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EP-4438804-B1 - METHOD FOR MANUFACTURING AN ARTIFICIAL TURF

EP4438804B1EP 4438804 B1EP4438804 B1EP 4438804B1EP-4438804-B1

Inventors

  • Morton-Finger, Jürgen
  • BERGHAUS, ULRICH
  • RANDALL, Gregory T.
  • METZ, THOMAS

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20230331

Claims (15)

  1. Method for producing an artificial turf (2), comprising the following steps: providing a carrier material (21) having a top (OT) and a bottom (UT); providing a plurality of fibers (22), wherein each fiber (22) comprises two ends (221) extending from the top (OT) of the carrier material (21), and comprises a connected region (222) arranged in a loop-like manner at the bottom (UT) of the carrier material (21); feeding the carrier material (21) with the fibers (22) to a heated rotating calender roller (13); guiding the carrier material (21) with the fibers (22) over at least one sub-region of the surface of the heated rotating calender roller (13), wherein the connected regions (222) of the fibers (22) and the bottom (UT) of the carrier material (21) face the calender roller (13); during the guiding of the carrier material (21) with the fibers (22) over the at least one sub-region of the surface of the heated rotating calender roller (13): transferring heat from the heated rotating calender roller (13) to the carrier material (21) with the fibers (22), and fusing the connected regions (222) of the fibers (22) with the bottom (UT) of the carrier material (21), to form the artificial turf (2); wherein the method further comprises: embossing a bottom (UR) of the artificial turf (2), wherein the embossing forms a recessed region (40) of the bottom (UR) of the artificial turf (2), wherein the artificial turf (2) contains a raised region (50) on its bottom (UR); wherein the raised region (50) has a height from a plane, downwards, wherein the plane contains one or more surface regions of the bottom (UR) of the artificial turf (2); wherein the raised region (50) extends in a length along a direction on the bottom (UR) of the artificial turf (2); wherein the length is greater than the average distance between two adjacent fibers (22); and wherein the embossing reduces the height of the raised region (50) from the plane in portions and/or interrupts the raised region (50) in portions; and removing and cooling the artificial turf (2).
  2. Method for producing an artificial turf (2) according to claim 1, wherein the bottom (UR) of the artificial turf (2) has a main plane (H); wherein the main plane (H) is a plane that contains one or more surface regions of the bottom (UR) of the artificial turf (2); wherein the one or more surface regions which are contained in the main plane (H) have a total surface area which is at least 30% of the total surface area of the bottom (UR) of the artificial turf (2); and wherein the recessed region (40) is preferably recessed relative to the main plane (H) of the bottom (UR) of the artificial turf (2).
  3. Method for producing an artificial turf (2) according to claim 1 or 2, wherein the embossing forms a plurality of recessed regions (40) of the bottom (UR) of the artificial turf (2), wherein the recessed regions (40) are at an average distance from one another of at most 0.5 cm, at most 1 cm, at most 2 cm, or at most 5 cm.
  4. Method for producing an artificial turf (2) according to any one of claims 1 to 3, wherein, a maximum height of shifts of the carrier material (21) of the artificial turf (2) on the top (OT) of the artificial turf (2) at a predetermined temperature of the artificial turf (2) is less than 2 cm, preferably less than 1 cm, more preferably less than 0.5 cm, even more preferably less than 0.1 cm, wherein the predetermined temperature is at least 35°C, preferably at least 40°C, more preferably at least 50°C, even more preferably at least 60°C, even more preferably at least 70°C, wherein the height is a height of a flat surface region of the top (OT) of the carrier material (21) of the artificial turf (2), wherein shifts include surface regions of the top (OT) of the carrier material (21) of the artificial turf (2) which are raised relative to a flat surface region of the top (OT) of the carrier material (21).
