合成纤维和包含这种纤维的人造草坪制造技术

一种用于人造草坪中，特别地用于人造运动草坪中的单丝类型的合成纤维，所述合成纤维具有弯曲的横截面，其中所述合成纤维的中心线弧长与最大厚度的比值小于8，优选地在4.5和3.8之间，更优选地在4.4和4.0之间，其中所述纤维的环向表面具有波形图案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合成纤维和包含这种纤维的人造草坪
本专利技术涉及合成纤维和包含这种纤维的人造草坪。更特别地，本专利技术涉及具有弯曲的横截面的草状的单丝类型纤维和包含这种纤维的人造草坪，特别是人造草运动场。
技术介绍
天然草通常被频繁地使用，其结果以及其他原因(例如改变的天气影响)的结果造成其受到大量伤害。已经引入了许多人造草坪以提供天然草的替代。这些人造草坪用于室内也用于室外。这种室外人造草坪的公知的实例为人造草运动场，例如用于进行足球、曲棍球、网球、美式足球等运动。例如相同的申请人在WO2010/082816A1中公开了这种人造草坪。人造草坪如人造草运动场需要较少维护，且与天然草的草坪相比更频繁地使用其/在其上竞技。然而，人造草坪必须具有特定的性质以能够承受由于频繁使用它们对其造成的负荷。另外它们必须显示出天然外观。用于人造草坪的合成纤维的缺陷在于它们在使用过程中往往呈现出相对于地面表面的扁平的取向。这可以造成在草坪中所谓的“裸补丁”，并由此能够增加受伤的风险，降低竞技特性和/或显示出较不天然的外观等。为了至少部分地克服此缺陷，可以在人造草坪上提供填实物厚层。这种填实物厚层为例如在EP1158099A2中所公开的。然而，安装此填实物厚层比安装天然草坪更为劳动密集。此外，实质上需要更多的维护，因为随着时间的推移，填实物由于草坪的不均匀使用而变得更不均匀分布。填实物厚层的替代是提供具有增加的刚度和回弹性的合成纤维的人造草坪。此结果可以通过改变化学组成和/或处理方法来实现。然而，这是不希望的，因为这会导致更复杂的生产过程和/或具有增加的受伤风险的磨蚀的人造草坪。如上所述的问题的另一解决方案是调节合成纤维的几何形状，例如在WO2010/082816A1中所公开。本文中所公开的纤维具有这样的几何形状：其对在场地上进行运动时施加在其上的负荷具有增加的耐受力。然而，纤维的表面是平滑的，并与导致闪亮的不天然的合成外观的化学组成组合使用。在WO2005/005730A1中公开了包含刚度增强介质的纤维。这些介质(亦即突肋)增加纤维的刚度/回弹性，并优于不平滑的表面而显示出光散射效果，减弱了合成纤维的闪亮外观。由于文献WO2010/082816A1和WO2005/005730中均公开的纤维中加厚或变窄的部分(亦即所谓的“突脊”或“褶皱”)的存在，在负荷施加在其上时不可避免地发生材料应力的集中，这可能导致纤维的断裂或劈裂。本专利技术的目的在于提供用于人造草坪中的改进的合成纤维。更具体地，本专利技术的目的还在于提供一种降低了由于纤维的劈裂造成的磨平风险并具有改进的类似天然的外观的合成纤维。
技术实现思路
根据本专利技术的第一个方面，提供一种用于人造草坪中，特别地用于人造运动草坪中的单丝类型的合成纤维，所述合成纤维具有弯曲的横截面，其中所述合成纤维的中心线弧长(L)与最大厚度(T)的比值(L/T)小于8。更特别地，在另一方面，所述中心线弧长(L)与最大厚度的比值(L/T)在4.5和3.8之间，更优选地在4.4和4.0之间。在另一实施方案中，合成纤维的凸表面半径(R1)与凹表面半径(R2)的比值(R1/R2)小于0.9。更特别地，所述凸表面半径(R1)与凹表面半径(R2)的比值(R1/R2)在0.6和0之间，更特别地在0.35和0之间。在另一实施方案中，合成纤维的线质量密度在1000特克斯和2500特克斯之间。根据WO2005/005730A1，具有刚度增强介质的合成纤维是已知的。以突肋排列的这些介质增加纤维的刚度。刚度增强介质提供在纤维的中心轴或纤维的翼部的两端。这些刚度增强介质一方面增加了纤维的刚度，但另一方面增加了纤维的断裂或劈裂的风险。然而，这是这种设计不希望的副作用。在竞技过程中，纤维暴露于施加在其上的大负荷。这种大负荷导致纤维显示出材料应力，所述应力集中在纤维的弱点上。这些弱点是由于纤维的不平滑表面而使应力集中的点。由于在纤维上的添加的肋在具有肋形突出的点处显示出不平滑的转变，在场地的使用过程中或不可避免地在使用后，在这点的应力的集中将直接引起纤维断裂或劈裂。已知现有技术的纤维(例如由WO2005/005730A1可知的纤维)具有某种厚度与中心线弧长的比值，该比值及其他决定了纤维的性质/特性，例如柔性、回弹性和挠曲强度。