NO321879B1 - Syntetisk gresstorv. - Google Patents

Description

TEKNISK OMRÅDE

Oppfinnelsen angår en syntetisk gresstorv med et enestående flerlags elastisk partikkelfyllingslag som kombinerer utseendet og følelsen av naturlig torv med slitemotstandsdyktigheten til syntetisk torv.

BAKGRUNNSTEKNIKK

Vedlikehold av naturlig gresstorv på leke- eller park- og sportsarealer er

dyrt, idet naturlig gress ikke gror godt innenfor innelukkede stadion og kontinuerlig tung trafikk sliter ut områder i den naturlige torvoverflate. Naturlige torvoverflater ødelegges under tung bruk og eksponert jordbunn skaper en uønsket ansamling av vann og slam. Syntetisk gress er derfor blitt utviklet for å redusere utgiftene til vedlikehold av tungt påkjente sports- eller lekeområder, for å gjøre spilleoverflate-ne mer ensartet, og å øke bestandigheten av gressoverflaten, særlig hvor profesjonelle sportsgrener er involvert.

Syntetisk gress installeres med et teppelignende polvevet stoff med en fleksibel støtteplate lagt på et veldrenert kompaktert substrat, som for eksempel knust stein eller annet stabilisert basismateriale. Polstoffet har rader av oppstående syntetiske bånd som representerer gresstrå som strekker seg oppover fra oversiden av støtteplaten.

Av særlig interesse for den foreliggende oppfinnelse er de forskjellige sammensetninger for kornformet elastisk fullmateriale som anbringe mellom de oppstående bånd på oversiden av støttelaget for å simulere nærværet av jordbunn. De fleste tidligere kjente systemer innebærer noen slags bruk av harde partikler som sand eller knuste slaggpartikler, sammen med elastiske partikler som for eksempel en skorpe av gummipartikler eller skumgummistøtteplate for å tilveiebringe elastisitet. Det optimale valg av partikkelstøve Iser, partikkelform, par-tikkelsammensetning og installasjon i flere lag eller baner er et trekk ved den foreliggende oppfinnelse.

US patent 4.337.283 (Haas, Jr.) viser en homogen fyllingsblanding for å imitere jordbunn som er fremstilt av fine harde sandpartikler blandet med 25 til 95 volumprosent elastiske partikler for å tilveiebringe en forbedret elastisk og mindre abrasiv fylling. Slikt elastisk kornformet materiale kan inkludere blandinger av granulerte gummipartikler, kork-polymerperler, skumgummipartikler, vermikulitt og lignende.

US patent 4.396.653 (Tomarin) viser en ikke-homogen fylling med gummipartikler som danner et basislag og sandpartikler som danner et topplag. Gummipartiklene gir indre elastisitet til overflaten. Sandlaget er udekket og danner et sta-biliserende dekklag for det underliggende gummipartikkellag.

Et antall ulemper resulterer fra bruken av en ensartet blandet granulert fylling som i det ovennevnte Haas-system hvor harde sandpartikler og elastiske gummipartikler er blandet og sammensatt i et ensartet mengdeforhold over hele dybden av fyllingen. Syntetisk gressfylling kan for eksempel omfatte en blanding av 60 vektprosent sandpartikler og 40% granulerte gummipartikler ensartet blandet og avsatt mellom de oppstående syntetiske gressbånd til den dybde på fra 2,5 til 7,5 cm.

En høy prosentandel av sand foretrekkes for å minimere prisen på slike systemer, etter som gummipartikler er forholdsvis dyre sammenlignet med sand. Sandpartiklene tilveiebringer også en forbedret grad av drenering som trengs hvor den syntetiske gressoverflate ikke er et innelukket stadion for eksempel. Gummipartikler vil gjerne hindre den fri strøm av vann, mens kapillarvirkningen av sandpartiklene trekker overflatefuktighet nedover på grunn av forskjellene i over-flatespenningskarakteristikker mellom gummi og kvartssand.

I både de ovennevnte Haas- og Tomarinsystemer vil imidlertid abrasive harde sandpartikler tilstede i toppoverf latelaget av fyllingen bevirke problemer hvor slike spill som fotball, rugby, soccer, markhockey, baseball spilles etter som spillere gjentatte ganger faller ned eller bringes til å falle på spilleoverflaten. Ved slike

anvendelser er det et behov for å beskytte spillerne mot hudabrasjon bevirket av den harde sand i den granulerte fylling og beskyttelse mot at sand kommer inn i spillernes øyne,, ører eller munn.

Den konvensjonelle fylling er en blanding av sandpartikler og gummipartikler. Gummipartiklene komprimeres og frigis når en ball tetter overflaten eller en idrettsmann trår på overflaten. I tilfelle av konvensjonell jordbunn gir jord- og ju-muspartikler noen naturlig elastisitet men tilbakefjæringen er mer gradvis på grunn av fuktighet, liten partikkelstørrelse og forholdsvis lav naturlig elastisitet. I tilfelle av syntetiske fyllinger, er partiklene forholdsvis tørre og er ikke fast sammenbundet. Gummipartiklene har en fjærlignende hurtig elastisk tilbakefjæring som gjerne vil innvirke til å kaste tilstøtende sandpartikler og gummipartikler oppover.

Den syntetiske fylling blir kontinuerlig utsatt for vannstrømnings- og støt-krefter som vil ha tendens til å forskyve eller segregere partiklene, for eksempel på grunn av regnskyll, oversvømmelse, støtet fra hoppende baller, vibrasjon og støt fra føttene og kroppene av spillere i kontakt med toppoverflaten av fyllingen. Et topplag med en høy mengdeandel av sand vil resultere i spredning av sandpartikler når en ball eller en spiller støter sammen med toppoverflaten av fyllingen. Når soccerballer ruller på fyllingsoverflaten, hvis noen sandpartikler er tilstede på toppoverflaten, blir disse løftet av den rullende ball ved sugeinnvirkningen fra luften som strømmer omkring den roterende ball og ved statisk elektrisk tiltrekning. Som et resultat blir mindre sandpartikler på toppoverflaten av fyllingen løftet opp og spredt i et "hanehalelignende" mønster bak den rullende ball. Over tid vil arealer med kontinuerlig sandspredning eller ballstøt resultere i synlig sand på spilleoverflaten. Det er ansett å være uønsket å ha lysfarget sand synlig i den syntetiske gressoverflate og særlig når skyer av sand kommer til syne etter slike støt. i tillegg er udekkede sandkorn høyt abrasive for huden når spillere faller eller glir på toppoverflaten og dette kunne irritere øyne, øre, nese og munn når de spres, inha-leres eller svelges.

