CN103403257B - 人造草皮结构和装置及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种人造草皮结构、装置、用于制备人造草皮结构的方法。根据本发明，用于制备所述人造草皮结构的装置包括提供底衬织物的单元，用于提供形成第一结构的第一底衬织物和第二底衬织物；编织单元，用于编织第二结构，在所述第二结构中通过簇绒所述绒头纱线到所述第一结构的上部，在所述第一结构下面暴露一部分绒头纱线；以及热熔融单元，用于使用张力压缩所述第二结构以及使用热加热地熔融暴露在第二结构下面的绒头纱线。

Description

人造草皮结构和装置及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种人造草皮结构，一种装置以及制备该人造草皮结构的方法。
背景技术
通常，人造草皮（artificialturf）由合成纤维制成。人造草皮具有很多优势，例如建造之后容易管理以及对于户外体育运动使用保持绿色超过天然草皮。由于这些原因，它们被用于足球场、曲棍球场、建筑内部和休闲设施的领域。
人造草皮包括由机织织物或非织造织物的合成纤维形成的底衬织物（backingfabric）层，在绒层中绒头纱线（pileyarn）被簇绒形成在底衬织物层的上面部分的绒层，以及在底衬织物层下面形成的支撑层。
并且，支撑层起到防止绒层中的绒头纱线被拉出以及使人造草皮的形状维持的作用。支撑层通过涂敷丙烯酸树脂胶乳、聚氨酯树脂胶乳或苯乙烯-丁二烯(SBR)并且干燥形成。
同时，在制备人造草皮的传统方法中，用于使用编织装置在底衬织物层上形成绒层的编织工艺和在底衬织物层下面形成支撑层的工艺，其中使用额外的加工装置形成绒层。因此，存在的问题是生产时间增加，需要过多的劳动力，以及制备人造草皮的过程的劳动效率。
另外，底衬织物层和绒层具有相同的材料（如合成纤维）而具有相似的性质。支撑层由胶乳形成，该层与底衬织物层和绒层相比具有不同的性质。结果，需要复杂的循环过程以便回收利用过了使用期的人造草皮，或者不能回收利用人造草皮。
然而，因为支持层与底衬织物层和绒层相比由不同的材料形成，当人造草皮使用很久时，支持层的附着力变差不能够有力地固定绒层的绒头纱线，以及人造草皮的耐久性下降。
发明内容
因此，本发明是处理上述问题和/或缺点并提供至少下文描述的优点。
因此，本发明的目的是提供一种人造草皮结构和制备该人造草皮结构的方法，在该方法中人造草皮可以容易地被回收，因为作为完整的产品的人造草皮仅仅由合成纤维形成，以及人造草皮的绒头纱线不需要额外的胶乳涂层工艺而牢固地固定，并且人造草皮的外观变得稳定。
本发明的另一个目的是提供一种人造草皮结构和制备该人造草皮结构的方法，在该方法中可以制备合成的人造草皮以回收所有完整的过了使用期的没有使用胶乳的人造草皮。
仍然是本发明的另一个目的，提供一种人造草皮结构和制备该人造草皮结构的方法，在该方法中人造草皮的绒头纱线可以牢固地固定，并且人造草皮的外观可以保持。
仍然是本发明的另一个目的，提供一种人造草皮结构和制备该人造草皮结构的方法，该方法能够简化制备人造草皮的工艺。
本发明的实施方式提供用于制备人造草皮结构的装置，该装置包括提供底衬织物的单元，用于提供形成第一结构的第一底衬织物和第二底衬织物；编织单元，用于编织第二结构，在所述第二结构中，通过簇绒绒头纱线到所述第一结构的上部，在所述第一结构下面暴露一部分绒头纱线；以及热熔融单元，用于使用张力压缩所述第二结构以及使用热加热地熔融暴露在所述第二结构下面的绒头纱线。
在本发明的一些实施方式中，所述热熔融单元包括加热辊和张力辊，加热辊用于施加热到所述绒头纱线，以及张力辊与所述加热辊以预定距离隔离，并且产生张力以压缩所述第二结构和通过所述加热辊加热的所述绒头纱线。
在本发明的一些实施方式中，所述加热辊涂覆有聚四氟乙烯或环氧树脂。
在本发明的一些实施方式中，所述加热辊在140℃到180℃的温度下进行加热。
在本发明的一些实施方式中，所述装置包括多个热熔融单元。
在本发明的一些实施方式中，编织单元还包括通过压缩所述第一底衬织物和第二底衬织物形成所述第一结构的压缩辊。
在本发明的一些实施方式中，第二底衬材料和所述绒头纱线由与聚烯烃相同的材料形成。
在本发明的一些实施方式中，所述第一底衬织物由聚烯烃形成。
本发明的实施方式提供一种制备人造草皮结构的方法，该方法包括提供第一结构，第一结构通过重叠第一底衬织物和在所述第一底衬织物下面的第二织物形成；形成第二结构，在所述第二结构中，通过簇绒绒头纱线以穿过所述第一结构，在所述第一结构的上部形成人造绒头纱线，并且暴露一部分穿过所述第一结构的绒头纱线；以及使用张力压缩所述第二结构以及使用热加热地熔融在所述第二结构下面的暴露的绒头纱线。
在本发明的一些实施方式中，所述第一底衬织物由聚烯烃形成。
在本发明的一些实施方式中，所述第二底衬织物和所述绒头纱线由与聚烯烃相同的材料形成。
在本发明的一些实施方式中，所述加热地熔融通过施加140℃到180℃的热到所述第二底衬织物和在所述第二结构下面的所述绒头纱线来实施。
