DE102005020884A1 - Process and assembly to make crinkled strands for indoor sports artificial turf has jet impinging on moving polymer strands - Google Patents

Process and assembly to make crinkled strands for indoor sports artificial turf has jet impinging on moving polymer strands Download PDF

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Abstract

In a process to make artificial turf, a feed of polymer strands passes between a pair of heated galettes (11, 12) where it is tautened and texturized prior to release to a chilled galette (14) and wound onto a drum. The texturizing process takes place in a jet chamber (13) immediately prior to the chilled galette. The air jet impinges on the heated polymer strand as it emerges via a guide channel from the chamber. The guide channel has apertures through which cooling air is drawn. The wind-on speed is 100-500 m/min, and the extrusion speed is 5-35% higher than the wind-on speed. The strands are stretched by 5-20% between the two galettes. The polymer is e.g. a polyamide, polypropylene, or linear low-density polyethylene. The polymer strips are 0.5-1.5 mm wide and have a linear density of 250-1200 dtex. also claimed is a suitable artificial turf processing assembly.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von texturierten Filament-Bändchen für Kunstgras, wobei diese Bändchen zwischen zwei Heizgaletten verstreckt und dann texturiert werden und die texturierten Filament-Bändchen über eine Kühlgalette abgezogen und dann aufgespult werden.The The invention describes a method and an apparatus for production of textured filament tapes for artificial grass, these ribbons stretched between two heating godets and then textured and the textured filament tapes over a cooling godet be pulled off and then wound up.

Zur Texturierung von thermoplastischen Polymerfasern wird meist das Falschdrallverfahren verwendet. Darüberhinaus ist für die Herstellung von Fasern für Kunstgras auch das Zahnradkräuseln gebräuchlich.to Texturing of thermoplastic polymer fibers is usually the False twist method used. Moreover, for the production of fibers for Art grass also the gear curling common.

Eine weitere Methode zur Herstellung von gekräuselten Fasern ist das Strickfixierverfahren (Knit-Deknit-Verfahren).A Another method for producing crimped fibers is the knit-fixing method (Knit-Deknit method).

EP 0 263 566 beschreibt die Herstellung von gekräuselten Polypropylen-Fasern für Kunstrasen mit dem Knit-Deknit-Verfahren. EP 0 263 566 describes the production of crimped polypropylene fibers for artificial turf using the Knit-Deknit method.

Der Grad der Texturierung ist bei diesen Verfahren jedoch begrenzt.Of the However, the degree of texturing is limited in these methods.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung extrem gekräuselter Polymer-Bändchen bereitzustellen, die sich zur Verwendung in Kunstrasenfeldern, zum Beispiel für Fußball-, Hockey-, Tennis- oder Golfplätze eignen und sich durch eine hohe Festigkeit, ein großes Volumen und eine hohe Elastizität auszeichnen.task The present invention is a method and an apparatus for producing extremely curly To provide polymer ribbons, suitable for use in artificial turf fields, for example football, Hockey, tennis or golf courses are suitable and characterized by high strength, a large volume and a high elasticity.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Texturierung der Filament-Bändchen mittels einer Stauchkammer erfolgt, wobei die Filament-Bändchen unmittelbar nach der Stauchkammer auf einer Kühlgalette abgelegt werden.These Task is solved by that the texturing of the filament ribbon by means of a stuffer box takes place, with the filament tapes immediately be deposited after the stuffer box on a cooling galette.

Oberhalb der Kühlgalette ist eine zusätzliche Luftdüse angebracht, die das Ablegen des Materials auf der Kühlgalette unterstützt. Die Stauchkammer soll mit möglichst kleinem Abstand über der Kühlgalette angebracht sein. Das Ablegen auf der Kühlgalette erfolgt ohne Einsatz eines Lieferwerkes, da durch die Verwendung eines Lieferwerkes die Texturierung wieder zerstört werden würde.Above the cooling godet is an additional air nozzle attached, which supports the depositing of the material on the cooling godet. The Stuffer box should as possible small distance over the cooling godet to be appropriate. The depositing on the cooling godet takes place without use of a delivery plant, as by the use of a delivery plant the Texturing destroyed again would become.

