Verfahren zum elektrostatischen Beflocken von fadenförmigem Material Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektro statischen Beflockung von fadenförmigem Material, das in einer Gruppe von nebeneinanderliegenden, mit einem Klebemittel versehenen, geerdeten Fäden durch ein zwi schen Elektroden bestehendes elektrisches Feld hoher Spannung hindurchgeführt wird, unter dessen Wirkung das auf einem elektrisch nicht leitenden,
über der unte ren Elektrode und unter den Fäden angeordneten För derband herangeführte Flockmaterial in Richtung auf die Fäden hin beschleunigt und in letztere eingeschos sen wird.
Die auf obige Weise erzeugten beflockten Fäden und Garne sind vor allem für die Herstellung effektvoller Gewebe, insbesondere Polsterbezugstoffe geeignet, da sie einen ähnlich flauschigen Charakter wie Samt- oder Plüschstoffe besitzen, darüber hinaus aber eine noch grössere Widerstandsfähigkeit gegen mechanische und chemische Beanspruchungen aufweisen, insbesondere wenn dafür entsprechend hochwertiges Kunstseiden- Polyamid- oder Polyester-Faden- bzw. Flockmaterial verwendet wird.
Bei der herkömmlichen Herstellung solcher elektro statisch beflockten Fäden oder Garne hat sich nun aber gezeigt, dass es ausserordentlich schwierig ist, eine überall gleichmässige Beflockung der Fäden zu erreichen. Diese ist für die Herstellung einwandfreier, insbesondere streifenfreier Gewebe unbedingte Voraussetzung.
Bisher ist lediglich die Erzeugung beflockter Fäden gelungen, die in ihrer Längsrichtung eine gleichmässige Beflok- kungsdichte aufweisen, nicht aber in Umfangsrichtung. Letzteres ist offenbar auf die ungleichmässige Feld liniendichte des elektrischen Feldes und damit auch auf dessen örtlich unterschiedliche Beschleunigungswirkung auf das Flockmaterial zurückzuführen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum elektrostatischen Beflocken von fa den- oder garnförmigem Material zu schaffen, das die vorerwähnten Mängel nicht aufweist, vielmehr eine auch in Umfangsrichtung der Fäden völlig gleichmässige Be- flockung zu erzielen erlaubt.
Das wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die zu tieflockenden Fäden auf ihrem Wege durch das elektrische Feld um ihre Längs achsen dadurch gedreht werden, dass sie vor dem Auf bringen des Klebemittels einer stärkeren Fadenspannung unterworfen werden als beim anschliessenden Durch laufen des elektrischen Feldes. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass alle Stellen der Fadenoberfläche we gen ihrer ständigen Drehung im elektrischen Feld im Mittel der gleichen Beflockungswirkung ausgesetzt wer den, mithin beim Verlassen des Beflockungsfeldes überall die gleiche Beflockungsdichte auch in Umfangs richtung besitzen.
Ohne diese fortlaufende Fadendrehung im Beflockungsfeld würden im wesentlichen nur die den Elektroden zugewandten Oberflächenstellen der Fäden beflockt, so dass die beflockten Fäden einen entspre chenden bändchenförmigen Charakter erhielten, der bei der herkömmlichen Beflockungspraxis fast immer anzu treffen ist.
Ferner kann eine sehr intensive Drehung der zu tieflockenden Fäden erreicht werden, wobei letztere offenbar auch noch durch die Befeuchtung der Fäden in der Klebemittelauftrageinrichtung und die dadurch bedingte Fadenkontraktion unterstützt wird.
Weiterhin hat es sich für die angestrebte überall gleichmässige Beflockung des Faden- oder Garnmaterials als wesentlich erwiesen, dass das Flockmaterial noch bevor es mittels des Förderbandes in die Beflockungs- kammer gelangt, sich bereits auf dem Förderband in gleichmässig verteiltem Zustand befindet, also hier schon etwaige Dichte-Schwankungen des Flockmaterials wei testgehend vermieden werden.
Das kann dadurch er reicht werden, dass das Flockmaterial in einem vibrieren den Füllschacht eines dem Förderband vorgeschalteten Vorratsbehälters gleichmässig verdichtet, davon unter seitig fortlaufend in dünner Schicht abgezogen und alsdann über das Förderband geschleudert wird. Danach ist also erste Voraussetzung für die gleichmässig ver teilte Zufuhr des Flockmaterials zum Förderband, dass das Flockmaterial in einem vibrierenden Füllschacht des Vorratsbehälters in einen gleichmässig verdichteten Zustand gelangt.
Hiervon wird es alsdann unterseitig fortlaufend in Form einer dünnen Schicht abgeschält bzw. abgezogen, um alsdann über das Förderband ge worfen zu werden, auf dem es sich gleichmässig verteilt absetzt, mithin mit überall gleichmässiger Dichte in die elektrostatische Beflockungskammer gelangt. Um die Absetzbewegung des geschleuderten Flockmaterials auf dem Förderband zu unterstützen, hat es sich als zweck mässig erwiesen, den betreffenden Abschnitt des Förder bandes schräg aufwärts verlaufen zu lassen.
Weitere Merkmale und Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung seien an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer geeigneten Fadenbeflockungsvorrichtung in grösstenteils schemati scher Gesamtansicht, die Fig. 2 und 3 die zu Fig. 1 gehörigen Draufsichten auf das Spulenablaufgatter mit der nachgeschalteten Bremswalzenanordnung einerseits und den übrigen nach geschalteten Teilen der Vorrichtung anderseits,
und Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Beflok- kungsvorrichtung mit einer besonders vorteilhaften Flockmaterial-Beschickungs- und -Verteileinrichtung.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Beflockungsvor- richtung besteht im wesentlichen aus dem Sputenablauf- gatter 1, der das Faden-Spannwerk 2 bildenden Brems walzen- und Förderwalzenanordnung 3 bzw.
4, der Klebemittelauftrageinrichtung 5, der Beflockungskam- mer 6 mit dem das Flockmaterial von dessen Aufgabe einrichtung 7 zuführenden Förderband 8, der der Be- flockungskammer 6 nachgeschalteten Trockenkammer 9, der Förderwalzenanordnung 10 und der Spulmaschine 11, auf der die fertig beflockten Fäden oder Garne auf gespult werden.
Der Verlauf der in hinreichendem Ab stand nebeneinander geführten Fäden bzw. der so ge bildeten Fadengruppe oder -schar ist durch den in der Zeichnung strichpunktiert dargestellten Linienzug 12 verdeutlicht, Die vom Ablaufgatter 1 durch die Förderwalzen- anordnung 4 laufend abgezogenen Fäden werden durch die Rremswalzenanordnung 3, deren Bremskraft durch die Tänzerwalze 13 regelbar ist, so weit gebremst, dass sie im Faden-Spannwerk 2 eine stärkere Fadenspannung erhalten als beim späteren Durchlaufen der Beflockungs- kammer 6, damit in letzterer eine intensive Faden drehung auftritt.
Die der Klebeaufträgeinrichtung 5 vor geschaltete Förderwalzenanordnung 4 besteht zu diesem Zweck vorteilhaft aus einem Walzentrio mit den beiden antreibenden Förderwalzen 4' und der dazwischen lose aufliegenden, von der Fadengruppe 12 umschlungenen Mitnehmerwalze 4", die an ihrem Umfang zweckmässig mit einer reibungserhöhenden Schicht, beispielsweise aus PVC-Material, überzogen ist.
Die Klebemittelauftrageinrichtung 5 besteht in be kannter Weise aus einer das Klebemittel, z. B. Kunst stoff-Latex, enthaltenden Wanne 5' und der darin ange ordneten Umlenkwalze 5" sowie dem Abquetschwalzen- paar 5'11.
