DE2809019B2 - Vorrichtung zum elektrostatischen Ausrichten und Aufbringen von Fasern auf einer Oberfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum elektrostatischen Ausrichten und Aufbringen von Fasern auf einer beliebigen Oberfläche zur Herstellung von plüschartigen Oberflächen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Beflockungsvorrichtung (DE-PS 00 447) werden die Fasern aus der Zuführeinrichtung auf eine im Abstand von der zu beflockenden Oberfläche parallel zu dieser geführtes Förderband gestreut, das die Fasern in ein zwischen Förderband und Oberfläche anliegendes elektrostatisches Feld transportiert, wobei die Hochspannungselektrode an der Rückseite der die Oberfläche aufweisenden Unterlage anliegt. Unter der Wirkung des elektrostatischen Feldes werden die Fasern von dem Förderband abgehoben, in Feldrichtung ausgerichtet und auf die mit einer Klebschicht versehene Oberfläche gebracht. Dadurch, daß die Fasern auf das Förderband nur aufgestreut werden und daher ungeordnet übereinanderliegen, behindern sie sich gegenseitig für ihre Vereinzelung und Ausrichtung und außerdem kann ihnen bei dieser bekannten Elektrodenanordnung durch die elektrostatische Aufladung nur eine verhältnismäßig geringe Geschwindigkeit erteilt werden, wodurch sie beim Auftreffen auf die zu beflockende Oberfläche nicht hinreichend tief in die Klebeschicht eindringen können.

Dadurch sinkt die erzielbare Qualität und Haltbarkeit des Produktes. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß elektrisch abgeschirmte Flächen auf diese Weise nicht überzogen werden können.

Ferner ist eine Beflockungseinrichtung nach dem

ίο Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt (»Kunststoff-Rundschau«, 1963, S. 572—579), bei welcher die Fasern aus einem Dosierraum mittels einer rollenförmigen Verteilerbürste auf das am Ende des Austragsschachtes der Vorrichtung angeordnete siebförmige Ladegitter verteilt werden. Die Wirksamkeit derartiger Vorrichtungen ist jedoch dadurch eingeschränkt, daß die Ausrichtung der Fasern, die von der Verteilerbürste weitgehend ungeordnet auf dem Ladegitter verteilt werden, wie auch die Beschleunigung der Fasern in Richtung auf die zu beflockende Oberfläche unter der Wirkung des elektrostatischen Feldes erst nach dem Durchtritt der Fasern durch das Ladegitter beginnen können. Dadurch besteht die Gefahr, daß die Fasern nicht senkrecht zur Oberfläche des zu beflockenden Gegenstandes auf diesen aufgebracht werden und daß ihre Eindringtiefe in die Klebschicht auf der zu beflockenden Oberfläche unzureichend ist. Auch hinsichtlich der guten Trennung der Fasern voneinander und der Vermeidung von Klumpenbildungen ist die bekannte Vorrichtung noch verbesserungsbedürftig.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, daß — unabhängig von Form und Material des zu überziehen-

den Gegenstandes — ein plüschartiger Überzug einwandfreier Qualität und Haltbarkeit erzeugt werden kann.

Dies wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Anspruch 1 erreicht.

Durch die Ausbildung einer elektrostatischen Voraufladungszone vor dem Ladegitter erhalten die Fasern bereits vor dem Ladegitter eine gewisse Aufladung und Geschwindigkeit und beginnen somit bereits vor ihrem Durchtritt durch das Ladegitter, sich in die Richtung senkrecht zu der zu beflockenden Oberfläche auszurichten. Dadurch ist die Wirksamkeit der Vorrichtung erheblich verbessert. Insbesondere treffen die Fasern mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit auf der zu beflockenden Oberfläche auf, so daß ihre Eindringtiefe in die Klebschicht der Oberfläche groß ist. Durch die bereits vor dem Ladegitter beginnende Ausrichtung der Fasern treffen diese außerdem nicht quer zum Ladegitter auf dieses auf, so daß ihr Durchtritt durch das Ladegitter begünstigt und ihre Anhäufung auf dem Ladegitter vermieden ist. Durch das Siebgitter wird außerdem eine zusätzliche Aussiebung zu langer zugeführter Fasern erreicht, so daß die Länge der auf die zu beflockende Oberfläche auftreffenden Fasern gleichmäßiger wird.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich auch elektrisch isolierte große Flächen, beispielsweise Wände und Fußbodenbeläge, wirksam beflocken, wenn die der zu beflockenden Oberfläche zugeordnete geerdete Elektrode ein Austragsgitter ist, welches im Bereich der Austragsöffnung des Vorrichtungsgehäuses und somit vor dem zu beflockenden Gegenstand angeordnet ist. Eine in dieser Art ausgebildete elektrostatische Faserbeflockungsvorrichtung ist ausge-

zeichnet als mobiles Werkzeug einsetzbar.

Sollen Gegenstände anderer Art beflockt werden, kann es zweckmäßig sein, die dem zu beflockenden Gegenstandes zugeordnete geerdete Elektrode in Form einer hinter dem Gegenstand angeordneten Stützplatte auszubilden.

Um das Siebgitter, das Ladegitter und das Austragsgitter zur Beeinflussung der elektrostatischen Felder aufeinander abstimmen zu können, ist es zweckmäßig, diese Gitter zur Änderung ihrer gegenseitigen Abstände abstand* verstellbar anzuordnen.

Ferner werden die Aufladung und Ausrichtung der Kunstfasern in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch begünstigt, daß an dem Ladegitter Nadelionisatoren mit der zu beflockenden Oberfläche zugewendeter Spitze angeordnet sind.

Die Erfindung eignet sich besonders in Kombination mit einer pneumatischen Faserzuführeinrichtung, bei der die Fasern vor dem Siebgitter in einem Wirbelraum aufgewirbelt und vereinzelt werden. Außerdem erhalten die Fasern durch die Luftströmung eine zusätzliche Beschleunigung in Richtung auf das Ladegitter und auf den zu beflockenden Gegenstand. Vorzugsweise enthält daher die Zuführeinrichtung einen Druckluft über mehrere Düsen zuführenden Wirbelverteiler. Es ist jedoch auch möglich, einen im Gehäuse oder außerhalb desselben angebrachten Ventilator oder eine Kombination von Düsensystem und Ventilator vorzusehen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann aus Kunstfasern ein ausgezeichneter plüschartiger Überzug erzeugt werden, und zwar auf Gegenständen beliebiger Form und beliebigen Materials.

Die Erfindung wird anhand bevorzugter, in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Faserbeflockungsvorrichtung, bei der die dem zu beflockender Gegenstand zugeordnete geerdete Elektrode im Gehäuse der Vorrichtung angeordnet und als Austragsgitter ausgebildet ist, und

F i g. 2 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die dem zu beflockenden Gegenstand zugeordnete geerdete Elektrode außerhalb des Gehäuses der Vorrichtung hinter dem Gegenstand als Stützplatte ausgebildet ist.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen werden im folgenden hinsichtlich ihrer miteinander identischen Bauteile gemeinsam erläutert. Das Fasermaterial wird in einen Dosierraum 1 des Gehäuses der Vorrichtung eingeführt In diesem Dosierraum 1 werden die Fasern aufgelockert und klumpenartige Zusammenballungen werden aufgetrennt Der Dosierraum 1 ist an seinem einem Ladegitter 9 zugewandten Ende durch ein Siebgitter 2 begrenzt, das aus elektrisch leitendem Material besteht und geerdet ist. Im oberen Teil des Dosierraumes 1 ist ein Luft in das Gehäuse der Vorrichtung einbringender Wirbelverteiler 3 angeordnet, der in Form eines Düsensystems ir.it tangential zu dem Gehäuse eingestellten Düsen 6 ausgebildet ist und über eine Leitung 4 und ein Ventil 5 an eine eo Druckluftquelle angeschlossen ist Unterhalb des Wirbelverteilers 3 wird somit in dem Dosierraum 1 ein Verteilerraum 18 geschaffen, in dem die Auflockerung des eingegebenen Fasermaterials erfolgt. Unterhalb des Siebgitters 2 ist in dem Gehäuse in einem aus isolierendem Material bestehenden Rahmen 8 das Ladegitter 9 angeordnet das an eine Hochspannungsquelle 15 angeschlossen ist Zwischen dem Ladegitter 9 und dem Siebgitter 2 bildet sich eine Voraufladungszone aus. Das Ladegitter 9 selbst ist mit Nadelionisatoren 10 ausgerüstet, deren Spitzen in Beflockungsrichtung zeigen.

