DE1753882C2 - Bahnförmiger, mit flor- oder borstenartiger Oberfläche versehener Kunststoffkörper - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen bahnförmigen, mit flor- oder borstenartiger Oberfläche versehenen Kunststoffkörper mit einem bahnförmigen Grundkörper, dessen Profil über seine Länge hin konstant ist und von welchem eine Vielzahl von borstenartigen Vorsprüngen quer zu dem Grundkörper abragen, welcher mit einer Vielzahl von Löchern versehen ist.

Bei einem derartigen, aus der US-PS 31 57 557 bekannten bahnförmigen Kunststoffkörper, der als Rasenimitation dienen soll, ragen von einer mit Löchern versehenen, in übrigen homogenen Grundbahn verhältnismäßig lange borstenartige Vorsprünge ab, die im wesentlichen die Abmessungen von natürlichem Gras haben und flexibel sein sollen, damit sie sich nach ihrem Niederdrücken durch eine hinüberlaufende Person wieder in ihre ursprüngliche aufrechte Lage zurückstellen können. Diese bekannte Borstenmatte soll bei verhältnismäßig dichter Anordnung der Borsten im Spritzgußverfahren hergestellt werden. Bei derartiger Anordnung und Abmessung der Borsten können jedoch insbesondere bei unter Witterungseinflüssen spröde gewordenem Materia! Knicksteüen auftreten und überdies können sich die niedergedrückten Borsten auch auf Grund ihrer großen Länge an den benachbarten, ebenfalls niedergedrückten Borsten verfangen, so daß sie dann durch ihre querschnittsbedingt geringe Rückstellkraft sich nicht mehr entwirren können und in ihrer niedergedrückten Lage verbleiben. Die bekannte Borstenmatte kann so mit der Zeit ein ungleichmäßiges Aussehen erhalten. Außerdem hat eine solche bleuend niedergedrückte Matte dann nicht mehr die erwünschten Rückfederungseigenschaften, so daß sie hart wirkt. Wegen der Abmessungen und dichten Anordnung der Borsten besieht außerdem bei der Herstellung im Spritzgießverfahren die Gefahr, daß die Formnester für die Borsten nicht zuverlässig über ihre gesamte Länge hin mit dem Kunststoff ausgefüllt werden, da sie verhältnismäßig große Fließwiderstände für den flüssigen Kunststoff erzeugen. Außerdem bestehen beim bekannten Kunststoffkörper Schwierigkeiten, die verhältnismäßig engen und langen Löcher in der Grundbahn zur Ausbildung von Drainageöffnungen zu erzeugen.

Demgegenüber wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, einen Kunststoffkörper mit einer Vielzahl unter Ausbildung einer flor- oder borstenartigen Oberfläche abragenden, borstenartigen Vorsprüngen aus einem einheitlichen Polymermaterial so zu gestalten, daß er bei ausreichender Widerstandsfähigkeit hohe Rückfederungseigenschaften aufweist und im einfachen Gießverfahren, insbesondere durch Extrusion, mit einstückigen verhältnismäßig langen borstenartigen Vorsprüngen. ausgestattet werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Kunststoffkörper der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, dali der Grundkörper eine Mehrzahl parallel zueinander im Abstand voneinander verlaufender Streifen aufweist, die jeweils durch Reihen von den Abstand zwischen je zwei Streifen überbrückenden, zu einer Oberfläche des bahnförmigen Kunststoffkörpers hin offenen becherförmigen Vorsprüngen miteinander verbunden sind, die in jeder Reihe unter Ausbildung der Löcher zwischen den Streifen im Abstand voneinander angeordnet sind und deren Becherwandungen jeweils an die beiden benachbarten Streifen, an diesen angeschmolzen anschließen und am freien Becherrand in eine Mehrzahl von die borstenartigen Vorsprünge bildenden Fingern auslaufen.

