Kwaliteit van kunstgras uitgelegd

Polyethyleen is er in vele verschillende kwaliteiten wat sommige kopers heeft aangezet om bij een aanbesteding de vezelkwaliteit voor te schrijven. Toch doet men dit beter niet want de vezelkwaliteit wordt door veel meer bereikt dan alleen de kwaliteit van het polyethyleen.

De introductie van polyethyleen als grondstof voor kunstgras, heeft de wereldwijde markt voor kunstgras opengegooid. Kunstgras kon nu opeens overal worden toegepast en voor een grote diversiteit aan sporten. Voetbal en rugby zijn misschien wel de grootste voorbeelden. Polyethyleen heeft als voordeel dat het zachter is voor de huid en ook bij temperaturen onder nul functioneel blijft. Andere grondstoffen hebben de neiging om dan te verstijven waardoor het kunstgrasoppervlak minder comfortabel of zelfs gevaarlijk is om op te spelen.

Verschillende kwaliteiten

Een groot deel van de kwaliteit van het polymeer wordt bepaald door het type katalysator en co-monomeer dat in het polymeerproductieproces wordt gebruikt. Gedurende vele jaren was de Ziegler-Natta (ZN) katalysator de referentie tot de introductie van de op metalloceen gebaseerde katalysator. Dit laatste heeft het voordeel ten opzichte van ZN-katalysator dat elke actief molecuul site op een identieke manier reageert. Dit resulteert in een polymeer met een meer gelijke ketenlengte ofwel met een smallere molecuulgewichtsverdeling. Omdat te korte polymeerketens niet kunnen bijdragen aan de mechanische eigenschappen (van het garen) en te lange moleculen moeilijker te verwerken zijn, hebben op metalloceen gebaseerde mengsels een intrinsiek voordeel.

“Afhankelijk van de geografische ligging en de gebruikte UV-intensiteit kan het een kwestie van jaren of slechts enkele maanden zijn voordat dit zichtbaar wordt en voor de eigenaar de gevolgen van dit mindere kwaliteit kunstgras ervaart”

Pieter Geeurickx, TotalEnergies

Een tweede voordeel van een op metalloceen gebaseerde katalysator betreft de insertie van het co-monomeer. Co-monomeer wordt ingevoegd om de dichtheid (zachtheid, smeltpunt) van het polymeer te bepalen. Het beïnvloedt ook mechanische eigenschappen zoals de splijtweerstand.
Er kunnen verschillende co-monomeren worden gebruikt. Buteen (C4), hexeen (C6) of octeen (C8) zijn de meest gangbare voor de kunstgrasindustrie. Co-monomeren met een korte keten (C4) zijn over het algemeen goedkoper maar kunnen zelden de mechanische prestaties bereiken die met de C6- of C8-co-monomeren worden geassocieerd. Dit komt het beste tot uiting in de splijtweerstand en veerkracht. “Elke polymeercategorie is ook verkrijgbaar in verschillende dichtheden en soms worden verschillende kwaliteiten met elkaar gemengd om eigenschappen te combineren om aan de eisen van de klant te voldoen”, zegt René Heitkönig, een voormalig manager Garens bij TenCate Grass en tegenwoordig adviseur voor verschillende bedrijven in de kunstgrasindustrie.

Diverse toevoegingen

Zowel de polymeerproducent als hun klant, de garenproducenten, voegen additieven toe om hun product te verbeteren. “De polymeerproducent voegt anti-oxidanten toe om het polymeer te beschermen tijdens het garenproductieproces,” zegt Pieter Geeurickx van TotalEnergies. De garenproducent voegt pigmenten toe die de uiteindelijke kleur van het garen bepalen, evenals UV-stabilisatoren. Deze zogenaamde Hindered Amine Light Stabilizers (HALS) neutraliseren de vrije radicalen die in het polymeer worden gevormd door blootstelling aan UV-licht en voorkomen zo een chemische afbraak die de kleur, flexibiliteit en sterkte van het garen aantast. “Als er minder UV-stabilisator wordt toegevoegd dan wordt het garen sneller broos en valt het uiteindelijk uit elkaar. Afhankelijk van de geografische ligging en de gebruikte UV-intensiteit kan het een kwestie van jaren of slechts enkele maanden zijn voordat dit zichtbaar wordt en voor de eigenaar de gevolgen van dit mindere kwaliteit kunstgras ervaart.” Over het algemeen bevat goede kwaliteit vezel ongeveer 10.000 delen per miljoen (ppm) van het additief in zijn recept terwijl garens met minder dan 7.000 ppm als ‘slechte’ kwaliteit garens kunnen worden beschouwd.

“Sommige bedrijven proberen het systeem te slim af te zijn door zuinig te zijn met hun gebruik van UV-stabilisatoren of het aantal vezels dat ze in het tapijt stoppen”

Rene Heitkönig

Differentiële scanningcalorimetrie

Om de kwaliteit van kunstgras te verifiëren kunnen kopers testinstituten vragen om de chemische samenstelling van het product te verifiëren. “Een differentiële scanning calorimetrie (DSC) test is geen standaard procedure, maar af en toe worden we door clubs of gemeenten gevraagd om vast te stellen of het aangeboden staal kunstgras tapijt voldoet aan de in de aanbesteding gestelde kwaliteit.” zegt Gert-Jan Kieft van testinstituut Kiwa ISA-Sport. “Hoewel we niet in staat zijn om het chemische DNA van het product te ontleden, kunnen we wel bepalen van welke kwaliteit polymeer het garen is geproduceerd.” Hij wijst erop dat naast de chemische samenstelling van het kunstgras, ook de vorm van de vezel en het extrusieproces dat wordt gebruikt voor de productie van het garen, van invloed zijn op de uiteindelijke kwaliteit en prestatie van het kunstgrastapijt.