En ytterligere ulempe ved konvensjonelle fyllinger er at abrasive sandpartikler blir tilbake på toppoverflaten av det syntetiske gress og spillere på overflaten som kommer i kontakt med sandpartiklene utsettes for hudabrasjon. Over tid, på grunn ay de dynamiske virkninger fra vann, vibrasjon og støt vil de mindre sandpartikler gjerne avsette seg mot bunnen av fyllingslaget og større mer abrasive sandpartikler vil stige til toppoverflaten. De mindre sandpatrikler ramler nedover i hulrommene mellom større partikler under innvirkningen av vibrasjon, vann og tyngdekraft. Mindre partikler samles ved den nedre del av et granulert fyllingslag og vil gjerne kompakteres sammen. De større sandpartikler forblir på toppen av det granulerte lag og store partikler er høyt abrasive for menneskehuden i forhold til de mindre partikler.

Som et resultat vil over tid den abrasive karakter av det syntetiske system . øke og kan resultere i at spesielle arealer av spilleoverflaten som er utsatt for tung trafikk blir mer abrasiv enn andre arealer. Konvensjonelt anvendte harde partikler og elastiske partikler har vinklede overflater. Det er imidlertid funnet av vinklede partikler gjerne vil kompaktere sammen sterkere enn kuleformede eller avrundede partikler etter som friksjonen mellom skarpe vinklede overflater er større. I tillegg, hvor det anvendes et bredt område av partikkelstørrelser, vil de mindre partikler fylles inn i mellomrommene mellom de store partikler og øke kompakterings-graden.

Når opprevet gummi, eller konvensjonelt malt gummi anvendes har gummipartiklene irregulære overflater ofte med fibrøse fremspring som holder på luften og fastholder vann med overflatespenning. Når det regner på fyllingen eller denne oversvømmes bevirker luften som fastholdes av de lette gummipartikler at gummipartiklene flyter opp. Dette er uønsket etter som gummien kan renne ned i et avløp sammen med overflatevannstrømmen og de flytende gummipartikler sepa-reres fra den tyngre sand i fyllingsblandingen slik at det fører til partikkelsegrega-sjon, sandkompaktering og tap av elastisitet i fyllingen.

Hvor sand anvendes for konstruksjonsformål som for eksempel veibygging eller i betongblandinger er det høyt ønskelig å ha et bredt område av partikkelstør-relser spesifikt på grunn av at en blanding av små og store partikler vil resultere i at små partikler fyller mellomrommene mellom de store partikler, økt interpartikkel-kontakt, overlegen kompaktering og derfor en høyere lastbærende evne. Hvor sand eller granulerte aggregater anvendes i byggeanvendelser anvendes vibre-rende kompaktorer og fuktighetsinnholdet kontrolleres for å frembringe maksimum jordbunnskompaktering og densitet.

Hvor sand anvendes som en komponent av en elastisk fylling i hulrommene av syntetisk gress er imidlertid for sterk kompaktering meget uønsket. En høy

kompakteringsgrad av sand og forurensning av fyllingen fra luftbåret smuss og støv fører til uønskede éndringer i elastisiteten av fyllingen over tid som et resultat av anvendelsen som kan variere betraktelig over den syntetiske gressoverflate fra arealer med høy bruksintensitet til arealer med lav bruksintensitet. Ensartet konsistent elastisitet, eliminasjon av vedlikehold og forutsigbar ytelse av fyllingen er målene snarere en den høye lastbærende styrke.

Den konvensjonelle løsning på kompakteringen og separasjonen av fyl-lingspartikler er periodevis å børste det syntetiske gress. Børsting tjener til å bryte opp kompaktert materiale og på nytt å blande toppoverflaten under gjenopprettel-se av den opprinnelige sammensetningen av fyllingsblandingen i så sterk grad som mulig. Børsting øker omkostningene for vedlikehold, eksponerer syntetiske bånd for signifikant slitasje og er på sitt beste en midlertidig løsning etter som til slutt den konvensjonelle fylling kompakterer og må børstes regelmessig.

Det riktige valg av mellomrom mellom radene av gressbånd har også vist seg å være problematisk. Ganske ofte er den vesentlige klage fra profesjonelle idrettsmenn at knotter på sko ikke frigis konsistent fra tettpakkede sammenfiltrede, tettvevede eller sammenmaskede syntetiske sportsgressoverflater og bevirket skade på knær og ankler. Eldre kunstig gressoverftater var bygget meget like in-nendørs teppeoverflater med meget tett adskilte oppstående fibere som strakk seg fra en vevet base med elastisk underlag. Disse fiberoverflater var konstruert til å forbli oppstående og unngå sammenfiltring når de ble trått på. For å oppnå dette resultat var fibrene anordnet med ekstrem liten avstand fra hverandre. Knottene på sportssko løsnet imidlertid ofte ikke skikkelig særlig når foten ble rotert på overflaten og dette resulterte i skade på knær og ankler.

På den annen side, hvor en sand anvendes som en overflate, for eksempel på fotgjengeroverflater, er overflaten forholdsvis ustabil og sandpartikler forskyves lett. For å stabilisere slike overflater tilveiebringer US patent 4.819.933 (Armond) Fibersand Ltd.) en blanding av sand med en forholdsvis lav vektprosentandel av rette syntetiske fibere tilfeldig fordelt og tverrbindende i et løst forskyvbart nettverk. Fibrene tjener til å fordele konsentrerte belastninger, holde sanden sammen under vekten av hestehover, idrettsmenns føtter, hjulkjøretøy eller redskaper. US patent 5.326.192 (Freed) Synthetic Ind., Inc) tilveiebringer også en fremgangsmåte for å forbedre utseende og ytelseskarakteristikker av en gresstorvoverflate ved å innar-beide separate bunter av syntetiske fibere inn i jordbunnsoverflaten.

