DE3423462A1 - Verfahren und vorrichtung zum elektrostatischen beflocken eines faden- oder garnfoermigen materials - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum elektrostatischen beflocken eines faden- oder garnfoermigen materialsInfo
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Description
UNIROYAL ENGLEBERT Textilcord S.A., 19. Juni 1984
Steinfort, Luxemburg 333-13
Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Beflocken eines faden- oder garnförmigen Materials
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und auf eine Vorrichtung zum Durchführen des
Verfahrens nach Oberbegriff des Anspruches 7.
Bei der herkömmlichen Herstellung elektrostatisch beflockter Fäden
oder Garne, die als Fadenschar durch ein elektrisches Feld bewegt wird, sind rundum beflockte Fäden oder Garne nicht zu erhalten.Sie
weisen einen bändchenförmigen Charakter auf, weil im wesentlichen
nur die den ebenen Potential oberflächen der Elektroden zugewandten
Fadenoberflächen beflockt sind.
Rundum beflockte Garne und Fäden sind hingegen zu erhalten, wenn nach
dem Herstellungsverfahren der DE-PS 16 35 235 die Fäden auf ihrem
Weg durch das elektrische Feld um ihre Längsachse gedreht werden. Diese bekannte Verfahrensweise ist in Bezug auf die kontinuierliche
Fadendrehung nachteilig. Die Flockdichte des erhaltenen Fadens ist überdies weiter verbesserungsfähig.
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Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum elektrostatischen Beflocken
zu schaffen, nach dem beliebige Garne oder Fäden rundum dicht und optimal beflockt werden können, ohne daß die Garne oder
Fäden gedreht werden müssen. Die Mängel der bekannten Verfahren sollen dabei vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein elektrisches Feld zwischen nicht ebenen Potential oberflächen der Elektroden in
der Wirkungsrichtung quer zur Fadenlängsrichtung erzeugt wird und daß diese Potential oberflächen symmetrisch zu jedem Faden der Fadenschar
wirksam sind und daß die Fäden geradlinig in Fadenlängsrichtung durch das elektrische Feld bewegt werden.
- 6 M30
Auf sehr einfache Weise wird das elektrische Feld zwischen zum Faden hohl gekrümmten Potential oberflächen erzeugt.
In einem elektrostatischen Feld wird der Flock stets im rechten
Winkel bezogen auf. die Potential oberfläche von der Elektrode abgeschössen
und beschleunigt. Bei nicht ebenen Potentialoberflächen folgt der Flock kürzeren und längeren Feldlinien. Flock} der dabei
in den Bereich der geerdeten Fäden der Fadenschar gerät oder den Klebermantel des Fadens berührt, wird vom Faden angezogen und
überwindet den Feldlinieneinfluß. Die Abweichung der Flockflugrichtung
ist gering. Sie kann bis zu 30° betragen. Geschwindigkeit und Masse des Flock lassen dies kurzzeitig zu. Dadurch schiessen
in einem elektrischen Feld zwischen unebenen Potential oberflächen
der Elektroden sehr viele Flockanteile schräg in den Klebermantel hinein. Diese Flockanteile reichen aus, um den Faden ohne
Eigendrehung dicht und gleichmäßig zu beflocken.
Der Flock ist radial wie auch unter Schrägwinkeln zum Faden im Klebermantel verankert. Er weist dadurch eine größere Flockdichte auf.
Das elektrische Feld kann zwischen bogen- insbesondere kreisbogen-
oder sinusförmigen oder anderen wellenförmigen oder zwischen gestuften
Potentialoberflächen der Elektroden erzeugt werden. Die obere und untere Elektrode kann ferner in mehrere Einzelelektroden
unterteilt vorliegen.
Des weiteren kann zur Steigerung der Beflockungsdichte ein elektrisches
Feld unterschiedlicher Feldstärken erzeugt werden. Diese Wirkung wird dazu benutzt, daß der Faden der Fadenschar auf dem Weg durch
das elektrische Feld so dicht beflockt wird, daß spätestens an der Feldausgangsstelle der hin- und herschießende Flock keinen
Platz mehr auf der Klebermantelfläche findet. Die Fäden der Fadenschar
können des weiteren kontinuierlich oder diskontinuierlich
bewegt werden. Die Rundumbeflockung erfolgt ebenfalls im Ruhezustand
des Fadens. Auch hierbei kann ein Feld beliebiger und unterschiedlicher Feldstärke erzeugt werden.
