Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrostatischen Beflocken von faden- oder garnförmigem Material, das in einer Gruppe von nebeneinanderliegenden, mit Kleber beschichteten, geerdeten Fäden zwischen Elektroden hindurchbewegt wird, zwischen denen ein elektrisches Feld hoher Spannung besteht, unter dessen Wirkung das auf einem nicht leitenden, über der unteren Elektrode und unter den Fäden angeordneten Förderband in im wesentlichen gleichmässiger Schicht herangeförderte Flockenmaterial in Richtung zu den Fäden beschleunigt wird.
Beflockte Fäden und Garne eignen sich vorzüglich zum Herstellen effektvoller, moderner Gewebe, die eineiseits durch ihre Flauschigkeit die von Samt und Plüsch bekannte Wärme in Aussehen und Griff aufweisen, anderseits aber die Kunstfasern eigene Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb, Verschmutzung, Einwirkung von Chemikalien usw. haben.
Die Herstellung von beflockten Fäden bereitet jedoch beträchtliche Schwierigkeiten, weil der Überzug der elektrostatisch aufgebrachten Flocken sowohl in Längs- wie in Um fangsrichtung des Fadens absolut gleichmässig sein muss, da sich sonst Streifen und andere Unregelmässigkeiten im fertigen Gewebe bilden. Die Beflockung der Fäden muss dabei auf wirtschaftliche Weise durchführbar sein, weil Garn oder Faden als Massenprodukt keine hohen Herstellungskosten vertragen. Es kommt hinzu, dass Verschiedenheiten der verarbeiteten Ausgangsprodukte die Durchführbarkeit des Verfahrens nicht wesentlich beeinträchtigen dürfen, wenn verschiedene Qualitäten verlangt werden.
Eine weitere Forderung, die ebenfalls erfüllt werden muss, besteht darin, das Beflockungsmaterial beim Beflockungsvorgang so zu beherrschen, dass keine Verschmutzung der Umgebung der Beflockungseinrichtung eintritt. Weiterhin wird verlangt, dass alles Flockmaterial beim Beflockungsvorgang an die durchlaufenden Fäden gelangt, sich also kein in der Vorrichtung umlaufendes Flockmaterial bildet.
Beim Beflocken von flächenmässiger Ware, wie z. B.
Tapete oder Teppichen, wie auch beim Beflocken von kleineren Gegenständen können die Flocken von unten nach oben beschleunigt werden. Die Flocken liegen auf einer geerdeten Platte oder werden mit einem Förderband darüber geleitet.
Über den geerdeten Flocken befindet sich ein mit einer elektrischen Gleichspannung aufgeladenes Strahlsieb, und über dem Strahlsieb ist die geerdete Ware vorgesehen. Zwischen dem Strahlsieb und den beiden geerdeten Platten bildet sich ein elektrostatisches Feld aus, wodurch die oberste Schicht der Flocken vom Förderband emporgerissen wird. Die Flokken erhalten beim Durchfliegen des Strahlsiebs eine hohe elektrische Spannung und werden abgestossen und von der oberen geerdeten Platte angezogen. Dabei werden die Flokken in die Klebstoffschicht, welche sich auf der Unterseite der Ware befindet, eingeschossen. Dieses bekannte Verfahren weist jedoch verschiedene Mängel auf, die bisher nicht abgestellt werden konnten.
Insbesondere ist der Flockentransport im elektrischen Feld nicht zuverlässig genug, um strangförmiges, im Querschnitt rundes Material gleichmässig, strahlenförmig zu beflocken.
Aus der französischen Patentschrift 1 238 761 ist es bekannt, zum Beflocken von faden- oder garnförmigem Material zwei getrennte und hintereinander auf das zu' beflockende Material wirkende elektrostatische Felder vorzusehen. Das erste auf das zu beflockende Material bewirkende elektrostatische Feld dient im wesentlichen zum Aufwirbeln des Flockmaterials, während das zweite elektrostatische Feld den Be flockungsvorgang beenden soll.
In'der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass es hiermit nicht möglich ist, garn- oder fadenförmiges Material, bei dem die Flockfasern praktisch radial stehend angebracht sein müssen, befnedigend zu beflocken, was wohl darauf zurückzuführen ist, dass sich keine für die gleichmässige Beflockung des gam- oder fadenförmigen Materials erforderliche ausreichende Verteilung der in den elektrostatiscllen Felder fliegenden Flockfasern erreichen lässt.
Aus der französischen Patentschrift 1 383 601 ist es beim Beflocken von bahnförmigem Material bekannt, hinter dem für die Beflockung vorgesehenen elektrostatischen Feld ein weiteres, wesentlich schwächeres elektrostatisches Feld vorzusehen, das jedoch lediglich zum Unterstützen für eine Vibrationsvorrichtung dient, welche die Flockfasern durch Vibration in die gewünschte endgültige Lage bringen soll. Hingegen ist dieses zweite elektrostatische Feld nicht in der Lage, den Beflockungsvorgang fortzusetzen oder auch nur zu beenden.
