DE69019120T2

DE69019120T2 - Künstlicher rasen, florgarn für einen künstlichen rasen sowie verfahren zur herstellung eines derartigen rasens.

Info

Publication number: DE69019120T2
Application number: DE69019120T
Authority: DE
Inventors: Yoshio Kishiwada-Shi Osaka 596 Ishikawa
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2010-06-09
Also published as: EP0432272A1; CA2034003C; EP0432272A4; WO1990015193A1; DE69019120D1; US5462778A; CA2034003A1; EP0432272B1

Description

Gebiet der gewerblichen Anwendung

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit einem Florgarn für künstlichen Rasen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur Herstellung von Florgarn für künstlichen Rasen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

Stand der Technik und dessen Nachteile

Es wurden verschiedene künstliche Rasen zur Verwendung vorgeschlagen, die eine Vielzahl van Büscheln enthalten, die gebildet werden durch das Implantieren von grasähnlichen Fäden oder Garnen in eine Stützstruktur. Künstliche Rasen, die ein eine geschnittene Decke enthalten, die gebildet ist durch das Implantieren flacher, grasähnlicher Garne in eine Stützstruktur sind in den letzten Jahren weit verwendet worden zum Bereitstellen von Boden oder Plätzen für Baseball, Soccer, Rugby oder Tennis. Ebenfalls in Verwendung in den letzten Jahren sind künstliche Rasen, die eine geschnittene Decke enthalten von relativ langen Büscheln und Sand, der in die Zwischenräume zwischen den Büscheln eingebracht ist, wobei die Spitzen der Büschel aus der Oberfläche der Sandschicht herausragen. Der Boden oder Court, der aus künstlichem Rasen mit einer Sandschicht geformt ist, ist frei von Streifen, die dazu neigen, in der Implantierrichtung der Büschel aufzutreten, sieht wie ein natürlicher Rasen aus und ist daher hervorragend.
Allerdings ist es häufig wahrscheinlich, daß der Spieler auf dem Boden, dem Court oder dergleichen, das oder der mit einem der obigen künstlichen Rasen versehen ist, eine Abschürfung oder eine Verbrennung aufgrund der Reibung davonträgt, wenn er fällt und in Kontakt mit den Spitzen der Büschel kommt. Um diese Wahrscheinlichkeit zu verringern, wurde eine Verringerung der Reibung und der Reibungshitze durch das Sprühen von Wasser auf den künstlichen Rasen praktiziert. Der künstliche Rasen weist aber das Problem auf, daß das Florgarn nur eine geringe Kapazität zum Wasserspeichern hat, so daß ein häufiges Aufbringen von Wasser erforderlich war, so daß gewünscht wurde, dieses Problem zu überwinden.
Das US-Patent Nr. 3 940522 offenbart ein Florgarn für künstlichen Rasen, wobei das Garn aus einem oder mehreren Filamenten besteht, die in Spiralform fixiert sind. Die Spiralform zielt darauf ab, dem Rasen mit einem Aussehen zu versehen, das dem natürlichen ähnelt, und zu verhindern, daß sich das Filament lediglich in eine Richtung biegt. Die Filamente des Florgarns werden hierbei soweit verdreht, daß die Filamente praktisch beinahe in der flachen Form verbleiben und nicht in ihrer Fähigkeit zum Wasserspeichern verbessert werden.
Das US-Patent Nr. 333 828 offenbart künstliche Rasen, die aus bandartigen Filamenten bestehen. Die Technologie dieses Patents ist darauf gerichtet, dem Rasen das simulierte Aussehen von natürlichem Rasen zu geben, nicht aber darauf, seine Fähigkeit zum Wasserspeichern zu verbessern.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das obige Problem zu lösen und einen künstlichen Rasen mit einer guten Fähigkeit zum Wasserspeichern, ein Florgarn, das fähig ist eine hohe Fähigkeit zum Wasserspeichern zur Verwendung in einem künstlichen Rasen und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine Spinndüse zur Herstellung von Filamenten bereitzustellen, die in der Herstellung des Florgarns von Vorteil sind.