- 7 PD1/M31
Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruches 7 vorgesehen, bei der die Potential oberflächen der Elektroden in der Richtung quer zur Fadenlängsrichtung
uneben ausgebildet, insbesondere gekrümmt und symmetrisch zum Faden vorliegen.
Bevorzugte regelmäßige Krümmungen werden durch eine kreisbogenformige,
insbesondere konkave Krümmung, vom Faden aus betrachtet, oder durch wellenförmige Ausbildung der Potential oberflächen erhalten.
Zwischen solchen Elektroden kann ein elektrisches Feld mit unterschiedlich
langen Feldlinien erzeugt werden, das besonders vorteilhaft geeignet ist, Faden oder Garn einer Schar rundum dicht zu
beflocken. Weitere Ausgestaltungen sind gestufte und in Teilelektroden unterteilte Elektroden. Es können unterschiedliche Hochspannungen
angelegt werden.
Des weiteren können die Abstände der Elektroden zu der Fadenschar geändert werden. Ferner können die Elektroden in Fadenlaufrichtung
zueinander geneigt vorliegen. Durch diese Maßnahmen kann eine Grundeinstellung und Intensivierung in der Beflockung erfolgen.
Die Merkmale der Erfindung sind anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Fadenbeflockungsanlage in schematischer Darstellung
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie Q-Q in Fig. 1 durch
Elektroden mit gekrümmter Oberfläche,
Fig. 3 eine Anordnung von Elektroden im Querschnitt in abgewandelter
Ausführung mit Wellenoberfläche, 40
Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf eine abgewandelte Ausbildung
der Elektroden,
- 8 PD1/M31.1
Fig. 5 eine Anordnung von Elektroden mit räumlichen Ausnehmungen
der Oberfläche in und quer zur Fadenlaufrichtung,
Fig. 6 eine in Fadenlaufrichtung geneigte Anordnung von Elektroden,
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Fig. 7 eine in Fadenlaufrichtung gestufte Anordnung von mehreren Elektroden,
Fig. 8 eine Aufsicht auf Teile verschiedener Potentialoberflächen
einer Elektrode mit räumlichen Ausnehmungen.
Die Beflockungsvorrichtung 1 nach Fig. 1 besteht im wesentlichen
aus einer Beflockungskammer 2. Sie umfaßt eine obere und untere
Elektrode 3,4 und den dazwischen liegenden Teil 5' eines Endlosförderers 5. Mit 7 ist der Flock und mit 8 ein Flockspeicher mit
Dosierteil bezeichnet. Von einem Spulengatter 6 werden Fäden 12 in einer Fadenschar - vgl. dazu auch Fig. 3 Bezugszeichen 12" abgezogen.
Sie werden in der Beflockungskammer 2 beflockt und durch eine Spannvorrichtung 10 geradlinig gehalten oder bewegt.
Spannen bedeutet, daß die Fäden so gehalten werden, daß sie nicht durchhängen. Je nach Fadenschrumpf ist die entsprechende Längenänderung
dabei mitberücksichtigt.
Die beflockten Fäden werden in einer Trockenvorrichtung 9 getrocknet und mit Hilfe einer Aufspulmaschine 11 aufgespult.
Die beflockten Fäden werden in einer Trockenvorrichtung 9 getrocknet und mit Hilfe einer Aufspulmaschine 11 aufgespult.
In Fig. 2 ist der Prinzipaufbau der unebenen Potentialoberfläche 13 bzw. 14 der oberen und unteren Elektrode 3,4 in Form einer
Krümmung anschaulich erkennbar. Diese Oberflächen sind hohl gekrümmt ausgebildet und symmetrisch zum Faden 12 angeordnet.
