人造草坪的制作方法

人造草坪的制作方法
【专利摘要】人造草坪，特别是一种人造草运动场，包括底层以及从所述底层延伸的人造纤维，从而底层形成为使得其在人造草纤维之间延伸。
【专利说明】人造草坪
[0001]本发明涉及一种人造草坪，特别是一种人造草运动场，包括底层(substrate)以及从所述底层延伸的人造纤维。
[0002]本发明还涉及一种根据本发明的旨在用于人造草坪中的底层。
[0003]本发明还涉及一种根据本发明的用于制造底层的方法，以及根据本发明的用于制造用于形成人造草坪的底层元件的装置。
[0004]以上所提及的人造草坪是已知的，例如从NL1015451中。
[0005]诸如陆上曲棍球、网球、美式足球等的许多运动目前都在如引言中所描述的人造草运动场上进行。尽管由于自然草坪运动场的更为柔软的表面，运动员在跌倒、进行铲球等时在自然草运动场上受到更少的伤害，但是这样的运动场常常被破坏，特别是当在其上进行上述运动时，准确来说是因为它们被密集地使用以及由于天气状况的不同影响。
[0006]另一方面，与自然草运动场相比，人造草运动场需要更少的维护，并且可密集得多地开展运动。为了使在人造草运动场上变得尽可能地接近自然草的运动特性，在当前的人造草坪系统中，在合成草纤维之间设置厚的颗粒状填充物(诸如砂粒或塑料颗粒)层。所述厚的填充颗粒层不仅提供了更柔软、缓冲的并且因此较不易受伤的运动表面，而且它还带来了更好的运动特性。
[0007]人造草运动场中的厚的颗粒材料层的使用具有多个缺点。需要相当厚的颗粒状材料层，在当前的人造草坪中，填充有介于2.5cm至5.5cm之间的材料。不仅这样的人造草运动场的安装比自然草运动场的安装更加劳动密集，而且填充的人工草运动场在其已安装之后同样需要维护。厚的颗粒状填充材料层的初始均匀分布可能由于密集使用而被扰乱。因此，在人造草运动场中(特别是其中在场地上非常密集地开展运动的位置处，例如在球门区中)可能形成几乎不包含任何填充物的区域，这对运动的质量具有不利的影响，并且这导致受伤的风险增加。必须定期地检查填充的人造草运动场中的颗粒状材料的量及其分布，并且如果有必要的话，必须进行修复。
[0008]颗粒状填充材料的使用一方面带来人造草系统的改进的运动特性，而另一方面它还导致人造草坪的更复杂的结构，因此与未设置有这样的颗粒状填充材料的人造草坪的情况相比，其安装与维护更为劳动密集。
[0009]还已发现，随着时间的流逝，天气状况对填充材料的材料性能具有不利的影响，导致填充材料的品质以及因此人造草运动场的运动特性的劣化。不利的影响例如为填充材料的剧烈压实，这导致在使用过程中将感觉人造草运动场越来越硬，使受伤的风险增加。此夕卜，在天气状况(例如，阳光)的影响下，塑料填充材料可能会改变(硬化或者变脆)。
[0010]本发明的一个目的是提供一种改进的人造草坪，该人造草坪随着时间的流逝将呈现不变的自然运动特性，并且该人造草坪易于安装和维护。所述目的通过根据本发明的人造草坪实现，其中，底层形成为使得其在人造草纤维之间并且沿着人造草纤维延伸。
[0011]呈现这样的特征的人造草坪具有这样的出人意料的效果，S卩，底层还呈现缓冲特性，使得人造草坪呈现自然运动特性，并且不再需要添加大量的颗粒状填充材料。因此，少量的颗粒状填充材料将是足够的，这一方面由于美学和心理学的原因而是吸引人的，并且这另一方面使运动员能够使他们的表现(特别是就涉及到铲球而言)最佳。由于填充材料的量的极大减少，因而实现了这样一种人造草坪，该人造草坪更易于安装、维护和移除，并且该人造草坪呈现不变的自然运动特性。
[0012]在另一个实施例中，底层具有:第一侧，人造草纤维附接至该第一侧；以及第二侦U，在该第二侧上，突起在人造草纤维的自由端的方向上在人造草纤维之间并且沿着人造草纤维延伸。
[0013]第一侧应当被理解为由此将底层支撑在稳定的专业运动基底上的一侧。第二侧应当被理解为相对侧，在该第二侧上开展运动，并且因此第二侧与运动员接触。人造草纤维附接至底层的第一侧/底侧并且在第二侧的方向上穿过底层延伸。在所述第二侧上，人造草纤维延伸至特定高度。
