具有大理石花纹的单丝的人造草皮制造技术

本发明专利技术提供一种人造草皮(1000)的制造方法，所述方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
具有大理石花纹的单丝的人造草皮
[0001]本申请是申请日为2017年3月31日、申请号为201780017781.7、专利技术名称为“具有大理石花纹的单丝的人造草皮”的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及人造草皮及人造草皮的生产，所述人造草皮还被称作合成草皮(synthetic turf)。本专利技术进一步涉及模仿草的纤维的生产，和特别是基于聚合物共混物(polymer blends)的人造草皮纤维和由这些人造草皮纤维制成的人造草皮毯(artificial turf carpet)的产品和生产方法。

技术介绍

[0003]人造草皮(artificial turf)或人造草坪(artificial grass)为由用于代替草的纤维构成的表面。人造草皮的结构被设计为使人造草皮具有类似草的外观。典型地，人造草皮用作如英式足球、美式足球、橄榄球、网球、高尔夫球等的运动，比赛场或锻炼场的表面。此外，人造草皮通常被用于景观应用。
[0004]使用人造草皮的优点是它消除了对于比赛或景观表面的草的护理，如定期修剪、翻松、施肥和浇水的需要。由于对用水的地区性限制，导致例如浇水是困难的。在其它气候带，与天然草坪表面因场上比赛和/或锻炼而破坏相比，草的再生和紧密的草覆盖的再形成缓慢。尽管人造草皮场地不需要类似关注和努力来维护，但它们可能需要一些维护如必须清洁灰尘和碎屑并且必须定期刷洗。可以这样做来帮助纤维在比赛或锻炼期间被踩倒后直立。在整个5
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15年的通常使用时间内，如果人造草皮运动场可以经受高机械磨损、可以抵抗紫外线、可以经受热循环或热老化、可以抵抗与化学品的相互作用和各种环境条件，则是有益的。因此，如果人造草皮具有长的使用寿命、耐久，并且在其整个使用时间内保持其比赛和表面特性以及外观，则是有益的。
[0005]对于许多应用，它旨在生产真实地再现天然草坪的外观的人造草皮。
[0006]另外，期望生产可以容易地制造并且具有大理石花纹色图案的人造草皮。
[0007]美国专利申请US 2010/0173102 A1公开了人造草坪，其特征在于包覆用材料的亲水性不同于用于芯的材料的亲水性。
[0008]US 20070154661A1描述了再现天然草坪的合成草纱线。向挤出机供给有不同颜色的条形式的如PE等材料。控制挤出机使得挤出的产品不呈现均匀的着色。然而，所述文献没有公开如何能够防止在挤出过程期间不同颜色的PE条的均匀混合。
[0009]WO 2015/144223 A1描述了人造草皮的制造方法。该方法包括以下步骤：生成聚合物混合物，其中聚合物混合物为至少三相体系。聚合物混合物包括第一聚合物、第二聚合物、和增容剂。第一聚合物和第二聚合物不混溶。第一聚合物在第二聚合物内形成被增容剂围绕的聚合物珠。该方法包括将聚合物混合物挤成单丝，将单丝骤冷(quenching)、重新加热、和拉伸以将聚合物珠变形为线状区(threadlike regions)并且将人造草皮纤维引入人造草皮毯。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供具有单丝的人造草皮的制造方法，所述单丝包括独立权利要求中的第一和第二颜色的大理石花纹图案。在从属权利要求中给出实施方案。
[0011]一方面，本专利技术提供人造草皮的制造方法。该方法包括以下步骤：
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生成液体聚合物混合物。聚合物混合物为至少两相体系。这些相中的第一相包括第一聚合物和第一染料。聚合物混合物的这些相中的第二相包括第二聚合物和第二染料。第二染料具有与第一染料不同的颜色。第二聚合物与第一聚合物为相同或不同的类型。第一相和第二相不混溶。第一相在第二相内形成聚合物珠；
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将聚合物混合物挤出成包括第一和第二颜色的大理石花纹图案的单丝；
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将单丝骤冷；
