WO2022183701A1 - 一种高弹性螺旋状人造草坪及其制备方法 - Google Patents

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yarn
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water tank
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王鹤旺
季丽
赵春贵
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江苏共创人造草坪股份有限公司
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    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C—EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C17/00—Embroidered or tufted products; Base fabrics specially adapted for embroidered work; Inserts for producing surface irregularities in embroidered products
    • D05C17/02—Tufted products
    • D05C17/026—Tufted products characterised by the tufted pile surface
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06B3/00—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
    • D06B3/04—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of yarns, threads or filaments

Definitions

  • the invention relates to the technical field of artificial turf, in particular to a high-elasticity spiral artificial turf and a preparation method thereof.
  • Artificial turf is widely used in sports venues, landscaping, home decoration and other places because of its delicate and neat appearance, excellent performance, long service life, low maintenance costs, and being unaffected by weather.
  • artificial turf fibers with special-shaped cross-sections are developed to improve the elasticity and lodging resistance of artificial turf; Fill a certain amount of quartz sand and rubber particles to improve the resilience of the artificial turf site, while the inferior rubber particles are easy to age and pulverize, which will produce harmful gases and particles, which are not conducive to human health.
  • artificial turf without filling usually adopts the way of high-density straight yarn and curved yarn mixed in the same tuft or branch.
  • the mixed weaving of high-density straight filaments results in a large amount of filament consumption, which greatly increases the cost of artificial turf, and due to the limited range of grass heights, the application range of this artificial turf is also greatly limited.
  • the present invention provides a high-elasticity spiral artificial turf, which can be filled with no filler, or only a small amount of low-priced quartz sand can be filled. , row spacing, DTEX, etc., the cost is greatly reduced compared with ordinary non-filling artificial turf, and for high-demand customers who specify a non-filling product that needs to be mixed with curved silk, the spiral fiber of the present invention is used to prepare the high-elasticity spiral artificial turf. The performance is also significantly better than ordinary unfilled artificial turf.
  • a highly elastic spiral artificial turf comprising a base fabric layer, an adhesive layer and a grass silk layer, the adhesive layer is located at the bottom of the base fabric layer, the grass silk layer is located at the top of the base fabric layer, and the
  • the grass silk layer includes heat-set high elastic helical fibers, and the helical fibers have a spring-like appearance.
  • the cross-sectional shape of the helical fiber includes any one of a rhombus, a triangle, an S-shape, a C-shape, a U-shape, a W-shape, an ⁇ -shape, a V-shape, etc. or a combination of various.
  • the helical fibers include different colors, and/or different DTEXs, and/or different thicknesses.
  • the grass filaments further include conventional artificial turf fibers mixed with the helical fibers, and the mixed weaving mode is the same tuft mixed weaving or branch mixed weaving.
  • the conventional artificial turf fibers include straight fibers and/or crimped fibers, wherein the straight fibers include straight monofilament artificial turf fibers, mesh artificial turf fibers Turf fibers, the crimped fibers include crimped monofilament artificial turf fibers or crimped wire mesh artificial turf fibers.
  • the adhesive layer is styrene-butadiene latex, a polyurethane adhesive or a water-based thermoplastic adhesive; and the base fabric layer includes a low-shrinkage woven fabric.
  • the needle running method in the mixed weaving process is straight-line needle or Z needle
  • the grass height is 10-80mm
  • the row spacing is 1/10-3/4inch
  • the stitch length is 80-500 stitches/meter.
  • the invention also discloses the preparation method of the above-mentioned high-elasticity spiral artificial turf, comprising the following steps:
  • Adhesive apply a layer of adhesive on the back of the base fabric layer of the semi-finished artificial turf with high elasticity to obtain a high-elasticity spiral artificial turf.
  • the heat setting treatment in step S3 is static heat treatment or dynamic heat treatment.
  • the static heat treatment device is a steam-type hot water tank or a van-type hot air oven;
  • the steps of using a steam-type hot water tank for heat-setting treatment are: placing the twisted grass silk yarn in a steam-type hot water tank for 3-12 hours under the condition that the temperature of the water tank is 95-98°C, It is preferably 4-8h, and then naturally cooled for not less than 48h to obtain a helical fiber with a spring-like appearance;
  • the steps of using a box-type hot-air oven for heat-setting treatment are as follows: placing the twisted grass silk yarn in a box-type hot-air oven, and setting the temperature of the oven at 100-130°C for 3-12 hours, preferably 4 hours. -8h, and then naturally cooled for not less than 24h to obtain helical fibers with a spring-like appearance.
  • the dynamic heat treatment device is a steam hot water tank
  • the processing step is to pass the twisted yarn through the pressure in the steam hot water tank.
  • roller make the yarn completely immersed in water
  • adjust the speed of the drive roller to ensure retraction 0-10%
  • the temperature of the hot water tank is controlled at 95- At 98°C, after the yarn exits the hot water tank, the yarn is forced to cool by air, and the excess water is removed at the same time. After rewinding, a spiral fiber with a similar appearance to a spring is obtained.
  • the present invention discloses a high-elasticity helical artificial turf and a preparation method thereof, which have the following beneficial effects:
  • the present invention solidifies and strengthens the helical shape of the fiber through a heat treatment process, thereby obtaining a helical fiber with a spring-like appearance and enhancing the rigidity of the fiber.