In der nachgeschalteten Beflockungskammer 6 sind die das elektrische Feld erzeugenden, an Hochspannung angelegten Elektroden 14, 15, 16 untergebracht. Wäh- rend die obere Elektrode 14 zweckmässig flächenförmig ausgebildet ist, beispielsweise aus einem entsprechenden Messingblech besteht, und auf positivem Hochspan nungspotential liegt, bestehen die beiden unteren Elek troden 15, 16 aus mehreren quer zur Umlaufrichtung des Förderbandes 8 verlaufenden Drähten, die an nega tives Hochspannungspotential angeschlossen sind, wobei die vordere Elektrode 16 vorteilhaft stärker negativ geladen ist als die hintere Elektrode 15.
Wie sich ge zeigt hat, kann auf diese Weise das von dem Band 8 herangeführte Flockmaterial besonders wirkungsvoll in Richtung auf die die Beflockungskammer 6 passieren den Fäden 12 beschleunigt und in deren Klebemittel überzugsschicht eingeschossen werden.
Das Flockmaterial wird in den Trichter 7' der Auf gabeeinrichtung 7 eingeschüttet, von wo aus es durch das Verteilerrad 7" in den Aufgabebehälter 7"' gelangt, der unten durch das von der umlaufenden Bürste 7I bestrichene Verteilersieb 7\' abgeschlossen ist. Auf diese Weise gelangt das Flockmaterial an der Stelle 8' in hinreichend aufgelockerter Form auf das Förderband B.
Nach dem Beflocken in der Kammer 6 wird die Fadengruppe 12 durch die Trockenkammer 9 hindurch geführt, und zwar aus Raumersparnisgründen in mehr fach umlenkender Weise. Dabei läuft die Fadenschar 12 zunächst über die Förderwalze 17, die über das Regelgetriebe 18 mit stufenlos regelbarer Umfangsge schwindigkeit anzutreiben ist. Die Grunddrehzahl des Regelgetriebes 18 wird dabei zweckmässig von dem An trieb der Spulmaschine 11 abgeleitet, während die Regel drehzahl durch die pendelnd angeordnete Fadenumlenk- walze 19 gesteuert wird. Diese befindet sich an dem unteren Ende des durch das verschiebbare Gewicht 20 belasteten Pendelarmes 21, der zwischen den beiden Endschaltern 22, 23 pendelt.
Bei zu stark vom einge stellten Sollmass abweichenden Spannungsschwankungen der in die beheizbare Trockenkammer 9 einlaufenden Fadengruppe 12 trifft der Pendelarm auf den einen oder anderen Endschalter 22 bzw. 23, der dadurch das Regelgetriebe 18 entsprechend der eingestellten ge wünschten Fadenspannung steuert.
Dabei ist wesentlich, dass die Fadenspannung hinter der Klebemittelauftrag- einrichtung 5, also im Bereich der Beflockungskammer 6, kleiner ist als in dem vorgeschalteten Faden-Spann- werk 2, weil dadurch in der Beflockungskammer 6 eine intensive Fadendrehung um die Fadenlängsachse zustande kommt, die eine auch umfangsmässig überall gleichmässig verteilte Beflockung ergibt.
Der Antrieb der Walzen 4' des zusammen mit der Bremswalzen anordnung 3 die grössere Fadenvorspannung liefernden Förderwalzentrios 4 erfolgt zweckmässig auch durch die vom Regelgetriebe 18 stufenlos regelbare Förderwalze 17, während der Antrieb des der Trockenkammer 9 nachgeschalteten Förderwalzentrios 10 durch den Spul maschinenantrieb geschieht.
Für die zu betlockenden Fäden und die Flocken können die verschiedenartigsten Faden- bzw. Faser materialien verwendet werden. Als besonders geeignet haben sich hierfür Kunstseide- und Polyamid-Fäden bzw. -Fasern erwiesen. Auch konnten mit zu tieflocken den Polyester-Fäden einwandfreie Flockfäden bzw. -garne erzeugt werden.
