DE2726944A1

DE2726944A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines aus stehenden fasern bestehenden bahnfoermigen materials

Info

Publication number: DE2726944A1
Application number: DE19772726944
Authority: DE
Inventors: Esben Bruhn; Finn Ulrik Hansen Jensen; Per Drengsgaard Nielsen
Original assignee: WESTON TAEPPEFABRIK AS
Current assignee: WESTON TAEPPEFABRIK AS
Priority date: 1976-06-21
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1977-12-29
Also published as: DD130666A5; BE855931A; PT66678B; JPS532666A; AT360959B; PT66678A; AU508909B2; NZ184424A; DK141376B; NO143034C; DK278176A; DE2726944B2; CA1047239A; FI771926A; DE2726944C3; NL7706866A; GB1573377A; FR2355937B3; ES459940A1; ATA434277A

Description

-S-

Patentanwalt DIPL-ING. B. SCHMID

A/S Weston Taeppef abrik, DK-8362 Htfrning, Dänemark. 7 Statteart i, F«lb#nh«m«ittr.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines aus stehenden Fasern bestehenden bahnförmigen Materials.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus stehenden Fasern bestehenden bahnförmigen Materials, bei dem eine Bahn aus einem Fasermaterial, deren Fasern im wesentlichen in Quer- oder Längsrichtung der Bahn orientiert sind, durch Aufschneiden in Längs- bzw. Querrichtung der Faserbahn in eine Anzahl von Streifen unterteilt wird, die anschliessend in ein Bahnmuster aus nebeneinander liegenden Streifen mit stehenden Fasern eingeordnet und in dieser Form zu einer ersten Absetzstelle gefordert werden. Wenn als Ausgangsmaterial eine Bahn verwendet wird, deren Fasern im wesentlichen in Querrichtung der Bahn orientiert sind, müssen zwecks Einordnung der Streifen in ein Bahnmuster wie angegeben die Streifen je für sich um ihre Längsachse um 90 gedreht werden. Die Erfindung wird insbesondere auf dem Gebiet der Teppich- oder Textilwarenherstellung angewendet.

Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 3 493 452 bekannt. Für das. Drehen der Streifen werden bei' diesem bekannten Verfahren Paare von Förderbändern benutzt, die eine der Höhe der Streifen im wesentlichen entsprechende Breite haben. Nachdem diese Paare von Förderbändern um 90 gedreht worden sind, werden die dazwischen gehaltenen Streifen nebeneinander auf zwei Förderbänder abgesetzt, die sich über die ganze Breite der von den Streifen gebildeten Bahn erstrecken. Die Streifen haben nun eine Tendenz, sich in Richtung nacheinander zu erweitern und dadurch die Zwischenräume zwischen den Streifen zu vermindern. Falls diese Tendenz gross genug ist, vereinigen sich die Streifen zu einer homogenen Bahn bestehend aus stehenden Fasern. Während der Erweiterung der Streifen sind aber diese nicht mehr unter Kontrolle, und das Enderzeugnis kann deshalb weniger gleichmässig als wünschenswert ausfallen.

709852/0940

Ein anderes Verfahren ist aus der deutschen Patentanmeldung P 26 24 167.8 bekannt. Bei diesem Verfahren werden die Streifen zwischen Forderdrähten gefördert, die mit den Streifen nur in Linienberührung stehen, so dass die freien Faserenden schon vor dem Absetzen auf einen Träger eine natürliche Tendenz haben, sich zu spreizen, so dass sie in einem homogenen Muster abgesetzt werden. Die vom Träger abgekehrten Faserenden bilden zunächst ein weniger gleichmässiges Muster, diese können aber nachher einer weiteren Bearbeitung unterworden werden, um sie über die ganze Fläche des Erzeugnisses gleichmässig zu verteilen, so dass keine sichtbaren Trennflächen zwischen den Streifen mehr bestehen, und auf jeden Fall verschwinden diese Trennflächen, wenn das Erzeugnis z.B. in Form eines Teppiches benutzt wird.

Die Erfindung hat das Ziel, ein verbessertes Verfahren zur Verfugung zu stellen, um schon beim Absetzen der Faserbahn auf einen Erzeugnisträger eine vollständige Gleichmassigkeit des Erzeugnisses zu erzielen.

Die Erfindung besteht darin, dass bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art die Streifen an der ersten Absetzstelle auf einen bewegten Zwischenträger abgesetzt werden, auf dem sie durch eine gegen den Zwischenträger gerichtete Anziehungskraft festgehalten und gleichzeitig einer quer zu den Streifen gerichteten Spreizwirkung unterworfen werden, wonach die Fasern an einer zweiten Absetzstelle auf einen bewegten Erzeugnisträger abgesetzt werden, indem beim Absetzen die auf die Fasern wirkende Anziehungskraft unterbrochen wird.

Auf diese Weise wird ein Erzeugnis erzielt, dessen Gleichmässigleit besser gesichert ist als bei den beschriebenen bekannten Verfahren, weil die Streifen durch die genannte Anziehungskraft am Zwischenträger sicher festgehalten werden, während sie der genannten Spreizwirkung unterworfen werden, durch die die Trennflächen zwischen den Streifen ausgewischt werden, wonach das Bahnmaterial am Zwischenträger sicher festgehalten bleibt, bis es auf den Erzeugnisträger abgesetzt wird. Der Erzeugnisträger kann eine klebende Unterlage sein, an die die Fasern angeklebt werden, wenn die Anziehungskraft an der zweiten Absetzstelle unterbrochen wird. Es wurde indessen gefunden, dass der Erzeugnisträger nicht klebend sein muss, sondern auch von einem nicht klebenden Förderglied gebildet werden kann, auf dem das Flormaterial in Form einer zusammenhängenden Bahn hinweggleiten oder abgefördert werden kann.

