CN108503925A - 用于人造草坪的环保型填料和其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于人造草坪的环保型填料和其制造方法,其目的在于提供一种用于人造草坪的环保型填料和其制造方法,用于人造草坪的环保型填料由天然成分构成,并且具有防虫、抗菌及水质净化功能。本发明中,环保型填料(10)以位于人造草坪结构体(20)的绒头纱线(21)之间的形式在基底布(22)上形成规定厚度的填料层(30)并被填充,环保型填料包括8‑15wt%树皮粉末、8‑15wt%沸石、3‑8wt%漆树粉或者漆树液、3‑10wt%桂皮粉、15‑25wt%碳酸钙、15‑25wt%聚乙烯(PE)、15‑25wt%弹性材料、5‑15wt%油,弹性材料是在SEBS、乳胶、硅橡胶中选择的一个以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于人造草坪的环保型填料和其制造方法,就用于人造草坪的环保型填料而言,聚乙烯(PE)及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS,Stylene-ethylene/buthylene-stylene)混合挤压成型于环保型天然材料,从而具有雨水净化及防虫、抗菌功能,并且对人体无害,环保型天然材料包括树皮粉末(松树皮、松子皮等针叶树类树皮粉末)和桂皮粉(桂树、肉桂树等樟科的树皮粉末)及漆树粉(或者漆树液)等。
背景技术
为了防止产生灰尘,在棒球场、足球场等设置有天然草坪,天然草坪的费用很高,并且难以管理,因此,近来人造草坪的设置正在增加,人造草坪具有天然草坪的触感的同时可持久使用,并且维持费用低。
通常,人造草坪包括:人造草坪结构体,其利用多股长丝纱线形成草坪层;填料,其填充于所述人造草坪结构体的长丝纱线之间,作为填料,广泛使用粉碎废轮胎的SBR(Styrene Butadiene Rubber,丁苯橡胶)碎片或者EPDM(ethylene propylene dienemonomer,三元乙丙橡胶)碎片。
但是,因为如上所述的废轮胎橡胶碎片带有黑色,所以吸收太阳光,使得球场的温度上升,因此存在如下问题:不仅使得运动环境恶化,而且若是在气温超过摄氏30℃的夏天,则在橡胶碎片产生刺鼻的气味,并且粘附因灼热的地热而被融化的橡胶碎片或者产生有害气体,并且水分含量少的同时产生很多摩擦热,从而当使用者滑倒时发生灼伤危险。
尤其,在长时间使用废轮胎橡胶碎片的情况,存在如下问题:产生粉尘,从而不仅释放重金属等有害成分,而且在使用人造草坪的使用者的鞋或衣服上沾附粉尘,因此损害使用者的健康。
此外,为了消除如上所述的废轮胎橡胶碎片的问题,广泛使用通过使得SEBS或者EPDM橡胶交联而制成的弹性聚合物,但是这些弹性聚合物也含有对人体有害的化学物质,从而存在长时间或者在高温的夏季产生化学药品固有的气味或恶臭等许多问题。
先行技术文献
专利文献
(专利文献0001)登记专利公报登记号10-1295230(2013.08.05)
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于人造草坪的环保型填料和其制造方法,用于人造草坪的环保型填料由包括树皮粉末、桂皮粉等的环保型成分构成,并且具有防虫、抗菌及水质净化功能。
本发明中,环保型填料10以位于人造草坪结构体20的绒头纱线21之间的形式在基底布22上形成规定厚度的填料层30并被填充,环保型填料包括8-15wt%树皮粉末、8-15wt%沸石、3-8wt%漆树粉或者漆树液、3-10wt%桂皮粉、15-25wt%碳酸钙、15-25wt%聚乙烯(PE)、15-25wt%弹性材料、5-15wt%油,弹性材料是在SEBS、乳胶、硅橡胶中选择的一个以上。
本发明中,只由天然成分构成,从而完全不排出对人体有害的化学物质,利用桂皮粉、漆树粉或漆树液以及沸石来防止在人造草坪内霉菌等的各种病菌或者细菌的增殖,并且可通过自身净化功能对流入的水或者雨水进行净化及杀菌处理。
