DE2848058A1

DE2848058A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer matte aus einem kontinuierlichen faden

Info

Publication number: DE2848058A1
Application number: DE19782848058
Authority: DE
Inventors: Warren Wendell Drummond
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1978-04-26
Filing date: 1978-11-06
Publication date: 1979-10-31
Also published as: CH617307B; NL173293B; JPS633067B2; NL7810955A; FR2424342A1; GB2019912A; US4158557A; IT7869724A0; JPS54142380A; CH617307GA3; NL173293C; IT1160974B; FR2424342B1; BE872054A; DE2848058C2; CH619275A5; GB2019912B; CA1111648A

Description

Glasfasermatten finden eine vielseitige Verwendung, zum Beispiel zur Verstärkung von Harzen, als Teppichrücken, als Tapeten, für Hochtemperaturisolierungen und zum Filtrieren von Luft und Wasser.

In der US-PS 38 33 333 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung einer Glasfasermatte aus einem kontinuierlichen Spinnfaden beziehungsweise Fadenbündel beschrieben. Zur Herstellung der Fasermatte wird eine Vielzahl von kontinuierlichen Glasseidenspinnfäden aus einer Vielzahl von fadenbildenden Stellen ausgezogen, die kontinuierlichen Spinnfäden werden quer über die Breite einer Matte zur Bildung der Faser abgelegt, indem Vorrichtungen zum Ausziehen der Spinnfäden quer über diese Oberfläche bewegt werden und die Spinnfäden von der Ziehvorrichtung auf der Oberfläche abgelegt werden.

Die Verwendungsfähigkeit einer solchen Anlage ist aber begrenzt. Die Ziehvorrichtungen, die oberhalb der Oberfläche für die Bildung der Matte hin- und herbewegt werden, schliessen einen angetriebenen Riemen und einen Motor zum Antrieb dieses Riemens ein. Eine derartige Vorrichtung ist ziemlich schwer. Bei der Querbewegung dieser schweren Vorrichtung über die Weite der Oberfläche für die Mattenherstellung ist ihre Querbewegungsgeschwindigkeit begrenzt durch ihre hohe Trägheit und durch die kinetische Energie, die an jedem Ende der Querbewegung bei der Umkehr der Richtung absorbiert werden muss. Diese Begrenzung der Geschwindigkeit schränkt auch die Weite ein, über die eine Matte

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mit gutem Ergebnis bei gegebener Dichte und einer bestimmten Anzahl von faserbildenden und ausziehenden Einrichtungen hergestellt werden kann. Ausserdem ist bei einer gegebenen Breite der Matte die Produktionsgeschwindigkeit der Matte bei gegebener Dichte beschränkt. Es besteht deshalb der Wunsch, das Gewicht der Ziehvorrichtung, die über die Breite der Oberfläche für die Bildung der Matte hin- und herbewegt werden muss, zu erniedrigen, damit die Produktionsgeschwindigkeit der Matte und / oder die Breite der Matte vergrössert werden kann.

Ein zweites Problem bei diesem bekannten System besteht in der Ungleichmässigkeit der hergestellten Spinnfäden und Matten. Wie in der Technik gut bekannt ist, ist bei einem gegebenen Durchmesser der Öffnungen oder Löcher einer Spinndüse der Durchmesser der damit hergestellten Fäden der Ausziehgeschwindigkeit umgekehrt proportional, das heisst, dass durch eine Erhöhung der Ausziehgeschwindigkeit ein Faden von einem geringeren Durchmesser und durch Erniedrigung der Ausziehgeschwindigkeit ein Faden von einem höheren Durchmesser erhalten wird.

Bei der Vorrichtung der zuvor genannten Patentschrift wird die Geschwindigkeit der Bänder oder Riemen der Ziehvorrichtung konstant gehalten, wodurch die Spinnfäden mit konstanter Geschwindigkeit auf der Oberfläche zur Bildung der Matte abgelegt werden. Wenn jedoch die Ziehvorrichtung sich bei Ihrer Querbewegung von den

