Системы и способ создания усовершенствованной системы искусственного газона

СИСТЕМЫ И СПОСОБ СОЗДАНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ СИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННОГО ГАЗОНА(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ТЕН КЕЙТ ТИОБАК Б.В. (NL) Джоунс Дейвид Майкл, Кинг Кевин Нельсон (US), Россинг Роберт Питер (NL) Представитель: Варианты осуществления данного изобретения обеспечивают системы и методы для создания систем искусственных газонов или травяных покрытий. Один из вариантов осуществления изобретения позволяет создать систему (100) искусственного газона с плетеной тканью трубчатой структуры (104) и вставленными пучками нитей (102) искусственного травяного покрытия. Например, плетеная ткань трубчатой структуры может выполняться по меньшей мере из двух типов нитей (106, 108) с различными усадочными характеристиками. Различные варианты осуществления изобретения позволяют обеспечить улучшенные дренажные, демпфирующие характеристики, грузоподъемность и стабильность размеров для системы искусственного газона или травяного покрытия. 014341 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение в основном относится к искусственным газонам и травяным покровам. Более конкретно изобретение относится к системам и способам для создания систем искусственных газонов. Уровень техники Стандартные системы искусственных газонов или травяных покровов используются при формировании ландшафтов, создании покрытий, а также на спортивных полях. Обычно системы искусственных газонов или травяных покрытий включают в себя искусственную траву, прикрепленную к подложке, установленной поверх множества слоев из искусственных и/или натуральных материалов для обеспечения требуемых ударных и/или упругих характеристик. Например, обычные системы искусственных газонов или травяных покрытий могут включать в себя искусственную траву, которая вставляется пучками в один или несколько тканых и/или нетканых слоев. Пучки искусственной травы могут устанавливаться поверх множества слоев материала. Эти слои могут включать в себя, например, дренажный слой, разделительный слой и демпфирующий слой. В другом примере для многих стандартных систем травяного покрытия требуются как главная основа или подложка, в которую вставляются пучки ворса или покровной нити, так и вторичная подложка, обеспечивающая требуемые характеристики демпфирования и возврата энергии для системы искусственного травяного покрытия. Например, в патенте US6221445 описывается система искусственного травяного покрытия, имеющая несколько слоев, включающих демпфирующий и дренажный слои, а также основной слой с пластиковым геоэлементом, заполненным поглощающим удары материалом. Пучки искусственной травы могут устанавливаться поверх геоэлементов. В стандартных системах искусственного травяного покрытия типа систем с резиновым наполнителем могут использоваться относительно длинные (длиной 40-60 мм) покровные нити, вставляемые пучками в подложку и материал наполнителя типа песка, резины, этилен-пропилен-диенового мономера,термопластикового эластомера или гранул другого подходящего пластичного материала для обеспечения требуемых характеристик системы искусственного травяного покрытия. Однако для подобных систем требуется относительно большое количество резины, этилен-пропилен-диенового мономера, термопластикового эластомера или другого пластичного материала, что приводит к повышению стоимости подобных систем искусственного травяного покрытия. В некоторых или во всех вышеописанных стандартных системах искусственного травяного покрытия вставляемый пучками ворс может быть установлен не вертикально относительно подложки, в результате чего для закладки песка, резины, этилен-пропилен-диенового мономера, термопластикового эластомера или гранул другого подходящего пластичного материала между вставленными пучками ворсинок может потребоваться использование дополнительных усилий и материалов для организации опоры для вставленных ворсинок или для их поддерживания другим способом относительно подложки. Работа и материальные затраты, связанные с закладкой данных материалов в стандартные системы искусственного травяного покрытия, могут также привести к увеличению общей стоимости подобных систем искусственного травяного покрытия. Один из показателей ударных и/или восстанавливающих характеристик систем искусственного травяного покрытия может быть определен при помощи теста Джи-Макс. Данный тест может проводиться для искусственных поверхностей и позволяет замерить силу удара или поглощающую способность системы искусственного газона или травяного покрытия, а также замерить гашение удара или твердость поверхности. Другим методом определения данных свойств является использование "Искусственного атлета" в соответствии с концепцией качества Международной федерации футбольных ассоциаций"Справочник методов испытаний травяных покрытий футбольных полей" (март 2006 г.). Данный тест проводится при помощи аппарата, который позволяет замерить силу удара, поглощение удара и/или восстановление энергии. Испытания показывают, что когда стандартные системы искусственного газона или травяного покрытия и связанные с ними поверхности подвергаются повторяющимся во времени ударным воздействиям, подобные системы уплотняются, вследствие чего повышается твердость связанных с ними покрытий. Соответственно существует потребность в разработке систем и методов, обеспечивающих создание системы искусственного газона с улучшенными дренажными, демпфирующими, восстанавливающими характеристиками, грузоподъемностью и стабильностью размеров. Кроме того, существует потребность в разработке системы искусственного газона, в которой используется меньшее количество резины, этилен-пропилен-диенового мономера, термопластикового эластомера или пластических материалов по сравнению со стандартными системами искусственного газона типа систем с резиновым наполнителем. Раскрытие изобретения За исключением особо оговариваемых случаев, такие термины, как "верх", "низ", "верхний", "нижний", "левый", "правый", "передний", "задний" и другие подобные термины, используются в данном документе только для удобства описания и не ограничивают данное изобретение какой-либо конкретной ориентацией. Кроме того, термины "искусственный газон" и "искусственное травяное покрытие" являются взаи-1 014341 мозаменяемыми, однако в каждом конкретном случае использование одного из этих терминов имеет своей целью отсылку к аналогичным типам конструкций и/или систем. Задача изобретения достигается при помощи ткани, включающей в себя первый и второй слои ткани, включающие не подверженные усадке в направлении деформации покровные нити; третий и четвертый слои ткани, включающие в себя подверженные усадке в направлении деформации покровные нити; где первый и второй слои ткани расположены между третьим и четвертым слоями ткани и где первый и второй зигзагообразные слои ткани сдвинуты друг относительно друга на половину фазы и переплетены друг с другом. Такая ткань позволяет создать открытую структуру за счет зигзагообразного расположения слоев,расположенных между первым и вторым слоями ткани. Подобная ткань весьма полезна в системах искусственного газона, поскольку эта ткань после нагрева обеспечивает создание трубчатой открытой структуры, которая обладает демпфирующими свойствами, усовершенствованными дренажными характеристиками, восстанавливающими свойствами и стабильностью размерных характеристик. Хотя данная ткань, соответствующая изобретению, разработана на основе требований к системам искусственного газона, она может также использоваться для других задач, в которых требуется наличие слоя, обладающего аналогичными преимуществами. В вариантах осуществления изобретения могут быть предложены способы и системы для создания системы искусственного газона, обладающей улучшенными дренажными, демпфирующими, восстанавливающими характеристиками, грузоподъемностью и стабильностью размеров. Один из вариантов осуществления изобретения позволяет создать систему искусственного газона с текстильной трубчатой тканью, в которую вставляются пучки нитей искусственного травяного покрытия. Ткань данного изобретения в этом случае имеет слои текстильной ткани. Ткань выполняет как функцию главной основы или подложки, так и функцию дополнительной основы для системы искусственного газона. Например, ткань в соответствии с изобретением может выполняться по меньшей мере из двух типов нити с различными усадочными характеристиками. Один тип нити может быть подверженным относительно высокой усадке, как полиэтиленовые нити, а другой тип нити может обладать относительно малой усадкой или вообще не быть подверженным усадке, подобно нитям из полипропилена или полиэстера. Нити переплетаются или скрепляются другим способом, образуя в основном плоскую структуру, а затем в них вставляются пучки покровной нити. Покровная нить может представлять собой нить для искусственного травяного покрытия или другую нить другого аналогичного типа. Эти покровные нити могут состоять из полипропилена, полиэтилена, нейлона, полиэстера, блок-сополимеров или комбинации этих или иных полимеров. Переплетенные нити и покровные нити могут совместно подвергаться нагреву с целью усадки нитей, подверженных относительно большой усадке, и повышения плотности некоторых или всех нитей и образования ткани трубчатой структуры. В некоторых случаях в плетеную ткань трубчатой структуры могут вставляться пучки дополнительных покровных нитей при помощи специальных игл, проходящих сквозь ткань трубчатой структуры. В любом случае плетеная ткань трубчатой структуры обеспечивает для покровной нити одну или большее число промежуточных опорных контактных точек, позволяющих обеспечить равновесие покровной нити в требуемом положении, например в равновесном вертикальном положении. Сочетание ткани трубчатой структуры и вставленных в нее нитей искусственного травяного покрытия обеспечивает сопротивляемость сжатию, позволяя распределять нагрузку и, следовательно,снижая воздействие нагрузки на систему искусственного газона. Кроме