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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von mit einer Beflockung
verschenem Flachmaterial.
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Die Erfindung bizieht sich auf die Herstellung von polortigen (plüsch-
bzw. samtartigen bzw. Folr-) Oberflächen oder beschichteten Materiallen und indbesondere
auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur @eschichtung von Flachmaterfal mit @efleckungsmaterialion
(Fasera@schnitten, W@@@@bfall- @@@tter, @@@@) oder anderen Teilchen.
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la der Tenti - und @@@@@@industrie finden Beflockungsver-@@@@@ in
gr@@@@ @@@@ Auwendung, um Bahnen mit einem @@@@@tantlgen @@er @@ versehen. Besonders
vorteilhafte @@@endungsgebiete de@ @@@lo@tungsverfahron wurden bei der Ner@tellung
von Aut@@@bilfußmatten, Vorhängen und Polster-
material gefunden
Bisher wurde die Beflockung von Flachmaterialien mit Spritz bzw. Sprühpistolen,
mittels elektrostatischer Kräfte oder durch mechanisches Schlagen durchgeführt.
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Polartige, beflockte oder mit anderen Teilchen beschichte te Materialien
werden meist dadurch hergestellt, daß erst die Oberfläche eines Basismaterials mit
einer Kleber beschichtet wird, oder daß Teilchen aufgedruckt werden, die Muster
enthalten, und daß danach Beflockungsmaterialien oder andere Teilchen auf das Basismaterial
aufgebracht werden, während dieses von mechanischen Schlagvorrichtungen in Schwingung
versetzt wird. Die Verwendung von mechanischen Schlagvorrichtungen ist wirksam beim
Einbetten von Beflockungsfasern oder anderen Teilchen in den Klch stoff oder beim
Drucken einer Beschichtung mit einem im wesentlichen aufrecht stehenden Muster in
Bozug auf das Basismaterial. Die Wirkung der Schlagvorrichtungen, die das Material
in Schwingung versetzen, muß jedoch bei einem ungünstigen Reibungskontakt zwi@@@en
den Schlagvorrichtungen und dem Basismagerial d@@@@@@fühhrt werden, wodurch Abnutzungen
oder Deformationen des Basismaterials hervorgerufen werden. Das mech@nische Schlagen
erfordert außerdem einen relativ großen Kroftaufwand und erzeugt eine nachteilige
Gesamtvibration der Beschichtungavorrichtung.
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Bei dem olektrostatischen Verfahren wird die Besisbahn in herkömmlicher
Weisa mit einem Kleber beschichtet, und danach werden die Beflo@ @gsteilchen darauf
aufgebracht.
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Das mit Kleber und Beflockungs@@@erial verschene Flachmaterial wird
durch ein @@astantes oder wechselndes elektrosta@@sches Feld geführt, das im @@sentilchen
sen@@@cht zu der Behnoberfläche ausgerichtet et und das die Ausrichtung der Befiockungsfasern
in eine im wesentlichen aufrecht stehende Lage verursacht Die elchtrostatischen
Methoden
machen es erforderlich, daß die Fasern mit verschiedenen
chemischen Verbindungen beschichtet werden müssen, um ihre Anzichungskraft in dem
elektrostatischen Feld zu steigern.
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Diese Beschichtung führt zu Begrenzungen in dem Material und der Anwendung
der elektrostatischen Beflookung.
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Die mit Spritz- bzw. Sprühpistolen arbeitenden Verfahren bestehen
einfach daraus, daß langgestreckte Beflockungsteilchen gegen eine mit Kleber beschichtete
Oberfläche geschleudert werden. Von den drei meist gebräuchlichen Methoden erzeugt
die Sprühtechnik die schlechtesten Ergebnisse.
