LU85530A1

LU85530A1 - Verfahren und vorrichtung zum elektrostatischen beflocken eines faden-oder garnfoermigen materials

Info

Publication number: LU85530A1
Application number: LU85530A
Authority: LU
Inventors: Robert L Goerens
Original assignee: Uniroyal Englebert Textilcord
Priority date: 1984-06-26
Filing date: 1984-09-05
Publication date: 1986-04-03
Also published as: ZA85301B; NO850202L; KR860000437A; JPH0419907B2; US4671980A; IE56040B1; EG16905A; DK72585D0; EP0166816A3; DD229048A5; ES540749A0; ATE42975T1; IN162804B; US4622235A; CA1254081C; DK168224B1; DK72585A; FI74632C; FI850525L; NO160149C

Description

4 i- " v>‘ y y 5 Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Beflocken eines faden- oder garnförmigen Materials » Die Erfindung bezieht sich au' eir. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 3 und auf eine Vorrichtung zum Durchführen des 10 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,5ie 15 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 20 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 Be-flocken zu scÏÏaffen, nach dem beliebige Garne oder Fäden rundum dicht und optimal beflockt werden können, ohne daß die Garne oder v Fäden gedreht werden müssen. Die Mängel der bekannten Verfahren 30 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 35 diese Potential Oberflächen symmetrisch zu jedem Faden der Fadenschar wirksam sind und daß die Fäden geradlinig in Fadenlängsrich-f tung durch das elektrische Feld bewegt werden.

-6-- i v 5 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 ebge-10 schossen und beschleunigt. Bei nicht ebenen Potential Oberflächen . 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 Flockflug-’ 15 richtung 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 Potentialoberflä-' chen der Elektroden sehr viele Flockanteile schräg in den Kleber mantel hinein. Diese Flockanteile reichen aus, um den Faden ohne 20 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 kreisbcgen-25 oder sinusförmigen oder anderen wellenförmigen oder zwischen ge-, stuften Potentialoberflächen der Elektroden erzeugt werden.'

Die obere und untere Elektrode kann ferner in mehrere Einzelelek-- troden unterteilt vorliegen.

Des weiteren kann zur Steigerung der Beflockungsdichte ein elektrisches 30 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 Faden-35 schar 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.

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l ^ - 7 - - 7 - 5 Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vorrich tung 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. .

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Bevorzugte regelmäßige Krümmungen werden durch eine kreisbogenförmige, insbesondere konkave Krümmung, vom Faden aus betrachtet, oder durch wellenförmige Ausbildung der Potential Oberflächen erhalten. Zwischen solchen Elektroden kann ein elektrisches Feld mit unter-15 schiedlich langen Feldlinien erzeugt werden, das besonders vorteilhaft geeignet ist, Faden oder Garn einer Schar rundum dicht zu beflocken. Weitere Ausgestaltungen sind gestufte und in Teilelek-*' troden unterteilte Elektroden. Es können unterschiedliche Hochspannungen angelegt werden. ' 20 ·

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 erfol-25 gen.

Die Merkmale der Erfindung sind anhand.von Ausführungsbeispielen erläutert.

30 Es zeigt: ------- * Fig. 1 .· eine Fadenbeflockungsanlage in schematischer Darstel lung 35 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,

Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf eine abgewandelte Aus- 40 ✓ - B - 5 Fig. 5 eine Anordnung von Elektroden mit räumlichen Ausnehmun- j gen der Oberfläche in und quer zur Faden!aufrichtung,

Fig. 6 eine in Fadenlaufrichtung geneigte Anordnung von Elek- I troden, ! 10 I Fig. 7 eine in Fadenlaufrichtunc gestufte Anordnung von mehreren i | Elektroden, | .

! Fig. 8 eine Aufsicht auf Teile verschiedener Potentialober- 15 flächen einer Elektrode mit räumlichen Ausnehmungen.

Die Beflockungsvorrichtung 1 nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einer Beflockungskammer 2. Sie umfaßt eine obere und untere 20 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 25 durch eine Spannvorrichtung ID geradlinig gehalten oder bewegt.

Spannen bedeutet, daß die Fäden so gehalten werden, daß sie nicht durchhängen. Je nach Fadenschrumpf ist die entsprechende Längenänderung dabßi mitberücksichtigt.

Die beflockten Fäden werden in einer Trockenvorrichtung S getrock-30 net und -mit 'Hrlfe einer Aufspulmaschine 11 aufgespult.

" In Fig. 2 ist der Prinzipaufbau der unebenen Potentialoberfläche 13 bzw. 14 der oberen und unterer, Elektrode 3,4 in Form einer Krümmung anschaulich erkennbar. Diese Oberflächen sind hohl-35 gekrümmt ausgebildet und symmetrisch zum Faden 12 angeordnet.

Die Abstände der Potential Oberflächen 13,14 zum Faden können geändert werden; sie sind jedoch stets gleich groß zum Faden.

Zwischen diesen Potential Oberflächen wird ein elektrisches Feld hoher Spannung erzeugt, dessen Feldlinien unterschiedlich lang | 40 sind. Schematisch oaroestellt sind beflockte Fäden 12. * i / ✓ r·.