709852/0940

-*- 2776944

Vorteilhafterweise kann die gegen den Zwischenträger gerichtete Anziehungskraft wenigstens zum Teil durch ein Vakuum erzeugt werden, das sich durch Löcher des Zwischenträgers bei niedrigem Druckabfall an die den Streifen zugekehrte Seite des Zwischenträgers fortpflanzt. In diesem Falle werden die Streifen durch eine Luftströmung am Zwischenträger festgehalten, die mit grosser Geschwindigkeit von den Umgebungen gegen die Oberfläche des Zwischenträgers fliesst, und da die Geschwindigkeit der Luftströmung in den Zwischenräumen zwischen den Streifen, wo keine Fasern vorhanden sind, höher ist als im Inneren der Streifen, herrscht in den Zwischenräumen ein niedrigerer Druck, der in Verbindung mit dem höheren Druck im Inneren der Streifen die Fasern einer Spreizwirkung unterwirft, die erst dann aufhört, wenn die Zwischenräume mit Fasern vollständig gefüllt worden sind.

Die durch die Luftströmung ausgeübte Spreizwirkung auf die Fasern kann dadurch noch weiter befördert werden, dass diese Zuströmung durch Schlitze eines unmittelbar ausserhalb der äusseren Faserenden angeordneten Schirms erfolgt. Dies ist besonders wichtig, falls die Streifen viele quergestellte Fasern enthalten, oder die Fasern nicht vollkommen parallel sind. Vorzugsweise sind die Schlitze so angebracht, dass ein wesentlicher Teil der durch diese angesaugte Luft in die Körper der Streifen eindringt und dort gegen die Streifenkanten hin umgelenkt wird, um von dort durch die Löcher des Zwischenträgers gesaugt zu werden. Auf diese Weise wird im Inneren der Streifen ein höherer, positiver Druck erzeugt, während in den Zwischenräumen zwischen den Streifen, wo diese durch die Stege zwischen den Schlitzen gedeckt sind, ein niedrigerer, negativer Druck herrscht.

Bei einer anderen Ausführungsart wird die gegen den Zwischenträger gerichtete Anziehungskraft wenigstens zum Teil durch elektrostatisches Aufladen des in diesem Falle aus einem elektrostatisch aufladbaren Material bestehenden Zwischenträgers erzeugt, und zwar zu einem Potential, das auf die Fasern eine Festhaltekraft ausübt und gleichzeitig die Fasern auf ein Potential bringt, wo sie aufeinander eine gegenseitige Abstosskraft ausüben, die ausreicht, um wenigstens die äusseren Faserenden über die ganze Ausdehnung der Faserbahn gleichmässig zu spreizen. Diese Art der Anziehungskraft ist besonders geeignet für die Behandlung von Fasermaterial, in dem der überwiegende Teil der Fasern nicht-metallisch ist.

709852/0940

-Jf-

_*- 272694A

Das Potential, auf das der Zwischenträger aufgeladen wird, soll vorzugsweise ausreichen, um auf die Faser eine gegenseitige Abstosskraft auszuüben, die genügt, um die Reibungskräfte zwischen dem Zwischenträger und den darauf festgehaltenen inneren Faserenden zu überwinden, so dass auch diese Faserenden über die ganze Ausdehnung der Faserbahn gleichmassig gespreizt werden. Dadurch entfällt jedes Bedürfnis einer Nachbehandlung der vom Erzeugnisträger abgekehrten Faserenden. Nach Beendigung der elektrostatischen Einwirkung auf die von den Streifen gebildete Faserbahn kann diese an der Stelle des Absetzens der Fasern auf den Erzeugnisträger einfach durch stellenweise Entladung des Zwischenträgers über die ganze Breite der Faserbahn vom Zwischenträger befreit werden. Die Faserbahn kann dann durch sein Eigengewicht vom Zwischenträger auf den Erzeugnisträger abfallen, wofür eine Fallhöhe von der Grossenordnung 1 mm genügt, und der Erzeugnisträger braucht keine Kraft auszuüben, um die Faserbahn vom Zwischenträger zu entfernen. Die Entladung des Zwischenträgers kann durch die Einwirkung einer ionisierten Atmosphäre oder durch eine Belichtung,durch die das Material des Zwischenträgers elektrisch leitend gemacht wird, erfolgen, um die Entfernung der elektrostatischen Ladung von den Fasern zu ermöglichen.

Nach Entladung des Zwischenträgers kann dieser vorteilhafterweise an der gleichen Stelle auf ein Potential entgegengesetzter Polarität aufgeladen werden. Die Faserbahn braucht dann nicht durch ihr Eigengewicht abzufallen, um vom Zwischenträger befreit zu werden, sondern kann elektrisch abgestossen werden. In diesem Falle braucht der Erseugnisträger nicht waagerecht zu sein, sondern kann auch senkrecht sein und sich aufwärts oder abwärts bewegen.

Für die Durchführung des'Verfahrens wird erfindungsgemäss eine Vorrichtung vorgesehen. Diese Vorrichtung weist in an sich bekannter Weise Einrichtungen auf, durch die eine Bahn aus einem Fasermaterial, deren Fasern im wesentlichen in Quer- oder Längsrichtung der Bahn orientiert sind, durch Aufschneiden in Längs- bzw. Querrichtung der Faserbahn in eine Anzahl von Streifen unterteilt wird, die anschliessend in ein Bahnmuster aus nebeneinander liegenden Streifen mit stehenden Fasern eingeordnet und in dieser Form zu einer ersten Absetzstelle gefördert werden. Erfindungsgeraäss hat die Vorrichtung einen zur Aufnahme der an der ersten Absetzstelle abgesetzten Streifen und zur Weiterförderung derselben zu einer zweiten Absetzstelle dienenden beweglichen Zwischenträger, in Verbindung mit Einrichtungen, die auf der Bewegungsstrecke zwischen der ersten und

