人造草皮的制作方法

专利名称：人造草皮的制作方法
技术领域：
本发明的第一个方面涉及一种改进的人造草皮长丝。
背景技术：
已知人造草皮供室内和室外使用，主要作为一种风景，娱乐或运 动场所的表面。
通常的人造草皮结构包括在上面固定人造草皮长丝的一块基板。 通常，该结构还包括一个耐气候变化的减振的背垫。该长丝通常为模 拟天然草的重旦尼尔的合成聚合物长丝。
通常的合成的人造草皮长丝的横截面为矩形或椭圆形。
US 6 432 505揭示了具有圆的或椭圆形横截面的另一种人造草皮 长丝，以及横截面为钻石形状的长丝。
US 4 356 220揭示了具有矩形横截面以及圆形或三角形横截面的 长丝。
US 6 495 236揭示了用于人造草皮的空心的管状长丝。所述长丝固 定在一块基板上，使得形成U形的管。
JP 9111532公布了在相反主要表面上有纵向肋的基本上为矩形横 截面的一种人造草皮长丝。

发明内容
本发明的第一个方面是要提供一种改进的人造草皮长丝。 本发明的另一个方面的另一个目的是要提供一种寿命改善的人造 草皮长丝。
本发明的另一个方面的再一个目的要提供一种适合于球类运动，特别是足球的人造草皮长丝。
本发明的第一个方面提供了一种人造草皮长丝，该长丝的横截面 中具有一个中心区域，和在所述中心区域的相对侧上并与所述中心区 域成一整体的两个翼区域，所述翼区域的指向分开。
优选该长丝由下列部分增强
一厚度比翼区域的厚度大的长丝的中心区域；和/或 一该长丝优选在其中心区域包含一根或多根增强纤维。 本发明是基于这种见解，即因为长丝是用机械方法装入的，因此， 此种形状的横截面的性质或长丝较好，特别是，在变形后，例如踩踏 上之后，该长丝是弹性性质改善。另外，当考虑球(例如足球)在草 皮上滚动时，该人造草皮的性质改善。该横截面使球(足球)的滚动 性质很象是所述球在保持得很好的天然草表面上滚动。该人造草皮长 丝将良好的抗重复变形能力与耐久的挠性相结合。
优选，该长丝的中心区域的厚度比该翼区域，至少是与所述的中 心区域相邻的每一个翼区域的一部分的厚度大。这样，该中心区域形 成一个梁腹。
优选该长丝的中心区域的厚度，比该翼区域的至少是与所述中心 区域相邻的每一个翼区域的一部分厚度至少大50%，优选为至少大
100%。
该人造草皮长丝的另一些优选实施方案在从属权利要求中和以下 说明中说明。
本发明第一方面还涉及包括所述人造草皮长丝的人造草皮。 这种人造草皮的优选实施方案也在从属权利要求和以下的说明中 说明。
本发明的第二个方面涉及成束的人造草皮长丝。
在通常的人造草皮结构中，草皮包括一个基板，通常为地毯形式 的基板，并带有许多固定在所述基板的人造草皮长丝。另外，通常将 诸如砂，橡胶颗粒等的填充材料设置在该基板上和在该长丝之间，使 得该长丝的上部末端在填充材料的层上面伸出。为使填充材料在基板 上分布，和将它带入长丝之间空隙处，通常要进行刷擦过程。
实际上，当在人造草皮上分布填充材料以形成填充材料层时，会遇到问题。特别是，难以将填充材料放入长丝之间的空隙处。
美国5 462 778公布了一种人造草皮，它通过植入许多簇，而在背 垫结构的表面上形成截茬。每一簇包括一个或多个纱线茬。每一纱线 茬由多个成束的扁平长丝构成，该扁平长丝扭转，并在扭转状态下固 定成具有大致为螺旋形横截面的细长的形式。
当与具有不成束的长丝的草皮结构比较时，这些已知的人造草皮 束可改善填充材料在草皮上的分布。然而，这些束在生产地毯的过程
中，其粘着已松弛。另外，这些已知的束难以生产，并且在运动中的
操控性能不好。
本发明的第二个方面的目的是改善成束的人造草皮长丝。 本发明的第二个方面的另一个目的是提供包括许多成束的人造草
皮长丝的人造草皮，其中，填充材料可以无问题地在草皮上分布。
本发明的第二个方面还提供了多根人造草皮长丝的束，其中该人
造草皮长丝由巻绕在所述人造草皮长丝周围的一根或多根巻绕长丝保
持在一起。
利用一根或多根巻绕长丝，可以通过人造草皮长丝的生产过程， 有效地在线形成人造草皮长丝的束。