本发明中,由于含有桂皮粉,因而不仅具有优秀的抗菌效果和抑制产生螨虫的效果,而且在添加通过两次反复的热处理及冷却而被软化的桂皮粉的情况下,也表现因桂皮油而产生的表面涂层效果,从而具有更加提高抗菌性能及防护性能的效果。
本发明中,在用聚乙烯(PE)对沸石的表面进行表面处理后,使得树皮粉末、桂皮粉及漆树粉混合,从而具有在成型体成型时天然材料的粉末涂覆/固定于沸石的效果。
本发明中,天然材料粉末及沸石都具有多孔性,从而不仅具有吸收水分及细粉尘等的保湿及过滤效果,而且具有如下功能:在人造草坪的温度上升时,使得吸收的水分慢慢散发,从而调节温度。
本发明中,使得含有大量多酚、黄酮类等的抗氧化成分的松树皮等针叶树类树皮粉末混合,从而具有如下效果:赋予强大的抗炎症及抗菌活性功能,从而有助于使用者的健康。
本发明中,使得在SEBS、乳胶、硅橡胶中选择的一个以上的弹性材料混合并涂覆,从而自身具有规定的弹性及弹性复原力,由此具有在产生外部冲击时防止破损并抑制产生粉尘等许多效果。
附图说明
图1是表示根据本发明的环保型填料的填充状态的示例图。
图2是表示根据本发明的环保型填料制造方法的一个实施例的方块示例图。
图3是根据本发明的环保型填料的照片示例图。
具体实施方式
图1示出了表示根据本发明的环保型填料的填充状态的示例图,环保型填料10以位于人造草坪结构体20的绒头纱线21之间的形式在基底布22上形成规定厚度的填料层30并被填充,环保型填料包括8-15wt%树皮粉末(桂皮粉除外)、8-15wt%沸石、3-8wt%漆树粉或者漆树液、3-10wt%桂皮粉、15-25wt%碳酸钙、15-25wt%聚乙烯(PE)、15-25wt%弹性材料、5-15wt%油,弹性材料是在SEBS、乳胶、硅橡胶中选择的一个以上。
所述树皮粉末是除了桂皮粉之外的树的树皮粉,优选地,使用松树皮、松子皮、朝鲜冷杉皮、杜松皮等针叶树类的树皮粉,更加优选地,使用松树皮粉末。
所述针叶树类树皮粉末含有各种挥发性抗菌物质,即,天然多酚成分,从而不仅赋予强大的抗炎症及抗菌活性,而且赋予抗氧化、抗病毒、免疫增强、哮喘改善、血液循环的促进、运动力增强等各种生理活性效能。
使用进行如下处理的如上所述的树皮粉末:使用蒸汽进行杀菌,并在60℃-90℃温度下进行4-8小时热风干燥后,用100-500目(mesh)进行粉末化。
此外,所述树皮粉末具有优秀的水分调节功能及恶臭吸附性,并且由比树干的木栓形成层更加外侧的组织构成,从而具有优秀的透气性及排水性。
所述沸石是典型的远红外线放射物,除了吸附各种金属离子的有效净化作用之外,还具有吸附放射线的阳离子的功能,并且所含有的钠(Na)离子与水中的钙(Ca)、镁(Mg)进行离子交换,从而具有下雨时净化流入至人造草坪的雨水的功能。
本发明中,添加8-15wt%沸石,以便利用沸石的离子交换性而使得抗菌性更加强化的同时,实现对人体有益的远红外线放射功能。换句话说,若添加8wt%以下的沸石,则远红外线放射性下降,若添加15wt%以上的沸石,则吸附性变强,从而使得其他成分的分散性降低,因此应在适当的范围内进行添加。此外,优选地,本发明的沸石(zeolite)的添加量为250-350μm。
此外,所述沸石与聚乙烯(PE)进行混合热处理,从而使得比表面积和孔隙率提高,进而不仅具有优秀的吸收性及抗菌性,而且使得强度增强。
所述漆树粉或者漆树液涂覆于成型体或渗透至成型体内,从而赋予防湿、防虫、防燃、抗菌的功能。尤其,所述漆树粉或者漆树液渗透至成型体内的树皮粉末及桂皮粉内,从而具有如下功能:在热处理时防止天然粉末的碳化现象,与此同时,使得成型体长时间保存。此外,所述漆树粉或者漆树液也渗透至沸石及碳酸钙的多孔内,从而长时间维持防湿、防虫、防燃、抗菌功能。
所述漆树粉或者漆树液与树皮粉末、桂皮粉相混合,从而具有如下功能:在热处理时防止天然粉末的碳化现象,与此同时,使得天然粉末长时间保存。
为了使得抗菌效果更加增强而添加所述桂皮粉,在混合3wt%以下的桂皮粉的情况,因桂皮粉而产生的抗菌效果不足,在混合10wt%以上的桂皮粉的情况,桂皮粉的香味不仅太强,而且成型性下降。并非特别限定所述桂皮粉的制造方法,但是优选地,使用在使得桂皮冻结干燥后粉碎的桂皮粉。