在本发明的一些实施方式中，该方法还包括通过以预定的压力压缩所述第一底衬织物和第二底衬织物形成所述第一结构。
在本发明的一些实施方式中，根据本发明的制备人造草皮的方法可以实现上述目的。
本发明的实施方式提供一种制备人造草皮结构，该人造草皮结构包括：包括第一底衬织物和第二底衬织物的结构；以及簇绒到所述结构的上部以被部分地暴露在所述结构下面的绒头纱线，其中，绒头纱线被压缩到所述结构中，并且一部分暴露的绒头纱线被加热地熔融。
在本发明的一些实施方式中，所述绒头纱线在140℃到180℃的温度下被加热地熔融到所述结构。
在本发明的一些实施方式中，所述第二底衬织物和所述绒头纱线由与聚烯烃相同的材料形成。
在本发明的一些实施方式中，所述第一底衬织物由聚丙烯形成。
本发明的实施方式提供用于制备人造草皮结构的装置，该装置包括编织单元，用于编织结构，在所述编织结构中通过穿过所述底衬织物以簇绒绒头纱线，在底衬织物下面暴露一部分绒头纱线；提供膜单元，用于向所述结构的背面提供膜；以及热熔融单元，用于使用张力压缩所述结构和所述膜以及使用热加热地熔融在所述结构下面的所述膜和所述结构。
在本发明的一些实施方式中，所述热熔融单元包括加热辊和张力辊，加热辊用于施加热到所述膜，以及张力辊与加热辊以预定距离隔离，并且产生张力以压缩所述结构和通过所述加热辊加热的所述膜。
在本发明的一些实施方式中，所述加热辊涂覆有聚四氟乙烯或环氧树脂。
在本发明的一些实施方式中，该装置还包括设置在所述热熔融单元的前端并熔化所述结构的背面的熔化单元。
在本发明的一些实施方式中，该装置还包括用于稳定所述结构和使用热加热地熔融到所述结构的所述膜的稳定单元。
在本发明的一些实施方式中，所述结构的所述膜和绒头纱线由与聚烯烃相同的材料形成。
在本发明的一些实施方式中，所述熔化单元和所述稳定单元具有与所述热熔融单元相同的结构。
在本发明的一些实施方式中，所述装置包括多个提供膜的单元。
在本发明的一些实施方式中，所述提供膜的单元包括滚动膜的膜辊，以及用于引导所述膜到所述热熔融单元的导辊。
本发明的实施方式提供一种人造草皮结构，该结构包括编织结构，其中，通过穿过所述底衬织物以簇绒绒头纱线，在底衬织物下面暴露一部分绒头纱线；向所述结构的背面提供膜；以及施加张力以压缩所述膜到所述结构的背面并且加热地熔融在所述结构下面的所述膜和所述结构。
在本发明的一些实施方式中，所述绒头纱线和所述膜由与聚烯烃相同的材料形成。
在本发明的一些实施方式中，还包括使用热熔化所述结构的背面。
在本发明的一些实施方式中，还包括稳定所述结构和使用热加热地熔融到所述结构的所述膜。
在本发明的一些实施方式中，根据本发明的制备人造草皮结构的方法制备的人造草皮可以实现上述目的。
本发明的实施方式提供一种人造草皮结构，该人造草皮结构包括一种结构，其中，通过穿过所述底衬织物以簇绒绒头纱线，使绒头纱线部分地暴露在底衬织物下面；以及设置在所述结构下面以固定所述结构的膜，其中，通过张力压缩所述膜到所述结构并通过热加热地熔融到所述结构。
在本发明的一些实施方式中，所述绒头纱线和所述膜由与聚烯烃相同的材料形成。
在本发明的一些实施方式中，所述膜由选自由HDPE（高密度聚乙烯）、LDPE（低密度聚乙烯）和LLDPE（线性低密度聚乙烯）组成的组中的至少一种形成。
在本发明的一些实施方式中，所述膜的厚度在80μm到500μm的范围内。
在本发明的一些实施方式中，所述膜还包括防收缩剂。
从下面详细的描述，结合附图，本发明公开的典型的实施方式，本发明的其他方面、优点和特征将对于本领域技术人员来说是显而易见的。
优势效果
如上所述，根据本发明的实施方式的人造草皮结构和制备该人造草皮结构的方法，在通过由聚烯烃形成的绒头纱线簇绒由聚丙烯形成的第一底衬织物和由聚烯烃形成的第二底衬织物之后，使用热和张力加热地熔融第二底衬织物的背面以制备人造草皮。结果，不需要使用溶胶即可制备仅由合成纤维形成的人造草皮结构。并且，可以容易地回收过了使用期的人造草皮结构。
另外，根据人造草皮结构和根据本发明的实施方式制备该人造草皮结构的方法，因为同时加热地熔融第二底衬织物和暴露在第二底衬织物下面的绒头纱线，绒头纱线可以牢固地固定无需额外的胶乳涂层工艺，并且制造人造草皮结构之后改善了外观稳定性和性能。
并且，根据人造草皮结构和根据本发明的实施方式制备该人造草皮结构的方法，簇绒绒头纱线在第一底衬织物和第二底衬织物之后，加热地熔融它们以制备人造草皮结构。因此，可以简化制备工艺以降低制备时间和成本同时提高操作效率。
并且，根据人造草皮结构和根据本发明的实施方式制备该人造草皮结构的方法，包括簇绒到底衬织物的绒头纱线的结构和用于固定结构和绒头纱线的外观的膜是由合成纤维形成，并且通过热熔融单元加热地熔融膜。因此，可以制备没有额外胶乳涂层的人造草皮结构。具体的，人造草皮结构仅由合成纤维形成以全部回收它们。
此外，根据用于制备人造草皮结构的装置和根据本发明的实施方式用于制备该人造草皮结构的方法，加热地熔融由聚烯烃形成的绒头纱线和由与绒头纱线相同材料形成的膜，以便绒头纱线被牢固地固定，并且可以提高制备的作为完整的产品的人造草皮结构的外观稳定性。
