DE69402504T2

DE69402504T2 - Process for the production of yarn for artificial turf

Info

Publication number: DE69402504T2
Application number: DE69402504T
Authority: DE
Inventors: Jan Frans Marie Geerts
Original assignee: Tapijtfabriek H Desseaux NV
Current assignee: Tapijtfabriek H Desseaux NV
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1994-10-11
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2014-10-12
Also published as: DE69402504D1; NZ264629A; JPH07197308A; ES2099534T3; ATE151475T1; EP0648868B1; EP0648868A1; DK0648868T3; NL9301798A

Abstract

A method for producing a yarn for a field of artificial grass by extruding a polymer material into a monofilament, stretching the monofilament at an elevated temperature, relaxing it to obtain a band and twisting several bands together into a yarn, whereby said extrusion takes place via a spinning plate having such a form that monofilaments are obtained, which in the cross-section have regularly spaced-apart protrusions having a height of 10 - 40% of the thickness of the monofilament without protrusions, being a thickness of 100 - 700 mu m and a width of 1 - 5 mm, then said stretching takes place at a stretching ratio between 1 : 2 and 1 : 10, whereby bands having a thickness of 50 - 350 mu m and a width of 0.5 - 2 mm are obtained after relaxing and cooling, and whereby subsequently 5 - 10 bands are twisted together in order to obtain said yarn. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Garnes für einen Kunstrasen durch Extrusion eines polymeren Materials zu einem Einzelfaden, Strecken des Einzelfadens bei erhöhter Temperatur, Entspannen des Einzelfadens, so daß ein Band entsteht, und Verdrillen mehrerer Bänder zu einem Garn.The invention relates to a method for producing a yarn for an artificial turf by extruding a polymeric material into a single thread, stretching the single thread at an increased temperature, relaxing the single thread so that a band is formed, and twisting several bands into a yarn.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der EP-A-417 832 bekannt, wobei ein Garn durch Extrusion von Granulat erzeugt wird und aus dem Extrusionsprodukt Bänder mit einer Breite von 2 bis 3 mm hergestellt werden, die nach dem Strecken eine Breite von 1 bis 2 mm aufweisen, während die Dicke 50 bis 70 % der ursprünglichen Dicke der extrudierten Bänder beträgt, woraufhin 5 bis 10 Bänder zu einem Garn miteinander verdrillt werden. Es hat sich nun gezeigt, daß die mechanischen Eigenschaften des Garns dadurch verbessert werden können, daß dem Garn eine vorher bestimmte Form gegeben wird, die durch Extrusion der Einzelfäden und durch ihre Verstrekkung unter besonderen, im folgenden beschriebenen Umständen erhalten wird.A process of this kind is known from EP-A-417 832, whereby a yarn is produced by extruding granulate and from the extruded product ribbons with a width of 2 to 3 mm are produced, which after stretching have a width of 1 to 2 mm, while the thickness is 50 to 70% of the original thickness of the extruded ribbons, whereupon 5 to 10 ribbons are twisted together to form a yarn. It has now been found that the mechanical properties of the yarn can be improved by giving the yarn a predetermined shape, which is obtained by extruding the individual threads and by stretching them under special circumstances described below.

Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß die Extrusion mit seiner Spinnplatte stattfindet, deren Form so geartet ist, daß die erhaltenen Einzelfäden, die im Querschnitt regelmäßig beabstandete Vorsprünge mit einer Höhe von 10 bis 40 % der Dicke des Einzelfadens ohne Vorsprünge aufweisen, eine Dicke von 100 bis 700 µm und eine Breite von 1 bis 5 mm besitzen, woraufhin dann das Strecken in einem Streckverhältnis zwschen 1 : 2 und 1 : 10 stattfindet, wodurch Bänder mit einer Dicke von 50 bis 350 µm und einer Breite von 0,5 bis 2 mm nach dem Entspannen und Abkühlen erhalten werden, woraufhin dann 5 bis 10 Bänder miteinander verdrillt werden, um das besagte Garn zu erhalten.The method according to the invention is characterized in that the extrusion takes place with its spinning plate, the shape of which is such that the individual threads obtained, which have projections regularly spaced in cross-section with a height of 10 to 40% of the thickness of the individual thread without projections, have a thickness of 100 to 700 µm and a width of 1 to 5 mm, after which the stretching takes place in a stretching ratio of between 1:2 and 1:10, whereby ribbons with a thickness of 50 to 350 µm and a width of 0.5 to 2 mm are obtained after relaxation and cooling, after which 5 to 10 ribbons are twisted together to obtain the said yarn.