  5. Method for producing an artificial turf (2) according to any one of claims 1 to 4, wherein the calender roller (13) contains an embossing unit (32), and wherein the bottom (UR) of the artificial turf (2) is embossed by means of the embossing unit (32) of the calender roller (13).
  6. Method for producing an artificial turf (2) according to any one of claims 1 to 4, wherein the artificial turf (2) is cooled by means of a cooling roller (17), wherein the artificial turf (2) is fed to the cooling roller (17), wherein the cooling roller (17) contains an embossing unit (32), and the bottom (UR) of the artificial turf (2) is embossed by means of the embossing unit (32) of the cooling roller (17).
  7. Method for producing an artificial turf (2) according to any one of claims 1 to 4, wherein the method further comprises: feeding the artificial turf (2) to an embossing roller (33) which comprises an embossing unit (32) , wherein the bottom (UR) of the artificial turf (2) is embossed by means of the embossing unit (32) of the embossing roller (33), wherein prior to the embossing heat is transferred to the artificial turf (2), and/or wherein the bottom (UR) of the artificial turf (2) is embossed prior to removal and cooling of the artificial turf (2).
  8. Method for producing an artificial turf (2) according to any one of claims 1 to 7, further comprising: providing a film (23); feeding the film (23) between the bottom (UR) of the carrier material (21) with the connected regions (222) of the fibers (22) and the heated rotating calender roller (13) in the step of feeding the carrier material (21) and fusing the film (23) to the bottom (UR) of the carrier material (21) and to the connected regions (222) of the fibers (22) in the step of transferring heat, or feeding the film (23) between a bottom (UR) of the artificial turf (2) and a further heated rotating calender roller (14) after the step of removing and cooling the artificial turf (2), transmitting heat from the further heated rotating calender roller (14) to the bottom (UR) of the artificial turf (2) and the film (23), fusing the bottom (UR) of the artificial turf (2) to the film (23) to form a coated artificial turf (2), and removing and cooling the coated artificial turf (2).
  9. Method for producing an artificial turf (2) according to claim 8, wherein the material of the film (23) comprises at least one of the following materials: • ethylene-vinyl acetate, • a thermoplastic elastomer, and • a thermoplastic olefin; wherein the mass fraction of ethylene-vinyl acetate, thermoplastic elastomers and thermoplastic olefins makes up, in total, at least 50% of the mass of the film (23), preferably at least 60%, 70% or 80%, more preferably at least 90%.
  10. Method for producing an artificial turf (2) according to claim 8 or 9, wherein the film (23) comprises a first layer (231), a second layer (232) and a third layer (233), wherein the carrier material (21) and the first layer (231) and the third layer (233) are formed from substantially the same type of material, wherein the second layer (232) comprises recycled artificial turf scrap.
  11. Method for producing an artificial turf (2) according to claim 10, wherein the material of the first layer (231) comprises at least one of the following materials: • ethylene-vinyl acetate, • a thermoplastic elastomer, and • a thermoplastic olefin; wherein the mass fraction of ethylene-vinyl acetate, thermoplastic elastomers and thermoplastic olefins makes up, in total, at least 50% of the mass of the first layer (231), preferably at least 60%, 70% or 80%, more preferably at least 90%.
