CN109415878A - 具有复合填充物的人造草皮 - Google Patents

Abstract

本发明提供了包含人造草皮填充物(112)的人造草皮(100、200、300)。所述人造草皮填充物包含复合填充物部件(114)。填充物部件包括吸水纱线(404)。吸水纱线覆盖有护套(406)。护套由弹性体化合物形成。护套包括至少一个开口(408)。所述至少一个开口暴露吸水纱线。

Description

具有复合填充物的人造草皮

技术领域

本发明涉及人造草皮，特别是具有填充物的人造草皮以及用于人造草皮的填充物。

背景技术

人造草皮或人造草坪是由用于替代草的纤维制成的表面。设计人造草皮的结构使得人造草皮具有类似草地的外观。典型地，人造草皮用作用于运动(例如，英式足球、美式足球、橄榄球、网球、高尔夫球)、用于运动场或操场的表面。此外，人造草皮常常用于园林绿化应用。

人造草皮可以使用用于制造地毯的技术来制造。例如，具有草叶外观的人造草皮纤维可以植绒或连接至背衬。通常，人造草皮填充物放置在人造草皮纤维之间。人造草皮填充物是覆盖人造草皮纤维底部部分的粒状材料。使用人造草皮填充物可以具有许多优点。例如，人造草皮填充物可有助于人造草皮纤维竖直直立。人造草皮填充物还可以吸收行走或跑步的冲击，并且提供类似于在真实草皮上获得的体验。人造草皮填充物还可以通过将人造草皮地毯进行加重来使其保持平坦和保持在适当位置。

欧洲专利EP 2 206 833 A1公开了一种用于生产用于合成草结构的微粒状填充物材料的方法，所述方法设想提供一种热塑性材料块，其具有由基于椰子的材料组成的填料，对所述热塑性材料块与由基于椰子的材料组成的填料进行造粒，以获得上述微粒状填充物材料。优选地，热塑性材料是微粒形式的，并且基于椰子的材料是微粒形式的(纤维状、磨碎和/或切碎的)。通过混合热塑性材料和基于椰子的材料获得的混合物优选进行加热，以使热塑性材料软化，并且对应形成包含基于椰子的材料作为填料的热塑性材料基质。

发明内容

本发明独立权利要求中提供了人造草皮以及复合部件作为人造草皮填充物的用途。在从属权利要求中给出实施方式。

人造草皮中所用的填充物性能对人造草皮性能的实际表现有很大影响。实施方式可以使用结合了复合填充物部件的人造草皮填充物。复合填充物部件包含覆盖有护套的吸水纱线，所述护套由弹性体化合物形成。弹性体化合物为吸水纱线提供保护，并且可以用于对人造草皮填充物外观进行着色或控制。

吸水纱线可以提供将水有效储存在人造草皮填充物中的手段。随着水蒸发，其可以用于冷却人造草皮。此外，在英式足球(football)[美式足球(soccer)]中，作为游戏/比赛的一部分，运动员经常以受控的方式滑行。人造草皮填充物中具有水可以有助于运动员滑行。

在一个方面中，本发明提供了人造草皮，其包括人造草皮填充物。人造草皮填充物包含复合填充物部件。填充物部件包括吸水纱线。本文所用纱线包括连续长度的含有多个或大量互锁纤维的材料。吸水纱线覆盖有护套。护套由弹性体化合物形成。本文所用的弹性体化合物包括由具有粘弹性的聚合物所形成的材料。护套可以是挠性的，并且在变形的情况下可以回复到其原始位置。护套包括至少一个开口。至少一个开口暴露吸水纱线。

该实施方式可能是有利的，因为吸水纱线可以吸收水并保留水。通过人造草皮填充物保留水可能是有利的，因为其可以帮助在体育赛事或体育比赛期间限制人造草皮表面的温度。从吸水纱线蒸发掉水可以帮助表面冷却。此外，使得人造草皮中具有可获得的水还可以为人造草皮表面提供出色的性质用于进行各种游戏/比赛。例如，在英式足球或美式足球中，通常运动员可以进行滑行动作。人造草皮填充物中具有水可以有助于在人造草皮中赋予与来自草的真实或有机草皮相比的真实滑行或滑行能力。

