EP4001506A1 - Kunstrasensystem umfassend hydrophoben sand - Google Patents

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EP4001506A1
EP4001506A1 EP20207347.4A EP20207347A EP4001506A1 EP 4001506 A1 EP4001506 A1 EP 4001506A1 EP 20207347 A EP20207347 A EP 20207347A EP 4001506 A1 EP4001506 A1 EP 4001506A1
Authority
EP
European Patent Office
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sand
artificial turf
hydrophobic
turf system
artificial
Prior art date
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Application number
EP20207347.4A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP4001506C0 (de
EP4001506B1 (de
Inventor
Jürgen Morton-Finger
Ulrich Berghaus
Christoph KÖHLER
Cornelia RÖGER-GÖPFERT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tarkett Sports Canada Inc
Original Assignee
Tarkett Sports Canada Inc
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Publication date
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Priority to EP20207347.4A priority Critical patent/EP4001506B1/de
Priority to US18/036,850 priority patent/US20230407578A1/en
Priority to PCT/EP2021/081561 priority patent/WO2022101430A1/de
Publication of EP4001506A1 publication Critical patent/EP4001506A1/de
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Publication of EP4001506B1 publication Critical patent/EP4001506B1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C13/00—Pavings or foundations specially adapted for playgrounds or sports grounds; Drainage, irrigation or heating of sports grounds
    • E01C13/08—Surfaces simulating grass ; Grass-grown sports grounds

Definitions

  • the present application relates to an artificial turf system comprising hydrophobic sand and its use as an artificial turf for sports.
  • Artificial turf has been used for many decades as an alternative to natural grass in both sports and landscape areas. Depending on the use, the artificial turf in sports and landscape areas must meet different requirements.
  • the structure, texture and appearance of the artificial turf surface varies depending on the technical requirements placed on the respective artificial turf. This is achieved, for example, by using different yarns, the number of filaments used, the filament length, etc.
  • a high-performance artificial turf does not consist solely of the visible artificial turf surface.
  • Below the artificial turf surface there are various layers which, among other things, ensure better cushioning and drainage of the artificial turf surface.
  • Artificial turf systems that have an elastic base layer or sub-layer underneath the artificial turf surface are primarily used in sports.
  • the elastic base layer under the artificial turf surface ensures that the power build-up on the artificial turf is guaranteed.
  • the artificial turf systems in the sports area are filled with different infill materials, such as sand, cork or mixtures thereof.
  • infill materials give the artificial turf system a firm hold and increase the playing characteristics and resilience.
  • they provide cushioning and make a significant contribution to other properties of the artificial turf system, such as ball bounce behavior, ball rolling behavior and minimizing the risk of injury.
  • Artificial turf systems in the sports sector are also required to be playable even after rain and in cold temperatures. Among other things, this requires that the surface of the artificial turf system does not freeze at temperatures around freezing and does not become too slippery. That means that the Rotational resistance of the artificial turf system according to EN 15301-1 does not drop too much even in wintry conditions and preferably remains above 30 Nm.
  • the object of the present invention is therefore to provide an artificial turf system, in particular for sports, by means of which the disadvantages described above can be overcome.
  • the present invention accordingly relates to an artificial turf system comprising an elastic sub-layer, an artificial turf carpet applied to the elastic sub-layer, and a first filling material filled into the artificial turf carpet, the first filling material comprising hydrophobic sand.
  • the artificial turf system according to the invention provides for the first time a sand-filled artificial turf system in which the residual moisture content of the sand filled in the artificial turf system after rain and rainwater runoff - even in heavy rain showers of more than 40 l/m 2 - is below 20% by weight, based on the total weight of the filled sand. This ensures that the artificial turf system according to the invention does not freeze to form a hard, compact surface in wintry weather conditions—even after heavy rain showers.
  • the rotational resistance of the artificial turf system according to the invention therefore remains sufficiently high even in wet wintry conditions below freezing and is preferably always above 30 Nm.
  • the artificial turf system according to the invention has excellent playing properties, especially in winter, such as excellent ball bounce behavior, excellent ball rolling behavior, low slipping behavior (low risk of slipping), excellent traction and rotation behavior and excellent elasticity. This minimizes the risk of injury to players when using the artificial turf system according to the invention, particularly in damp and/or wintry weather conditions.
  • the artificial turf system according to the invention has an elastic base layer.
  • any conventional elastic base layer that has already been used in artificial turf systems or is suitable for this purpose can be used. This can be, for example, prefabricated shock pads (shock-absorbing rubber cushions or rubber mats) or elastic layers or elastic base layers.
  • the artificial turf system according to the invention has an artificial turf carpet applied to the elastic base layer.
