DK162242B

DK162242B - Fremgangsmaade og apparat til fremstilling af luvstof ved paasvejsning af luvgarner paa et substrat ved hjaelp af ultralyd

Info

Publication number: DK162242B
Application number: DK353383A
Authority: DK
Inventors: Erwin Zurcher; Remi Cottenceau
Original assignee: Sirs Soc Int Revetements Sol
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1983-08-02
Publication date: 1991-09-30
Also published as: DK353383D0; US4502902A; EP0081460A1; EP0096043A1; US4582740A; DK353383A; CA1182033A; DK162242C; IE822871L; JPS58502047A; EP0081460B1; DE3269502D1; EP0096043B1; IE53680B1; ATE18269T1; WO1983001966A1

Description

i

DK 162242 B

Opfindelsen omhandler en fremgangsmåde til fremstilling af et luvstof ved påsvejsning af luvgarner på et substrat ved hjtelp af ultralyd og af den i krav l's indledning angivne art.

Fra beskrivelsen til schweizisk patent nr. 580 496 ken-5 des en fremgangsmåde af denne art, hvor luvgarnerne oplæg ges i indbyrdes parallelle løkkerækker på substratet.

Når det drejer sig om et tæppe, vil sådanne parallelle løkkerækker give tæppet en mindre styrke og gøre samlingerne vanskeligere at etablere, idet samlingslinien, 10 såfremt rækkerne ikke lægges fuldstændigt over for hin anden, vil blive stærkt synlige.

Opfindelsen har til formål at afhjælpe disse ulemper.

Dette opnås ved en fremgangsmåde af den i krav l's kendetegnende del angivne art.

15 Opfindelsen omfatter også et apparat til udøvelse af fremgangsmåden og af den i krav 9's indledning angivne art, hvilket apparat er ejendommeligt ved den i krav 9's kendetegnende del angivne konstruktion.

Opfindelsen er fordelagtig derved, at man på substratet 20 individuelt kan vælge svejsezonerne for hver enkelt luvgarn, hvilket ikke er muligt ved den kendte fremgangsmåde, der kun kan fremstille løkkelinier på tværs af substratet. Opfindelsen kan således frembringe en vare med et tiltalende udseende, og som ikke afviger 25 fra normale tuftede tæpper, men som for disse mulig gør en væsentlig besparelse af råmateriale på op imod 20% af luvgarnet. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ikke bare begrænset til tæppeløbere, men kan også anvendes til dækning af substrater med tråde til fremstil-30 ling af murbeklædninger eller andre anvendelser, eksem pelvis inden for geoteksti1-området. Den her anvendte betegnelse "luvgarn" eller "tråd" er derfor ikke begrænset 2

DK 162242 B

til spundne tråde, men omfatter også ekstruderede og teksturerede tråde, hestehår eller monofilamenter med stor diameter, eksempelvis af størrelsesordenen 1 mm.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse 5 med tegningen, hvor: fig. 1 er en perspektivisk afbildning af et apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 2 er en plan afbildning af en detalje på fig.

i, 10 fig. 3 er et snit igennem fig. 4 langs linien III—III, lig. 4 er en afbildning fra siden af en ændret udførelsesform for apparatet på fig. 1, fig. 5 er en perspektivisk afbildning af en ændret udførelsesform for apparatet på fig. 1, 15 fig. 6 og 7 er afbildninger fra siden af to ændrede udførelsesformer, fig. 8 og 9 er plane afbildninger af varer fremstillet ved hjælp af apparatet på fig. 5, fig. 10 er en perspektivisk afbildning af en ændret 20 udførelsesform, og fig. 11 er en forstørret perspektivisk afbildning af en detalje på fig. 10.