Einrichtungen zur Lösung des Problems

Obige Aufgabe wird gelöst durch ein Florgarn für künstlichen Rasen, gekennzeichnet dadurch, daß das Florgarn einen etwa spiralförmigen Querschnitt mit einer inneren Ausnehmung zur Aufnahme von Wasser aufweist, die sich entlang der Achse des Florgarns erstreckt.
Die obige Aufgabe der Erfindung wird besonders gelöst durch einen künstlichen Rasen, der ein Florgarn umfaßt und dadurch gekennzeichnet ist, daß eine geschnittenen Decke auf der Oberfläche einer Stütz struktur gebildet wird durch das Implantieren einer Vielzahl von Büscheln , von denen jedes eines oder eine Vielzahl von Florgarnen umfaßt, wobei jedes Florgarn aus einer Vielzahl von Garnen zusammengesetzt ist, wobei jedes der einzelnen Garne eine flaches Filament oder eine Vielzahl von gebündelten flachen Filamenten umfaßt, die in eine Richtung in eine schlanke Form von etwa spiralförmigem Querschnitt verdreht sind, wobei die Vielzahl von einzelnen Garnen zusammen verdreht sind in eine Richtung entgegengesetzt zu dieser ersten Richtung.
Obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiter gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Florgarns für künstlichen Rasen, gekennzeichnet durch das Verdrehen eines flaches Filaments oder einer Vielzahl von gebündelten flachen filamenten in eine Form mit etwa spiralförmigem Querschnitt mit einer inneren Ausnehmung zur Aufnahme von Wasser, die sich entlang der Achse des Florgarns erstreckt, und ein nachfolgendes Fixieren des Filaments oder der Filamente in der Spiralform.
Die Spinndüse, die zur Herstellung der Filamente für künstlichen Rasen verwendet wird, weist Austrittsöffnungen in Form eines C oder eines umgekehrten C auf, von denen jede einen Endbereich aufweist, der im wesentlichen gerade verläuft, oder sie weist Austrittsöffnungen in Form eines S oder eines umgekehrten S auf.
Bevorzugt weist das zu verwendende flache Filament eine Breite von 3 - 50 mm, eine Dicke von 0,02 - 0,15 mm und einen Flachheitskoeffzienten von 150 - 2500 auf. Der Begriff "Flachheitskoeffzienten" wie er hier verwendet wird, bezeichnet einen Wert, der erhalten wird durch die Division der Breite des Filaments durch dessen Dicke. Das flache Filament kann aus einem gesponnenen Material hergestellt werden, das einer Vielzahl von derartigen Filamenten entspricht, die durchlaufend geformt werdend indem das Material in einzelne Filamente zertrennt wird.
Das zu verwendende Filament ist eines aus der Vielzahl der bisher für künstlichen Rasen des beschriebenen Typs benutzten, wie die, die aus Nylonharz, Polypropylenharz, Polyesterharz, Vinylchloridharz, Polyurethanharz, Polyethylen oder dergleichen hergestellt sind. Bevorzugt werden diese aus einem Polypropylenharz hergestellt.
Die vorliegende Erfindung wird nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Die erfindung ist aber selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüchen abgewandelt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht im Vertikalschnitt durch einen künstlichen Rasen in einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung der Spitzen der geschnittenen Büschel dieser Ausführungsform in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Vorbereiten flacher Florgarne zur Herstellung von Florgarnen für künstlichen Rasen nach der Erfindung;
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Spinndüse nach der Erfindung;
Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 4;
Fig. 6 ist eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit A in Fig. 4;
Fig. 7 ist eine vergrößerte Darstellung einer anderen Ausführungsform der Einzelheit A;
Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung der Spitzen der geschnittenen Büschel einer anderen Ausführungsform in vergrößertem Maßstab; und
Fig. 9 umfaßt mehrere Querschnitte und zeigt mehrere Ausführungsformen von Florgarn nach der Erfindung.

