專利名稱：運動場的人造草皮地面的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及改進的草地型運動比賽場用的人造草皮地面。
背景技術：
運動比賽場的人造草皮地面通常用地毯構成，該地毯具有直立的絨線或股線，而這此股線固定于底片或底襯件上。設股線由適當塑料作的薄的平的窄條構成，這些窄條可以被聚集，形成固定于底片的線束。該底片一般用適當塑料纖維織造的布制作，在該底片上涂有彈性涂層或粘接劑，以便錨定該股線。這種絨面地毯的細節(jié)結構變化相當大。然而一般地講，它們具有抗風雨的或戶外型的結構。
這種地毯通常鋪設在精修的平的地面上，以形成運動比賽場，該比賽場被設計成可以模仿天然草皮運動場地面。對于某些運動，在地毯的下面和結實的支承地面上鋪設彈性底墊，以產(chǎn)生吸振效果。另外，在有些情況下，在地毯底片的上表面上圍繞股線鋪放一層沙或一層其它顆粒材料。于1983年6月21日授予Frederick T.Haas的美國專利No.4,389,435中已說明此種結構的例子。另一例子示于1987年1月20日授予Seymour A.Tomarin的美國專利No.4,637,942中。
另外，在以下專利中公開了由草皮式地毯形成的人造草皮的例子，該草皮鋪放在彈性的底墊上1970年12月29日授予Carter等美國專利No.3,551,263公開了聚氨酯泡塑底墊；1967年7月25日授予Faria等的美國專利No.3,332,828公開了PVC泡塑底墊或聚氨酯泡塑底墊；1987年1月20日授予Seymour A.Tomarin的美國專利No.4,637,942公開了橡皮式底墊；1989年11月21日授予Hans-Urich Brietschidel的美國專利No.4,882,208例示出微孔封閉的聚乙烯泡塑底墊；1971年8月3日授予Theodore Buchholz等的美國專利No.3,597,297公開了具有孔隙的聚氨酯底墊；1985年3月19日授予James W.Leffingwell等的美國專利No.4,505,960公開一種吸振墊，該墊用泡沫聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯和聚丙烯等制造。
正如上述不同先有專利例示的，在過去已經(jīng)研究了底墊材料和結構，當這些材料和結構與適當?shù)男纬扇嗽烊~片的地毯聯(lián)用時，形成的運動比賽地面極好地模仿了天然草皮運動比賽場地面的感覺、作用和反應效果。在上述專利中使用的大量材料表明，現(xiàn)在還沒有找到這種人造草皮的地面。
本發(fā)明涉及一種與形成人造草皮的地毯聯(lián)用的特殊塑料底墊地面，這種地面極好地模仿了天然草場，這種地面在感覺和性能上特別接近于典型高爾夫球場的天然草皮地面，而且很類似于其它運動比賽場的天然草皮地面。
發(fā)明概述本發(fā)明認為可能使一種特殊的彈性的聚丙烯模制的底墊與人造草皮地毯聯(lián)用，該底墊與人造草皮地毯相結合產(chǎn)生一種效果，該效果顯著類似于天然草地比賽地面，特別是高爾夫球場的地面。因此本發(fā)明認為可以利用已膨脹的顆粒聚丙烯模制成一個微孔開放的厚板或墊，該顆粒聚丙烯的密度約在1.3～2.8磅/英尺3之間，而該底墊的密度在1.5～3磅/英尺3之間。草皮地毯和支承底襯的聯(lián)用效果可以通過用噴沙法處理人造草葉片的自由端部而得到加強，這種噴沙處理可使葉片端部分裂或破裂成細片，這些細片相互纏繞和交織在一起，而在地毯上形成稠密的上部墊表面。
本發(fā)明的目的是提供一種具有特殊彈性底墊的人造草皮，該底墊用微孔開放的已膨脹的顆粒聚丙烯塑料制作，該底墊作為草皮的一部分產(chǎn)生一種貼切模仿天然草皮運動場的效果。
閱讀下面說明可以明顯看出本發(fā)明的這些和其它的目的和優(yōu)點，附圖構成此說明的一部分。


