EP3722466A1 - Vorrichtung und verfahren zum verspinnen von fasern - Google Patents

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EP3722466A1
EP3722466A1 EP19167918.2A EP19167918A EP3722466A1 EP 3722466 A1 EP3722466 A1 EP 3722466A1 EP 19167918 A EP19167918 A EP 19167918A EP 3722466 A1 EP3722466 A1 EP 3722466A1
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EP
European Patent Office
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fibers
unit
actuators
reaction chamber
sieve
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EP19167918.2A
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French (fr)
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Norbert Frosch
Zenobia Frosch
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G5/00—Separating, e.g. sorting, fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • D01G99/005—Conditioning of textile fibre during treatment before spinning

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for spinning fibers.
  • the fiber web is processed into individual rovings by means of warping and parallel laying, whereby a roving yarn is formed by slightly twisting the rovings.
  • a yarn is produced from the roving or roving by refining the roving or roving in drafting devices or drafting units into a finer roving according to the desired fineness of the yarn.
  • the fibers are exposed to mechanical loads.
  • Known spinning processes are dry spinning processes such as ring, rotor, winding processes and also air spinning, nozzle spinning and air jet processes. Friction spinning is also known.
  • the yarns are drawn, with the fibers in the yarns being exposed to high mechanical loads.
  • the invention is based on the object of providing a device and a method for spinning fibers, by means of which yarns of high reproducible quality can be produced in an efficient manner.
  • the invention relates to a device for spinning fibers.
  • Coating means are used to provide individual fibers with a coating that generates an electric and / or magnetic field.
  • the coated fibers are exposed to a field of electrical and / or magnetic actuators.
  • the actuators are controlled by a computer unit and are designed to feed a subset of the fibers present in the reaction chamber with a length distribution predetermined by the computer unit to a sieve unit.
  • a compactor unit the fibers are drawn off the sieve unit and compacted into a sliver.
  • the invention also relates to a corresponding method.
  • the basic idea of the invention is to provide a computer-controlled method for the production of slivers from individual fibers, in which fibers with precisely predeterminable lengths or length distributions are processed without mechanical stress to individual slivers or roving, variable depending on the desired yarn count, which then only have to be finished by twisting them into yarns.
  • the principle of the invention is based on providing individual fibers with an electrical and / or magnetic coating, whereby the different fibers are individually individualized. It is essential that fibers of different lengths also generate different electrical and / or magnetic fields.
  • the fibers coated in this way are influenced in a reaction chamber by means of electrical and / or magnetic actuators which can be controlled by a computer unit.
  • the actuators are arranged in the reaction chamber, in particular over the full area on at least one inside, in such a way that these fibers can be used to manipulate the entire interior of the reaction chamber.
  • the operation of the actuators is controlled in a time and location-dependent manner.
  • the operating parameters of the actuators can be specified via the computer unit in such a way that only fibers whose lengths are within a narrowly limited length distribution are selectively manipulated with them manipulated with the actuators only fibers with a desired length, but not fibers whose lengths are outside the length distribution.
  • the length-selective and quantitative manipulation of the fibers with the specified nominal length or lengths is carried out by a time and location-dependent control of the actuators in such a way that they are fed to a sieve unit within the reaction chamber. There these fibers are deposited and form a flat, coherent fiber structure. The fibers are drawn off from this sieve unit and fed to a compactor unit, where a sliver is formed from the fibers of the fabric by compacting.
  • Twisting the fuses shut Yarns can be made by means of a twist generator, by means of spindles or by means of suitable air turbulence.
  • An essential aspect of the invention is that, during the production of the slivers from the individual fibers in the reaction chamber, these fibers are not exposed to any mechanical loads that could lead to a deterioration in the fiber quality.
  • actuators are used to manipulate the fibers in a length-selective manner. This can be used to produce rovings that consist of fibers whose lengths match within specified tolerance limits.
  • the length distribution and number of fibers in the sliver can be precisely specified under computer control via suitable control of the actuators by the computer unit.
  • a reproducible, high yarn quality is thus obtained, the same parameters such as elongation, strength, hairiness or yarn fineness being reproducibly obtained over the entire length of the yarn.
  • the downstream manufacturing process of yarns from the slivers manufactured according to the invention is also simplified.
  • the fuses no longer have to be stretched.
  • ring or air-jet spinning machines are used to twist the slivers into yarns, a considerable simplification of the spinning process can be obtained in that only a feed or output cylinder with a top roller as a clamping point has to be provided for the slivers, so that after the Pinch point, there is no longer a spinning triangle with only inadequate fiber control.
  • the yarns according to the invention can be used to produce high-quality textile fabrics that can be designed in particular as technical textiles such as smart textiles.
  • a plasma is present in the reaction chamber.
  • Irradiation means which generate laser, UV or electron beams can be provided as actuators.