Erfindungsgemäß ist das zu verwendende Polymer vorzugsweise ein Blockcopolymer, bestehend aus Polypropylen und Polyethylen, das von Solvay, Belgien vermarktet wird. Im einzelnen weisen die Einzelfäden nach dem Strecken eine Dicke von 100 bis 150 µm und eine Breite von 1 bis 1,5 mm auf. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein Streckverhältnis von 1 : 3 bis 1 : 6 benutzt wird.According to the invention, the polymer to be used is preferably a block copolymer consisting of polypropylene and polyethylene, which is marketed by Solvay, Belgium. In particular, the individual threads have a thickness of 100 to 150 µm and a width of 1 to 1.5 mm after stretching. This is particularly the case when a stretching ratio of 1:3 to 1:6 is used.

Das nach der EP-A-4 17832 erzeugte Garn hat die Eigenschaft, daß es nachher weniger zerfasert als die bis dahin bekannt gewesenen Garne, wodurch sich die Lebensdauer des Garns verlängert und der aus diesem Garn erzeugte Kunstrasen länger bespielt werden kann. Die Bespielungseigenschaften lassen sich eine längere Zeitspanne aufrechterhalten, weil das Rasenfeld durch die abgeriebenen Teilchen weniger kompakt wird. Eine weitere Wirkung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht wird, besteht darin, daß das Garn weniger bruchenempfindlich wird. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß der Garnquerschnitt eine knotige Struktur erhält, wobei die Knoten auf den Einzelfäden regelmäßig beabstandet sind und damit auch auf dem aus solchen Einzelfäden hergestellten Garn.The yarn produced according to EP-A-4 17832 has the property that it subsequently frays less than the yarns known up to that point, which extends the life of the yarn and the artificial turf produced from this yarn can be played on for longer. The playing properties can be maintained for a longer period of time because the grass field becomes less compact due to the rubbed-off particles. A further effect achieved with the method according to the invention is that the yarn becomes less susceptible to breakage. This is due in particular to the fact that the yarn cross-section has a knotty structure, with the knots on the individual threads being regularly spaced and thus also on the yarn produced from such individual threads.

Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert, wobei Bezug genommen wird auf die angefügte Zeichnung, die den Querschnitt des extmdierten Einzelfadens zeigt.The invention is explained in more detail below, with reference to the attached drawing, which shows the cross section of the extruded single thread.

In Fig. 1 ist der Kern des Einzelfadens bei 1 dargestellt und die Vorsprünge bei 2. Die Dicke des Einzelfadens beträgt etwa 100 µm, und die Vorsprünge weisen eine Höhe von 10 bis 20 µm auf. Die in Fig. 1 gezeigten Einzelfäden haben eine Breite von 1 bis 5 mm, und die Vorsprünge sind vorzugsweise zu beiden Seiten des Einzelfadens vorgesehen.In Fig. 1, the core of the monofilament is shown at 1 and the projections at 2. The thickness of the monofilament is about 100 µm and the projections have a height of 10 to 20 µm. The monofilaments shown in Fig. 1 have a width of 1 to 5 mm and the projections are preferably provided on both sides of the monofilament.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele im einzelnen erläutert, wobei offensichtlich ist, daß die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.The invention is explained in more detail by means of the following examples, it being obvious that the invention is not limited to these examples.

