DE20321491U1

DE20321491U1 - Garn für einen Kunstrasen-Bodenbelag, Kunstrasen-Bodenbelag und Spielfeld mit einem solchen Garn

Info

Publication number: DE20321491U1
Application number: DE2003221491
Authority: DE
Original assignee: Lankhorst Pure Composites BV
Current assignee: Lankhorst Pure Composites BV
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2013-05-29
Also published as: ATE459758T1; EP1739233B1; US7611763B2; AU2003238715A1; EA200501874A1; AR044468A1; US20070166507A1; CN1820095A; EP1739233A1; EP1631708A1; EA007555B1; PT1739233E; NZ543861A; CA2525826A1; ES2339692T3; DE60331603D1; JP2006526078A; AU2003238715B2; WO2004106601A1; BR0318320A

Abstract

Garn für Fäden eines Kunstrasen-Bodenbelags, das eine streifenförmige Faser (4; 54) mit flachem Querschnitt aufweist, wobei eine Seite der streifenförmigen Faser (4; 54) eine Farbe und/oder einen Farbton aufweist, die/der sich von der Farbe und/oder dem Farbton der anderen Seite unterscheidet.

Description

TECHNISCHES SACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Garn für einen Kunstrasen-Bodenbelag, einen Kunstrasen-Bodenbelag mit einem solchen Garn und ein Spielfeld mit einem solchen Garn und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Garns.
STAND DER TECHNIK
Kunstrasen – der auch als Kunstgras- oder Kunstrasen-Spielfeld bekannt ist – wird üblicherweise als teppichartiger Bodenbelag, typischerweise mit mehr oder weniger aufrechtstehenden Einzelfaser- oder Mehrfaserfäden, die an einer Substratbahn befestigt sind und aufrecht von dieser Bahn abstehen, verwendet. Die Fäden können aus dünnem flachen Garn aus Kunststoffmaterial gefertigt sein. Die Fäden können zu Büscheln zusammengefasst sein, die an der Substratbahn befestigt sind. Die Substratbahn weist üblicherweise eine textile oder textilartige Struktur auf und ist normalerweise ebenfalls aus Kunststoffmaterial gefertigt.
Solche Bodenbeläge bedecken üblicherweise eine Bodenfläche, um ein Spielfeld zu bilden, und dienen generell als Ersatz für ein Naturgras-Spielfeld oder eine andere herkömmliche Spielfeldfläche, die weniger widerstandsfähig gegenüber intensiver Benutzung ist, mehr Pflege benötigt und generell eine ungleichförmigere und unebenere Fläche bildet.
Eine elastische Unterlage kann unter dem Teppich und auf der festen Bodentragfläche platziert sein, um einen Stoßdämpfungseffekt zu bewirken. Bekannt ist auch die Verwendung von körnigen Füllstoffen auf der Substratbahn und um die Fäden herum, um eine aufrechte Position der Fäden zu unterstützen.
Ein Beispiel für einen solchen Kunstrasen-Bodenbelag ist in der internationalen Patentanmeldung WO 98/56993 beschrieben.
Die Fäden solcher Kunstrasen-Bodenbeläge müssen mehrere Anforderungen erfüllen. Eine Anforderung ist die Elastizität, d. h. die Fäden müssen zurückfedern, nachdem sie flach gegen den Boden gedrückt worden sind, beispielsweise von den Füßen eines Spielers, und die Fäden sollten in der Lage sein, schnell und wiederholt zurückzufedern. Ferner sollten insbesondere für Fußballspiele die Fäden ausreichend starr sein, um einen darauf liegenden Ball in ausreichendem Abstand über der Substratschicht zu halten. Zur Erfüllung dieser Anforderungen sind die Fäden üblicherweise aus flexiblen elastischen Materialien gefertigt, die ihre ursprüngliche Form selbst nach starken Verformungen wiedererlangen, wie z. B. Polypropylen, lineares Polyethylen niedriger Dichte oder ein Block-Copolymer aus Polypropylen und Polyethylen. Eine weitere Anforderung besteht darin, dass die Fäden eine gute Haltbarkeit aufweisen müssen. Insbesondere sollten die Fäden nicht zu leicht fibrillieren. Eine weitere Anforderung besteht darin, dass der Reibungskoeffizient zwischen den Fäden und der menschlichen Haut nicht zu groß sein sollte, um beim Rutschen über das Gras Abschürfungen an der menschlichen Haut zu vermeiden. Insbesondere hinsichtlich der letztgenannten Eigenschaft ist eine Verbesserung wünschenswert, um Kunstrasen zu einem attraktiven Ersatz für Naturrasen für Spiele und andere Zwecke, wie z. B. als Kinderspielplatz, zu machen, auf dem beispielsweise beim Fußballspielen zu zahlreichen Kontakten mit über das Gras rutschender Haut kommt oder kommen kann.
ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu bieten, mit der Kunstrasen zu einem attraktiveren Ersatz für Naturrasen für Spiele und andere Zwecke gemacht wird, insbesondere mit Blick auf ein attraktives Erscheinungsbild.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit einem Garn nach Anspruch 1. Die Erfindung kann ferner als Kunstrasen-Bodenbelag nach Anspruch 2, bei dem die Fäden aus einem solchen Garn gefertigt sind, und als Spielfeld nach Anspruch 3, das einen solchen künstlichen Bodenbelag aufweist, ausgeführt sein.
Weitere Aspekte, Wirkungen und Details der Erfindung sind in der detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine quergeschnittene schematische Endansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kunstrasen-Spielfelds,
2 zeigt eine quergeschnittene vergrößerte Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Einzelfaser-Fadenmusters,
3 zeigt eine quergeschnittene schematische vergrößerte Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Einzelfaser-Fadenmusters, und
4 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Einzelfaser-Fadenmusters mit kleiner Länge.
ARTEN ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird zunächst anhand der derzeit bevorzugtesten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Das Muster eines in 1 gezeigten künstlichen Spielfelds weist einen Bodenteil 1 und einen den Boden bedeckenden Kunstrasen-Bodenbelag 2 auf. Es können weitere Schichten zwischen dem Boden 1 und der Abdeckung 2 vorgesehen sein, beispielsweise zum Ausgleichen von Irregularitäten im Boden, zum Dämpfen und/oder zum Absorbieren von Feuchtigkeit. Der Kunstrasenbelag 2 gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist eine Trägerschicht 3 und nahe beieinanderliegende Büschel 4 aus U-förmigen flachen schmalen gebogenen Streifen oder Fäden 5 auf, die künstliche Grashalme bilden. Die Fäden 5 sind auf der Trägerschicht befestigt, welche aus einem Gewebe 6 und einer Bindemittelschicht 7 gebildet ist. Das Gewebe kann beispielsweise aus wetterbeständigem Kunststoff gefertigt sein, wie z. B. Polypropylen oder Nylonfasermaterial.
Die Büschel 4 sind um oder durch die die Basisbahn bildenden Fäden eingesetzt und von dem Klebematerial der Bindemittelschicht 7 festgehalten, in der das Gewebe 6 und die Büschel 4 teilweise eingebettet sind. Die Enden der Fäden 5, die aufrecht von der Trägerschicht 3 abstehen, können beispielsweise, wie dargestellt, fibrilliert sein, um dem Kunstrasen ein glatteres Erscheinungsbild und weichere taktile Eigenschaften zu verleihen und seine Flüssigkeitsrückhalteeigenschaften zu verbessern. Ferner kann ein profilierter Querschnitt vorgesehen sein, um das glatte Erscheinungsbild und die weichen taktilen Eigenschaften noch zu verbessern.
Die von der Trägerschicht 3 aus gemessene Florhöhe liegt vorzugsweise zwischen 1 und 8 Zentimetern. Wenn der Flor relativ hoch ist, kann es sinnvoll sein, den Flor teilweise mit einem Füllstoff, wie z. B. Sand und/oder Kautschuk und/oder einem anderen Granulat, aufzufüllen, so dass der Faden weniger leicht vollständig flach auf die Trägerschicht gedrückt werden kann. Die Breite der Fäden 5 liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 20 mm, wobei relativ breite Fäden in Form eines von einer mit Längsnuten und -rippen versehenen Folie stammenden Streifens (siehe 3) vorgesehen sind. Die Anzahl von Halmen pro Büschel 4 liegt vorzugsweise zwischen 1 und 12. Die Dicke des Garns liegt vorzugsweise zwischen ungefähr 0,04 und 0,2 mm. Wenn die Büschel aus ei nem profilierten Streifen mit Nuten 60 und Rippen 61 gebildet sind, spalten sich die Halme in Nachbarschaft des Gewebes 6 bei Benutzung oder infolge eines speziellen Bearbeitungsschritts in eine große Anzahl von Halmen. Dadurch kann beispielsweise ein feiner Rasen erhalten werden, wobei nur eine begrenzte Anzahl von Streifen, zum Beispiel ein bis drei oder bis zu sechs Streifen pro Büschel, bearbeitet wird.