5 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 Potential Oberflächen hin und her.

10 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 15 entzogen und schießen unter einem geringer 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.

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Eine bevorzugte Ausbildung der Potential Oberflächen 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.' 25 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 30 Fadenlängsachse erstrecken. Dies ist in Fig. 4 dargestellt.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung von Elektroden 20, 21, die Potential Oberflächen aufweisen, die sowohl quer zur als auch in Fadenlängsrichtung y räumlich ausgebildet sind. Dies können z.B. kalottenförmige 35 oder pyramidenstumpfartige Ausnehmungen sein. Es ist jede Art von "volumetrischer" Ausnehmung möglich, bei der symmetrische Täler und . Inseln vorliegen.

i / -10 -' 'v PD1/M33 ' i * - IG - 5 Fig. 6 zeigt eine Anordnung von Elektroden 22, die in Fadenlängs richtung 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.

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Fig. 7 zeigt eine Anordnung von gestuften Elektroden 19. Diese sind als Teilelektroden vorgesehen. Jedes Elektrodenpaar kann einer bestimmten, beliebig wählbaren Abstand zur Fadenschar einnehmen.

Des weiteren kann jede Elektrode an eine bestimmte, wählbare 15 Hochspannung angeschlossen werden.

Auf diese Weise ist eine individuell graduierte Beflockung möglich.

Fig. 8 zeigt in der Aufsicht einige von vielen möglichen räumli-20 chen Oberflächenausbildungen der Elektrode 20(21), die geeignet sind, ein elektrisches Feld zwischen unebenen Potential Oberflächen mit unterschiedlicher Feldlinienlänge zu erzeugen, um Fäden zu be-flocken, die auf ihrem Weg durch das Feld nicht aedreht werden.

A. ; .

- 11 -PD1/M34

Claims

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 Potential ebenen von Elektroden wirksames elektrisches

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 - 9 / PD1/K2B - 2 - * « ; k >

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld zwischen kreisbogenförmigen Potential-oberflachen in Richtung quer zur Fadenlängsrichtung erzeugt wird und die Fäden der Fadenschar jeweils im Mittelpunkt des Krümmungsradius vorliegend bewegt werden. 10

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Feld unterschiedlicher Feldstärken erzeugt wi rd.

5 Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Beflocken eines faden- oder garnförrr.igen Materials Patentansprüche: 10

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 20. bis 6, bestehend aus einer Beflockungskammer mit an Hoch spannung anschließbarer unterer und oberer Elektrode mit Potentialoberflächen, einem dazwischen durchlaufenden, das Flockmaterial heranführenden Förderer, einer der Beflockungskammer vorgeordneten Klebemittelauftragvorrichtung für die 25 von einem Spulengatter abziehbare Fadenschar, einer der Be- • flockungskammer nachgeordneten Trockenkammer, einer Faden spannvorrichtung und einer Aufspulvorrichtung für die be-- · flockten Fäden der Fadenschar,dadurch gekennzeichnet, daß · die Potentialoberflächen (13,14) der Elektroden (3,4) in

30 Richtung quer zur Fadenlängsrichtung (y) uneben, insbe sondere gekrümmt, und symmetrisch zum Faden (12) vorliegen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Potential Oberflächen (13/14) quer zur Fadenlängsrichtung (y) 35 konkav gekrümmt sind und daß die Fäden (12) der Fadenschar (12') zentrisch zwischen den konkav gekrümmten Potentialoberflächen vorliegen. / / t - 3 - ί * 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 10 die Potential Oberflächen (19) in Richtung (x) symmetrisch zur Ebene (y) gestuft vorliegen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die unebenen Potential Oberflächen (17/18) schräg zur

12. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialoberflächen (20,21) bezogen auf die Längsund Querrichtung (x,y) räumlich erweitert ausgebildet sind, 20 wobei Täler und Inseln vorliegen.

13. Vorrichtung nach· Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Erweiterung kalottenförmig oder pyramiden-bzw. kegelstumpfförmig vorliegt. 25

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 ein stellbar sind. ' 30 -

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 35 der Abstand (A) an der Auslaufseite.

15 Fadenlängsrichtung (y) der Fadenschar vorliegen.

15 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 gekenn- 20 zeichnet, 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. 25

16. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (19) in Fadenlängsrichtung (y) gestuft vorliegen. * - t -

17. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3,4) in mehrere Teilelektroden (19) bezogen auf die Längs- und/oder Querrichtung (x,y) unterteilt vorliegen.

18. Flockfaden oder -garn, bestehend aus einem Faden oder Garn mit umgebendem Klebemittel ma ntel, in derr irr. wesentlichen radial rundum elektrostatisch eingeschossener Flock verankert vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß Flock zusätzlich in von der Radialen abweichender Richtung schräg in 15 den Klebermantel eingedrungen vorliegt und in unregelmäßig regelmäßiger, dichter Verteilung wirr mit dem radialen Flock vorliegt. K K ^ \ * \ 1 \ ' \ î \ i\ i v X · - 5 -PD1/M29.2