[0014]在一个实施例中，人造草纤维通过簇绒(tufting，植绒)技术设置在底层中并且固定在位/通过超声焊接技术或者粉末或乳胶涂敷技术结合至底层。这增强了场地的耐用性并且防止由于场地的密集使用而导致人造草纤维变得与底层脱离。
[0015]然而，在底层中设置人造草纤维的其他方法(除了通过簇绒技术以外)也是可行的，尤其是缝合。
[0016]在又一个实施例中，突起具有圆的横截面，特别是圆柱形或椭球体形横截面，和/或突起具有形状为多边形的横截面。在这种情况下，突起的自由端可被倒圆。
[0017]具有圆的横截面(例如圆形或椭球体形横截面)的突起具有这样的优点，即，在比赛过程中施加在所述突起上的力能更均匀地分布并且转移至基底。这对底层的寿命具有积极的影响并且降低了对运动员造成伤害的风险。除此之外，突起的圆的横截面具有这样的优点，即，这使得突起能在人造草纤维之间更自由地移动，从而实现更好的缓冲效果。这减少了伤害的发生。
[0018]多边形突起提供更为静态(更刚性)的底层，从而实现底层的更好的耐用性并且局部地实现“更硬”的运动场地。多个突起可组合，以实现人造草坪的局部期望特性。
[0019]在另一个实施例中，底层由聚合物(特别是热塑性材料、弹性体或热塑性弹性体)制成。
[0020]用于底层的热塑性材料的使用具有使底层更易于制造的优点。热塑性材料易于以相对低的成本制造并且它们在使用中是通用的。弹性体的使用可带来底层的更好的减震特性。底层的实际实施例可由具有热塑性以及弹性材料特性的泡沫或非泡沫材料制成，或者底层由例如橡胶制成。
[0021]在另一个实施例中，底层设置有凹口，所述凹口在附接人造草纤维的位置处延伸到底层中。通常，附接至底层的人造草纤维在第一侧上突出。人造草纤维环(loop)的存在引起高度的差异(该差异可能小或者可能不小)，这导致所述人造草纤维环可能由于与专业运动基底的相互作用(摩擦/磨损)而损坏，使得纤维将松散地保持在底层中并且因此可更容易变得脱离。
[0022]由于在其中容纳人造草纤维(至少它们与底层的连接)的凹口的存在，人造草纤维环不再经受负载，这使得它们将不再损坏。
[0023]在又一个实施例中，底层包括排放通道，该排放通道穿过底层延伸，以用于将水从人造草坪排出。必须将沉积在人造草坪上的雨水排出，以防止在人造草坪上形成水洼。雨水的排出可通过将人造草坪相对于基底以特定的倾斜度铺设来实现，使得草坪从其中央向下倾斜。另一方面，人造草坪可设置有由排放通道组成的排放系统，所述排放通道在草坪下方穿过专业运动层延伸。
[0024]在底层中设置这样的排放通道具有将雨水更快速地排放至路基的优点。这对人造草坪的运动特性具有积极的影响。
[0025]在另一个实施例中，底层构造成多个可相互连接的底层元件或者由多个可相互连接的底层元件构成。这使得可部分地运输底层以及将各个底层元件就地(在体育公园或体育场中)组装。每个底层元件的尺寸可选择成使得草坪将更易于管理并且因此更易于安装。
[0026]还可考虑使底层元件的运输最优化来选择尺寸。例如因为底层元件适于海运集装箱的尺寸。底层元件还可具有对于人造草坪的安装而言最优的尺寸。
[0027]因此，将易于改变(扩大、缩小或修复)人造草坪。
[0028]通过使用合适的连接装置使底层元件可相互连接，减少了安装人造草坪所需的时间。锯齿状(jigsaw-shaped)连接元件的使用例如提供了快速安装以及坚固构造的优点。然而，也可使用本身已知的其他连接方法或连接元件。
[0029]现在将参照附图更加详细地描述本发明，附图中:
[0030]图1示意性地示出了现有技术人造草坪的实施例；
[0031]图2-4示出了根据本发明的包括底层的人造草坪的各种实施例；
[0032]图5示出了包括凹入底层中的人造草纤维连接的人造草坪的实施例；
[0033]图6示出了包括排放通道的人造草坪的实施例；
[0034]图7和8示出了根据本发明的底层元件的实施例；
[0035]图9示出了设置有排放通道的底层元件的实施例；