Durch die erfindungsgemäß becherförmigen Vorsprünge, die am freien Becherrand in eine Mehrzahl von borstenariigen Vorsprünge bildenden Fingern auslaufen, wird die erfindungsgemäße Bahn verhältnismäßig widerstandsfähig, da die becherförmigen Vorsprünge am Bechergrund einen geschlossenen Zylinder bilden der bei Belastung in der Richtung der Zylinderachse steif ist und bei den üblichen Belastungen nicht verformi wird. Die die borstenartigen Vorsprünge am freier Becherrand bildenden Finger werden unter dei Belastung zwar abgelenkt, erzeugen jedoch auf Grünt ihrer Form und ihrer Verbindung mit dem in siel· geschlossenen Teil der Becherwandung verhältnismäßig große Rückstellkräfte, so daß sie nach Aufhebung dei Belastung im wesentlichen sofort in ihrer anfänglicher Lage zurückkehren. Da die Finger wenigstens an Fingeransatz an den geschlossenen Teil der Becherwan dung entsprechend deren Umfangskrümmung gewölb sind, setzen sie einer Ablenkung einen verhältnismäßij hohen elastischen Widerstand entgegen. Durch di< erfindungsgemäße Gestaltung ist somit das Rückfede rungsvermögen der gesamten Matte verhältnismäßij groß. Gleichzeitig besteht wegen der verhältnismäßij hohen Rückstellkräfte, die beim Abbiegen der borsten artigen Finger erzeugt werden, auch bei große Fingerlänge nicht die Gefahr, daß sich die niederge drückten Finger aneinander verfangen und untereinan der verhaken. Hierdurch behält die Matte ihre gutei

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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung und eines Verfahrens und einer Vorrichtung zi'r Herstellung des erfindungsgemäßen Kunststofikör· pers näher erläutert. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung, F i g. 2 ein Bild des Kunsistofl'körpers, wenn dieser von dem Formteil der Vorrichtung abgestreift ist, wobei außerdem die Löcher an dem Grundkörper des Produktes und die an dem Bodenteil der vorstehenden Vorsprünge gebildeten Becher ersichtlich sind,

F i g. 3 eine Ansicht des in F i g. 2 dargestellten Produktes, nachdem dieses einer Texturierbehandlung unterworfen worden ist, die dem Produkt ein grasähnliches Aussehen erteilt,

Fig.4 eine Querschnittsansicht eines Teils des Formteils und der Extruderdüse aus Fig. 1, wobei die Extruderdüse mit getrennten Kunststoffzuführungen für die getrennte Materialzufuhr bei niedrigem und bei hohem Druck ausgestattet ist,

Fig. 5 eine Teilansicht der Formteiloberfläche aus F i g. 4, wobei gezeigt wird, wie die Formnester und die parallelen Formkanäle mit dem Polymerisat aus getrennten Quellen beschickt werden,

Fig. 6 die Arbeitsweise der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung zur Erläuterung der Bildung des Produktes und

F i g. 7 eine Quersehniusansichi eines gegenüber F i g. 2 abgewandelten Produktes mit einem aus rippenförmigen Streifen gebildeten Grundkörper.

Bei einem zum Extrudieren des erfindungsgemäßen Kunststoff körpers bevorzugten Verfahren werden der Grundkörper durch Einspritzen eines thermoplastischen Materials in sich in Längsrichtung erstreckende Formkanäle und die Vorsprünge durch Einspritzen des thermoplastischen Kunststoffes in sich in Querrichtung erstreckende umlaufende Formnester geformt, wobei die durch die Formkanäle gebildeien Längsteile mit einem gegenüber dem Einspritzdruck beim Spritzgießen der Vorsprünge verringerten Druck extrudiert werden und jeweils nach dem Spritzgießen der Vorsprünge mit diesen verschmolzen werdcn.

Ein in der Vorrichtung aus Fig. 1 hergestelltes Produkt ist aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich. Es besteht gemäß Fig. 2 aus mehreren parallelen Streifen 50 als Grundkörper, die jeweils durch Reihen von zwischen den Streifen im Abstand voneinander angeordneten becherartigen Vorsprüngen miteinander verbunden sind, welche am freien Becherr&nd in eine Vielzahl von Fingern 60 auslaufen. Das in F i g. 2 gezeigte Produkt hat die Form, in der aus dem Formteil der Vorrichtung abgestreift wird. Fig.3 zeigt das gleiche Produkt, nachdem es einer Texturierbehandlung unterworfen worden ist, in welcher die Finger 60 abgeflacht oder eingedrückt werden, damit sie eine Ähnlichkeit mit umgelegten Grashalmen erhalten. Ein Querschnitt durch den becherähnlichen Unterteil, der das Bündel von Fingern 60 trägt, ist zur Erläuterung der Verbindung zwischen diesem Unterteil und den Längsstreifen 50 in F i g. 2 gezeigt.

