DE3617795A1

DE3617795A1 - Verfahren zum beschichten von textilen faeden und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens

Info

Publication number: DE3617795A1
Application number: DE19863617795
Authority: DE
Inventors: Claus Dipl Ing Wehrmann
Original assignee: Sucker & Franz Mueller GmbH
Current assignee: WEHRMANN, CLAUS, DIPL.-ING., 4050 MOENCHENGLADBACH
Priority date: 1986-05-27
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1987-12-03
Also published as: DE3617795C2; FR2599397A1; IT1216876B; IT8719272A0; GB8705007D0; GB2190927A; JPS62282058A; BE1002397A4; NL8700232A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschlichten eines textilen Fadens, bei dem die Schlichte auf den einzelnen oder im Verband einer Fadenschar in Fadenlängsrichtung fortlaufend zu bewegenden Faden aufgebracht wird. Sie be trifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfah rens. Unter dem Begriff "textiler Faden" werden zum Herstel len textiler Flächengebilde, beispielsweise Gewebe oder Maschenware, geeignete linienförmige Gebilde, insbesondere aus Stapelfasern oder Filamenten auf textiler Basis aber auch aus oder gemischt mit Metall-, Glasfasern oder derglei chen, verstanden.

Beim Schlichten wird eine beispielsweise zum Weben vorberei tete Fadenschar mit Schlichtemitteln behandelt, um sie für die Verarbeitung in der Webmaschine widerstandsfähig zu machen bzw. als Webkette reibungsarm verarbeiten zu können. Beim Schlichten läuft der Faden - im allgemeinen als Teil einer Fadenschar - durch ein Schlichtebad, wird anschließend abgequetscht und durch ein Naßteilfeld geführt. Daraufhin wird der beschlichtete Faden getrocknet und aufge bäumt.

Die Qualität des herkömmlichen Naßschlichtens hängt ab von der Gleichmäßigkeit, mit der das Schlichtemittel im und auf dem einzelnen Faden letztlich verteilt wird. Um die Schlichte überall gleich und tief in den Fadenverband einbringen zu können, wird das Schlichtemittel durch Ein tauchen des Fadens in einen Schlichtetrog zunächst mit großem Überschuß aufgebracht und dann in einer Abquetsch vorrichtung zum Teil wieder ausgepreßt sowie vergleichmäs sigt. Auch wenn Füllstands- und Konzentrationsregelungen im Schlichtetrog vorgesehen werden, kann das Maß der Be schlichtung des einzelnen Fadens nur relativ ungenau repro duziert werden. Aus Sicherheitsgründen wird daher in der Praxis häufig eine stärkere Beschlichtung als zum Weben eigentlich erforderlich vorgesehen.

Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Beschlichtung durch Tauchen besteht darin, daß das Schlichtemittel in einer Trägerflüssigkeit oder als Lösung, z.B. Wasser, auf den Faden aufzubringen ist. Dieses flüssige Träger- oder Lo sungsmittel muß anschließend in einem aufwendigen Prozeß, meist unter Einsatz von Wärmeenergie, wieder entzogen wer den, bevor der Faden fertig zum Weben aufgebäumt werden kann.

Schließlich muß die Schlichte nach dem Fertigstellen des Flächengebildes im allgemeinen wieder entfernt werden. Selbstverständlich ist das Entschlichten um so weniger aufwendig, je weniger Schlichte vorher auf den einzelnen Faden aufgebracht worden war.