Ausführungsformen

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen künstlichen Rasen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung. Der künstliche Rasen umfaßt eine Vielzahl von geschnittenen Bündein 1, geformt aus einem Florgarn und implantiert in die Oberfläche einer Stützstruktur 2. Die Rückseite der Stützstruktur 2 ist mit einer Harzschicht 3 zum Stützten versehen, um ein Herausrutschen der Büschel zu vermeiden. Wie in Fig. 2 gesehen werden kann, sind die geschnittenen Büschel 1 schlank und nur einmal verdreht (Z-Verdrehung nach der vorliegenden Ausführungsform) zu einer im Querschnitt spiralförmigen Form. Das Florgarn zum Herstellen der geschnittenen Büschel 1 wurde geknittert, wodurch das Büschel Flexibilität erhält und beim Auftreten ein angenehmes Gefühl erzeugt. Selbstverständlich können die geschnittenen Büschel auf eine S-Verdrehung aufweisen.
Der so gebildete künstliche Rasen nach der Erfindung wird beispielsweise zur Herstellung der oben genannten Böden, Courts oder dergleichen verwendet. Es wird Sand auf die geschnittene Decke aufgetragen, wobei die Spitzen der Büschel aus der Oberfläche der Sandschicht herausragen. Da die geschnittenen Büschel 1 zu einer im Querschnitt spiralförmigen Form wie oben beschrieben verdreht sind, bilden sich schlanke Hohlräume im Inneren der Büschel, und das eindringende Wasser wird in diesen auf Grund der Oberflächenspannung gehalten. Daher weist der künstliche Rasen nach der Erfindung den Vorteil auf, daß der Spieler während einer langen Zeitspanne sicher ist, ohne das es erforderlich ist, den Rasen häufig mit Wasser zu sprengen, um die Reibung und Reibungshitze zu verringern.
Um die geschnittene Decke aus Büscheln 1 zu bilden, die eine Querschnitt spiralförmige Form aufweisen, wird es bevorzugt, wenn Filamente verwendet werden, die eine Breite von 3 - 50 mm, eine Dicke von 0,02 - 0,15 mm und einen Flachheitskoeffizienten von 150 - 2500 aufweisen, bevorzugt 5 - 30 mm Breite und 0,04 - 0,10 mm Dicke. Wenn eine Breite von weniger als 3 mm verwendet wird, weisen die geschnittenen Büschel einen zu kleinen Durchmesser auf und können dann keine befriedigende Wirkung in der Wasserrückhaltung mehr aufweisen, während die Büschel bei einer Breite von mehr als 50 mm einen sehr großen Durchmesser erhalten und weniger wie ein natürlicher Rasen aussehen. Weiter, wenn die Filamente eine Dicke von weniger als 0,02 mm aufweisen, nutzen sich die Büschel wegen Abrasion oder Beschädigung schnell ab wegen des Kontakts mit dem Spieler, wenn der Rasen verwendet wird als Boden, Court oder dergleichen, also ein geringer Widerstand gegen Abrasion. Wenn die Dicke 0,15 mm übersteigt, werden die Filament extrem steif und stellen dann Schwierigkeiten beim Herstellen der Büschel dar, die zu einem spiralförmigen Querschnitt verdreht werden, also ein Wiederaufdrehen.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung 11 zum Herstellen derartiger flacher Filamente. Die Herstellungsvorrichtung 11, die geeignet ist, eine Vielzahl von flachen Filamenten herzustellen, weist eine nach unten weisende Form 12 auf, die an einem Extruder (nicht dargestellt) zum Extrudieren von geschmolzenem Harz angebracht ist, und eine Spinndüse 13, die auf der Form 12 zum Spinnen flacher Filamente angebracht ist.
Die flachen, aus den Austrittsöffnungen der Spinndüse 13 austretenden Extrudate werden durch ein kühlendes Wasserbad 14 geführt, das unmittelbar unterhalb der Spinndüse 13 angebracht ist, und dann in einen Heiztank 16 über erste schnelle Rollen 15 geführt. Die in dem Tank 16 erwärmten Filamente 5b werden weiter über zweite schnelle Rollen 17 transportiert. Die flachen Extrudate werden beispielsweise auf ihre fünffache Länge durch diese ersten schnellen Rollen 15, den Heiztank 16 und die zweiten schnellen Rollen 17 ausgedehnt. Die flachen Filamente Sc, die dem Dehnschritt unterworfen worden sind, durchlaufen einen Tank 18 zur Wärmebehandlung und werden über dritte schnelle Rollen 19 transportiert. Die in den Filamenten verbleibende Spannung aus dem Dehnschritt kann aus diesen entfernt werden, indem die Filamente 5c durch den Tank 18 zur Wärmebehandlung geführt werden. Die flachen Filamente 5c, die von den dritten schnellen Rollen 19 geliefert werden, werden einzeln von einer Mat'rialaufnahmeeinrichtung 20 als Material aufgewickelt und einem einzigen Verdrehschritt einer Vorrichtung zum Herstellen von künstlichen Rasen (nicht dargestellt) zugeführt.