того, данное сочетание позволяет создать множество полостей и пустот и, таким образом, улучшить характеристики отвода воды и влаги. Изобретение также относится к способу производства ткани трубчатой структуры, включающему в себя следующие этапы: изготовление ткани в соответствии с изобретением, в которой подверженные усадке нити усаживаются под действием нагрева,нагрев ткани до такой температуры, при которой происходит усадка нитей третьего и четвертого слоев, а первый и второй слои практически не подвергаются усадке, в результате чего расположенные зигзагами переплетенные первый и второй слои образуют трубчатую структуру, продольная ось которой расположена в направлении утка. За счет нагрева подверженных усадке нитей происходит уменьшение длины первого и второго тканевого слоев. Длина третьего и четвертого слоев остается неизменной, поскольку данный слой выполнен из не усаживающихся нитей. Эта избыточная длина должна быть скомпенсирована. Поскольку третий и четвертый слои уже расположены зигзагами, не усаживающиеся нити начинают искривляться, и поскольку первый и второй расположенные зигзагами слои сдвинуты на половину фазы, образуются трубчатые структуры. Эти трубчатые структуры по своей природе являются прочными благодаря форме и позволяют обеспечить требуемые демпфирующие характеристики. Кроме того, трубчатая структура образует каналы внутри ткани, что повышает дренажные характеристики. В другом варианте осуществления метода в соответствии с изобретением в ткань вставляются пучки покровной нити до нагрева ткани с целью усадки нитей. При нагреве ткани и образовании трубчатой структуры покровные нити растягиваются на всю толщину ткани, в результате чего покровные нити сохраняют перпендикулярное положение по отношению к ткани и могут отклоняться от этого положения-2 014341 только при изгибе. Также возможно сначала провести усадку нитей, а затем осуществить вставку пучков покровных нитей в ткань. Предпочтительно покровные нити имеют форму травы для обеспечения возможности создания системы искусственного газона. Изобретение также относится к системе искусственного газона или травяного покрытия, включающей в себя ткань трубчатой структуры, изготовленную в соответствии с изобретением в качестве основного слоя; опорный слой, расположенный над основным слоем; в которой в опорный слой вставляются пучки покровных нитей. В данной системе искусственного газона в соответствии с изобретением ткань трубчатой структуры используется в качестве демпфирующего слоя с улучшенными дренажными характеристиками, поверх которого устанавливается стандартная система искусственного газона. Краткое описание чертежей Фиг. 1. Схематический вид в поперечном разрезе системы искусственного газона в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. Фиг. 2. Пространственный вид системы искусственного газона в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Фиг. 3. Другой пространственный вид системы искусственного газона, показанного на фиг. 2. Фиг. 4. Вид сбоку системы искусственного газона, показанной на фиг. 2 и 3. Фиг. 5. Еще один пространственный вид системы искусственного газона, показанного на фиг. 2-4. Подробное описание изобретения На фиг. 1 показана схема системы 10 искусственного газона в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. Система 10 искусственного газона может включать по меньшей мере два слоя двух различных типов нитей 12, 14, расположенных в направлении изгиба. Первая нить 12 может представлять собой не усаживающуюся или обладающую относительно малой усадкой нить. В качестве не ограничивающих вариантов первой нити могут применяться полиэтиленовая нить, полиэстеровая нить или любая другая подходящая не усаживающаяся или обладающая малой усадкой нить. Первая нить 12 может использоваться для образования плетеной ткани, используемой в качестве первого слоя 16 и второго слоя 18 для системы 10 искусственного газона. Первый слой 16 и второй слой 18 располагаются рядом друг с другом и помещены между верхним или третьим слоем 20 и нижним или четвертым слоем 22. В других вариантах осуществления изобретения могут применяться другие варианты расположения или сочетания слоев. Вторая нить 14 может обладать относительно высокими усадочными свойствами. Не ограничивающими примерами второй нити могут быть полиэтиленовая нить или любая другая подходящая нить, обладающая высокими усадочными свойствами. Вторая нить может использоваться для создания плетеной ткани, применяемой в качестве третьего слоя 20 и четвертого слоя 22 для системы 10 искусственного газона. Первый слой 16 и второй слой 18 могут сплетаться друг с другом посредством одной или большего числа уточных нитей 24. Третий слой 20 и четвертый слой 22 могут охватывать первый слой 16, второй слой 18 и все слои могут сплетаться друг с другом при помощи одной или большего числа уточных нитей 24 или скрепляться друг с другом другим способом и образовывать относительно плоскую структуру. Уточные нити 24 могут располагаться в направлении утка и образовывать опорную мембрану