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Titel: "Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines einbügelbaren
Einlagestoffes"
Verfahren und Vorrichtung sus leerstellen eines
einbttgelbaren Einlagesgtoffs BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren
und Vorrichtungen zum Herstellen einbügelbarer oder heißsiegeliähiger Einlagestoffe.
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Die Verwendung einbügelbarer bzw. heißsiegelfabiger Einlagestoffe
in der Bekleidungsindustrie ist bekannt. Hierbei kann es sich um gewebte, ungewebte
oder gewirkte bzw. gestrickte Stoffe handeln, auf die eine unterbrochene Beschichtung
in Form eines Klebematerials in Gestalt eines thermoplastischen Harzes aufgebracht
ist, das entweder statistisch oder gleichmäßig verteilt und im letzteren Falle mit
Hilfe eines Druckverfahrens aufgebracht sein kann. Der einbügelbare Einlagestoff
wird in dem betreffenden Kleidungsstück durch Aufbringen von Warme und Druck festgelegt,
wobei der Einlagestofi mit der benachbarten Fläche des Außenstoffs des Rleidungsstücks
fest verbunden wird.
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Bei der Anwendung eines Druckveriahrens wird das thermoplastische
Harz in Form eines Plastisols oder einer wässrigen Kunstharzdispersion oder in Form
eines trockenen Pulvers auigebracht, um ein Muster aus in regelmäßigen Abständen
angeordneten kleinen Kunstharzpunkten auf einer Fläche des Stoffs zu erzeugen.
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Wird das Kunstharz in Form eines Pulvers verwendet, kann es auf den
Stoff dadurch aufgebracht werden, daß es durch eine Siebtrommel geleitet wird, deren
Öffnungen dem gewuzischten Muster entsprechend angeordnet sind, woraufhin der Stoff
erhitzt wird, um die Harzteilchen zu verdichten und die aus ihnen gebildeten Punkte
fest mit dem Stoff zu verbinden. Bei einem alternativ anwendbaren Verfahren wird
das Pulver zuerst auf eine Walze gebracht, die mit eingravierten Formausnehmungen
versehen ist, welche das Kunstharzpulver aufnehmen und dann die verdichteten Kunstharzpunkte
auf einen vorgewärmten Stoff überführen. Hierbei richtet sich die Form der auf den
Stoff aufgebrachten Kunstharzpunkte natürlich nach der Gestalt der Formausnehmungen.
Beispielsweise können die Formausnehmungen und damit auch die Kunstharzpunkte halbkugelförmig
ausgebildet sein.
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Zu den wichtigen Vorteilen, welche die Herstellung einbUgelbarer Einlagestoffe
mit Hilfe des Druckverfahrens bietet, gehören die hohe Produktionsgeschwindigkeit,
die Genauigkeit, mit der das Kunstharz aufgebracht wird, die Zuverlässigkeit, d.h.
die Ausschaltung von Fehlern beim Aufbringen des Kunstharzes, sowie die Vielseitigkeit,
d.h. die Möglichkeit, die Größe der Kunstharzpunkte, die Art des erzeugten Musters
und das Gewicht des Überzugs Je Flächeneinheit des Stoffs nach Bedarf schnell zu
verändern.
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Die sonstigen bekannten Verfahren zum Aufbringen von Runststoffpunkten
erfüllen Jeweils nicht alle diese Forderungen; beispielsweise ist es bei Plastisolen
wegen ihrer rheologischen Eigenschaften und ihrer hohen Viskosität nicht möglich,
eine Unterlage mit hoher Geschwindigkeit zu bedrucken. Bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit
wird ferner die Zuverlässigkeit beeinträchtigt. Wird eine Siebtrommel benutzt, können
Kunststoffpunkte ausfallen, da sich einzelne Öffnungen der Siebtrommel verstopfen
können; bei der Benutzung einer Walze mit
eingravierten Formausnehmungen
besteht die Gefahr, daß nicht alle Formausnehmungen entleert werden. Schließlich
ist es bei sämtlichen bekannten Verfahren erforderlich, die Anlage außer Betrieb
zu setzen, wenn das Muster der Kunstharzpunkte oder das Flächeneinheitsgewicht des
Überzugs verändert werden soll.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend geschilderten
Nachteile der bekannten Verfahren möglichst weitgehend zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe beim Herstellen eines einbügelbaren
Einlagestoffes , bei dem ein teilchenförmiges Klebemittel auf einen Einlagestoff
aufgebracht und durch Anwendung von Wärme mit diesem verbunden wird, dadurch gelöst,
daß der zu beschichtende Einlagestoff durch ein elektrisches Feld geleitet wird,
das zwischen einem offenen Behälter für das teilchenförmige Klebemittel und einem
elektrischen Leiter erzeugt wird, so daß beim Hindurchlaufen des Einlagestoffs durch
das Feld das Klebemittel durch den Stoff infolge einer elektrostatischen Anziehung
angezogen wird und das Klebemittel auf eine Seite des Einlagestoffs aufgebracht
wird, und daß der Einlagestoff zusammen mit dem aufgebrachten Klebemittel erhitzt
und das Klebemittel auf der Oberfläche des Stoffs bzw.
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der Unterlage befestigt bzw. an diesen angeschmolzen wird.
