專利名稱：制造運(yùn)動(dòng)場人造草皮地面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造運(yùn)動(dòng)場人造草皮地面的方法，該地面貼切地模擬了高爾夫球場、網(wǎng)球場以及其它草地地面運(yùn)動(dòng)場天然草地的感覺和作用特性。
背景技術(shù)：
運(yùn)動(dòng)比賽場人造草皮地面由絨線地毯構(gòu)成，其絨線或股線固定于底片或底襯件上。該絨線或股線通常由薄的扁而細(xì)的適當(dāng)塑料條形成，該股線可聚集成線束，固定在底片上。該底片是織造的布。用適當(dāng)塑料進(jìn)行織造，粘合劑式的涂層或粘接劑涂在底片或底襯件上，以使股線錨定在該底片上。絨線地毯的具體結(jié)構(gòu)變化相當(dāng)大。一般地講，地毯具有抗風(fēng)雨的或戶外型的結(jié)構(gòu)。
這種地毯通常鋪放在精修的地面上，以形成用來模擬天然草皮運(yùn)動(dòng)場地面的運(yùn)動(dòng)場地面。對(duì)于一些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，在地毯的下面和牢固支承表面的上面鋪放一種彈性底墊，以形成某種吸振效果。另外，在有些情況下，可以在地毯底片的上表面上圍繞絨線鋪放一層沙子或其它顆粒物。這種結(jié)構(gòu)的例子示于1983年6月21授予Frederick T.Haas的美國專利No.4,389,435中。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。
構(gòu)成葉片的合成塑料條當(dāng)用合適的塑料例如擠壓成型又薄又窄的拉取向聚丙烯制作時(shí)，在使用期間易于沿縱向裂開。即在運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)和用力作用其表面時(shí)，該股線的端部傾向于分裂成許多細(xì)片。這些細(xì)片彼此相互纏繞，并且在使用時(shí)與位于地毯上沙層的沙交織在一起。這種作法的例子公開于1982年6月22日授予Seymour A.Tomarin的美國專利No.4,336,286中。
在Alain Lemieux的兩個(gè)專利中，即1994年10月8日授權(quán)的美國專利No.5,356,344和1994年12月20日授權(quán)的美國專利No.5,373,667分別公開了人造草皮和制造人造草皮的方法，在這些方法中，通過向葉片噴沙可設(shè)法顯著增加人造葉片的分裂或綻裂，從而形成密集的交織的墊形表面。在這些公開的專利中，從地毯表面的上面向葉片噴沙而使草形的葉片分裂。上述葉片可用例如聚丙烯、尼龍、聚酯等的薄窄條制作。用沙粒的噴沙打擊薄條上部的自由端便可使它們分裂或綻裂。該分裂或綻裂的端部易于纏結(jié)和交織在一起，形成墊式的表面。然而，要求產(chǎn)生充分分裂的噴沙的力也易于使葉片股線壓折或發(fā)生永久形變而向下壓在地毯的底片上。這樣便破壞了最后人造草皮地面需要的均勻性、柔順性和感覺。
因此，本發(fā)明涉及改進(jìn)的分裂或綻裂人造塑料葉片型股線的方法，該方法可以避免噴沙時(shí)使葉片股線壓折、永久地壓彎或形變，或類似地?fù)p壞該股線。
發(fā)明概述本發(fā)明認(rèn)為使合成塑料葉片的上端部分分裂或綻裂成細(xì)的分開的細(xì)條是可能的，這些細(xì)條彼此纏結(jié)和交織，形成密集的墊式表面，方法是在噴沙處理期間，使人造草皮地毯支承在一個(gè)彈性的緩沖底墊上。另外，作為一種選擇方案，本發(fā)明還認(rèn)為在噴沙處理之后可以用高壓水噴射股線或用刷子刷經(jīng)噴沙處理的表面或用高壓水噴射和刷子刷兩種方法使各個(gè)股線的細(xì)分的細(xì)條再彼此分開，同時(shí)使相鄰股線的細(xì)條交織，從而更好和更密集地組合由相鄰股線的交織細(xì)條構(gòu)成的墊。
