BR112019027517B1 - Filamento de gramado artificial e gramado artificial - Google Patents

Abstract

Um filamento de gramado artificial compreendendo um ou mais copolímeros de etileno/alfa-olefina tendo uma densidade de 0,900 a 0,955 g/cc e um índice de fusão, I2, como medido de acordo com ASTM D1238 (a 190°C. e 2,16 kg), de 0,1 g/10 min. a 20 g/10 min.; um álcool etoxilado tendo a fórmula, R1(OCH2CH2)xOH, em que x é um inteiro de 2 a 10 e R1 é um alquil de cadeia linear ou ramificada de 20 a 50 átomos de carbono; e um agente de espumação químico.

Description

CAMPO

[0001] Modalidades da presente divulgação geralmente se referem a filamentos de gramado artificial, artigos incorporando filamentos de gramado artificial e sua fabricação.

ANTECEDENTES

[0002] Gramados sintéticos ou artificiais estão crescentemente sendo usados como uma alternativa a gramados de grama natural para uso em campos de atletismo esportivo, playgrounds, paisagismo e outras aplicações de lazer. Ao contrário de gramado de grama natural, os gramados sintéticos ou artificiais podem absorver calor do sol. Em climas mais quentes, isto pode fazer a superfície de gramados sintéticos ou artificiais ficar muito quente e desconfortável para jogadores. Um contribuinte principal para geração de calor são os componentes expostos ao sol, tal como o fio de gramado e o enchimento interno.

[0003] A rega de gramados sintéticos ou artificiais tem sido usada como uma solução para diminuir a temperatura de superfície de gramados sintéticos ou artificiais via resfriamento evaporativo. A evaporação da água da superfície dos fios de gramados sintéticos ou artificiais é endotérmica e proporciona o efeito de resfriamento. No entanto, muitos fios de gramados sintéticos ou artificiais são produzidos de polímeros não polares, que têm uma baixa afinidade para água. Resfriamento evaporativo limitado pode ocorrer devido a quantidades mais baixas de água restante na superfície de um fio de gramado sintético ou artificial. Além disso, a indústria deseja o uso de menos água para gerenciamento de calor de gramados sintéticos ou artificiais.

[0004] Por conseguinte, são desejados filamentos de gramado artificial e/ou gramados artificiais alternativos tendo retenção de água melhorada.

SUMÁRIO

[0005] São divulgados em modalidades aqui filamentos de gramado artificial. Os filamentos de gramado artificial compreendem um ou mais copolímeros de etileno/alfa-olefina tendo uma densidade de 0,900 a 0,955 g/cc e um índice de fusão, I2, como medido de acordo com ASTM D1238 (a 190°C e 2,16 kg), de 0,1 g/10 min. a 20 g/10 min.; um álcool etoxilado tendo a fórmula, R1(OCH2CH2)xOH, em que x é um inteiro de 2 a 10 e R1 é um alquil de cadeia linear ou ramificada de 20 a 50 átomos de carbono; e um agente de espumação químico. Os filamentos de gramado artificial podem ser fabricados fornecendo uma formulação compreendendo um ou mais copolímeros de etileno/alfa-olefina tendo uma densidade de 0,900 a 0,955 g/cc e um índice de fusão, I2, como medido de acordo com ASTM D1238 (a 190°C e 2,16 kg), de 0,1 g/10 min. a 20 g/10 min.; um álcool etoxilado tendo a fórmula, R1(OCH2CH2)xOH, em que x é um inteiro de 2 a 10 e R1 é um alquil de cadeia linear ou ramificada de 20 a 50 átomos de carbono; e um agente de espumação químico; e extrusando a formulação para formar um filamento de gramado artificial.

[0006] São divulgados em modalidades aqui filamentos de gramado artificial. Os filamentos de gramado artificial compreendendo duas ou mais camadas, em que pelo menos uma camada compreende um ou mais copolímeros de etileno/alfa-olefina tendo uma densidade de 0,900 a 0,955 g/cc e um índice de fusão, I2, como medido de acordo com ASTM D1238 (a 190°C e 2,16 kg), de 0,1 g/10 min. a 20 g/10 min.; um álcool etoxilado tendo a fórmula, R1(OCH2CH2)xOH, em que x é um inteiro de 2 a 10 e R1 é um alquil de cadeia linear ou ramificada de 20 a 50 átomos de carbono; e um agente de espumação químico.

[0007] Também são divulgados em modalidades aqui gramados artificiais. Gramados artificiais compreendem um suporte primário tendo um lado superior e um lado inferior; e pelo menos um filamento de gramado artificial como aqui descrito; em que o pelo menos um filamento de gramado artificial é afixado ao suporte primário, de modo que o pelo menos um filamento de gramado artificial forneça uma face gramada se estendendo para fora a partir do lado superior do suporte primário.

[0008] Características e vantagens adicionais das modalidades serão estabelecidas na descrição detalhada que se segue e, em parte, se tornarão prontamente evidentes àqueles versados na técnica a partir dessa descrição ou reconhecidos pela prática das modalidades descritas no presente documento, incluindo a descrição detalhada que se segue, as reivindicações, bem como os desenhos em anexo.

[0009] Será entendido que tanto a descrição anterior quanto a descrição seguinte descrevem várias modalidades e se destinam a fornecer uma visão geral ou estrutura para entender a natureza e o caráter da matéria reivindicada. Os desenhos anexos são incluídos para fornecer uma compreensão adicional das várias modalidades e são incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo. Os desenhos ilustram as várias modalidades descritas neste documento e, junto com a descrição, servem para explicar os princípios e as operações da matéria reivindicada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] FIG. 1 representa ilustrativamente uma linha de extrusão de monofilamento exemplar que pode ser usada para produzir os filamentos de gramado artificial de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas aqui.

