ВОЛОКНО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ИСКУССТВЕННОЙ ГАЗОННОЙ ТРАВЫ, А ТАКЖЕ ИСКУССТВЕННЫЙ ГАЗОН, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, СОДЕРЖАЩИЙ ВОЛОКНО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОЙ ГАЗОННОЙ ТРАВЫ
FIBRE TO PRODUCE ARTIFICIAL LAWN GRASS, AND ALSO ARTIFICIAL LAWN, AT LEAST COMPRISING FIBRE FOR ARTIFICIAL LAWN GRASS

Изобретение относится к волокну для образования искусственной газонной травы, в частности предназначенному для использования в искусственном настиле для искусственного газона, при этом указанное волокно для образования искусственной газонной травы изготовлено из, по меньшей мере, одного синтетического материала.
Изобретение также относится к искусственному настилу, в частности предназначенному для использования на спортивном поле из искусственной газонной травы, при этом указанный искусственный настил образован из основы, к которой прикреплены, по меньшей мере, волокна для образования искусственной травы в соответствии с изобретением.
Синтетические материалы в настоящее время используются для разных целей, в частности темпы роста использования всех видов различных синтетических материалов в искусственных газонах для спортивных полей были значительными в последние несколько лет. Объем разработок в области волокон для образования искусственной газонной травы и спортивных полей из искусственной газонной травы, образованных из таких волокон, увеличился в такой степени, что в настоящее время можно создавать спортивные поля из искусственной газонной травы, которые с трудом можно отличить от спортивных полей из естественной травы в том, что касается их внешнего вида, но в особенности в отношении их игровых характеристик.
В последние несколько лет исследователи сосредоточили свое внимание, в частности, на создании волокон для образования искусственной газонной травы, предназначенных для использования в искусственных газонах для спортивных полей, при этом в их исследованиях они учитывают то, что каждый отдельный вид спорта имеет свои специфические требования в отношении подстилающего грунта и поверхностных свойств материала.
Стандартными синтетическими материалами, которые в настоящее время используются при создании волокон для искусственной газонной травы, являются полипропилен, полиамид и/или полиэтилен. Преимущество подобных материалов состоит в том, что они могут быть изготовлены с низкими затратами и легко поддаются обработке и что указанные синтетические материалы могут быть легко преобразованы в волокна для образования искусственной газонной травы путем растягивания. Указанные волокна, имеющие определенную длину, прикрепляют к основе, например, посредством образования пучков или другого способа изготовления. Недостаток существующих в настоящее время волокон для образования искусственной газонной травы по сравнению с волокнами естественной травы состоит в том, что значительно выше риск травмирования, возникающий вследствие более высокого сопротивления трения между кожей игроков и волокнами для образования искусственной газонной травы.
Данный последний недостаток в настоящее время устраняют в значительной степени посредством использования гранулированной засыпки, такой как резиновый или пластиковый гранулированный материал, между волокнами для образования искусственной газонной травы, как раскрыто, например, в документе WO 2005/124028. Данные заполняющие гранулы не только обеспечивают более мягкую демпфирующую поверхность для игр, на которой игроки таким образом будут меньше подвержены травмированию, но они также обеспечивают оптимизированные игровые характеристики, напоминающие характеристики естественной травы. Однако использование засыпки на спортивных полях из искусственной газонной травы имеет ряд недостатков. Не только создание подобного спортивного поля из искусственной газонной травы является более трудоемким, но спортивное поле из искусственной газонной травы с засыпкой требует обслуживания также после его создания.
За последние несколько лет в качестве альтернатив был предложен ряд систем без засыпки, подобных раскрытым, например, в документах WO 01/96664 и US 2003/099787.
Последние исследования базировались на объединении существующих способов с новыми разработками для того, чтобы получить систему без засыпки, имеющую более легко регулируемые игровые характеристики, чем существующие системы без засыпки. Данные разработки, в частности, относятся к комбинированию компонентов и волокон с разной длиной, диаметром, формой и/или изготовленных из разных синтетических материалов, при этом одно волокно способствует хорошим игровым характеристикам, таким как перекатывание мяча, а остальные волокна обеспечивают лучший захват и уменьшение сопротивления трения или обеспечивают амортизацию ударов и восстановление энергии при ударе с тем, чтобы таким образом уменьшить риск травмирования.
