DE2329975C3

DE2329975C3 - Synthetischer Rasen

Info

Publication number: DE2329975C3
Application number: DE19732329975
Authority: DE
Inventors: Tadashi Kyoto; Nakayama Yoshifumi Kusatsu Shiga; Yamashita Shigelji Shiga; Nishimura (Japan)
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1972-06-14
Filing date: 1973-06-13
Publication date: 1976-05-13

Description

Die Erfindung betrifft einen synthetischen Rasen mit auf einer Trägerschicht befestigten grasartigen Halmen in Form von Bändchen aus einem thermoplastischen Material.

Beispielsweise aus den USA.-Patentschrift 19 39 846, 57 557 und 35 78 542, der deutschen Offenlegungsechrift 19 46671 und der deutsche Gebrauchsmuster- *5 schrift 18 39 374 sind synthetische Rasen bekannt. Alle diese synthetischen Rasen bestehen aus einer Trägerschicht und grasartigen Halmen, die auf dieser Trägerschicht befestigt sind. Über die Querschnittgestaltung der grasartigen Halme ist lediglich in den USA.-Patentschriften 31 57 557 und 35 78 542 etwas gezeigt, doch besitzen die grasartigen Halme bei diesen bekannten Rasen lediglich einen ovalen bzw. rechteckigen Querschnitt. Der Nachteil derartiger bekannter synthetischer Rasenprodukte besteht darin, daß sie ein von natürlichem Rasen sehr verschiedenes Aussehen besitzen und die grasartigen Halme sich bei wiederholter mechanischer Beanspruchung in Längsrichtung spalten und sich nach dem Niederbiegen nur schlecht wieder aufrichten. ^So

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen synthetischen Rasen zu schaffen, der dem natürlichen Rasen im Aussehen und in den physikalischen Eigenschaften möglichst ähnlich ist, der diese rasenähnlichen Eigenschaften auch bei Witte- ^6s rungseinflüssen im Freien beibehält und der eine gute Beständigkeit gegen Niedertreten und Spaltung der Halme in deren Längsrichtung aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bändchen beiderseits in ihrer Längsrichtung verlaufende, im Querschnitt etwa halbkreisförmig ausgebildete Vorsprünge aufweisen und die seitlich von den Vorsprüngen verlaufenden Bandabschnitte sich im Querschnitt zu ihren freien Enden hin verjüngen.

Die grasartigen Halme bestehen normalerweise aus einem einfachen Faden von 100 bis 600 Denier aus einein thermoplastischen Material, wie einem Polyamid Polyester oder Polyolefin, der gewöhnlich durch Extrudieren gewonnen wird. Die Breite der Bändchen liegt vorzugsweise zwischen 0,4 und 1,5 mm.

Die Verdickung der Bändchen im Mittelbereich durch die im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildeten Vorsprünge bewirkt, daß aus diesen Bändchen hergestellte grasartige Halme nur schwer durch Umbiegen unter Druck oder Schlag permanent deformierbar sind Derartige Halme können sich daher leicht wieder aufrichten. Auch verhindern diese in Längsrichtung der Halme verlaufenden, im Querschnitt etwa halbkreisförmig ausgebildeten Vorsprünge eine Spaltung in Längsrichtung.

Zweckmäßig schließen die an die Seiten des Querschnitts der sich verjüngenden Abschnitte angelegten Geraden einen Winkel von 5 bis 30 ein. Die Ähnlichkeit des erfindungsgemäßen synthetischen Rasens mit Naturrasen wird noch dadurch erhöht, daß man die Oberflächen der seitlich von den Vorsprüngen verlaufenden Bandabschnitte zu ihren freien Enden hin wellenartig ausbildet, da dadurch der Oberflächenglanz vermindert wird. Besonders günstig ist es, wenn dabei der Abstand zwischen einander benachbarten konvexen Wellenabschnitten 0,075 bis 0,2 mm

^CDas Anfärben des synthetischen Rasens kann durch Zusatz bestimmter Pigmente zu den thermoplastischen Materialien, aus denen die Bändchen bestehen, erfolgen. Die Witterungsbeständigkeit kann noch durch Zugabe bekannter Stabilisatoren erhöht werden.

