel zu derjenigen der Walze 16 und ermögliehen eine vertikale Bewegung der Walze 25 und damit einen sieheren Durehgang der Fäden zwischen den Walzen 16 6 und 25. Die Walze 25 besteht vorzugsweise aus Stahl oder dergleichen und erzeugt so eine Belastung der Fäden, welche zwischen den Walzen hindurehlaufen, so dass genügend Reibung erzeugt wird, damit die angetriebene Walze 16 die Fäden S abzieht, ohne dass diese auf der Walze gleiten.
Die äussere Peripherie der Walze 25 kann mit einem Überzug von Sehutzmaterial 26, wie Gummi oder derglei- chen, überzogen sein, welcher dem von der Walze 16 getragenen ähnlieh ist.
Neben der Strangforderungsoberflache 17 der Walze 16 befindet sieh ein fadenzerteilendes Organ, welches aus einer zylindrisehen Walze28 besteht, welche ein oder mehrere Schneidinstrumente oder Messer 30 trägt. In der gezeigten Ausführungsform sind vier Mes ser 30 vorhanden, welche über den Umfang der Walze 28 gleiehmässig verteilt sind und durch Übersehubringe 29 an den Enden der Walze auf dieser befestigt sind.
Die äu#ere Oberfläehe der Walze. 28 ist zwischen benaeh- barten Zerteilstäben nicht verändert, so dass diese Oberfläehe zum Leiten der Fäden zwi schen den Walzen 16 und 28 nach unten beiträgt und hilft, dass die Fäden von der elastischen Oberfläche 17 der Walze 16 ge- fasst bleiben.
Die Messer 30 sind von der Walze 28 nach aussen geriehtet, so dass die Messer 30 die Fäden oder Stränge S an der elastisehen Oberfläehe 17 der Walze 16 in vorausbestimmte Längen zerschneiden. Die Walze 28 wird von einer Achse 32 getragen, welche in Lagern 33 gelagert ist, die mittels Sehrauben 35 gegen die Achse 18 hin oder von dieser weg ver schoben werden können, so dass die Achse 32 mit der Achse 18 in eine parallele Lage ge- bracht und eine Anpassung der relativen Stellung der Walze 28 erreicht werden kann, um deren Zusammenarbeit mit der die Fäden tragenden und fördernden Walze 16 zu gewährleisten.
Wie in Fig. 1 gezeigt, sincl Leitorgane 37 für die Stränge in der Form von getrennten Leitstiften vorgesehen, welche dazu dienen, mellrere Stränge seitlieh zu trennen, welche gleichzeitig durch die Förderungs-und Zerteilmittel geführt werden.
I) ie messertragende Walze 28 kann durch ineinandergreifende Zahnräder 38, 39 von der Welle 18 angetrieben werden. Die Zahnräder sind derart bemessen, da# die lineare Um- fangsgeschwindigkeit der sieh um die Achse 32 I) ewegenden AIesser im wesentlichen gleich der linearen Umfangsgeschwindigkeit der die Fäden tragenden Oberfläche der Walze 16 ist, so dass praktisch keine relative Bewegung zwischen dem zu sehneidenden Gut und der Schneidwalze eintritt.
Eine oder mehrere Gruppen von Strängen S werden zwischen den Walzen 16 und 25 hin durchgeführt, so dass beim Betrieb des Motors 19 die Walze 16 automatisch die Stränge vorwärt. sbewegt Nachdem die Stränge durch die Walzen in Bewegung gesetzt worden sind, folgen sie der Oberfläche der Walze 16 unter dem Einfluss der zylindrischen Oberfläche der die Messer tragenden Walze 28 und werden, wie in Fig. I gezeigt, zur Schneidzone naeh unten geführt, in welcher die Messer 30 nacheinander die sich bewegenden Stränge von Fäden in vorbestimmte Längen zerteilen.
Die Längen der geschnittenen Stränge von Fäden it clureh die lineare Entfernung zwischen benachbarten Strangschneidmessern 30 auf dem Umfang bestimmt. Die geschnittenen Stränge fallen nach unten, wo sie auf einem sieli bewegenden Förderorgan gesammelt werlen, welches die Stapelfasern in Form einer Matte abführt. Auf die Stapelfasern wird ein Bindemittel aufgebracht, um diese zu einem zusammenhängenden flächigen Gebilde zu binden.
Die Walze 25 stellt ein kombiniertes Druck und Leitorgan dar, welches bewirkt, dass die Fäden S mit der biegsamen Oberfläche 17 der ayetriebenen Walze 16 in Reibungsverbin- dung stehen, so da# die Fäden kontinuier- lich dünn ausgezogen und zur Strangschneidstelle gefördert werden. Mit dieser Anord- nung kann das Schneidgui mit einer Geschwindigkeit vorwärtsbewegt werden, die grösser ist als 1500 Meter pro Minute. Die Stränge werden in sauberer Weise auf die vorgegebene Länge und ohne irgendeine Unterbreehung geschnitten.
Fig. 2 zeigt als Beispiel für die Herstellung von Stapelfasern aus Thermoplasten das Ausziehen von Glasfäden und das anschlie- ssende Zerteilen der verfeinerten Fäden. Ein Behälter 55 enthält geschmolzenes Glas. An diesen Behälter ist ein mit einer Mehrzahl von Austrittsdüsen versehener Abschlussteil 56 angeschlossen, aus dem die Glasfäden 57 nach unten austreten. Die Glasfäden werden in feine Fäden gestreckt, welceh mittels einer Leitwalze 59 zu einem Strang gesammelt werden, wobei die Stränge S" über das Führungsglied 60 durch Reibungseingriff von der Oberfläche 17 der Walze 16 gefasst werden.
Die Walze 25, welche auf den Strängen S" aufliegt, erzeugt genügend Reibung zwischen dem Strang und der Oberfläehe 17, wobei die Rotation der Walze 16 bewirkt, dass die Stränge S" durch die Zerteileinrichtung gezogen werden und wobei der durch die Walzen ausgeiibte Zug auf die Stränge S"die Fasern zu feinen Glasfasern auszieht. Bei dieser Vorrichtung findet eine kontinuierliche Herstellung und Förderung der Fäden statt.
