人造草皮及生產方法技術

本發明專利技術提供人造草皮及生產方法。本發明專利技術提供人造草皮(1400)的制造方法。該方法包括步驟(100)生成聚合物混合物(400，500，600)，其中聚合物混合物包括穩定化聚合物(402)、主體聚合物(404)、阻燃聚合物組合物和增容劑(406)。穩定化聚合物和主體聚合物不混溶。穩定化聚合物包括在主體聚合物內被增容劑圍繞的纖維。穩定化聚合物為芳族聚酰胺。阻燃聚合物組合物為三嗪和三聚氰胺的混合物。該方法還包括步驟(102)將聚合物混合物擠出為單絲(706)。該方法還包括步驟(104)驟冷單絲。該方法還包括步驟(106)重新加熱單絲。該方法還包括步驟(108)拉伸重新加熱的單絲(706’)使纖維彼此相對排列并將單絲形成為人造草皮纖維。該方法還包括步驟(110)將人造草皮纖維引入至人造草皮背襯(1406)。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及人造草皮及人造草皮的生產，所述人造草皮還被稱作合成草皮(synthetic turf)。本專利技術進一步涉及模擬草的纖維的生產，并特別是基于聚合物共混物(polymer blends)的人造草皮纖維和由這些人造草皮纖維制成的人造草皮毯(artificial turf carpet)的產品和生產方法。
技術介紹
人造草皮(artificial turf)或人造草坪(artificial grass)為由纖維制成的用于代替草坪的表面。人造草皮的結構被設計為使人造草皮具有類似草的外觀。典型地，人造草皮用作如足球、美式足球、橄欖球、網球、高爾夫球等的運動，比賽場或鍛煉場的表面。此外人造草皮通常被用于景觀應用。使用人造草皮的優點是它消除了對于比賽或景觀表面的草護理，如定期修剪、翻松、施肥和澆水的需要。由于例如對用水的地區性限制，澆水是困難的。在其它氣候帶，與天然草坪因場上比賽和/或鍛煉而被破壞相比，草的再生和緊密的草覆蓋的再形成緩慢。盡管人造草皮場地它們不需要類似關注和努力來維護，但可需要一些維護如必須清潔灰塵和碎片并且必須定期刷洗。這樣做可幫助在比賽或鍛煉的時候被踩倒后纖維直立。在5-15年的典型使用時間內，如果人造草皮運動場可經受高機械磨耗、可抵抗紫外線、可經受熱循環或熱老化、可抵抗與化學品的相互作用和各種環境條件，則是有益的。因此如果在其使用時間內人造草皮具有長的使用壽命、耐久，并保持其比賽和表面特性以及外觀，則是有益的。美國專利申請US 2010/0173102 A1公開了一種人造草坪，其特征在于包覆材料的親水性不同于用于芯的材料的親水性。專利
技術實現思路
本專利技術提供人造草皮的制造方法和根據該方法制造的人造草皮。從屬權利要求中給出實施方案。在一方面，本專利技術提供人造草皮毯的制造方法。該方法包括生成聚合物混合物的步驟。用于此處的聚合物混合物包括不同類型的聚合物的混合物，還可能具有各種添加至聚合物混合物的添加劑。術語“聚合物混合物”還可用術語“母料(master batch)”或“配合料(compound batch)”代替。在一方面，本專利技術提供人造草皮的制造方法。該方法包括生成聚合物混合物的步驟。聚合物混合物包括穩定化聚合物(stabilizing polymer)、主體聚合物(bulk polymer)、阻燃聚合物組合物(flame-retardant polymer combination)和至少一種增容劑。主體聚合物可例如為一種以上的聚合物與其它添加的組分的混合物。例如著色劑或其它添加劑可添加至主體聚合物。穩定化聚合物和主體聚合物不混溶。通過闡述穩定化聚合物和主體聚合物不混溶，意指穩定化聚合物與至少大部分由主體聚合物組成的組分不混溶。例如主體聚合物可由與穩定化聚合物不混溶、并且具有小部分的由第二聚合物組成的主體聚合物的一種聚合物組成，該第二聚合物與或可能與穩定化聚合物至少部分不混溶。穩定化聚合物包括在主體聚合物內被增容劑圍繞的纖維。這使得主體聚合物的纖維能夠混合至主體聚合物。穩定化聚合物為芳族聚酰胺(aramid)。阻燃聚合物為三嗪和三聚氰胺的混合物的組合。