Zum Herstellen von Flockgarn wird in der DE-OS 34 01 581 vorgeschlagen, einen laufenden synthetischen Trägerfaden zunächst mit thermoplatischem Klebstoff durch Tauchen zu beschlichten und sodann den elektrisch geerdeten Faden zwischen Hochspannungselektroden entgegengesetzter Pola rität hindurchzuführen, derart daß mit Hilfe eines Trans portbandes herangeführte Flockfasern unter dem Einfluß des elektrostatischen Feldes in radial ausgerichteter Form auf den Faden zufliegen und dort an der Klebstoffschicht fest haften bleiben. Der so beflockte Faden wird unter Längsspannung getrocknet und nach einer thermischen Schrumpf behandlung aufgespult. Wenn man bei diesem Verfahren die Flockfasern durch trockene Schlichteilchen ersetzte, könnte man eine brauchbare Beschlichtung nicht erreichen, da die zuvor aufgebrachte Klebstoffschicht ein Eindringen und damit eine gleichmäßige Beschlichtung des Fadens ausschlös se. Eine nur oberflächliche Beschlichtung eines Fadens führt aber in der Regel nicht zu dem gewünschten Ergebnis des Schlichteprozesses. Im übrigen ist das Aufbringen der Klebstoffschicht im wesentlichen mit den gleichen Problemen verbunden wie das Aufbringen des Schlichtemittels beim herkömmlichen Naßschlichten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schlichtever brauch bzw. den Schlichteauftrag auf den jeweiligen Faden auf das für die Funktion beim Weben unbedingte Maß meßbar sowie reproduzierbar zu beschränken und den Energieaufwand zum Vorbereiten des beschlichteten Fadens zum Geben gegen über dem Fall des Tauchschlichtens zu vermindern. Die er findungsgemäße Lösung besteht für das Verfahren eingangs genannter Art zum Beschlichten von Fäden bzw. Fadenscharen darin, daß der jeweilige Faden elektrisch leitfähig gemacht sowie einem etwa radial in Bezug auf die Längsrichtung stehenden elektrischen Feld ausgesetzt wird und daß die Schlichte aus einem auf entgegengesetztem Potential wie der Faden liegenden Zerstäuber in das elektrische Feld eingespeist wird. Gemäß weiterer Erfindung wird dem elek trischen Feld ein etwa radial durch den Faden gerichtetes magnetisches Drehfeld überlagert.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Schlichte ohne oder mit nur einem sehr geringen Feuchtigkeitsanteil durch Zerstäuben auf den einzelnen Faden aufzubringen ist. Hier durch ergibt sich ein minimaler Schlichteverbrauch, der durch Regelung des elektrischen Feldes, des Schlichtezer stäubers und der Fadengeschwindigkeit genau meßbar und reproduzierbar einzustellen ist. Wegen des minimalen Schlich teauftrags und der nur geringen darin enthaltenen Feuchtig keitsmenge wird bei der anschließenden Trocknung Energie eingespart. Der minimale Schlichteauftrag bedingt auch einen geringeren Aufwand bei dem sich an das Herstellen eines Flächengebildes z.B. durch Weben, anschließendes Entschlichten.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die zu behandeln den Fäden zunächst, vorzugsweise durch Aufbringen einer Flüssigkeit, definiert elektrisch leitfähig gemacht. Dieser Verfahrensschritt kann sowohl getrennt als auch gemeinsam mit dem vorgesehenen Schlichteauftrag erfolgen. Beispiels weise kann ein an sich elektrisch nicht leitender Faden beim Beschlichten durch Beimengen einer leitenden Flüssig keit in die zerstäubte Schlichte definiert elektrisch leit fähig gemacht werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Einzelfäden einem in Bezug auf die Fadenlängsrichtung radialen elektri schen Feld ausgesetzt. Beispielsweise können die Fäden negativ und eine sie umgebende elektrische Zylinderelektrode als Anode positiv geladen werden. In die Zylinderelektrode oder das sonstige Mittel zum Erzeugen eines elektrostatischen Feldes wird vorzugsweise eine Vorrichtung zum Zerstäuben der Schlichte eingebaut. Es kommen insbesondere thermische, mechanische und pneumatische Zerstäuber in Frage; beispiels weise sind piezoelektrische Schwinger als Zerstäuber geeig net. Die elektrische Zylinderelektrode und der Zerstäuber können auf demselben elektrischen Potential liegen.

In der Praxis sind glatte Fäden zu beschlichten, die, wie Filamentgarne, Fibrillen oder Kapillaren besitzen können, aber auch Fäden mit einer mit feinen Haaren bedeck ten Oberfläche können mit Vorteil erfindungsgemäß behandelt werden. Im ersteren Falle wird durch die Erfindung ein Aneinanderkleben der Fibrillen erreicht, so daß Fibrillen brüche beim Weben vermieden werden. Diese Stabilisierung wird durch die Kapillarwirkung der Schlichte innerhalb des Fadens unterstützt. Im anderen Falle richten sich gegebenenfalls die einzelnen Härchen jedes der Fäden in Richtung des elektrischen Feldes, also radial in Bezug auf die Fadenlängsrichtung, aus. Die zerstäubte Schlichte bewegt sich ebenfalls in Richtung der radialen elektrischen Feldlinien und wird wegen der höheren Feldstärke an den Spitzen der Haare vor allem zu den aufgerichteten feinen Haaren hin beschleunigt.

