NL1026239C2

NL1026239C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een kunststofvezel voor toepassing in een kunstgrassportveld alsmede een dergelijke kunststofvezel.

Info

Publication number: NL1026239C2
Application number: NL1026239A
Authority: NL
Inventors: Marinus Hendrikus Olde Weghuis; Frederik Jan Van Der Gaag; Geurt Bastiaan Slootweg
Original assignee: Ten Cate Thiolon Bv
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-11-22
Also published as: CN1961101A; EP1747306A1; AU2005243347A1; ES2608853T3; FI1747306T4; EA200602146A1; KR20070035003A; JP2007538183A; US20100040808A1; EP1747306B2; EA008915B1; CN1961101B; ES2608853T5; EP1747306B1; PT1747306T; WO2005111281A1

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het vervaardigen van een kunststofvezel voor toepassing in een kunstgrassportveld alsmede een /· · , ; dergelijke kunststofvezel.

} . i

' 5 BESCHRIJVING

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een kunststofvezel voor toepassing in een kunstgrassportveld omvattende de stappen van i) het toevoeren van een laag kunststofmateriaal; en 10 ii) het uit de laag kunststofmateri aal verkrijgen van de kunststofvezel.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een dergelijke kunststofvezel en op een kunstgrasmat geschikt voor sportvelden, bestaande uit een drager, waarop kunststofvezels volgens de uitvinding 15 zijn aangebracht.

Kunststoffen worden thans voor allerlei verschillende doeleinden ingezet en met name heeft de toepassing van allerlei kunststoffen in kunstgrasmatten voor sportvelden gedurende de laatste jaren een sterke ontwikkeling ondergaan.

20 Het onderzoek heeft zich daarbij met name gericht op de ontwikkeling van kunststofvezels voor toepassing in kunstgrasmatten voor sportvelden, waarbij de vezel van een bepaalde lengte op een drager wordt bevestigd, bijvoorbeeld door tuften. De ontwikkeling van kunstgrasvezels en daarvan afgeleide kunstgrassportvelden heeft momenteel zo'n grote 25 vlucht genomen, dat het momenteel mogelijk is om kunstgrassportvelden aan te leggen, welke qua uiterlijk doch met name qua spelgedrag nagenoeg niet te onderscheiden zijn van sportvelden met natuurlijk gras.

In tegenstelling tot sportvelden van natuurlijk gras kunnen kunstgrassportvelden ongeacht de weersomstandigheden langer en 30 intensiever bespeeld worden. De ontwikkeling van nieuwe kunstgrasvezels zijn momenteel met name gericht op het verkrijgen van een vezel, welke 1026239- 2 het optreden van blessures, bijvoorbeeld schaaf- en brandwonden bij slidings of het verdraaien van gewrichten verder verminderen.

Bestaande, specifiek voor kunstgrassportvelden ontwikkelde vezels worden bijvoorbeeld door middel van een snij bewerking uit een 5 folie van kunststofmateriaal verkregen. De folie kunststofmateriaal kan bijvoorbeeld bestaan uit een mengsel van verschillende kunststoffen, waarbij één kunststof dient om de vezel een zekere stevigheid (tegen breken of splijten) te geven, terwijl een andere kunststof in het mengsel de vezel een zekere elasticiteit c.q. flexibiliteit of betere glij-10 eigenschappen verschaft.

Nadeel van dergelijke bestaande kunststofvezels is het feit, dat door de homogene opbouw alle (deel) ei genschappen van de vezel homogeen in de vezel zijn verwerkt. Hierdoor kunnen bepaalde eigenschappen van de vezel minder prominent aanwezig zijn dan gewenst, 15 terwijl evenzo andere eigenschappen te veel overheersen dan wenselijk is. Derhalve zijn de huidige vezels veelal gestandaardiseerd van samenstelling en ook veelal onnodig duur qua fabricage en materiaalkosten.

De uitvinding beoogt dan ook een meer veelzijdige vezel te 20 verschaffen, die enerzijds voor een specifieke toepassing kan worden geproduceerd en anderzijds kostenbesparend qua fabricage en materiaalkosten is. Overeenkomstig de uitvinding wordt de laag kunststofmateriaal door middel van co-extrusie uit tenminste twee lagen van verschillende kunststoffen samengesteld.

