WO2018166837A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von grasgarnen für kunstrasen - Google Patents

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WO2018166837A1
WO2018166837A1 PCT/EP2018/055426 EP2018055426W WO2018166837A1 WO 2018166837 A1 WO2018166837 A1 WO 2018166837A1 EP 2018055426 W EP2018055426 W EP 2018055426W WO 2018166837 A1 WO2018166837 A1 WO 2018166837A1
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WO
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grass
conveyor belt
yarns
stretching
monofilaments
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/055426
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Weinhold
Frank Heymann
Bert Wöllner
Kenneth Schindler
Original Assignee
Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to EP18714135.3A priority Critical patent/EP3596261A1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/22—Formation of filaments, threads, or the like with a crimped or curled structure; with a special structure to simulate wool
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D13/00—Complete machines for producing artificial threads
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes

Definitions

  • the invention relates to a process for producing grass yarns for artificial turf according to the preamble of claim 1 and to a device for producing grass yarns for artificial turf according to the preamble of claim 6.
  • a generic method and a generic device for the production of grass yarns for artificial grass for example, from WO 201 1/020706 A 1 show.
  • grass yarns which have a composite of several monofilaments or multiple tapes.
  • the grass yarn is processed into a synthetic turf carpet in a tufting process.
  • the artificial fibers of the grass yarn as possible properties of the natural grasses replicate. It is known, for example, to influence the cross sections, coloring and the structure of the monofilaments or ribbons in accordance with the natural grasses.
  • the monofilaments or ribbons are provided with a crimp.
  • the monofilaments or tapes are separated after the extrusion process and merged to form the grass yarn in groups of four to ten tapes or monofilaments.
  • a crimping of the fibers of the grass yarn takes place, for which purpose a plurality of crimping units are assigned to the winding positions.
  • intensive crimping of the fibers is particularly which can be produced on previously heated monofilaments or ribbons.
  • the winding stations contain a plurality of heating means in order to heat the fibers combined in the grass yarns in front of the herb.
  • the invention is characterized in that the formation of the grass yarns is laid in the extrusion process.
  • the grass yarns can be formed immediately after stretching the fiber sheet of the tapes or monofilaments and are crimped parallel to each other prior to separation.
  • the crimping units of the stretching device are arranged in such a way that the grass yarns form prior to separation.
  • the shift in the formation of the grass yarns within the extrusion process also offers the great advantage that each of the grass yarns has substantially the same characteristics, since the paths of the individual monofilaments or ribbons are identical.
  • the invention was not suggested by the known method and the known apparatus for producing grass yarns from WO 2010/102921 AI.
  • the grass yarns are in this case produced from tapes or monofilaments of two separate extrusion processes, with a complete fiber bundle of one of the extrusion processes after stretching being given a crimped structure.
  • the invention has the advantage that the fibers of the grass yarns are crimped as a composite. Thus, a relatively stable structure of the grass yarn is achieved even before separation.
  • the invention offers the advantage of producing the fiber composite of the grass yarns with a uniform and uniform crimp structure.
  • the method variant in which the fiber bundle is heated to stretch and in which the grass yarns formed after drawing are uncooled is particularly advantageous.
  • the heat of stretching is used on the fibers of grass yarns to obtain an intense crimp.
  • the method variant has been proven in which the grass yarns are crimped separately by several delivery nozzles in several compression chambers to Garnstopfen and in which the Garnstopfen for cooling parallel to a rotating cooling drum or be stored directly on a conveyor belt.
  • the fluid streams of the delivery nozzles By the fluid streams of the delivery nozzles, the fibers of the grass yarns can be promoted to the Garnstopfen with intense forfeiture.
  • Such entanglements increase the cohesion of the individually crimped fiber even after dissolving the yarn plug.
  • the cooling drum is arranged directly upstream of the conveyor belt.
  • the Garnstopfen be performed on the cooling drum and / or the conveyor belt at a distance side by side and dissolved after cooling by a partial looping on a dissolving bar or an opening roller to the crimped grass yarns.
  • the crimped grass yarns can be separated directly to be wound into coils in the winding stations.
  • the grass yarns are pulled off directly after crimping through several godets separately and fed to the individual winding stations.
  • a plurality of opening rollers may be provided, which are arranged upstream of the winding points for supporting separation of the grass yarns.
  • the development of the device according to the invention is preferably used, in which the crimping units are formed by a plurality of delivery nozzles and a plurality of stuffer box, which are held in a row arrangement parallel to a discharge roller of the stretching device.
  • the fiber bundle can be split immediately after expiration of the stretching device to the grass yarns and fed to the crimping units.
  • the development of the device according to the invention is preferably carried out, in which the stuffer boxes for storing Garnstopfen a cooling drum and / or a conveyor belt is assigned that at least partially below several draw rolls of Stretching extends.
  • a cooling of the Garnstopfen immediately after the crimping is possible. Due to the low height expansion of the conveyor belt, a high degree of integration can be achieved directly within the drafting device.
  • the conveyor belt in the area of the stuffer boxes is assigned a storage table with several troughs, the troughs each having an outlet of the stuffer box are assigned and form a passage to the conveyor belt. So The yarn plugs in the troughs can be guided through the conveyor belt.
  • the cooling drum has a plurality of troughs on the perimeter for secure reception and guidance of the yarn plugs.
  • the yarn plugs are advantageously dissolved by the development of the device according to the invention, in which the conveyor belt is assigned to a discharge side of a dissolving bar or a rotatable dissolving roller which extends transversely to the conveyor belt.