在一个优选实施方案中，所述一根或多根巻绕长丝粘接在所述的 人造草皮长丝上，优选为可松开地粘接在所述的人造草皮长丝上。
在一个实用的实施方案中，所述一根或多根巻绕长丝为合成聚合 物长丝，并且通过一个热粘接过程彼此粘接和/或粘接在该人造草皮长 丝上。
在一个非常优选的实施方案中，该一根或多根巻绕长丝可松开地 粘接，使得当机械作用时，优选在刷擦过程时，该粘接松开。
该成束的人造草皮长丝可以如下这样制造所述多根人造草皮长
丝相互邻接而固定，同时一根或多根巻绕长丝巻绕在所述人造草皮长 丝的周围。
优选所述一根或多根巻绕长丝为合成聚合物长丝，并且通过一个 热粘接过程彼此粘接和/或粘接在该人造草皮长丝上。
在这个制造过程的一个实际实施方案中，在巻绕在所述人造草皮 长丝周围之前，所述一根或多根巻绕长丝要进行热处理，使该巻绕长丝的表面熔融，并且当将该一根或多根巻绕长丝巻绕在所述人造草皮 长丝周围时，该熔融的表面在该人造草皮长丝上。如果有多根巻绕长 丝，也可以当将该巻绕长丝巻绕所述人造草皮长丝周围时，使该巻绕 长丝的熔融表面在相交点上互相固定。
本发明的第二个方面还涉及包括一个基板和具有一根或多个巻绕 长丝的多个成束的人造草皮长丝的人造草皮。
本发明的第二个方面还涉及制备人造草皮的方法，其中对所述带 有使用巻绕长丝的成束的人造草皮长丝的草皮进行巻绕长丝松开处 理，使该巻绕长丝从该人造草皮长丝上松开。
优选为在松开巻绕长丝之前，将填充材料放在人造草皮长丝束之 间。所述填充材料优选包括橡胶颗粒。
在生产人造草皮的一个优选方法中，生产多根人造草皮长丝，并 且接着利用一根或多根巻绕长丝作成束。接着将该长丝的巻绕束送至 生产包含该长丝的人造草皮的栽植机。
通过在将填充材料放在人造草皮上的过程中，或多或少地保持巻 绕的长丝束原封不动，则填充材料容易进入束之间的空隙处。当填充 材料满意地分布后，优选为利用一个适当的刷子的刷擦的机械动作可 使巻绕长丝的粘接松开，从而回到单个人造草皮长丝的性质。
技术熟练的人知道，本发明的这些方面可互相独立地使用，而且 可有各种组合。申请人认为，这种具有V形横截面的长丝的组合和这 些长丝的成束可使填充材料的设置改善是非常有利的。


现在参照附图和下面的说明来说明本发明的各个方面。 附图中
图1表示包括长丝的一个人造草皮的一个典型例子的垂直横截面；
图2表示根据本发明的第一个方面的人造草皮长丝的第一个例示 性实施方案的横截面图3表示根据本发明的第一个方面的人造草皮长丝的第二个例示 性实施方案的横截面图4表示根据本发明的第一个方面的人造草皮长丝的第三个例示性实施方案的横截面图-，
图5表示根据本发明的第一个方面的人造草皮长丝的第四个例示 性实施方案的横截面图6表示根据本发明的第一个方面的人造草皮长丝的第五个例示 性实施方案的横截面图7表示根据本发明的第一个方面的人造草皮长丝的第六个例示 性实施方案的横截面图8表示根据本发明的第二个方面制造成束的人造草皮长丝的一 个阶段。
具体实施例方式
图1表示设置在一个稳定和排水层2上的一个常规的人造草皮1。 该草皮1为地毯状结构，并包括一个弹性的背垫层3，在所述背垫层3 的顶部上的一块基板4和可以在该基板4上栽植的多条人造草皮长丝 5。在该基板4的顶部上有一个填充材料层6，例如砂和/或橡胶颗粒或 其他颗粒的层。长丝5的上部末端在该填充层6的表面上面伸出。
图2表示与在其长度上具有均匀的横截面的合成聚合物人造草皮 长丝10的纵向长度成直角的横截面图。这些长丝10可以代替在图1 的草皮l的实施方案中的长丝6。
该长丝10的横截面基本上为V字形，它由一个中心区域11和两 个翼区域12， 13组成。该两个翼区域与所述中心区域成一个整体，并 且彼此具有分开的指向。
该翼区域12， 13具有由两个扁平的相对表面12a， 12b和13a， 13b 形成的相同的横截面。在每一个翼区域12， 13的相对的表面之间的中 心，可以看见一条假想的中心线14， 15。在该翼区域12， 13的自由端， 翼区域12， 13的中心线14， 15之间的距离最大。