example 1

Ein Extruder wurde mit einem Blockpolymer gespeist, das sich aus Polyethylen und Polypropylen, vermarktet durch die Firma Solvay, Belgien, zusammensetzte und einen Schmelzpunkt von etwa 4 aufwies. Durch Benutzung einer Spinnplatte mit einer großen Anzahl Öffnungen wurden mehrere Einzelfäden, wie in Fig. 1 gezeigt, gleichzeitig hergestellt, die vor dem Strecken eine Dicke von 300 µm und eine Breite von 2,8 mm aufwiesen. Der Streckvorgang fand bei einer Temperatur von 130 ºC in einem Heißluftofen mit einem Streckverhältnis von 1 : 5 statt und ergab ein Band mit einer Größe von 115 µm Dicke und 1,1 mm Breite. Zur Entspannung wurden die Bänder erneut erwärmt, indem sie Walzen zugeführt wurden, die eine Kontakttemperatur von 155 ºC aufwiesen, und daraufhin wurden sie durch Kontaktwalzen mit einer Kontakttemperatur von 25 ºC und geringerer Drehzahl abgekühlt, so daß die Bänder in gewisser Weise gestaucht worden sind und die Größe der gestauchten Bänder bezüglich der Dicke 125 µm und der Breite 1,2 mm betrug. Durch das Entspannen wurde das Garn während Prozessen bei erhöhter Temperatur weniger schrumpfempfindlich. Aus diesen Bändern wurde dann durch Verdrillen von sechs Bändern ein Garn hergestellt. Durch Büschelbildung, Tufting genannt, aus diesem erhaltenen Garn wurde für den Kunstrasen die Grasnarbe erzeugt. Die Grasfläche war für Hockey vorgesehen und wies 280 Stiche pro Meter auf sowie eine Florhöhe von 25 mm. Der auf diese Weise erhaltene Teppich wurde Versuchen unterworfen, um seine mechanischen Eigenschaften festzustellen. Diese mechanischen Eigenschaften wurden insbesondere mit Hilfe von Treträdern getestet. Diese Versuche wurden bei 2.550 Umdrehungen und 5.000 durchgeführt, und der aus dem erfindungsgemäß erhaltenen Garn hergestellte Teppich wurde mit dem Teppich verglichen, der aus dem Garn gemäß der europäischen Patentanmeldung 417 832 hergestellt worden ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle A zusammengefaßt.An extruder was fed with a block polymer composed of polyethylene and polypropylene, marketed by Solvay, Belgium, and having a melting point of about 4. By using a spinning plate with a large number of openings, several individual threads as shown in Fig. 1 were produced simultaneously, which had a thickness of 300 µm and a width of 2.8 mm before stretching. The stretching process took place at a temperature of 130 ºC in a hot air oven with a stretch ratio of 1:5 and resulted in a ribbon with a size of 115 µm thick and 1.1 mm wide. To relax the tension, the ribbons were reheated by feeding them to rollers having a contact temperature of 155 ºC and then they were cooled by contact rollers with a contact temperature of 25 ºC and lower speed so that the ribbons were somewhat compressed and the size of the compressed ribbons was 125 µm in thickness and 1.2 mm in width. By relaxing the yarn became less sensitive to shrinkage during processes at elevated temperatures. A yarn was then made from these strips by twisting six strips together. The resulting yarn was tufted to form the turf for the artificial turf. The turf was intended for hockey and had 280 stitches per metre and a pile height of 25 mm. The carpet thus obtained was subjected to tests to determine its mechanical properties. These mechanical properties were tested in particular using treadle wheels. These tests were carried out at 2550 and 5000 revolutions and the carpet made from the yarn obtained according to the invention was compared with the carpet made from the yarn according to European patent application 417 832. The results are summarised in Table A.