而且，根据人造草皮结构和根据本发明的实施方式用于制备该人造草皮结构的方法，包括多个提供膜的单元以事先准备多个膜。因此，在制备人造草皮结构时连续提供膜。同时，在簇绒绒头纱线到底衬织物的结构的背面上加热地熔融膜可以制备人造草皮，从而简化制备工艺。
附图说明
图1为按照本发明的实施方式显示用于制备人造草皮结构的装置的示意图。
图2为按照本发明的实施方式说明用于制备人造草皮结构的方法的流程图。
图3显示按照本发明的实施方式没有加热地熔融形成人造草皮结构的绒头纱线和底衬织物。
图4为按照本发明的实施方式显示人造草皮结构的剖视图。
图5为按照本发明的另一个实施方式显示用于制备人造草皮结构的装置的示意图。
图6为显示用于制备图5的包括熔化单元和稳定单元的人造草皮结构的装置的示意图。
图7为按照本发明的另一个实施方式说明用于制备人造草皮结构的方法的流程图。
图8显示按照本发明的另一个实施方式没有加热地熔融形成人造草皮结构的绒头纱线、底衬织物和膜。
图9为按照本发明的另一个实施方式显示人造草皮结构的剖视图。
图10为按照本发明的另一个实施方式显示人造草皮结构的背面的底透视图。
具体实施方式
参照附图现在将更充分的描述本发明的示范性的非限制性的实施方式。然而，本发明可以以很多不同的形式体现并且不应该被解释为限于在此提出的示范的实施方式。相反，提供公开的实施方式以便本发明被公开的彻底和完全，并将向本领域技术人员充分地表达本发明的范围。在没有偏离本发明的范围的情况下，本发明的原理和特征可以用于各种变型和多种实施方式中。
此外，众所周知的或广泛使用的技术、元件、结构和工艺不会被详细地描述或说明以避免模糊本发明的本质。然而附图代表本发明的示范的实施方式，没有必要测量附图并且某些特征可以被扩大或省略以更好地说明和解释本发明。
图1为按照本发明的实施方式显示用于制备人造草皮结构100的装置的示意图。
参见图1，人造草皮结构100的装置起到制备由合成纤维形成的人造草皮结构的作用。在没有涂覆胶乳的情况下改善了人造草皮结构的抗拉强度和外观稳定性。人造草皮结构的制备过程可以被简化。并且，在本发明的实施方式中通过簇绒绒头纱线到多个底衬织物制备人造草皮结构。在这种情况下，多个底衬织物包括第一底衬织物和第二底衬织物。
另外，第一底衬织物由聚丙烯形成，以及第二底衬织物由聚烯烃形成。在本发明的实施方式中，第二底衬织物由聚乙烯形成。
第一和第二底衬织物由聚烯烃制成的机织织物或由聚烯烃制成的非织造织物形成，或者在机织织物或非织造织物下面形成聚酯短纤维网（staplefiberweb）或聚烯烃短纤维网。
绒头纱线由与第二底衬织物相同的材料聚烯烃形成并且通过下文描述热熔融单元加热地熔融到第二底衬织物。
根据本发明的实施方式的人造草皮结构100的装置包括底衬织物提供单元110、编织单元120、以及热熔融单元130。在簇绒绒头纱线之后加热地熔融第一和第二底衬织物。
底衬织物提供单元110提供第一底衬织物和第二底衬织物，也可以包括卷绕底衬织物的缠绕辊。底衬织物提供单元110包括第一底衬织物提供单元110a和第二底衬织物提供单元110b。
第一底衬织物提供单元110a包括卷绕的第一底衬织物并提供第一底衬织物到后面描述的编织单元120。
第二底衬织物提供单元110b包括卷绕的第二底衬织物并提供第二底衬织物到后面描述的编织单元120。并且，第二底衬织物提供单元110b提供第二底衬织物朝向第一底衬织物的上部。
将第一底衬织物和第二底衬织物压入后面描述的压缩辊121a和121b，以形成作为第一结构。
编织单元120起到形成簇绒绒头纱线的第二结构的作用。编织单元120通过压缩第一底衬织物和第二底衬织物形成第一结构。然后，通过簇绒绒头纱线到第一结构的上部形成第二结构。
在形成第二结构时，包括编织单元120以使绒头纱线穿过第一结构实现簇绒。在这种情况下，在第二结构的上部形成由绒头纱线形成的人造草皮。穿过第一结构的一部分绒头纱线暴露在第二结构的下面。
编织单元120可以为能够在纤维或底衬织物上簇绒纤维线的各种编织装置。
另外，编织单元120可以为绒头纱线以家具绒头织物（moquette）形式或拉舍尔（laschel）形式堆叠绒头纱线的另一种编织装置。
在本发明的实施方式中，编织单元120包括压缩辊121a和121b以通过压缩第一底衬织物和第二底衬织物形成第一结构。压缩辊121a和121b具有上下啮合的辊。第一底衬织物和第二底衬织物穿过压缩辊121a和121b之间以被压缩。
编织单元120通过卷绕绒头纱线的缠绕辊122接收绒头纱线。缠绕辊122包括绒头纱线。可以包括各种的线和绒头纱线被卷绕的缠绕辊。
热熔融单元130加热地熔融第二结构的背面。更详细地，热熔融单元130使用热加热地熔融暴露在第二结构下面的绒头纱线。在这时，热熔融单元130使用张力压缩第二结构以使有效地熔融绒头纱线。
在热熔融单元130加热地熔融的绒头纱线和在第二结构下面的第二底衬织物由与聚烯烃相同的材料形成，以便熔化它们并有效地加热地熔融。因此，绒头纱线的抗张强度和耐久性得到提高。
可以包括多个热熔融单元130。在这种情况下，将热熔融单元设置在编织单元120的前端或后端，或者将多个热熔融单元130设置在编织单元120的后端。
