DE2311986C3 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Befleckung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beflocken von Gegenständen und eine Beflockungsanlage zur Durchführung des Verfahrens mit mindestens einem durch ein elektrostatisches Feld beeinflußten Beflockungsbereich, durch welchen ein mit einer Kleberschicht versehenes Grundmaterial mit Flocken versehen wird, die in einem durch eine Hochspannungsquelle gespeisten elektrostatischen Feld von Elektroden aufgeladen werden.

Es ist äußerst schwierig, selbst dann, wenn man bereits mit der erzielten Beflockungsdichte zufrieden ist, ausreichend gleichmäßige Beflockungsergebnisse zu erhalten. Eine besondere Schwierigkeit besteht im Herstellungsvorgang. Es ist bisher nicht möglich, die ^6s Flocken ausreichend gut senkrecht auszurichten und sie so zu beschleunigen, daß sie auch in zähe Kleberschichten eindringen. Durch diese Nachteile ergibt sich zwangsläufig ein ungleichmäßiger Flockenbesatz. Die Schwierigkeit erhöht sich, wenn die Beflockung an Gegenständen mit unebenen Flächen durchgeführt werden muß, wie z.B. bei Fensterfüllung«,- oder Dichtprofilen, beispielsweise für Fahrzeuge.

Entscheidend für die angeführten Nachteile ist die bisher nicht ausreichend gleichmäßige Ladung und die nicht vollständige Auflösung aller noch zusammenhängenden Flockenteilchen. Die Gleichmäßigkeit der Ladung der Flocken hat insbesondere eine Begrenzung in der dichten Anordnung des Elektrodenfeldes. Die Elektroden müssen nämlich mit einem Ziwschenraum zueinander bzw. mit einer Netzweite angeordnet werden, so daß ausreichend Freiraum für den freien unbehinderten Fall der Flocken vorhanden ist. Der Aufschluß der Flocken wird bereits weitgehendst von der Dosiervorrichtung übernommen. Die verbleibende Unregelmäßigkeit der Flockendichte im ersten Abschnitt des freien Falles wird beim Durchgang durch den Wirkbereioh der Elektroden weiter egalisiert; es bleibt jedoch noch immer eine Unregelmäßigkeit bestehen, die einer optimalen Beflockung im Wege steht.

Die besiehenden Nachteile führen ferner dazu, daß nicht alle !'locken ausreichend gut senkrecht ausgerichtet werden und außerdem keine ausreichend große Beschleunigung erfahren. Demnach schießen die Fasern entweder schräg in den Kleber oder werden sogar aus dem Kraftlinienbereich herausgetragen: Das Eigengewicht der Flocken behält nämlich noch einen wesentlichen Einfluß, so daß sie in unkontrollierter Lage auf der Kleberobcrfläche auftreffen und vielfach liegend versumpfen. Nachfolgende Fasern, auch die mit senkrechtem Fall, werden demnach am lagegerechten Eindringen in den Kleber gehindert.

Es sind weitere Nachteile bekannt, die alle durch die angeführten Unzulänglichkeiten der Beflockungsvorrichtung entstehen, so der Büschel-, der Krater- oder der Leopardeneffekt.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Beflocken von Grundmaterial zu schaffen, welches eine hohe Beilockungsgleichmäßigkeit über eine lange Produktionszeit gewährleistet, bei der außerdem eine größere tteflockungsdichte erreicht wird, auch dann, wenn es sich um unregelmäßige Körperformen, wie beispieisv, eise Profilleisten, handelt.

Die Aufgabe wird erfindungemäß im wesentlichen durch ein Verfahren gelöst, bei welchem Flocken durch einen vor gewendelten Drahtelektroden aufgebauten Elektrodenbereich derart geführt werden, daß kontinuierlich ein dichter, gleichmäßiger Besatz mit senkrecht stehenden Flocken gebildet wird. Die Ergebnisse, welche über Laborversuche hinausgehen und bei der industriellen Herstellung feststellbar sind, zeigen, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch den Aufbau eines inhomogenen Feldes ein fast ideales Beflocken des Objekts im gesamten Flockzonenbereich und praktisch ohne Unterbrechung gewährleistet ist. Als Vorteil sticht insbesondere das gleichmäßige, senkrechte Einschießen aller in der Feldzone bewegter Flocke,-,teilchen hervor. Der Vorteil ist so günstig, daß ohne Schwierigkeit gegenüber derzeitig maximalen Besatzdichten eine Erhöhung um das Doppelte und mehr erreichbar ist. Eine Schmälerung der angeführten Vorteile tritt auch bei Profilen oder Formkörpem nicht in dem Maße ein, wie man es sonst von bekannten Verfahren ableiten kann.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Beflokkungsanlage, bei welcher die am Aufbau des elektrosta-

tischen Feldes beteiligten stromführenden Elektroden wendelförmig ausgebildet sind. Erfahrungsgemäß wird mit solchen Elektroden durch den schon erwähnten inhomogenen Aufbau des Feldes eine gleichmäßigere und dichtere Beflockung erreicht, die in ihrem guten Ausfal! alle bisher bekannten Btilockungen wesentlich übertreffen. Außerdem ist die wendeiförmige Elektrode in der Lage, auftretende Längenänderungen funktionsgerecht aufzunehmen ohne einen solchen Durchhang aufzuweisen, wie er bei den bekannten, aus gespanntem ό Draht bestehenden Elektroden auftritt.