Die schnellen Rollen 15, 17 und 19, die in der Vorrichtung 11 zum Herstellen flacher Filament vorhanden sind, können ersetzt werden durch Kleeblattrollen, Godetrollen oder dergleichen.
Wie in den Fig. 4, 5 und 6 gezeigt wird, sind die Austrittsöffnungen 21, die in der Spinndüse 13 angebracht sind, C-förmig und weisen einen Endbereich 21' auf, der im wesentlichen gerade verläuft. Entsprechend weisen die flachen Extrudate aus den Austrittsöffnungen 21 der Spinndüse 13 einen Querschnitt auf, der in der Konfiguration dem der Austrittsöffnungen 21 ähnlich ist. Die so geformten flachen Filamente weisen den Vorteil auf, daß sie rasch im Querschnitt spiralförmig ausgebildet werden können durch einen einzigen Verdrehschritt (Z-Verdrehung in der vorliegenden Ausführungsform), was entsprechend die Herstellung des Florgarns nach der vorliegenden Erfindung erleichtert. Alternativ können die Austrittsöffnungen 21 so geformt sein, daß der andere Endbereich 21'' der C- Konfiguration in wesentlichen gerade verläuft. Wenn das von der Austrittsöffnung geformte flache Filament in diesem Fall einer S-Verdrehung unterworfen wird, kann rasch ein Florgarn mit spiralförmigem Querschnitt erhalten werden. Es ist wünschenswert, daß das flache Filament weich verdreht wird, wenn seine Breite groß ist, oder daß es hart verdreht wird, wenn seine Breite klein ist. Beispiele für Einrichtungen zum einfachen Verdrehen des flachen Filaments sind ein Ringverdreher, eine Doppel- und Verdrehmaschine, ein Doppelverdreher und dergleichen. Die Einrichtungen, die verwendet werden, um den verdrehten Zustand zu fixieren, sind z.B. ein Bedampfer des Vakuumtyps oder dergleichen. Das Filament, das im Querschnitt eine C-Form aufweist, kann alternativ einen Querschnitt in Form eines umgedrehten C, eines S wie in Fig. 7 gezeigt, eines umgedrehten S oder gerade wie üblich aufweisen. Ein derartiges Filament wird einmal verdreht und erhält dadurch einen spiralförmigen Querschnitt.
Das Florgarn, das dem einzelnen Verdrehschritt unterworfen worden ist, wird dann geknittert, die Falten und Auseinanderfalten, wenn dies erforderlich ist, in dem geknitterten Zustand fixiert und wieder aufgewickelt. Das Florgarn wird dann in eine Stützstruktur implantiert, um auf der Oberfläche der Stützstruktur eine Vielzahl von geschnittenen Büscheln auszubilden, die im Querschnitt spiralförmig sind.
Die Rückseite der geschnittenen Decke wird dann einer Behandlung unterzogen, um zu verhindern, daß die Büschel aus der Stützstruktur herausrutschen. Diese Behandlung der Rückseite wird in üblicher Weise ausgeführt, z.B. dadurch, daß die Büschel von Florgarn an der Rückseite mit einem Harz und weiter durch eine auf dem Harz klebende Schicht fixiert. Eine Mehrzahl von z.B. zwei Filamenten von spiralförmigem Querschnitt, die der einfachen Verdrehung unterworfen worden sind, können weiter einem Schritt zur doppelten Verdrehung zum Herstellen eines einzigen Florgarns unterworfen werden, das in eine Stützstruktur implantiert werden kann. Fig. 8 zeigt das so hergestellte Florgarn. Ein einzelnes Florgarn kann geformt werden durch das einfache Verdrehen einer Anzahl von Filamenten mit spiralförmigem Querschnitt und das Fixieren der Filament in dem verdrehten Zustand. Weiter kann ein einzelnes Filament geformt werden durch das Verdrehen einer Anzahl von gebündelten Filamenten in ein einziges Garn mit spiralförmigem Querschnitt, Bündein der Längen des einzelnen Garns und Verdrehen des Bündels in eine Richtung entgegensetzt zum Drall. Der spiralförmige Querschnitt kann gemäß Fig. 9 unterschiedlich ausgebildet sein. Fig. 9 (a) zeigt ein flaches Filament, das verdreht ist, wie es ist, (b) zeigt ein flaches Filament, das doppelt gefaltet und verdreht ist, und (c) zeigt ein Filament, das dreifach gefaltet und verdreht ist, wobei die Filamente jeweils im Querschnitt dargestellt sind.
Die aus diesen Florgarnen gebildeten geschnittenen Büschel weisen in ihrem Inneren Hohlräume zum Speichern von Wasser auf, wie die der voranstehenden künstlichen Rasen, und Wasser kann auch zwischen den Filamenten oder zwischen den Garnen mit spiralförmigem Querschnitt gehalten werden. Die Büschel weisen somit eine hohe Aufnahmefähigkeit von Wasser auf. Außerdem kann eine Vielzahl derartiger Florgarne gebündelt bereitgestellt werden in Form eines Büschels.
Für den Schritt der doppelten Verdrehung können übliche Doppeltwist-Maschinen, die allgemein verwendet werden, benutzt werden, neben den bereits oben beschrieben Twist- Maschinen.

