EA008915B1

EA008915B1 - Способ изготовления синтетического волокна для использования его в искусственных травяных покрытиях для спортивных площадок и такое синтетическое волокно

Info

Publication number: EA008915B1
Application number: EA200602146A
Authority: EA
Inventors: Фредерик Ян Ван Дер Гааг; Маринус Хендрикус Ольде Вегхейс; Герт Бастиан Слотвег
Original assignee: Тен Кейт Тиолон Б.В.
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2007-08-31
Also published as: KR20070035003A; WO2005111281A1; EP1747306A1; US20100040808A1; CN1961101B; CN1961101A; PT1747306T; EP1747306B2; JP2007538183A; EA200602146A1; EP1747306B1; FI1747306T4; ES2608853T5; AU2005243347A1; NL1026239C2; ES2608853T3

Abstract

Изобретение относится к способу изготовления синтетического волокна для использования в искусственных травяных покрытиях спортивных площадок, содержащему стадии: i) обеспечения слоя синтетического материала и ii) получения синтетического волокна из слоя синтетического материала. Изобретение также относится к такому синтетическому волокну и к искусственному газону, пригодному для спортивных площадок, состоящему из подложки, к которой прикреплены синтетические волокна согласно изобретению. Целью изобретения является, таким образом, создание более универсального волокна, которое, с одной стороны, можно было бы изготавливать для конкретного использования, и, с другой стороны, стоимость его изготовления и материалов, из которых его изготавливают, была бы более низкой. Согласно изобретению слой синтетического материала составляют по меньшей мере из двух слоев различных синтетических материалов, используя процесс совместной экструзии. Посредством стадии совместной экструзии осуществляют разделение различных свойств используемых синтетических материалов.

Description

Изобретение относится к способу изготовления синтетического волокна для использования в искусственных травяных покрытиях спортивных площадок, содержащему стадии:

ί) обеспечения слоя синтетического материала и ίί) получения синтетического волокна из слоя синтетического материала.

Изобретение также относится к такому синтетическому волокну и к искусственному газону, пригодному для спортивных площадок, состоящему из подложки, к которой прикреплены синтетические волокна согласно изобретению.

В настоящее время синтетические материалы используют для различных целей. В частности, в последние годы заметно увеличилось использование различных видов синтетических материалов в производстве искусственных газонов для спортивных площадок.

Исследования в этом отношении, в частности, были сконцентрированы на совершенствовании синтетических волокон для использования их в искусственных газонах для спортивных площадок, в которых волокна определенной длины прикреплены к подложке, например, тафтинговым способом. Производство волокон для искусственных травяных покрытий и искусственных травяных покрытий для спортивных площадок из этих волокон совершенствовалось в такой степени, что в настоящее время можно создать искусственные травяные покрытия для спортивных площадок, которые очень сложно отличить от природных травяных покрытий спортивных площадок не только в отношении их внешнего вида, но также, в частности, и в отношении их функционирования во время игры.

В отличие от природных травяных покрытий спортивных площадок на искусственных травяных покрытиях спортивных площадок можно играть более продолжительное время и более интенсивно независимо от погодных условий. В настоящее время создание новых волокон для искусственных травяных покрытий особенно сфокусировано на получении волокон, при использовании которых можно было бы еще больше сократить случаи повреждений, например сдирания кожи и ожогов, в результате поскальзывания или запутывания в скрученных соединениях.

Существующие волокна, специально созданные для искусственных травяных покрытий спортивных площадок, получают из слоя синтетического материала, например, посредством разрезания. Слой синтетического материала может состоять из смеси различных синтетических материалов, среди которых, например, один синтетический материал служит для придания волокну определенной прочности (на разрыв или расщепление), тогда как посредством другого синтетического материала в смеси придают волокну определенную эластичность или упругость или лучшие свойства скольжения.

Недостатком таких существующих синтетических волокон является то, что из-за гомогенности структуры все дополнительные свойства волокон получаются одинаковыми у всех волокон. В результате этого определенные свойства могут присутствовать в волокнах в менее значительной степени, чем это желательно, тогда как другие свойства могут преобладать в большей степени, чем это желательно. Таким образом, состав используемых в настоящее время волокон является обычно стандартным, и часто стоимость их изготовления и материалов, из которых их изготавливают, слишком велика.