[0011] FIG. 2 representa ilustrativamente uma vista em corte de um gramado artificial de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e descritas no presente documento.

DESCRIÇÃO DETALHADA Filamentos de Gramado Artificial

[0012] Agora será feita referência em detalhes às modalidades de filamentos de gramado artificial, gramados artificiais incorporando filamentos de gramado artificial, método para fazer filamentos de gramado artificial e gramados artificiais, filmes (monocamada ou múltiplas camadas) e método para fazer filmes, cujas características são ilustradas nos desenhos anexos. Como aqui utilizado, “filamento” se refere a monofilamentos, múltiplos filamentos tendo duas ou mais camadas, filmes extrusados, fibras, fios, tal como, por exemplo, fios de fita, fio de fita fibrilada, fio de filme de fenda, fita contínua e/ou outros materiais fibrosos usados para formar lâminas ou cordões de grama sintética de um campo de gramado artificial. Os filamentos ou filmes de gramado artificial aqui descritos compreendem um copolímero de etileno/alfa-olefina, um álcool etoxilado e um agente de espumação químico, cada um dos quais é descrito aqui adicionalmente. Em algumas modalidades, os filamentos de gramado artificial compreendem duas ou mais camadas em que pelo menos uma camada compreende um copolímero de etileno/alfa- olefina, um álcool etoxilado e um agente de espumação químico, cada um dos quais é descrito aqui adicionalmente. Em algumas modalidades, os filmes compreendem duas ou mais camadas em que pelo menos uma camada compreende um copolímero de etileno/alfa-olefina, um álcool etoxilado e um agente de espumação químico, cada um dos quais é descrito adicionalmente. A pelo menos uma camada pode compreender entre 50% e 90% da estrutura global.

Copolímero de Etileno/Alfa-olefina

[0013] Um ou mais copolímeros de etileno/alfa-olefina podem estar presentes no filamento ou filme de gramado artificial. Os um ou mais copolímeros de etileno/alfa-olefina podem estar presentes no filamento ou filme de gramado artificial, ou na pelo menos uma camada de um filamento ou filme de gramado artificial, em uma quantidade de pelo menos 50% em peso. Todos os valores e subfaixas individuais de pelo menos 50% em peso são incluídos e divulgados no presente documento. Por exemplo, em algumas modalidades, o filamento ou filme de gramado artificial, ou pelo menos uma camada de um filamento ou filme de gramado artificial, compreende pelo menos 75% em peso, pelo menos 80% em peso, pelo menos 85% em peso, ou pelo menos 90% em peso do copolímero de etileno/alfa-olefina.

[0014] O copolímero de etileno/alfa-olefina compreende mais ou igual a 70% em peso das unidades derivadas de etileno e menos ou igual a 30% em peso das unidades derivadas de um ou mais comonômeros de alfa-olefina. Em algumas modalidades, o copolímero de etileno/alfa-olefina compreende (a) maior ou igual a 75%, maior ou igual a 80%, maior ou igual a 85%, maior ou igual a 90%, maior ou igual a 92%, maior ou igual a 95%, maior ou igual a 97%, maior ou igual a 98%, maior ou igual a 99%, maior ou igual a 99,5%, de 70% a 99,5%, de 70% a 99%, de 70% a 97% de 70% a 94%, de 80% a 99,5%, de 80% a 99%, de 80% a 97%, de 80% a 94%, de 80% a 90%, de 85% a 99,5%, de 85% a 99%, de 85% a 97%, de 88% a 99,9%, 88% a 99,7%, de 88% a 99,5%, de 88% a 99%, de 88% a 98%, de 88% a 97%, de 88% a 95%, de 88% a 94%, de 90% a 99,9%, de 90% a 99,5% de 90% a 99%, de 90% a 97%, de 90% a 95%, de 93% a 99,9%, de 93% a 99,5% de 93% a 99%, ou de 93% a 97%, em peso, das unidades derivadas de etileno; e (b) menor ou igual a 25 por cento, ou menor ou igual a 20 por cento, menor ou igual a 18%, menor ou igual a 15%, menor ou igual a 12%, menor ou igual a 10%, menor ou igual a 8%, menor ou igual a 5%, menor ou igual a 4%, menor ou igual a 3%, menor ou igual a 2%, menor ou igual a 1%, de 0,1 a 20 %, de 0,1 a 15 %, 0,1 a 12%, 0,1 a 10%, 0,1 a 8%, 0,1 a 5%, 0,1 a 3%, 0,1 a 2%, 0,5 a 12%, 0,5 a 10%, 0,5 a 8%, 0,5 a 5%, 0,5 a 3%, 0,5 a 2,5%, 1 a 10%, 1 a 8%, 1 a 5%, 1 a 3%, 2 a 10%, 2 a 8%, 2 a 5%, 3,5 a 12%, 3,5 a 10%, 3,5 a 8%, 3,5% a 7%, ou 4 a 12%, 4 a 10%, 4 a 8%, ou 4 a 7%, em peso, de unidades derivadas de um comonômero de alfa-olefina. O teor de comonômero pode ser medido usando qualquer técnica adequada, tal como técnicas com base em espectroscopia de ressonância magnética nuclear (“NMR”) e, por exemplo, por análise de 13C NMR, como descrito na Patente US 7.498.282 que é incorporada ao presente documento por referência.