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Ferner ist durch die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen einbügelbarer
Einlagestoffe geschaffen worden, die einen Behälter für ein teilchenförmiges Klebemittel
aufweist, ferner eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes zwischen
etwa vorhandenem Klebemittel und einem elektrischen Leiter, eine Einrichtung zum
Hindurchführen eines mit Klebemittel zu versehenden Einlagestoffs durch das elektrische
Feld, derart, daß das teilchenförmige Klebemittel durch den Einlagestoff elektrostatisch
angezogen werden kann, sowie eine Einrichtung zum Erhitzen des Einlagestoffs und
der aufgebrachten Klebemittelteilchen derart, daß diese auf der Obersete des Einlagestoffs
befestigt, insbes. angeschmolzen werden.
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Das Verfahren läuft vorzugsweise kontinuierlich ab; zu diesem Zweck
wird eine Anordnung von Trommeln oder Walzen benutzt, um den Unterlagestoff in Form
einer Bahn zuerst einem Trockenofen zuzuführen, von dem aus die Bahn über den den
Klebstoff enthaltenden Behalter läuft, um schließlich der Heizeinrichtung zum Befestigen
des Kunstharzes zugeführt zu werden.
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Hierbei bildet zweckmäßig eine der Trommeln oder Walzen gleichzeitig
den elektrischen Leiter, zwischen welchem und dem Klebstoff das elektrische Feld
erzeugt wird.
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Um die Erzielung guter Ergebnisse zu gewährleisten, soll die Stoffunterlage
einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 5% und vorzugsweise zwischen 2,' und 3%
haben; Jedoch richtet sich der genaue Prozentsatz nach den Jeweiligen Eigenschaften
des Unterlagestoffs. Ein solcher niedriger Feuchtigkeitsgehalt ist erforderlich,
um sicherzustellen, daß der Stoff ein gutes Dielektrikum bildet, um das Abfließen
elektrischer Ladungen möglichst zu verhindern. Hat die Unterlage nicht die Eigenschaften
eines guten Dielektrikums, werden die Kunstharzpunkte nicht genau abgegrenzt, und
es ergibt sich nur ein geringes Flächeneinheitsgewicht der Beschichtung. Um gute
Ergebnisse zu gewährleisten, hat es sich als erforderlich erwiesen, den Oberflächenwiderstand
der Unterlage auf einen Wert von mindestens 1012 Ohm/ cm7 zu bringen.
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Gemaß der Erfindung können Stoffunterlagen der verschiedensten Faserzusammensetzung
verwendet werden. Beispielsweise ist die Verwendung gewebter, ungewebter und gestriokter
bzw.
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gewirkter Stoffe sowie von Gewirken bzw. Gestricken mit eingelegten
Schußfaden möglich. Manche vollsynthetische Stoffe, z.B. Nylon oder Polyester, haben
bereits einen so niedrigen Feuchtigkeitsgehalt, daß sie gemäß der Erfindung unmittelbar
werarbeitet werden können. Jedoch kann es bei nicht-synthetischen Fasern erforderlich
sein, die Stoffunterlage in einem Trockenofen vorzutrocknen, bevor sie durch das
elektrische
Feld geführt wird, um den Feuchtigkeitsgehalt auf einen
geeigneten Wert herabzusetzen, wie er vorstehend genannt ist.
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Während die Stoffunterlage das elektrische Feld durchlauft, werden
Klebstoffteilchen veranlaßt, sich in Richtung auf die Stoffunterlage zu bewegen;
dies geschieht mit Hilfe elektrischer Ladungen, die auf der Oberfläche der Stoffunterlage
durch die &lebstoffteilchen erzeugt werden und bewirken, daß die Rlebstofrteilchen
an der Stoffunterlage haften. Dieser Vorgang wird durch das Vorhandensein des genannten
elektrischen Leiters hinter der Stoffunterlage unterstützt, denn die aufgeladenen
Klebstoffteilchen können hierbei in dem Leiter Spiegelbildladungen von entgegengesetzter
Polarität erzeugen, wodurch die Anziehung der Klebstoffteilchen in Richtung auf
den Leiter und damit auch gegenüber der Stoffunterlage verstark wird. Sobald die
Klebstoffteilchen die Stoffunterlage erreicht haben, werden sie durch die induzierten
Ladungen festgehalten, bis sie mit Hilfe der Heizeinrichtung dauerhaft verfestigt
worden sind.
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Bei einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
eine Einrichtung vorhanden, die es ermöglicht, bestimmte Flächen der Stoffunterlage
aufzuladen, bevor diese durch das elektrische Feld geleitet wird. Es hat sich gezeigt,
daß es hierdurch möglich ist, auf die Stoffunterlage einen unterbrochenen Klebstoffüberzug
aufzubringen, da die Klebstoffteilchen während des Durchlaufens des elektrischen
Feldes zwischen dem Behälter und dem Unterlagestoif dazu neigen, zu denJenigen Flächen
des Unterlagestoffs zu wandern, wo das stärkste elektrische Feld vorhanden ist.
Hierbei bedeutet das Vorhandensein spezieller Ladungebereiche auf der Stoffunterlage,
daß elektrische Felder zwischen unterschiedlich aufgeladenen Flächen der Stoffunterlage
vorhanden sind. Die Klebstoffteilchen werden vorzugsweise von denjenigen Flächen
der Stoffunterlage angezogen, innerhalb welcher ein solches elektrisches Feld vorhanden
ist,
d.h. längs des Randes jeder abgegrenzten aufgeladenen Fläche. In der Praxis erweist
sich dies nicht als so nachteilig, wie es zuerst erscheinen könnte, denn die relative
Größe der abgegrenzten aufgeladenen Fläche, die Größe der Klebstoffteilchen und
das Gewicht der von Jeder abgegrenzten Fläche angezogenen Teilchen gewährleisten,
daß die gesamte abgegrenzte Fläche mit einem Überzug aus Klebstoffteilchen versehen
wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gehört zu der
Einrichtung zum Aufladen abgegrenzter Flächen der Stoffunterlage eine Anordnung
von Stiften, mittels welcher die Oberfläche der Stoffunterlage mit einem Ladungsmuster
beschrieben wird; Jenseits dieser Anordnung durchläuft die Stoffunterlage dann das
elektrische Feld, so daß die Teilchen nur in der beschriebenen Weise innerhalb bestimmter
abgegrenzter Flächen angezogen werden. Es ist ersichtlich, daß es durch eine entsprechende
elektrische Betätigung der Stifte möglich ist, bestimmte Ladungsmuster zu erzeugen
und die Stoffunterlage entsprechend diesem Muster mit dem Klebstoff zu beschichten.
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Bei der genannten Anordnung ist vorzugsweise eine Reihe von Stiften
vorhanden, die in Abständen über die Breite der Stoff-Unterlage verteilt sind, welch
letztere in BerUhrung mit den Stiften kontinuierlich bewegt wird. Um die Vielseitigkeit
der Vorrichtung zu steigern, kann man in der Laufrichtung der Stoffunterlage mehrere
Reihen von Stiften hintereinander anordnen. Hierbei ist Jede weitere Reihe von Stiften
der Querrichtung gegenüber den anderen Reihen versetzt, so daß sich weitere Variationsmöglichkeiten
für das zu erzeugende Muster ergeben. AuBerdem wird an die bzw. Jede Reihe von Stiften
und einen weiteren elektrischen Leiter eine Spannung angelegt, um ein elektrisches
Feld zu erzeugen. das im folgenden als weiteres oder zweites elektrisches Feld bezeichnet
wird. Um die
Stoffunterlage mit dem Ladungsmuster zu beschreiben,
wird die Stoffunterlage durch dieses weitere elektrische Feld geleitet, bevor sie
das zuerst genannte elektrische Feld durchläuft.
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Wenn genau abgegrenzte Ladungsilãchen erzeugt werden sollen, ist es
Jedoch erforderlich, die Stoffunterlage in Berührung mit den Stiften und dem weiteren
elektrischen Leiter zu bewegen, so daß die Stoffunterlage eine Zwischenschicht bildet
und die gesamte Anordnung praktisch als Kondensator zur Wirkung kommt, bei dem die
Stoffunterlage das Dielektrikum bildet.
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Auch in diesem Fall kann eine der Walzen zum Transportieren der Stoffunterlage
zweckmäßig gleichzeitig die Aufgabe des weiteren elektrischen Leiters übernehmen,
und bei einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung erfüllt tatsächlich eine
einzige Walze die Aufgaben des ersten und des zweiten elektrischen Leiters.
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Wird die Spannung an die Stifte und den weiteren elektrischen Leiter
ohne Unterbrechung angelegt, wird die Stoffunterlage mit parallelen Klebstoffstreifen
versehen; wird dagegen mit einer pulsierenden Spannung gearbeitet, entstehen auf
der Stoffunterlage Reihen von kurzen Strichen oder Punkten aus dem Klebstoff. Somit
lbgt es auf der Hand, daß man das Jeweilige Muster und die Anordnung des Klebstoffs
innerhalb des Musters leicht dadurch verändern kann, daß man die Spannung und die
Breite der den Stiften zugeftihrten Spannungsimpulse in Verbindung mit der Laufgeschwindigkeit
der Stoffunterlage gegenüber den Stiften entsprechend regelt. Ferner ist es m8glich,
die an die Stifte angelegte Spannung mit unterschiedlichten Frequenzen zu pulsen,
um entsprechende Veränderungen des durch den aufgebrachten Klebstoff gebildeten
Musters herbeizufUhren. Somit läßt sich das durch den Klebstoff auf der Stoffumterlage
gebildete Muster in weiten Grenzen variieren, wenn man eine entsprechende geometrische
Anordnung der Stifte
mit der Impulsfrequenz der angelegten Spannung
kombiniert.
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Gewöhnlich wird sämtlichen Stiften innerhalb Jeder Reihe die gleiche
Spannungswelleniorm zugeführt, doch sind aus noch zu erläuternden Gründen die Stifte
zu diesem Zweck nicht notwendigerweise elektrisch miteinander verbunden. Wenn sämtlichen
Stiften die gleiche Spannungswellenform zugeführt wird, liegt es auf der Hand, daß
der aufgebrachte Klebstoff auf die Stoffunterlage innerhalb einer Breite aufgebracht
wird, die der Länge Jeder Reihe von Stiften entspricht, wobei die Länge Jeder Reihe
normalerweise gleich der Gesamtbreite der Stoffunterlage ist. Andererseits ist es
Jedoch möglich, die Stifte selektiv derart zur Wirkung zu bringen, daß bestimmte
Teile der Stoffunterlage mit einem andersartigen Muster oder überhaupt nicht mit
Klebstoff versehen werden.