Granulert fylling kombinert med oppstående gresslignende syntetiske bånd tar sikte på å avhjelpe ulempene ved de ovennevnte systemer i en viss grad ved å tilveiebringe en kornformet syntetisk overflate sammenfiltret med de oppstående fibere som strekker seg fra et støtteplatetekstil for bedre å imitere en naturlig jordbunn, med innleirede røtter og gress. Når knottene på en idrettsmanns sko innleires i den granulerte fylling vil de løse partikler skifte plass og forskyves i noen grad som i naturlig jordbunn. Samtidig vil de oppstående syntetiske gressbånd sam-menfiltres med de løse partikler og knottene for å redusere eller forhindre glipp. Uten de syntetiske bånd ville de løse partikler være meget vanskelig å løpe på, ganske lik en naturlig strandoverflate av tørr sand mens derimot en kompakt fi-bermatte ville fastholde knottene og forhindre frigivelse og eventuelt bevirke per-sonskade.

Den kombinerte struktur med oppstående bånd og løs partikkelformet fylling må derfor balanseres eller optimeres for å tilveiebringe en ønskelig spilleover-flate. Når båndene er tett sammenpakket kan knottene ikke frigis skikkelig, men når båndene er anordnet for langt fra hverandre, er adekvatdriv og stabilitet ikke tilgjengelig. På grunn av den høye pris på kunstige gressinstallasjoner og fare for skade på høyt kvalifiserte og høyt betalte idrettsmenn er det nødvendig med en forutsigbar og reproduserbar kunstig gressytelse.

Syntetiske gressoverflater er blitt bygget opp med fylling hovedsakelig av gummi alene. Gummipartikler er relativt lette, og opprevne partikler har fibrøse overflater som innelukker luftbobler. Når de oversvømmes har som et resultat gummipartiklene i noen konvensjonelle installasjoner flytt opp på overflaten av vannet og har rent bort fra den syntetiske gressoverflate. Gummipartikler dreneres bort eller erstattes og resulterer i arealer av det syntetiske gress som har utarmet fyllingstykkelse. En mangel på ensartet fyllingstykkelse og elastisitet over overflaten kan resultere i skader og erstatningsansvar for eieren av idrettsplassen.

Til tross for flere forskjellige fyllingssammensetninger av gummi og sand og fiberstrukturer ifølge den tidligere kjente teknikk består flere signifikante ulemper som anført i det foregående.

BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Det er et formål for den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fylling som vil bibeholde sine égenskaper under langvarig bruk uten vesentlig segrega-sjon eller kompaktering av fyllingen og med et redusert krav til periodisk børsting av overflaten.

Det er et ytterligere formål for oppfinnelsen å forbedre elastisiteten og redusere den abrasive karakter av de konvensjonelle kornformede fyllinger som fyller mellomrommene mellom de syntetiske gressbånd mens knottene i idrettssko mu-liggjøres riktig frigivelse uten alvorlig fare for skade.

Det er et ytterligere formål for oppfinnelsen å eliminere spredningen av sandpartikler og uønsket synlig sand på fyllingsoverflaten.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en syntetisk gresstorv-sammenstilling for installasjon på et bærende substrat, for å tilveiebringe en sportsspilleoverflate, ton/sammenstillingen innbefatter: et pol-tekstil med en fleksibel støtteplate og et flertall oppstående syntetiske bånd av en utvalgt lengde, som representerer gress-strå, som strekker seg oppover fra en øvre overflate av støtteplaten; og

et fyllingslag av partikkelformet materiale anordnet i mellomrommene mellom de oppstående bånd på oversiden av støtteplaten og med en dybde

mindre enn lengden av båndene, idet det partikkelformede materiale er valgt fra gruppen bestående av harde og elastiske korn,

kjennetegnet ved at fyllingslaget omfatter:

et bunnlag som hovedsakelig kun består av harde kom anbrakt på oversiden av støtteplaten;

et midtlag av sammenblandende harde og elastiske korn med et valgt relativt vektforhold, anbrakt på bunnlaget; og

et topplag som hovedsakelig kun består av elastiske kom anordnet på midtlaget, idet en øvre del av de syntetiske bånd strekker seg oppover fra en overside av topplaget.

Foretrukne utførelsesformer av den syntetiske gresstorvsammenstillingen er videre utdypet i kravene 2 til og med 11.

Oppfinnelsen går ut på at den granulerte fylling er et dynamisk system av kontinuerlig bevegede harde og elastiske partikler med forskjellige størrelser og med forskjellige fysiske egenskaper under innvirkningen av støt og vibrasjon fra spilleraktivitet, overflatevedlikehold og værpåvirkning. Oppfinnelsen tilpasses slik dynamisk aktivitet på en rekke forskjellige måter.

Toppflaten holdes hovedsakelig sandfri ved bruk av et rent gummipartikkel-topplag 6 av forholdsvis store partikler, foretrukket vesentlig større enn partiklene i bunnlaget. Eventuelle mindre sandpartikler som kunne migrere opp til oversiden fra forskyvningsvirkningen av knotter vil da være i stand til å perkolere gjennom hulrommene mellom de store oversidepartikler og tilbake ned til bunnlaget under innvirkningen av vann, vibrasjon og tyngdekraft. Et bunnlag av sand og gummi blandet sammen er anordnet mellom det rene gummitopplag for ytterligere elastisitet, fuktighetsdrenering og som en ballast for stabilisasjon av tekstilstøtteplatene.

Partikkelformene er hovedsakelig kuleformet for å redusere kontaktfriksjon mellom partiklene, forbedre drenering og forebygge kompaktering. Kuleformen reduserer motstand overfor partikkelforskyvning og reduserer derfor graden av kompaktering sammenlignet med konvensjonelle vinkeioverflatepartikler. På basis av Krumbeins kuleformestandard, kjent for de fagkyndige, er partikkelformene bredt i området fra 0,5 til 0,99 men foretrukket i området mellom 0,6 og 0,9 idet de er godt avrundet eller hovedsakelig kuleformet.

