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Verfahren zur Herstellung von künstlichem Roßhaar aus Pflanzenfasern.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Behandlung von Fasermaterial,
beispielsweise Kokosfasern, um sie als Ersatz für Roßhaar geeignet zu machen. 7u
diesem Zweck wurde bisher so vorgegangen, daß man das Fasermaterial in eine Lösung
oder einen Lack eintauchte und dann eine Kräuselung zwischen geriefelten Walzen
oder heißen, gerippten Platten vornahm, worauf die Rasse getrocknet wurde, so daß
die
Fasern eine dauernde Kräuselung oder Lockung erhielten, die
ihnen die für Roßhaar kennzeichnende Elastizität verlieh.
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Es hat sich aber herausgestellt, daß ein derartiger Kräuselungsvorgang
nicht genügend auf die Faser einwirkt, und daß die erhitzten, gerippten Platten,
obschon zur Erzeugung der Kräuselung der Faser durchaus wirksam, leicht ein teilweises
Versengen der Fasern veranlassen, und daß die bereits mit der Lösung überzogenen
Fasern infolgedessen leicht dem Angriff durch Bakterien ausgesetzt sind mit der
Wirkung, daß die Faser innerhalb kurzer Zeit in kurze Stücke zerfällt und wertlos
wird.
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Die Erfindung bezweckt, diese Übelstände dadurch zu beseitigen, daß
die wirksame Form der Fasern statt durch Kräuselung in der oben angedeuteten Weise
durch Zusammenballen oder -knüllen erzielt und hinterher die Lösung zur Anwendung
gebracht wird. Die Erfindung besteht also in einem Verfahren und einer Einrichtung
zur Herstellung künstlichen Roßhaares aus Pflanzenfasern, wonach kleine Teile der
Fasermasse von einem größeren Ballen getrennt und einem Wickel- oder Knüllprozeß
unterworfen werden, so daß sie Rollen- oder Lockenform erhalten, worauf die Fasern,
um die Lockenform dauerhaft zu machen, mit einer Lösung getränkt und schließlich
getrocknet werden.
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In den Zeichnungen sind mehrere zur Ausführung des Verfahrens geeignete
Einrichtungen beispielsweise dargestellt.
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Abb. I und 2 zeigen eine solche Einrichtung schematisch in Ansicht
von der Seite bzw. von oben.
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Abb. 3 und 4 veranschaulichen Einzelheiten dieser Einrichtung.
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Abb. 5 ist eine der Abb. I entsprechende schematische Seitenansicht
einer etwas anderen Ausführungsform.
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Abb. C stellt eine Einzelheit dar, während die Abb. 7, 8 und 9 einen
Teil der Einrichtung nach Abb.5 in Seitenansicht, Aufsicht bzw. Endansicht in größerem
Maßstab veranschaulichen.
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Abb. Io zeigt eine Einzelheit.