In F i g. 7 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Produktes gezeigt, bei welcher die den Grundkörper bildenden Streifen 132 rippenförmig an den becherförmigen Vorsprüngen 130 ansetzen, die jeweils ein Bündel von dünnen Fingern 128 bilden. Die Bündel sind integral mit den massiv profilierten oder unterteilten Streifen 132 verbunden.

Aus Fig.6 ist im oberen Teil eine Ansicht des in F i g. 2 dargestellten Produktes von unten ersichtlich.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen, insbesondere mit Bezug auf bevorzugte Produkte und Arbeitsbedingungen näher erläutert.

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert eine bevorzugte Arbeitsweise zur Herstellung eines endlosen pigmentierten Polyolefin-Kunststoffkörpers, der nach Verdichten zur Verwendung als künstlicher Rasen geeignet ist.

Es wurde hierbei eine Vorrichtung, wie in den Fig. 1, 4 und 5 dargestellt, verwendet.

Gemäß Fig. 1 ist ein Extruder 10 von allgemein bekannter Art mit einer Extruderdüse 12 ausgestattet, die in Berührung mit einem trommeiförmigen Formteil 14 angeordnet ist. Wie besser aus F i g. 4 ersichtlich, hat die Extruderdüse 12 einen konkaven Außenrand, der bündig gegen die Oberfläche des Formteils 14 paßt. Das in dem Formteil 14 gebildete Produkt 33 wird nach der Verfestigung vom Formteil abgestreift und dann in Form einer Rolle aufgenommen. Als eine wahlweise anwendbare Maßnahme kann das Produkt 33 zwischen einem Paar von Druckrollen 35 texturiert und hitzeverfesligl werden, so daß ein Kunststoffkörper gemäß Fig.3entsteht.

Wie aus den Fig.4 und 5 ersichtlich, ist das zylindrische Formteil 14 mit einer Vielzahl von in gleichmäßigem Abstand angeordneten Reihen von Formnestern 110 ausgestattet, die in ihre Hohlräume im Preßsitz eingepaßte Einsätze 36 aufweisen, welche um ihren Umfang herum mit Längsschlitzen 38 versehen sind, die verhältnismäßig dünne fingerartige Vorsprünge erzeugen, welche Grashalmen ähnlich sind. Zwischen den Reihen von Formnestern 110 sind Formkanäle 112 zum Formen der den Grundkörper bildenden Streifen 50 aus F i g. 2 gebildet. Die Formnester 110 werden von den Kunststoffzuführungen C gespeist, während die Formkanäle 112 mit geschmolzenem Material gespeist werden, das durch die Kunststoffzuführung D fließt, welche mit einem regelbaren Abmeßventil 114 ausgestattet ist. Diese Art von Zuführungssystem ermöglicht die Zuführung eines geschmolzenen Polymerisats von einer üblichen Quelle zu den Formnestern unter ausreichend hohen Drücken, um das Einspritzen des Polymerisats in tiefe enge Ausnehmungen der Formnester zu erleichtern, und zu den Formkanälen unter wesentlich niedrigeren Drücken. Um das System in einem besonderen Fall genau zu regeln, wird der Druck der üblichen Zufuhrquelle so eingestellt, daß der erforderliche Spritzdruck für das Einspritzen in die Formnester vorhanden ist, während das Abmeßventil auf den für die Formkanäle ausreichender Niederdruck eingestellt werden kann. Diese Art von Doppcldruckzoncnsystcm ist in Fig.6 gezeigt, wobei das Formen des Produkts 116 veranschaulicht ist.

Polyälhylcnpcllcts wurden geschmolzen und unter einem hydraulischen Druck aus einem 11,43 cm (4, 5") Schneckenextruder in die besondere vorstehend beschriebene Extruderdüse geführt. Die erste Reihe von Kunststoffzuführungen C führte Polymerisat zu den tiefen die Büschel ausbildenden Formnestern 110 und die zweite Reihe von Kunststoffzuführungen D führten Polymerisat zu den die Längsstreifen bildenden Formkanälen 112. Die stationär angeordneten, in den Formkanälen des Formtcils liegenden Füllstückc 42 isolierten jedes Fornincst während der Formung, wodurch eine Zone von hohem Druck, begrenzt wurde.