Spinndüsen entfernt, ist die gesamte Ausziehung der Fäden die Summe der Geschwindigkeit, mit der die Spinnfäden auf der die Matte bildenden Oberfläche abgelegt werden, und der Geschwindigkeit der Querbewegung der Ziehvorrichtung. Wenn aber die Ziehvorrichtung die Oberfläche zur Bildung der Matte in Richtung der Spinndüsen überquert, ist die gesamte Ausziehung der Fäden die Differenz zwischen der Geschwindigkeit, mit der die Spinnfäden abgelegt werden, und der Querbewegungsgeschwindigkeit der Ziehvorrichtung. Wenn zum Beispiel eine Ziehvorrichtung die Spinnfäden mit einer konstanten Geschwindigkeit von 605,80 m / min ablegt und sich auf der Oberfläche für die Bildung der Matte in Querrichtung mit einer Geschwindigkeit von 30,48 m / min bewegt, werden die Fäden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zwischen 575,32 und 636,28 m / min ausgezogen. Dieses führt zu ungleichmässigen Durchmessern der Fäden und dementsprechend zur Bildung von Matten von ungleicher Dichte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb ein Verfahren und eine Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung von Matten aus Spinnfäden oder Fadenbündeln, insbesondere Glasseidenspinnfäden, bei dem die Ausziehgeschwindigkeit der Fäden konstant gehalten wird, so dass Fäden von gleichförmigem Durchmesser und gleichförmigere Spinnfäden und Matten erhalten werden.

Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren zur Herstellung einer Matte aus einem kontinuierlichen Glasfaserspinnfaden durch Ausziehen von Einzelfäden aus einer Spinndüse, Auftragen eines Binders oder einer

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Schlichte auf die Einzelfäden, Zusammenfassen der Fäden zu einer Vielzahl von Spinnfäden, Hindurchführen der Spinnfäden durch eine Ziehvorrichtung, die sich über einer Oberfläche für die Bildung der Matte hin- und herbewegt und Ablegen der Spinnfäden auf dieser Oberfläche, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Geschwindigkeit des Ablegens der Spinnfäden auf der Oberfläche für die Bildung der Matte in Abhängigkeit von der Änderung der Querbewegungsgeschwindigkeit der Ziehvorrichtung derartig variiert, dass die Ausziehgeschwindigkeit der Einzelfäden konstant bleibt.

Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Matte aus einem kontinuierlichen Glasseidenspinnfaden mit einer Spinndüse mit einer Vielzahl von Öffnungen für das Ausziehen von Einzelfäden, einer Einrichtung zum Auftragen eines Bindemittels und / oder einer Schlichte, einer Einrichtung zum Sammeln der Fäden in Form von mehreren Glasseidenspinnfäden, eine Vorrichtung zum Ausziehen der Einzelfäden und eine Oberfläche zum Aufnehmen der Spinnfäden unter Ausbildung der Matte, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Geschwindigkeit zum Ablegen der Glasseidenspinnfäden durch die Ausziehvorrichtung auf der Oberfläche zur Aufnahme der Glasseidenspinnfäden in Abhängigkeit ihrer Querbewegung über die Oberfläche derartig regelbar ist, dass die Ausziehgeschwindigkeit der Einzelfäden aus der Spinndüse konstant bleibt.

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Unter einer "Ausziehvorrichtung" oder einer "Ziehvorrichtung" wird hier eine Vorrichtung zum Ausziehen und Fördern von Fäden oder eine Vorrichtung zum Fördern von vorher hergestellten und aufgespulten oder aufgewickelten Spinnfäden verstanden.

Bei der Erfindung wird die Ziehvorrichtung quer über die die Matte aufnehmende Oberfläche geführt. Die Ziehvorrichtung kann in bekannter Weise zum Ziehen entweder ein Rad oder ein Band haben. Der Antrieb der Ziehvorrichtung kann durch ein Band oder eine Kette oder eine ähnliche Einrichtung erfolgen, wobei diese Verbindungsmittel mit einem entfernt angetriebenen Motor in Verbindung stehen, der nicht selbst die Querbewegung über die Oberfläche zur Bildung der Matte mitmacht. Dadurch wird das Gewicht der sich hin- und herbewegenden Ziehvorrichtung wesentlich verkleinert, wodurch grössere Geschwindigkeiten der Querbewegung und eine grössere Leistung der Anlage gegeben sind. Ausserdem ermöglicht die Erfindung die Herstellung einer breiteren Matte unter sonst vergleichbaren Bedingungen im Vergleich zu bekannten Einrichtungen·

Die Ziehvorrichtung und ihre Anordnung sind bei der Erfindung derartig, dass sie die Oberfläche für die Bildung der Masse überqueren, wobei die Geschwindigkeit zur Ablegung der Spinnfäden auf der Oberfläche zur Bildung der Matte wegen der konstanten Geschwindigkeit des Bandes oder der Kette, die sie antreibt, schwankt. Wenn die Ziehvorrichtung sich von der Spinndüse oder den vorher hergestellten Fackungen des Spinn-

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fadens entfernt, ist die Ablegegeschwindigkeit gegenüber der Geschwindigkeit des Antriebsbandes erniedrigt um die Geschwindigkeit der Querbewegung. Wenn andererseits die Ziehvorrichtung sich in Richtung der Spinndüse oder der vorher hergestellten Fackungen des Spinnfadens bewegt, nimmt ihre Ablegegeschwindigkeit um die Querbewegungsgeschwindigkeit zu. Es bleibt infolgedessen die sich ergebende Ausziehgeschwindigkeit oder Fördergeschwindigkeit der Fäden und Spinnfäden konstant.