Целью изобретения является, таким образом, создание более универсального волокна, которое, с одной стороны, можно было бы изготавливать для конкретного использования, и, с другой стороны, стоимость его изготовления и материалов, из которых его изготавливают, была бы более низкой. Согласно изобретению слой синтетического материала составляют по меньшей мере из двух слоев различных синтетических материалов, используя процесс совместной экструзии.

Посредством стадии совместной экструзии осуществляют разделение различных свойств используемых синтетических материалов. Обеспечивая синтетическое волокно слоеной структурой, получают возможность придания каждому слою функционально ориентированного свойства, где не требуется присутствие этого свойства в каком-то другом месте в волокне или требуется его присутствие только в существенно меньшей степени. Это позволяет выбирать состав для изготовления волокна, специально предназначенного для определенного вида использования, что в дополнение к более эффективному потреблению материала обеспечивает возможность также получать синтетическое волокно с заметно улучшенными свойствами как самого волокна, так и свойствами в игровом отношении в сравнении с гомогенно сформованными известными волокнами.

Согласно изобретению свойства синтетического волокна в игровом отношении могут быть значительно улучшены посредством вытяжки волокна после процесса совместной экструзии. Помимо увеличения длины согласно изобретению очень важен выбор материалов после процесса вытяжки, посредством чего волокно обеспечивают такими прочностными свойствами в поперечном направлении, что оно, например, менее легко расщепляется. При использовании в искусственном травяном покрытии для спортивных площадок такое волокно и, следовательно, искусственный газон будут обладать значительно более продолжительным сроком службы и потребуется значительно меньший объем технического обслуживания искусственного газона, и при этом будут более продолжительное время сохраняться его свойства в игровом отношении. Кроме того, риск получения повреждений игроком существенно снижается.

Согласно изобретению волокно может состоять по меньшей мере из одной или нескольких свитых мононитей. Волокно может быть сформовано в виде ленты, а более конкретно, волокно в виде ленты может быть сформовано в виде фибриллированного ленточного волокна.

- 1 008915

В первом функциональном варианте исполнения способа согласно изобретению слой синтетического материала состоит из внутреннего слоя из первого синтетического материала, при этом внутренний слой окружен с обеих сторон одним или несколькими наружными слоями, каждый из которых состоит из другого синтетического материала.

Таким образом, может быть достигнуто функциональное разделение различных свойств различных синтетических материалов, при котором каждый слой синтетического материала обладает функционально ориентированным свойством, которое не обязательно или не функционально где-то в другом месте волокна.

Слои могут обладать различными толщинами в зависимости от того, какие желательно получить функционально ориентированные свойства синтетического волокна.

В первом варианте исполнения первый синтетический материал состоит из смеси полимера и пластомера, в которой, в частности, содержание пластомера во внутреннем слое составляет 30-80 мас.% и более, в частности, содержание пластомера во внутреннем слое составляет 30-50 мас.%. В результате получают волокно, содержащее внутренний слой, который, с точки зрения функциональной ориентированности, обладает очень благоприятными свойствами, т. е. он не расщепляется.

В другом варианте исполнения по меньшей мере один другой синтетический материал может содержать гидрофильную добавку. Волокно для искусственного травяного покрытия, полученное таким образом, обладает этой функционально ориентированной отличительной особенностью, заключающейся в способности поглощать влагу (воду). Благодаря этому искусственное травяное покрытие для спортивных площадок дольше сохраняет влагу, что оказывает положительное влияние на свойства покрытия в игровом отношении (скольжение и т.д.). Когда на площадке проводят игру, поглощенная влага высвобождается так же, как это происходит на природном травяном покрытии.

Примером гидрофильной добавки, которую можно использовать в качестве верхнего, или наружного, слоя волокна, получаемого путем совместной экструзии, является сополимер этилена и винилового спирта. В зависимости от количества винилового спирта в сополимере этот полимер может поглощать большое количество воды.

Другим вариантом гидрофильной добавки является использование полигидроксиэтилметилакрилата.

В еще одном варианте исполнения по меньшей мере один из других синтетических материалов может содержать антистатическую добавку. Благодаря этому можно удалять заряды статического электричества, генерируемые во время проведения игр на площадке. Обычно насыпной материал, находящийся между волокнами, который используют на многих спортивных площадках, снабженных искусственным травяным покрытием, заряжается статическим электричеством во время игры, и заряды перемещаются вверх на площадке. В результате гранулированный насыпной материал может рассеиваться в воздухе, что является не очень благоприятным фактором во время игры.