圖1是示意局部橫截面端視圖，示出人造草皮的絨線地毯；圖2是類似于圖1的示意圖，示出配置在彈性的微孔開放的用已膨脹顆粒聚丙烯模制的底墊上的地毯；
圖3是類似于圖2的圖，示出形成地毯葉片的股線上端部分用噴沙處理的步驟；圖4示意示出人造草皮地面，該地面具有由分裂細片形的稠密墊和一層沙，該層沙是在地毯底上的上表面上在進行噴沙操作期間沉積的；圖5示意示出另一可選擇的處理步驟，即用水流噴射地毯，以便進一步分裂股線上的細片，同時使相鄰的細片纏繞或交織在一起，形成密集的墊表面，還示出用旋轉刷子處理墊的上表面；圖6示意示出一個U形的股線，該股線的自由上端部已用噴沙處理方法分裂成細片；圖7示意示出高爾夫球場的高爾夫運動員使用球座的部分。
圖8是局部放大示意橫截面圖，示出球座，該球座可插入人造草皮上形成的槽口中，該人造草皮具有其上表面上形成的墊；圖9是類似于圖8的示意圖，示出插入草皮上槽口的球座，該草皮還未形成上端部細片和交織的墊表面。
詳細說明圖1示意示出一部分人造草皮的絨線地毯。該地毯具有許多間隔很近的線束11，該線束由U形的扁平的彎曲薄條或股線12組成，該股線構成人造草的葉片。該線束固定在底片或底襯件14上。該底片由織造的布或類似的纖維材料構成，該纖維材料用穩(wěn)定的抗風雨的塑料例如聚丙烯纖維或尼龍纖維等組成。這種特殊的布必須是柔性的，或者隨其組成可以改變。
如圖1示意示出的，該線束嵌入在形成底片的纖維中或穿過該纖維。為將線束和底片結合在一起，涂有適當?shù)恼辰訉?6。該粘接層可以用聚氨酯粘合材料或其它適用的戶外用的粘合劑形成，該粘合劑仍具有彈性或柔性。
將地毯放置在彈性的緩沖底墊18上。該底墊由相當厚的模制板或墊構成，該墊用有彈性的微孔開放的已膨脹的顆粒聚丙烯模制。該墊的厚度在約1/2～2英寸的范圍內，其優(yōu)選密度約為1.5～3磅/英尺3之間。該墊的厚度取決于要求的特定效果還可以在1/4英寸到高達12英寸的范圍內變化。
將地毯鋪放在彈性緩沖底墊18上，然后用從高壓噴嘴21噴出的噴沙20或類似的沙粒形材料處理股線或葉片的上部分。這種噴沙將使股線中各個股線的上端部分分裂成許多細片23(見圖6)。這些細片往側向延伸，從而纏繞和交織在一起，形成密集的墊24。
噴嘴21可以從一側到另一側以掃描的方式來回地對著由股線形成的葉片的上端部分噴沙。噴沙的實際壓力可以變化。優(yōu)選的噴沙壓力在100～120磅/英寸2范圍內。該噴沙可用石英沙，粒度在約16～40目之間，在20～24目之間比較好，最好約為24目。噴沙的移動速度和噴沙的時間長度選擇為足以使股線的端部分分裂成分開的細片。例如葉片上部約1/5的部分被分裂成細片，該細片仍連接于各自的葉片。
噴沙的力，取決于噴沙掃過地毯表面的時間長度即快慢，不僅可以分裂葉片，而且還迫使噴出的沙落在股線之間，使沙沉積在地毯底片的表面上。由此形成的沙層25可以保持在地毯的底片上，在此處該沙由葉片上端部上形成的密集的相互纏結的或交織的細片墊保持就位。
作為舉例，葉片在地毯表面上的高度約為5/8英寸，這對于高爾夫草地是適用的，可使該高度上部的約20％～30％的長度分裂成細片。在此例中，股線約1/16英寸即約0.07英寸寬，約0.002英寸厚，使得其橫截面約為矩形，它們在對半處彎折，形成兩個葉片，并聚集成約9～11根股線的線束。這樣每線束構成18～22個葉片。每個葉片上部約20％的部分被分裂成約四根細片。因此每個線束具有多到約70～80根細片，這些細片的下端部仍連接于葉片主體，而其上端部則向橫方向伸出，而與相鄰股線的細片纏繞。該細片約0.02英寸寬，長約0.075～0.125英寸。
噴沙步驟之后，可用高壓噴頭28噴出的高壓噴水進一步處理地毯，該噴水的壓力例如約為100～150磅/英寸2，該噴水起沖擊的作用，進一步使已分裂的細片分開，但不能使同一股線上的細片分離，同時使一根股線的細片與相鄰股線的細片進一步扭曲、彎折和交織在一起，從而使由交織細片形成的墊更密集。這樣便形成更密集和更均勻的墊表面。