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Es lassen sich teilchenförmige Klebstoffe der verschiedensten Art
verwenden, z.B. Polyäthylen von unterschiedlicher Dichte, Polyamide, Äthylen-Vinylacetat-Copolymere
und Epoxyharze sowie daraus hergestellte Gemische. Vorzugsweise wird ein Klebstoff
in Form eines thermoplastischen Harzes verwendet. Auch die Teilchengröße des Klebstoffs
kann variiert werden; die Teilchengröße kann zwischen 0 und 500 Mikrometer liegen;
vorzugsweise beträgt die Teilchengröße etwa 60 - 200 Mikrometer.
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Der Klebstoff kann als trockenes Pulver oder in flüssiger Form verwendet
werden; im letzteren Fall bedeutet dies, daß eine Suspension von Klebatoffteilchen
in einer Flüssigkeit verwendet wird. Wenn die Teilchen elektrostatisch aufgeladen
werden sollen, muß die Flüssigkeit eine geringe elektrische Leitfähigkeit haben,
und die Stoffunterlage bzw. der Trägerstoff wird durch die Flüssigkeit geleitet,
sodaß die Teilchen innerhalb der Flüssigkeit von dem Trägerstoff elektrostatisch
angezogen werden.
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Das Gewicht der Klebstoffteilchen, die von einer bestimmten Fläche
des Trägerstoffs angezogen werden, richtet sich nach mehreren Faktoren, z.B. der
Laufgeschwindigkeit der Stoffbahn gegenüber dem Klebstoff, dem Gewicht der einzelnen
Klebstoff teilchen, dem Abstand zwischen dem Trägerstoff und den Klebstoffteilchen
sowie der Größe des Ladungspotentials zwischen dem Trägerstoff und den Teilchen
innerhalb der betreffenden Bereiche. Die Größe der aufgebrachten Ladung wird durch
die angelegte Spannung sowie die Einwirkungszeit der Spannung bestimmt. Somit kann
man bei einer bestimmten Anordnung des Klebstoffbehälters und des Trägerstoffs sowohl
das Flächen einheitsgewichts des Überzugs als auch bei einem unterbrochenen Uberzug
das durch das Beschichtungsmaterial gebildete Muster innerhalb weniger Sekunden
verändern, indem man entsprechende Veränderungen bezüglich der Größe und der Verteilung
der auf den Trägerstoff aufgebrachten Ladung sowie der Größe der Aufladung des Klebstoffs
herbeiführt.
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In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, den Trägerstoff mit einer
gleichmäßigen Hintergrundladung zu versehen, deren Polarität der Polarität der genannten
Stifte entgegengesetzt ist, bevor der Trägerstoff an den Stiften vorbeigeführt wird.
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Die mit Hilfe der Stifte angelegte Spannung entlädt somit diese gleichmäßige
Ladung innerhalb der Flächen, die in Berührung mit einer Spannung ausgesetzten Stiften
kommen, und die betreffenden Ladungen werden durch eine resultierende Ladung von
entgegengesetzter Polarität ersetzt. Der Klebstoff wird ebenfalls mit einer Ladung
versehen, welche die gleiche Polarität hat wie die Hintergrundladung, so daß er
in Richtung auf die mit Hilfe der Stifte aufgeladenen Flächenteile angezogen wird.
Hierdurch wird die Schärfe der Abgrenzung an den Rändern der Linien oder Punkte
aus dem Klebstoff verbessert, da sich der Feldgradient zwischen dem Hintergrund
und den Linien oder Punkten vergrößert, und außerdem trägt dies dazu bei, die Ablagerung
von Klebstoffteilchen dort zu
verhindern, wo kein Klebstoff abgelagert
werden soll.
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Um die gleichmäßige Hintergrundladung zu erzeugen, kann man eine Koronaentladung
mit Hilfe eines Korotrons in Gestalt eins sich Uber den Trägerstoff hinweg erstreckenden
Drahtes herbeiführen. Hierbei ist der Draht so angeordnet, daß der Trägerstoff in
einem geringen Abstand von ihm daran vorbeigeführt wird, bevor er an den Stiften
vorbeilauft.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Herstellen einbügelbarer Einlagestoffe; Fig. 2 einen vergrößerten
Schnitt eines zu der Vorrichtung nach Fig. 1 gehörenden Fließbetts; Fig. 3 eine
vergrößerte Seitenansicht eines Teils einer zu der Vorrichtung nach Fig. 1 gehorenden
Anordnung von Stiften; Fig. 4 eine Schräbansicht einer Ausführungsform einer Heizeinrichtung
ftlr die Vorrichtung nach Fig. 1; Fig. 5 das Blockschaltbild einer elektronischen
Einrichtung zum Steuern der Vorrichtung nach Fig. 1; Fig. 6 weitere Einzelbiten
einer Treiberschaltung für die Stiftanordung nach Fig. 5; und Fig. 7 und 8 Jeweils
ein Beispiel für ein auf einen Trägerstoff aufgebrachtes Muster aus Klebstoffpunkten.
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Gemäß Fig. 1 wird ein Trägerstoff in Form einer Bahn 1, die beschichtet
werden soll, in Richtung des Pfeils A durch einen
Heißluft-Vortrockner
2 geführt, um der Bahn den eriorderlichen Oberflächenwideretand zu verleihen. Danach
wird die Bahn über Umlenkrollen 3 und eine Tromnel 6 geleitet. Die Trommel 5 besteht
aus Stahl und ist vorzugsweise mindestens an ihrer Umfangsfläche gehärtet, um die
Abnutzung zu verringern.
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Wenn die Bahn 1 gemäß Fig. 1 unter der Trommel 5 hindurchläuft, bewegt
sie sich an zwei Reihen 4 von Stiften vorbei, mittels welcher das gewünschte Ladungsmuster
auf die Bahn aufgebracht wird. Die beiden Reihen von Stiften erstrecken sich über
die ganze Breite der Bahn, und die Stifte der einen Reihe sind gegenüber denen der
anderen Reihe in der Querrichtung Jeweils um den halben Mittenabstand benachbarter
Stifte versetzt. Diese Anordnung der Stifte innerhalb der beiden Reihen bietet eine
größere Auswahlmöglichkeit bezüglich der auf der Bahn zu erzeugenden Muster.
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Die mit einem Muster aus elektrostatischen Ladungen versehene Bahn
1 läuft dann über einen Behälter 6 hinweg, in dem sich ein Fließbett aus Klebstoffteilchen
befindet. Zwischen den das Fließbett bildenden Klebstofiteilchen und der Trommel
5 wird ein elektrisches Feld erzeugt. Das Vorhandensein dieses Feldes bewirkt, daß
flebstoffpulverteilchen von der Oberfläche 7 des Fließbetts aus zu der bereits aufgeladenen
Bahn 1 wandern, so daß die Bahn von der Trommel 3 in Form einer beschichteten Bahn
8 ablauit. Zwar ist der Abstand zwischen der Oberfläche 7 des flebstoff-Fließbette
und dem Trägerstoff nicht von ausschlaggebender Bedeutung, doch ist es in Jedem
Fall erforderlich, diesen Abstand innerhalb vernünftiger Grenzen konstant zu halten.
Nach dem Passieren der Oberseite des das Fließbett enthaltenden Behälters 6 durchläuft
die beschichtete Bahn 8 einen Ofen 9, in dem die Teilchen des Klebstoffpulvers zum
Schmelzen und zur Agglomeration gebracht werden, 8o daß sie fest an der Bahn haften.
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Gegebenenfalls kann man gemäß Fig. 1 ein Korotron 10 in der dargestellten
Weise anordnen. Zu diesem Korotron gehört eine Drahtleitung, die sich in einer geerdeten
Elektrode aus Metall befindet, und es dient dazu, in der Umgebung des Drahtes ein
starkes elektrostatisches Feld zu erzeugen, das ausreicht, um die Luft in der Umgebung
des Drahtes zu ionisieren. Die geerdete Metallelektrode weist eine sich über ihre
ganze Lange erstreckende Öffnung auf, Uber die einige der entstehenden Ionen entweichen
können. Das Korotron 10 ist so angeordnet, daß seine Öffnung der benachbarten Fläche
der Bahn 1 zugewandt ist und sich quer zu der Bahn erstreckt.
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Um die Ionen zu erzeugen, wird an den Draht und die Elektrode eine
hohe Spannung von z.B. 5 - 10 kV angelegt.
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Nach der Erhitzung in dem Ofen 9 wird der auf den Trägerstoff aufgebrachte
Klebstoff erforderlichenfalls verdichtet, woraufhin der beschichtete Trägerstoff
abgekühlt wird, bevor er zu Rollen aus dem fertigen einbtlgelbaren Einlagestoff
aufgewickelt wird.
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Die Laufgeschwindigkeit der Stoffbahn kann variiert werden; Berechnungen
zeigen, daß theoretisch Laufgeschwindigkeiten bis zu etwa 500 m/min möglich sind,
wenn die Leistung des Ofens 9 zum Verfestigen des Klebstoffs ausreicht. Bis Jetzt
sind in der Praxis Laufgeschwindigkeiten von 60 - 100 m/min erreicht worden. Ferner
hat es sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, die Bahn sowohl in der Längsrichtung
als auch in der Querrichtung etwas zu spannen, damit sie beim Durchlaufen der Vorrichtung
keine Falten bildet.
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Aus Fig. 2 sind weitere Einzelheiten des das Fließbett 6 enthaltenden
Behälters ersichtlich. Zu dem Fließbett gehört ein langgestreckter Trog 61 aus Glasfasermaterial,
in dem sich der Klebstoff 62 befindet. Dem Trog 61 wird mittels einer in einem Rohr
64 angeordneten Förderschnecke 63 ständig frischer
Klebstoff zugeführt.
Über die Länge des Rohrs 64 sind mehrere Öfftungen 65 verteilt, über die Klebstoff
entweichen kann, um in den Trog 61 zu fallen. Die Standhöhe des Klebstoffs 62 in
dem Trog wird durch ein Wehr 66 aufrechterhalten; der Uberschtissige Klebstoff gelangt
in einen Längskanal 67, von dem aus er im Kreislauf geführt wird.
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Der Trog 61 ist auf einem starren Träger 68 mit Hilfe mehrerer stehend
angeordneter streifenförmiger Federn 69 abgestutzt.
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Während des Betriebs der Vorrichtung wird der Träger 68 mit Hilfe
mehrerer Exzenter 70 in Schwingungen versetzt. Die streifenförmigen Federn 69 beseitigen
die waagerechte Koiponente dieser Schwingungen, so daß der Trog Schwingungen nur
in einer senkrechten Richtung ausführt. Gemaß Fig. 2 befindet sich im unteren Teil
des Trogs 61 eine Verteilerkammer 71, die durch ein poröses Flachmaterialstück 72
abgegrenzt ist, das durch zwei langgestreckte Tragglieder 73 unterstützt wird.
