Нити для искусственного дернового земляного покрытия, искуственное дерновое земляное покрытие и игровые площадки, включающие такие нити, и способ изготовления таких нитей

007555 Область техники, к которой относится данное изобретение Данное изобретение относится к нитям для искусственных дерновых земляных покрытий, к искусственным дерновым земляным покрытиям, включающим такие нити, и к игровым площадкам, включающим такие нити, и к способу изготовления таких волокон. Уровень техники Искусственный дерн, хорошо известный как искусственная трава или как искусственный газон для игровой площадки, обычно представляет собой ковровое земляное покрытие, типично имеющее более или менее вертикальные единичные нити или мультиволоконные пряди, прикрепленные к подстилающему слою и направленные вверх из этого слоя. Эти пряди могут быть образованы из тонких плоских нитей пластиковых материалов. Пряди могут быть собраны в пучки, которые прикрепляются к подстилающему слою. Подстилающий слой обычно имеет текстильную или текстилеподобную структуру и обычно также сделан из пластикового материала. Такие земляные покрытия обычно покрывают поверхность земли для формирования игровых спортивных площадок и обычно служат в качестве замены естественных травяных земляных покрытий или других традиционных покрытий игровых спортивных площадок, которые менее устойчивы к интенсивному использованию, требуют большего ухода и обычно образуют менее однородную и более неровную поверхность. Для обеспечения амортизационных свойств под ковром и на твердой земляной поддерживающей поверхности может быть положен упругий слой. Также известно использование гранулированных наполнителей на подстилающем слое и вокруг пучков для поддержания пучков в вертикальном положении. Пример такого искусственного дернового покрытия описан в заявке на международный патент WO 98/56993. Пряди таких искусственных дерноподобных земляных покрытий должны удовлетворять нескольким требованиям. Одним требованием является упругость, т.е. пряди должны распрямляться после плоского продавливания к земле, например, ступней игрока, и пряди должны быть способными распрямляться быстро и многократно. Кроме того, особенно для игры в футбол, пряди должны быть достаточно жесткими, чтобы мяч, лежащий на них, располагался так, чтобы оставалось пространство над подстилающим слоем. Для того чтобы удовлетворять этим требованиям, пряди обычно делают из гибких, эластичных материалов, сохраняющих свою первоначальную форму также после существенных деформаций,таких как полипропилен, линейный полиэтилен низкой плотности или блоксополимер полипропилена и полиэтилена. Еще одно требование состоит в том, чтобы пряди имели хорошую долговечность. В частности, пряди не должны слишком легко фибриллировать. Еще одно требование - коэффициент трения между прядями и кожей человека не должен быть слишком большим во избежание ожогов на коже человека, скользящего по траве. Особенно в отношении последнего свойства, желательны еще улучшения,позволяющие сделать искусственный дерн привлекательным в качестве замены натурального дерна для игр и других целей, таких как использование в качестве игровых площадок для детей, которые включают или могут включать частый скользящий контакт кожи с травой, как в футболе. В eвропейской заявке на патент 0259940 предлагают искусственную траву, имеющую более низкий коэффициент трения, чем трава, состоящая их полипропиленовых прядей. Описано добавление полиэтилентерефталата к полипропилену или производство прядей травы соэкструдированной мультислойной ленты, включающей внутренний слой полипропилена между внешними слоями линейного полиэтилена низкой плотности. Линейный полиэтилен низкой плотности имеет более низкий коэффициент трения,чем полипропилен, и сам известен как материал, из которого могут быть получены пряди. Далее описано, что, кроме того, может быть полезным полиэтилентерефталат, обладающий низким коэффициентом трения и способностью (низкой) абсорбировать влагу. Однако такая трава относительно мягкая, что, повидимому, оказывает обратное действие на распределение