  • the artificial turf made of the helical fiber has excellent elasticity and standing during use, avoiding the phenomenon of lodging caused by long-term use, and has a certain shock absorption effect and a certain improvement in sports performance;
  • the highly elastic helical artificial turf of the present invention can reduce or replace the use of curved wire, so that the cost of artificial turf is greatly reduced;
  • the high-elasticity spiral artificial turf obtained by the present invention has improved filament shrinkage rate and pull-off force compared with conventional artificial turf.
  • FIG. 1 accompanying drawing is the first kind of structural representation of artificial turf of the present invention
  • Fig. 2 accompanying drawing is the second structure schematic diagram of the artificial turf of the present invention.
  • FIG. 3 accompanying drawing is the third structure schematic diagram of the artificial turf of the present invention.
  • FIG. 4 accompanying drawing is the fourth kind of structure schematic diagram of the artificial turf of the present invention.
  • FIG. 5 accompanying drawing is the fifth kind of structure schematic diagram of the artificial turf of the present invention.
  • Figure 6 is a schematic diagram of the partial cross-sectional shape of the helical fiber of the present invention.
  • 11 is a helical fiber
  • 12 is a crimped fiber
  • 13 is a straight fiber
  • 2 is a base fabric layer
  • 3 is an adhesive layer.
  • a highly elastic spiral artificial turf comprising a base fabric layer 2, an adhesive layer 3 and a grass silk layer, the adhesive layer 3 is located at the bottom of the base fabric layer 2, the grass silk layer is located at the top of the base fabric layer 2, and the grass silk layer includes Heat-set treated high elastic helical fibers 11.
  • the cross-sectional shape of the helical fiber 11 includes any one or a combination of rhombus, triangle, S-shape, C-shape, U-shape, W-shape, ⁇ -shape and V-shape.
  • the grass silk also includes conventional artificial turf fibers mixed with helical fibers, and the mixed weaving mode is the same cluster mixed weaving or branch mixed weaving.
  • conventional artificial turf fibers include straight fibers 13 and/or crimped fibers 12, wherein the straight fibers 13 include straight monofilament artificial turf fibers and mesh artificial turf fibers, and the crimped fibers 12 include crimped monofilaments Filamentous artificial turf fibers or coiled mesh artificial turf fibers.
  • the adhesive layer 3 is styrene-butadiene latex, a polyurethane adhesive or a water-based thermoplastic adhesive;
  • the base fabric layer 2 is a low-shrinkage woven fabric.
  • the needle movement method is straight-line needle or Z needle movement
  • the grass height is 10-80mm
  • the row spacing is 1/10-3/4inch
  • the needle distance is 80-500 needles/meter.
  • the highly resilient artificial turf was prepared as follows:
  • Adhesive Coating a layer of styrene-butadiene latex on the back of the low-shrinkage woven fabric to obtain a high-elasticity artificial turf.
  • the highly resilient artificial turf was prepared as follows:
  • Adhesive apply a layer of polyurethane adhesive on the back of the low-shrinkage woven fabric to obtain a high-elasticity artificial turf.
  • the highly resilient artificial turf was prepared as follows:
  • Adhesive coat a layer of water-based thermoplastic adhesive on the back of the low-shrinkage woven fabric to obtain a high-elasticity artificial turf.
  • the highly resilient artificial turf was prepared as follows:
  • Adhesive coat a layer of water-based thermoplastic adhesive on the back of the low-shrinkage woven fabric to obtain a high-elasticity artificial turf.
  • the highly resilient artificial turf was prepared as follows:
  • Adhesive coat a layer of water-based thermoplastic adhesive on the back of the low-shrinkage woven fabric to obtain a high-elasticity artificial turf.
  • the highly resilient artificial turf was prepared as follows:
  • Adhesive coat a layer of water-based thermoplastic adhesive on the back of the low-shrinkage woven fabric to obtain a high-elasticity artificial turf.
  • the highly resilient artificial turf was prepared as follows:
  • Adhesive coat a layer of water-based thermoplastic adhesive on the back of the low-shrinkage woven fabric to obtain a high-elasticity artificial turf.
  • the highly resilient artificial turf was prepared as follows:
  • Adhesive coat a layer of water-based thermoplastic adhesive on the back of the low-shrinkage woven fabric to obtain a high-elasticity artificial turf.
  • Adhesive coat a layer of water-based thermoplastic adhesive on the back of the base cloth to obtain a highly elastic artificial turf.
  • Adhesive Coating a layer of thermoplastic water-based adhesive on the back of the base cloth to obtain a highly elastic artificial turf.
  • the highly resilient artificial turf was prepared as follows:
  • Adhesive Coating a layer of thermoplastic water-based adhesive on the back of the low-shrinkage woven fabric to obtain a high-elasticity artificial turf.
  • Adhesive Coating a layer of thermoplastic water-based adhesive on the back of the base cloth to obtain a highly elastic artificial turf.
  • the artificial turf was prepared as follows:
  • the artificial turf was prepared as follows:
  • Turf preparation The above artificial turf fibers, together with DETX 5500 PE curved yarn, are tufted on the base fabric layer according to the specifications of 32mm, 3/8inch, 240 needles/meter, and tufted in the same tuft. The back of the cloth layer is coated with a layer of adhesive to obtain the finished artificial turf.
