Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Kunstrasensystem, umfassend hydrophoben Sand, und dessen Verwendung als Sportkunstrasen.

Kunstrasen wird schon seit vielen Jahrzenten als Alternative zu Naturgras sowohl im Sportbereich als auch im Landschaftsbereich verwendet. Je nach Verwendung muss der Kunstrasen im Sport- und Landschaftsbereich unterschiedliche Anforderungen erfüllen. So variiert in Abhängigkeit von den technischen Anforderungen, die an den jeweiligen Kunstrasen gestellt werden, der Aufbau, die Beschaffenheit und das Aussehen der Kunstrasenfläche. Dies wird beispielsweise durch den Einsatz unterschiedlicher Garne, die Anzahl der verwendeten Filamente, die Filamentlänge, etc. erreicht.

Ein leistungsfähiger Kunstrasen besteht jedoch nicht alleine aus der sichtbaren Kunstrasenfläche. Unterhalb der Kunstrasenfläche befinden sich verschiedene Schichten, die unter anderem für eine bessere Dämpfung und Entwässerung der Kunstrasenfläche sorgen. Vor allem im Sportbereich kommen Kunstrasensysteme zum Einsatz, welche unter der Kunstrasenfläche eine elastische Tragschicht bzw. Untergrundschicht aufweisen. Die elastische Tragschicht unter der Kunstrasenfläche sorgt dafür, dass der Kraftaufbau auf dem Kunstrasen gewährleistet ist. Ferner sind die Kunstrasensysteme im Sportbereich mit unterschiedlichen Inf il I-Material ien verfüllt, wie Sand, Kork oder Gemische davon. Solche Infill-Materialien verleihen dem Kunstrasensystem einen festen Halt und erhöhen die Spieleigenschaften sowie die Belastbarkeit. In Kombination mit der elastischen Tragschicht sorgen sie für die Dämpfung und tragen maßgeblich zu weiteren Eigenschaften des Kunstrasensystems, wie etwa dem Ballsprungverhalten, dem Ballrollverhalten und einer Minimierung des Verletzungsrisikos bei.

An Kunstrasensysteme im Sportbereich wird ferner der Anspruch gestellt, dass diese auch nach Regen und bei kalten Temperaturen gut bespielbar sind. Dafür ist es unter anderem notwendig, dass die Oberfläche der Kunstrasensysteme bei Temperaturen um den Gefrierpunkt nicht gefriert und nicht zu rutschig wird. Das bedeutet, dass der Rotationswiderstand des Kunstrasensystems gemäß EN 15301 -1 möglichst auch bei winterlichen Verhältnissen nicht zu sehr absinkt und bevorzugt über 30 Nm bleibt.

Bei den im Stand der Technik bekannten Kunstrasensystemen mit Infill-Materialien für den Sportbereich wird insbesondere, wenn die Temperatur nach Regen unter den Gefrierpunkt sinkt, beobachtet, dass das im Infill-Material, wie beispielsweise Sand, gebundene Regenwasser anschließend zu einer harten, kompakten Oberfläche gefriert, wodurch der Rotationswiderstand des Kunstrasensystems verringert wird. Bei den üblicherweise für den Sportbereich verwendeten Kunstrasensystemen mit ausschließlich Sand als Infill-Material zeigt sich diese Problematik besonders deutlich. Es hat sich gezeigt, dass die Restfeuchte von als Infill-Material verwendetem Quarzsand nach einem starken Regenschauer (etwa 40 l/m ² ) und nach Ablaufen des Regenwassers noch über 20 Gewichtsprozent liegt. Dies führt insbesondere bei kalten Witterungsbedingungen und noch nicht vollständig abgetrocknetem Kunstrasensystem zu einer erheblichen Verringerung des Rotationswiderstands des Kunstrasensystems (unter 30 Nm) und damit zu einer Verschlechterung der Spieleigenschaften.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kunstrasensystem, insbesondere für den Sportbereich, beizustellen, mittels dem die oben beschriebenen Nachteile überwunden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein in den Ansprüchen definiertes Kunstrasensystem .