根据本发明的实施方式的热熔融单元130包括加热辊131和张力辊132a和132b以将热和张力施加到第二结构和绒头纱线。
加热辊131施加热到绒头纱线。可以包括具有在预定温度下进行加热的辊的加热辊131。绒头纱线与加热辊131的圆周接触以被加热。
加热辊131的圆周涂覆有无粘着力的材料包括聚四氟乙烯或环氧树脂以便绒头纱线不能被熔融或粘附。
加热辊可以在140℃到180℃的温度下加热。原因是第二结构的第一底衬织物由聚丙烯形成以及第二底衬织物由聚乙烯形成，并且聚丙烯和聚乙烯的熔点分别约在165℃和120℃，以致第一底衬织物没有被熔化，而仅仅第二底衬织物和绒头纱线被熔化并加热地熔融。如果温度低于上述温度，抗张强度变小以致绒头纱线不能完全地被熔化。如果温度高于上述温度，抗张强度也变小以致可能存在副作用以致由于高温绒头纱线可能收缩并且人造草皮结构本身也可能收缩。
张力辊132a和132b压缩绒头纱线和第二结构。包括多个张力辊。张力辊132a和132b的圆筒柱小于加热辊131的圆筒柱，以使与加热辊131以预定距离隔离并产生张力到结构和膜，结构和膜穿过加热辊131和张力辊132a以及132b以压缩它们。
图2为按照本发明的实施方式说明用于制备人造草皮结构的方法的流程图。
参见图2在根据本发明的实施方式制备人造草皮结构的方法中，预先提供第一结构。第一结构通过重叠第一底衬织物和第二底衬织物。可以通过底衬织物提供单元110a和110b提供第一和第二底衬织物。
第一底衬织物由聚丙烯形成，以及第二底衬织物由聚烯烃形成。例如，第二底衬织物可以由聚乙烯、聚丙烯或聚异丁烯形成。在本发明的实施方式中，第二底衬织物由聚乙烯形成。
在这种情况下，第二底衬织物起到作为传统人造草皮的支撑层的作用。传统的支撑层固定人造草皮的绒头纱线并稳定人造草皮的外观(S110)。
其次，通过施加预定的压力压缩第一结构。在这时，通过使第一结构在上下啮合的压缩辊121a和121b之间穿过可以压缩第一结构。
另外，由于在第一结构的第一底衬织物和第二底衬织物之间没有形成额外的粘合剂，所以它们通过压缩安全地粘附(S120)。
其次，通过簇绒绒头纱线以穿过第一结构形成第二结构。在第二结构中，绒头纱线形成人造堆（artificialpiles）朝向上面部分。
在簇绒绒头纱线时，使用编织单元120可以簇绒绒头纱线到第一结构。在这时，绒头纱线可以以家具绒头织物形式或拉舍尔形式堆叠。可以使用各种编织装置。
绒头纱线由与第二底衬织物相同的聚烯烃形成。并且，随着缠绕辊12滚动的绒头纱线可以被提供。
一部分绒头纱线暴露在簇绒绒头纱线的第二结构下面。将暴露的绒头纱线熔化以使在后面描述的热熔融工艺中被加热地熔融。
其次，加热地熔融第二结构的背面。在这时，使用加热辊131产生热加热地熔融第二结构。具体的，形成第二结构的第二底衬织物与加热辊131的圆周接触以被加热地熔融。
加热地熔融第二底衬织物与绒头纱线。加热地熔融穿过第二结构以暴露在第二结构下面的绒头纱线与第二底衬织物。并且，第二底衬织物和绒头纱线具有相同材料（如聚烯烃）以被容易地加热地熔融。它们的抗张强度和耐久性变得更好。
形成第二结构的第一底衬织物由聚丙烯形成，以及第二底衬织物由聚乙烯形成。因为聚丙烯和聚乙烯的熔点分别约在165℃和120℃，热熔融在140℃和180℃温度下进行更好，以致提高第一底衬织物的抗张强度并且没有熔化第一底衬织物。
换句话说，只有第二底衬织物和绒头纱线被熔化并将被加热地熔融。
另外，加热辊131涂覆有无粘着力的材料更好，以便第二底衬织物或绒头纱线没有被加热地熔融或粘附到加热辊131的圆周。在本发明的实施方式中，涂覆在加热辊131的圆周的无粘着力的材料为聚四氟乙烯或环氧树脂。
为了有效地加热地熔融第二底衬织物和绒头纱线，使用张力辊132a和132b压缩第二结构。在本发明的实施方式中，包括多个张力辊132a和132b。张力辊132a和132b的圆筒柱小于加热辊131的圆筒柱，并且与加热辊131以预定距离隔离。结果，产生张力到穿过加热辊131和张力辊132a以及132b之间的第二结构以压缩第二结构。
同时，加热地熔融第二结构的背面之后，还进行热过程以稳定第二结构，在这种情况下，可以如上所述使用加热辊131和张力辊132a以及132b。
图3显示按照本发明的实施方式没有加热地熔融形成人造草皮结构的绒头纱线和底衬织物。图4为按照本发明的实施方式显示人造草皮结构的剖视图。
参见图3和4，在根据本发明的实施方式的人造草皮结构中，簇绒绒头纱线10到多个底衬织物。多个底衬织物包括第一底衬织物20和在第一底衬织物20下面的第二底衬织物。绒头纱线10穿过第一底衬织物20和第二底衬织物30以被簇绒，从而形成人造草皮到第一底衬织物20的上面部分。
一部分绒头纱线10暴露在第二底衬织物30的下面。如果在100℃和165℃内施加热，加热地熔融一部分绒头纱线到第二底衬织物30。在这种情况下，第一底衬织物20没有被熔化并被维持在一定结构。
因为热熔融在第二底衬织物30和绒头纱线10之间进行，绒头纱线10可以被牢固地固定。