  • any conventional artificial turf carpet that has hitherto been used in artificial turf systems or is suitable for this purpose can be used.
  • the artificial turf system according to the invention has a first filling material which is filled into the artificial turf carpet and comprises hydrophobic sand.
  • hydrophobic sand refers to sand that has hydrophobic properties and, associated therewith, has a low water-binding capacity. According to the present invention, this can be a sand that inherently has hydrophobic properties or a sand that has been made hydrophobic by modification, for example by surface functionalization.
  • the hydrophobic sand comprised by the artificial turf system according to the invention is characterized in that it has a lower water-binding capacity and therefore binds less water/residual water compared to conventional sand, such as quartz sand, river sand, sea sand, windblown sand, desert sand and mixtures thereof.
  • conventional sand such as quartz sand, river sand, sea sand, windblown sand, desert sand and mixtures thereof.
  • the hydrophobic sand of the artificial turf system of the present invention is less able to bind water molecules through hydrogen bonding and agglomerate into a solid layer.
  • the elastic base layer comprises a bonded elastic layer, an elastic base layer or shock pads (shock-absorbing rubber cushions or rubber mats).
  • the artificial turf carpet applied to the elastic base layer is selected from the group consisting of an artificial turf carpet comprising at least one textured yarn, an artificial turf carpet comprising at least one smooth yarn and an artificial turf carpet comprising at least one smooth yarn and at least one textured yarn.
  • the hydrophobic sand has a substantially spherical shape. On the one hand, this reduces the risk of injury to players when using the artificial turf system according to the invention.
  • a round-grained sand is less able to agglomerate.
  • the round-grain sand mold contributes to less wear and tear on the artificial turf fibers compared to a more sharp-edged sand mold.
  • At least 95% by weight of the hydrophobic sand has a grain size distribution of 0.2 to 2.0 mm, preferably 0.25 to 1.40 mm, based on the total weight of the filled hydrophobic sand.
  • the hydrophobic sand has a fines content of less than 0.063 mm that is less than or equal to 2% by weight based on the total weight of the backfilled hydrophobic sand.
  • the content of CaCO 3 in the hydrophobic sand is less than or equal to 3% by weight and/or the content of SiO 2 in the hydrophobic sand is greater than or equal to 96% by weight, based on the total weight of the hydrophobic sand, is.
  • the filling quantity of the hydrophobic sand is 5-20 kg/m 2 .
  • the hydrophobic sand is filled in such a way that the sand layer is generally well permeable. This means that the sand layer is well permeable to the rainwater falling on the artificial turf system during a rain shower, in order to prevent water from stagnating on the surface of the artificial turf system. Accumulated water on the artificial turf layer would significantly affect the properties of the artificial turf system, such as ball bounce, ball roll, slip, traction and rotation.
  • the hydrophobic sand is hydrophobic sand.
  • hydrophobic sand includes sand or sand particles to which hydrophobic properties are/are imparted by surface functionalization.
  • the surface functionalization of the sand/sand particles is preferably formed by hydrophobic molecules which are applied to the sand/sand particles in particular via a chemical bond.
  • the proportion by weight of the surface functionalization of the sand/sand particles is less than 5% by weight, preferably 0.05-3% by weight, more preferably 0.1-1% by weight, based on the total weight of the hydrophobic sands/the hydrophobic sand particles.
  • the sand/sand particles is/are preferably selected from the group consisting of quartz sand, river sand, sea sand, windblown sand, desert sand and mixtures thereof.
  • the hydrophobic sand is preferably selected from hydrophobic quartz sand, hydrophobic river sand, hydrophobic sea sand, hydrophobic drift sand, hydrophobic desert sand and mixtures thereof.
  • the hydrophobic sand is particularly preferably hydrophobic quartz sand.
  • the hydrophobicized sand is produced by conventional surface functionalization processes known to those skilled in the art.
  • the present invention provides that the surface functionalization preferably does not include a plastic coating (polymer coating) of the carrier particles, since such particles could be discharged into the environment as microplastics.
  • the surface functionalization processes are preferably hydrophobing processes.
  • a particularly preferred hydrophobing process is silanization.
  • the hydrophobic sand is silanized sand.
  • silanized sand refers to sand or sand particles that have been silanized using a silanization process.
  • basically any conventional silanization process can be used to produce the silanized sand.
  • the sand to be silanized preferably quartz sand, river sand, sea sand, windblown sand, desert sand and mixtures thereof, can be reacted with a suitable silane at ambient temperature while stirring or during transport in a conveyor such as a screw conveyor.
  • the sand/silane mixture can then either be used directly in the artificial turf or initially subjected to a drying process at an elevated temperature for a few hours be subjected to.
