CN107523898B - 一种草丝纤维及制备仿真草坪的方法 - Google Patents

一种草丝纤维及制备仿真草坪的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于户外运动设备领域，尤其涉及一种草丝纤维及制备仿真草坪的方法。本发明提供了一种草丝纤维，所述草丝纤维的原料包括：线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、功能弹性材料、色母、爽滑母粒、成核剂以及PPA；所述功能弹性材料选自：TPE、TPO、TPV、TPU、TPR、TPEE以及POE中的一种或多种。本发明还提供了一种利用上述草丝纤维制备仿真草坪的方法。本发明中，经二次拉伸定型，可得到立体螺旋结构的草丝纤维，结构新颖独特；经实验检测可得，本发明所制得的仿真草坪，其草丝的挺度和回弹性显著增强，可满足消费者多样化的使用需求。本发明提供的技术方案，解决了现有技术中，仿真草坪结构单一，性能无法满足多样化使用需求的技术缺陷。

Description

一种草丝纤维及制备仿真草坪的方法
技术领域
本发明属于户外运动设备领域，尤其涉及一种草丝纤维及制备仿真草坪的方法。
背景技术
从上世纪60年代，仿真草坪在美国诞生开始，其作为天然草坪的一种重要替代形式，在全世界范围逐渐普及，在集体性体育项目的正式比赛场地中广泛使用，如：美式足球、棒球、垒球、曲棍球以及橄榄球等。此外，仿真草坪不仅在体育运动领域发展快速，其在许多休闲场所、学校等地，同样推广应用迅速，近年来，在机场草坪、军事伪装应用上亦展现出广阔的发展前景。
仿真草坪是指通过仿生学原理，利用先进的现代化机械设备，以非生命的塑料化化纤产品为原料，将类似草纤维的化合物粘结在底衬板上，铺设于运动场后中间填充石英砂以及弹性颗粒，使之能长久保持绿色的地毯式草皮，可以满足体育运动的需求，并可以替代天然草坪运动性能的一种人造合纤维草坪。然而，现有技术中，仿真草坪的结构单一，对于草丝性能的提升，很难有突破性的帮助，无法满足目前市场上对于仿真草坪多样化的性能需求。
因此，研发出一种草丝纤维及制备仿真草坪的方法，用于解决现有技术中，仿真草坪结构单一，性能无法满足多样化使用需求的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种草丝纤维及制备仿真草坪的方法，用于解决现有技术中，仿真草坪结构单一，性能无法满足多样化使用需求的技术缺陷。
本发明提供了一种草丝纤维，所述草丝纤维的原料包括：线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、功能弹性材料、色母、爽滑母粒、成核剂以及PPA；
所述功能弹性材料选自：TPE、TPO、TPV、TPU、TPR、TPEE以及POE中的一种或多种。
优选地，以质量份计，所述所述草丝纤维的原料包括：线性低密度聚乙烯85～100份、高密度聚乙烯5～15份、功能弹性材料5～15份、色母4～10份、爽滑母粒1～2份、成核剂1～2份以及PPA0.7～1份。
本发明还提供了一种利用上述草丝纤维制备仿真草坪的方法，所述制备仿真草坪的制备方法为：
步骤一、拉丝：线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、功能弹性材料、色母、爽滑母粒、成核剂以及PPA混合后，依次经挤出、拉伸、二次拉伸定型以及收卷，得草丝纤维；
步骤二、织草：所述草丝纤维织在织草底布的表面，得中间产物；
步骤三，后处理：所述中间产物依次经上胶、烘干和打孔，得仿真草坪产品。
优选地，所述制备仿真草坪的方法还包括：加捻；
所述加捻步骤在所述步骤一与步骤二之间进行，所述草丝纤维经加捻步骤后，再进行织草步骤。
优选地，步骤一中，所述二次拉伸定型的方法为：热风定型，所述热风定型的温度为40～140℃。
优选地，所述草丝纤维的分特克斯为650～2000。