即，没有额外的支持层例如胶乳涂层，绒头纱线10可以被牢固地固定。可以简化人造草皮的制备工艺。
因此，根据人造草皮结构的装置的人造草皮结构1包括：包括第一底衬织物20和第二底衬织物30的结构40，以及簇绒在结构40的上部以被部分地暴露在结构下面的绒头纱线。通过张力压缩绒头纱线10到结构40并通过热加热地熔融暴露的绒头纱线10到结构40。
在140℃到180℃的温度下加热地熔融暴露的绒头纱线10到结构40。第二底衬织物20和绒头纱线10由与聚烯烃相同的材料形成。第一底衬织物20由聚丙烯形成。
加热地熔融到结构的使用图1的装置的人造草皮结构的绒头纱线的温度和抗张强度之间的相互关系根据图2的方法测量。当通过热熔融单元的加热辊131加热地熔融绒头纱线到第二结构时，预设热熔融温度为100℃到140℃的温度、140℃到180℃的温度，以及大于180℃的温度。测量各段预设温度的抗张强度。以众所周知的装置和方式测量抗张强度。测量结果如下面表1所示。
表1
温度(℃) 抗张强度(kgf)
100℃-140℃ 8.0以下
140℃-180℃ 8.0-10.0
超过180℃ 8.0以下
从表1可以看出，当热熔融在100℃到140℃的温度下进行时，绒头纱线被不完全地熔化。结果，绒头纱线没有粘附到结构。在这种情况下，抗张强度小于8.0。
其次，在超过180℃的温度下，由于高温绒头纱线收缩（53mm以下）并且人造草皮结构本身也收缩（3%）。抗张强度小于8.0。
然而，在140℃到180℃的温度下，绒头纱线在正常的范围（55mm）内，并且绒头纱线被很好的加热地熔融到结构。人造草皮的抗张强度在8.0-10.0之间。
图5为按照本发明的另一个实施方式显示用于制备人造草皮结构的装置的示意图。
参见图5，用于制备人造草皮200的装置起到制备由合成纤维形成的人造草皮结构的作用。没有涂层胶乳的情况下，人造草皮结构的形状被维持。人造草皮结构的制备工艺可以被简化。另外，使用之前在本发明的实施方式中编织的结构制备人造草皮结构。在这种情况下，该结构包括底衬织物和穿过底衬织物被簇绒的绒头纱线。
根据本发明的另一个实施方式，底衬织物和穿过底衬织物的绒头纱线被簇绒，没有使用以直接制备人造草皮结构的之前制备的结构。
另外，底衬织物由聚烯烃纤维的机织织物或聚烯烃纤维的非织造织物形成。聚酯短纤维网或聚烯烃短纤维网可以在机织织物或非织造织物的下面形成。
绒头纱线由聚烯烃形成。例如，绒头纱线可以由聚乙烯、聚丙烯或聚异丁烯形成。
在本发明的实施方式中，使用由聚烯烃形成的膜固定结构和绒头纱线的形状。具体的，所述膜由与绒头纱线相同的聚烯烃形成。在这种情况下，当热施加到绒头纱线和膜时，它们互相熔化。
在根据本发明的实施方式用于制备人造草皮结构的装置200中，在该结构中将绒头纱线簇绒到底衬织物并且膜被加热地熔融到制备人造草皮结构中。该装置200包括结构编织单元210，结构提供单元220，膜提供单元230以及热熔融单元240。可以包括或不包括结构编织单元210。假如不包括结构编织单元210，可以使用之前制备的包括底衬织物和簇绒到底衬织物的绒头纱线的结构来制备人造草皮。
结构编织单元210与用于制备人造草皮结构100的装置的编织单元120相似。不同的是在于结构编织单元210通过簇绒绒头纱线到单个底衬织物而不是多个底衬织物编织结构。
因此，除了压缩辊121a和121b之外，结构编织单元210与编织单元120具有相同的结构，因此省略它的描述。结构提供单元220用于提供结构。通过结构编织单元210编织的结构被通过结构提供单元220提供到热熔融单元240。因此，可以包括结构提供单元220用以提供结构，在结构被堆积在预定的空间的条件下提供结构或通过辊提供结构。
在本发明的实施方式中，在J形盒中形成结构提供单元220。因此，许多结构可以被堆积，并且从而最小化使用的空间。
膜提供单元230是为了提供结构和膜用于固定绒头纱线。提供的膜朝向由结构提供单元220提供的结构的背面。包括多个提供膜的单元230。在本发明的实施方式中，包括两个膜辊231a和231b和两个导辊232a和232b。
在这种情况下，如果从一个膜辊231a没有膜剩余，可以同时使用另一个膜辊231b的膜，这样可以顺畅地进行人造草皮结构的制备工艺。
膜辊231a和231b通过滚动膜形成。滚动的膜是未卷绕的以便被提供。因此，可以使用传统的膜辊。
导辊232a和232b是为了引导膜从膜辊231a和231b到后面描述的热熔融单元240。来自膜辊231a和231b的未卷绕的膜不会脱离并且被稳定地转移。可以包括多个导辊232a和232b。
热熔融单元240用于加热地熔融结构和膜。使用热加热地熔融在结构下面的膜和结构。在这种情况下，为了有效地加热地熔融膜和结构的背面使用张力压缩结构和膜。
当在热熔融单元240中加热地熔融结构和膜时，穿过所述结构的以被簇绒的一部分绒头纱线暴露在所述结构的下面。在这时，加热地熔融绒头纱线到膜。绒头纱线的抗张强度和耐久性变得更好。
另外，将热熔融单元240设置在结构提供单元220和膜提供单元230的后端，并且包括加热辊241和张力辊242a以及242b。