Die grasartigen Halme können mit der Trägerschicht nach herkömmlichen Verfahren durch Tuften, Einweben, Einstricken, Einwirken oder Beflocken verbunder, werden. Beim Tuften kann als Trägerschicht ein Gewebe oder Faservlies, beispielsweise aus Polyester-, Acryl- oder Polypropylenfasern, verwendet werden, und das Gewicht der grasartigen Halme beträgt bei Verwendung für Sportanlagen mehr als 600 g/m², wobei die Halmlänge von der jeweiligen Verwendung abhängt.

Beim Einweben kann man beispielsweise eine Trägerschicht aus einem Gewebe mit 8 Schußfäden je 2,5 cm und mit 267 bis 467 g/m² verwenden. Das Einstricken oder Einwirken kann mit herkömmlichen Flachstrichmaschinen oder Flachwirkmaschinen erfolgen, die mit einem Zusatzgerät ausgestattet sind, welches die von dem Band gebildeten Maschen aufschneidet.

Beim Beflocken werden die Bändchen auf kurze Längen zerschnitten, beispielsweise auf 6 mm, und die Trägerschicht wird mit einer Klebstoffschicht versehen. Darauf werden die zerschnittenen Bändchen mit Hilfe einer elektrostatischen Kraft auf der Trägerschicht aufgebracht, wofür es erforderlich ist, den Bändchen vorher ausreichende elektrische Leitfähigkeit zu verleihen. Hierzu kommt eine Behandlung mit oberflächenaktiven Mitteln.

Zur Erhöhung der Dimensionsbeständigkeit des synthetischen Rasens kann dieser auf der Unterseite

jiit einem Kautschuklatex oder einem anderen Klebftoffmaterial versehen werden, mit Hilfe derer die »rasartigen Halme auf der Trägerschicht verankert werden.

Weiterhin kann die Dauerhaftigkeit des synthetijchen Rasens durch Aufbringung eines elastischen Schaumstoffs, wie aus Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polypropylen oder Kautschuk, aaf der Unterseite der Trägerschicht verbessert werden. Beispielsweise kann hierzu die Unterseite der Trägerschicht mit einem Plastisol von Polyvinylchlorid, das eingeschlossene Luftblasen enthält, beschichtet werden, wobei man einen Polyvinylchloridschaumstoff mit geschlossenen Zellen bekommt, der für ein Verlegen des synthetischen Rasens im Freien besonders bevorzugt ist.

Weiterhin erwies es sich als besonders günstig, den Bändchen eine spiralförmige verlaufende Kräuselung zu verleihen, was ihr Aussehen dem von Naturrasen noch ähnlicher macht. Diese spiralförmig verlaufende Kräuselung kann durch mehrfache.; Zwirnen und gegebenenfalls anschließende Hitzestabilisierung der Kräuselung erzeugt werden. Die miteinander verzwirnten Bänder werden nach der Befestigung auf der Trägerschicht durch Bürsten wieder voneinander getrennt.

Eine andere Methode zur Erzeugung der spiralförmigen Kräuselung ist die, in den Bändchen eine latente Kräuselung auszubilden, wie durch unsymmetrische Hitzebehandlung auf der Bändchenoberfläche, so daß bei einem Erhitzen nach der Befestigung auf der Trägerschicht sich die Bändchen von selbst kräuseln.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnung und dreier Ausführungsbeispiele erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen vergrößerten Querschnitt eines für die grasartigen Halme erfindungsgemäß verwendeten Bändchens,

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt einer anderen Ausführungpform des erfindungsgemäßen Bändchens und

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen synthetischen Rasen nach der Erfindung.

Der in Fig. 3 dargestellte synthetische Rasen besteht aus einer Trägerschicht 2 mit darauf befestigten, spiralförmig gekräuselten grasartigen Halmen 1 mit einer Schaumstoffunterlage 4, die mit der Unterseite der Trägerschicht 2 über ein Bindemittel 3 verbunden ist. Dieses Bindemittel 3 verankert auch die grasartigen Halme 1 an der Trägerschicht 2.