  12. Method for producing an artificial turf (2) according to any one of claims 1 to 11, comprising: producing a first and a second artificial turf sheet; providing a non-woven fabric sheet (24); applying a liquid adhesive to the non-woven fabric sheet (24); connecting the first and second artificial turf sheet to a non-woven fabric (24) in such a way that the first and second artificial turf sheet rest on the non-woven fabric (24) and are flush with one another.
  13. Artificial turf (2), comprising: a carrier material (21) having a top (OT) and a bottom (UT); a plurality of fibers (22), wherein each fiber (22) comprises two ends (221) extending from the top (OT) of the carrier material (21) and comprises a connected region (222) arranged in a loop-like manner at the bottom (UT) of the carrier material (21); wherein the carrier material (21) is fused at the bottom (UT) to the connected regions (222) of the fibers (22); wherein a bottom (UR) of the artificial turf (") contains an embossing in which a recessed region (40) is formed, wherein the artificial turf (2) contains a raised region (50) on its bottom (UR); wherein the raised region (50) has a height from a plane, downwards, wherein the plane contains one or more surface regions of the bottom (UR) of the artificial turf (2); wherein the raised region (50) extends in a length along a direction on the bottom (UR) of the artificial turf (2); wherein the length is greater than the average distance between two adjacent fibers (22); and wherein the embossing reduces the height of the raised region (50) from the plane in portions and/or interrupts the raised region (50) in portions.
  14. Artificial turf (2) according to the preceding claim, wherein the artificial turf (2) is produced by means of the method according to any one of claims 1 to 12.
  15. Apparatus for producing an artificial turf (2) by means of the method according to any one of claims 1 to 12, comprising: a heatable and rotatable calender roller (13), means for providing a carrier material (21) having a top (OT) and a bottom (UT), means for providing a plurality of fibers (22), wherein each fiber (22) comprises two ends (221) extending from the top (OT) of the carrier material (21) and comprises a connected region (222) arranged in a loop-like manner at the bottom (UT) of the carrier material (21), means for feeding the carrier material (21)with the fibers (22) to a calender roller (13), means for guiding the carrier material (21) with the fibers (22) over at least one sub-region of the surface of the calender roller (13), wherein the connected regions (222) of the fibers (22) and the bottom (UT) of the carrier material (21) face the calender roller (13), means for transferring heat from the calender roller (13) to the carrier material (21) with the fibers (22) during the guiding of the carrier material (21) with the fibers (22) over the at least one sub-region of the surface of the calender roller (13), means for fusing the connected regions (222) of the fibers (22) to the bottom (UT) of the carrier material (21) to form the artificial turf (2) during the guiding of the carrier material (21) with the fibers (22) over the at least one sub-region of the surface of the calender roller (13), means for embossing a bottom (UR) of the artificial turf (2), wherein the embossing forms a recessed region (40) of the bottom (UR) of the artificial turf (2), wherein the artificial turf (2) contains a raised region (50) on its bottom (UR); wherein the raised region (50) has a height from a plane, downwards, wherein the plane contains one or more surface regions of the bottom (UT) of the artificial turf (2); wherein the raised region (50) extends in a length along a direction on the bottom (UT) of the artificial turf (2); wherein the length is greater than the average distance between two adjacent fibers (22); and wherein the embossing reduces the height of the raised region (50) from the plane in portions and/or interrupts the raised region (50) in portions, and means for removing and cooling the artificial turf (2).

