DE2311986B2

DE2311986B2 - METHOD AND DEVICE FOR ELECTROSTATIC FLOCKING

Info

Publication number: DE2311986B2
Application number: DE19732311986
Authority: DE
Inventors: Rolf 5606 Tönisheide Schlenz
Original assignee: Gebrueder Happich GmbH
Current assignee: Johnson Controls Interiors GmbH and Co KG
Priority date: 1973-03-10
Filing date: 1973-03-10
Publication date: 1977-02-17
Also published as: DE2311986A1

Description

Die Erfindung bezieht sich aut ein Verfahren zum Beflocken von Gegenständen und eine Beflockungsanlage zur Durchführung des Verfahrens mit mindestens einem durch ein elektrostatisches Feld beeinflußten Beflockungsbereich, durch welchen ein mit einer Kleberschicht versehenes Grundmaterial mit Flocken versehen wird, die in einem durch eine Hochspannungsquelle gespeisten elektrostatischen Feld von Elektroden aufgeladen werden.The invention relates to a method for flocking objects and a flocking system to carry out the method with at least one influenced by an electrostatic field Flocking area through which a base material provided with an adhesive layer with flakes is provided, which is fed by a high voltage source in an electrostatic field of electrodes to be charged.

Es ist äußerst schwierig, selbst dann, wenn man bereits mit der erzielten Beflockungsdichte zufrieden ist, ausreichend gleichmäßige Beflockungsergebnisse zu erhalten. Eine besondere Schwierigkeit besteht im Herstellungsvorgang. Es ist bisher nicht möglich, die Flocken ausreichend gut senkrecht auszurichten und sie so zu beschleunigen, daß sie auch in zähe Kleberschichten eindringen. Durch diese Nachteile ergibt sichIt is extremely difficult, even if one is already satisfied with the flock density achieved, to obtain sufficiently uniform flocking results. There is a particular difficulty in the Manufacturing process. It has so far not been possible to align the flakes sufficiently well vertically and they to accelerate so that they penetrate even tough adhesive layers. These disadvantages result

5555

60 zwangsläufig ein ungleichmäßiger Flockenbesatz. Die Schwierigkeit erhöht sich, wenn die Beflockung an Gegenständen mit unebenen Flächen durchgeführt werden muß, wie z. B. bei Fensterführungs- oder Dichtprofilen, beispielsweise für Fahrzeuge. 60 inevitably an uneven flake coating. The difficulty increases when the flocking must be carried out on objects with uneven surfaces, such as. B. with window guide or sealing profiles, for example for vehicles.

Entscheidend für die angeführten Nachteile ist die bisher nicht ausreichend gleichmäßige Ladung und die nicht vollständige Auflösung aller noch zusammenhängenden Flockenteilchen. Die Gleichmäßigkeit der Ladung der Flocken hat insbesondere eine Begrenzung in der dichten Anordnung des Elektrodenfeldes. Die Elektroden müssen nämlich mit einem Ziwschenraum zueinander bzw. mit einer Netzweite angeordnet werden, so daß ausreichend Freiraum für den freien unbehinderten Fall der Flocken vorhanden ist. Der Aufschluß der Flocken wird bereits weitgehendst von der Dosiervorrichtung übernommen. Die verbleibende Unregelmäßigkeit der Flockendichte im ersten Abschnitt des freien Falles wird beim Durchgang durch den Wirkbereich der Elektroden weiter egalisiert; es bleibt jedoch noch immer eine Unregelmäßigkeit bestehen. die einer optimalen Beflockung im Wege steht.The decisive factor for the disadvantages mentioned is the previously insufficiently uniform charge and the incomplete dissolution of all the flake particles that are still connected. The uniformity of the charge of the flakes has a particular limitation in the dense arrangement of the electrode field. The electrodes must namely be arranged with a space between them or with a network width so that there is sufficient free space for the flakes to fall freely and unhindered. The disintegration of the flakes is largely taken over by the metering device. The remaining irregularity of the flake density in the first section of the free fall is further equalized when passing through the active area of the electrodes; however, an irregularity still remains. which stands in the way of optimal flocking.