优选地，步骤二制得的所述中间产物，草丝高度为15～60mm，单簇草丝纤维的根数为4～12根，相邻行的间距为3/16～3/4英寸，编织针数为150～350针/米。
优选地，所述织草底布包括：1～3层防老化基布和1层空变纱罗布，所述防老化基布的上表面设置有所述空变纱罗布。
优选地，所述防老化基布的密度为70g/m2～300g/m2，所述空变纱罗布的密度为45g/m2～60g/m2。
优选地，步骤三中，
所述上胶所使用的粘合剂选自：羟基丁苯、丙烯酸酯以及聚烯烃中的一种或多种，所述粘合剂的用量为0.45～1.4kg/m2织草底布；
所述烘干的温度为20～140℃，所述烘干的时间为1～20min；
所述打孔的密度为：纵向相邻孔的间距为90～100cm，横向相邻孔的间距为4～10cm。
综上所述，本发明提供了一种草丝纤维，所述草丝纤维的原料包括：线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、功能弹性材料、色母、爽滑母粒、成核剂以及PPA；所述功能弹性材料选自：TPE、TPO、TPV、TPU、TPR、TPEE以及POE中的一种或多种。本发明还提供了一种利用上述草丝纤维制备仿真草坪的方法，所述制备仿真草坪的制备方法为：步骤一、拉丝：线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、功能弹性材料、色母、爽滑母粒、成核剂以及PPA混合后，依次经挤出、拉伸、二次拉伸定型以及收卷，得草丝纤维；步骤二、织草：所述草丝纤维织在织草底布的表面，得中间产物；步骤三，后处理：所述中间产物依次经上胶、烘干和打孔，得仿真草坪产品。本发明提供的技术方案中，经二次拉伸定型，可得到立体螺旋结构的草丝纤维，结构新颖独特；经实验检测可得，与市售常规仿真草坪相比，本发明所制得的仿真草坪，其草丝的挺度和回弹性显著增强，可满足消费者多样化的使用需求。本发明提供的一种草丝纤维及制备仿真草坪的方法，解决了现有技术中，仿真草坪结构单一，性能无法满足多样化使用需求的技术缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种制备仿真草坪的方法的流程示意图；
图2为本发明提供的一种制备仿真草坪的方法中，所制得的仿真草坪产品的结构示意图；
其中，织草底布1以及草丝纤维2。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种草丝纤维及制备仿真草坪的方法，用于解决现有技术中，仿真草坪结构单一，性能无法满足多样化使用需求的技术缺陷。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更详细说明本发明，下面结合实施例及附图，对本发明提供的一种草丝纤维及制备仿真草坪的方法，进行具体地描述。
实施例1
称取850g线性低密度聚乙烯、150g高密度聚乙烯、100g功能弹性材料、40g色母、10g爽滑母粒、10g成核剂以及8gPPA，充分混合后，在单螺杆挤出设备中依次经挤出和拉伸步骤；然后，在110℃条件下，用热风定型的方法进行二次拉伸定型后，收卷得分特克斯为650的草丝纤维1。本实施例中，所选用的功能弹性材料为TPE。利用二次拉伸定型的方法，所制得的草丝纤维1具有立体螺旋结构。
草丝纤维1加捻后，进行织草步骤，将草丝纤维1织在织草底布1的表面，得中间产物1。其中，织草底布1由2层防老化基布1以及设置于防老化基布1上表面的1层空变纱罗布1组成，防老化基布1的密度为70g/m2，空变纱罗布1的密度为45g/m2。本实施例中，所制得的中间产物1中，草丝纤维1高度为40mm，单簇草丝纤维1的根数为8根，相邻行的间距为3/8英寸，编织针数为150针/米。
为有效提高所制得的仿真草坪的耐用性，防止草丝纤维在受到较大外力后从织草底布脱落，同时，便于仿真草坪的排水，防止使用者脚部打滑发生危险，本发明提供的仿真草坪的制备方法还包括由上胶、烘干和打孔组成的后处理步骤。
