DD229048A5

DD229048A5 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen eines elektrostatischen feldes zum elektrostatischen beflocken eines faden-oder garnfoermigen materials usw.

Info

Publication number: DD229048A5
Application number: DD85272752A
Authority: DD
Inventors: Robert L Goerens
Original assignee: Uniroyal Englebert Textilcord
Priority date: 1984-06-26
Filing date: 1985-01-24
Publication date: 1985-10-30
Also published as: NO160149C; ZA85301B; ES540749A0; ES540764A0; LU85530A1; NO850202L; JPH0419907B2; MX157786A; ES8607062A1; IE56040B1; FI74632C; EP0166816B1; NO160149B; EP0166816A3; US4622235A; IE850234L; DE3478127D1; ES8607063A1; DK72585A; DE3423462C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrostatischen Beflocken eines faden- oder garnfoermigen Materials, das geradlinig kontinuierlich oder diskontinuierlich durch ein elektrisches Feld bewegt wird, das zwischen Elektroden mit unebenen, jedoch symmetrischen Potentialoberflaechen erzeugt wird. Das elektrische Feld wird bevorzugt zwischen gekruemmten Potentialoberflaechen der Elektroden erzeugt. Der Flock schiesst nicht nur radial, sondern auch in Schraeglage in den Klebermantel jedes nicht gedrehten Fadens. Hierdurch ist eine dichte verbesserte Rundumbeflockung von Garnen oder Faeden auf einfache und kostenguenstige Weise zu erhalten. Fig. 3

Description

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Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrostatischen Feldes zum elektrostatischen Beflocken eines faden- oder garnförmigen Materials und danach erzeugter Flockfaden bzw· danach erzeugtes Flockgarn

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines elektrostatischen Feldes hoher Spannung 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 elektrostatisches Feld hoher Spannung hindurchbewegt wird. Unter der Wirkung dieses Feldes wird das auf einem elektrisch nicht leitenden, oberhalb der unten angeordneten Elektrode und unterhalb der Fäden der Fadenschar angeordneten Fördermittel herangeführte Flockmaterial in Richtung auf die Fäden der Fadenschar hin beschleunigt und in den Klebemittelmantel der Fäden eingeschlossen.

Die Vorrichtung bezieht sich auf eine aus unterer und oberer Elektrode gebildeten Beflockungskammer, von denen jede Elektrode eine elektrostatisch wirksame Potentialoberfläche aufweist und an elektrischer Hochspannung anschließbar ist· Zwischen den Elektroden ist ein durchlaufendes, das Flockmaterial heranführende Fördermittel angeordnet. Der Beflockungskammer vorgeordnet ist eine Klebemittelauftragvorrichtung für die von einem Spulengatter abziehbare Fadenschar. Der Beflockungskammer nachgeordnet ist eine Trockenkammer für die beflockten Fäden der Fadenschar. Die Fäden werden durch eine Spannvorrichtung gerade gehalten und durch eine Aufspulvorrichtung aufgewickelt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der herkömmlichen Herstellung elektrostatisch beflockter

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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 Potentialoberflächen der Elektroden augewandten Fadenoberflachen 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.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die mangelhafte Beflockung und den Aufwand des Fadendrehens zu vermeiden»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe 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·

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein elektrisches Feld zwischen nicht ebenen Potentialoberflächen der Elektroden in der Wirkungsrichtung quer zur Fadenlängsrichtung erzeugt wird und daß diese Potentialoberflächen symmetrisch zu jedem Faden der Fadenschar wirksam sind und daß "die Fäden geradlinig in Fadenlängsrichtung durch das elektrische Feld bewegt werden.

Auf Grund eines solchen zwischen den nicht ebenen Elektrodenpotentialoberflächen erzeugten elektrostatischen Feldes wer-

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den die Fäden der Fadenschar mit Flockmaterial rundum dicht "beflockt; ohne daß dabei der Faden oder die Elektrode gedreht werden müssen.

Auf sehr einfache V/eise wird das elektrische Feld zwischen zum Faden hohlgekrümmten Potentialoberflächen erzeugt»

In einem elektrostatischen Feld wird der Flock stets im rechten Winkel bezogen auf die Potentialoberfläche von der Elektrode abgeschlossen und beschleunigt. Bei nicht ebenen Potentialoberflächen folgt der Flock kürzeren und längeren Feldlinien» Flock, der dabei in den Bereich der geerdeten Faden der Fadenschar gerät oder den Klebermantel des Fadens berührt, wird vom Faden angezogen und überwindet den FeIdlinieneinfluß. Die Abweichung der Flockflugrichtung ist gering. Sie kann bis zum 30° betragen. Geschwindigkeit und Masse des Flock lassen dies kurzzeitig zu· Dadurch schießen in einem elektrischen Feld zwischen unebenen Potentialoberflächen der Elektroden sehr viele Flöckanteile schräg in den Klebermantel hinein. Diese Flockanteile reichen aus, um den Faden ohne Eigendrehung dioht 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 kreisbo&en- oder sinusförmigen oder anderen wellenförmigen oder zwischen gestuften Potentialoberflächen der Elektroden in Richtung quer zur Fadenlängsrichtung erzeugt werden.

Die Fäden der Fadenschar werden jeweils zwischen den Sinustälera der Elektroden hindurchbewegt, beziehungsweise im Mittelpunkt des Krümmungsradius vorliegend bewegt« 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

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Fadenschar auf dem Weg durch das elektrische PeId so dicht "beflockt wird, daß spätestens an der Feldausgangsstelle der hin- und herschießende Flock keinen Platz mehr auf der Klebermantelflache 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.

Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 7 vorgesehen, bei der die Potentialoberflächen der Elektroden in der Richtung quer zur Fadenlängsrichtung uneben ausgebildet, insbesondere gekrümmt und symmetrisch zum Faden vorliegen·

Es kann von "Vorteil sein, wenn die Potentialoberflächen quer zur Fadenlängsrichtung konkav gekrümmt sind und die Fäden der Fadenschar zentrisch zwischen den konkav gekrümmten Potentialoberflächen vorliegen«

Dabei können die Potentialoberflächen in Richtung symmetrisch zur Ebene wellenförmig ausgebildet sein₀ Die Potentialoberflächen können auch in Richtung symmetrisch zur Ebene gestuft vorliegen·. Es kann auch zweckmäßig sein, wenn die unebenen Potentialoberflächen schräg zur Fadenlängsrichtung der Fadenschar vorliegen

Die Potentialoberflächen können bezogen auf die Längs- und Querrichtung räumlich erweitert ausgebildet sein, wobei Täler und Inseln vorliegen.

Die räumliche Erweiterung kann auch kalottenförmig oder Pyramiden- bzw· kegelstumpfförmig vorliegen. Die Elektroden sind vorteilhaft im Abstand zu den Fäden der Fadenschar einstellbar, insbesondere stufenlos einstellbar· Die Elektroden können zweckmäßig auch in Fadenlängsrichtung zueinander geneigt angeordnet sein, wobei insbesondere der Abstand an der Einlaufseite der Fadenschar größer vorliegt als der Abstand an der Auslaufseite·

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Die Elektroden können auyfch in Fadenlängsrichtung gestuft vorliegen oder in mehreren Teilelektroden bezogen auf die Längs- und/oder Querrichtung unterteilt vorliegen· Der erfindungsgemäße -^lockfaden oder das erfindungsgemäße Flockgarn, bestehend aus einem Faden oder Farn mit umgebendem Klebemittelmantel, liegt in dem im wesentlichen radial rundum elektrostatisch eingeschossener Flock verankert vor und ist 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.

Bevorzugte regelmäßige Krümmungen werden durch eine kreisbogenförmige, insbesondere konkave Krümmung, vom Faden aus betrachtet, oder durch wellenförmige Ausbildung der Pyfotentialoberflächen 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 Maßnahme kann eine Grundeinstellung und Intensivierung in der Tieflockung erfolgen·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert» In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

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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;

Fig. 4: eine schematische Aufsicht auf eine abgewandelte Ausbildung der Elektroden;

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;

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 wesent- . liehen aus einer Beflockungskammer 2. Sie umfaßt eine obere und untere Elektrode 3*4 und den dazwischen liegenden Teil 5¹ eines Endlosförderers 5» Mit 7 ist der E¹IoCk 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 durchgängen. Je nach Fadenschrumpf ist die entsprechende Längenänderung

dabei mitberücksichtigt·

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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 hohlgekrümmt ausgebildet und symmetrisch zum Faden 12 angeordnet. Die Abstände der Potentialoberflachen 13,14 zum Faden können geändert werden; sie sind jedoch stets gleich groß zum Faden· Zwischen diesen Potentialoberflachen wird ein elektrisches Feld hoher Spannung erzeugt, dessen Feldlinien unterschiedlich lang sind. Schematisch dargestellt sind beflockte Fäden 12.

Die obere Elektrode 3 ist ζ·Β. an eine Hochspannung von + 45 KY angeschlossen. Der durch den Förderer 5,5' in die Flockkammer transportierte Flock schließt aufgrund der Wirkung des elektrischen leides zwischen den Potentialoberflachen 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 schließen unter einem geringen Schrägwinkel, der bis zu 30 betragen kann, ebenfalls in den Klebermantel ein. Dabei füllen sich die beiden nicht den Potentialoberflachen zugewandten Fadenflanken ebenfalls mit teils radialen, teils schräg einachießenden Flockanteilen, bis der Faden rundum dicht mit Flock besetzt ist.

Eine bevorzugte Ausbildung der Potentialoberflächen zeigt

ig. 3. Die Elektrodenoberflächen 15,16 sind gleichmäßig wellenförmig ausgebildet· u.z. in der Ebene x, die senkrecht zu der Fadenlängsachse vorliegt. Die Fadenschar der

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Fäden 12 ist mit 12^f bezeichnet. Die Fäden befinden sich bevorzugt jeweils in der Mitte zwischen den symmetrischen Wellentälern. Die Täler und Inseln der Elektrodenoberfläche erstrecken sich ihrer Länge nach, im wesentlichen parallel zur Fadenlängsrichtung y. Diese Täler und Inseln können sich jedoch auch in einem schrägen bis diagonalen Verlauf der Ausnehmungen 17 zur Fadenlängsrichtung y 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 Jsfc jede Art von "volumetrischer" Ausnehmung möglich, bei der symmetrische Täler und Inseln vorliegen.

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.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen eines elektrostatischen Feldes zum elektrostatischen Beflocken eines faden- oder garnförmigen Materials, das in einer Schar von mit einem Klebemittel versehenen, geerdeten Fäden (12) durch ein zwischen den Potentialebenen (13,14) von Elektroden (3,4) wirksames elektrisches Feld hoher Spannung hindurchgeführt wird, unter dessen Wirkung das auf einem elektrisch nichtleitenden, oberhalb der unten angeordneten Elektrode und unter den Fäden angeordneten Fördermittel (5) herangeführte Flockmaterial (7) in Richtung auf die Fäden hin beschleunigt und in diese eingeschlossen wird, gekennzeichnet dadurch, daß ein elektrisches Feld zwischen nicht ebenen symmetrischen Potentialoberflächen (15, 16) der Elektroden in der Wirkungsrichtung quer zur Fadenlängsrichtung erzeugt wird und daß die Fäden (12) geradlinig in Fadenlängsrichtung durch das elektrische Feld bewegt und dabei rundum beflockt werden.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das elektrische Feld zwischen gekrümmten Potentialoberflächen der Elektroden erzeugt wird.

3« Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das elektrische Feld zwischen sinusförmigen Potentialoberflächen der Elektroden erzeugt wird und daß die Fäden der Fadenschar jeweils zwischen den Sinustälern der Elektroden hindurchbewegt werden.

4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, 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 Punkt 1 Ms 4, gekennzeichnet dadurch, daß ein elektrisches Feld unterschiedlicher Feldstärken erzeugt wird.

6. Verfahren nach Punkt 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Fäden kontinuierlich oder diskontinuierlich bewegt werden.

7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Punkt 1 bis 6, bestehend aus einer Beflockungskammer mit an Hochspannung anschließbarer unterer und oberer Elektrode mit Potentialoberflächen, einem dazwischen durchlaufenden, das Flockmaterial heranführenden Förderer, einer der Beflockungskammer vorgeordneten Klebern!ttelauftragvorrichtung für die von einem Spulengatter abziehbare Fadenschar, einer der Beflockungskammer nachgeordneten Trockenkammer, einer Fadenspannvorrichtung und einer Aufspulvorrichtung für die beflockten Fäden der Fadenschar, gekennzeichnet dadurch, 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 Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Potentialoberflächen (13/14) quer zur Fadenlängsrichtung (y) konkav gekrümmt sind und daß die Fäden (12) der Fadenschar (12^f) zentrisch zwischen den konkav gekrümmten Potentialoberflächen vorliegen.

9· Vorrichtung nach Punkt 7 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Potentialoberflächen (15,16) in Richtung (x) symmetrisch zur Ebene (y) wellenförmig ausgebildet sind.

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Erfindungsanspruch

10. Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Potentialoberflächen (19) in Richtung (x) symmetrisch zur Ebene (y) gestuft vorliegen.

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11· Vorrichtung nach Punkt 7 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß die unebenen Potentialoberflächen (17/18) schräg zur Fadenlängsrichtung (y) der Fadenschar vorliegen.

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

13· Vorrichtung nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß die räumliche Erweiterung kalottenförmig oder pyramiden- bzw. kegelstumpffönnig vorliegt.

14· Vorrichtung nach Punkt 7 bis 13, gekennzeichnet dadurch, daß die Elektroden (3,4) im Abstand zu den Fäden (12) der Fadenschar (12·) einstellbar, insbesondere stufenlos einstellbar sind.

15» Vorrichtung nach Punkt 7 bis 14, gekennzeichnet dadurch, 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 Punkt 7 bis 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Elektroden (19) in Fadenlängsrichtung (y) gestuft vorliegen.

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

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Flickfaden oder -garn, bestehend aus einem Faden oder Garn mit umgebendem Klebemittelmantel, in dem im wesentlichen radial rundum elektrostatisch eingeschossener Flock verankert vorliegt, gekennzeichnet dadurch, daß Flock zusätzlich in von der Radialen abweichender Richtung schräg in den Klebermantel eingedrungen vorliegt und in unregelmäßig regelmäßiger, dichter Verteilung v/irr mit dem radialen Flock vorliegt. Hierzu 1 Seite Zeichnung