Bei dem Ausführungsbeispiei gemäß F i g. 1 werden die zu beflockenden Gegenstände 17 mittels eines Transportbandes 13 unter die Vorrichtung transportiert. An der Austragsöffnung der Vorrichtung ist eine geerdete Elektrode angeordnet, die vorzugsweise — wie aus Fig. 1 ersichtlich — als Austragsgitter 16 ausgebildet ist Zwischen dem geerdeten Austragsgitter 16 und dem Ladegitter 9 entsteht somit innerhalb des Gehäuses im Bereich der Austragsöffnung ein Hauptaufladungsfeld 12.

Die aus F i g. 2 ersichtliche Vorrichtung weicht von der in F i g. 1 dargestellten insofern ab, als hier die geerdete Elektrode, die dem zu beflockenden Gegenstand zugeordnet ist, als unterhalb des Transportbandes 13 oder oberhalb des bandförmigen zu beflockenden Materials angebrachte Stützplatte 14 ausgebildet ist die an der Rückseite des Transportbandes 13 bzw. des zu beflockenden Materials anliegt.

Im Betrieb wird das in den Dosierraum 1 eingebrach te Fasermaterial in der aus den Düsen 6 austreter.aen Luft aufgewirbelt aufgelockert und kontinuierlich durch das Siebgitter 2 hindurch in die Voraufladungszone 7 eingebracht Durch die Wirkung des an die Stromquelle 15 geschalteten Ladegitters 9 und des Siebgitters 2, welches von entgegengesetzter Polarität als das Ladegitter 9 ist erhalten die Fasern eine schwache Aufladung und dadurch beginnen sie sich zu ordnen, d. h. sie richten sich mit ihrer Längsachse in Beflockungsrichtung aus. Das Ausrichten der Fasern wird durch die einströmende Luft begünstigt. Da das Ladegitter 9 in Längsrichtung gegenüber dem Siebgitter 2 verstellbar ist, kann die Größe der Voraufladungszone 7 verändert werden, so daß diese entsprechend den unterschiedlichen Flockmaterialien auf eine geeignete Stärke eingestellt werden kann. Die strömende Luft treibt die bereits in Sprührichtung ausgerichteten und in geringem Maße aufgeladenen Fasern durch das Ladegitter 9, und wenn die Fasern dieses berühren, nehmen sie weitere Ladung auf, so daß sie, auf eine große Geschwindigkeit beschleunigt, in das Hauptaufladungsfeld 12 strömen. Durch die Nadelionisatoren 10 werden die Moleküle der Luft ionisiert. Infolgedessen erhalten die Fasern eine maximale elektrostatische Ladung und richten sich mit hoher Geschwindigkeit auf die Austragsrichtung aus. Durch die Wirkung der Luftströmung sowie durch die Wirkung des zwischen dem Ladegitter 9 und dem Austragsgitter 16 (Fig. 1) bzw. der Stützplatte 14 (F i g. 2) anliegenden elektrostatischen Feldes treffen die Fasern senkrecht auf die Oberfläche auf und dringen senkrecht mit entsprechender Tiefe in die mit Klebmittel überzogene Oberfläche des zu beflockenden Materials ein.

