ES2711673T3 - Proceso para fabricar fibras de hierba artificial - Google Patents

Abstract

Un método de fabricar una fibra (10) que comprende los pasos de: extruir una fibra (10) que tenga una longitud (L) y una anchura (W), siendo la longitud (L) y mayor que la anchura (W) y discurriendo un eje longitudinal a lo largo de la longitud (L); fibrilar a continuación la fibra (10); y almacenar a continuación la fibra (10); en el cual la fibra no se corta a lo largo de todo su eje longitudinal entre el paso de extrusión y el paso de almacenamiento.

Description

DESCRIPCION

Proceso para fabricar fibras de hierba artificial

Campo de la invencion

La invencion esta relacionada con fibras para ser utilizadas en asociacion con un sistema de hierba artificial y mas concretamente con un proceso para fabricar las fibras.

Antecedentes de la invencion

Los sistemas de hierba artificial (tambien conocidos como campos de cesped sintetico) se han convertido en una alternativa popular a un campo de cesped natural. Estos sistemas de hierba artificial tipicamente incluyen fibras tejidas en forma de nudos a traves de un material base y un relleno en forma de partfculas situado encima del material base y entre las fibras.

De manera general, hay dos tipos de fibras que se utilizan habitualmente en estos sistemas de hierba artificial: fibras de monofilamento; y, fibras de pelfcula ranurada.

Las fibras de monofilamento estan compuestas por una unica hebra de material. El material se extruye a traves de una hilera para crear una unica hebra (o multiples hebras individuales a partir de una unica hilera). Despues de enfriarse, la hebra se almacena sobre una bobina hasta que esta lista para ser tejida en forma de nudos en un material base. Tfpicamente, multiples hebras se tejen en forma de nudos juntas al material base en un grupo de fibras comunmente denominado un “nudo”.

La hebra puede tener una variedad de formas y geometnas incluyendo, plana, redonda, de mariposa, en forma de espina, u otras geometnas conocidas. Dado que las fibras de monofilamento se pueden extruir en una variedad de geometnas conocidas, algunas personas creen que las fibras de monofilamento tienen un aspecto mas natural y mayor integridad estructural.

En tanto y en cuanto que las fibras de monofilamento se producen de forma individual, fijar los nudos de fibras de monofilamento individuales a un material base puede ser complejo - especialmente si se compara con fijar una fibra de pelfcula ranurada a un material base.

Ademas, cuando se utilizan fibras de monofilamento, muchos fabricantes producen un producto terminado que tiene una resistencia de union del nudo menor que la que esos fabricantes podnan haber obtenido si hubieran utilizado fibras de pelfcula ranurada.

Estos potenciales inconvenientes pueden ser resultado de los recubrimientos adhesivos tfpicamente aplicados por encima de los nudos en la cara inferior del material base. Este adhesivo se utiliza para sujetar/unir en su sitio las fibras de monofilamento tejidas en forma de nudos. Dado que cada nudo esta compuesto por una pluralidad de fibras de monofilamento individuales, el material de recubrimiento puede tener dificultad para penetrar en los diferentes espacios interiores entre algunas de las fibras individuales. Esto puede producir como resultado que no todas las fibras individuales queden sujetas realmente al material base y, por lo tanto, la hierba resultante puede tener una resistencia de union del nudo menor.

A diferencia de las fibras de monofilamento, la fibra de pelfcula ranurada se extruye tfpicamente formando una lamina plana ancha que se corta en tiras mas delgadas y a continuacion se fibrila, y que entonces se puede almacenar sobre una bobina. Las tiras individuales se tejen en forma de nudos a traves del material base. Despues de que se instale el relleno, las tiras se cepillan mecanicamente de modo que los extremos de las tiras por encima del material base se separan parcialmente y, desde la parte superior del sistema de hierba artificial, parecen ser nudos de fibras de monofilamento.

El documento US 2005/0008793 A1 describe un conjunto de cesped sintetico con una base en forma de lamina flexible y filas de cintas sinteticas que se proyectan hacia arriba, las cuales estan tejidas en forma de nudos a traves de la base y se extienden hacia arriba desde la base. Las cintas sinteticas que se proyectan hacia arriba tienen una anchura de aproximadamente una pulgada y estan ranuradas longitudinalmente de manera intermitente en varias filas de ranuras a traves de su anchura representando de esta manera briznas de cesped.

El documento US 2006/0093783 A1 describe una hierba sintetica con nudos fabricados de un hilo compuesto formado por al menos un hilo fibrilado junto con varios hilos de filamento individuales. El hilo fibrilado se produce comenzando por una pelfcula extruida que en primer lugar se corta en bandas. En estas bandas se hacen ranuras longitudinales de modo que se conforman filamentos interconectados lateralmente.