在另一实施方式中，弹性体化合物在5℃至50℃之间是弹性的。弹性体化合物也可以在比该范围更高或更低的温度下是弹性的。在至少5℃至50℃下是弹性的可以具有使得人造草皮更柔软且更逼真的优点。

在另一实施方式中，吸水纱线具有圆形横截面。该实施方式可能是有利的，因为人造草皮填充物可以具有规则的形式，所述规则形式具有可预测的机械性能。

在另一实施方式中，吸水纤维包括沿长度方向延伸的纤维，所述长度方向垂直于圆形横截面或几乎垂直于圆形横截面。

在另一实施方式中，吸水纱线具有直径。该直径可以是例如圆形形状。该实施方式可能是有利的，因为人造草皮填充物可以具有规则的形式，所述规则形式具有可预测的机械性能。在一些实施方式中，纱线可以包括具有单一直径的纤维，所述单一直径小于纱线的直径。例如，纤维的单一直径可以比纱线的直径小至少5倍、10倍或50倍。

在另一实施方式中，吸水纱线包括互锁纤维。纱线的互锁可能是有利的，因为纤维在使用过程中不太可能瓦解。

在另一实施方式中，吸水纱线包含如下材料中的任意一种：吸湿纤维、粗麻纤维、黄麻纤维、棉纤维、羊毛纤维、大麻纤维、聚酯纤维、天然纤维、洋麻合成纤维、具有亲水表面的纤维以及它们的组合。使用这些纤维中的任意一些或其混合物可以提供能够以有效的方式保持水的人造草皮填充物。

使用粗麻(黄麻)纤维可能是有利的，因为粗麻具有很高的抗发霉和抗细菌性腐烂的能力。此外，相对于其本身重量，粗麻能够储存大量的水。例如，由粗麻制成的填充物材料作为吸水纱线可以使得每1公斤干人造草皮填充物中储存约450克的水。因此使用粗麻可以提供具有出色保水性能的人造草皮填充物。

粗麻或黄麻纤维还可以容易地回收。粗麻通常用于储存食物，例如马铃薯袋。可以将旧的粗麻材料或袋子重新打碎以粉碎纤维，然后容易地再纺成可用于制造人造草皮填充物的新纱线。

在另一实施方式中，护套包含以下材料中的任意一种：聚氨酯、橡胶、聚烯烃弹性体、染料、防UV添加剂、聚氨酯和多元醇、聚氨酯与对温度敏感的催化剂、单组分聚氨酯、双组份聚氨酯、聚乙烯、TPE、挤出PT、挤出TPE以及它们的组合。

在另一实施方式中，护套由固化的液体形成。纱线包括周边部分和中心区域。周边部分围绕中心区域。周边部分部分地渗透有弹性体化合物。中心区域不含弹性体化合物。该实施方式可能是有利的，因为护套可以具有对于吸水纱线的优异粘合性，同时使中心区域自由地吸收水分。

在另一实施方式中，护套占复合填充物部件重量的6％至10％。也就是说，90重量％至94重量％的复合填充物是吸水纱线。

使用具有护套的复合填充物可能是有利的，所述护套由覆盖吸水纱线的弹性体化合物形成，因为护套可以赋予吸水纱线其本身可能不具有的特质。例如，护套可以进行染色或着色，以使得人造草皮保持特定的外观。使用护套还可以保护吸水纤维并且延长其使用期限。

在另一实施方式中，护套的厚度为4微米至8微米。

在另一实施方式中，护套的长度为0.4毫米至以下任意一个值之间：0.5毫米、1.0毫米、1.5毫米、2.0毫米、2.5毫米、3.0毫米、3.5毫米、4.0毫米、4.5毫米、5.0毫米、和5.5毫米。不同长度的人造草皮填充物可以具有不同性质。

