KR20240029553A - 스포츠 표면, 이의 사용 및 이의 제조 방법 - Google Patents

스포츠 표면, 이의 사용 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20240029553A
KR20240029553A KR1020247002367A KR20247002367A KR20240029553A KR 20240029553 A KR20240029553 A KR 20240029553A KR 1020247002367 A KR1020247002367 A KR 1020247002367A KR 20247002367 A KR20247002367 A KR 20247002367A KR 20240029553 A KR20240029553 A KR 20240029553A
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콜린 영
살릴 세튜나트
하인 안톤 헤린크
마이클 르네 보겔
닐스 게르하르두스 콜크만
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텐 게이트 씨오론 비.브이.
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Abstract

스포츠 표면(10)은 배킹 층(1) 및 파일 층(2)을 포함하며, 파일 층은, 배킹 층에 연결되어 루프(21)를 형성하는, 파일 섬유를 포함하고, 루프는, 실질적으로 연속적인 플레잉 표면을 형성하도록 함께 조밀하게 패킹된다. 실질적으로 연속적인 플레잉 표면은, 볼 스포츠 또는 다른 레크리에이션 목적을 위해 사용될 수 있다. 본 출원은 또한 이러한 스포츠 표면을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

스포츠 표면, 이의 사용 및 이의 제조 방법
본 발명은 섬유계 스포츠 표면(sports surface), 및 섬유계 스포츠 표면을 제조하는 방법에 관한 것이다. 스포츠 표면은 배킹 층(backing layer) 및 파일 층(pile layer)을 포함하며, 필드 하키, 론볼스(lawn bowls), 크리켓, 골프, 테니스, 및 패들(paddle)을 포함하는, 다양한 스포츠 및 레크리에이션 활동을 위해 적합하다. 스포츠 표면은 관개(irrigation) 없이 우수한 성능을 나타내므로, 이의 건조 상태로(즉, 물의 추가 없이) 사용하기에 특히 적합하다.
스포츠 표면은, 편안한 플레이를 가능하게 하기 위해 및/또는 프로 스포츠 협회에 의해 설정된 표준 및 제한을 준수하기 위해 특정 성능 기준을 충족시켜야 한다. 예를 들어, 최소 또는 최대 볼-굴림(ball-roll) 거리를 보장하기 위해, 볼 반동(ball bounce) 특성을 지정하기 위해, 또는 선수의 안전한 슬라이딩 경기력을 가능하게 위해, 제한이 제공될 수 있다. 천연 잔디는 많은 스포츠를 위한 바람직한 표면 중 하나이지만, 흔히 일상적인 사용을 위해 유지하기에는 너무 많은 비용이 드는 것으로 간주된다. 이러한 이유로, 인조 잔디가 점점 더 대중화되었고, 천연 버전과 동일하거나 심지어 천연 버전을 능가하는 스포츠 경기력을 달성하기 위해 여러 세대를 거쳐서 발전하였다. 일반적으로, 인조 잔디는, 터프팅(tufting) 또는 직조(weaving) 등에 의해 함께 연결되는, 배킹 층 및 파일 층을 포함한다. 파일 층은 플레잉 표면(playing surface)을 형성한다.
스포츠 표면의 파일 층은 스포츠 표면의 성능을 결정한다. 또한, 이는 요구되는 탄성 및 다른 스포츠 경기력 특성을 달성하기 위한 충전 재료를 구비할 수 있다. 파일 높이, 방적사(yarn) 유형, 섬유 밀도 및 강성과 같은 특징은 모두 플레잉 표면 상의 볼의 작용에 기여한다. 예를 들어, 볼과 플레잉 표면 간의 마찰이 매우 큰 경우, 볼은 요구되는 거리만큼 굴러가지 않을 수 있다. 일반적으로, 파일의 개발은, 상이한 섬유 형상 및 재료를 제공함으로써 이의 천연 등가물을 모방하려고 추구되었다. WO 2006/091067 A1은 특히 축구를 위한 스포츠 필드(field)로서 사용하기 위해 특별히 의도된 인조 잔디 시스템의 일 실시예를 제시한다.
섬유계 스포츠 표면은 축구 및 하키와 같은 볼 스포츠를 플레이하기 위해 널리 사용되지만, 플레잉 표면에서의 마찰이 너무 크다는 단점이 있을 수 있다. 이는 스포츠 경기력에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며, 슬라이딩 시에 선수의 부상을 유발할 수 있다. 이러한 부정적인 영향을 완화시키기 위해, 스포츠 표면을 축축하게 하여 플레잉 표면에서의 마찰을 감소시킬 수 있다. 이는 특히 하키 필드에 적용되며, 이러한 솔루션은 통상적으로 "수성(water based) 필드"로 지칭된다.
설명된 수성 필드는 우수한 스포츠 경기력을 제공하지만, 필드를 축축하게 하기 위해 필요한 많은 양의 물이 항상 용이하게 이용 가능한 것은 아니다. 또한, 특히 가뭄 기간에, 많은 양의 물을 사용하는 것은 환경 친화적이지 않다. 경기를 위해 수성 필드를 준비하는 것은, 경기 기간당 2만 리터만큼의 많은 물이 필요할 수 있다. 이러한 수성 필드는 하키와 같은 스포츠를 위한 표준이 되었지만, 특정 그룹의 선수들 및 물이 부족한 국가들에게 그 스포츠를 제공하지 못하게 되기 때문에 이의 사용을 지지할 수 없게 되었다.
본 발명은 필드를 축축하게 하기 위해 필요한 물의 양을 감소시키면서 및/또는 물의 사용을 완전히 없애면서, 유사한 또는 개선된 레벨의 기능성을 필드에 제공함으로써, 그러한 스포츠 표면을 추가로 개선하고자 한다.
따라서, 본 발명의 제1 양태에 따라, 배킹 층 및 파일 층을 포함하는 스포츠 표면이 제공되고, 파일 층은, 배킹 층에 연결되어 루프(loop)를 형성하는 파일 섬유(pile fibre)를 포함하며, 루프는, 실질적으로 연속적인 플레잉 표면을 형성하도록 함께 조밀하게 패킹(closely packed)된다. 파일 섬유는, 모노필라멘트(monofilament), 섬유화 테이프(fibrillated tape), 슬릿 테이프(slit tape) 등으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 파일 섬유는, 모노필라멘트, 즉 개별 필라멘트로서 압출된 섬유로 형성된다.
여기서 "스포츠 표면"이라는 용어는, 스포츠 또는 다른 레크리에이션 활동을 수행하기 위한, 예를 들어 필드 하키, 론볼스, 크리켓, 골프, 테니스, 패들, 또는 축구를 플레이하기 위한, 특수 표면을 지칭하기 위해 사용된다. 실시형태에서, 스포츠 표면은, 볼 굴림 거리 또는 볼 반동 높이와 같은 특정 성능 특징에 관하여 프로 스포츠 협회에 의해 설정된 표준을 준수하도록 조정될 수 있음을 이해할 것이다. 본 청구범위에 따른 스포츠 표면은, 더 이상 천연 잔디에 가까워지도록 추구하는 것이 아니라, 그 대신에 천연 잔디 및 기존의 인조 잔디와는 본질적으로 상이한 스포츠 경기력을 산출한다는 점에서, 통상적인 사고에서 크게 벗어난다는 것을 보여준다.
파일 층은 복수의 루프를 포함하며, 플레잉 표면은 복수의 루프의 상부 부분으로 형성된다. "루프 크레스트(loop crest)"라는 용어는, 플레잉 표면을 형성하는 복수의 루프의 상부 및 외측 부분을 지칭하기 위해 사용된다. 전형적으로, 각각의 루프는, 파일 섬유가 배킹 층의 상부 표면으로부터 연장되는 지점에 의해 한정된 루프 베이스를 갖는다. 루프 베이스로부터, 2개의 루프 면이 배킹 층과 플레잉 표면 사이로 연장된다. 플레잉 표면은, 2개의 루프 면을 연결하는 루프 크레스트에 의해 형성된다. 루프는 연속적인 섬유에 의해 형성되며, 루프 면 및 루프 크레스트가 무엇인지에 대한 정의는 루프의 순간 형상에 따라 좌우될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 루프 형상은, 현재 및/또는 이전에 플레잉 표면에 가해진 압력에 따라 좌우되지만, 인접한 루프의 패킹 정도와 같은 다른 요인에 따라 좌우될 수도 있다.