Dem Strang S kann durch eine Zufuhr= vorriehtung 62 bei der Sammelwalze oder dem Führungsglied 59 ein Schmiermittel zugeführt werden, um so das Abnützen oder Abschleifen der Fäden während des Sehneid- prozesses auf ein Minimum zu beschränken.
Die zerschnittenen Stränge 65 bestehen praktisch aus getrennten Stapelfasern, da keinerlei Bindungsmaterial oder andere Faktoren vorhanden sind, welche die Stränge miteinander verbinden. Es kann aber auch durch die Düse 66 ein Klebmittel aufgebracht werden ; durch Art und Menge des Klebestoffes kann das Verhältnis der zusammenhaftenden zu den einzelnen Fasern gesteuert werden.
Die Fig. 3 und 4 sind schematische Darstellungen der Teile der Vorrichtung, welche zum Sammeln der geschnittenen Fasern auf einem Laufband gebraucht wird. Es sind vorgesehen ein Rahmen 70 und eine Haube 71, um die geschnittenen Fasern zu einer Sammelfläche oder einem Laufband 73 zu leiten, welches in üblicher Weise über Walzen 74 läuft. Die die Fasern sammelnde Oberfläehe des Farder- organs 73 ist durchlöchert. An den untern Teil der Haube 71 sehliesst sich eine Kammer 75 an, welche mit einem Unterdruck erzeu- genden Gebläse 76 verbunden ist, wodurch in der Kammer 75 ein Unterdruck erzeugt werden kann, welcher das Sammeln der geschnittenen Fasern auf dem Forderorgan und den Abtransport erleichtert.
Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Anord nung besitzt eine Mehrzahl von Strangschneideeinrichtungen, die so angeordnet sind, dass sie eine hin und her gehende Bewegung in bezug auf die Fordererfläehe 73 ausführen, so da# die Ablagerungsschicht der geschnit- tenen Stränge eine praktisch einheitliche Dicke über die gesamte Deekfläehe der Kammer 75 aufweist. Zu diesem Zweck ist oberhalb der Haube 71 ein quer beweglieher plattenförmiger Trager 78 angeordnet, auf welchem eine Mehrzahl voneinander getrennte Strangschneideeinrichtungen D von der Art der Ausführungsform der Fig. 1 angebracht ist.
Der Träger 78 ist mit einer Reihe von Offnungen 80 versehen, durch welche die geschnittenen Fasern in die von der Haube 71 gebildete Kammer gelangen. Die Achsen der versehiedenen Walzen 16 sind durch Kupplungen 82 miteinander verbunden und mittels eines Riemens 84 und eines Antriebsrades durch einen Motor 85 angetrieben, welcher auf einem am Träger 78 befestigten Träger montiert ist.
Der Träger 78 ist zur Erzielung einer Schwin- gungsbewegung in zur Bewegung des Forderers 73 transversalen Richtung mit einer Mehrzahl von Gelenkstangen 87 drehbar an einem Querglied 72 des Rahmens 70 aufgehängt. Die Schwingungsbewegung des Elementes 78 wird durch einen Motor 88, eine Schnecke und ein Schneekenrad 89 erzeugt, wobei letzteres mittels einer Gelenkstange 90 mit einer Gelenkstange 87 verbunden ist. Die Gelenkstange 90 ist mit dem Schneckenrad des Zahnradgetriebes 89 exzentrisch verbunden, so dass bei Betätigung des Getriebes durch den Motor 88 der Träger 78 senkrecht zur Längs- bewegung des Förderers 73 hin und her bewegt wird.
Die geschnittenen Faserstränge 65 werden auf diese Weise praktiseh gleichmässig über den Förderer 73 verteilt und bilden eine Schicht M, wobei wellenförmige Ansammlungen der kurzen Faserstüeke und unregelmässige Zonen vermieden werden.
Der Forderer 73 beim Beispiel nach Fig. 3 führt eine Bewegung nach links aus. Durch I) iisen 92 wird ein Binde-oder Klebemittel zugeführt, um die Fasermatte in sich zusammenzuhalten. Die Matte wird durch Fordermittel 94 4 durch einen Ofen oder eine Behandlungs- kammer 95 geführt, in welcher Heizlampen 96 oder andere Wärmeeinriehtungen angeordnet sind, um das Binde-oder Klebemittel zn trocknen. Die Matte wird nachher aus dem Ofen wegbefordert und kann nachher z. B. auf geeignete grouse zugeschnitten werden.
Die Anordnung gemäss Fig. 3 und 4 zeigt, wie die Matte direkt von der Strangzerteileinrichtung gebildet wird. Die Stränge S werden dabei von der Anordnung gemäss ss Fig.2 zugeführt, wobei die Fadenstränge, welche zu den Sehneideeinriehtungen D der Fig. 3 und 4 geleitet werden, direkt von der fadenbildenden Einrichtung abgenommen werden.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Ein geheizter Behalter 10'ent- hält flüssiges Glas. Unter dem Gefäss 10'be- findet sich eine Speiseeinrichtung 12', welche mit. einer verhältnismässig grossen Zahl von kleinen Öffnungen versehen ist, durch welche Fäden von faserbildendem Material fliessen.
Die Einzelfäden werden von einer Walze 20' zu einem Strang S'vereinigt, weleher von Walzen 17'und 18'erfasst wird, so dass die Fäden zu feinen Fäden 14' ausgezogen werden.
Ein Schmiermittel zur Verminderung des Abnutzens und Absehleifens wahrend des Schneidevorganges und/oder ein Klebe-oder Bindemittel zur Steuerung des Verhältnisses von zusammenhaftenden zu einzelnen Fasern kann auf irgendeine Weise aufgebracht werden, wie z. B. durch die Fäden sammelnde Walze 20'. Ein Behälter 22'enthalt ein Sehlllier-oder Klebemittel und weist ein Ab flussrohr 23'auf, dureh welehes das Material zur Walze 20'geleitet wird ; ein Hahn 24' dient zur Steuerung des Zuflusses.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 dienen die Walzen 17'und 18'zum Ausziehen, das hein'ut zum Verfeinern und Fördern der Fäden. Diese Walzen 17'und 18'sind in den Fig. 6 bis 8 näher dargestellt. Sie besitzen je ein Paar Distanzscheiben 25'und 26', welehe Metallstäbe 35'zwischen sich fas- sen. Auf diesen Metallstäben 35'sitzt ein ringförmiges Glied 32'resp. 33'aus ela stiseh deformierharem WIaterial, z. B. aus mimi, künstlichem Gummi, gemahlenem, ge formtem Kork oder dergleichen.