聚合物芳族聚酰胺具有非常良好的結構性和時間性溫度穩定性。芳族聚酰胺為極性分子。芳族聚酰胺的一些變體還已知為商品名Kevlar。如上所述，主體聚合物可為不同聚合物的混合物。在一個實例中，主體聚合物為一種類型的純聚合物。在另一實例中，主體聚合物為不同聚合物的共混物。在另一實例中，主體聚合物可為非極性聚合物和極性聚合物二者的混合物。在這種情況下，用于組成主體聚合物的大部分聚合物為非極性。阻燃聚合物由三嗪和三聚氰胺的混合物組成。三嗪和三聚氰胺二者為非極性分子。因此三嗪和三聚氰胺與主體聚合物不混溶。在著火的情況下，三嗪和三聚氰胺的組合在單絲(monofilament)的表面形成熄滅火的膨脹層(intumescence layer)。阻燃聚合物和穩定化聚合物的組合增加由聚合物混合物形成的纖維的耐火性。這是因為芳族聚酰胺具有極其良好的熱穩定性并且即使主體聚合物熔融或燃燒，芳族聚酰胺仍將維持其形狀并防止任何纖維變形或失去它們的形狀并完全熔融。膨脹層覆蓋任何人造草皮纖維或單絲的表面，因此如果用于制成人造草皮的單絲或纖維熔融，則停火時膨脹層不太有效。因此穩定化聚合物在停火時增加膨脹層的有效性。該方法進一步包括將聚合物混合物擠出為單絲的步驟。該方法進一步包括驟冷(quenching)單絲的步驟。該方法進一步包括重新加熱單絲的步驟。該方法進一步包括拉伸重新加熱的單絲使纖維彼此相對排列(aligned relative to each other)并將單絲形成為人造草皮纖維的步驟。芳族聚酰胺比熱聚合物或用于制成聚合物混合物的聚合物更加熱穩定。重新加熱的單絲的拉伸使得這些纖維比擠出時排列得更好。當通過火燃燒或加熱單絲時，使纖維彼此相對排列提供額外的穩定性。因此拉伸工序進一步提高阻燃聚合物組合物作為膨脹層的有效性。另一實施方案中，穩定化聚合物包括芳族聚酰胺纖維。另一實施方案中穩定化聚合物為極性聚合物。另一實施方案中阻燃聚合物組合物為聚合物的非極性混合物或共混物或組合。另一實施方案中主體聚合物為非極性聚合物或多種非極性聚合物的組合。另一實施方案中主體聚合物為極性聚合物和非極性聚合物二者的組合。主體聚合物可具有增容劑以使非極性聚合物和極性聚合物能夠混合。在主體聚合物由非極性聚合物和極性聚合物的混合物組成的情況下，以重量計大部分的主體聚合物為非極性。另一實施方案中聚合物混合物包括小于或等于8重量％的穩定化聚合物。另一實施方案中聚合物混合物包括小于或等于10重量％的穩定化聚合物。另一實施方案中聚合物混合物包括小于或等于12重量％的穩定化聚合物。另一實施方案中聚合物混合物包括小于或等于15重量％的穩定化聚合物。另一實施方案中聚合物混合物包括小于或等于20重量的％阻燃聚合物組合物。另一實施方案中聚合物混合物包括小于或等于22重量％的阻燃聚合物組合物。另一實施方案中聚合物混合物包括小于或等于25重量％的阻燃聚合物組合物。另一實施方案中聚合物混合物包括小于或等于27重量％的阻燃聚合物組合物。另一實施方案中聚合物混合物包括小于或等于29重量％的阻燃聚合物組合物。另一實施方案中阻燃聚合物組合物中三嗪與三聚氰胺的重量比為1.8。另一實施方案中阻燃聚合物組合物中三嗪與三聚氰胺的重量比為1.9。另一實施方案中阻燃聚合物組合物中三嗪與三聚氰胺的重量比為2.0。另一實施方案中阻燃聚合物組合物中三嗪與三聚氰胺的重量比為2。另一實施方案中阻燃聚合物組合物中三嗪與三聚氰胺的重量比為2.1。另一實施方案中阻燃聚合物組合物中三嗪與三聚氰胺的重量比為2.2。上述實施方案中，給出的三嗪與三聚氰胺的比，數值后小數點的使用表示范圍。例如，值1.8的使用表示在1.75和1.85之間的比。值1.9表示在1.85至1.95的范圍。值2.0表示在1.95和2.05之間的范圍。值2.1表示在2.05和2.15之間的范圍。值2.2表示在2.15和2.25之間的范圍。另一實施方案中，主體聚合物包括下述任一者：非極性聚合物、聚烯烴聚合物、熱塑性聚烯烴聚合物、聚乙烯聚合物、聚丙烯聚合物、聚酰胺聚合物、聚乙烯聚合物共混物，及本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種人造草皮(1400)的制造方法，所述方法包括下述步驟：?