本發(fā)明的目的是利用噴沙處理或類似顆粒物的噴射處理在人造絨線地毯的形成葉片的股線上形成一種密集的墊表面，而作為處理的結(jié)果又不壓折或永久地壓彎該股線。
本發(fā)明的另一目的是提供一種簡單的噴沙式的處理方法，使人造草皮地毯的絨線股線的上端部裂開，從而形成密集的交織的運(yùn)動(dòng)場地面，該地面包括股線端部上形成的相互纏結(jié)和交織的細(xì)分的細(xì)條，另外，該處理方法還利用該覆蓋的墊使沉積的沙層保持在地毯的底片上。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種將人造草皮絨線地毯的人造股線的上端部快速地低成本地分成細(xì)條的方法，該方法不會(huì)壓折、壓縮或永久地壓實(shí)原本直立的由股線構(gòu)成的葉片。
閱讀以下說明可以明顯看出本發(fā)明的這些和其它目的，附圖構(gòu)成本說明的一部分。
對(duì)附圖的說明

圖1是示意局部橫截面端視圖，示出人造草皮絨面地毯。
圖2是類似于圖1的視圖，示出地毯鋪放在緩沖底墊上。
圖3是類似于圖2的視圖，示出向地毯的構(gòu)成葉片的股線的上端部分噴沙的步驟。
圖4示意示出由上部分分裂細(xì)條形成的密集的墊和在地毯底片上表面上由噴沙處理沉積的沙層。
圖5示意示出水沖擊步驟，水沖擊可進(jìn)一步使同一股線的細(xì)條分裂，同時(shí)使相鄰細(xì)條纏結(jié)和相互交織，從而形成密集的墊表面，圖中還示出用旋轉(zhuǎn)刷子處理墊的上表面。
圖6示意示出單個(gè)U形股線，該股線的自由上端部已經(jīng)通過噴沙處理分成細(xì)條。
詳細(xì)說明圖1示意示出人造草皮絨線地毯。該地毯具有許多間距很近的線束11，該線束由構(gòu)成人造草葉片的U形彎曲的平的窄條或股線12組成。該線束固定在底片或底襯件14上。該底片用織造布等纖維材料制作，該纖維材料是抗風(fēng)雨的塑料例如聚丙烯纖維或尼龍纖維等。具體的布必須是柔性的，但可以根據(jù)其組成發(fā)生變化。
如圖1示意示出的，線束嵌在構(gòu)成底片的纖維中或穿過該纖維?？梢酝可线m當(dāng)?shù)恼辰觿?6，使線束和底片粘接在一起。該粘結(jié)劑由聚氨酯粘接劑或某些其它合適的用于戶外的粘接劑構(gòu)成，這種粘接劑仍具有彈性或柔性。
地毯鋪放在彈性緩沖底墊18上。該底墊由彈性塑料作的相當(dāng)厚的板或墊構(gòu)成。優(yōu)選的底墊材料是已膨脹的顆粒聚丙烯，該材料模制成微孔開放的墊或板。該板的厚度約在1/2～2英寸之間，其優(yōu)選密度約為2.36英磅/英尺3。該密度可以在約1.5～3英磅/英尺3的范圍內(nèi)變化。墊的厚度取決于所要求的具體效果，還可以改變到稍小于1/4英寸到大到12英寸。
可以改變底墊所用的材料。即可以采用其它彈性的可壓縮塑料，例如用橡膠狀的聚氨酯、聚氯乙烯等材料。
將地毯鋪放在彈性緩沖底墊18上，用高壓噴嘴21噴出的噴沙20或類似的沙粒狀材料噴射股線或葉片的上部分。該噴沙使各個(gè)股線上端部分分裂成許多細(xì)條(見圖6)。該細(xì)條側(cè)向延伸，并纏繞和交織在一起，形成密集的墊24。
噴嘴21從一側(cè)到另一側(cè)以掃描運(yùn)動(dòng)方式來回掃過由股線形成的葉片的上端部分。噴沙噴射的實(shí)際壓力可以改變。優(yōu)選的噴沙壓力在100～120英磅/英寸2的范圍內(nèi)。噴沙用石英砂，其尺寸在約16～40目的范圍內(nèi)，比較好的是在20～24目的范圍內(nèi)，最好約為24目。進(jìn)行噴沙的運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間長度應(yīng)充分使股線端部分分裂成細(xì)分的細(xì)條。例如可以將葉片的1/5的上部分裂成細(xì)條，該細(xì)條仍附著在各自的葉片上。