Para garantizar que las fibras de pelfcula ranurada son relativamente duraderas y no abrasivas, la lamina extruida debe ser sometida a un proceso de estirado biaxial o bien debe estar compuesta por un polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) de precio elevado. Estas dos opciones para producir fibras de pelfcula ranurada aceptables son caras - lo cual puede incrementar el coste total asociado con el sistema de hierba artificial.

En la extrusion de laminas, el flujo en el centro de la lamina es muy diferente en comparacion con el flujo en el area exterior de la lamina. Esto crea un producto no uniforme con respecto a tiras fabricadas a partir del area exterior de la lamina en comparacion con tiras fabricadas a partir del centro de la lamina.

Ademas, debido a que las hebras de pelfcula ranurada se cortan en tiras mas delgadas (las cuales se almacenan sobre una bobina), el proceso de fabricacion es mas largo y el equipo es de mayor tamano en comparacion con un proceso y con un equipo para fabricar una fibra de monofilamento.

Ademas, aunque se cortan en tiras mas delgadas (que suelen tener una anchura de entre 5-12 mm), esta anchura a menudo es demasiado grande para las agujas de una maquina de tejer en forma de nudos (maquina de tufting). Esto incrementa el riesgo de que las agujas para tejer en forma de nudos se rompan durante el proceso de fabricacion. Por consiguiente, para alojar a las grandes anchuras de las fibras en las agujas, las fibras se tienen que retorcer. Esto transforma la forma rectangular de las fibras en una forma redonda que se puede hacer pasar de manera efectiva a traves de una aguja para tejer en forma de nudos. Sin embargo, este retorcimiento provoca tension adicional en las fibras (lo cual no es deseable). Ademas, es un paso adicional en el proceso de fabricacion que requiere maquinaria adicional. De esta forma, incrementa el tiempo y los costes asociados con la fabricacion de sistemas de hierba artificial.

Aunque estas fibras y los metodos de fabricar las mismas son apropiadas para su proposito deseado, sigue existiendo una necesidad de una fibra y un metodo de fabricar la misma que combine las ventajas de la fibra de monofilamento y de la fibra de pelfcula ranurada.

La presente invencion esta dirigida a resolver la preocupacion/problemas anteriores.

Resumen de la invencion

La presente invencion esta dirigida a un metodo de fabricar una fibra de pelfcula ranurada que comprende los pasos de: extruir una fibra de pelfcula ranurada que tenga una longitud (L) y una anchura (W), siendo la longitud (L) mayor que la anchura (W) y discurriendo un eje longitudinal a lo largo de la longitud (L); fibrilar la fibra de pelfcula ranurada y a continuacion almacenar la fibra de pelfcula ranurada, en donde la fibra de pelfcula ranurada no se corta a lo largo de todo su eje longitudinal en tiras mas delgadas entre el paso de extrusion y el paso de almacenamiento.

En una realizacion preferida, una hilera produce una fibra que tiene una anchura de 11 mm y un espesor de 0,13 mm, y es aun mas preferido que la hilera produzca 12 fibras simultaneamente.

Tambien se prefiere que despues de que los extremos libres de la fibra se dividan (cuando se instalan en un material base y se coloca relleno entre las fibras), las hebras separadas tengan una anchura de entre 1-2 mm. Sin perjuicio de lo anterior, las personas con experiencia ordinaria en la tecnica entenderan rapidamente, que otras dimensiones asociadas con la anchura inicial de la fibra extruida, el espesor, numeros de hebras y dimensiones de las hebras se pueden modificar como se desee para una aplicacion particular.

Se cree que una fibra de este tipo tiene una alineacion molecular mas consistente (en comparacion con las tiras fibriladas que se extruyen para obtener una lamina grande) lo cual impartira una mejor durabilidad a la fibra. Espedficamente, se evitaran las diferentes propiedades de tiras exteriores y tiras intermedias basadas en el diferente flujo de la extrusion, y, a su vez, esto producira como resultado, en lugar de lo anterior, fibras con una alineacion molecular mas consistente y relativamente uniforme.

Ademas, se cree que el uso de la extrusion imparte un bajo poder abrasivo (o suavidad) a la fibra haciendola apropiada para ser utilizada sin mas procesamiento.

Es mas, cuando los extremos libres de la fibra se separan, algunos de los extremos libres separados (es decir, los dos en el borde de la fibra) tendran un borde redondeado, similar a las fibras de monofilamento, lo cual crea menos riesgo de lesion en comparacion con los bordes afilados de las fibras de pelfcula ranurada fabricadas de manera convencional.