Det på fig. 1 viste apparat omfatter en sonotrode 1, der er forbundet med en vibrationsgenerator 2 omfat-25 tende en ikke vist transduktor, og hele opbygningen 3

DK 162242 B

understøttes af en støttevinkel 3. En opbygning 4 af rør 5 er monteret glideforskydeligt imellem to parallelle kulisser 6, og rørenes længdeakser strækker sig parallelt med kulisserne og vinkelret 3 på et substrat bestående af en bærefolie 7, i almindelighed bestående af en uvævet vare eller en dug i det mindste delvis bestående af et termoplastisk materiale, på hvilket der skal påsvejses løkker til dannelse af en tæppeløber. En modtagebom 8 10 i forbindelse med en drivmotor 9 tjener til at lade bærefoliet 7 passere imellem sonotroden 1 og udgangsenderne af rørene 5 i pilretningen F. Indgangs-enderne af rørene 5 modtager respektive luvgarnstråde 10 bestemt til at danne løkker 11 på overfladen af 15 bærefolien 7. Trådene 10 består i det mindste delvis af et termoplastisk materiale og stammer fra ikke viste tilgangsspoler. Som vist på fig. 3 frem-byder hvert rør 5 en krave 5a beliggende i det indre af opbygningen 4, og en fjeder 16, der ligger an i-20 mod kraven 5a og imod den øverste væg af opbygningen 4, trykker rørene 5 elastisk i retning mod bærefolien 7. Fjedrene 16 er kalibrerede for at tilvejebringe ens tryk på alle de samtidigt svejste tråde 10.

Røropbygningen 4 er forbundet med en drivmotor 12 25 over en plejlstang 13, hvis ene ende er hængslet til centret af opbygningen 4, og hvis anden ende er hængslet til en excentrik 14 i fast forbindelse med et drivhjul 13, der er fastkilet på udgangsakselen af motoren 12. Rørene 5 er fortrinsvis fastgjort i 30 opbygningen 4 således, at de ikke alle ligger på linie langs én og samme tværgående akse i forhold til vandringsretningen F for bærefolien 7, se fig. 2. Da svejsningen af de respektive tråde sker ved stramningen af disse imellem kanten af udgangsenden af hvert 35 af rørene 5 og bærefolien 7, hvilken folie selv er 4

DK 162242 B

spændt imod den vibrationsoverførende sonotrode 1, vil løkkerne 11 blive forskudt indbyrdes i transversalretningen nøjagtigt i overensstemmelse med anbringelsen af rørene 5 i opbygningen 4.

5 Arbejdstrinnet til fremstilling og påfæstning af en række af løkker 11 omfatter opløftningen af opbygningen 4 med rørene 5 ved hjælp af plejlstangen 13. Herunder glideforskydes rørene 5 i forhold til de respektive, forud påsvejste tråde 11 på bærefolien 7.

10 Derefter vender opbygningen 4 med rørene 3 tilbage imod bærefolien 7, som er fremført et skridt svarende til afstanden imellem enderne af de til bærefolien fastgjorte trådløkkfcr 11, og anlægger elastisk udgangsenderne af rørene 5, idet vandringen af opbyg-15 ningen 4 er lidt større end afstanden imellem udgangsenderne af rørene 5 og bærefolien 7, idet differensen absorberes af de til rørene hørende fjedre 16. Hermed tilvejebringes der en kontakt imellem tråden 10, den del af bærefolien 7, på hvilken tråden 20 skal påsvejses, og sonotroden 1 i en brøkdel af et sekund, af størrelsesordenen 0,1 s, der er tilstrækkelig til at tilvejebringe svejsningen imellem bærefolien 7 og tråden 10 ved påføring af de fra sonotroden 1 frembragte udltralydvibrationer. Denne 25 varighed, der kan variere fra nogle hundrededele sekunder til nogle tiendedele sekunder, og trykket kan reguleres ved at tilpasse fjedertrykket til vandrings-længden af rørene 5, især som funktion af trådenes finhed og af substratets egenskaber.