Example 2

Ein Extruder wurde mit einem Blockpolymer beschickt, das aus Polyethylen und Polypropylen, die von Solvay, Belgien vermarktet werden, zusammengesetzt war und einen Schmelzpunkt von 4 besaß. Durch Verwendung einer Spinnplatte mit einer großen Anzahl Öffnungen wurden Einzelfäden, wie in Fig. 1 gezeigt, gleichzeitig hergestellt, die vor dem Strecken eine Dicke von 300 µm und eine Breite von 2,25 mm aufwiesen. Das Strecken geschah bei einer Temperatur von 130 ºC in einem Heißluftofen mit einem Streckverhältnis von 1: 3. Nach der Entspannung wurde ein Band mit einer Breite von 1,2 mm und einer Dicke von 135 µm erhalten. Aus diesen Bändern wurde durch Verdrillen von acht Bändern ein Garn erzeugt. Das auf diese Weise erhaltene Garn wurde mit Hilfe eines Tuftingverfahrens zu einem Kunstrasen verarbeitet.An extruder was fed with a block polymer composed of polyethylene and polypropylene marketed by Solvay, Belgium, and having a melting point of 4. By using a spinning plate with a large number of openings, monofilaments as shown in Fig. 1 were simultaneously produced, which had a thickness of 300 µm and a width of 2.25 mm before stretching. Stretching was carried out at a temperature of 130 ºC in a hot air oven with a stretch ratio of 1:3. After relaxation, a tape with a width of 1.2 mm and a thickness of 135 µm was obtained. A yarn was made from these tapes by twisting eight tapes together. The yarn obtained in this way was processed into artificial turf using a tufting process.

Das auf diese Weise erhaltene Garn wurde Versuchen unterworfen, um seine mechanischen Eigenschaften zu bestimmen. Diese mechanischen Eigenschaften wurden insbesondere mit Hilfe von Tretradversuchen ermittelt. Diese Versuche wurden bei 2.250 und 5.000 Umdrehungen ausgefürt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle A zusammengefaßt. Tabelle A The yarn thus obtained was subjected to tests to determine its mechanical properties. These mechanical properties were determined in particular by means of treadle tests. These tests were carried out at 2,250 and 5,000 revolutions. The results are summarized in Table A. Table A

Der aus dem bekannten Garn erhaltene Teppich brach bereits bei 3.000 Umdrehungen, während der Teppich aus dem erfindungsgemäß hergestellten Garn bis 5.000 bis 7.500 Umdrehungen keinerlei Anzeichen von Florbruch aufwies.The carpet obtained from the known yarn broke at just 3,000 revolutions, while the carpet made from the yarn produced according to the invention showed no signs of pile breakage up to 5,000 to 7,500 revolutions.

Example 3

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde durch Benutzung von reinem Polypropylen an Stelle von Blockpolymer wiederholt. Die mit dem reinen Polypropylen erhaltenen Ergebnisse sind gleich denjenigen des Beispiels 1.The procedure of Example 1 was repeated using pure polypropylene instead of block polymer. The results obtained with pure polypropylene are the same as those of Example 1.

Claims

1. A method for producing a yarn for an artificial turf field, in which a polymer material is extruded into a monofilament, the monofilament is stretched at an elevated temperature, this is relaxed to obtain a ribbon and several ribbons are twisted together into a yarn, characterized in that the extrusion takes place over a spinning plate with a shape such that monofilaments are obtained which have regularly spaced projections in cross section with a height of 10 - 40% of the thickness of the monofilament without projections, the thickness being 100 - 700 µm and the width 1 - 5 mm, then the stretching takes place at a stretch ratio between 1:2 and 1:10, whereby ribbons with a thickness of 50 - 350 µm and a width of 0.5 - 2 mm are obtained after relaxing and cooling, and that subsequently 5 - 10 ribbons to get the yarn.

2. Process according to claim 1, characterized in that the polymer to be used is a block copolymer consisting of polypropylene and polyethylene.

3. Process according to claims 1 - 2, characterized in that the monofilaments are stretched to a thickness of 100 - 150 µm and a width of 1 - 1.5 mm.

4. Process according to claims 1 - 3, characterized in that the stretch ratio is 1: 3 - 6.

5. Process according to claims 1 - 4, characterized in that 6 - 9 bands are twisted together to form a yarn.