709852/0940

θ 27269U

der zweiten Absetzstelle auf die Streifen eine gegen den Träger gerichtete Anziehungskraft ausüben und zugleich die Fasern einer gegen die Zwischenräume zwischen den Streifen gerichteten Spreizwirkung unterwirft.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung steht die Oberfläche des Zwischenträgers auf der Bewegungsstrecke zwischen der ersten und der zweiten Absetzstelle in ihrer ganzen Breite durch eine Vielzahl von Löchern durch den Träger mit einer hinter dem Träger vorgesehenen Unterdruckkammer in Verbindung, welche Löcher ausreichend klein sind, um ein Durchsaugen der Fasern zu verhindern, und in einer ausreichenden Anzahl vorhanden sind, damit die Fasern durch den durch die Löcher bei kleinem Druckabfall fliessenden Luftstrom am Träger festgehalten werden können. Bei dieser Ausführungsform wird die Anziehungskraft durch ein Vakuum erzeugt, das das Bahnmaterial während seiner Förderung von der ersten zu der zweiten Absetzstelle festhält, und infolge der höheren Luftgeschwindigkeit in den Streifenzwischenraumen als im Inneren der Streifen werdendie Fasern einer gegen die Zwischenräume gerichteten Spreizwirkung unterworfen.

Um das Spreizen der Fasern quer zu den Streifen noch weiter zu befördern, kann vorteilhafterweise als Mittel für die Spreizung der Fasern quer zu den Streifen ein in Abstand von der Oberfläche des Zwischenträgers vorgesehener Schirm verwendet werden, der mit in Querrichtung der Streifen gleichmässig verteilten Luftdurchlassschlitzen versehen ist, wobei der Abstand des Schirms von der Oberfläche des Zwischenträgers vorzugsweise weniger als 10% grosser als die Streifendicke ist. An den Stellen, wo die Stege zwischen den Schlitzen die Streifenzwischenräume überdecken, wird die durch die angrenzenden Schlitze hindurchgesaugte Luft einer Umlenkung unterworden, die die Spreizwirkung erhöht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schlitze zur Längsrichtung der Streifen schräg gestellt, wobei jeder Schlitz sich über mehr als einen Streifen erstreckt, und wenigstens ein Teil jedes Schlitzes zusammen mit wenigstens einem Teil eines Nachbarschlitzes einen gemeinsamen Flächenteil der von den Streifen gebildeten Bahn deckt. Dadurch werden die Lage, die Grosse und der Abstand der Schlitze verhält-^ nismässig unabhängig von der Lage und dem gegenseitigen Abstand der Streifenzwischenräume.

709852/0940

Vorteilhafterweise kann der Schirm aus zwei dicht zusammenliegenden, gegenseitig beweglichen Schirmteilen bestehen, wobei jeder Schirmteil Schlitze aufweist, die durch gegenseitige Bewegung der Schirmteile mit den Schlitzen des jeweils anderen Schirmteils zur Deckung gebracht, bzw. im Verhältnis zu diesen verschoben werden können, um den Luftdurchlass regeln und gegebenenfalls gleichzeitig den Schlitzabstand ändern zu können. Es wird hierdurch möglich, sowohl die Gesamtluftströmung durch das Fasermaterial und die Spreizwirkung den jeweiligen Bedürfnissen anzupassen.

Vorteilhafterweise kann der Zwischenträger zylinderförmig und auf einer stillstehenden Hohlwelle drehbar gelagert sein, die in den beiden Absetzstellen entsprechenden Stellungen mit Dichtungslippen versehen ist und Saugöffnungen aufweist, um auf der Bewegungsstrecke des Trägers von der ersten zur zweiten Absetzstelle im Trägerinneren einen Unterdruck zu erzeugen.

An der Stelle oder in Ergänzung des beschriebenen Luftansaugsystems für die Erzeugung der Anziehungskraft und der Spreizwirkung kann die Vorrichtung mit Einrichtungen versehen sein, die den jeweils auf der Bewegungsstrecke zwischen der ersten und der zweiten Absetzstelle befindlichen Teil des Trägers auf ein Potential elektrostatisch aufladen, durch das die Fasern einer gegen den Träger gerichteten Anziehungskraft und zugleich gegenseitig abstossenden Kräften unterworfen werden. Die elektrostatische Ladung des Zwischenträgers genügt in einigen Fällen, um die Fasern in einer zum Zwischenträger senkrechten Lage sicher festzuhalten, während es in anderen Fällen vorteilhaft sein kann, die auf die Streifen wirkende Anziehungskraft durch die Kombination einer elektrostatischen Ladung und einer Saugwirkung zu erzeugen. Die elektrostatischen Kräfte werden in diesem Falle einen weiteren Beitrag dazu leisten, die Fasern zu spreizen, um die Trennflächen zwischen den Streifen auszuwischen.

Wo die elektrostatische Anordnung verwendet wird, kann der Zwischenträger aus elektrisch isolierendem Material bestehen, das geeignet ist, nach elektrostatischem Aufladen durch eine ionisierte Atmosphäre oder durch eine das Material elektrisch leitend machende Belichtung entladen zu werden, wobei an der ersten Absetzstelle Aufladeeinrichtungen, und an der zweiten Absetzstelle Entladeeinrichtungen vorgesehen sind.

709852/0940

27269U

Vorzugsweise ist die Trägeroberfläche ausreichend glatt, um ein Gleiten der inneren Faserenden in Richtung nach den Streifenzwischenräumen zu ermöglichen, wodurch eine vollständige Gleichmässigkeit des Fasermaterials ohne jegliche Nachbehandlung erzielt werden kann.