Die Achse 30', welche die Walzen 17'trägt, ist in Lagern 36' gelagert, welche vom Tragrahmen 37'getragen werden. Die Walze 18' ist fest aui einer Achse 38', welche in Lagern 39', die vom Rahmen 37'getragen werden, eingebaut. Eine Riemenscheibe 40', die auf der Achse 38'sitzt, ist zwecks Antriebes der Walzen mit einem Motor (nicht gezeigt) mittels eines Riemens 41' verbunden.
Wenn die. Walzen bei verhältnismässig kleinen Verfeinerungsgeschwindigkeiten arbeiten, genügt die Reibung zwischen den beiden Walzen zum Antrieb. In diesem Fall mu# eine gute Reibungsverbindung bestehen.
Zu diesem Zweck sind die Lager 39'von versehiebbaren Pfatten 47'mit Befestigungsbolzen 49'getra- gen, so dass die relative Stellung der Walze -'zur ANtalze 17'eingestellt werden kann. l'iii jedoeh einen Betrieb mit grosser Geschwin- lisrkeit zu ermöglichen, ist es zweckmässig, einen zwangläufigen Antrieb zwischen den Walzen 17'und 18'anzuordnen und so eine Bewegung ohne Sehlupf zu gewährleisten. Zu diesem Zweek sind die ineinandergreifenden Zahnräder 44' und 45' auf der Achse 30'resp.
. 38'angeordnet. Dadureh sind die elastisehen ringförmigen Glieder 32'und 33'von Bean spruehungen des Antriebes befreit. Dies ist schon deshalb erwünseht, weil die kontinuier- liche Deformation der elastischen Glieder an ihren Berührungsflächen an sich sehon Wärme erzeugt. Wenn die Reibungsverbindung als Antrieb benutzt wird, entstehen zusätzliche Beanspruchungen, welche die Reibungswärme vergrössern, und es können bei grossen Geschwindligkeiten Beschädigungen der elastischen Glieder 32'und 33', welche die Fasern fassen, eintreten.
Eine oder beide Walzen 17'und 18'können mit Messern zum Zerteilen der Fäden in kurze Stücke versehen sein. Die Länge der erhaltenen Stapelfasern ist durch die Entfernung auf dem Umfang zwischen benachbarten Messern bestimmt. In der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist die Walze 17'für die Ver feinerung mit drei Messern 50'zum Zerteilen der Stränge versehen, welche auf dem Umfang der Walze verteilt sind. Jedes der Messer 50'ist in einer Vertiefung im elastischen ( ummiring 32'gelagert, wobei jedes Zerteilmesser durch Mittel 52'auf die in der Fig. 8 gezeigte Weise befestigt ist.
Die Messer ragen über die Ringoberfläche heraus, so dass sie gegen die Fäden S'stossen und d diese zerteilen, wenn sie zwischen den Walzen 17'und 18'durchgehen. Es können auch beide Walzen mit Messern versehen sein, in welchem Falle die Entfernung zwischen einem Messer auf einer Walze und dem nächstfolgenden Messer auf der amdern Walze die Länge der Stapelfasern bestimmt.
Die elastisch deformierbaren Oberflächen der Ringe 32'und 33' berühren sich derart, dass eine praktisch ebene Kontaktfläche erhalten wird, so dass der Strang S'zwischen den Walzen über eine praktisch geradlinige Strecke gefa#t wird, wie das in der Fig. 9 dargestellt ist. Dieses Merkmal ist für ein erfolgreiches Erfassen und Ausziehen der Fäden von wesentlicher Bedeutung. Der Strang wird zerteilt, wenn das Messer in der Mitte der deformierten Fläche der Verfeinerungs-oder Stranghalteoberfläche angelangt ist. Die ebene Fläche zwischen den deformierten Teilen der Gummiringe oberhalb des Messers muss genü= gend gross sein, um das Ende des zusammenhängenden Stranges sicher zu fassen und so den Strang dauernd durch die Verfeinerungsrollen zu fördern oder vorwärts zu bewegen.
Auf diese Weise werden die Fäden durch die Walzen dünner gemacht und gleichzeitig auf die gewünschten Längen ohne Zwischenstufen oder zusätzliche Arbeitsgänge zerteilt. Es wird derart eine grosse Ersparnis bewirkt bei der Herstellung von Stapelfasern durch den Wegfall von Handarbeit und der Behandlung und Beförderung, welche bei andern Vorriehtungen zur Herstellung von kurzen Strängen und Fasern vorhanden sind.
Wegen der Tatsache, dass der Strang wenigstens einmal während jeder Umdrehung der Walze 17'zerteilt wird, eliminiert eine solche Tätigkeit praktisch das sogenannte Lecken oder die Tendenz der Fasern, vom Strang oder der Fasergruppe abzubrechen und an den Verfeinerungswalzen zu haften. Wenn nämlich eine oder mehrere Fasern an der Walze 18'haften oder an dieser festsitzen, so ist ein solches Haften vorübergehend, da bei der Rotation die anhaftenden Fasern geschnitten werden, so dass ein Ansammeln von haftenbleiben- den Fasern ausgeschlossen ist. Wenn beide Walzen mit Zerteileinrichtungen ausgerüstet sind, kann kein Anhaften von Fasern vorkom- men.
In Fig. 5 ist die Weiterverarbeitung zur Matte dargestellt. Die Stapelfasern S"werden auf einem Förderorgan 60'gesammelt, welehes vorzugsweise porös und mit einer Unterdruck- kammer 61'kombinielt ist, die mit einem Ge bläse oder mit Unterdruck erzeugenden Mitteln (nicht gezeigt) verbunden ist, wobei eine Zone mit Unterdruck unter der Oberfläche des Förderers 60'gebildet wird, um das Sammeln der Stapelfasern zu einer Matte zu erleichtern.