25 Door de co-extrusie stap wordt een ontkoppeling van de verschillende eigenschappen van de gebruikte kunststoffen bereikt. Hierdoor is het mogelijk om door de kunststofvezel gelaagd op te bouwen, elke laag een functie-specifieke eigenschap te geven, welke eigenschap elders in de vezel niet of in sterk verminderde mate aanwezig hoeft te 30 zijn. Dit biedt de mogelijkheid om de receptuur van de vezel specifiek voor een bepaalde toepassing te kiezen, hetgeen naast een meer efficiënt 1026239“ 3 materiaal verbruik ook resulteert in kunststofvezel met sterk verbeterde spel- en vezel ei genschappen dan bij de homogeen opgebouwde, bekende vezels.

De spel ei genschappen van de kunststofvezel kan 5 overeenkomstig de uitvinding aanzienlijk worden verbeterd, door de vezel na het co-extruderen te verstrekken. Naast een 1engtevermeerdering wordt volgens de uitvinding juist door de materiaalkeuze na het verstrekken een vezel met dusdanige sterkte-eigenschappen verkregen in dwarsrichting, waardoor deze bijvoorbeeld minder snel splijt. Bij toepassing in een 10 kunstgrassportveld bezit een dergelijke vezel en derhalve de kunstgrasmat een veel langere levensduur, vereist de kunstgrasmat veel minder onderhoud en blijft zodoende langer bespeelbaar. Ook wordt de kans op blessures bij de spelers aanzienlijk verminderd.

Overeenkomstig de uitvinding kan de vezel uit tenminste één 15 of uit meerdere, getwijnde monofl1 amenten bestaan. Eventueel is de vezel als een bandje gevormd en meer specifiek is de bandvezel als een gefibril leerde bandvezel gevormd.

Bij een eerste functionele uitvoeringsvorm van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding wordt de laag kunststofmateriaal 20 samengesteld uit een kernlaag van een eerste kunststof, welke kernlaag aan beide zijden omgeven is door één of meer buitenlagen, elk bestaande uit een andere kunststof.

Zodoende kan een functionele ontkoppeling van de verschillende eigenschappen van de verschillende kunststoffen worden 25 bereikt, waarbij elke laag kunststof een functie-specifieke eigenschap bezit, welke elders in de vezel niet nodig is of elders in de vezel niet functioneel is.

Daarbij kunnen de lagen verschillende diktes bezitten afhankelijk van de gewenste functie-specifieke eigenschappen van de te 30 verkrijgen kunststofvezel.

Bij een eerste uitvoeringsvorm bestaat de eerste kunststof 1026239- i , 4 uit een mengsel van een polymeer en een plastomeer, waarbij in het bijzonder de verhouding van de plastomeer in de kernlaag 30-80 gew1chts% bedraagt en meer in het bijzonder de verhouding van de plastomeer in de kernlaag 35-50 gewichts% bedraagt. Dit resulteert in een vezel met een : '5 kernlaag die functie-specifiek gezien een zeer gunstig non-splijtgedrag vertoont.

Bij een andere uitvoeringsvorm kan tenminste éên van de andere kunststoffen een hydrofiel additief omvatten. De aldus verkregen kunstgrasvezel bezit als functie-specifiek kenmerk, dat het vocht (water) 10 kan binden. Hierdoor blijft het betreffende kunstgrassportveld langer vochtig, hetgeen een positieve invloed heeft op het speelgedrag (slidings etc.). Bij het bespelen van het veld komt het gebonden vocht vrij, net als bij natuurlijk gras.

Een voorbeeld van een hydrofiele additief, dat als top- of 15 buitenste laag van de co-extrusie vezel kan worden ingezet, is ethyleen-vinyl-alcohol-co-polymeer. Dit polymeer is in staat afhankelijk van de hoeveelheid vinyl-alcohol in het co-polymeer veel water op te nemen.

Een andere uitvoeringsvorm van een hydrofiel additief is het gebruik van poly-hydroxy-ethyl-methacrylaat.

20 Bij nog een andere uitvoeringsvorm kan tenminste één van de andere kunststoffen een anti-statisch additief omvatten. Hierdoor kan eventueel bij het bespelen gegeneerde statische elektriciteit afvloeien. Gewoonlijk wordt het instrooimateriaal tussen de vezels, dat bij veel kunstgrassportvelden worden gebruikt, tijdens het bespelen statisch 25 opgeladen en migreert hierdoor naar boven in het veld. Zodoende kan door het bespelen het granulair instrooimateriaal door de lucht worden verspreid, hetgeen minder plezierig is tijdens het spel.

Tevens zorgt het anti-statisch additief ervoor dat er geen statische ontladingen via de spelers plaatsvinden.