Beispiel 1

Nach der herkömmlichen Schmelzextrudiermethode mit einem Schneckenextruder wurden Bänder mit einem Querschnitt, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, aus Polycaproamid hergestellt, dessen relative Viskosität bei 25° C in einer 98%igen Schwefelsäurelösung 3,20 betrug. Die Bänder wurden durch Zugabe eines Gemischs von 1,64% Cadmiumgelb, 0,28% Phthalocyanirtgrün und 0,08% Ruß zu den Polycaproamidpellets. vor dem Spinnen pigmentiert.

Die resultierenden Bänder besaßen etwa 300 Denier, eine Breite von 0,66 mm und einen Winkel der sich verjüngenden Abschnitte von etwa 10°. Fünf Lagen des Bandes wurden mit einem herkömmlichen Ringzwirner miteinander verzwirnt, und sodann wurden zwei Lagen dieser gezwirnten Bänder in gleicher Weise miteinander verzwirnt. Die Zahl der Zwirnungen war 5 mal 2 Windungen je 2,5 mm.

Die miteinander verzwirnten 10 Lagen des Bandes wurden dann in ein Grundgewebe aus Polyesterfäden gelüftet. Die Tuftdichte betrug 4 mm, die Stichzahl betrug 8 je 2,5 cm und die Florhöhe 13 mm. Ein Styrol-Butadienkautschuk-Latex wurde auf der Unterseite eines Teiles des Grundßewebes aufgebracht und 15 min bei 160 C getrocknet.

Zwei Vergleichsprodukte wurden in gleicher Weise wie oben hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß ίο der Querschnitt der verwendeten Bänder von dem Querschnitt der erfindungsgemäß verwendeten Bänder abwich. Das Vergleichsprodukt »A« bestand aus Bändern mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit etwa 300 Denier und 0,7 mm Breite. Das Vergleichsprodukt »B« bestand aus Bändern mit ähnlichem Querschnitt wie nach der Erfindung, doch ohne Verjüngung der seitlichen Bandabschnitte. Die Bänder des' Vergleichsprodukts »B« hatten etwa 300 Denier und eine Breite von 0,685 mm.

»ο Die drei Proben von synthetischem Rasen wurden einem Scheuerversuch unterzogen, um die Zahl der Scheuervorgänge zu ermitteln, denen sie widerstehen konnten, bevor eine Trennung in der Richtung der Längsachse der Bänder eintrat. Die dabei verwendete as Testapparatur ist in JIS-0823-1942 beschrieben. Ein Gewicht von 700 g wurde verwendet, um das Testen zu beschleunigen. 10 Proben für jedes Rasenprodukt wurden getestet, und die Zahl der Scheuereinwirkungen, bevor die Trennung begann, wurde aufgezeichnet. Diese Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I
Probe Zahl der Scheuereinwirkungen

Nach der Erfindung 13000

8000

7800

Aus den Ergebnissen dieses Versuchs ist klar ersichtlich, daß der synthetische Rasen nach der Erfindung

ausgezeichnete Beständigkeit der Bändchen gegen Trennung in der Richtung ihrer Längsachse besitzt.

Sodann wurden die gleichen drei Rasenprodukte hinsichtlich der Beständigkeit gegen Umbiegen bei Aufprall getestet. Dabei wurde eine Aufprallbiegetest-

apparatur für Teppiche verwendet, die aus einem Schlagkopf, der von einer Höhe von etwa 250 mm herabfällt und so eine Aufprallkraft von etwa 163 g/cm² erzeugt, besteht. Die Widerstandsfähigkeit gegen Umbiegen bei Aufprall ist als Unterschied in der Dicke

des Florprodukts vor und nach 1750 Aufschlägen definiert. Die Dicke des Florprodukts wurde mit einem Kompressionselastizitätstester uiiter einem Druck von 20 g/cm^a gemessen. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind in Tabelle II zusammengestellt.