該墊表面還可以用例如旋轉刷子29進行掃刷，作進一步處理，該刷子放在墊表面上，可將墊表面刷得更均勻。噴射水或用刷子刷的處理可以相繼地進行，或同時進行，如圖5示意示出的。
有意義的是，噴沙的力可通過地毯下面的彈性緩沖墊充分地吸收，從而防止股線被壓折，或發(fā)生永久性形變，或由這種力壓實。即股線在其上端部進行噴沙處理之后仍可以保持在其直立位置或可以返回其直立位置。該直立位置部分地由沉積的沙層25保持。同時，股線和墊24使沙層25固定就位。
充滿的沙層可以固定就位，因而交織的地毯可以卷起來，并運輸?shù)綀龅兀谠撎幵俅蜷_并帶沙層應用。還可以在運動比賽場的場地或在任何工場或工地進行噴沙處理，在這些地方，用沙及進行噴水處理和刷子處理更為方便。因此處理后的地毯可以不再卷起來，需要時可直接鋪在運動場地面上，并且沙子仍保持在其位置上，在使用場地不再需要另外的沙子進行充填。
如上所述，具體的絨線地毯結構可以改變。然而高爾夫草地用的地毯的例子包括的人造草皮其纖度約7600但尼爾，密度約為42盎司/碼2，纖維高度約5/8英寸，再加上厚度為1/2～2英寸的底墊。
同樣，高爾夫球場通道地面地毯的例子包括纖度約7600但尼爾的人造草皮，其密度約42～55盎司/碼2，纖維高度約8/5～2英寸，再加上至少1英寸厚的底墊。
人造草皮的另一例子的織造標準為纖度在3600～10000但尼爾范圍內，用13～22針/3英寸，3/16間距(gage)和密度約34～65盎司/碼2的材料。
可以在市場上購買原料顆粒聚丙烯材料并模制成要求密度的底墊。作為舉例，可以用BASF的已膨脹的聚丙烯顆粒，其商標為NEOPOLENP購買，該商標是BASF的注冊商標。這種材料有1.3、1.9、28磅/英尺3三種密度可用，據(jù)BASF提供的參考，其商標為EPERNPP，型號為PP45、PP30和LBS20。當在適當?shù)钠桨迥＞咧性诩夹g人員已知的模制時間和模制壓力條件下模制這些顆粒材料時便可以模制出要求厚度的密度在1.5～3磅/英尺3范圍的最終底墊。模制出的平板墊具有微孔開放的結構。選擇的具體密度可以根據(jù)具體的運動項目而改變。例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用作高爾夫草地的滿意的密度在約2.36磅/英尺3的范圍內。
用于噴沙處理的具體方法涉及用市場上買的噴沙設備在高壓條件下進行噴沙。壓力最好在100～120磅/英寸2的范圍內，但壓力可以稍許變化，例如可低至約80磅/英寸2。使噴嘴來回地掃過地毯表面，射出的沙流便順序地打在一小部分地毯上。相對于地毯平面的噴射沙流的角度可以改變，但優(yōu)選的角度約為70～80°，這一角度似乎可以在最短的時間內取得很大的效果。噴嘴與股線之間的距離可以變化，設備操作人員可通過目視觀察噴射流的分裂作用來選擇最佳距離。例如此距離可在4～5英寸的范圍內，這取決于噴嘴掃過地毯的移動速度。
最后的人造草皮特別適用于高爾夫球場，例如適用于草地地面、入口地面、球座地面和通道地面。這種草皮地面還可用于網(wǎng)球場、足球場或英式足球場以及用草地的其它運動場。這些運動場的例子是草地曲棍球場、槌球場、草地滾球場、兒童游戲場和棒球場等。用本文所述方法生產(chǎn)的人造草皮地面很貼切地模仿了由天然草地地面運動場所產(chǎn)生的感覺、作用或回彈性。最后的可交織的表面很貼切地模擬了高爾夫球場和類似球場所要求的天然草地地面。這種草皮還可以用在屋脊狀表面上、庭院中或甲板上，在這些地方，人造草皮可以形成隔熱的不透水的覆蓋物。