  • the forced wrapping on the disintegrating bar or roller causes the yarn plug to disintegrate and the crimped grass yarn to be peeled off for separation.
  • a plurality of opening rollers can be used, which are arranged directly upstream of the winding points to support the separation.
  • the separating device has a plurality of godets which are arranged upstream of the winding points and which each remove one of the grass yarns after the curling from the conveyor belt.
  • FIG. 1 shows schematically a view of an embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 2 schematically shows a detail view of the crimping units in the region of the stretching device of the exemplary embodiment according to FIG. 1
  • FIG. 3 is a schematic side view of the crimping units from FIG. 2
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the crimping units of FIG. 2
  • Fig. 5 shows schematically a view of another embodiment of the device according to the invention
  • Fig. 6 shows schematically a side view of the crimping unit of Figure 5
  • Fig. 7 shows schematically a plan view of the crimping unit of Figure 5.
  • a first embodiment of the inventive device for producing grass yarns for an artificial turf is shown schematically schematically.
  • the exemplary embodiment has an extrusion device 1 for producing a multiplicity of monofilaments from a thermoplastic material.
  • the extrusion device 1 has an extruder 2, which is connected to an extender head 3.
  • the Extmsionskopf 3 is assigned a cooling bath 4.
  • a diverter 5 is arranged with a plurality of deflection rollers, on whose circumference the monofilaments are guided with simple looping.
  • the deflection 5 is usually combined with an exhaust to receive the adhering to the monofilaments cooling liquid of the cooling bath 4.
  • a draw-off device 6 which cooperates with a stretching device 9 in order to draw the monofilaments guided as a fiber bundle 8.
  • the draw-off device 6 has for this purpose a plurality of draw-off rollers 6.1 and the stretching device 9 a plurality of draw rolls 9.1.
  • a heating device 7 is provided, through which the fiber bundle 8 is heated.
  • the heating device 7 could be formed for example by a convection oven, in which the monofilaments are heated to a stretching temperature.
  • the take-off rolls 6.1 and the draw rolls 9.1 are driven with a speed difference.
  • FIG. 1 shows the crimping devices 10 from the exemplary embodiment according to FIG. 1 in a side view
  • FIG. 4 shows a plan view of the crimping device 10.
  • the crimping units 10 are arranged in a row-shaped arrangement parallel to the drafting rollers 9.1.
  • Each of the crimping unit 10 is hereby formed by a delivery nozzle 10.1 and a stuffer box 10.2.
  • the delivery nozzle 10.1 is coupled to a compressed air source, not shown here.
  • the delivery nozzles 10.1 open directly into the stuffer box 10.2.
  • the compression chambers 10.2 are associated with an outlet of the conveyor belt 12. In this case, the free ends of the compression chambers 10.2 protrude into a respective raceway groove 16 of a delivery table 15.
  • the delivery table 15 is arranged at a short distance above the conveyor belt 12 and extends over a partial length of the conveyor belt 12.
  • the conveyor belt 12 is driven by a plurality of conveyor rollers 12.1.
  • each of the crimping units 10 is preceded by a deflection roller 14. Via the deflection rollers 14, a group of monofilaments is picked up and fed into the crimping units 10 as grass yarn 11.
  • the yarn plugs 13 formed by the crimping units 10 are deposited on the surface of the conveyor belt 12 by the stuffer boxes 10.
  • the conveyor belt 12 conveys the Garnstopfen 13 to a drain side.
  • a Auilösestange 17 is provided, on whose circumference the Garnstopfen 13 are guided with a Generalumschlingung.
  • the conveyor belt 12 could be associated with a freely rotatable take-up roller. The dissolving roller could be held in contact with the conveyor belt.
  • the Auilösestange 17 is a separating device 18 downstream to separate the parallel guided grass yarns 1 1 and to separate.
  • the separating device 18 has a guide bar 18.1 and a plurality of godets 18.2.
  • the godets 18.2 are each preceded by a winding point 19, in which the crimped grass yarns 1 1 are wound into a coil 20.
  • the winding stations 19 are placed side by side to a machine longitudinal side for this purpose.
  • a polymer melt is produced via the extruder 2 and extruded via the extrusion head 3 into a multiplicity of monofilaments.
  • the monofilaments are cooled in the cooling bath 4 and withdrawn as a fiber bundle 8 through the draw-off rollers 6.1 of the discharge device 6.
  • the monofilaments are guided over the deflection 5 for stripping the cooling liquid.
  • the fiber bundle 8 passes into a heating device 7 and is heated to stretching to a stretching temperature.
  • a differential speed is set between the stretching device 9 and the take-off device 6, so that the drafting rollers 9.1 are operated at a higher circumferential speed than the take-off rollers 6.1.
  • the monofilaments are brought together in groups to form a grass yarn 1 1 via the deflection rollers 14 and the crimping units 10.
  • Each of the grass yarns 1 1 is conveyed via the delivery nozzles 10.1 to a yarn plug 13 in the connected compression chambers 10.2.
  • the fiber bundle 8 is fed directly to the crimping units 10 directly on the discharge side of the stretching device 9 without cooling. This results in a residual heat contained by the drawing on the monofilaments, which is advantageously used for curling the grass yarns 1 1.
  • the heated Garnstopfen 13, which can be formed with a hot fluid or a cold fluid are deposited on the surface of the conveyor belt 12 and cooled to the environment.