  • Examples 1-6 and Comparative Example 1 are artificial turf of the same specification, and do not mix other conventional fibers.
  • the high elastic artificial turf of the present invention due to its special helical structure, whether it is filled with quartz sand or not, the upright performance of the lawn after wear is obviously better than that of ordinary turf.
  • Artificial turf, shock absorption and vertical deformation performance are also significantly better than ordinary artificial turf, the spiral structure has a certain shock absorption effect.
  • the ordinary artificial turf is seriously lodging after being worn, it fails to maintain an upright state, and there is no certain blocking effect during the ball rolling process, resulting in a significantly higher ball rolling distance than the embodiment of the present invention; at the same time, the high elasticity obtained by a variety of different heat treatment methods Spiral artificial turf, the performance is basically the same, a variety of different cross-sectional shape of the combination of spiral artificial turf, the performance is basically the same.
  • Example 7, Example 8, Example 9 and Comparative Example 2 are artificial turf of the same specification, all of which are mixed with curved silk, but the total DTEX of the grass silk in Example 8 is lower than that in Example 7 and Comparative Example 2, and Example 9 adopts In the method of branch blending, the amount of grass silk is also lower than that of Comparative Example 2.
  • the highly elastic artificial turf of the present invention in the case of the same mixed weaving curved yarn, has little difference in performance before wear and ordinary filling-free turf, but after wear, shock absorption and vertical deformation performance The difference is obvious, which shows that the helical artificial turf fiber of the present invention has a further improved shock absorption effect under the comprehensive action of the curved silk. Still due to ordinary artificial turf, it has good economy.
  • Examples 10-12 and Comparative Example 1 are lawns of the same specifications, mixed with other conventional lawn fibers, laying elastic pads of the same specifications at the bottom of the lawns, and filling them with quartz sand of the same weight (about 20kg/m 2 ), respectively.
  • quartz sand of the same weight (about 20kg/m 2 )

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Abstract