Соответствующая комбинация компонентов и способов основана на анализе конструкции всей системы искусственной газонной травы, при этом указанная система образована в виде нескольких слоев, а именно верхнего слоя, среднего слоя и нижнего слоя. Каждый слой системы «отвечает» за часть функциональных характеристик всей системы. Верхний слой в основном «отвечает» за визуальные особенности спортивного поля, но также, например, за обеспечение возможности безопасных блокировок при скольжении и надлежащего перекатывания мяча. Средний слой «отвечает» главным образом за «захват» игроков на поле, стабильность и незначительное поглощение ударов (отскок мяча). Кроме того, нижний слой «отвечает» главным образом за значительное поглощение ударов (взаимодействие между игроками и полем). Кроме того, соответствующий баланс между поглощением ударов и восстановлением энергии при ударе представляет собой важное функциональное требование. Это те характеристики, которые во время более поздней стадии исследования должны быть «преобразованы» в технологии и компоненты, подлежащие использованию.
Следовательно, задачей изобретения является создание усовершенствованного волокна для образования искусственной газонной травы, которое, с одной стороны, может быть получено посредством существующих способов и которое, с другой стороны, позволяет уменьшить число травм на поле посредством интегрирования функциональных характеристик нескольких слоев системы и таким образом может заменить заполнитель. В соответствии с изобретением волокно для образования искусственной газонной травы с этой целью дополнительно содержит, по меньшей мере, один дополнительный компонент материала, при этом указанный дополнительный компонент материала обеспечивает увеличение постоянного объема волокна для образования искусственной газонной травы под влиянием внешнего стимулирующего воздействия после выполнения искусственного настила с волокном для образования искусственной газонной травы. Таким образом, существует возможность создания искусственного настила для газона, который может быть образован посредством стандартных технологий изготовления и в котором рассматриваемое волокно для образования искусственной газонной травы вспенивается и превращается, например, в демпфирующий слой после изготовления искусственного настила, при этом указанный слой обеспечивает улучшение игровых характеристик или влияет на игровые характеристики спортивного поля, такие как поглощение ударов, восстановление энергии при ударе, деформацию в вертикальном направлении, захват и отскок мяча, и, кроме того, позволяет уменьшить число травм у игроков.
В функциональном варианте осуществления дополнительный компонент материала равномерно распределен в волокне для образования искусственной газонной травы для занятий спортом. Это обеспечивает возможность воздействия на конечную структуру и внешний вид преобразованного волокна для образования искусственной газонной травы для занятий спортом на спортивном поле из искусственной газонной травы.
В конкретном варианте осуществления дополнительный компонент материала представляет собой пеноматериал. Пеноматериал может состоять, например, из смеси, состоящей из, по меньшей мере, одного или нескольких полимерных материалов, соединенных с, по меньшей мере, одним химическим пенообразующим веществом, которое совместимо с указанной смесью. Примерами химических пенообразующих веществ, которые пригодны для использования в настоящем изобретении, являются азосоединения, гидразидные соединения, карбазиды, тетразолы, нитрозосоединения и карбонаты. Условия обработки и надлежащее пенообразующее вещество или комбинация пенообразующих веществ являются взаимозависимыми и должны быть выбраны таким образом, чтобы они соответствовали друг другу. В смесь могут быть добавлены катализаторы, при этом указанные катализаторы влияют на момент активации пенообразующих веществ, чтобы тем самым оптимизировать процесс получения волокна для образования искусственной газонной травы с увеличивающимся объемом.
Более точно, пеноматериал имеет закрытопористую структуру после увеличения постоянного объема, которая предпочтительна по сравнению с открытопористой вспененной структурой. Закрытопористая структура имеет бóльшую долговечность в зависимости от погодных условий (например, грязи, отрицательных температур и влаги), так что игровые характеристики спортивного поля из искусственной газонной травы останутся одними и теми же независимо от сезона и наличия грязи, а также независимо от погодных условий. В соответствии с изобретением сшитое волокно для образования искусственной газонной травы для занятий спортом представляет собой более долговечное волокно для образования искусственной газонной травы для занятий спортом, которое, кроме того, не будет легко и быстро изнашиваться или расщепляться в результате игры на нем. С другой стороны, основа также может быть образована из сшитого волокна.
В другом варианте осуществления изобретения волокно для образования искусственной газонной травы представляет собой экструдированное волокно, так что волокно может быть образовано посредством известных технологий изготовления. Экструдированное волокно для образования искусственной газонной травы может быть образовано посредством совместной экструзии указанного, по меньшей мере, одного синтетического материала и указанного дополнительного компонента материала, в то время как в другом варианте осуществления указанный, по меньшей мере, один синтетический материал окружает указанный дополнительный компонент материала. В еще одном функциональном варианте осуществления экструдированное волокно для образования искусственной газонной травы может быть получено посредством совместной экструзии указанного, по меньшей мере, одного синтетического материала, указанного дополнительного компонента материала и второго синтетического материала.