통상적인 스포츠 표면은 전형적으로 파일 층 내에 절단 섬유를 사용한다. 이러한 통상적인 절단 섬유 스포츠 필드에 비하여, 플레잉 표면에서의 저항이 감소된다. 루프는 동일한 파일 섬유 양에 대해 보다 적절한 지지를 제공하며, 결과적으로 볼이 필드 내로 많이 가라앉지 않는다. 이로 인해, 파일 섬유와 볼 간의 더 작은 접촉 영역을 야기할 수 있으며, 이에 따라, 한편으로는 볼 또는 선수의 피부와 다른 한편으로는 플레잉 표면 간의 마찰을 감소시킬 수 있다. 더 적은 마찰로 인해, 선수가 슬라이딩 태클을 하는 경우, 볼의 감속이 더 적어지고, 피부 박리 상처의 위험이 더 적어진다. 선수가 높은 마찰 저항을 갖는 플레잉 표면 상에서 미끄러지거나 슬라이딩하는 경우, 국부적으로 높은 온도가 발생할 수 있고, 이에 따라 찰과상 및 피부 박리를 유발할 수 있다.
더 작은 접촉 영역과 더불어, 본 발명에 따른 플레잉 표면에서의 접촉 영역은 또한 더 낮은 거칠기를 갖는다. 절단 섬유 플레잉 표면은, 파일 섬유의 절단 단면의 둘레에서 뾰족한 에지를 가질 수 있는 반면에, 필드를 형성하는 루프 크레스트의 면은 전형적으로 훨씬 더 평활하다. 이러한 추가적인 평활도는, 한편으로는 볼 또는 선수의 피부와 다른 한편으로는 플레잉 표면 간의 마찰의 추가적인 감소에 기여한다.
더 적은 마찰에 따라, 전형적으로, 마찰을 추가로 감소시키기 위해 스포츠 표면 상에 추가적인 물을 공급할 필요가 없다. 환경적 관점에서, 이는 상당한 이점이다. 예를 들어, 필드 하키를 위해 사용되는 통상적인 수성 필드는, 단일 하키 필드에 대해 경기 시간당 약 20,000 리터의 물을 필요로 한다.
루프는 상당한 양의 지지를 제공하고, 루프가 변형될 수 있기 때문에, 층의 탄성이 개선된다. 이로 인해, 더 많은 에너지가 파일 층 내에 흡수됨에 따라, 볼 반동이 더 적어지고, 절단 파일 섬유에 비하여 선수의 편안함이 증대된다.
루프는 플레잉 표면의 회전 저항을 추가로 증가시킴으로써, 볼과 선수 발의 개선된 접지력을 유발한다. 이에 따라, 선수가 우발적으로 미끄러져서 넘어지거나 부상당하는 것을 방지한다.
본 발명에 따른 스포츠 표면의 추가적인 이점은 표면의 증가된 수명이다. 루프의 비교적 우수한 가요성으로 인해, 파일 섬유 마모가 감소된다. 또한, 단일 절단 파일 섬유보다 루프를 이탈(pull out)시키는 데 더 많은 작용력이 필요하기 때문에, 파일 섬유 이탈이 감소된다. 또한, 폐쇄 루프는, 손상될 수 있는 표면으로 연장되는 파일 섬유 단부가 없기 때문에, 파일 섬유를 분할함으로써 이들을 손상시키는 것을 보다 어렵게 한다. 이에 따라, 결과적으로, 분할 저항이 더 이상 중요하지 않기 때문에, 섬유 재료가 맞춤화될 수 있다. 따라서, 예를 들어 더 연성 재료 또는 코팅을 사용함으로써, 개선된 편안함 또는 더 적은 마찰로 섬유 재료를 맞춤화하는 것이 더 용이하다.
최종적으로, 대부분의 프로 스포츠에서, 표면에 걸친 일관성이 경기에 가장 중요하다. 루프는 함께 조밀하게 패킹되어, 실질적으로 연속적인 플레잉 표면을 형성한다. 고밀도 패킹은 필드의 일관성을 개선한다. 필드의 우수한 수명으로 인해, 더 오랜 시간 기간 동안 일관성이 계속 보장된다.
루프의 조밀한 패킹은, 스포츠 표면의 요구되는 지지 및 탄성을 달성하도록 보조할 수 있다. 일 실시형태에서, 파일 층은, mm당 적어도 100 g/m2, 바람직하게는 mm당 적어도 150 g/m2의 파일 밀도비를 갖는다. 여기서, 파일 밀도비는, 파일 층의 높이 단위(mm)당 파일 층의 질량(g/m2)으로서 한정된다. 파일 층의 질량은 ISO 8543에 따라 결정될 수 있으며, 파일 높이는 ISO 2549에 따라 측정될 수 있다. 따라서, 파일 밀도비의 단위는, 밀리미터당 제곱미터당 그램이다.
대안적으로, 루프의 조밀한 패킹은, 제곱미터당 루프의 수, 또는 제곱미터당 루프 또는 필라멘트의 수에 의해 한정될 수 있다. 일 실시형태에서, 제곱미터당 적어도 40,000개의 루프 다발이 제공되며, 바람직하게는 제곱미터당 적어도 60,000개의 루프 다발이 제공된다. 루프 다발의 수는 표준 ISO 1763에 따라 측정될 수 있다.
일 실시형태에서, 제곱미터당 적어도 400,000개의 개별 루프가 제공되며, 바람직하게는 제곱미터당 적어도 600,000개의 루프가 제공된다. 여기서, 각각의 루프는 개별 필라멘트 또는 섬유로 형성된다. 따라서, 600,000개의 루프의 총수는, 절단 섬유 파일 층 내의 1,200,000개의 필라멘트에 해당한다. 필라멘트의 수는 표준 ISO 1763에 따라 측정될 수 있다.
일 실시형태에서, 파일 층은, 5 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 8 mm 내지 10 mm의 파일 높이를 갖는다. 파일 높이는 ISO 2549에 따라 측정될 수 있다. 더 큰 파일 높이의 경우, 선수의 신발의 일부가 루프에 얽히게 될 가능성이 증가함에 따라, 스포츠 표면이 더 손상되기 쉽다. 따라서, 더 큰 루프는 이탈될 위험이 더 높다.
일 실시형태에서, 루프는 3 미만의 종횡비(H/W)를 갖는다. 루프 베이스는, 일반적으로 루프가 형성되는 방식에 의해 결정된다. 터프팅된(tufted) 파일 층의 경우, 대체로 루프 베이스는, 터프팅된 다발 직경 및 니들(needle) 크기에 의해 결정될 것이다. 제한받지 않는 경우, 루프는, 섬유의 구조적 특성, 즉 단면 2차 모멘트에 의해 결정되는 곡률을 갖는 경향이 있을 것이다. 루프가 함께 조밀하게 패킹된 경우, 인접한 루프는 서로 접촉되게 지지될 수 있으므로, 더 좁은 루프를 유발할 수 있다. 일반적으로, 최대 루프 폭은, 배킹 층의 상부 표면으로부터 이격된 위치에서 파일 층 내에 달성된다. 그러나, 파일이 배킹 층에서 빠져나가는 위치의 이들의 베이스에서 더 큰 폭을 갖는 루프를 다른 구조가 형성할 수 있다는 점이 배제되지 않는다.
일 실시형태에서, 종횡비는 적어도 2.2, 바람직하게는 적어도 2.4일 수 있다. 터프팅된 파일 층의 경우, 루프 베이스는 배킹 층 내의 단일 개구부에 의해 제공된다. 실시형태에서, 루프 베이스는 더 넓을 수 있다.