加热辊241用于施加热到膜，并且可以包括在预定温度加热的辊。膜与加热辊241的圆周接触以被加热。加热辊241可以在140℃到180℃的温度施加热到膜。如果温度低于上述的温度，膜不能充分熔化以致人造草皮结构的抗张强度低。相反，如果温度高于上述的温度，存在副作用以致膜收缩以及人造草皮结构本身也收缩。
加热辊241的圆周被涂覆有无粘着力的试剂包括聚四氟乙烯或环氧树脂以便膜不能被加热地熔融或粘附。
张力辊用于压缩膜和结构。包括多个张力辊。张力辊的圆筒柱小于加热辊241的圆筒柱，与加热辊241以预定距离隔离。张力辊产生张力到穿过加热辊241和张力辊以及膜的结构。
图6为显示用于制备包括熔化单元和稳定单元的人造草皮结构的装置的示意图。用于制备图5的人造草皮结构的装置的(A)部分可以被图6的(B)部分代替。
参见图6，根据本发明的实施方式制备人造草皮的装置200还可以包括用于提高所述结构和所述膜之间的热熔融效率的熔化单元250，以及用于稳定所述结构和所述膜的稳定单元。
熔化单元250用于使用热熔化所述结构的背面。将熔化单元250设置在热熔融单元的前端，在加热地熔融所述结构和所述膜之前，以熔化所述结构的背面，从而提高所述膜和所述结构之间的热熔融效率。
另外，可以仅仅使用传统的加热辊241形成熔化单元250。在本发明的实施方式中，熔化单元250具有与上述提到的热熔融单元240基本上相同的元件。
稳定单元260用于稳定所述结构和加热地熔融到所述结构的膜。将稳定单元260设置在热熔融单元240的后端并施加热到所述结构和加热地熔融到所述结构的膜，从而改善性能和稳定外观。
稳定单元260可以为使用热的加热辊241、热风机等等。在本发明的实施方式中，稳定单元260具有与上述提到的热熔融单元基本上相同的元件。
图7为按照本发明的另一个实施方式说明用于制备人造草皮结构的方法的流程图。
参见图7，在按照本发明的另一个实施方式制备人造草皮结构的方法中，通过簇绒绒头纱线到底衬织物编织结构(S210)。编织的结构被提供到结构提供单元240(S220)。结构提供单元220提供结构到热熔融单元240(S230)。可以省略S210。可以由结构提供单元220提供包括底衬织物和簇绒到底衬线的绒头纱线的编织之前的结构。然后，可以同时提供所述膜和所述结构。
另外，提供的膜朝向来自膜提供单元230的结构的背面。结构的背面相当于有簇绒绒头纱线侧的反面。
包括多个提供膜的单元230。因为准备多个膜，使用固定的量的膜的情况下持续地提供它们(S230)。
然后，使用热熔化结构的背面。热熔融单元250施加热到结构的背面。另外，因为绒头纱线穿过底衬织物以被簇绒，同时熔化暴露在结构下面的一部分绒头纱线(S240)。
然后，加热地熔融膜和结构。在这时，使用产生自热熔融单元240的张力辊242a和242b的张力压缩在结构下面的膜。使用产生自热熔融单元240的加热辊241的热加热地熔融在结构下面的膜和膜。
如果加热地熔融结构和膜，结构的绒头纱线和膜具有与聚烯烃相同的材料以便绒头纱线和膜彼此熔化，从而提高抗张强度和耐久性以及确保均匀性(S250)。
为了稳定结构和加热地熔融到结构的膜，施加热到穿过稳定单元260的结构和加热地熔融到结构的膜。稳定单元260转移热到膜的背面以便膜牢固地粘附到结构的背面以被稳定。
另外，施加热到结构和加热地熔融到结构的膜，从而改善性能和稳定外观。
通过稳定单元260制备人造草皮结构。可以使用传统的缠绕辊卷绕人造草皮结构。
在人造草皮结构中，加热地熔融膜到簇绒绒头纱线的底衬织物的背面。绒头纱线和膜具有与聚烯烃相同的材料以便它们通过热被熔化以被加热地熔融彼此。
换句话说，加热地熔融人造草皮结构的绒头纱线到膜以被牢固地固定并且可以在没有额外胶乳涂层的情况下被维持在一定形状(S260)。
图8显示按照本发明的另一个实施方式没有加热地熔融形成人造草皮结构的绒头纱线、底衬织物和模。图9为按照本发明的另一个实施方式显示人造草皮结构的剖视图。图10为按照本发明的另一个实施方式显示人造草皮结构的背面的底透视图。
参见图8，根据本发明的另一个实施方式的人造草皮结构包括簇绒由聚烯烃形成的绒头纱线11的底衬织物21，以及由聚烯烃形成的被加热地熔融到底衬织物21的背面的膜。
绒头纱线被形成为朝向底衬织物21的上面部分的人造草皮堆。一部分绒头纱线11被暴露在底衬织物21的下面。
加热地熔融由聚烯烃形成的膜到底衬织物31的背面，即，具有人造草皮形状的绒头纱线11侧的反侧。
参见图9和10，在人造草皮结构(1A)中，在簇绒绒头纱线11的底衬织物21的下面加热地熔融膜31。特别地，因为绒头纱线11和膜31具有与聚烯烃相同的材料，通过热更有效地加热地熔融它们。
另外，当通过热熔化暴露在底衬织物21下面的一部分绒头纱线11时，也熔化了膜31。在这时，绒头纱线11和膜31被强烈地加热地熔融。
在检查根据本发明的实施方式的人造草皮结构(1A)的背面时，绒头纱线11的区域是中凸地。这种区域通过熔化一部分绒头纱线11和膜31形成。换句话说，通过热熔融稳固地结合绒头纱线11和膜31。
因此，根据图7的方法通过图5的装置的人造草皮结构(1A)包括通过穿过底衬织物21以簇绒绒头纱线11，一部分绒头纱线暴露在底衬织物21下面的结构，以及设置在结构下面以固定结构的膜。在这种情况下，通过张力将膜31压缩到结构中并通过热加热地熔融结构。