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In den Abb. I und' 2 ist mit a ein Einweichbehälter bezeichnet, durch
den ein Strom von kaltem oder warmem Wasser umläuft. Der Umlauf wird durch eine
Pumpe b aufrechterhalten, die durch ein Saugrohr c und ein Rücklaufrohr d mit dem
Behälter a in Verbinlung steht. Auf lem einen Ende ist der Tank mit einer Speiseöffnung
c versehen, an die sich ein schräger Rost f anschließt. Der Tank ist oben durch
einen in schwacher Neigung verlaufenden Deckel g abgeschlossen. Dieser Deckel reicht
bis zum Austragende h, das die Verbindung mit einem erweiterten Teil k am anderen
Ende des Behälters darstellt. Im Betrieb wird ein Ballen, beispielsweise von Kokosfasern,
durch die Öffnung e in den Behälter gebracht. Durch das Wasser werden die fest zusammengepreßten
Fasern aufgelöst und nach der Austrittsöffnung h zu geschwemmt. Quer vor der öffnung
h sind Krempelorgane l auf Wellen in gelagert, und zwar abwechselnd mit Förderbändern
n, die ebenfalls über die Wellen m laufen. Die Krempelorgane l, die in unmittelbarer
Nachbarschaft der Austrittsöffnung lt umlaufen, führen die Fasern den Förderbändern
zu, die sie ihrerseits mitnehmen und in Form eines Fließes oder einer Matte auf
das Brett p bringen, von wo aus das Fließ zwischen zwei Quetschwalzen q tritt, die
das überschüssige Wasser entfernen. Die erwähnten Walzen und Wellen laufen mit Ausnahtnie
der unteren Walze in in; geeigneten, iin oberen Teil des erweiterten Endes des Behälters
a angebrachten Lagern und werden beispielsweise durch Triebketten oder =bänder von
einer bei y- angedeuteten Vorgelegevelle aus in geeigneter Weise angetrieben. Nachdem
das Faserfließ durch die Ouetschwalzen q hindurchgetreten ist, wird es einer Reihe
von Abteilwalzen s zugeführt, von denen jede zweckmäßig mit drei in gewisser Entfernung
voneinander angeordneten Zähnen versehen ist und die durch einen Riementrieb mit
der Welle r in Verbindung stehen. Die Abteilwalzen s sind von einem zvlindrischen
oder anders gestalteten Gehäuse tc eingeschlossen, von dem eine Anzahl Windladen
oder Rohrleitungen v ausgehen, die sich über die mit °w bezeichnete Knüll- oder
Rollvorrichtung erstrecken und bis in die Nähe der Mitte dieser Vorrichtung reichen.
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Die Knüll- oder Rollvorrichtung w besteht aus zwei wagerechten 'Scheiben,
von denen die obere x festliegt und auf Beinen y ruht, während die untere N in der
Mitte durch eine Säule2 getragen wird, innerhalb deren.eine senkrechte Welle angeordnet
ist, an deren oberem Ende die untere Scheibe z befestigt ist. Das untere Ende der
senkrechten Welle wird durch Verm:ittelung eines Kegelgetriebes 3 von einer geeigneten
Kraftquelle aus angetrieben. Die obere feste Scheibe x trägt auf ihrer Unterseite
einen ausgeschnittenen mittleren Teil, in den die offenen Enden der Luftleitungen
v eingelassen sind, :während die obere Fläche der unteren drehbaren Scheibe z einen
verstärkten Mittelteil aufweist, dessen abgeschrägte Kante in die ebene Fläche der
Scheibe eingreift. Die beiden Scheiben sind in einer Entfernung voneinander angeordnet,
;lie den zwischen ihnen zu behandelnden Fasern angepaßt ist. Rund uni ,die, Kante
der
Drehscheibe z ist eine Luftleitung 4 vorgesehen, die durch eine
radial gerichtete Zweigleitung mit einem Sauggebläse 6 in Verbindung steht.
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Aus der beschriebenen Einrichtung ergibt sieh, daß, wenn das Faserfließ,
nachdem es die Quetschwalzen q verlassen hat, weiterbefördert wird, durch eine geeignete
(in der Zeichnung nichtdargestellte) Öffnung in das an die Luftleitungen angeschlossene
Gehäuse u und in den Bereich der Zähne t der Abteilwalze s gelangt. Durch diese
Walzen werden kleine Portionen der Fasermasse aus dem Fließ gerissen, diese Portionen
werden durch Vermittlung des Gebläses 6 durch die Luftleitungen v gesaugt und so
auf die Dreh-Scheibe z befördert. Hier bewegen sie sich, während sie sich noch unter
der Wirkung des in der Leitung 4 herrschenden Unterdrucks befinden, zwischen den
Scheiben x und z nach außen. Da eine dieser Scheiben feststeht, während die andere
sich dreht, erhalten die Faserportionen beim Wandern zwischen den Scheiben eine
Lockung oder Rollung, solange sie sich in mehr oder weniger feuchtem Zustande befinden.