Посредством данных вариантов осуществления могут быть получены различные конфигурации волокон для образования искусственной газонной травы для занятий спортом (разными видами спорта), имеющих разные игровые характеристики, в зависимости от материалов, используемых в процессе (совместной) экструзии.
Кроме того, в соответствии с изобретением волокно для образования искусственной газонной травы для занятий спортом может быть создано таким образом, что дополнительный компонент материала будет обеспечивать увеличение постоянного объема волокна под воздействием тепла.
Изобретение далее будет разъяснено более подробно со ссылкой на чертежи, в которых:
фиг.1 и 2 схематически показывают несколько вариантов осуществления искусственного газона и, в частности, спортивного поля из искусственной газонной травы, содержащего волокно для образования искусственной газонной травы;
фиг.3 представляет собой детализированный вид одного варианта осуществления волокна для образования искусственной газонной травы в соответствии с изобретением;
фиг.4 представляет собой детализированный вид другого варианта осуществления волокна для образования искусственной газонной травы в соответствии с изобретением.
Фиг.1 и 2 показывают варианты осуществления известного искусственного газона 10, в котором может быть использовано стандартное волокно для образования искусственной газонной травы. На обеих фигурах искусственный газон 10 выполнен с искусственным настилом, содержащим основу 1, к которой несколько волокон 2 для образования искусственной газонной травы были прикреплены, например, посредством образования пучков. Тем не менее, также возможны другие способы изготовления искусственного настила, состоящего из основы с искусственными волокнами.
Волокна для образования искусственной газонной травы, как правило, образованы из одного или нескольких волокон 2а-2b-2с-2d- и т.д. для образования искусственной газонной травы, при этом указанные волокна для образования искусственной газонной травы могут состоять из фибриллированных волокон и/или моноволокон, например, подобных описанным в международной заявке на патент WO 2004/077914. Это обеспечивает возможность создания искусственной газонной травы, по существу полностью напоминающей естественную траву. Подобные волокна 2а-2d могут быть изготовлены посредством известных технологий изготовления, таких как экструзия. Отдельные волокна 2а-2d, полученные таким образом, например, посредством экструзии, могут быть сплетены для образования волокна 2, предназначенного для образования искусственной газонной травы, и впоследствии могут быть прикреплены к основе 1.
На фиг.1 и 2 основу размещают на поверхности, имеющей дополнительные свойства, связанные со спортом, при этом указанная поверхность образована из слоев 6-11-12 и 13. Слой 11 может содержать возможный эластичный слой 6 (указанный возможный слой 6 также может образовывать часть основы 1). Слои 11 и 12 образуют основу для искусственного настила 10 и образованы из крупнозернистого слоя 11 из камней и мелкозернистого слоя 12 песка. Система 10 искусственного газона 10 предусмотрена с системой дренирования, обозначенной ссылочной позицией 13 на фиг.2 и предназначенной для отвода дождевой воды.
Материал 5 засыпки предусмотрен между волокнами для образования искусственной газонной травы (для занятий спортом), при этом указанная засыпка, если требуется, может быть многослойной, как показано на фиг.1, а именно состоять из слоя 5 зернистого резинового или пластикового материала и слоя 5' песчинок.
Фиг.3 и 4 показывают два варианта осуществления спортивного поля из искусственной газонной травы в соответствии с изобретением. Аналогично фиг.1 и 2 данный вариант осуществления содержит искусственный настил, состоящий из основы 1, к которой прикреплены несколько групп волокон 2, 2', 2'', 2''' для образования искусственной газонной травы для занятий спортом.
Фиг.3а и 3b аналогичным образом показывают волокна 2 для образования искусственной газонной травы для занятий спортом, прикрепленные к основе 1. В данном варианте осуществления спортивное поле из искусственной газонной травы содержит несколько групп волокон 2-2'-2'' для образования искусственной газонной травы для занятий спортом, каждая из которых имеет функцию, отличающуюся от функций других групп. В соответствии с изобретением, в частности, волокна 2'' для образования искусственной газонной травы для занятий спортом содержат, по меньшей мере, один дополнительный компонент материала, при этом указанный компонент материала обеспечивает увеличение постоянного объема волокна 2'' под влиянием внешнего стимулирующего воздействия.