Das Garn für die Fäden 5 des Kunstrasen-Bodenbelags 2 gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein aus einer Einzelfaser 4 gebildetes Garn, wobei die Einzelfaser 4 von einem Streifen mit einer Kernschicht 8 und zwei Außenschichten 9, die jeweils auf einer von zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Kernschicht 8 angeordnet sind (2), abgeschnitten oder abgespalten ist. Die Außenschichten 9 sind aus einem anderen Material gefertigt als die Kernschicht 8. Die Kernschicht 8 weist zumindest Polyester oder ein Polyolefinmaterial auf, und die Außenschichten 9 weisen jeweils Polyethylen hoher Dichte (HDPE) auf. Da das Garn einen Einzelfaser-Aufbau aufweist, ist kein Zwirnen zum Herstellen der Fäden erforderlich, und es ist nicht möglich, dass ein vorzeitiger Verschleiß durch Fibrillieren der Fäden auftritt.
Das Herstellen von Garn gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Extrudieren der Kernschicht 8 und der Außenschichten 9 und das Bringen der Schichten in eine Mehrschichtkonfiguration, wobei die Kernschicht 8 zwischen den zwei Außenschichten 9 angeordnet ist. Das Extrudieren der Schichten 8, 9 erfolgt vorzugsweise gleichzeitig durch Koextrudieren der Schichten.
Wenn die Haut eines Spielers über den Kunstrasenbelag 2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel rutscht, kommt die Haut praktisch nur mit HDPE-Material auf der Außenseite der streifenförmigen Fäden 5 in Kontakt. HDPE hat einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten mit der menschlichen Haut, so dass die Gefahr einer Verletzung und sichtbarer Hautabschürfungen relativ gering ist. Trotz der Verwendung von gestrecktem HDPE in den Außenschichten des streifenförmigen Fasermaterials, das nach starken Verformungen rela tiv schlecht seine ursprüngliche Form wiedererlangt, zeigt ein Kunstrasen mit einem Garn, wie es hier vorgeschlagen wird, ein Formwiedererlangungsverhalten, das dem von allein aus dem Kernmaterial gebildeten Garn im Wesentlichen gleich ist, und das trotz der Tatsache, dass HDPE in demjenigen Teil des Materials vorhanden ist, der beim Biegen des Fadens 5 am weitesten von der Neutralen entfernt ist.
Ferner wird die Haltbarkeit des Kunstrasen verbessert, da die HDPE-Schichten die Tendenz des Materials, bei Benutzung zu fibrillieren, reduzieren.
Die Kernschicht weist vorzugsweise Polypropylen, eine Mischung aus Polypropylen und Kautschuk, ein Block-Copolymer aus Polypropylen und Polyethylen oder ein linearem Polypropylen niedriger Dichte oder Polyethylenterephthalat auf. Somit wird eine gute Haftung zwischen den Schichten erreicht, die auch zur Unterstützung der Formwiedererlangung der HDPE-Außenschichten nach starken Verformungen von Vorteil ist. Dadurch kann dauerhaften Verformungen der Fäden entgegengewirkt werden.
Für eine gute Formwiedererlangung der Fäden 5 ist es ferner von Vorteil, wenn die Gesamtdicke der Außenschichten höchstens 50% und vorzugsweise höchstens 15 bis 25% der Dicke des Mehrschichtmaterials beträgt. Selbst bei Dauerverformung der Außenschicht bleibt der Einfluss auf die Gesamtform des Fadens relativ begrenzt, denn je dünner die Außenschichten 9 sind, desto weiter drückt die Kernschicht 8 bei einer Dauerverformung der Außenschichten 9 den Faden 5 zurück, bis er zumindest nahezu seine ursprüngliche Form wiedererlangt hat. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Dicke jeder Außenschicht kleiner ist als 50 μm und vorzugsweise kleiner als 20 μm. Ferner ist zum Aufnehmen einer relativ dicken Kernschicht eine Mindest-Gesamtdicke des Garns von mindestens 100 μm von Vorteil.
Das Material gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in Längsrichtung in einem Streckverhältnis von 1:6 gestreckt worden. Durch Strecken vorzugsweise bei einem Streckverhältnis von 1:3 bis 1:4 erhöhen sich die Zugfestigkeit des Materials und entsprechend die Biegebeanspruchungen, bei denen das Material dauerhaft verformt wird. Ferner neigen Kernmaterialien, wie z. B. Polypropylen, dazu, nach dem Strecken zu leicht zu fibrillieren. Die HDPE-Außenschichten schützen das Garn vor einem solchen anschließenden Fibrillieren, so dass das Strecken ohne den bekannten Nachteil des stärkeren anschließenden Fibrillierens durchgeführt werden kann.
Eine schematische Darstellung eines Streifens 54 zum Herstellen eines mehrfädigen Büschels 54, bei dem die HDPE-Außenschichten durch Nuten 60 unterbrochen sind, ist in 3 gezeigt. Der Streifen 54, der in der Praxis generell glatter ausgebildet ist, weist ein Muster aus parallel in Längsrichtung verlaufenden alternierenden Rippen 61 und Nuten 60 auf jeder seiner einander gegenüberliegenden Seiten auf. Die Nuten 60 auf einer Seite des extrudierten Streifens 54 sind jeweils diametral gegenüber einer Nut 60 auf der anderen gegenüberliegenden Seite des Streifens 54 angeordnet.
Der Streifen 54 mit auf seiner Oberfläche ausgebildeten Nuten 60 ist vorzugsweise von einer Folie abgeschnitten, die mittels einer Pressform mit einer profilierten Lippe auf beiden Seiten extrudiert worden ist, wobei die zum Ausbilden der Nuten 60 vorgesehenen Vorsprünge Höhen aufweisen, die vorzugsweise größer sind als die Breiten dieser Vorsprünge, wobei die Höhen der Vorsprünge vorzugsweise mindestens das 1,5-Fache, bei einer stärker bevorzugten Variante ungefähr das 2-Fache der Breiten der Vorsprünge aufweisen, und zwar gemessen bei halber Distanz, über die der Vorsprung vorsteht.
Die Nuten 60 bilden Unterbrechungen in der HDPE-Schicht 59, die den Streifen 54 vor anschließendem Fibrillieren schützt. Bei Verwendung in einem künstlichen Bodenbelag bietet der Streifen 54 mit Mustern aus Rippen 61 und Nuten 60 vorzugsweise auf beiden Seiten den Vorteil, dass der Streifen 54 sich leicht spaltet oder anschließend fibrilliert, wie durch den Spalt 62 dargestellt, und zwar in einem gewissen Grad auf zufällige Art und Weise, was für ein natürliches Aussehen günstig ist, jedoch nur oder hauptsächlich entlang von den Nuten 60 gebildeten Linien, so dass ein zufälliges anschließendes Fibrillieren, durch das die Gesamtelastizität des Rasens reduziert wird, in hohem Maße verhindert wird. Spalte in dem profilierten Streifen folgen generell den Stegen zwischen den Faserkörpern genauer als in Streifen und Garnen von einer unprofilierten Folie. Auf im Wesentlichen gleiche Weise neigen in einem Streifen mit einander diametral gegenüberliegenden Nuten 60 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Streifens Spalte dazu, sich weniger häufig über die Faserkörper fortzupflanzen als in einem Garn oder Streifen aus einer nur auf einer Seite profilierten Folie, so dass die Haltbarkeit des Kunstrasen erhöht wird. Der Effekt der lokalen Unterbrechung des Schutzes vor Spaltbildung durch die Nuten kann auch mit Außenschichten und Kernschichten aus anderen Materialien erzielt werden, bei denen die Außenschicht die Kernschicht vor Spaltbildung schützt.
Bei dem Streifen gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verlaufen die Nuten 60 über eine gewissen Distanz auch in der Kernschicht 58. Dadurch wird der Spaltführungseffekt der Nuten 60 verstärkt.