  • the Garnstopfen 13 are guided around the Auflösestange 17 and each deducted by one of the godets 18.2.
  • the godets 18.2 are preferably combined with a deflection roller in order to obtain a sufficient tensile force for pulling off the respective grass yarn via multiple wrapping.
  • the separated grass yarns 1 1 are then fed to the winding stations 19 and wound in each case to the coil 20.
  • the winding stations 19 have, for example, a dancer arm control, a traversing device and a pressure roller.
  • the grass yarns 1 1 are formed by a fiber bundle 8 of a plurality of monofilaments.
  • the extrusion head 3 would be used to extrude a film.
  • the film would be cooled via the cooling bath 4 and cut by a cutter 21 into a plurality of belts.
  • the cutting device 21 is arranged, for example, in a dashed representation between the deflection mechanism 5 and the extraction device 6.
  • the further course and treatment of the bands would be identical to the embodiment according to FIG. 1.
  • the monofilaments or ribbons are extruded from a polymer material.
  • the extruder head 3 would be connected to two separate extruders 2.
  • a second extruder is shown in dashed lines.
  • FIG. 5 diagrammatically shows schematically another embodiment of the device according to the invention for producing grass yarns for an artificial turf.
  • the exemplary embodiment is essentially identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1, so that only the differences are explained at this point and reference is made to the aforementioned description to avoid repetition.
  • the crimping units 10 cooperate with a cooling drum 22 which extends below the drafting rollers 9.1.
  • a conveyor belt 12 is arranged, which has a width corresponding to the length of the cooling drum 22.
  • the conveyor belt 12 extends from the stretching device 9 up to a plurality of winding points 19.
  • Each winding point 19 is associated with the conveyor belt 12 each have a Auil Harborrolle 17.1.
  • the Auilbücherrollen 17.1 cooperate with a separating device 18 to dissolve the run on the surface of the conveyor belt 12 yarn plug 13 to each grass yarn 1 1 and to separate, so that each of the grass yarns can be wound separately to a coil 20 in the winding points 19.
  • the separating device 18 has for this purpose a plurality of godets 18.2.
  • FIG. 6 shows the ruffling units 10 from the exemplary embodiment according to FIG. 5 in a side view and in FIG. 7 in a plan view. provides. Unless expressly made to any of the figures, the following description applies to all figures.
  • the crimping units 10 are also arranged here in a row-like arrangement parallel to the draw rolls 9.1.
  • Each of the crimping units 10 is formed by a delivery nozzle 10.1 and a stuffer box 10.2.
  • the compression chambers 10.2 are assigned to the circumference of the cooling drum 22 with an outlet. In this case, the free ends of the compression chambers 10.2 protrude into a respective raceway groove 16 on the circumference of the cooling drum 22.
  • the cooling drum 22 is driven by a drive 22.1 for receiving the yarn plugs 13 delivered by the compression chambers 10.2.
  • the cooling drum in this case has a gas-permeable jacket in the grooves 16 to suck in a cooling air via a vacuum within the cooling drum 22 and thereby cool the yarn plugs 13.
  • the conveyor belt 12 is arranged, which is driven by a plurality of conveyor rollers 12.1 for transporting the Garnstopfen 13.
  • the yarn plugs 13 are deposited by the cooling drum 22 on the surface of the conveyor belt 12.
  • the peripheral speed of the cooling drum 22 is preferably equal to a transport speed of the conveyor belt 12. Basically, however, speed differences can be adjusted.
  • the conveyor belt 12 extends to the winding stations 19, wherein a winding roller 17.1 for dissolving the yarn plugs 13 is arranged per winding point 19 above the conveyor belt 12. This results in the same conditions at each winding point 19, since the yarn plug 13 is tension-free on the conveyor belt 12 and a pickup point to the coil 20 in each winding point 19 has equal lengths.
  • the embodiment of Figure 5 is thus particularly suitable for making a variety of crimped grass yarns having substantially identical physical properties.
  • the inventive method and apparatus according to the invention are basically suitable for processing all conventional thermoplastic materials into a grass yarn.
  • the materials such as PP, LLDPE, HDPE or PA have been proven. These polymers can also be extruded into a film by means of coextrusion in combination.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Grasgarnen für Kunstrasen. Hierbei wird eine Vielzahl von Monofilamenten oder Bändern nach einer Extrusion einer Polymerschmelze als eine Faserschar gemeinsam abgezogen und durch mehrere Walzen verstreckt. Die Faserschar wird in eine Mehrzahl von Grasgarn mit jeweils einer Gruppe von Bändern oder Monofilamenten separiert und vor einem Aufwickeln zu einer Spule gekräuselt. Um eine möglichst kompakte Prozessführung zu ermöglichen, werden die Grasgarne erfindungsgemäß unmittelbar nach dem Verstrecken gebildet und parallel nebeneinander vor dem Separieren gekräuselt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Grasgarnen für Kunstrasen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Grasgarnen für Kunstrasen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrich- tung zur Herstellung von Grasgarnen für Kunstrasen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Grasgarnen für Kunstrasen gehen beispielsweise aus der WO 201 1 /020706 A 1 hervor.
