ES2708820T3 - Césped artificial con monofilamento jaspeado - Google Patents

Abstract

Un método de fabricación de césped artificial (1000), comprendiendo el método las etapas de: - crear (100) una mezcla de polímeros (100, 400, 500) líquida, donde la mezcla de polímeros es al menos un sistema bifásico, comprendiendo una primera (402) de las fases un primer polímero y un primer colorante, comprendiendo una segunda (404) de las fases de la mezcla de polímeros un segundo polímero y un segundo colorante, teniendo el segundo colorante un color diferente del primer colorante, siendo el segundo polímero del mismo o de un tipo diferente que el primer polímero, siendo la primera y segunda fases inmiscibles, formando la primera fase perlas de polímero en la segunda fase; - extrudir (102) la mezcla de polímeros en un monofilamento (606) que comprende un motivo jaspeado del primer y segundo color; - enfriar (104) el monofilamento; - volver a calentar (106) el monofilamento; - estirar (108) el monofilamento recalentado para deformar las perlas de polímero en regiones filiformes (800) y para formar el monofilamento en una fibra (1004) de césped artificial; - incorporar (110) la fibra de césped artificial en un soporte (1002) de césped artificial.

Description

DESCRIPCION

Cesped artificial con monofilamento jaspeado

Campo de la invencion

La invencion se refiere a cesped artificial y a la produccion de cesped artificial al que tambien se hace referencia como cesped sintetico. La invencion se refiere ademas a la produccion de fibra que imita hierba, y en particular a un producto y un metodo de produccion para fibras de cesped artificial basadas en mezclas de polfmero y de las alfombras de cesped artificial realizadas a partir de estas fibras de cesped artificial.

Antecedentes y tecnica relacionada

El cesped artificial o hierba artificial es una superficie que esta constituida por fibras que se usa reemplazar la hierba. La estructura del cesped artificial esta disenada de manera que el cesped artificial tenga un aspecto que se parezca al de la hierba. Tfpicamente, el cesped artificial se usa como una superficie para deportes tales como futbol, futbol americano, rugby, tenis, golf, para campos de juego, o campos de ejercicio. Ademas, el cesped artificial se usa frecuentemente para aplicaciones de paisajismo.

Una ventaja de usar cesped artificial es que este elimina la necesidad de cuidar una superficie de juego de hierba o de paisajismo, tal como la siega regular, escarificacion, fertilizacion y riego. El riego puede ser, por ejemplo, diffcil debido a restricciones regionales para el uso del agua. En otras zonas climaticas, el recrecimiento de la hierba y la reformacion de una cubierta cerrada de hierba son lentos en comparacion con el dano sufrido por la superficie de hierba natural al jugar y/o hacer ejercicio sobre el campo. Los campos de cesped artificial, aunque no requieren una atencion y esfuerzo similares para mantenerlos, pueden requerir algun mantenimiento tal como tener que limpiarlos de suciedad y residuos y tener que cepillarlos regularmente. Esto puede hacerse para ayudar a que las fibras se enderecen despues de haberlas pisado durante el juego o ejercicio. Durante el tiempo de uso tfpico de 5-15 anos, puede ser beneficioso que un campo de juego de cesped artificial pueda soportar un elevado desgaste mecanico, pueda resistir radiacion UV, pueda soportar el ciclo termico o el envejecimiento termico, pueda resistir interacciones con productos qmmicos y diversas condiciones ambientales. Por tanto, es beneficioso que el cesped artificial tenga una larga vida utilizable, sea duradero, y mantenga sus caractensticas de juego y de superficie, asf como un buen aspecto a lo largo de su tiempo de uso.

Para muchas aplicaciones, se pretende producir cesped artificial que reproduzca fielmente la apariencia de la hierba natural.

Ademas, puede ser deseable producir cesped artificial que pueda fabricarse facilmente y que tenga un motivo de color jaspeado.

La solicitud de patente de Estados Unidos US 2010/0173102 A1 describe una hierba artificial que se caracteriza por que el material para el revestimiento tiene un caracter hidrofilo que es diferente del caracter hidrofilo del material que se usa para el nucleo.

Compendio

La invencion proporciona un metodo de fabricacion de cesped artificial con un monofilamento que comprende un motivo jaspeado de un primer y un segundo color en las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se proporcionan formas de realizacion.

En un aspecto, la invencion proporciona un metodo de fabricacion de cesped artificial. El metodo comprende las etapas de:

- crear una mezcla de polfmeros lfquida. La mezcla de polfmeros es al menos un sistema bifasico. Una primera de las fases comprende un primer polfmero y un primer colorante. Una segunda de las fases de la mezcla de polfmeros comprende un segundo polfmero y un segundo colorante. El segundo colorante tiene un color diferente del primer colorante. El segundo polfmero es del mismo o de un tipo diferente que el primer polfmero. La primera y segunda fases son inmiscibles. La primera fase forma perlas de polfmero en la segunda fase;

- extrudir la mezcla de polfmeros en un monofilamento que comprende un motivo jaspeado del primer y segundo color;

- enfriar el monofilamento;

- volver a calentar el monofilamento;

- estirar el monofilamento recalentado para deformar las perlas de polfmero en regiones filiformes para formar el monofilamento en una fibra de cesped artificial;

- incorporar la fibra de cesped artificial en un soporte de cesped artificial.

Formas de realizacion de la invencion pueden usar primer y segundo colores que representan colores que aparecen en la hierba natural, por ejemplo, verde y amarillo, o verde claro y verde oscuro, o verde y marron claro o similares. Dichas formas de realizacion pueden tener la ventaja de que la apariencia de la hierba natural se reproduce de forma muy fiel. En otras formas de realizacion, pueden usarse otras combinaciones de colores para generar un jaspeado pero no necesariamente un motivo similar al de la hierba natural.

En otro aspecto beneficioso, la creacion de una mezcla de polfmeros lfquida donde los dos colorantes diferentes estan separados en dos fases diferentes donde una de las fases esta “emulsionada” en la segunda fase en forma de perlas es ventajoso puesto que no es necesario usar o crear extrusoras personalizadas que prevengan mecanicamente una mezcla mutua prematura de los dos colorantes, garantizando de este modo que se crea un monofilamento con un motivo jaspeado y no un monofilamento con un color que es el intermedio del primer y segundo color. Asf, formas de realizacion de la invencion permiten usar la misma maquinaria de extrusion para crear monofilamentos jaspeados que la que se usa para crear monofilamentos monocromaticos. Esto puede reducir los costes de produccion y puede aumentar la diversidad de tipos de cesped artificial que pueden crearse con un unico aparato de fusion y extrusion.

Ademas, no es necesaria una compleja extrusion conjunta, que requiere varios cabezales de extrusion para alimentar un util de hilatura complejo con el fin de proporcionar cesped artificial que reproduzca con exactitud la textura de la hierba natural.

En aspecto beneficioso adicional, el segundo polfmero y cualquier polfmero inmiscible pueden no deslaminarse entre sf, incluso en caso de que se usen dos tipos diferentes de polfmeros como el primer y segundo polfmeros. Las regiones filiformes estan embebidas en el segundo polfmero. Por tanto, es imposible que se deslaminen.

De acuerdo con las formas de realizacion, se anade un compatibilizador a la mezcla de polfmeros e interactua con el primer y segundo polfmeros, previniendo adicionalmente de este modo la deslaminacion de los dos tipos diferentes de polfmeros. En particular, el compatibilizador se anade a la mezcla de polfmeros cuya separacion de fases es causada por una diferencia de polaridad entre un polfmero polar y uno apolar.

El uso del primer polfmero y el segundo polfmero permite que se personalicen las propiedades de la fibra de cesped artificial. Tengamos por caso, un plastico mas blando, por ejemplo, PE, puede usarse para el polfmero que tiene la mayor fraccion de masa, por ejemplo, el segundo polfmero, para impartir al cesped artificial un tacto similar al de la hierba natural y mas suave. Un plastico mas ngido, por ejemplo, PA, puede usarse para el polfmero que tiene menor fraccion de masa, por ejemplo, el primer polfmero, u otros polfmeros inmiscibles para impartir al cesped artificial mas resiliencia y la capacidad de enderezarse despues de haber sido pisado o aplastado.