Die in Fig. 4 dargestellte elektrostatische Beflok- kungseinrichtung besteht im wesentlichen wiederum aus der Beflockungskammer 101, der vorgeschalteten Klebe mittelauftragseinrichtung 102 und der Brems- bzw. För- derwalzenanordnung 103 für die von dem nicht darge- stellten Spulenablaufgatter kommende, zu tieflockende Fadenschar 104, sowie dem Flockmaterialvorratsbehäl- ter 105.
Die Beflockungskammer 101 ist mit einer oberen, an positives Hochspannungspotential ange schlossenen Flächenelektrode 107 versehen, die bei spielsweise aus einem polierten Messingblech bestehen kann, während die untere Elektrode 108 aus quer ge spannten Drähten oder einem Siebdrahtgitter besteht, das an negatives Hochspannungspotential angelegt ist. Über dieser unteren Siebelektrode läuft das aus Glas gewebe bestehende Förderband 109, das über die Um lenkwalzen 110, 111, 112 endlos geführt und vorzugs weise mit stufenlos regelbarer Geschwindigkeit in Pfeil richtung 113 anzutreiben ist.
Zwischen den beiden Elektroden 107, 108 läuft die zu beflockende Faden schar 104 hindurch, die sich zuvor beim Passieren des mit Umlenk- und Abquetschwalzen 114 bzw. 115 ver- sehenen Klebemittelbehälters 116 mit einer entsprechen den Klebemittelschicht überzogen hat.
Von der Be- flockungskammer 101 gelangt die Fadenschar 104 zu einer nicht dargestellten, mit entsprechenden Förder- und Umlenkwalzen ausgerüsteten sowie mit Trocken umwälzluft arbeitenden Trockenvorrichtung, die sie nach hinreichender Trocknung verlässt, um anschliessend auf einem nachgeschalteten Spulengatter aufgewickelt zu werden.
Zwischen dem Vorratsbehälter 105 und der Be- flockungskammer 101 befindet sich die erfindungsgemäss ausgebildete Flockverteilvorrichtung 106. Der Flock- materialvorratsbehälter <B>105</B> geht in einen über einen Tombakschlauch 105' oder dergleichen beweglich ange schossenen Füllschacht 117 über, der durch den an ihm angreifenden Rüttelexzenter 118 eines nicht weiter dar gestellten Rüttelantriebes in Vibrationen zu versetzen ist.
An dem unteren Ende des Füllschachtes 117 ist ein als Nadelwalze ausgebildeter Speisezylinder 119 vor gesehen, der in Pfeilrichtung 120 mit vergleichsweise niedriger Umlaufgeschwindigkeit anzutreiben ist. Der mit den Nadeln 119' versehene Speisezylinder 119 ist in seinem unteren Teil durch das Gehäuseblech 121 ab gedeckt, das mit seinem halbzylindrischen Bodenteil' 121' die umlaufenden Nadeln 119' nahe umgibt. Dem Speisezylinder 119 ist ein im Durchmesser grösserer und mit wesentlich höherer Geschwindigkeit umlaufen der sowie gleichfalls mit feinen Nadeln 122' versehener Schleuderzylinder 122 zugeordnet, der von dem zylin drischen Gehäuse 123 umgeben ist.
Von dem Zylinder gehäuse 123 zweigt tangential der zur Beflockungskam- mer 101 schräg aufwärts führende Schleuderschacht 124 ab, dessen oberer Schrägbodenteil von dem hier entsprechend schräg geführten Abschnitt 109' des end los umlaufenden Förderbandes<B>109</B> gebildet wird. Der Schleuderschacht 124 ist zur Bef7ockungskammer 101 hin zunehmend verbreitert und an seiner Einmündungs- stelle in die Beflockungskammer 101 von zur unteren Kammerelektrode 108 gehörigen Drähten 108' durch setzt.
Der Schleuderzylinder 122 wird in Umlaufrichtung 125, also gleichsinnig zum Speisezylinder 119 ange trieben, allerdings mit wesentlich grösserer Drehzahl, die beispielsweise zwischen 300 bis 400 Umdrehungen pro Minute beträgt. Der Durchmesser des Schleuder- zylinders 122 kann etwa 300 mm betragen. Die an den Zylindern 119, 122 befindlichen Nadeln 119' bzw.