для нитей 12 и 14, составляющих первый, второй, третий и четвертый слои (15, 18, 20, 22). Покровные нити 26 могут вставляться в плетеную структуру при помощи любого метода или устройства вставки. Уточные нити 24 образуют опору для покровных нитей 26. Уточные нити 24 могут представлять собой нити любого подходящего типа, предпочтительно, но не обязательно, обладающие низкими усадочными характеристиками. Не ограничивающими примерами материала уточных нитей являются полипропилен, полиэтилен, нейлон и полиэстер. Уточные нити могут представлять собой моноволоконные, пленочные, пряденные или комплексные нити. Не ограничивающими примерами материала покровных нитей являются полипропилен, полиэтилен, нейлон и полиэстер. Основные нити 12, 14 и уточные нити 24 могут также представлять собой двух компонентные, моноволоконные, пленочные,пряденные, крученые, комплексные нити или нити, образованные любой комбинацией нитей данных типов, обеспечивающих требуемые конечные потребительские характеристики. Плетеная структура со вставленными пучками искусственного травяного покрытия нагревается до требуемой температуры, при которой происходит усадка вторых нитей 14 третьего слоя 20 и четвертого слоя 22. Усадка вторых нитей 14 третьего слоя 20 и четвертого слоя 22 вызывает деформацию первого слоя 16 и второго слоя 18 между третьим слоем 20 и четвертым слоем 22, в результате чего повышается плотность всей структуры, а первый слой 16 и второй слой 18 образуют множество трубчатых структур 28. Покровные нити 26 могут опираться на плетеную структуру, в которую они вставляются, в частности посредством множества точек 30 контакта с трубчатыми структурами 28. Таким образом, может обеспечиваться равновесие покровных нитей 26 в вертикальном положении относительно трубчатых структур 28 и плетеной структуры, в которую они вставляются. Образуемая в результате плетеная струк-3 014341 тура с трубчатыми структурами 28 и вставленными в нее покровными нитями 26 может использоваться в качестве системы 10 искусственного газона или его компонента, обладающей требуемыми демпфирующими, нагрузочными, грунтоупрочняющими и дренажными характеристиками. Трубчатые структуры 28 образуют каналы для слива воды сквозь систему 10 искусственного газона и обеспечения сжимаемости системы искусственного газона, в результате чего обеспечиваются требуемые характеристики демпфирования. Хотя в данном описании предполагается, что покровные нити 26 вставляются в плетеную структуру до ее нагрева, специалистам в данной области техники понятно, что плетеная структура может нагреваться для формирования трубчатых структур 28 до вставки покровных нитей. В других вариантах осуществления изобретения могут вноситься требуемые изменения в одно из таких свойств, как демпфирование, грузоподъемность, грунтоупрочняющая способность, восстанавливающая способность, дренажная характеристика и размер системы 10 искусственного газона путем подбора типов нитей 12, 14 и/или изменения температуры нагрева и времени нагрева для усадки различных нитей. Например, первые и вторые нити 12, 14 могут выполняться из других типов подходящих полимеров, которые обеспечивают другие усадочные характеристики, которые после нагрева могут привести к образованию системы искусственного газона, обладающей толщиной примерно 20 мм. В другом варианте осуществления изобретения система искусственного травяного покрытия выполняется из подходящих полимеров, которые обеспечивают другие усадочные характеристики, которые после нагрева могут привести к образованию системы искусственного газона, обладающей толщиной примерно 100 мм. В других вариантах осуществления изобретения система искусственного травяного покрытия выполняется из подходящих полимеров, которые обеспечивают другие усадочные характеристики, которые после нагрева могут привести к образованию системы искусственного газона, обладающей толщиной 20-100 мм. Кроме того, в других вариантах осуществления изобретения могут использоваться другие температуры нагрева, периоды выдержки и альтернативные типы нагревательных процессов для управления характеристиками и получения требуемых характеристик системы искусственного газона типа системы 10. Например, плетеная структура системы искусственного газона типа системы 10 может нагреваться с использованием печи с горячим воздухом или инфракрасного нагрева при температуре 150-400F и внешнем давлении в течение временного интервала от 10 с до примерно 5 мин. При необходимости в показанном на фиг. 1 варианте осуществления изобретения, описанном выше,могут использоваться другие слои, материалы и ткани для создания приемлемого поля с искусственным травяным покрытием или газоном. На фиг. 2-5 показана система 100 искусственного травяного покрытия в соответствии с вариантом осуществления изобретения с нитями 102 искусственного травяного покрытия, пучки которых вставлены в плетеную структуру 104. Показанная плетеная структура может выполняться по меньшей мере из двух типов нитей 106, 108, расположенных в направлении утка. Показанные два