Die bestehenden Nachteile führen ferner dazu, daß nicht alle Flocken ausreichend gut senkrecht ausgehen tet werden und außerdem keine ausreichend große Beschleunigung erfahren. Demnach schießen die Fasern entweder schräg in den Kleber oder werden sogar aus dem Kraftlinienbereich herausgetragen: Das Eigengewicht der Flocken behält nämlich noch einen wesentli chen Einfluß, so daß sie in unkontrollierter Lage auf der Kleberoberfläche auftreffen und vielfach liegend versumpfen. Nachfolgende Fasern, auch die mit senkrechtem Fall, werden demnach am lagegerechten Eindringen in den Kleber gehindert.The existing disadvantages also lead to the fact that not all flakes exit vertically sufficiently well and also do not experience a sufficiently large acceleration. Accordingly, the fibers shoot either diagonally into the adhesive or are even carried out of the force line area: the dead weight namely, the flakes still retain a wesentli Chen influence, so that they are in an uncontrolled position on the Hit the surface of the adhesive and often become boggy lying down. Subsequent fibers, including those with vertical Case, are therefore prevented from correctly positioned penetration into the adhesive.

Es sind weitere Nachteile bekannt, die alle durch die angeführten Unzulänglichkeiten der Beflockungsvorrichtung entstehen, so der Büschel-, der Krater- oder der Leopardeneffekt.Further disadvantages are known, all of which are caused by the deficiencies of the flocking device mentioned arise, such as the tuft, the crater or the leopard effect.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren 7um Beflecken von Grundmaterial zu schaffen, welches eine hohe Beflockungsgleichmäßigkeit über eine lange Produktionszeit gewährleistet, bei der außerdem eine größere Beflockungsdichte erreicht wird, auch dann, wenn es sich um unregelmäßige Körperformen, wie beispielsweise Profilleisten, handelt.It is now the object of the invention to provide a method 7um To create staining of base material, which has a high flocking uniformity over a long period of time Production time guaranteed, with which a greater flocking density is also achieved, even then, when it comes to irregular body shapes, such as profile strips.

Die Aufgabe wird erfindungemäß im wesentlichen durch ein Verfahren gelöst, bei welchem Flocken durch einen von gewendelten Drahtelektroden aufgebauten Elektrodenbereich derart geführt werden, daß kontinuierlich ein dichter, gleichmäßiger Besatz mit senkrecht stehenden Flocken gebildet wird. Die Ergebnisse, welche über Laborversuche hinausgehen und bei der industriellen Herstellung feststellbar sind, zeigen, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch den Aufbau eines inhomogenen Feldes ein fast ideales Beflocken des Objekts im gesamten Flockzonenbereich und praktisch ohne Unterbrechung gewährleistet ist. Als Vorteil sticht insbesondere das gleichmäßige, senkrechte Einschießen aller in der Feldzonc bewegter Flockenteilchen hervor. Der Vorteil ist so günstig, daß ohne Schwierigkeit gegenüber derzeitig maximalen Besatzdichten eine Erhöhung um das Doppelte und mehr erreichbar ist. Eine Schmälerung der angeführten Vorteile tritt auch bei Profilen oder Formkörpern nicht in dem Maße ein, wie man es sonst von bekannten Verfahren ableiten kann.The object is achieved according to the invention essentially by a method in which flakes by an electrode area composed of coiled wire electrodes are guided in such a way that continuously a dense, even filling with vertically standing flakes is formed. The results, which go beyond laboratory tests and are detectable in industrial production, show that according to the method according to the invention, an almost ideal one due to the build-up of an inhomogeneous field Flocking of the object is guaranteed in the entire flock zone area and practically without interruption. as A particular advantage is the uniform, vertical sighting in of all those moving in the field zone Flake particles emerge. The advantage is so favorable that it is maximum without difficulty compared to the current one Stocking densities an increase of the double and more is achievable. A reduction of the listed Advantages also do not occur with profiles or moldings to the extent that they are otherwise known Can derive procedures.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Beflokkungsanlage, bei welcher die am Aufbau des elektrosta-A flocculation system is used to carry out the process, in which the

tischen Feldes beteiligten stromführenden Elektroden wendelförmig ausgebildet sind Erfahrungsgemäß wird mit solchen Elektroden durch den schon erwähnten inhomogenen Aufbau des Feldes eine gleichmäßigere und dichtere Beflockung erreicht, die in ihrem guten Ausfall alle bisher bekannten Beflockungen wesentlich übertreffen. Außerdem ist die wendeiförmige Elektrode in der Lage, auftretende Längenänderungen funktionsgerecht aufzunehmen ohne einen solchen Durchhang aufzuweisea, wie er bei den bekannten, aus gespanntem Draht bestehenden Elektroden auftritt.Current-carrying electrodes involved in the table field are helical in shape, experience has shown with such electrodes, due to the already mentioned inhomogeneous structure of the field, a more uniform one and denser flocking is achieved, which in its good result is essential to all known flocking surpass. In addition, the helical electrode is able to functionally correct changes in length that occur take up without exhibiting such a saga, as is the case with the known, from tensioned Wire existing electrodes occurs.