122' können mit mehr oder weniger tiefem Eingriff fingerartig zwischeneinander greifen, wozu der Abstand zwischen den Zylinderachsen 119" bzw. 122" vorzugs- weise verstellbar ist. Wie die Praxis aber gezeigt hat, ist es in vielen Fällen zweckmässiger, den vorerwähnten Abstand so zu wählen, üass die Nadeln 119' bzw. 122' nur dicht aneinander vorbeilaufen, ohne dabei also in gegenseitigen Eingriff zu gelangen.
Beide Zylinder 119 und 122 sind vorzugsweise mit einem stufenlos regel baren Antrieb versehen, um ihre Drehzahl der jeweils zur Verarbeitung gelangenden Flockmaterialbeschaffen- heit in der bestmöglichen Weise anpassen zu können.
Das Flockmaterial wird möglichst kontinuierlich, d. h. in kleinen Portionen fortlaufend in den Vorrats behälter 105 eingefüllt. Von hier aus gelangt es in des sen Füllschacht 117, wo es durch dessen Rüttelbewe gungen gleichmässig verdichtet wird. Von der so ent stehenden, gleichmässig dichten Flocksäule wird das Flockmaterial dann unterseitig von den Nadeln 119' der Speisewalze 119 fortlaufend in dünner Schicht ab geschält bzw, abgefräst. Um die Flockmenge je nach Schnittlänge und Faserstärke verändern zu können, kann die Drehzahl des Speisezylinders 119 entsprechend ein reguliert werden.
Die Nadelwalze bzw. der Speisezylin der<B>119</B> schält somit aus der im Vibrierschacht 117 be findlichen Flockensäule eine bestimmte, immer gleich bleibende Flockmaterialmenge pro Zeiteinheit ab. Sie wird dem Schleuderzylinder 122 zugeführt, dessen Na deln 122' das Flockmaterial von der Speisewalze 119 abzieht und es mit hinreichender Geschwindigkeit im Schleuderschacht 124 entgegen der Schwerkraft schräg nach oben über das Förderband schleudert.
Der grösste Teil des Flockmaterials setzt sich dabei in gleichmässig verteilter Form auf dem entsprechend schräg verlau fenden Abschnitt 109' des Förderbandes 109 ab, wäh rend ein geringerer Teil davon unmittelbar in das vor dere Ende der Beflockungskammer 101 gelangt und hier durch die Elektrodendrähte 108' in Richtung auf die die Beflockungskammer 101 passierende Fadenschar 104 beschleunigt wird.
Die auf dem Glasgewebe-Trans- portband 109 sich in gleichmässiger Verteilung abset zenden Flockteilchen werden, sobald sie in den Einfluss bereich des Hochspannungsfeldes in der Beflockungs- kammer 101 gelangen, ebenfalls auf die Fadenschar 104 hin beschleunigt. Diejenigen Flockteilchen, die auf die Fadenschar auftreffen bzw.
in unmittelbarer Nähe daran vorbeizufliegen versuchen, werden von den auf Erdpotential liegenden Fäden angezogen und in deren Klebemantelschicht verankert. Die übrigen Flockteil- chen, die also durch die Zwischenräume der einzelnen Fäden der Fadenschar 104 hindurchgeschossen werden, fliegen zur oberen, auf positivem Spannungspotential liegenden Elektrode 107, wo sie umgepolt und dadurch von oben nach unten beschleunigt werden, mithin von oben kommend in die Klebemantelschicht der Faden schar eindringen.
Diese Vorgänge wiederholen sich in der Beflockungskammer 101 so lange, bis die Fäden ordnungsgemäss beflockt, also mit einer gleichmässigen Flockmaterialdichte versehen sind, um alsdann in die nachgeschaltete Trockenkammer zu gelangen.