  • the silane used for the silanization is advantageously used in the form of an aqueous formulation which, in addition to the silane, optionally contains a surfactant, for example an ethoxylated secondary fatty alcohol.
  • a surfactant for example an ethoxylated secondary fatty alcohol.
  • the proportion of the silane in the aqueous formulation is preferably 1-25% by weight, more preferably 1-10% by weight, based on the total weight of the aqueous formulation.
  • the silane used for the silanization is preferably selected from the group consisting of alkoxysilanes, in particular alkylalkoxysilanes and alkylsiloxanes. More preferably, the silane used is selected from the group consisting of an alkyltrimethoxysilane, an alkyltriethoxysilane, an alkyloligosiloxane, an alkylpolysiloxane, and/or mixtures thereof, preferably wherein the alkyl group is an alkyl group having 3-12 carbon atoms, preferably 6-10 carbon atoms, and most preferably preferably comprises 8 carbon atoms or mixtures thereof.
  • the silane used is an alkyltriethoxysilane, especially triethoxyoctylsilane.
  • the silane is MasterPel 708, 793 or 903 silane formulations from BASF.
  • the silanized sand is particularly preferably sand, preferably quartz sand, river sand, sea sand, windblown sand, desert sand and mixtures thereof, which is silanized with an alkyltrimethoxysilane, an alkyltriethoxysilane, an alkylsiloxane, an alkyloligosiloxane, an alkylpolysiloxane and/or mixtures thereof.
  • the silanized sand is a sand that is silanized with an alkyltriethoxysilane, in particular triethoxyoctylsilane, or the silane formulation MasterPel 708, 793 or 903 from BASF.
  • the proportion by weight of the silanization is advantageously ⁇ 5% by weight, preferably 0.001-3% by weight, more preferably 0.001-1% by weight, based on the total weight of the silanized sand. On the one hand, the amount is sufficient to make the particle surface completely hydrophobic and, on the other hand, to work in a resource-saving manner.
  • this also comprises a second filling material filled into the artificial turf carpet.
  • the second filling material is preferably selected from the group consisting of cork, crushed olive stones, nut shells, wood, rubber granules and/or mixtures thereof. More preferably, the second filler material is selected from the group consisting of cork, crushed olive stones, nut shells, wood and/or mixtures thereof.
  • the present invention also relates to the use of the artificial turf system according to the invention as an artificial turf for sports.
  • the rolled turf system according to the invention is particularly suitable as artificial sports turf in football and hockey , rugby, American football, tennis and golf, although in principle any other type of sport can also be played on the artificial turf system.
  • a Buchner funnel with a diameter of 10 cm and fitted with a sieve insert was filled with a volume of 265 ml of the respective sand. Then 300 ml of tap water was applied to the sand using a shower and the water that ran off was collected in a measuring cylinder.
  • An artificial turf carpet consisting of a jointly tufted slitfilm polyethylene yarn (12,000 dtex, thickness 0.130 mm) and a textured polyethylene yarn (8,000 dtex, thickness 0.320 mm), gauge 3/8'', with a pile height of The artificial turf carpet was then filled with sand to a height of about 17 mm, using the hydrophobic quartz sand from Example 1 in the first stainless steel pan and the non-hydrophobic quartz sand in the second stainless steel pan for comparison.

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  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Kunstrasensystem, umfassend eine elastische Untergrundschicht, einen auf der elastischen Untergrundschicht aufgebrachten Kunstrasenteppich, und ein in den Kunstrasenteppich verfülltes erstes Füllmaterial, wobei das erste Füllmaterial einen hydrophoben Sand umfasst, und dessen Verwendung als Sportkunstrasen.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Kunstrasensystem, umfassend hydrophoben Sand, und dessen Verwendung als Sportkunstrasen.
  • Kunstrasen wird schon seit vielen Jahrzenten als Alternative zu Naturgras sowohl im Sportbereich als auch im Landschaftsbereich verwendet. Je nach Verwendung muss der Kunstrasen im Sport- und Landschaftsbereich unterschiedliche Anforderungen erfüllen. So variiert in Abhängigkeit von den technischen Anforderungen, die an den jeweiligen Kunstrasen gestellt werden, der Aufbau, die Beschaffenheit und das Aussehen der Kunstrasenfläche. Dies wird beispielsweise durch den Einsatz unterschiedlicher Garne, die Anzahl der verwendeten Filamente, die Filamentlänge, etc. erreicht.