нагрузки, так что создаются относительно высокие нормальные давления, когда игрок наступает на траву. В сочетании с по-прежнему вполне существенным коэффициентом трения трава-кожа это способствует образованию ссадин на коже при скользящем контакте между кожей и травой. В заявке на международный патент WO 99/04074 предлагается объединить полиамидное и полиолефиновое соединение, выбранные из комплекта, состоящего из полипропилена, линейного полиэтилена низкой плотности и блоксополимера полипропилена и полиэтилена в нитях для искусственного дерна. Более конкретно, в частности, описываются соэкструдированные нити, состоящие из внутреннего слоя или внешних слоев полипропилена, линейного полиэтилена низкой плотности или блоксополимера полипропилена и полиэтилена, и внешних слоев или, соответственно, внутреннего слоя полиамида. В этом документе также описано использование иных, чем моноволокна, нитей, предпочтительно с одной стороны, фибрилированных нитей блоксополимера полипропилена и полиэтилена, фибрилированных нитей полиэтилена высокой плотности, фибрилированных нитей полиэтилена низкой плотности или фибрилированных нитей полипропилена и, с другой стороны, фибрилированных полиамидных нитей. Однако искусственный дерн, сделанный из таких мультиволоконных нитей, также не уменьшает трение по отношению к коже человека в той степени, которая достаточна для использования, например, в качестве футбольного поля. Кроме того, восстановление нитей из полиэтилена высокой плотности после больших-1 007555 деформаций, таких как складка под ногой игрока, недостаточно. В заявке на eвропейский патент 0417832 описано, что последующая фибрилляция и связанное с этим изнашивание искусственной дерновой поверхности земли могут быть уменьшены использованием волокон, нарезанных из экструдированной пленки, которая была растянута в соотношении, максимально,1:2 или 1:3. Однако это достигается за счет снижения прочности и жесткости волокна, по сравнению с тем, что могло бы быть достигнуто при более высоких соотношениях растяжения, так что для достижения желаемой общей жесткости (т.е. способности переносить мяч) искусственного дернового покрытия требуется относительно много волокнистого материала. Сущность изобретения Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить волокно для производства прядей для искусственного дернового покрытия, обладающее более низким коэффициентом трения по отношению к коже человека, одновременно оставаясь жестким и достаточно эластичным для того, чтобы проявлять хорошую устойчивость и упругое восстановление формы даже после повторной деформации. Согласно настоящему изобретению эта цель достигается тем, что предлагаются нити по п.1. Изобретение также может быть осуществлено в виде искусственного дернового покрытия по п.10, в котором пряди сделаны из таких нитей, в виде игрового поля по п.11, которое включает в себя искусственное земляное покрытие, и в виде способа по п.12 производства таких нитей. Было найдено, что при объединении с внутренним слоем растянутого материала, который проявляет лучшее упругое восстановление формы после больших деформаций, чем растянутый полиэтилен высокой плотности, обеспечение внешних слоев полиэтиленом высокой плотности, даже если они расположены в той части дерна, которая подвержена наибольшим деформациям, приводящим к изгибанию прядей, приводит к тому, что пряди существенно не страдают от относительно низкого упругого восстановления формы при больших деформациях, которое обычно ассоциируется с растянутым полиэтиленом высокой плотности. Поскольку коэффициент трения полиэтилена высокой плотности с кожей человека относительно низок, получают искусственный дерн с особенно низким коэффициентом трения по отношению к коже человека, избегая при этом плохого восстановления формы после деформаций, связанного обычно с растянутым полиэтиленом высокой плотности. Отдельные воплощения изобретения сформулированы в связанных между собой пунктах формулы изобретения. Дальнейшие аспекты, результаты и детали изобретения представлены в подробном описании со ссылкой на чертежи. Краткое