Vorteile der Erfindung

Wie aus der vorstehenden Beschreibung klar wird, weist der künstliche Rasen nach der Erfindung geschnittene Büschel auf, die ein Florgarn umfassen, das etwa zu einem Querschnitt mit Spiralform verdreht ist und daher eine hohe Wasseraufnahme und -speicherung aufweist. Dies führt zu Sicherheit für den Athleten oder Spieler während einer langen Zeitspanne, ohne das häufig Wasser auf den Rasen aufgetragen werden muß.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem Florgarne bereit, die zu einer im Querschnitt im wesentlichen spiralförmigen Form verdreht sind und die nützlich sind in der Herstellung von künstlichem Rasen mit einer hohen Wasseraufnahme und - speicherung, und stellt auch ein Verfahren zu deren Herstellung bereit.
Die Spinndüse nach der vorliegenden Erfindung weist Austrittsöffnungen von C-Form oder umgekehrter C-Form auf, von denen ein Endbereich nach außen im wesentlichen gerade verläuft, oder sie weist Austrittsöffnungen von S-Form oder umgekehrter 5-Form auf, so daß Filamente gewonnen werden können, die dieselbe Querschnittskonfiguration aufweisen wie die Austrittsöffnungen. Dies erleichtert die Herstellung von Florgarn mit im wesentlichen spiralförmigem Querschnitt zur Verwendung in künstlichen Rasen.

Claims

1. Florgarn für künstlichen Rasen zur Verwendung beim Herstellen einer geschnittenen Decke aus einer Vielzahl von Büscheln (1) auf der Oberfläche einer Stützstruktur, wobei das Florgarn aus einem flachen Filament (5c) oder einer Vielzahl vom gebündelten flachen Filamenten (5c) besteht, die verdreht sind und in dem verdrehten Zustand in einer schlanken Form fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Florgarn einen etwa spiralförmigen Querschnitt mit einer inneren Ausnehmung zur Aufnahme von Wasser aufweist, die sich entlang der Achse des Florgarns (31) erstreckt.

2. Florgarn nach Anspruch 1, wobei das flache Filament (5c) eine Breite von 3 - 50 mm, eine Dicke von 0,02 - 0,15.mm und einen Flachheitskoeffizienten von 150 - 2500 aufweist.

3. Florgarn, dadurch gekennzeichnet, daß das Florgarn aus einer Vielzahl von Garnbestandteilen entsprechend dem Anspruch 1 zusammengesetzt ist, wobei die Garnbestandteile ein flaches Filament (5c) oder eine Vielzahl vom gebündelten flachen Filamenten (5c) umfassen, die in eine erste Richtung verdreht sind, wobei diese Vielzahl von Garnbestandteilen zusammen verdreht sind in eine Richtung, die der ersten Verdrehrichtung entgegengesetzt ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines Florgarns für künstlichen Rasen, gekennzeichnet durch das Verdrehen eines flaches Filaments (5c) oder einer Vielzahl von gebündelten flachen Filamenten (5c) in eine Form mit etwa spiralförmigem Querschnitt mit einer inneren Ausnehmung zur Aufnahme von Wasser, die sich entlang der Achse des Florgarns erstreckt, und ein nachfolgendes Fixieren des Filaments oder der Filamente in der Spiralform.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine Vielzahl von Garnlängen, von denen jede aus einem oder mehreren Filamenten (5c) besteht, die in Spiralform fixiert sind, weiter verdreht wird in eine Richtung, die der Verdrehrichtung entgegengesetzt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das flache Filament (5c) durch eine Spinndüse (13) geformt wird, die etwa C- Form oder eine umgekehrte C-Form aufweisende Austrittsöffnungen aufweist, von denen jede einen im wesentlichen gerade verlaufenden Endbereich aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das flache Filament (5c) das ist, das durch eine Spinndüse (13) geformt wird, die etwa S- Form oder eine umgekehrte 5-Form aufweisende Austrittsöffnungen aufweist.

8. Künstlicher Rasen, dadurch gekennzeichnet, daß eine geschnittenen Decke auf der Oberfläche einer Stützstruktur gebildet wird durch das Implantieren einer Vielzahl von Büscheln (1), von denen jedes eines oder eine Vielzahl von florgarnen (31) entsprechend den Ansprüchen 1 - 3 umfaßt.