30 Den på fig. 4 viste udførelsesform viser en opbygning 17 med rør 18, der hver især er forbundet med opbygningen over en elastisk arm 19 med et ansatsorgan 20, der strækker sig vinkelret på armens længdeakse og parallelt med giide forskydningsretningen for opbyg-35 ningen 17. Et drejeligt selektionsorgan 21 med en ræk- 5

DK 162242 B

ke radiale paletter 22 af forskellig længde er forbundet med apparatets ikke viste trinmekanisme til fremføring af opbygningen 17 et skridt for hvert omløb af drivhjulet. Et sådant drivhjul svarer til hjulet 15 5 på fig. 1.

En ventilator 23 er anbragt over for vandringsbanen for tråden 10 imellem udløbet fra rørene 18 og bære-folien 7. Ventilatoren 23 sørger for, at trådløkkerne 11 altid dannes i samme retning under den nedadgående 10 bevægelse af rørene 18. Under den opadgående bevægelse af opbygningen 17 vil ansatsorganet 20 ramme de radiale paletter 22 og begrænse vandringen af de respektive rør 18 og derved glideforskydningslængden imellem rørene 18 og de respektive tråde 10. Når rørene 15 18 føres tilbage i retning mod bærefolien 7 til dan nelse af løkkerne 11, vil derfor glideforskydningslængden imellem rørene og trådene 10 bestemme højden af løkkerne 11. Ved en passende programmering af de enkelte rør 18 er det derfor muligt at fremstille re-20 liefmønstre på overfladen af bærefolien 7, hvilket er fordelagtigt for markedsføringen.

I den på fig. 5 viste udførelsesform for apparatet tildeles opbygningen 4 af rørene 5 ikke blot en lodret bevægelse som i apparatet på fig. 1, men også en 25 oscillerende bevægelse på tværs af substratet 7. Til dette formål er en cirkulær kamskive 24 monteret drejeligt omkring en akse parallelt med længdeaksen af substratet 7. En føler 25 anlægges imod kamskiven 24 af en fjeder 26. Føleren 25 er hængslet til kulis-30 sen 6, og følerens ende ud for kamskiven 24 styres i en skinne 27, der strækker sig vandret i retning vinkelret på substratet 7. Den cirkulære kamskive 24 er ved hjælp af ikke viste'transmissionsorganer synkroniseret med plejlstangen 13 (se fig. 1) til alterna- 6

DK 162242 B

tivt at forskyde kulissen 6 i den ene og den anden tværgående retning imellem to på hinanden følgende svejsninger af én og samme tråd 10.

En kam 28 er anbragt tværs over substratet 7 med 5 tænder 28a i form af lodrette lameller, hvis afstand svarer til afstanden imellem rørene 5 i opbygningen 4. Tænderne 28a befinder sig ved midten af den tværgående bevægelse af hvert rør 5 således, at svejsningen af én og samme tråd 10 finder sted alternativt 10 på hver sin side af én og samme tand 28a. Herved kan der tilvejebringes forskellige mønstre svarende til anbringelsen af rørene 5, amplituden af den tværgående forskydning og hastigheden i forhold til substratet. To sådanne eksempler på mønstre er vist på 15 fig. 8 og 9. På disse figurer er med tykke linier vist anbringelsen af de to rækker af rør 5 samt med ubrudte linier eller kortstreglinier vist de tråde, der udgår fra rørene i de to respektive rækker. Naturligvis kan den på fig. 5 viste kam 28 også anvendes 20 i forbindelse med apparatet på fig. 1, hvor kamtænderne 28a da tjener til at undgå et indgreb imellem løkkerne 11 imellem to nabolinier i længderetningen.

Det bemærkes endvidere, at den beskrevne fremgangsmåde, især i forbindelse med apparatet på fig. 5, 25 også kan anvendes til at påfæste tråde på et substrat uden dannelse af løkker, men ved konstant anlæg af trådene imod substratet. Hertil behøver man blot at fjerne tænderne 28a på kammen 28 og at lade amplituden af den lodrette bevægelse af opbygningen 4 falde 30 sammen med fremføringen af substratet 7 til at trække trådene parallelt med overfladen. Med denne teknik kan eksempelvis fremstilles murbeklædninger.