[0036]图10示出了可相互连接的底层元件的实施例；
[0037]图11和12示出了可相互连接的底层元件的实际实施例。
[0038]为了更好地理解本发明，在下文的附图描述中，在各个附图中示出的相同部件将用相同的标号表不。
[0039]图1示出了根据现有技术人造草坪的实施例。在图1中示出的人造草坪10包括底层11和多个人造草纤维12。每个人造草纤维12由在附图中以12a、12b和12c表示的一束纤维组成。所述纤维12a、12b、12c可例如缠绕在一起。人造草纤维12已通过簇绒或编织技术附接至底层11。
[0040]设置在人造草纤维12之间的是颗粒状填充材料14，该颗粒状填充材料在该图中仅以图示的方式示出为多个小球(以较大比例示出)。这样的颗粒填充材料(也被称为“填充物”)可由一种类型的材料(诸如砂粒、橡胶或椰壳纤维)组成，但是其还可由材料的组合物构成，以便获得人造草坪的特定特性。
[0041]填充物14具有多种功能。首先，它在运动过程中用作缓冲材料。因此，人造草将具有更柔软以及因此更自然的触感。其次，填充物14起到支撑人造草纤维12的作用，以便防止纤维在运动过程中被踩平。
[0042]图2示出了根据本发明的人造草坪的实施例。在图2中示出的人造草坪20包括底层25和多个人造草纤维12。每个人造草纤维12由例如在图中以12a、12b和12c表示的一束细丝和/或扁丝(tape yarn)组成。所述人造草纤维原则上与在现有技术人造草坪中使用的人造草纤维并无不同。然而，底层以不同的方式构造。
[0043]与现有技术底层11相反，根据本发明的底层25包括朝向人造草纤维的自由端突出的部件25a、25b和25c。所述突出部件或突起25a、25b和25c在人造草纤维12之间并沿着人造草纤维延伸，并且具有的长度(或高度)至多等于所使用的人造草纤维12的长度。如图2所示，突起25a、25b和25c形成底层25的一部分，并且因此没有形成必须以某种方式连接至底层的单独元件。底层至少部分地代替了填充物的缓冲功能。然而，在一个实际实施例中，可使用有限量的填充物。就这方面而言，可考虑介于0.5cm与1.5cm之间的层厚。
[0044]利用各种技术，人工草纤维12可随后在自由位置26处设置在底层25中并且介于突起25a-25b-25c之间。通常地，人造草纤维12穿过底层25而设置(例如通过簇绒技术)，其中所述人造草纤维在附接点13a处附接至底层25的底面25a (在第一侧上)。在所述附接点13a处，在例如将人造草纤维簇绒到底层中时可形成人造草环13b。在所述附接点处，人造草纤维12还可例如插入底层中或者以任何其他方式设置在底层中，在此例如通过超声焊接技术将人造草纤维结合至底层(与底层融合在一起)。
[0045]将人造草纤维环13b附接至底层的另一种方式是通过粉末涂敷技术。在粉末涂敷中，将粉末层喷涂在底层25的底面上，该粉末层随后与底层25融合在一起，以实现人造草纤维与底层的持久结合。
[0046]图3示出了人造草坪30，其中底层35设置有突起35a、35b和35c，这些突起的横截面面积大于图2中所示的突起的横截面面积。根据期望的缓冲效果，或者大体上根据所讨论的人造草坪的运动特性将受影响的程度，可改变突起的尺寸(高度或横截面)和形状。
[0047]因此，突起不仅可具有圆的横截面而且根据人造草坪的期望特征还可具有椭球体形或多边形横截面。如在图4中所示，在此实施例中，突起45a、45b和45c具有被倒圆的自由端，而在图2和图3中所示的突起具有有角的形状。被倒圆的自由端降低了伤害的风险并且可进一步影响运动特性，例如比赛标志(球、橄榄球等)的回弹特性。
[0048]突起的特有特征(高度、形状和直径)在人造草坪中的不同位置处可不同。毕竟，并非在人造草坪的所有位置/区域上以相同的密集度开展运动。在例如足球比赛的情况下，相比于场地中的其他区域(沿着线的区域以及角落中的区域)，通常在中心场所周围的区域和球门区上更加密集地开展运动。在这些位置处，底层并且特别是突起在构造和尺寸方面可不同。