Die vorliegende Erfindung betrifft demnach ein Kunstrasensystem, umfassend eine elastische Untergrundschicht, einen auf der elastischen Untergrundschicht aufgebrachten Kunstrasenteppich, und ein in den Kunstrasenteppich verfülltes erstes Füllmaterial, wobei das erste Füllmaterial einen hydrophoben Sand umfasst.

Durch das erfindungsgemäße Kunstrasensystem wird erstmals ein Sand-verfülltes Kunstrasensystem bereitgestellt, bei dem die Restfeuchte des im Kunstrasensystem verfüllten Sandes nach Regen und Ablaufen des Regenwassers - selbst bei starken Regenschauern von über 40 l/m ² - unter 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des verfüllten Sands, liegt. Damit wird erreicht, dass das erfindungsgemäße Kunstrasensystem bei winterlichen Witterungsverhältnissen - auch nach starken Regenschauern - nicht zu einer harten, kompakten Oberfläche gefriert. Der Rotationswiderstand des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems bleibt demnach selbst bei feuchten winterlichen Verhältnissen unter dem Gefrierpunkt ausreichend hoch und liegt vorzugsweise immer über 30 Nm. Selbst nach starken Regenschauern weist das erfindungsgemäße Kunstrasensystem insbesondere auch im Winter hervorragende Spieleigenschaften, wie beispielsweise ein ausgezeichnetes Ballsprungverhalten, ein ausgezeichnetes Ballrollverhalten, ein geringes Rutschverhalten (geringe Rutschgefahr), ein ausgezeichnetes Traktions- und Rotationsverhalten und eine ausgezeichnete Elastizität auf. Dadurch wird das Verletzungsrisiko von Spielern bei Verwendung des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems, insbesondere bei feuchten und/oder winterlichen Witterungsverhältnissen, minimiert.

Das erfindungsgemäße Kunstrasensystem weist eine elastische Untergrundschicht auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann jede herkömmliche, bislang bereits in Kunstrasensystemen verwendete bzw. dafür geeignete elastische Untergrundschicht verwendet werden. Dabei kann es sich beispielsweise um vorgefertigte Shockpads (stoßdämpfende Gummikissen bzw. Gummimatten) oder Elastikschichten oder elastische Tragschichten handeln.

Ferner weist das erfindungsgemäße Kunstrasensystem einen auf der elastischen Untergrundschicht aufgebrachten Kunstrasenteppich auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann jeder herkömmliche, bislang in Kunstrasensystemen verwendete bzw. dafür geeignete Kunstrasenteppich verwendet werden.

Zudem weist das erfindungsgemäße Kunstrasensystem ein in den Kunstrasenteppich verfülltes erstes Füllmaterial auf, das einen hydrophoben Sand umfasst. Der Begriff „hydrophober Sand“ bezeichnet Sand, der hydrophobe Eigenschaften aufweist und damit verbunden ein geringes Wasserbindungsvermögen aufweist. Dabei kann es sich gemäß vorliegender Erfindung um einen Sand handeln, der von Haus aus hydrophobe Eigenschaften aufweist oder um einen Sand, der durch Modifikation, wie beispielweise durch eine Oberflächenfunktionalisierung, hydrophobiert wurde. Vorzugsweise zeichnet sich der von dem erfindungsgemäßen Kunstrasensystem umfasste hydrophobe Sand dadurch aus, dass er verglichen mit herkömmlichem Sand, wie beispielsweise Quarzsand, Flusssand, Meeressand, Flugsand, Wüstensand und Mischungen davon, ein geringeres Wasserbindungsvermögen aufweist und damit weniger Wasser/Restwasser bindet. Verglichen mit herkömmlichem Quarzsand ist der hydrophobe Sand des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems beispielsweise weniger dazu in der Lage, Wassermoleküle durch Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen zu binden und zu einer festen Schicht zu agglomerieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems umfasst die elastische Untergrundschicht eine gebundene Elastikschicht, eine elastische Tragschicht oder Shockpads (stoßdämpfende Gummikissen bzw. Gummimatten).

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems ist der auf der elastischen Untergrundschicht aufgebrachte Kunstrasenteppich ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Kunstrasenteppich umfassend wenigstens ein texturiertes Garn, einem Kunstrasenteppich umfassend wenigstens ein Glattgarn und einem Kunstrasenteppich umfassend wenigstens ein Glattgarn und wenigstens ein texturiertes Garn.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems weist der hydrophobe Sand eine im Wesentlichen rundkörnige Form auf. Dadurch wird zum einen das Verletzungsrisiko von Spielern bei Verwendung des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems reduziert. Zudem ist ein rundkörniger Sand weniger dazu in der Lage zu agglomerieren. Nicht zuletzt trägt die rundkörnige Sandform zu einem geringeren Verschleiß der Kunstrasenfaser im Vergleich zu einer scharfkantigeren Sandform bei.

Ferner ist es bevorzugt, dass mindestens 95 Gew.-% des hydrophoben Sandes eine Korngrößenverteilung von 0,2 bis 2,0 mm, vorzugsweise 0,25 bis 1 ,40 mm, aufweisen, bezogen auf das Gesamtgewicht des verfüllten hydrophoben Sandes. Idealerweise weist der hydrophobe Sand einen Gehalt an Feinanteilen, die kleiner als 0,063 mm sind, auf, der geringer oder gleich 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des verfüllten hydrophoben Sandes, ist.

Zudem ist es bevorzugt, dass der Gehalt an CaCOs in dem hydrophoben Sand kleiner oder gleich 3 Gew.-% und/oder der Gehalt an SiÜ2 in dem hydrophoben Sand größer oder gleich 96 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des hydrophoben Sandes, beträgt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems liegt die Füllmenge des hydrophoben Sandes bei 5-20 kg/m ²

Idealerweise ist der hydrophobe Sand so verfällt, dass die Sandschicht grundsätzlich gut durchlässig ist. Dies bedeutet, dass die Sandschicht für das auf das Kunstrasensystem fallende Regenwasser eines Regenschauers gut durchlässig ist, um ein Anstauen von Wasser auf der Oberfläche des Kunstrasensystems zu vermeiden. Angestautes Wasser auf der Kunstrasenschicht würde die Eigenschaften des Kunstrasensystems erheblich beeinträchtigen, wie beispielsweise das Ballsprungverhalten, das Ballrollverhalten, das Rutschverhalten sowie das Traktionsund Rotationsverhalten.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems ist der hydrophobe Sand hydrophobierter Sand.

Der Begriff „hydrophobierter Sand“ umfasst Sand bzw. Sandpartikel, dem/denen durch eine Oberflächenfunktionalisierung hydrophobe Eigenschaften verliehen ist/sind. Vorzugsweise ist die Oberflächenfunktionalisierung des Sandes/der Sandpartikel durch hydrophobe Moleküle ausgebildet, die insbesondere über eine chemische Bindung auf den Sand/die Sandpartikel aufgebracht sind. Vorteilhafterweise liegt der Gewichtsanteil der Oberflächenfunktionalisierung des Sandes/der Sandpartikel bei weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt bei 0,05-3 Gew.-%, mehr bevorzugt bei 0,1-1 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht des hydrophobierten Sands/der hydrophobierten Sandpartikel. Der Sand/die Sandpartikel ist/sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarzsand, Flusssand, Meeressand, Flugsand, Wüstensand und Mischungen davon.

Vorzugsweise ist der hydrophobierte Sand ausgewählt aus hydrophobiertem Quarzsand, hydrophobiertem Flusssand, hydrophobiertem Meeressand, hydrophobiertem Flugsand, hydrophobiertem Wüstensand und Mischungen davon. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem hydrophobierten Sand um hydrophobierten Quarzsand.

Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Herstellung des hydrophobierten Sandes nach herkömmlichen, dem Fachmann bekannten Oberflächenfunktionalisierungsverfahren. Im Sinne des Umweltschutzes sieht die vorliegende Erfindung jedoch vor, dass die Oberflächenfunktionalisierung vorzugsweise keine Kunststoffbeschichtung (Polymercoating) der Trägerpartikel umfasst, da solche Partikel als Mikroplastik in die Umwelt ausgetragen werden könnten. Vorzugsweise handelt es sich bei den Oberflächenfunktionalisierungsverfahren um Hydrophobierungsverfahren. Ein besonders bevorzugtes Hydrophobierungsverfahren ist die Silanisierung.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems ist der hydrophobierte Sand silanisierter Sand.

Der Begriff „silanisierter Sand“ bezeichnet Sand bzw. Sandpartikel, der/die mit Hilfe eines Silanisierungsverfahrens silanisiert ist/sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung des silanisierten Sandes grundsätzlich jedes herkömmliche Silanisierungsverfahren verwendet werden. Beispielsweise kann der zu silanisierende Sand, vorzugsweise Quarzsand, Flußsand, Meeressand, Flugsand, Wüstensand und Mischungen davon, unter Rühren oder während des Transports in einer Fördereinrichtung, wie einer Förderschnecke, mit einem geeigneten Silan bei Umgebungstemperatur versetzt/umgesetzt werden. Im Anschluß kann das Sand/Silan-Gemisch entweder direkt für die Verwendung im Kunstrasen genutzt oder zunächst einige Stunden bei erhöhter Temperatur einem Trocknungsprozess unterzogen werden. Vorteilhafterweise wird das für die Silanisierung verwendete Silan in Form einer wässrigen Formulierung eingesetzt, welche neben dem Silan optional ein Tensid, beispielsweise einen ethoxylierten sekundären Fettalkohol, enthält. Vorzugsweise beträgt der Anteil des Silans in der wässrigen Formulierung 1-25 Gew.- %, mehr bevorzugt 1 -10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Formulierung.

Vorzugsweise ist das für die Silanisierung verwendete Silan ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkoxysilanen, insbesondere Alkylalkoxysilanen und Alkylsiloxanen. Besonders bevorzugt ist das verwendete Silan ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Alkyltrimethoxysilan, einem Alkyltriethoxysilan, einem Alkyloligosiloxan, einem Alkylpolysiloxan und/oder Mischungen davon, wobei vorzugsweise die Alkylgruppe eine Alkylgruppe mit 3-12- Kohlenstoffatomen, bevorzugt 6-10 Kohlenstoffatomen und am meisten bevorzugt 8 Kohlenstoffatomen oder Mischungen daraus umfasst. (Bitte auf Richtigkeit prüfen.) Besonders bevorzugt ist das verwendete Silan ein Alkyltriethoxysilan, insbesondere Triethoxyoctylsilan. Am meisten bevorzugt ist das Silan die Silanformulierungen MasterPel 708, 793 oder 903 von der Firma BASF.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem silanisierten Sand um Sand, vorzugsweise Quarzsand, Flusssand, Meeressand, Flugsand, Wüstensand und Mischungen davon, der mit einem Alkyltrimethoxysilan, einem Alkyltriethoxysilan, einem Alkylsiloxan, einem Alkyloligosiloxan, einem Alkylpolysiloxan und/oder Mischungen davon silanisiert ist. Insbesondere ist der silanisierte Sand ein Sand, der mit einem Alkyltriethoxysilan, insbesondere Triethoxyoctylsilan, oder der Silanformulierung MasterPel 708, 793 bzw. 903 von der Firma BASF silanisiert ist.

Vorteilhafterweise liegt der Gewichtsanteil der Silanisierung bei < 5 Gew.-%, bevorzugt bei 0,001 -3 Gew.-%, mehr bevorzugt bei 0,001 -1 Gew-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des silanisierten Sands. So ist die Menge zum einen ausreichend, um die Partikeloberfläche vollständig zu hydrophobieren und zum anderen, um ressourcenschonend zu arbeiten. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems umfasst dieses ferner ein in den Kunstrasenteppich verfülltes zweites Füllmaterial.

Vorzugsweise ist das zweite Füllmaterial ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kork, Olivenkernschrot, Nußschalen, Holz, Gummigranulat und/oder Mischungen davon. Mehr bevorzugt ist das zweite Füllmaterial ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kork, Olivenkernschrot, Nußschalen, Holz und/oder Mischungen davon.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems als Sportkunstrasen.

Aufgrund seines Aufbaus und den daraus resultierenden Eigenschaften, wie beispielsweise ein ausgezeichnetes Ballsprungverhalten, ein ausgezeichnetes Ballrollverhalten, ein geringes Rutschverhalten (geringe Rutschgefahr), ein ausgezeichnetes Traktions- und Rotationsverhalten und eine ausgezeichnete Elastizität, eignet sich das erfindungsgemäße Rollrasensystem insbesondere als Sportkunstrasen im Fußball, Hockey, Rugby, American Football, Tennis und Golf, wobei prinzipiell auch jede andere Sportart auf dem Sportkunstrasensystem ausgeführt werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der nachfolgenden Beispiele näher veranschaulicht.

Beispiel 1:

Herstellung von hydrophobiertem Sand

Es wurde 1 kg eines rundkörnigen Quarzsands mit einer Korngrößenverteilung von 0,71 -1 ,25 mm vorgelegt und dieser bei Raumtemperatur unter Rühren mit 30 ml BASF Masterpel 793 versetzt. Der Sand wurde anschließend 24 h bei 60 °C getrocknet. Es wurde ein gut rieselförmiges Produkt erhalten.

Beispiel 2: Prüfung der Eigenschaften des hydrophobierten Sands

Der Restwassergehalt sowie das Wasserabfließverhalten des in Beispiel 1 hergestellten hydrophobierten Quarzsandes sowie eines nichthydrophobierten Quarzsands mit derselben Korngrößenverteilung (Vergleich) wurden mit folgender Versuchsapparatur untersucht.

Ein Büchnertrichter mit einem Durchmesser von 10 cm und ausgerüstet mit einem Siebeinsatz wurde mit einem Volumen von 265 ml des jeweiligen Sandes befüllt. Anschließend wurden 300 ml Leitungswasser mit Hilfe einer Brause auf den Sand aufgetragen und das abfließende Wasser wurde in einem Messzylinder aufgefangen.

Es wurde zum einen ermittelt, wieviel Wasser nach 20 Minuten abgelaufen war. Zum anderen wurde anschließend die Restfeuchte der jeweiligen Sandprobe bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1 :

Bei beiden Sanden lief das Wasser zügig ab und war nach spätestens 20 Minuten vollständig abgelaufen. Durch die Hydrophobierung konnte die Restfeuchte des Sandes aus Beispiel 1 verglichen mit dem nichthydrophobierten Sand um rund 30 % reduziert werden.

Beispiel 3: Prüfung des Rotationswiderstands eines erfindungsgemäßen Kunstrasensystems nach Wässerung und bei Kälte

Zwei rechteckige Edelstahlwannen mit flachem Boden mit Drainage-Löchern, Grundfläche 0,5 m ² , wurden je mit einer 30 mm Elastikschicht ausgerüstet. Darauf wurde je ein Kunstrasenteppich, bestehend aus einem gemeinsam getufteten Slitfilm- Polyethylen-Garn (12.000 dtex, Dicke 0,130 mm) sowie einem texturierten Polyethylen-Garn (8.000 dtex, Dicke 0,320 mm), Gage 3/8"', mit einer Polhöhe von 30 bzw. 17 mm, gelegt. Anschließend wurde der Kunstrasenteppich jeweils mit Sand auf eine Höhe von etwa 17 mm verfüllt, wobei in der ersten Edelstahlwanne der hydrophobierte Quarzsand aus Beispiel 1 und in der zweiten Edelstahlwanne zum Vergleich der nichthydrophobierte Quarzsand verwendet wurde.

Um einen starken Regen zu simulieren, wurden je 20 I Wasser gleichmäßig über die jeweilige Fläche gegossen und es wurde jeweils ca. 20 Minuten gewartet. In dieser Zeit war das Wasser jeweils vollständig abgelaufen. Anschließend wurden die beiden Edelstahlwannen 3 Tage lang bei -5 °C Umgebungstemperatur gekühlt und nachfolgend wurde der Rotationsweiderstand bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2:

Es hat sich gezeigt, dass der Rotationswiederstand des erfindungsgemäßen Kunstrasensystems, welches mit hydrophobem Sand verfüllt ist, nach Nässe und Frost einen deutlich höheren Rotationswiederstand (1 ,7-fach vergrößert) aufweist, als ein Kunstrasensystem, welches mit nichthydrophobem Sand verfüllt ist.