  • Ein leistungsfähiger Kunstrasen besteht jedoch nicht alleine aus der sichtbaren Kunstrasenfläche. Unterhalb der Kunstrasenfläche befinden sich verschiedene Schichten, die unter anderem für eine bessere Dämpfung und Entwässerung der Kunstrasenfläche sorgen. Vor allem im Sportbereich kommen Kunstrasensysteme zum Einsatz, welche unter der Kunstrasenfläche eine elastische Tragschicht bzw. Untergrundschicht aufweisen. Die elastische Tragschicht unter der Kunstrasenfläche sorgt dafür, dass der Kraftaufbau auf dem Kunstrasen gewährleistet ist. Ferner sind die Kunstrasensysteme im Sportbereich mit unterschiedlichen Infill-Materialien verfüllt, wie Sand, Kork oder Gemische davon. Solche Infill-Materialien verleihen dem Kunstrasensystem einen festen Halt und erhöhen die Spieleigenschaften sowie die Belastbarkeit. In Kombination mit der elastischen Tragschicht sorgen sie für die Dämpfung und tragen maßgeblich zu weiteren Eigenschaften des Kunstrasensystems, wie etwa dem Ballsprungverhalten, dem Ballrollverhalten und einer Minimierung des Verletzungsrisikos bei.
  • An Kunstrasensysteme im Sportbereich wird ferner der Anspruch gestellt, dass diese auch nach Regen und bei kalten Temperaturen gut bespielbar sind. Dafür ist es unter anderem notwendig, dass die Oberfläche der Kunstrasensysteme bei Temperaturen um den Gefrierpunkt nicht gefriert und nicht zu rutschig wird. Das bedeutet, dass der Rotationswiderstand des Kunstrasensystems gemäß EN 15301-1 möglichst auch bei winterlichen Verhältnissen nicht zu sehr absinkt und bevorzugt über 30 Nm bleibt.
  • Bei den im Stand der Technik bekannten Kunstrasensystemen mit Infill-Materialien für den Sportbereich wird insbesondere, wenn die Temperatur nach Regen unter den Gefrierpunkt sinkt, beobachtet, dass das im Infill-Material, wie beispielsweise Sand, gebundene Regenwasser anschließend zu einer harten, kompakten Oberfläche gefriert, wodurch der Rotationswiderstand des Kunstrasensystems verringert wird. Bei den üblicherweise für den Sportbereich verwendeten Kunstrasensystemen mit ausschließlich Sand als Infill-Material zeigt sich diese Problematik besonders deutlich. Es hat sich gezeigt, dass die Restfeuchte von als Infill-Material verwendetem Quarzsand nach einem starken Regenschauer (etwa 40 l/m2) und nach Ablaufen des Regenwassers noch über 20 Gewichtsprozent liegt. Dies führt insbesondere bei kalten Witterungsbedingungen und noch nicht vollständig abgetrocknetem Kunstrasensystem zu einer erheblichen Verringerung des Rotationswiderstands des Kunstrasensystems (unter 30 Nm) und damit zu einer Verschlechterung der Spieleigenschaften.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kunstrasensystem, insbesondere für den Sportbereich, beizustellen, mittels dem die oben beschriebenen Nachteile überwunden werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein in den Ansprüchen definiertes Kunstrasensystem.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft demnach ein Kunstrasensystem, umfassend eine elastische Untergrundschicht, einen auf der elastischen Untergrundschicht aufgebrachten Kunstrasenteppich, und ein in den Kunstrasenteppich verfülltes erstes Füllmaterial, wobei das erste Füllmaterial einen hydrophoben Sand umfasst.
  • Durch das erfindungsgemäße Kunstrasensystem wird erstmals ein Sand-verfülltes Kunstrasensystem bereitgestellt, bei dem die Restfeuchte des im Kunstrasensystem verfüllten Sandes nach Regen und Ablaufen des Regenwassers - selbst bei starken Regenschauern von über 40 l/m2 - unter 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des verfüllten Sands, liegt. Damit wird erreicht, dass das erfindungsgemäße Kunstrasensystem bei winterlichen Witterungsverhältnissen - auch nach starken Regenschauern - nicht zu einer harten, kompakten Oberfläche gefriert. Der Rotationswiderstand des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems bleibt demnach selbst bei feuchten winterlichen Verhältnissen unter dem Gefrierpunkt ausreichend hoch und liegt vorzugsweise immer über 30 Nm. Selbst nach starken Regenschauern weist das erfindungsgemäße Kunstrasensystem insbesondere auch im Winter hervorragende Spieleigenschaften, wie beispielsweise ein ausgezeichnetes Ballsprungverhalten, ein ausgezeichnetes Ballrollverhalten, ein geringes Rutschverhalten (geringe Rutschgefahr), ein ausgezeichnetes Traktions- und Rotationsverhalten und eine ausgezeichnete Elastizität auf. Dadurch wird das Verletzungsrisiko von Spielern bei Verwendung des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems, insbesondere bei feuchten und/oder winterlichen Witterungsverhältnissen, minimiert.