  • high-energy radiation can cause a discharge or charge reversal on particles in the plasma.
  • the actuators particularly advantageously include at least one adaptive plasma electrode.
  • the adaptive plasma electrode to which a corresponding counter electrode is assigned, has a matrix arrangement with a large number of electrode segments, which means that different field profiles of an electrical constant or low frequency field can be specified in a variable manner.
  • a vacuum is present in the reaction chamber.
  • the actuators are advantageously magnetic field actuators, piezo actuators or eddy current actuators.
  • actuators formed in this way spatially variable electrical and / or magnetic fields can also be generated, which can be used for a targeted manipulation and positioning of fibers with a predetermined length.
  • a prerequisite for a targeted manipulation of the fibers by the aforementioned actuators is that the fibers have an electrical and / or magnetic coating so that the fibers generate different electrical and / or magnetic fields depending on the fiber length.
  • the coating agents required for this can be arranged in the reaction chamber itself.
  • suitable coating materials can be introduced into the reaction chamber through nozzle systems and the like in order to coat fibers contained therein.
  • the coating means can also be located upstream of the reaction chamber, so that fibers that have already been coated are then fed to the reaction chamber.
  • reaction chamber can be preceded by a device for mixing previously separated and cleaned fibers, with the mixing being able to take place by means of compressed air or eddy current arrangements.
  • a sheet-like fiber structure is formed by the accumulation of fibers with the predetermined length distribution in the sieve unit.
  • the screen unit can be formed by a screen plate or a screen roller.
  • the flat fiber structure is fed from the sieve unit to the compacting unit, in which the sliver is produced by compacting the flat structure.
  • the coatings remain on the fibers because they are not disruptive.
  • the individual fibers of a fuse are held together by internal frictional forces.
  • tensile forces are exerted on the fibers present there by the compression unit, but these forces are dimensioned in such a way that they do not impair the quality of the fibers.
  • the tensile forces can be applied by suction or electromagnetic forces, the latter variant being particularly suitable for reaction chambers in which there is a vacuum.
  • sensor means are provided which are designed to detect and control fibers in the reaction chamber.
  • the sensor means can for example be formed by suitable optical sensors.
  • the roving process can be continuously monitored and controlled with the sensor means.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the device 1 according to the invention.
  • the device 1 has a reaction chamber 2 as a central component, which in the present case has a cuboid contour.
  • Fibers 4, which were separated and cleaned in a preceding process step, are fed to the reaction chamber 2 via a feed line 3.
  • a coating unit 5 which is located upstream of the reaction chamber 2 and is integrated into the feed line 3 and forms a coating agent, the fibers 4 are coated with an electrical or electromagnetic coating before they are introduced into the reaction chamber 2. Depending on the fiber length of the fibers 4, they thus generate different electrical or electromagnetic fields.
  • a unit (not shown) for mixing the fibers 4 can be assigned to the coating means, as a result of which the fibers can be mixed using compressed air or eddy current units.
  • a plasma is located inside the reaction chamber 2, an electrode 6 and a counter-electrode 7 being provided in a known manner to generate and maintain it, which are arranged on the insides of opposing walls of the reaction chamber 2.
  • the electrode 6 and The circuit arrangement (not shown) assigned to the counter electrode 7 is controlled by a central computer unit 8.
  • an irradiation source 9 with an upstream masking unit 10 is provided in the reaction chamber 2, which together form a spatially resolving irradiation unit.
  • This irradiation unit is located on the inside of a third wall of the reaction chamber 2, which is oriented perpendicular to the walls of the reaction chamber 2 with the electrode 6 or the counter electrode 7.
  • the irradiation unit is controlled by the computer unit 8 and can thus emit high-energy radiation into the reaction chamber 2 as a function of location.
  • the radiation can be designed as laser, UV or electron radiation.
  • This irradiation is selected such that fibers 4 with a predetermined length distribution are manipulated in a targeted manner in a length-selective manner, specifically in such a way that only the fibers 4 with this length distribution are fed to a target location which is formed by a sieve unit 11.
  • the manipulation of the fibers 4 by the irradiation unit takes place through a targeted discharge or reloading of the fibers 4.
  • the sieve unit 11 can be formed by a sieve plate or a sieve roller.
  • the fibers 4 collected on the sieve unit 11 form a flat fiber structure in the form of a fiber web.
  • This fiber web is fed to a compacting unit 12.
  • the fibers 4 of the fiber web are compressed to form a sliver 13, the fibers 4 of the sliver 13 being held together by frictional forces.
  • the coatings on the fibers do not have a disruptive effect.
  • Tensile forces are preferably exerted on the fibers 4 of the fiber web in order to pull them off from the sieve unit 11 and to feed them to the compression unit 12.