Um den bereits eingeleiteten beschleunigten Fall der Flocken trotz der flächig breiten Elektroden nicht zu stören, ist der Zwischenraum zwischen zwei Elektroden größer als der Durchmesser der Wendel des Drahtes gestaltet. Auch diese Ausführung ist auf eine anwendrngstechnische Erfahrung aufgebaut, bei der die Elektroden aus einem 0,25 mm dicken Draht gebildet sind, der schraubenlinienförmig zu Wendeln mit einem Durchmesser von 3 — 5 mm geführt ist, wobei der Wendelabstand etwa 2-3 mm beträgt. Ebenfalls ist der Zwischenraum zwischen den einzelnen Elektroden erfahrungsgemäß auch größer als der Durchmesser der Drahtwendeln, nämlich je nach Einsatz 3 mm oder größer. Es muß hinzugefügt werden, daß Elektroden mit anderen technischen Daten gleiche oder sogar bessere technische Werte ergeben können.In order not to disturb the accelerated fall of the flakes, which has already been initiated, in spite of the two-dimensionally wide electrodes, the space between two electrodes is larger than the diameter of the helix of the wire. This version, too, is based on experience in application technology, in which the electrodes are formed from a 0.25 mm thick wire, which is helically led to coils with a diameter of 3-5 mm, the distance between the coils being about 2-3 mm. Experience has shown that the space between the individual electrodes is also larger than the diameter of the wire coils, namely 3 mm or larger, depending on the use. It must be added that electrodes with different technical data can give the same or even better technical values.

Es hat sich ebenfalls als zweckmäßig erwiesen, daß die Elektroden zumindest einendig an Bändern be^festigt sind, die die Beflockungsanlage queren, einen breitband- jd förmigen Querschnitt aufweisen und aus einem elektrisch aufladbaren Material bestehen. Die breitbandföimigen Aufhänger für die Elektroden, welche auch einen plattenartigen Charakter haben können, dienen in dieser Ausführungsform nicht nur als Energiezubringer für die Elektroden, sondern sind in dieser Ausführungsform selbst Elektroden, die wegen der gleichen Polarität mit den Flocken als Sprühelektrode wirken und die seitlich von der Dosiervorrichtung ankommende, abgeleitete Flocken in Richtung auf den Bereich der Drahtelektroden zurückleiten.It has also proven to be advantageous that the electrodes are at least one end to be bands ^f estigt which cross the flocking having a broadband jd shaped cross section and made of an electrically chargeable material. The broadband-shaped hangers for the electrodes, which can also have a plate-like character, not only serve as energy feeders for the electrodes in this embodiment, but are themselves electrodes in this embodiment that act as a spray electrode because of the same polarity with the flakes and that are located on the side of the discharged flakes arriving from the metering device are directed back towards the area of the wire electrodes.

Die Anwendung der breitbandförmigen Sprühciektroden läßt es auch zu, zumindest einem Beflockungsbereich eine zum Gehäuse elektrisch isolierte, plattenförmige, gegenpolig aufladbare Elektrode r.achgeschaltet anzuordnen. Eine solche Elektrode kann demnach als Ansaugelektrode eingesetzt werden, um den kleinen Überschuß von losem Flockenmaterial, welcher von der Kleberschicht nicht aufgenommen ist, zu entfernen.The use of the wide-band spray electrodes also allows at least one flocking area a plate-shaped, electrically insulated from the housing, Electrode that can be charged with opposite polarity is to be arranged downstream. Such an electrode can therefore as Suction electrode can be used to remove the small excess of loose flake material, which is from the Adhesive layer is not absorbed, remove it.