Der Förderer 60'ist in der Form eines endlosen Laufbandes ausgebildet, welcher auf Rollen 64'läuft. Die Matten M'können mit einem geeigneten Bindemittel, z. B. Phenol Formaldehyd, behandelt oder imprägniert werden, welches von einem oder mehreren Organen 65'aufgebracht wird. Der Förderer 60' kann so ausgebildet sein, dass die Matte durch einen Ofen 66'oder eine andere geeignete Einrichtung geführt wird zur Behandlung des Bindemittels in der Fasermatte, so dass ein zusammenhängendes Gebilde entsteht. Die fertige Matte kann vom Förderorgan 60'kon tinuierlieh in Form eines Bandes abgezogen werden, das zu einer Rolle 67'aufgewickelt oder in vorgegebene Längen gesehnitten wird, je nach dem Endzweek.
Den Faserverfeinerungs- und -zerteilungs einrichtungen können zusätzliche Mittel zu- geordnet werden, um die Bewegung der ge sehnittenen Fasern beim weiteren Arbeitsprozess zu beeinflussen. Fig. 10 zeigt eine sche- matische Darstellung einer Einriehtung, welche zum Erzeugen einer zusammenhängenden Matte aus einzelnen Fasern oder einer Mischung von teilweise offenen Strängen und einzelnen Fasern geeignet ist.
Die flüssigen Fäden 14"ausGlas,welche aus den Öffnungen im Selimelzgefäss 12'' austreten, werden durch die Rollen 60'und 61' zu feinen zusammenhängenden Fäden ausgezogen. Die Fäden werden, bevor sie von den Rollen erfasst werden, mittels des Führungs- gliedes 20"zu einem Stranb 6 ?'zusammen- gefasst.
Die Rollen 60'und 61'zum Verfeinern und Zerteilen sind bei dieser Ausführungsform mit einer innern Kammer 63'ausgestattet, welche mit einer Quelle eines unter Druek be findliehen Mediums verbunden ist, z. B. mit komprimierter Luft, die mittels der hohlen Aehsen 65', auf welehen die Rollen drehbar galagert sind, zugeführt wird. Beide Rollen haben elastische Aussenoberfläehen, um die Fadengruppen zu fassen, und die Rolle 63'ist mit VTessern 68'zum Zerteilen der Fäden auf die in Fig. 8 gezeigte Weise versehen.
Jede der Rollen 60'und 61'ist mit getrennten, radial angeordneten Kanälen 70' versehen, welche mit den Kammern 63'in den Rollen in Verbindung stellen. Die Ausgangs- öffnungen der Durchgänge 70'bilden Düsen, um Ströme von Luft oder eines andern gas förmigen Mediums zuzuleiten, welches unter Druck von der Kammer 63'herkommt. Eine netzförmige Oberfläehe 72'eines Forderbandes 73'ist derart angeordnet, dass sie die Stapelfasern von der Fasersehneidezone auffängt.
Das Förderband läuft über Rollen 74', um dauernd die gebildete Matte jl : l'aus der fasersammelnden Zone wegzufordern. Eine Kammer 76'mit Unterdruck ist unter der fasersammelnden Oberfläehe 72'angeordnet, um das Sammeln und Aufhäufen der geschnit- tenen Fasern 77'auf dieser zu erleiehtern.
Eine Haube 78'dient dazu, die geschnittenen Stapelfasern zu der sammelnden Oberfläche zu leiten. Mittels eines Bindestoffes, welcher in flüssiger Form durch eine Düse oder ein Aufbringeorgan 80'zugeführt wird, wird eine zusammenhängende Matte gesehaffen, welche in einen Ofen der in Fig. 5 gezeigten Ausführung gelant, um den Binder zu behandeln.
Es können bekannte Binder, wie Phenolformaldehyd, Stärke, Gelatine oder Harze, gebraucht werden.
Beim Arbeiten mittels der Einrichtung nach Fig. 10 werden die Glasfäden 14"mittels der Verfeinerungsrollen 60'und 61'zu feinen Fäden ausgezogen, wobei die Fäden durch das Sammelglied 20"in einem Strang 62'zu diesen Rollen geleitet werden. Da es normalerweise erwünscht ist, dass die Matte einen grossen Teil von einzelnen Fasern enthält, welche in zufälliger Anordnung vorhanden sind, wird vor den Verfeinerungsrollen kein Binde-oder Klebematerial auf die Fasern aufgebracht. Man kann aber ein Schmiermittel zuführen, um die. Reibung ohne Abnützung zwischen den Fasern während des Sehneidevorganges auf ein Minimum zu hal ten.
Wenn die Fäden durch die Messer 68' nacheinander geschnitten sind, werden die geschnittenen Fasern Luitströmen unterwor fen, welche von den Durchgängen 70'in den Rollen herkommen. Diese Luftstrome sind bei der Trennung der Fasern behilflich und er leielltern die Verteilung der getrennten Fasern über die sammelnde Oberfläche.
Die Luftstrome dienen auch azu, die Fasern naeh unten zu befordern. Die Luftströme erzeu- gen Turbulenzen und Zonen verschiedener Drüeke ; dies erleiehtert eine letzte, ungleichmässige Orientierung der Fasern während der Anhäulung zu einer Matte und gewährleistet ein Produkt, welches flaumig und von relativ kleiner Dichte ist. Die Matte M'wird mit einem Bindemittel behandelt, welches durch die Einrichtung 80 aufgebracht wird. Sie wird nachfolgend in einem Ofen behandelt.
Fig. 11 zeigt eine Anordnung, um schmale Bander aus geschnittenen Fasern zu erzeugen.
In dieser Ausführungsform fliessen Fäden aus Glas aus dem Behälter 12"und werden durch ein Führungsglied zu einem Strang 85'gesammelt. Die Gruppe von Fäden wird zwi schen den Verfeinerungsrollen 60"und 61" durchgeführt, deren Ausführungsform gleich der in Fig. 10 verwendeten Rollen ist.
Zu diesem speziellen Zweek ist es erwünscht, Fasern von grösserer Lange zu verwenden, und ein einziges Messer 68"liefert ge selinittene Fasern, deren Lange gleich dem Umfang der Rolle ist. Die Verfeinerungsrollen 60"und 61"sind auf dem Umfang mit Offnungen 70"versehen, welche Luftstrome austreten lassen, die während der Rotation der Rollen gegen die geschnittenen Fasern gerich- tet sind und die die geschnittenen Fasergrup- pen wirksam in getrennte Fasern zergliedern und die einzelnen oder getrennten Fasern über die fasersammelnde Oberfläche 72"eines beweglichen Förderers 73 verteilen.
Damit die zerteilten Gruppen von geschnit- tenen Fasern unter dem Einfluss der Luft- strume leicht aufgeteilt werden können, wird vor dem Zerschneiden kein Binde-und Klebemittel zugesetzt, welches die gegenseitige Haf tung der Fasern vergrössern würde.
Eine Unterdruckkammer 76"ist unter der Sammelfläche 72"angeordnet, um das Sam meln der Fasern zu erleichtern und Verluste von Fasern während der Bildung von Strän- gen oder Garnen zu verkleinern. Die Fasergebilde auf der Sammelfläehe werden durch den Förderer 73"gegen einen triehterförmigen Leiter 86"vorwärtsbewegt, in welchen die Stapelfasern hineingezogen werden, weil als Folge des Aufwindens des Bandes auf einer Spule 87', die durch die Antriebsrolle 88' angetrieben ist, eine Zugspannung entsteht.
Ein Bandführer 89'dient dazu, die Stapelstränge oder das Stapelgarn auf der Spule zu verteilen.
Auf diese Weise können Bander und schmale Alatten kontinuierlich und billig hergestellt werden, in welchen die Fasern in nichtparalleler Weise angeordnet sind, wobei eine einfache Einrichtung verwendet wird, die im Betrieb zuverlässig ist und ein Minimum an Wartung von Seiten des Aufsehers benötigt. Um die gegenseitige Haftung der Fasern auf der Oberfläehe 72'' zu vergrössern, wird ein Klebstoff auf die faserige Masse mit tels einer A. mfbringeinrichtung 90'verstäubt, wobei die Eigenschaften des verwendeten Klebstoffes vom im Endprodukt benotigten Zug-Festigkeits-Faktor abhängig sind.
Die Luftstrome von den öffnungen 70"her dienen auch dazu, das Ansammeln von geschnittenen Fasern auf dem Umfang der Verfeinerungs- rollen zu verhindern. Eine Haube von in Fig. 10 gezeigter Ausführungsform kann aueh bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden, um die Fasern auf eine vorgegebene Zone zu begrenzen, obwohl dies für die Wir kungsweise der Vorrichtung nicht wesentlich ist.
Die Longe der Stapelfasern wird durch die Anordnung und Anzahl der Strangzerteilmit- tel bestimmt. Die Stränge können vor dem Zerteilen derart geführt und behandelt werden, dass Stapelfaserstränge mit mehr oder mit wenig Fasern erhalten werden oder dass einzelne getrennte Fasern erzeugt werden. Das Ausmass der Unterteilung kann durch die Be- handlung der Fäden vor dem Zerteilvorgang gesteuert werden.
Wenn man im wesentlichen ungeöffnete Stapelfaserstränge zu erhalten wünscht, kann ein bekanntes Klebe-oder Bindemittel, welches eine starke Bindewirkung hat, aufgebracht werden, um so die Fasern im Strang fest zu sammenzuhalten. Wenn die Stapelfasern in Form von Strängen mit weniger Fasern, also aufgeteilte Stapelfasern, erhalten werden sollen, so kann ein Klebemittel gebraucht werden, welches eine schwache Bindewirkung besitzt, oder es kann, um diesen Zweek zu erreichen, die Wirkung des Bindemittels verkleinert werden.
Method and device for the production of non-textile structures from staple fibers
The present invention relates to a method for producing non-textile sheet-like structures from staple fibers and to a device used to carry out the method.
Alatten produced on staple fibers, in particular soles made of glass, are particularly suitable for reinforcing objects made of plastics, in particular unsaturated polyesters, of resins, asphalt, rubber or alineral compounds such as gypsum.
It has now been found that such flat (fabric structures) are advantageously produced in such a way that threads are passed between surfaces that touch and move in the direction of transport, at least one of which is elastically deformable, and that of the surfaces forming the surfaces Organs grasped threads during contact with these organs in staple fibers, whereupon the staple fibers are collected directly into a mat and a binding agent is applied to the collected staple fibers in order to bind them to a cohesive flat structure.
A particularly advantageous embodiment of the method consists in that from a container with molten thermoplastic material, for. B. glass, threads emerging from nozzles pulled out into thin threads and these are fed directly to the moving surfaces.
The device for performing the method, which is also the subject of the present invention, is characterized in that it has two rotating members which are in contact, at least one of which has an elastically deformable surface and at least one of which is equipped with means for cutting the threads, which All in such a way that the organs grasp the threads that pass between them and at the same time cut them into staple fibers, and that the rotating organs are arranged above a moving conveyor element which removes the staple fibers in the form of a mat.
Exemplary embodiments of the invention are explained using the drawings:
Fig. 1 is a perspective view of an apparatus for making staple fibers;
Fig. 2 is a schematic representation of a device used for drawing and cutting thermoplastic threads;
Fig. 3 is a schematic side view showing a part of the device discharging the staple fibers in the form of a mat;
Figure 4 is a section taken on line 6-6 of Figure 3;
Fig. 5 is a schematic view of another embodiment of the device;
Fig. 6 is a side elevation showing details of the mechanism for drawing out and cutting the sutures;
Figure 7 is a view of the embodiment shown in Figure 6;
Figure 8 is a view of part of the suture drawing and cutting device;
Fig. 9 is a view showing the manner of grasping the threads for drawing them into a strand of thread and cutting the same;
Fig. 10 is a schematic view of a modified embodiment of an apparatus showing the use of air currents to produce a ribbon-shaped layer from the cut filaments;
Fig. 11 is a schematic view of another example of the device.
The part of the device shown in FIG. 1 has a frame 10 which has opposite side walls 11 and 12 which are separate from one another and which are provided with upwardly directed supports 14 and 15. The frame 10 includes a roller 16 carried by an axle 18 which are mounted in bearings in the walls 11 and 12 of the frame. The roller 16 is driven by a motor 19 by means of a drive wheel 20 which is seated on the axle 18 and is connected to a drive wheel 21 by means of a belt 22. The roller 16 is provided with a cylindrical jacket 17 made of elastic material, such as. B.
Rubber, provided, which forms a thread or strand-gripping surface to thread or strands S from a supply of such or directly from the nozzles of a molten thermoplastic, z. B. glass, containing container to feed a dividing zone.
In order to cooperate with the roller 16 to ensure frictional engagement of the threads with the roller 16, a roller 25 is provided which is seated on an axle 27.
The latter is mounted in slots 28. These slots 28 are arranged in vertical Trä like 14 and 15, keep the axis of the roller 25 parallel to that of the roller 16 and allow a vertical movement of the roller 25 and thus a sieheren passage of the threads between the rollers 16 6 and 25 Roller 25 is preferably made of steel or the like and thus creates a load on the threads which run between the rollers, so that sufficient friction is generated so that the driven roller 16 pulls off the threads S without them sliding on the roller.
The outer periphery of the roller 25 can be covered with a coating of protective material 26, such as rubber or the like, which is similar to that carried by the roller 16.
Next to the strand requirement surface 17 of the roller 16 is a thread-dividing element which consists of a cylindrical roller 28 which carries one or more cutting instruments or knives 30. In the embodiment shown, four Mes ser 30 are present, which are uniformly distributed over the circumference of the roller 28 and are attached to the ends of the roller by means of overshift rings 29 on this.
The outer surface of the roller. 28 is not changed between the adjacent dividing rods, so that this surface contributes to guiding the threads between the rollers 16 and 28 downwards and helps that the threads remain gripped by the elastic surface 17 of the roller 16.
The knives 30 are directed outwards from the roller 28, so that the knives 30 cut the threads or strands S on the elastic surface 17 of the roller 16 into predetermined lengths. The roller 28 is carried by an axle 32 which is mounted in bearings 33, which can be pushed towards the axle 18 or away from it by means of visual screws 35, so that the axle 32 is in a parallel position with the axle 18. brought and an adjustment of the relative position of the roller 28 can be achieved in order to ensure their cooperation with the roller 16 carrying and conveying the threads.
As shown in FIG. 1, guide members 37 are provided for the strands in the form of separate guide pins which serve to laterally separate several strands which are simultaneously guided by the conveying and cutting means.
I) The knife-carrying roller 28 can be driven by the shaft 18 by intermeshing gears 38, 39. The gears are dimensioned in such a way that the linear circumferential speed of the knife moving about the axis 32 is essentially equal to the linear circumferential speed of the surface of the roller 16 carrying the threads, so that there is practically no relative movement between the material to be seen and the cutting roller enters.
One or more groups of strands S are passed between the rollers 16 and 25 so that when the motor 19 is operated, the roller 16 automatically advances the strands. s moved After the strands have been set in motion by the rollers, they follow the surface of the roller 16 under the influence of the cylindrical surface of the knife-carrying roller 28 and, as shown in Fig. 1, are guided to the cutting zone below, in which the knives 30 successively cut the moving strands of threads into predetermined lengths.
The lengths of the cut strands of filaments determine the linear distance between adjacent strand cutting knives 30 on the circumference. The cut strands fall down, where they are collected on a moving conveyor element, which removes the staple fibers in the form of a mat. A binding agent is applied to the staple fibers in order to bind them into a cohesive, flat structure.
The roller 25 represents a combined pressure and guide element, which causes the threads S to be in frictional connection with the flexible surface 17 of the driven roller 16, so that the threads are continuously drawn thin and conveyed to the strand cutting point. With this arrangement, the cutting gui can be moved forward at a speed that is greater than 1500 meters per minute. The strands are neatly cut to the given length and without any interruption.
As an example for the production of staple fibers from thermoplastics, FIG. 2 shows the drawing out of glass threads and the subsequent division of the refined threads. A container 55 contains molten glass. A terminating part 56, which is provided with a plurality of outlet nozzles and from which the glass threads 57 emerge downward, is connected to this container. The glass threads are stretched into fine threads which are collected to form a strand by means of a guide roller 59, the strands S ″ being gripped by the surface 17 of the roller 16 via the guide member 60 by frictional engagement.
The roller 25, which rests on the strands S ", creates sufficient friction between the strand and the surface 17, the rotation of the roller 16 causing the strands S" to be drawn through the splitter and releasing the tension exerted by the rollers the strands S "pulls the fibers into fine glass fibers. In this device, the threads are continuously produced and conveyed.
A lubricant can be fed to the strand S through a feed device 62 at the collecting roller or to the guide member 59 in order to limit the wear and tear of the threads during the cutting process to a minimum.
The cut strands 65 are essentially made up of separate staple fibers in the absence of any binding material or other factors that bind the strands together. However, an adhesive can also be applied through the nozzle 66; The ratio of the adhering to the individual fibers can be controlled by the type and quantity of adhesive.
Figures 3 and 4 are schematic representations of the parts of the apparatus which is used to collect the chopped fibers on a treadmill. A frame 70 and a hood 71 are provided in order to guide the cut fibers to a collecting surface or a conveyor belt 73, which runs over rollers 74 in the usual manner. The surface of the Farder organ 73 collecting the fibers is perforated. A chamber 75 adjoins the lower part of the hood 71, which is connected to a blower 76 which generates negative pressure, whereby a negative pressure can be generated in the chamber 75, which facilitates the collection of the cut fibers on the conveyor element and the removal .
The arrangement shown in FIGS. 3 and 4 has a plurality of strand cutters which are arranged to perform a reciprocating motion with respect to the front surface 73 so that the deposition layer of the cut strands is a practical one has a uniform thickness over the entire deek area of the chamber 75. For this purpose, a transversely movable plate-shaped support 78 is arranged above the hood 71, on which a plurality of separate strand cutting devices D of the type of the embodiment of FIG. 1 are attached.
The carrier 78 is provided with a series of openings 80 through which the cut fibers enter the chamber formed by the hood 71. The axes of the various rollers 16 are connected to one another by clutches 82 and are driven by means of a belt 84 and a drive wheel by a motor 85 which is mounted on a carrier which is fastened to the carrier 78.