将上述制得的中间产物1依次经过上胶、烘干和打孔步骤，得仿真草坪产品1。本实施例中，上胶所使用的粘合剂为羧基丁苯胶乳，粘合剂的用量为1.1kg/m2织草底布1。上胶完成后，在115℃条件下烘干20min后，打孔。其中，打孔的密度为：纵向相邻孔的间距为90cm，横向相邻孔的间距为5cm。
实施例2
称取900g线性低密度聚乙烯、50g高密度聚乙烯、150g功能弹性材料、60g色母、20g爽滑母粒、20g成核剂以及10gPPA，充分混合后，在单螺杆挤出设备中依次经挤出和拉伸步骤；然后，在140℃条件下，用热风定型的方法进行二次拉伸定型后，收卷得分特克斯为1666的草丝纤维2。本实施例中，所选用的功能弹性材料为TPO、TPV以及POE的混合物。利用二次拉伸定型的方法，所制得的草丝纤维2具有立体螺旋结构。
草丝纤维2加捻后，进行织草步骤，将草丝纤维2织在织草底布2的表面，得中间产物2。其中，织草底布2由1层防老化基布2以及设置于防老化基布2上表面的1层空变纱罗布2组成，防老化基布2的密度为120g/m2，空变纱罗布2的密度为50g/m2。本实施例中，所制得的中间产物2中，草丝纤维2高度为60mm，单簇草丝纤维2的根数为12根，相邻行的间距为3/4英寸，编织针数为200针/米。
为有效提高所制得的仿真草坪的耐用性，防止草丝纤维在受到较大外力后从织草底布脱落，同时，便于仿真草坪的排水，防止使用者脚部打滑发生危险，本发明提供的仿真草坪的制备方法还包括由上胶、烘干和打孔组成的后处理步骤。
将上述制得的中间产物2依次经过上胶、烘干和打孔步骤，得仿真草坪产品2。本实施例中，上胶所使用的粘合剂为聚烯烃热熔胶，粘合剂的用量为0.45kg/m2织草底布2。上胶完成后，在140℃条件下烘干1min后，打孔。其中，打孔的密度为：纵向相邻孔的间距为95cm，横向相邻孔的间距为10cm。
实施例3
称取1000g线性低密度聚乙烯、100g高密度聚乙烯、50g功能弹性材料、100g色母、15g爽滑母粒、15g成核剂以及7gPPA，充分混合后，在单螺杆挤出设备中依次经挤出和拉伸步骤；然后，在40℃条件下，用热风定型的方法进行二次拉伸定型后，收卷得分特克斯为2000的草丝纤维3。本实施例中，所选用的功能弹性材料为TPU、TPR以及TPEE的混合物。利用二次拉伸定型的方法，所制得的草丝纤维3具有立体螺旋结构。
草丝纤维3加捻后，进行织草步骤，将草丝纤维3织在织草底布3的表面，得中间产物3。其中，织草底布3由3层防老化基布3以及设置于防老化基布3上表面的1层空变纱罗布3组成，防老化基布3的密度为300g/m2，空变纱罗布3的密度为60g/m2。本实施例中，所制得的中间产物3中，草丝纤维3高度为15mm，单簇草丝纤维3的根数为4根，相邻行的间距为3/16英寸，编织针数为350针/米。
为有效提高所制得的仿真草坪的耐用性，防止草丝纤维在受到较大外力后从织草底布脱落，同时，便于仿真草坪的排水，防止使用者脚部打滑发生危险，本发明提供的仿真草坪的制备方法还包括由上胶、烘干和打孔组成的后处理步骤。
将上述制得的中间产物3依次经过上胶、烘干和打孔步骤，得仿真草坪产品3。本实施例中，上胶所使用的粘合剂为丙烯酸酯，粘合剂丙烯酸酯的用量为1.4kg/m2织草底布3。上胶完成后，在20℃条件下烘干10min后，打孔。其中，打孔的密度为：纵向相邻孔的间距为100cm，横向相邻孔的间距为4cm。
实施例4
本实施例为测定实施例1～3制得的产品1～3的挺度及回弹性能，即草皮使用过程中抵抗弯曲或者倒伏的能力。
本实施实例中，将产品1～3分别裁剪成415mm*820mm的待测草坪样品，按照要求填充好沙粒和橡胶颗粒，置于LISPORT磨损测试仪进行耐磨损测试，LISPORT磨损测试仪装有一个钉辊在草皮表面滚动模拟场地使用进行磨损测试，来回滚动一个循环称一个周次，每隔5000周次观察并记录草丝卷曲及倒伏情况；草丝完全弯曲或者倒伏后停止实验，并记录磨损周次，所得实验结果请参阅表1.