описание чертежей Фиг. 1 представляет собой схематический вид поперечного сечения образца примера синтетического дернового игрового поля согласно изобретению; фиг. 2 обозначает увеличенный вид сечения образца примера моноволоконного дерна согласно изобретению; фиг. 3 - схематический увеличенный вид сечения образца другого примера моноволоконного дерна согласно изобретению; фиг. 4 - увеличенная перспектива короткого образца дополнительного примера моноволоконного дерна согласно изобретению. Варианты осуществления изобретения Изобретение в первую очередь описано с отсылкой к наиболее предпочтительным воплощениям изобретения. Образец искусственного игрового поля, представленный на фиг. 1, включает в себя часть земли 1 и искусственного дернового земляного покрытия 2, покрывающего грунт. Могут быть предусмотрены дополнительные слои между землей 1 и покрытием 2, например, для выравнивания неровностей на земле,для уменьшения действия и/или поглощения влаги. Искусственное дерновое покрытие 2, в соответствии с этим примером, состоит из подложки 3 и плотно примыкающих пучков 4, имеющих U-образную форму, плоских, тщательно изогнутых полосок или прядей 5, что образует искусственные травяные полотна. Пряди 5 прикрепляются к прокладке, состоящей из остова 6 и соединительного слоя 7. Остов может быть, например, сделан из устойчивого к атмосферному воздействию пластика, такого как полипропиленовый или найлоновый волоконный материал. Пучки 4 размещаются вокруг или проходят через волокна, образующие основное полотно, и закрепляются на месте клейким материалом соединительного слоя 7, в который частично вкраплены структура 6 и пучки 4. Концы прядей 5, которые выступают вверх из подложки 3, могут, например, быть фибриллированы, как показано, образуя искусственный дерн, более гладкий на вид, более мягкий на ощупь,обладающий улучшенной способностью удерживать жидкость. Кроме того, может быть обеспечено профилированное сечение, для того чтобы сделать дерн еще более гладким на вид и более мягким на ощупь. Высота стопки, измеренная от прокладки 3, предпочтительно от 1 до 8 см. Если стопка относительно высокая, может быть полезным частично заполнить стопку наполнителем, таким как песок и/или резина или другими гранулами, так чтобы пряди менее легко спрессовывались до полностью плоского состояния рядом с прокладкой. Ширина прядей 5 составляет предпочтительно от 0,5 до 20 мм, причем от-2 007555 носительно широкие пряди предпочтительно предусматриваются в виде лент, полученных из пленки с продольными желобками и ребрами (см. фиг. 3). Число пластинок на пучок 4 составляет предпочтительно между 1 и 12. Толщина нити составляет предпочтительно от около 0,04 до 0,2 мм. Если пучки сделаны из профилированной ленты с желобками 60 и ребрами 61, пластинки легко разрезаются вплоть до остова 6 на большее число полосок при использовании или в результате специальной стадии обработки. Это позволяет, например, получать прекрасный дерн при обработке только ограниченного числа пластинок, например от одной до трех или до шести полосок на пучок. Нить для пряди 5 искусственного дернового земляного покрытия 2 согласно примеру, показанному на фиг. 1, представляет собой пряжу, образованную единичным филаментом 4, разрезанным или разделенным из ленты, имеющей внутренний слой 8 и два внешних слоя 9, каждый на одной из двух противоположных сторон внутреннего слоя 8 (фиг. 2). Внешние слои 9 сделаны из материала, отличного от материала внутреннего слоя 8. Внутренний слой 8 содержит полиэтилен высокой плотности (ПЭВП;HDPE). Поскольку нити являются моноволоконными конструкциями, скручивание нитей не является необходимым способом производства прядей, и нет возможности ускоренного изнашивания из-за расплетания прядей. Производство нитей согласно настоящему примеру включает в себя экструдирование внутреннего слоя 8, внешних слоев 9 и придание слоям мультислойной конфигурации, в которой внутренний слой 8 располагается между двумя указанными внешними слоями 9. Экструзия слоев 8, 9 предпочтительно выполняется путем одновременного соэкструдирования