일 실시형태에서, 파일 층은 적어도 800 g/m2의 질량을 갖는다. 질량은 표준 ISO 8543에 따라 결정될 수 있다.
일 실시형태에서, 배킹 층은 상부 표면 및 하부 표면을 가지며, 파일 섬유는 배킹 층을 통과하여 배킹 층의 하부 표면을 따라 연장되고, 배킹 층의 하부 표면에서의 파일 섬유는 재료를 약화시키거나 구조 해체(destructure)시키도록 가열되었다. 일반적으로, 파일 섬유는 폴리머 재료를 배향시키기 위해 압출 동안 인출됨을 이해할 것이다. 연화 온도로 재료를 가열함으로써, 배향이 상실될 수 있고, 섬유 강도가 감소될 수 있다. 파일 층 내의 루프 중 하나 상에 큰 견인력이 가해지는 경우, 배킹의 약화된 하부면에서 방적사를 절단하면서, 루프가 이탈될 수 있다. 결과적으로, 래더링(laddering)의 영향, 즉 하나의 루프가 이탈되는 경우, 동일한 열 또는 행으로부터의 연속적인 루프의 손실, 및 절단 에지로부터의 파일 섬유의 마손(fraying), 즉 상실 및 손상이 감소될 수 있거나 완전히 방지될 수 있다.
스포츠 표면을 위한 루프 파일 구조를 사용하려는 시도가 과거에 있었지만, 루프가 얽히게 되어 허용할 수 없는 래더링을 유발하는 경향으로 인해 이들이 실패한 것으로 추정된다. 절단 파일 스포츠 표면을 제공하기 위한 루프의 절단은, 이러한 문제에 대한 유일한 솔루션으로 간주되었다. 일 실시형태에서, 본 개시물은 래더링을 방지하는 파일 섬유 내의 취약 지점을 제공함으로써 래더링 문제를 극복하는 방식을 교시한다.
일 실시형태에서, 배킹 층의 하부 표면에서의 파일 섬유는 적어도 부분적으로 용융된다. 파일 섬유는 부분적으로 용융될 수 있거나 완전히 융해될 수 있다. "융해(fusing)"라는 용어는, 2개의 성분 또는 섬유가 완전히 함께 용융되어, 즉 일체형 성분을 형성하는 상태를 지칭하기 위해 사용된다. 용융으로 인해, 실제 접합 또는 융해가 이루어지지 않으면서, 단지 하나의 성분이 다른 성분의 주위에 몰딩될 수 있다. 이 경우, 일단 냉각되면, 예를 들어 파일 섬유 및 직조 배킹 층과 같은, 2개의 성분의 기계적 접합만이 있을 수 있다. 파일 섬유를 함께 용융시킴으로써, 더 높은 이탈 강도(pull out strength)를 갖는 배킹 층의 하부 표면에서의 섬유 다발을 유발할 수 있다. 용융된 필라멘트 다발은 단일 필라멘트보다 이탈하기가 더 어렵지만, 그럼에도 불구하고 용이하게 래더링되지 않을 수 있다.
일 실시형태에서, 스포츠 표면은, 파일 섬유를 배킹 층에 체결하기 위해 및/또는 래더링을 완화시키기 위해, 배킹 층의 하부 표면에 제공된 체결 층을 더 포함한다. 체결 층은 배킹 층으로부터의 파일 섬유의 이탈을 방지하며, 강화된 이탈 강도로 인해 래더링의 영향을 추가로 감소시킬 수 있다.
일 실시형태에서, 체결 층은, 핫 멜트(hot melt) 접착제, 파우더 멜트(powder melt) 접착제, 코팅 층, 또는 적층 필름 중 하나를 포함한다. 코팅 층은 예를 들어, 라텍스 또는 폴리우레탄 코팅일 수 있다. 실시형태에서, 예를 들어, 파우더 멜트 접착제 및 적층 필름 둘 모두의 도포와 같이, 조합물이 도포될 수 있다.
체결 뿐만 아니라 다른 목적을 위해, 추가적인 층이 배킹 층의 아래에 제공될 수 있다. 강도 및 내구성을 부가하기 위해 또는 충격 흡수를 강화하기 위해, 직조 층 또는 니들형 펠트(needled felt) 층이 제공될 수 있다. 따라서, 스포츠 표면은 일체형 충격 패드로 제조될 수 있다.
일 실시형태에서, 파일 층은 복수의 절단 루프를 더 포함한다. 이러한 절단 루프는 바람직하게는 루프보다 더 낮은 파일 높이 또는 유사한 파일 높이를 가지므로, 플레잉 표면은 루프형 파일 섬유로 적어도 부분적으로 형성된다. 실시형태에서, 모든 루프가 절단되지 않는다. 절단 루프 뿐만 아니라 절단되지 않은 루프의 조합을 사용하여, 스포츠 필드의 스포츠 경기력 특성을 최적화할 수 있다. 또한, 루프를 절단함으로써 연속적인 루프의 길이를 감소시켜서 더 적은 루프가 이탈되기 때문에, "래더링" 및 "마손"의 영향을 완화시키도록 절단 루프가 제공될 수 있다. 대안적으로, 배킹 층의 하부 표면에서 파일 섬유를 절단함으로써, 래더링 및 마손의 영향이 완화될 수 있다.
일 실시형태에서, 적어도 70 중량%의 파일 층은 절단되지 않은 루프로 구성되며, 바람직하게는, 적어도 90 중량%의 파일 층은 절단되지 않은 루프로 구성된다. 이러한 맥락에서 "절단되지 않은" 루프라는 용어는, 이들이 파일 층 내에서, 즉 배킹 층의 상부 표면 위에서 절단되지 않는 것을 지칭하는 것으로 이해된다.
일 실시형태에서, 파일 섬유는 폴리머 재료, 바람직하게는 폴리에틸렌 재료를 포함한다. 폴리머 재료는 드로잉(drawing)에 의해 압출되어 배향될 수 있다. 폴리에틸렌, 특히 저밀도 폴리에틸렌은 이의 우수한 탄성으로 인해 바람직한 재료이므로, 요구되는 스포츠 경기력을 달성하기 위해 가장 적합하다. 대안적으로, 예를 들어 폴리프로필렌 또는 폴리아미드 재료를 사용하여 파일 층을 형성할 수 있다. 위에 언급된 바와 같이, 마손 및 분할되기 쉬울 수 있는 절단 단부가 없고 루프를 사용함으로 인해, 인조 잔디에서 통상적으로 사용되었던 보다 연성 재료가 사용될 수 있다.
일 실시형태에서, 루프를 형성하는 파일 섬유는 다발로 배치된다. 바람직하게는, 각각의 다발은, 3개 내지 30개, 바람직하게는 6개 내지 12개의 모노필라멘트, 섬유화 테이프, 또는 슬릿 테이프 다발을 포함한다. 다발로의 파일의 적용은 제조 관점에서 효율적이며, 당업자는 다발 크기와 가공성 간의 상충 관계를 이해할 것이다. 실시형태에서, 파일 섬유의 다발은, 2000 dtex 내지 20000 dtex, 바람직하게는 6000 dtex 내지 10000 dtex의 선밀도를 갖는다.
본 발명의 일 양태에 따라, 다발 내의 섬유는, 500 dtex 내지 2000 dtex, 바람직하게는 800 dtex 내지 1200 dtex의 선밀도를 갖는다. 이는 루프 파일로도 형성될 수 있지만 100 dtex 훨씬 미만의 dtex 값을 가질 수 있는, 예를 들어 실내용 카펫 재료와 유사하지 않음을 이해할 것이다.
일 실시형태에서, 파일 층은 텍스처화된 방적사(texturized yarn)를 더 포함한다. 텍스처화된 방적사는 루프형 파일 섬유로서 형성될 수 있거나, 절단 파일 섬유일 수 있다. 텍스처화된 방적사는 동일한 파일 높이를 갖거나 더 짧을 수 있으며, 탄성 이엉(thatch) 층을 형성하도록 제공될 수 있다.
일 실시형태에서, 파일 섬유는 배킹 층 내로 터프팅된이다. 당업자라면 그러한 루프를 터프팅하기 위한 절차에 익숙할 것이다. 터프트는 직선형일 수 있거나, 지그재그 방식으로 배치될 수 있다. 플레잉 표면 내의 방향성을 유발할 수 있는, 루프의 과도한 선형 패턴을 방지하는 데 약간의 지그재그가 유용한 것으로 확인되었다. 대안적으로, 파일 섬유는, 편물(knitting), 직조, 또는 니들링(needling)과 같은 상이한 방식으로, 배킹 층 내에 통합될 수 있다.
일 실시형태에서, 루프는 적어도 35 N, 바람직하게는 적어도 50 N의 이탈 강도를 갖는다. 이탈 강도는, 루프에 대해 ISO 표준 4919에 따라 한정된 바와 같은 최소 인출력(withdrawal force)에 의해 결정될 수 있다. 루프가 다발로 복수의 섬유를 포함하는 경우, 이는 다발의 이탈 강도이다. 이러한 강도는 전형적으로 스포츠 협회에 의해 최소치로서 요구된다. 본 발명에 따른 스포츠 필드는 스포츠 협회에 의해 설정된 표준을 준수하도록 구성될 수 있다.
일 실시형태에서, 파일 섬유는, 5 이하, 바람직하게는 4 이하의 종횡비(w/t)를 갖는 단면을 갖는다. 당업자라면 이것이 통상적인 인조 잔디 풀잎에 비해 비교적 두껍다는 것을 이해할 것이다. 그러나, 본 경우에, 섬유는, 더 이상 잔디를 모방하려고 의도되는 직립 풀잎으로서 기능하지 않는다. 그 대신에, 형상은 휘어진 아치 형태의 구조적 강도를 파일 섬유에 제공한다.
일 실시형태에서, 파일 섬유는 실질적으로 원형, 타원형, 계란형, 렌즈형, 다이아몬드형, 또는 직사각형 단면 형상을 가질 수 있다.
다른 실시형태에서, 파일 섬유는, 파일 섬유의 신장형 방향을 따라 연장되는 복수의 신장형 리브(rib)를 가질 수 있다. 파일 섬유의 평활한 원주방향 표면의 단점은, 빛이 밝을 때의 잠재적인 눈부심이다. 파일 섬유를 따라 신장형 리브를 제공함으로써 파일 섬유의 표면을 거칠게 하여 눈부심을 완화시킬 수 있고, 보다 자연스러운 외관을 제공할 수 있다.
일 실시형태에서, 스포츠 표면은 볼 스포츠, 특히 필드 하키, 론볼스, 크리켓, 골프, 테니스, 또는 패들을 위해 적합하다. 파일 층은 특정 스포츠 적용예를 위한 표준 및 요건을 준수하도록 조정될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 스포츠 표면은 볼이 없는 다른 레크리에이션 활동을 위해서도 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
일 실시형태에서, 스포츠 표면은 표면에 관개하지 않고 사용하기에 적합하다. 위에 설명된 바와 같이, 통상적인 필드는 흔히 스포츠 경기력을 증대시키기 위해 물과 조합하여 사용된다. 물은 플레잉 표면의 저항을 감소시킴으로써, 스포츠 경기력을 개선한다. 본 발명에 따른 스포츠 표면의 경우, 놀랍게도, 자연적으로 저항이 낮아지기 때문에, 우수한 스포츠 경기력을 위해 물이 필요하지 않음이 확인되었다.
일 실시형태에서, 배킹 층은 폴리머 재료를 포함한다. 예를 들어, 배킹 층은, 실외 조건에 대한 우수한 안정성을 나타내고, 높은 내크리프성(creep resistance)을 나타내며, 우수한 수명을 갖는 폴리프로필렌으로 제조될 수 있다. 적절한 냉각 설비 없이 직사광선에 노출되는 경우, 필드의 온도가 영하 내지 최대 섭씨 85도로 가변될 수 있기 때문에, 배킹 층의 안정성이 중요하다. 충분한 내크리프성은, 배수를 위해 심지어 약간의 경사를 갖는 스포츠 필드에 적용되는 스포츠 표면을 위해 특히 중요하며, 그렇지 않으면 정지 작용력은 시간이 지남에 따라 스포츠 표면의 변형을 유발할 수 있다. 대안적으로, 배킹 층은, 폴리에틸렌 및 바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌과 같은 다른 폴리머 재료로 제조될 수 있다. 또한, 고밀도 폴리에틸렌 재료는, 실외 조건에 대한 우수한 안정성을 나타내고, 높은 내크리프성을 나타내며, 우수한 수명을 갖는 배킹을 제조하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 폴리에틸렌 재료의 파일 섬유 및 배킹 층 모두를 제공함으로써, 수명이 다했을 때 제품을 재활용할 수 있는 능력이 향상된다.
바람직하게는, 배킹 층은, 파일 섬유보다 더 높은 용융 온도를 갖는 폴리머 재료로 제조된다. 일 실시형태에서, 배킹 층은, 제1 용융 온도를 갖는 폴리머 재료를 포함하며, 파일 섬유는, 제2 용융 온도를 갖는 폴리머 재료를 포함하고, 제1 및 제2 용융 온도 간의 차는 적어도 섭씨 2도, 바람직하게는 적어도 섭씨 3도이며, 섭씨 5도 초과일 수 있다. 상이한 용융 온도에 따라, 배킹 층의 필라멘트에 영향을 주지 않으면서, 파일 섬유의 용융을 통해 파일 섬유가 배킹 층 내에 고정될 수 있다.
일 실시형태에서, 스포츠 표면은 열안정화되었다. 열안정화를 위해, 스포츠 표면은 경기 동안 예상될 수 있는 최고 온도 초과로 가열된다. 열안정화는 스포츠 표면의 치수 안정성을 개선할 수 있다. 배킹 층은 직물일 수 있으며, 열안정화는 직조 공정 동안 배킹 층의 필라멘트 내에서 발생되는 변형을 완화시킨다. 일반적으로, 필라멘트가 주어진 모듈러스를 갖는 주위 온도에서 직조가 이루어진다는 것을 이해할 것이다. 직조 작업은 필라멘트 내에 만곡 및 뒤틀림을 유발하며, 이는 공정이 완료되면 남아있다. 배킹 층의 온도가 상승되는 경우, 유발된 변형은, 필라멘트 내의 만곡의 완화 및 변형보정(straightening)에 의해 회복될 수 있다. 열안정화의 부작용으로서, 파일 층의 높이가 약 20%만큼 감소될 수 있다.
열안정화는 다양한 상이한 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 일 실시형태에서, 가열된 표면을 갖는 본체를 따라 기재를 공급함으로써 열안정화가 이루어지며, 배킹 층의 제1 표면은 가열된 표면과 접촉되도록 배치된다. 가열된 표면은, 당업계에 일반적으로 알려져 있는 바와 같은 롤러 또는 캘린더일 수 있다. 다른 실시형태에서, 가열된 표면과의 직접 접촉 없이 오븐 또는 오븐들을 통하여 배킹 층을 가이드함으로써, 열안정화가 수행된다. 예를 들어, 오븐을 통하여 배킹 층을 가이드하기 위해 텐터 프레임(tenter frame)이 사용될 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따라 그리고 본원에서 전술한 이점 및 효과에 따라, 볼 스포츠를 위한, 바람직하게는 필드 하키, 론볼스, 크리켓, 골프, 테니스, 또는 패들을 위한 본 발명에 따른 스포츠 표면의 사용이 개시된다.
일 실시형태에서, 스포츠 표면은, 플레이를 개선하기 위해, 사전에 표면에 의도적으로 물을 공급하지 않고 사용된다. 여기서, "플레이를 개선하기 위해, 사전에 표면에 의도적으로 물을 공급하는 것"은, 이들의 성능을 향상시키기 위해 하키 필드에 물을 공급하는 통상적인 관행을 지칭한다. 비가 오는 경우, 또는 가능하게는 필드를 청소하는 경우 또는 냉각 목적을 위해, 자연스럽게 실외 필드에 물이 부가될 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명에 따른 스포츠 표면은 물을 공급하지 않고 사용될 수 있으며, 여전히 원하는 성능 기준을 충족시킬 수 있다.