[0015] Comonômeros de alfa-olefina adequados podem incluir comonômeros de alfa-olefina tendo não mais que 20 átomos de carbono. A uma ou mais alfa-olefinas podem ser selecionadas do grupo que consiste em monômeros acetilenicamente insaturados C3-C20 e diolefinas C4-C18. Por exemplo, os comonômeros de alfa-olefina podem ter 3 a 10 átomos de carbono, ou 3 a 8 átomos de carbono. Comonômeros de alfa-olefina exemplares incluem, mas não se limitam a, propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1- hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, 1-noneno, 1-deceno e 4-metil-1-penteno. Os um ou mais comonômeros de alfa-olefina podem, por exemplo, ser selecionados do grupo consistindo em propileno, 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno; ou, alternativamente, do grupo consistindo em 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno. Em algumas modalidades, o copolímero de etileno/alfa-olefina compreende mais de 0% em peso e menos de 30% em peso de unidades derivadas de um ou mais de comonômeros de octeno, hexeno ou buteno.

[0016] O copolímero de etileno/alfa-olefina pode ser feito de acordo com qualquer processo de polimerização adequado incluindo, mas não se limitando a, processos de polimerização de solução, pasta ou fase de gás na presença de um metaloceno, sistemas de catalisador de geometria restrita, catalisadores Ziegler-Natta ou sistemas de catalisador de bisfenil fenol. A polimerização de solução, pasta ou de fase de gás pode ocorrer em um único reator ou, alternativamente, em um sistema de reator duplo, em que o mesmo produto é produzido em cada um dos reatores duplos. Informações sobre preparação e uso de catalisadores multimetálicos são encontradas na Patente US 9.255.160, cuja divulgação é aqui incorporada por referência na sua totalidade.

[0017] Polímeros adequados incluem, por exemplo, polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno de baixa densidade linear (LLDPE), polietileno de densidade ultrabaixa (ULDPE), polímeros de etileno lineares homogeneamente ramificados e polímeros de etileno substancialmente lineares homogeneamente ramificados (isto é, polímeros de etileno ramificados de cadeia longa homogeneamente ramificados). Em algumas modalidades, o copolímero de etileno/alfa-olefina é um LLDPE. Exemplos comerciais de copolímeros de etileno/alfa-olefina adequados incluem aqueles vendidos sob os nomes comerciais ATTANE™, AFFINITY™, DOWLEX™, ELITE™, ELITE AT™ e INNATE™ todos disponíveis de The Dow Chemical Company (Midland, MI); LUMICENE® disponível de Total SA; e EXCEED™ e EXACT™ disponíveis de Exxon Chemical Company.

[0018] Em modalidades aqui, o copolímero de etileno/alfa-olefina é caracterizado por uma densidade de 0,900 g/cm3 a 0,955 g/cm3. Todos os valores e subfaixas individuais de pelo menos 0,900 g/cm3 a 0,955 g/cm3estão incluídos e divulgados no presente documento. Por exemplo, em algumas modalidades, o copolímero de etileno/alfa-olefina é caracterizado por uma densidade de 0,910 g/cm3 a 0,940 g/cm3, 0,915 g/cm3a 0,940 g/cm3, 0,915 a 0,935 g/cm3, 0,915 a 0,930 g/cm3, 0,915 a 0,925 g/cm3, 0,920 g/cm3 a 0,940 g/cm3, 0,920 a 0,935 g/cm3, ou 0,920 a 0,930 g/cm3. A densidade pode ser medida de acordo com ASTM D792.

[0019] Além da densidade, o copolímero de etileno/alfa-olefina é caracterizado pelo índice de fusão, I2, conforme medido de acordo com ASTM D1238 (a 190°C e 2,16 kg), de 0,1 g/10 min. a 20 g/10 min.. Todos os valores e subfaixas individuais de pelo menos 0,1 g/10 min. a 20 g/10 min. estão incluídos e divulgados aqui. Por exemplo, em algumas modalidades, o copolímero etileno/alfa-olefina é caracterizado por um índice de fusão, I2, de 0,1 g/10 min, a 10,0 g/10 min., 0,5 g/10 min. a 10,0 g/10 min., 1,0 g/10 min. a 10,0 g/10 min. Em outras modalidades, o copolímero etileno/alfa-olefina é caracterizado por um índice de fusão, I2, 1,0 g/10 min, a 7,0 g/10 min., 1,0 g/10 min. a 5,0 g/10 min., ou 1,0 g/10 min. a 4,0 g/10 min. O índice de fusão, I2, pode ser medido de acordo com ASTM D1238 (a 190°C. e 2,16 kg).

[0020] Além de densidade e índice de fusão, I2, o copolímero de etileno/alfa-olefina pode ser caracterizado por uma razão de fluxo de fusão, I10/I2, de 6,0 a 10,0. Todos os valores e subfaixas individuais de 6,0 a 10,0 estão incluídos e divulgados no presente documento. Por exemplo, em algumas modalidades, o copolímero de etileno/alfa-olefina pode ser caracterizado por uma razão de fluxo de fusão, I10/I2, de 6,5 a 9,0. Em outras modalidades, o copolímero de etileno/alfa-olefina pode ser caracterizado por uma razão de fluxo de fusão, I10/I2, de 7,0 a 8,5. O índice de fusão, I10, pode ser medido de acordo com ASTM D1238 (190°C e 10,0 kg).

[0021] Além da densidade, do índice de fusão, I2, e da razão de fluxo de fusão, I10/I2, o copolímero de etileno/alfa-olefina pode ser caracterizado por uma distribuição de peso molecular (Mw/Mn) de 1,9 a 6,0. Todos os valores e subfaixas individuais de 1,9 a 6,0 estão incluídos e divulgados no presente documento. Por exemplo, o copolímero de etileno/alfa-olefina pode ser caracterizado por uma distribuição de peso molecular (Mw/Mn) de 2,0 a 4,5. Em algumas modalidades, o copolímero de etileno/alfa-olefina pode ser caracterizado por uma distribuição de peso molecular (Mw/Mn) de 2,0 a 3,0 ou de 3,0 a 4,3. A razão Mw/Mn pode ser determinada por cromatografia de permeação de gel (GPC) convencional, como delineado abaixo.