слоев. Если кожа игрока скользит по искусственному дерновому покрытию 2 согласно настоящему примеру, кожа фактически контактирует только с ПЭВП материалом на наружной стороне прядей 5 в форме ленты. ПЭВП имеет очень низкий коэффициент трения с кожным материалом человека, так что риск повреждения и, особенно, ожогов кожи, относительно низок. Несмотря на использование растянутого ПЭВП, материал которого относительно плохо восстанавливается после деформации, во внутренних слоях волоконного материала, имеющего форму ленты, искусственный дерн из нитей, как предложено выше, обладает способностью к восстановлению, подобной той, которую имеет дерн, сделанный только из одного материала сердцевины; это происходит несмотря на то, что ПЭВП располагается в той части материала, которая в наибольшей степени удалена от нейтральной линии при сгибе прядей 5. Кроме того, увеличивается долговечность искусственного дерна, поскольку слои ПЭВП уменьшают тенденцию материала фибриллировать при употреблении. Внутренний слой предпочтительно содержит полипропилен, смесь полипропилена и резины, блоксополимер полипропилена и полиэтилена или линейный полипропилен низкой плотности или полиэтилентерефталат. Таким образом, получается хорошая адгезия между слоями, что также благоприятно для возвращения в исходное состояние внутренних слоев ПЭВП после больших деформаций. Это помогает препятствовать возникновению постоянных (остаточных) деформаций прядей. Кроме того, для хорошего восстановления формы прядей 5 благоприятно, если общая толщина внешних слоев составляет не более, чем 50% и предпочтительно от 15 до 25% от толщины мультислойного материала. Даже если имеют место постоянные деформации внешних слоев, влияние на общую форму прядей остается относительно ограниченным, поскольку чем тоньше внешние слои 9, тем сильнее внутренний слой 8 будет способствовать возвращению прядей 5 в положение, по меньшей мере, близкое к исходному, в случае постоянных деформаций внешних слоев 9. Поэтому также благоприятно, если толщина каждого из внешних слоев меньше 50 мкм и предпочтительно меньше 20 мкм. Кроме того, для подгонки относительно толстого внутреннего слоя минимальная общая толщина нитей должна при благоприятных обстоятельствах составлять по меньшей мере 100 мкм. Материал, согласно настоящему примеру, был растянут в продольном направлении при соотношении растяжения 1:6. При растяжении, предпочтительно при соотношении растяжения по меньшей мере от 1:3 до 1:4, сила растяжения материала и, соответственно, изгибающие нагрузки, при которых материал деформируется, постоянно увеличиваются. Кроме того, сердцевинные материалы, такие как полипропилен, имеют тенденцию слишком легко подвергаться фибрилляции после растяжения. Внешние слои ПЭВП защищают нити от такой последующей фибрилляции, так что растяжение может применяться без известного вреда от увеличенной последующей фибрилляции. Схематическое изображение ленты 54 для образования многожильного пучка 54, в котором внешние слои ПЭВП перемежаются с желобками 60, дано на фиг. 3. Лента 54, которая в действительности обычно имеет более гладкую форму, моделируется параллельными, продольными, чередующимися ребрами 61 и желобками 60 на каждой стороне ее противоположных сторон. Каждый из желобков 60 на одной стороне экструдированной ленты 64 расположен диаметрально противоположно желобкам 60 на противоположной стороне ленты 54. Лента 54 с желобками 60 на ее поверхностях предпочтительно вырезается из пленки, выдавленной из матрицы, имеющей профилированный скос на обеих сторонах, выступы для образования желобков 60,имеющих высоты предпочтительно большие, чем ширины этих выступов, причем высоты выступов предпочтительно по меньшей мере в 1,5 раза и более предпочтительно примерно в 2 раза больше, чем ширины этих выступов, измеренные на половине расстояния, над которым выдается соответствующий-3 007555 выступ. Желобки 60 образуют разрывы слоя ПЭВП 59, которые защищают ленту 54 от последующей фибрилляции. Для использования в искусственных земляных покрытиях лента 54, имеющая систему ребер 61 и желобков 60 