  • the tensile forces that are controlled by the computer unit 8 can be suction forces or electromagnetic forces.
  • the sliver 13 produced in the compressor unit 12 is discharged from the reaction chamber 2 via a discharge line 14.
  • Suitable sealing means can be provided both on the supply line 3 and on the discharge line 14 in order to encapsulate the interior of the reaction chamber 2.
  • the roving 13 is then processed further into a yarn by a twist generator, by spindles or by air turbulence by turning.
  • FIGS. 2a, 2b show a further embodiment of the device 1 according to the invention.
  • This device 1 differs from the device 1 according to FIG Figure 1 only with regard to the actuators.
  • an adaptive plasma electrode 15 is provided in the present case, to which a counter electrode 7 is assigned.
  • the adaptive plasma electrode 15 consists of a matrix-like arrangement of electrode segments 16 which form actuator elements and which are controlled by the computer unit 8.
  • fibers 4 can be manipulated length-selectively and fed to the sieve unit 11.
  • the actuator elements generate a suitable location and time-dependent field profile in the reaction chamber 2.
  • FIGS. 3a, 3b show a further embodiment of the device 1 according to the invention.
  • This device 1 differs from the devices of FIG Figures 1 and 2 in that there is a vacuum in the reaction chamber 2, which in the present case has a hollow cylindrical shape, which is generated with a vacuum generating unit 17.
  • the coating of the fibers 4 takes place in the reaction chamber 2 itself, for which purpose coating agents are introduced into the reaction chamber 2 via suitable nozzles 18.
  • the fibers 4 are coated with a suitable coating in such a way that they generate different electrical and / or magnetic fields depending on their length.
  • a cylindrical actuator arrangement 19 is provided, which extends along the inside of the lateral surface of the reaction chamber 2.
  • the actuator arrangement 19 is divided into a plurality of actuator segments 19a.
  • the actuators can form a magnetic field arrangement.
  • the actuator segments 19a can be formed by piezo actuators or eddy current actuators.
  • the actuator segments 19a are individually controlled by the computer unit 8, whereby fibers 4 with predetermined lengths are fed to the sieve unit 11.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) und ein Verfahren zum Verspinnen von Fasern (4). Mittels Beschichtungsmitteln werden einzelne Fasern (4) mit einer ein elektrisches und/oder magnetisches Feld generierenden Beschichtung versehen. In einer Reaktionskammer (2), werden die beschichteten Fasern (4) einem Feld von elektrischen und/oder magnetischen Aktuatoren ausgesetzt. Die Aktuatoren sind von einer Rechnereinheit (8) gesteuert und ausgebildet, von in der Reaktionskammer (2) vorhandenen Fasern (4) eine Teilmenge mit einer durch die Rechnereinheit (8) vorgegebenen Längenverteilung einer Siebeinheit (11) zuzuführen. In einer Verdichtereinheit (12) werden die Fasern (4) von der Siebeinheit (11) abgezogen und zu einer Lunte (13) verdichtet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verspinnen von Fasern.
  • Zur Herstellung von Garnen aus Fasern wird in bekannter Weise aus textilen Faserballen eine Vereinzelung von einzelnen Flocken durchgeführt, aus welchen dann ein Faserflor gewonnen wird. Hierzu werden typischerweise Krempelbeziehungsweise Kardiermaschinen eingesetzt. Dort wird der Faserflor durch kämmen oder dergleichen generiert. Dabei werden die Fasern hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, was zu einer Beeinträchtigung der Faserqualitäten führen kann.
  • Durch weitere mechanische Prozesse wird der Faserflor durch Verziehen und Parallellegen zu einzelnen Lunten verarbeitet, wobei durch ein leichtes Verdrehen der Lunten ein Vorgarn gebildet wird.