Eine zusätzliche Abstimmung der Aufladungsverhältnisse in dem Hauptaufladungsfeld 12 ist durch eine Verstellung des Austragsgitters 16 gegenüber dem Ladegitter 9 möglich.

Das Austragsgitter 16 weist vorzugsweise eine größere Maschenweite als das Ladegitter 9 auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Austragsgitter 16 austauschbar in einem an der Austragsöffnung der Vorrichtung vorgesehenen Austragskopf 19 angeordnet sein, so daß auf das jeweilige Fasermaterial oder die gewünschten Beflockungsverhältnisse abgestellte, verschiedenartige Austragsgittcr unterschiedli-

eher Maschenform und Maschenweite eingesetzt werden können.

Die aus F i g. 1 ersichtliche Vorrichtung ist in der Praxis auch in den Fällen universell anwendbar, bei denen große, nichtleitende Werkstücke überzogen werden müssen. So ist die Vorrichtung z. B. zum Überziehen von Wänden und Fußböden mit einem plüschartigen Überzug ausgezeichnet geeignet, weil die von dem Austragsgitter gebildete geerdete Elektrode, die der zu beflockenden Oberfläche zugeordnet ist, einen Teil der Vorrichtung bildet und mit dieser zusammen vor der zu beflockenden Oberfläche bewegt werden kann. Die Fasern, die zwischen dem Ladegitter 9 und dem eine größere Gittermaschenweite aufweisenden geerdeten Austragsgitter 16 auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden, treten ohne wesentliche Abbremsung durch das Austragsgitter 16 hindurch und schießen in die Klebmitteloberfläche ein.

Die Düsen 6 im Wirbelverteiler 3 sind so ausgerichtet, daß im Verteilerraum 18 eine intensive Verwirbelung und Vereinzelung der Fasern erreicht wird und keine Anhäufungen oder Ablagerungen der Fasern an der Gehäusewand des Verteilerraumes 18 auftreten. Dabei sind einige Düsen 6 auf die Behältermitte und einige für eine Strömung entlang der Gehäusewand ausgerichtet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrostatischen Ausrichten und Aufbringen von Fasern auf einer beliebigen Oberfläche zur Hersteilung von plüschartigen Oberflächen, mit einer Einrichtung zum Zuführen der Fasern aus einem Dosierraum in einen Verteilerraum und mit einer der Zuführeinrichtung und dem Verteilerraum nachgeordneten, das elektrostatische Feld erzeugenden Elektrodenanordnung, durch die zwischen der Zuführeinrichtung und der zu beflockenden Oberfläche eine Hochspannungselektrode in Form eines Ladegitters und nahe der zu beflockenden Oberfläche eine geerdete Elektrode ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der das elektrostatische Feld zur Hauptaufladung der Fasern erzeugender. Elektrodenanordnung aus Ladegitter (9) und geerdeter, der zu beflockenden Oberfläche zugeordneter Elektrode (14,16) eine zusätzliche geerdete Elektrode in Form eines Siebgitters (2) zwischen dem Ladegitter (9) und der die Fasern gleichmäßig über das Siebgitter (2) verteilenden Zuführeinrichtung (6, 18) zur Bildung einer elektrostatischen Voraufladungszone (7) zwischen Siebgitter (2) und Ladegitter (9) zugeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der dem Siebgitter (2) abgewendeten Seite des Ladegitters (9) vorgesehene, der zu beflockenden Oberfläche zugeordnete geerdete Elektrode ein geerdetes Austragsgitter (16) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Austragsgitter (16) relativ zum Ladegitter (9), und dieses relativ zum Siebgitter (2) abstandsverstellbar angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ladegitter (9) wenigstens ein Nadelionisator (10) mit der zu beflockenden Oberfläche zugewendeter Spitze angeordnet ist.