Bei der Herstellung von Kunstrasen werden sogenannte Grasgarne verwendet, die einen Verbund von mehreren Monofilamenten oder mehreren Bändchen aufweisen. Das Grasgarn wird in einem Tufting-Prozess zu ei- nem Kunstrasenteppich verarbeitet. Hierbei sollen die künstlichen Fasern des Grasgarns möglichst Eigenschaften der natürlichen Gräser nachbilden. So ist es bekannt, die Querschnitte, Farbgebung sowie die Struktur der Mo- nofilamente oder Bändchen entsprechend den natürlichen Gräsern zu beeinflussen. Insbesondere zur Strukturanpassung werden die Monofilamente oder Bändchen mit einer Kräuselung versehen.
Bei dem bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung werden hierzu die Monofilamente oder Bändchen nach dem Extrusionsprozess separiert und zur Formung des Grasgarnes in Gruppen von vier bis zehn Bändchen oder Monofilamente zusammengeführt. Unmittelbar vor dem Aufwickeln erfolgt eine Kräuselung der Fasern des Grasgarnes, wozu mehrere Kräuseleinheiten den Wickelstellen zugeordnet sind. Hierbei hat sich jedoch herausgestellt, dass eine intensive Kräuselung der Fasern insbeson- dere an zuvor erwärmten Monofilamenten oder Bändchen erzeugt werden kann. Insoweit ist es üblich, die Fasern des Grasgarns durch beispielsweise beheizte Galetten zu erwärmen. Insoweit enthalten die Wickelstellen mehrere Heizmittel, um die in den Grasgarnen vereinten Fasern vor dem Kräu- sein zu erwärmen.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, das gattungsgemäße Verfahren sowie die gattungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Grasgarnen für Kunstrasen derart weiterzubilden, dass einerseits eine möglichst gleichmäßige Kräuselung der Grasgarne erzeugbar ist und andererseits eine sehr kompakte Prozessführung möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 6 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Bildung der Grasgarne in den Extrusionsprozess verlegt wird. So können die Grasgarne unmittelbar nach dem Verstrecken der Faserschar der Bänder oder Monofilamente gebildet werden und parallel nebeneinander vor dem Separieren gekräuselt werden. Hierzu sind die Kräuseleinheiten der Streckeinrichtung derart zu- geordnet, dass sich die Grasgarne bereits vor dem Separieren ausbilden. Die Verlagerung der Bildung der Grasgarne innerhalb des Extrusionsprozesses bietet zudem den großen Vorteil, dass jeder der Grasgarne im wesentlichen gleiche Eigenschaften aufweist, da die Laufwege der einzelnen Monofilamente oder Bänder identisch ist. So kann die Faserschar der Bänder oder Monofilamente unmittelbar an einer Position innerhalb des Faserlaufs parallel zu den Grasgarnen aufgeteilt und direkt anschließend gekräuselt werden. Die Erfindung war auch nicht durch das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung zur Herstellung von Grasgarnen aus der WO 2010/102921 AI nahegelegt. Die Grasgarne werden hierbei aus Bändern oder Monofilamenten zwei separater Extrusionsprozesse hergestellt, wobei eine komplette Faserschar einer der Extrusionsprozesse nach dem Verstre- cken eine Kräuselstruktur erhält. Insoweit werden beim Separieren Grasgarne gebildet, die aus gekräuselten und ungekräuselten Fasern bestehen. Demgegenüber besitzt die Erfindung den Vorteil, dass die Fasern der Grasgarne als ein Verbund gekräuselt werden. Damit wird bereits vor dem Separieren eine relativ stabile Struktur des Grasgarns erreicht. Durch das aus der WO 2010/102921 AI bekannt Verfahren war es nicht naheliegend, die Bildung der Grasgarne in den Extrusionsprozess zu verlegen. Zudem ist die bekannte Vorrichtung, bei welcher eine Faserschar bandförmig durch zwei Walzen in eine Stauchkammer geführt wird, völlig ungeeignet, um separate Grasgarne zu kräuseln.
Die Erfindung bietet den Vorteil, den Faserverbund der Grasgarne mit einer einheitlichen und gleichmäßigen Kräuselungsstruktur zu erzeugen.
Um die beim Verstrecken erzeugte Erwärmung in den Bändern oder Mono- filamenten direkt nutzen zu können, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher die Faserschar zum Verstrecken erwärmt wird und bei welcher die nach dem Verstrecken gebildeten Grasgarne ungekühlt gekräuselt werden. Insoweit wird die Verstreckwärme an den Fasern der Grasgarne genutzt, um eine intensive Kräuselung zu erhalten. Diese Vorteile lassen sich besonders durch die Vorrichtungsvariante realisieren, bei welcher der Streckeinrichtung eine Heizeinrichtung zum Temperieren der Faserschar zugeordnet ist, wobei die Kräuseleinheiten unmittel- bar an einer Ablaufseite der Streckeinrichtung angeordnet sind.
Um einen Zusammenhalt der einzelnen Fasern innerhalb des Grasgarnes zu erhalten, hat sich die Verfahrensvariante bewährt, bei welcher die Grasgarne zum Kräuseln separat durch mehrere Förderdüsen in mehreren Stauch- kammern zu Garnstopfen gefördert werden und bei welchen die Garnstopfen zur Abkühlung parallel auf eine drehende Kühltrommel oder direkt auf einem Förderband abgelegt werden. Durch die Fluidströme der Förderdüsen können die Fasern der Grasgarne mit intensiver Verwirkung zu dem Garnstopfen gefördert werden. Derartige Verflechtungen erhöhen den Zusam- menhalt der einzeln gekräuselten Faser auch nach einem Auflösen des Garnstopfens. Für eine intensive Kühlung besteht auch die Möglichkeit, dass die Kühltrommel unmittelbar dem Förderband vorgeordnet ist.