본 발명의 추가적인 양태에 따라 그리고 본원에서 전술한 이점 및 효과에 따라, 스포츠 표면을 제조하는 방법이 제공되고, 방법은, 배킹 층을 제공하는 단계로서, 배킹 층은 상부 표면 및 하부 표면을 갖는, 단계; 상부 표면으로부터 루프로서 직립하도록 복수의 파일 섬유를 배킹 층 내로 통합하는 단계로서, 루프는 배킹 층의 하부 표면에서 서로 연결되는, 단계; 및 루프의 조밀한 패킹을 제공함으로써 실질적으로 연속적인 플레잉 표면을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 방법은, 래더링을 방지하기 위해 배킹 층의 하부 표면에서 파일 섬유를 약화시키는 단계를 더 포함한다.
일 실시형태에서, 방법은, 래더링을 방지하기 위해 및/또는 섬유 이탈을 방지하기 위해, 섬유 재료의 분자 배향을 방해하거나 감소시키도록, 배킹 층의 하부 표면에서 파일 섬유를 적어도 부분적으로 용융시키는 단계를 더 포함한다.
일 실시형태에서, 방법은, 스포츠 표면을 열안정화시키는 단계를 더 포함한다.
이제 해당 참조 부호가 해당 부분을 나타내는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여, 실시형태가 단지 실시예로서 설명될 것이다. 도면에서, 유사한 번호는 유사한 요소를 나타낸다. 요소의 다수의 사례는, 참조 번호에 부가된 개별 문자를 각각 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 요소("20")의 두 가지 사례는 "20a" 및 "20b"로 표시될 수 있다. 참조 번호는, 그러한 요소의 모든 사례 또는 지정되지 않은 사례를 전반적으로 지칭하기 위해 부가된 문자 없이 사용될 수 있는 반면에(예를 들어, "20"), 참조 번호는 요소의 특정 사례를 지칭하기 위해 부가된 문자를 포함할 것이다(예를 들어, "20a").
도 1a는 제1 실시형태에 따른 스포츠 표면의 측단면도를 개략적으로 도시한다.
도 1b는 도 1a에 따른 스포츠 표면 내의 루프형 파일 섬유의 세부사항을 도시한다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 파일 섬유 내의 필라멘트의 단면도를 도시한다.
도 3은 스포츠 표면을 열안정화시키기 위해 및/또는 래더링 방지(anti-laddering) 처리를 파일 섬유에 제공하기 위해 사용될 수 있는 장치의 제1 실시형태를 도시한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시형태에 따라 스포츠 표면 상에 배치된 하키 볼의 측단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4b는 절단 파일 섬유를 갖는 종래기술의 수성 필드 상에 배치된 하키 볼의 측단면도를 개략적으로 도시한다.
도면은 예시적인 목적만을 위한 것으로 의도되며, 청구범위에 의해 규정된 바와 같은 범위 또는 보호에 대한 제한으로서 작용하지 않는다.
이하는 도면을 참조하여 그리고 단지 실시예로서만 주어지는 본 발명의 특정 실시형태에 대한 설명이다.
도 1a는 하부 표면(11) 및 상부 표면(12)을 갖는 배킹 층(1), 루프 다발(20)을 갖는 파일 층(2), 체결 층(3), 및 플레잉 표면(15)을 포함하는 스포츠 표면(10)의 제1 실시형태의 측단면도를 개략적으로 도시한다. 루프 다발(20)은 모노필라멘트로서 형성된 파일 섬유(27)의 다발로 형성된다. 각각의 모노필라멘트는, 루프 면(22), 루프 크레스트(23), 및 루프 베이스(24)를 갖는 개별 루프(21)를 형성한다.
배킹 층(1)은, 루프(21)가 터프팅된 웨프트 테이프(weft tape) 및 워프 테이프(warp tape)를 갖는 직물이다. 배킹 층(1)은 폴리프로필렌으로 제조되며, 약 250 g/m2의 직물 중량을 갖는다. 배킹 층(1)은, 함께 스티칭되어 1차 배킹 층(1)을 형성하는 2개의 서브 층(13 및 14)을 포함한다. 그럼에도 불구하고, 다른 실시형태에서, 단일층 배킹 층, 또는 다른 재료로 제조된 배킹 층이 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 폴리프로필렌 배킹 층(1)은 섭씨 약 160도의 융점을 갖는다.
파일 층(2)은, 배킹 층(1)의 상부 표면(12)으로부터 플레잉 표면(15)으로 연장되는 10개의 루프(21)로 각각 형성되는, 조밀하게 패킹된 복수의 루프 다발(20)을 포함한다. 각각의 루프(21)는 2개의 루프 면(22a, 22b), 및 루프 크레스트(23)를 가지며, 루프 면(22)은 루프 크레스트(23)에 의해 서로 연결된다. 모든 루프(21)의 루프 크레스트(23)는, 스포츠 표면(10)의 플레잉 표면(15)을 함께 형성한다. 플레잉 표면(15)은 경기 동안 볼 또는 선수를 지지할 수 있다.
배킹 층(1)의 하부 표면(11)에서, 섬유(27)는 연속적인 루프 다발(20) 간에 연속적이다. 배킹 층(1)의 하부 표면(11)을 따라 연장되는 섬유(27)의 부분은 체결 층(3)에 의해 배킹 층(1)에 체결된다. 체결 층(3)은 약 1000 g/m2의 중량을 갖는 라텍스 코팅을 포함한다.
도 1b는 루프 다발(20) 내의 단일 루프(21)의 세부사항을 도시한다. 루프 면(22)은, 배킹 층(1)의 상부 표면(11)으로부터 대략적으로 파일 높이(H)에 걸쳐서 각각 연장된다. 여기서 루프 베이스(24)는, 루프(21)가 배킹 층(1)의 상부 표면(12)과 교차하는 지점으로서 한정된다. 루프(21)는, 루프 베이스(24)로부터 파일 높이의 약 2/3의 거리에서 가장 넓다. 루프(21)는 약 2.5의 종횡비(H/W)를 갖는다.
파일 층 - 실시예 1
파일 층(2)의 제1 실시형태에 따라, 루프(21)는, 파일 층(2)의 상부 표면(11)과 루프 크레스트(23)의 평균 높이 사이의 거리로서 측정되는, 약 8 mm의 높이를 갖는다. 루프(21)는, 스포츠 표면(10)의 길이 방향에 걸쳐서 미터당 약 375개 스티치의 스티치 레이트(stitch rate), 및 스포츠 표면의 폭 방향을 따라 약 4 mm의 게이지(gauge)로 제공된다. 이러한 방식으로, 스포츠 표면(10)의 제곱미터당 약 100,000개의 루프 다발이 제공된다.
각각의 다발은, 800 dtex의 10개의 모노필라멘트로 각각 구성되는 8000 dtex의 선밀도를 갖는다. 결과적으로, 스포츠 표면(10)은 제곱미터당 약 2백만개의 필라멘트를 포함하며, 각각의 루프 면(22)은 별개의 필라멘트로서 계수된다. 따라서, 루프(21)는 플레잉 표면(15)을 형성하도록 함께 조밀하게 패킹된다. 파일 층(2)은 약 2000 g/m2의 총 파일 질량을 갖는다.
파일 높이는 약 8 mm로서, 높이의 mm당 250 g/m2의 파일 밀도비를 유발한다. 종횡비(H/W)는 약 2.5이다.
파일 층 - 실시예 2 내지 5
표 1은 파일 층(2)에 대한 4개의 추가적인 실시예의 특성을 나타낸다. 제1 실시예를 참조하여 이미 전술한 파일 층(2)의 특징은 실시예 2 내지 5에도 존재할 수 있으며, 여기서 또 다시 전부 설명되지 않을 것이다. 예를 들어, 루프 형상 및 루프 종횡비(H/W)는 실시예 1과 대략적으로 동일하다.
파일 층 - 실시예 6
파일 층(2)의 제2 실시형태에 따라, 루프(21)는 9 mm의 높이를 갖는다. 루프(21)는, 스포츠 표면의 길이 방향에 걸쳐서 미터당 약 450개 스티치의 스티치 레이트, 및 스포츠 표면의 폭 방향을 따라 약 4 mm의 게이지로 제공된다. 이러한 방식으로, 스포츠 표면(10)의 제곱미터당 약 115,000개의 루프 다발이 제공된다.
다발은 두 가지 상이한 유형의 필라멘트로 형성된다. 각각의 다발은, 1000 dtex의 제1 직선형 필라멘트의 4개의 섬유, 및 800 dtex의 텍스처화된 필라멘트의 5개의 섬유를 포함하는, 8000 dtex의 선밀도를 갖는다. 파일 층(2)은 약 2400 g/m2의 총 파일 질량을 가짐으로써, 높이의 mm당 약 260 g/m2의 파일 밀도비를 유발한다.
파일 섬유 필라멘트의 재료
각각의 실시예 1 내지 6의 파일 섬유는 폴리에틸렌(PE) 재료로 제조되며, 이는 원하는 스포츠 경기력을 제공할 수 있기 때문이다. 필라멘트는, 바람직하게는 산화 방지제, UV 안정제, 안료, 가공 보조제, 산 제거제, 윤활제, 정전기 방지제, 충전제, 조핵제, 및 정화제를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
각각의 실시예에서, 약 90.5 중량%의 필라멘트는 PE로 제조되며, 나머지 9.5 중량%는 첨가제로 제공된다. 예를 들어, 6 중량%의 안료, 3 중량%의 탄산칼슘, 및 0.5 중량%의 가공 보조제. 그러나, 다른 실시형태에서 상이한 조성이 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
파일 층의 실시예 2 및 4에서 사용된 PE 조성의 제1 실시형태에 따라, 파일 섬유의 필라멘트는, 4개의 탄소 원자를 갖는 모노머로 형성된 저밀도 폴리에틸렌 재료(즉, 여기서 C4 등급 PE로 지칭되는 부텐계 PE)로 제조된다. C4 등급 PE는, 약 2의 용융 흐름 지수(MFI) 및 918 kg/m3의 밀도를 갖는다. 실시예 6의 직선형 파일 섬유도 C4 등급 PE이다.
파일 층의 실시예 3 및 5에서 사용된 PE 조성의 제2 실시형태에 따라, 파일 섬유의 필라멘트는, 6개의 탄소 원자를 갖는 모노머로 형성된 저밀도 폴리에틸렌 재료(즉, 여기서 C6 등급 PE로 지칭되는 헥센계 PE)로 제조된다. C6 등급 PE는, C4 등급 PE보다 더 높은 인성 및 더 높은 가요성을 갖는다. C6 등급 PE는, 약 3.5의 용융 흐름 지수(MFI) 및 918 kg/m3의 밀도를 갖는다. 실시예 6의 텍스처화된 필라멘트도 이러한 폴리머 등급이다.
실시예 1에서 사용된 PE 조성의 제3 실시형태에 따라, 파일 섬유의 필라멘트는, C4 등급 PE 및 C6 등급 PE 혼합물로 제조된다. 약 85 중량%의 PE 혼합물은 C4 등급의 PE로 구성되며, 15 중량%의 PE 혼합물은 C6 등급의 PE로 구성된다.
전형적으로, 절단 파일 섬유를 갖는 통상적인 스포츠 표면에서, 인성을 증가시키기 위해, 더 높은 등급의 PE가 사용된다. 파일 섬유는, 주로 이들의 상부 표면으로부터 분할되는 잔디 풀잎으로 인해, C4 등급 PE와 같이, 재료가 연성인 경우 손상되기 쉽다. 본 발명에 따른 스포츠 표면의 파일 층 내에 폐쇄 루프를 제공함으로써, 파일 섬유의 분할이 방지되며, 보다 연성의 C4 등급 PE가 부정적인 결과 없이 사용될 수 있다. 섬유 재료 내에 더 많은 비율의 C4 등급 PE를 가짐으로써, 사용 시에 선수에게 훨씬 더 편안한 훨씬 더 연성 섬유를 유발한다.
필라멘트의 단면 형상
필라멘트는, 실질적으로 원형, 타원형, 렌즈형, 다이아몬드 형상, 직사각형, 또는 대문자 "C" 또는 "D" 형상과 같은, 다수의 상이한 형상으로 제공될 수 있다. 폐쇄 루프는, 별도의 풀잎 단부가 제공되지 않으므로, 단면 형상이 파일 섬유의 분할을 방지하기 위한 특별한 형상에 대한 필요성이 더 적기 때문에, 파일 섬유가 분할되는 것을 방지한다.
도 2는 실시예 1에 따른 파일 층(2)에 사용된 바와 같은 섬유(27)의 단면 형상을 도시한다. 단면은, 약 0.75 mm의 최대 폭(w), 및 약 200 ㎛의 최대 두께(t)를 갖는 렌즈형 형상을 갖는다. 따라서, 종횡비(w/t)는 약 3.75이다. 루프를 형성하는 더 두꺼운 필라멘트는, 파일 섬유의 접촉 면적 대 단면적 간의 우수한 비율을 제공하며, 섬유의 더 높은 단면 2차 모멘트로 인해 루프가 구조적으로 더 탄성이도록 보장한다.
섬유(27)의 표면은 비교적 평활하며, 이에 따라 접촉 표면에서의 마찰을 감소시킨다. 이는 다수의 바람직한 효과를 가지며, 특히 선수가 플레잉 표면(15)을 따라 넘어지거나 슬라이딩하는 경우 찰과상의 위험을 감소시킨다.
섬유(27)의 표면은, 섬유(27)의 신장형 방향을 따라 연장되는 복수의 신장형 리브(25)를 구비한다. 표면을 따라 리브(25)는 밝은 영역에서 표면으로부터의 눈부심을 감소시킨다. 리브(25)는 예를 들어 실내용으로 눈부심의 감소가 요구되지 않는 경우 생략될 수 있음을 이해할 것이다. 실시예 2 내지 6은 유사한 렌즈형 형상을 갖는 필라멘트 또는 섬유를 갖지만, 리브(25)가 제공되지 않았다.
열안정화 및 열처리
각각의 실시예 1 내지 6에 따른 스포츠 표면(10)은, 라텍스 코팅의 도포 동안 텐터 프레임을 사용하여 오븐을 통하여 스포츠 표면(10)을 가이드함으로써 사용 전에 열안정화되었다. 라텍스 재료의 건조를 위한 이러한 공정은 당업자에게 잘 알려져 있으며, 또한 초기에 터프팅된 상태로부터 파일 높이의 감소를 유발한다.
전체 스포츠 표면의 열안정화와 더불어, 배킹 층(1)의 하부 표면(11)에서의 섬유(27)는, 래더링을 방지하기 위해 추가적인 열처리 단계를 거칠 수 있다.
도 3은 열처리를 수행하기 위해 사용될 수 있는 장치(30)의 예시적인 실시형태를 도시한다. 스포츠 표면(10)은 공급 롤러(31)에 제공되며, 복수의 가이딩 롤러(32)를 사용하여 장치(30)를 통하여 가이드된다. 스포츠 표면(10)은 1 내지 30 m/분의 속도로 기계를 통하여 운반되어 롤러(34)의 가열된 표면(35)을 따라 가이드된다. 실시예 1과 관련하여 설명된 폴리프로필렌 배킹 층의 경우, PP 배킹 층(1)의 용융 온도는, 파일 섬유(27)가 연화되는 온도보다 적어도 25
Figure pct00002
초과이다. 배킹 층(1)의 하부 표면(11)에서의 파일 섬유(27)가 용융되는 시점까지 가열함으로써, 섬유(27)는 이러한 시점에 약화되고, 충분한 작용력을 받는 경우 래더링 전에 끊어질 것이다. 파일 섬유(27)의 약화는, 섬유의 파괴 강도가 개별 섬유의 이탈 작용력(pull out force)보다 더 낮도록 하기에 충분할 수 있다.
열처리는 열안정화와 조합될 수 있거나 별도로 수행될 수 있다. 열처리는 체결 층의 도포와 추가로 조합될 수 있다. 예를 들어, 이탈 강도를 추가로 증가시키기 위해, 핫 멜트 접착제 또는 파우더 멜트가 도포될 수 있다. 예를 들어 살포기와 같은 기기(33)가 장치(30) 내에 배치될 수 있다. 기기(33)는, 스포츠 표면(10)이 가열된 롤러(34)를 따라 운반되기 전에, 배킹 층(1)의 하부 표면(11) 상에 핫 멜트 접착제 분말을 살포할 수 있다.
스포츠 경기력
스포츠 표면(10)은, 수성 필드에 사용되는 종래기술의 스포츠 표면(80)에 비하여 향상된 스포츠 경기력 특성을 갖는다. 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 스포츠 표면(10) 및 종래기술의 스포츠 표면(80)의 플레잉 표면(15) 위에 배치된 하키 볼(7)을 개략적으로 각각 도시한다. 도면은 매우 개략적인 것이며, 실제로 하키 볼은 몇몇 루프 또는 절단 파일 섬유보다 훨씬 더 크다는 것을 당업자라면 이해할 것이다.
각각의 스포츠 표면(10, 80)에서, 굴림(rolling)으로 인해 그리고 활주(skidding)할 때, 볼(7)과 표면 간에 마찰 저항이 발생한다. 두 동작 모두는 상호 연관되며, 활주로부터 굴림으로의 전환은 많은 경기에서 핵심적인 특성이다. "굴림 저항"은 활주에 대한 저항보다 상당히 더 적지만, 볼에 가해지는 스핀 및 속도에 따라, 둘 사이의 전환이 상이할 수 있다. 이러한 맥락에서, 활주는, 회전 없이 표면을 따라 이동하는 볼의 이동을 지칭하기 위해 사용된다. 역회전도 존재할 수 있다.
굴림 저항은, 그 방향이 운동의 방향과 반대인, 볼과 표면 간의 접촉 지점에서 작용하는 작용력으로서 한정되므로, 볼이 표면에 걸쳐서 이동함에 따라 볼의 감속을 유발한다. 볼과 표면 간의 마찰은, 속도, 방향, 및 회전 속도의 변화의 원인이다. 표면의 유형은 마찰에 현저하게 영향을 미칠 수 있다. (특히) 파일 높이, 방적사 유형, 섬유 밀도 및 강성의 차이는 모두 볼의 작용에 기여한다. 볼과 표면 간의 마찰이 너무 큰 경우, 볼은 요구되는 거리만큼 굴러가지 않을 것이다.
플레잉 표면(15)에 평행한 이의 선속도가 감소되고, 볼(7)의 각속도가 굴림이 발생하는 지점까지 증가할 때까지, 볼은 표면에 걸쳐서 계속 활주할 것이다. 평활한 굴림을 위해, 볼과 표면 간에 활주가 없을 수 있으므로, 완전한 굴림을 위해, 표면과의 접촉 지점에서의 회전 속도와 전진 속도 간의 균형이 요구된다. 굴림 마찰(RF)과 활주 마찰(SF) 간의 전환은, 스포츠 표면(15)의 다양한 변수에 의해, 특히 파일 층(2)에 의해 영향을 받는다.
파일 층(2) 내의 루프(21)의 사용의 이점은, 이들이 본래 통상적인 절단 파일 스포츠 표면(80)보다 더 적은 활주 마찰을 갖는다는 점이다. 볼(7)은 루프 크레스트(23)에 의해 지지되며, 루프 크레스트(23)는 루프(21)를 형성하는 필라멘트의 면에 의해 형성된다. 따라서, 볼(7)과 플레잉 표면(15) 간의 접촉 영역은 비교적 평활하다.
대조적으로, 종래기술의 표면(80)의 파일 층 내의 절단 파일 섬유(81)는 뾰족한 에지를 가지므로, 평활하지 않은 접촉 영역을 제공한다. 또한, 루프가 동일한 파일 섬유 양에 대해 절단 파일 섬유보다 더 많은 지지를 제공하기 때문에, 하키 볼(7)이 파일 층(2) 내에 깊이 가라앉지 않는다. 결과적으로, 파일 섬유와의 볼(7)의 접촉 영역이 감소된다. 따라서, 동일한 파일 섬유 양에 대해, 플레잉 표면(15)에 제공되는 굴림 및 활주 저항은, 종래기술의 시스템에서 상당히 더 크다.
종래기술의 시스템에서, 예를 들어, 필드 하키 표면에 대해, 플레잉 표면에서의 마찰, 특히 활주 마찰을 감소시키기 위해 물이 사용된다. 루프(21)를 제공함으로써, 활주 마찰이 이미 자연스럽게 더 낮아지므로, 물이 사용되지 않는 경우에도 우수한 스포츠 경기력을 제공한다. 현재 수성 필드로서 사용되는 필드의 건식 스포츠 표면에 비하여, 볼 굴림 거리는 본 발명에 따른 스포츠 표면에서 약 2배만큼 더 크다.
표 2는 절단 파일 섬유를 갖는 참조예의 수성 스포츠 표면과 비교하여 실시예 1 내지 6에 따른 스포츠 표면의 성능 특성의 개요를 제공한다. 참조예 표면의 경우, 파일 높이는 13 mm로서, m당 360개 스티치의 스티치 레이트, m당 210의 게이지, 및 표면당 약 75,000개의 터프트로 제공된다. 각각의 터프트는, 각각 800 dtex의 10개의 텍스처화된 필라멘트를 갖는 8000 dtex 다발을 포함한다.
굴림 및 활주 저항 외에도, 볼 반동 특성은 필드의 스포츠 경기력을 위해 중요하다. 루프(21)는 절단 파일 섬유보다 더 많은 에너지를 흡수하므로, 더 적은 볼 반동을 야기한다. 스포츠 적용예에 따라, 이것이 바람직하다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 필드 하키의 경우, 더 적은 볼 반동이 바람직하다. 유사한 파일 섬유 양에 대해, 절단 파일 섬유를 갖는 종래기술의 시스템에 비하여, 본 발명에 따른 건식 스포츠 표면의 경우 볼 반동 높이가 최대 15% 더 낮다. 볼 반동 값은 비교 목적만을 위해 견고한 콘크리트 밑면을 기준으로 한다는 점을 유의해야 한다. 실제 사용 시에, 스포츠 표면(10)은 충격 패드 상에 설치되거나, 필요한 사양을 달성하기 위해 추가적인 완충재를 구비한다.
스포츠 경기력을 위해 추가로 중요한 것은, 볼(7)이 받는 회전 저항이다. 회전 저항은 접지력에 영향을 주며, 절단 파일 섬유를 갖는 종래기술의 습식 시스템에 비하여, 본 발명에 따른 건식 스포츠 표면 상에서 약 5% 더 높다.
최종적으로, 볼 스포츠에서, 표면에 걸친 일관성이 경기에 가장 중요하다. 루프 크레스트(23)를 포함하는 플레잉 표면(15)은, 루프의 높은 밀도로 인해 매우 일관적이다. 또한, 이탈 강도가 매우 우수하기 때문에, 스포츠 표면의 일관성이 오랜 시간 동안 양호하게 유지된다. 각각의 실시예 1 내지 5는 적어도 50 N의 이탈 강도를 갖는다. 실시예 6은 약 45 N의 이탈 강도를 갖는다.
추가적으로, 본 루프 기반 시스템의 결과로서, 시스템의 섬유 무결성을 저해하지 않으면서, 여분의 섬유 질량이 사용될 수 있다. 종래기술의 절단 파일 시스템에서는, 다발 내의 모든 섬유 내에 성공적으로 체결할 수 있는 능력에 의해 다발 크기가 제한되었다. 통상적인 고장 모드는, 다발의 강도를 손상시킨 개별 필라멘트의 상실이었다. 적절히 고정되지 않은 섬유가 다발의 중간으로부터 이탈되는 경우, 남아 있는 섬유가 느슨해지고 또한 곧 이탈될 것이다. 루프 기반 시스템의 경우, 단일 섬유가 부분적으로 당겨지더라도, 그것이 제거되지 않으므로, 다발 내의 남아 있는 섬유에 영향을 미치지 않는다.