Die Längsspaltung des von der Folie 54 erhaltenen Streifens in mehrere Fasern oder Fasergruppen kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Streifen einer Scherbeanspruchung und/oder einer Beanspruchung mit einer Querkomponente ausgesetzt werden. Diese Art der Spaltung kann auf einfache Weise erfolgen, beispielsweise dadurch, dass sich Rollen, über die der Streifen 54 geführt wird, sanft oder stufenweise in entgegengesetzten Axialrichtungen verjüngen. Eine in Querrichtung wirkende Zugbelastung kann beispielsweise durch Vorsehen von Rollen, deren Umfangsfläche eine mit Haifischzähnen versehene oder wellige Form im axialen Querschnitt aufweist, erzeugt werden. Die Folie oder die von dieser abgeschnittenen Streifen können auch durch Zwirnen streifenförmiger Folienabschnitte in Garne in einer (nicht gezeigten) Zwirnstation Scherbeanspruchungen oder einer Zugbeanspruchung mit einer Querkomponente ausgesetzt werden.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass das Büschel anfangs ungespalten oder nur teilweise gespalten sein kann, was bei der Herstellung der Folie und/ oder der Verarbeitung der Folie zu Streifen auftreten kann. Dies wiederum ermöglicht die Herstellung des Bodenbelags mit Büscheln, die jeweils eine sehr begrenzte Anzahl von Fäden oder sogar nur einen einzelnen Faden des Büschelmaterials enthalten, wodurch die Herstellung vereinfacht wird. Das Büschelmaterial wird bei der Verarbeitung des Streifens durch eine spezielle Nachbehandlung, wie z. B. Hochgeschwindigkeitsbürsten oder -kämmen, und/oder bei Benutzung in mehrere grasartigerer Fäden gespalten. Dies führt zu einer Struktur, bei der der Streifen im Bereich des Gewebes 6 nicht oder nur in geringem Maße gespalten ist (1) und weiter weg von dem Gewebe 6, an dem der Streifen befestigt ist, stärker gespalten ist.
Eine akkurate Spaltung der gezeigten Folie 54 entlang von einander gegenüberliegenden Paaren von Nuten 60 gebildeten Stegen wird dadurch besonders verbessert, dass die Nuten 60 Bodenbereiche mit relativ scharfen Innenrändern aufweisen. Diese scharfen Innenränder verstärken Belastungskonzentrationen in den von einander gegenüberliegenden Paaren von Nuten 60 gebildeten Stegen. Ferner ist die Kernschicht 58 vorzugsweise aus einem Material gebildet, das sich leichter spaltet als die Außenschichten 59.
4 zeigt ein von einem Streifen erhaltenes Garn mit flachem Querschnitt, das eine Kernschicht 28 und Außenschichten 29, 39 aufweist. Die Außenschicht 29 auf der einen Seite des Garns hat eine andere Farbe als die Außenschicht 39 auf der anderen Seite des Garns. Durch Versehen eines Kunstrasens mit Fäden aus flachem Garn, dessen eine Seite eine andere Farbe und/oder einen anderen Farbton aufweist als die andere Seite, kann ein Kunstrasen erhalten werden, der ein besonders attraktives Erscheinungsbild bietet. Dieser Effekt kann auch erzielt werden, wenn das Garn aus anderen Materialien als den oben vorgeschlagenen Materialien gefertigt ist und selbst dann, wenn das Garn aus zwei Schichten oder einer einzelnen Strukturschicht gebildet ist. Bei der letzteren Ausführungsform muss eine Farbe auf mindestens eine Seite des Garns aufgebracht sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 98/56993 [0005]

Claims

Garn für Fäden eines Kunstrasen-Bodenbelags, das eine streifenförmige Faser (4; 54) mit flachem Querschnitt aufweist, wobei eine Seite der streifenförmigen Faser (4; 54) eine Farbe und/oder einen Farbton aufweist, die/der sich von der Farbe und/oder dem Farbton der anderen Seite unterscheidet.
Garn nach Anspruch 1, bei dem die streifenförmige Faser (4; 54) zwei Schichten aufweist.
Garn nach Anspruch 1, bei dem die streifenförmige Faser (4; 54) eine Kernschicht (8; 58) und zwei Außenschichten (9; 59) aus einem anderen Material als dem der Kernschicht (8; 58) aufweist, die jeweils auf einer von zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Kernschicht (8; 58) mit der Kernschicht (8; 58) koextrudiert sind.
Kunstrasen-Bodenbelag mit einer Substratbahn und Fäden, die an der Substratbahn befestigt sind und aufrecht von der Substratbahn abstehen, wobei die Fäden aus einem Garn nach Anspruch 1 oder 2 gebildet sind.
Spielfeld mit einer Bodenschicht (1) und einem Kunstrasen-Bodenbelag (2) nach Anspruch 4, der die Bodenschicht (1) bedeckt.