30 Meer specifiek kan het anti statisch additief een polymeer zijn, in het bijzonder een permanent antistaticum, zoals een polyamide of 1026239- 5 polyether blok-amide. Bij een andere uitvoeringsvorm is het additief een polyester blokcopolymeer.

j ; De uitvinding zal aan de hand van een tekening nader worden : ; toegelicht, welke tekening toont in: ' i t 5 figuren 1A-1D verschillende uitvoeringsvormen van een kunststofvezel overeenkomstig de uitvinding;

Figuren 2A en 2B schematisch enkele uitvoeringsvormen van een kunstgrassportveld voorzien van een kunststofvezel verkregen met de werkwijze volgens de uitvinding.

10 De figuren 1A-1D openbaren verschillende uitvoeringsvormen van een kunststofvezel overeenkomstig de uitvinding, zoals verkregen aan de hand van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding.

De vezels (10, 20, 30, 40) zijn verkregen uit een folie kunststof materiaal welke folie door middel van co-extrusie is 15 samengesteld uit tenminste twee lagen verschillende kunststoffen (11, 12) zoals getoond in figuur IA. In tegenstelling tot de thans bekende kunststofvezels waarbij de vezel is samengesteld uit een homogeen mengsel van kunststoffen, is het door de gelaagde opbouw van de kunststofvezel (10, 20, 30, 40) overeenkomstig de uitvinding mogelijk om elke laag (hier 20 de deel laag 11 en 12) een functie-specifieke eigenschap te geven. Hierdoor wordt bereikt dat door het gebruik van een kunststof met een specifieke eigenschap in een bepaald gedeelte van de kunststofvezel, deze kunststof en de daarmee verbonden functie-specifieke eigenschap elders in de vezel niet of in sterk verminderde mate aanwezig hoeft te zijn.

25 Het is bijvoorbeeld mogelijk om voor de deellaag 11 een kunststof te gebruiken, die in beginsel aan de kunststofvezel de mechanische sterkte (en stijfheid) geeft en in het bijzonder dusdanige non-split eigenschappen bezit waardoor de kunststofvezel voor het gebruikte kunstgrassportveld door het bespelen niet splijt.

30 Bij een andere uitvoeringsvorm zoals getoond in figuur 1B

is de kunststofvezel 20 opgebouwd uit een drietal lagen van drie 1 026239- 6 verschillende kunststoffen aangeduid met de referentiecijfers 21, 22, 23. De middel laag 21 is van een goedkope kunststof gemaakt die de vezel 20 zijn mechanische sterkte dient te geven, terwijl de buitenste lagen 22 en 23 van verschillende kunststoffen kunnen zijn vervaardigd die elk een 5 andere functie specifieke eigenschap vertonen, welke eigenschap het best tot zijn recht komt aan de buitenzijde van de kunststofvezel en niet in het midden.

Zo kunnen de buitenste lagen 21, 22 bijvoorbeeld een dusdanige elastische eigenschap hebben, in tegenstelling tot de 10 binnenlaag 21 die de vezel een zekere stijfheid (tegen breken of splijten) geeft, welke elastische eigenschap van de buitenlaag 21 of 22 de spel ei genschappen op het kunstgrassportveld positief beïnvloed.

Terwijl bij de uitvoeringsvorm in figuur 1B de buitenste lagen 22 en 23 van verschillende kunststoffen kunnen zijn vervaardigd, 15 wordt in de figuur IC een uitvoeringsvorm getoond waarbij de buitenste lagen 32A en 32B uit dezelfde kunststof bestaan.

In de figuur 1D wordt nog een verdere meer complexe gelaagde opbouw van een kunststofvezel volgens de uitvinding getoond. Door middel van het co-extruderen van verschillende kunststoffen wordt 20 een gelaagde kunststofvezel verkregen opgebouwd uit een middenkern 41 en omgeven door verschillende buitenlagen 42A-42B respectievelijk 43A-43B.

De essentie van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding en de hiermee verkregen kunststofvezels overeenkomstig de uitvinding 1s gelegen in het feit dat de kunststofvezel in tegenstelling tot de bekende 25 kunststofvezels geen homogene opbouw kent waarin alle verschillende kunststoffen en de hieraan gekoppelde eigenschappen homogeen in de vezel zijn verwerkt. Door de homogene opbouw c.q. samenstelling van de bestaande kunstgrassportvezels kunnen bepaalde eigenschappen van de vezel minder prominent aanwezig zijn dan gewenst, terwijl andere eigenschappen 30 nu juist teveel overheersen dan dat dat gewenst is.

Met behulp van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding 1026239- 7 kunnen kunststofvezels met een specifieke receptuur worden verkregen die in tegenstelling tot de gestandaardiseerde vezels voor bepaalde delen van de vezel een functie-specifieke eigenschap vertonen die elders in de vezel niet noodzakelijk of wenselijk wordt geacht.

