人造草皮长丝及由其制成的制品的制作方法

人造草皮长丝及由其制成的制品的制作方法
【专利摘要】一种包含聚烯烃、聚酰胺、聚酯或其组合的人造草皮长丝，其中所述长丝具有表面区域，其中所述表面区域的至少一部分被卤化以形成卤化表面。
【专利说明】
人造草皮长竺及由其制成的制品
技术领域
[0001] 本公开的实施例大体上设及人造草皮长丝、结合人造草皮长丝的制品W及它们的 制造。
【背景技术】
[0002] 合成或人造草皮场地越来越被用作对用于在体育运动场、景观美化或高尔夫应用 上的天然草草皮的替代。然而，常规的人造草皮场地可差的合成草叶到人造草皮场地的基 部的附接，导致草叶容易脱落。另外，需要进一步改善人造草皮场地W降低吸收的热量，W 及提供改善的体育性能特征(例如，更快的球滚动）。可将水施加到人造草皮场地W实现所 需草皮性能特征，同时也控制热量;然而水可容易地从合成草叶流出，导致纱的差冷却和/ 或未能提供所需体育性能特征。此外，虽然多年来已改善人造草皮场地而看起来更像天然 草，但当相比于天然草时合成草叶仍表现出更光滑有光泽的外观，运是不美观的。
[0003] 因此，需要具有良好粘附性、热特性和/或外观特性的替代的人造草皮场地和人造 草皮长丝/纱。

【发明内容】

[0004] 公开于本文实施例中的为包含聚締控、聚酷胺、聚醋或其组合的人造草皮长丝，其 中长丝具有表面区域，其中表面区域中的至少一部分被面化W形成面化表面。本文还公开 了制造此类人造草皮长丝的方法、包含此类长丝的人造草皮场地W及制造人造草皮场地的 方法。
[0005] 实施例的额外特征和优点将在下文的详细描述中阐述，并且将部分地从所述描述 而对本领域技术人员容易地显而易见或通过实践本文所描述的实施例(包含下文的详细描 述、权利要求书W及附图）而认识到。
[0006] 应当理解，前述和W下描述都描述各种实施例，并且旨在提供用于理解所要求的 主题的性质和特性的概述或构架。包括附图W提供对各种实施例的进一步理解，并且所述 附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图示出本文所描述的各种实施例， 并且与描述一起用于解释所要求的主题的原理和操作。
【附图说明】
[0007] 图1形象地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的人造草皮场地的剖 视图。
[0008] 图2A和图2B形象地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的人造草皮 长丝相比于在剥离粘附测试之后的比较长丝。
[0009] 图3A和图3B形象地描绘了水滴在根据本文示出和描述的一个或多个实施例的人 造草皮长丝的表面上相比于水滴在比较长丝的表面上的行为。
[0010] 图4W图形方式描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的人造草皮长丝 与比较长丝的水接触角比较。
[0011] 图5W图形方式描绘了在根据本文示出和描述的一个或多个实施例的人造草皮长 丝与比较长丝在风化之后的水接触角比较。
[0012] 图6A和图6B形象地描绘了根据本文示出的和描述的一个或多个实施例的人造草 皮长丝的表面相比于比较长丝的表面的扫描电子显微图像。
[0013] 图7A和图7BW图形方式描绘了根据本文示出的和描述的一个或多个实施例的人 造草皮长丝相比于比较长丝的差示扫描热量测定曲线。
【具体实施方式】
[0014] 现在将详细参考人造草皮长丝、包括人造草皮长丝的人造草皮场地和制备人造草 皮长丝和人造草皮场地的方法的实施例，其特征在附图中示出。如本文所用，"长丝"是指单 丝、复丝、挤出膜、纤维、纱，例如扁丝纱、原纤化的扁丝纱、切膜纱、连续带和/或用于形成合 成人造草皮场地的草叶或股线的其它拉伸纤维材料。
[00巧]人造草皮长丝
[0016] 本文所述的人造草皮长丝包含聚締控、聚酷胺、聚醋或其组合。聚締控包括衍生自 一种或多种简单締控单体，例如乙締、丙締、1-下締、1-己締或1-辛締的聚合物。締控单体可 为被取代或未被取代的，并且如果被取代，取代基可大幅变化。示例性聚締控可包括聚乙 締、聚丙締、聚下締、聚异戊二締及其各种互聚物。如本文所用，术语"互聚物"是指通过使至 少两种不同类型的单体聚合而制备的聚合物。术语"互聚物"可包括共聚物，其用于指由两 种不同类型的单体制备的聚合物，并且还可包括由两种W上不同类型的单体制备的聚合 物。其它合适的聚締控描述于美国专利第7,714,071号、美国公布第2012/0129417号、美国 公布第2013/0023177号、WO 2011/041698,其W引用的方式并入本文中。应当理解，聚締控 的共混物还可在本文使用。