전술한 실시예에 따른 스포츠 표면(10)은 필드 하키를 위해 설계되었지만, 예를 들어 론볼스, 크리켓, 골프, 테니스, 또는 패들과 같은 다양한 상이한 볼 스포츠에 사용하기 위해 또는 다른 레크리에이션 목적을 위해 필드가 적합할 수도 있음을 당업자라면 이해할 것이다.
본 발명은 이의 사상 또는 본질적인 특성을 벗어나지 않으면서 다른 구체적인 형태로 구현될 수 있다. 설명된 실시형태는 모든 면에서 단지 예시적인 것으로만 간주되어야 하며, 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 청구범위에 의해 제시된다. 본 발명의 대안적이고 동등한 실시형태가 안출될 수 있고 실제로 적용될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 청구범위의 등가성의 범위 및 의미 내에 속하는 모든 변경은 이들의 범위 내에 포함되어야 한다.

Claims (35)

  1. 스포츠 표면으로서,
    배킹 층 및 파일 층을 포함하며,
    상기 파일 층은, 상기 배킹 층에 연결되어 루프를 형성하는, 파일 섬유를 포함하고,
    상기 루프는, 실질적으로 연속적인 플레잉 표면을 형성하도록 함께 조밀하게 패킹되는,
    스포츠 표면.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파일 층은, mm당 적어도 100 g/m2, 바람직하게는 mm당 적어도 150 g/m2의 파일 밀도비를 갖는, 스포츠 표면.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제곱미터당 적어도 40,000개의 루프가 제공되며, 바람직하게는 제곱미터당 적어도 60,000개의 루프가 제공되는, 스포츠 표면.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 층은, 5 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 8 mm 내지 10 mm의 파일 높이를 갖는, 스포츠 표면.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 루프는 3 미만의 종횡비(H/W)를 갖는, 스포츠 표면.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 루프는 적어도 2.2, 바람직하게는 적어도 2.4의 종횡비(H/W)를 갖는, 스포츠 표면.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 층은 적어도 800 g/m2의 질량을 갖는, 스포츠 표면.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 섬유는 래더링을 방지하도록 배치되는, 스포츠 표면.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배킹 층은 상부 표면 및 하부 표면을 가지며,
    상기 파일 섬유는 상기 배킹 층을 통과하고,
    상기 배킹 층의 상기 하부 표면에서의 상기 파일 섬유는 약화되는, 스포츠 표면.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배킹 층의 상기 하부 표면에서의 상기 파일 섬유는 적어도 부분적으로 용융되는, 스포츠 표면.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 섬유를 상기 배킹 층에 체결하기 위해 및/또는 래더링을 완화시키기 위해 상기 배킹 층의 하부 표면에 제공된 체결 층을 더 포함하는, 스포츠 표면.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 체결 층은, 핫 멜트 접착제, 파우더 멜트 접착제, 코팅 층, 또는 적층 필름 중 하나를 포함하는, 스포츠 표면.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 층은 복수의 절단 루프를 더 포함하는, 스포츠 표면.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 70 중량%의 상기 파일 층은 절단되지 않은 루프로 구성되며, 바람직하게는 적어도 90 중량%의 상기 파일 층은 절단되지 않은 루프로 구성되는, 스포츠 표면.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 섬유는 폴리머 재료, 바람직하게는 폴리에틸렌 재료로 제조되는, 스포츠 표면.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 섬유는 다발로 배치되는, 스포츠 표면.
  17. 제16항에 있어서,
    각각의 다발은, 2000 dtex 내지 20000 dtex, 바람직하게는 6000 dtex 내지 10000 dtex의 선밀도를 갖는, 스포츠 표면.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 섬유는 500 dtex 내지 2000 dtex의 선밀도를 갖는, 스포츠 표면.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 층은 텍스처화된 방적사를 더 포함하는, 스포츠 표면.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 섬유는 상기 배킹 층 내로 터프팅되는, 스포츠 표면.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 루프는, 적어도 35 N, 바람직하게는 적어도 50 N의 이탈 강도를 갖는, 스포츠 표면.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 섬유는, 5 이하, 바람직하게는 4 이하의 종횡비(w/t)를 갖는 단면을 갖는, 스포츠 표면.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 섬유는, 50 내지 450 ㎛, 바람직하게는 150 내지 300 ㎛의 폭을 갖는, 스포츠 표면.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 섬유는, 실질적으로 원형, 타원형, 계란형, 렌즈형, 다이아몬드형, 또는 직사각형 단면 형상을 갖는, 스포츠 표면.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 섬유는, 상기 파일 섬유의 신장형 방향을 따라 연장되는 복수의 신장형 리브를 갖는, 스포츠 표면.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스포츠 표면은 볼 스포츠를 위해 적합하며, 특히 필드 하키, 론볼스, 크리켓, 골프, 테니스, 또는 패들을 위해 적합한, 스포츠 표면.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스포츠 표면은 상기 표면에 관개하지 않고 사용하기에 적합한, 스포츠 표면.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배킹 층은, 폴리머 재료, 바람직하게는 폴리프로필렌 또는 고밀도 폴리에틸렌으로 제조되는, 스포츠 표면.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스포츠 표면은 열안정화된, 스포츠 표면.
  30. 볼 스포츠를 위한, 바람직하게는 필드 하키, 론볼스, 크리켓, 골프, 테니스, 또는 패들의 사용을 위한 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 스포츠 표면의 사용.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 스포츠 표면은, 사전에 플레이를 개선하기 위해 상기 표면에 의도적으로 물을 공급하지 않고 사용되는, 스포츠 표면의 사용.
  32. 스포츠 표면을 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    - 배킹 층을 제공하는 단계로서, 상기 배킹 층은 상부 표면 및 하부 표면을 갖는, 단계;
    - 상기 상부 표면으로부터 루프로서 직립하도록 복수의 파일 섬유를 상기 배킹 층 내로 통합하는 단계로서, 상기 루프는 상기 배킹 층의 상기 하부 표면에서 서로 연결되는, 단계;
    - 루프의 조밀한 패킹을 제공함으로써 실질적으로 연속적인 플레잉 표면을 형성하는 단계를 포함하는,
    스포츠 표면을 제조하는 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 방법은, 래더링을 방지하기 위해 상기 배킹 층의 상기 하부 표면에서 상기 파일 섬유를 약화시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  34. 제32항 또는 제33항에 있어서,
    상기 방법은, 래더링을 방지하기 위해 및/또는 섬유 이탈을 방지하기 위해, 상기 배킹 층의 상기 하부 표면에서 상기 파일 섬유를 적어도 부분적으로 용융시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  35. 제32항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 스포츠 표면을 열안정화시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4217383A (en) * 1977-12-19 1980-08-12 Textile Rubber & Chemical Company, Inc. Foam coated carpet primary backing material
WO2006091067A1 (en) 2005-02-28 2006-08-31 Ten Cate Thiolon B.V. Artificial grass turf system
FR2918681A1 (fr) * 2007-07-13 2009-01-16 Cefip Terrain de sport, notamment pour la pratique du tennis
DE202011105370U1 (de) * 2011-09-01 2011-11-21 Jens Reindl Textiler Schichtverbundstoff mit einer Gleitoberfläche
WO2018058259A1 (de) * 2016-09-30 2018-04-05 Lendenmann Charles Synthetischer rasenteppich für sportflächen im aussenbereich, verfahren zur herstellung dessen und dessen verwendung
US11351766B2 (en) * 2019-11-11 2022-06-07 Textile Rubber And Chemical Company, Inc. Process for applying film backing to synthetic turf and product
CN111139709A (zh) * 2019-12-30 2020-05-12 西安多利隆运动草坪有限公司 一种弹性卷材草坪

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