Bei der Anwendung der gewendelten Drahtelektro- jd den ergibt sich wegen der damit verbundenen höheren Produktionsgeschwindigkeit auch ein größerer Flokkendurchsatz, der wiederum einen unerwünschten Flockenansatz an den Innenwandungen des Beflokkungsgehäuses nach sich zieht. Um diesen Nachteil zu vermeiden, empfiehlt es sich, den Innenwandungen des Beflockungsgehäuses in elektrisch isolierter Anordnung zum Gehäuse plattenförmige Elektroden zuzuordnen und entweder induktiv oder durch zugeführte elektrische Energie aufladbar zu gestalten. Die plattenförmigen Elektroden wirken als Gegenelektrode zu den Flocken, so daß sich diese an den Wänden des Gehäuses nicht aufbauen können und auch nicht bei Überlast auf das Produktionsgui herabfallen.When using the coiled wire jd This also results in a higher flocculation throughput due to the associated higher production speed, which in turn creates an undesirable flake build-up on the inner walls of the flocculation housing entails. To avoid this disadvantage, it is recommended that the inner walls of the Assign the flocking housing in an electrically isolated arrangement to the housing plate-shaped electrodes and to make it chargeable either inductively or by supplied electrical energy. The plate-shaped Electrodes act as a counter electrode to the flakes, so that they stick to the walls of the housing cannot build up and also not fall down on the production GUI when overloaded.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung und stark vereinfacht eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens, um Gegenstände zu beflocken.The only figure of the drawing shows in schematic Representation and greatly simplified a device for carrying out a method to objects to flock.

Mit 1 ist eine Dosiervorrichtung bezeichnet, in der ein Vorrat von Flocken 2 aufgenommen ist. Die Dosierung geschieht in einer bekannten Art unter Verwendung eines Siebes oder einer Perforierung, zumeist unter Einschaltung von nicht dargestellten Dosierungshilfen, wie Rüttel- oder Bürstenanordnungen. Die von der Dosiervorrichtung 1 im freien Fall abgegebenen Flocken 2 erreichen nach einer grwissen Strecke den Wirkungsbereich von Drahtelektroden 3 und fallen bereits beschleunigt durch diese nach unten. Die Drahtelektroden 3 bestehen im Ausführungsbeispiel aus aneinandergereihten Wendeln 4, die in ihrer Gesamtanordnung einen schraubenlinienförmigen Verlauf haben. Die Elektroden 3 besitzen außerdem die Eigenschaft einer Zugleder, so daß sie leicht nur durch einfaches Einhängen beider Enden in die den Strom zuführende Haltevorrichtung befestigbar sind. Darüber hinaus ergibt sich zwangsläufig der Vorteil einer Eigenspannung der Drahtelektroden 3, die diese immer wieder zu der ursprünglichen, gestreckten Ausbildung zurückführt. Sie werden auch dann zurückgeführt, wenn die Drahtelektroden 3, beispielsweise beim Reinigen des Beflockungsgehäuses 5, unsachgemäß berührt und ein Stück ausgezogen werden.1 with a metering device is referred to, in which a Stock of flakes 2 is added. Dosing is done in a known manner using a sieve or a perforation, usually with the inclusion of dosing aids (not shown), like vibrating or brush arrangements. The dispensed by the metering device 1 in free fall After a long distance, flakes 2 reach the area of action of wire electrodes 3 and fall already accelerated by this down. The wire electrodes 3 consist of in the exemplary embodiment lined up spirals 4, which have a helical course in their overall arrangement. The electrodes 3 also have the property of a train leather, so that they can be easily just by simple Both ends can be attached to the holding device supplying the current. Furthermore there is inevitably the advantage of a residual stress of the wire electrodes 3, which these again and again the original, stretched training. You will be returned even if the Wire electrodes 3, for example when cleaning the flocking housing 5, improperly touched and a Pieces to be pulled out.

Die stromführenden Haltevorrichtungen, 111 die die Drahtelektroden 3 eingehängt sind, weisen einen breitbandförmigen bzw. plattenförmigen Querschnitt auf und sind im Beflockungsgehäuse quer zur Laufrichtung des Beflockungsgutes angeordnet. In dieser speziellen Ausführungsform sind die Elektroden Sprühelcktroden 6. Die Pfeile, die von den Sprühelektroden 6 ausgehen, veranschaulichen eine Flugbahn der Florken 2. die wegen ihrer gleichen Polarität mit der Sprühelektrode 6 zurückgeschleudert und in den Durchsatz zwischen Dosiervorrichtung 1 und Drahtelektroden 3 aufgenommen werden.The current-carrying holding devices, 111 which the Wire electrodes 3 are suspended, have a broadband-shaped or plate-shaped cross section and are arranged in the flocking housing transversely to the direction of travel of the flocking material. In this In a special embodiment, the electrodes are spray electrodes 6. The arrows from the spray electrodes 6 going out illustrate a trajectory of the florks 2. which, because of their same polarity, is thrown back with the spray electrode 6 and into the Throughput between the metering device 1 and wire electrodes 3 are recorded.