Verschillende kwaliteitstesten

De diverse sportbonden houden zich niet bezig met de chemische samenstelling van een kunstgrasproduct. Hun kwaliteitsprogramma’s zijn voornamelijk gericht op de veiligheid en sporttechnische prestaties van de mat. “Toch zeggen de resultaten van tests zoals de UV-test, de test die de treksterkte van het garen bepaalt en de Lisport XL allemaal iets over de kwaliteit van de grondstof en over de volumes die in het eindproduct worden gebruikt”, zegt Kieft. Het uitvoeren van deze tests kan weken of zelfs maanden duren en onderwerpt het garen of tapijt aan een dosis UV-licht of gebruik dat vergelijkbaar is met wat het kunstgrastapijt zal ervaren over een periode van vijf jaar wanneer het in Europa is geïnstalleerd. De omstandigheden in Europa zijn echter niet representatief voor gebieden elders ter wereld, waardoor kopers in met name landen op het zuidelijk halfrond voorzichtig moeten zijn bij het kiezen van een kunstgrasproduct. “Sommige bedrijven proberen het systeem te slim af te zijn door zuinig te zijn met hun gebruik van UV-stabilisatoren of het aantal vezels dat ze in het tapijt stoppen,” merkt Heitkönig op. Minder UV-stabilisatoren gebruiken betekent minder kosten voor de producent, terwijl een lagere Dtex (massa in grammen per 10.000 m garen) het tuftbedrijf geld zal besparen. Een lagere Dtex resulteert ook in een lager gewicht voor het kunstgrastapijt dat wordt verzonden. Gecombineerd kunnen deze besparingen behoorlijk oplopen, vooral in een tijd waarin de prijs voor olie of transport hoog blijft. Waar deze mindere kwaliteit in gebieden met een gematigd tot mild klimaat zoals in Europa vaak lang onopgemerkt blijft, kunnen de gevolgen in gebieden met een intenser klimaat al binnen enkele maanden of zelfs weken na installatie zichtbaar worden.

“We hebben in het verleden paneltesten gedaan waarbij panelleden werden gevraagd om de zachtheid van verschillende stukken kunstgrastapijt- of garenmonsters te beoordelen. Bijna altijd waren hun observaties en conclusies juist”

Gert-Jan Kieft, Kiwa ISA-Sport

Vezelzachtheid

Het vaststellen van de zachtheid van het garen, een belangrijk verkoopargument voor polyethyleengarens, maakt ook geen deel uit van de verplichte testprogramma’s. “Dat testen we niet voor het garen afzonderlijk. Hoogpolige kunstgrasproducten worden echter wel onderworpen aan een huidwrijvingstest omdat we willen weten hoe vriendelijk de mat met infill zal zijn. De uitkomst geeft een goede indicatie van de zachtheid van het garen,” zegt Kieft. Hij merkt op dat kopers van kunstgras zelf de zachtheid kunnen vaststellen. “We hebben in het verleden paneltesten gedaan waarbij panelleden werden gevraagd om de zachtheid van verschillende stukken kunstgrastapijt- of garenmonsters te beoordelen. Bijna altijd waren hun observaties en conclusies juist.”

Controleer de controle aspecten

Kieft heeft de ervaring dat bedrijven die niet door de verplichte laboratoriumtesten, vaak heel snel leren van hun fouten. “Ze hebben in de meeste gevallen ook de capaciteit om hun productieproces snel aan te passen,” zo constateert hij. Rene Heitköning wijst erop dat veel van de opkomende producenten nog steeds niet de ervaring of technische knowhow hebben om een ​​enorme sprong voorwaarts te maken om de kloof met gevestigde kunstgrasfabrikanten of producten in Europa en Noord-Amerika te verkleinen. “Je koopt die knowhow niet echt van de plank,” zegt hij. Als het aan hem ligt, zou de lat hoger moeten liggen en zouden slijtage, REACH, levenslange prestaties, de milieu-impact, evenals de samenstelling van de mat om het recyclen te vergemakkelijken, opgenomen dienen te worden in de verschillende kwaliteitsprogramma. Desalniettemin beschouwt hij de huidige testprotocollen van de testinstituten en kwaliteitsprogramma’s van de internationale sportbonden als solide. Het is een mening waar Pieter Geeurickx het mee eens is. “Vraag het installatiebedrijf om een ​​bepaalde prestatie te garanderen voor een bepaalde periode te garanderen, zoals kleurbehoud, behoud van het uiterlijk gerelateerd aan zaken zoals vezelafvlakking, vezelverlies of -splitsing. Dat is beter dan te specificeren uit welke grondstof het gemaakt moet zijn.” Te veel focussen op de kwaliteit van de grondstof zal waarschijnlijk niet het gewenste resultaat opleveren wanneer men hier niet in thuis is. “De kans is groot dat je de verkeerde conclusie trekt.”