Um den bereits eingeleiteten beschleunigten Fall der Flocken trotz der flächig breiten Elektroden nicht zu stören, ist der Zwischenraum zwischen zwei Elektroden größer als der Durchmesser der Wendel des Drahtes gestaltet. Auch diese Ausführung ist auf eine anwendungstechnische Erfahrung aufgebaut, bei der die Elektroden aus einem 0,25 mm dicken Draht gebildet sind, der schraubenlinienförmig zu Wendeln mit einem Durchmesser von 3-5 mm geführt ist, wobei der Wendelabstand etwa 2-3 mm beträgt. Ebenfalls ist der Zwischenraum zwischen den einzelnen Elektroden erfahrungsgemäß auch größer als der Durchmesser der Drahtwendeln, nämlich je nach Einsatz 3 mm oder größen Es muß hinzugefügt werden, daß Elektroden mit anderen technischen Daten gleiche oder sogar bessere technische Werte ergeben können.

Es hat sich ebenfalls als zweckmäßig erwiesen, daß die Elektroden zumindest einendig an Bändern befestigt sind, die die Beflockungsanlage queren, einen breitbandförmigen Querschnitt aufweisen und aus einem elektrisch aufladbaren Material bestehen. Die breiibandlormigen Aufhänger für die Elektroden, welche auch einen plattenartigen Charakter haben können, dienen in dieser Ausführungsform nicht nur als Energiezubringer für die Elektroden, sondern sind in dieser Ausführungsform selbst Elektroden, die wegen der gleichen Polarität mit den Flocken als Sprühelektrode wirken und die seitlich von der Dosiervorrichtung ankommende, abgeleitete Flocken in Richtung auf den Bereich der Drahtelektroden zurückleiten.

Die Anwendung der breitbandförmigen Sprühelektroden läßt es auch zu, zumindest einem Beflockungsbereich eine zum Gehäuse elektrisch isoiierte, plattenförmige, gegenpolig aufladbare Elektrode nachgeschaltet anzuordnen. Eine solche Elektrode kann demnach als Ansaugelektrode eingesetzt werden, um den kleinen Überschuß von losem Flockenmaterial, welcher von der Kleberschicht nicht aufgenommen ist, zu entfernen.

Bei der Anwendung der gewendelten Drahtelektroden ergibt sich wegen der damit verbundenen höheren Produktionsgeschwindigkeit auch ein größerer Flokkendurchsatz, der wiederum einen unerwünschten Flockenansatz an den Innenwandungen des Beflokkungsgehäuses nach sich zieht. Um iiesen Nachteil zu vermeiden, empfiehlt es sich, den lnnenwandungen des Beflockungsgehäuses in elektrisch isolierter Anordnung zum Gehäuse plattenförmige Elektroden zuzuordnen und entweder induktiv oder durch zugeführte elektrische Energie aufladbar zu gestalten. Die plattenförmi- Ό gen Elektroden wirken als Gegenelektrode zu den Flocken, so daß sich diese an den Wänden des Gehäuses nicht aufbauen können und auch nicht bei Überlast auf das Produktionsgut herabfallen.

bie einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung und stark vereinfacht eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens, um Gegenstände zu beflocken.

Mit 1 ist eine Dosiervorrichtung bezeichnet, in der ein Vorrat von Flocken 2 aufgenommen ist. Die Dosierung geschieht in einer bekannten Art unter Verwendung eines Siebes oder einer Perforierung, zumeist unter Einschaltung von nicht dargestellten Dosierungshilfen, wie Rüttel- oder Bürstenanordnungen. Die von der Dosiervorrichtung 1 im freien Fall abgegebenen Flocken 2 erreichen nach einer gewissen Strecke den Wirkungsbereich von Drahtelektroden 3 und fallen bereits beschleunigt durch diese nach unten. Die Drahtelektroden 3 bestehen im Ausführungsbeispiel aus aneinandergereihten Wendeln 4, die in ihrer Gesamtanordnung einen schraubenlinienförmigen Verlauf haben. Die Elektroden 3 besitzen außerdem die Eigenschaft einer Zugfeder, so daß sie leicht nur durch einfaches Einhängen beider Enden in die den Strom zuführende Haltevorrichtung befestigbar sind. Darüber hin;:us ergibt sich zwangsläufig der Vorteil einer Eigenspannung der Drahtelektroden 3, die diese immer wieder zu der ursprünglichen, gestreckten Ausbildung zurückführt. Sie werden auch dann zurückgeführt, wenn die Drahtelektroden 3, beispielsweise beim Reinigen des Beflockungsgehäuses 5, unsachgemäß berührt und ein Stück ausgezogen werden.