此外,可添加通过热处理而被软化的所述桂皮粉。换句话说,可使用进行如下处理的所述桂皮粉:在90℃-95℃下进行8-10分钟热处理,使其冷却至20℃-40℃后,重新在90℃-95℃下对其进行8-10分钟热处理,并且再冷却至20℃-40℃。
如上所述,在相同的条件下依次反复进行两次热处理及冷却的桂皮粉与在不同的条件下进行热处理及冷却的桂皮粉相比,进行更加有效的软化作用,从而桂皮粉内的抗菌物质被提取到外部,由此使得抗菌力更加提高约2-4倍程度。
此外,若在相同的条件下依次反复进行两次热处理及冷却,则桂皮油通过热处理被提取后在表面进行冷却,从而也表现出因桂皮油而产生的表面涂层效果,进而更加提高抗菌性能及防护性能。换句话说,通过热处理被软化的桂皮粉与没有进行热处理的桂皮粉相比实质上具有约3-8倍的抗菌性,不仅如此,因桂皮油的表面涂层作用而长时间持续防护性能。
此外,在进行两次以上的热处理及冷却的情况,发生因桂皮油而产生的表面涂层效果反而更加减少的现象,因此优选地进行两次热处理冷却过程。
此外,本发明还可额外地包括2-5wt%柠檬酸。所述柠檬酸是具有强的杀菌力的抗菌剂,在将其与桂皮粉相混合而添加的情况,更加增强抗菌性。但是,在添加5wt%以上的所述柠檬酸的情况,会抑制其他成分的特性表现,降低成型性,若添加2wt%以下的所述柠檬酸,则降低抗菌性,因此在添加时限定在所述范围内。
所述碳酸钙(CaCO3)是为了通过提高填料的比重来防止流失而添加的补强填料,在添加25wt%以上的所述碳酸钙的情况,会降低填料的弹性力,在添加15wt%以下的所述碳酸钙的情况,会产生因降雨等而流失的现象。
所述聚乙烯(PE)是无毒性且不产生环境激素的材料,不仅使得弹性材料的柔韧性和弹性力更加提高,而且与沸石进行混合/熔融以及涂覆,从而使得树皮粉末、桂皮粉及弹性材料的混合性及成型性提高。
换句话说,所述聚乙烯与沸石相混合后,在作为聚乙烯的熔点温度的85℃-110℃下进行加热,并涂覆于沸石的表面,从而使得针对树皮粉末、桂皮粉及在SEBS、乳胶、硅橡胶中选择的一个以上的弹性材料的混合性和粘着性及成型性提高。
在添加15wt%以下的所述聚乙烯(PE)的情况,弹性材料的柔韧性和弹性力的提高效果微不足道,不仅如此,树皮粉末及桂皮粉的附着效果也微不足道,在添加25wt%以上的所述聚乙烯(PE)的情况,使得抗菌性降低,因此在适当范围内进行添加。
所述苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS,Stylene-ethylene/buthylene-stylene)具有与天然橡胶最类似的物性,赋予弹性及弹性恢复力,具有耐冲击性和防滑功能,不仅如此,其自身为块状结构,因此在混合(组合)时起到防止交联形成的作用。
此外,所述乳胶(天然乳胶)或者硅橡胶赋予弹性及弹性恢复力,具有耐冲击性和防滑功能,但是优选地,在本发明中作为弹性材料添加SEBS。
在添加15wt%以下的所述弹性材料的情况,弹性力及防滑功能显著下降,在添加25wt%以上的所述弹性材料的情况,抗扯强度(tear strength)下降。
所述油是作为软化剂添加的,添加环烷类油、石蜡类油、芳香类油、酞酸二辛酯、酞酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、石蜡类或者石蜡-环烷类矿物油等等向人造草坪的填料中添加的公知的油。
图2示出了表示根据本发明的环保型填料制造方法的一个实施例的方块示例图。
本发明包括:一次混合步骤,在混合沸石和聚乙烯后,在85℃-110℃下进行10-20分钟搅拌混合;二次混合步骤,在一次混合步骤后,添加树皮粉末、漆树粉或者漆树液、桂皮粉、碳酸钙、弹性材料及油,在80℃-100℃下进行20-30分钟搅拌并混合;挤压步骤,在二次混合步骤后,通过挤压而使得环保型填料成型。