In diesem Zusammenhang kann es gemäß weiterer Erfindung günstig sein, außer dem elektrostatischen Feld ein etwa radial in Bezug auf den einzelnen Faden bzw. die Faden schar gerichtetes magnetisches Drehfeld vorzusehen bzw. den Faden im Anschluß an das elektrostatische Beschlich ten durch ein solches magnetisches Drehfeld zu ziehen. Durch die Wirkung des magnetischen Drehfeldes auf die mit dem einzelnen Faden mitbewegten elektrischen Ladungen gelingt es, die an den Spitzen beschlichteten Härchen um den einzelnen Faden zu wickeln und die aufgebrachte Schlich te gleichmäßig auf den Faden zu verteilen.

Bei Einsatz des magnetischen Drehfeldes legen sich die gegebenenfalls an dem einzelnen Faden sitzenden feinen Haare mit einer von der Frequenz des magnetischen Drehfel des und der Transportgeschwindigkeit des Fadens abhängigen Umschlingungswinkel um den Faden herum. Durch Vorgabe der Frequenz des magnetischen Drehfeldes und/oder der Fadengeschwindigkeit kann daher auch der Umschlingungs winkel reproduzierbar eingestellt werden.

Zum Erzeugen des magnetischen Drehfeldes können magne tische Einzelpole nach Art einer Zylinderelektrode um den Faden bzw. die Fadenschar herum angeordnet werden. Selbstverständlich sind die magnetischen Einzelpole mag netisch gegeneinander zu isolieren, elektrisch können sie jedoch auf demselben Potential liegen, derart, daß sie zugleich einen Pol, z.B. als Zylinderelektrode, des elektrostatischen Feldes bilden.

Gemäß weiterer Erfindung kann es auch vorteilhaft sein, die Mittel zum Erzeugen des magnetischen Drehfeldes in Fadentransportrichtung hinter dem Zerstäuber anzuordnen. Dadurch wird erreicht, daß jedes Fadenelement zunächst im elektrostatischen Feld zum Auffüllen von Fibrillen bzw. Kapillaren und/oder bei noch radial abstehender Haa rigkeit mit der zerstäubten Schlichte beaufschlagt wird und gegebenenfalls erst danach in dem magnetischen Dreh feld die beschlichteten Härchen um den zugehörigen Ein zelfaden gewickelt werden.

Das Ergebnis der erfindungsgemäßen Beschlichtung hängt von elektrisch zu steuernden Parametern ab, nämlich von der Fadentransportgeschwindigkeit, von der elektrischen Spannungsdifferenz zwischen Faden und Elektrode, von der Stärke und Umlauffrequenz des magnetischen Drehfeldes und von der Art sowie dem Betrieb des Schlichtezerstäu bers. Alle diese Parameter können in dem Fachmann geläu figer Weise mit Hilfe elektrischer Regelkreise so gesteuert bzw. konstant gehalten werden, daß ein genau meßbar und reproduzierbar beschlichteter Faden mit einem für die Anwendung beim Weben oder dergleichen minimalen Schlichte auftrag zu erzeugen ist.

Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbei spielen werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt quer zur Fadenlängsrichtung durch eine Vorrichtung zum elektrostatischen Beschlichten einer Fadenschar;

Fig. 2 einen Längsschnitt einer Vorrichtung zum elektrostatischen Beschlichten einer Faden schar in einem magnetischen Drehfeld zum Umschlingen einer Haarigkeit um den einzelnen Faden;

Fig. 3 einen Schnitt quer zur Fadenlängsrichtung durch eine Vorrichtung zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes im Bereich einer beschlichteten Fadenschar; und

Fig. 4 ein Diagramm, in dem die Abhängigkeit des Umschlingungswinkels der Haarigkeit von der Fadengeschwindigkeit dargestellt wird.

In der Vorrichtung nach Fig. 1 wird eine insgesamt mit 1 bezeichnete, aus einzelnen Fäden bestehende Fadenschar in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene durch eine elektrische Zylinderelektrode 2 geleitet. Zwischen die Fadenschar 1 und die Zylinderlektrode 2 wird eine Spannung U 1 gelegt. In die Zylinderelektrode 2 wird mindestens ein Schlichtezerstäuber 3, z.B. ein aus einer Hochfrequenzquelle 4 versorgter piezoelektrischer Schwinger, integriert.