Zur Auflösung des Garnstopfens ist vorgesehen, dass die Garnstopfen an der Kühltrommel und/oder dem Förderband mit Abstand nebeneinander geführt werden und nach der Abkühlung durch eine Teilumschlingung an einer Auflösestange oder einer Auflösewalze zu den gekräuselten Grasgarnen aufgelöst werden. Anschließend lassen sich die gekräuselten Grasgarne unmittelbar separieren, um in den Wickelstellen zu Spulen gewickelt zu werden. Hierzu werden die Grasgarne direkt nach dem Kräuseln durch mehrere Galetten separat abgezogen und den einzelnen Wickelstellen zugeführt. Alternative können mehrere Auflösewalzen vorgesehen sein, die den Wickelstellen zur unterstützenden Separierung der Grasgarne vorgeordnet sind. Für die Kräuselung der Grasgarne wird bevorzugt die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung genutzt, bei welcher die Kräuseleinheiten durch mehrere Förderdüsen und mehrere Stauchkammer gebildet sind, die in einer Reihenanordnung parallel zu einer Ablaufwalze der Streckeinrichtung gehalten sind. Damit kann die Faserschar unmittelbar nach Ablauf von der Streckeinrichtung zu den Grasgarnen aufgeteilt und den Kräuseleinheiten zugeführt werden.
Um eine sehr kompakte Prozessführung der Faserschar sowie der Grasgarne zu erhalten, ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung be- vorzugt ausgeführt, bei welcher den Stauchkammern zur Ablage von Garnstopfen eine Kühltrommel und/oder ein Förderband zugeordnet ist, dass sich zumindest teilweise unterhalb mehrerer Streckwalzen der Streckeinrichtung erstreckt. Somit ist eine Kühlung der Garnstopfen unmittelbar nach der Kräuselung möglich. Durch die geringe Höhenausdehnung des Förder- bandes kann zudem eine hohe Integration direkt innerhalb der Streckeinrichtung erreicht werden.
Damit die durch die Stauchkammern austretenden Garnstopfen unter der mitgeführten Luftströmung möglichst kompakt an der Oberfläche des För- derbandes abgelegt werden, ist desweiteren vorgesehen, dass dem Förderband im Bereich der Stauchkammern ein Ablagetisch mit mehrere Laufrinnen zugeordnet ist, wobei die Laufrinnen jeweils einen Auslass der Stauchkammer zugeordnet sind und einen Durchlass zum Förderband bilden. So können die Garnstopfen in den Laufrinnen durch das Förderband geführt werden.
Ebenso weist die Kühltrommel zur sicheren Aufnahme und Führung der Fadenstopfen am Umfang mehrere Laufrinnen auf.
Die Garnstopfen werden vorteilhaft durch die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgelöst, bei welcher das Förderband an einer Ablaufseite einer Auflösestange oder eine drehbare Auflöserolle zugeordnet ist, die sich quer zu dem Förderband erstreckt. Durch die erzwungene Umschlingung an der Auflösestange oder der Auflöserolle wird der Garnstopfen aufgelöst und das gekräuselte Grasgarn zu Separierung abgezogen.
Dabei können auch mehrere Auflösewalzen eingesetzt werden, die unmit- telbar den Wickelstellen zur Unterstützung der Separierung vorgeordnet sind.
Die Separiereinrichtung weist alternativ oder zusätzlich zu den Auflösewalzen eine Mehrzahl von Galetten auf, die den Wickelstellen vorgeordnet sind und die jeweils einen von den Grasgarnen nach dem Kräuseln von dem Förderband abziehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar: Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 2 schematisch eine Detailansicht der Kräuseleinheiten im Bereich der Streckeinrichtung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1
Fig. 3 schematisch eine Seitenansicht der Kräuseleinheiten aus Fig. 2
Fig. 4 schematisch eine Draufsicht der Kräuseleinheiten aus Fig. 2
Fig. 5 schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 6 schematisch eine Seitenansicht der Kräuseleinheit aus Fig.5
Fig. 7 schematisch eine Draufsicht der Kräuseleinheit aus Fig.5.
In der Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Grasgarnen für einen Kunstrasen schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel weist eine Extrusionsein- richtung 1 auf, um aus einem thermoplastischen Material eine Vielzahl von Monofilamenten zu erzeugen. In diesem Beispiel weist die Extrusionsein- richtung 1 einen Extruder 2 auf, der mit einem Extmsionskopf 3 verbunden ist. Dem Extmsionskopf 3 ist ein Kühlbad 4 zugeordnet. Auf der Auslass- seite des Kühlbades 4 ist ein Umlenkwerk 5 mit mehreren Umlenkrollen angeordnet, an derer Umfang die Monofilamente mit einfacher Umschlingung geführt werden. Das Umlenkwerk 5 ist üblicherweise mit einer Absaugung kombiniert, um die an den Monofilamenten anhaftenden Kühlflüssigkeit des Kühlbades 4 aufzunehmen. Zum Abzug der Monofilamente ist eine Abzugseinrichtung 6 vorgesehen, die mit einer Streckeinrichtung 9 zusammenwirkt, um die als eine Faserschar 8 geführten Monofilamente zu verstrecken. Die Abzugseinrichtung 6 weist hierzu mehrere Abzugswalzen 6.1 und die Streckeinrichtung 9 mehrere Streckwalzen 9.1 auf. Zwischen der Abzugseinrichtung 6 und der Streckeinrichtung 9 ist eine Heizeinrichtung 7 vorgesehen, durch welche die Faserschar 8 erwärmt wird. Die Heizeinrichtung 7 könnte beispielsweise durch einen Umluftofen gebildet sein, in welcher die Monofilamente auf eine Verstrecktemperatur erwärmt werden. Zum Verstrecken der Faserschar werden die Abzugswalzen 6.1 und die Streckwalzen 9.1 mit einer Geschwindigkeitsdifferenz angetrieben.