Beispiele von Fasern, die für die Zwecke der Erfindung in Frage kommen, sind Filamente, Garne, Fäden oder Stroh sowie Glaswolle oder Steinwolle.

Die Erfindung soll nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. In der dazu gehörigen Zeichnung zeigen

Fig. la : eine Prinzipschema zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens bei Verwendung einer Faserbahn mit längsgehenden Streifen,

Fig. Ib : eine entsprechende Prinzipschema bei Verwendung von quergestellten Streifen,

Fig. 2 : eine Prinzipschema zur Erläuterung einer nachfolgenden Arbeitsstufe, wo dir Ober- und Unterseite der hergestellten Faserbahn mit Deckschichten oder Deckplatten versehen werden,

Fig. 3 : eine Prinzipschema einer weiteren Verfahrensstufe, wo auch die Seitenkanten gedeckt werden,

Fig. 4 : in schematischer schaubildlicher Darstellung eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens bei Verwendung von längsgehenden Streifen,

Fig. 5a : einen Schnitt gemäss der Linie I-I in Fig. 4, wo die Streifen noch immer von Förderdrähten festgehalten werden,

Fig. 5b : einen ähnlichen Schnitt, wo die Förderdrähte durch Förderbänder ersetzt sind.

Fig. 6 : einen Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 4,

Fig. 7 : einen Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 4 mit Hinzu-

709852/0940

fugung einer Druckrolle,
Fig. 8 : einen Schnitt getnäss der Linie HI-III in Fig. 4,

Fig. 9 : einen Schnitt gemäss der Linie IV-IV in Fig. 4,

Fig. 10 : in Draufsicht einen in der Vorrichtung gemäss Fig. 4 verwendeten Schirm mit Durchlassschlitzen,

Fig. 11 : ein anderes Ausführungsbeispiel des Schirms,

Fig. 12 : einen Querschnitt gemäss der Linie VI-VI in Fig. 13 durch einen zylindrischen Zwischenträger, der einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 4 bildet,

Fig. 13 : einen Schnitt gemäss der Linie V-V in Fig. 12,

Fig. 14 : in schematischer schaubildlicher Darstellung eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens bei Verwendung von quergestellten Streifen, und

Fig. 15 : in schematischer schaubildlicher Darstellung eine Ausführungsform einer Vorrichtung, bei der die Faserbahn elektrostatisch festgehalten wird.

Fig. la veranschaulicht schematisch ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines aus stehenden Fasern bestehenden bahnförmigen Materials 1 bei Verwendung eines Ausgangsmaterials bestehend aus einer Fasermaterialbahn 2, dessen Fasern im wesentlichen parallel zu den Oberflächen und quer zur Längsrichtung der Bahn orientiert sind. Durch Aufschneiden senkrecht zur Bahn 2 wird diese in eine Anzahl von Streifen 3 gleicher Breite unterteilt, die aus abgeschnittenen Fasern bestehen. Anschliessend werden diese Streifen 3 je für sich um 90 um ihre Längsachsen gedreht und nebeneinander eingeordnet und bilden damit eine Fasermaterialbahn aus stehenden Fasern. Die Fasermaterialbahn 2 wird in einer Aufschneideinheit 4 in Streifen 3 unterteilt, und diese Streifen 3 werden anschliessend in einer Dreheinheit 6 je für sich um 90 um ihre Längsachsen gedreht, so dass die gedrehten Streifen 7 eine Faserbahn bilden, in der die Fasern senkrecht zu den von den Faserenden gebildeten Oberflächen der Fasermaterialbahn stehen. Die Streifen 7 werden dann durch eine Behandlungseinheit 8 geführt, in welcher die

709852/0940

Zwischenräume zwischen den Streifen 7 dadurch eliminiert werden, dass die Fasern der Streifen einer quer zu den Streifen gerichteten Spreizwirkung unterworfen werden, wodurch die Fasermaterialbahn 1 entsteht, die homogene, von den Faserenden gebildete Oberflächen aufweist.

Fig. Ib veranschaulicht, wie die Fasermaterialbahn 1 aus einem Ausgangsmaterial in Form einer Fasermaterialbahn 9, in der die Fasern in Längsrichtung der Bahn verlaufen, hergestellt wird. Das Aufschneiden findet hier in einer Aufschneideinheit 4¹ statt, die das aufgeschnittene Fasermaterial in der Form von nebeneinander liegenden, quergestellten Streifen 12 liefert, die anschliessend zu einer Behandlungseinheit 13 gefördert werden, worin die Zwischenräume zwischen den Streifen eliminiert werden, um die homogene Fasermaterialbahn 1 zu bilden.

Die homogene Fasermaterialbahn 1 kann dann auf ein Förderband abgesetzt und zu weiteren Verarbeitungsstellen gefördert werden, oder sie kann unmittelbar auf eine klebende Unterlage abgesetzt werden, z.B. um ein Florteppich zu bilden.

Mittels einer Beschichtungsvorrichtung 14 können die Oberflächen der homogenen Fasermaterialbahn 1 auch, wie in Fig. 2 veranschaulicht, mit Deckschichten 17 versehen werden, und wie in Fig. 3 veranschaulicht können auch die Seitenkanten der Fasermaterialbahn in einer Vorrichtung 16 mit Deckschichten 18 versehen werden, je nach der beabsichtigten Verwendung der Fasermaterialbahn. Als ein Beispiel kann das so hergestellte zusammengesetzte Material als Schallisolationsmaterial ver·*- wendet werden. Die Deckschichten 17 können auch als Teppichunterlage verwendet werden, an welchendie Oberflächen der Fasermaterialbahn 1 durch Kleben oder Schmelzen befestigt werden, und nachdem das Material die Beschichtungsvorrichtung 14 verlassen hat, kann die Fasermaterialbahn 1 aufgeschlitzt werden, um zwei Florteppiche zu bilden.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Behandlungseinheit 8, zu der die Streifen 7, wie in der > Patentanmeldung P 26 24 167.8 beschrieben, durch Förderdrähte 19 gefördert werden. Die Streifen werden an einer Absetzrolle 21 von den Förderdrähten getrennt, wonach die Behandlungseinheit 8 die Förderung und die Behandlung der Streifen übernimmt. Die Behandlungseinheit 8 besteht in diesem Falle aus einer Vakuumtrommel 22 mit durchlöcherter zylindrischer Oberfläche 23, die