предпочтительно на обеих сторонах, обладает тем преимуществом, что лента 54 легко расщепляется или дополнительно фибриллирует, что проиллюстрировано на разрезе 62 и, до некоторой степени, нерегулярно, что благоприятно с точки зрения естественного вида, но только или, главным образом, вдоль линий, определяемых желобками 60, так что в значительной степени предотвращается случайная последующая фибрилляция, уменьшающая общую упругую деформацию газона. Разрезы в профилированной ленте обычно следуют за перегородками между стержнями волокна более плотно, чем в лентах и нитях, полученных из непрофилированного волокна. Подобно этому в ленте с желобками 60,диаметрально противоположными друг другу на противоположных сторонах ленты, разрезы стремятся распространяться вдоль стержня волокна менее часто, чем в нитях или ленте, полученной из пленки, которая профилирована только с одной стороны, так что долговечность искусственных нитей увеличивается. Влияние локального разрыва на защиту от расщепления, образуемого желобками, может быть также достигнуто благодаря внешним слоям и внутренним слоям из других материалов, в которых внешний слой защищает внутренний слой от расщепления. В ленте, согласно настоящему примеру, желобки 60 распространяются на некоторое расстояние также и во внутренний слой 58. Это приводит к дополнительному обеспечению эффекта, задающего направление расщеплению желобков 60. Продольное расщепление лент, полученных из пленки 54, на множество волокон или групп волокон может, например, производиться путем применения к лентам сдвиговых нагрузок и/или нагрузок,имеющих поперечный компонент. Расщепление такого типа можно произвести простым способом, например заданием режима, обеспечивающего равномерное или ступенчатое сужение вращающихся цилиндров, над которыми пропускается лента 54, в противоположных осевых направлениях. Сила поперечного растяжения может быть генерирована, например, применением вращающихся цилиндров, периферическая поверхность которых имеет форму акульих зубов или волнистую форму в осевом сечении. Воздействие на пленку или куски ленты из нее поперечных нагрузок или растягивающей нагрузки, имеющей поперечный компонент, выполняется скручиванием отрезков пленки, имеющих форму ленты, в нити в блоке скручивания (не показан). Особое преимущество состоит в том, что пучок может первоначально быть нерасщепленным или частично расщепленным, что может иметь место при производстве пленки и/или разрезании пленки на ленты. Это в свою очередь позволяет производить земляное покрытие с пучками, каждый из которых содержит очень ограниченное количество прядей или даже единичную прядь пучкового материала, что облегчает производство. Пучковый материал расщепляется на множество более похожих на траву прядей в процессе производства ленты с помощью специальной окончательной обработки, такой как высокоскоростное фибриллирование или расчесывание и/или при употреблении. Это приводит к структуре, в которой лента не будет или в меньшей степени будет расщеплена в области остова 6 (фиг. 1) и будет расщеплена в большей степени дальше от остова 6, к которому прикреплена лента. Точное расщепление представленной пленки 54 вдоль стержней, образованных противоположными парами желобков 60, особенно усиливается благодаря тому, что желобки 60 имеют нижние части, включающие в себя относительно острые внутренние углы. Эти острые внутренние углы увеличивают концентрацию напряжений в стержнях, образованных противоположными парами желобков 60. Кроме того,внутренний слой 58 предпочтительно сделан из материала, который расщепляется легче, чем внешние слои 59. На фиг. 4 показана нить, имеющая плоское сечение и полученная из ленты, имеющей внутренний слой 28 и внешние слои 29, 39. Внешний слой 29 на одной стороне нити имеет другой цвет, чем внешний слой 39 на другой стороне нити. Обеспечение искусственного дерна прядями из плоских нитей, одна сторона которых имеет иной цвет и/или оттенок, чем другая сторона, позволяет получить искусственный дерн, имеющий особенно привлекательный внешний вид. Этот эффект также может быть