Ademas, una de mas realizaciones de la presente invencion proporciona un metodo que dobla la fibra a lo largo de su eje longitudinal y la envuelve con un hilo. El doblado y la envoltura se puede producir despues del paso de extrusion, lo cual eliminana la necesidad de pasos extra y maquinaria adicional utilizada en el proceso de tejido en forma de nudos. Ademas, el doblado y la envoltura reduce las tensiones mecanicas (en comparacion con el retorcimiento).

Es mas, ademas de producir una fibra que tiene algunas de las ventajas tanto de la fibra de monofilamento como de la fibra de pelfcula ranurada convencional, el metodo descrito puede incrementar las capacidades de fabricacion permitiendo que una lmea o un aparato produzca fibras de monofilamento habituales, si se desea, o las fibras de pelfcula ranurada similares a fibras de monofilamento descritas en esta memoria.

Se debe entender que los aspectos y objetos de la presente invencion descritos anteriormente pueden ser combinables y que otras ventajas y aspectos de la presente invencion resultaran evidentes para las personas de experiencia ordinaria en la tecnica tras leer la siguiente descripcion del dibujo y la descripcion detallada del mismo.

Breve descripcion de los dibujos

La presente invencion resultara mas completamente evidente a partir de la siguiente descripcion y las reivindicaciones anexas, tomadas en conjunto con los dibujos adjuntos. Entendiendo que los dibujos adjuntos representan solo una realizacion tfpica, y que, por lo tanto, no se debe considerar que sean limitativos de la presente descripcion, se describiran y se explicaran las realizaciones con especificidad y detalle en referencia a los dibujos adjuntos proporcionados mas adelante.

La Figura 1 es una vista lateral en alzado de una fibra de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. La Figura 2 es una vista desde arriba de una fibra de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.

La Figura 3 es otra vista desde arriba de una fibra de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.

La Figura 4 es una vista seccionada lateral en alzado de un sistema de hierba artificial que tiene una fibra de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.

Descripcion detallada de los dibujos

Aunque esta invencion es susceptible de realizacion en muchas formas diferentes, se muestran en los dibujos y se describiran en detalle en esta memoria una o mas realizaciones con el entendimiento de que la presente descripcion se debe considerar como una ejemplificacion de los principios de la invencion y no esta concebida para limitar la invencion a las realizaciones ilustradas.

Referencia a lo largo de esta descripcion a rasgos, ventajas, objetos o lenguaje similar no implica que todos los rasgos y ventajas que se pueden obtener con la presente invencion debenan estar o estan en cualquier realizacion individual de la invencion. Mas bien, se entiende que el lenguaje que se refiere a los rasgos y ventajas significa que un rasgo, ventaja, o caractenstica espedfica descrita en conexion con una realizacion esta incluida en al menos una realizacion de la presente invencion. De esta manera, cualquier exposicion de los rasgos y ventajas, y lenguaje similar, a lo largo de esta especificacion puede, pero no lo hace necesariamente, referirse a la misma realizacion. Como se muestra en las Figuras 1 y 2, la fibra 10, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, tiene una longitud L y una anchura W y un eje longitudinal que se extiende a lo largo de la longitud L. La longitud L es mayor que la anchura W. En una realizacion preferida, la anchura es aproximadamente 11 mm.

La fibra 10 tambien tiene un espesor T, el cual es preferiblemente aproximadamente 0,13 mm.

Para fabricar fibra 10 de acuerdo con una o mas realizaciones de la presente invencion, se extruye un material a traves de una hilera. En una realizacion de la invencion, la hilera produce doce (12) fibras 10 simultaneamente. La hilera puede producir fibra 10 que tenga una anchura de 11 mm y un espesor de 0,13 mm. Por supuesto, se podnan utilizar otras dimensiones, y estas medidas descritas son meramente realizaciones preferidas.

Despues de ser extruida, la fibra 10 se puede templar, y entonces se puede estirar posteriormente. Una persona de experiencia ordinaria en la tecnica apreciara que tambien se pueden utilizar algunos otros pasos de procesamiento. Despues de que ha sido extruida, la fibra 10 es fibrilada con fibrillas 12 alternantes. Se prefiere que la fibra 10 se fibrile haciendo rodar la fibra 10 por encima de un rodillo de fibrilado.

Como se muestra en la Figura 3, la fibrilla puede tener una longitud L^f de aproximadamente 20 mm de largo. Ademas, la distancia D1 entre fibrillas 12 adyacentes a lo largo del eje longitudinal de la fibra 10 es preferiblemente aproximadamente 5 mm.

Volviendo a la Figura 2, la distancia D2 entre fibrillas 12 adyacentes a lo largo de la anchura W de la fibra 10 es preferiblemente aproximadamente 1-2 mm. De nuevo, otras dimensiones tambien son contempladas por la presente invencion.