人造草皮填充物可以进行切割，以使其直径和长度相对来说是对称的。这可以提供更接近粒状且更紧密堆积的填充物。

在一些情况下,使用长度比直径长得多的人造草皮填充物可能是有利，因为人造草皮可以与其自身纠缠并且还可以与用于形成人造草皮绒头的纤维纠缠。这可以有助于将复合填充物部件相对于彼此保持在适当位置并且还减少了飞溅效果。飞溅效果是在球或其它物体弹道撞击人造草皮表面，并且大量人造草皮填充物从人造草皮表面上敲落。这导致人造草皮填充物从人造草皮表面上敲落。该效果类似于球或其它物体飞溅或撞击水坑，水坑中的水被激起。在该情况下，人造草皮填充物暂时被激起。

本文所用术语“绒头”是指共同用于形成人造草皮表面的纤维。例如，人造草皮地毯可以包含附着于背衬的大量人造草皮纤维。人造草皮纤维共同称为绒头，并且绒头形成了人造草皮表面。

人造草皮填充物的高度增加还可以具有使得人造草皮填充物堆积的紧密程度较低的优点。这可能降低运动鞋的鞋钉抓住人造草皮的可靠程度。可以调节长度，使得防滑钉充分抓住表面，能够通过鞋的要求来平衡运动性能，以释放表面，从而减少对运动员的伤害。

在另一实施方式中，复合填充物部件的厚度为0.3mm至0.5mm。复合填充物部件的厚度还可以被认为是护套的外径或厚度。选择0.3mm至0.5mm的厚度可能是有利的，因为复合填充物部件不会在人造草皮表面中堆叠过硬，但是仍然足够短，使得它们能够细密堆叠以形成类似真实草皮的表面。

在另一实施方式中，护套是圆柱形护套。护套可以例如是由于挤压过程或者可能是由于涂覆纱线的效果。这些中的任一都可能导致圆柱形护套。在一些情况下，护套具有椭圆形轮廓或者可以是不对称的。

在一些实施方式中，所述至少一个开口是圆柱形部分。例如，复合填充物部件可以是圆柱形的，可以进行切掉一端或两端使得它们类似于圆柱形部分。

在一些实施方式中，所述至少一个开口是两个开口。例如，在一实施方式中，复合填充物部件可以是圆柱形形状的，并且其可以在圆柱的一侧或两侧进行切割，由此暴露吸水纱线。

在另一实施方式中，人造草皮包括具有绒头的人造草皮地毯。所述人造草皮地毯包括背衬。人造草皮地毯还包括人造草纤维。将人造草纤维植绒到背衬中。人造草纤维形成绒头。将人造草纤维固定至背衬。将人造草皮填充物分布在绒头中。

在另一实施方式中，人造草皮包括在背衬和人造草皮填充物之间的砂层。砂层可以帮助将人造草皮地毯保持在合适位置。将人造草皮填充物放置在砂层上可以有助于提供出色的人造草皮表面。例如，砂层可以为人造草皮上的积水提供现成的排水。然而，具有过多排水可能是一个缺点，因为人造草皮填充物优选是潮湿的或具有一些水分以维持人造草皮表面的凉爽以及使得易于在人造草皮上滑行。复合填充物部件的使用可以提供容易且快速吸水的人造草皮填充物。当水喷洒在表面或下雨时，复合填充物部件将快速吸收最初施加至表面的任何水或大部分水。然后，任意额外的水可以流入砂层，任意额外的水由此从表面排出。

在另一实施方式中，人造草皮包括用于从人造草皮排出积水的排水系统。人造草皮的背衬或弹性层可以置于排水系统上。与包括砂层的实施方式一样，这可以提供调节人造草皮上的水量的方法。人造草皮填充物将快速吸收水，并且任意多余的水则将会通过排水系统排出。

在另一实施方式中，复合填充物部件具有长度。吸水纱线基本与长度对齐。纱线可以由纤维的集合制成，所述纤维扭结或形成螺纹样或束状(strand-like)结构。纱线的长度可以代表纤维的平均取向。

在另一方面中，本发明提供使用复合部件作为人造草皮填充物。复合部件包括吸水纱线。吸水纱线覆盖有护套。护套由弹性体化合物形成。护套包括至少一个开口。至少一个开口暴露吸水纤维。在人造草皮填充物中使用复合部件的优点已经在上文中进行了讨论。

应理解本发明的一个或多个上述实施方式可以进行结合，只要结合的实施方式不相互排除即可。

附图说明

在下文中参考附图仅以举例的方式更详细地解释本发明的实施方式，附图中：

图1显示人造草皮的一个示例；

图2显示人造草皮的另一个示例；

图3显示人造草皮的另一个示例；

图4显示复合填充物部件的一个示例；

图5显示了图4的复合填充物部件的侧视图；

图6显示了用于涂覆纱线的机器；

图7显示了用于涂覆具有双组份护套的纱线的双组分涂布机；

图8显示了用于涂覆纱线的机器另一个示例；并且

图9显示了用于涂覆纱线的机器另一个示例。

附图标记说明

100 人造草皮

102 人造草皮地毯

103 绒头

104 背衬

106 人造草纤维

108 固定到背衬

110 地面

112 人造草皮填充物

114 复合填充物部件

200 人造草皮

202 砂层

300 人造草皮填充物

302 弹性层

304 排水系统

400 长度

402 直径

404 吸水纱线

406 护套

408 开口

500 中心区域

502 周边区域

600 涂覆机器

602 具有纱线的线轴

604 具有经涂覆的纱线的线轴

606 双组分涂布机

608 加热器或干燥器

700 第一组分进口

702 第二组分进口

704 混合腔

706 施涂环

708 液体护套材料的喷射器或喷雾器

800 涂覆机器

802 喷头

900 涂覆机器

902 浴

具体实施方式

这些附图中相同编号表示的元件是等效元件或执行相同功能。如果功能相同，则之前讨论过的元件在后面的附图中不一定再进行讨论。

图1显示人造草皮100的一个示例。人造草皮100包括人造草皮地毯102。人造草皮地毯包括背衬104以及人造草纤维106。人造草纤维106被植绒至背衬104中，并且固定108至背衬104。人造草皮纤维106形成绒头103。人造草皮地毯102搁在地面110或表面上。在人造草纤维106之间以及绒头103内分布有人造草皮填充物112。在该示例中，人造草皮填充物112由单一复合填充物部件114制成。

图2显示人造草皮200的另一个示例。人造草皮200类似于图1所示的人造草皮100，不同的是，在背衬104和人造草皮填充物112之间另外存在砂层202。使用砂层202可能是有利的，因为其可以有助于将人造草皮地毯102保持在合适位置。其还可以具有如下技术优势：砂层202与人造草皮填充物112一起发生作用以调节人造草皮200表面上的水量。例如，如果下雨或者如果将水喷洒到人造草皮200的表面上，复合填充物部件114将快速吸收水，并且被水饱和。砂层202随后可以有助于将多余的水排出，并且防止其滞留人造草皮200的表面上。

图3显示人造草皮300的另一个示例。人造草皮表面300类似于图2所示的人造草皮表面200，并且加入多个另外的层。直接在背衬104下的是弹性层302。例如，弹性层可以是例如垫子或其他材料，例如易于吸收冲击的砂和弹性体粒状物或其混合物。弹性层302是任选的。背衬104和/或弹性层302可以具有孔或可以是多孔的，使得滞留在人造草皮300上的水可以被排出。弹性层302直接位于排水系统304上。排水系统304可以包括粒状物材料、排水砖、排水管道、或者用于将水从人造草皮300表面快速排出的其它系统。当水用于冷却或改进滑行性能时，图300所示人造草皮可以具有出色的特质。最初施加至表面的水容易被构成人造草皮填充物112的复合填充物部件114吸收。当其充满水时，多余的水进入砂层202并且可能储存于砂层。当砂层202饱和时，其可以通过背衬104和/或弹性层302排入排水系统304。