DK 162242B

7

Fig. 6 viser en ændret udførelsesform for fig. 5, hvor kammen 28 bærer øjer 29 til styring af tråde 30, der indsættes på langs under de løkker, som dannes ved den tværgående bevægelse af rørene 5 på 5 hver sin side af tænderne 28a.

I den på fig. 7 viste ændrede udførelsesform dannes løkkerne oven over kamtænderne 28a som i den på fig.

3 viste ud førelses form, men hver kamtand 28a bærer en kniv 31 med en returfjeder 32. Hver gang op-10 bygningen 4 med rørene 5 sænkes til at lade en tråd komme i berøring med substratet 7 og sonotroden 1, sænkes kniven 31 til overskæring af den over kamtanden 28a tidligere dannede trådløkke.

Forsøg med fremgangsmåden ifølge opfindelsen har vist, 15 at man kan svejse forskellige termoplastiske materialer på hinanden, eksempelvis et substrat af polypropylen med en tråd af polypropylen, et substrat af polyamid med en tråd af polyamid, og et substrat af polyamid med en tråd af polypropylen. Det væsentlige 20 er naturligvis egenskaberne af det materiale, som direkte har indflydelse på svejsningen. Dette udelukker naturligvis ikke anvendelsen af dobbeltkompo -nentfilamenter, bestående af en skede af polyamid omkring en kærne af polyester, som kendt fra handelen.

23 På tilsvarende måde er det muligt at beklæde en overflade af et ikke-termoplastisk materiale, såsom sækkelærred, med et overtræk af et termoplastisk materiale passende til den tråd, man vil svejse på dets overflade. Man kan også betrække et substrat af et termo-30 plastisk materiale med et termoplastisk materiale af samme type eller en anden type med en god affinitet til den tråd, der skal påsvejses. På denne måde kan man tilføje et pulverformigt materiale på et ikke-vævetsubstrat, eksempelvis til at forøge dettes tykkel- 8

DK 162242 B

se.

Ved svejsning af tråde bestående af multifilamenter ekstruderet igennem en spindedyse med flere dyse-elementer er filamenterne tilbøjelige til at ud-5 brede sig mere eller mindre på svejsestedet, da filamenterne ikke er indbyrdes forbundne som for en spindetråd» Forsøg har vist, at svejsningerne af multi-filamenttråde ved hjælp af de på fig. 1-7 viste udførelsesformer for apparatet ifølge opfindelsen frem-10 byder en stor modstandsdygtighed overfor træk, af størrelsesordene 6 mN, men derimod frembyder mindre gode egenskaber over for tykkelsesujævnhedsprøver, hvor en væsentlig del af filamenterne overrives. En sådan fejl gør den fremstillede vare uegnet i praksis til 15 at anvendes som gulvbeklædning.

I de beskrevne udførelsesfarmer anvendes kanten af rørene 5 som anlægsflade til anlæg af trådene 10 i-mod substratet 7 og sonotroden 1 i en ringformet sektor, hvorved materialets tykkelse vil være større 20 ved sektorens centrum end ved sektorens kanter, så at trykket bliver ujævnt, og de ved sektorkanterne beliggende tråde svejses mindre godt til substratet.

Denne ulempe afhjælpes ved den på fig. 10 og 11 viste udførelsesform med en opbygning 34 forsynet med en 25 række trådstyr 35 anbragt skiftevis i to rækker på tværs af længdeaksen af substratet 7. Trådstyret 35 fungerer på samme måde som rørene 5 i de foregående udførelsesformer og frembyder hvert især et cylindrisk styreskaft 36 monteret glide forskydeligt i op-30 bygningen 34 og elastisk forspændt af en ikke vist fjeder, såsom fjederen 16 på fig. 3. Tråden 10 passerer i dette tilfælde ikke igennem skaftet 36, men igennem en kanal 37, der går igennem en parallele-pipedumformet blok 38, der er fastgjort til den neder- 9