一种高弹性螺旋状人造草坪，包括基布层（2）、胶粘剂层（3）和草丝层，胶粘剂层（3）位于基布层（2）底部，草丝层位于基布层（2）的顶部，草丝层包括经过热定型处理的高弹性螺旋纤维（11）。该人造草坪的制备方法包括拉丝、加捻、热处理、簇绒、背胶步骤。该人造草坪在使用过程中弹性和直立性好，有一定减震效果。

Description

一种高弹性螺旋状人造草坪及其制备方法 技术领域
本发明涉及人造草坪技术领域，更具体的说是涉及一种高弹性螺旋状人造草坪及其制备方法。
背景技术
人造草坪因为其精致且整齐的外观、优异的性能、使用寿命长、维护费用低、不受天气影响等诸多优点，被广泛应用于体育场地、园林绿化、家居装饰等各种场所。为了保证人造草坪不易被踩踏，且具有较好的回弹性，现有技术的人造草坪中，一方面通过研发异型截面的人造草坪纤维，提高人造草的弹性和抗倒伏性；另一方面，通过填充一定量的石英砂和橡胶颗粒，提高人造草坪场地的回弹性，而劣质的橡胶颗粒容易老化和粉化，会产生有害气体和颗粒，不利于人的身体健康，于是出现了免填充型人造草坪，免填充人造草坪通常采用高密度的直丝和曲丝同簇混织或分行混织的方式，其中曲丝优选7000-9000DTEX的纤维，直丝高度15-32mm。高密度的直曲丝混织造成大量曲丝消耗，使得人造草坪成本大幅升高，且由于该种人造草坪因草高范围有限，其应用范围也受到极大限制。
因此，如何提供一种低成本且高弹性的人造草坪是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高弹性螺旋状人造草坪，可以不填充填充物，或者只少量填充价格低廉的石英砂，其性能即可达到免填充人造草坪的要求，且不受草高、行距、DTEX等的限制，成本较普通免填充人造草坪大大 降低，而且对于高要求的客户指定要曲丝混织的免填充产品，采用本发明的螺旋纤维制备得到的高弹性螺旋状人造草坪的性能也明显优于普通免填充人造草坪。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高弹性螺旋状人造草坪，包括基布层、胶粘剂层和草丝层，所述胶粘剂层位于所述基布层底部，所述草丝层位于所述基布层的顶部，并且所述草丝层包括经过热定型处理的高弹性螺旋纤维，且所述螺旋纤维具有类似弹簧的外观。
优选的，在上述一种高弹性螺旋状人造草坪中，所述螺旋纤维的截面形状包括菱形、三角形、S形、C形、U形、W形、Ω形、V形等中的任意一种或者多种的组合。
优选的，在上述一种高弹性螺旋状人造草坪中，所述螺旋纤维包括不同颜色，和/或不同DTEX，和/或不同粗细。
优选的，在上述一种高弹性螺旋状人造草坪中，所述草丝还包括与所述螺旋纤维混织的的常规人造草坪纤维，所述混织方式为同簇混织或分行混织。
优选的，在上述一种高弹性螺旋状人造草坪中，所述常规人造草坪纤维包括直状纤维和/或卷曲纤维，其中所述直状纤维包括直的单丝状人造草坪纤维、网状人造草坪纤维，所述卷曲纤维包括卷曲单丝状人造草坪纤维或卷曲丝网状人造草坪纤维。
优选的，在上述一种高弹性螺旋状人造草坪中，所述胶粘剂层为丁苯胶乳、聚氨酯胶粘剂或水性热塑性胶粘剂；所述基布层包括低收缩机织布。
优选的，在上述一种高弹性螺旋状人造草坪中，所述混织过程的走针方式为一字针或Z走针，草高为10-80mm，行距为1/10-3/4inch，针距为80-500针/米。
本发明还公开了上述高弹性螺旋状人造草坪的制备方法，包括以下步骤：
S1.拉丝：将原料PE粒子、色母粒、UV老化母粒混合均匀，投入至拉丝机中进行拉丝，生产出人造草坪纱线，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2.加捻：将收卷好的纱线导入至倍捻机台进行加捻，捻度为40-80捻/米；
S3.热处理：将经过步骤S2加捻处理的纱线进行热定型处理，定型后进行冷却，得到具有类似弹簧外观的螺旋纤维；
S4.簇绒：将螺旋纤维簇绒在基布层上，得到高弹性人造草坪半成品；
S5.背胶：在高弹性人造草坪半成品的基布层背面涂覆一层胶粘剂，得到高弹性螺旋状人造草坪。
优选的，在上述一种高弹性螺旋状人造草坪的制备方法中，步骤S3中所述热定型处理为静态热处理或动态热处理。
优选的，在上述一种高弹性螺旋状人造草坪的制备方法中，所述静态热处理装置为蒸汽式热水箱或厢式热风烘箱；
其中采用蒸汽式热水箱进行热定型处理的步骤为，将加捻好的草丝纱线放在蒸汽式热水箱中，在水箱温度为95-98℃的条件下定型处理3-12h，优选为4-8h，然后自然冷却不少于48h，得到具有类似弹簧外观的螺旋纤维；
采用厢式热风烘箱进行热定型处理的步骤为，将加捻好的草丝纱线放在厢式热风烘箱中，在烘箱温度为100-130℃的条件下定型处理3-12h，优选为4-8h，然后自然冷却不少于24h，得到具有类似弹簧外观的螺旋纤维。
优选的，在上述一种高弹性螺旋状人造草坪的制备方法中，所述动态热处理装置为蒸汽式热水箱，处理步骤为，将加捻好的纱线穿过蒸汽热水箱中的压辊，使纱线完全浸没在水中，调节传动辊速度，保证回缩0-10％，保持纱线绷紧且保证纱线浸没在水中时间为3-10s，其中热水箱温度控制在95-98℃，纱线出热水箱后采用风冷强冷，同时除去多余水分，经再次收卷后得到具有类似弹簧外观的螺旋纤维。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种高弹性螺旋状人造草坪及其制备方法，具有如下有益效果：
本发明通过热处理工艺对纤维的螺旋形态进行固化加强，得到类似弹簧外观的螺旋纤维，增强了纤维刚性。使用该螺旋纤维制成的人造草坪，在使用过程中有极好的弹性和挺立性，避免长期使用而出现倒伏的现象，有一定的减震效果，运动性能有一定提升；
本发明的高弹性螺旋状人造草坪，可以减少或替代曲丝的使用，使得人造草坪成本大幅降低；
本发明得到的高弹性螺旋状人造草坪，其草丝收缩率、拔脱力较常规人造草坪均有提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明人造草坪的第一种结构示意图；