Это ясно показано на фиг.3а 3b, при этом фиг.3а показывает ситуацию, при которой волокна 2'' для образования искусственной газонной травы для занятий спортом были в соответствии с изобретением закреплены в основе 1 или прикреплены к основе 1 посредством способа, который сам по себе известен, такого как образование пучков, ткачество или вязаное переплетение, даже перед преобразованием для увеличения постоянного объема. Указанное увеличение постоянного объема предпочтительно должно происходить после образования искусственного газона, см. ситуацию, показанную на фиг.3а. В результате увеличения постоянного объема искусственный газон был преобразован с достижением ситуации, показанной на фиг.3b.
На фиг.3b показано, что волокна 2'' для образования искусственной газонной травы подверглись увеличению постоянного объема в результате наличия дополнительного компонента материала, так что они заполняют свободные пространства между волокнами 2 для образования искусственной газонной травы. Таким образом, волокна 2'' для образования искусственной газонной травы, которые подверглись увеличению постоянного объема, после вышеуказанного преобразования и под влиянием внешнего стимулирующего воздействия образуют упругий или демпфирующий слой, обозначенный ссылочной позицией ii на фиг.3b, в то время как остальные группы волокон 2 и 2' для образования искусственной газонной травы выступают над группой волокон 2” для образования искусственной газонной травы для занятий спортом. Это показано ссылочной позицией i на фиг.3b.
В предпочтительном варианте осуществления предпочтительно, чтобы дополнительный компонент материала, который обеспечивает увеличение постоянного объема волокна для образования искусственной газонной травы под влиянием внешнего стимулирующего воздействия, был равномерно распределен в волокне. Таким образом, существует возможность обеспечения локального наличия волокна, имеющего увеличенный объем, которое может функционировать в качестве упругого или демпфирующего слоя.
В другом предпочтительном варианте осуществления предпочтительно, если дополнительный компонент материала, который обеспечивает увеличение постоянного объема волокна для образования искусственной газонной травы под влиянием внешнего стимулирующего воздействия, будет локально распределен в волокне посредством совместной экструзии. Таким образом, существует возможность обеспечения увеличения весьма определенного локального объема волокна, которое может придать волокну дополнительную способность к восстановлению «ворсистости» помимо демпфирующих свойств.
Дополнительный компонент материала предпочтительно представляет собой пеноматериал, при этом указанный пеноматериал может, в частности, состоять из смеси, состоящей, по меньшей мере, из одного или нескольких полимерных материалов, соединенных с, по меньшей мере, одним химическим пенообразующим веществом, которое совместимо с указанной смесью. Примерами химических пенообразующих веществ, пригодных для данного изобретения, являются азосоединения, гидразидные соединения, карбазиды, тетразолы, нитрозосоединения и карбонаты. Более точно, пеноматериал имеет закрытопористую вспененную структуру, хотя также можно использовать открытопористую вспененную структуру. Тем не менее, предпочтительна закрытопористая структура, поскольку в этом случае на вспененный пеноматериал (то есть после увеличения объема) почти не будут влиять, например, погодные условия и грязь. Закрытопористая вспененная структура, например, нечувствительна к отрицательным температурам, грязи и влаге, так что гарантируется то, что игровые характеристики и состояние [качество] игры будут оставаться одними и теми же также тогда, когда искусственный газон используется для игровых видов спорта в разных погодных условиях.
Кроме того, показан вариант осуществления спортивного поля из искусственной травы, в котором используются несколько групп волокон 2-2'-2'' для образования искусственной газонной травы, при этом волокна 2'' для образования искусственной газонной травы из, по меньшей мере, первой группы аналогичным образом предусмотрены с дополнительным компонентом материала, который обеспечивает увеличение постоянного объема, по меньшей мере, волокна для образования искусственной газонной травы, предназначенной для занятий спортом, под влиянием внешнего стимулирующего воздействия.
На фиг.3а и 3b показаны две ситуации, при этом фиг.3а показывает ситуацию, при которой искусственный настил был только что создан, в то время как фиг.3b показывает ситуацию, при которой было обеспечено увеличение постоянного объема, по меньшей мере, первой группы волокон 2'' для образования искусственной газонной травы, предназначенной для занятий спортом, под влиянием внешнего стимулирующего воздействия (например, тепла), так что указанная первая группа образует дополнительный демпфирующий слой, обозначенный ссылочной позицией ii, при этом волокна 2'' для образования искусственной газонной травы из первой группы расположены между волокнами 2 для образования искусственной газонной травы, предназначенной для занятий спортом, из второй группы и волокнами 2' для образования искусственной газонной травы, предназначенной для занятий спортом, из третьей группы.