die ein Eindringen des Polymerisats bis zur vollen Tiefe in die schmalen unterteilten tiefen Hohlräume des Formnestes ermöglichte. Die Füllstücke endeten unmittelbar stromaufwärts von der Reihe von Kunststoffzuführungen, die Polymerisat zu den Formkanälen zuführten. Das Polymerisat wurde in die Formkanäle bei einem schwach oberhalb atmosphärischen Druckes liegenden Druck abgegeben, wobei eine Regelung mittels der Zumeßventile 114 zur Regelung der jedem

ίο Formkanal 112 zugeführten Polymerisatmenge erfolgte. Durch Einstellen der Zumeßventile war es möglich, ein Gleichgewicht von Formungsdrücken zu erhalten, so daß die Formnester vollständig gefüllt wurden und Längsstreifen in gleicher Ebene mit der Oberfläche des Formteils erzeugt wurden.

Unter Verwendung einer Mischung von 100 Teilen Polyäthylen, Schmelzindex 22, und 4 Teilen grün-pigmentiertem Polyäthylen (90% PÄ, 10% Pigment) wurde ein kontinuierlicher Versuch über eine Dauer von 2 Stunden unter Einhaltung der nachstehenden Arbeitsbedingungen ausgeführt: Schmelztemperatur, gemessen am Extruderauslaß 218°C; Temperatur der Düse 179"C, Temperatur der Formteiloberfläche 52°C, Druck am Ende der Extruderlaufbüchse 94,81 kg/cm², Fonndruck (Formnest) 77,33 kg/cm², Formdruck (Formkanal) 3,52 kg/cm²; Gesamtdruck zum Halten des trommeiförmigen Formteils in Berührung mit der Düse 4082 kg; Umfangsgeschwindigkeit des Formteils 122 m/min; Kühldauer vor dem Abstreifen des Produkts von dem Formteil 30 see; Kühlwassertemperatur zum Formteil 21°C; Kühlwassermenge 9,46 l/min.

Die Form des fertiggestellten Produktes wird am zweckmäßigsten mit Bezug auf die Form des Formteils beschrieben. Die zur Anwendung gelangende Stahl trommel besaß einen Außendurchmesser von 40,6 cm bei einer Wanddicke von 2,86 cm und war für die Herstellung eines endlosen Produktes von 15,24 cm Gesamtbreite in folgender Weise ausgebildet: Ib Umfangsrillen von 0,48 cm Breite χ 0,16 cm Tiefe wurden als Formkanäle in einem Abstand von Mitte zu Mitte von 1,02 cm in die Außenfläche der Trommel zur Formung von kontinuierlichen Längsstreifen eingedreht. In gleichmäßigem Abstand zwischen den Rillen wurden in Abständen von 3° axiale Reihen von 15 als Formnester dienenden Löchern mit einem Durchmesser von 0,71 cm durch die Wand der Trommel durchgebohrt. Diese Löcher schnitten die Rillen, wodurch eine seitlich durchgehende Verbindung des Produktes sichergestellt wurde. In jedes Loch wurde ein Mcssingeinsatz von im wesentlichen zylindrischer Form mit einer Länge von 5,08 cm und mit 8 in gleichmäßigen Abständen voneinander am Außendurchmesser verlaufenden Langsschlit7.cn, die mit einer Schneideinrichtung mit einem Radius von 0,16 cm bis zu einer maximalen Tiefe von 0,10 cm geschnitten wurden und von der Achse des Ginsatzes bei 1 bis ¹Ai" bis auf eine Länge von 2,54 cm von dem der Oberfläche der Formtrommel zunächst gelegenen Ende schräg zusammenlaufen, im Preßsitz eingepaßt. Uni das Strömen des Polymerisats über die Länge der Längsschlitze hin zu unterstützen, wurde das Außcncndc des Einsatzes halbkugclförmig ausgebildet und 0,16 cm unterhalb der Außenobcrflüche der Formtrommcl angeordnet. Das fertiggestellte Produkt füllte die Hohlräume des Formtcils vollständig

<>5 aus, wobei ein Produkt, wie in Fig. 2 gezeigt, mit Rüschcln von Vorsprüngen von 2,54 cm Länge gebildet wurde. Die restliche Außenoberfläche der Form trommel, die in glcilenclcr Berührung mit der Kxtrudcrilüsc

gehalten wurde, ergab Löcher in der Rückseite des Produktes, die im Fall von künstlichem Rasen als Ablauf- oder Abzugslöcher dienen. Nach Verdichten und Hitzeverfestigen zur Bildung eines Produktes, wie in F i g. 3 gezeigt, wurde das Material auf einem Dorn in Form einer Bahn künstlichen Rasens gesammelt.