Innerhalb der Streckeinrichtung 9 sind unterhalb der Streckwalzen 9.1 meh- rere Kräuseleinheiten 10 angeordnet. Die Kräuseleinheiten 10 wirken mit einem Förderband 12 zusammen, das sich zumindest teilweise unterhalb der Streckwalzen 9.1 erstreckt. Zur Erläuterung der Kräuseleinheiten 10 des Förderbandes 12 wird zusätzlich zu den Fig. 2 bis 4 Bezug genommen. In der Fig. 2 sind die Kräuseleinheiten 10 aus dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 im Detail gezeigt. Die Fig. 3 zeigt die Kräuseleinrichtungen 10 aus dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in einer Seitenansicht und in Fig. 4 ist eine Draufsicht der Kräuseleinrichtung 10 dargestellt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
Die Kräuseleinheiten 10 sind in einer reihenförmigen Anordnung parallel zu den Streckwalzen 9.1 angeordnet. Jede der Kräuseleinheit 10 wird hier- bei durch eine Förderdüse 10.1 und eine Stauchkammer 10.2 gebildet. Die Förderdüse 10.1 ist mit einer hier nicht dargestellten Druckluftquelle gekoppelt. Die Förderdüsen 10.1 münden unmittelbar in die Stauchkammer 10.2. Die Stauchkammern 10.2 sind mit einem Auslass dem Förderband 12 zugeordnet. Dabei ragen die freien Enden der Stauchkammern 10.2 in jeweils eine Laufrille 16 eines Ablagetisches 15. Der Ablagetisch 15 ist mit geringem Abstand oberhalb des Förderbandes 12 angeordnet und erstreckt sich über eine Teillänge des Förderbandes 12. Das Förderband 12 ist über mehrere Förderrollen 12.1 angetrieben.
Zur Aufteilung der Faserschar 8 zu mehreren Grasgarnen 1 1 ist jedem der Kräuseleinheiten 10 eine Umlenkrolle 14 vorgeordnet. Über die Umlenkrollen 14 wird eine Gruppe von Monofilamenten aufgenommen und als Gras- garn 1 1 in die Kräuseleinheiten 10 geleitet.
Die durch die Kräuseleinheiten 10 gebildeten Garnstopfen 13 werden durch die Stauchkammern 10.2 an der Oberfläche des Förderbandes 12 abgelegt. Das Förderband 12 fördert die Garnstopfen 13 zu einer Ablaufseite. An der Ablaufseite des Förderbandes 12 ist eine Auilösestange 17 vorgesehen, an dessen Umfang die Garnstopfen 13 mit einer Teilumschlingung geführt sind. Alternativ zur Auilösestange 17 könnte dem Förderband 12 eine frei drehbare Auflöserolle zugeordnet sein. Die Auflöserolle könnte dabei mit Kontakt zum Förderband gehalten werden.
Wie aus der Darstellung in Fig. 1 hervorgeht, ist der Auilösestange 17 eine Separiereinrichtung 18 nachgeordnet, um die parallel geführten Grasgarne 1 1 zu separieren und zu vereinzeln. Hierzu weist die Separiereinrichtung 18 eine Führungsleiste 18.1 und mehrere Galetten 18.2 auf. Die Galetten 18.2 sind jeweils einer Wickelstelle 19 vorgeordnet, in welcher die gekräuselten Grasgarne 1 1 zu einer Spule 20 aufgewickelt werden. Die Wickelstellen 19 sind hierzu nebeneinander zu einer Maschinenlängsseite aufgestellt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird über den Extruder 2 eine Polymerschmelze erzeugt und über den Extrusionskopf 3 zu einer Vielzahl von Monofilamenten extrudiert. Die Monofilamente werden in dem Kühlbad 4 abgekühlt und als eine Faserschar 8 durch die Abzugswalzen 6.1 der Abzugseinrichtung 6 abgezogen. Die Monofilamente werden hierbei über das Umlenkwerk 5 zum Abstreifen der Kühlflüssigkeit geführt.
Von der Abzugseinrichtung 6 gelangt die Faserschar 8 in eine Heizeinrichtung 7 und wird zum VerStrecken auf eine Verstrecktemperatur erwärmt. Dabei ist zwischen der Streckeinrichtung 9 und der Abzugseinrichtung 6 eine Differenzgeschwindigkeit eingestellt, so dass die Streckwalzen 9.1 mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit betrieben werden als die Abzugswalzen 6.1.