Partikkelstørrelsesfordelingen for partikler av hard sand og elastisk gummi i bunnlaget velges til å være hovedsakelig lik hverandre og partikkelstørrelsene er foretrukket begrenset for sports- eller idrettsplassoverflater til området 14-30 standard siktmaskevidde. For å tilpasses andre anvendelser av de syntetiske gressoverflater kan partikkelstørrelsen være i området fra 12,7 mm til 50 standard sikt maskevidde. Større partikler kan anvendes for fotgjengeranvendelser opptil omtrent 6,3 mm men disse store korn er for abrasive for kontakt med den humane hud. Partikler mindre enn 50 siktmaskevidde standard vil gjerne skape støv og kan føre til uønsket kompaktering, redusert takt for vannperkolasjon og partikkelsegre-gasjon. Naturlig forekommende jordbunnspartikler i dette størrelsesområdet klas-sifiseres som partikler tilsvarende medium sand, grov sand og fin grus.

Med hovedsakelig identisk "størrelsesfordeling" menes det at når bunnfyllingslaget analyseres ved hjelp av konvensjonell jordbunnslaboratoriesiktanalyse og fremstilles grafisk på en halvlogaritmisk graf for standard siktanalyse (y-aksen viser 0-100 vektprosent som passerer siktstørrélsen eller mindre og x-aksen viser sikt/partikkelstørrelse logaritmisk) er linjen for harde partikler og linjen for elastiske partikler ideelt beliggende over hverandre i en vesentlig grad. De harde og elastiske partikler har derfor hovedsakelig like partikkelstørrelser og størrelsesfordeling-en er i vesentlig grad den samme.

Grafene for de standard siktanalyser er i seg selv et unøyaktig "provisorisk" etter som naturlige jordbunner varierer betraktelig over for eksempel overflaten av en byggeplass. Grafene for siktanalyse viser generelt ikke de største 10% og minste 10% av partikkelstørrelsene etter som disse ekstremer er betraktet som statistisk insignifikante på grunn av den naturlige variasjon i jordbunnens partik-kelstørrelse. Konvensjonelt betraktes derfor bare de midlere 80% av partiklene ved undersøkelse av jordbunnspartikkelstørrelser i en siktanalyse.

Ved å anvende denne praksis for oppfinnelsen, definert numerisk eller vi-tenskapelig, hvor partikkelstørrelsene av 80 vektprosent av harde og elastiske korn i bunnlaget er fordelt i et område som spenner over en numerisk forskjell på 40 standard siktmaskevidder, anses partikkelstørrelsesfordelingen hovedsakelig identisk eller meget godt utsortert. Etter som sand og gummi kan graderes til en hvilken som helst ønsket spesifikasjon foretrekkes det at den numeriske forskjell er enda mindre som for eksempel 20 standard siktmaskevidder for å fremstille en mer ensartet fylling. Fullstendig kuleformet produserte glassperler ville for eksempel ha en numerisk forskjell som nærmet seg null. Etter som sand er en naturlig forekommende substans skapt fra erosjonen av bergart, varierer imidlertid partik-kelstørrelsesfordelingen og graden av kuleform i betraktelig grad. En numerisk forskjell på for eksempel 20 standard siktmaskevidder kan resultere i en partikkel-størrelsesfordeling mellom 10 og 30 for fotgjengeroverflater eller mellom 20 og 40 for idrettsplassoverflater.

I praksis er det billigste harde partikkelmateriale vanligvis sand som finnes i naturlig segregerte avsetninger og/eller er blitt mekanisk gradert for å egne seg for forskjellige vanlige byggeformål, som for eksempel anvendelse i betongblandinger og veidekkekonstruksjon. Etterspørselen for sand for anvendelse i kunstige gress-, installasjoner er forholdsvis lav og hvis en sammensetning krever en spesielt seg-regert eller gradert sandpartikkelstørrelsesfordeling ville prisen for slikt materiale øke noe.

Når det skal bestemmes vedrørende de spesifikke materialer som skal anvendes på et valgt sted er det foretrukket å anvende en hvilken som helst aksep-tabel sand som er lett tilgjengelig nær installasjonssetet. Det er en forholdsvis en-kel oppgave ved kjøp av elastiske partikler å spesifisere den elastiske partik-kelstørrelsesfordeling slik at denne er innenfor de områder som er drøftet i det foregående og som kan legges ovenpå den målte sandpartikkelstørrelsesforde-ling. Elastiske partikler må bearbeides, males og transporteres fra et produksjons-anlegg uansett hvor installasjonssetet befinner seg. Den marginale omkostning ved å produsere elastiske partikler med en partikkelstørrelsesfordeling som tilsvarer partikkelstørrelsesfordeling av sandpartiklene er forholdsvis lav sammenlignet med alternative med å gradere størrelsesfordelingen av sandpartiklene for å til-svare de elastiske partikler.

Ved å fremstille de elastiske partikler slik at disse tilsvarer størrelsesforde-lingen av den lett tilgjengelig sand ved installasjonssetet vil bunnlaget av fyllingen med blandede partikler av sand og gummi med likt fordelte størrelser resultere i fordelen med signifikant redusert avsetning og separasjon av partikkelblandingen i bruk.

I motsetning har konvensjonelle blandinger av elastiske partikler generelt betydelig større partikler enn den tilgjengelige graderte sand. Som et resultat unnslipper de lette større elastiske artikler oppover og de tyngre mindre harde sandpartikler unnslipper nedover under den kombinerte påvirkning av tyngdekraft, vibrasjon, regn og nedoversivende vann. Segregering av forskjellig dimensjonerte partikler fører til tap av optimal kompakthet og ujevnt grep i konvensjonelle blandede innfyllingslag.