  • Das erfindungsgemäße Kunstrasensystem weist eine elastische Untergrundschicht auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann jede herkömmliche, bislang bereits in Kunstrasensystemen verwendete bzw. dafür geeignete elastische Untergrundschicht verwendet werden. Dabei kann es sich beispielsweise um vorgefertigte Shockpads (stoßdämpfende Gummikissen bzw. Gummimatten) oder Elastikschichten oder elastische Tragschichten handeln.
  • Ferner weist das erfindungsgemäße Kunstrasensystem einen auf der elastischen Untergrundschicht aufgebrachten Kunstrasenteppich auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann jeder herkömmliche, bislang in Kunstrasensystemen verwendete bzw. dafür geeignete Kunstrasenteppich verwendet werden.
  • Zudem weist das erfindungsgemäße Kunstrasensystem ein in den Kunstrasenteppich verfülltes erstes Füllmaterial auf, das einen hydrophoben Sand umfasst. Der Begriff "hydrophober Sand" bezeichnet Sand, der hydrophobe Eigenschaften aufweist und damit verbunden ein geringes Wasserbindungsvermögen aufweist. Dabei kann es sich gemäß vorliegender Erfindung um einen Sand handeln, der von Haus aus hydrophobe Eigenschaften aufweist oder um einen Sand, der durch Modifikation, wie beispielweise durch eine Oberflächenfunktionalisierung, hydrophobiert wurde.
  • Vorzugsweise zeichnet sich der von dem erfindungsgemäßen Kunstrasensystem umfasste hydrophobe Sand dadurch aus, dass er verglichen mit herkömmlichem Sand, wie beispielsweise Quarzsand, Flusssand, Meeressand, Flugsand, Wüstensand und Mischungen davon, ein geringeres Wasserbindungsvermögen aufweist und damit weniger Wasser/Restwasser bindet. Verglichen mit herkömmlichem Quarzsand ist der hydrophobe Sand des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems beispielsweise weniger dazu in der Lage, Wassermoleküle durch Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen zu binden und zu einer festen Schicht zu agglomerieren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems umfasst die elastische Untergrundschicht eine gebundene Elastikschicht, eine elastische Tragschicht oder Shockpads (stoßdämpfende Gummikissen bzw. Gummimatten).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems ist der auf der elastischen Untergrundschicht aufgebrachte Kunstrasenteppich ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Kunstrasenteppich umfassend wenigstens ein texturiertes Garn, einem Kunstrasenteppich umfassend wenigstens ein Glattgarn und einem Kunstrasenteppich umfassend wenigstens ein Glattgarn und wenigstens ein texturiertes Garn.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems weist der hydrophobe Sand eine im Wesentlichen rundkörnige Form auf. Dadurch wird zum einen das Verletzungsrisiko von Spielern bei Verwendung des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems reduziert. Zudem ist ein rundkörniger Sand weniger dazu in der Lage zu agglomerieren. Nicht zuletzt trägt die rundkörnige Sandform zu einem geringeren Verschleiß der Kunstrasenfaser im Vergleich zu einer scharfkantigeren Sandform bei.
  • Ferner ist es bevorzugt, dass mindestens 95 Gew.-% des hydrophoben Sandes eine Korngrößenverteilung von 0,2 bis 2,0 mm, vorzugsweise 0,25 bis 1,40 mm, aufweisen, bezogen auf das Gesamtgewicht des verfüllten hydrophoben Sandes.
  • Idealerweise weist der hydrophobe Sand einen Gehalt an Feinanteilen, die kleiner als 0,063 mm sind, auf, der geringer oder gleich 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des verfüllten hydrophoben Sandes, ist.
  • Zudem ist es bevorzugt, dass der Gehalt an CaCO3 in dem hydrophoben Sand kleiner oder gleich 3 Gew.-% und/oder der Gehalt an SiO2 in dem hydrophoben Sand größer oder gleich 96 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des hydrophoben Sandes, beträgt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems liegt die Füllmenge des hydrophoben Sandes bei 5-20 kg/m2.
  • Idealerweise ist der hydrophobe Sand so verfüllt, dass die Sandschicht grundsätzlich gut durchlässig ist. Dies bedeutet, dass die Sandschicht für das auf das Kunstrasensystem fallende Regenwasser eines Regenschauers gut durchlässig ist, um ein Anstauen von Wasser auf der Oberfläche des Kunstrasensystems zu vermeiden. Angestautes Wasser auf der Kunstrasenschicht würde die Eigenschaften des Kunstrasensystems erheblich beeinträchtigen, wie beispielsweise das Ballsprungverhalten, das Ballrollverhalten, das Rutschverhalten sowie das Traktions- und Rotationsverhalten.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems ist der hydrophobe Sand hydrophobierter Sand.