Tabelle II

Probe Dickenunterschied (mm)

Nach der Erfindung 1,066

⁶⁰ »A« 1,600

»B« 1,499

Beispiel 2

⁶⁵ Acht Lagen eines pigmentierten Polycaproamid-Bands von 500 Denier mit einem Querschnitt, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, wurden in ein Polyestergewebe florartig eingewebt. Jedes Band besaß 10 konvexe

Wellenabschnitte entlang beider Seiten der sich verjungenden Bandabschnitte.

Der synthetische Rasen hatte 1200 g/m² Polycaproamid-Oberflächenflor mit einer Höhe von 13 mm. Das Polyestergrundgewebe hatte eine Fadendichte von 8 je 2,5 cm entsprechend 850 g/m². Styrol-Butadienkautschuk-Latex wurde wie in Beispiel 1 auf der Unterseit« aufgebracht. Das resultierende Produkt besaß die tiefe Farbe und den Glanz von Naturrasen sowie ausgezeichnete Abnutzungseigenschaften, wenn man es Fußgängerverkehr aussetzte.

Das Lichtreflexionsvermögen von der Stirnseite der Bändchen wurde gemessen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in Tabelle III zusammengestellt. Die Methode dieser Messung ist in Journal of the Textile Machinery Society of Japan, Bd. 24, S. 756 (1971) und Dyeing Industry, Bd. 18, S. 696 (1970) beschrieben.

Beispiel! 3

Ein synthetischer Rasen nach der Erfindung wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß das Polycaproamidband von 300 Denier mit einer Heizplatte auf eine Temperatur von 140'C auf seiner Oberfläche erhitzt wurde, bevor es gezwirnt wurde. 10 Lagen des gezwirnten Bandes wurden in ein Grundgewebe aus Polyesterfäden, das ähnlich dem in Beii» spiel 1 verwendeten war, geituftet.

Nach der Aufbringung von Styrol-Butadienkautschuk-Latex auf der Unterseite wurde das Produkt 1 min einem auf 140⁰C überhitzten Wasserdampf ausgesetzt. Nach diesem Dämpfen hatte das Band eine spiralförmige Kräuselung, und das resultierende Produkt besaß ein weicheres Anfühlen als das Produkt des Beispiels 1 sowie ein ausgezeichnetes Aussehen.

Probe

Nach der Erfindung
Vergleichsband X²)
Vergleichsband Y³)

Tabelle III

ι) Prozentsatz Reflexion im Vergleich mit einer weißen Platte Reflexionsvermögen') (%) ao aus Magnesiumoxid.

20 47 58

_{2) Band von 500 Den}ier ohne Verjüngung der seitlichen Bandabschnitte.

Naturrasen (Gras)

15 —23

_{3) Band von 500 Denier mit im} wesentlichen rechteckigem Querschnitt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Synthetischer Rasen mit auf einer Trägerschicht befestigten grasartigen Halmen in Form von Bändchen aus einem thermoplastischen Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Bändchen beiderseits in ihrer Längsrichtung verlaufende, im Querschnitt etwa halbkreisförmig ausgebildete Vorsprünge aufweisen und die seitlich von den Vorsprüngen verlaufenden Bandabschnitte sich im Querschnitt zu ihren freien Enden hin verjüngen.

2. Synthetischer Rasen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bändchen eine Breite von 0,4 bis 1,5 mm besitzen.

3. Synthetischer Rasen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Seiten des Querschnitts der sich verjüngenden Abschnitte angelegten Geraden einen Winkel von 5 bis 30° »» einschließen.

4. Synthetischer Rasen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der seitlich von den Vorsprüngen verlaufenden Bandabschnitte zu ihren freien Enden »5 hin wellenartig ausgebildet sind.

5. Synthetischer Rasen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen einander benachbarten konvexen Wellenabschnitten 0,075 bis 0,2 mm beträgt. 3<>

6. Synthetischer Rasen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bändchen eine spiralförmig verlaufende Kräuselung aufweiweisen.

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