In order to achieve an oscillating movement in the direction transverse to the movement of the conveyor 73, the carrier 78 is suspended rotatably by a plurality of articulated rods 87 on a cross member 72 of the frame 70. The oscillating movement of the element 78 is generated by a motor 88, a worm and a snow helical gear 89, the latter being connected to a joint rod 87 by means of a joint rod 90. The articulated rod 90 is eccentrically connected to the worm wheel of the gear transmission 89, so that when the transmission is actuated by the motor 88, the carrier 78 is moved back and forth perpendicular to the longitudinal movement of the conveyor 73.
In this way, the cut fiber strands 65 are practically evenly distributed over the conveyor 73 and form a layer M, with undulating accumulations of the short fiber lengths and irregular zones being avoided.
The conveyor 73 in the example according to FIG. 3 executes a movement to the left. A binding or adhesive is supplied through I) iron 92 in order to hold the fiber mat together. The mat is guided by conveying means 94 4 through an oven or a treatment chamber 95 in which heating lamps 96 or other heating devices are arranged in order to dry the binding agent or adhesive. The mat is then removed from the oven and can then B. be cut to suitable grouse.
The arrangement according to FIGS. 3 and 4 shows how the mat is formed directly from the strand cutting device. The strands S are fed from the arrangement according to ss FIG. 2, the strands of thread which are directed to the tendon devices D of FIGS. 3 and 4 being removed directly from the thread-forming device.
Another embodiment is shown in FIG. A heated container 10 'contains liquid glass. A feeding device 12 'is located under the vessel 10', which with. a relatively large number of small openings is provided through which threads of fiber-forming material flow.
The individual threads are combined by a roller 20 'to form a strand S', which is grasped by rollers 17 'and 18' so that the threads are drawn out into fine threads 14 '.
A lubricant to reduce wear and tear during the cutting process and / or an adhesive or binder to control the ratio of adherent to individual fibers can be applied in any way, such as, for. B. by the threads collecting roller 20 '. A container 22 'contains a sealant or adhesive and has an outlet pipe 23' through which the material is directed to the roller 20 '; a cock 24 'is used to control the inflow.
In the embodiment according to FIG. 5, the rollers 17 'and 18' are used for pulling them out, which means for refining and conveying the threads. These rollers 17 ′ and 18 ′ are shown in more detail in FIGS. 6 to 8. They each have a pair of spacer disks 25 ′ and 26 ′, which metal rods 35 ′ hold between them. An annular member 32 'resp. Is seated on these metal rods 35'. 33 'made of ela stiseh deformable WI material, e.g. B. from mimi, artificial rubber, ground, ge shaped cork or the like.
The axle 30 ', which supports the rollers 17', is mounted in bearings 36 'which are supported by the support frame 37'. The roller 18 'is fixed on an axle 38' which is installed in bearings 39 'which are carried by the frame 37'. A pulley 40 ', which sits on the axle 38', is connected to a motor (not shown) by means of a belt 41 'for the purpose of driving the rollers.
If the. If the rollers work at relatively low refining speeds, the friction between the two rollers is sufficient to drive them. In this case there must be a good frictional connection.
For this purpose, the bearings 39 'are supported by displaceable slats 47' with fastening bolts 49 'so that the relative position of the roller -' to the roller 17 'can be adjusted. However, to enable operation at high speed, it is expedient to arrange a positive drive between the rollers 17 'and 18' and thus to ensure a movement without slack. For this purpose the intermeshing gears 44 'and 45' are on the axis 30'resp.
. 38 'arranged. As a result, the elastic ring-shaped members 32 'and 33' are freed from cracks in the drive. This is desirable because the continuous deformation of the elastic members themselves generates heat at their contact surfaces. If the frictional connection is used as a drive, additional stresses arise, which increase the frictional heat, and damage to the elastic members 32 'and 33' which grip the fibers can occur at high speeds.
One or both rollers 17 'and 18' can be provided with knives for cutting the threads into short pieces. The length of the staple fibers obtained is determined by the distance on the circumference between adjacent knives. In the embodiment shown in FIG. 6, the roller 17 'for the refinement is provided with three knives 50' for dividing the strands, which are distributed over the circumference of the roller. Each of the knives 50 'is mounted in a recess in the elastic (ummiring 32'), with each dividing knife being fastened by means 52 'in the manner shown in FIG.
The knives protrude beyond the ring surface so that they push against the threads S ′ and d cut them up when they pass between the rollers 17 ′ and 18 ′. It is also possible for both rollers to be provided with knives, in which case the distance between a knife on one roll and the next knife on the other roll determines the length of the staple fibers.
The elastically deformable surfaces of the rings 32 'and 33' touch each other in such a way that a practically flat contact surface is obtained, so that the strand S 'is caught between the rollers over a practically straight line, as shown in FIG is. This feature is essential for successful filament gripping and pulling out. The strand is cut when the knife is in the center of the deformed area of the attenuation or strand holding surface. The flat area between the deformed parts of the rubber rings above the knife must be large enough to hold the end of the continuous strand securely and thus continuously convey the strand through the refining rollers or move it forward.
In this way, the rollers make the threads thinner and at the same time cut them to the desired lengths without intermediate stages or additional operations. In this way, great savings are made in the production of staple fibers by eliminating manual labor and handling and conveying which are available in other devices for producing short strands and fibers.
Due to the fact that the strand is cut at least once during each revolution of the roller 17 ', such an action practically eliminates the so-called leakage or the tendency of the fibers to break off from the strand or group of fibers and adhere to the attenuating rollers. If one or more fibers adhere to or stick to the roller 18 ′, such adhesion is temporary, since the adhering fibers are cut during the rotation so that an accumulation of adhering fibers is excluded. If both rollers are equipped with dividing devices, no fibers can stick.
In Fig. 5, the further processing to the mat is shown. The staple fibers S ″ are collected on a conveyor element 60 ′, which is preferably porous and is combined with a vacuum chamber 61 ′, which is connected to a blower or means (not shown) that generate a vacuum, a zone with a vacuum below the Surface of the conveyor 60 'is formed in order to facilitate the collection of the staple fibers to form a mat.