Волокно 2” для образования искусственной газонной травы, предназначенной для занятий спортом, предпочтительно представляет собой экструдированное волокно, так что существует возможность получения указанного волокна посредством существующих технологий изготовления. Кроме того, с учетом интенсивных нагрузок, которым подвергаются волокна 2-2'-2'' для образования искусственной газонной травы, предпочтительно, если, в частности, волокно 2'' для образования искусственной газонной травы, предназначенной для занятий спортом, представляет собой сшитое волокно. Сшивание позволяет получить сверхпрочное волокно, которое не подвергается быстрому износу или расщеплению в случае интенсивного использования. Кроме того, предпочтительно образовать основу 1 также из сшитых волокон. Кроме этого, предпочтительно использовать экструдированное волокно в качестве волокна для образования искусственной газонной травы, которое таким образом может быть получено посредством простых известных способов.
В другом варианте осуществления, по меньшей мере, экструдированное волокно 2'' для образования искусственной газонной травы для занятий спортом было образовано посредством совместной экструзии, по меньшей мере, базового синтетического материала и дополнительного компонента материала. Тем не менее, кроме того, другие группы волокон могут быть получены совместной экструзией. Таким образом, существует возможность получения многослойного волокна для образования искусственной газонной травы посредством операции совместной экструзии, при этом разные материалы придают разные функциональные свойства волокну. Таким образом, базовый синтетический материал, из которого изготовлено волокно для образования искусственной газонной травы, служит, например, для обеспечения прочности, в то время как дополнительный компонент материала, который подвергается увеличению постоянного объема под влиянием внешнего стимулирующего воздействия, служит, например, для обеспечения демпфирования или упругости.
Базовый материал (обозначенный здесь «В») может окружать дополнительный компонент материала (обозначенный «А») в соответствии со структурой ВАВ. В другом варианте осуществления волокно для образования искусственной газонной травы может быть создано из нескольких слоев, полученных посредством совместной экструзии, при этом дополнительный компонент материала окружен, по меньшей мере, с двух сторон в соответствии со структурой ВАВ или ВАС двумя синтетическими материалами (обозначенными «В» и «С»), которые могут отличаться или не отличаться друг от друга, с тем, чтобы обеспечить влияние на поверхностные свойства волокна для образования искусственной газонной травы. В еще одном варианте осуществления дополнительный компонент А окружает базовый материал В с двух или более сторон в соответствии со структурой АВА, чтобы тем самым создать упрочненное вспененное волокно для образования искусственной газонной травы для занятий спортом.
В соответствии с изобретением волокно 2'' для образования искусственной газонной травы может подвергаться увеличению постоянного объема под влиянием внешнего стимулирующего воздействия (например, тепла). Это обеспечивает возможность создания спортивного поля 10 из искусственной газонной травы из разных групп волокон, предназначенных для образования искусственной газонной травы, например 2-2'-2'', при этом увеличение постоянного объема обеспечивается для дополнительного компонента материала в группе волокон 2'' для образования искусственной газонной травы, предназначенной для занятий спортом, посредством подвода тепла, например, во время процесса нанесения покрытия. Таким образом, волокно 2'' для образования искусственной газонной травы преобразуется, как показано на фиг.3b, и образует демпфирующий слой ii над основой 1 (обозначенной ссылочной позицией iii).
Фиг.4 показывает еще один вариант осуществления искусственного газона, содержащего несколько групп волокон 2-2'-2''-2''' для образования искусственной газонной травы. Группа волокон 2 относится к волокну, имеющему структуру АВА (или ВАВ), подобную описанной выше и полученную посредством процесса совместной экструзии, которая имеет уменьшенный коэффициент трения с наружной стороны для обеспечения хороших характеристик скольжения и/или улучшенной способности к восстановлению «ворсистости» (повышенной упругости) во время игры. Волокна 2' представляют собой мягкие композиционные волокна из элементарных волокон, предназначенные для заполнения поверхности для игры. Группа 2'' волокон состоит из вспенивающихся волокон в соответствии с изобретением, которые обладают свойствами поглощения ударов, в то время как волокна 2''' представляют собой жесткие волокна, которые служат для поддержания системы поля открытой и предотвращения уплотнения волокна для образования искусственной газонной травы, предназначенной для занятий спортом.