Description

Gebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunstrasen sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. Hintergrund Aus der US 2020/0223196 A1 ist ein Teppich mit Flüssigkeitssperreigenschaften bekannt. Der Teppich umfasst: (a) eine graue Ware, umfassend: i) ein primäres Trägermaterial mit einer Vorderseite und einer Rückseite; ii) eine Mehrzahl von Fasern, die an dem primären Trägermaterial befestigt sind, wobei sich ein Teil der Mehrzahl von Fasern von der Vorderseite des primären Trägermaterials erstreckt und wobei ein zweiter Teil der Mehrzahl von Fasern auf der Rückseite des primären Trägermaterials in Form von Rückenstichen freiliegt; b) eine Klebstoffschicht, die eine Heißschmelzklebstoffzusammensetzung umfasst, die auf die Rückseite des primären Trägermaterials aufgebracht ist, wobei die Klebstoffzusammensetzung so konfiguriert ist, dass sie mindestens einen Teil der hinteren Stiche im Wesentlichen einkapselt; und c) eine laminierte Folie mit Flüssigkeitssperreigenschaften. <NEUE BESCHREIBUNGSSEITE 1A HIER EINFÜGEN> Aus der EP 20 192 846.2 und der WO 2022/043231 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kunstrasens bekannt, welches die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Trägermaterials mit einer Oberseite und einer Unterseite, Bereitstellen von einer Mehrzahl von Fasern, wobei jede Faser zwei Enden umfasst, welche sich von der Oberseite des Trägermaterials erstrecken, und einen verbundenen Bereich umfasst, welcher an der Unterseite des Trägermaterials schlaufenartig angeordnet ist, Zuführen des Trägermaterials mit den Fasern zu einer beheizten rotierenden Kalanderwalze, Führen des Trägermaterials mit den Fasern über zumindest einen Teilbereich der Oberfläche der beheizten rotierenden Kalanderwalze, wobei die verbundenen Bereiche der Fasern und die Unterseite des Trägermaterials der Kalanderwalze zugewandt sind, während des Führens des Trägermaterials mit den Fasern über den zumindest einen Teilbereich der Oberfläche der beheizten rotierenden Kalanderwalze: Übertragen von Wärme von der beheizten rotierenden Kalanderwalze zu dem Trägermaterial mit den Fasern, und Verschmelzen der verbundenen Bereiche der Fasern mit der Unterseite des Trägermaterials zu dem Kunstrasen, und Abführen und Abkühlen des Kunstrasens. Bei herkömmlichen Kunststoff-Kunstrasen können bei hohen Temperaturen Verformungen des Kunstrasens auftreten. Diese Verformungen sind üblicherweise im Wesentliche reversibel. Solche Dokument CN 112 399 998 A betrifft Teppichzusammensetzungen mit laminierten Filmrückseiten und Verfahren zur Herstellung derselben. Dokument US 2013/101756 A1 betrifft eine Kunstrasenstruktur, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Aus WO2022243551 A1 ist eine Kunstrasen-Trägerschicht aus hochorientierten Filamenten aus hochdichtem Polyethylen bekannt, bei der durch die Verwendung von Polyethylen mit höherer Dichte bzw. höherer Schmelztemperatur in der Trägerschicht gegenüber den Polfasern eine verbesserte Wärme- und Dimensionsstabilität des Kunstrasen-Substrats erreicht wird. Verformungen können beispielsweise bereits bei Kunstrasentemperaturen von 35 °C oder höher auftreten, und sich bei geringeren Temperaturen wieder im Wesentlichen zurückbilden. Insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen, beispielsweise bei direkter Sonneneinstrahlung, kann sich ein Kunstrasen jedoch auch wesentlich weiter aufheizen, beispielsweise auf Temperaturen von 50°C, 60°C, 70°C, 80°C oder höher. Die Verformungen sind üblicherweise bei höheren Temperaturen stärker ausgeprägt. Insbesondere kann Kunstrasen, der recyceltes Material (zum Beispiel alten Kunstrasen, auch "end-of-life (EOL) turf" genannt) als Sekundärrohstoff bzw. Sekundärwerkstoff enthält, gegenüber konventionellem Kunstrasen ohne recyceltes Material eine erhöhte Steifigkeit aufweisen und besonders anfällig für Verformungen sein. Verformungen des Kunstrasens wie Wellenbildungen können die Funktionalität des Kunstrasens beeinflussen und werden daher als nachteilig angesehen. So verändern Verformungen häufig charakteristische Eigenschaften des Kunstrasens. Generell wird angestrebt, dass sich die charakteristischen Eigenschaften eines Kunstrasens unter unterschiedlichen Bedingungen, wie unterschiedlichen Temperaturen, jedoch nicht verändern. Die Unebenheit eines verformten Kunstrasens kann beispielsweise zu verändertem Spring- und Rollverhalten eines Balls führen. Weiterhin kann eine häufige Verformung des Kunstrasens zu schnellerer Materialermüdung und einem kürzeren Lebenszyklus des Kunstrasens führen. Bei dem in der EP 20 192 846.2 und der WO 2022/043231 beschriebenen Kunstrasen können Fasern entweder einzeln oder in Bündeln an dem Trägermaterial angeordnet sein. Im dort beschriebenen Verfahren bilden sich durch das Verschmelzen benachbarter Faserbündel beziehungsweise benachbarter Fasern miteinander Reihen an der Unterseite des Kunstrasens, das heißt erhabene Bereiche. Die erhabenen Bereiche erstrecken sich entlang der Unterseite