图4显示复合填充物部件114的一个示例。在该示例中，复合填充物部件是圆柱形形状的。然而，复合填充物部件并不是必须具有圆柱形形状，或者是如图所示的完美圆柱形的。复合填充物部件114可以视为具有长度400和直径402。在复合填充物部件114的内芯中是吸水纱线404。围绕吸收纱线404的是护套406，其用作吸水纱线404的保护器或包层。如图所示的复合填充物部件114可以通过用护套材料406涂覆纱线404制成。

可见在该示例中，复合填充物部件114两端都进行了切割，因此具有两个暴露的开口408。在该示例中，开口408形成了圆柱形部分。人造草皮填充物的一些性质可以通过改变直径402和长度400进行调整。如果长度400类似于直径402，则人造草皮填充物将会呈颗粒状或粒状形式。在长度400增加时，可以改变人造草皮填充物的性质。例如，人造草皮填充物可较不致密地堆积。因此，通过控制长度400或控制长度400的分布可以调整密度。另外，在长度400增加时，由于各种复合填充物部件114可能与它们自身和/或人造草纤维纠缠在一起，因此可以降低人造草皮填充物飞溅的趋势。

图5显示了复合填充物部件114的侧视图。侧视图显示开口408。吸水纱线404具有中心区域500和周边区域502。吸水纱线404的周边区域与护套406接触。在一些示例中，护套406可以作为液体或流体施加至吸水纱线404。纱线的一些纤维可以与用于形成护套406的材料接触或与之混合。这可以导致部分或充分渗透有护套材料的区域。部分或充分渗透有护套材料的区域是周边区域502。中心区域500不会填充有任意的护套材料406。中心区域500可自由地吸收其能够吸收的全部水量。在一些示例中，周边区域502可以帮助护套406附着到吸水纱线404。

图6显示用于涂覆纱线404的涂覆机器600的一个示例。在该示例中，存在一个具有未涂覆纱线602的线轴，它通过机器到达具有经涂覆纱线604的线轴。经涂覆纱线604可以稍后切割为复合填充物部件。在一些示例中，纱线404在涂覆后立即切割为复合填充物部件。在离开线轴602后，纱线404通过双组份涂布机606。双组份涂布机606将护套以液体形式施加在纱线404上。经涂覆纱线404任选地通过加热器或干燥器608。例如，加热器或干燥器608可以用于去除护套材料中的水，并且在一些情况下可以用于使催化剂活化。

图7更详细地显示双组份涂布机606。双组份涂布机606具有用于第一组份700的进口以及用于第二组份702的进口。例如，两个组份可以是双组份聚氨酯涂料的组分。然后，第一和第二700、702进口连接到混合室704中，在此两种组分进行混合。然后经混合的组分进入施涂环(applicator ring)706。该环具有喷射器或喷雾器708，其用于在吸水纱线404穿过双组分涂布机606时将护套材料喷到吸水纱线上。可以选择两个组分的混合物，使得吸水纱线404上的涂层均匀并固化而不会滴下或滴落。取决于所用的具体混合物，可以使用或不使用加热器或干燥器608。

图8显示了替代性涂布机器800。在附图中，如图8所示，双组份涂布机606由喷淋头802替代。喷淋头802在纱线通过喷淋头802下方时将液体护套材料喷洒或滴落到纱线404上。在一些示例中，在喷淋头802之后可以存在另外的部件，该部件去除多余的液体护套材料。例如，纱线404可以穿过孔口或滚轮，这有助于调节施加到纱线404的流体量。

图9显示涂布机器900的另一个示例。该机器900类似于图8和图6中所示的机器800和600。然而，在该示例中使用浴902。纱线404进入浴902，并且获取一些液体或流体形式的护套材料。随后，任选地通过加热器608，其可以例如用于进行干燥或使催化剂活化。在一些示例中，在浴902和加热器608之间具有另外的部件，以去除多余的流体。例如，纱线404可以通过用于去除多余护套材料的孔口或经过辊。图9所示的示例可以例如用于单一组分的护套材料或涂料。如果使用催化剂，则浴902可以长时间静置，并且可以连续使用而不用担心涂料材料会过早凝固。