Die Faserportionen treten nicht etwa in rein radialer Richtung aus, vielmehr beschreiben
sie zykloidenartige Wege, die in sich selbst zurücklaufen, wie in Abb. Io angedeutet,
und treten schließlich in die Ringleitung 4 ein.
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Um jede unzulässige Anhäufung von Fasermaterial auf der Drehscheibe
zu verhindern, nehmen, wie Abb.2 erkennen läßt, die Austrittsöffnungen der Luftleitungen
v in der oberen Scheibe ein Drittel der verfügbaren Umfangsausdehnung ein, und das
relative Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Drehscheibe z und den Austragswalzen
s ist so gewählt, daß, nachdem die Leitungen v eine Portion der Fasermasse auf die
Drehscheibe abgeliefert haben, die der von einer Zahnreihe der Abteilwalzen aus
dem Fließ ausgezogenen Fasermenge entspricht, von den Luftleitungen kein weiteres
Material geliefert wird, bis die Drehscheibe sich um eine Drittelumdrehung weiterbewegt
hat. Da durch wird erreicht, daß auf der Drehscheibe stets ein klarer Zwischenraum
entsteht, bevor eine neue Portion Fasermaterial von den Abteilwalzen her aufgenommen
wird.
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Nachdem die Fasern auf diese Weise gelockt bzw. gerollt sind, treten
sie durch eine Leitung 5 in einen Kasten 7 über. Aus diesem Kasten wird die Luft
mittels der Leitung 8a vom Gebläse abgesaugt, wobei Vorsorge getroffen ist, daß
die Fasern die Leitung nicht verstopfen.
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Aus dem Kasten 7 werden die Fasern in einen eine chemische Flüssigkeit
enthaltenden Behälter,9 befördert, um sie mit einer Lösung zu tränken, durch die
die Lockenform der Fasern dauerhaft gemacht wird. Diese Lösung, die nicht Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist, kann beliebige gewünschte Eigenschaften besitzen.
Die Fasern gelangen aus dem Kasten 7 durch eine Schurre 8 unter der Saugwirkung
der in dem Rohr Io nach unten strömenden Lösung in dieses Rohr, das darauf rückwärts
und vorwärts durch eine in gegeigneter Weise beheizte Trommel I I geführt wird.
Das Rohr Io tritt durch einen Deckel I2 in die hohle dampfgeheizte Trommel II ein
und durch den Deckel I3 am anderen Ende wieder aus; es wird dann durch Vermittlung
eines Rücklaufkrümmers wieder in die Trommel zurückgeführt, tritt nochmals am anderen
Ende aus und durch Vermittlung eines zweiten Rücklaufkrümmers wieder ein. Dies kann
beliebig oft wiederholt werden, bis das Rohr schließlich durch den Deckel I3 endgültig
austritt, wo es an eine Saugpumpe I4 angeschlossen ist, die mit der Austrittsleitung
I5 in Verbindung steht. In Abb.3 ist der Deckel I3 mit seinen Rücklaufkrümmern und
dein Pumpengehäuse 1d. dargestellt, während in Abb. d. der Deckel 12 mit den betreffenden
Krümmern und dem Einlaßrohr io veranschaulicht ist. Nachdem -die Lösung .mit der
Fasermasse das Rohr 15 durchströmt hat, gelangt sie in einen Trog 16 und über eine
Überlaufleiste 17 des letzteren auf einen schrägen Rost i8, auf dem die Lösung
vermittels einer schräg angeordneten Leitung i9, die zu dem Rücklaufrohr 2o führt,
von der Fasermasse abgesaugt wird. Die Lösung wird auf diese Weise wieder in den
Kreislauf eingeführt, und die in der Flüssigkeit schwimmenden Fasern werden durch
und durch mit der Lösung getränkt. Es ist darauf hinzuweisen, daß, wenn die Fasermasse
in dein Kasten 7 ankommt und durch die Schurre 8 geführt wird, sie der trocknenden
Wirkung der Wärme ausgesetzt ist, die von der quer vor .der Mündung der Schurre
vorbeiströmenden heißen Lösung ausgestrahlt wird, derart, daß die in der Fasermasse
noch enthaltene Feuchtigkeit vollständig ausgetrieben wird, bevor die Masse in die
Lösung eingetaucht wird. Bei -der beschriebenen Ausführung sind für die Fasermasse
fünf Durchgänge durch die beheizte Trommel ii vorgesehen. Es kann aber nötigenfalls
natürlich eine größere oder kleinere Anzahl von Durchlässen vorgesehen sein.