Álcool Etoxilado

[0022] O álcool etoxilado pode estar presente no filamento ou filme de gramado artificial, ou na pelo menos uma camada de um filamento ou filme de gramado artificial, em uma quantidade de 0,05% em peso a 10% em peso. Todos os valores e subfaixas individuais de 0,05% em peso a 10% em peso são incluídos e divulgados no presente documento. Por exemplo, em algumas modalidades, o filamento ou filme de gramado artificial, ou pelo menos uma camada de um filamento ou filme de gramado artificial, compreende de 0,05% em peso a 7,5% em peso, de 0,05% em peso a 5,0% em peso, ou de 0,05% em peso a 3,0% em peso do álcool etoxilado.

[0023] O álcool etoxilado tem a fórmula, R1(OCH2CH2)xOH, em que x é um inteiro de 2 a 10 e R1 é um grupo alquila linear ou ramificado de 20 a 50 átomos de carbono. O comprimento de cadeia de R1 e o número (x) de unidades monoméricas do oligômero hidrofílico podem ser valores discretos, ou alternativamente, podem ser valores médios. Em uma modalidade, R1 é um alquil de cadeia linear com uma média de 30 átomos de carbono e X tem um valor médio de 2,5, e o álcool etoxilado pode ter a seguinte fórmula: CH3CH2(CH2CH2)13CH2CH2(OCH2CH2)2.5OH. Exemplos de álcoois etoxilados adequados que estão disponíveis comercialmente podem incluir etoxilados Unithox™, disponíveis de Baker Petrolite Corporation (Tulsa, Oklahoma). Em modalidades aqui descritas, o álcool etoxilado também podem incluir misturas de dois ou mais compostos da fórmula, R1(OCH2CH2)xOH, em que x é um inteiro de 2 a 10 e R1 é um alquil de cadeia linear ou ramificada de 20 a 50 átomos de carbono.

[0024] O álcool etoxilado pode ter um ponto de fusão, conforme determinado de acordo com ASTM D-127, de 60 a 110°C. Todos os valores e subfaixas individuais de 60 a 110°C são incluídos e divulgados no presente documento. Por exemplo, em algumas modalidades, o álcool etoxilado pode ter um ponto de fusão, como determinado de acordo com ASTM D-127, de 65 a 110°C, de 70 a 110°C, de 80 a 110°C, de 80 a 100°C, ou de 85 a 95°C.

[0025] O álcool etoxilado pode ter um número de hidroxila, conforme determinado de acordo com a ASTM E-222, de 10 a 90 mg de KOH/g de amostra. Todos os valores e subfaixas individuais de 10 a 90 mg de KOH/g de amostra estão incluídos e divulgados no presente documento. Por exemplo, em algumas modalidades, o álcool etoxilado pode ter um número de hidroxila, conforme determinado de acordo com ASTM E-222, de 15 a 90 mg de KOH/g de amostra, de 25 a 90 mg de KOH/g de amostra, de 35 a 90 mg de KOH/g de amostra, de 45 a 90 mg de KOH/g de amostra ou de 60 a 90 mg de KOH/g de amostra.

Agente de Espumação Químico

[0026] Em modalidades deste documento, os filamentos ou filmes de gramado artificial compreendem ainda agentes de espumação químicos. O agente de espumação químico pode estar presente no filamento ou filme de gramado artificial, ou em pelo menos uma camada de um filamento ou filme de gramado artificial, em uma quantidade de 0,05% em peso a 10% em peso. Todos os valores e subfaixas individuais de 0,05% em peso a 10% em peso são incluídos e divulgados no presente documento. Por exemplo, em algumas modalidades, o filamento ou filme de gramado artificial, ou a pelo menos uma camada de um filamento ou filme de gramado artificial, compreende de 0,05% em peso a 7,5% em peso, de 0,05% em peso a 5,0% em peso, ou de 0,05% em peso a 3,0% em peso do agente de espumação químico.

[0027] Agentes de espumação químicos adequados podem incluir bicarbonato de sódio, carbonato de amônio e amônio hidrogênio carbonato, ácido cítrico ou citratos, tal como citrato de sódio, glutaminato de sódio, anidrido ftálico, ácido benzoico, benzoatos, tal como benzoato de alumínio, azodicarbonamida, azodicarbonamida, azoisobutironitrila e dinitropentametileno. O uso de agentes de espumação químicos é exemplificado pelos ensinamentos aos processos de fazer estruturas de espuma de polímero etilênico e processá-las no Capítulo 9 do “Handbook of Polymeric Foams and Technology” entitled “Polyolefin Foam”, escrito por C. P. Park, editado por D. Klempner e K. C. Frisch, Hanser Publishers, Munich, Vienna, New York Barcelona (1991), que é aqui incorporado como referência. Exemplos de agentes de espumação químicos comercialmente disponíveis podem ser obtidos de Bergan International sob seu nome comercial FOAMAZOL™, Clariant sob seu nome comercial HYDROCEROL™ ou Lehmann&Voss&Co sob seu nome comercial LUVOBATCH™.

[0028] Em modalidades deste documento, os filamentos ou filmes de gramado artificial podem incluir ainda uma ou mais resinas de polietileno. Por exemplo, os filamentos ou filmes de gramado artificial podem, opcionalmente, compreender um polietileno de ultra baixa ou muito baixa densidade (ULDPE ou VLDPE), um polietileno de baixa densidade (LDPE), um polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), um polietileno de média densidade (MDPE), um polietileno de alta densidade (HDPE) ou combinações dos mesmos.