709852/0940

als Zwischenträger für die abgesetzten Streifen dient. Die Streifen werden durch die gegen die zylindrische Oberfläche gerichtete Saugwirkung am Zwischenträger festgehalten. Die Löcher der zylindrischen Oberfläche sind ausreichend klein, um ein Durchsaugen der Fasern zu verhindern, und die Anzahl der Löcher ist ausreichend gross, um das Festhalten der Fasern an der Zylinderfläche mittels der bei kleinem Druckabfall durch die Öffnungen verlaufenden Luftströmung zu ermöglichen. Durch die Bewegung der Zylinderfläche 23 mit den daran festgehaltenen Streifen werden die Streifen an einem Schirm 24 vorbeigeführt, der nebeneinander liegende parallele Schlitze 26 aufweist, die im Verhältnis zu den Zwischenräumen zwischen den Streifen schräg gestellt sind. Jeder Schlitz deckt vorzugsweise mehr als einen Streifen 7 auf der Zylinderflache 23. Ein Teil jedes Schlitzes 26 deckt zusammen mit einem Nachbarschlitz einen gemeinsamen Flächenteil der Breite der Fasermaterialbahn, so dass jeder Streifen 7 der Einwirkung der Luftströmung durch wenigstens zwei Schlitze 26 unterworfen wird. Die Behandlung der Streifen mittels des Schirms 24 hat zur Folge, dass die Streifen sich infolge der Spreizwirkung der Luftströmung durch die Schlitze erweitern, so dass das Fasermaterial homogener wird. Bevor die Fasermaterialbahn auf einen Erzeugnisträger 27 abgesetzt wird, kann sie vorzugsweise an einer Druck- oder Glättrolle vorbeigeführt werden, die die Faserenden an die Zylinderfläche 23 herandrückt. Beim Absetzen der Fasermaterialbahn auf den Erzeugnisträger 27 verlässt die Bahn die mit Vakuum versorgte Zone der Zylinderfläche 23. Der Erzeugnisträger 27 kann ein Förderband sein, oder er kann eine von einem Förderband getragene klebende Unterlage sein, an die eine Oberfläche der Fasermaterialbahn angeklebt wird.

Fig. 5a zeigt einen Schnitt durch die Fasermaterialbahn im Bereich der Rolle 21, auf welcher sie durch die Förderdrähte 19 festgehalten wird. Fig. 5b zeigt einen entsprechenden Schnitt, wo die Förderdrähte in Anlehnung an die oben genannte US-PS 3 493 452 durch Förderbänder 19 ersetzt sind. Wie ersichtlich können die Drähte oder Bänder 19 zwischen den Streifen 7 kleinere oder grössere längsgehende Zwischenräume hervorrufen.

Wenn die Streifen 7 auf die Zylinderfläche 23 der durchlöcherten Vakuumtrommel 22 abgesetzt werden, bleiben die genannten Zwischenräume bestehen, wie in Fig. 6 veranschaulicht, anschliessend werden sie aber

709852/0940

-Yt-

infolge der durch die durch die Zylinderfläche 23 gesaugte Luft hervorgerufenen Spreizwirkung allmählich vermindert, weil die Luftströmung durch die Zwischenräume eine grössere Geschwindigkeit hat als die Luftströmung durch die Streifen, so dass in den Zwischenräumen ein niedrigerer Druck herrscht. Bevor die Fasermaterialbahn den Schirm 24 erreicht, können die Streifen 7, wie in Fig. 7 veranschaulicht, mittels einer Druck- oder Glättrolle 28 einem Druck ausgesetzt werden, der die Fasermaterialbahn glättet und in einem gewissen Umfang die Fasern lockert.

Die in Fig. 8 veranschaulichte Situation ist vorhanden, wenn die Fasertnaterialbahn sich im Schlitzareal des Schirms 24 befindet. Durch Pfeile ist angedeutet, wie Luft von der Umgebung durch die Schlitze strömt, quer zu den Fasern umgelenkt und die Zylinderfläche 23 vorwiegend durch die Zwischenräume zwischen den Streifen 7 verlässt. Diese Luftströmung in Querrichtung lockert die Fasern und spreizt sie gegen die Streifenzwischenräume, bis diese Zwischenräume vollständig ausgewischt worden sind, wie in Fig. 9 gezeigt, so dass das Fasermaterial vollkommen homogen ist.

Fig. 10 ist eine vergrösserte Draufsicht des in Fig. 4 gezeigten Schirms. Wie ersichtlich überlappt die Schlitzbreite a, in Längsrichtung des Schirms gemessen, die Breite des Nachbarschlitzes über eine Strecke b. Der Schirm 24 ist in Fig. 4 als bogenförmig dargestellt, um der Oberfläche der Fasermaterialbahn folgen zu können, wenn diese durch die Zylinderfläche 23 am Schirm 24 vorbeigeführt wird, vorzugsweise in einem Abstand von weniger als 10% der Dicke der Fasermaterialbahn. Falls anstelle der Zylinderfläche 23 ein Förderband benutzt wird, soll der Schirm 24 mit der Umrissform des Förderbandes im Bereich des Schirms gleichförmig sein, und zwar mit einem Zusatz, um die Dicke der Fasermaterialbahn in diesem Bereich aufnehmen zu können.

Der in Fig. 11 gezeigte Schirm 24 besteht aus zwei dicht zusammenliegenden Schirmteilen 31 und 32, die gegenseitig beweglich sind, wie bei χ und y angedeutet, wodurch die Breite, die Höhe und der gegenseitige Abstand der Schlitze 26 verändert werden können. Falls der Schirm 24 als Ganzes zusätzlich quer zur Bewegungsrichtung der Fasermaterialbahn beweglich ist, kann auch die Lage der Schlitze in Verhältnis zu den Streifen verändert werden.

709852/0940

-Vt-

Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform der Vakuumtrommel 22 im Schnitt gemäss der Linie VI-VI in Fig. 13, während Fig. 13 einen Querschnitt gemäss der Linie V-V in Fig. 12 darstellt. Die Trommel 22 ist auf einer stillstehenden Welle 33 drehbar gelagert, deren eines Ende durch einen Pfropfen 34 geschlossen ist, während das andere Ende der Hohlwelle mit einer nicht gezeigten Vakuumquelle verbunden ist, die durch öffnungen 36 in einem Teil der Welle und durch die öffnungen des jeweils arbeitenden Teils der Zylinderflache 23 Luft ansaugt. Der jeweilt arbeitende Teil der Zylinderfläche 23 ist durch zwei Dichtungslippen 37 abgegrenzt, die je an einem auf der Welle 33 sitzenden Flügel 38 befestigt sind, so dass die Welle 33,die Flügel 38 und die Dichtungslippen 37, wie in Fig. 13 gezeigt, zusammen in der einen Hälfte des Innenraums der Trommel 22 eine Vakuumkammer bilden, die sich zwischen den beiden Stirnwänden 39 der Trommel befindet, die beide durch Lager 41 auf der Welle 33 gelagert sind. Die eine Stirnwand ist mit einem Zahnkranz 42 für den Antrieb der Trommel versehen. Die Lager 41 sind mit U-Packungen versehen, um das Einströmen von Luft der Welle 33 entlang zu verhindern. Die Flügel 38 brauchen natürlich nicht wie gezeigt einander diametral gegenüber angebracht zu sein, sondern können auch anders auf der stillstehenden Welle 33 angebracht sein, je nachdem ein grösserer oder kleinerer Teil der Zylinderfläche für die Förderung der Fasermaterialbahn von der ersten zu der zweiten Absetzstelle benutzt werden soll.

Fig. 4 veranschaulicht die Verwendung des Vakuumsystems, wenn die Streifen 7 der Fasermaterialbahn sich in der Bewegungsrichtung der Fasermaterialbahn erstrecken, und Fig. 14 veranschaulicht die Verwendung des Vakuumsystems, wenn die Streifen sich quer zur Bewegungsrichtung der Fasermaterialbahn erstrecken. In Fig. 14 ist der Zwischenträger in Form eines durchlöcherten Förderbandes 46 dargestellt, hinter dem ein in Längsschnitt U-förmiger Vakuumkasten 47 in luftdichtem Anschluss an das Förderband 46 zwischen der ersten und der zweiten Absetzstelle angebracht ist. Auch in diesem Falle werden die Streifen durch die durch die Schlitze 26 des Schirms 24 strömende Luft behandelt, und nach dieser Behandlung können die äusseren Faserenden gewünschtenfalls durch eine Druckrolle 29 einem leichten Druck ausgesetzt werden, bevor die homogene Fasermaterialbahn auf den Erzeugnisträger 27 abgesetzt wird. Die in Fig. 4 und Fig. 14 gezeigten Systeme sind willkürlich für die Behandlung von Fasermaterialbahnen mit quergestellten oder längsgehen-

709852/0940

den Streifen verwendbar. Der Hauptunterschied besteht in der Winkellage der Schlitze 26 im Verhältnis zur Längsrichtung der Streifen, wogegen die Art der Zufuhr der Streifen zum Zwischenträger für das Erfindungsprinzip unwesentlich ist. Wenn das Förderband gemäss Fig. 14 den Bereich des Vakuumkastens 47 verlässt, wird die homogene Fasermaterialbahn ähnlich wie in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben vom Förderband getrennt und auf den Erzeugnisträger 27 abgesetzt.

Die für das Festhalten der Fasermaterialbahn am Zwischenträger erforderliche Anziehungskraft kann auch auf andere Weise erzeugt werden, z.B. wie in Fig. 15 dargestellt, wo der Zwischenträger 48 zylindrisch ist und wenigstens eine Oberflächenschicht aus elektrisch isolierendem Material besitzt, das geeignet ist, elektrostatisch aufgeladen zu werden, um die Faserenden der darauf abgesetzten Streifen elektrostatisch festzuhalten, indem für das Aufladen des Zwischenträgers 48 vor dem Absetzen der Streifen 7 eine elektrostatische Ladeeinrichtung 49 angeordnet ist. Die Streifen 7 werden, wie in Fig. 4 gezeigt, durch Förderdrähte 19 zugeführt, die die Fasermaterialbahn an einer Rolle aus einem geeigneten Material, das das elektrostatische Festhalten am Zwischenträger 48 nicht verhindert, verlassen. Falls der Zwischenträger 48 kein Vakuumzylinder ist, wie in Fig. 4 gezeigt, muss die elektrostatische Ladung in sich selbst ausreichen, um die Fasern festzuhalten, und sie einer Spreizwirkung in Richtung gegen die Zwischenräume zwischen den Streifen zu unterwerfen. In diesem Falle kann der Schirm 24 weggelassen werden, da das elektrostatische Aufladen der Fasern ein gegenseitiges Abstossen der Fasern hervorruft, das fortgesetzt wird, bis die Zwischenräume zwischen den Streifen 7 vollkommen ausgewischt worden sind, und .zwar sowohl an den äusseren als auch an den inneren Faserenden, falls die Oberfläche des Zwischenträgers 48 ausreichend glatt ist, damit die auf die Fasern wirkenden gegenseitigen Abstosskräfte die Reibung der inneren Faserenden an der Oberfläche des Zwischenträgers überwinden können. Das dadurch entstehende homogene Fasermaterial kann anschliessend der Einwirkung einer Druckrolle 29 aus einem geeigneten Material, das die Ladung der Fasern nicht entfernt und das elektrostatische Feld nicht wesentlich stört, ausgesetzt werden. Wenn die homogene Fasermaterialbahn auf den Erzeugnisträger 27 abgesetzt werden soll, wird der Zwischenträger 48 einer ionisierten Atmosphäre ausgesetzt, wodurch der Zwischenträger an der Absetzstelle entladen wird und dadurch seine Anziehungskraft verliert, so dass die Fasermaterialbahn nicht mehr am Zwischen-

709852/0940

träger festgehalten wird und somit auf den Erzeugnisträger 27 abgesetzt werden kann. Die Entladung erfolgt durch eine Entladeeinrichtung 51, die wie genannt im Stande ist, gegen den Zwischenträger 48 und die an diesem anliegenden Faserenden eine ionisierte Atmosphäre zu richten.

Das die Oberfläche des Zwischenträgers 48 bildende elektrisch isolierende Material kann auch ein solches sein, das es, nachdem es aufgeladen worden ist und die Fasern zur Absetzstelle gefördert hat, durch Belichtung leitend gemacht werden kann, so dass seine Ladung an eine weiter innen liegende, elektrisch leitende Schicht abgeleitet werden kann. Ein Beispiel eines solchen Materials, das durch Belichtung innerhalb eines gewissen Wellenlangenbereiches elektrisch leitend gemacht wird, ist Selenium, das wenn es keiner solchen Belichtung ausgesetzt ist, sich als ein ladbarer Isolator benimmt, das aber durch elektromagnetische Bestrahlung in einem gewissen WeIlenlängen/bereich elektrisch leitend wird und damit seine etwaige Ladung ableitet. Als andere für den Zwischenträger geeignete Materialien können Kunststoff und Gummi genannt werden, die im Stande sind, geladen zu werden, die Ladung aufrechtzuerhalten und zu gewünschter Zeit entladen zu werden. Die fur das Festhalten der Fasern am Zwischenträger 48 allein durch elektrostatische Wirkung erforderlichen Spannungen sind von der Grössenordnung von mehreren Tausende Volt. Dieses Prinzip des Festhaltens und der Forderung von Fasern ist wenigstens für Streifenhöhen von der Grössenordnung 20-30 mm geeignet. Das elektrostatische Prinzip hat die Wirkung, dass die Streifen, wenn sie auf den Zwischenträger 48 abgesetzt werden, an einer ihrer Hauptoberflächen festgehalten werden, wonach die Fasern auf ein Potential entgegengesetzter Polarität aufgeladen werden, so dass die Fasern durch ihre eigene Ladung voneinander abgestossen werden und sich dadurch auf dem Zwischenträger gleichmässig verteilen. Dadurch werden die Trennflächen zwischen den Streifen ausgewischt, so dass diese sich zu einer homogenen Fasermaterialbahn zusammcnschliessen, die durch Entladung des Zwischenträgers oder durch Umkehrung seines Potentials auf den Erzeugnisträger 27 abgesetzt wird. Der Erzeugnisträger kann auch in diesem Falle ein Förderband oder eine klebende Unterlage sein.

709852/0940

Leerseite

Claims

272694A Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines aus stehenden Fasern bestehenden bahnförmigen Materials, bei dem eine Bahn aus einem Fasermaterial, deren Fasern im wesentlichen in Quer- oder Längsrichtung der Bahn orientiert sind, durch Aufschneiden in Längs- bzw. Querrichtung der Faserbahn in eine Anzahl von Streifen unterteilt wird, die anschliessend in ein Bahnmuster aus nebeneinander liegenden Streifen mit stehenden Fasern eingeordnet und in dieser Form zu einer ersten Absetzstelle gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (7) an der ersten Absetzstelle auf einen bewegten Zwischenträger (23, 46, 48) abgesetzt werden, auf dem sie durch eine gegen den Zwischenträger gerichtete Anziehungskraft festgehalten und gleichzeitig einer quer zu den Streifen gerichteten Spreizwirkung unterworfen werden, wonach die Fasern an einer zweiten Absetzstelle auf einen bewegten Erzeugnisträger (27) abgesetzt werden, indem beim Absetzen die auf die Fasern wirkende Anziehungskraft unterbrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegen den Zwischenträger (23, 46) gerichtete Anziehungskraft wenigstens zum Teil durch ein Vakuum erzeugt wird, das sich durch Löcher des Zwischenträgers (23, 46) bei niedrigem Druckabfall an die den Streifen (7) zugekehrte Seite des Zwischenträgers fortpflanzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizwirkung auf die Streifenfaser wenigstens zum Teil durch die Zuströmung von umgebender Luft zu den Löchern des Zwischenträgers(23, 46) durch Schlitze (26) eines unmittelbar ausserhalb der äusseren Faserenden angeordneten Schirms (24) erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (26) so angebracht sind, dass ein wesentlicher Teil der durch diese ange^ saugte Luft in die Körper der Streifen (7) eindringt und dort gegen die Streifenkanten hin umgelenkt wird, um von dort durch die Löcher des. Zwischenträgers (23, 46) gesaugt zu werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gegen den Zwischenträger (48) gerichtete Anziehungskraft wenigstens zum Teil durch elektrostatisches Aufladen des in diesem Fall aus einen elektrostatisch aufladbaren Material bestehenden Zwischenträgers