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Während des Betriebs wird über eine Rohrleitung 74 Luft in die Verteilerkammer
71 hineingepumpt, so daß sich die Luft mit den Klebstoffteilchen 62 vermischt. Hierdurch
wird erreicht, daß sich die Klebstoffteilchen insgesamt wie eine Flüssigkeit verhalten.
Außerdem verlieren die Klebstoffteilchen ihre Neigung, aneinander zu haiten, so
daß sie unter der Wirkung einer elektrostatischen Anziehung leicht aufgenommen werden
können.
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Gemäß Fig. 2 ist über dem porösen Flacnaterialstück 72 ein Metallgitter
75 angeordnet, an das eine hohe Spannung von z.B.
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20 kV angelegt wird, um ein elektrisches Feld zwischen dem Klebstoff
62 und der Trommel 5 zu erzeugen.
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In Fig. 3 ist der Aufbau der Anordnung 4 mit den erwähnten Reihen
von Stiften vergrößert dargestellt, wobei der Deutlichkeit halber nur eine Reihe
von Stiften gezeigt ist. Um die Herstellung zu erleichtern, setzt sich Jede Stittreibe
4 aus
mehreren Abschnitten, z.B. fünf Abschnitten, zusammen. Zu
Jedem dieser Abschnitte gehört ein langgestreckter Tragklotz 41 aus Isoliermaterial,
in den mehrere Stifte 42 eingebettet sind. Die Stifte 42 bestehen aus gehärtetem
Federstahl und erstrecken sich 80 in Richtung auf die Trommel 5, daß sie dort, wo
sie die Trommel berUhren, mit einer Tangente der Trommel einen Winkel X bilden,
der zwischen 200 und 400 liegen kann, Jedoch vorzugsweise 300 beträgt. Es hat sich
als zweckmäßig erwiesen, einen konstanten Druck zwischen den freien Enden der Stifte
42 und der Trommel 5 aufrechtzuerhalten, da hierdurch ein konstanter Beruhrungswiderstand
gewährleistet wird. Dieser Druck liegt bei Jedem Stift zwischen 10 und 50 g und
optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn der Beruhrungsdruek etwa 20 g beträgt.
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Der Tragklotz 41 ist auf einem Stützklotz 43 angeordnet, der eine
Unterstützung 44 trägt, auf welcher sich eine nicht dargestellte Leiterplatte befindet,
die mit mehreren Trennwiderständen versehen ist. Wie erwahnt, ist es im allgemeinen
zweckmäßig, samtlichen Stiften 42 die gleiche Spannungswellenform zuzuführen, und
daher ist es natürlich möglich, sämtliche Stifte leitend miteinander zu verbinden.
Bei einer solchen Anordnung besteht Jedoch ein Nachteil darin, daß dann, wenn einer
der Stifte aus irgendeinem Grund geerdet werden sollte, z.B. infolge eines kleinen
Fehlers des Trägerstoffs, die gesamte Reihe von Stiften kurzzeitig geerdet wird;
in diesem Fall entsteht auf dem Trägerstoff ein sich Über seine ganze Breite erstreckender
schmaler Streifen, innerhalb dessen der Klebstoff nicht in der 6»wUnschten Weise
aufgebracht worden ist. Die genannten Trennwlderstinde dienen dazu, diesen Nach
teil zu vorseiden. Jeder Stift 42 ist an einen zugehörigen großen Widerstand von
s.B. 20 Hegohm angeschlossen, und die von den Stiften abgewandten Enden sämtlicher
Widerstände sind leitend mitetnAnder verbunden. Somit wird das den Stiften zuzuführende
elektrische Signal dieser gemeinsamen Verbindung
und nicht etwa
den einzelnen Stiften unmittelbar zugeführt.
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Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Heizeinrichtung 9 nach
Fig. 1. Die beschichtete Bahn 8 wird mit der beschichteten Seite nach außen über
eine rotierende Trommel 91 geleitet, die z.B. einen Durchmesser von 1000 mm hat.
Die Trommel 91 wird mit Hilfe einer Einrichtung, in der heißes Öl umgewälzt wird,
auf einer Temperatur von etwa 2000C gehalten.
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Das mit Hilfe der nicht dargestellten Einrichtung erhitzte Öl tritt
in die Trommel 91 über eine Rohrleitung 92 ein und verläßt die Trommel über eine
Austrittsleitung 93. Außerdem sind über den Umfang der Trommel verteilte Inirarot-Heizeinrichtungen
94 in einem Abstand von der Bahn 8 angeordnet, um die Veriestigung des Klebstoffs
zu unterstützen. Die gesamte Anordnung nach Fig. 4 ist von einer nicht dargestellten
Abdeckung umschlossen.
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Um den Klebstoff zu verfestigen, könnte man ggf. auch einen Infrarotofen
oder eine andere Heizeinrichtung bekannter Art benutzen.
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Fig. 5 zeigt eine elektronische Einrichtung zum Steuern der Vorrichtung
nach Fig. 1. Zu dieser Einrichtung gehort eine zentrale Schalttafel 10, von der
aus sich Größe und Polarität der zu erfolgenden elektrostatischen Ladungen regeln
lassen; diese Parameter bleiben im wesentlichen konstant, wenn die Vorrichtung mit
einer konstanten Laufgeschwindigkeit betrieben wird.