Oppfinneren har funnet at separasjonen av harde og elastiske partikler i det blandede bunnlag kan forebygges eller i vesentlig grad reduseres ved 1 å velge harde og elastiske partikler med lik eller hovedsakelig identisk størrelsesfordeling 2, seleksjon av et forholdsvis snevert område av partikkelstørrelse, og 3 seleksjon av generelt kuleformede partikkelformer for både harde og elastiske partikler. Den minimale variasjon i partikkelstørrelsen motvirker kompaktering etter som det ikke er noen forholdsvis mindre partikler til å fylle mellomrommene mellom de store partikler når alle partikler har hovedsakelig den samme størrelse. Kuleformene reduserer motstanden mot inter-partikkelforskyvning og reduserer tendensen til at tilstøtende partikler kan låses sammen.

De fibrillerte gresslignende syntetiske bånd ved overflaten vil gjeme bibeholde de forholdsvis store toppgummipartikler i en løs nettlignende fleksibel struktur. Det løse nett av fibrilletre fibere på kryss og tvers tillater også at forskjøvede gummipartikler kan arbeide seg tilbake inn i det underliggende toppgummilag når fottrafikk passerer over partiklene og de syntetiske bånd. Kombinasjonen av rent topp gummilag og nettverk av fibrilerte bånd gir utseende og følelse av en naturlig gresstorvoverflate.

De syntetiske bånd mellom tekstilstøttelaget og topplaget tilveiebringer en grad av motstand mot partikkelforskyvning i det blandede bunnlag ved å danne en åpen nett- eller nettverksstruktur med vertikalt orienterte knipper som lateralt er tverrforbundet. Det blandede bunnlag av sand og gummi tilveiebringer fast elastisk understøttelse for det relativt tynne gummitopplag. Sandinnholdet i det blandede lag tilveiebringer spesielt den nødvendige vekt for ballast og bedre drenering på grunn av sandens kapillarvirkning.

Det forholdsvis tynne topplag som er i umiddelbar kontakt med idrettsmen-nes kropp har høy elastisitet hvor fysisk kontakt forekommer og resulterer i lav hudabrasjon på grunn av den eksklusive bruk av gummi. Sandinnholdet i det blandede bunnlag tilveiebringer ballastvekt for å holde gresset på plass og hurtig drenere overflaten. Drenering er særlig nødvendig hvor det foreligger en fare for frysing og seleksjon av en grovere blanding for forbedret drenering kan være nød-vendig i kalde klimater. De elastiske partikler i det blandede lag tilveiebringer også underoverflateelåstisitet i tillegg til toppoverflateelastisiteten tilveiebrakt av topplaget.

Valget av harde og elastiske partikler med hovedsakelig lik størrelsesforde-ling reduserer i vesentlig grad kompaktering og reduserer kravene til vedlikehold. Det øverste rene gummitopplag vil alltid forbli hovedsakelig fri for sand på grunn av valget av partikkelstørrelse. Sand kan forskyves fra det blandede bunnlag til overflaten av topplaget ved omrysting bevirket ved kontakt med spillérnes sko-knotter under et spill eller treningsseksjon mye på den samme måte som konvensjonell jordbunn forstyrres ved denne virkning. Størrelsen av sandpartikler velges imidlertid til å være mindre enn størrelsen av elastiske partikler i topplaget. Nedo-vervaskingen av de forskjøvede sandpartikler på grunn av regnvann som drenerer gjennom den øvre elastiske overflate eller fra vibrasjon og omrysting på grunn av fottrafikk returnerer de mindre sandpartikler til det bunnlag hvorfra de kom.

Tolagsinstallasjonen med utelukkende gummi i topplaget og blandet sand gummi i bunnlaget frembringer en elastisk overflate til lavere pris og med lavere tykkelse enn konvensjonelle metoder som for eksempel beskrevet i US patent 4.337.283 (Haas) og US 4.396.653 (Tomarin); De tidligere kjente fyllingslag med store og små partikler vil gjerne kompaktere eller konsolidere til en mer fast kompaktert overflate. Oppfinnelsen bibeholder elastisiteten selv når den anvendes i tynne lag etter som topplaget er av bare gummikorn og det blandede bunnlag ikke har tendens til å separere eller kompaktere. Det skapes således en mer forutsigbar langvarig elastisitet.

De syntetiske bånd kan produseres og tuftes til tekstilstøttelaget. Det er foretrukket å slisse båndene med forholdsvis korte langsgående slisser adskilt over bredden av båndene. Etter installasjon av fyllingen blir så den øvre den av de syntetiske bånd fibrillert, slisset eller opptrevlet vertikalt på stedet ved å føre en børste over den installerte overflate. Båndene har ved fremstillingen en langsgående orientert struktur og derfor vil aggressiv børstevirkning på oversiden gjerne rive opp eller splitte båndene til tynnere gresslignende tråder ved å forlenge slissene i lengderetningen for å danne tett sammenpakkede individuelle gresslignende tråder.

Når bånd børstes og splittes på stedet ved børsting blir de øvre deler av båndene opptrevlet eller splittet til tynne gresslignende tråder mens de nedre deler forblir intakte og blir bare strukket åpne til en ekspandert bane, nett- eller nettverksstruktur, i en større utstrekning enn når fiberne ble initialt tuftet inn i støttepla-ten. En direkte fordel ved denne nettverksstruktur er stabilisasjonen av den partikkelformede fylling ved sammenfiltring av partiklene mellom de fibrilerte gresslignende tråder og innenfor den ekspanderte gitterlignende struktur. Den nedre gitterlignende del stabiliserer fyllingen og den øvre gresslignende del tillater knotte-penetrasjon og knottfrigivelse, regnvannspenetrasjon og drenering, tillater en liten overflateelastisitet på grunn av de krummede gresslignende tråder, og fastholder de store elastiske partikler i topplaget i en gresslignende nettstruktur.