Wenn zum Beispiel die Ziehvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit einem konstanten Antrieb des Bandes von 605,80 m / min betrieben wird und sie die Oberfläche für das Ablegen des Spinnfadens mit einer Geschwindigkeit von 30,48 m / min überquert, wird die Geschwindigkeit des Ablegens bei der Wegbewegung von der Spinndüse oder der Formpackung auf 575,32 m / min reduziert und bei der Hinbewegung zu der Spinndüse oder zur Formpackung auf 636,28 m / min erhöht. Daraus ergibt sich im Mittel eine Ausziehgeschwindigkeit von 605,90 m / min. Diese Schwankungen in der Geschwindigkeit des Ablegens des Spinnfadens auf der Oberfläche der Matte sind für die Qualität der Matte ohne nennenswerten Einfluss, wogegen durch das Konstanthalten der Ausziehgeschwindigkeiten, die bereits erwähnte wesentliche Verbesserung hinsichtlich der Gleichförmigkeit des Fadendurchmessers erreicht wird.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahm· auf die Zeich- : nungen, die folgendes zeigen, näher erläutert:

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Figur 1

ist eine schematische Aufrißansicht mit einer einzigen Spinndüse zur Herstellung von Glasfäden und einer damit verbundenen Vorrichtung für das Ausziehen und Vereinigen der Fäden und deren Ablegen auf einer Oberfläche für die Bildung einer Fasermatte;

Figur 2

ist eine vergrösserte Aufrißansicht einer Ziehvorrichtung mit einem Rad bei der Vorrichtung gemäss Figur 1;

Figur 3

ist eine vergrösserte seitliche Aufrißansicht von der Ziehvorrichtung von Figur 2;

Figur 4

ist eine schematische Endansicht im Aufriß von einer Vorrichtung zur Herstellung einer Matte unter Verwendung von vorher hergestellten Formpackungen von Spinnfäden;

Figur 5

ist eine schematische perspektivische Ansicht, die das Ablegen des Spinnfadens zur Fasermatte und den Nadlungs· Vorgang erläutert; und

Figur 6

ist eine vergrösserte Aufrißansicht von einer Ziehvorrichtung nach der Erfindung mit einem Band.

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Unter Bezugnahme auf Figur 1 wird nun die Herstellung einer Matte aus einem Glas fas er Spinnfaden mit einer einzigen Position für die Bildung der Matte erläutert. Bei einer kommerziellen Anlage zur Herstellung einer solchen Matte werden aber in der Regel eine Vielzahl derartiger Positionen entlang der Länge der Oberfläche für die Mattenherstellung benutzt.

Es werden Glaseinzel fäden aus den öffnungen 11 einer Spinndüse 2, die geschmolzenes Glas enthält, ausgezogen. Diese Fäden werden einer allgemein mit 3 bezeichneten Auftragseinrichtung zugeführt, wo sie durch Berührung mit der Auftragsoberfläche 26 einer Walze mit einem Binder und / oder einer Schlichte aus dem Sumpf 30 überzogen werden. Die Walze 26 wird über einen Riemen 29 durch einen Motor 25 angetrieben« Es können selbstverständlich auch andere Einrichtungen zum Aufbringen des Binders beziehungsweise der Schlichte verwendet werden, wie zum Beispiel Bänder oder Klotzeinrichtungen oder Sprüheinrichtungen.

Die Fäden 1 gehen dann über die Oberfläche eines Sanmel· schuhs 4, der ein eingekerbtes Rad oder ein eingekerbter Zylinder aus einem üblichen Material, wie Graphit, ist. In dem Sanmelschuh 4 werden die Einzelfäden 1 zu einem oder mehreren Spinnfäden beziehungsweise Bündeln 5 zusammengefasst. Wenn eine Vielzahl von Spinnfäden gebildet werden soll, kann der Sammelschuh 4 durch bekannte kammartige Einrichtungen ersetzt werden. Die Spinnfäden 5 gehen dann nacheinander über eine ange-