  • In Spinnmaschinen wird aus den Lunten beziehungsweise aus dem Vorgarn ein Garn erzeugt, indem die Lunten beziehungsweise das Vorgarn in Verzugseinrichtungen beziehungsweise Streckwerken noch zu einer feineren Lunte gemäß der gewünschten Feinheit des Garns verfeinert werden. Auch hierbei sind die Fasern mechanischen Belastungen ausgesetzt. Bekannte Spinnverfahren sind Trocken-Spinnverfahren wie zum Beispiel Ring-, Rotor-, Umwindeverfahren und auch Luftspinnen, Düsenspinnen und Air Jet Verfahren. Des Weiteren ist auch das Friktionsspinnen bekannt. Abschließend erfolgt noch ein Verstrecken der Garne, wobei auch hier die Fasern in den Garnen hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verspinnen von Fasern bereitzustellen, mittels dessen auf rationelle Weise Garne mit hoher reproduzierbarer Qualität herstellbar sind.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der unabhängigen Ansprüche vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verspinnen von Fasern. Mittels Beschichtungsmitteln werden einzelne Fasern mit einer ein elektrisches und/oder magnetisches Feld generierenden Beschichtung versehen. In einer Reaktionskammer werden die beschichteten Fasern einem Feld von elektrischen und/oder magnetischen Aktuatoren ausgesetzt. Die Aktuatoren sind von einer Rechnereinheit gesteuert und ausgebildet, von in der Reaktionskammer vorhandenen Fasern eine Teilmenge mit einer durch die Rechnereinheit vorgegebenen Längenverteilung einer Siebeinheit zuzuführen. In einer Verdichtereinheit werden die Fasern von der Siebeinheit abgezogen und zu einer Lunte verdichtet.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, zur Herstellung von Lunten aus einzelnen Fasern ein computergesteuertes Verfahren bereitzustellen, bei welchem Fasern mit exakt vorgebbaren Längen beziehungsweise Längenverteilungen ohne mechanische Beanspruchungen zu einzelnen Lunten beziehungsweise Vorgarn, variierbar je nach gewünschter Garnfeinheit, verarbeitet werden, die dann nur noch durch Verdrehen zu Garnen endverarbeitet werden müssen.
  • Das Prinzip der Erfindung beruht darauf, einzelne Fasern mit einer elektrischen und/oder magnetischen Beschichtung zu versehen, wodurch die unterschiedlichen Fasern einzeln individualisiert sind. Dabei ist wesentlich, dass Fasern unterschiedlicher Länge auch unterschiedliche elektrische und/oder magnetische Felder generieren.
  • Die so beschichteten Fasern werden in einer Reaktionskammer mittels elektrischen und/oder magnetischen Aktuatoren beeinflusst, die von einer Rechnereinheit gesteuert werden können.
  • Die Aktuatoren sind in der Reaktionskammer, insbesondere an wenigstens einer Innenseite vollflächig, so angeordnet, dass mit diesen Fasern im gesamten Innenraum der Reaktionskammer manipuliert werden können.
  • Mit der Rechnereinheit wird der Betrieb der Aktuatoren zeit- und ortsabhängig gesteuert.
  • Da die Fasern entsprechend ihrer Länge unterschiedliche elektrische und/oder magnetische Felder generieren, können über die Rechnereinheit die Betriebsparameter der Aktuatoren gezielt so vorgegeben werden, dass mit diesen selektiv nur Fasern manipuliert werden, deren Längen innerhalb einer eng begrenzten Längenverteilung liegen, das heißt es werden mit den Aktuatoren nur Fasern mit einer Soll-Länge manipuliert, nicht jedoch Fasern, deren Längen außerhalb der Längenverteilung liegen.
  • Die längenselektive und mengenmäßige Manipulation der Fasern mit den oder der vorgegebenen Soll-Länge erfolgt durch eine zeit- und ortsabhängige Ansteuerung der Aktuatoren derart, dass diese einer Siebeinheit innerhalb der Reaktionskammer zugeführt werden. Dort lagern sich diese Fasern ab und bilden ein flächenförmiges, zusammenhängendes Fasergebilde. Von dieser Siebeinheit werden die Fasern abgezogen und einer Verdichtereinheit zugeführt, wo aus den Fasern des Flächengebildes durch Verdichten eine Lunte gebildet wird.
  • Die am Ausgang der Reaktionskammer anstehenden Lunten, welche je nach gewünschter Garnfeinheit variierbar sind, müssen anschließend nur noch durch Verdrehen zu einem Garn verfertigt werden, wodurch der Herstellungsprozess zur Herstellung von Garnen abgeschlossen ist. Das Verdrehen der Lunten zu Garnen kann mittels eines Drallgebers, mittels Spindeln oder auch durch geeignete Luftverwirbelungen erfolgen.
  • Mit diesem Verfahren ist nicht nur eine rationelle Herstellung von Garnen möglich, vielmehr werden dabei reproduzierbare Garne mit hoher Qualität bereitgestellt.
  • Dabei besteht ein wesentlicher Aspekt der Erfindung darin, dass bei der Herstellung der Lunten aus den einzelnen Fasern in der Reaktionskammer diese Fasern keinerlei mechanischen Belastungen, die zu einer Beeinträchtigung der Faserqualität führen könnten, ausgesetzt sind.
  • Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass mit den Aktuatoren eine längenselektive Manipulation der Fasern erfolgt. Damit können Lunten hergestellt werden, die aus Fasern bestehen, deren Längen innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen übereinstimmen.