Die gegebenenfalls von dem Zerstäuber 4 ausgehenden Schlich teteilchen 5 bewegen sich längs der radial zwischen Zylinder elektrode 2 und Einzelfaden 6 der Fadenschar 1 verlaufenden elektrischen Feldlinien auf die einzelnen Fäden 6 zu, da die vom Zerstäuber 4 kommenden Schlichteteilchen 5 ebenso wie der Zerstäuber die entgegengesetzte Ladung wie die Fadenschar 1 tragen. Auf diese Weise läßt sich jeder ein zelne Faden 6 der Fadenschar 1 unter Ausnutzung eines elek trostatischen Feldes gleichmäßig beschlichten.

Wenn ein Faden nach Art von Stapelgarn, mit einer eine Haarigkeit 7 aufweisenden Oberfläche nach Fig. 1 elektro statisch zu beschlichten ist, muß beachtet werden, daß durch die Wirkung des elektrostatischen Feldes entsprechend der Spannung U 1 zwischen der Zylinderelektrode 2 und dem einzelnen Faden 6 eine auf dem Faden vorhandene Haarigkeit 7 etwa parallel zu den elektrischen Feldlinien ausgerichtet wird. Die Einzelhärchen der Haarigkeit stehen daher im wesentlichen radial von dem Faden 6 ab und die von dem Zerstäuber 4 ausgehenden Schlichteteilchen 5 treffen auf dem Weg längs der Feldlinien zuerst auf die Spitzen der aufgerichteten Haarigkeit 7, weil dort die höhere Spitzen- Feldstärke herrscht.

Nach Fig. 2 wird außer dem elektrostatischen Feld der Zylin derelektrode 2 ein magnetisches Drehfeld, z.B. nach Fig. 3, vorgesehen. Das magnetische Drehfeld ist vorteilhaft, wenn Fäden elektrostatisch zu beschlichten sind, deren Oberfläche eine sich im elektrischen Feld parallel zu den Feldlinien ausrichtende Haarigkeit aufweist. Beim Beschlich ten von Fäden mit glatter Oberfläche ist dagegen das mag netische Drehfeld nicht unbedingt erforderlich. Vielmehr können elektrostatisch beschlichtete Fäden mit glatter Oberfläche unmittelbar nach dem Beschlichten dem nächsten Bearbeitungsschritt, z.B. der Trocknung, dem Aufbäumen usw., zugeführt werden.

Das folgende bezieht sich vor allem auf das elektrosta tische Beschlichten von Fäden, z.B. aus Stapelgarn, die eine eine Haarigkeit aufweisende Oberfläche besitzen.

In Fig. 2 wird dargestellt, wie eine Zylinderelektrode 2 elektrisch und magnetisch beschaltet und mit Mitteln zum Zerstäuben von Schlichte ausgestattet werden kann. Eine auf irgendeine Weise definiert elektrisch gemachte Fadenschar 1 wird durch ein als elektrischer Kontakt wirk sames Walzenpaar 8 mit einer Geschwindigkeit v in die Zy linderelektrode 2 eingeführt und nach Durchlaufen über ein zweites, ebenfalls als elektrischer Kontakt dienendes Walzenpaar 9 zu einem nachfolgenden Bearbeitungsgang wei tergeleitet. Zwischen dem ersten Walzenpaar 8 und der Zy linderelektrode 2 liegt die Spannung U 1 + U 2, während zwischen dem zweiten Walzenpaar 9 und derZylinderelektrode 2 nur die Spannung U 1 anliegt. Am Einlauf E der Fadenschar 1 in die Zylinderelektrode 2 wirkt daher auf die Fadenschar 1 eine höhere elektrische Feldstärke als am Auslauf A, derart, daß das elektrische Feld zwischen Einlauf E und Auslauf A der Zylinderelektrode 2 einen von E nach A abfal lenden Gradienten besitzt. Eine solche Konstruktion ist günstig, wenn der Schlichtezerstäuber 4 im Bereich des größeren elektrischen Feldes angeordnet wird.

In Richtung der Transportgeschwindigkeit v der Fadenschar 1 kann im Anschluß an den Zerstäuber 4 eine insgesamt mit 10 bezeichnete magnetische Drehfeldeinrichtung vorgesehen werden, die beispielsweise wie in einem Drehstrommotor elektrische Wechselfelder 11 erzeugende Magnetpole 12 be sitzen kann. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen magne tischen Drehfeldeinrichtung wird im Schnitt senkrecht zur Längsrichtung der Fadenschsar 1 in Fig. 3 dargestellt. Es werden drei magnetische Polpaare 12 vorgesehen, die an die drei Phasen R, S, T eines frequenzgeregelten Dreh stromnetzes anzuschließen sind.