5 Hierdoor kan meer efficiënt de verschillende materialen/ kunststoffen worden gebruikt hetgeen niet alleen kosten reducerend werkt maar bovendien wordt een meer veelzijdige kunststofvezel overeenkomstig de uitvinding verkregen met sterk verbeterde spel- en vezel ei genschappen dan dat bij de homogeen opgebouwde bekende vezels. Bij deze specifieke 10 uitvoeringsvorm kan de binnenlaag 11, 21, 31, 41 vervaardigd zijn van een goedkopere kunststof die in beginsel de vezel een zekere sterkte tegen breken c.q. splijten geeft. De buitenste lagen 12, 22, 32, 32A-32B, 42A-42B en 43A-43B kunnen opgebouwd zijn uit een kunststof welke niet noodzakelijkerwijs in de kern van de vezel aanwezig dient te zijn.

15 Een specifieke uitvoeringsvorm kan daarbij bestaan uit een buitenlaag die opgebouwd is uit een anti-statisch additief. Het anti-statisch additief voorkomt dat de vezel door middel van statische elektriciteit gegenereerd door het bespelen van het kunstgrassportveld wordt opgeladen. In tegenstelling het anti-statisch additief zorgt er nu 20 juist voor dat de gegeneerde statische elektriciteit uit het kunstgrassportveld kan wegvloeien en zich niet bijvoorbeeld via de spelers ontlaadt hetgeen tot onplezierige ervaringen kan leiden.

Bovendien wordt bij de meest kunstgrassportvelden een granulair instrooimateriaal gebruikt (meestal van een rubberachtig 25 materiaal) dat als gevolg van het gegenereerde statische elektriciteit omhoog migreert in het kunstgrassportveld en als gevolg van het bespelen door de lucht wordt verspreid. Het door de lucht vliegende granulaire instrooimateriaal werkt verstorend bij de spelers.

Het anti statisch additief is in het bijzonder een permanent 30 antistaticum, en kan een polymeer zijn, zoals een polyamide of polyether blok-amide. Bij een andere uitvoeringsvorm is het additief een polyester 1026239- 8 blokcopolymeer.

Bij een andere uitvoeringsvorm kan één van de buitenste i, lagen (of beide buitenste lagen) (12, 22-23, 32a-32b, 43a-43b) een t i ( l hydrofiel additief omvatten. De aldus verkregen kunstgras vezel bezit het : '5 functiespecifieke kenmerk dat het vocht (water) uit de atmosfeer kan binden, zoals bijvoorbeeld regen. Het betreffende kunstgrassportveld blijft hierdoor langer vochtig, net als bij een natuurlijk grassportveld, hetgeen een positieve invloed heeft op het spelgedrag met name bij slidings etc. Tijdens het bespelen van het veld komt net als bij 10 natuurlijk gras het gebonden vocht vrij.

Een voorbeeld van een hydrofiele additief, dat als top- of buitenste laag (12, 22-23, 32a-32b, 43a-43b) van de co-extrusie vezel kan worden ingezet, is ethyleen-vinyl-alcohol-co-polymeer. Dit polymeer is in staat afhankelijk van de hoeveelheid vinyl-alcohol in het co-polymeer 15 veel water op te nemen.

De middenlaag (11, 21, 31, 41) geeft in dit geval de sterkte aan de vezel terwijl de relatief dunne toplaag (12, 22-23, 32a-32b, 43a-43b) water absorbeert. Dit water kan vanuit de lucht (in de vorm van regen, mist, etc.) worden gebonden, maar ook geleverd worden door een 20 actief beregeningsinstallatie. Vaak worden kunstgrassportvelden kort voor het bespelen ervan besproeid).

Tijdens het bespelen komt het gebonden water weer vrij, waarbij het de kans op verwondingen bijvoorbeeld bij slidings vermindert. Bovendien blijft de temperatuur van het veld door het geabsorbeerde water 25 lager, daar een kunstgrassportveld kan worden opgewarmd door de zon, in ongunstige gevallen wel tot 70 °C.

Een andere uitvoeringsvorm van een hydrofiel additief als buitenste laag (12, 22-23, 32a-32b, 43a-43b) is met gebruik van poly-hydroxy-ethyl-methacrylaat. Om hechtingsproblemen aan de middenlaag (11, 30 21, 31, 41) te problemen, is een vijf laags co-extrusie configuratie nodig, zoals weergegeven in Figuur 1D. Daarbij zijn de lagen 32a-42b 1026239- 9 hechtlagen voor de hydrofiele laag 43a-43b aan de middenlaag 41.