  • Dabei kann die Längenverteilung und Anzahl der Fasern in der Lunte rechnergesteuert über eine geeignete Ansteuerung der Aktuatoren durch die Rechnereinheit exakt vorgegeben werden. Damit wird eine reproduzierbare, hohe Garnqualität erhalten, wobei über die gesamte Garnlänge reproduzierbar die gleichen Parameter wie zum Beispiel Dehnung, Festigkeit, Haarigkeit oder Garnfeinheit erhalten werden. Damit wird eine reproduzierbare Garnklassifizierung erhalten, das heißt bisher unvermeidbare Garnnummernschwankungen oder andere Materialschwankungen werden drastisch reduziert.
  • Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren reproduzierbar Garne mit definierter, gleichbleibend hoher Qualität hergestellt werden können, kann auf nachgelagerte Qualitätsprüfungen wie Faserprüfungen weitgehend verzichtet werden oder es sind diese nur noch in eingeschränktem Umfang erforderlich.
  • Weiterhin vereinfacht sich auch der nachgelagerte Herstellungsprozess von Garnen aus den erfindungsgemäß gefertigten Lunten. Die Lunten müssen nicht mehr verstreckt werden. Weiterhin kann dann, wenn zum Verdrehen der Lunten zu Garnen Ring- oder Luftspinnmaschinen eingesetzt werden, eine erhebliche Vereinfachung des Spinnprozesses dadurch erhalten werden, dass für die Lunten lediglich ein Zuführungs- oder Ausgangszylinder mit einer Oberwalze als Klemmpunkt vorgesehen werden muss, so dass nach dem Klemmpunkt kein Spinndreieck mehr entsteht, bei welchem nur eine mangelhafte Faserkontrolle gegeben ist.
  • Letztlich können mit den erfindungsgemäßen Garnen hochqualitative textile Flächengebilde hergestellt werden, die insbesondere als technische Textilien wie zum Beispiel Smart Textilien ausgebildet sein können.
  • Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist in der Reaktionskammer ein Plasma vorhanden.
  • In einem solchen Plasma, das heißt einem Gas, dessen Eigenschaften wesentlich durch die Existenz positiver und negativer Ionen oder auch freier Elektronen bestimmt sind, können gezielt durch eine ortsabhängige Beeinflussung des Plasmas Partikel exakt zu Zielpositionen bewegt werden, beispielsweise um diese dort abzuscheiden. Dieser Effekt ist bekannt und in der Literatur dokumentiert, wobei hier beispielsweise die EP 1 068 633 B1 genannt wird.
  • Dabei können als Aktuatoren Bestrahlungsmittel vorgesehen sein, die Laser-, UV- oder Elektronenstrahlen generieren.
  • Generell kann mit einer energiereichen Bestrahlung eine Entladung oder Umladung an Teilchen im Plasma bewirkt werden.
  • Besonders vorteilhaft umfassen die Aktuatoren wenigstens eine adaptive Plasmaelektrode.
  • Generell weist die adaptive Plasmaelektrode, der eine korrespondierende Gegenelektrode zugeordnet ist, eine Matrixanordnung mit einer Vielzahl von Elektrodensegmenten auf, wodurch variabel unterschiedliche Feldverläufe eines elektrischen Gleich- oder Niederfrequenzfelds vorgegeben werden können.
  • Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung ist in der Reaktionskammer ein Vakuum vorhanden.
  • In diesem Fall sind vorteilhaft die Aktuatoren Magnetfeldaktuatoren, Piezoaktuatoren oder Wirbelstromaktuatoren.
  • Auch mit den so gebildeten Aktuatoren lassen sich räumlich variable elektrische und/oder magnetische Felder generieren, die für eine gezielte Manipulation und Positionierung von Fasern mit vorgegebener Länge genutzt werden können.
  • Voraussetzung für eine zielgerichtete Manipulation der Fasern durch die vorgenannten Aktuatoren ist, dass die Fasern eine elektrische und/oder magnetische Beschichtung aufweisen, so dass je nach Faserlänge die Fasern unterschiedliche elektrische und/oder magnetische Felder generieren.
  • Die hierzu erforderlichen Beschichtungsmittel können in der Reaktionskammer selbst angeordnet sein. Beispielsweise können durch Düsensysteme und dergleichen geeignete Beschichtungsmaterialien in der Reaktionskammer eingeführt werden, um darin enthaltene Fasern zu beschichten.
  • Alternativ können die Beschichtungsmittel der Reaktionskammer auch vorgelagert sein, so dass dann bereits beschichtete Fasern der Reaktionskammer zugeführt werden.
  • Bei beiden Varianten kann der Reaktionskammer eine Vorrichtung zum Durchmischen vorab vereinzelter und gereinigter Fasern vorgeordnet sein, wobei die Durchmischung mittels Druckluft oder Wirbelstromanordnungen erfolgen kann.
  • Durch die zielgenaue längenselektive Positionierung der Fasern wird durch Ansammeln von Fasern mit der vorgegebenen Längenverteilung in der Siebeinheit ein flächenförmiges Fasergebilde gebildet.