图2附图为本发明人造草坪的第二种结构示意图；
图3附图为本发明人造草坪的第三种结构示意图；
图4附图为本发明人造草坪的第四种结构示意图；
图5附图为本发明人造草坪的第五种结构示意图；
图6附图为本发明螺旋纤维的部分截面形状示意图。
在图中：
11为螺旋纤维、12为卷曲纤维、13为直状纤维、2为基布层、3为胶粘剂层。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种高弹性螺旋状人造草坪，包括基布层2、胶粘剂层3和草丝层，胶粘剂层3位于基布层2底部，草丝层位于基布层2的顶部，并且草丝层包括经过热定型处理的高弹性螺旋纤维11。
为了进一步优化上述技术方案，螺旋纤维11的截面形状包括菱形、三角形、S形、C形、U形、W形、Ω形、V形中的任意一种或者多种的组合。
为了进一步优化上述技术方案，草丝还包括与螺旋纤维混织的的常规人造草坪纤维，混织方式为同簇混织或分行混织。
为了进一步优化上述技术方案，常规人造草坪纤维包括直状纤维13和/或卷曲纤维12，其中直状纤维13包括直的单丝状人造草坪纤维、网状人造草坪纤维，卷曲纤维12包括卷曲单丝状人造草坪纤维或卷曲丝网状人造草坪纤维。
为了进一步优化上述技术方案，胶粘剂层3为丁苯胶乳、聚氨酯胶粘剂或水性热塑性胶粘剂；基布层2为低收缩机织布。
为了进一步优化上述技术方案，走针方式为一字针或Z走针，草高为10-80mm，行距为1/10-3/4inch，针距为80-500针/米。
实施例1
按如下方式制备高弹性人造草坪：
(一)制备高弹性的螺旋纤维
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至配备图6中(1)模具的拉丝机中进行拉丝，生产出DTEX 12000/6F的人造草坪纱线，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的人造草坪纱线导入至倍捻机台进行加捻，捻度为60捻/米；
S3：热处理：将上述加有60捻的人造草坪纱团放置在98℃蒸汽热水箱中定型处理4h，然后自然晾干冷却72h，得到具有类似弹簧外观的螺旋纤维。
(二)制备高弹性人造草坪
S4：簇绒：将上述高弹性的螺旋纤维按照50mm，5/8inch，160针/米的规格簇绒在低收缩机织布上；
S5：背胶：在低收缩机织布背面涂覆一层丁苯胶乳，得到高弹性人造草坪。
实施例2
按如下方式制备高弹性人造草坪：
(一)制备高弹性的螺旋纤维
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至配备图6中(1)模具的拉丝机中进行拉丝，生产出DTEX 12000/6F的人造草坪纱线，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的人造草坪纱线导入至倍捻机台进行加捻，捻度为60捻/米；
S3：热处理：将上述加有60捻的人造草坪纱团放置在100℃热风烘箱中定型处理4h，然后自然冷却24h，得到具有类似弹簧外观的的螺旋纤维。
(二)制备高弹性人造草坪
S4：簇绒：将上述高弹性的螺旋纤维按照50mm，5/8inch，160针/米的规格簇绒在低收缩机织布上；
S5：背胶：在低收缩机织布背面涂覆一层聚氨酯胶粘剂，得到高弹性人造草坪。
实施例3
按如下方式制备高弹性人造草坪：
(一)制备高弹性的螺旋纤维
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至配备图6中(1)模具的拉丝机中进行拉丝，生产出DTEX 12000/6F的人造草坪纱线，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的人造草坪纱线导入至倍捻机台进行加捻，捻度为60捻/米；
S3：热处理：将上述加有60捻的人造草坪纱线穿过5m蒸汽热水箱的压辊，使纱线完全浸没在水中，其中热水箱温度控制在98℃，调节传动辊速度75m/min，保持纱线绷紧，出水箱后采用风冷强冷，除去多余水分，再次收卷后得到具有类似弹簧外观的的螺旋纤维；
(二)制备高弹性人造草坪
S4：簇绒：将上述高弹性的螺旋纤维按照50mm，5/8inch，160针/米的规格簇绒在低收缩机织布上；
S5：背胶：在低收缩机织布背面涂覆一层水性热塑性胶粘剂，得到高弹性人造草坪。
实施例4
按如下方式制备高弹性人造草坪：
(一)制备高弹性的螺旋纤维
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至分别配备有图6中(1)(4)(7)模具的拉丝机中进行拉丝，直接生产出DTEX12000/6F的组合人造草坪纱线，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的人造草坪纱线导入至倍捻机台进行加捻，捻度为60捻/米；
S3：热处理：将上述加有60捻的人造草坪纱线穿过5m蒸汽热水箱的压辊，使纱线完全浸没在水中，其中热水箱温度控制在98℃，调节传动辊速度75m/min，保持纱线绷紧，出水箱后采用风冷强冷，除去多余水分，再次收卷后得到具有类似弹簧外观的的螺旋纤维；
(二)制备高弹性人造草坪
S4：簇绒：将上述高弹性的螺旋纤维按照50mm，5/8inch，160针/米的规格簇绒在低收缩机织布上；
S5：背胶：在低收缩机织布背面涂覆一层水性热塑性胶粘剂，得到高弹性人造草坪。
实施例5
按如下方式制备高弹性人造草坪：
(一)制备高弹性的螺旋纤维
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至分别配备有图6中(2)(5)(8)(11)模具的拉丝机中进行拉丝，直接生产出DTEX 12000/8F的组合人造草坪纱线，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的人造草坪纱线导入至倍捻机台进行加捻，捻度为60捻/米；