достигнут, если дерн состоит из других материалов, чем материалы, предложенные выше, и даже если дерн состоит из двух слоев единственного конструкционного слоя. В последнем воплощении необходимо использовать цвет, по меньшей мере, хотя бы на одной стороне нитей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Нить для прядей искусственного дернового земляного покрытия, включающая в себя ленточное волокно (4; 54), имеющее внутренний слой (8; 58) и два внешних слоя (9; 59) из материалов, отличных от материала внутреннего слоя (8; 58) и соэкструдированного с внутренним слоем (8; 58), каждый на одной из противоположных сторон внутреннего слоя (8; 58), где внутренний слой (8; 58) содержит полиэфирный и/или полиолефиновый материал,внешние слои (9; 59) содержат полиэтилен высокой плотности и материал ленточного волокна растянут в продольном направлении при отношении растяжения 1:3-1:6.-4 007555 2. Нить по п.1, в которой внутренний слой (8; 58) содержит полиэтилентерефталат и/или полиолефиновый материал из комплекта, состоящего из полипропилена, смеси полипропилена и резины, блоксополимера полипропилена и полиэтилена и линейного полипропилена низкой плотности. 3. Нить по п.1 или 2, в которой совокупная толщина внешних слоев (9; 59) составляет не больше,чем 50% от толщины нити. 4. Нить по любому из предыдущих пунктов, в которой толщина каждого из внешних слоев (9; 59) составляет меньше чем 50 мкм и предпочтительно меньше чем 20 мкм. 5. Нить по любому из предыдущих пунктов, где данная нить является моноволоконной ленточной конструкцией. 6. Нить по любому из предыдущих пунктов, в которой ленточное волокно (54) включает в себя продольно направленные желобки (60), проходящие по меньшей мере через один из внешних слоев (59) во внутренний слой (58). 7. Нить по п.6, в которой желобки расположены попарно диаметрально противоположно друг другу на противоположных сторонах ленточного волокна (54). 8. Нить по п.6 или 7, в которой желобки имеют нижние части, распространяющиеся во внутренний слой (59). 9. Искусственное дерновое земляное покрытие, включающее в себя подстилающий слой (3) и пряди(5), прикрепленные к листовой подложке (3) и выступающие вверх из листовой подложки (3), в котором пряди (5) образованы нитью, включающей ленточное волокно (4; 54), имеющее внутренний слой (8; 58) и два внешних слоя (9; 59), состоящих из материалов, отличных от материала внутреннего слоя (8; 58), и соэкструдированных с внутренним слоем (8; 58), и каждый из них расположен на одной из двух противоположных сторон внутреннего слоя (8; 58),внутренний слой (8; 58) состоит из полиэфирного и/или полиолефинового материала,внешние слои (9; 59) состоят из полиэтилена высокой плотности, и материал ленточного волокна растянут в продольном направлении. 10. Земляное покрытие по п.9, в котором материал ленточного волокна растянут в продольном направлении при отношении растяжения 1:3-1:6. 11. Земляное покрытие по п.9 или 10, в котором пучки прядей представляют собой расщепленные порознь части, включающие по меньшей мере одно ленточное волокно (54), согласно любому из пп.6-8,выступающее из общей части ленточного волокна на участке, где прикреплены пряди. 12. Игровое поле, включающее в себя слой земли (1) и искусственное дерновое земляное покрытие(2) по любому из пп.9-11, покрывающее слой земли (1). 13. Способ получения нитей для формирования прядей искусственного дернового земляного покрытия, включающий в себя экструдирование внутреннего слоя (8; 58), по меньшей мере, из полиэфира или полиолефинового материала,экструдирование внешних слоев (9; 59), содержащих полиэтилен высокой плотности,придание слоям (8,9) многослойной конфигурации с внутренним слоем (8; 58) между двумя указанными внешними слоями (9; 59),растяжение материала в многослойной конфигурации в продольном направлении при отношении растяжения 1:3-1:6. 14. Способ по п.13, в котором экструдирование указанного внутреннего слоя (8; 58) и внешних слоев (9; 59) и придание указанным слоям (8, 9) указанной конфигурации выполняется одновременно с соэкструдированием указанных слоев (8, 9).