如圖7和9所示，人造草皮可以用在高爾夫球場的球座位置，即用在運動員用球座支承球的區(qū)域，以便在此區(qū)域進行擊球。在這些區(qū)域中可以在人造草皮地毯的底片上和底墊上形成許多狹縫30，以便接收用手插入的標準球座。狹縫30的尺寸被定為可以密接地插入球座31。為方便球員找到具體的狹縫位置，可以加上顏色標記32，例如在人造草皮地面上加上適當墨水或油漆標記。圖7示出具有細片形成墊的人造草皮，而圖8示出沒有表面墊的草皮形狀。在兩種情況下，該狹縫均可以接收高爾夫球的球座。
本發(fā)明還可以在下述權利要求書的范圍進一步開發(fā)。因此我們希望，上述說明只能看作為例示本發(fā)明的有效實施例，沒有嚴格限定的意義。
權利要求
1.一種用于高爾夫球場地面或其它草地型運動比賽地面的人造草皮地面，該地面由人造草皮地毯構成，該地毯具有柔性底片及固定在該底片上的用塑料作的間距很近的直立葉片形的股線，該股線形成密集的墊式的外露上表面，上述底片配置在一個彈性的緩沖底墊上，該底墊鋪放在一個牢固的表面上，改進包括上述底墊由相當厚的板構成，該板用微孔開放的已膨脹的彈性聚丙烯顆粒模制而成，而上述地毯和其支承底墊很貼切地模擬了部分天然草地高爾夫球場地面例如草地地面或球座地面或通道地面以及類似的草地式的運動場地面。
2.如權利要求1所述的人造草皮地面，上述顆粒聚丙烯的密度在約1.3～2.8磅/英尺3之間，上述底墊的厚度在1/4～12英寸之間。
3.如權利要求2所述的人造草皮地面，上述聚丙烯材料的密度約在1.3～1.9磅/英尺3之間，而厚度約在1～2英寸之間，因此該地面模擬了高爾夫球場的天然的高爾夫草地和球座地面。
4.如權利要求2所述的人造草皮地面，該地面的上述聚丙烯材料的密度約為1.9磅/英尺3，而其厚度約在1/2～1英寸之間，從而形成模擬天然草地網(wǎng)球場的地面。
5.如權利要求2所述的人造草皮地面，該地面的上述聚丙烯材料的密度約為1.3磅/英尺3，上述底墊的厚度約在1～2英寸之間，從而形成模擬天然高爾夫球場的球座部分。
6.如權利要求2所述的人造草皮地面，該地面的上述聚丙烯材料的密度約為1.9英磅/英尺3，而底墊的厚度在約1～2英寸之間，從而形成模擬天然高爾夫球場的草地地面。
7.如權利要求1所述的人造草皮地面，上述底墊是模制的，用密度約在1.3～2.8英磅/英尺3的已膨脹的聚丙烯顆粒模制，其厚度約在1/2～2英寸之間，模制成整體的微孔開放的墊，該墊的密度在約1.5～3英磅/英尺3之間。
8.如權利要求7所述的人造草皮地面，該地面的上述模制底墊的密度約為2.36英磅/英尺3，從而形成模擬天然高爾夫球場草地等地面的地面。
9.如權利要求1所述的人造草皮地面，該地面包括上述股線的上端部分，該上端部分分裂成細片，該細片形成密集的墊并相互纏繞在一起，在該底片的上表面上加一層沙粒式材料，該層材料大體位于交織的細片下面，并基本上充滿股線之間的縫隙，上述沙層由上述纏繞的細片覆蓋。
10.如權利要求1所述的人造草皮地面，該地面包括由柔性的彈性材料作的粘合劑型的增強層，該增強層涂在底片的下表面上，位于底墊的上表面上，該增強層用合成塑料例如聚氨酯塑料形成。
11.如權利要求1所述的人造草皮地面，該地面包括許多在地毯上形成的間隔開的短狹縫，該狹縫的尺寸被定為可以暫時地接收向下插入的標準尺寸的高爾夫球座，因此高爾夫運動員可以用手將球座插在任何一個選擇的狹縫中，該球座用于支承高爾夫球，以便擊球。
全文摘要
一種高爾夫球場、網(wǎng)球場和其它草地地面運動場用的人造草皮地面,該人造草皮地面由人造草皮地毯構成,該地毯具有柔性的底片(14)和間距很近的直立的葉片式的股線(12),該股線由塑料構成,形成密集草皮式地面。該地毯被支承在緩沖底墊(18)上,該底墊由一個厚的模制的板構成,該模制板用已膨脹的微孔開放的顆粒聚丙烯模制而成。彈性的可壓縮的聚丙烯底墊與人造草皮地毯相結合極貼切地模擬了天然草覆蓋的運動場地面。
文檔編號E01C13/08GK1264449SQ98807100
公開日2000年8月23日 申請日期1998年6月9日 優(yōu)先權日1997年6月9日
發(fā)明者阿蘭·勒米厄 申請人:2752—3273魁北克公司