Voor illustratieve doeleinden zijn de verschillende lagen van de kunstgrasvezel (zoals getoond in de Figuren 1A-1D) met verschillende diktes weergegeven. De weergegeven diktes vertonen echter 5 geen enkel overeenkomst met de daadwerkelijke diktes van de gefabriceerde kunstgrasvezels.

Bij de uitvoeringsvorm in Figuur 1D is de hechtlaag 42a-42b aanmerkelijk dunner dan weergegeven, en bedraagt gewoonlijk l%-5% van de totale vezel dikte, en zijn de andere lagen 41-43a-43b aanmerkelijk 10 dikker. Bij het gebruik van poly-ethyleen als middenlaag 11-21-31-41 zal ethyleen-vinyl-alcohol-co-polymeer als hydrofiel additief zonder afvul lende hechtlagen aan de middenlaag hechten.

In de figuren 2A en 2B worden enkele uitvoeringsvormen van een kunstgrassportveld getoond, waarin een kunststofvezel volgens de 15 uitvinding kan worden toegepast. In de beide figuren is het kunstgrassportveld voorzien van een drager 1, waarop meerdere kunststofvezels 2, zoals verkregen aan de hand van de werkwijze volgens de uitvinding, ter plaatse van referent!ecijfer 3 zijn aangebracht, bijvoorbeeld door tuften. De kunststofvezel 2 is verkregen uit een laag kunststofmateriaal, 20 welk materiaal door middel van co-extrusie uit tenminste twee verschillende kunststoffen is samengesteld. De kunststofvezel kan afzonderlijk op de drager zijn aangebracht of als een bundel vezels 2a-2c, welke bijvoorbeeld in elkaar zijn getwijnd. Meer in het bijzonder kan de door co-extrusie verkregen vezel een gefibril leerde bandvezel zijn.

25 Bij een andere uitvoeringsvorm, zoals getoond in figuur 2B

kan de kunststofvezel volgens de uitvinding een monofilament zijn. Ook hier kunnen meerdere monofi1 amenten door twijnen gebundeld worden, waarna elke bundel op de drager 1 wordt aangebracht. In de figuur 2B bezit de drager een open structuur en is deze samengesteld uit een raster van 30 steundraden la-lb, waarop de kunststofvezels 2 zijn aangebracht.

f026239-

Claims

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een kunststofvezel voor I I ; toepassing in een kunstgrassportveld omvattende de stappen van : '5 i) het toevoeren van een laag kunststofmateriaal; en ii) het uit de laag kunststofmateriaal verkrijgen van de kunststofvezel, met het kenmerk, dat de laag kunststofmateriaal door middel van co-extrusie uit tenminste twee lagen van verschillende kunststoffen wordt samengesteld.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat na stap i) de laag kunststofmateriaal wordt verstrekt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat na stap ii) de vezel wordt verstrekt.

4. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 1-3, met 15 het kenmerk, dat de vezel uit tenminste één monofilament bestaat.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de vezel uit meerdere, getwijnde monofilamenten bestaat.

6. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de vezel als een bandje is gevormd.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de bandvezel als een gefibril leerde bandvezel is gevormd.

8. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de laag kunststofmateriaal wordt samengesteld uit een kernlaag van een eerste kunststof, welke kernlaag aan beide zijden 25 omgeven is door één of meer bui tenlagen, elk bestaande uit een andere kunststof.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de lagen verschillende diktes bezitten.

10. Werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, 30 met het kenmerk, dat de eerste kunststof uit een mengsel van een polymeer en een plastomeer bestaat. 1026239-

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de verhouding van de plastomeer in de kernlaag 30-80 gewichts% bedraagt.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de verhouding van de plastomeer in de kernlaag 35-50 gewichts% bedraagt.

13. Werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tenminste één van de andere kunststoffen een hydrofiel additief omvatten.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het hydrofiel additief een ethyleen-vinyl-alcohol-co-polymeer is.

15. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het hydrofiel additief een poly-hydroxy-ethyl-methacrylaat is.

16. Werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tenminste één van de andere kunststoffen een anti- statisch additief omvatten.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat het anti statisch additief een polymeer is, in het bijzonder een polyamide of polyether blok-amide.

18. Kunststof vezel verkregen aan de hand van de werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies.

19. Kunstgrasmat geschikt voor sportvelden voorzien van kunststofvezels volgens één of meer van de voorgaande conclusies.

20. Kunstgrasmat volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de mat een drager omvat waarop de kunststofvezels zijn aangebracht.

21. Kunstgrasmat volgens conclusie 19 of 20, met het kenmerk, 25 dat tussen de kunststofvezels een granulaat materiaal Is 1ngestroo1d. 30 '1026239-