S3：热处理：将上述加有60捻的人造草坪纱线穿过5m蒸汽热水箱的压辊，使纱线完全浸没在水中，其中热水箱温度控制在98℃，调节传动辊速度 75m/min，保持纱线绷紧，出水箱后采用风冷强冷，除去多余水分，再次收卷后得到具有类似弹簧外观的的螺旋纤维；
(二)制备高弹性人造草坪
S4：簇绒：将上述高弹性的螺旋纤维按照50mm，5/8inch，160针/米的规格簇绒在低收缩机织布上；
S5：背胶：在低收缩机织布背面涂覆一层水性热塑性胶粘剂，得到高弹性人造草坪。
实施例6
按如下方式制备高弹性人造草坪：
(一)制备高弹性的螺旋纤维
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至分别配备有图6中(3)(6)(9)(12)模具的拉丝机中进行拉丝，直接生产出DTEX 8000/4F的组合人造草坪纱线A，将纱线输出至收卷机收卷备用，将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至分别配备有图6中(10)(13)(15)(17)模具的拉丝机中进行拉丝，直接生产出DTEX 8000/4F的组合人造草坪纱线B，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的人造草坪纱线A和B同时导入至倍捻机台进行合股加捻，捻度为60捻/米，得到DTEX 16000/8F的组合人造草坪纤维；
S3：热处理：将上述加有60捻的组合人造草坪纱线穿过5m蒸汽热水箱的压辊，使纱线完全浸没在水中，其中热水箱温度控制在98℃，调节传动辊速度60m/min，保持纱线绷紧，出水箱后采用风冷强冷，除去多余水分，再次收卷后得到具有类似弹簧外观的的螺旋纤维；
(二)制备高弹性人造草坪
S4：簇绒：将上述高弹性的螺旋纤维按照50mm，5/8inch，60针/米的规格簇绒在低收缩机织布上；
S5：背胶：在低收缩机织布背面涂覆一层水性热塑性胶粘剂，得到高弹性人造草坪。
实施例7
按如下方式制备高弹性人造草坪：
(一)高弹性人造草坪纤维制备
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至分别配备有图6中(1)(4)(7)模具的拉丝机中进行拉丝，生产出DTEX 12000/6F的组合人造草坪纱线，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的组合人造草坪纱线导入至倍捻机台进行加捻，捻度为60捻/米；
S3：热处理：将上述加有60捻的人造草坪纱线穿过5m蒸汽热水箱的压辊，使纱线完全浸没在水中，其中热水箱温度控制在98℃，调节传动辊速度75m/min，保持纱线绷紧，出水箱后采用风冷强冷，除去多余水分，再次收卷后得到具有类似弹簧外观的的螺旋纤维；
(三)制备高弹性人造草坪
S4：簇绒：将上述高弹性的螺旋纤维，与DTEX 5500的PE曲丝，按照32mm，3/8inch 240针/米的规格，同簇混织的方式，簇绒在低收缩机织布上；
S5：背胶：在低收缩机织布背面涂覆一层水性热塑性胶粘剂，得到高弹性人造草坪。
实施例8
按如下方式制备高弹性人造草坪：
(一)制备高弹性的螺旋纤维
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至分别配备有图6中(16)(17)模具的拉丝机中进行拉丝，投入至拉丝机中进 行拉丝，生产出DTEX 8000/4F的组合人造草坪纱线，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的组合人造草坪纱线导入至倍捻机台进行加捻，捻度为60捻/米；
S3：热处理：将上述加有60捻的人造草坪纱线穿过5m蒸汽热水箱的压辊，使纱线完全浸没在水中，其中热水箱温度控制在98℃，调节传动辊速度75m/min，保持纱线绷紧，出水箱后采用风冷强冷，除去多余水分，再次收卷后得到具有类似弹簧外观的的螺旋纤维；
(二)制备高弹性人造草坪
S4：簇绒：将上述高弹性的螺旋纤维，与DTEX 4400的PE网状曲丝，按照32mm，3/8inch，240针/米的规格，同簇混织的方式，簇绒在低收缩机织布上；
S5：背胶：在低收缩机织布背面涂覆一层水性热塑性胶粘剂，得到高弹性人造草坪。
实施例9
(一)制备高弹性的螺旋纤维
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至分别配备有图6中(2)(5)(8)(11)模具的拉丝机中进行拉丝，生产出DTEX12000/8F的人造草坪纱线，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的人造草坪纱线导入至倍捻机台进行加捻，捻度为60捻/米；
S3：热处理：将上述加有60捻的人造草坪纱线穿过5m蒸汽热水箱的压辊，使纱线完全浸没在水中，其中热水箱温度控制在98℃，调节传动辊速度75m/min，保持纱线绷紧，出水箱后采用风冷强冷，除去多余水分，再次收卷后得到具有类似弹簧外观的的螺旋纤维；
(二)制备高弹性人造草坪
S4：簇绒：将上述高弹性的螺旋纤维，与DTEX 5500的PE曲丝，按照32mm，3/8inch，240针/米的规格，分行混织的方式，簇绒在低收缩机织布上；
S5：背胶：在基底布背面涂覆一层水性热塑性胶粘剂，得到高弹性人造草坪。
实施例10
(一)制备高弹性的螺旋纤维
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至分别配备有图6中(8)(9)(12)模具的拉丝机中进行拉丝，生产出DTEX 12000/6F的人造草坪纱线A，将纱线输出至收卷机收卷备用；将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至分别配备有图6中(10)(14)(17)模具的拉丝机中进行拉丝，生产出DTEX 5000/3F的人造草坪纱线B，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的人造草坪纱线A导入至倍捻机台进行加捻，捻度为60捻/米；将上述收卷好的人造草坪纱线B导入至倍捻机台进行加捻，捻度为25捻/米；
S3：热处理：将上述加有60捻的人造草坪纱线A穿过5m蒸汽热水箱的压辊，使纱线完全浸没在水中，其中热水箱温度控制在98℃，调节传动辊速度75m/min，保持纱线绷紧，出水箱后采用风冷强冷，除去多余水分，再次收卷后得到具有类似弹簧外观的的螺旋纤维A；
(二)制备高弹性人造草坪
S4：簇绒：将上述热处理后的高弹性的螺旋纤维A，与常规组合直状人造草坪纤维B，按照50mm，5/8inch，160针/米的规格，同簇混织的方式，簇绒在低收缩机织布上；
S5:背胶：在基底布背面涂覆一层热塑性水性胶粘剂，得到高弹性人造草坪。
实施例11
按如下方式制备高弹性人造草坪：
(一)制备高弹性的螺旋纤维
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至分别配备有图6中(8)(9)(12)模具的拉丝机中进行拉丝，生产出DTEX 12000/6F的人造草坪纱线A，将纱线输出至收卷机收卷备用；将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至分别配备有图6中(10)(14)(17)模具的拉丝机中进行拉丝，生产出DTEX 10000/6F的人造草坪纱线B，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的人造草坪纱线A导入至倍捻机台进行加捻，捻度为60捻/米；将上述收卷好的人造草坪纱线B导入至倍捻机台进行加捻，捻度为25捻/米；
S3：热处理：将上述加有60捻的人造草坪纱线穿过5m蒸汽热水箱的压辊，使纱线完全浸没在水中，其中热水箱温度控制在98℃，调节传动辊速度75m/min，保持纱线绷紧，出水箱后采用风冷强冷，除去多余水分，再次收卷后得到具有类似弹簧外观的的螺旋纤维A；
(二)制备高弹性人造草坪
S4：簇绒：将上述热处理后的高弹性的螺旋纤维A，与常规组合直状人造草坪纤维B，按照50mm，5/8inch，160针/米的规格，分行混织的方式，簇绒在低收缩机织布上；
S5:背胶：在低收缩机织布背面涂覆一层热塑性水性胶粘剂，得到高弹性人造草坪。
实施例12
(一)制备高弹性的螺旋纤维
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至分别配备有图6中(8)(9)(12)模具的拉丝机中进行拉丝，生产出DTEX 12000/6F的人造草坪纱线A，将纱线输出至收卷机收卷备用；将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至平模拉丝机中进行拉丝，并经开网处理，生产出DTEX 5000的网状人造草坪纱线B，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的人造草坪纱线A导入至倍捻机台进行加捻，捻度为60捻/米；将上述收卷好的人造草坪纱线B导入至倍捻机台进行加捻，捻度为25捻/米；
S3：热处理：将上述加有60捻的人造草坪纱线穿过5m蒸汽热水箱的压辊，使纱线完全浸没在水中，其中热水箱温度控制在98℃，调节传动辊速度75m/min，保持纱线绷紧，出水箱后采用风冷强冷，除去多余水分，再次收卷后得到具有类似弹簧外观的的螺旋纤维A；
(二)制备高弹性人造草坪
S4：簇绒：将上述热处理后的高弹性的螺旋纤维A，与常规网状人造草坪纤维B，按照50mm，5/8inch，160针/米的规格，同簇混织的方式，簇绒在低收缩机织布上；
S5:背胶：在基底布背面涂覆一层热塑性水性胶粘剂，得到高弹性人造草坪。
比较例1
按如下方式制备人造草坪：
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至拉丝机中进行拉丝，生产出DTEX12000/6F的人造草坪纱线，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的人造草坪纱线导入至倍捻机台进行加捻，捻度为30捻/米；
S3：草坪制备：将上述人造草坪纤维，按照50mm，5/8inch，160针/米的规格簇绒在基布层上，在基布层背面涂覆一层胶粘剂，得到人造草坪成品。
比较例2
按如下方式制备人造草坪：
S1：拉丝：将PE粒子、色母粒、UV老化母粒等原料混合均匀，投入至拉丝机中进行拉丝，生产出DTEX12000/6F的人造草坪纱线，将纱线输出至收卷机收卷备用；
S2：加捻：将上述收卷好的人造草坪纱线导入至倍捻机台进行加捻，捻度为30捻/米；
S3：草坪制备：将上述人造草坪纤维，与DETX 5500的PE曲丝，按照32mm，3/8inch，240针/米的规格，同簇混织的方式，簇绒在基布层上，在基布层背面涂覆一层胶粘剂，得到人造草坪成品。
性能测试：
实施例1-6和比较例1为同规格人造草坪，不混织其它常规纤维。在草坪底部铺设相同规格的弹性垫，分别按照不填充、填充相同重量(约30kg/m 2)的石英砂，按照FIFA手册2015版要求，分别测试磨损前、Lisport XL磨损3000转、Lisport XL磨损6000转后的震动吸收、垂直变形、球滚动性能。结果如下：
表1：不混织其它纤维草坪性能测试结果
Figure PCTCN2021116443-appb-000001
Figure PCTCN2021116443-appb-000002