对于弯曲的横截面纤维，此厚度为最大厚度，并位于纤维的中心部分(例如参见图1a-d中的附图标记“T”)。中心线弧长是中心线的长度(例如参见图1a-d中的附图标记“L”)。由于弯曲的纤维的中心线具有某种曲率或半径，此中心线弧的长度大于纤维的整体宽度(W)。根据本专利技术的纤维的比值不是通过纤维的宽度确定，而是通过中心弧线的长度确定。根据本专利技术的第一个方面的合成纤维具有小于8的L/T比值，优选地在4.5和3.8之间，更优选地在4.4和4.0之间。根据另一方面，纤维具有小于0.9的R1/R2比值，优选地在0.6和0之间，更优选地在0.35和0之间。根据另一方面，合成纤维具有在1000特克斯和2500特克斯之间的线质量密度。研究显示，根据本专利技术的第一个方面或根据本专利技术的第一个方面和更多的上述方面的这种合成纤维具有改进的美感(例如外形)和机械性质，并接近地模拟天然草皮。现有技术合成纤维在负荷施加在其上时显示出非最优的刚度，而具有在如上所述的线质量密度的范围内的L/T、R1/R2比值的根据本专利技术的一个方面的合成纤维在负荷施加在其上时具有增加的优化的刚度。纤维显示出增强的和更优化的回弹性、柔性、强度和刚度的组合。在另一实施方案中，弯曲的横截面具有中心部分和锥形边缘，所述中心部分具有最大厚度，所述锥形边缘具有最小厚度。这种纤维厚度组合的纤维几何形状提供了期望的纤维的刚度和柔性以及弯曲回弹性的平衡，防止人造草坪中的扁平的取向。在另一实施方案中，横截面形状具有圆弓形横截面，在另一实施方案中，合成纤维具有弯曲的凸侧和由直线形成的一侧。根据本专利技术的一个方面的合成纤维可以具有凸侧和在另一面上的直线和强凹线之间任意位置的线。在环向表面周围具有波形图案的根据本专利技术的一个方面的合成纤维，相对于例如由WO2005/005730可知的现有技术纤维具有增强的刚度，因为图案的全部波起到刚度增强件的作用。另外的优点在于具有多个波形图案的表面轮廓的平滑转变。此波形图案在没有增加纤维的断裂或劈裂的风险的情况下显示出增强的刚度。在使用过程中在纤维上施加的全部负荷沿着纤维的整个表面被多个波分隔。由于此增强的应力分布，没有应力集中点存在于纤维的表面上。因此具有这种波形图案的纤维不太可能劈裂或断裂。在另一实施方案中，波形图案还可以在纵向方向上连续地排列和延伸。对于合成纤维的生产，化学组成的选择是有限的。多种聚合物可以用于纤维的生产。例如可以使用聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺或其组合。当纤维由这些组成产生时，所述纤维在其表面上具有闪亮效果。此闪亮效果赋予纤维不天然的外观。由于将某些化学添加剂添加至所述组成用于减少此效果，其还将纤维的固有特性改变成了不希望的效果。然而，具有波形图案表面的纤维对此问题提供了解决方案。不需要改变化学组成或使用添加剂。在纤维表面上的波形具有显著的光散射效果，因此纤维具有更“阴暗”的外观。波图案表面在不同方向上反射光，导致光散射效果。合成纤维可以具有圆弓形横截面或具有带有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.01 DE 202011103403.1;2011.07.01 US 13/174,1.一种用于人造草坪的单丝类型的合成纤维，所述合成纤维具有弯曲的横截面，其中所述合成纤维的中心线弧长与最大厚度的比值在4.5和3.8之间，且其中所述合成纤维的环向表面具有连续的波形图案。2.根据权利要求1所述的合成纤维，其中所述人造草坪为人造运动草坪。3.根据权利要求1所述的合成纤维，其中所述合成纤维的中心线弧长与最大厚度的比值在4.4和4.0之间。4.根据前述权利要求中任一项所述的合成纤维，其中所述合成纤维的凸表面半径与凹表面半径的比值小于0.9。5.根据权利要求4所述的合成纤维，其中所述凸表面半径与凹表面半径的比值在0.6和0之间。6.根据权利要求4所述的合成纤维，其中所述凸表面半径与凹表面半径的比值在0.35和0之间。7.根据权利要求1-3中任一项所述的合成纤维，其中所述合成纤维的线质量密度在1000特克斯和2500特克斯之间。8.根据权利要求1-3中任一项所述的合成纤维，其中所述弯曲的横截面具有中心部分和锥形边缘，所述中心部分具有最大厚度，所述锥形边缘具有最小厚度。9.根据权利要求1-3中任一项所述的合成纤维，其中所述合成纤维具有圆弓形横截面。10.根据权利要求1-3中任一项所述的合成纤维，其中所述横截面形状具有凸侧和由直线形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC·奥古斯特，H·R·马，
申请(专利权)人：腾凯特塞奥隆公司，
类型：
国别省市：