Использованием антистатической добавки, кроме того, исключают возможность разрядов статического электричества через игроков.

Более конкретно, в качестве антистатической добавки можно использовать полимер, в частности, постоянный антистатик, например полиамид или блок-сополимер простого полиэфира и амида. В другом варианте исполнения добавкой является блок-сополимер сложного эфира.

Ниже изобретение пояснено более подробно со ссылками на чертежи, на которых изображено на фиг. 1Ά-1Ό - различные варианты исполнения синтетического волокна согласно изобретению; на фиг. 2Ά и 2В - схематически небольшое число вариантов исполнения искусственных травяных покрытий для спортивных площадок, снабженных синтетическим волокном, полученным с использованием способа согласно изобретению.

Волокна 10, 20, 30, 40 были получены из пленки из синтетического материала, причем пленка, полученная посредством совместной экструзии, состояла по меньшей мере из двух слоев различных синтетических материалов 11, 12 (см. фиг. 1Ά). В противоположность известным в настоящее время синтетическим волокнам, состоящим из гомогенной смеси синтетических материалов, применение слоеной структуры синтетического волокна 10, 20, 30, 40 согласно изобретению обеспечивает возможность придания каждому слою (подслоям 11 и 12 в данном варианте исполнения) функционально ориентированного свойства. В результате, благодаря использованию синтетического материала, обладающего определенным свойством, в определенной части синтетического волокна исключают или существенно сокращают потребность в присутствии данного синтетического материала и соответствующего функционально ориентированного свойства где-то в другом месте волокна.

Например, можно использовать синтетический материал для подслоя 11, который, в принципе, обеспечивает синтетическое волокно требуемой механической прочностью (и жесткостью) и, в частности, нерасщепляемостью, в результате чего синтетическое волокно, используемое в искусственном травяном покрытии спортивных площадок, не расщепляется во время проведения игр на нем.

В другом варианте исполнения, показанном на фиг. 1В, синтетическое волокно 20 выполнено из трех слоев из трех различных синтетических материалов, обозначенных позициями 21, 22, 23. Средний слой 21 изготовлен из недорогого синтетического материала, предназначенного для придания волокну требуемой механической прочности, тогда как наружные слои 22 и 23 могут быть изготовлены из раз

- 2 008915 личных синтетических материалов, каждый из которых может обладать различным функционально ориентированным свойством, причем это свойство проявляется значительно лучше на наружной стороне синтетического волокна, чем в центре.

Таким образом, наружные слои 21 и 22 могут обладать эластичными свойствами, например, в противоположность внутреннему слою 21, посредством которого придают волокну определенную жесткость (против разрывов или расщепления), при этом эластичное свойство наружного слоя 21 или 22 оказывает положительное влияние на свойства искусственного травяного покрытия для спортивных площадок в игровом отношении.

Тогда как в варианте исполнения на фиг. 1В наружные слои 22 и 23 могут быть изготовлены из различных синтетических материалов, на фиг. 1С представлен вариант исполнения, в котором наружные слои 32а и 32Ь изготовлены из одного и того же синтетического материала.

На фиг. 1Ό показана еще одна более сложная слоеная структура синтетического волокна согласно изобретению. Посредством процесса совместной экструзии различных синтетических материалов получают слоеное синтетическое волокно, состоящее из сердцевины 41, окруженной различными типами наружных слоев 42а и 42Ь или 43а и 43Ь, соответственно.

Сущность способа согласно изобретению и синтетических волокон согласно изобретению, полученных этим способом, заключается в том, что синтетическое волокно, в противоположность известным синтетическим волокнам, не обладает гомогенной структурой, в которой все различные синтетические материалы и соответствующие свойства гомогенно включены в волокно. Из-за гомогенной структуры или состава существующих искусственных травяных покрытий для спортивных площадок определенные свойства волокна могут присутствовать в менее значительной степени, чем это желательно, тогда как другие свойства присутствуют в более значительной степени, чем это желательно.

Используя способ согласно изобретению, можно получать синтетические волокна с определенным составом, при котором, в противоположность стандартизованным волокнам, они обладают функционально ориентированным свойством в определенных частях волокна, которое не считается обязательным или желательным где-то в другом месте волокна.