Nach Ablauf der Faserschar 8 von einer letzten Streckgalette 9.1 werden über die Umlenkrollen 14 und den Kräuseleinheiten 10 die Monofilamente gruppenweise zu jeweils einem Grasgarn 1 1 zusammengeführt. Jedes der Grasgarne 1 1 wird über die Förderdüsen 10.1 zu einem Garnstopfen 13 in den angeschlossenen Stauchkammern 10.2 gefördert. Hierbei wird die Faserschar 8 unmittelbar auf der Ablaufseite der Streckeinrichtung 9 ohne ei- ne Kühlung direkt den Kräuseleinheiten 10 zugeführt. Damit bleibt eine durch die Verstreckung an den Monofilamenten enthaltene Restwärme erhalten, die vorteilhaft zum Kräuseln der Grasgarne 1 1 genutzt wird. Die erwärmten Garnstopfen 13, die mit einem heißen Fluid oder auch einem kalten Fluid gebildet werden können, werden an der Oberfläche des Förderbandes 12 abgelegt und an der Umgebung abgekühlt. Am Ende des Förderbandes 12 werden die Garnstopfen 13 um die Auflösestange 17 geführt und jeweils durch eine der Galetten 18.2 abgezogen. Die Galetten 18.2 sind hierzu vorzugsweise mit einer Umlenkrolle kombiniert, um über eine Mehrfachumschlingung eine ausreichende Zugkraft zum Abziehen des betreffenden Grasgarnes zu erhalten. Die separierten Grasgarne 1 1 werden sodann den Wickelstellen 19 zugeführt und jeweils zur Spule 20 gewickelt. Zur Fadenführung weisen die Wickelstellen 19 beispielhaft eine Tänzerarmregelung, eine Changiereinrichtung sowie eine Andrückwalze auf. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Grasgarne 1 1 durch eine Faserschar 8 von einer Vielzahl von Monofilamenten gebildet. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Grasgarne 1 1 aus mehreren Gruppen von Bändern zu bilden. Hierzu würd der Extrusions- kopf 3 genutzt, um eine Folie zu extrudieren. Die Folie würde über das Kühlbad 4 abgekühlt und mittels einer Schneideinrichtung 21 zu einer Vielzahl von Bändern geschnitten. Die Schneideinrichtung 21 ist hierzu beispielhaft in gestrichelter Darstellung zwischen dem Umlenkwerk 5 und der Abzugseinrichtung 6 angeordnet. Der weitere Verlauf und Behandlung der Bänder wäre identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Monofilamen- te oder die Bänder aus einem Polymermaterial extrudiert. Grundsätzlich besteht jedoch die Möglichkeit, Polymermaterialen auf Basis eines Polymers in jeweils unterschiedlicher Färbung zu extrudieren oder auch unter- schiedliche Polymermaterialien unterschiedlicher Polymere zu extrudieren. Hierzu wäre der Extruderkopf 3 mit zwei separaten Extrudern 2 verbunden. In Fig. 1 ist ein zweiter Extruder gestrichelt dargestellt. In der Fig. 5 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Grasgarnen für einen Kunstrasen schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 , so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und zur Vermeidung von Wie- derholungen auf die vorgenannte Beschreibung Bezug genommen wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wirken die Kräuseleinheiten 10 mit einer Kühltrommel 22 zusammen, die sich unterhalb der Streckwalzen 9.1 erstreckt. Unterhalb der Kühltrommel 22 ist ein Förderband 12 ange- ordnet, das eine der Länge der Kühltrommel 22 entsprechende Breite aufweist. Das Förderband 12 erstreckt sich von der Streckeinrichtung 9 bis hin zu einer Mehrzahl von Wickelstellen 19. Pro Wickelstelle 19 ist dem Förderband 12 jeweils eine Auilöserolle 17.1 zugeordnet. Die Auilöserollen 17.1 wirken mit einer Separiereinrichtung 18 zusammen, um die an der Oberfläche des Förderbandes 12 geführten Garnstopfen 13 zu jeweils einem Grasgarn 1 1 aufzulösen und zu separieren, damit jedes der Grasgarne separat zu einer Spule 20 in den Wickelstellen 19 gewickelt werden kann. Die Separiereinrichtung 18 weist hierzu eine Mehrzahl von Galetten 18.2 auf. Zur Erläuterung der Kräuseleinheiten 10 und der Kühltrommel 22 wird zusätzlich zu den Fig. 6 und 7 Bezug genommen.
In der Fig. 6 sind die Kräuseleinheiten 10 aus dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 in einer Seitenansicht und in Fig. 7 in einer Draufsicht darge- stellt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
Die Kräuseleinheiten 10 sind hier ebenfalls in einer reihenförmigen Anord- nung parallel zu den Streckwalzen 9.1 angeordnet. Jede der Kräuseleinheiten 10 wird hierbei durch eine Förderdüse 10.1 und eine Stauchkammer 10.2 gebildet. Die Stauchkammern 10.2 sind dabei mit einem Auslass dem Umfang der Kühltrommel 22 zugeordnet. Dabei ragen die freien Enden der Stauchkammern 10.2 in jeweils eine Laufrille 16 am Umfang der Kühl- trommel 22. Die Kühltrommel 22 wird durch einen Antrieb 22.1 zur Aufnahme der durch die Stauchkammern 10.2 abgegebenen Garnstopfen 13 angetrieben. Die Kühltrommel weist hierbei in den Laufrillen 16 einen gasdurchlässigen Mantel auf, um über ein Vakuum innerhalb der Kühltrommel 22 eine Kühlluft einzusaugen und dabei die Garnstopfen 13 zu kühlen.
Unterhalb der Kühltrommel 22 ist das Förderband 12 angeordnet, das über mehrere Förderrollen 12.1 zum Transport der Garnstopfen 13 angetrieben ist. Dabei werden die Garnstopfen 13 von der Kühltrommel 22 an der Oberfläche des Förderbandes 12 abgelegt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Kühltrommel 22 ist hierbei vorzugsweise gleich einer Transportgeschwindigkeit des Förderbandes 12. Grundsätzlich können jedoch auch Geschwindigkeitsdifferenzen eingestellt werden.