Como se muestra en la Figura 4, la fibra 10 se fibrila de modo que los extremos libres 14 de fibra 10 (que se extienden por encima de un relleno 16) se pueden dividir en hebras 18 individuales despues de que la fibra 10 ha sido tejida en forma de nudos a traves del material base 20.

Volviendo a un metodo de fabricar fibra 10, despues de ser fibrilada, la fibra 10 se puede recocer y a continuacion se puede secar. De forma alternativa, la fibra 10 se puede estirar, recocer y despues se puede fibrilar.

Es mas, despues de ser extruida, la fibra 10 de puede doblar y envolver con un hilo de envoltura.

Por ultimo, fibra 10, preferiblemente que esta doblada y envuelta, se puede enrollar alrededor de una bobina y almacenarse hasta que se necesite. Durante todo este proceso, la fibra 10 no se corta en una direccion longitudinal en tiras mas delgadas. Tal como se usa en esta memoria, “cortar” esta concebido para incluir otra manipulacion para convertir la fibra 10 en tiras mas delgadas. La produccion de esta manera elimina o minimiza las diferencias creadas por flujo durante la extrusion que se produce en el metodo convencional de fabricacion de fibras de pelmula ranurada.

Despues de ser almacenadas o en lmea con la produccion de fibra 10, la fibra 10 se puede tejer en forma de nudos en un material base 20 para fabricar un producto de hierba 22 artificial. Vease, la Figura 4. Posteriormente, la fibra 10 se puede cepillar mecanicamente, forzando a los extremos libres 14 de fibra 10 que se extienden por encima del relleno 16 a dividirse a lo largo de las fibrillas 12 y a separarse en hebras 18 individuales.

Como se muestra en la Figura 4, al menos una porcion 24 de fibra 10 debajo del relleno, y mas en concreto, una porcion 26 en la cara inferior 28 del material base 20, tendra la misma anchura W que fibra 10 que acaba de ser extruida. Dicho de otra manera, una porcion 24, 26 de fibra 10 mantiene la anchura W de la fibra 10 desde la produccion hasta la utilizacion. Esto permite que se pueda aplicar un recubrimiento adhesivo a la porcion 26 sobre la cara inferior 28 y el material base 20, y solo se necesitara sujetar una unica hebra al mismo.

Se cree que esto produce como resultado mayor resistencia de union del nudo para fibra 10 que si se compara con un nudo de multiples fibras de multifilamento. Esto se debe a que en el punto de aplicacion del recubrimiento, la fibra 10, es una fibra individual y no necesitara que el material de recubrimiento impregne multiples espacios entre las fibras individuales de un nudo.

Es mas, dado que la fibra 10 no se corta a lo largo (en tiras mas delgadas), no hay necesidad de equipo adicional tipicamente utilizado para fabricar tiras delgadas, permitiendo equipo de produccion menos caro y ffsicamente mas pequeno. Ademas, dado que la presente invencion prescinde del equipo necesario en la produccion de fibras de pelmula ranurada, la presente invencion permite que una lmea de produccion pueda producir tanto fibras de monofilamento como fibras fibriladas de acuerdo con la presente invencion.

De esta manera, una empresa de fabricacion puede producir tanto fibras de monofilamento como fibras de pelmula ranurada (fibriladas) a partir de la misma lmea. Por lo tanto, la presente invencion puede proporcionar ahorros de espacio, de dinero, y de recursos para los productores que podnan conducir a menor coste para los consumidores. Se debe entender que realizaciones adicionales de la presente invencion descrita en esta memoria pueden ser contempladas por una persona de experiencia ordinaria en la tecnica y que el alcance de la presente invencion no esta limitado a las realizaciones descritas. Aunque se han ilustrado y descrito realizaciones espedficas de la presente invencion, vienen a la mente numerosas modificaciones sin alejarse significativamente del alcance de la invencion, tal como es definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Un metodo de fabricar una fibra (10) que comprende los pasos de:

extruir una fibra (10) que tenga una longitud (L) y una anchura (W), siendo la longitud (L) y mayor que la anchura (W) y discurriendo un eje longitudinal a lo largo de la longitud (L);

fibrilar a continuacion la fibra (10); y

almacenar a continuacion la fibra (10);

en el cual la fibra no se corta a lo largo de todo su eje longitudinal entre el paso de extrusion y el paso de almacenamiento.

2. El metodo de la reivindicacion 1, en el cual la anchura (W) es 11 mm.

3. El metodo de las reivindicaciones 1 o 2, en el cual el paso de extrusion incluye extruir a traves de una hilera que produce simultaneamente 12 fibras (10).

4. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual el paso de fibrilar incluye hacer rodar la fibra (10) sobre un rodillo de fibrilado.

5. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual un espacio entre fibrillas (12) adyacentes a lo largo del eje longitudinal es 5 mm y las fibrillas (12) tienen una longitud (L^f) de 20 mm.