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triebene Scheibe 6 um ein erstes Rad 8 und dann um ein zweites Rad 7. Die Räder 8 und 7 bilden zusammen die Ausziehvorrichtung 9. Das Ausziehen wird durch die Kohäsionskräfte zwischen den feuchten Spinnfäden 5 und den sich drehenden Rädern 8 und 7 erreicht. Die Spinnfäden 5 werden von dem Rad 7 nach unten auf eine Oberfläche 12 für die Herstellung der Matte projiziert. Diese Oberfläche ist typischerweise ein endloses Band oder ein Kettenförderer. Auf dieser Oberfläche werden die kontinuierlichen Spinnfäden als Matte 13 niedergelegt. Die Räder 8 und 7 sind durch einen Befestigungsarm 44 mit einem Wagen 34 verbunden. Der Wagen 34 bewegt sich oberhalb der Oberfläche 12 für die Herstellung der Matte hin und her, so dass der Spinnfaden kontinuierlich quer über die Oberfläche 12 für die Mattenherstellung niedergelegt wird. Der Wagen 14 ist seinerseits an einer Kette 38 befestigt, die von einem Umkehrmotor 36 über einen Riemen angetrieben wird. Der Wagen 34 bewegt sich bei der Hin- und Herbewegung quer über die Oberfläche 12 in einer Spur 10. Typischerweise ist die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung der Aussiehvorrichtung 9 über der Oberfläche 12 im Bereich von 26 bis 46 m. / min. Bevorzugt überquert die Ausziehvorrichtung 9 die Oberfläche 12 in senkrechter Richtung. Die Aussiehvorrichtung kann aber beim Ablagen der Matte auch unter eine« spitzen Winkel zu der Oberfläche für die Mattenherstellung orientiert sein.

Di· Scheibe und die Räder 6, 7 und 8 der Ausziehvorrichtung 9 sind durch ein endloses Band 42 ait einem Motor 40 Ton konstanter Geschwindigkeit verbunden. Es

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können jedoch auch alternative Verbindungsmittel verwendet werden, wie zum Beispiel Ketten. Das Band 42 verleiht der angetriebenen Scheibe 6 eine konstante Drehgeschwindigkeit, da aber das Band 42 sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, ändert sich die Geschwindigkeit der Räder 7 und 8 hinsichtlich ihrer Drehgeschwindigkeit durch die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung derartig, dass die sich ergebende Ausziehgeschwindigkeit der Räder 7 und 8 die Summe oder die Differenz zwischen der Geschwindigkeit des Bandes 42 und der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung ist. Typische Geschwindigkeiten für die Niederlegung des Spinnfadens liegen bei 305 bis 1524 m / min. Wenn infolgedessen sich die Ausziehvorrichtung 9 von der Düse 2 wegbewegt, ist ihre Drehgeschwindigkeit die Geschwindigkeit des Bandes 42 weniger der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung und wenn die Ausziehvorrichtung 9 in Richtung der Düse 2 sich bewegt, ist die Drehgeschwindigkeit der Räder 7 und 8 die Geschwindigkeit des Bandes 42 zusätzlich der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung der Ausziehvorrichtung 9. Zu allen Zeiten ist aber die sich ergebende Ausziehgeschwindigkeit für die Einzelfasern 1 gleich der Geschwindigkeit des Bandes 42. Es wird infolgedessen bei der Erfindung erreicht, dass bei Verwendung eines Motors mit konstanter Geschwindigkeit die Geschwindigkeiten der Räder 1 und 8 sich derartig ändern, dass eine Kompensation für die Änderung der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung derartig eintritt, dass die sich ergebende Ausziehgeschwindigkeit konstant bleibt. Dadurch wird

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selbstverständlich ein gleichmässiger Durchmesser der Einzelfäden während der Hin- und Herbewegung der Ausziehvorrichtung 9 und eine gleichförmigere Matte erreicht.

Der geringe Unterschied in der Niederlegung des Spinnfadens bei der Bewegung der Ausziehvorrichtung 9 in Richtung der Fadenquelle und weg von der Fadenquelle ist ohne Bedeutung für die Gleichförmigkeit der Matte. Bei der Niederlegung des Spinnfadens zur Spinnmatte überlappt üblicherweise jede Querlage die vorherige Querlage, wodurch eine gleichförmige Matte entlang ihrer Länge entsteht. Dies wird noch dadurch gefördert, dass üblicherweise sechs oder mehr Lagen von Ausziehpositionen entlang der Länge der Oberfläche 12 für die Mattenherstellung niedergelegt werden.