[0029] Em modalidades aqui descritas, os filamentos ou filmes de gramado artificial podem ainda incluir um ou mais aditivos opcionais. Exemplos não limitativos de aditivos adequados incluem antioxidantes, pigmentos, corantes, estabilizadores de UV, absorvedores de UV, agentes de cura, coagentes de reticulação, reforçadores e retardantes, auxiliares de processamento, enchimentos, agentes de acoplamento, absorvedores ou estabilizadores de ultravioleta, agentes antiestáticos, agentes de nucleação, agentes de deslizamento, plastificantes, lubrificantes, agentes de controle de viscosidade, agentes de pegajosidade, agentes antibloqueio, surfactantes, óleos extensores, eliminadores de ácidos e desativadores de metais. Aditivos podem ser utilizados em quantidades que variam de menos de cerca de 0,01% em peso a mais de cerca de 10% em peso, com base no peso da composição.

Processo de Filamento de Gramado Artificial

[0030] Os filamentos de gramado artificial aqui descritos podem ser feitos utilizando qualquer processo adequado para a produção de filamento de gramado artificial de composições de polímero, pois os filamentos de gramado artificial aqui descritos são independentes de processo. Com referência à FIG. 1, o seguinte descreve um tal processo exemplar 100 que pode ser usado.

[0031] Filamentos de gramado artificial pode ser feito por extrusão. Extrusoras de filamento de gramado artificial adequadas podem ser equipadas com uma rosca de uso geral de PE/PP e uma bomba de fusão (“bomba de engrenagem” ou “bomba de fusão”) para controlar com precisão a consistência do fluxo de volume de polímero para a matriz 105. Matrizes de filamentos de gramado artificial 105 podem ter múltiplos furos simples para os filamentos individuais distribuídos através de uma placa de rotação circular ou retangular. A forma dos furos corresponde ao perfil de seção transversal do filamento desejado incluindo, por exemplo, diamante, retangular, osso de cão e em forma de v. Uma placa de rotação padrão tem de 50 a 160 furos de matriz de dimensões específicas. As linhas podem ter taxas de produção de 150 kg/h a 350 kg/h.

[0032] Filamentos de gramado artificial 110 podem ser extrusados para um banho de água 115 com uma distância matriz para banho de água de 16 a 40 mm. Barras guia revestidas na água redirigem os filamentos 110 em direção ao primeiro conjunto de retirada de rolos 120. A velocidade linear deste primeiro conjunto de retirada de rolos 120 pode variar de 15 a 70 m/min. O primeiro conjunto de retirada de rolos 120 pode ser aquecido e usado para pré-aquecer os filamentos 110 após o banho de água 115 e antes de entrar no forno de estiramento 125. O forno de estiramento 125 pode ser um forno de ar aquecido ou banho de água. Os filamentos 110 podem ser estirados no forno estiramento 125 até uma razão estirada predeterminada. Em algumas modalidades, a razão de estiramento é de pelo menos 4. Em outras modalidades, a razão de estiramento é de pelo menos 4,5, 4,8, 5,0, 5,2 ou 5,5. A proporção de estiramento é a razão entre a velocidade do segundo conjunto de retirada de rolos 130 após o forno de estiramento e a velocidade do primeiro conjunto de retirada de rolos 120 antes do forno de estiramento (V2/V1 como mostrado na Fig. 1). O segundo conjunto de retirada de rolos 120 pode ser operado a uma velocidade diferente (mais alta ou mais baixa) do que o primeiro conjunto de rolos 130.

[0033] Após os filamentos 110 serem passados através do segundo conjunto de rolos de retirada 130, eles são, então, puxados através de um conjunto de três fornos de recozimento 135, 140 e 145. Os três fornos de recozimento 135, 140 e 145 podem ser ou um forno de ar quente com fluxo de ar quente co ou contracorrente, que pode ser operado de 50 a 150°C ou um forno de água quente, em que os filamentos 110 são orientados a temperaturas de 50 a 98°C. Na saída do primeiro forno de recozimento 135, os filamentos 110 são passados para um terceiro conjunto de rolos 150 que pode ser operado a uma velocidade diferente (mais alta ou mais baixa) que o segundo conjunto de rolos 130. A razão de velocidade linear do terceiro conjunto de rolos 150 localizado após o forno para o segundo conjunto de rolos 130 localizado na frente do forno pode ser referida ou como uma razão de estiramento ou relaxamento. Na saída do segundo forno de recozimento 140, os filamentos 110 são passados para um quarto conjunto de rolos 155 que podem ser operados a uma velocidade diferente (mais alta ou mais baixa) que o terceiro conjunto de rolos 150. Na saída do terceiro forno de recozimento 145, os filamentos 110 são passados para um quinto conjunto de rolos 160 que pode ser operado a uma velocidade diferente (mais alta ou mais baixa) que o quarto conjunto de rolos 155.

[0034] Em algumas modalidades, um método de fabricação de um filamento de gramado artificial compreende fornecer uma formulação compreendendo um ou mais copolímeros de etileno/alfa-olefina, como anteriormente descrito aqui, um álcool etoxilado, como descrito anteriormente aqui, e um agente de espumação químico, como descrito anteriormente aqui, e extrusar a formulação em um filamento de gramado artificial. O filamento de gramado artificial pode ser extrusado até uma largura, espessura e/ou formato de seção transversal especificados, dependendo das dimensões físicas da extrusora. Como mencionado acima, o filamento de gramado artificial pode incluir um monofilamento, um múltiplo filamento, um filme, uma fibra, um fio, tal como, por exemplo, fio de fita, fio de fita fibrilado ou fio de filme de fenda, uma fita contínua e/ou outros materiais fibrosos utilizados para formar lâminas ou cordões de grama sintética de um campo de gramado artificial.