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Es sind bereits akustische Beflockungsverfahren vorgeschlagen worden,
bei denen die Unterlagebahn Uber eine vibrierende Membran geführt wird, die durch
die Wirkung von akustischen Wellen im Hörbereich oder über dem Hörbereich, die unterhalb
der Membran erzeugt werden, in Schwingung versetzt werden. Ein gebräuchlicher Generator
für diesen Zweck besitzt elektromagnetische oder elektrodynamische Lautsprecher,
die Schallwellen hoher Intensität bei Hörfrequenz bzw. Überhörfrequenz erzeugen
können. Für praktische Ergebnisse erfordern die bisher vorgesehlagenen akustischen
Verfahren die Verwendung von hochfrequenten akustischen Wellen, d.h. Frequenzen
oberhalb von 1 000 Hz.
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Die beschriebenen akustischen Verfahren sind unbrauchbar, da in der
Membran ein unreghelmäßiges Muster von stehenden Schwingungswellen erzeugt wird,
so daß der Vibrationsgrad über die Membranoberfläche ungleichmäßig ist. Aus diesem
Grunde erzeugen die üblichen akustischen Verfahren eine ungleichförmige Beflockung
des Unterlagematerials.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von mit
einer Beflockung versehenem Flachmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kleberbeschichtung
auf eine sich
bewegende Unterlage aufgebracht wird, daß agg5reiPte
Beflockungsteilchen auf die Klebstoffbeschïchtung aufgebracht werden, so daß die
Beflockungsteilchen derin eingreifen, daß die Unterlage über einen akustischen Vibretor
bewegt wird, der wenigstens einen abgestimsten Schlitz aufweist, der mit einem akustischen
Hohlraum in Verbindung steht, der bei einer Eigenfrequenz Resonanz hat, wobei jeder
abgestimmte Schlitz akustische Wellen von Resonanz Frequenz gegen die Unterlage
richtet, um an dieser eine stehende Schwingungswelle zu erzeugen, die dem abgestimmten
Schlitz gegenüberliegt und sich über die Breite der Unterlage erstreckt, und daß
die Welle in einer zu der Ebene der Unterlage im wesentlichen senkrechten Richtung
schwingt, wodurch die langgestreckten Beflockungsteilchen in den Kleber in im wesentlichen
senkrechter Ausrichtung zu der Unterlage eingefügt ("eingepflanzt") werden.
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Vorzugsweise ist die Frequenz des abgestimmten Hohlraumes eine niedrige
Frequenz im Hörbereich, d.h. in einem Frequenzbereich, der 10 und 150 Hz einschließt.
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Der akustische Hohlraum kann vorzugsweise die Form eines Kegelstumpfes
bzw. einer abgestumpften Pyramide haben, wobei die abgestimmten Schlitze in der
Abetumpfungsfläche des Hohlraumes liegen.
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Bei einer bevorzugten AusfUhrung der Erfindung wird ein in Hitze härtonder
Kleber verwendet, von dem eine Schicht auf einen endlosen Träger aufgebracht wird.
Nach dem Einfügen des Beflockungsmaterials in die Kleberschicht wird diese zur Erhärtung
erhitzt und die erhärtete Kleberschicht mit eingefügtem Beflockungamaterial von
dem Träger abgetrennt.
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Das beschriebene Beflockungsverfahren kann mit gleichem Vorteil angewendet
werden, wo es nicht erwünscht ist, die beflockte Schicht von der Unterlage abzutrennen,
sondern
die Beflockung auf der Unterlage als ein Flor festzuhalten.
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Geeignete Unterlagen für die Beflockung sind beispiels weuse Papier,
Plastikfolie, Flachmaterial aus Kunststoffschaum und gewebte Textilien, wie beispielsweise
Teppichunterlagen ete.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung
und den Ansprüchen hervor.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher erlätert. Es zeigen Fig. 1 cine Seitenansicht einer
vorteilhaften Vorrichtung zur Durchführüng des akustischen Beflockungsverfahrens
nach der Erfindung, Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil des akustischen
Vibrators und einen Behälter fUr das Beflockungsamterial aus der Vorrichtung nach
Fig. 1, Fig. 3 und 4 Querschnitte durch einen mit Beflockungsmaterial und Kleber
beschichteten Träger, der über einen abgestimmten Schlitz des akustischen Vibrators
läuft, und zwar während zweier Stellungen der stehenden Welle von Resonanz-Frequenz,
die in dem akustischen Hohlraum erzeugt werden und Fig. 5 eine Schrägansicht einer
bevorzugten Form des akustischen Vibrators.
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In Fig. 1 ist ein Träger 1 dargestellt, der von zwei Walzen 2 und
3 kontinuierlich bewegt wird, die von einem geeigneten, nicht dargestellten Antrib
angetrieben sind. Eine
Kleber-Auftragavorrichtung besitzt eine Kleberzuführung
4 und bringt eine Schicht eines Klebers 5 mittels einer Beschichtungswalze 6 auf
den Träger 1 auf. (Eine Druckvorrichtung für das Basismaterial oder Schablonen können
für den gleichen Zweck benutzt werden.) Der Behälter 7 für das Beflockungs@aterial
bzw. der Schüttrichter hat geeignete, in dem Bodenabschnitt 8 gelegene Durchlässe
und wird von einer nicht @@rgestellten Vorrichtung in Vibration versetzt, um eine
ebene und gesteuerte Menge langgestreckter Beflockungsteilchen 9 auf die Kleberbeschichtung
aufzubringen, die sich auf der Oberfläche des Trägers befindet, wenn der endlose
Träger 1 über den akustischen den 1 hinwegläuft. Obwohl in Fig. 1 der Behälter 7
für das Beflockungsmaterial nahezu Über dem akustischen Vibrator 10 dargestellt
ist, kann er auch an einem Punkt liegen, bevor der mit kleber beschichtete Träger
1 den Vibrator 10 erreicht.
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Wenn der mit Beflockungsmaterial und Kleber beschichtete Träger 1
über den akustischen Vibrator 10 hinwegläuft, richten die abgestimmten Schlitze
11 akustische Wellen gegen den unteren Abschnitt des Trägers 1 und vermitteln ihm
eine im wesentlichen vertikale Schwingungsbewegung, die bewirlct, daß die Beflockungsfasern
an lhreal einen Ende in den Kleber "eingepflanzt" werden0 Wenn der Träger in Schwingung
versetzt wird, bewirkt der Impuls der Beflockungsteilchen, daß sie in einer im wesentlichen
vertikalen Rich tung ausgerichtet werden. Mit zunehmender Vibration wird die Orientierung
der Beflockungsfasern in die senkrechte Richtung stärker. Wenn der Träger das rechte
Ende des akustischen Vibrators 10 erreicht hat, hat er eine gleichförmig beschichtete
Oberfläche mit "eingepflanzten" Beflockungsfasern 16.
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Nach der Vibration wird der mit Beflockungsmaterial und Kleber beschichtete
Träger 1 durch einen Heißlufttrockner 17
geführt, um den Nlober
zu trocknen. Nach der Trocknung wird die Kleberschicht von dem Träger 1 getrennt,
bei-Spielsweise durch Abziehen oder durch Verwendung einer Messervorrichtung (nicht
dargestel1t und auf eine Walze 12 aufgewickelt. Der Träger 1 läuft über die Walze
3 und wird zur Walze 2 zurückgeführt, um den beschriebenen Kreislauf wiedor zu heginnen.
Vorteilhaft wird eine nicht dargestellte Absaug- bzw. Vakuumvorrichtung zwischen
dem Heißlufttrockner 17 und der Walze 12 angeordnet, um über schüssiges @eflockungsmaterial
zu entfernen, das nicht in den Kleber eingobettet wurde. (Wenn die beflockte Schicht
nicht abgelöst werden soll, dann wird der beflockte und beschichtete Träger auf
einer geeigneten Walze aufgewickelt.
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In diesem Falle ist kein endloser Träger notwendig.) Fig. 2 zeigt
ein Detail des akustischen Vibrators 10 im Querschnitt. Wie in Fig. 2 dargestellt
ist, besteht der akustische Vibrator 10 im wesentlichen aus einem resonanten akustischen
Hohlraum von kegelstumpfförmiger Gestalt. Die Abstumpfungsfläche 13 ist mit abgestimmten
Schlitzen 11 versehen, über die der Träger hinweggef@brt wird. Vor oder direkt über
der Abstumpfungsfläche k@nnen ein oder mehrere Behälter für Beflockungsmaterial
angeordnet sein, um Beflockungsteilchen auf die Klebstoffbeschichtung aufzubringen.
Der akustische Hohlraum 10 1:ann mit akustischen Wellen der ungefähren Resonanz-Frequenz
des akustischen Hohlraumes von einem geeigneten Generators wie beispielsweise einem
elektromagnetischen oder elektrodynamischen Lautsprecher, eine. Kolben, der eine
schwingende Membran antreibt oder Druckluft, die Uber eine Öffnung streicht, beschickt
werden. Vorzugsweise ist die Resonanz-Frequenz des akustischen Hohlraumes eine niedrige
Tonfrequenz (tiefe Frequenz im Rörbereich), und zwar im Bereich von 10 bis 150 Hz.
Es sind Jedoch auch braquchbare Ergebnisse mit Frequenzen über 150 Hz erzielt worden.
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Die abgestimmten Schlitze 11 sind an Punkten der maximalen Amplitude
der atehenden Welle angeordnet, die in dem Hohlraum bei seiner Resonanz-Frequenz
erzeugt wird. Bei dieser Anordnung der abgestimmten Schlite 11 wird der größte Vibrationzeffekt
bei einer gegebenen Amplitude der akuztischen Wellen, die dem akustischen Hchlraum
zugeführt werden, erzielt. Ein weiterer Nutzeffekt wird nach der vorliegenden Erfindung
durch die konische Ausbildung des akustischen Hohlraumes erzielt, die die stehende
Welle von Hesonanz-Frequenz auf die Abstumpfungsfläche hin fokussiert und dadurch
größere Amplituden der stehenden Welle an den abgestimmtne Schlitzen ermöglicht.
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Es können verschiedene Beflockungseffekte erzielt werden, indem die
Resonanz-Frequenz des akuatischen Hchlraumes vorändert wird, indem die Schlitzabmesaungen
und die Amplitude der in dem Hohlraum erzeugten stehenden akustischen Welle verändert
werden. Die genaue Frequenz und die Abmessungen des resonanten Hohlraumes und der
@bgestimmten Schlitze hängen von dem gewünschten Lagewinkel des Beflockungsmaterials,
den Abmessungen und der Dickte des Beflockungsmaterials, den Eigenschaften und der
Dicke der Klobatoffbeschichtung und der Bewegungsgröße (Trägheit) des Trägers ab.
Zum Beispiel werden in einigen Fällen durch Vergrößerung der Vibration des Trägers
die Beflockungafasern in eine mehr senkrechte Ausrichtung zu dem Träger gezwungen.
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Durch Verringern der Vibration wird der Lagewinkel der Beflockungsfasern
um einen erwünschten Betrag erniedrigt.
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Fig. 3 zeigt die Art, in der das Unterlage- bzw. Basismaterial und
die Klebstoffschicht während eines negativen Abschnittes der an dem abgestimmten
Schlitz 11 erzeugten stehenden Welle abwärtsbewegt werden.
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Fig. 4 zeigt die Art, in der der Träger und die Klebstoffschicht während
eines positiven Abschnittes der stehenden Welle aufwärtsbewegt werden. Da der Träger
1 in der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Weise in vertikale Schwingungen versetzt
wird, bewirkt die Bewegungsgröße bzw. die Trägheit der Beflockungsfasern, daß diese
mit einem Ende in den Kleber "eingepflanzt" und in eine im wesentlichen aufrechtstehende
Lage gebracht werden.
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In Fig. 5 ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform dargestellt,
die die Ausbildung und die Abmessungen eines akustischen Vibrators für einen bestimmten
Anwendungsfall seigt. Bei dieser hevorzugten Ausführungsform wird eine mit "Teflon"
(Polytetrafluoräthylen) haschichtete Unterlage von 1 mm (0.040 inch) Dicke mit einer
etwa 1,25 mm (0.05 inch) dicken Schicht eines Klebers, beispielsweise eines Klebers
auf Latexbasis, beschichtet, und auf diesen wurden Hylon-Beflockungsfasern mit einer
Länge von etwa 4,8 mm (0,19 inch) aufehracht. Der mit Beflockungsmaterial verschene
Träger (nicht dargestellt) wurde über einen akustischen Vibrator 10 mit einer Geschwindigkeit
von 25 cm Sek.
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(10 inch Sekunde) geführt und wurde von akustischen Wellen von 35
Hz in Schwingung versetzt, die von den abgestimmten Schlitzen 11 gegen den Träger
gerichtet wurden. Der akustische Vibrator 1 wurde durch vier nicht dargestellte
Olcktrodynamische Lautsprecher für niedrige @requenz. die in der Basis des akustischen
Vibrstors angeordnet waren, bei 35 Hz auf Nesonanz gobracht. Nachdom der mit Beflockungsmaterial
verschene Träger über den akustischen Vibrator 10 geführt worden war, wurde er erhitzt,
um den Kleber zu trocknen, und die Schicht befloodten Klebers wurde von dem Träger
abgezogen und auf eine geeignete Walze aufgewickelt.
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Der akustische Vibrator 10, der bei dieser bevorzugten Ausführungsform
verwendet wurde, hat eine Resonanz-Grundfrequenz von 35 Hz. Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung betragen die Abmessungen der quadratischen Grundfläche 14 des Gehäuses
50 x 50 cm (20 x 20 inch), und die Höhe b des akustischen Vibrators beträgt ebenfalls
50 cm (20 inch). Die Abmessungen c der quadratischen Abstumpfungsfläche 15 betragen
19 x 19 cm (7,5 x 7,5 inch). In der Abstumpfungsfläche befinden sich vier abgestimmte
Schlitze 11, die eine Abmessung d von 11,4 cm (4,5 inch) und Abmessungen e von 1,9
cm (3/4 inch) haben. Der Abstand zwischen den Schlitzen, die Abmessung f,beträgt
1,27 cm (1/2 inch). Die Ausbildung des beschriebenen akustischen Vibrators ist derart,
daß, wenn er mit einer Frequens von 35 Hz auf Resonanz gebracht wird, eine stehende
akustische Welle in dem akustischen Hohlraum erzeuhy wird, die große Schwingungsamplituden
im wesentlichen rn frn birt abgestimmten Schlitzen aufweist.
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Die beschriebene Vorrichtung kann auch benutzi werden, um mit gutem
Erfolg Nylon-Beflockungsfeilchen von ca. 19 mm (0,75 inch) in eine 1,25 mm (0,05
inch) starke Beschichtung eines Klebers auf Latexhasis einzubetten, wobei eine Resonanz-Frequez
von 35 Hz benutzt wird.
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Vorzugsweise wird der akustische Vibrator so gebaut, daß sein Volumen,
die Schlitzabmessungen und die Schlitzabstände für verschiedene Anwendungen verändert
werden können. Es ist ebenfalls wünschenswert, daß die Quelle der akustischen Wellen,
beispielsweise die elektrodynamischen Lautsprecher, die bei dem oben beschrichenen
Ausführungsbeispiel verwendet wurden, so ausgebildet sind, daß sie in einem gegebenen
Bereich eine variable Frequenz erzeugen können.