Die von den Drahtelektroden 3 senkrecht /ur Bel'lockungsebene ausgerichteten !"locken 2 werden in der bekannten Weise mit dem vorauseilenden Ende in eine Kleberschicht 7 aufgenommen, welche einem Produklionsgegenstand 8 in einer nicht dargestellten Weise zugeordnet ist. Die notwendige Gegenpolung des Produktionsgegenstandes 8 bzw. der Klebeschicht 7 wird durch Gegenelektroden 9 vorgenommen.The curls 2, which are aligned perpendicularly to the fouling plane by the wire electrodes 3, become in received the known manner with the leading end in an adhesive layer 7, which one Product 8 is assigned in a manner not shown. The necessary opposite polarity of the The object of production 8 or the adhesive layer 7 is made by counter electrodes 9.

Das Beflockungsgehäuse 5 ist bereichsweise. insbesondere im Bereich der Sprühelektroden 6, mehrschichtig ausgebildet. Außer der eigentlichen Gehäusewand 10 ist zumindest eine elektrisch neutrale Schicht 11 und zum Gehäuse-Inneren hin eine elektrisch leiterde Schicht 12 angeordnet. Die Sch.cht 12 kann mit Induktiv-Strömen geladen werden oder über eine Stromzufuhr eine geeignete polarisierte Ladung erhalten. Eine solche Ladung hat den Zweck, Flocken 2, von denen immer wieder einige das Beflockungsgehäuse 5 treffen, am Ansetzen an der Schicht 12 zu hindern. Auf diese Weise kann sich eine größere Ansammlung nicht aufbauen und bei Übergewicht abfallen und dabei die Beflockung beschädigen.The flocking housing 5 is regional. in particular multilayered in the area of the spray electrodes 6. Except for the actual housing wall 10 is at least one electrically neutral layer 11 and an electrically conductive ground towards the inside of the housing Layer 12 arranged. The Sch.cht 12 can be charged with inductive currents or via a Supply a suitable polarized charge. Such a charge has the purpose of flakes 2, of which again and again some hit the flocking housing 5 to prevent it from attaching to the layer 12. on this way a larger accumulation cannot build up and if you are overweight it can fall off and the Damage flocking.

Um eine optimale Beflockung zu erreichen, werden vielfach mehrere Beflockungsbereiche hintereinander angeordnet, von denen nur einer in der 2'eichnung vollständig dargestellt ist. Von dem sich anschließenden Beflockungsbereich ist nur eine Sprühelektrode 6 dargestellt. Zwischen den beiden sich zugekehrten Sprüheleklroden 6 zweier benachbarter Beflockungsbereiche ist eine Ansaugelektrode 13 zwischengeschaltet, und zwar über aus einem elektrisch neutralen Isolationsmaterial bestehenden Halter 14.In order to achieve optimal flocking, several flocking areas are often used one after the other arranged, of which only one is shown in full in the 2 'drawing. From the adjoining Only one spray electrode 6 is shown in the flocking area. Between the two facing each other Spray electrode 6 of two adjacent flocking areas, a suction electrode 13 is interposed, namely by means of a holder 14 made of an electrically neutral insulation material.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for electrostatic flocking, in which a base material with an adhesive layer is provided and fed with this to a flocking zone, in which the flakes from a metering device are emitted and fed to an electrostatic field formed by electrodes, which aligns and accelerates the flakes perpendicular to the adhesive surface ic so that they come with a Penetrate end into the adhesive layer and so after the hardening of the adhesive layer a layer of velor is formed, characterized in that the flakes by one of coiled Wire electrodes built-up electrode area are guided in such a way that continuously a dense, even population with vertically standing flakes is formed.

2. Flocking system for performing the method according to claim 1 with at least one Flocculation area influenced by an electrostatic field, characterized in that the am Structure of the electrostatic field involved, current-carrying electrodes (3) formed helically are.

3. flocking system according to claim 2, characterized in that the electrodes (3) to each other have a gap which is larger than the diameter of the helix (4) or other Length reducer of the wire is.

4. flocking system according to claim 2 or 3, characterized in that the electrodes (3) are attached at least at one end to strips (6, which cross the flocking system, aufwe'sen a broadbandför- 3s-shaped cross-section and consist of an electrically chargeable material.

5. flocking system according to claim 4, characterized in that at least one flocking area a plate-shaped electrode (13) accommodated in an electrically insulated arrangement is connected downstream is.

6. flocking system according to claims 2 to 5, characterized in that the inner walls of the flocking housing (5) electrically insulated from the housing, assigned to plate-shaped electrodes (12) and can be charged either inductively or by supplied electrical energy.