DK 162242 B

ste ende af styreskaftet 36. Hver af blokkene 38 er anbragt imellem to tænder 28a af den tidligere nævnte kam 28. Undersiden af hver blok 38 har en retliniet ribbe 39 forløbende på tværs af fremføringsretningen 5 Γ for substratet 7 og i det væsentlige berørende kanten af udløbsåbningen 40 fra kanalen 37 på undersiden af blokken 38. Ribben 39 er fortrinsvis udformet som en halv ellipse, hvis storakse er parallel med undersiden af blokken 38. Man kan også anvende en ribbe med 10 en plan overflade, som afsluttes i længderetningen med to cirkelbuer.

Den retliniede ribbe 39 udgør her en anlægsflade for tråden 10 under dennes svejsning på substratet 7, når disse dele af tråden og substratet anlægges imod sono-13 troden 1. Som det ses på fig. 11, vil den fra kanalen 37 udløbende multifilamenttråd 10 under anlæg imod den af udløbsåbningssektoren 40 dannede konkave overflade passere umiddelbart hen over den retliniede ribbe 39, som tildeler tråden 10 en konveks bøjning. Da ribben 39 20 er retliniet, kan filamenterne af tråden 10, som har en vis indbyrdes frihedsgrad, fordi de ikke er snoet i skruelinieform, udbrede sig langs ribben 39. Den forbedrede fordeling af filamenterne over ribben 39, som udgør anlægsfladen under svejsningen af tråden 10 på 25 substratet 7, tilvejebringer en mere homogen svejsning og formindsker således væsentligt tykkelsesujævnhedseffekten. Denne udførelsesform er således navnlig anvendelig til fremstilling af tæppeløbere, hvis slid i væsentlig grad skyldes tykkelsesujævnheder. I øvrigt 30 frembyder denne udførelsesform alle de ovennævnte fordele ifølge opfindelsen.

Claims

1. Fremgangsmåde til fremstilling af luvstof ved påsvejs-ning af luvgarner (10) på et substrat (7) ved hjælp af ultralyd, hvor både luvgarn (10) og substrat i det mindste delvist består af termoplastisk materiale, og 5 hvor luvgarnsdele og substrat (7) under tryk bringes i kontakt med hinanden og med en svejsesonotrode (1), der er forbundet med en energikilde (2), til overføring af ultrasoniske trykvariationer, som tilvejebringer en lokaliseret sammensmeltning mellem luvgarn (10) og 10 substrat (7), hvorefter trykket slækkes, substrat (7) fremføres, og der tilvejebringes en svejsning af et andet parti af luvgarn (10) på et andet parti af substratet (7), og så videre til substratet (7) er dækket, kendetegnet ved, at substratet (7) fremføres 15 med sin bagside vendende mod sonotroden (1), at hvert luvgarn (10) bringes til at passere gennem en styreledning (5, 18, 37), hvis udløbsende har en anlægsflade beliggende over for sonotroden - (1), og at styreledningerne (5, 18, 37) sættes i oscillerende bevægelser i en 20 retning hovedsagelig vinkelret på sonotrodens flade til overføring af vibrationer, så at anlægsfladerne periodisk bringes i elastisk kontakt med forsiden af substratet (7), som passerer sonotrodens flade til overføring af vibrationer, og så at denne del af substratet 25 (7) og disse dele af hvert luvgarn (10), som kommer ud af udløbsenderne af respektive styreledninger (5, 18, 37), herved bringes til anlæg mod sonotroden (1).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at anlægsfladen af hver af styreledningernes ud- 30 løbsender bringes i nærheden af en retliniet ribbe (39), der rager ud fra planet igennem udløbsenden af hver ledning (37) og er orienteret på tværs af substratets DK 162242 B forskydningsretning og følger den pågældende udløbsende i forhold til substratets (7) forskydningsretning.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at anlægsfladerne ud for styreledningernes (5, 5 18, 37) udløbsender er beliggende fordelt i en retning i det væsentlige på tværs af substratets (7) forskydningsretning, alternativt langs mindst to tværgående akser, hvis afstand udgør et helt multiplum af afstanden imellem to på hinanden følgende svejsninger af den 10 samme luvgarn (10) på substratet (7).