  • Der Begriff "hydrophobierter Sand" umfasst Sand bzw. Sandpartikel, dem/denen durch eine Oberflächenfunktionalisierung hydrophobe Eigenschaften verliehen ist/sind. Vorzugsweise ist die Oberflächenfunktionalisierung des Sandes/der Sandpartikel durch hydrophobe Moleküle ausgebildet, die insbesondere über eine chemische Bindung auf den Sand/die Sandpartikel aufgebracht sind. Vorteilhafterweise liegt der Gewichtsanteil der Oberflächenfunktionalisierung des Sandes/der Sandpartikel bei weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt bei 0,05-3 Gew.-%, mehr bevorzugt bei 0,1-1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des hydrophobierten Sands/der hydrophobierten Sandpartikel.
  • Der Sand/die Sandpartikel ist/sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarzsand, Flusssand, Meeressand, Flugsand, Wüstensand und Mischungen davon.
  • Vorzugsweise ist der hydrophobierte Sand ausgewählt aus hydrophobiertem Quarzsand, hydrophobiertem Flusssand, hydrophobiertem Meeressand, hydrophobiertem Flugsand, hydrophobiertem Wüstensand und Mischungen davon. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem hydrophobierten Sand um hydrophobierten Quarzsand.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Herstellung des hydrophobierten Sandes nach herkömmlichen, dem Fachmann bekannten Oberflächenfunktionalisierungsverfahren. Im Sinne des Umweltschutzes sieht die vorliegende Erfindung jedoch vor, dass die Oberflächenfunktionalisierung vorzugsweise keine Kunststoffbeschichtung (Polymercoating) der Trägerpartikel umfasst, da solche Partikel als Mikroplastik in die Umwelt ausgetragen werden könnten. Vorzugsweise handelt es sich bei den Oberflächenfunktionalisierungsverfahren um Hydrophobierungsverfahren. Ein besonders bevorzugtes Hydrophobierungsverfahren ist die Silanisierung.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems ist der hydrophobierte Sand silanisierter Sand.
  • Der Begriff "silanisierter Sand" bezeichnet Sand bzw. Sandpartikel, der/die mit Hilfe eines Silanisierungsverfahrens silanisiert ist/sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung des silanisierten Sandes grundsätzlich jedes herkömmliche Silanisierungsverfahren verwendet werden. Beispielsweise kann der zu silanisierende Sand, vorzugsweise Quarzsand, Flußsand, Meeressand, Flugsand, Wüstensand und Mischungen davon, unter Rühren oder während des Transports in einer Fördereinrichtung, wie einer Förderschnecke, mit einem geeigneten Silan bei Umgebungstemperatur versetzt/umgesetzt werden. Im Anschluß kann das Sand/Silan-Gemisch entweder direkt für die Verwendung im Kunstrasen genutzt oder zunächst einige Stunden bei erhöhter Temperatur einem Trocknungsprozess unterzogen werden. Vorteilhafterweise wird das für die Silanisierung verwendete Silan in Form einer wässrigen Formulierung eingesetzt, welche neben dem Silan optional ein Tensid, beispielsweise einen ethoxylierten sekundären Fettalkohol, enthält. Vorzugsweise beträgt der Anteil des Silans in der wässrigen Formulierung 1-25 Gew.-%, mehr bevorzugt 1-10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Formulierung.
  • Vorzugsweise ist das für die Silanisierung verwendete Silan ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkoxysilanen, insbesondere Alkylalkoxysilanen und Alkylsiloxanen. Besonders bevorzugt ist das verwendete Silan ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Alkyltrimethoxysilan, einem Alkyltriethoxysilan, einem Alkyloligosiloxan, einem Alkylpolysiloxan und/oder Mischungen davon, wobei vorzugsweise die Alkylgruppe eine Alkylgruppe mit 3-12- Kohlenstoffatomen, bevorzugt 6-10 Kohlenstoffatomen und am meisten bevorzugt 8 Kohlenstoffatomen oder Mischungen daraus umfasst. (Bitte auf Richtigkeit prüfen.) Besonders bevorzugt ist das verwendete Silan ein Alkyltriethoxysilan, insbesondere Triethoxyoctylsilan. Am meisten bevorzugt ist das Silan die Silanformulierungen MasterPel 708, 793 oder 903 von der Firma BASF.
  • Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem silanisierten Sand um Sand, vorzugsweise Quarzsand, Flusssand, Meeressand, Flugsand, Wüstensand und Mischungen davon, der mit einem Alkyltrimethoxysilan, einem Alkyltriethoxysilan, einem Alkylsiloxan, einem Alkyloligosiloxan, einem Alkylpolysiloxan und/oder Mischungen davon silanisiert ist. Insbesondere ist der silanisierte Sand ein Sand, der mit einem Alkyltriethoxysilan, insbesondere Triethoxyoctylsilan, oder der Silanformulierung MasterPel 708, 793 bzw. 903 von der Firma BASF silanisiert ist.
  • Vorteilhafterweise liegt der Gewichtsanteil der Silanisierung bei ≤ 5 Gew.-%, bevorzugt bei 0,001-3 Gew.-%, mehr bevorzugt bei 0,001-1 Gew-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des silanisierten Sands. So ist die Menge zum einen ausreichend, um die Partikeloberfläche vollständig zu hydrophobieren und zum anderen, um ressourcenschonend zu arbeiten.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems umfasst dieses ferner ein in den Kunstrasenteppich verfülltes zweites Füllmaterial.
  • Vorzugsweise ist das zweite Füllmaterial ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kork, Olivenkernschrot, Nußschalen, Holz, Gummigranulat und/oder Mischungen davon. Mehr bevorzugt ist das zweite Füllmaterial ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kork, Olivenkernschrot, Nußschalen, Holz und/oder Mischungen davon.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems als Sportkunstrasen.
  • Aufgrund seines Aufbaus und den daraus resultierenden Eigenschaften, wie beispielsweise ein ausgezeichnetes Ballsprungverhalten, ein ausgezeichnetes Ballrollverhalten, ein geringes Rutschverhalten (geringe Rutschgefahr), ein ausgezeichnetes Traktions- und Rotationsverhalten und eine ausgezeichnete Elastizität, eignet sich das erfindungsgemäße Rollrasensystem insbesondere als Sportkunstrasen im Fußball, Hockey, Rugby, American Football, Tennis und Golf, wobei prinzipiell auch jede andere Sportart auf dem Sportkunstrasensystem ausgeführt werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der nachfolgenden Beispiele näher veranschaulicht.
    • Beispiel 1: Herstellung von hydrophobiertem Sand
  • Es wurde 1 kg eines rundkörnigen Quarzsands mit einer Korngrößenverteilung von 0,71-1,25 mm vorgelegt und dieser bei Raumtemperatur unter Rühren mit 30 ml BASF Masterpel 793 versetzt. Der Sand wurde anschließend 24 h bei 60 °C getrocknet. Es wurde ein gut rieselförmiges Produkt erhalten.
    • Beispiel 2: Prüfung der Eigenschaften des hydrophobierten Sands
  • Der Restwassergehalt sowie das Wasserabfließverhalten des in Beispiel 1 hergestellten hydrophobierten Quarzsandes sowie eines nichthydrophobierten Quarzsands mit derselben Korngrößenverteilung (Vergleich) wurden mit folgender Versuchsapparatur untersucht.
  • Ein Büchnertrichter mit einem Durchmesser von 10 cm und ausgerüstet mit einem Siebeinsatz wurde mit einem Volumen von 265 ml des jeweiligen Sandes befüllt. Anschließend wurden 300 ml Leitungswasser mit Hilfe einer Brause auf den Sand aufgetragen und das abfließende Wasser wurde in einem Messzylinder aufgefangen.
  • Es wurde zum einen ermittelt, wieviel Wasser nach 20 Minuten abgelaufen war. Zum anderen wurde anschließend die Restfeuchte der jeweiligen Sandprobe bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1:
    Sand Abgelaufene Wassermenge nach 20 min (ml) Restfeuchte (Gew.-%)
    Hydrophobierter Sand aus Beispiel 1 220 16
    Nichthydrophobierter Sand als Vergleich 180 23
  • Bei beiden Sanden lief das Wasser zügig ab und war nach spätestens 20 Minuten vollständig abgelaufen. Durch die Hydrophobierung konnte die Restfeuchte des Sandes aus Beispiel 1 verglichen mit dem nichthydrophobierten Sand um rund 30 % reduziert werden.