[0035] O filamento de gramado artificial pode opcionalmente sofrer mais processamento pós-extrusão (por exemplo, recozimento, corte, etc.).

Gramado Artificial

[0036] Uma ou mais modalidades dos filamentos de gramado artificial aqui descritos podem ser usadas para formar um campo de gramado artificial. Referindo-se à Figura 2, é representada uma vista em corte de um campo de gramado artificial 200 de acordo com uma ou mais modalidades mostradas e/ou aqui descritas. O campo de gramado artificial 200 compreende um suporte primário 205 tendo um lado superior 210 e um lado inferior 215; e pelo menos um filamento de gramado artificial 220 como descrito anteriormente aqui. O pelo menos um filamento de gramado artificial 220 é fixado ao suporte primário 205 de modo que o pelo menos um filamento de gramado artificial 220 proporcione uma face tufada 225 se estendendo para fora do lado superior 210 do suporte primário 205. Como usado aqui, “fixar”, “fixado” ou “fixação” inclui, mas não se limitando a, acoplamento, fixação, conexão, preensão, junção, ligação ou vinculação de um objeto a outro objeto através de uma relação direta ou indireta. A face tufada 225 se estende do lado superior 210 do suporte primário 205, e pode ter um projeto de pilha cortada, onde as alças de filamento de gramado artificial podem ser cortadas, seja durante a formação do gramado ou depois, para produzir uma pilha de extremidades de filamento de gramado artificial únicas em vez de alças.

[0037] O suporte primário 205 podem incluir, mas não está limitado a, tecido, malha, ou tramas ou tecidos não tecidos feitos de uma ou mais fibras ou fios naturais ou sintéticos, tal como polipropileno, polietileno, poliamidas, poliésteres e raion. O campo de gramado artificial 200 pode ainda compreender um suporte secundário 230 ligado a pelo menos uma porção do lado inferior 215 do suporte primário 205 de modo que o pelo menos um filamento de gramado artificial 220 seja fixado no lugar ao lado inferior 215 do suporte primário 205. O suporte secundário 230 pode compreender poliuretano (incluindo, por exemplo, poliuretano fornecido sob o nome ENFORCER™ ou ENHANCER™ disponível de The Dow Chemical Company) ou materiais à base de látex, tal como látex de estireno-butadieno ou acrilatos.

[0038] O suporte primário 205 e/ou o suporte secundário 230 podem ter aberturas através das quais a umidade possa passar. As aberturas podem ser geralmente anulares em configuração e estão espalhadas por todo o suporte primário 205 e/ou suporte secundário 230. Evidentemente, deve ser entendido que pode haver qualquer número de aberturas e o tamanho, a forma e a localização das aberturas podem variar dependendo das características desejadas do campo de gramado artificial 200.

[0039] O campo de gramado artificial 200 pode ser fabricado proporcionando pelo menos um filamento de gramado artificial 220 conforme descrito aqui e a fixação do pelo menos um filamento de gramado artificial 220 a um suporte primário 205 de modo que aquele pelo menos um filamento de gramado artificial 220 proporcione uma face tufada 225 se estendendo exteriormente de um lado superior 210 do suporte primário 205. O campo de gramado artificial 200 pode ainda ser fabricado por ligação de um suporte secundário 230 a pelo menos uma porção do lado inferior 215 do suporte primário 205 de modo que o pelo menos um filamento de gramado artificial 220 é fixado no lugar no lado inferior 215 do suporte primário 205.

[0040] O campo de gramado artificial 200 pode compreender, opcionalmente, uma camada de absorção de choque por baixo do suporte secundário do campo de gramado artificial. A camada de absorção de choque pode ser feita de poliuretano, plástico de espuma de PVC ou plástico de espuma de poliuretano, uma borracha, uma espuma de polietileno reticulada de células fechadas, uma almofada de poliuretano tendo vazios, espumas de elastômero de policloreto de vinila, polietileno, poliuretano e polipropileno. Exemplos não limitativos de uma camada de absorção de choque são Sistemas de Poliuretano Esportivo DOW® ENFORCER™ e Sistemas de Poliuretano Esportivo DOW® ENHANCER™.

[0041] O campo de gramado artificial 200 pode compreender, opcionalmente, um material de enchimento. Materiais de enchimento adequados incluem, mas não estão limitados a, misturas de partículas de borracha granulada como SBR (borracha de estireno butadieno) recicladas de pneus de automóveis, EPDM (monômero de etileno-propileno-dieno), outras borrachas vulcanizadas ou borracha reciclada de correias, elastômeros termoplásticos (TPEs) e vulcanizados termoplásticos (TPVs).

[0042] O campo de gramado artificial 200 pode compreender, opcionalmente, um sistema de drenagem. O sistema de drenagem permite que água seja removida do campo de gramado artificial e impede que o campo fique saturado com água. Exemplos não limitativos de sistemas de drenagem incluem sistemas de drenagem baseados em pedra, EXCELDRAIN™ Folha 100, EXCELDRAIN™ Folha 200 E EXCELDRAIN™ EX-T STRIP (disponível de American Wick Drain Corp., Monroe, N.C.).

[0043] As modalidades descritas no presente documento podem ser adicionalmente ilustradas pelos seguintes exemplos não limitativos.

MÉTODOS DE TESTE Densidade

[0044] Densidade é medida de acordo com ASTM D792.