Auf der Außenseite der Kühlgalette befindet sich eine Führungsnut, die mit kleinen Öffnungen versehen ist. Der Radius der Führungsnut ist der Texturierung des texturierten Materials angepasst, um Verformungen der Texturierung zu vermeiden. Die Kühlgalette ist mit einer Absaugung versehen, die durch die Öffnungen in der Führungsnut Luft saugt, um das in der Nut abgelegte Filament-Bändchen zu kühlen und in der Nut zu halten. Dadurch wird eine schnelle Abkühlung des Materials erreicht, und durch eine eintretende Kristallisation wird die Texturierung fixiert. Zusätzlich ist in der Kühlgalette eine stehende Abdeckung eingebaut, damit die Saugwirkung nur in dem Teil des Umfangs der Kühlgalette auftritt, in dem der Faden in der Führungsnut liegt. Von der Kühlgalette wird das Filament durch eine Abzugsgalette abgezogen.On the outside the cooling godet there is a guide groove, those with small openings is provided. The radius of the guide groove Texturing of the textured material is adapted to deformations avoid texturing. The cooling galette is equipped with an extraction system provided by the openings in the guide groove Air sucks to the filament ribbon deposited in the groove cool and to keep in the groove. This will cause a quick cooling of the Material reaches, and by an incoming crystallization becomes fixed the texturing. additionally is in the cooling galette a standing cover built in, so that the suction effect only in the part of the circumference of the cooling godet occurs in which the thread lies in the guide groove. From the cooling galette is the filament withdrawn through a withdrawal godet.

Beschreibung der Erfindungdescription the invention

1 zeigt eine Anordnung der Vorrichtung, zur Durchführung des Verfahrens. 1 shows an arrangement of the device, for carrying out the method.

2 zeigt einen Querschnitt der Stauchkammer und der Kühlgalette mit Absaugung. 2 shows a cross section of the stuffer box and the Kühlgalette with suction.

Bei dem vorliegenden Verfahren wird ein Polymermaterial in Form von Bändchen mit 0.5–1.5 mm Breite und einer linearen Dichte von 250–1200 dtex verarbeitet. Als Polymere Materialien werden beispielsweise PA (Polyamid), PP (Polypropylen) oder LLDPE (linear low density Polyethylen) verwendet. Die Bändchen werden von einem Gatter zugeführt oder direkt vom Extruder kommend weiterverarbeitet.at The present process uses a polymeric material in the form of ribbon with 0.5-1.5 mm width and a linear density of 250-1200 dtex processed. When Polymeric materials are for example PA (polyamide), PP (polypropylene) or LLDPE (linear low density polyethylene). The ribbons will be fed from a gate or directly from the extruder coming processed.

Zur Weiterverarbeitung werden 4–10 Bändchen zu einem Multifilament gebündelt und über zwei Heizgaletten 11 und 12 thermisch um 5 % bis 20 % verstreckt.For further processing, 4-10 ribbons are bundled into a multifilament and two heating godets 11 and 12 thermally stretched by 5% to 20%.

Anschließend werden die Bändchen in einer Stauchkammer 13 einem Heißlufttexturierungsverfahren unterworfen, wobei die Bändchen in eine Kammer gepresst. und an dem sich dort ausbildenden Faserpfropfen gestaucht werden. Dabei kommt es zu einem wechselseitigen Aufknicken der Filamente. Die Stauchkammer hat einen seitlichen Einlass für eine Heißlufttexturierdüse 21 und einen Luftaustrittsbereich 23. Die entstehende Struktur wird noch in der Kammer mit heißer Luft aus der Texturierdüse thermofixiert. Es bildet sich eine dreidimensionale, sägezahnartige Kräuselstruktur. Bei dem Verfahren können handelsübliche Stauchkammern verwendet werden. Der Grad der Texturierung wird durch das Drehzahlverhältnis der Kühlgalette 14 zur zweiten Heizgalette 12 begrenzt.Then the tapes are in a stuffer box 13 subjected to a Heißlufttexturierungsverfahren, wherein the ribbon pressed into a chamber. and at which there are formed Faserpfropfen be compressed. This leads to a mutual buckling of the filaments. The stuffer box has a side inlet for a hot air texturing nozzle 21 and an air outlet area 23 , The resulting structure is still heat-set in the chamber with hot air from the texturing nozzle. It forms a three-dimensional, sawtooth curling structure. Commercially available compression chambers can be used in the process. The degree of texturing is determined by the speed ratio of the cooling godet 14 to the second heating godet 12 limited.