在所述一次混合步骤中,8-15wt%沸石和15-25wt%聚乙烯(PE)相混合,在二次混合步骤中,混合8-15wt%树皮粉末、3-8wt%漆树粉或者漆树液、3-10wt%桂皮粉、15-25wt%碳酸钙、15-25wt%弹性材料、5-15wt%油,弹性材料是在SEBS、乳胶、硅橡胶中选择的一个以上。此外,在所述二次混合步骤中还可额外混合2-5wt%柠檬酸。
此外,在如上所述的制造方法中,使得颗粒化的环保型填料成型,如上所述,挤压成型的环保型填料具有1.0-5.0mm粒径、1.1-1.8g/cm3比重、18-24kg/cm2抗张强度,并且具有99.9%以上的抗菌性。
实施例1
在混合10wt%沸石、20wt%聚乙烯后,在85℃-110℃下进行约20分钟搅拌混合,添加10wt%树皮粉末(松树皮)、5wt%漆树粉、5wt%桂皮粉、20wt%碳酸钙、20wt%SEBS、10wt%油,在80℃-100℃下进行约30分钟搅拌并混合后挤压成型。
其结果,如图3所示,使得没有产生表面破裂的颗粒状环保型填料成型。
实施例2
在混合10wt%沸石、20wt%聚乙烯后,在85℃-110℃下进行约20分钟搅拌混合,添加10wt%树皮粉末(松树皮)、5wt%漆树粉、5wt%桂皮粉、20wt%碳酸钙、20wt%SEBS、10wt%油,在80℃-100℃下进行约30分钟搅拌并混合后,将其成型为试件(5cm×5cm),并对其抗菌性进行了测试。
此时,作为对照组使用了均质器膜(stomacher film)(5cm×5cm),其结果显示在下面【表1】。
【表1】
※CFU:集落形成单位
※接种菌细菌浓度(CFU/mL):大肠菌:3.3×105、绿脓杆菌:3.6×105、金黄色葡萄球菌:2.3×105
※使用菌株:大肠杆菌ATCC 8739
绿脓杆菌ATCC 15442
金黄色葡萄球菌ATCC 6538P
本发明并非限于如上所述的特定的优选实施例,在没有脱离权利要求书中请求的本发明的要旨的情况下,若是该发明所属的技术领域中具有通常知识的技术人员,则当然可以进行各种变形实施,并且类似的变更包括在权利要求书记载的范围内。
标号说明
10:用于人造草坪的环保型填料
20:人造草坪结构体 21:绒头纱线
22:基底布 30:填料层
100:人造草坪
Claims (5)
1.一种用于人造草坪的环保型填料,其特征在于,包括:
8-15wt%除桂皮粉之外的树皮粉末、8-15wt%沸石、3-8wt%漆树粉或者漆树液、3-10wt%桂皮粉、15-25wt%碳酸钙、15-25wt%聚乙烯(PE)、15-25wt%弹性材料、5-15wt%油,弹性材料是在SEBS、乳胶、硅橡胶中选择的一个以上,
针对所述桂皮粉,在90℃-95℃下进行8-10分钟热处理,冷却至20℃-40℃后,重新在90℃-95℃下进行8-10分钟热处理,并且再冷却至20℃-40℃,从而被软化。
2.根据权利要求1所述的用于人造草坪的环保型填料,其特征在于,
树皮粉末是针叶树类树皮粉。
3.根据权利要求1所述的用于人造草坪的环保型填料,其特征在于,
还包括2-5wt%柠檬酸。
4.一种用于人造草坪的环保型填料制造方法,其特征在于,包括:
一次混合步骤,在混合沸石和聚乙烯后,在85℃-110℃下进行10-20分钟搅拌混合;
二次混合步骤,在一次混合步骤后,添加除桂皮粉之外的树皮粉末、漆树粉或者漆树液、桂皮粉、碳酸钙、油及弹性材料,并在80℃-100℃下进行20-30分钟混合搅拌,弹性材料是在SEBS、乳胶、硅橡胶中选择的一个以上;
挤压步骤,在二次混合步骤后,通过挤压而使得填料成型,
针对所述桂皮粉,在90℃-95℃下进行8-10分钟热处理,冷却至20℃-40℃后,重新在90℃-95℃下进行8-10分钟热处理,并且再冷却至20℃-40℃,从而被软化。
5.根据权利要求4所述的用于人造草坪的环保型填料制造方法,其特征在于,
填料具有1.0-5.0mm粒径、1.1-1.8g/cm3比重、18-24kg/cm2抗张强度。
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