Это позволяет более эффективно использовать различные (синтетические) материалы, что не только способствует снижению стоимости, но также позволяет получать более универсальное синтетическое волокно согласно изобретению, обладающее заметно улучшенными свойствами в игровом отношении и свойствами самого волокна, в сравнении с гомогенно выполненными известными волокнами. В данном конкретном варианте исполнения внутренние слои 11, 21, 31 и 41 могут быть изготовлены из более дешевого синтетического материала, посредством которого, в принципе, придают волокну определенную стойкость против разрывов или расщепления. Наружные слои 12, 22, 32, 32а и 32Ь, 42а и 42Ь, 43а и 43Ь могут быть изготовлены из синтетического материала, который не обязательно должен присутствовать в сердцевине волокна.

В этом контексте конкретный вариант исполнения может быть изготовлен из наружного слоя, выполненного из антистатической добавки. С помощью антистатической добавки препятствуют заряжению волокна статическим электричеством, генерируемым при игре на искусственном травяном покрытии для спортивных площадок. Напротив, посредством антистатической добавки вполне обеспечивают удаление генерируемого статического электричества с искусственного травяного покрытия для спортивных площадок и, например, предотвращают возможность разряда через игрока, что может приводить к неприятным ощущениям.

К тому же, в большей части искусственных травяных покрытий для спортивных площадок используют гранулированный насыпной материал (обычно приготовленный из резиноподобного материала), который из-за генерируемого статического электричества поднимается вверх в искусственном травяном покрытии для спортивных площадок и рассеивается в воздухе над площадкой, на которой проводится игра. Рассеянный в воздухе гранулированный насыпной материал вызывает раздражение у игроков.

Антистатическая добавка, в частности, является постоянным антистатиком, возможно, полимером, например полиамидом или блок-сополимером простого полиэфира и амида. В другом варианте исполнения добавкой является блок-сополимер сложного эфира.

В другом варианте исполнения один из наружных слоев (или оба наружных слоя) 12, 22 и 23, 32а и 32Ь, 43а и 43Ь могут содержать гидрофильную добавку. Волокно для искусственного травяного покрытия, полученное таким образом, обладает функционально ориентированной отличительной особенностью, заключающейся в способности поглощать влагу (воду) из атмосферы, например дождь. Это позволяет искусственному травяному покрытию для спортивных площадок более продолжительное время оставаться влажным точно так же, как это бывает со спортивными площадками с природным травяным покрытием, что оказывает положительное влияние на свойства покрытия в игровом отношении, в частности при поскальзывании и т. д. При проведении игр на площадке поглощенная влага высвобождается так же, как это происходит на природном травяном покрытии.

Примером гидрофильной добавки, которую можно использовать в качестве верхнего, или наружного, слоя 12, 22 и 23, 32а и 32Ь, 43а и 43Ь волокна, получаемого путем совместной экструзии, является сополимер этилена и винилового спирта. В зависимости от количества винилового спирта в сополимере

- 3 008915 этот сополимер может поглощать большое количество воды.

Посредством среднего слоя 11, 21, 31, 41 в данном случае волокну придают его прочность, тогда как с помощью относительно тонкого верхнего слоя 12, 22 и 23, 32а и 32Ь, 43а и 43Ь поглощают воду. Эта вода может поглощаться из воздуха (дождя, тумана и т.д.), или воду можно подавать с помощью работающей распылительной установки. (Часто искусственные травяные покрытия для спортивных площадок опрыскивают с помощью распылительных установок перед началом игры на них.)

Во время игры поглощенная вода вновь высвобождается, что позволяет снизить риск получения повреждений, например при поскальзывании. Кроме того, посредством поглощенной воды поддерживают более низкую температуру площадки, так как искусственное травяное покрытие для спортивных площадок может быть нагрето солнцем при неблагоприятных условиях до 70°С.

В другом варианте исполнения гидрофильной добавки для наружного слоя 12, 22 и 23, 32а и 32Ь, 43а и 43Ь используют полигидроксиэтилметилакрилат. Для преодоления проблем, связанных с прикреплением к среднему слою 11, 21, 31, 41, требуется формовать посредством совместной экструзии пятислойную конфигурацию, изображенную на фиг. 1Ό. В данном случае слои 32а и 42Ь являются клеящими слоями для приклеивания гидрофильных слоев 43а и 43Ь к центральному слою 41.

С целью иллюстрации различные слои волокна для искусственного травяного покрытия (см. фиг. 1Ά-1Ό) показаны как имеющие различную толщину. Однако показанные толщины ни в коей мере не соответствуют действительным толщинам изготавливаемых волокон для искусственного травяного покрытия.