结构的绒头纱线11和膜31具有与聚烯烃相同的材料。膜31包括由选自由HDPE（高密度聚乙烯）、LDPE（低密度聚乙烯）和LLDPE（线性低密度聚乙烯）组成的组中的至少一种。例如，膜的两侧具有相同的成分或不同的成分。举例说明，膜的一侧可以由LDPE（低密度聚乙烯）形成，以及膜的另一侧可以由HDPE（高密度聚乙烯）形成。在这种情况下，优选与加热辊241接触的表面为由HDPE（高密度聚乙烯）形成的膜。如果与加热辊241接触的表面为由LDPE（低密度聚乙烯）和LLDPE（线性低密度聚乙烯）形成的膜，通过加热辊241的高温膜可被加热地熔融到加热辊241。如果与加热辊241接触的表面为由HDPE（高密度聚乙烯）形成的膜，可以防止膜被加热地熔融到加热辊241以致能够制备极好的人造草皮结构。
膜的厚度在80μm到500μm范围内。膜还可以包括防收缩剂。
当使用添加有防收缩剂的膜制备人造草皮结构时，在60℃的温度下30天它的收缩量为1.5%。这个收缩量比不添加防收缩剂时的1.0%的收缩量高。防收缩剂可以包括例如CaCO3。
测验根据本发明制备的人造草皮结构(1A)的良好的耐久性。作为对比例，代替人造草皮结构(1A)的膜，在簇绒绒头纱线的底衬织物的下面涂覆胶乳。
根据磨损耐久性（abrasiondurability）和浸没（submerging）测量抗张强度。进行100次（在地面上滑动超过100次）磨损耐久性测试之后，通过考虑到一次淹没3小时测量从初始阶段到10次的抗张强度。
测试结果如下面表2所示。
表2
本发明的人造草皮结构(1A) 对比例（胶乳涂层）
初始 8.23 10.52
1次 8.31 7.16
2次 8.4 7.02
3次 8.48 5.9
4次 9.04 6.9
5次 8.6 6.1
6次 8.8 6.43
7次 8.31 5.92
8次 8.69 5.63
9次 9.15 5.77
10次 9.31 5.79
从表2可以看出，即使进行100次磨损耐久性测试以及10次淹没循环测试（floodcycletest）之后，根据本发明的人造草皮结构仍然表现出9.31kgf的高抗张强度。从初始到10次时人造草皮结构的抗张强度没有低于8.0而且显示8.0和更高。在对比例中，然而，人造草皮结构在初始阶段具有高抗张强度，但是进行100次磨损耐久性测试以及10次淹没循环测试之后具有5.79kgf的低抗张强度。另外，3次磨损耐久性测试和淹没循环测试之后具有6.9kgf以下的低抗张强度。可以肯定的是人造草皮结构的抗张强度与磨损和淹没的相关性非常低。
如上所述，本发明提供具有显著的高抗张强度的人造草皮结构而不是涂覆有胶乳的人造草皮结构。
已经结合典型的实施方式具体的显示和描述了本发明，在没有偏离附加的权利要求书定义的本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员将理解可以对本发明做出的形式和细节各种变化的修改。
工业实用性
本发明涉及人造草皮结构、人造草皮结构的制备方法和制造装置，在人造草皮产业领域中很有利用价值。

Claims (30)

1.一种用于制备人造草皮结构的装置，该装置包括：
提供底衬织物的单元，用于提供形成第一结构的第一底衬织物和第二底衬织物；
编织单元，用于编织第二结构，在所述第二结构中，通过簇绒绒头纱线到所述第一结构的上部，在所述第一结构下面暴露一部分绒头纱线；以及
热熔融单元，用于使用张力压缩所述第二结构以及使用热加热地熔融暴露在所述第二结构下面的绒头纱线，
所述热熔融单元包括：
加热辊，用于施加热到所述绒头纱线；以及
张力辊，所述张力辊与所述加热辊以预定距离隔离，并且产生张力以压缩所述第二结构和通过所述加热辊加热的所述绒头纱线，
所述加热辊在140℃到180℃的温度下进行加热。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述加热辊涂覆有聚四氟乙烯或环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括多个热熔融单元。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述编织单元还包括通过压缩所述第一底衬织物和第二底衬织物形成所述第一结构的压缩辊。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的装置，其中，第二底衬材料和所述绒头纱线由与聚烯烃相同的材料形成。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第一底衬织物由聚烯烃形成。
7.一种采用权利要求1-6中任意一项所述的装置制备人造草皮结构的方法，该方法包括：
提供第一结构，所述第一结构通过重叠第一底衬织物和在所述第一底衬织物下面的第二衬底织物形成；
形成第二结构，在所述第二结构中，通过簇绒绒头纱线以穿过所述第一结构，在所述第一结构的上部形成人造绒头纱线，并且暴露一部分穿过所述第一结构的绒头纱线；以及