    • Beispiel 3: Prüfung des Rotationswiderstands eines erfindungsgemäßen Kunstrasensystems nach Wässerung und bei Kälte
  • Zwei rechteckige Edelstahlwannen mit flachem Boden mit Drainage-Löchern, Grundfläche 0,5 m2, wurden je mit einer 30 mm Elastikschicht ausgerüstet. Darauf wurde je ein Kunstrasenteppich, bestehend aus einem gemeinsam getufteten Slitfilm-Polyethylen-Garn (12.000 dtex, Dicke 0,130 mm) sowie einem texturierten Polyethylen-Garn (8.000 dtex, Dicke 0,320 mm), Gage 3/8"', mit einer Polhöhe von 30 bzw. 17 mm, gelegt. Anschließend wurde der Kunstrasenteppich jeweils mit Sand auf eine Höhe von etwa 17 mm verfüllt, wobei in der ersten Edelstahlwanne der hydrophobierte Quarzsand aus Beispiel 1 und in der zweiten Edelstahlwanne zum Vergleich der nichthydrophobierte Quarzsand verwendet wurde.
  • Um einen starken Regen zu simulieren, wurden je 20 l Wasser gleichmäßig über die jeweilige Fläche gegossen und es wurde jeweils ca. 20 Minuten gewartet. In dieser Zeit war das Wasser jeweils vollständig abgelaufen. Anschließend wurden die beiden Edelstahlwannen 3 Tage lang bei -5 °C Umgebungstemperatur gekühlt und nachfolgend wurde der Rotationsweiderstand bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2:
    Sand Rotationswiderstand nach dem Gefrieren (Nm)
    Hydrophobierter Sand aus Beispiel 1 37
    Nichthydrophobierter Sand als Vergleich 22
  • Es hat sich gezeigt, dass der Rotationswiederstand des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems, welches mit hydrophobem Sand verfüllt ist, nach Nässe und Frost einen deutlich höheren Rotationswiederstand (1,7-fach vergrößert) aufweist, als ein Kunstrasensystem, welches mit nichthydrophobem Sand verfüllt ist.

Claims (15)

  1. Kunstrasensystem, umfassend:
    eine elastische Untergrundschicht,
    einen auf der elastischen Untergrundschicht aufgebrachten Kunstrasenteppich, und
    ein in den Kunstrasenteppich verfülltes erstes Füllmaterial,
    wobei das erste Füllmaterial einen hydrophoben Sand umfasst.
  2. Kunstrasensystem nach Anspruch 1,
    wobei die elastische Untergrundschicht eine gebundene Elastikschicht, eine elastische Tragschicht oder Shockpads umfasst.
  3. Kunstrasensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der Kunstrasenteppich ausgewählt ist aus einem Kunstrasenteppich umfassend wenigstens ein texturiertes Garn, einem Kunstrasenteppich umfassend wenigstens ein Glattgarn und einem Kunstrasenteppich umfassend wenigstens ein Glattgarn und wenigstens ein texturiertes Garn.
  4. Kunstrasensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der hydrophobe Sand eine im Wesentlichen rundkörnige Form aufweist.
  5. Kunstrasensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei mindestens 95 % des hydrophoben Sandes eine Korngrößenverteilung von 0,2 bis 2,0 mm aufweist.
  6. Kunstrasensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der hydrophobe Sand einen SiO2-Anteil von ≥ 96 % aufweist und/oder einen CaCO3-Anteil von ≤ 3 % aufweist.
  7. Kunstrasensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Füllmenge des hydrophoben Sandes 5-20 kg/m2 beträgt.
  8. Kunstrasensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der hydrophobe Sand hydrophobierter Sand ist.
  9. Kunstrasensystem nach Anspruch 8,
    wobei der hydrophobierte Sand ausgewählt ist aus hydrophobiertem Quarzsand, hydrophobiertem Flusssand, hydrophobiertem Meeressand, hydrophobiertem Flugsand, hydrophobiertem Wüstensand und Mischungen davon.
  10. Kunstrasensystem nach Anspruch 8 oder 9,
    wobei der hydrophobierte Sand silanisierter Sand ist.
  11. Kunstrasensystem nach Anspruch 10,
    wobei der silanisierte Sand ausgewählt ist aus Sand, der mit Alkyltrimethoxysilan, Alkyltriethoxysilan, Alkyloligosiloxan, Alkylpolysiloxan und/oder Mischungen davon silanisiert ist.
  12. Kunstrasensystem nach Anspruch 10 oder 11,
    wobei der Gewichtsanteil der Silanisierung ≤ 5 Gew.-%, bevorzugt 0,001-3 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,001-1 Gew-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des silanisierten Sands, umfasst.
  13. Kunstrasensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    ferner umfassend ein in den Kunstrasenteppich verfülltes zweites Füllmaterial.
  14. Kunstrasensystem nach Anspruch 13,
    wobei das zweite Füllmaterial ausgewählt ist aus Kork, Olivenkernschrot, Nussschalen, Holz, Gummigranulat und/oder Mischungen davon.
  15. Verwendung des Kunstrasensystems nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Sportkunstrasen.
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