типа нитей 106, 108 могут обладать такими различными усадочными характеристиками, что по меньшей мере один тип нитей подвергается усадке при нагреве плетеной структуры. Пучки нитей 102 искусственного травяного покрытия могут вставляться в плетеную структуру до ее нагревания. Как показано на фиг. 2-5, после нагрева переплетенные нити трубчатой структуры 112, на которую опираются вставленные пучки нитей 102 искусственного травяного покрытия в относительно вертикальном положении примерно под углом 90 по отношению к трубчатой структуре 112. Получающаяся в результате система 100 искусственного газона обеспечивает получение повышенных демпфирующих, нагрузочных, грунтоупрочняющих, восстанавливающих и дренажных характеристик для системы искусственного газона или травяного покрытия. Системы, структуры и процессы, описанные выше, иллюстрируют возможные варианты осуществления новых концепций, входящих в данное изобретение. Возможно создание других систем, структур и процессов. Хотя данное изобретение было подробно описано со ссылками на эти конкретные варианты его осуществления, возможно внесение изменений и модификаций в соответствии с существом и объемом изобретения, описанными в данном документе. Например, технологии настоящего изобретения также могут применяться для других типов подходящих волокон, материалов или тканей. Система искусственного газона, соответствующая изобретению, была подвергнута испытаниям при помощи "Искусственного атлета" в соответствии с концепцией качества Международной федерации футбольных ассоциаций "Справочник методов испытаний травяных покрытий футбольных полей" (март 2006 г.). Конструкция системы искусственного газона в соответствии с изобретением выглядит следующим образом: Первый слой 16 и второй слой 18 являются пропиленовыми моноволоконными нитями с малым или почти нулевым коэффициентом усадки при температуре 115 С. В качестве объекта для сравнения используется стандартная система искусственного газона, обладающая следующими характеристиками: Слои ткани сотканы из полипропиленовых пленочных нитей. Испытание проводилось при помощи "Искусственного атлета" в соответствии с методом 04 испытаний ФИФА (Определение демпфирующих свойств). Результаты данного испытания следующие: Из результатов испытаний очевидно, что система искусственного газона в соответствии с изобретением обладает более хорошими демпфирующими характеристиками, чем стандартная система искусственного газона. Очевидно, что требуемый уровень демпфирования может быть достигнут при использовании меньшего количества наполнителя. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Ткань, включающая в себя первый и второй слои ткани, содержащие не усаживающиеся в направлении изгиба нити; третий и четвертый слои ткани, содержащие усаживающиеся нити в направлении изгиба; в которой первый и второй слои ткани расположены зигзагами между третьим и четвертым слоями и попеременно соединены с третьим и четвертым слоями и в которой первый и второй расположенные зигзагами слои ткани сдвинуты друг относительно друга на половину фазы и переплетены друг с другом. 2. Ткань по п.1, в которой слои ткани являются плетеными слоями. 3. Ткань по п.1 или 2, в которой не усаживающиеся нити состоят из полипропилена или полиэстера. 4. Ткань по любому из предыдущих пунктов, в которой усаживающиеся нити состоят из полиэтилена. 5. Ткань по любому из предыдущих пунктов, в которой покровные нити установлены по меньшей мере в одном из тканевых слоев. 6. Ткань по п.5, в которой покровные нити установлены путем их вставки пучками. 7. Ткань по п.6, в которой покровные нити проходят через все тканевые слои. 8. Ткань по п.5 или 6, в которой покровные нити состоят из полипропилена, полиэтилена, нейлона или полиэстера, блок-сополимеров или комбинаций этих или других полимеров. 9. Ткань по любому из предыдущих пунктов, в которой тканевые слои соединены друг с другом при помощи одного или большего числа уточных нитей. 10. Способ изготовления ткани трубчатой структуры, включающий в себя следующие этапы: создание ткани согласно любому из пп.1-9, в которой усаживаемые слои усаживаются под действием нагрева,нагрев ткани до такой температуры, при которой происходит усадка нитей третьего и четвертого слоев, а первый и второй слои практически не подвергаются усадке, в результате чего расположенные зигзагами переплетенные первый и второй слои образуют трубчатую структуру, продольная ось которой расположена в направлении утка. 11. Способ по п.9, в котором в ткань вставляют пучки покровных нитей до нагрева ткани для усадки нитей. 12. Система искусственного газона или травяного покрытия, включающая в себя изделия из ткани трубчатой структуры, изготовленной в соответствии с п.10, имеющая покровные нити в форме травы. 13. Система искусственного газона или травяного покрытия, включающая в себя ткань трубчатой структуры, изготовленную в соответствии с п.9, в качестве основного слоя; опорный слой, расположенный над основным слоем; в которой в опорный слой вставляются пучки покровных нитей.