Wie bereits erwähnt wurde, werden die Fäden mit einem Binder und / oder eine Schlichte während des Ausziehens versehen. Dieser Binder und / oder diese Schlichte wird so ausgewählt, dass die beschichtete und zur Matte verarbeitete Glasfaser mit dem Harzsystem, zu dessen Verstärkung die Matte verwendet wird, verträglich ist. Infolgedessen wird der Binder und / oder die Schlichte auf das Harzsystem abgestimmt.

Der Binder und / oder die Schlichte enthält häufig als einen Bestandteil das Harz, zu dessen Verstärkung die Matte vorgesehen ist, oder ein Harz, das mit diesem

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Harz verträglich ist. Infolgedessen kann der Binder und / oder die Schlichte beispielsweise derartige Harze, wie Polyester, Polyurethane, Epoxyharze, Polyamide, Polyäthylene, Polypropylene und Polyvinylacetate, enthalten. Wenn das zu verstärkende Harz ein thermoplastisches Harz ist, enthält der Binder und / oder die Schlichte üblicherweise ein thermoplastisches Harz. Wenn das zu verstärkende Harz ein wärmehärtbares Harz ist, wird der Binder und / oder die Schlichte normalerweise ein wärmehärtbares Harz enthalten.

Unter zahlreichen Harzen, die mit Glasfasermatten verstärkt werden, sind Polypropylen und Polyamide zu nennen. Ein bevorzugtes Schlichtesystem für eine Glasfasermatte zur Verstärkung von Polypropylen ist das Schlichtesystem, das in der US-PS 38 49 148 beschrieben ist. Für die Verstärkung von Polyamiden ist ein bevorzugtes Schlichtesystem für Glasfasermatten in der US-PS 38 14 592 beschrieben.

Die Figuren 2 und 3 zeigen die Orientierung der Spinnfäden 5, die Räder 6, 7 und 8 und das Band 42. In Figur 2 befindet sich die Ausziehvorrichtung 9 in der nächsten Stellung zu der Düse 2. Die Figur zeigt das Führen der Spinnfäden über die angetriebene Scheibe 6 und um die Räder 8 und 7 der Ausziehvorrichtung 9 und das Umfassen der angetriebenen Scheibe 6 und der Räder 7 und 8 durch das Band 42, Das Band 42 umfasst zusätzlich noch den Antriebsmotor 40, wie aus Figur hervorgeht.

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In Figur 3 wird die Anordnung des Bandes 42 in Relation zu den Spinnfäden 5 auf den Rädern 7 und 8 der Ausziehvorrichtung gezeigt. Das Band 42 befindet sich an einer Kante der Räder oder Walzen 7 und 8 und der nicht gezeigten Scheibe 6. Bevorzugt ist dieses die Kante, die dem Vagen 44 am nächsten ist. Die Spinnfäden gehen über diese Räder in etwa paralleler Anordnung über die Flächen der Räder 7 und 8, die nicht vom Band 42 berührt werden. Die Spinnfäden 5 kreuzen infolgedessen das Band 42 nicht und werden auch nicht zwischen dem Band 42 und den Oberflächen der Räder 7 und 8 ausgezogen. Das Ausziehen ist das Ergebnis der Kohäsionskräfte zwischen den feuchten Spinnfaden, die mit dem Binder und / oder der Schlichte behandelt sind, und der glatten Oberflächen der sich drehenden Räder 7 und Die Räder können aus derartigen Materialien, wie Aluminium oder Gummi, bestehen, um ihr Gewicht möglichst niedrig zu halten und eine Maximierung der Quergeschwindigkeit in der Ausziehvorrichtung 9 zu erlauben.

Einige der Binder und / oder Schlichten, die verwendet werden können, haften am Rad 7 besonders stark. In manchen Fällen ist die Haftung so gross, dass die Spinnfäden das Rad 7 nicht immer verlassen und nach unten in Richtung der Oberfläche 12 für die Mattenherstellung ausgestossen werden, sondern dazu neigen, sich um das Rad 7 zu wickeln. In derartigen Fällen kann eine in Figur 6 gezeigte Ausziehvorrichtung verwendet werden.

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Bei dieser Ausbildungsform der Erfindung ist eine Leerlaufrolle 46 auf dem Befestigungsarm 44 angeordnet. Ein Band oder Riemen 48 geht über die Leerlaufrolle 46 und das angetriebene Rad 7 vor dem Antriebsband oder der Antriebskette 42. Die Spinnfäden gehen um das Rad 8 und über das Band 48, wobei sie nicht zwischen dem Band 48 und dem Rad 47 passieren, sondern über das Band 48. Sie werden infolgedessen durch die Kohäsionskräfte zwischen dem Band 48 und den feuchten Spinnfäden 5 ausgezogen. Sobald die Spinnfäden sich der Leerlaufrolle 46 auf dem Band 48 nähern, werden sie nach unten ausgestossen. Bei der Umkehr des Bandes 48 um die Leerlaufrolle 46 in Richtung des Rades 7 ist das Abwärtsmoment der Spinnfäden 5 grosser als die Haftung der Spinnfäden 5 an dem Band 48. Die Spinnfäden 5 verlassen infolgedessen das Band 48 bei dessen Umkehr über der Rolle 46 und werden nach unten auf die Oberfläche 12 zur Herstellung der Hatte ausgestossen.

Da das Band 48 durch das Rad 7 angetrieben wird, schwankt seine Ausstossgeschwindigkeit für die Spinnfäden 5 in gleicher Weise, wie sich die Drehgeschwindigkeit des Rades 7 in der bereits beschriebenen Ausführungsform ändert. Dadurch entsteht auch in diesem Fall bei der Überquerung der Oberfläche 12 für die Herstellung der Matte durch die Ausziehvorrichtung eine konstante Ausziehgeschwindigkeit der Fäden.

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In Figur 4 wird die Herstellung einer Matte aus vorher hergestellten Packungen von Spinnfäden gezeigt. Die Formpackungen 140 können aus einer beliebigen natürlichen oder synthetischen Faser bestehen, wie zum Beispiel aus Glas, Polyamid und Polyester. Die Spinnfäden 5 gehen durch Führungen 152 und über einen Führungsstab 154· Hier können die Spinnfäden 5 in einen oder mehrere grössere Spinnfäden zusammengefasst werden. Bevorzugt bleiben aber die Spinnfäden 5 als getrennte Fadenbündel, so wie sie aufgespult worden sind, und gehen über die angetriebene Walze 156 im allgemeinen in paralleler Anordnung. Zwischen dem Spulengestell und der Ausziehvorrichtung 9 werden die Fäden mit Wasser oder einem anderen Material angefeuchtet, um eine statische Aufladung zu erniedrigen und die Kohäsionskräfte für den Antrieb über die Räder 7 und 8 zu ermöglichen. Es ist zweckmässig, diese Anfeuchtung der Spinnfäden zwischen dem Führungsstab 150 und der Walze 156 durchzuführen. Typischerweise werden die Spinnfäden derartig angefeuchtet, dass sie 5 bis 15 Gew% Feuchtigkeit enthalten. Dem Wasser kann ein geeignetes antistatisches Material zugegeben werden, wie nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, zum Beispiel Isooctylphenylpolyäthoxyäthanol. Die Spinnfäden 5 werden dann durch die Ausziehvorrichtung 9 in der bereits beschriebenen Weise weiter gefördert.

In Figur 5 wird die Herstellung und die Nadlung einer Fasermatte unter Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung erläutert.

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Die Spinnfäden können einzelne Faserbündel aus 200 bis 2000 Einzelfäden sein. Bevorzugt werden Fäden aus jeder einzelnen Fonoierungsstelle in eine Vielzahl von Spinnfäden 5 aufgeteilt, wobei ein einzelnes Faserbündel bevorzugt etwa 25 bis 200 Einzelfäden enthält. So können zum Beispiel aus einer Spinndüse mit 800 Öffnungen die 800 Einzelfäden in 16 Faserbündel 5 unterteilt werden, wobei jedes Faserbündel beziehungsweise jeder Spinnfaden 50 Einzelfäden enthält. Die Spinnfäden werden in Senkrechtrichtung nach unten auf die Oberfläche 12 für die Herstellung der Hatte durch eine Ausziehvorrichtung gemäss den Figuren 1 oder 4 ausgestossen. Die Oberfläche 12 für die Herstellung der Matte ist eine kontinuierliche Oberfläche. Es kann sich dabei um ein endloses Fliessband handeln, doch wird eine gelochte Oberfläche, wie ein Kettenband, bevorzugt. Die Oberfläche 12 bewegt sich kontinuierlich über die Walzen 60 und 62. Die Walze 62 wird durch einen Riemen oder eine Kette 66 angetrieben, die mit einen Motor 64 verbunden ist.

Bei der Vorwärtsbewegung der Matte 13 auf der Oberfläche 12 können zahlreiche Bearbeitungsvorgänge durchgeführt werden. Wie bereits erwähnt wurde, werden die Spinnfäden 5 üblicherweise feucht abgelegt, so dass die Matte typischerweise einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5 bis 15 GewX hat. Bei der Bewegung der Matte mit der Oberfläche 12 kann sie unter einem Trockner oder einer Absaugeinrichtung 68 durchgehen, um ihren Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 2 GewZ oder weniger, bevorzugt weniger als 1 GewX, zu reduzieren. Um dieses zu erreichen, wird die Matte in der Regel mit der Oberfläche 12 mit einer Ge-

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schwindigkeit von 0,6 bis 6,1 m / min bewegt.

Nachdem die Matte 13 die Trockenvorrichtung 68 verlassen hat, kann sie unter einer Nadeleinrichtung 70 mit einer Vielzahl von Nadeln hindurchgeführt werden· Die Nadeleinrichtung bewegt sich in senkrechter Richtung und stösst bei der Abwärtsbewegung die Nadeln 72 in die Matte 13 ein, wodurch eine genadelte Matte 74 entsteht. Die genadelte Matte hat typischerweise eine Dicke von 0,32 bis 0,96 cm. Nach dem Nadeln hat die Matte typischerweise ein Gewicht von etwa 0,31 bis 1,86 kg / ta . Derartige genadelte Matten sind als Verstärkungsmittel für zahlreiche Kunststoffe, wie zum Beispiel Polypropylen, geeignet. Beim Nadeln der Matte 13 werden die kontinuierlichen Spinnfäden 5 durch die Nadeln 72 in eine Vielzahl von kurzen und langen Fasern aufgebrochen. Die genadelten Matten aus diesen kurzen und langen Fasern haben eine verbesserte Festigkeit sowohl in Längs- und Querrichtung. Dadurch geben solche Matten den mit ihren verstärkten Harzen ebenfalls bessere Festigkeiten in Längs- und Querrichtung.

Beim Verlassen der Oberfläche 12 geht die genadelte Matte 74 über einen Führungsstab 76 und in einen Behälter 78. Die genadelte Matte 74 wird in dem Behälter 78 dadurch zusaemengefaltet, dass der Behälter 78 auf Spuren 80 mit Hilfe von Rädern 82 hin- und herbewegt wird.

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Aus dieser Schilderung der Erfindung geht hervor, dass mit ihrer Hilfe die Herstellung einer gleichförmigeren Fasermatte möglich ist als bisher. Ausserdem wird durch die Erfindung sowohl die Herstellungsgeschwindigkeit
vergrössert als auch die Breite, über die die Matte in wirksamer Weise hergestellt werden kann, erweitert.

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Claims

Dr. Michael Harm (1181) H / Ha / Du Patentanwalt Ludwigstrasse 67 2848058 Giessen PPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pa., USA VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG EINER MATTE AUS EINEM KONTINUIERLICHEN FADEN Priorität: 26. April 1978 / USA / Ser. No. 900 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Matte aus einem kontinuierlichen Glasfaserspinnfaden durch Ausziehen von Einzelfäden aus einer Spinndüse, Auftragen eines Binders oder einer Schlichte auf die Einzelfäden, Zusammenfassen der Fäden zu einer Vielzahl von Spinnfäden, Hindurchführen der Spinnfäden durch eine Ziehvorrichtung, die sich über einer Oberfläche für die Bildung der Matte hin- und herbewegt und Ablegen der Spinnfäden auf dieser Oberfläche,

dadurch gekennzeichnet, dass man die Geschwindigkeit des Ablegens der Spinnfäden auf der Oberfläche für die Bildung der Matte in Abhängigkeit von der Änderung der Querbewegungsgeschwindigkeit der Ziehvorrichtung derartig variiert, dass die Ausziehgeschwindigkeit der Einzelfäden konstant bleibt.

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2. Vorrichtung zur Herstellung einer Matte aus einem kontinuierlichen Glasseidenspinnfaden mit einer Spinndüse mit einer Vielzahl von Öffnungen für das Ausziehen von Einzelfäden, einer Einrichtung zum Auftragen eines Bindemittels und / oder einer Schlichte, einer Einrichtung zum Sammeln der Fäden in Form von mehreren Glasseidenspinnfäden, eine Vorrichtung zum Ausziehen der Einzelfäden und eine Oberfläche zum Aufnehmen der Spinnfäden unter Ausbildung der Matte,

dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit zum Ablegen der Glasseidenspinnfäden (5) durch die Ausziehvorrichtung (9) auf der Oberfläche (12) zur Aufnahme der Glasseidenspinnfäden in Abhängigkeit ihrer Querbewegung über die Oberfläche (12) derartig regelbar ist, dass die Ausziehgeschwindigkeit der Einzelfäden (1) aus der Spinndüse (2) konstant bleibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausziehvorrichtung mehrere Räder (7, 8) besitzt, die mit einem Motor (40) von konstanter Geschwindigkeit über eine Verbindungseinrichtung (42) derartig verbunden sind, dass die Geschwindigkeit der Räder in Abhängigkeit von der Quergeschwindigkeit derartig variiert wird, dass die Ausziehgeschwindigkeit konstant bleibt.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (7, 8) durch ein Band (42) mit dem Motor verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (7, 8) über eine Kette mit dem Motor (40) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich eine Leerlaufrolle (46) und ein Band (48) besitzt, wobei dieses Band die Leerlaufrolle und eines der Räder (7, 8) umfasst.