噴沙的力取決于噴沙掃過地毯表面的時(shí)間長度即快慢，該力不僅使葉片分裂，而且還迫使噴沙向下指向股線之間的區(qū)域，從而使沙沉積在地毯底片的表面上。噴沙掃過絨線地毯表面的速度越快，運(yùn)動(dòng)表面就越慢。即沙粒的反彈速度和滾動(dòng)反比于噴沙掃過葉片的運(yùn)動(dòng)速度。由沉積沙形成的沙層25可以保持在地毯的底片上，在該處沙層由葉片上端部形成的密集的相互纏繞或交織的細(xì)片墊固定就位。
作為舉例，在底片表面上面的葉片高度約為5/8英寸，這對(duì)于高爾夫草地地面是適用的，使該高度的20～33％的上部長度分裂成細(xì)片。在此例中，股線約1/16英寸即約0.07英寸寬，而其厚度約為0.002英寸，因而股線的截面約為矩形。股線對(duì)半彎折，分別形成兩個(gè)葉片，該股線聚集成約含9～11根股線的線束。因此每個(gè)線束形成18～22個(gè)葉片。各個(gè)葉片約20％的上部分被分裂成約4個(gè)細(xì)片。因此每個(gè)線束具有多到70～80個(gè)細(xì)片，這些細(xì)片的下端仍附著在葉片主體上，而其上端部則向橫方向伸出而與相鄰股線的細(xì)片交織在一起。細(xì)片的寬度約0.02英寸，而其長度約0.075～0.125英寸。
在噴沙處理之后，該地毯還可以用高壓噴頭28噴出的高壓噴水27進(jìn)行進(jìn)一步處理。這種噴水的噴射壓力例如約在100～150英磅/英尺2之間，這種噴水起一種激流的作用，使分裂的相鄰細(xì)片進(jìn)一步分開，但不使在同一股線上的細(xì)條彼此完全分開，并同時(shí)使一個(gè)股線上的細(xì)條與相鄰股線上的細(xì)條進(jìn)一步扭曲、彎曲和交織在一起，從而使由交織細(xì)片形成的墊進(jìn)一步密集化。這樣便可形成更密集的和更均勻的墊表面。
該墊表面還可以用例如轉(zhuǎn)動(dòng)刷子29刷，以進(jìn)行進(jìn)一步處理，該刷子放在墊表面上，以使墊表面更為均勻。噴射水流和用刷子刷也可使沙層更為均勻。噴射水流和用刷子刷的處理可以順序進(jìn)行或同時(shí)進(jìn)行，如圖5所示。
有意義的是，噴沙的力可以由地毯下面的彈性緩沖墊充分地吸收，從而防止股線被這種力壓折或壓成永久性的形變或被壓實(shí)。即，在股線的上端部分經(jīng)噴沙處理后該股線仍可保持在其直立位置，或可返回到直立位置。利用沉積的沙層25可部分地保持該直立位置。同樣，股線和墊24可使沙層25固定就位。
在絨線地毯的絨線或直立的股線相對(duì)于地毯底片的平面向一個(gè)方向傾斜或彎曲的情況下，噴沙易于使位于細(xì)條下面的股線部分垂直地伸直。因而沙層有助于使這種股線保持在更豎直的位置。
充填的沙層可以保持在其位置上，因此可將形成墊的地毯卷起來，運(yùn)輸?shù)揭伔诺膱龅?，并可以同沙層一起使用。這還使得噴沙處理可以在運(yùn)動(dòng)場的現(xiàn)場進(jìn)行，或在用沙、噴水處理和用刷子刷的處理更為方便的任何工地或工場進(jìn)行。因此處理后的地毯不再卷起來，并且在需要時(shí)可以直接鋪在運(yùn)動(dòng)場場地上，該沙層仍保持在其位置，并且在使用場地不需要另外的沙作充填沙。
如上所述，具體的絨線地毯的結(jié)構(gòu)可以改變。然而用作高爾夫草地的地毯例子包括的人造草皮為纖度約7600但尼爾、密度約為42盎司/碼2，纖維高度約5/8英寸，再加上厚度在1/2～2英寸的底墊。
同樣，高爾夫球場的通道部分的地毯是纖度約7600但尼爾的合成草皮，其密度約42～55盎司/碼2，纖維高度約5/8～2英寸，再加上至少約1英寸厚的底墊。