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Zur Vermeidung der Gefahr der Verstopfung der Pumpe 14 durch die Fasern
ist zwischen .der Leitung 2o und der Pumpe eine Nebenleitung oder ein Umkehrrohr
21 angeordnet. Dieses Rohr ist mit einem 'Absperrschieber oder einem anderen Ventil
22 ausgerüstet. Das Ventil ist für gewöhnlich geschlossen.
Wird
es aber geöffnet, so wird die Strömung im Rohr 20 durch das Rohr 2t geleitet und
damit, während die Pumpe nach wie vor durch das Rohr I5 fördert, die Strömungsrichtung
innerhalb der Pumpe um--ekehrt, wodurch etwaige Faseransammlungen beseitigt werden.
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Nachdem von der imprägnierten Fasermasse beim Herabrutschen über den
Rost I8 die Flüssigkeit abgetropft ist, gelangt die Masse in den oberen Teil einer
Trockenkammer 23, wo sie auf ein endloses wanderndes Band 24 fällt, das sie über
Fächer 25 hin und her führt und nach und nach in der Kammer nach unten befördert,
bis sie durch einen Auslaß 26 austritt, wo sie in einem geeigneten Behälter aufgefangen
wird. Die Fasern behalten dabei die ihnen erteilte Lockenform. Die Kammer 23 wird
durch am Boden angeordnete Dampfschlangen 27 geheizt. Oben in der Kammer ist ein
Sauggebläse 28 vorgesehen, um den Trockenvorgang zu beschleunigen. Natürlich können
auch Trokkenvorrichtungen beliebig anderer Art Verwendung finden.
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Die in Abb. 5 dargestellte Einrichtung ist der beschriebenen im großen
und ganzen ähnlich, nur wird hier eine andere Vorrichtung zum Locken bzw. Rollen
der Fasern benutzt. Der Einweichbehälter a sowie der Behälter q für die chemische
Behandlung und die zu ihnen gehörigen Teile sind in derselben Weise ausgebildet,
wie bei der im Vorstehenden beschriebenen Anlage, so daß sich eine nähere Beschreibung
erübrigt.
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Nachdem die Fasern die Austragwalzen s verlassen haben, gelangen sie
durch die Kanäle 29 zu einer Düse 30. Diese Bewegung der Fasern wird durch die Wirkung
eines Gebläses 3I veranlaßt, durch das die Fasern aus der Düse heraus zwischen zwei
endlose Bänder 32, 33 geschleudert werden. Wie insbesondere die Abb. 7, 8 und 9
erkennen lassen, läuft das untere Band 33 um zwei Trommeln 34, deren Achsen in auf
der Grundplatte 36 befestigten Lagern 35 umlaufen. Das obere Trumm des Bandes wird
von, kleineren leer laufenden Trommeln 37 unterstützt, um ein Durchhängen zu verhindern.
Das Band kann in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung vermittels der Antriebsscheibe
38 (Abb. 8) bewegt werden; es kann aber auch dauernd stillstehen.
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Das obere Antriebsband 33 läuft um Trommeln 39, die in Lagern 40,
4I ruhen. Die Lager beider Trommeln werden von einem rechtwinkligen Rahmen 42 getragen.
Das obere Band 32 wird durch Vermittlung der Antriebsscheibe 43 derart angetrieben,
daß sein unteres Trumm sich in der durch den betreffenden Pfeil (Abb. 7) angedeuteten
Richtung, also entgegengesetzt zu dem Bewegungssinn des oberen Trumms des unteren
Bandes bewegt.