使用张力压缩所述第二结构以及使用热加热地熔融暴露在所述第二结构下面的绒头纱线，
所述加热地熔融通过施加140℃到180℃的热到所述第二底衬织物和在所述第二结构下面的所述绒头纱线来实施。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一底衬织物由聚烯烃形成。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二底衬织物和所述绒头纱线由与聚烯烃相同的材料形成。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，该方法还包括通过以预定的压力压缩所述第一底衬织物和第二底衬织物形成所述第一结构。
11.一种根据权利要求7-10中任意一项所述的方法制备的人造草皮结构，该人造草皮结构包括：
包括第一底衬织物和第二底衬织物的结构；
以及簇绒到所述结构的上部以被部分地暴露在所述结构下面的绒头纱线，其中，所述绒头纱线被压缩到所述结构中，并且一部分暴露的绒头纱线被加热地熔融，所述绒头纱线在140℃到180℃的温度下被加热地熔融到所述结构。
12.根据权利要求11所述的人造草皮结构，其中，所述第二底衬织物和所述绒头纱线由与聚烯烃相同的材料形成。
13.根据权利要求11所述的人造草皮结构，其中，所述第一底衬织物由聚丙烯形成。
14.一种用于制备人造草皮结构的装置，该装置包括：
编织单元，用于编织结构，在所述编织结构中，通过穿过底衬织物以簇绒绒头纱线，在底衬织物下面暴露一部分绒头纱线；
提供膜的单元，用于向所述结构的背面提供膜；以及
热熔融单元，用于使用张力压缩所述结构和所述膜以及使用热加热地熔融在所述结构下面的所述膜和所述结构，
所述热熔融单元包括：
加热辊，用于施加热到所述膜，以及
张力辊，所述张力辊与加热辊在预定距离隔离，并且产生张力以压缩所述结构和通过所述加热辊加热的所述膜，
所述加热辊在140℃到180℃的温度施加热到膜。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述加热辊涂覆有聚四氟乙烯或环氧树脂。
16.根据权利要求14所述的装置，其中，该装置还包括设置在所述热熔融单元的前端并熔化所述结构的背面的熔化单元。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，该装置还包括用于稳定所述结构和使用热加热地熔融到所述结构的所述膜的稳定单元。
18.根据权利要求14-17中任意一项所述的装置，其中，所述结构的所述膜和绒头纱线由与聚烯烃相同的材料形成。
19.根据权利要求17所述的装置，其中，所述熔化单元和所述稳定单元具有与所述热熔融单元相同的结构。
20.根据权利要求14所述的装置，其中，所述装置包括多个提供膜的单元。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述提供膜的单元包括：
滚动膜的膜辊；以及
用于引导所述膜到所述热熔融单元的导辊。
22.一种采用权利要求14-21中任意一项所述的装置制备人造草皮结构的方法，该方法包括：
编织结构，其中，通过穿过底衬织物以簇绒绒头纱线，在底衬织物下面暴露一部分绒头纱线；
向所述结构的背面提供膜；以及
施加张力以压缩所述膜到所述结构的背面并且加热地熔融在所述结构下面的所述膜和所述结构。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述绒头纱线和所述膜由与聚烯烃相同的材料形成。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，该装置还包括使用热熔化所述结构的背面。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，该装置还包括熔化稳定所述结构和使用热加热地熔融到所述结构的所述膜。
26.一种根据权利要求22-25中任意一项所述的方法制备的人造草皮结构，该人造草皮结构包括：
一种结构，其中，通过穿过底衬织物以簇绒绒头纱线，使一部分绒头纱线暴露在底衬织物下面；以及
设置在所述结构下面以固定所述结构的膜，其中，通过张力压缩所述膜到所述结构并通过热加热地熔融到所述结构。
27.根据权利要求26所述的人造草皮结构，其中，所述绒头纱线和所述膜由与聚烯烃相同的材料形成。
28.根据权利要求27所述的人造草皮结构，其中，所述膜由选自由HDPE(高密度聚乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)和LLDPE(线性低密度聚乙烯)组成的组中的至少一种形成。
29.根据权利要求26所述的人造草皮结构，其中，所述膜的厚度在80μm到500μm的范围内。
30.根据权利要求29所述的人造草皮结构，其中，所述膜还包括防收缩剂。
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