再一個(gè)人造草皮例子的織造標(biāo)準(zhǔn)為纖度約在3600～10000但尼爾之間，13～22針/3英寸，3/16針距，材料密度約34～65盎司/碼2。
可以在市場上買到用于模制所需密度底墊的優(yōu)選的顆粒聚丙烯材料。作為舉例，可以買已膨脹的聚丙烯顆粒，其商標(biāo)為NEOPOLEN P，該商標(biāo)是BASF的注冊(cè)商標(biāo)。這種材料有1.3、1.9和2.8英磅/英尺3三種密度可用，按照BASF提供的參數(shù)，其商標(biāo)為EPERAN PP，型號(hào)為PP45、PP30和LBS20。當(dāng)在適當(dāng)?shù)钠桨迥＞哐b置中在技術(shù)人員已知的模制時(shí)間和模制壓力條件下成型這些顆粒料時(shí)，作成要求厚度的最后底墊其密度應(yīng)當(dāng)在1.5～3英磅/英尺3的范圍內(nèi)，并具有微孔開放的結(jié)構(gòu)。選擇的具體密度可改變，以適合具體的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。例如，已發(fā)現(xiàn)作高爾夫草地的滿意的密度約為2.36英磅/英尺3。
用于噴沙處理的具體方法涉及用市場上購買的噴沙裝置在壓力下進(jìn)行噴沙。該壓力最好在100～120英磅/英寸2之間，但壓力可以稍微改變，例如可低至約80英磅/英寸2。由于使噴嘴來回地掃過地毯表面，所以射出的噴流便順序集中在地毯的一個(gè)小部分上。可以改變射出噴流相對(duì)于地毯平面的角度，但優(yōu)選的角度最好約為70°～80°，此種角度似乎可以在最短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生效果。噴嘴與股線的距離可以改變，并使裝置操作員可通過目視觀察噴流的分裂效果來選擇距離。例如，該距離可在約4～5英尺的范圍內(nèi)，這取決于噴嘴掃過地毯的速度。
最好得到的人造草皮特別適合用于高爾夫球場，例如用于草地部分、入口部分、球座部分和通路。人造草皮地面還可用于網(wǎng)球場、足球場或英式足球場，以及用于采用單地地面的其它運(yùn)動(dòng)場。這些運(yùn)動(dòng)場的例子是草地曲棍球場、槌球場、草地滾木球場、兒童游戲場、棒球場等。由本文所述方法生產(chǎn)的人造草皮的地面很貼切地模擬了天然草地地面運(yùn)動(dòng)場所產(chǎn)生的感覺和作用。加工完成的墊表面很貼切地模擬了高爾夫球場要求的天然草地地面和類似的運(yùn)動(dòng)場地面。
用本方法生產(chǎn)的天然草皮還可以用作覆蓋物，鋪在屋脊?fàn)畹谋砻妗⑼ピ汉图装迳?。作為覆蓋物，這種人造草皮將對(duì)這種表面形成一層絕熱的防水層。
本發(fā)明還可以在以下權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行開發(fā)。因此，我們認(rèn)為，上述說明僅作為本發(fā)明有效實(shí)施例的例示，而不具有嚴(yán)格限定的意義。
權(quán)利要求
1.一種制造鋪在地面上的運(yùn)動(dòng)場人造草皮地面的方法，包括以下步驟形成地毯式的覆蓋件，該覆蓋件具有底襯件以及間距很近的直立的草形葉片，該葉片由窄的細(xì)長塑料條構(gòu)成，該塑料條的下端部分固定在底襯件上，而其上端自由部分處于該底襯件的上方；將彈性緩沖墊鋪在支承地面上，然后將覆蓋件鋪在該墊上；將沙形粒子噴射在葉片的上部分，以足夠大的壓力噴射，噴射足夠長的時(shí)間，以使葉片上端部分分裂成細(xì)條，這些細(xì)條仍連接于其各自的葉片并纏繞在一起，由此在地毯上形成一層密集的相互交織的成墊的外露草形表面，在噴沙期間緩沖墊彈性地支承直立的葉片，以防止噴沙期間葉片被壓折或永久性地壓在該底襯件上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，上述細(xì)片普遍地位于由噴沙沉積在底襯件上的沙層的上面，而交織的細(xì)片墊封閉沉積在該底襯件上的沙層。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，緩沖墊用微孔開放的已膨脹的顆粒聚丙烯制作，將該聚丙烯被模制成板形件。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，上述緩沖墊的密度在1.5～3英磅/英尺3之間。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括用成型的微孔開放的已膨脹的顆粒聚丙烯制作上述彈性緩沖墊，該顆粒聚丙烯的密度約在1.3～2.8英磅/英尺3之間，該墊的厚度約在1/2英寸～2英寸之間，而墊密度約在1.3～3英磅/英尺3之間，從而形成高爾夫球場的模擬天然草地的地面或球座地面或通道地面，或形成模擬類似運(yùn)動(dòng)場草地的地面。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，該方法包括選擇密度約為1.9英磅/英寸3的聚丙烯顆粒，以及約1/2～1英寸的底墊厚度，由此形成模擬天然草地的網(wǎng)球場地面。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法包括使上述底墊模制成其密度約在1.5～3英磅/英尺3之間的墊，并使細(xì)片從其相應(yīng)葉片上向橫方向分叉出來，與相鄰葉片的細(xì)片相互交織，而同時(shí)使位于細(xì)片下面的葉片部分在噴沙處理之后仍保持直立。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法在噴沙之后還包括在運(yùn)輸?shù)靥汉蛯⒃摰靥轰伔旁谶\(yùn)動(dòng)場上使其就位時(shí)，隨同沉積在地毯上的沙一起搬運(yùn)該地毯，該沙是通過噴沙沉積在地毯上的并由封閉的交織細(xì)片墊使該沉積的沙固定在地毯上。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括向已分裂的股線噴射壓力足夠大的水流，以使股線上的沒有完全彼此分開的相鄰細(xì)片分開，使這些細(xì)片纏結(jié)，形成密集的相互纏繞交織的細(xì)片墊，并平整通過噴沙沉積在底襯件上的沙層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，該方法還包括在噴沙步驟之后用刷子刷股線，以進(jìn)一步分開相鄰細(xì)片以及增加它們的纏繞性。
全文摘要
一種形成運(yùn)動(dòng)場人造草皮地面的方法,該方法包括以下步驟:首先形成絨線地毯覆蓋物,該地毯覆蓋物具有底襯件(14),該底襯件上帶有間距很近的直立的形成模擬草葉片的草形塑料股線(12)。該覆蓋物鋪放在彈性緩沖墊(18)上,而該緩沖墊放在結(jié)實(shí)的地面上,并將沙形顆粒料噴射在葉片(12)的上部分上,用充分大的壓力進(jìn)行噴射,噴射足夠長的時(shí)間,以使葉片的上端部分分裂成細(xì)片(23),該細(xì)片仍保持連接于各自葉片并與相鄰的細(xì)片交織,從而在地毯的上表面上形成密集的墊。在噴沙期間,位于地毯下面的彈性緩沖墊(18)彈性地支承直立的葉片,從而可防止噴沙的力將葉片壓折或永久性的壓彎。
文檔編號(hào)E01C13/00GK1263575SQ98807101
公開日2000年8月16日 申請(qǐng)日期1998年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月9日
發(fā)明者阿蘭·勒米厄 申請(qǐng)人:2752-3273魁北克公司