Claims (21)

1.包含人造草皮填充物(112)的人造草皮(100、200、300)，其中，所述人造草皮填充物包含复合填充物部件(114)，填充物部件包含吸水纱线(404)，吸水纱线覆盖有护套(406)，该护套由弹性体化合物形成，护套包括至少一个开口(408)，该至少一个开口暴露吸水纱线。

2.如权利要求1所述的人造草皮，其中，弹性体化合物至少在5℃至50℃之间是有弹性的。

3.如权利要求1或2所述的人造草皮，其中，吸水纱线具有圆形横截面。

4.如权利要求1、2或3所述的人造草皮，其中，吸水纱线具有直径。

5.如权利要求1-4中任一项所述的人造草皮，其中，吸水纱线包含互锁纤维。

6.如前述权利要求中任一项所述的人造草皮，其中，所述吸水纱线包含以下材料中的任意一种：吸湿纤维、粗麻纤维、黄麻纤维、棉纤维、羊毛纤维、大麻纤维、聚酯纤维、天然纤维、亚麻纤维、洋麻纤维、荨麻纤维、剑麻纤维、合成纤维、具有亲水表面的纤维以及它们的组合。

7.如前述权利要求中任一项所述的人造草皮，其中，吸水纱线包括椰子纤维。

8.如前述权利要求中任一项所述的人造草皮，其中，所述护套包含以下材料中的任意一种：聚氨酯、橡胶、聚烯烃弹性体、染料、防UV添加剂、聚氨酯和多元醇、聚氨酯与对温度敏感的催化剂、单组分聚氨酯、双组份聚氨酯、聚乙烯、TPE、挤出PT、挤出TPE以及它们的组合。

9.如前述权利要求中任一项所述的人造草皮，其中，护套由固化的液体形成，纱线包括周边部分和中心区域，该周边部分围绕中心区域，该周边部分部分地渗透有弹性体化合物，并且中心区域不含弹性体化合物。

10.如前述权利要求中任一项所述的人造草皮，其中，所述护套占复合填充物部件重量的6％至10％。

11.如前述权利要求中任一项所述的人造草皮，其中，所述护套的厚度为4微米至8微米。

12.如前述权利要求中任一项所述的人造草皮，其中，所述护套的长度(404)在0.4毫米和以下任意一个数值之间：0.5毫米、1.0毫米、1.5毫米、2.0毫米、2.5毫米、3.0毫米、3.5毫米、4.0毫米、4.5毫米、5.0毫米、和5.5毫米。

13.如前述权利要求中任一项所述的人造草皮，其中，复合填充物部件的厚度(402)为0.3毫米至0.5毫米。

14.如前述权利要求中任一项所述的人造草皮，其中，所述护套是圆柱形护套。

15.如权利要求14所述的人造草皮，其中，至少一个开口是圆柱形部分。

16.如前述权利要求中任一项所述的人造草皮，其中，所述至少一个开口是两个开口。

17.如前述权利要求中任一项所述的人造草皮，其中，人造草皮包含具有绒头(103)的人造草皮地毯(102)，该人造草皮地毯包括背衬(104)；该人造草皮地毯还包括人造草纤维(106)，该人造草纤维被植绒至背衬中，该人造草纤维形成绒头，该人造草纤维被固定至背衬，并且人造草皮填充物分布在绒头中。

18.如权利要求17所述的人造草皮，其中，人造草皮包括在背衬和人造草皮填充物之间的砂层(202)。

19.如权利要求17或18所述的人造草皮，其中，人造草皮包括在背衬下方的排水系统(304)，其构造成用于从人造草皮排出积水。

20.如前述权利要求中任一项所述的人造草皮，其中，复合填充物部件具有长度(400)，并且吸水纱线基本上与长度对齐。

21.复合部件用作人造草皮填充物的用途，其中，所述复合部件包含吸水纱线，该吸水纱线覆盖有护套，该护套由弹性体化合物形成，该护套包括至少一个开口，该至少一个开口暴露吸水纱线。