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at styreledningerne (5) forskydes på tværs i den ene retning, i tidsrummet imellem to på hinanden følgende anlæg af deres anlægsflader imod det parti af 15 substratets (7) forside, der passerer hen over sonotro-den (1), hvorefter styreledningerne (5) forskydes på tværs i den anden retning i tidsrummet imellem den påfølgende berøring af deres anlægsflader med det parti af substratets (7) forside, der passerer over sonotroden 20 (1), og således fortsat.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at hvert luvgarn (10) under to på hinanden følgende anlæg imod substratet (7) bringes til at passere hen over et styr (28), hvis højde svarer til den ønskede 25 højde af luvgarnløkkerne.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at styreledningerne (5, 18, 37) tildeles en oscillerende bevægelse, hvis amplitude er større end den til substratet (7) påførte forskydnings længde imellem 30 to på hinanden følgende indbyrdes berøringer af anlægsfladerne og en funktion af den ønskede løkkehøjde, samt at der tilføres en luftstrøm parallelt med substratets DK 162242 B (7) forskydningsretning, hvilken luftstrøm ledes imod de trådpartier, der strækker sig imellem substratet og styreledningernes udløbsender.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet 5 ved, at der indføres et luvgarn (30) på langs af substratet langs hvert af styrene (28) under de under dannelse værende løkker.

8. ' Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at de på styret (28) dannede løkker overskæres, 10 efterhånden som løkkerne forlader styret.

9. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 og omfattende et organ (8, 9) til fremføring af substratet (7), en opbygning (4, 34) af styreledninger for luvgarnerne anbragt på tværs af substratets (7) 15 fremføringsretning og med styreorganer (6), der i indgreb parallelforskyder opbygningen (4, 34), og med driv-organer (12, 13, 14, 15) til at tildele opbygningen en oscillerende bevægelse i forhold til styreorganerne og til successivt at føre styreledningernes (5, 18, 20 37) udløbsender hen i nærheden af et parti af substra tet (7), og en svejsestation med en sonotrode (1) og et støtteorgan, anbragt på hver sin side af det pågældende parti af substratet (7), og et energitilgangsorgan (2) til sonotroden (1) til at lade denne vibrere 25 med en akustisk frekvens, som kan bringe det termo- plastiske materiale op på dettes smeltetemperatur, når det antrykkes imellem sonotroden og støtteorganet, k en detegnet ved, at sonotroden (1) er anbragt ved bagsiden af det fremførte substrat (7), at styre-30 organerne (6) til parallelforskydning er orienteret vinkelret på den overflade, der påføres de akustiske vibrationer fra sonotroden (l), og at støtteorganet udgøres af anlægsflader beliggende ved de respektive DK 162242 B styreledningers (5, 18, 37) udløbsender, hvilke styreledninger er monteret på opbygningen (4, 34) gennem elastiske ophængsorganer (16, 19), der virker i det mindste i opbygningens vandringsretning og forspænder 3 anlægsfladerne imod den overflade, der overfører sono-trodens (1) vibrationer.

10. Apparat ifølge krav 9, kendetegnet ved, at anlægsfladerne er fordelt over opbygningen (4, 34) skiftevis langs mindst to parallelle akser i retning 10 på tværs af substratets (7) fremføringsretning.

11. Apparat ifølge krav 9, kendetegnet ved, at de elastiske ophængsorganer (19) virker i de to vandringsretninger, og at der er selektionsorganer (22) til at begrænse tilbagevandr ingen af hver styreledning 15 (18) til en foreskrevet værdi som funktion af den øn skede løkkelængde.