Um die Texturierung zu stabilisieren, werden die gestauchten und gekräuselten Bändchen unmittelbar nach der Texturierung von einer Kühlgalette 14 aufgenommen. Dabei darf die Stauchkammer 13 nur wenige Millimeter oberhalb der Kühlgalette 14 enden. Zusätzlich ist seitlich an der Stauchkammer 13 eine Luftdüse 18 angebracht, deren Luftstrahl auf den Austrittspunkt der Filament-Bändchen aus der Stauchkammer 13 gerichtet ist. Dadurch wird das Ablegen auf der Kühlgalette 14 unterstützt.To stabilize the texturing, the swaged and crimped ribbons become immediately after texturing from a cooling godet 14 added. The stuffer box may 13 just a few millimeters above the cooling godet 14 end up. In addition, the side of the stuffer box 13 an air nozzle 18 attached, the air jet to the exit point of the filament ribbon from the stuffer box 13 is directed. This will make the depositing on the cooling godet 14 supported.

Wie in 2 gezeigt, verfügt die Kühlgalette 14 über eine Absaugung 15. Auf der Außenseite der Kühlgalette 14 ist eine radiale Führungsnut 25 mit kleinen Öffnungen, die einen genügend großen Luftdurchsatz zur Kühlung gewährleisten, angeordnet. Der Radius der Führungsnut 25 ist dem texturierten Material angepasst. Zusätzlich ist in der Kühlgalette 14 eine stehende Abdeckung 19 eingebaut, die den Teil der Führungsnut 25 abschirmt, auf dem keine Filament-Bändchen liegen. Dadurch wird der Unterdruck in der Kühlgalette 14 aufrecht erhalten.As in 2 shown, has the cooling galette 14 via a suction 15 , On the outside of the cooling godet 14 is a radial guide groove 25 arranged with small openings that ensure a sufficiently large air flow for cooling. The radius of the guide groove 25 is adapted to the textured material. In addition, in the cooling galette 14 a standing cover 19 fitted, which is the part of the guide groove 25 shields, on which no filament ribbon lie. This will cause the vacuum in the cooling godet 14 maintained.

Durch die Saugluft an der Kühlgalette 14 werden die texturierten Bändchen in dem gewünschten Segment gehalten und gekühlt. Die Kühlung bietet den Vorteil, dass der Glaspunkt schnell unterschritten wird und die Textur der Fasern durch die einsetzende Kristallisation fixiert wird.By the suction air at the cooling godet 14 The textured ribbons are held in the desired segment and cooled. The cooling offers the advantage that the glass point is quickly undercut and the texture of the fibers is fixed by the onset of crystallization.

Die gekühlten Bändchen werden durch eine Abzugsgalette 16 von der Kühlgalette 14 abgezogen und einer Spulmaschine zugeführt.The cooled tapes are replaced by a withdrawal godet 16 from the cooling godet 14 withdrawn and fed to a winder.