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Das obere Band 32 erhält eine zusätzliche Querbewegung oder seitliche
Verschiebung. Zu diesem Zweck sind die Enden des Rahmens 42 mit Füßen oder Trägern
44 ausgerüstet, die auf Böcken 45 gleiten können, welch letztere einen Teil der
auf der Grundplatte 36 befestigten Ständer 46 bilden. Zur Hin- und Herbewegung dieser
Gleitfüße ist an jedem Ende des Rahmens 42 eine Verbindungsstange 47 angelenkt,
die mit ihren anderen Enden an Kurbelscheiben 48 angelenkt sind. Diese Scheiben
sitzen auf den Enden einer Welle 49, die sich längs der Maschine erstreckt und von
an den Ständern 46 sitzenden Lagern 50 getragen wird. In der Nähe der Mitte trägt
die Welle 49 eine Antriebsscheibe 5I. Beim Umlaufen der Welle 49 wird der Rahmen
412 .mit den von ihm getragenen Trommeln 39 und dein über diese laufenden Bande
32 seitlich hin und 'her bewegt. Dies geschieht ohne Beeinträchtigung der gewöhnlichen
Längsbewegung des Bandes, da durch die Antriebsscheibe d.3 eine entsprechende Gleitbewegung
ihrer Welle in einem zusätzlichen Lager 52, das auf einem an der Grundplatte 36
befestigten Bocke 53 sitzt, nicht verhindert -wird. Der Bock 53 verhindert gleichzeitig,
daß der rechtwinklige Rahmen 42 durch den Zug des Antriebsriemens auf die Scheibe
a.3 angehoben wird.
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Wie Abb. 7 erkennen läßt, ist das Lager 4. r etwas höher als das Lager
3.o, und das untere Trumm des oberen Bandes tritt, nachdem es im wesentlichen über
die ganze Länge der Maschine mit dein betreffenden Teil des unteren Bandes parallel
und in einem bestimmten Abstan de von ihm gelaufen ist, hinter der Trommel 5.a.,
die diese Bewegung sichert, von dem unteren Bande zurück, bevor es über die Trommel
39 läuft. Auf diese Weise wird eine düsenartige öffnung gebildet, die der
Düse 30 (-Abb. 5) entspricht.
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Die aus der Düse 3o austretenden Fasern werden zwischen die beiden
Bänder geblasen, wobei sie durch das untere Band, unterstützt durch die Wirkung
des von dem Gebläse 31
ausgehenden Luftstromes, nach vorn geführt iN erden.
Auf diesem Wege ist die Faserrusse der Wirkung einander entgegengerichtürter Bewegungen
der Bänder und außerdem -!er in der Querrichtung vor sich gehenden Hin- und Herverschiebung
des oberen Bandes unterworfen. Durch diese kombinierte Wirkung erhalten die Fasern
die dem Roßhaar eigentümlichen Lockungen oder Windungen.
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Nachdem die Fasermasse zwischen den Bändern hindurchgewandert ist,
wird sie in
die offene Mündung einer Leitung 55 (Abb. 5) eingesaugt
und gelangt unter der Wirkung des Sauggebläses 6 in den Kasten 7, wie bei Besprechung
der ersten Ausführungsform bereits beschrieben. Die nachfolgende Behandlung der
Fasern ist dann dieselbe wie oben erläutert.
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Bevor die Fasermasse die Trockenkammer 23 verläßt, kann sie der Wirkung
einer Krempel oder eines Reißwolfes 56 (Abb. 6) ausgesetzt werden, worauf sie durch
die Austragöffnung 26 austritt.
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Durch die beschriebene Behandlungsweise erhält die Faser Eigenschaften,
die denen dcs natürlichen elastischen Roßhaares ähneln. Sie neigt nicht mehr zum
Zusammenballen und Hartwerden und eignet sich infolgedessen in hervorragendem Maße
als Füllmaterial für Polsterwaren, Matratzen u. dgl.