Otra ventaja puede ser posiblemente que las regiones filiformes se concentran, debido a la dinamica de fluidos durante el proceso de extrusion, en una region central del monofilamento durante el proceso de extrusion, mientras que todavfa hay una porcion significativa de las regiones filiformes tambien sobre la superficie de un monofilamento para producir la apariencia de motivo jaspeado. Asf, el material mas ngido puede concentrarse en el centro del monofilamento y una cantidad mayor de plastico mas blando sobre la region exterior o externa del monofilamento. Esto puede conducir ademas a una fibra de cesped artificial con propiedades mas similares a la hierba, tanto en terminos de rigidez, suavidad de la superficie y coloracion y textura de la superficie.

Comparado con una coloracion subsiguiente de una fibra de cesped artificial, formas de realizacion del metodo dan como resultado un monofilamento que comprende el motivo de color jaspeado no solo sobre su superficie, sino tambien en el interior. En caso de que un filamento tenga que ser separado, su superficie desgastada o danada de otro modo, el motivo de color jaspeado no se eliminara puesto que no esta limitado a la superficie del monofilamento.

Otra ventaja puede ser que las fibras de cesped artificial tienen elasticidad mejorada a largo plazo. Esto puede requerir un mantenimiento reducido del cesped artificial y requiere menos cepillado de las fibras puesto que estas recuperan de forma mas natural su forma y se endereza despues de uso o ser aplastado.

Enfoque I: separar fases usando polfmeros que tienen diferente polaridad

De acuerdo con formas de realizacion el primer y segundo polfmeros se diferencian entre sf por que uno de ellos es un polfmero polar y el otro es un polfmero apolar. Los polfmeros se eligen tal que la diferencia de polaridad sea suficiente para provocar una separacion de fases de la primera fase que consiste principalmente en el primer polfmero y la segunda fase que consiste principalmente en el segundo polfmero.

De acuerdo con formas de realizacion, el primer polfmero es un polfmero polar, por ejemplo, poliamida (PA).

De acuerdo con formas de realizacion, el segundo polfmero es un polfmero no polar, por ejemplo, polietileno (PE). De acuerdo con formas de realizacion, la mezcla de polfmeros lfquida es al menos un sistema trifasico. La tercera de las fases comprende un compatibilizador. La primera fase forma perlas de polfmero rodeadas por la tercera fase en la segunda fase.

De acuerdo con formas de realizacion, la mezcla de poKmeros comprende el compatibilizador en una concentracion de 0,05%-8% en peso, mas preferiblemente 0,2-4%, mas preferiblemente 0,4-2% en peso.

La perla de polfmero comprende porciones cristalinas y porciones amorfas. El estiramiento de las perlas de polfmero en regiones filiformes causa un aumento en el tamano de las porciones cristalinas con respecto a las porciones amorfas.

De acuerdo con formas de realizacion, la creacion de la mezcla de polfmeros comprende las etapas de:

- formar una primera mezcla mezclando el primer polfmero con el compatibilizador;

- calentar la primera mezcla;

- extrudir la primera mezcla;

- granular la primera mezcla extrudida;

- mezclar la primera mezcla granulada con el segundo polfmero; y

- calentar la primera mezcla granulada con el segundo polfmero para formar la mezcla de polfmeros.

De acuerdo con formas de realizacion, la mezcla de polfmeros comprende 1 a 30 por ciento en peso del primer polfmero. De acuerdo con formas de realizacion, la mezcla de polfmeros comprende 1 a 20 por ciento en peso del primer polfmero. De acuerdo con formas de realizacion, la mezcla de polfmeros comprende 5 a 10 por ciento en peso del primer polfmero. En dichos ejemplos, el resto del peso puede estar constituido por compuestos tales como el segundo polfmero y cualquier otro aditivo adicional que se anada en la mezcla de polfmeros.

De acuerdo con formas de realizacion, la mezcla de polfmeros comprende 70 a 90 por ciento en peso del segundo polfmero. En dichos ejemplos, el resto del peso puede estar constituido por componentes tales como el primer polfmero y cualquier otro aditivo adicional que se anada en la mezcla de polfmeros.

De acuerdo con formas de realizacion, el primer polfmero es uno cualquiera de los siguientes: poliamida, poli(tereftalato de etileno) (PET) y poli(tereftalato de butileno) (PBT).

De acuerdo con formas de realizacion, el segundo polfmero es uno cualquiera de los siguientes: polietileno, polipropileno y mezclas de los mismos.

Por ejemplo, puede usarse PA como el segundo polfmero, puede usarse PE como el segundo polfmero, y se usa un compatibilizador como MAH para embeber perlas de PA extrudidas en las regiones filiformes en la masa de PE. De acuerdo con un ejemplo particular, se usa como el primer polfmero PA 6.6 o PA6.6 que tiene una velocidad de flujo de la masa fundida (medida a 190°/2,16 kg) de 5 y se usa como el segundo polfmero PE que tiene una velocidad de flujo de la masa fundida de 1,8 (medida a 190°12,16 kg). La diferencia de velocidad de flujo de la masa fundida de dichos dos polfmeros no sena suficiente para inducir separacion de fases, pero la diferencia de polaridad es suficiente para permitir una separacion del primer y segundo polfmero en diferentes fases que pueden separarse entre sf por un compatibilizador formando una tercera fase.

De acuerdo con formas de realizacion, el compatibilizador es uno cualquiera de los siguientes: anfndrido maleico injertado (MAH), etileno-acrilato de etilo (EEA), un acido maleico injertado en polietileno poliamida; un anfndrido maleico injertado en copolfmero de injerto iniciado por radicales libres de polietileno, SEBS (estireno etileno butileno estireno), EVA (etileno-acetato de vinilo), EPD (dieno de etileno-propileno), o polipropileno con un acido insaturado o su anfndrido con acido maleico, metacrilato de glicidilo, ricinoloxazolina maleinato; un copolfmero de injerto de SEBS con metacrilato de glicidilo, un copolfmero de injerto de EVA con acido mercaptoacetico y anfndrido maleico; un copolfmero de injerto de EPDM con anfndrido maleico; un copolfmero de injerto de polipropileno con anfndrido maleico; una poliolefina-injerto-poliamidapolietileno o poliamida; y un compatibilizador tipo poli(acido acnlico).

Usar una mezcla de polfmeros de diferentes tipos, por ejemplo, el polietileno apolar y la poliamida polar que se describen antes tiene la ventaja de que se crea una fibra de cesped artificial que muestra un motivo de color jaspeado y que tiene una mayor durabilidad frente al desgaste y desgarro debido al PA mas ngido y al mismo tiempo una superficie mas suave y mayor elasticidad comparada con monofilamentos a base de PA puro. El compatibilizador previene la deslaminacion.

Enfoque II: separar fases usando diferentes polfmeros con diferentes velocidades de flujo de la masa fundida

De acuerdo con formas de realizacion, el metodo que comprende generar la mezcla de polfmeros lfquida calentando una mezcla solida del primer y segundo polfmeros al menos fiasta que se fundan el primer y segundo polfmeros.

La separacion de fases de la primera y la segunda fase se consigue seleccionando el primer y el segundo polfmero tal que la diferencia en la velocidad de flujo de la masa fundida del primer y segundo polfmero de lugar a una separacion de fases de una mezcla fundida del primer y segundo polfmero. Por ejemplo, esto puede determinarse experimentalmente mezclando poKmeros de diferentes velocidades de flujo de la masa fundida y luego calentando la mezcla de poUmeros para probar si la diferencia de velocidad de flujo de la masa fundida es suficiente para generar una separacion de fases a una temperatura particular.

De acuerdo con formas de realizacion, el polfmero con el menor porcentaje en masa de la mezcla de polfmeros tiene una velocidad de flujo de la masa fundida que difiere en al menos 3 g/1o min de la velocidad de flujo de la masa fundida (190°C/2,16 kg) del polfmero con el mayor porcentaje en masa.

De acuerdo con formas de realizacion, el primer polfmero (por ejemplo, aquel con el menor porcentaje en masa, por ejemplo, una primera variante de PE) tiene una velocidad de flujo de la masa fundida (190°C/2,16 kg) de 0,5 - 5 g/10 min. El segundo polfmero (por ejemplo, aquel con el mayor porcentaje en masa, por ejemplo, un segundo polfmero, por ejemplo, una segunda variante de PE) tiene una velocidad de flujo de la masa fundida (190°C/2,16 kg) de 8-100 g/10 min.

De acuerdo con un primer ejemplo, un primer polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) que tiene una velocidad de flujo de la masa fundida (medida a 190°/2,16 kg) de 4 se usa como el primer polfmero y un segundo LLDPE que tiene una velocidad de flujo de la masa fundida de 20 (medida a 190°/2,16 kg) se usa como el segundo polfmero.