Índice de Fusão

[0045] Índice de fusão, ou I2, é medido de acordo com ASTM D1238 a 190°C, 2,16 kg. Índice de fusão, ou I10, é medido de acordo com a ASTM D1238 a 190°C, 10 kg.

Cromatografia de Permeação de Gel (GPC) Convencional

[0046] O sistema cromatográfico de permeação de gel consiste em um instrumento Polymer Laboratories Model PL-210 ou um instrumento Polymer Laboratories Model PL-220. A coluna e os compartimentos de carrossel são operados a 140°C. Três colunas Mixed-B de 10 mícrons de Polymer Laboratories são usadas. O solvente é 1,2,4-triclorobenzeno. As amostras são preparadas a uma concentração de 0,1 grama de polímero em 50 milímetros de solvente contendo 200 ppm de hidroxitolueno butilado (BHT). As amostras são preparadas agitando levemente por 2 horas a 160°C. O volume de injeção usado é de 100 microlitros e a taxa de fluxo é de 1,0 ml/minuto.

[0047] A calibração do conjunto de coluna de GPC foi realizada com 21 padrões de poliestireno de distribuição de peso molecular estreita, com pesos moleculares variando de 580 a 8.400.000, dispostos em seis misturas de “coquetel”, com pelo menos uma década de separação entre pesos moleculares individuais. Os padrões são adquiridos de Polymer Laboratories (Shropshire, Reino Unido). Os padrões de poliestireno são preparados a 0,025 grama em 50 mililitros de solvente para pesos moleculares iguais ou maiores que 1.000.000 e 0,05 grama em 50 mililitros de solvente para pesos moleculares menores que 1.000.000. Os padrões de poliestireno são dissolvidos a 80°C com agitação suave por 30 minutos. A misturas de padrões estreitos são passadas primeiro e em ordem de componente de peso molecular mais alto decrescente para minimizar degradação. Os pesos moleculares de pico padrão de poliestireno são convertidos em pesos moleculares de polietileno usando a equação a seguir (conforme descrito em Williams e Ward, J. Polym. Sci. Polym. Let. 6, 621 (1968)): Mpolietileno = 0,4316 x (Mpoliestireno). Os cálculos de peso molecular equivalente de polietileno são realizados usando o software Viscotek TriSEC Versão 3.0.

[0048] Pesos moleculares numéricos, ponderais e z médios são calculados de acordo com as seguintes equações: em que Mn é o peso molecular médio numérico, Mw, é o peso molecular médio ponderal, Mz é o peso molecular médio z, Wfié a fracção em peso das moléculas com um peso molecular de Mi.

Captura de Água e Retenção de Água

[0049] O método de teste de taxa de secagem foi realizado em Sartorius Moisture Analyzer MA100, com base em uma adaptação da instrução de trabalho padrão PORTAR-FIBER 89.00. As amostras de filme foram cortadas em discos de 5 cm de diâmetro e submersas em água destilada por pelo menos 15 minutos (não foi observada nenhuma diferença em adsorção de água ao regar por 15 minutos e durante a noite). Posteriormente, as amostras foram mantidas no ar por 30 segundos e depois elas foram introduzidas em um forno de aquecimento infravermelho com um dispositivo de pesagem por 12 minutos. O programa de aquecimento foi definido como uma temperatura constante de 80°C. A perda de peso, devido à evaporação da água, foi registrada durante os 12 minutos. O desempenho é avaliado através dos seguintes parâmetros:

[0050] Adsorção de Água. Ela reflete a quantidade de água que o filme é capaz de capturar, o que deve se correlacionar com a quantidade de água presente no campo logo após a rega. O índice é ponderado por grama de polímero, como mostrado na Equação 1, uma vez que as amostras são ligeiramente diferentes em peso. O cálculo leva em conta o peso de água após a rega por 15 minutos (diferença entre o peso total no início do teste de secagem, isto é, t=0 e o peso seco) e o peso seco do polímero.

[0051] Taxa de Evaporação. Ela mostra a velocidade à qual a água é liberada quando exposta a uma temperatura de 80°C no forno. Como mostrado na Equação 2, ela é definida como uma perda média de umidade (em porcentagem) durante o teste (de t=0 até t=12 minutos).

[0052] Água Residual. É um parâmetro refletindo a combinação de quantidade de água capturada e taxa de evaporação. Ela é definida como a quantidade de água (em porcentagem relativa à quantidade total de água capturada na etapa de rega) que está presente no filme após o teste (t=12 min.), conforme mostrado na Equação 3. A tecnologia que captura mais água e a perde mais lentamente terá mais umidade residual após o teste.

Avaliação Mecânica

[0053] A resistência ao rasgo Elmendorf é medida na direção da máquina (MD) e na direção transversal (CD) de acordo com ASTM D1922. O alongamento na ruptura no teste de resistência à tração é medido na direção da máquina (MD) e na direção transversal (CD) de acordo com ISO 527-3. EXEMPLOS

Materiais Utilizados

[0054] O copolímero de etileno alfa-olefina é DOWLEX™ 2107 GC, disponível de The Dow Chemical Company (Midland, MI) tendo uma densidade de 0,917 g/cc, um índice de fusão I2 de 2,3 g/10 min., uma I10/I2 de 8,1 e uma Mw/Mn de 3,7. O álcool etoxilado é UNITHOX™ 420, disponível de Baker Hughes Inc. (Houston, TX) tendo um ponto de fusão de 91°C e um Número Hidroxila de 85 mg de KOH/g de amostra. O agente de espumação químico é LUVOBATCH™ PE BA 9537, disponível de Lehmann&Voss&Co. (Hamburgo, Alemanha). Tabela 1 - Formulações de Filmes