Beispiel 2

Dieses Beispiel erläutert ein Verfahren, das zur Herstellung eines kontinuierlichen geformten Kunststoffkörpers zur Anwendung gelangt, der als künstlicher Skihang geeignet ist.

Polypropylenpellets wurden geschmolzen und unter hydraulischem Druck aus einer Schneckenpresse zu einer besonderen Extruderdüse wie vorstehend beschrieben, mit zwei Reihen von Kunststoffzuführungen geführt. Durch die Kunststoffzuführungen der ersten Reihe wurde das Polymerisat in die tiefen sich verjüngenden zylindrischen Formnester und deren seitlichen Längsschlitze in dem trommeiförmigen Formteil zugeführt. Die in der zweiten Reihe angeordneten Kunststoffzuführungen führten das Polymerisat zu den Formkanälen in der Spezialdüse, von welcher das Polymerisat in Bandform auf die äußere Fläche der Formtrommel extrudicrt wurde. Drosselstellen wurden verwendet, um die Menge des jedem Formkanals zugeführten Polymerisats zu steuern.

Typische Bedingungen für dieses Verfahren sind die: folgenden: Schmelztemperatur an der Austrittsstelle des Extruders 2bO°C; Düsentemperatur 204⁰C; Temperatur der Oberfläche der Formtrommel 66"C; Druck am Ende der Extruder-Laufbuchse 105,45 kg/cm², Formdruck (Formnester) 87,88 kg/cm²; Formdruck (Forrnkanäle) 3,52 kg/cm²; Gesamtkraft, welche die Trommel mit der Düse in Berührung hält 4535 kg: Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 1,22 Upm; Kühlzeit vor dem Abstreifen 30 see.

Das Endprodukt nimmt die Form von Reihen zylindrischer Vorsprünge mit 0,46 cm Durchmesser am Grund und mit einer konkavkonischen Außenfläche an, entlang welcher der Durchmesser auf 0,26 cm über eine Länge von 3,18 cm hin reduziert wird. Diese Teile, die im Mittelabstand von 0,64 cm in Quer- und Längsrichtung voneinander angeordnet sind, sind seitlich durch einer Streifen mit einer Breite von 0,32 cm und einer Tiefe vor 0,16 cm und in Längsrichtung durch überlegte Streifer von 0,32 cm Breite und 0,16 cm Tiefe verbundei (F ig. 7).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

/J Patentansprüche:

1. Bahnförmiger, mit flor- oder i Nienartiger Oberfläche versehener Kunststoffkörper mit einem bahnförmigen Grundkörper, dessen Profil über seine Länge hin konstant ist und von welchem eine Vielzahl von borstenartigen Vorsprüngen quer zu dem Grundkörper abragen, welcher mit einer Vielzahl von Löchern versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper eine Mehrzahl parallel zueinander im Abstand voneinander verlaufender Streifen (50, 132) aufweist, die jeweils durch Reihen von den Abstand zwischen je zwei Streifen (50, 132) überbrückenden, zu einer "5 Oberfläche des bahnförmigen Kunststoffkörpers hin offenen becherförmigen Vorsprüngen miteinander verbunden sind, die in jeder Reihe unter Ausbildung der Löcher zwischen den Streifen im Abstand voneinander angeordnet sind und deren Becherwandüngen jeweils an die beiden benachbarten Streifen, an diesen angeschmolzen anschließen und am freien Becherrand in eine Mehrzahl von die borstenartigen Vorsprünge bildenden Fingern (60,128) auslaufen.

2. Kunststoffkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die becherförmigen Vorsprünge einen halbkugelig konkaven Bechergrund aufweisen.

3. Kunststoffkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die becherförmigen Vorsprünge eine konkave Außenfläche mit zum Becherrand hin verringertem Durchmesser aufweisen.

4. Kunststoffkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (60) willkürlich zur Seite hin abgebogen sind.