De acuerdo con un segundo ejemplo, un LLDPE que tiene una velocidad de flujo de la masa fundida (medida a 190°/2,16 kg) de 0,9 se usa como el primer polfmero y un segundo LLDPE que tiene una velocidad de flujo de la masa fundida de 20 (medida a 190°/2,16 kg) se usa como el segundo polfmero.

La velocidad de flujo de la masa fundida es una funcion es una funcion del peso molecular y asf del tipo y longitud de cadena de la poliolefina usada. En la practica, la velocidad de flujo de la masa fundida puede obtenerse de libros o descripciones de productos o puede determinarse de forma sencilla empmcamente, por ejemplo, de acuerdo con la norma ASTM D1238, un metodo de prueba normalizado para la velocidad de flujo de la masa fundida de termoplasticos por un plastometro de extrusion.

De acuerdo con formas de realizacion, el primer polfmero es el polfmero con menor porcentaje en masa. El primer polfmero puede ser, por ejemplo, una primera variante de PE. El segundo polfmero es el polfmero con mayor porcentaje en masa. El segundo polfmero puede ser, por ejemplo, una segunda variante de PE. La primera y segunda variantes de PE tienen diferentes velocidades de flujo de la masa fundida como se ha descrito antes. Las velocidades de flujo de la masa fundida de una variante de polfmero particular estan normalmente publicadas por los fabricantes de un tipo de polfmero particular o pueden determinarse de forma sencilla empmcamente por mediciones de flujo en estado fundido normalizadas como se define, por ejemplo, en la norma ASTM D1238.

De acuerdo con algunas formas de realizacion, para el enfoque II no es necesario un compatibilizador, por ejemplo, en caso de que el primer y el segundo tipo de polfmero sean suficientemente similares respecto a sus propiedades ffsicoqmmicas de modo que no se produce deslaminacion. Si este no es el caso, puede usarse un compatibilizador como se describe para el enfoque I.

Gracias a los dos enfoques diferentes, pueden combinarse un gran numero de tipos de polfmero para generar una impresion de color jaspeado. En muchos casos, esto puede conseguirse sin ninguna etapa de produccion o compuesto qmmico adicional. Pueden conseguirse otros efectos deseados que se originen por la combinacion de dos polfmeros diferentes, por ejemplo, una resistencia mejorada al desgaste y desgarro, mayor elasticidad, suavidad de la superficie, rigidez, rugosidad de la superficie y similares.

Otras formas de realizacion de ambos enfoques I y II

De acuerdo con formas de realizacion, la composicion de la mezcla de polfmeros, la temperatura de la masa de extrusion, la temperatura del bano de enfriamiento y/o el factor de estiramiento impiden que el primer colorante se difunda en la segunda fase e impiden que el segundo colorante se difunda en la primera fase. Ademas, dichas condiciones permiten un numero suficiente de dominios de polfmero de una fase dada unificarse durante el enfriamiento para proporcionar una estructura jaspeada que puede apreciarse por el ojo humano y tiene el motivo recurrente de hilos de diferentes colores como se ha descrito antes.

De acuerdo con formas de realizacion, la composicion de la mezcla de polfmeros, las condiciones del proceso de extrusion y/o el factor de estiramiento se eligen de modo que el volumen de las fases de polfmero es demasiado grande y el tiempo durante el cual las dos fases diferentes son lfquidas es demasiado corto para que la difusion de los colorantes en la otra fase respectiva este impedida.

De acuerdo con formas de realizacion, la extrusion se lleva a cabo a una presion de 40-140 x 105 Pa, mas preferiblemente entre 60 x 105 a 100 x 105 Pa (60-100 bar), y mas preferiblemente a una presion de 70 x 105 a 90 x 105 Pa (70-90 bar), por ejemplo, 80 x 105 Pa (80 bar).

De acuerdo con formas de realizacion, la mezcla de polfmeros en el momento de la extrusion tiene una temperatura de 190-260°C (“temperatura de la masa de extrusion”), mas preferiblemente 210-250°C, e incluso mas preferiblemente 220-240°C.

De acuerdo con formas de realizacion, el factor de estiramiento esta en el intervalo de 1,1-8, mas preferiblemente en el intervalo de 3-7 e incluso mas preferiblemente en el intervalo de 4,5-6. Un “factor de estiramiento” tal como se usa en el presente documento es el factor por el que la longitud de un monofilamento de cesped artificial es prolongada por la etapa de estiramiento.

De acuerdo con formas de realizacion, la solucion de enfriamiento, por ejemplo, bano de agua, tiene una temperatura (justo despues de la boquilla u orificio de extrusion de 10-60°C, mas preferiblemente entre 25°C-45°C, e incluso mas preferiblemente entre 32°C-40°C. Dicha temperatura de la solucion de enfriamiento puede ser ventajosa ya que permite que se unifiquen, en un intervalo de tiempo definido entre la extrusion del monofilamento y la solidificacion de las multiples fases de polfmero lfquido, multiples dominios de polfmero de una fase particular, dando lugar de este modo a hebras del primer polfmero que tienen un grosor promedio deseado, antes de que la solidificacion impida cualquier migracion adicional y fusion de dominios de polfmero.

Ademas, el intervalo de tiempo resultante durante el cual las fases de polfmero son lfquidas y durante el cual el colorante puede difundirse potencialmente en la otra fase es tan corto que se ve impedida una difusion significativa de colorante a la otra fase. Ademas, se ha observado que bajo alta presion y en condiciones de flujo turbulento en la mezcla de polfmeros lfquida (como se ha observado en la extrusion), los multiples dominios de polfmero de una fase dada no se unifican. Bajo estas condiciones “turbulentas”, los hilos de la primera fase de polfmero son con frecuencia tan delgados que una estructura jaspeada no sena observable si el monofilamento extrudido solidificara inmediatamente despues de la extrusion. Sin embargo, usando una temperatura de lfquido de enfriamiento y una temperatura de la masa de extrusion como se han descrito antes, los diferentes dominios de polfmero de la misma fase tienen tiempo suficiente para unificarse despues de que el flujo de la mezcla de polfmeros se ha vuelto laminar, formando de este modo hilos cuyo tamano y grosor es suficientemente grande para proporcionar una impresion de color jaspeado si se ve a simple vista, por ejemplo, a una distancia de 15 cm o menos.

De acuerdo con formas de realizacion, la extrusion se lleva a cabo a una presion de 80 x 105 Pa (80 bar), la mezcla de polfmeros en el momento de la extrusion tiene una temperatura de 230°C, el factor de estiramiento es 5 y la solucion de enfriamiento, por ejemplo, bano de agua, tiene una temperatura de 35°C.

De acuerdo con formas de realizacion, el primer y segundo colorantes son respectivamente un colorante inorganico, un colorante organico o una mezcla de los mismos. Las condiciones citadas antes impediran basicamente una difusion de los colorantes en la otra fase respectiva independientemente de la polaridad o peso molecular de los colorantes.

Esto puede ser ventajoso puesto que se evita la difusion de los colorantes en la otra fase respectiva y asf una mezcla de los colorantes, garantizando de este modo que se genera una expresion de color jaspeado para una combinacion arbitraria de primer y segundo colorantes.

De acuerdo con formas de realizacion, la mezcla de polfmeros comprende 0,2%-40%, mas preferiblemente 1-15%, mas preferiblemente 2-10% en peso del primer polfmero. En dichos ejemplos, el resto del peso puede estar constituido por componentes tales como el segundo polfmero y cualquier otro aditivo adicional que se anada en la mezcla de polfmeros.

De acuerdo con formas de realizacion, la mezcla de polfmeros comprende mas de 60%, preferiblemente mas de 70% en peso del segundo polfmero. Es posible que mas de 90% de la mezcla de polfmeros consista en el segundo polfmero. En dichos ejemplos, el resto del peso puede estar constituido por componentes tales como el primer polfmero y cualquier otro aditivo adicional que se anada en la mezcla de polfmeros.

De acuerdo con formas de realizacion, el motivo jaspeado del monofilamento reproduce motivos de color de la hierba natural.

De acuerdo con formas de realizacion, el primer colorante es un complejo de pigmento azo-mquel en una concentracion de 0,5-5, mas preferiblemente 1,5-2 por ciento en peso de la primera fase. Por ejemplo, el pigmento azo-mquel “BAYPLAST®Gelb 5GN” de LANXESS puede usarse como el primer colorante. Preferentemente, el primer colorante tiene un color amarillo, verde claro o amarillo-verde.

De acuerdo con formas de realizacion, el segundo colorante es verde de ftalocianina en una concentracion de 0,001­ 0,3% en peso, preferiblemente 0,05-0,2% en peso de la segunda fase. Preferiblemente, el segundo colorante tiene un color verde o verde oscuro. De acuerdo con formas de realizacion, la fibra de cesped artificial se extiende una longitud predeterminada mas alla del soporte de cesped artificial, y donde las regiones filiformes tienen una longitud menor de la mitad de la longitud predeterminada.

De acuerdo con formas de realizacion, las regiones filiformes tienen una longitud menor de 2 mm.

De acuerdo con formas de realizacion, la temperatura de la masa de extrusion, parametros de agitacion de un mezclador se eligen tal que el diametro medio de las perlas en la mezcla de polfmeros fundida antes de la extrusion sea menor de 50 micrometros, preferiblemente entre 0,1 a 3 micrometros, preferiblemente de 1 a 2 micrometres.

Dichas caractensticas en combinacion con las condiciones de enfriamiento que permiten una unificacion de los dominios de poUmero de la misma fase una vez que la mezcla de poKmeros extrudida ha alcanzado el estado de flujo laminar pueden ser ventajosas puesto que estas ayudaran a la formacion de una estructura jaspeada en la que la aparicion de los dos colores diferentes cambia preferiblemente cada 50-1000|jm, mas preferiblemente cada 100-700pm.

Asf, durante la extrusion, los dominios de polfmero del primer polfmero estan dispersados granularmente muy finos en la segunda fase de polfmero y las porciones sobre la superficie de los monofilamentos que muestran el primer color pueden formarse a modo de estructuras de grano grueso mediante la unificacion (fusion) de multiples dominios de la primera fase despues de la extrusion hasta que el monofilamento solidifica. Esto puede permitir una mejor mezcla mutua del primer y segundo polfmero e impide la deslaminacion.

De acuerdo con formas de realizacion, la mezcla de polfmeros comprende ademas uno cualquiera de los siguientes: una cera, un agente deslustrante, un estabilizador UV, un retardador de la llama, un antioxidante, un pigmento y combinaciones de los mismos.

De acuerdo con formas de realizacion, la creacion de la fibra de cesped artificial comprende formar el monofilamento estirado en un hilo. Podnan formarse varios, por ejemplo, 4 a 8 monofilamentos en un hilo.

De acuerdo con formas de realizacion, la creacion de la fibra de cesped artificial comprende tejer, hilar, retorcer, devanar y/o agrupar el monofilamento estirado en la fibra de cesped artificial. Esta tecnica de fabricacion de cesped artificial es conocida, por ejemplo, por la solicitud de patente de Estados Unidos US 20120125474 A1.

De acuerdo con formas de realizacion, la incorporacion de la fibra de cesped artificial en el soporte de cesped artificial comprende: anudar la fibra de cesped artificial en el soporte de cesped artificial y unir las fibras de cesped artificial al soporte de cesped artificial.

De acuerdo con formas de realizacion, la incorporacion de la fibra de cesped artificial en el soporte de cesped artificial comprende tejer la fibra de cesped artificial en el soporte de cesped artificial.

En otro aspecto, la invencion se refiere a un cesped artificial fabricado de acuerdo con el metodo de una cualquiera de las formas de realizacion descritas en el presente documento.

En otro aspecto, la invencion se refiere a un cesped artificial que comprende un soporte textil de cesped artificial y una fibra de cesped artificial incorporada en el soporte de cesped artificial. La fibra de cesped artificial comprende al menos un monofilamento que comprende sobre su superficie un motivo jaspeado de un primer y un segundo color. El monofilamento es un monofilamento creado en una etapa de extrusion a partir de una mezcla de polfmeros lfquida. Cada uno del al menos un monofilamento comprende:

- un primer polfmero en la forma de regiones filiformes, comprendiendo el primer polfmero un primer colorante que tiene el primer color;

- un segundo polfmero, comprendiendo el segundo polfmero un segundo colorante que tiene el segundo color, donde las regiones filiformes estan embebidas en el segundo polfmero, donde el primer polfmero es inmiscible en el segundo polfmero.

De acuerdo con una forma de realizacion, la mezcla de polfmeros comprende entre 80-90% en peso del segundo polfmero. En este ejemplo el resto del peso puede estar constituido por el primer polfmero, posiblemente un tercer polfmero si esta presente en la mezcla de polfmeros, un compatibilizador si esta presente en la mezcla de polfmeros, y cualquier otro compuesto qmmico o aditivo anadido a la mezcla de polfmeros.

En algunos ejemplos el monofilamento estirado puede usarse directamente como la fibra de cesped artificial. Por ejemplo, el monofilamento podna extrudirse como una fibra o filamento simple (monofilamento) e incorporarse directamente en el soporte de cesped artificial.

En otros ejemplos la fibra de cesped artificial puede ser un haz o grupo de varias fibras de monofilamento estirado que en general se trenzan, retuercen o agrupan entre sf. En algunos casos el haz se devana con lo que se denomina hilo de devanado, que mantiene unido el haz de hilos y hace que este listo para el posterior proceso de anudado o tejido.

Los monofilamentos pueden tener, por ejemplo, un diametro de 50-600 micrometres de tamano. El peso de hilo puede alcanzar tipicamente 50 - 3000 dtex.

De acuerdo con formas de realizacion, las perlas de polfmero comprenden porciones cristalinas y porciones amorfas. La mezcla de polfmeros se calento posiblemente durante el proceso de extrusion y porciones del primer polfmero y tambien el segundo polfmero pueden tener una estructura mas amorfa o una estructura mas cristalina en diversas regiones. El estiramiento de las perlas de polfmero en regiones filiformes puede causar un incremento en el tamano de las porciones cristalinas respecto a las porciones amorfas en el primer polfmero. Esto puede conducir, por ejemplo, a que el primer polfmero se vuelva mas ngido que cuando terna una estructura amorfa. Esto puede conducir a un cesped artificial con mas rigidez y capacidad para replegarse cuando se aplaste. El estiramiento del monofilamento puede causar tambien en algunos casos que el segundo poffmero u otros poffmeros adicionales tambien tengan una mayor porcion de su estructura que se hace mas cristalina. En un ejemplo espedfico de esto el primer poffmero podna ser poliamida y el segundo poffmero podna ser polietileno. El estiramiento de poliamida causara un aumento en las regiones cristalinas haciendo la poliamida mas ngida. Esto tambien se cumple para otros poffmeros plasticos.

De acuerdo con una forma de realizacion de acuerdo con el enfoque II, cuando la mezcla de poffmeros comprende un compatibilizador, la creacion de la mezcla de poffmeros comprende la etapa de formar una primera mezcla mezclando el primer poffmero con el compatibilizador y el primer colorante. La creacion de la mezcla de poffmeros comprende ademas la etapa de calentar la primera mezcla, extrudir la primera mezcla, granular la primera mezcla extrudida, mezclar la primera mezcla granulada con el segundo poffmero y el segundo colorante, y calentar la primera mezcla granulada con el segundo poffmero para formar la mezcla de poffmeros. Este metodo particular de creacion de la mezcla de poffmeros puede ser ventajoso debido a que permite un control muy preciso sobre el modo en que el primer poffmero y el compatibilizador (que comprende el primer colorante) se distribuyen en el segundo poffmero (que comprende el segundo colorante). Por ejemplo, el tamano y forma de la primera mezcla extrudida puede determinar el tamano de las perlas de poffmero en la mezcla de poffmeros. En el metodo antes citado de creacion de la mezcla de poffmeros, por ejemplo, puede usarse el metodo denominado extrusion de husillo simple.

De acuerdo con formas de realizacion alternativas empleables para los enfoques I y tambien II, la mezcla de poffmeros tambien puede crearse disponiendo todos los componentes que la constituyen juntos a la vez. Por ejemplo, el primer poffmero, el segundo poffmero, el primer y segundo colorante y el compatibilizador, si hay, podnan anadirse todos juntos al mismo tiempo. Otros ingredientes tales como poffmeros adicionales u otros aditivos podnan tambien disponerse juntos al mismo tiempo. El grado de mezcla de la mezcla de poffmeros podna aumentarse, por ejemplo, usando una alimentacion de dos husillos para la extrusion. Una mezcla del primer poffmero que comprende el primer colorante distribuido homogeneamente puede alimentarse a traves de la primera alimentacion y una mezcla del segundo poffmero que comprende el segundo colorante distribuido homogeneamente se alimenta a traves de la segunda alimentacion. En este caso, la distribucion deseada de perlas de poffmero puede conseguirse usando la velocidad o grado mezcla apropiados.

Una “mezcla de poffmeros” tal como se usa en el presente documento comprende una mezcla de al menos un primer y un segundo poffmero y tambien posiblemente con diversos aditivos anadidos a la mezcla de poffmeros. El primer y segundo poffmeros pueden ser poffmeros de diferentes tipos, por ejemplo, poliamida y polietileno. El primer y segundo poffmeros pueden ser del mismo tipo, por ejemplo, un polietileno, pero que difieren en una o mas propiedades tales como la longitud media de la cadena de atomos de carbono. La “mezcla de poffmeros” consiste en al menos dos fases diferentes. Si hay poffmeros adicionales o compatibilizadores anadidos al sistema entonces el sistema bifasico puede aumentarse hasta un sistema de tres, cuatro, cinco o mas fases, por lo que cada una o al menos alguna de las fases adicionales comprende respectivamente un colorante que tiene un color diferente de todas las demas fases de la mezcla de poffmeros. El primer poffmero y el segundo poffmero son inmiscibles. En un sistema de tres o mas fases los poffmeros de cada una de las fases respectivas son inmiscibles. El primer poffmero forma perlas de poffmero (opcionalmente rodeadas por un compatibilizador) en el segundo poffmero. Ademas, el tercer poffmero de una tercera fase, si la hay, puede formar perlas en la segunda fase (es decir, en el segundo poffmero).

El termino “dominio”, “dominio de poffmero”, “perla de poffmero” o “perla” puede referirse a una region localizada, tal como una gotita, de un poffmero que es inmiscible en el segundo poffmero. Las perlas de poffmero pueden en algunos casos ser redondeadas o esfericas o con forma ovalada, pero tambien pueden tener una forma irregular.

Una “fase” tal como se usa en el presente documento es una region del espacio (un sistema termodinamico), a traves de la cual muchas o todas las propiedades ffsicas de un material son esencialmente uniformes. Ejemplos de propiedades ffsicas incluyen densidad, mdice de refraccion, magnetizacion o composicion qrnmica. Una descripcion sencilla es que una fase es una region de material que es qmmicamente uniforme, ffsicamente diferenciada y mecanicamente separable. Por ejemplo, una mezcla de poffmeros que comprende un primer y un segundo poffmero puede comprender en estado fundido una primera fase con el primer poffmero y un primer colorante y una segunda fase con un segundo poffmero y un segundo colorante.

Un “poffmero” tal como se usa en el presente documento es una poliolefina.

Se sobrendiente que una o mas de las formas de realizacion antes citadas de la invencion pueden combinarse siempre que las formas de realizacion combinadas no se excluyan mutuamente.

Breve descripcion de los dibujos

A continuacion se explican con mas detalle formas de realizacion de la invencion, unicamente a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos en los que:

la Fig. 1 muestra un diagrama de flujos que ilustra un ejemplo de un metodo de fabricacion de cesped artificial;

la Fig. 2 muestra un diagrama de flujos que ilustra un metodo de creacion de la mezcla de poffmeros;

la Fig. 3a muestra una seccion de la superficie jaspeada de un monofilamento;

la Fig. 3b muestra una fotograffa de una parte moldeada generada en el proceso de extrusion;

la Fig. 4 muestra un diagrama que ilustra una seccion transversal de una mezcla de poffmeros;

la Fig. 5 muestra otro ejemplo de una mezcla de poffmeros;

la Fig. 6 ilustra la extrusion de la mezcla de poffmeros en un monofilamento;

la Fig. 7 muestra una seccion transversal de un pequeno segmento del monofilamento;

la Fig. 8 ilustra el efecto de estiramiento del monofilamento;

la Fig. 9 muestra una fotograffa al microscopio electronico de una seccion transversal de un monofilamento estirado; y

la Fig. 10 muestra un ejemplo de una seccion transversal de un ejemplo de cesped artificial.

Descripcion detallada

Elementos numerados iguales en estas figuras son bien elementos equivalentes o desempenan la misma funcion. Elementos que se han descrito antes no necesariamente se describiran en posteriores figuras si la funcion es equivalente.

La Fig. 1 muestra un diagrama de flujos que ilustra un ejemplo de un metodo de fabricacion de cesped artificial. Primero en la etapa 100 se crea una mezcla de poffmeros ffquida. La mezcla de poffmeros es al menos un sistema bifasico. La primera fase comprende un primer poffmero y un primer colorante. La segunda fase comprende un segundo poffmero y un segundo colorante. De acuerdo con algunas formas de realizacion, la mezcla de poffmeros puede comprender una tercera fase, por ejemplo, un compatibilizador o un poffmero adicional que es inmiscible tanto con la primera como con la segunda fase. Opcionalmente la tercera fase puede comprender un tercer colorante que tiene un color diferente del primer y segundo colorantes. El primer poffmero y el segundo poffmero son inmiscibles y el primer y segundo colorantes estan basicamente confinados en sus respectivas fases, es decir, no hay -e n el tiempo hasta que la mezcla de poffmeros ffquida es extrudida y se ha solidificado como monofilamento - aproximadamente difusion de un colorante en otra de las fases. En otros ejemplos puede haber poffmeros adicionales tales como un tercer, cuarto o incluso quinto poffmero que son tambien inmiscibles con el segundo poffmero. Tambien puede haber compatibilizadores adicionales que se usan bien en combinacion con el primer poffmero o los tercer, cuarto, o quinto poffmeros adicionales, y puede haber un colorante respectivo en cada uno de los poffmeros adicionales.

La mezcla de poffmeros ffquida puede crearse calentando el primer y el segundo y cualquier otro poffmero, si los hay, hasta una temperatura que esta por encima del punto de fusion de dichos poffmeros. De este modo, la mezcla de poffmeros ffquida puede opcionalmente ser agitada a una velocidad de agitacion adecuada para garantizar que el primer poffmero fundido este dispersado en forma de perlas en el segundo poffmero fundido, de modo que en algunas formas de realizacion una tercera fase que comprende el compatibilizador puede construir una capa envolvente alrededor de las perlas.

En la siguiente etapa 102 la mezcla de poffmeros se extrusiona en un monofilamento. A continuacion, en la etapa 104 el monofilamento se inactiva o enfna rapidamente. A continuacion, en la etapa 106 el monofilamento se vuelve a calentar. En la etapa 108 el monofilamento recalentado se estira para deformar las perlas de poffmero en regiones filiformes y formar el monofilamento en la fibra de cesped artificial.

Tambien pueden llevarse a cabo otras etapas en el monofilamento para formar la fibra de cesped artificial. Por ejemplo, el monofilamento puede hilarse o tejerse en un hilo con propiedades deseadas. A continuacion, en la etapa 110 la fibra de cesped artificial se incorpora en el soporte de cesped artificial. La etapa 110 podna ser, por ejemplo, aunque sin estar limitada a, anudado o tejido de la fibra de cesped artificial en el soporte de cesped artificial. A continuacion, en la etapa 112, las fibras de cesped artificial se unen al soporte de cesped artificial. Por ejemplo, las fibras de cesped artificial pueden pegarse o mantenerse en su sitio mediante un revestimiento u otro material. La etapa 112 es una etapa adicional. Por ejemplo, si las fibras de cesped artificial se tejen en el soporte de cesped artificial la etapa 112 puede que no sea necesario realizarla.

La Fig. 2 muestra un diagrama de flujos que ilustra un metodo de creacion de una mezcla de poffmeros ffquida. En este ejemplo la mezcla de poffmeros ffquida a crear es un sistema trifasico. Primero, en la etapa 200 una primera mezcla se forma mezclando el primer poffmero con el primer colorante y el compatibilizador. Tambien pueden anadirse aditivos adicionales durante esta etapa, por ejemplo, para aumentar la resistencia a la llama o a UV o mejorar las propiedades de flujo de la mezcla de poffmeros. A continuacion, en la etapa 202 se calienta la primera mezcla. A continuacion, en la etapa 204 la primera mezcla se extrusiona. Seguidamente, en la etapa 206 la primera mezcla extrudida se granula entonces o corta en pequenos trozos. Seguidamente, en la etapa 208 la primera mezcla granulada se mezcla con el segundo poffmero y el colorante. Tambien pueden anadirse aditivos adicionales a la mezcla de poffmeros en este momento. Finalmente, en la etapa 210 se mezcla la primera mezcla granulada con el segundo poffmero y el segundo colorante y la mezcla resultante se calienta para formar la mezcla de poffmeros ffquida. El calentamiento y mezcla pueden producirse al mismo tiempo. En la mezcla trifasica Kquida resultante, la primera fase puede comprender el primer polfmero fundido y el primer colorante, la segunda fase puede comprender el segundo poUmero fundido y el segundo colorante, y la tercera fase puede comprender el compatibilizador. Alguna o todas las fases pueden comprender alguno o mas de los aditivos adicionales.

De acuerdo con formas de realizacion (no mostradas), la primera mezcla se forma como una primera mezcla granulada descrita antes. Ademas, se crea una segunda mezcla granulada mezclando el segundo polfmero con el segundo colorante. Aditivos adicionales pueden anadirse durante esta etapa. A continuacion, la segunda mezcla se calienta y extrusiona. La segunda mezcla extrudida se granula entonces o corta en pequenos trozos para proporcionar la segunda mezcla granulada. La primera y segunda mezclas granuladas se mezclan entre sf y se calientan formando de este modo la mezcla de polfmeros lfquida.

La Fig. 3a muestra una seccion de la superficie de un monofilamento de acuerdo con formas de realizacion de la invencion. Los dominios de polfmero “blancos” o (“hilos”) 302 corresponden a una primera fase, los dominios de polfmero negro 304 corresponden a una segunda fase.

De acuerdo con formas de realizacion, la aparicion de dominios de polfmero de diferentes fases y colores respectivos cambia cada 50-1000|jm. De acuerdo con formas de realizacion, la aparicion de dominios de polfmero de diferentes fases y colores respectivos cambia cada 100-700jm del monofilamento extrudido y estirado. Por ejemplo, la distancia d entre el centro de un primer y un segundo dominio de polfmeros puede ser aproximadamente 300jm.

La Fig. 3b muestra una fotograffa de una parte moldeada generada en el proceso de extrusion. Una primera parte 314 de la parte moldeada representa un area en la que se produce una separacion de fases proxima al orificio de extrusion. En este area, la mezcla de polfmeros fundida esta bajo alta presion y muestra un flujo turbulento caractenstico. En el area 314 (bajo condiciones de alta presion) y en condiciones de flujo turbulento), los dominios de la misma fase no tienen tiempo suficiente para unificarse y generar un motivo jaspeado visible puesto que en el momento de la solidificacion, los dominios de polfmero individuales en la region 314 son demasiado delgados.

Una segunda parte 318 de la parte moldeada representa un area en el que una separacion de fases se produce suficientemente lejos del orificio de extrusion. En este area, que corresponde al estado de un monofilamento en el extremo del proceso de enfriamiento en un lfquido de enfriamiento, la mezcla de polfmeros fundida esta a baja presion (por ejemplo, la presion ambiental) y muestra un flujo laminar caractenstico. En el area 318, los dominios de la misma fase tienen tiempo suficiente para unificarse a regiones 310 filiformes claramente visibles de un color particular (por ejemplo, amarillo o verde claro) que pueden separarse claramente de la fase de polfmero de fondo (por ejemplo, verde o verde oscuro). Asf, el area 318 que corresponde con el estado de un monofilamento extrudido y enfriado de acuerdo con formas de realizacion de la invencion, comprende un motivo jaspeado visible puesto que en el momento de la solidificacion, los dominios de polfmero individuales en la region 318 cambian cada 50-1000jm, por ejemplo, cada 300jm.

En el ejemplo representado, el dominio 310 de polfmero puede ser amarillo y corresponde a un primer polfmero que consiste en poliamida, la region 312 de polfmero puede ser verde y corresponde a una fase de PE o PP.

La Fig.4 muestra un diagrama que ilustra una seccion transversal de una mezcla de polfmeros 400 lfquida. La mezcla de polfmeros 400 comprende al menos una primera fase con un primer polfmero y un primer colorante y una segunda fase 404 con un segundo polfmero y un segundo colorante. En la forma de realizacion representada, la mezcla de polfmeros comprende una tercera fase 406 que principalmente o unicamente comprende un compatibilizador. La tercera fase puede comprender el primer o el segundo o un tercer colorante o nada de colorante en absoluto. La primera fase y la segunda fase son inmiscibles. El primer polfmero y la primera fase es menos abundante que la segunda fase (que principalmente consiste en el segundo polfmero). La primera fase 402 se muestra estando rodeada por la fase 406 de compatibilizador y estando dispersada en la segunda fase 404. La primera fase 402 rodeada por la fase 406 de compatibilizador forma una serie de perlas 408 de polfmero. Las perlas 408 de polfmero pueden ser de forma esferica u ovalada y pueden tener tambien forma irregular dependiendo del grado en que la mezcla de polfmeros se mezcla y de la temperatura. La mezcla de polfmeros 400 es un ejemplo de un sistema trifasico. La fase 406 de compatibilizador separa la primera fase 402 de la segunda fase 406.

La Fig.5 muestra otro ejemplo de una mezcla de polfmeros 500. El ejemplo mostrado en la Fig. 5 es similar al mostrado en la Fig. 4 sin embargo, la mezcla de polfmeros 500 comprende adicionalmente una cuarta fase 502 con un tercer polfmero. Algunas de las perlas 408 de polfmero estan ahora compuestas del tercer polfmero. La mezcla de polfmeros 500 mostrada en la Fig. 5 es un sistema de cuatro fases. Las cuatro fases estan constituidas de una primera fase 402 que comprende el primer polfmero y el primer colorante, una segunda fase 404 que comprende el segundo polfmero y el segundo colorante, una tercera fase 406 que comprende el compatibilizador y una cuarta fase 502 que comprende el polfmero 502 adicional. La primera fase 402 y la cuarta fase 502 no so miscibles entre sf y no son miscibles con la segunda fase 404 o la tercera fase. El compatibilizador como tercera fase separa la primera fase de la segunda fase y separa la cuarta fase 502 de la segunda fase 404.

En este ejemplo se usa el mismo compatibilizador tanto para la primera fase (y el primer polfmero respectivo) como para la cuarta fase (y el polfmero respectivo). En otros ejemplos podna usarse un compatibilizador diferente para la primera fase 402 y la cuarta fase 502.

Por ejemplo, la mezcla de poUmeros de la cuarta fase puede crearse formando una primera mezcla granulada y una segunda mezcla granulada. La primera mezcla granulada se forma mezclando el primer polfmero, el primer colorante y el compatibilizador, calentando la primera mezcla, extrudiendo la primera mezcla y granulando la primera mezcla extrudida. La segunda mezcla granulada se forma mezclando el tercer polfmero, un tercer colorante y un compatibilizador (el mismo o uno diferente al usado para crear la primera mezcla), calentando la segunda mezcla, extrudiendo la segunda mezcla y granulando la segunda mezcla extrudida. La creacion de la mezcla de polfmeros comprende ademas mezclar la primera mezcla granulada y la segunda mezcla granulada con el segundo polfmero y un segundo colorante que quedara en la segunda fase como resultado de la fusion del segundo polfmero. La creacion de la mezcla de polfmeros comprende ademas la etapa de calentar la primera mezcla granulada y la segunda mezcla granulada con el segundo polfmero para formar la mezcla de polfmeros lfquida. Este metodo puede proporcionar un medio preciso para preparar la mezcla de polfmeros y controlar el tamano y distribucion de las perlas de polfmero usando dos polfmeros diferentes y colorantes respectivos que estan embebidos en un polfmero adicional (el segundo), tfpicamente PE que comprende aun otro colorante (“segundo”). La textura jaspeada resultante puede comprender asf tres colores diferentes, un primer color resultante del primer colorante en la primera fase, un segundo color resultante del segundo colorante en la segunda fase (PE) que rodea las perlas que comprenden el primer o tercer polfmero, y un tercer color resultante del tercer colorante en la tercera fase 502. Asf, pueden generarse motivos de color jaspeado complejos que reflejan fielmente la apariencia de la hierba natural.

Como una alternativa a esto la mezcla de polfmeros podna prepararse anadiendo el primer polfmero, el primer colorante, el segundo polfmero y el segundo colorante, el tercer polfmero y el uno o mas tipos de compatibilizadores todos juntos al mismo tiempo y luego mezclarlos de forma mas vigorosa. El primer, segundo y cuarto colorante en este caso tienen que elegirse de modo que migren a sus respectivas fases despues de que la mezcla se ha fundido. Por ejemplo, el primer colorante puede ser polar y migrar a la primera fase compuesta principalmente de un primer polfmero polar. El segundo colorante puede ser apolar y migrar a la segunda fase compuesta principalmente de un segundo polfmero apolar. El tercer colorante podna unirse covalentemente al tercer polfmero antes de que el tercer polfmero sea anadido a la mezcla.

La Fig. 6 ilustra la extrusion de la mezcla de polfmeros en un monofilamento. Se muestra una cantidad de mezcla de polfmeros 600. En la mezcla de polfmeros 600 hay un gran numero de perlas 408 de polfmero. Las perlas 408 de polfmero pueden estar formadas de uno o mas polfmeros que no son miscibles con el segundo polfmero y tambien separadas del segundo polfmero por un compatibilizador. Para forzar la mezcla de polfmeros 600 a traves de un orificio 604 en una placa 602 se usa un husillo, piston u otro dispositivo. Esto causa que la mezcla de polfmeros 600 sea extrudida en un monofilamento 606. El monofilamento 606 se muestra conteniendo tambien perlas 408 de polfmero. El segundo polfmero en la segunda fase 404 y las perlas 408 de polfmero se extrusionan juntas. En algunos ejemplos el segundo polfmero sera menos viscoso que las perlas 408 de polfmero que comprenden el primer polfmero y las perlas 408 de polfmero tenderan a concentrarse en el centro del monofilamento 606. Esto puede conducir a propiedades deseables para la fibra de cesped artificial final puesto que esto puede conducir a una concentracion de las regiones filiformes en la region central del monofilamento 606. Sin embargo, la composicion de la primera y segunda fases y en particular el primer y segundo polfmeros se eligen de tal modo (por ejemplo, con respecto a la longitud de cadena del polfmero, numero y tipo de cadenas laterales, etc.) que la primera fase tiene una mayor viscosidad que la segunda fase y que las perlas y las regiones filiformes se concentran en la region central en el monofilamento, por lo que hay todavfa suficientes cantidades de las perlas y las regiones filiformes sobre la superficie del monofilamento para dar lugar a una textura de color jaspeado sobre la superficie del monofilamento.

La Fig. 7 muestra una seccion transversal de un pequeno segmento del monofilamento 606. El monofilamento de nuevo se muestra comprendiendo el segundo polfmero 404 con las perlas 408 de polfmero mezcladas en el mismo. Las perlas 408 de polfmero estan separadas del segundo polfmero por el compatibilizador que no se muestra. Para formar estructuras filiformes se calienta una seccion del monofilamento 606 y luego se estira a lo largo de la longitud del monofilamento 606. Esto se ilustra por las flechas 700 que muestran la direccion del estiramiento. El primer y segundo polfmeros tienen diferentes colores. En caso de que la superficie del monofilamento este erosionada, el motivo de color jaspeado todavfa es visible puesto que los dos colorantes diferentes no estan confinados en la region de superficie. No obstante, el embebido de grano fino de la primera fase en la segunda fase evita una deslaminacion de los dos polfmeros diferentes o fases de polfmero.

La Fig. 8 ilustra el efecto del estiramiento del monofilamento 606. En la Fig. 8 se muestra un ejemplo de una seccion transversal de un monofilamento 606 estirado. Las perlas 408 de polfmero en la Fig. 7 han sido estiradas en estructuras filiformes 800. El grado de deformacion de las perlas 408 de polfmero sena dependiente de cuanto se ha estirado el monofilamento 606'.

Ejemplos pueden relacionarse con la produccion de cesped artificial al que tambien se hace referencia como cesped sintetico. En particular, la invencion se refiere a la produccion de fibras que imitan hierba tanto en lo relativo a propiedades mecanicas (flexibilidad, friccion en la superficie) como propiedades opticas (textura del color). Las fibras estan compuestas de primera y segunda fases que no son miscibles y difieren en las caractensticas del material como por ejemplo, rigidez, densidad, polaridad y en caractensticas opticas debido a los dos colorantes diferentes. En algunas formas de realizacion, una fibra puede comprender ademas un compatibilizador y otros componentes.

En una primera etapa, la mezcla de poUmeros que comprende dos o mas fases diferentes que comprenden respectivamente un poKmero y un colorante y opcionalmente algunas sustancias adicionales se genera de modo que la cantidad del segundo poUmero es aproximadamente 80-90 por ciento en masa de la mezcla de polfmeros. Las cantidades de la primera fase que puede consistir fundamentalmente en el primer polfmero pueden ser 5% a 10% en masa de la mezcla de polfmeros y estando la cantidad de una tercera fase mayormente o totalmente compuesta de los compatibilizadores que son 5% a 10% en masa de la mezcla de polfmeros. El uso de tecnologfa de extrusion da una mezcla de gotitas o de perlas del primer polfmero rodeada por el compatibilizador que esta dispersado en la matriz de polfmero del segundo polfmero y que tiene un color diferente al de la segunda fase.

La temperatura de fusion usada durante la extrusion depende del tipo de polfmeros y compatibilizador que se usen. Sin embargo, la temperatura de fusion vana tipicamente de 230°C a 280°C.

Un monofilamento, al que tambien se hace referencia como un filamento o cinta fibrilar, se produce alimentando la mezcla en una lmea de extrusion que produce fibra. La mezcla fundida pasa al util de extrusion, es decir, una placa de hilatura o boquilla de ranura ancha, que forma el flujo fundido en forma de un filamento o cinta, se inactiva o enfna en un bano de agua circulante, se seca y estira haciendola pasar por rodillos Godet calentados con diferente velocidad rotacional y/o por un horno de calentamiento

El monofilamento o tipo se recuece entonces en lmea en una segunda etapa haciendolo pasar por otro horno de calentamiento y/o conjunto de rodillos Godet calentados.

Mediante este procedimiento las perlas o gotitas de la primera fase (opcionalmente rodeadas por una fase de compatibilizador) son estiradas en direccion longitudinal y forman pequenas estructuras lineales fibrilares. La mayona de las estructuras lineales esta totalmente embebida en la matriz de polfmero del segundo polfmero pero una porcion significativa, por ejemplo, 5% o mas de las estructuras lineales, esta en la superficie del monofilamento.

La Fig. 9 muestra una fotograffa al microscopio de una seccion transversal de un monofilamento estirado fabricado usando un ejemplo de un metodo descrito antes. Las manchas blancas horizontales en el monofilamento 606 estirado son las estructuras 800 filiformes. Algunas de estas estructuras filiformes estan marcadas como 800. Las estructuras 800 filiformes pueden mostrarse formando pequenas estructuras lineales del primer polfmero en el segundo polfmero.

La fibra resultante puede tener multiples ventajas, a saber, suavidad combinada con durabilidad y elasticidad a largo plazo. En caso de diferentes propiedades de rigidez y flexion de los polfmeros la fibra puede mostrar una mejor resiliencia (esto significa que una vez que la fibra ha sido pisada volvera a enderezarse). En caso de un primer polfmero ngido, las pequenas estructuras de fibra lineal construidas en la matriz de polfmero estan proporcionando un refuerzo de polfmero de la fibra.

La deslaminacion debida al material compuesto formado por el primer y segundo polfmeros se evita debido al hecho de que las fibras cortas del segundo polfmero estan embebidas en la matriz dada por el primer polfmero.

La Fig. 10 muestra un ejemplo de una seccion transversal de un ejemplo de cesped artificial 1000. El cesped artificial 1000 comprende un soporte 1002 de cesped artificial. La fibra 1004 de cesped artificial ha sido anudada en el soporte 1002 de cesped artificial. En la parte inferior del soporte 1002 de cesped artificial se muestra un revestimiento 1006. El revestimiento puede servir para unir o asegurar la fibra 1004 de cesped artificial al soporte 1002 de cesped artificial. El revestimiento 1006 puede ser opcional. Por ejemplo, las fibras 1004 de cesped artificial pueden estar tejidas alternativamente al soporte 1002 de cesped artificial. Se podnan usar diversos tipos de colas, revestimientos o adhesivos para el revestimiento 1006. Las fibras 1004 de cesped artificial se muestran extendiendose una distancia 1008 por encima del soporte 1002 de cesped artificial. La distancia 1008 es esencialmente la altura de la pila de las fibras 1004 de cesped artificial. La longitud de las regiones filiformes en las fibras 1004 de cesped artificial es la mitad de la distancia 1008 o menos.

Lista de numeros de referencia

100-110 etapas

200-210 etapas

302 primer color del primer colorante

304 segundo color del segundo colorante

310 dominios de la primera fase unificados de color amarillo

312 dominios de la segunda fase unificados de color verde

314 region de la parte moldeada con flujo turbulento

318 region de la parte moldeada con flujo laminar

d distancia media entre regiones de diferente color 400 mezcla de poUmeros

402 primera fase

404 segunda fase

406 tercera fase con compatibilizador

408 perla de polfmero

500 mezcla de polfmeros

502 tercer poUmero

600 mezcla de polfmeros

602 placa

604 orificio

606 monofilamento

606' monofilamento estirado

700 direccion de estiramiento

800 estructuras filiformes

1000 cesped artificial

1002 alfombra de cesped artificial

1004 fibra de cesped artificial (pila)

1006 revestimiento

1008 altura de la pila

Claims (27)

REIVINDICACIONES

1. Un metodo de fabricacion de cesped artificial (1000), comprendiendo el metodo las etapas de:

- crear (100) una mezcla de poKmeros (100, 400, 500) lfquida, donde la mezcla de polfmeros es al menos un sistema bifasico, comprendiendo una primera (402) de las fases un primer polfmero y un primer colorante, comprendiendo una segunda (404) de las fases de la mezcla de polfmeros un segundo polfmero y un segundo colorante, teniendo el segundo colorante un color diferente del primer colorante, siendo el segundo polfmero del mismo o de un tipo diferente que el primer polfmero, siendo la primera y segunda fases inmiscibles, formando la primera fase perlas de polfmero en la segunda fase;

- extrudir(102) la mezcla de polfmeros en un monofilamento (606) que comprende un motivojaspeado del primer y segundo color;

- enfriar (104) el monofilamento;

- volver a calentar (106) el monofilamento;

- estirar (108) el monofilamento recalentado para deformar las perlas de polfmero en regiones filiformes (800) y para formar el monofilamento en una fibra (1004) de cesped artificial;

- incorporar (110) la fibra de cesped artificial en un soporte (1002) de cesped artificial.

2. El metodo de la reivindicacion 1, donde uno del primer y segundo polfmeros es un polfmero polar y el otro es un polfmero apolar y donde el primer y segundo polfmeros se eligen de modo que la diferencia de polaridad del polfmero polar y el apolar da como resultado una separacion de fases de la primera y segunda fases.

3. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el segundo polfmero es un polfmero no polar y/o donde el primer polfmero es un polfmero polar.

4. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la mezcla de polfmeros lfquida es al menos un sistema trifasico, comprendiendo la tercera (406) de la fases un compatibilizador, donde la primera fase forma perlas (408) de polfmero rodeadas por la tercera fase en la segunda fase.

5. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la perla de polfmero comprende porciones cristalinas y porciones amorfas, donde estirar las perlas de polfmero en regiones filiformes provoca un aumento en el tamano de las porciones cristalinas con respecto a las porciones amorfas.

6. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la creacion de la mezcla de polfmeros comprende las etapas de:

- formar (200) una primera mezcla mezclando el primer polfmero con el compatibilizador;

- calentar (202) la primera mezcla;

- extrudir (204) la primera mezcla;

- granular (206) la primera mezcla extrudida;

- mezclar (208) la primera mezcla granulada con el segundo polfmero; y

- calentar (210) la primera mezcla granulada con el segundo polfmero para formar la mezcla de polfmeros.

7. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el primer polfmero es uno cualquiera de los siguientes: poliamida, poli(tereftalato de etileno) (PET) y poli(tereftalato de butileno) (PBT).

8. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el segundo polfmero es uno cualquiera de los siguientes: polietileno, polipropileno y mezclas de los mismos.

9. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 2-9, donde el compatibilizador es uno cualquiera de los siguientes: un anhndrido maleico injertado (MAH); un etileno-acrilato de etilo (EEA); un acido maleico injertado en polietileno poliamida; un anhndrido maleico injertado en copolfmero de injerto iniciado por radicales libres de polietileno, SEBS, EVA, EPD, o polipropileno con un acido insaturado o su anhndrido tal como acido maleico, metacrilato de glicidilo, ricinoloxazolina maleinato; un copolfmero de injerto de SEBS con metacrilato de glicidilo, un copolfmero de injerto de EVA con acido mercaptoacetico y anhndrido maleico; un copolfmero de injerto de EPDM con anhndrido maleico; un copolfmero de injerto de polipropileno con anhndrido maleico; una poliolefina con injerto de poliamidapolietileno o poliamida; y un compatibilizador tipo poli(acido acnlico).

10. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la separacion de fases de la primera y la segunda fase se consigue seleccionando el primer y el segundo polfmero tal que la diferencia en la velocidad de flujo de la masa fundida del primer y segundo poKmero da como resultado una separacion de fases de una mezcla fundida del primer y segundo poKmero.

11. El metodo de la reivindicacion 10, teniendo el primer polfmero una velocidad de flujo de la masa fundida que difiere al menos en 3 g/10 min medida a 190°C/2,16 kg de la velocidad de flujo de la masa fundida del segundo polfmero.

12. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 10-11,

- teniendo el primer polfmero una velocidad de flujo de la masa fundida - medida a 190°C/2,16 kg - de 0,5-5 g/10 min; y

- teniendo el segundo polfmero una velocidad de flujo de la masa fundida - medida a 190°C/2,16 kg - de 8-100 g/10 min.

13. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, llevandose a cabo la extrusion a una presion de 40 x 105 a 140 x 105 Pa (40-140 bar), mas preferiblemente entre 60 x 105 a 100 x 105 Pa (60 a 100 bar).

14. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo la creacion de la mezcla de polfmeros lfquida calentar la mezcla de polfmeros para alcanzar en el momento de la extrusion una temperatura de 190-260°C, mas preferiblemente una temperatura de 210-250°C.

15. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo el estiramiento estirar el monofilamento recalentado de acuerdo con un factor de estiramiento en el intervalo de 1,1-8, mas preferiblemente en el intervalo de 3-7.

16. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, llevandose a cabo el enfriamiento en una solucion de enfriamiento que tiene una temperatura de 10-60°C, mas preferiblemente entre 25°C-45°C.

17. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la mezcla de polfmeros comprende 0,2 a 40 por ciento en peso del primer polfmero.

18. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la mezcla de polfmeros comprende 1-15 por ciento en peso del primer polfmero, y preferiblemente comprende 2 a 10 por ciento en peso del primer polfmero.

19. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la mezcla de polfmeros comprende mas de 70 por ciento en peso del segundo polfmero, y preferiblemente comprende 70 a 90 por ciento en peso del segundo polfmero.

20. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde en el motivo jaspeado del monofilamento la aparicion de los dos diferentes colores cambia cada 50-1000pm, mas preferiblemente cada 100-700pm.

21. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el motivo jaspeado del monofilamento reproduce motivos de color de la hierba natural.

22. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el primer colorante es un complejo de pigmento azo-mquel en una concentracion de 0,5-5, mas preferiblemente de 1,5-2 por ciento en peso de la primera fase y/o donde el segundo colorante es verde de ftalocianina en una concentracion de 0,001-0,3% en peso, preferiblemente 0,05-0,2% en peso de la segunda fase.

23. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la fibra de cesped artificial se extiende una longitud (1008) predeterminada mas alla del soporte de cesped artificial, y donde las regiones filiformes tienen una longitud menor de una mitad de la longitud predeterminada.

24. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde las regiones filiformes tienen una longitud menor de 2 mm.

25. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde crear la fibra de cesped artificial comprende tejer, hilar, retorcer, devanar y/o agrupar el monofilamento estirado en la fibra de cesped artificial.

26. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde incorporar la fibra de cesped artificial en el soporte de cesped artificial comprende:

■ anudar la fibra de cesped artificial en el soporte de cesped artificial y unir las fibras de cesped artificial al soporte de cesped artificial; o

■ tejer la fibra de cesped artificial en el soporte de cesped artificial.

27. Un cesped artificial (1000) de acuerdo con el metodo de la reivindicacion 1, que comprende un soporte (1002) textil para cesped artificial y una fibra (1004) de cesped artificial incorporada en el soporte de cesped artificial, donde la fibra de cesped artificial comprende al menos un monofilamento que comprende sobre su superficie un motivo jaspeado de un primer y un segundo color, donde el monofilamento es un monofilamento creado en una etapa de extrusion a partir de una mezcla de poUmeros lfquida, comprendiendo cada uno de los al menos un monofilamento:

■ un primer polfmero en la forma de regiones (800) filiformes, comprendiendo el primer polfmero un primer colorante que tiene el primer color;

■ un segundo polfmero, comprendiendo el segundo polfmero un segundo colorante que tiene el segundo color, donde las regiones filiformes estan embebidas en el segundo polfmero, donde el primer polfmero es inmiscible en el segundo polfmero.