709852/0940

ORIGINAL INSPECTED

(48) erzeugt wird, und zwar zu einem Potential, das auf die Fasern eine Festhaltekraft ausübt und gleichzeitig die Fasern auf ein Potential bringt, wo sie aufeinander eine gegenseitige Abstosskraft ausüben, die ausreicht, um wenigstens die äusseren Faserenden über die ganze Ausdehnung der Faserbahn gleichmässig zu spreizen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Potential des Zwischenträgers (48) ausreicht, um auf die Fasern eine gegenseitige Abstosskraft auszuüben, die genügt, um die Reibungskräfte zwischen dem Zwischenträger (48) und den darauf festgehaltenen inneren Faserenden der Faserbahn zu überwinden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung der elektrostatischen Einwirkung auf die von den Streifen gebildete Faserbahn diese an der Stelle des Absetzens der Fasern auf den Erzeugnisträger (27) durch stellenweise Entladung des Zwischenträgers (48) über die ganze Breite der Faserbahn vom Zwischenträger befreit werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach Entladung des Zwischenträgers dieser an der gleichen Stelle auf ein Potential entgegengesetzter Polarität aufgeladen wird.

9. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Einrichtungen, durch die eine Bahn aus einem Fasermaterial, deren Fasern im wesentlichen in Quer- oder Längsrichtung der Bahn orientiert sind, durch Aufschneiden in Längs- bzw. Querrichtung der Faserbahn in eine Anzahl von Streifen unterteilt wird, die anschliessend in ein Bahnmuster aus nebeneinander liegenden Streifen mit stehenden Fasern eingeordnet und in dieser Form zu einer ersten Absetzstelle gefördert werden, gekennzeichnet durch einen zur Aufnahme der an der ersten Absetzstelle abgesetzten Streifen (7) und zur Weiterförderung derselben zu einer zweiten Absetzstelle dienenden beweglichen Zwischenträger (23, 46, 48), in Verbindung mit Einrichtungen, die auf der Bewegungsstrecke zwischen der ersten und der zweiten Absetzstelle auf die Streifen eine gegen den Träger gerichtete Anziehungskraft ausüben und zugleich die Fasern einer gegen die Zwischenräume zwischen den Streifen gerichteten Spreizwirkung unterwerfen.

709852/0940

~³~ 272S94A

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Zwischenträgers (23, 46) auf der Bewegungsstrecke zwischen der ersten und der zweiten Absetzstelle in ihrer ganzen Breite durch eine Vielzahl von Löchern durch den Träger mit einer hinter dem Träger vorgesehenen Unterdruckkammer (22, 47) in Verbindung steht, welche Löcher ausreichend klein sind, um ein Durchsaugen der Fasern zu verhindern, und in einer ausreichenden Anzahl vorhanden sind, damit die Fasern durch den durch die Löcher bei kleinem Druckabfall fliessenden Luftstrom am Träger festgehalten werden können.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel für die Spreizung der Fasern quer zu den Streifen ein in Abstand von der Oberfläche des Zwischenträgers (23, 46) vorgesehener Schirm (24) dient, der mit in Querrichtung der Streifen (7) gleichmässig verteilten Luftdurchlassschlitzen (26) versehen ist, wobei der Abstand des Schirms von der Oberfläche des Zwischenträgers vorzugsweise weniger als 10% grosser als die Streifendicke ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (26) zur Längsrichtung der Streifen (7) schräg gestellt sind, wobei jeder Schlitz sich über mehr als einen Streifen erstreckt, und wenigstens ein Teil jedes Schlitzes zusammen mit wenigstens einem Teil eines Nachbarschlitzes einen gemeinsamen Flächenteil der von den Streifen (7) gebildeten Bahn deckt.

13. Vorrichtung nach Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm (24) aus zwei dicht zusammenliegenden, gegenseitig beweglichen Schirmteilen (31, 32) besteht, wobei jeder Schirmteil Schlitze aufweist, die durch gegenseitige Bewegung der Schirmteile mit den Schlitzen des jeweils anderen Schirmteils zur Deckung gebracht, bzw. im Verhältnis zu diesen verschoben werden können, um den Luftdurchlass regeln und gegebenenfalls gleichzeitig den Schlitzabstand ändern zu können.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10-13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenträger (23) zylinderförmig und auf einer stillstehenden Hohlwelle (33) drehbar gelagert ist, die in den beiden Ahsetzstellen entsprechenden Stellungen mit Dichtungslippen (37) versehen ist und Saugöffnungen (36) aufweist, um auf der Bewegungsstrecke des Trägers von der ersten zur zweiten Absetzstelle im Trägerinneren einen Unterdruck zu

709852/0940

-Yf-

erzeugen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-14, gekennzeichnet durch Einrichtungen (49) für das elektrostatische Aufladen des jeweils auf der Bewegungsstrecke zwischen der ersten und der zweiten Absetzstelle befindlichen Teils des Zwischenträgers (48) auf ein Potential, durch das die Fasern einer gegen den Träger gerichteten Anziehungskraft und zugleich gegenseitig abstossenden Kräften unterworfen werden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenträger (48) aus elektrisch isolierendem Material besteht, das geeignet ist, nach elektrostatischem Aufladen durch eine ionisierte Atmosphäre oder durch eine das Material elektrisch leitend machende Belichtung entladen zu werden, wobei an der ersten Absetzstelle Aufladeeinrichtungen (49), und an der zweiten Absetzstelle Entladeeinrichtungen (51) vorgesehen sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-16, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Zwischenträgers ausreichend glatt ist, um ein Gleiten der inneren Faserenden in Richtung nach den Streifenzwischenräumen zu ermöglichen.

709852/0940