[0049]通过由热塑性材料制造底层，底层的制造将是相对简单并且廉价的。具有弹性性能的材料的添加增强了底层的缓冲特性。可使用材料的各种组合物来获得最佳的材料性能(以及因此运动特性)。
[0050]将人造草纤维12附接至底层导致人造草纤维环13b的突出部件与图2的类似。所述突出部件具有多个缺点。人造草纤维环13b引起高度的差异(该差异可能小或者可能不小)，这导致所述人造草纤维环可能由于与专业运动基底的相互作用(摩擦/磨损)而损坏，使得纤维12将松散地保持在底层中并且因此可更容易变得脱离。
[0051]其次，人造草纤维环的存在导致场地中的不均匀，这对运动特性具有不利的影响。为了避免这样的缺点，如在图5中所示的人造草坪50设置有凹入的人造草纤维环13b。底层45在人造草纤维12的位置处设有腔体或凹口 57，所述腔体或凹口部分地延伸到底层45中，并且所述腔体或凹口足够深以容纳人造草纤维环13b。人造草纤维环13b因此在底层中凹入到这样的程度，即，使得底层与专业运动基底的接触表面是平的。
[0052]图6中所示的人造草坪60的实施例设置有形成在底层45中的排放通道68。所述通道68从人造草纤维12的自由端的一侧延伸到底层45中。排放通道68在该图中示出为从顶侧延伸至底侧的通道，在该连接中，假定这使得雨水能够穿过底层到达专业运动基底，在专业运动基底处雨水可进一步排走或者排放至草坪的侧面。
[0053]在另一个底层构造中，排放通道还可部分地水平设置在底层45中，使得水将从上侧流入底层45中并且穿过底层45排放至人造草坪的侧面。在该构造中，基底中不需要排放系统，这简化了整个人造草系统的构造。
[0054]图7示出了根据本发明的用于将人造草坪设置在一起的人造草底层元件的实施例。底层元件71的该俯视图示出了如在图1-图6中以12表示的多个人造草纤维74。在该图中，底层的突起以72表示。图8示出了人造草底层元件81的另一个实施例，其中，突起72以不同的构造分布在底层元件上方。图7和图8中示出的突起72的构造和人造草纤维74的分布仅用于说明的目的，也可构想其他的构造。
[0055]图9示出了底层元件90的实施例，其中，在人造草纤维74与突起72之间存在用于排放雨水的多个排放通道92。根据所要求的排放容量，可在底层元件91中设置更多或更少数量的排放通道92。
[0056]图10示出了两个底层元件101，这两个底层元件可连接在一起并且连接至其他底层元件(未示出)。在该图中，可通过相配合的连接装置103a与103b将底层元件连接在一起，尽管其他已知的连接技术(未示出)也是可行的。这样的连接元件的使用在可安装人造草坪的速度方面具有积极的影响。此外，草坪的改变(使其更大或更小)或维护(替换底层元件)是易于进行的。
[0057]在图11和图12中，从不同的视角示出了可利用突出边缘103a和103b连接在一起的底层元件101。底层元件101设置有多个突起72，这些突起以立柱(stud)的形式从底层元件101向上突出。人造草纤维12可例如通过簇绒技术在指定的位置105中设置在突起72之间。在簇绒时形成在底层元件的底面上的环落入凹口 57 (在本实施例中构造成狭槽)中，所述凹口已出于此目的形成在底层元件中。底层元件101进一步设置有排放系统92，落在人造草系统上的雨水可经由所述排放系统排放。
[0058]底层元件之间的连接可在安装之后通过使用胶粘物或其他结合方式进一步加强。
[0059]根据本发明，可通过所谓的注塑模制工艺来制造底层并且特别是形成底层的各种底层元件。这使得可由各种原材料或原材料混合物来制造底层(元件)。在该连接中可构想，由特定的原材料或原材料混合物来制造一体化“纤维”，并且由另一种原材料混合物来制造附接有纤维的底层(元件)。这使得可制造不同的形式，例如，其中底层比纤维“更刚性”或“更硬”的形式，在这种情况下，纤维由更柔软的材料制成。