Lokal fibrillasjon av fiberne tillater også en mer tett toppflatebelegning av gresslignende tråder. De forholdsvis brede bånd med korte slissperforasjoner som initialt installert kan anordnes i tilstrekkelig avstand fra hverandre for å tillate at kornformet fylling kan installeres mellom båndene. Når fyllingen er blitt fullstendig installert vil børstingen av de vidt adskilte bånd splitte dem opptil tynnere gresslignende tråder som fyller gapet mellom båndene og bedre dekker toppoverflaten av den kornformede fylling. Det tette nett av fibrilerte tråder på kryss og tvers inne-holder de store gummikom i topplaget som tillater knottpenetrasjon og at vann kan drenere derigjennom. De splittede bånd tilføyer bedre gresslignende tråddekning av den synlige overflate til en mindre omkostning. Ved anvendelser som ikke er orientert til sportsbruk, som for eksempel ved bruk ved bearbeiding av landskapet eller for dekorative formål kan det anvendes mindre tette fiberfordelinger som resulterer i lavere prjs for den samme visuelt synlige dekning som konvensjonelle tettpakkede syntetiske gress.

Ytterligere detaljer ved oppfinnelsen og dens fordeler vil fremgå av den føl-gende beskrivelse og vedføyde tegninger.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

For at oppfinnelsen skal lettere forstås skal en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen beskrives som eksempel, med henvisning til de vedføyde tegninger hvori: Fig. 1 er et tverrsnitt gjennom en syntetisk gressammenstilling med fylling installert og viser den fleksible støtteplate med oppstående bånd og fyllingslaget oppbygget i form av et topplag av forholdsvis store elastiske gummikorn og et bunnlag av blandede korn av hard sand og elastisk gummi med identisk mindre partikkelstørrelsesfordeling; Fig. 2 er et lignende tverrsnitt som viser den endelig konfigurasjon av de gresslignende tråder litt krummet som et resultat av aggressiv overflatebørsting for ytterligere å fibrillere endene av båndene; Fig. 3 er et sideriss av et syntetisk bånd som fremstilt med en serie korte langsgående slisseperforasjoner; Fig. 4 er et sideriss av et syntetisk bånd ved den nedre ende snodd før tuf-ting inn i tekstilstøtteplaten og ved den øvre ende strukket sideveis for å vise den gitterlignende gresstråstruktur som resulterer fra den sideveis strekking og langsgående forlengelse av slissene; Fig. 5 er en tabell som viser den grafiske avbildning av partikkelstørrelses-fordelingen som resulterer fra standard sikteanalyse av fyllingslagene; og Fig. 6 er en tabell som viser en visuell representasjon av partikler gradert ifølge Krumbeins kuleformskala.

UTFØRELSESFORM AV OPPFINNELSEN

Med henvisning til fig. 1 vedrører oppfinnelsen en syntetisk gressammenstilling bestående av et pol-tekstil med et fyllingslag av partikkelformet substans installert på et bærende jordbunnssubstrat for å tilveiebringe en sports- eller leke-plassoverflate.

Pol-tekstilet inkluderer en elastisk støtteplate 1 som kan inkludere to eller flere lag av åpenvevet tekstil, hvorav et kan være dimensjonsstabil netting for å forebygge strekking under installasjon og bruk. Et antall oppstående syntetiske bånd 2 strekker seg oppover fra oversiden av støtteplaten 1. Som vist i fig. 1 er båndene 2 tuftet gjennom støtteplaten 1 adskilt i rekker med avstand fra hverandre " og med en lengde L. Lengden "L" av fibere er valgt avhengig åv den totale dybde (5 pluss 6) av fyllingen og den ønskede elastisitet av den fullførte syntetiske gressammenstilling.

Anordnet i mellomrommene mellom de oppstående bånd 2 på oversiden av støtteplaten 1 er det et fyllingslag 3 av partikkelformet substans. Den partikkelformede substans kan velges fra et hvilket som helst antall av alminnelig tilgjengelige harde korn som for eksempel: sand; hard aggregat; kvartsand; grus; slagg; granulert plastmateriale og polymerperler. De elastiske korn kan være valgt fra: kryo-gent malt gummi; gummi; kork; polymerperler; syntetisk polymerskum; styren; per-litt, neopren, malte bildekk og EPDM gummi.

Fyllingslaget 3 utgjøres av et bunnlag 4, et midtiag lag 5 og et topplag 6.

Bunnlaget 4 består hovedsakelig kun av harde sandkorn som er anbrakt umiddel-bart på den øvre overflaten av støtteplaten 1. Midtiag 5 er laget av sammenblandende harde sandkorn og elastiske gummikorn. Bunnlagets blanding er valgt på basis av et vektforhold større enn 2:1 av henholdsvis harde og elastiske kom. Topplaget 6 er hovedsakelig kun av elastisk gummikorn. En øvre del av de syntetiske båndene 2 strekker seg oppover fra en øvre overflate 8 av topplaget 6. Den resulterende kunstige ton/overflate kan tilpasses for forskjellige innendørs og utendørs bruksområder, slik som: sportsspillbaner; hesteveddeløp og rekreasjonsområder.

Blandingen er valgt på basis av volumfordelingen av forskjellige størrelser av harde korn og elastiske korn som er hovedsakelig identisk og rangerer i stør-relse mellom 12,7 mm og 50 standard siktmaskevidde. Foretrukket er området av partikkelstørrelser begrenset for å unngå små eller fine partikler som fyller mellomrommene mellom større partikler og som fremmer kompaktering. Det foretrukne område mellom 15 og 30 standard siktmaskevidde. Avhengig av anvendelse kan området av partikkelstørrelser i det blandede lag begrenses til 10-30,15-30 eller 20-40 standard siktmaskevidde som valgt for å passe til designparametere. Formen av harde og elastiske korn er hovedsakelig kuleformet og ikke vinklet som i tidligere kjent teknikk for ytterligere å hemme kompaktering og avsetning.

Som vist i grafen i fig. 5, er en standard maskevidde-siktanalyse avbildet med en vertikal akse med lineær skala av "vektprosent som passerer siktstørrel-sen" eller alternativt "prosent mindre" og horisontalaksen som en logaritmisk skal som viser partikkel og/eller siktstørrelse. Eksempellinjen vist i fig. 5 viser forholdsvis ensartede blandinger av partikler med et snevert område av partikkelstørrelse. Ideelt er linjen på fig. 5 for sandpartikkelstørrelsesfordeling og linjen for gummipar-tikkelstørrelsesfordeling identiske og ville bli vist lagt på hverandre. Som et eksempel er imidlertid 10-30 området nevnt ovenfor grafisk illustrert som en skravert sone innenfor hvilken en hvilken som helst linje vil tilfredsstille kravene til denne partikkelstørrelsesbegrensning.

Topplaget 6 består hovedsakelig av elastiske gummikorn alene. En øvre del 7 av de syntetiske bånd 2 strekker seg oppover fra en overside 8 av topplaget 6.

Den resulterende kunstige gressoverflate kan tilpasses for mange innendørs og utendørs anvendelser, som for eksempel sportsplasser; hesteveddeløpsbaner, lekeplasser, landskapsbearbeidede områder og rekreasjonsområder.

For å avsette flere lag passerer børster over støtteplaten med et blandet materiale av sand og gummi flere ganger for å sikre at båndene står opp når de innleires i fyllingen og ikke blir neddykket under fyllingen, og videre for i noen grad å ekspandere båndene for å åpne slissene og frembringe en nettverksstruktur som stabiliserer fyllingen og forebygger for sterk grad av forskyvning av fyllings-partiklene etter installasjon. Etter at det blandede bunn-fyllingslag er lagt ned an-bringes et hovedsakelig rent gummipartikkelformet materiale som et elastisk topplag.

For å avsette bunnlaget kan det anvendes en spreder og deretter børstes overflaten for å reise opp trådene av pol-tekstilet og posisjonere båndene 2 i en generelt oppstående posisjon før topplaget 6 avsettes. Etter utbedring av hvert lag er det nødvendig å børste overflaten og å reise opp båndene til en oppstående posisjon som vist i tegningene.

Det kan være foretrukket at etter installasjon av topplaget 6 blir den øvre del 7 av det syntetiske bånd 2 ytterligere fibrillert ved at en børste føres aggressivt over overflaten. Denne operasjon splitter de øvre deler 7 og sprer trådene jevnt over oversiden 8. Den produserte bredde av båndene 2 er forholdsvis stor som for eksempel 2,5 cm og børsteoperasjonen gjennomført på stedet splitter båndene ytterligere og åpner slissene i lengderetningen og danner tynnere gresslignende tråder av en mindre bredde som illustrert. De øvrige ender av båndene 2 børstes mer kraftig for å oppnå de følgende fordeler fremfor tidligere kjente metoder. Vel-tingen av de fibrillerte øvre deler 7 låser båndendene gjensidig sammen til et løst nettverk som mer realistisk stimulerer utseendet av naturlig gress: De fibrillerte ender tildeler en svak elastisitet etter som de er litt oppreist eller dunet og simule-rer mer nøyaktig elastisiteten av naturlig gress når baller under spill spretter på den kompletterte overflate. De overhøyde ender skjuler også løsnet gummi fra topplaget 6 ute av syne, holder de løse partikler på plass og tillater en bevegelse av løsrevne partikler frem og tilbake mellom topplaget 6 og oversiden av de fibrillerte bånd 2. Ved splitting eller fibrillering av endene av båndet 2, skapes mindre overflatespenning og vann trenger lettere gjennom toppoverflaten 8 og drenerer bort gjennom bunnlaget 4.

Båndene 2 inkluderer en toppstruktur av mange gresslignende tråder fibrillert på stedet og en ekspandert gitteiiignende nedre struktur som etterlates hovedsakelig i sin opprinnelige tilstand men mekanisk ekspandert inn i et gittemett-verk på grunn av interaksjon med fyllingen når denne avsettes. Bånd kan velges fra fibere som polypropylen, polyetylen, nylon og annet plastmateriale. En blanding av fibrillerte tråder med stor og liten bredde frembringer et mer naturlig utseende og bevirker at en ball kan rulle på en mer forutsigbar måte avhengig av motstanden av fiberne mot ballen under spill. Modifikasjon av båndbredden og densiteten i gresset vil også modifisere ballens rulleegenskaper.

Båndene når de initialt er tuftet til tekstilstøtteplaten kan ha en bredde i området fra omtrent 2,5 til 7,5 cm og når de er fibrillert kan de individuelle gresslignende tråder være i området fra 1 mm til 15 mm bredde. Uttrykt med betegnelser anvendt på området er trådenes område fra 800 til 5.000 denier og tykkelsen av båndene og trådene er i området foretrukket fra 45 til 200 mikrometer

Det er ved forsøk og erfaring funnet at størrelsen og formen av harde granuler og elastiske granuler signifikant påvirker gresstorv-ytelsesegenskapene. Det er også blitt funnet at avstanden mellom båndene og variasjonen i dybden av fyllingen kan ha sterk påvirkning på ytelsen av den syntetiske gressammenstilling.

De harde og elastiske partikkelstørrelser bør være i området mellom 12,7 mm og 50 US standard siktmaskevidde, men foretrukket unngår et snevrere område på 14 til 30 faren for kompaktering. Harde granuler større enn 14 standard siktmaskevidde kan oppfattes noe abrasive ved brukere av sportsoverflaten hvis direkte kontakt etableres. Etter som fiberne over toppoverflaten gjerne vil bøyes over og beskytte brukeren mot direkte kontakt med en buet elastisk fibrøs sammenfiltring av syntetiske fibere, kan imidlertid noe større partikler anvendes uten at partiklene oppfattes som abrasive. Partikler mindre enn 50 standard siktmaskevidde vil gjeme hindre gjerinomtrengningen av vann og skadelig påvirke dreneringsegenskapene av fyllingslaget 3 i forholdsvis fuktige klimater. I tørre klimater kan bruk av mindre partikler være ønskelig for å opprettholde et optimalt fuktighetsinnhold for optimalt nivå med kompaktering og elastisitet. Større elastiske partikler (som for eksempel 14 standard siktmaskevidde) kan anvendes hvor hudkontakt med overflaten og mulig abrasjon ut fra karakteren av sporten er ven-tet. Foretrukket er sanden vasket og gradert for i hovedsakelig grad å fjerne alle de fine partikler med størrelse mindre enn tilsvarende 50 standard siktmaskevidde.

Den naturlige tendens av de store forholdsvis lette gummipartikler til å vandre til toppen og den komplementære tendens av mindre tyngre sandpartikler til å vandre til bunnen av fyllingslaget 3 kan reduseres ved bruk av like store partikler. Partikkelvandring reduseres også ved interaksjonen med den syntetiske gitterlignende båndstruktur og ved bruken av kuleformet partikkelform. Bunnlaget av fyllingen bibeholder sin initiale blanding av sand og elastiske partikler med lik størrelse på grunn av seleksjonen av hovedsakelig identiske partikkelstørrelser og interference overfor partikkelbevegelse som resulterer fra den gitterlignende struktur av båndene i kontakt med bunnfyllingslaget. Disse karakteristikker av fyllingslaget vil gjerne hemme kompaktering og opprettholde den ensartede forutsigbare . elastisitet av fyllingen.

Med et elastisk topplag 6 av ren gummi tilveiebringes elastisitet ved kon-taktoverflaten hvor oppfatningen av elastisitet virkelig trenges. Foretrukket er par-tikkelstørrelsen av gummipartikler i topplaget 6 av fyllingen større enn partiklene av sand og elastiske partikler i bunnlaget 4. De større partikler i topplaget tillater mindre partikler i bunnlaget til å falle tilbake ned gjennom gapene mellom de store partikler og som et resultat forbli partikkelstørrelses-sammensetningen av lagene distinkt. Elastisiteten av det endelige lag av fyllingen kan fininnstilles ved testing av elastisiteten ved overflaten og gradvis spredning av gummipartiklene til marginal økning av tykkelsen av topplaget 6 og oppnåelse av den ønskede elastisitet av det endelige topplag.

De syntetiske bånd er foretrukket anordnet i rader i avstand fra hverandre tilsvarende en selektert minimumsavstand "W". Avhengig av den ønskede fasthet og graden av frihet som er nødvendig for at knottene kan rotere for forskjellige sportsgrener kan avstanden "W" variere mellom 57 mm og 15,9 mm eller mindre. Mindre avstand tilveiebringer fastere understøttelse for fyllingen 3 mens en større avstand tillater lettere rotasjon av innleirede knotter.

Dybden av fyllingslaget 3 i forhold til lengden "L" av de syntetiske bånd kan være i området fra 90% til 40% men det foretrukne området for de fleste anvendelser vil være fra 85% til 55% eller fra 80% til 70%. Hvor for eksempel lengden av båndene L er 51 mm ville en dybde av fyllingen tilsvarende 75% være en dybde på 38,1 mm (51 x 0,75 = 38,1) (51 x 0,75 « 38,1) med de resterende 12,7 mm av bånd stikkende opp over oversiden av fyllingen.

Selv om den foregående beskrivelse og vedføyde tegninger vedrører en spesifikk foretrukket utførelsesform som hittil anses medomfattet av oppfinneren skal det forstås at oppfinnelsen i sitt brede aspekt inkluderer mekaniske og funk-sjonelle ekvivalenter av de beskrevne og illustrerte elementer.

Claims (11)

1. Syntetisk gresstorv-sammenstilling for installasjon på et bærende substrat, for å tilveiebringe en sportsspilleoverflate, ton/sammenstillingen innbefatter: et pol-tekstil med en fleksibel støtteplate (1) og et flertall oppstående syntetiske bånd (2) av en utvalgt lengde, som representerer gress-strå, som strekker seg oppover fra en øvre overflate av støtteplaten; og et fyllingslag (3) av partikkelformet materiale anordnet i mellomrommene mellom de oppstående bånd (2) på oversiden av støtteplaten (1) og med en dybde mindre enn lengden av båndene (2), idet det partikkelformede materiale er valgt fra gruppen bestående av harde og elastiske korn, karakterisert ved at fyllingslaget omfatter: et bunnlag (4) som hovedsakelig kun består av harde kom anbrakt på oversiden av støtteplaten; et midtiag (5) av sammenblandende harde og elastiske kom med et valgt relativt vektfomold, anbrakt på bunnlaget (4); og et topplag (6) som hovedsakelig kun består av elastiske kom anordnet på midtlaget (5), idet en øvre del (7) av de syntetiske bånd strekker seg oppover fra en overside av topplaget.

2. Syntetisk gresstorv-sammenstilling ifølge krav 1, karakterisert ved at det relative vektforhold mellom harde og elastiske kom er større enn 2 til 1.

3. Syntetisk gresstorv-sammenstilling ifølge krav 1, karakterisert ved at de harde korn er sandpartikler med størrelse som er i området mellom 14 til 70 US standard siktmaskevidde.

4. Syntetisk gresstorv-sammenstilling ifølge krav 3, karakterisert ved at størrelsen av sandpartiklene er i området mellom 20 til 50 siktmaskevidde.

5. Syntetisk gresstorv-sammenstilling ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at sanden er vasket for å fjerne hovedsakelig alle fine partikler under maskestørrelse 70.

6. Syntetisk gresstorv-sammenstilling ifølge krav 1, karakterisert ved at de elastiske korn er opprevede gummipartikler med størrelse som er i området fra 10 til 30 US standard siktmaskevidde.

7. Syntetisk gresstorv-sammenstilling ifølge krav 2, karakterisert ved at midtlagets (5) vektforhold er i størrelsesorden 3 til

8. Syntetisk gresstorv-sammenstilling ifølge krav 1, karakterisert ved at topplaget (6) har en installert enhetsvekt på opptil 2,9 kg/m<2> av det øvre overflatearealet.

9. Syntetisk gresstorv-sammenstilling ifølge kravene 1 til 8, karakterisert ved at den øvre del av de syntetiske bånd (2) er fibrillert på stedet.

10. Syntetisk gresstorv-sammenstilling ifølge krav 1 til 8, karakterisert ved at de syntetiske båndene (2) hver omfatter flere fibere med en nedover krummet øvre del.

11. Syntetisk gresstorv-sammenstilling ifølge krav 1 til 10, karakterisert ved at den øvre del av de syntetiske båndene (2) strekker seg oppover 6,35 mm til 25,40 mm fra den øvre overflaten av det øvre laget (6).