[0017] 在一些实施例中，人造草皮长丝包含聚締控，所述聚締控包含聚乙締或聚丙締。在 其它实施例中，人造草皮长丝包含聚乙締。W聚乙締的总重量计，聚乙締具有，呈聚合形式 的大部分重量百分比的乙締。聚乙締可为乙締和至少一种締系不饱和共聚单体，例如C3- C20 a-締控共聚单体的互聚物。在一些实施例中，共聚单体为C3-C8 a-締控。在其它实施例 中，C3-C8 a-締控选自丙締、1-下締、1-己締或1-辛締。在另外的实施例中，聚乙締选自乙 締/丙締共聚物、乙締/下締共聚物、乙締/己締共聚物和乙締/辛締共聚物。在甚至进一步的 实施例中，聚乙締为乙締/辛締共聚物。
[0018] 聚乙締密度为0.900g/cc至0.965g/cc。至少0.900g/cc至0.965g/cc的所有个别值 和子范围都包括在本文中并且公开于本文中。举例来说，在一些实施例中，聚乙締密度为 0.910g/cc至约0.950邑八(3、0.910邑八(3至0.940邑八(3或0.915邑八(3至0.935邑八(3。聚乙締的烙 融指数为0.5g/10min至lOg/lOmin。至少0.5g/10min至lOg/lOmin的所有个别值和子范围都 包括在本文中并且公开于本文中。举例来说，在一些实施例中，聚乙締的烙融指数为Ig/ 1〇111；[]1至8邑/1〇111；[]1、0.5邑/1〇111；[]1至5邑/1〇111；[]1、1邑/1〇111；[]1至5邑/1〇111；[]1或1邑/1〇111；[]1至4邑/1〇111；[]1， 如根据45了]\1 01238测量(190°(：和2.161^)。
[0019]聚乙締可用齐格勒-纳塔(Ziegler-化tta)催化剂或单位点催化剂如饥催化剂或 茂金属催化剂，或其组合来制备。在一些实施例中，聚乙締用齐格勒-纳塔型催化剂来生产。 合适的齐格勒-纳塔催化的聚乙締的非限制性实例包括W商品名DOWLEX?出售的可购自密 歇根州米德兰的陶氏化学公司（The Dow Chemical Company)的聚合物，例如， D0WLEX?2025G树脂、DOWLEX?SC 2108G树脂、D0WLEX?2036G树脂、D0WLEX?2045G树脂、 DOWLEX?SC 2107G树脂、D0WLEX?2607G树脂、D0WLEX?2055G树脂、D0WLEX?2247G树脂或 D0WLEX?2047G 树脂。。
[0020] 在其它实施例中，聚乙締用单位点催化剂，如金属茂催化剂或限制几何构型催化 剂来生产。"金属茂催化剂"为含有与第4族、第5族或第6族过渡金属组合的一个或多个被取 代或未被取代的环戊二締基部分的催化剂组合物。合适的茂金属催化剂的非限制性实例公 开于美国专利第5,324,800号中，其全部内容W引用的方式并入本文中。"限制几何构型催 化剂"包含金属配位络合物，其包含周期表的第3至10族或铜系的金属和引起受限部分 (constrain-inducing moiety)取代的离域JT键合部分，所述络合物具有围绕金属原子的限 制几何构型，使得离域取代的n键合部分的质屯、与至少一种其余取代基的中屯、之间金属处 的角度小于含有类似n键合部分而不具有此类限制诱导取代基的类似络合物中的此类角 度，并且此外对于包含一个W上离域取代n键合部分的此类络合物前提条件为对于络合物 的每个金属原子，其中仅一个为环状、离域取代的n键合部分。限制几何构型催化剂可进一 步包含活化共催化剂。合适的限制几何构型催化剂的非限制性实例公开于美国专利第5， 132,380号中，其全部内容W引用的方式并入本文中。
[0021] 单位点聚乙締可为单峰或多峰的（例如双峰）。单峰聚乙締聚合物由一种单位点催 化剂在一组聚合条件下制备。合适的单峰聚乙締聚合物的非限制性实例包括W商品名 EXACT?和6乂〔6抓?出售，可购自德克萨斯州休斯顿的埃克森美孚化学公司化xxonMobil 化emical Company);和W商品名ENGAGE?和AFFINITY?出售，可购自密歇根州米德兰的陶 氏化学公司的那些聚合物。多峰聚乙締聚合物由一种、两种或更多种不同催化剂和/或在两 种或更多种不同聚合条件下制备。每种组分可用不同催化剂和/或在不同聚合条件下制备。 前缀"多"是指存在于聚合物中的不同聚合物组分的数量。多峰聚乙締聚合物的非限制性实 例阐述于美国专利第5,047,468号中，其全部内容W引用的方式并入本文中，并且包括W商 品名EUTE?出售，可购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司的那些聚合物。