В варианте исполнения, представленном на фиг. 1Ό, клеящий слой 42а и 42Ь существенно тоньше, чем это показано, обычно его толщина составляет 1-5% общей толщины волокна, тогда как другие слои 41, 43а и 43Ь существенно толще. Если в качестве среднего слоя 11, 21, 31, 41 используют полиэтилен, то сополимер этилена и винилового спирта, выполняющий функцию гидрофобной добавки, приклеивается к среднему слою без использования каких-либо заполняющих клеящих слоев.

На фиг. 2Ά и 2В показано небольшое количество вариантов исполнения искусственных травяных покрытий для спортивных площадок, в которых могут быть использованы синтетические волокна согласно изобретению. На обеих фигурах искусственные травяные покрытия для спортивных площадок содержат подложку 1, к которой несколько синтетических волокон 2, полученных с использованием способа согласно изобретению, прикреплено в местах, обозначенных позициями 3, например, тафтинговым способом. Синтетическое волокно 2 было получено из слоя синтетического материала, причем материал был изготовлен по меньшей мере из двух различных синтетических материалов посредством процесса совместной экструзии. Синтетическое волокно можно по отдельности прикреплять к подложке или пучками, например, скрученных между собой волокон 2а-2с. Более конкретно, волокно, полученное посредством процесса совместной экструзии, может быть фибриллированным ленточным волокном.

В другом варианте исполнения, показанном на фиг. 2В, синтетическое волокно согласно изобретению может быть в виде мононити. В данном случае также несколько мононитей могут быть скручены между собой с образованием пучка, после чего каждый пучок прикрепляют к подложке 1. На фиг. 2В подложка имеет разреженную структуру и состоит из решетки несущих нитей 1а-1Ь, к которым прикреплены синтетические волокна 2.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ изготовления синтетического волокна для использования в искусственном травяном покрытии для спортивных площадок, включающий стадии:

ί) обеспечения слоя синтетического материала и

и) получения синтетического волокна из слоя синтетического материала, отличающийся тем, что слой синтетического материала образуют по меньшей мере из двух слоев различных синтетических материалов, используя процесс совместной экструзии.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после стадии 1) слой из синтетического материала вытягивают.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после стадии и) слой из синтетического материала вытягивают.
4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что волокно состоит по меньшей мере из одной мононити.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что волокно состоит из нескольких свитых мононитей.
6. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что волокно имеет форму ленты.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что ленточное волокно представляет собой фибриллированное ленточное волокно.
8. Способ по пп.1-7, отличающийся тем, что слой синтетического материала образован из внутреннего слоя из первого синтетического материала, причем этот внутренний слой окружен с обеих сторон любым одним или большим числом наружных слоев, каждый из которых состоит из другого синтетического материала.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что слои имеют различную толщину.

- 4 008915
10. Способ по любому одному или большему числу предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первый синтетический материал состоит из смеси полимера и пластомера.
11. Способ по и. 10, отличающийся тем, что содержание пластомера во внутреннем слое составляет 30-80 мас.%.
12. Способ по и. 11, отличающийся тем, что содержание пластомера во внутреннем слое составляет 35-50 мас.%.
13. Способ по любому одному или большему числу предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один из других синтетических материалов содержит гидрофильную добавку.
14. Способ по и. 13, отличающийся тем, что гидрофильной добавкой является сополимер этилена и винилового спирта.
15. Способ по и. 13, отличающийся тем, что гидрофильной добавкой является полигидроксиэтилметилакрилат.
16. Способ по любому одному или большему числу предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один из других синтетических материалов содержит антистатическую добавку.
17. Способ по и. 16, отличающийся тем, что антистатической добавкой является полимер, в частности, полиамид или блок-сополимер простого полиэфира с амидом.
18. Синтетическое волокно, получаемое посредством использования способа согласно одному или большему числу предыдущих пунктов.
19. Искусственный газон, пригодный для спортивных площадок, снабженный синтетическими волокнами согласно одному или большему числу предыдущих пунктов.
20. Искусственный газон по и. 19, отличающийся тем, что он содержит подложку, к которой прикреплены синтетические волокна.
21. Искусственный газон по и. 19 или 20, отличающийся тем, что между синтетическими волокнами засыпают гранулированный материал.