用于景观和体育的簇状结构制造技术

本发明专利技术目的在于提供簇状结构(例如人工草皮(10))，其更逼真地模仿自然生草的根部区域、体积效果和密度，并且具有提高的耐磨性质和排水性质。适合用于景观和体育应用的人工草皮(10)包括互连纤维层(20)，所述互连纤维层形成为非编织垫的形式，所述非编织垫由一种或多种天然和/或合成纤维制成。多个绒头纱线(41)的簇状物(40)嵌入所述互连纤维层(20)。将衬垫(30)施加在互连纤维层(20)的背面，从而将簇状物(40)强化固定在互连纤维层(20)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及模拟自然生草的表面，更具体而言，涉及簇状结构，例如模仿自然生草的体积效果和密度的人工草皮，还涉及这种草皮的制造。
技术介绍
人工草皮，也称作合成草，它是一种合成纤维的表面，制造该表面使其看起来像自然生草。该人工草皮最常用于体育应用。但是，现在也将其用于住宅草坪和景观设计。人工草皮能够经受重度使用并且不需要灌溉或修剪。圆顶体育场、室内体育场和半室内体育场可能需要人工草皮，原因在于草难以获得足够的阳光以维持健康。但是，现有的人工草皮仍然无法提供自然生草表面的出色的冲击吸收性质，并且不足以模仿自然生草的体积效果。新一代的人工草皮通常由UV强化的聚丙烯纤维或聚乙烯纤维制成，所述纤维形成簇状的编织合成第一衬垫，该第一衬垫在与表面纤维相对的一侧接收覆层或叠层形式的第二衬垫，以使草皮具有尺寸稳定性并帮助纤维结合。当安装后，通常在草皮的表面(即草的“叶片”)施加一层砂以加强排水，以及/或施加一层低温橡胶颗粒以帮助草皮保持更为垂直的取向并提供冲击吸收性。填充物通常使人工草皮具有压重物和结构，帮助纤维直立并在踏上草皮时提供“缓冲”效果。这保护簇状纤维的根部。目前，无填充物人工草皮是指那些草丝高度低、横向簇密度(列之间的距离)窄且纵向簇密度高的人工草皮型号。在不含这种填充物的情况下使用的人工草皮通常由更短、更致密的聚乙烯纤维制成，所述纤维甚至包括更短的卷曲纤维以使草簇保持模仿草叶片的直立状态。一些无填充物体系在草皮下提供垫体，以提供缓冲。由于人工草皮持续增长的家用和商用应用数量，寻求具有改善的性质而越来越像自然生草的人工草皮，如以下示例所述。GB1,154,842公开了隆起、成簇并连接的纤维状结构。将具有所需重量和结构的纤维状网置于另一个这种网的顶部，然后在传统单床针织机中对组装纤维状结构进行针刺。在针织机的一个通道上，一个纤维状网中的纤维被针携带穿过其他作为基底层的纤维状网，并控制针的穿透，从而确保对齐的纤维穿过基底层并伸出表面，成为纤维簇。WO2001/37657A1公开了垂直排水、橡胶填充的合成草皮。该垂直排水合成草皮包含多孔性土工织物(geotextile)膜，所述膜固定在开放的分层聚集层和砂层之间。该合成草皮还包括绒线织物，所述绒线织物包含多个绒线元件，所述绒线元件在开放分层聚集层上形成簇状的编织或非编织衬垫。由弹性颗粒(优选高密度和低密度橡胶的混合物)构成的填充层散布在绒线织物的绒线元件中。衬垫层可以只是非编织织物，可以是单层或多层的。合适的非编织、尺寸稳定的材料是聚酯/尼龙混纺的、纺纱连接的非编织材料。WO2012/125513A1公开了一种用于控制腐蚀的合成地面覆盖系统，其放置在地面上方，所述系统包括合成草，该合成草含有一种或多种土工织物与合成纱线成簇而形成的复合材料。该合成地面覆盖物还包括一种施用在合成草上的砂/土壤填充压重物，以及施用在砂/土壤填充物上的粘合剂，以在高速度的水剪切力下稳定砂/土壤填充物。该系统包括一种合成草皮，所述草皮包括衬垫和固定在衬垫上的合成草皮叶片。合成草的叶片成簇而形成基板或衬垫，其包含合成的编织或非编织织物。衬垫根据需要可以是单层衬垫或多层衬垫。可在基板上固定滤材以强化基板并更好地固定合成草的叶片。优选地，所述至少一片过滤织物还可包含非编织合成织物。由于在越来越多的应用中使用更多的人工草皮和更少的自然生草以覆盖地面，提供对生态友好的人工草皮也变得越来越重要。