Die Drehzahlverhältnisse der Galetten sind variabel und können entsprechend dem gewünschten Texturierungsgrad eingestellt werden. Besonders wichtig ist hier das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der zweiten Heizgalette 12 und der Kühlgalette 14. Die zweite Heizgalette 12 läuft mit dem Faktor 1.05 bis 1.20 schneller als die Kühlgalette 14.The speed ratios of the godets are variable and can be adjusted according to the desired Texturierungsgrad. Particularly important here is the speed ratio between the second heating godet 12 and the cooling godet 14 , The second heating godet 12 runs with the factor 1.05 to 1.20 faster than the cooling godet 14 ,

Der Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Extrusion und der Aufspulung beträgt 5–35 %, wobei die Extrudiergeschwindigkeit um den Faktor 1.05 bis 1.35 höher ist als die Aufspulgeschwindigkeit. Damit lassen sich Produktionsgeschwindigkeiten von 100–500 m/min. erreichen.Of the Speed difference between the extrusion and the spooling is 5-35%, where the extrusion speed is higher by a factor of 1.05 to 1.35 as the winding speed. This allows production speeds from 100-500 m / min. to reach.

Die so erhaltenen Fasern können nun als Fasergruppen gebündelt und auf dimensionsstabilem Trägergewebe verankert werden, wodurch ein Kunstrasenfeld mit hoher Elastizität, einem optimalen Wiederaufstellvermögen und hoher Abriebfestigkeit erhalten wird.The thus obtained fibers now bundled as fiber groups and on dimensionally stable carrier fabric anchored, creating an artificial turf field with high elasticity, a optimal repositioning and high abrasion resistance is obtained.

Beispielexample

Sechs extrudierte Bändchen aus Polyamid werden bei 180 °C über den beiden Heizgaletten 11 und 12 mit einer Fadenspannung von 4000 g um 10 % verstreckt. Anschließend werden die verstreckten Bändchen in der Stauchkammer 13 mit einem Texturierdruck von 5 bar gestaucht und gekräuselt und bei 120 °C Texturierdüsentemperatur thermofixiert. Dabei entsteht ein Rückschrumpf von 35 %. Die texturierten Bändchen werden, unterstützt durch einen Luftstrom aus der seitlichen Luftdüse 18, mit einer Fadenspannung von 180g bei 6600 dtex auf der Kühlgalette 14 abgelegt und durch den Luftstrom der Absaugung 15 in der Führungsnut der Kühlgalette 14 gehalten, gekühlt und weitertransportiert. Die Temperatur an der Kühlgalette 14 entspricht der Umgebungstemperatur. Die gekühlten Bändchen werden von der Abzugsgalette 16 aufgenommen und der Spulmaschine zugeführt, wobei die Wickelspannung 300 g beträgt. Der Geschwindigkeitsunterschied zwischen Extrusion und Aufspulung beträgt 25 % und kompensiert somit den Rückschrumpf. Es wird eine Produktionsgeschwindigkeit von 400 m/min. erreicht.Six extruded polyamide tapes are placed at 180 ° C above the two heating godets 11 and 12 stretched by 10% with a yarn tension of 4000 g. Then the stretched ribbon in the stuffer box 13 compressed and crimped with a texturing pressure of 5 bar and heat-set at 120 ° C texturing nozzle temperature. This results in a shrinkage of 35%. The textured tapes are supported by an air flow from the side air nozzle 18 , with a yarn tension of 180g at 6600 dtex on the cooling godet 14 deposited and through the air flow of the suction 15 in the guide groove of the cooling godet 14 kept, cooled and transported further. The temperature at the cooling godet 14 corresponds to the ambient temperature. The cooled tapes are taken from the godet 16 taken and fed to the winder, the winding tension is 300 g. The difference in speed between extrusion and winding is 25%, thus compensating for shrinkback. It is a production speed of 400 m / min. reached.

1111
erste Heizgalettefirst heating galette
1212
zweite Heizgalettesecond heating galette
1313
Stauchkammerstuffer
1414
Kühlgalettecooling godet
1515
Absaugungsuction
1616
Abzugsgalettegodet
1818
Luftdüseair nozzle
1919
stehende Abdeckungstanding cover
2121
Texturierdüsetexturing
2323
LuftaustrittsbereichAir outlet area
2525
Führungsnutguide

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung von texturierten Filament-Bändchen für Kunstgras, wobei Filament-Bändchen zwischen zwei Heizgaletten (11) und (12) verstreckt und dann texturiert werden und die texturierten Filament-Bändchen über eine Kühlgalette (14) abgezogen und dann aufgespult werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Texturierung in einer Stauchkammer (13) erfolgt und die Filament-Bändchen unmittelbar nach der Texturierung auf der Kühlgalette (14) abgelegt und gekühlt werden.Method for producing textured filament tapes for artificial grass, wherein filament tapes between two heating godets ( 11 ) and ( 12 ) and then textured, and the textured filament tapes are passed over a cooling godet ( 14 ) and then wound, characterized in that the texturing in a stuffer box ( 13 ) and the filament ribbon immediately after texturing on the cooling godet ( 14 ) are stored and cooled. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ablegen der Bändchen auf der Führungsnut durch eine seitlich an der Stauchkammer (13) angeordnete Luftdüse (18), deren Luftstrahl auf den Austrittspunkt der Stauchkammer (13) gerichtet ist, unterstützt wird.The method of claim 1, wherein the laying of the ribbon on the guide groove by a side of the stuffer box ( 13 ) arranged air nozzle ( 18 ), whose air jet to the exit point of the stuffer box ( 13 ) is supported. Verfahren nach Anspruch 1, wobei durch in der Führungsnut angebrachte Öffnungen mittels einer Absaugung (15) Luft zum Kühlen gesaugt wird.Method according to claim 1, wherein openings are provided in the guide groove by means of a suction device ( 15 ) Air is sucked for cooling. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aufspulgeschwindigkeit 100–500 m/min. beträgt und die Extrudiergeschwindigkeit um 5–35 % höher ist als die Aufspulgeschwindigkeit.The method of claim 1, wherein the winding speed 100-500 m / min. is and the extruding speed is 5-35% higher than the winding speed. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verstreckung zwischen den Heizgaletten (11) und (12) 5–20 % beträgt.Method according to claim 1, wherein the stretching between the heating godets ( 11 ) and ( 12 ) Is 5-20%. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Polymermaterial die Polymere Polyamid, Polypropylen und LLDPE (Linear Low Density Polyethylen) umfasst.The method of claim 1, wherein the polymeric material the polymers polyamide, polypropylene and LLDPE (Linear Low Density Polyethylene). Verfahren nach Anspruch 1, wobei 4–10 Bändchen gleichzeitig verarbeitet werden und die Bändchen eine Breite von 0.5–1.5 mm und eine lineare Dichte von 250–1200 dtex haben.The method of claim 1, wherein 4-10 tapes simultaneously be processed and the ribbon a width of 0.5-1.5 mm and have a linear density of 250-1200 dtex. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit zwei Heizgaletten (11) und (12) zum Verstrecken der Filament-Bändchen, mit einer Texturiereinrichtung (13) und mit einer der Texturiereinrichtung (13) nachgeschalteten Kühlgalette (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Texturiervorrichtung eine Stauchkammer (13) ist und dass die Kühlgalette (14) in möglichst geringem Abstand vom Ende der Stauchkammer (13) angeordnet ist.Apparatus for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, with two heating godets ( 11 ) and ( 12 ) for stretching the filament tapes, with a texturing device ( 13 ) and with one of the texturizers ( 13 ) downstream cooling galette ( 14 ), characterized in that the texturing device is a stuffer box ( 13 ) and that the cooling galette ( 14 ) at the smallest possible distance from the end of the stuffer box ( 13 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Kühlgalette (14) eine Absaugung (15), eine stehende Abdeckung (19) und eine Führungsnut mit Öffnungen umfasst.Apparatus according to claim 8, wherein the cooling galette ( 14 ) an extraction ( 15 ), a standing cover ( 19 ) and a guide groove with openings. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei seitlich an der Stauchkammer (13) eine Luftdüse (18) angeordnet ist, deren Luftstrahl auf den Austrittspunkt der Stauchkammer (13) gerichtet ist.Device according to one of claims 8 or 9, wherein the side of the stuffer box ( 13 ) an air nozzle ( 18 ) whose air jet is at the exit point of the stuffer box ( 13 ).
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