  • Dabei kann die Siebeinheit von einem Siebblech oder einer Siebwalze gebildet sein.
  • Von der Siebeinheit wird das flächige Fasergebilde der Verdichtereinheit zugeführt, in der die Lunte durch Verdichten des Flächengebildes erzeugt wird. Bei dieser Herstellung der Lunte verbleiben die Beschichtungen auf den Fasern, da diese nicht störend sind. Die einzelnen Fasern einer Lunte werden durch interne Reibungskräfte zusammengehalten.
  • Um einen effektiven zielgerichteten Abtransport von der Siebeinheit zu gewährleisten, werden auf die dort vorhandenen Fasern durch die Verdichtereinheit Zugkräfte auf die Fasern ausgeübt, die jedoch so dimensioniert sind, dass sie die Qualität der Fasern nicht beeinträchtigen. Die Zugkräfte können durch Absaugen oder elektromagnetische Kräfte aufgebracht werden, wobei letztere Variante insbesondere geeignet ist für Reaktionskammern, in welcher ein Vakuum herrscht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind Sensormittel vorgesehen, welche zur Erfassung und Kontrolle von Fasern in der Reaktionskammer ausgebildet sind.
  • Die Sensormittel können beispielsweise von geeigneten optischen Sensoren gebildet sein. Mit den Sensormitteln kann der Luntenbildungsprozess fortlaufend überwacht und kontrolliert werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1:
    Erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    Figur 2a:
    Zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    Figur 2b:
    Einzeldarstellung einer adaptiven Plasmaelektrode für die Vorrichtung der Figur 2.
    Figur 3a:
    Drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    Figur 3b:
    Querschnittsdarstellung der Anordnung gemäß Figur 3a.
  • Figur 1 zeigt eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 weist als zentralen Bestandteil eine Reaktionskammer 2 auf, die im vorliegenden Fall eine quaderförmige Kontur aufweist.
  • Über eine Zuführleitung 3 werden Fasern 4, die in einem vorangehenden Prozessschritt vereinzelt und gereinigt wurden, der Reaktionskammer 2 zugeführt. In einer der Reaktionskammer 2 vorgelagerten und in die Zuführleitung 3 eingebundenen, ein Beschichtungsmittel bildenden Beschichtungseinheit 5 werden die Fasern 4 vor Einleiten in die Reaktionskammer 2 mit einer elektrischen beziehungsweise elektromagnetischen Beschichtung beschichtet. Je nach Faserlänge der Fasern 4 generieren diese somit unterschiedliche elektrische beziehungsweise elektromagnetische Felder.
  • Den Beschichtungsmitteln kann eine nicht dargestellte Einheit zum Durchmischen der Fasern 4 zugeordnet sein, wodurch eine Durchmischung der Fasern mittels Druckluft- oder Wirbelstromeinheiten erfolgen kann.
  • Im Innern der Reaktionskammer 2 befindet sich ein Plasma, wobei zu dessen Generierung und Aufrechterhaltung in bekannter Weise eine Elektrode 6 und eine Gegenelektrode 7 vorgesehen sind, die an den Innenseiten gegenüberliegender Wände der Reaktionskammer 2 angeordnet sind. Die der Elektrode 6 und der Gegenelektrode 7 zugeordnete Schaltungsanordnung (nicht dargestellt) wird von einer zentralen Rechnereinheit 8 gesteuert.
  • Als Aktuator zur Manipulation von beschichteten Fasern 4 ist in der Reaktionskammer 2 eine Bestrahlungsquelle 9 mit einer vorgeordneten Maskierungseinheit 10 vorgesehen, die zusammen eine ortsauflösende Bestrahlungseinheit bilden. Diese Bestrahlungseinheit befindet sich an der Innenseite einer dritten Wand der Reaktionskammer 2, die senkrecht zu den Wänden der Reaktionskammer 2 mit der Elektrode 6 beziehungsweise Gegenelektrode 7 orientiert ist. Die Bestrahlungseinheit wird von der Rechnereinheit 8 gesteuert und kann so ortsabhängig energiereiche Strahlung in die Reaktionskammer 2 abstrahlen. Die Strahlung kann als Laser-, UV- oder Elektronenstrahlung ausgebildet sein.
  • Diese Bestrahlung wird so gewählt, dass längenselektiv Fasern 4 mit einer vorgegebenen Längenverteilung gezielt manipuliert werden und zwar derart, dass nur die Fasern 4 mit dieser Längenverteilung einem Zielort zugeführt werden, der von einer Siebeinheit 11 gebildet ist. Die Manipulation der Fasern 4 durch die Bestrahlungseinheit erfolgt durch eine gezielte Entladung oder Umladung der Fasern 4. Die Siebeinheit 11 kann von einem Siebblech oder einer Siebwalze gebildet sein.
  • Die an der Siebeinheit 11 gesammelten Fasern 4 bilden ein flächiges Fasergebilde in Form eines Faserflors. Dieser Faserflor wird einer Verdichtereinheit 12 zugeführt. In der Verdichtereinheit 12 werden die Fasern 4 des Faserflors zu einer Lunte 13 verdichtet, wobei die Fasern 4 der Lunte 13 durch Reibungskräfte zusammengehalten werden. Die Beschichtungen der Fasern wirken sich dabei nicht störend aus. Vorzugsweise werden auf die Fasern 4 des Faserflors Zugkräfte ausgeübt, um diese von der Siebeinheit 11 abzuziehen und der Verdichtereinheit 12 zuzuführen. Die Zugkräfte, die von der Rechnereinheit 8 gesteuert werden, können Saugkräfte oder elektromagnetische Kräfte sein.
  • Die in der Verdichtereinheit 12 hergestellte Lunte 13 wird über eine Ausführleitung 14 aus der Reaktionskammer 2 ausgeführt.
  • Sowohl an der Zuführleitung 3 als auch an der Ausführleitung 14 können geeignete Abdichtmittel vorgesehen sein, um den Innenraum der Reaktionskammer 2 zu kapseln.
  • Die Lunte 13 wird dann anschließend durch einen Drallgeber, durch Spindeln oder durch Luftverwirbelungen durch Drehen zu einem Garn weiterverarbeitet.
  • Die Figuren 2a, 2b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
  • Diese Vorrichtung 1 unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 gemäß Figur 1 nur hinsichtlich der Aktuatoren. Zur Ausbildung der Aktuatoren ist im vorliegenden Fall eine adaptive Plasmaelektrode 15 vorgesehen, der eine Gegenelektrode 7 zugeordnet ist. Die adaptive Plasmaelektrode 15 besteht aus einer matrixförmigen Anordnung von Elektrodensegmenten 16, die Aktuator-Elemente bilden und welche von der Rechnereinheit 8 gesteuert werden. Mit den Aktuator-Elementen der adaptiven Plasmaelektrode 15 können längenselektiv Fasern 4 manipuliert und der Siebeinheit 11 zugeführt werden. Hierzu generieren die Aktuator-Elemente einen geeigneten orts- und zeitabhängigen Feldverlauf in der Reaktionskammer 2.
  • Die Figuren 3a, 3b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Diese Vorrichtung 1 unterscheidet sich von den Vorrichtungen der Figuren 1 und 2 dadurch, dass in der Reaktionskammer 2, die im vorliegenden Fall eine hohlzylindrische Form aufweist, ein Vakuum herrscht, das mit einer Vakuumerzeugungseinheit 17 generiert wird.
  • Weiterhin erfolgt die Beschichtung der Fasern 4 in der Reaktionskammer 2 selbst, wobei hierzu über geeignete Düsen 18 Beschichtungsmittel in die Reaktionskammer 2 eingeleitet werden.
  • Je nach Ausbildung der Aktuatoren werden die Fasern 4 mit einer geeigneten Beschichtung derart beschichtet, dass diese je nach Länge unterschiedliche elektrische und/oder magnetische Felder generieren.
  • Im vorliegenden Fall ist eine zylindrische Aktuator-Anordnung 19 vorgesehen, die sich entlang der Innenseite der Mantelfläche der Reaktionskammer 2 erstreckt. Die Aktuator-Anordnung 19 ist in eine Vielzahl von Aktuator-Segmenten 19a unterteilt. Die Aktuatoren können eine Magnetfeldanordnung ausbilden. Weiterhin können die Aktuator-Segmente 19a von Piezoaktuatoren oder Wirbelstromaktuatoren gebildet sein. Die Aktuator-Segmente 19a werden einzeln von der Rechnereinheit 8 gesteuert, wodurch Fasern 4 mit vorgegebenen Längen der Siebeinheit 11 zugeführt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • (1)
    Vorrichtung
    (2)
    Reaktionskammer
    (3)
    Zuführleitung
    (4)
    Fasern
    (5)
    Beschichtungseinheit
    (6)
    Elektrode
    (7)
    Gegenelektrode
    (8)
    Rechnereinheit
    (9)
    Bestrahlungsquelle
    (10)
    Maskierungseinheit
    (11)
    Siebeinheit
    (12)
    Verdichtereinheit
    (13)
    Lunte
    (14)
    Ausführleitung
    (15)
    adaptive Plasmaelektrode
    (16)
    Elektrodensegment
    (17)
    Vakuumerzeugungseinheit
    (18)
    Düse
    (19)
    Aktuator-Anordnung
    (19a)
    Aktuator-Segment

Claims (15)

  1. Vorrichtung (1) zum Verspinnen von Fasern (4), mit Beschichtungsmitteln, mittels derer einzelne Fasern (4) mit einer ein elektrisches und/oder magnetisches Feld generierenden Beschichtung versehen werden, mit einer Reaktionskammer (2), in welcher die beschichteten Fasern (4) einem Feld von elektrischen und/oder magnetischen Aktuatoren ausgesetzt sind, welche von einer Rechnereinheit (8) gesteuert sind, wobei die Aktuatoren ausgebildet sind von in der Reaktionskammer (2) vorhandenen Fasern (4) eine Teilmenge mit einer durch die Rechnereinheit (8) vorgegebenen Längenverteilung einer Siebeinheit (11) zuzuführen und eine Verdichtereinheit (12), in welcher Fasern (4) von der Siebeinheit (11) abgezogen und zu einer Lunte (13) verdichtet werden.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reaktionskammer (2) ein Plasma vorhanden ist.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren wenigstens eine adaptive Plasmaelektrode (15) umfassen.
  4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Aktuatoren Bestrahlungsmittel vorgesehen sind, die UV-, Laser- oder Elektronenstrahlen generieren.
  5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reaktionskammer (2) ein Vakuum vorhanden ist.
  6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren Magnetfeldaktuatoren, Piezoaktuatoren oder Wirbelstromaktuatoren sind.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern (4) unterschiedlicher Länge durch die Beschichtungen unterschiedliche elektrische und/oder magnetische Felder generieren, anhand derer eine längenselektive Beeinflussung von Fasern (4) mittels den Aktuatoren erfolgt.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsmittel in der Reaktionskammer (2) angeordnet oder dieser vorgeordnet sind.
  9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch Ansammeln von Fasern (4) mit der vorgegebenen Längenverteilung in der Siebeinheit (11) ein flächenförmiges Fasergebilde gebildet ist.
  10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebeinheit (11) von einem Siebblech oder einer Siebwalze gebildet ist.
  11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Verdichtereinheit (12) Zugkräfte auf das Fasergebilde in der Siebeinheit (11) ausgeübt werden.
  12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichtereinheit (12) eine mechanische Einheit zum Verdrehen von Lunten (13) zu Garnen nachgeordnet ist.
  13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Beschichtungsmittel Einheiten zum Reinigen und Durchmischen von Fasern (4) vorgeordnet sind.
  14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Sensormittel vorgesehen sind, welche zur Erfassung und Kontrolle von Fasern (4) in der Reaktionskammer (2) ausgebildet sind.
  15. Verfahren zum Verspinnen von Fasern (4), wobei mittels Beschichtungsmitteln einzelne Fasern (4) mit einer ein elektrisches und/oder magnetisches Feld generierenden Beschichtung versehen werden, wobei in einer Reaktionskammer (2) die beschichteten Fasern (4) einem Feld von elektrischen und/oder magnetischen Aktuatoren ausgesetzt sind, welche von einer Rechnereinheit (8) gesteuert sind, wobei mittels den Aktuatoren von in der Reaktionskammer (2) vorhandenen Fasern (4) eine Teilmenge mit einer durch die Rechnereinheit (8) vorgegebenen Längenverteilung einer Siebeinheit (11) zugeführt werden, und wobei in einer Verdichtereinheit (12) Fasern (4) von der Siebeinheit (11) abgezogen und zu einer Lunte (13) verdichtet werden.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2468827A (en) * 1944-10-04 1949-05-03 American Viscose Corp Electrostatic control of fibers
FR1360992A (fr) * 1962-06-20 1964-05-15 Reclamation Trades Res Organis Perfectionnements à la séparation des mélanges de fibres textiles
DE1510533A1 (de) * 1964-07-03 1969-09-18 Battelle Development Corp Verfahren zum Spinnen von zerschnittenen,d.h. kurzen Textilfasern
EP1068633A1 (de) 1998-04-02 2001-01-17 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Verfahren und vorrichtung zur gezielten teilchenmanipulierung und -deposition
WO2016123384A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Board Of Regents, The University Of Texas System Systems and methods for electrostatically individualizing and aligning fibers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2468827A (en) * 1944-10-04 1949-05-03 American Viscose Corp Electrostatic control of fibers
FR1360992A (fr) * 1962-06-20 1964-05-15 Reclamation Trades Res Organis Perfectionnements à la séparation des mélanges de fibres textiles
DE1510533A1 (de) * 1964-07-03 1969-09-18 Battelle Development Corp Verfahren zum Spinnen von zerschnittenen,d.h. kurzen Textilfasern
EP1068633A1 (de) 1998-04-02 2001-01-17 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Verfahren und vorrichtung zur gezielten teilchenmanipulierung und -deposition
WO2016123384A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Board Of Regents, The University Of Texas System Systems and methods for electrostatically individualizing and aligning fibers

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