Die Abstände der Potentialoberflächen 13,14 zum Faden können geändert
werden; sie sind jedoch stets gleich groß zum Faden. Zwischen diesen Potentialoberflächen wird ein elektrisches Feld
hoher Spannung erzeugt, dessen Feldlinien unterschiedlich lang sind. Schematisch dargestellt sind beflockte Fäden 12.
Die obere Elektrode 3 ist z.B. an eine Hochspannung von + 55 KV
und die untere Elektrode z.B. an eine Hochspannung von - 45 KV angeschlossen. Der durch den Förderer 5, 5" in die Flockkammer
transportierte Flock schießt aufgrund der Wirkung des elektrischen Feldes zwischen den Potentialoberflächen hin und her.
Der geerdete Faden. 12 ist mit einem (nicht dargestellten) Klebermantel
umgeben und weist in diesem Bereich ein elektrisch neutrales Feld auf. Anteile des hin- und herschießenden Flock dringen im
wesentlichen radial in den Klebermantel ein. Weitere Anteile des
Flock werden im Bereich der neutralen Zone dem Feldlinieneinfluß entzogen und schießen unter einem geringen Schrägwinkel, der bis
zu 30° betragen kann, ebenfalls in den Klebermantel ein. Dabei füllen sich die beiden nicht den Potential oberflächen zugewandten Fadenflanken
ebenfalls mit teils radialen, teils schräg einschießenden Flockanteilen, bis der Faden rundum dicht mit Flock besetzt ist.
Eine bevorzugte Ausbildung der Potentialoberflächen zeigt Fig. 3. Die Elektrodenoberflächen 15,16 sind gleichmäßig wellenförmig ausgebildet;
u.z. in der Ebene x, die senkrecht zu der Fadenlängsachse vorliegt. Die Fadenschar der Fäden 12 ist mit 12' bezeichnet.
Die Fäden befinden sich bevorzugt jeweils in der Mitte zwischen den
symmetrischen Wellentälern. Die Täler und Bäuche der Elektrodenoberfläche erstrecken sich ihrer Länge nach im wesentlichen parallel
zur Fadenlängsachse. Diese Täler und Bäuche können sich jedoch auch in einem schrägen bis diagonalen Verlauf der Ausnehmungen 17 zur
Fadenlängsachse erstrecken. Dies ist in Fig. 4 dargestellt.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung von Elektroden 20, 21, die Potentialoberflächen
aufweisen, die sowohl quer zur als auch in Fadenlängsrichtung y räumlich ausgebildet sind. Dies können z.B. kalottenförmige
oder pyramidenstumpfartige Ausnehmungen sein. Es ist jede Art von "volumetrischer" Ausnehmung möglich, bei der symmetrische Täler und
Inseln vorliegen.
- 10 PD1/M33
Fig. 6 zeigt eine Anordnung von Elektroden 22, die in Fadenlängsrichtung
y zueinander geneigt angeordnet sind. Bevorzugt ist der Abstand E an der Einlaufseite größer als an der Auslaufseite A gewählt.
Die Beflockung ist im Bereich des geringeren Elektrodenabstandes intensiver im Vergleich zum größeren Elektrodenabstand.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung von gestuften Elektroden 19. Diese sind als Teilelektroden vorgesehen. Jedes Elektrodenpaar kann einen
bestimmten, beliebig wählbaren Abstand zur Fadenschar einnehmen. Des weiteren kann jede Elektrode an eine bestimmte, wählbare
Hochspannung angeschlossen werden.
Auf diese Weise ist eine individuell graduierte Beflockung möglich.
Fig. 8 zeigt in der Aufsicht einige von vielen möglichen räumlichen
Oberflächenausbildungen der Elektrode 20(21), die geeignet sind,
ein elektrisches Feld zwischen unebenen Potentialoberflächen mit unterschiedlicher Feldlinienlänge zu erzeugen, um Fäden zu beflocken,
die auf ihrem Weg durch das Feld nicht gedreht werden.