[0022] 聚酷胺可包括但不限于，通过二胺和二簇酸的缩聚反应，或由内酷胺的自缩合制 备的聚合物。脂族、半芳香族，或芳香族聚酷胺可在本文中使用。在一些实施例中，使用脂族 聚酷胺。如本文所用，"脂族聚酷胺"包括具有排他性地由脂族单体构成的结构的聚酷胺。如 本文所用，"半芳香族聚酷胺"包括具有由脂族和芳香族单体构成的结构的聚酷胺。如本文 所用，"芳香族聚酷胺"包括具有排他性地由芳香族单体构成的结构的聚酷胺。合适的二簇 酸可包括但不限于，己二酸、庚二酸、辛二酸、癸二酸、十二烧二酸、壬二酸、1,10-癸烧二簇 酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸和2,6-糞二甲酸。合适的二胺可包括但不限于，己二胺、辛二 胺、间苯二甲胺、对苯二甲胺、1,3-双(氨基甲基)环己烧、1,4-双(氨基甲基)环己烧、四亚甲 基二胺、壬二胺和2-甲基-1,5-戊二胺。应当理解，聚酷胺的共混物还可在本文中使用。
[0023] 示例性聚酷胺可包括聚己二酷己二胺、聚壬二酷己二胺、聚癸二酷己二胺、聚十二 烧二酷己二胺、聚双-(4-氨基环己基）甲烧十二烧二酷胺或通过内酷胺的开环制备的聚酷 胺;例如聚己内酷胺、聚月桂基内酷胺或聚-11-氨基十一酷胺。在一些实施例中，聚酷胺为 聚己二酷二胺或聚己内酷胺或其混合物。
[0024] 聚醋可包括但不限于，通过二簇酸和二醇的聚合获得的聚合物。合适的二簇酸可 包括但不限于，对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-糞二甲酸;糞二甲酸、1,5-糞二甲酸、2,7-糞 二甲酸、4,4'-联苯二甲酸、3,4'-联苯二甲酸W及其形成醋的衍生物。还可使用脂族二簇 酸，如，己二酸或癸二酸。合适的二醇可包括但不限于，脂族二醇，如乙二醇、1,3-丙二醇、1， 4-下二醇、1，4-环己烧二甲醇、1，6-己二醇W及其醋形成衍生物。
[0025] 示例性聚醋可包括但不限于，对苯二甲酸乙二醋树脂、间苯二甲酸乙二醋、聚对苯 二甲酸亚烷基醋、聚对苯二甲酸乙二醋/聚间苯二甲酸乙二醋共聚物树脂、聚对苯二甲酸乙 二醋/1,4-环己烧二亚甲基对苯二甲酸醋共聚物树脂、聚2,6-糞二甲酸乙二醋树脂、聚2,6- 糞二甲酸乙二醋/聚对苯二甲酸乙二醋共聚物树脂、聚对苯二甲酸乙二醋/聚4,4'-联苯二 甲酸乙二醋树脂、聚对苯二甲酸-1,3-丙二醋树脂、聚对苯二甲酸下二醋树脂、聚2,6-糞二 甲酸下二醋树脂。在一些实施例中，聚醋为对苯二甲酸乙二醋树脂、间苯二甲酸乙二醋、聚 对苯二甲酸亚烷基醋树脂、对苯二甲酸乙二醋/聚1,4-环己烧二亚甲基对苯二甲酸醋共聚 物树脂，或聚对苯二甲酸乙二醋/聚间苯二甲酸乙二醋共聚物树脂。
[0026] 在本文实施例中，人造草皮长丝可进一步包括一种或多种添加剂。合适的添加剂 的非限制性实例包括抗氧化剂、颜料、着色剂、UV稳定剂、UV吸收剂、固化剂、交联助剂、促进 剂和阻滞剂、加工助剂、填料、偶合剂、紫外福射吸收剂或稳定剂、抗静电剂、成核剂、增滑 剂、增塑剂、润滑剂、粘度控制剂、增粘剂、防结块剂、表面活性剂、增量油、除酸剂和金属减 活剂。W组合物的重量计，添加剂可W小于约O.Olwt%至大于约lOwt%的范围内的量使用。
[0027] 颜料的非限制性实例包括无机颜料，其被适当地着色W提供包括绿色、白色 (Ti〇2,金红石）、铁氧化物颜料和任何其它颜色的各种渐变的美感诉求。
[00%]抗氧化剂的实例包括但不限于，受阻酪，如四[亚甲基（3,5-二叔下基-4-径基氨 化-肉桂酸醋）]甲烧;双[(e-(3,5-二叔下基-4-径基苯甲基)-甲基簇基乙基）]硫酸、4,4'- 硫双（2-甲基-6-叔下基苯酪）、4,4'-硫双（2-叔下基-5-甲苯酪）、2,2'-硫双(4-甲基-6-叔 下基苯酪）和硫代二亚乙基双（3,5-二叔下基-4-径基）氨化肉桂酸醋；亚憐酸醋和亚麟酸 醋，如=(2，4-二-叔下基苯基)亚憐酸盐和二-叔下基苯基-亚麟酸醋；硫代化合物，如硫代 二丙酸二月桂醋、硫代二丙酸二肉豆違醋和硫代二丙酸二硬脂醋;各种硅氧烷;聚合的2,2， 4-S甲基-1，2-二氨哇嘟、n，n ' -双（1，4-二甲基戊基-对苯二胺）、烷基化二苯胺、4，4 ' -双 (a，a-二甲基苯基）二苯胺、二苯基-对苯二胺、混合的二-芳基-对苯二胺W及其它受阻胺 抗-降解产物或稳定剂。
[0029] 固化剂的实例包括但不限于，过氧化二异丙苯、双(a-叔下基过氧基异丙基)苯、异 丙基异丙苯基叔下基过氧化物、叔下基异丙苯基过氧化物、二叔下基过氧化物、2,5-双(叔 下基过氧基）2,5-二甲基己烧、2,5-双(叔下基过氧基）2,5-二甲基己烘-3,1,1-双(叔下基 过氧基)3,3,5-=甲基环己烧、异丙基异丙苯基异丙苯基过氧化物、二(异丙基异丙苯基)过 氧化物或其混合物。可使用各种其它已知固化助剂、促进剂和延迟剂，如=締丙基异氯尿酸 醋、乙氧基化的双酪A二甲基丙締酸醋、a-甲基苯乙締二聚物，W及描述于美国专利第5， 346,961号和第4,018,852号中的其它助剂。
[0030] 加工助剂的实例包括但不限于，簇酸的金属盐，如硬脂酸锋或硬脂酸巧;脂肪酸， 如硬脂酸、油酸或芥酸;脂肪酷胺，如硬脂酷胺、油酸酷胺、芥子酸酷胺或n，n'-亚乙基双硬 脂酷胺;聚乙締蜡;氧化的聚乙締蜡;环氧乙烧的聚合物;环氧乙烧和环氧丙烷的共聚物;植 物蜡;石油蜡;非离子表面活性剂；W及聚硅氧烷。
[0031] UV稳定剂和UV吸收剂的实例包括但不限于，受阻胺光稳定剂、苯甲酬、苯并S挫、 径苯基S嗦、2-(2'-?苯基)苯并S挫、UV脚UL興3000UV吸收剂、TINUVIN?? UV吸收剂、 IRGAN0X?1098抗氧化剂、UVINUL? 300洲 V 吸收剂、TINUVIN?320UV 吸收剂、IRGAN0X?1010 抗氧化剂、IRGAN0X?1076抗氧化剂W及IRGAF0S?168抗氧化剂。
[0032] 人造草皮长丝可依据挤出机的物理维度挤出成指定宽度、厚度和/或横截面形状。 如上所述，人造草皮长丝可包括单丝、多丝、膜、纤维、纱，例如扁丝纱、原纤化的扁丝纱、或 切膜纱、连续带和/或用于形成人造草皮场地的合成草叶或股线的其它拉伸纤维材料。人造 草皮长丝可任选地进行另外的后挤出工艺(例如，退火、剪切等）。
[0033] 在本文实施例中，人造草皮长丝具有表面区域，表面区域的至少一部分被面化W 形成面化表面。合适的面素可包括氣、氯、漠或舰。在一些实施例中，面素为氣，并且表面区 域的至少一部分被氣化W形成氣化表面。待处理的表面区域暴露于含有反应性面素的合适 来源的组合物，例如含面素的等离子体、含面素的气体混合物、溶解于溶剂中的面素或UV- 活化的面素气体混合物。在一些实施例中，表面区域暴露于含有面素的气体混合物。
[0034] 增强人造草皮长丝的特性所需的面素量相对小。在本文实施例中，人造草皮长丝 暴露于面素浓度为至少0.Iwt. %、至少Iwt. %、至少5wt. %或至少IOwt. %的含有面素的组 合物。至少0.1 wt. %的所有个别值和子范围都包括在本文中并且公开于本文中。举例来说， 在一些实施例中，人造草皮长丝暴露于浓度为0 . Iwt. %至50wt. %、0 . Iwt. %至40wt. %、 0.1 wt. %至30wt. %、0.1 wt. %至20wt. %、0.1 wt. %至15wt. %或0.1 wt. %至IOwt. %的含 有面素的组合物。在其它实施例中，人造草皮长丝暴露于纯或基本上纯的面素组合物。人造 草皮长丝可暴露于含有面素的组合物0.1秒至15分钟、0.5秒至5分钟、0.5秒至2分钟、0.5秒 至60秒、0.5秒至30秒或0.5至15秒的时段。当然，0.1秒至15分钟的所有个别值和子范围都 包括在本文中并且公开于本文中。
[0035] 含有面素的组合物和人造草皮长丝的溫度可为适于所使用的方法的任何溫度。在 一些实施例中，含有面素的组合物和人造草皮长丝的溫度可在-50°C至100°C、-3(rC至80 °C、-15°C至70°C、-5°C至50°C、5°C至40°C、10°C至30°C和 15°C至25°C的范围内。含有面素的 组合物可在0.1至50大气压(atms)的压力下暴露于人造草皮长丝。0.1至50atm的所有个别 值和子范围都包括在本文中并且公开于本文中。举例来说，在一些实施例中，含有面素的组 合物可在0.5至25atm、0.75至lOatm、1.0至5. Oatm或0.75至1.25atm的压力下暴露于人造草 皮长丝。根据应用，可使用上述面素、量、时间和溫度的任何组合，并且根据应用可使用除明 确给出的那些外的值，并且被认为在本发明的精神和范围内。
[0036] 在一些实施例中，人造草皮长丝暴露于氣浓度为至少0.1 wt. %、至少Iwt. %、至少 5wt. %或至少IOwt. %的含氣组合物。至少0.1 wt. %的所有个别值和子范围都包括在本文 中并且公开于本文中。举例来说，在一些实施例中，人造草皮长丝暴露于浓度为0.1 wt. %至 SOwt. %、0 . Iwt. % 至40wt. %、0 . Iwt. % 至30wt. %、0 . Iwt. % 至20wt. %、0 . Iwt. % 至 15wt. %或0.1 wt. %至IOwt. %的含氣组合物。在其它实施例中，人造草皮长丝暴露于纯或 基本上纯的氣组合物。人造草皮长丝可暴露于含氣组合物0.1秒至15分钟、0.5秒至5分钟、 0.5秒至2分钟、0.5秒至60秒、0.5秒至30秒或0.5至15秒的时段。当然，0.1秒至15分钟的所 有个别值和子范围都包括在本文中并且公开于本文中。
[0037] 含氣组合物可具有适于所使用的方法的任何溫度。在一些实施例中，含氣组合物 可具有-5〇°C至 100°C、-30°C至80°C、-15°C至70°C、-5°C至50°C、5°C至40°C、10°C至30°C和 15°C至25°C的溫度。含氣组合物可在0.1至50大气压(atm)的压力下暴露于人造草皮长丝。 0.1至50atm的所有个别值和子范围都包括在本文中并且公开于本文中。举例来说，在一些 实施例中，含氣组合物可在0.5至25日1：111、0.75至10日1：111、1.0至5.0日1：1]1或0.75至1.25日1：1]1的压 力下暴露于人造草皮长丝。
[0038] 在其中表面区域暴露于含有面素的气体混合物(或在一些实施例中，氣)的实施例 中，面素或氣可被用作与其它气体如氧气、氮气、二氧化碳、惰性气体(如氮气或氣气）、面化 氨(如氯化氨或氨漠酸）、蒸气(如水蒸气和/或溶剂蒸气如二氯甲烧蒸气）的混合物。人造草 皮长丝的表面区域的至少一部分暴露于含有面素(或在一些实施例中，氣）的组合物，可经 由分批或连续操作来实现。
[0039] 已发现面化表面，包括氣化表面，改性人造草皮长丝W增强长丝特性。举例来说， 当相比于非面化人造草皮长丝时，本文所述的人造草皮长丝对聚氨醋衬底的粘附性增大、 亲水性改善、观察到的纤维断裂伸长率差异小于10%、观察到的纤维断裂力(fiber force at break)差异小于5%。另外，已发现本文所述的人造草皮长丝的亲水性改善，如由水接触 角小于80°证明。此外，已发现，由于面化方法(或在一些实施例中氣化方法），本文所述的人 造草皮长丝无显著结构修改。
[0040] 已发现由聚締控生产的人造草皮长丝具有极小甚至无极性，而用于人造草皮场地 的聚氨醋衬底在本质上是极性的。运可导致长丝和聚氨醋衬底之间粘附性差，使长丝容易 脱落。不受理论束缚，据相信，通过面化人造草皮长丝表面的至少一部分，本文所述的人造 草皮长丝被极化，使得长丝将具有改善的对聚氨醋衬底的粘附性。
[0041 ]另外，已发现几乎无至无极性的人造草皮长丝可具有低表面张力，使得当水喷涂 到长丝上时，水可容易地从长丝表面流出，而不是在长丝表面上形成膜或涂层。不受理论束 缚，据相信，通过面化人造草皮长丝表面的至少一部分，本文所述的人造草皮长丝具有改善 的亲水性，如由小于80°的水接触角证明，其可使长丝更好耐受热应力和/或提供改善的体 育性能特征。
[0042]此外，已发现虽然多年来人造草皮场地已改善而看起来更像天然草，但当相比于 天然草时人造草皮长丝仍表现出更光滑有光泽的外观。不受理论束缚，据相信，通过面化人 造草皮长丝表面的至少一部分，由于长丝表面粗糖度的增大，本文所述的人造草皮长丝具 有改善的外观，长丝表面粗糖度的增大赋予不同光散射图案，使人造草皮长丝获得更无光 泽外观。
[00创人造草皮场地
[0044]本文所述的人造草皮长丝的一个或多个实施例可用于形成人造草皮场地。参考图 1，描绘了根据本文示出的和描述的一个或多个实施例的人造草皮场地100的剖视图。人造 草皮场地100包含具有顶面110和底面115的主背衬105;和如本文先前描述的至少一种人造 草皮长丝120。至少一种人造草皮长丝120贴附至主背衬105,使得至少一种人造草皮长丝 120提供从主背衬105的顶面110向外延伸的簇绒面125。如本文所用，"贴附"、"被贴附"或 "贴附的"包括但不限于通过直接或间接关系禪接、附接、连接、紧固、接合、连结或固定一个 物体至另一物体。簇绒面125从主背衬105的顶面110延伸，并且可具有切割堆叠设计，其中 在簇绒期间或之后可切割人造草皮长丝环圈，W产生单个人造草皮长丝端部的堆叠而不是 环圈。
[0045] 主背衬105可包括但不限于，织造、针织或非织造纤维网或织物，其由一种或多种 天然或合成纤维或纱，如聚丙締、聚乙締、聚酷胺、聚醋和人造丝制成。人造草皮场地100可 进一步包含粘结至主背衬105的底面115的至少一部分的辅助背衬130,使得至少一种人造 草皮长丝120原地贴附至主背衬105的底面115。辅助背衬130可包含聚氨醋(包括，例如，W 名称ENFORCER?或enhancer?供应，可购自陶氏化学公司的聚氨醋）或胶乳类材料，如苯乙 締-下二締胶乳或丙締酸醋。
[0046] 主背衬105和/或辅助背衬130可具有水分可穿过的孔。孔在构形上可为大体上环 形的，并且散布在整个主背衬105和/或辅助背衬130中。当然，应当理解可存在任何数量的 孔，并且孔的尺寸、形状和位置可根据人造草皮场地100需要特征而变化。
[0047] 人造草皮场地100可通过提供本文所述的至少一种人造草皮长丝120W及将至少 一种人造草皮长丝120贴附至主背衬105使得至少一种人造草皮长丝120提供从主背衬105 的顶面110向外延伸的簇绒面125来制造。人造草皮场地100可进一步通过将辅助背衬130粘 结至主背衬105的底面115的至少一部分使得至少一种人造草皮长丝120原地贴附至主背衬 105的底面115来制造。
[004引在一些实施例中，在将至少一种人造草皮长丝120贴附至主背衬105之前，形成至 少一种人造草皮长丝120的面化或氣化表面。在其它实施例中，在将至少一种人造草皮长丝 120贴附至主背衬105之后，形成至少一种人造草皮长丝120的面化或氣化表面。
[0049] 人造草皮场地100可任选地包含在人造草皮场地的辅助背衬下面的冲击吸收层。 冲击吸收层可由聚氨醋、PVC泡沫塑料或聚氨醋泡沫塑料、橡胶、闭孔交联聚乙締泡沫、具有 空隙的聚氨醋下垫、聚氯乙締、聚乙締、聚氨醋和/或聚丙締的弹性体泡沫制备。冲击吸收层 的非限制性实例为ENFORCER?体育聚氨醋系统W及体育聚氨醋系统（可购自陶氏化学公 司）。
[0050] 人造草皮场地100可任选地包含填充材料。合适的填充材料包括但不限于，颗粒状 的橡胶颗粒，像从汽车轮胎回收的SBR(苯乙締下二締橡胶）、EPDM(乙締-丙締-二締单体）、 其它硫化橡胶或从传送带回收的橡胶、热塑性弹性体(TPE)和热塑性硫化橡胶(TPV)的混合 物。
[0051] 人造草皮场地100可任选地包含排水系统。排水系统允许水从人造草皮场地除去 并防止场地变成被水充满。排水系统的非限制性实例包括石材类排水系统，例如， EXCELDRAIN?Sheet 100排水系统、EXCELDRAIN?aieet 200排水系统W及EXCELDRAIN?EX-T STRIP排水系统（可购自北卡罗来纳州口罗的美国威克排水口公司（American Wick Drain Corp.))。
[0052] 本文所述的实施例可通过W下非限制性实例进一步说明。
[0化3] 实例
[0054] 本发明长丝
[0055] 使用94wt. %的乙締-辛締互聚物(在串联的双反应器配置中经由溶液聚合方法制 备，烙融指数为约3.5g/10min)和密度为约0.920g/cc、5wt. %的可商购的着色颜料（由德国 己斯夫股份公司(BASF SE)供应的母胶90-125335) W及Iwt. %的可商购的氣弹性体加工助 剂（由意大利Viba公司（V化a S.p.A.)供应的VIBATAN?LLD阳Process Aid 433B)制备共混 物。
[0化6] 使用上述共混物，在Barmag/Oerl化on单丝挤出生产线(德国开姆尼茨(化e皿itz , DE))上挤出人造草皮长丝。Barmag/Oer 1化on单丝挤出生产线包括40mm挤出机、具有48个桐 的纺丝头、水浴、一个拉伸烘箱(热气）和=个退火烘箱(空气）。水浴设定在35°C。对于所有 试验纺丝头和水浴之间的气隙设定在40mm。拉伸烘箱的溫度设定在97°C。退火比分别设定 在0.72、0.92和1.02,并且S个退火烘箱的溫度分别设定在118 °C、118 °C和115 °C。
[0057] 最终方法设定如下：
[0化引
[UUOV」 ；!守日UmtfJg少化店王t丄UorlecnniK股化、巧P艮/公口J 丄UorlecnniK bm日用了化力、；)?比 反应器中氣化纱的表面区域的至少部分。使用含有与惰性气体混合的约IOwt. %元素氣的 气体混合物，在室溫下进行氣化约15秒。
[0060] 比较长丝
[0061] 使用94wt. %的乙締-辛締互聚物(在串联的双反应器配置中经由溶液聚合方法制 备，烙融指数为约3.5g/10min)和密度为约0.920g/cc、5wt. %的可商购的着色颜料（由德国 己斯夫股份公司供应的母胶90-125335) W及Iwt. %的可商购的氣弹性体加工助剂（由意大 利Viba公司供应的VIBATAN?LLD阳Process Aid 433B)制备共混物。
[0062] 使用上述共混物，在Barmag/Oerlikon单丝挤出生产线(德国开姆尼茨)上挤出人 造草皮长丝。Barmag/Oerl ikon单丝挤出生产线包括40mm挤出机、具有48个桐的纺丝头、水 浴、一个拉伸烘箱(热气)和=个退火烘箱(空气）。水浴设定在35°C。对于所有试验纺丝头和 水浴之间的气隙设定在40mm。拉伸烘箱的溫度设定在97°C。退火比分别设定在0.72、0.92和 1.02，并且S个退火烘箱的溫度分别设定在118 °C、118 °C和115 °C。
[0063] 最终方法设定如下： E。。' >1 1
[OU心」 然后分机本巧明长竺开巧此救长竺此救粘附剩罔强巧、巧氷巧、巧伸符巧、巧旧粗 糖度和差示扫描热量测定。另外，在风化机Q-Sim XE-2Xenon测试室(Q-实验室）的氣室中暴 露于加速风化条件1300小时之后，还分析了本发明长丝并与比较长丝比较。1300小时的暴 露时间设定成模拟在类似佛罗里达州的气候中1年的日晒。 闺]粘附剥离强度测试
[0067] CRE拉伸测试机（Ins化on)用于测量本发明长丝和比较长丝从聚氨醋衬底的剥离 力。为制备试样，聚氨醋前体组合物倾倒到9" X 12"片材上。本发明长丝和比较长丝各自施 加到倾倒的聚氨醋前体组合物，并且然后在120°C下加热15分钟。随后允许使试样固化至少 S天。每个试样尺寸设定成长度X宽度X高度为约6"( 150mm) X 0.5"( 12.7mm) X 1/64" (0.20mm)O
[0068] 在试样的第一端部处，一英寸的长丝人工地与聚氨醋衬底分离。夹具之间的起始 间隙设定成1" (25.4mm)并且长丝放置在可移动夹具中而聚氨醋衬底放置在静止夹具中。W 12in/min(300mm/min)的速率将长丝从聚氨醋衬底剥离直到长丝断裂或直到仅一英寸的长 丝/聚氨醋衬底保留在试样的第二端部处。生成了由一系列峰组成的迹线，峰表示从聚氨醋 衬底剥离长丝的力。为计算试样的平均剥离力，忽略初始峰力（其表示约0.5英寸的试样分 离），并且测定初始峰力和停止点之间所有峰的平均值。测量本发明长丝的至少五个试样并 且测量比较长丝的至少五个试样。计算本发明长丝和比较长丝的五次测量的平均值。
[0069] 参考图2A，描绘了在剥离之后的本发明长丝。长丝不容易从聚氨醋衬底剥离，并且 示出由于在剥离时长丝断裂，许多的本发明长丝仍粘附于聚氨醋衬底。参考图2B，比较长丝 容易从聚氨醋衬底剥离，并且示出比较长丝完全与聚氨醋衬底分离。
[0070] 在室溫下W及在70°C在此0中老化4小时和30分钟之后，测量从聚氨醋衬底剥离本 发明长丝和比较长丝的力。
[0071]
[0072] 结果示出相比于比较长丝，需要更高的力来从聚氨醋衬底剥离本发明长丝，并且 因此相比于比较长丝，实现了本发明长丝和聚氨醋衬底之间增大的粘附性。
[007；3] 亲水性
[0074] 使用标准接触角测量设备，根据它们在室溫下与自来水的相应水接触角，分析本 发明长丝和比较的亲水特性，来比较长丝的极性。在图3B所示比较长丝上的水滴具有更圆 形形状，并且因此具有比图3A所示本发明长丝上的水滴高的水接触角。此外，如图4所示，相 比于比较长丝，本发明长丝的测量的水接触角值更低，运表明相比于比较长丝，本发明长丝 表面具有改善的亲水性(即更亲水的和极性表面）。
[0075] 使用接触角测量设备，还相对于它们在长丝的风化之后在室溫下使用自来水的相 应水接触角，分析了本发明长丝和比较长丝的亲水特性。如图5所示，甚至在风化之后，相比 于比较长丝，本发明长丝的测量的水接触角值更低，运表明相比于比较长丝，本发明长丝表 面具有改善的亲水性(即更亲水的和极性表面）。
[007引拉伸测试
[0077]对本发明长丝和比较长丝进行拉伸测试W比较纤维断裂伸长率和纤维断裂力。 [007引纤维断裂伸长率和纤维断裂力
[0079] 使用Instron拉伸测试机，测量本发明长丝和比较长丝的断裂伸长率％ (即，长丝 样本将从其原始尺寸伸长至其断裂的点的W百分比计的距离)和纤维断裂力（即，在直线方 向断裂长丝样本所需的力）。测试在室溫下进行。八个纤维纤度为2050dTex和长度为IOOmm 的本发明长丝样本WlOOmm/min的测试速度牵拉直到断裂，记录在该点的伸长率％和力。八 个纤维纤度为2030dTex和长度为IOOmm的比较长丝样本WlOOmm/min的测试速度牵拉直到 断裂，记录在该点的伸长率％和力。
[0080] 纤维断裂伸长率％计算为本发明长丝八次伸长率％测量的平均值W及比较长丝 八次伸长率％测量的平均值。纤维断裂力计算为本发明长丝八次峰力测量的平均值除W其 纤维纤度，W及比较长丝八次峰力测量的平均值除W其纤维纤度。
[0081]
[0082]结果示出本发明长丝的拉伸特性几乎不受氣化影响。
[008引表面粗糖度
[0084] 对本发明长丝和比较长丝进行扫描电子显微镜分析W查看并比较长丝的表面粗 糖度。使用双面粘附性炭盘，将本发明长丝和比较长丝的样本安放在样本支架上，干燥，并 使用Cressington 208HR高分辨率瓣射-涂布机瓣射有Cr涂层。在80mA的电流下化涂层的厚 度设定成5.0皿。借助W20kV的加速电压操作的化ilips XL30阳G-SEM扫描电子显微镜研 究样品。
[0085] 图6A示出了 1，OOOX放大率(左图）下和5，OOOX放大率(右图）下比较长丝的表面。图 6B示出了 1 ,OOOX放大率化图）下和5,000X放大率(右图）下本发明长丝的表面。图像的视觉 比较示出，本发明长丝的表面比比较长丝的表面粗糖。
[00化]差示扫描热量测定(DSC)