Schliesslich ist es aus der französischen Patentschrift 1 404 295 bekannt, zum Beflocken von bahnförmigem Material ein elektrostatisches Feld vorzusehen, dessen Stärke vom Beginn des Beflockungsvorganges bis zum Ende desselben ständig abnimmt, damit die Flockfasern am Anfang besonders intensiv auf die zu beflockende Oberfläche geschossen werden. Auch hierbei ist nicht sichergestellt, dass die Flockfasern in der Beflockungszone genügend gleichmässig aufgewirbelt werden, um faden- oder garnförmiges Material rundum gleichmässig beflocken zu können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und die Möglichkeit zu schaffen, faden- oder garnförmiges Material in einem Durchgang rundum vollkommen gleichmässig zu beflocken.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäss der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Flockmaterial zunächst unter der Wirkung eines hochgespannten elektrischen Feldes aufgewirbelt wird, das zwischen einer über den Fäden angeordneten Elektrode und einer unter dem das Flockmaterial tragenden Transportband befindlichen Vor- oder Sprühelektrode erzeugt wird, woraufhin es unter einer niedrigeren Spannung im Bereich einer angrenzenden, ebenfalls unter dem Transportband angeordneten Hauptelektrode endgültig an den Fäden angebracht wird.
Durch die Verwendung der Vor- oder Sprühelektrode wird das auf dem Transportband ankommende Flockmaterial so intensiv aufgewirbelt, dass es eine dichte, gleichmässige Wolke bildet. Die in Form dieser aufgelockerten Wolke schwebenden Flockteiichen werden dann in dem nachfolgenden, zwischen der Hauptelektrode und der über der zu beflockenden Ware angeordneten Gegenelektrode befindlichen elektrostatischen Feld, das eine geringere Spannung aufweist, von allen Seiten orientiert auf die mit Klebstoff beschichteten Fäden geschossen. Die auf diese Weise hergestellte Ware zeichnet sich in überraschender Weise durch eine völlige Gleichmässigkeit aus.
Ein zusätzlicher überraschender Effekt, der durch das erfindungsgemässe Verfahren erzielt wird, besteht darin, dass das zu einer Wolke aufgewirbelte Flockmaterial restlos an den Fäden seinen Platz findet, was offenbar auf das zunächst erfolgte Auflockern des Flockmatenals zurückzuführen ist. Daher gelangt aus einer Vorrichtung, in welcher das erfindungsgemässe Verfahren durchgeführt wird, kein Flockmaterial nach aussen, obwohl das Verfahren nur eine sehr kurze, von dem faden- oder garnförmigen Material zu durchlaufende Strecke benötigt.
In der Zeichnung ist im Zusammenhang mit der nachfolgenden beispielsweisen Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens eine verwendbare Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens schematisch dargestellt, und zwar zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht dieser Vorrichtung,
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach Linie II-II der Vorrichtung aus Fig. 1 und
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus Fig. 1 in verkleinertem Massstab.
Die Vorrichtung besitzt einen tischartigen Rahmen 1, über dessen Oberseite ein endloses, das Flockenmaterial heranführendes Transportband 8 läuft. An der Oberseite des Rahmens 1 ist eine Vor- oder Sprühelektrode 2 und - in Laufrichtung des Transportbandes gesehen - dahinter eine Hauptelektrode 3 angeordnet, die jeweils unter dem Obertrum des Transportbandes 8 liegen. Die Vorelektrode 2 ist von der Hauptelektrode 3 durch einen Abstand A getrennt.
Der Rahmen 1 ist mit einer Haube 4 versehen, die einen nach unten offenen Kasten bildet, in dessen beiden Stirnseiten 4a und 4b Öffnungen ausgespart sind, durch die das zu beflockende faden-, garn- oder strangförmige Material M in den unter der Haube 4 befindlichen Beflockungsraum läuft bzw. diesen wieder verlässt. Im Inneren der Haube 4 ist oberhalb des fadenförmigen Materials M eine Gegenelektrode 5 mit Hilfe von nach oben gerichteten Ansätzen 6 höhenverstellbar gehaltert. Die Gegenelektrode 5 besteht bei der dargestellten Ausführung aus einer polierten Messingplatte, in deren mittleren Bereich ein Vibrator 7 angeordnet ist. Der Vibrator 7 hat die Aufgabe, sich gegebenenfalls an der Gegenelektrode 5 festsetzende Flocken loszuschütteln.
Wie schon erwähnt, wird das aus feinen, kurzen Fasern bestehende Flockmaterial mit Hilfe des in Pfeilrichtung angetriebenen endlosen Transportbandes 8 herangebracht. Das Transportband kann aus einem Glasfasergespinst bestehen.