Das Förderband 12 erstreckt sich bis zu den Wickelstellen 19, wobei pro Wickelstelle 19 oberhalb des Förderbandes 12 jeweils eine Auflöserolle 17.1 zum Auflösen der Garnstopfen 13 angeordnet ist. Damit entstehen an jeder Wickelstelle 19 gleiche Verhältnisse, da der Garnstopfen 13 spannungsfrei auf dem Förderband 12 liegt und einen Abnahmepunkt bis zur Spule 20 in jeder Wickelstelle 19 gleich Längen aufweist. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist somit besonders geeignet, um eine Vielzahl von gekräuselten Grasgarnen mit im wesentlichen identischen physikalischen Eigenschaften herzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind grundsätzlich geeignet, um alle herkömmlichen thermoplastischen Materialien zu einem Grasgarn zu verarbeiten. Insbesondere haben sich jedoch die Materialien wie beispielsweise PP, LLDPE, HDPE oder PA bewährt. Hierbei können diese Polymere auch in Kombination mittels einer Coextru- sion zu einer Folie extrudiert werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung von Grasgarnen für Kunstrasen, bei welchem eine Vielzahl von Bändern oder Monofilamenten nach einer Extrusion einer Polymerschmelze als eine Faserschar gemeinsam abgezogen und durch mehrere Walzen verstreckt werden, bei welchem die Faserschar in eine Mehrzahl von Grasgarnen mit jeweils einer Gruppe von Bändern oder Monofilamente separiert wird und bei welchem die Grasgar- ne vor einem Aufwickeln zu einer Spule gekräuselt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Grasgarne unmittelbar nach dem Verstrecken gebildet und parallel nebeneinander vor dem Separieren gekräuselt werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserschar zum Verstrecken erwärmt wird und dass die nach dem Verstrecken gebildeten Grasgarne ungekühlt gekräuselt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grasgarne zum Kräuseln separat durch mehrere Förderdüsen in mehreren Stauchkammern zu Garnstopfen gefördert werden und dass die Garnstopfen zur Abkühlung parallel auf eine Kühltrommel und/oder einem Förderband abgelegt werden. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Garnstopfen an der Kühltrommel und/oder dem Förderband mit Abstand nebeneinander geführt werden und nach der Abkühlung durch eine Tei- lumschlingung an einer Auflösestange oder Auflösewalze zu den gekräuselt Grasgarnen aufgelöst werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grasgarne zur Separierung nach dem Kräuseln durch mehrere Galetten separat abgezogen und durch mehrere Wickelstellen separat zu Spulen aufgewickelt werden.
Vorrichtung zur Herstellung von Grasgarnen für Kunstrasen mit einer Extrusionseinrichtung (1) zur Erzeugung einer Vielzahl von Bändern oder Monofilamente, mit einer Abzugseinrichtung (6) zum Abziehen der Bänder oder Monofilamente als eine Faserschar (8), mit einer Streckeinrichtung (9) zum VerStrecken der Faserschar (8), mit einer Separiereinrichtung (18) zum Separieren der Faserschar (8) zu einer Mehrzahl von Grasgarnen (1 1) mit jeweils einer Gruppe von Bändern oder Monofilamente, mit einer Mehrzahl von Kräuseleinheiten (10) und mit einer Mehrzahl von Wickelstellen (19) zum separaten Aufwickeln der Grasgarne (1 1) zu Spulen (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Kräuseleinheiten (10) der Streckeinrichtung (9) derart zugeordnet sind, dass sich die Grasgarne (1 1) bereits vor dem Separieren ausbilden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Streckeinrichtung (9) eine Heizeinrichtung (7) zum Temperieren der Faserschar (8) zugeordnet ist, wobei die Kräuseleinheiten (10) unmittelbar an einer Ablaufseite der Streckeinrichtung (9) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräuseleinheiten (10) durch mehrere Förderdüsen (10.1) und mehrere Stauchkammern (10.2) gebildet sind, die in einer Reihenanordnung parallel zu einer Streckwalze (9.1) der Streckeinrichtung (9) gehalten sind. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Stauchkammern (10.2) zur Ablage von Garnstopfen (13) eine Kühltrommel (22) und/oder ein Förderband (12) zugeordnet ist, das sich zumindest teilweise unterhalb mehrerer Streckwalzen (9.1) der Streckeinrichtung (9) erstreckt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Förderband (12) im Bereich der Stauchkammern (10.2) ein Ablagetisch (15) mit mehreren Laufrinnen (16) zugeordnet ist, wobei die Laufrinnen (16) jeweils einem Auslass der Stauchkammern (10.2) zugeordnet sind und einen Durchlass zum Förderband (12) bilden.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühltrommel (22) am Umfang mehrere Laufrinnen (16) aufweist, die jeweils einem Auslass der Stauchkammern (10.2) zugeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (12) an einer Ablaufseite zumindest eine Auflösestange (17) oder zumindest eine drehbare Auflöserolle zuge- ordnet ist, die sich quer zu dem Förderband (12) erstreckt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Separiereinrichtung (18) eine Mehrzahl von Auflöse- rollen (17.1) und/oder eine Mehrzahl von Galetten (18.2) aufweist, die den Wickelstellen ( 19) j eweils vorgeordnet sind.
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