[0087] 对本发明长丝和比较进行DSC。将本发明长丝和比较中的每个的样品加热至150 °C，WlOtVmin冷却，并且通过使用DSC822eWlOtVmin从-40°C扫描至150°C记录热流，如 图7A所示。另夕h通过W10 °C/min从180°C扫描至-40°C记录DSC冷却曲线，如图7B所示。参考 图7A和图7B，曲线示出本发明长丝未由于氣化方法而发生结构修改。
[0088] 本文公开的尺寸和值不应理解为严格地限制于所述的精确数值。相反，除非另外 规定，否则每一此类尺寸均旨在意指所述值和围绕所述值的功能上等效的范围两者。举例 来说，公开为"40mm"的尺寸意在意味"约40mm"。
[0089] 除非明确地排除或另外限制，否则本文引用的每一文献，如果存在的话，包括本申 请要求其优先权或权益的任何交叉参考的或相关的专利或申请及任何专利申请或专利，在 此W全文引用的方式并入本文中。任何文献的引用均不承认其为相对于本文公开或要求的 任何发明的现有技术，或其单独或与任何其他一个或多个参考文献教导、表明或公开任何 此类发明。此外，在本文中的术语的任何意义或定义与W引用方式并入的文献中的相同术 语的任何意义或定义冲突的情况下，应W在本文中赋予所述术语的意义或定义为准。
[0090] 虽然已经说明并且描述了本发明的具体虽然已经说明并且描述了本发明的具体 实施例，但本领域的技术人员将显而易见，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出 多种其他改变和修改。因此，希望在所附权利要求书中覆盖在本发明范围内的所有此类改 变和修改。举例来说，本文长丝用于人造草皮场地中非接触式体育或用于某些类型的地毯。
【主权项】
1. 一种人造草皮长丝，其包含聚烯烃、聚酰胺、聚酯或其组合，其中所述长丝具有表面 区域，所述表面区域的至少一部分被卤化以形成卤化表面。2. 根据权利要求1所述的人造草皮长丝，其中所述表面区域的所述至少一部分被氟化 以形成氟化表面。3. 根据权利要求1所述的人造草皮长丝，其中所述长丝包含聚烯烃，并且所述聚烯烃包 含聚乙烯或聚丙烯中的至少一种。4. 根据权利要求1所述的人造草皮长丝，其中所述长丝包含聚乙烯，并且所述聚乙烯的 密度为〇 · 910至O · 940g/cm3并且恪融指数为O · 5至5g/10min。5. 根据权利要求1所述的人造草皮长丝，其中所述卤化表面使所述长丝改性以提供以 下特性中的至少一种： 当相比于非卤化长丝时， 对聚氨酯衬底的粘附性增大， 亲水性改善， 观察到的纤维断裂伸长率差异小于10%，或 观察到的纤维断裂力差异小于5%。6. 根据权利要求1所述的人造草皮长丝，其中所述人造草皮长丝的亲水性改善，如通过 水接触角小于80°来测量。7. -种制造根据权利要求1所述的人造草皮长丝的方法，所述方法包含将所述长丝的 所述表面区域的所述至少一部分暴露于含有至少5wt. %的卤素的组合物以形成所述卤化 表面。8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述卤素为氟。9. 一种人造草皮场地，其包含： 具有顶面和底面的主背衬；以及 至少一种根据权利要求1所述的人造草皮长丝； 其中所述至少一种人造草皮长丝贴附至所述主背衬使得所述至少一种人造草皮长丝 提供从所述主背衬的所述顶面向外延伸的簇绒面。10. 根据权利要求9所述的人造草皮场地，其中所述人造草皮场地进一步包含粘结至所 述主背衬的所述底面的至少一部分的辅助背衬，使得所述至少一种人造草皮长丝原地贴附 至所述主背衬的所述底面。11. 根据权利要求9所述的人造草皮场地，其中所述辅助背衬包含聚氨酯或苯乙烯-丁 二烯胶乳。12. -种制造人造草皮场地方法，所述方法包含： 提供至少一种根据权利要求1所述的人造草皮长丝；以及 将所述至少一种人造草皮长丝贴附至主背衬使得所述至少一种人造草皮长丝提供从 所述主背衬的顶面向外延伸的簇绒面。13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述方法进一步包含将辅助背衬粘结至所述主 背衬的所述底面的至少一部分，使得所述至少一种人造草皮长丝原地贴附至所述主背衬的 所述底面。14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述辅助背衬包含聚氨酯或苯乙烯-丁二烯胶 乳。15.根据权利要求12所述的方法，其中在将所述至少一种人造草皮长丝贴附至所述主 背衬之前，形成所述至少一种人造草皮长丝的所述卤化或氟化表面。
【文档编号】D06M11/09GK105917043SQ201580004732
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年1月16日
【发明人】B·博纳乌格里亚, P·海德阿希, L·W·莫布里, S·乌奇
【申请人】陶氏环球技术有限责任公司