[0060]该模制技术使得可由不同的材料层构建(实际上为实心的)底层(元件)，例如第一实施例由柔软的柔性子层、缓冲中间层以及刚性上层构成。另一个实施例可由柔软子层(使得其可放置在任何基底上并且适于所述基底)以及位于柔软子层的顶部上的刚性上层组成。在又一个实施例中，底层(元件)由一种材料制成的实心子层组成，而突起由一种或多种其他材料制成。
[0061]在又一种制造方法中，可使用原料(可能是气体发泡的)起始材料，诸如聚氨酯(PU)或者可替换地，聚烯烃材料(诸如PP或PE)，该材料被注塑模制，而人造草纤维可同时一体形成。在该注塑模制技术中，材料可直接以板材的形式模制，底层元件从所述板材获得。
[0062]可能地，可使用挤压技术，其中板被挤压并加工成底层元件。使用铣削或钻孔技术，可随后以矩阵的形式在底层材料中形成突起、开口以及狭槽。可替换地，板可被挤压，随之将所述形状(突起等)压入在该阶段仍可变形的塑料材料中。
【权利要求】
1.一种人造草坪，特别是一种人造草运动场，包括 底层，以及 从所述底层延伸的人造纤维，其特征在于，所述底层形成为使得所述底层在所述人造草纤维之间并且沿着所述人造草纤维延伸。
2.根据权利要求1所述的人造草坪，其特征在于，所述底层具有:第一侧，所述人造草纤维附接至所述第一侧；以及第二侧，在所述第二侧上，突起在所述人造草纤维的自由端的方向上在所述人造草纤维之间并且沿着所述人造草纤维延伸。
3.根据权利要求1或2所述的人造草坪，其特征在于，所述人造草纤维通过簇绒技术附接至所述底层。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的人造草坪，其特征在于，所述人造草纤维通过超声焊接技术附接至所述底层。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的人造草坪，其特征在于，所述人造草纤维通过粉末涂敷技术附接至所述底层。
6.根据权利要求2-5中的一项或多项所述的人造草坪，其特征在于，所述突起具有圆的横截面，特别是圆柱形或椭球体形横截面。
7.根据权利要求2-5中的一项或多项所述的人造草坪，其特征在于，所述突起的横截面的形状为多边形。
8.根据权利要求2-7中的一项或多项所述的人造草坪，其特征在于，所述突起的所述自由端被倒圆。
9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的人造草坪，其特征在于，所述底层由聚合物制成，特别是由热塑性材料、弹性体或热塑性弹性体制成。
10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的人造草坪，其特征在于，所述底层设置有凹口，所述凹口在所述人造草纤维附接至所述底层的位置处延伸到所述底层中。
11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的人造草坪，其特征在于，所述底层包括穿过所述底层延伸的排放通道，以用于将水从所述人造草坪排出。
12.根据前述权利要求中的一项或多项所述的人造草坪，其特征在于，所述底层构造成多个能相互连接的底层元件。
13.根据权利要求12所述的人造草坪，其特征在于，每个底层元件均设置有连接装置，所述连接装置与形成至少一个其他底层元件的一部分的相应连接装置相匹配。
14.一种底层元件，用于形成根据前述权利要求中的任一项所述的人造草坪。
15.一种用于形成人造草坪的方法，所述方法包括以下步骤: i)设置底层； ii)在所述底层中设置人造草纤维，所述纤维从所述底层延伸，所述方法的特征在于，在步骤ii)之前具有步骤ia) 将所述底层形成为使得在所述底层的第二侧上延伸出突起。
16.一种用于制造底层元件的装置，所述底层元件用于根据权利要求15所述的形成人造草坪。
【文档编号】E01C13/08GK103443360SQ201180067037
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2011年12月8日 优先权日:2010年12月9日
【发明者】耶罗恩·阿尔贝特·范巴伦 申请人:十凯特荷兰有限公司