PD1/M34
Claims (18)
1. Verfahren zum elektrostatischen Beflocken eines faden- oder
garnförmigen Materials, das in einer Schar von mit einem
Klebemittel versehenen, geerdeten Fäden durch ein zwischen den Potentialebenen von Elektroden wirksames elektrisches
Feld hoher Spannung hindurchgeführt wird, unter dessen Wirkung das auf einem elektrisch nichtleitenden, über der
unteren Elektrode und unter den Fäden angeordneten Förderer herangeführte Flockmaterial in Richtung auf die Fäden hin
beschleunigt und in diese eingeschossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Feld zwischen nicht ebenen
symmetrischen Potential oberflächen der Elektroden in der Wirkungsrichtung
quer zur Fadenlängsrichtung erzeugt wird und daß die Fäden geradlinig in Fadenlängsrichtung durch das elektrische
Feld bewegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld zwischen gekrümmten Potential oberflächen der
Elektroden erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld zwischen sinusförmigen Potential oberflächen
der Elektroden erzeugt wird und daß die Fäden der Fadenschar jeweils zwischen den Sinustälern der Elektroden hindurchbewegt
werden.
- 2 PD1/M28
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das elektrische Feld zwischen kreisbogenförmigen Potentialoberflächen .in Richtung quer zur Fadenlängsrichtung erzeugt
wird und die Fäden der Fadenschar jeweils im Mittelpunkt des Krümmungsradius vorliegend bewegt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Feld unterschiedlicher Feldstärken erzeugt
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden kontinuierlich oder diskontinuierlich bewegt
werden.
7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch
1 bis 6, bestehend aus einer Beflockungskammer mit an Hochspannung
anschließbarer unterer und oberer Elektrode mit Potential Oberflächen, einem dazwischen durchlaufenden, das
Flockmaterial heranführenden Förderer, einer der Beflockungskammer vorgeordneten Klebemittel auftragvorrichtung für die
von einem Spulengatter abziehbare Fadenschar, einer der Beflockungskammer nachgeordneten Trockenkammer, einer Fadenspannvorrichtung
und einer Aufspul vorrichtung für die beflockten Fäden der Fadenschar,dadurch gekennzeichnet, daß
die Potentialoberflächen (13,14) der Elektroden (3,4) in Richtung quer zur Fadenlängsrichtung (y) uneben, insbesondere
gekrümmt, und symmetrisch zum Faden (12) vorliegen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Potentialoberflächen (13/14) quer zur Fadenlängsrichtung (y) konkav gekrümmt sind und daß die Fäden (12) der Fadenschar
(12*) zentrisch zwischen den konkav gekrümmten Potentialoberflächen vorliegen.
5. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Potential oberflächen (15,16) in Richtung (x)
symmetrisch zur Ebene (y) wellenförmig ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialoberflächen (19) in Richtung (x) symmetrisch
zur Ebene (y) gestuft vorliegen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die unebenen Potentialoberflächen (17/18) schräg zur
Fadenlängsrichtung (y) der Fadenschar vorliegen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Potential oberflächen (20,21) bezogen auf die Längsund
Querrichtung (x,y) räumlich erweitert ausgebildet sind, wobei Täler und Inseln vorliegen.
13. Vorrichtung nach-Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die räumliche Erweiterung kalottenförmig oder pyramiden-
bzw. kegel stumpfförmig vorliegt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3,4) im Abstand zu den Fäden (12) der
Fadenschar (12') einstellbar, insbesondere stufenlos einstellbar sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (22) in Fadenlängsrichtung (y) zueinander
geneigt angeordnet sind, wobei insbesondere der Abstand (E) an der Einlaufseite der Fadenschar größer vorliegt als
der Abstand (A) an der Auslaufseite.
16. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (19) in Fadenlängsrichtung (y) gestuft
vorliegen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3,4) in mehrere Teil elektroden (19)
bezogen auf die Längs- und/oder Querrichtung (x,y) unterteilt vorliegen.
18. Flockfaden oder -garn, bestehend aus einem Faden oder Garn mit umgebendem Klebemittelmantel, in dem im wesentlichen
radial rundum elektrostatisch eingeschossener Flock verankert vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß Flock zusätzlich
in von der Radialen abweichender Richtung schräg in den Klebermantel eingedrungen vorliegt und in unregelmäßig
regelmäßiger, dichter Verteilung wirr mit dem radialen Flock vorliegt.
- 5 PD1/M29.2
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