技术实现思路
由以上可知，对更逼真模仿自然生草的簇状结构存在需求。本专利技术目的在于提供簇状结构，例如用于景观和体育应用的人工草皮，其更逼真地模仿自然生草的根部区域、体积效果和密度，并且具有提高的耐磨性质和排水性质。本专利技术的实施方式的一个优势在于提供具有互连纤维层的人工草皮，特别是以机械方式互连的纤维层，其起自然生草的根部区域的作用，帮助簇状物的绒头纱线直立，并且保护簇状物的弯曲点从而可以不使用填充物。互连纤维层使纤维能够移动，从而可显著减少表面的压缩，因而减少表面的硬化。本专利技术的实施方式的另一个优势在于，簇状结构可由能够完全回收的材料制成，从而减少废弃物的数量，所述废弃物目前需要在垃圾填埋场丢弃。本专利技术的实施方式的另一个优势在于，当作为人工草皮安装时，使得表面的水容易地从所有方向排至簇状结构下的地面。本专利技术的实施方式的另一个优势在于，提供具有互连纤维层的人工草皮，用于使不平坦/多岩石土壤变得平整。本专利技术的实施方式的另一个优势在于提供具有互连纤维层的簇状结构，其具有冲击吸收性质，从而使人工草皮更具天然触感。根据本专利技术的一个方面，用于景观和体育应用的簇状结构包含互连纤维层，所述互连纤维层由一种或多种天然和/或合成纤维制成。绒头纱线嵌在互连纤维层中，所述绒头纱线固定在所述互连纤维层上。所述互连纤维层的密度自互连纤维层的底部向顶部降低。所述簇状结构可以是人工草皮。通过提供互连纤维层(其可形成为非编织垫)，例如以机械方式互连的纤维层，一旦安装，则表面的水能够容易地排至人工草皮下的土壤。作为结果，根据本专利技术的有利的实施方式的人工草皮通过下层土壤的排水而快速干燥。通过使用天然吸湿纤维和合成纤维的混合物，人工草皮的保水能力与现有已知的产品相比能够得到提高。根据本专利技术的优选实施方式，密度以恒定的比率降低。作为结果，所述层提供对簇状物的结构支撑和冲击吸收性，以使人工草皮更具天然触感。根据本专利技术的优选实施方式，互连纤维层包括下层和上层，下层固定在互连纤维层的底部，上层固定在下层的顶部，上层的纤维粗糙度大于下层。在草皮用于地表面的普通用途时，本文一方面使用术语“上”和“顶部”，另一方面使用术语“下”和“底部”来根据其相对位置标明人工草皮的各个面或部分。因此，“上”和“顶部”是指位于或靠近簇状物的自由末端伸出的那一侧的部分；“下”和“底部”是指位于或靠近相反一侧的部分。该实施方式还提供对簇状物的结构支撑和冲击吸收性，以使人工草皮具有天然触感，同时使制造工艺具有效率，所述制造工艺起始于具有不同纤维粗糙度的两片均匀的非编织垫。根据本专利技术的优选实施方式，下层对绒头纱线提供结构支撑。根据本专利技术的优选实施方式，上层作为冲击吸收层起作用且使人工草皮具有天然触感。根据本专利技术的优选实施方式，下层由纤维形成，所述纤维更具柔韧性并形成比构成上层的纤维更致密的结构，下层的纤维的线性质量密度小于构成上层的纤维。根据本专利技术的优选实施方式，下层的纤维的线性质量密度范围为约3,3dtex～约110dtex。