7. Ziehvorrichtung zur Herstellung einer Matte aus einem kontinuierlichen Spinnfaden, gekennzeichnet durch einen Motor (40) von konstanter Geschwindigkeit an einem Ende eines Überquerungsbereiches der Ziehvorrichtung für das Ablegen des Spinnfadens, eine stationäre Scheibe (6) am anderen Ende des Überquerungsbereiches, eine Vielzahl von Rädern (7, 8), über die die Spinnfäden gehen, von ihnen gezogen werden und beim Überqueren einer Oberfläche abgelegt werden, eine Einrichtung (44), (34), ura die Querbewegung der Räder (7, 8) zu lenken und eine Einrichtung (42), um den Motor (40), die Scheibe (6) und die Räder (7, 8) der-

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artig zu verbinden, dass die Drehgeschwindigkeit der Räder in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ihrer Querbewegung derartig variiert wird, dass das Ausziehen der Spinnfäden und der Einzelfäden, aus denen sie gebildet werden, mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (42) ein endloses Band ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (42) eine endlose Kette ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Leerlaufrolle (46) und ein Band (48) einschliesst, wobei das Band um die Leerlaufrolle und eines der Räder (7, 8) angeordnet ist.

11. Verfahren zur Herstellung einer Matte aus einem kontinuierlichen Spinnfaden durch Querbewegung einer Ziehvorrichtung über einer Oberfläche für die Bildung der Matte und Ablegen der Spinnfäden auf dieser Oberfläche,

dadurch gekennzeichnet,

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dass man die Geschwindigkeit des Ablegens der Spinnfäden auf der Oberfläche für die Bildung der Matte in Abhängigkeit der Änderung der Querbewegungsgeschwindigkeit der Ziehvorrichtung derartig variiert, dass die Ziehgeschwindigkeit der Spinnfäden konstant bleibt.

12. Verfahren zur Herstellung einer Matte aus einem Spinnfaden durch Ausziehen von Glaseinzelfäden aus einer Spinndüse, Aufteilen der Einzelfäden in eine Vielzahl von Spinnfäden, Ablegen der Spinnfäden in Abwärtsrichtung auf eine Oberfläche zur Bildung der Matte durch eine über der sich bewegenden Oberfläche im wesentlichen in Querrichtung hin- und hergehende Ziehvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausziehkräfte für die Einzelfäden derartig gesteuert werden, dass die Fäden während der Bildung der Matte mit einer konstanten Geschwindigkeit ausgezogen werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Ausziehkräfte die Geschwindigkeit des Ablegens der Spinnfäden auf der Oberfläche derartig geändert wird, dass sie die Änderung in der Geschwindigkeit und Richtung der Ausziehvorrichtung bei der Querbewegung oberhalb der Oberfläche ausgleicht, so dass das Ausziehen der Einzelfäden mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt.

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14. Ziehvorrichtung zur Herstellung einer Matte aus einem kontinuierlichen Spinnfaden, gekennzeichnet durch einen Motor (40) von konstanter Geschwindigkeit an einem Ende des Überquerungsbereiches (12) für das Ablegen der Spinnfäden, eine stationäre Scheibe (6) am anderen Ende des Überquerungsbereiches, eine Vielzahl von Rädern (7, 8), über die die Spinnfäden geführt werden, ein Band (48), das über eines der Räder (7, 8) derartig geht, dass die Spinnfäden über dieses Band beim Überqueren der genannten Oberfläche gehen, Einrichtungen (44), (34) zur Querbewegung der Räder (7, 8), der Leerlaufrolle und des Bandes (48) und Einrichtungen (42), um den Motor (40), die Scheibe (6) und die Räder (7, 8) derartig zu verbinden, dass die Drehgeschwindigkeit der Räder (7, 8) sich mit ihrer Überquerungsgeschwindigkeit derartig ändert, dass das Ausziehen der Spinnfäden und der sie bildenden Einzelfäden mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (42) ein Band ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (42) eine Kette ist.

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