每一个翼12， 13的相对的表面12a， 12b， 13a， 13b形成与中心 线成直角的翼区域的厚度。每一个翼区域12， 13的这个厚度从所述的 中心区域11向着每一个翼12， 13的这个厚度从所述中心区域11向着 每一个翼12， 13的自由端逐渐变窄。
长丝10的中心区域11的厚度比翼区域12， 13的厚度大。从图2中可看出，在翼区域12， 13的两条中心线14， 15的平分线16的方向 上，中心区域11的尺寸"T"比相邻的翼区域12， 13的厚度大。
在这个实施方案中，中心线14， 15为直线，并包括一个角度。这 里，两条中心线14， 15的交点落在长丝10的横截面的中心区域11内。
在分开的翼区域的一侧，中心区域11有一个弯曲的凹形的表面 llb，它与翼区域12， 13的相邻的平坦表面12b， 13b圆整相接。
在远离分开翼区域12， 13的一侧，中心区域11有一个平坦表面 lla，并形成所述V形横截面的一个平的顶点。该表面lla优选通过倒 圆的边缘，与每一个翼区域12， 13的相邻的扁平表面12a， 13a圆整 相接。
这里，翼12， 13在其自由端分别有一个倒圆的顶部12c， 13c。 在一个实用的实施方案中，该长丝10的横截面的总面积为0.1981 mm，相应于1902 dtex。在这个实施方案中，中心线14， 15之间的角 度为112° ，尺寸T为0.197 mm。横过顶点12c， 13c的中心的长丝宽 度为1.35 mm。
图3表示的长丝20的横截面的基本设计与图2中的长丝10相同。 因此，相同的部分用相同的标号表示。
主要的不同是中心线14， 15之间的角度。在图3的实施方案中， 该角度为120° 。这里，尺寸T为0.13 mm。总的横截面积为0.1963 mm， 形成1885 dtex。
图4表示的长丝30的横截面的基本设计与图3中的长丝20相同。 因此，相同的部分用相同的符号表示。
主要的不同是翼区域12， 13的顶部的设计。从图4中可以看出， 顶部12c， 13c的横截面基本上为圆形，其直径比翼区域相邻部分大。 在这个实施方案中，与在图3的实施方案中一样，中心线14， 15之间 角度为120° 。这里，尺寸T为0.13 mm。顶部12c， 13c的中心之间 的宽度为1.32mm。总的横截面积为0.1926 mm，形成1849 dtex。
图5所示的长丝40的横截面的基本设计与图2中的长丝10相同， 因此，相同的部分用相同的标号表示。
主要的不同是中心区域ll的设计，这里，表面llb不是如图2中 那样凹的，而是凸的，因此，所述中心区域ll的表面Ub形成一个向外突出的突起。这造成尺寸T大约比相邻的要区域12， 13的厚度大
100%。
在这个实施方案中，中心线14， 15之间的角度，与图2的实施方 案中一样为112。，这里，尺寸T为0.167 mm。顶部12c， 13c的中心 之间的宽度为1.33mm。总的横截面积为0.1957 mm，形成1878dtex。
图6表示横截面由一个中心区域46和两个翼区域47， 48组成的 长丝45。每一个翼区域47， 48具有一条弯曲的中心线47a， 48a。长 丝45具有相对的表面47b， 47c和48b， 48c。在这个例子中，这些表 面在该中心区域和增大的半径的倒圆顶部47a， 48a之间形成基本上均 匀而厚度。中心区域46形成相对于翼区域47， 48的表面47c， 48c的 一个突出部分46b，另一个表面46a在所述中心区域46的位置上基本 上齐平。
通过在该长丝的V或U形几何形状的内侧，使该长丝的中间部分 具有突起部分llb， 46b，可以达到在该长丝在一个方向的弯曲比另一 侧大的效果，这意味着当球在该长丝上滚动时，球从该V或U形状的 外侧碰到该长丝时，遇到的阻力较小。当在栽植机上生产人造草皮时， 长丝具有随机的方向。结果，滚动的球遇到的长丝容易弯曲，而其他