[0055] Filme de múltiplas camadas (IE2) foi fabricado usando as formulações de filme na Tabela 1 em uma linha de extrusão de fundição Dr. Collins GmbH equipada com seis extrusoras. Os filmes de monocamada foram fabricados utilizando a formulação de filme na Tabela 1 em uma linha de extrusão de fundição Dr. Collin GmbH equipada com uma extrusora. UNITHOX™ 420 foi pré-composto (mistura em fusão) com DOWLEX™ 2107 GC em uma linha Buss Compounder. A temperatura de processamento foi ajustada em torno de 200 a 260°C com a temperatura de fusão em torno de 240°C. O extrusado foi resfriado por rolos de resfriamento ajustados a 30°C. A espessura de filme final é de 200 micrômetros. Parâmetros de processamento adicionais são mostrados nas Tabelas 2 e 3 abaixo. Tabela 2: Condições de Processo para Filmes de Monocamada Tabela 3: Condições de processo para Filmes de Múltiplas Camadas Tabela 4 - Resultados de Filme

[0056] Como mostrado na Tabela 4, o filme inventivo (IE1) mostra adsorção de água mais alta e taxa de evaporação mais baixa. Como resultado, a água residual em IE1 foi significativamente mais alta que os exemplos comparativos. O filme inventivo IE2 mostrou desempenho mecânico aprimorado, embora mantendo as propriedades hidrofílicas.

[0057] As dimensões e os valores divulgados no presente documento não serão entendidos como sendo estritamente limitados aos valores numéricos exatos recitados. Em vez disso, a menos que indicado de outro modo, cada tal dimensão se destina a significar tanto o valor recitado quanto uma faixa funcionalmente equivalente circundando esse valor. Por exemplo, uma dimensão divulgada como “40 mm” significa “cerca de 40 mm”.

[0058] Todos os documentos citados no presente documento, se algum, incluindo qualquer referência cruzada ou patente ou pedido relacionado, e qualquer pedido de patente ou patente do qual este pedido reivindica prioridade ou benefício do mesmo, são por meio deste incorporados ao presente documento por referência em suas totalidades a menos que expressamente excluídos ou de outro modo limitados. A citação de qualquer documento não é uma admissão de que ele é técnica anterior com relação a qualquer invenção divulgada ou reivindicada no presente documento ou que ele sozinho, ou em qualquer combinação com qualquer outra referência ou referências, ensina, sugere ou divulga qualquer tal invenção. Além disso, na medida em que qualquer significado ou definição de um termo no presente documento conflite com qualquer significado ou definição do mesmo termo em um documento incorporado por referência, o significado ou a definição atribuídas a esse termo neste documento prevalecerão.

[0059] Embora modalidades particulares da presente invenção tenham sido ilustradas e descritas, seria evidente para os versados na técnica que várias outras mudanças e modificações podem ser feitas sem afastamento do espírito e do escopo da invenção. Portanto, pretende-se abranger nas reivindicações anexas todas essas mudanças e modificações que estejam dentro do escopo desta invenção.

Claims (12)

1. Filamento de gramado artificial, caracterizado pelo fato de compreender: - um ou mais copolímeros de etileno/alfa-olefina tendo uma densidade de 0,900 a 0,955 g/cm3 e um índice de fusão, I2, de 0,1 g/10 min. a 20 g/10 min.; - um álcool etoxilado tendo a fórmula, R1(OCH2CH2)xOH, em que x é um inteiro de 2 a 10 e R1 é um alquil de cadeia linear ou ramificada de 20 a 50 átomos de carbono; e - um agente de espumação químico.

2. Filamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o filamento (110) compreender pelo menos 75% em peso dos um ou mais copolímeros de etileno/alfa-olefina.

3. Filamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o filamento compreender de 0,05% em peso a 10% em peso do álcool etoxilado.

4. Filamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de o álcool etoxilado ser um álcool alifático etoxilado.

5. Filamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de o filamento (110) compreender de 0,05% em peso a 10% em peso do agente de espumação.

6. Filamento de gramado artificial, caracterizado pelo fato de compreender duas ou mais camadas, sendo que pelo menos uma camada compreende: - um ou mais copolímeros de etileno/alfa-olefina tendo uma densidade de 0,900 a 0,955 g/cm3 e um índice de fusão de 0,1 g/10 min. a 20 g/10 min.; - um álcool etoxilado tendo a fórmula, R1(OCH2CH2)xOH, sendo que x é um inteiro de 2 a 10 e R1 é um alquil de cadeia linear ou ramificada de 20 a 50 átomos de carbono; e - um agente de espumação químico.

7. Filamento, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o filamento compreender pelo menos 75% em peso dos um ou mais copolímeros de etileno/alfa-olefina.

8. Filamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de o filamento compreender de 0,05% em peso a 10% em peso do álcool etoxilado.

9. Filamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de o álcool etoxilado ser um álcool alifático etoxilado.

10. Filamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de o filamento (110) compreender de 0,05% em peso a 10% em peso do agente de espumação.

11. Gramado artificial, caracterizado pelo fato de compreender: - um suporte primário tendo um lado superior e um lado inferior; e - pelo menos um filamento (110) de gramado artificial (120) definido em qualquer uma das reivindicações 1 ou 6; sendo que o pelo menos um filamento (110) de gramado artificial é afixado ao suporte primário, de modo que o pelo menos um filamento (110) de gramado artificial (120) proporcione uma face tufada se estendendo para fora do lado superior do suporte primário.

12. Gramado artificial, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o campo de gramado artificial (120) compreender ainda um suporte secundário ligado a pelo menos uma porção do lado inferior do suporte primário de modo que o pelo menos um filamento (110) de gramado artificial (120) seja fixado no lugar ao lado inferior do suporte primário.