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将单丝重新加热；
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将重新加热的单丝拉伸以使聚合物珠变形为线状区并且将单丝形成为人造草皮纤维；
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将人造草皮纤维引入人造草皮衬底(artificial turf backing)中。
[0018]本专利技术的实施方案可以使用表示在天然草坪中存在的颜色的第一和第二颜色，例如，绿色和黄色、或亮绿色和深绿色、或绿色和亮棕色等。所述实施方案可以具有高度真实地再现天然草坪的外观的优点。在其它实施方案中，可以将其它颜色组合用于产生大理石花纹图案但不必需为天然草坪状图案。
[0019]在另一个有益的方面，其中两种不同的染料在两个不同的相中分离，其中一相以珠的形式在第二相中“乳化”的液体聚合物混合物的生成是有利的，因为它不必需使用或制造机械地防止两种染料的过早混合的定制的挤出机，从而确保生成具有大理石花纹图案的单丝而不是具有第一和第二颜色的中间颜色的单丝。因此，本专利技术的实施方案使得使用与用于生成单色单丝相同的挤出机器来生成大理石花纹的单丝。这可以降低生产成本并且可以增加可用单一熔融和挤出设备生成的人造草皮类型的多样性。
[0020]此外，为了提供精确地再现天然草坪的纹理的人造草皮，不需要要求多个挤出头以供给一个复杂的喷丝头工具的复杂的共挤出。
[0021]在另一个有益的方面，本专利技术的实施方案可以保证待挤出的液体聚合物混合物的产生和挤出过程本身不产生两种染料的均匀混合物。如果例如将基于相同聚合物类型并且包括不同颜色的颜料的两种以上的PE条同时供给至挤出机，必须非常谨慎地选择温度、压力、挤出时间和其它挤出参数以防止将导致具有均匀的中间色的挤出产物的不同染料的混合。相反，本专利技术的实施方案提供人造草皮纤维的产生方法，该方法可以产生大理石花纹的纤维并且对于工艺参数特别地稳固(robust)，该工艺参数例如升高的温度、搅拌和混合挤出机中不同聚合物的延长的时间、压力、和可以导致产生两种染料的均匀混合物的其它因素。这是因为具有不同染料的至少两种聚合物形成不同的相，因此即使在高温和/或广泛的搅拌条件下也不混合。
[0022]在另一个有益的方面，本专利技术的实施方案可以使得生产具有特别细的颗粒状大理石花纹图案的单丝，因为可以产生一个相的小液滴并且以乳化形式在液体聚合物混合物中稳定化，直至将混合物挤出(参见例如图3b中所示的单一单丝的大理石花纹图案)。
[0023]在另一个有益的方面，即使在两种不同类型的聚合物用作第一和第二聚合物的情
况下，第二聚合物和任何不混溶的聚合物也不会彼此分层。线状区嵌入第二聚合物内。因此，它们不可能分层。
[0024]根据实施方案，将增容剂添加至聚合物混合物并且将第一聚合物和第二聚合物分界，从而进一步防止两种不同类型的聚合物的分层。优选地，将增容剂添加至其相分离由极性和非极性聚合物之间的极性差异而引起的聚合物混合物。
[0025]第一聚合物和第二聚合物的使用使得能够调整人造草皮纤维的性质。例如，较软的塑料，例如PE，可以用于具有较大质量分数的聚合物，例如，第二聚合物，以赋予人造草皮更自然的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人造草皮(1000)，其包括人造草皮衬底(1002)和引入所述人造草皮衬底的人造草皮纤维(1004)，其中所述人造草皮纤维包括在其表面上包括第一颜色和第二颜色的大理石花纹图案的至少一种单丝，其中所述单丝为在挤出步骤中从液体聚合物混合物生成的单丝，其中，所述聚合物混合物为至少两相体系，这些相中的第一相(402)包括第一聚合物和第一染料，所述聚合物混合物的这些相中的第二相(404)包括第二聚合物和第二染料，所述第二聚合物与所述第一聚合物为相同或不同的类型，所述第一相和所述第二相不混溶，所述第一相在所述第二相内形成聚合物珠，其中所述第一相和第二相的相分离通过以下引起：a)所述第一聚合物和所述第二聚合物中的一种是极性聚合物且另一种是非极性聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：普利特运动产品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：