Das Transportband 8 ist am Anfang des unter der Haube 4 gebildeten Beflockungsraums über eine erste und am Ende des erwähnten Beflockungsraums über eine zweite Walze 9 bzw. 10 geführt. Nach dem Umlauf um die Walze 10 gelangt das Band zu einem Abstreifer 11, der gegebenenfalls am Band haften gebliebene Reste des Beflockungsmaterials entfernt, dessen zusätzliche Aufgabe jedoch darin besteht, das Band 8 zu erden.
Das Transportband 8 läuft über eine im tischartigen Rahmen 1 gelagerte und zur Herstellung der erforderlichen Bandspannung verstellbare Stützwalze 12 und gelangt sodann zu einer Antriebswalze 13, der eine am Band anliegende Erdungswalze 13a, die ebenfalls zur Regelung der Bandspannung benutzt werden kann, vorgeschaltet ist.
Mit 14 ist ein Antriebsmotor bezeichnet, der sowohl zur Betätigung des Bandes 8 wie auch zum Antrieb noch zu beschreibender Hilfseinrichtungen dient. Vom Motor 14 führt ein erster Kettentrieb 15 zur Antriebswalze 13. Ein weiterer Ketten- oder Riementrieb 18 verbindet den Motor 14 mit der Welle einer rotierenden Bürste 17, die in einem geerdeten, oberhalb des Anfangs des Transportbandes 8 angeordneten Vorratsbehälter 16 gelagert ist. Der Vorratsbehälter 16, aus dem dem Band 8 Flockmaterial aufgegeben wird, weist einen Siebboden 19 auf, dessen Öffnungen auf die Dicke und Länge der Beflockungsfasern abgestimmt sind. Am oberen Ende des Vorratsbehälters 16 befindet sich ein Einfülltrichter 20 und eine Verteilungswalze 21, deren Drehzahl in Abhängigkeit von der Bürsten drehzahl einstellbar ist.
Vom Motor 14 führt ein weiterer Kettentrieb 22 zu einem Zwischenrad 23, das mit einem Bestandteil eines weiterfüh-renden Kettentriebs 24 bildenden Rad auf einer Welle sitzt.
Der Trieb 24 ist zu einer Dosierwalze 25 geführt, mit der im Zusammenwirken mit einer kleinen Gegenwalze 25a überschüssiger Kleber von dem zu beflockenden Material M nach dem Durchlaufen eines Klebervorratsbehälters 26 abgestreift wird. Im Vorratsbehälter 26 ist ein Gewicht 27 angeordnet, das die den Kleber durchlaufenden Fäden niederhält. Das zu beflockende Material, welches bei der dargestellten Anordnung in einer breiten, beispielsweise aus 60 Parallelfäden be stehenden Fadenschar zugeführt wird, wird von einem (nicht gezeigten) Spulengestell abgezogen. Die durch entsprechende Führungseinrichtungen parallel geführten Fäden laufen über die Führungswalzen 28, 29 und 30 zum Klebervorratsbehälter.
In Fig. 2, die die verwendbare Vorrichtung in Vorderansicht zeigt, ist erkennbar, wie die in grosser Anzahl nebeneinander angeordneten Fäden des zu beflockenden Materials M nebeneinander an der Auslaufseite durch die Öffnung 4b aus dem unter der Haube 4 gebildeten Beflockungsraum austreten. Ebenfalls aus Fig. 2 ergibt sich, dass die unter dem Transportband 8 angeordneten Elektroden 3 in möglichst dichtem Abstand unter dem Band befestigt sind. Die Elektroden können aus quer zur Bewegungsrichtung des Bandes liegenden Stäben oder in der gleichen Richtung ausgespannten Drähten 3 bestehen. Die Zufuhr der elektrischen Leitungen zu den oberen und unteren Elektroden gestaltet sich bei der dargestellten Vorrichtung sehr einfach. Die untere Elektrode ist, wie weiter oben schon ausgeführt, in zwei Abschnitte unterteilt.
Die Stäbe oder Drähte in den einzelnen Abschnitten sind miteinander elektrisch verbunden; eine Verbindung zwischen den beiden Abschnitten besteht jedoch nicht. Der Abstand A zwischen den benachbarten Stäben oder Drähten der Abschnitte 2 und 3 ist so gewählt, dass bei den angelegten Spannungen und unter den im Arbeitsraum herrschenden klimatischen Verhältnissen, insbesondere bei der dort aufrechterhaltenen Luftfeuchtigkeit, keine Über- schläge stattfinden. Es hat sich gezeigt, dass beispielsweise bei Spannungen von KV bis -60 KV ein Abstand von mindestens 90 mm zwischen den benachbarten, zu den verschiedenen Abschnitten 2 und 3 gehörenden Elektrodenstäben oder -drähten ausreicht.