根据本专利技术的优选实施方式，上层的纤维的线性质量密度范围为约11dtex～约600dtex。根据本专利技术的优选实施方式，上层更厚且纤维粗糙度大于下层。根据本专利技术的优选实施方式，通过绒线针刺法在上层的上表面制作出填充纱线，所述填充纱线使得上层的上表面具有绒状外观，从而模仿自然生草的根部区域、提供缓冲并协助簇状物的绒头纱线直立。通过对上层的上表面实施绒线针刺，使得表面具有提供缓冲的蓬松结构。由于填充纱线协助绒头纱线直立，根据本专利技术的有利实施方式的人工草皮不需要现有技术中常用的填充物。根据本专利技术的优选实施方式，将互连纤维层制造成单片织物或两片结合在一起的独立织物。根据本专利技术的优选实施方式，互连纤维层通过针刺法形成。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于景观和体育应用的簇状结构(10)，其包括：由一种或多种天然和/或合成纤维制成的互连纤维层(20)，和嵌在互连纤维层(20)中的绒头纱线(41)，所述绒头纱线(41)固定在所述互连纤维层(20)上，其中，所述互连纤维层(20)的密度自互连纤维层(20)的底部向顶部降低。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.13 EP 13197271.3;2013.12.13 US 14/105,2981.用于景观和体育应用的簇状结构(10)，其包括：由一种或多种天然和/或合成纤维制成的互连纤维层(20)，和嵌在互连纤维层(20)中的绒头纱线(41)，所述绒头纱线(41)固定在所述互连纤维层(20)上，其中，所述互连纤维层(20)的密度自互连纤维层(20)的底部向顶部降低。2.用于景观和体育应用的簇状结构，其包括：由一种或多种天然和/或合成纤维制成的互连纤维层(20)，和嵌在互连纤维层(20)中的绒头纱线(41)，所述绒头纱线(41)固定在所述互连纤维层上，其中，所述互连纤维层的厚度至少为3mm。3.如权利要求1或2所述的簇状结构(10)，其中，通过绒线针刺法制作出使互连纤维层(20)的上表面延伸的填充纱线(23)，填充纱线(23)使得互连纤维层(20)的上表面具有绒状外观，从而通过协助绒头纱线(41)直立来对绒头纱线(41)提供结构性支撑，模仿自然生草的根部区域并提供缓冲。4.如权利要求1或2所述的簇状结构(10)，其中，互连纤维层(20)包括下层(21)和上层(22)，下层(21)位于互连纤维层(20)的底部，上层(22)位于下层(21)的顶部，上层(22)的纤维粗糙度大于下层(21)。5.如权利要求4所述的簇状结构(10)，其中，下层(21)是用于固定绒头纱线(41)并提供尺寸稳定性的结构层。6.如权利要求4或5所述的簇状结构(10)，其中，上层(22)是体积模拟层，其作为冲击吸收层起作用并使人工草皮(10)具有天然触感。7.如权利要求4-6中任一项所述的簇状结构(10)，其中，下层(21)由纤维形成，所述纤维更具柔韧性并形成比构成上层(22)的纤维更致密的结构，下层(21)的纤维的线性质量密度小于构成上层(22)的纤维。8.如权利要求7所述的簇状结构(10)，其中下层(21)的纤维的线性质量密度范围为约3.3dtex～约110dtex。9.如权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·维尔雷恩，M·比奥普雷兹，
申请(专利权)人：BFS欧洲股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE