人造草皮及形成人造草皮的方法和设备

摘要

本发明涉及一种人造草皮，所述人造草皮包括背衬和许多连接到背衬并横向于背衬的表面延伸的人造草叶片，所述人造草叶片具有不规则、特别是局部变窄的横截面。由于人造草叶片的自由端部附近的该局部变窄的横截面，这些人造草叶片显著类似于草的天然叶片并且也表现出类似的特性。本发明还涉及形成这种人造草皮的方法和可以执行该方法的设备。这里，变窄的横截面可以通过拉伸人造草叶片形成，其中在拉伸之前、拉伸期间和/或拉伸之后可以例如通过局部加热人造草叶片而将其塑化。

说明书

技术领域

本发明涉及如权利要求1前序中所述的人造草皮，如权利要求5前序中所述的形成这种人造草皮的方法，和如权利要求14前序中所述的形成这种人造草皮的设备。

背景技术

人造草越来越多地用于替代天然草。人造草具有可以在几乎所有天气情况下使用的优势，由此例如可以更好地利用运动场地。当然人造草也不需要任何养分，所以它也可以用在例如非常干燥和温暖的地区。此外，人造草要求比天然草少得多的维护并具有更长的寿命，因此成本相对低。

人造草场地一般由例如沙子或碎石的地面组成，在该地面上布置了其上具有实际人造草皮的弹性阻尼层。可选择地与橡胶颗粒混合的沙子可以进一步分撒在该人造草皮内。人造草皮本身由背衬组成，大量人造草叶片接合到该背衬。这些人造草叶片通常通过簇绒(tufting)或编织而连接到背衬。在实际中，大量合成纤维编织或簇绒到背衬内，在这之后，如此形成的环圈或堆叠被切割开。

为了尽可能接近地仿效天然草场地的特性，具有多个不同材料层的人造草场地的相对复杂的结构是必需的。对于允许人造草用在竞技水平的运动，这是一项重要的要求。

人造草的问题在于人造草叶片还没有充分地仿效天然草叶片的属性，人造草叶片毕竟是通过工业化生产的-特别是挤压的-合成纤维形成的。特别地，在天然草场地出现的叶片的形式和尺寸上的变化迄今几乎不可能在人造草上复制。虽然提议将不同材料或者不同厚度的人造草叶片组合到单个人造草皮，但是这导致采用通常生产技术不可能以可接受的成本制造的复杂结构，或很难制造。

发明内容

现在本发明的目的是提供一种人造草皮，该人造草皮的人造草叶片比传统人造草皮更精确地相似于天然草叶片，并且该人造草皮的性能特点因此更接近地近似天然草场地的性能特点。根据发明，通过一种人造草皮实现了上述目的，该人造草皮包括背衬和许多连接到背衬并基本上横向于背衬的表面延伸的人造草叶片，至少一些人造草叶片具有不规则横截面。通过给予人造草叶片或至少它们中的一些以不规则横截面，使得它们更接近地类似天然草叶片。

当至少一些人造草叶片具有至少局部变窄的不规则横截面时，能够实现不规则之外的效果。

在根据本发明人造草皮的优选实施例中，人造草叶片包括自由端部部分和连接到背衬的根基部分，并且变窄的横截面位于自由端部部分的位置处或位于自由端部部分的附近。在这种方式中，如实地模仿草的天然叶片，该叶片毕竟也具有相对宽的、坚固和坚硬的根基并且从根基减缩到一个点。

当拉伸带有局部变窄的横截面的人造草叶片时，可以以相对简单的方式达到这种效果。

本发明进一步涉及一种形成人造草皮的方法，该方法包括下述步骤：提供背衬，将许多基本上横向于背衬的表面延伸的人工草叶片连接到背衬，其中人造草叶片通过提供许多合成纤维、将合成纤维连接到背衬和将连接到背衬的人造纤维切割到所希望的长度来形成。根据本发明，至少一些人造草叶片在此处形成有不规则横截面。

如上所述，至少一些人造草叶片优选地形成有至少局部变窄的横截面，该横截面有利地形成在每个人造草叶片的自由端部部分的位置处或自由端部部分的附近。

优选地进一步通过拉伸人造草叶片形成变窄的横截面。为了简化该拉伸并且防止人造草叶片因为这种变形而变得更坚固和硬实，可以在拉伸之前、拉伸期间和/或拉伸之后塑化人造草叶片。这种人造草叶片塑化可以通过例如至少叶片的局部加热来实现。还可以想到施加能量的其它方法来塑化叶片。

不规则横截面优选地在将合成纤维切割成所希望的长度之前形成。这是因为合成纤维仍然可以相对好地被处理和加工。

在现在可取的该方法的变形中，合成纤维通过双编织连接到背衬，其中在每种情况中都提供两个相互平行且间隔开的背衬，并且合成纤维被编织穿过两个背衬，然后在两个背衬之间被切断，并且在切断合成纤维之前形成不规则横截面。从而在单个操作中生产两个人造草皮，两个草皮均提供具有所希望的不规则的局部变窄的横截面的人造草叶片。

当在切断合成纤维之前增大背衬之间的间距时，在这里可以以简单的方式拉伸人造草叶片。

最后，本发明还涉及一种设备，采用该设备可以应用上述方法来制造具有带有不规则横截面的人造草叶片的人造草皮。为了这个目的，本发明提供了一种形成人造草皮的设备，该设备包括供给背衬的第一供给装置、供给许多合成纤维的第二供给装置、将合成纤维连接到背衬的连接装置和将连接到背衬的合成纤维切割成所希望的长度的切割装置。根据本发明，该设备适于形成至少一些带有不规则横截面的人造草叶片。

该设备特别地适于形成带有局部变窄的横截面的人造草叶片，特别是在自由端部部分的位置处和在自由端部部分的附近形成带有局部变窄的横截面。

根据本发明的该设备的优选实施例具有拉伸人造草叶片的拉伸装置。另外，该设备可以具有与拉伸装置共同作用的用于塑化人造草叶片的塑化装置。

如上所述，这些塑化装置可以适于至少局部地加热人造草叶片。当连接装置适于以相互平行的行将合成纤维连接到背衬时，塑化装置优选地包括安置在这些行之间的许多加热组件。因而，所有合成草叶片被加热到差不多相同的程度。

在根据本发明的设备的优选实施例中，其中采用该设备可以以简单的方式生产大量带有不规则人造草叶片的人造草皮，连接装置包括：双织机，该双织机提供有间隔开并相互平行的两个编织框架；和连接到该双织机的释放输送机，切割装置安置在释放输送机之间，并且该设备适于使合成纤维在切割装置的上游形成不规则横截面。

当拉伸装置适于使释放输送机在切割装置的上游运动分开时，在这里获得该设备的结构简单的实施例。

附图说明

现在基于实施例阐明本发明，其中参照附图，在附图中以一次增加100的附图标记标出对应元件，并且在附图中：

图1示出了穿过带有传统的人造草叶片的人造草场地的示意性截面图；

图2示出了通过挤压的合成纤维形成的传统人造草叶片的一部分的侧视图；

图3示出了天然草叶片的侧视图；

图4是根据本发明的具有合成草叶片的人工草场地的对应图1的视图；

图5示意性示出了如何通过局部加热塑化合成纤维；

图6示意性示出了如何在塑化之后拉伸和切割合成纤维；

图7是应用于形成具有局部变窄的人造草叶片的人造草皮的双织机编织方法的示意性视图；

图8示出了用于塑化合成纤维的加热元件的示意性侧视图；以及

图9示出了草皮背衬的示意性俯视图，该草皮背衬编织有许多行人造草叶片，并且加热元件设置在这些行之间。

具体实施方式

现有技术的人造草场地1(图1)由地面2和布置地面2上的人造草皮3组成。地面2可以又由相对硬实的例如沥青或碎石制成的基层4和布置基层4上的例如结合的橡胶颗粒或塑料泡沫的弹性阻尼层5组成。人造草皮3由背衬6和大量通过簇绒(tufting)、针织(knitting)或编织(weaving)而连接到背衬6的人造草叶片7组成。这些人造草叶片7大致竖直地站立。人造草叶片7之间的空间可以选择性地进一步填充例如沙子和橡胶颗粒的混合物M。

传统的人造草叶片7由连续的合成纤维8生产，这些连续的合成纤维8在簇绒机、针织机或织机以环圈或堆叠的形式连接到背衬6，在这之后，这些环圈或堆叠被切割开，以形成各个叶片7。因为叶片7是由连续的合成纤维8形成的，而连续的合成纤维8又由适当地塑料通过挤压生产，所以人造草叶片7有均匀的横截面，在所示的实施例中，叶片宽度为ba(图2)。在这方面，人造草叶片7显著不同于具有不规则横截面的天然草叶片9(图3)。这是因为天然草叶片在它们的根基10附近具有相对大的宽度BN，其朝草叶片的自由端部或尖端11逐渐减小到小的宽度BN。由于在叶片长度上横截面的变化的这种差异，具有均匀的人工草叶片7的传统人造草场地具有与天然草场地明显不同的特点。

根据本发明的人造草场地101(图4)具有与传统的人造草场地本质上相同的结构。这里也有由硬实基层104和弹性阻尼层105组成的地面层102。铺放在地面层上的是由背衬106和从背衬大致垂直伸出的人造草叶片107组成的人造草皮103。

根据本发明的这些人造草叶片107与上述讨论的传统的人造草叶片7的不同之处在于，根据本发明的这些人造草叶片107具有不规则横截面。它们特别地具有局部变窄的横截面。在所示实施例中，每个人造草叶片107都具有自由端部部分111和连接到背衬106的根基部分110，并且变窄的横截面位于自由端部部分111附近。正如上述讨论的天然草叶片7那样，根据本发明的人造草叶片107逐渐变细成一个点。

人造草叶片107的局部变窄的横截面可以通过拉伸这些叶片(例如通过在其上施加张力)而产生。因为实际原因，在生产人造草皮103的过程中通过拉伸合成纤维108而首先形成变窄的横截面，然后切割合成纤维至所希望的长度，以形成人造草叶片107(图6)。为了限制待施加的力，这里可以在拉伸之前、拉伸期间以及拉伸之后塑化(plasticize)人造草叶片107，例如通过局部加热人造草叶片进行塑化(图5)。拉伸之后的塑化具有防止人造草叶片107作为它们塑性变形的结果而变得更坚硬的特别目的，由此人造草叶片仍将以相对应的横截面获得明显不同于天然草叶片的特点。

为了形成人造草皮103，使用设备120，该设备设置有：用于供给背衬106(例如以卷轴的形式，背衬106从该卷轴展开)的第一供给装置121；和用于供给大量合成纤维108(例如以大量线轴的形式，合成纤维108从这些线轴展开)的第二供给装置122。设备120进一步设置有：用于将合成纤维108连接到背衬106的连接装置123；和在合成纤维108连接到背衬106之后将纤维切割到所希望的长度的切割装置124。

根据本发明，该设备120适于形成具有变窄的端部部分111的人造草叶片107。为此，设备120设置有拉伸人造草叶片107的拉伸装置125和与拉伸装置125共同作用用于塑化人造草叶片107的塑化装置126。

在所示示例中，连接装置123由双织机(double loom)和连接到双织机的释放输送机131形成，该双织机设置有相互平行配置的两个间隔开的编织框架127。在这种双织机上，可以同时加工两个背衬106，因此使得在这里第一供给装置121也必须包括两个具有背衬106的卷轴。这里，合成纤维108通过两个编织框架127被交替地编织到下背衬和上背衬106中。

在设备120的这个实施例中，切割装置124安置在释放输送机131之间，塑化装置126也一样。这里，这些塑化装置126适于局部加热合成纤维108和/或由合成纤维108形成的人造草叶片107。在所示实施例中，塑化装置126为此包括许多加热组件128。象通常人造草皮那样，在双织机中，大量合成纤维108以相互平行的行R连接到背衬106。因而，在所用情况下，加热组件128被设置成彼此平行并在这些行之间(图9)延伸。这里，这些加热组件128采取在内部具有能够精确地调节的加热元件130的细长主体129的形式(图8)。为了在拉伸期间能够恰当地连续加热合成纤维108，细长主体129可以采取在横向方向上可调整或渐缩的形式。

如上所述，合成纤维108首先被拉伸，然后才在设备120中切断(severed)。为此，在所示实施例中，在背衬106的运动方向上看，拉伸装置125适于使释放输送机131在切割装置124的上游运动分开。拉伸装置125可以例如包括在释放输送机131的运动方向上的分叉导引件132。

采用上述设备120，可以以快速和高效的方式将具有变窄的端部部分111的人造草叶片107同时提供给两个合成草皮103。

虽然已经基于实施例阐明了本发明，但明显本发明并不局限于上述实施例。因而，人造草叶片也可以除通过拉伸之外的方式提供有局部变化的横截面。合成纤维本身可以例如生产为具有可变的横截面。叶片还可以除了通过编织之外的方式连接到背衬，例如通过簇绒或针织方式。人造草叶片的断面形式也可以进一步在它们的全部长度上(而不是在自由端部附近)均匀地变化。

因此，本发明的范围通过所附的权利要求单独地限定。