Aus Fig. 3, die eine Draufsicht auf die verwendbare Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 wiedergibt, ist ersichtlich, dass der unter der Bürstenwalze 17 angeordnete Siebboden 19 in drei trapezförmige Abschnitte unterteilt ist. Im mittleren Abschnitt 31 sind die Sieböffnungen im Boden kleiner als in den seitlichen, trapezförmigen Bereichen 32. Hierdurch wird erreicht, dass auf dem unter dem Siebboden 19 hindurchlaufenden Band ein mittlerer, etwas dünner belegter Streifen aus Flockmaterial erzeugt wird, zu dessen beiden Seiten etwa stärker beflockte Streifen gebildet werden. Damit der Übergang zwischen den einzelnen streifenförmigen Bereichen nicht zu krass erfolgt, verlaufen die benachbarten Ränder der Siebbodenabschnitte 31 und 32 schräg zur Laufrichtung des darunter hindurchgeführten Transportbandes.
Die Wirkungsweise der verwendbaren Vorrichtung besteht darin, dass das aus dem geerdeten Vorratsbehälter 16 mit Hilfe der rotierenden Bürste 17 durch den Siebboden 19 abgegebene Flockmaterial mit Hilfe des aus elektrisch nichtleitendem Material bestehenden Transportbandes 8 in den unter der Haube 4 gebildeten Beflockungsraum gebracht wird. Damit keine im Band 8 durch die Einwirkung der Hochspannung erzeugte Restladung verbleibt, sind entlang des Bandes an geeigneten Stellen Erdungswalzen oder geerdete Abstreifer angeordnet, die dafür sorgen, dass das Band mindestens im Bereich der Aufgabe unter dem Vorratsbehälter 16 ladungsfrei ist.
Das auf dem Transportband 8 liegende Flockmaterial, das, wie erwähnt, in den Randbereichen etwas reichlicher als in der Mitte aufgebracht worden ist, gelangt zunächst in den Einwirkungsbereich der Vor- oder Sprühelektrode 2. Die Vor- oder Sprühelektrode 2, die, in Laufrichtung des Bandes 8 gesehen, etwa nur die halbe bis ein Drittel der Länge der nachgeordneten Hauptelektrode 3 einnimmt, liegt an einer höheren Gleichspannung als die Hauptelektrode 3.
Durch das zwischen der Vor- oder Sprühelektrode 2 und der Gegenelektrode 5, die an Hochspannung entgegengesetz ter Polarität liegt, gebildete elektrische Feld wirbeln die mit dem Band ankommenden Flocken auf. Bei der Einstellung der Spannungen bildet sich unterhalb der Haube 4 eine gleichmässige, dichte Wolke, die jedoch weder an der Öffnung 4a noch der Öffnung 4b den unter der Haube 4 befindlichen Beflockungsraum verlässt.
Das in der Wolke befindliche Beflockungsmaterial wird durch die Hauptelektrode 3; die an etwas geringerer negativer Gleichspannung als die Vor- oder Sprühelektrode 2 liegt, beschleunigt und im Zusammenwirken mit der Gegenelektrode 5 in das mit Kleber beschichtete Material M eingeschossen. Das Material M ist dabei geerdet. Die Erdung wird dadurch möglich, dass die Kleberschicht eine gewisse Stromzuleitung ermöglicht, die für den erforderlichen Zweck ausreicht.
Mit Hilfe der verwendbaren Vorrichtung gelingt es, im Dauerbetrieb störungsfrei und mit hoher Leistung ausserordentlich hochwertiges beflocktes Garnmaterial herzustellen.
Bei der Herstellung von beflocktem Garn im Dauerbetrieb bestand die Vor- oder Sprühelektrode aus 5 quer zur Bandbewegungsrichtung gespannten Drähten, an denen, je nach den Klimabedingungen des Arbeitsraumes und dem zu verarbeitenden Flockmaterial, Hochspannung von - 32 bis -60 KV lag. Die Hauptelektrode bestand bei der gleichen Anlage aus 11 Drähten, die an einer Spannung von zwischen -30 und -40 KV lagen. Als Gegenelektrode wurde eine hochglanzpolierte Messingplatte verwendet, die in ständiger Vibration gehalten wurde. An der Gegenelektrode lag eine Spannung von zwischen +40 und+45 KV.
Zur Vermeidung von Restspannungen im Transportband 8 waren die Walzen 9, 10 und 13 geerdet. Bei der Verarbeitung von 1 mm Nylon-Flock und 3 denier bestand der mittlere Siebteil 31 des Bodens des Vorratsbehälters (Fig. 3) aus einem Sieb der Maschenweite Nr. 16, während die beiden äusseren Siebteile 32 aus Sieben der Nr. 13 bestanden.