Wenn die bewegte Fadenschar 1 nach Fig. 1 bei senkrecht abstehender Haarigkeit 7 etwa in einer Vorrichtung nach Fig. 2 zunächst elektrostatisch mit zerstäubtem Schlichte mittel beaufschlagt und dann mit ihrer Transportgeschwindig keit durch eine magnetische Drehfeldeinrichtung 10 hindurch gezogen wird, werden die einzelnen Härchen der Haarigkeit 7 um jeden Einzelfaden 6 der Fadenschar 1 geschlungen, derart, daß ein glatter Faden hoher Festigkeit entsteht.

Aus der Prinzipdarstellung nach Fig. 4 geht hervor, daß der Umschlingungswinkel w, den ein Härchen 13 in der Projek tion mit der Fadenlängsachse 14 bildet, - außer vom Mag netfeld B selbst - auch von der Frequenz des magnetischen Drehfeldes und von der Transportgeschwindigkeit v des Fa dens 6 abhängt. Bei Verdopplung der Frequenz f und konstan ter Geschwindigkeit v oder bei konstanter Frequenz f und halbierter Geschwindigkeit v wird der Umschlingungswinkel w in demselben Maße vergrößert.

Bezugszeichenliste: 1 Fadenschar
2 Zylinderelektrode
3 Zerstäuber
4 Hochfrequenz-Quelle
5 Schlichteteilchen
6 Faden
7 Haarigkeit
8 erstes Walzenpaar
9 zweites Walzenpaar
10 magnetische Drehfeldeinrichtung
11 elektrische Wechselstrom-Quelle
12 Magnetpol
13 Härchen
14 FadenlängsachseU 1 Spannung
U 2 Spannung
v Fadentransportgeschwindigkeit
E Einlauf (2)
A Auslauf (2)
w Umschlingungswinkel
f Drehfeldfrequenz

Claims

1. Verfahren zum Beschlichten eines textilen Fadens (6), bei dem die Schlichte auf den einzelnen oder im Verband einer Fadenschar (1) in Fadenlängsrichtung fortlaufend zu bewegenden Faden (6) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (6) elek trisch leitfähig gemacht sowie einem etwa radial in Bezug auf die Fadenlängsrichtung stehenden elektrischen Feld ausgesetzt wird und daß die Schlichte aus einem auf entge gengesetztem Potential wie der Faden liegenden Zerstäuber (4) in das elektrische Feld eingespeist wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Beschlichten eines eine Haarigkeit (7) aufweisenden Fadens (6) die Haarigkeit (7) mit Hilfe eines etwa radial durch den bewegten Faden (6) gerichteten Magnetfeldes um jeden einzelnen Faden gewickelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel (w) der gewickelten Haarigkeit (7) durch Regelung der Frequenz des magnetischen Drehfeldes und/oder der Transportgeschwindigkeit des Fadens (6) be stimmt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das einzelne Fadenelement zunächst im elektrischen Feld beschlichtet und dann die beschlichtete Haarigkeit im magnetischen Drehfeld um den bewegten Faden (6) gewickelt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (6) beim Beschlich ten durch Beimengen einer leitenden Flüssigkeit definiert elektrisch leitfähig gemacht wird.

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeich net durch eine den einen Pol des elektrischen Feldes bildende Zylinderelektrode (2) zum Hindurchführen des den anderen Pol des elektrischen Feldes bildenden Fadens (6) und einen das Potential der Zylinderelektrode (2) be sitzenden Schlichtezerstäuber (3).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegenüber dem Faden (6) als Anode positiv geladene Zylinderelektrode (2) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß um den Faden (6) herum eine Vorrichtung (10) zum Er zeugen eines magnetischen Drehfeldes, insbesondere nach Art eines Drehstrommotors, angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes magnetische Einzelpole (12) besitzt, die elek trisch auf demselben Potential liegen und die die dem Faden (6) zugeordnete Zylinderelektrode (2) bilden.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zum Erzeugen des magnetischen Drehfeldes in Transportrich tung des Fadens (6) hinter dem Zerstäuber (4) angeordnet ist.