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Von der Schalttafel 10 aus wird eine Spannungsquelle 11 für das Fließbett
6 gesteuert, um die Ladung der Klebstoffpulver teilchen in dem Fließbett zu regeln.
Ferner wird von der Schalttafel 10 aus eine Spannungsquelle 12 gesteuert, um die
Spannung zu regeln, welche zwei Treiberschaltungen 13 zugeführt wird, die Jeweils
mit der zugehörigen Stiftreihe 4 verbunden
sind, so daß die Bahn
8 mit dem gewünschten Ladungsmuster versehen werden kann. Schließlich kann von der
Schalttafel 10 aus eine Spannungsquelle 14 für ein ggf. vorhandenes Korotron 10
gesteuert werden.
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Gemäß Fig. 5 fühlt ein optischer Codierer 15 die Laufgeschwindigkeit
der Bahn 1, um die Schaltgeschwindigkeit eines kleinen Steuerrechners 16 zu regeln.
Durch Verändern der Schaltgeschwindigkeit des Rechners ist es möglich, das auf der
Bahn erzeugte Muster auch bei Schwankungen der Laufgeschwindigkeit der Bahn unverändert
zu halten. Der Steuerrechner 16 steuert seinerseits einen Musterspeicher 17, in
dem Informationen bemöglich mindestens eines zu erzeugenden Musters und zweckmäßig
bezüglich mehrerer verschiedener Muster gespeichert sind. Der Musterspeicher 17
liefert z.B. Informationen über die Impulsbreite für die Stifttreiberschaltungen
13 derart, daß auf dem Trägerstoff das gewünschte Muster erzeugt wird. Somit ist
es durch Anderen des Programms auf einfache Weise möglich, ver; schiedene Bes chichtungsmus
te r zu wählen.
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Aus Fig. 6 sind weitere Einzelheiten der Treiberschaltungen 13 ersichtlich.
Die Treiberschaltung hat die Aufgabe, an einer Ausgangsklemme Vout Hochspannungsimpulse
erscheinen zu lassen, die zwischen zwei Speiseleitungen V+ und V- schwingen und
den Stiften 42 zugeführt werden. Die benötigte Glelchspannung wird den Speiseleitungen
V+ und V- durch nicht dargestellte Hochepannungsquellen zugeführt und ist unabhängig
regelbar.
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Das impulsförmige Ausgangssignal wird durch ein Impulssignal besteht,
das gemäß Fig. 6 einer Eingangsklemme Vin von dem Musterspeicher 17 aus zugeführt
wird. Der Eingangsimpuls wird durch einen Trennverstärker 131 geleitet und dann
zwei getrennten Leitungavegen zugeführt, um zwei Schalttransistoren VTI und VT2
getrennt zu steuern. Dem Transistor VT1 wird der EingangsimpuIs über einen Inverter
132 zugeführt, so daß beim
Zuführen der Eingagsimpulse die beiden
Transistoren abwechselnd leitfähig gemacht werden. Jeder der beiden Transistoren
ist mit zwei eine Reihenschaltung bildenden Primärwicklungen zweier zugehöriger
Transformatoren T1, T2 bzw. T3, T4 in Reihe geschaltet. Gemäß Fig. 6 sind die benachbarten
Enden der Primärwicklungen der Transformatoren T2 und T3 miteinander verbunden und
an den Ausgang eines mit einer Frequenz von 150 kHz arbeitenden Hochleistungsoszillators
133 angeschlossen. Somit wird das Ausgangssignal des Oszillators 133 abwechselnd
den Primärwicklungen der Transformatoren T1, T2 und T3, T4 zugefUhrt.
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Die Transformatoren T1 und T4 sind so isoliert, daß sie den über die
Speiseleitungen V+ und V- zugeführten hohen Spannungen standhalten, um die Eingangsstuten
zu schützen und zu isolieren. Die Sekundärwicklungen der Transformatoren T1 und
T4 sind Jeweils an einen Spitzendetektor F1 angeschlossen.
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Da die Wirkungsweise solcher Detektoren bekannt ist, dürfte sich eine
nähere Erläuterung erübrigen. Es sei lediglich festgestellt, daß eine Spannung,
die annähernd gleich dem Spitzenwert der Spannung ist, welche in den Sekundärwicklungen
der Transformatoren T1 bis T4 induziert wird, an die Basis und den Emitter Jeweils
eines Transistors angelegt wird, der zu vier Ausgangstransistoren VT3 bis VT6 gehört.
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Bei Jedem der Transformatoren T1 bis T4 ist das Windungsver-Mltnis
so gewählt, daß die Jeweils in der Sekundärwicklung Jedes Transformators erscheinende
Spannung ausreicht, um den zugehorigen Ausgangstransistor zu triggern, so daß er
leitfähig wird. Wird der Transistor VT1 eingeschaltet, wird somit das Ausgangssignal
des Oszillatore 133 den Primärwicklungen der Transformatoren T1 und T2 zugeführt,
um die Ausgangetran sistoren VT3 und VT4 einzuschalten, so daß die positive Spannung
V+ an der Ausgangsklemme VOUt erscheint. Wird der Transistor VT2 eingeschaltet,
wird das Ausgangssignal des Oszillators
133 den Primärwicklungen
der Transformatoren T3 und T4 zugeführt, um die Ausgangstransistoren VT3 und VT4
einzuschalten, damit an der Ausgangsklemme Vout die negative Spannung V-erscheint.