长丝则阻力较大。在对相关的标准进行强化试验后，可得出结论，即 .由于这个随机性，球的滚动距离可达到6 8m。
图7表示长丝的另一种设计，其中不但长丝70的中心区域71的 厚度大于翼区域72， 73的厚度，而且在所述的中心区域71中埋入增 强纤维74。
在一个实用的实施方案中，所述纤维74为聚酰胺纤维。所述纤维 74埋入另一种聚合物，例如聚乙烯之中。 '
增强纤维74的E-模量优选比它埋入的聚合物高。该纤维可在挤压 长丝70的过程中埋入。
现参照图8详细说明本发明的第二个方面。
图8表示多条人造草皮长丝50构成的一个束。该长丝优选根据本 发明的第一个方面设计，例如如图2 7所示的长丝10， 20， 30， 40， 45或70。应当注意，本发明的第二个方面也可以与其他长丝设计综合 .使用，例如在本申请先前所述的先前技术的设计。人造草皮长丝50 (在这个例子中为6根长丝)由围绕着所述的人
造草皮长丝50巻绕的一根或多根巻绕长丝60保持在一起。在这个例 子中，两根巻绕长丝60a， 60b以螺旋线路径巻绕在所述人造草皮长丝 周围，其方向相反，使得该长丝60a， 60b在交叉点61互相相交。在 这个例子中，长丝60a， 60b在一个扁平的平面中，以互相平行指向， 在巻绕过程中保持在一起。
在这些交叉点61，该长丝60a， 60b互相粘接(在这个例子中为可 松开地粘接)。
该巻绕长丝60a， 60b也与所述的人造草皮长丝50粘接(在这个 例子为可松开地粘接)。
图8所示的束优选是将热处理的合成聚合物巻绕长丝60a， 60b围 绕着人造草皮长丝50巻绕而制造的，该长丝50优选也是经过热处理 的。通过适当的热处理，可以得到在相交的巻绕长丝60a， 60b之间以 及(也是优选的)在该巻绕长丝60a， 60b和人造草皮长丝50之间产 生热粘接。
特别是，巻绕长丝60a， 60b为可松开的粘接的，因此当机械作用 时(特别是刷擦过程)，粘接松开。实际中，该巻绕长丝60a， 60b的 表面可以加热至熔融温度，使得该巻绕长丝的表面粘接在人造草皮长 丝的表面上。如以下所述，这可形成后来可以松开的粘接。
在实际的生产过程中，在巻绕之前，该人造草皮长丝以及该巻绕 长丝可进行普通的热处理。优选，巻绕长丝的厚度比人造草皮长丝的 厚度小，使得该巻绕长丝可达到较高的温度、并且其热的表面将粘接 在人造草皮长丝的较冷的表面上。
显然，图8所示的束可以集成为图1的人造草皮，其中，常规的 长丝5被具有在人造草皮长丝50周围的巻绕长丝60a， 60b的成束的 人造草皮长丝所代替。
对长丝50的巻绕当然对人造草皮的性质有影响。巻绕长丝的粘接 应使它们不是在生产人造草皮地毯本身的过程中，而是主要在安装在 所述草皮后，特别是将填充材料设置在束之间后，容易从人造草皮束 上松开。该粘接可以由正常使用草皮，例如作运动(例如在草皮上踢 足球)而松开。作正常使用的一种替代方案或者与正常使用的综合，草皮可以经 受一种巻绕长丝松开处理，使得至少在涉及草皮结构中的束的上部时，
巻绕长丝60a， 60b可以从人造草皮长丝50上松开。
优选，如图1所示，只有在填充材料6设置在人造草皮长丝的束 之间后，才进行这种巻绕长丝的松开。在一个实际过程中，填充材料 分布在草皮上。由于束50之间的空隙处容易使填充材料进入，因此避 免了先前技术中的问题。优选，通过适当的刷擦，可从人造草皮长丝 上松开该巻绕长丝。
当填充材料包括橡胶颗粒时，这个方法特别适合。而在过去，这 会引起严重问题。
权利要求
1、多根人造草皮长丝的束，其特征在于该人造草皮长丝(50)由卷绕在所述人造草皮长丝(50)周围的一根或多根卷绕长丝(60a，60b)保持在一起。
2、 如权利要求l所述的束，其中多根巻绕长丝(60a， 60b)巻绕 在所述人造草皮长丝的周围。
3、 如权利要求1或2所述的束，其中如果存在多根巻绕长丝，则 优选所述一根或多根巻绕长丝在相反方向上，在一个螺旋形通道中， 巻绕在所述束的周围。
4、 如权利要求2或3所述的束，其中该巻绕长丝(60a， 60b)在 交叉点(61)互相交叉，并且在所述交叉点上互相粘接，优选为可松 开的粘接。
5、 如权利要求1 4中任何一条所述的束，其中所述一根或多根 巻绕长丝(60a， 60b)粘接在所述人造草皮长丝(50)上，优选为可 松开的粘接。
6、 如权利要求5所述的束，其中所述一根或多根巻绕长丝(60a， 60b)为合成聚合物长丝，并且通过热粘接过程彼此粘接和/或粘接在该 人造草皮长丝(50)上。
7、 如权利要求1 6中任何一条所述的束，其中所述一根或多根 巻绕长丝(60a， 60b)为可松开粘接的，使得当有机械作用时，通过 正常使用包含所述束的人造草皮和/或利用加在所述草皮上的刷擦过 程，使粘接松开。
8、 如权利要求1 7中任何一条所述的束，其中所述一根或多根 巻绕长丝(60a， 60b)的厚度比人造草皮长丝(50)的厚度小。
9、 制造多根人造草皮长丝的一个束的方法，其特征在于所述多根人造草皮长丝(50)相互邻接而固定，同时一根或多根巻绕长丝(60a， 60b)巻绕在所述人造草皮长丝的周围。
10、 如权利要求9所述的方法，其中该多根巻绕长丝(60a， 60b) 优选在相反的螺旋形通道中巻绕在该人造草皮长丝(50)的周围，使 得所述的巻绕长丝在交叉点(61)互相交叉。
11、 如权利要求9或10所述的方法，其中一根或多根巻绕长丝 (60a， 60b)粘接在所述人造草皮长丝(50)上，优选为可松开地粘接在所述人造草皮长丝(50)上。
12、 如权利要求11所述的方法，其中所述一根或多根巻绕长丝 (60a， 60b)为合成聚合物长丝，并且通过一个热粘接过程彼此粘接和/或粘接在该人造草皮长丝(50)上。
13、 如权利要求12所述的方法，其中在巻绕在所述人造草皮长丝 (50)周围之前，所述一根或多根巻绕长丝(60a， 60b)要进行热处理，使该巻绕长丝的表面熔融，并且当将该一根或多根巻绕长丝巻绕 在所述人造草皮长丝周围时，该熔融的表面在该人造草皮长丝上。
14、 如权利要求13所述的方法，其中对该人造草皮长丝(50)和 该一根或多根巻绕长丝(60a, 60b)进行普通的热处理，该一根或多 根巻绕长丝的厚度较小，从而被加热至较高温度，使该一根或多根巻 绕长丝的表面熔融。
15、 包括一个基板(4)和多根如上述权利要求1 8中一项或多 项所述的从所述基板伸出的成束人造草皮长丝(50， 60a， 60b)的人造草皮。
16、 包括一个基板(4)和多根如上述权利要求1 8中一项或多项所述的从所述基板伸出的成束人造草皮长丝(50， 60a， 60b)的人 造草皮，其中作为正常使用所述草皮，例如玩足球的结果和/或作为在 安装所述草皮后将巻绕长丝松开处理加在所述草皮上的结果，所述巻 绕长丝从所述束上松开。
17、 用于制备如权利要求15或16中任意一项所述的人造草皮的 方法，其中对所述草皮(1)进行巻绕长丝松开处理，使该巻绕长丝从 该人造草皮长丝上松开。
18、 用于制备如权利要求15 17中任何一条所述的人造草皮的方 法，其中在松开巻绕长丝之前，将填充材料放在人造草皮长丝束之间。
19、 如权利要求18所述的方法，其中所述填充材料包括橡胶颗粒。
20、 生产人造草皮的方法，其中生产多根人造草皮长丝(50， 60a， 60b)，并且接着利用如上述权利要求1 8中的一项或多项所述的一 根或多根巻绕长丝制成束；并且其中，接着将该长丝的巻绕束送至栽 植机，生产包含该长丝的人造草皮。
全文摘要
本发明提出了多根人造草皮长丝的一个束，其中，该人造草皮长丝由卷绕在所述人造草皮长丝周围的一根或多根卷绕长丝保持在一起。该卷绕长丝在交叉点上互相交叉，并在所述交叉点上互相粘接，该粘接优选为可松开的粘接。该卷绕长丝还可与所述人造草皮长丝粘接，该粘接优选为可松开粘接。
文档编号D06N7/00GK101429747SQ20081018075
公开日2009年5月13日 申请日期2004年7月8日 优先权日2003年7月14日
发明者M·韦尔莱恩 申请人:腾凯特塞奥隆公司