Die stromführenden Haltevorrichtungen, in die die Drahtelektroden 3 eingehängt sind, weisen einen breitbandförmigen bzw. plattenförmigen Querschnitt auf und sind im Beflockungsgehäuse quer zur Laufrichtung des Beflockungsgutes angeordnet. In dieser speziellen Ausführungsform sind die Elektroden Sprühelektroden 6. Die Pfeile, die von den Sprühelektroden 6 ausgehen, veranschaulichen eine Flugbahn der Flocken 2, die wegen ihrer gleichen Polarität mit der Sprühelektrode 6 zurückgeschleudert und in den Durchsatz zwischen Dosiervorrichtung 1 und Drahtelektroden 3 aufgenommen werden.

Die von den Drahtelektroden 3 senkrecht zur Beflockungsebene ausgerichteten Flocken 2 werden in der bekannten Weise mit dem vorauseilenden Ende in eine Kleberschicht 7 aufgenommen, welche einem Produktionsgegenstand 8 in einer nicht dargestellten Weise zugeordnet ist. Die notwendige Gegenpolung des Produktionsgegenstandes 8 bzw. der Kleberschicht 7 wird durch Gegenelektroden 9 vorgenommen.

Das Beflockungsgehäuse 5 ist bereichsweise, insbesondere im Bereich der Sprühelektroden 6, mehrschichtig ausgebildet. Außer der eigentlichen Gehäusewand 10 ist zumindest eine elektrisch neutrale Schicht 11 und zum Gehäuse-Inneren hin eine elektrisch leitende Schicht 12 angeordnet. Die Schicht 12 kann mit Induktiv-Strömen geladen werden oder über eine Stromzufuhr eine geeignete polarisierte Ladung erhalten. Eine solche Ladung hat den Zweck, Flocken 2, von denen immer wieder einige das Beflockungsgehäuse 5 treffen, am Ansetzen an der Schicht 12 zu hindern. Auf diese Weise kann sich eine größere Ansammlung nicht aufbauen und bei Übergewicht abfallen und dabei die Beflockung beschädigen.

Um eine optimale Beflockung zu erreichen, werden vielfach mehrere Beflockungsbereiche hintereinander angeordnet, von denen nur einer in der Zeichnung vollständig dargestellt ist. Von dem sich anschließenden Beflockungsbereich ist nur eine Sprühelektrode 6 dargestellt. Zwischen den beiden sich zugekehrten Sprühelektroden 6 zweier benachbarter Beflockungsbereiche ist eine Ansaugelektrode 13 zwischengeschaltet, und zwar über aus einem elektrisch neutralen Isolationsmaterial bestehenden Halter 14.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum elektrostatischen Beflocken, bei welchem ein Grundmaterial mit einer Kleberschicht versehen und mit dieser einer Beflockungszone zugeführt wird, in der Flocken von einer Dosiervorrichtung abgegeben und einem durch Elektroden gebildeten elektrostatischen Feld zugeführt werden, welches die Flocken senkrecht zur Kleberfläche ausrichtet und beschleunigt, so daß sie mit einem Ende in die Kleberschicht eindringen und so nach dem Erhärten der Kleberschicht eine Veloursschicht gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flocken durch einen von gewendelten Drahtelektroden aufgebauten Elektrodenbereich derart geführt werden, daß kontinuierlich ein dichter, gleichmäßiger Besatz mit senkrecht stehenden Flocken gebildet wird.

2. Beflockungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mindestens einem durch ein elektrostatisches Feld beeinflußten Beflokkungsbereich, dadurch gekennzeichnet, daß die am Aufbau des elektrostatischen Feldes beteiligten stromführenden Elektroden (3) wendelförmig ausgebildet sind.

3. Beflockungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3) zueinander einen Zwischenraum aufweisen, welcher größer als der Durchmesser der Wendel (4) oder anderer Längenverringerer des Drahtes ist.

4. Beflockungsanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3) zumindest einendig an Bändern (6) befestigt sind, die die Beflockungsanlage queren, einen breitbandförmigen Querschnitt aufweisen und aus einem elektrisch aufladbaren Material bestehen.

5. Beflockungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einem Beflockungsbereich eine in elektrisch isolierter Anordnung aufgenommene plattenförmige Elektrode (13) nachgeschaltet ist.

6. Beflockungsanlage nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Innenwandungen des Beflockungsgehäuses (5) zum Gehäuse elektrisch isoliert, plattenförmige Elektroden (12) zugeordnet und entweder induktiv oder durch zugeführte elektrische Energie aufladbar sind.