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Bei den in Fig. 6 dargestellten Widerständen R3, R4, R5 und R6 handelt
es sich um Vorspannwiderstände, die den Spannungsabfall ausgleichen, der an Jedem
Ausgangstransistor im abgeschalteten Zustand auftritt. Die Widerstande R7 und R8
dienen dazu, den Strom zu begrenzen, der während des Umschaltens zwischen den Speiseleitungen
fließen kann, WM wenn wegen der endlichen Abschaltzeit der Aus gangs trans is toren
sämtliche Ausgangstransistoren gleichzeitig leitfähig sind.
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Es ist ersichtlich, daß man die positive und die negative Amplitude
der Ausgangsimpulse leicht verändern kann, indem man die über die Speiseleitungen
zugeführte Spannung entsprechend einstellt. Bei einer typischen Anordnung wird der
das Fließbett 6 bildende Klebstoff gegenüber der Trommel 5 auf eine positive Spannung
von z.B. 20 kV aufgeladen, während das den Stiften 42 zugeführte Impulssignal zwischen
einer der positiven Leitung zugeführten Spannung von z.B. 500 V und einer der negativen
Leitung zugeführten Spannung von z.B. 1000 V variiert. Wird der Trägerstoff über
das Fließbett 6 geleitet, werden Klebstoffteilchen von denJenigen Teilen des Trägerstoffs
angezogen, die mit Hilfe der negativen Spannung von 1000 V aufgeladen worden sind,
und diese Teilchen neigen dazu, sich von denjenigen Teilen des Trägerstoffs fernzuhalten,
wo die positive Spannung von 500 V wirksam ist. Infolgedessen entsteht auf dem Trägerstoff
ein regelmäßiges Muster aus punkt-oder linienfönnigen Klebstofflächen.
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Gemäß der vorstehenden Beschreibung sind durch die Erfindung ein Verfahren
und eine Vorriohtung geschaffen worden, die es auf zuverlissige Weise ermöglichen,
Klebstoffteilchen nach
einem vorbestimmten Muster auf einen Trägerstoff
aufzubringen, die die Erzielung einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit ermöglichen,
bei denen eine genaue Lagebestimmung des Klebstoffs gewährleistet ist, und bei denen
die Arbeitsbedingungen den Jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden können. Durch
eine entsprechende Regelung der Impulsfolgefrequenz und der Impulsbreite der den
Stiften zugeführten Signale ist es möglich, auf dem Trägerstoff die verschiedensten
Muster zu erzeugen. Durch Verändern des elektrostatischen Potentials der Stifte
und/oder des Fließbetts 6 ist es möglich, unterschiedliche Gewichte des Klebstoffüberzugs
zu erzielen. Natürlich ist es außerdem möglich, die Polarität der Ladungen bei den
verschiedenen Teilen der Vorrichtung umzukehren.
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Beispiel Ein Trägerstoff in Form einer Bahn, die zu 100% aus Baumwolle
bestand, wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2% vorgetrocknet und dann
unter einer einzigen Reihe von Stiften hindurchgeführt, um die Bahn mit einem Muster
aus punktförmigen Ladungen zu beschreiben. Den Stiften wurden Hochspannungsimpuissignale
zugeführt, bei denen eine Spannung von +500 V mit einer Spannung von -1000 V abwechselte.
Die Trägerstoffbahn wurde dann Über ein Fließbett geleitet, das ein terpolymeres
Polyamidpulver mit einer Teilchengröße im Bereich von 60 - 200 Mikrometer enthielt.
Das Pulver wurde auf eine positive Spannung von 20 kV aufgeladen, so daß auf die
Trägerstofibahn eine Pulvermenge mit einem Gewicht von etwa 15 g/m2 aufgebracht
wurde. Dann wurde die Bahn erhitzt, um das Pulver rest mit dem Trägerstoff zu verbinden,
und schließlich wurde die Bahn abgekühlt.
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Das hierbei entstehende Punktsuster ist in Fig. 7 dargestellt; es
weist eine regelmäßige Anordnung von in gleichmäßigen Abständen verteilten Klebsteffpunkten
auf, die Jeweils auf den Ecken von Quadraten liegen. Dieso Klebstoffpunkte haben
einen
Durchmesser von etwa 0,4 mm, und ihre Mittenabstande betragen
etwa 1,5 mm. Natürlich könnte man auch weitere Reihen von Klebstoffpunkten vorsehen,
bei denen Jeder Klebstoffpunkt in der Mitte jeweils eines der Quadrate nach Fig.
7 angeordnet ist; zu diesem Zweck könnte man zwei Reihen von Stiften benutzen, die
von Reihe zu Reihe um die halbe Stiftteilung in der Querrichtung gegeneinander versetzt
sind; den Stiften der zweiten Reihe könnte man die gleichen Impulssignale zuführen
wie den Stiften der ersten Reihe, wobei Jedoch mit einer entsprechenden Phasenverschiebung
gearbeitet wird. Hierbei würde sich die in Fig. 8 dargestellte Anordnung von Klebstoffpunkten
ergeben.
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Der fertige einbügelbare Einlagestoff wurde dann unter Anwendung bekannter
Verfahren mit einem Polyester-Kammgarnstoff verbunden, und das so hergestellte Verbunderzeugnis
zeigte die gewünschten Eigenschaften.
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