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Dokumentenidentifikation DE102005020884A1 09.11.2006
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunstgras
Anmelder Dietze & Schell Maschinenfabrik GmbH, 96450 Coburg, DE
Erfinder Germer, Roger, 96450 Coburg, DE
Vertreter Abitz & Partner, 81679 München
DE-Anmeldedatum 04.05.2005
DE-Aktenzeichen 102005020884
Offenlegungstag 09.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.11.2006
IPC-Hauptklasse D02G 1/12(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E01C 13/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung beschreibt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung extrem gekräuselter Polymerbändchen, 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. Die Texturierung der Polymerbändchen erfolgt mittels einer Stauchkammer, wobei die Polymerbändchen unmittelbar nach der Stauchkammer auf einer Kühlgalette abgelegt werden.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

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.

Zur Texturierung von thermoplastischen Polymerfasern wird meist das Falschdrallverfahren verwendet. Darüberhinaus ist für die Herstellung von Fasern für Kunstgras auch das Zahnradkräuseln gebräuchlich.

Eine weitere Methode zur Herstellung von gekräuselten Fasern ist das Strickfixierverfahren (Knit-Deknit-Verfahren).

EP 0 263 566 beschreibt die Herstellung von gekräuselten Polypropylen-Fasern für Kunstrasen mit dem Knit-Deknit-Verfahren.

Der Grad der Texturierung ist bei diesen Verfahren jedoch begrenzt.

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.

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.

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.

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.

Beschreibung der Erfindung

1 zeigt eine Anordnung der Vorrichtung, zur Durchführung des Verfahrens.

2 zeigt einen Querschnitt der Stauchkammer und der Kühlgalette mit Absaugung.

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.

Zur Weiterverarbeitung werden 4–10 Bändchen zu einem Multifilament gebündelt und über zwei Heizgaletten 11 und 12 thermisch um 5 % bis 20 % verstreckt.

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.

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.

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.

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.

Die gekühlten Bändchen werden durch eine Abzugsgalette 16 von der Kühlgalette 14 abgezogen und einer Spulmaschine zugeführt.

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.

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.

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.

Beispiel

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.

11
erste Heizgalette
12
zweite Heizgalette
13
Stauchkammer
14
Kühlgalette
15
Absaugung
16
Abzugsgalette
18
Luftdüse
19
stehende Abdeckung
21
Texturierdüse
23
Luftaustrittsbereich
25
Führungsnut


Anspruch[de]
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. 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. Verfahren nach Anspruch 1, wobei durch in der Führungsnut angebrachte Öffnungen mittels einer Absaugung (15) Luft zum Kühlen gesaugt wird. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aufspulgeschwindigkeit 100–500 m/min. beträgt und die Extrudiergeschwindigkeit um 5–35 % höher ist als die Aufspulgeschwindigkeit. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verstreckung zwischen den Heizgaletten (11) und (12) 5–20 % beträgt. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Polymermaterial die Polymere Polyamid, Polypropylen und LLDPE (Linear Low Density Polyethylen) umfasst. 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. 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. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Kühlgalette (14) eine Absaugung (15), eine stehende Abdeckung (19) und eine Führungsnut mit Öffnungen umfasst. 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.






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