(100)生成聚合物混合物(400，500，600)，其中所述聚合物混合物包括穩定化聚合物(402)、主體聚合物(404)、阻燃聚合物組合物、和增容劑(406)，其中所述穩定化聚合物和所述主體聚合物不混溶，其中所述穩定化聚合物包括在所述主體聚合物內被所述增容劑圍繞的纖維，其中所述穩定化聚合物為芳族聚酰胺，其中所述阻燃聚合物組合物為三嗪和三聚氰胺的混合物；?(102)將所述聚合物混合物擠出為單絲(706)；?(104)驟冷所述單絲；?(106)重新加熱所述單絲；?(108)拉伸重新加熱的單絲(706’)使所述纖維彼此相對排列并將所述單絲形成為人造草皮纖維；?(110)將所述人造草皮纖維引入至人造草皮背襯(1406)。

【技術特征摘要】
2015.04.27 EP 15165199.91.一種人造草皮(1400)的制造方法，所述方法包括下述步驟：-(100)生成聚合物混合物(400，500，600)，其中所述聚合物混合物包括穩定化聚合物(402)、主體聚合物(404)、阻燃聚合物組合物、和增容劑(406)，其中所述穩定化聚合物和所述主體聚合物不混溶，其中所述穩定化聚合物包括在所述主體聚合物內被所述增容劑圍繞的纖維，其中所述穩定化聚合物為芳族聚酰胺，其中所述阻燃聚合物組合物為三嗪和三聚氰胺的混合物；-(102)將所述聚合物混合物擠出為單絲(706)；-(104)驟冷所述單絲；-(106)重新加熱所述單絲；-(108)拉伸重新加熱的單絲(706’)使所述纖維彼此相對排列并將所述單絲形成為人造草皮纖維；-(110)將所述人造草皮纖維引入至人造草皮背襯(1406)。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚合物混合物包括下述任一者：小于或等于8重量％的所述穩定化聚合物，小于或等于10重量％的所述穩定化聚合物，小于或等于12重量％的所述穩定化聚合物，和小于或等于15重量％的所述穩定化聚合物。3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述聚合物混合物包括下述任一者：小于或等于20重量％的所述阻燃聚合物組合物，小于或等于22重量％的所述阻燃聚合物組合物，小于或等于25重量％的所述阻燃聚合物組合物，小于或等于27重量％的所述阻燃聚合物組合物，和小于或等于29重量％的所述阻燃聚合物組合物。4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其中在所述阻燃聚合物組合物中三嗪與三聚氰胺的重量比為下述任一者：1.8、1.9、2.0、2、2.1和2.2。5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其中所述主體聚合物包括下述任一者：聚烯烴聚合物、熱塑性聚烯烴聚合物、聚乙烯聚合物、聚丙烯聚合物、聚酰胺聚合物、聚乙烯聚合物共混物及它們的混合物。6.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其中所述主體聚合物包括第一聚合物、第二聚合物和所述增容劑，其中所述第一聚合物和所述第二聚合物不混溶，其中所述第一聚合物在所述第二聚合物中形成被所述增容劑圍繞的聚合物珠。7.根據權利要求6所述的方法，其中拉伸重新加熱的單絲使所述聚合物珠變成為線狀區。8.根據權利要求6或7所述的方法，其中所述主體聚合物的生成包括下述步驟：-(200)通過將所述第一聚合物和所述增容劑混合來形成第一混合物；-(202)加熱所述第一混合物；-(204)擠出所述第一混合物；-(206)將擠出的第一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：D·施米茨，S·西克，D·桑德爾，O·瓦格納，
申請(專利權)人：普利特運動產品有限責任公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE