Kunstrasen

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Hintergrund

Kunstrasen ist ein Oberflächenmaterial, das verwendet wird, um Gras zu imitieren. Es wird im Allgemeinen in Bereichen verwendet, in denen kein Gras wachsen kann oder in Bereichen, in denen die Graspflege unmöglich oder unerwünscht ist. Kunstrasen wird hauptsächlich in Sportstadien und Arenen verwendet, ist aber auch auf Spielplätzen und in anderen Räumen zu finden.

Kunstrasen wird seit den frühen 1960er Jahren hergestellt und wurde ursprünglich von der Chemstrand Company (später umbenannt in Monsanto Textiles Company) hergestellt. Es wird nach Herstellungsverfahren hergestellt, die denen der Teppichindustrie ähneln. Seit den 1960er Jahren wurde das Produkt durch neue Designs und bessere Materialien verbessert. Die neuesten Kunstrasenprodukte wurden chemisch behandelt, um gegen ultraviolette Strahlen beständig zu sein, und die Materialien wurden verbessert, um verschleißfester, weniger abrasiv und für einige Anwendungen Naturrasen ähnlicher zu sein.

Verlauf

In den frühen 1950er Jahren wurde das Tufting-Verfahren erfunden. Eine große Anzahl von Nadeln führt Faserfilamente in eine Gewebeunterlage ein. Dann wird ein flexibler Klebstoff wie Polyurethan oder Polyvinylchlorid verwendet, um die Fasern an den Träger zu binden. Dies ist das Verfahren, das für die meisten Wohn- und Gewerbeteppiche verwendet wird. Eine Tufting-Maschine kann in einer Minute eine Teppichlänge von 4,6 m (15 Fuß) Breite und mehr als 3 Fuß (1 m) Länge herstellen.

In den frühen 1960er Jahren forderte die Ford Foundation im Rahmen ihrer Mission, menschliche Errungenschaften zu fördern, Wissenschaft und Industrie auf, synthetische Spielflächen für städtische Räume zu entwickeln. Sie hofften, städtischen Kindern ganzjährig Spielbereiche mit besserer Spielqualität und mehr Nutzungsmöglichkeiten als den traditionellen Beton, Asphalt und verdichteten Boden kleiner städtischer Spielplätze zu bieten. 1964 wurde die erste Installation der neuen Spielfläche namens Chemgrass an der Moses Brown School in Providence, Rhode Island, installiert.

1966 wurde Kunstrasen erstmals im professionellen Major-League-Sport eingesetzt und erhielt seinen bekanntesten Markennamen mit der Eröffnung des Astrodome in Houston, Texas. Bis zum ersten Spiel der Saison 1966 wurde Kunstrasen installiert und der Markenname Chemgrass in AstroTurf geändert. (Obwohl der Name AstroTurf als gebräuchlicher Name für alle Arten von Kunstrasen verwendet wird, wird der Name genauer gesagt nur für die Produkte der AstroTurf Manufacturing Company verwendet.)

Auch Kunstrasen hielt Einzug in die ursprünglich konzipierten Anwendungen und wurde auf vielen innerstädtischen Spielplätzen verbaut. Einige Schulen und Freizeitzentren nutzten die Eigenschaften von Kunstrasen, um Gebäudedächer in "grasige" Spielbereiche umzuwandeln.

Nach dem Erfolg der Astrodome-Installation expandierte der Kunstrasenmarkt mit anderen Herstellern, die auf den Markt kamen, allen voran die 3M (Minnesota Mining and Manufacturing) Company mit ihrer als Tartan Turf bekannten Version. Die breite Akzeptanz von Kunstrasen führte auch weltweit zum Boom des geschlossenen und gewölbten Stadionbaus.

In den frühen 1970er Jahren wurde Kunstrasen aus Sicherheits- und Qualitätsgründen auf den Prüfstand gestellt. Einige Installationen, oft diejenigen, die von einer Reihe von Unternehmen durchgeführt wurden, die aus dem Trend schöpften, begannen sich zu verschlechtern. Der Rasen würde sich zu schnell abnutzen, Nähte würden sich lösen und die oberste Schicht würde sich durch Sonneneinstrahlung schnell abnutzen. Sportler und Mannschaftsärzte begannen, sich über die künstlichen Oberflächen zu beschweren und machten den Rasen für Reibungsverbrennungen und Blasen verantwortlich. Naturrasen gibt der Wucht eines Schlags nach, aber ein Arm oder ein Bein, das über die unnachgiebige Oberfläche des Kunstrasens getrieben wird, wird eher verletzt. Da Kunstrasen nicht die gleiche Kühlwirkung wie Naturrasen hat, können die Oberflächentemperaturen über den Kunstrasen um 30° wärmer sein. Baseballspieler behaupteten, dass ein Ball härter und weniger vorhersehbar abprallen würde, und einige Fußballspieler behaupteten, dass die künstliche Oberfläche den Ball schneller rollen lässt, was sich direkt auf das Spiel auswirkt. Die National Football League und das Stanford Research Institute erklärten jedoch 1974, dass Kunstrasen für professionelle Fußballspieler kein Gesundheitsrisiko darstellt, und seine Verwendung verbreitete sich weiter.

In den 1990er Jahren erlebte der Biorasen ein Comeback, als eine Vermarktung der Nostalgie im Profisport dazu führte, dass Outdoor-Stadien wieder auftauchten. Viele Universitäten haben – als Reaktion auf die Nostalgie, die Fortschritte in der Grasbiologie und die Befürchtungen über ein erhöhtes Verletzungsrisiko auf Kunstrasen – begonnen, Naturrasensysteme wieder zu installieren. Naturrasensysteme benötigen jedoch weiterhin Sonnenlicht und Pflege (Mähen, Gießen, Düngen, Aerifizieren), und die Oberfläche kann bei starkem Regen beschädigt werden. Kunstrasen bietet eine nahezu wartungsfreie Oberfläche, benötigt kein Sonnenlicht und verfügt über ein Drainagesystem. Jüngste Entwicklungen in der Kunstrasenindustrie sind neue Systeme, die simulierte Grashalme haben, die von einem Füllmaterial getragen werden, damit sich das "Gras" nicht verdichtet. Das resultierende Produkt ist dem Aussehen und der Haptik von Gras näher als die älteren, teppichähnlichen Systeme. Aufgrund dieser Faktoren wird Kunstrasen wahrscheinlich weiterhin eine Option für den Rasenbelag für Gemeinden, Schulen und professionelle Sportmannschaften sein.

Der Houston Astrodome.

Der Houston Astrodome, der als "Das achte Weltwunder" bezeichnet wird, wurde am 9. April 1965 für das erste Baseballspiel der Major League eröffnet, das jemals in einer Halle ausgetragen wurde. Die Amerikaner feierten die 48,9 Millionen US-Dollar teure Beton-, Stahl- und Kunststoffkonstruktion als historische Ingenieurleistung. Eine starre Kuppel schützte die 150.000 ft hohen ² (13.935 m ² ) Spielfeld aus Naturrasen vor Hitze, Wind und Regen in Texas. Der Astrodome war das erste dauerhaft überdachte Stadion der Welt.

Das Dach mit einem Durchmesser von 196 m, das nach den Prinzipien der geodätischen Kuppel des amerikanischen Architekten Buckminster Fuller gebaut wurde, enthielt 4.596 rechteckige Scheiben aus Lucite, einem Acrylmaterial, das die Sonne durchscheinen ließ, ohne Schatten zu werfen. Dennoch beschwerte sich das Baseballteam von Houston Astros bald darüber, dass die resultierende Blendung es schwierig machte, Fliegenbälle zu fangen. Stadionoffizielle tönten das Lucite-Grau, aber die Tönung war nicht gut für das Gras, das einen kränklichen Braunton annahm. Als das Team in der Saison 1966 auf das Feld ging, gruben sich ihre Stacheln als erstes in einen anderen revolutionären Baseball:Kunstrasen. Heute bedeckt AstroTurf – wie das Material genannt wurde – mehr als 500 Sportarenen in 32 Ländern.

Der Astrodome wurde 1989 einer Renovierung im Wert von 60 Millionen US-Dollar unterzogen, um seine Sitzplatzkapazität zu erhöhen. Im Laufe der Jahre entwickelte sich eine neue Technologie, die dieses "achte Wunder" überholte. Die Astros spielten ihr letztes Spiel am 9. Oktober 1999 im Astrodome, bevor sie nach Enron Field umzogen. Im selben Jahr zogen die Houston Oilers nach Tennessee und wurden in Tennessee Titans umbenannt. Trotz dieser Verluste finden im Astrodome immer noch über 300 Veranstaltungen pro Jahr statt.

Rohstoffe

Die Qualität der Rohstoffe ist entscheidend für die Leistungsfähigkeit von Rasensystemen. Als Trägermaterial wurde fast alles verwendet, was als Teppichrücken verwendet wird, von Jute über Kunststoff bis hin zu Polyester. Hochwertiger Kunstrasen verwendet Polyester-Reifenkord als Träger.

Die Fasern, aus denen die Grashalme bestehen, bestehen aus Nylon oder Polypropylen und können auf unterschiedliche Weise hergestellt werden. Die Nylonklingen können in dünnen Platten hergestellt werden, die in Streifen geschnitten oder durch Formen extrudiert werden, um Fasern mit rundem oder ovalem Querschnitt herzustellen. Das extrudierte Produkt führt zu Halmen, die sich eher wie biologisches Gras anfühlen und verhalten.

Dämpfungssysteme werden aus Gummimischungen oder aus Polyesterschaum hergestellt. Gummireifen werden manchmal in der Zusammensetzung der Gummibasis verwendet, und einige der Materialien, die für die Unterlage verwendet werden, können aus Kunststoff- oder Gummirecyclingprogrammen stammen. Der Faden, der zum Zusammennähen der Pads und auch der oberen Stoffbahnen verwendet wird, muss die gleichen Kriterien in Bezug auf Festigkeit, Farbbeständigkeit und Haltbarkeit erfüllen wie der Rest des Systems. Sorgfalt und Erfahrung müssen auch bei der Auswahl der Klebstoffe angewendet werden, mit denen alle Komponenten miteinander verbunden werden.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Der "Gras"-Teil eines Rasensystems wird mit den gleichen Tufting-Techniken hergestellt, die bei der Herstellung von Teppichen verwendet werden.

1. Der erste Schritt besteht darin, die proprietären Zutaten in einem Trichter zu mischen. Farbstoffe und Chemikalien werden hinzugefügt, um dem Rasen seine traditionelle grüne Farbe zu verleihen und ihn vor den ultravioletten Strahlen der Sonne zu schützen.
2. Nachdem die Charge gründlich gemischt wurde, wird sie einem großen Stahlmischer zugeführt. Der Ansatz wird automatisch gemischt, bis er eine dicke, toffeeartige Konsistenz hat.
3. Die eingedickte Flüssigkeit wird dann einem Extruder zugeführt und tritt in einem langen, dünnen Materialstrang aus.
4. Die Stränge werden auf eine Karde gelegt und zu einem losen Seil gesponnen. Die losen Seile werden gezogen, gerichtet und zu Garn verwoben. Das Nylongarn wird dann auf große Spulen gewickelt.
5. Das Garn wird dann erhitzt, um die gedrehte Form zu fixieren.
6. Als nächstes wird das Garn zu einer Tuftingmaschine gebracht. Das Garn wird auf eine Stange mit Spießen (einer Spule) hinter der Tuftingmaschine gelegt. Es wird dann durch einen Schlauch geführt, der zur Tuftingnadel führt. Die Nadel durchsticht den Primärrücken des Rasens und schiebt das Garn in die Schlaufe. Ein Greifer oder flacher Haken greift die Nylonschlaufe und gibt sie frei, während die Nadel wieder nach oben zieht; die Unterlage wird nach vorne verschoben und die Nadel sticht erneut in die Wie die Zutaten von Kunstrasen gemischt werden. weiter zurückhalten. Dieser Vorgang wird von mehreren hundert Nadeln durchgeführt und es werden mehrere hundert Maschenreihen pro Minute ausgeführt. Das Nylongarn ist nun ein Teppich aus Kunstrasen.
7. Der Kunstrasenteppich wird nun unter einen Dispenser gerollt, der eine Latexbeschichtung auf die Unterseite des Rasens verteilt. Gleichzeitig wird auch ein starker Sekundärrücken mit Latex beschichtet. Beides wird dann auf eine Heiratrolle gerollt, die sie zu einem Sandwich formt und zusammenschweißt.
8. Der Kunstrasen wird dann unter Wärmelampen gelegt, um den Latex auszuhärten.
9. Der Rasen wird durch eine Maschine geführt, die alle Büschel abschneidet, die über seine gleichmäßige Oberfläche hinausragen.
10. Dann wird der Rasen in große Bahnen gerollt und verpackt. Die Rollen werden dann an den Großhändler versandt.

Installation

Die Installation und Pflege von Kunstrasen ist ebenso wichtig wie der Bau.

1. Der Untergrund der Anlage, der entweder aus Beton oder verdichtetem Boden besteht, muss mit einer Planierraupe nivelliert und dann geglättet werden Ein Profil von Kunstrasen. eine Dampfwalze. Unebene Oberflächen sind auch nach Lieferung des Rasens noch sichtbar.
2. Bei Außenanwendungen müssen aufwendige Entwässerungssysteme installiert werden, da der Untergrund wenig oder gar kein Regenwasser aufnehmen kann.
3. Rasensysteme können entweder gefüllt oder ungefüllt sein. Ein gefülltes System ist so konzipiert, dass nach der Installation ein Material wie zerbröckelter Kork, Gummipellets oder Sand (oder eine Mischung) über den Rasen verteilt und zwischen den Fasern geharkt wird. Das Material unterstützt die Faserhalme und bietet eine Oberfläche mit etwas Nachgiebigkeit, die sich eher wie die Erde unter einer natürlichen Grasoberfläche anfühlt. Gefüllte Systeme haben jedoch einige Einschränkungen. Füllmaterial wie Kork kann zerfallen oder das Füllmaterial kann mit Schmutz verunreinigt und verdichtet werden. In beiden Fällen werden die Klingen nicht mehr unterstützt. Die Wartung kann das Entfernen und Ersetzen der gesamten Füllung erfordern.

Qualitätskontrolle

Aufgrund des hohen Kunstrasenverbrauchs und der ständigen Kontrolle durch Profisportler müssen neue Produkte während der Entwicklung einer Reihe von Tests unterzogen werden. 1994 veröffentlichte die American Society for Testing and Materials (ASTM) eine Liste von Standardmethoden zur Prüfung von Kunstrasensystemen. Es enthält über zwei Dutzend Tests zu den Eigenschaften von Rasensystemen.

Als Teil der ASTM-Tests wird das Trägergewebe auf Festigkeit getestet. Gemessen wird auch die Kraft, die erforderlich ist, um die einzelnen Büschel oder Blätter zu trennen. Bei Tuftingrasen misst dieser Test normalerweise die Stärke des betreffenden Klebstoffs. Um die Abriebfestigkeit des Rasens zu testen, empfiehlt die ASTM, das Gewebe unter einem Schleifkopf aus Federstahl zu testen, während ein anderer ASTM-Test misst, wie abrasiv der Rasen für die Spieler ist. Die ASTM verfügt auch über Tests, die die Stoßdämpfung des Rasensystems messen, und es gibt auch Tests, um zu sehen, wie gut der Rasen während eines Spiels oder sogar bei längeren Turnierspielen standhält.

Auch während des Herstellungsprozesses werden mehrere Qualitätskontrollen durchgeführt. Beispielsweise werden laut AstroTurf Incorporated die folgenden Qualitätskontrollen durchgeführt:19 Prüfungen für die Rohstoffe, acht Prüfungen für Extrusion, sechs Prüfungen für Rohware und 14 Prüfungen für Fertigware.

Nebenprodukte/Abfälle

Defekte Kunstrasenchargen werden ebenso aussortiert wie beschädigtes Nylongarn. Fertigrasen wird in der Regel recycelt, aber nicht als Kunstrasen wiederverwendet. Die vom Aufstellungsort abgeräumte Erde wird auf eine Deponie transportiert und entsorgt. Älterer, abgenutzter Rasen wird in der Regel recycelt.

Die Diskussionen über die Umweltauswirkungen von Kunstrasen versus Biorasen gehen weiter. Beide erzeugen eine große Menge an Wasserabfluss, was zu Abwasserproblemen beiträgt. Bei der Herstellung von Rohstoffen für Kunstrasen werden chemische Verfahren eingesetzt, aber für die meisten Biorasen in Stadien werden Chemikalien in Form von Düngemitteln und Pestiziden zur Pflege benötigt.

Die Zukunft

Die Technik und das Design sowohl von Kunstrasensystemen als auch von biologischen Rasensystemen werden ständig verbessert. Wenn neue Stadien gebaut werden, bemühen sich die Eigentümer und Architekten, den Strukturen ein altmodischeres Gefühl zu verleihen, was normalerweise bedeutet, dass keine Kuppel oder eine Kuppel, die die Verwendung von biologischem Rasen zulässt, bedeutet.

Die jüngsten Installationen von Kunstrasen haben neue Fortschritte gebracht, die sowohl den wirtschaftlichen als auch den ökologischen Bedürfnissen dienen. Unter Außenanlagen werden große Fäkalientanks gebaut. Das ablaufende Wasser wird in den Tanks gehalten und später zur Bewässerung von Übungsfeldern oder nahegelegenen Rasenflächen verwendet.

Eine weitere neuere Entwicklung war eine Mischung aus gefülltem Rasen und biologischem Gras. Nach dem Verlegen des Kunstrasens wird dieser nicht mit Gummi oder Sand, sondern mit Erde gefüllt. Anschließend wird Grassamen in den Boden gepflanzt, genährt und bis zu einer Höhe über der des Kunstrasens angebaut. Die resultierende Kombination kombiniert die Haptik, das Aussehen und den Komfort von Biorasen mit der Widerstandsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Reißen und Ausbrüche von Kunstrasen. Natürlich erfordert es auch die gesamte Wartung beider Systeme und ist für die meisten Innenanwendungen nicht geeignet.

Weitere Informationen

Bücher

Schmidt. Natürliche und künstliche Spielfelder:Eigenschaften und Sicherheitsmerkmale. Portland:Book News, Inc., 1990.

Andere

"Herstellungsinformationen." AstroTurf-Webseite. Dezember 2001. .

Wilson, Nikolaus. Ein Vergleich von gefülltem Kunstrasen mit herkömmlichen Alternativen. Portland:2000.

Steven Guerriero