由上述性能测试结果可看出，本发明的高弹性人造草坪，由于其特殊的螺旋状结构，无论是在填充石英砂或不填充的情况下，在磨损后草坪的直立性能都明显优于普通人造草坪，震动吸收和垂直变形性能也明显优于普通人造草坪，螺旋形结构有一定的减震效果。由于磨损后普通人造草坪倒伏严重，未能保持直立状态，在球滚动过程中无一定的阻挡作用，造成球滚动距离明显高于本发明的实施例；同时，多种不同热处理方式得到的高弹性螺旋状人 造草坪，各项性能基本相当，多种不同截面形状组合的螺旋状人造草坪，各项性能基本相当。
实施例7、实施例8、实施例9和比较例2为同规格人造草坪，均混织有曲丝，但实施例8草丝总DTEX低于实施例7和比较例2，实施例9采用分行混织的方式，草丝用量也低于比较例2。在草坪底部铺设相同规格弹性垫，草坪不填充任何填充物，按照FIFA手册2015版要求，分别测试磨损前、Lisport XL磨损3000转、6000转后的震动吸收、垂直变形、球滚动性能。结果如下：
表2：混织曲丝草坪性能测试结果
Figure PCTCN2021116443-appb-000003
由上述性能测试结果可看出，本发明的高弹性人造草坪，在同样的混织曲丝的情况下，磨损前与普通免填充草坪性能差异不大，但是磨损后，震动吸收和垂直变形性能差异明显，很好的说明了本发明的螺旋状人造草坪纤维在曲丝的综合作用下，减震效果得到进一步的提升，且实施例8和9在减少草丝用量的情况下，各项性能仍然由于普通人造草坪，具有很好的经济性。
实施例10-12和比较例1为同规格草坪，混织有其它常规草坪纤维，在草坪底部铺设相同规格弹性垫，分别按照不填充、填充相同重量(约20kg/m 2)的石英砂，按照FIFA手册2015版要求，分别测试磨损前、Lisport XL磨损3000转、6000转后的震动吸收、垂直变形、球滚动性能。结果如下：
表3：混织常规纤维草坪测试结果
Figure PCTCN2021116443-appb-000004
由上述性能测试结果可看出，本发明的高弹性人造草坪，在混织其它常规纤维的情况下，相当于部分常规纤维代替本发明的螺旋纤维，其运动性能依然较常规人造草坪优异。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。 对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

  1. 一种高弹性螺旋状人造草坪，其特征在于，包括基布层(2)、胶粘剂层(3)和草丝层，所述胶粘剂层(3)位于所述基布层(2)底部，所述草丝层位于所述基布层(2)的顶部，并且所述草丝层包括经过热定型处理的高弹性螺旋纤维(11)。
  2. 根据权利要求1所述的一种高弹性螺旋状人造草坪，其特征在于，所述螺旋纤维(11)的截面形状包括菱形、三角形、S形、C形、U形、W形、Ω形、V形的任意一种或者多种的组合。
  3. 根据权利要求1所述的一种高弹性螺旋状人造草坪，其特征在于，所述草丝还包括与所述螺旋纤维混织的的常规人造草坪纤维，所述混织方式为同簇混织或分行混织。
  4. 根据权利要求3所述的一种高弹性螺旋状人造草坪，其特征在于，所述常规人造草坪纤维包括直状纤维(13)和/或卷曲纤维(12)，其中所述直状纤维(13)包括直的单丝状人造草坪纤维、网状人造草坪纤维，所述卷曲纤维(12)包括卷曲单丝状人造草坪纤维或卷曲丝网状人造草坪纤维。
  5. 根据权利要求1所述的一种高弹性螺旋状人造草坪，其特征在于，所述胶粘剂层(3)为丁苯胶乳、聚氨酯胶粘剂或水性热塑性胶粘剂；所述基布层(2)包括低收缩机织布。
  6. 根据权利要求3所述的一种高弹性螺旋状人造草坪，其特征在于，所述混织过程的走针方式为一字针或Z走针，草高为10-80mm，行距为1/10-3/4inch，针距为80-500针/米。
  7. 一种权利要求1-6任一项所述的高弹性螺旋状人造草坪的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
    S1.拉丝：将原料PE粒子、色母粒、UV老化母粒混合均匀，投入至拉丝机中进行拉丝，生产出人造草坪纱线，将纱线输出至收卷机收卷备用；
    S2.加捻：将收卷好的纱线导入至倍捻机台进行加捻，捻度为40-80捻/米；
    S3.热处理：将经过步骤S2加捻处理的纱线进行热定型处理，定型后进行冷却，得到高弹性的螺旋纤维；
    S4.簇绒：将螺旋纤维簇绒在基布层上，得到高弹性人造草坪半成品；
    S5.背胶：在高弹性人造草坪半成品的基布层背面涂覆一层胶粘剂，得到高弹性螺旋状人造草坪。
  8. 根据权利要求7所述的一种高弹性螺旋状人造草坪的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述热定型处理为静态热处理或动态热处理。
  9. 根据权利要求8所述的一种高弹性螺旋状人造草坪的制备方法，其特征在于，所述静态热处理装置为蒸汽式热水箱或厢式热风烘箱；
    其中采用蒸汽式热水箱进行热定型处理的步骤为，将加捻好的草丝纱线放在蒸汽式热水箱中，在水箱温度为95-98℃的条件下定型处理3-12h，然后自然冷却不少于48h，得到高弹性的螺旋纤维；
    采用厢式热风烘箱进行热定型处理的步骤为，将加捻好的草丝纱线放在厢式热风烘箱中，在烘箱温度为100-130℃的条件下定型处理3-12h，然后自然冷却不少于24h，得到高弹性的螺旋纤维。
  10. 根据权利要求8所述的一种高弹性螺旋状人造草坪的制备方法，其特征在于，所述动态热处理装置为蒸汽式热水箱，处理步骤为，将加捻好的纱线穿过蒸汽热水箱中的压辊，使纱线完全浸没在水中，调节传动辊速度，保证回缩0-10％，保持纱线绷紧且保证纱线浸没在水中时间为3-10s，其中热水箱温度控制在95-98℃，纱线出热水箱后采用风冷强冷，同时除去多余水分，经再次收卷后得到高弹性的螺旋纤维。
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