The conveyor 60 'is designed in the form of an endless conveyor belt which runs on rollers 64'. The mats M 'can be treated with a suitable binder, e.g. B. phenol formaldehyde, treated or impregnated, which is applied by one or more organs 65 '. The conveyor 60 'can be designed in such a way that the mat is guided through an oven 66' or another suitable device for treating the binding agent in the fiber mat, so that a coherent structure is created. The finished mat can be withdrawn continuously from the conveyor element 60 ′ in the form of a belt which is wound up into a roll 67 ′ or cut into predetermined lengths, depending on the end purpose.
The fiber refining and dividing devices can be assigned additional resources in order to influence the movement of the stringed fibers during the further work process. FIG. 10 shows a schematic representation of an arrangement which is suitable for producing a coherent mat from individual fibers or a mixture of partially open strands and individual fibers.
The liquid threads 14 ″ made of glass, which emerge from the openings in the Selimelzgefäß 12 ″, are drawn out into fine coherent threads by the rollers 60 'and 61'. The threads are, before they are grasped by the rollers, by means of the guide member 20 "combined into a strand 6? '.
In this embodiment, the rollers 60 'and 61' for refining and dividing are equipped with an inner chamber 63 'which is connected to a source of a medium under pressure, e.g. B. with compressed air, which is supplied by means of the hollow axles 65 'on which the rollers are rotatably mounted. Both rollers have elastic outer surfaces in order to grip the thread groups, and the roller 63 'is provided with V knives 68' for dividing the threads in the manner shown in FIG.
Each of the rollers 60 'and 61' is provided with separate, radially arranged channels 70 'which connect with the chambers 63' in the rollers. The outlet openings of the passages 70 'form nozzles in order to supply flows of air or another gaseous medium which comes under pressure from the chamber 63'. A net-like surface 72 'of a conveyor belt 73' is arranged in such a way that it catches the staple fibers from the fiber tendon zone.
The conveyor belt runs over rollers 74 'in order to continuously convey the mat jl: l' formed away from the fiber-collecting zone. A chamber 76 'with negative pressure is arranged under the fiber-collecting surface 72' in order to facilitate the collection and pile-up of the cut fibers 77 'thereon.
A hood 78 'serves to direct the cut staple fibers to the collecting surface. By means of a binding agent which is supplied in liquid form through a nozzle or an application element 80 ′, a cohesive mat is created, which is placed in an oven of the embodiment shown in FIG. 5 in order to treat the binding agent.
Known binders such as phenol formaldehyde, starch, gelatin or resins can be used.
When working by means of the device according to FIG. 10, the glass threads 14 ″ are drawn out into fine threads by means of the refining rollers 60 ′ and 61 ′, the threads being guided to these rollers by the collecting member 20 ″ in a strand 62 ′. Since it is normally desired that the mat contain a large proportion of individual fibers which are randomly arranged, no binding or adhesive material is applied to the fibers prior to the attenuation rollers. But you can add a lubricant to the. To keep friction between the fibers during the tendon cutting process to a minimum without wear.
When the threads are cut one by one by the knives 68 ', the cut fibers are subjected to Luit currents which come from the passages 70' in the rolls. These air currents aid in the separation of the fibers and help distribute the separated fibers over the collecting surface.
The air currents also serve to bring the fibers closer to the bottom. The air currents create turbulence and zones of different pressures; this facilitates a final, non-uniform orientation of the fibers during the piling into a mat and ensures a product which is fluffy and of relatively low density. The mat M ′ is treated with a binding agent which is applied by the device 80. It is then treated in an oven.
Fig. 11 shows an arrangement for producing narrow ribbons from cut fibers.
In this embodiment, threads of glass flow out of the container 12 "and are collected by a guide member to form a strand 85 '. The group of threads is passed between the refining rollers 60" and 61 ", the embodiment of which is the same as the rollers used in FIG is.
For this particular purpose, it is desirable to use fibers of greater length, and a single knife 68 "provides uniformly spaced fibers the length of which is equal to the circumference of the roll. The attenuation rollers 60" and 61 "are provided with openings 70" on the circumference. which allow air currents to escape which are directed against the cut fibers during the rotation of the rollers and which effectively break down the cut fiber groups into separate fibers and distribute the individual or separated fibers over the fiber collecting surface 72 ″ of a movable conveyor 73 .
So that the divided groups of cut fibers can be easily divided under the influence of the air currents, no binding agent or adhesive is added before the cutting, which would increase the mutual adhesion of the fibers.
A vacuum chamber 76 "is located below the collecting surface 72" to facilitate collection of the fibers and to reduce loss of fibers during the formation of strands or yarns. The fiber structures on the collecting surface are moved forward by the conveyor 73 "against a drawstring-shaped conductor 86", into which the staple fibers are drawn because a tension as a result of the winding of the tape on a spool 87 'which is driven by the drive roller 88' arises.
A tape guide 89 'serves to distribute the staple strands or the staple yarn on the bobbin.
In this way, ribbons and narrow alatts can be continuously and cheaply made in which the fibers are arranged in a non-parallel manner, using simple equipment which is reliable in operation and requires a minimum of maintenance on the part of the supervisor. In order to increase the mutual adhesion of the fibers on the surface 72 ″, an adhesive is atomized onto the fibrous mass by means of an A. mfbringeinrichtung 90 ', the properties of the adhesive used being dependent on the tensile strength factor required in the end product.
The air flows from the openings 70 ″ also serve to prevent the accumulation of cut fibers on the periphery of the attenuation rollers. A hood of the embodiment shown in FIG Zone to limit, although this is not essential for the operation of the device.
The length of the staple fibers is determined by the arrangement and number of strand dividing means. Before being divided, the strands can be guided and treated in such a way that staple fiber strands are obtained with more or with fewer fibers or that individual, separate fibers are produced. The extent of the division can be controlled by treating the threads before the division process.
If it is desired to obtain essentially unopened staple fiber strands, a known adhesive or binding agent, which has a strong binding effect, can be applied in order to hold the fibers in the strand tightly together. If the staple fibers are to be obtained in the form of strands with fewer fibers, i.e. split staple fibers, then an adhesive can be used which has a weak binding effect, or the effect of the binding agent can be reduced to achieve this purpose.