表1：产品磨损测试结果
产品 产品1 产品2 产品3
草丝完全倒伏的磨损周次 100000 100000 120000
经上述拉伸实验测定可得，与市售同类仿真草坪相比，市售同类仿真草皮一般在60000～80000周次磨损测试后，草丝已经完全弯曲或者倒伏，本发明提供的技术方案制得的仿真草坪产品，抵抗弯曲或者倒伏的时间比常规同类仿真草坪提升了25％～100％。
综上所述，本发明提供了一种草丝纤维，所述草丝纤维的原料包括：线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、功能弹性材料、色母、爽滑母粒、成核剂以及PPA；所述功能弹性材料选自：TPE、TPO、TPV、TPU、TPR、TPEE以及POE中的一种或多种。本发明还提供了一种利用上述草丝纤维制备仿真草坪的方法，所述制备仿真草坪的制备方法为：步骤一、拉丝：线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、功能弹性材料、色母、爽滑母粒、成核剂以及PPA混合后，依次经挤出、拉伸、二次拉伸定型以及收卷，得草丝纤维；步骤二、织草：所述草丝纤维织在织草底布的表面，得中间产物；步骤三，后处理：所述中间产物依次经上胶、烘干和打孔，得仿真草坪产品。本发明提供的技术方案中，经二次拉伸定型，可得到立体螺旋结构的草丝纤维，结构新颖独特；经实验检测可得，与市售常规仿真草坪相比，本发明所制得的仿真草坪，其草丝的挺度和回弹性显著增强，可满足消费者多样化的使用需求。本发明提供的一种草丝纤维及制备仿真草坪的方法，解决了现有技术中，仿真草坪结构单一，性能无法满足多样化使用需求的技术缺陷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种草丝纤维，其特征在于，所述草丝纤维的原料包括：线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、功能弹性材料、色母、爽滑母粒、成核剂以及PPA；
所述功能弹性材料选自：TPO、TPV、TPU、TPR、TPEE以及POE中的一种或多种；
所述草丝纤维经二次拉伸定型工艺得到，所述草丝纤维为立体螺旋结构的草丝纤维。
2.根据权利要求1所述的草丝纤维，其特征在于，以质量份计，所述草丝纤维的原料包括：线性低密度聚乙烯85～100份、高密度聚乙烯5～15份、功能弹性材料5～15份、色母4～10份、爽滑母粒1～2份、成核剂1～2份以及PPA0.7～1份。
3.一种利用权利要求1或2所述的草丝纤维制备仿真草坪的方法，其特征在于，所述制备仿真草坪的制备方法为：
步骤一、拉丝：线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、功能弹性材料、色母、爽滑母粒、成核剂以及PPA混合后，依次经挤出、拉伸、二次拉伸定型以及收卷，得草丝纤维；
步骤二、织草：所述草丝纤维织在织草底布的表面，得中间产物；
步骤三，后处理：所述中间产物依次经上胶、烘干和打孔，得仿真草坪产品。
4.根据权利要求3所述的制备仿真草坪的方法，其特征在于，所述制备仿真草坪的方法还包括：加捻；
所述加捻步骤在所述步骤一与步骤二之间进行，所述草丝纤维经加捻步骤后，再进行织草步骤。
5.根据权利要求3或4所述的制备仿真草坪的方法，其特征在于，步骤一中，所述二次拉伸定型的方法为：热风定型，所述热风定型的温度为40℃～140℃。
6.根据权利要求3或4所述的制备仿真草坪的方法，其特征在于，所述草丝纤维的分特克斯为650～2000。
7.根据权利要求3或4所述的制备仿真草坪的方法，其特征在于，步骤二制得的所述中间产物，草丝纤维的高度为15mm～60mm，单簇草丝纤维的根数为4根～12根，相邻行的间距为3/16英寸～3/4英寸，编织针数为150针/米～350针/米。
8.根据权利要求3或4所述的制备仿真草坪的方法，其特征在于，所述织草底布包括：1～3层防老化基布和1层空变纱罗布，所述防老化基布的上表面设置有所述空变纱罗布。
9.根据权利要求8所述的制备仿真草坪的方法，其特征在于，所述防老化基布的密度为70g/m2～300g/m2，所述空变纱罗布的密度为45g/m2～60g/m2。
10.根据权利要求3或4所述的制备仿真草坪的方法，其特征在于，步骤三中，
所述上胶所使用的粘合剂选自：羟基丁苯、丙烯酸酯以及聚烯烃中的一种或多种，所述粘合剂的用量为0.45kg/m2～1.4kg/m2织草底布；
所述烘干的温度为20℃～140℃，所述烘干的时间为1min～20min；
所述打孔的密度为：纵向相邻孔的间距为90cm～100cm，横向相邻孔的间距为4cm～10cm。
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