Nu de handel in polymere infills eind 2031 wordt verboden, kijkt de Europese kunstgrasindustrie naar biologische alternatieven en het ontwikkelen van non-filledvelden. Garens in de kunstgrasmatten hiervoor ervaren ook slijtage. Matthias Schucht en Paul Pöhler van Laboratorium Lehmacher | Schneider uit Osnabrück, Duitsland, hebben dit fenomeen bestudeerd om de impact van de verschillende materialen vast te stellen.
Door Matthias Schucht & Paul Pöhler, Laboratorium Lehmacher | Schneider
Laboratorium Lehmacher | Schneider is een gerenommeerd product- en veldtestlaboratorium. Ze testen volgens de EN-, FIFA-, FIH- en Duitse RAL-normen. Toen de Duitse regering in 2020 besloot om geen kunstgrasprojecten met een polymere infill meer te financieren, in afwachting van de uitkomst van een EC-studie naar microplasticvervuiling door opzettelijk toegevoegde microplastics, realiseerde Laboratorium Lehmacher | Schneider zich al snel dat het slechts een kwestie van tijd zou zijn voordat microplasticvervuiling door onbedoeld toegevoegde microplastics ook als problematisch zou worden beschouwd. Vandaar dat ze een studie hebben opgezet om na te gaan hoeveel invloed het type en de hoeveelheid infill precies heeft op de vezel. De resultaten in dit artikel geven aan dat de vezelslijtage, als belangrijkste indicator voor de duurzaamheid van het kunstgrastapijt, sterk wordt beïnvloed door het type en de hoeveelheid infill die wordt gebruikt.
Verscheidenheid aan factoren
In het algemeen moet worden opgemerkt dat vezelslijtage wordt beïnvloed door verschillende factoren. In het interne onderzoek is een groot aantal (n = 124) kunstgrassystemen onder de loep genomen. Alleen tapijten met een poolhoogte van 30 mm of een hogere pool werden in het onderzoek opgenomen. De studie vertoonde geen uniforme verdeling voor wat betreft tapijtconstructie, vezelvorm en -afmeting, infill-type en infill-hoeveelheid. Daarnaast zijn er verschillende aanvullende factoren zoals de gebruikte Lisport-machine, het gebruikte zand, enz. Deze kunnen ook een invloed hebben op de vezelslijtage tijdens de tests. Desondanks laten de resultaten merkbare verschillen zien in vezelslijtage in correlatie met de gebruikte infill en de hoeveelheid die is gebruikt.
Figuur 1: Vergelijking van het gewichtsverlies van de pool na 20.200 Lisport-cycli en na zonnesimulatie + 40.000 Lisport-cycli
Gevolgde testprocedure
Voor de bepaling van het gewichtsverlies van de vezel werden bestaande testmethoden gebruikt. De testprocedure is voornamelijk gebaseerd op EN 15306: “Velden voor buitensporttoepassingen – Blootstelling van kunstgras aan gesimuleerde slijtage” (Lisport-machine) en ISO 8543, “Textiele vloerbedekkingen – Methoden voor het bepalen van de massa”. Bovendien werd UV-veroudering gesimuleerd volgens DIN 75220: “Veroudering van auto-onderdelen in zonnesimulatie-eenheden” vergelijkbaar met MIL-STD-810F (1000 W/m² voor 480 uur). Het algemene principe voor de studie was het vergelijken van de vezelmassa van een kunstgrassysteem dat nieuw was en na gesimuleerde slijtage. Het gemeten verlies in vezelmassa tussen nieuwe en na gesimuleerde slijtage werd bepaald door 40 plukjes nieuwe vezels en 40 plukjes uit het deel van het tapijt te halen dat gesimuleerde slijtage had ondergaan. Beide sets plukjes werden geëxtraheerd uit dezelfde rij plukjes van het tapijt om verstoringen in de resultaten als gevolg van gemeenschappelijke fluctuaties in de garenproductie, te voorkomen. De metingen werden uitgevoerd na gesimuleerde slijtage van 20.200 Lisport-cycli en deels na gesimuleerde slijtage van 40.000 Lisport-cycli inclusief eerdere zonnesimulatieveroudering (RAL-procedure).
Bevindingen
Bij het evalueren van de verzamelde gegevens werd al snel duidelijk dat, zoals je zou verwachten, het poolgewichtsverlies dat is bepaald na zonnesimulatie en 40.000 Lisport-cycli, aanzienlijk hoger is dan na slechts 20.200 lisport-cycli.
Een bijkomende bevinding was echter dat de verschillen in gewichtsverlies van de vezels tussen de verschillende systemen steeds zichtbaarder worden en toenemen. Het relatief lineaire verlies van het poolgewicht wijst op een goede UV-stabiliteit van de geteste monsters. Enkelvoudige systemen die volledig falen, en systemen met een poolgewichtsverlies van meer dan 50% of andere significante defecten in het tapijt, zijn binnen het onderzoek niet geanalyseerd.
De volgende figuur (Fig. 2) toont het relatieve verlies aan poolgewicht, onderverdeeld in de meest voorkomende soorten infill, na 20.200 Lisport-cycli. De twee boxplots aan de linkerkant tonen de slijtage van systemen zonder enige prestatievulling. Ze zijn uitsluitend gevuld met zand. Om de verschillen binnen deze systemen te analyseren, werden ze onderverdeeld in twee categorieën: systemen met meer dan 15 kg/m² zand en systemen met minder dan 15 kg/m² zand.
De categorie systemen onder de 15 kg/m² omvat zowel niet-infill systemen als systemen waarbij het zand niet bijdraagt aan de speeleigenschappen (geen speler-zand interactie). Opvallend zijn de aanzienlijk hogere massaverliezen in systemen met een hoge zandinfill van meer dan 15 kg/m². Dit wordt veroorzaakt door de deeltjesvorm en het harde oppervlak van het gebruikte silicazand., dat als schuurmiddel tussen de vezels fungeert.
De twee boxplots aan de rechterkant tonen de slijtage van systemen met performance infill. Deze zijn onderverdeeld in polymere en organische infills. Polymere infills beschermen de vezel door de schurende interactie tussen het kiezelzand en de vezels te voorkomen. Daarom zijn de gemeten massaverliezen lager dan in de systemen met een hoge zandvulling. Organische infills met een zekere mate van elasticiteit en zachtheid hebben een vergelijkbare vezelbeschermingsfunctie als polymere infills. Door de zeer variabele eigenschappen van de organische infills is de variatie in resultaten bij organische infill systemen groter dan bij polymere infill systemen. Hier werd minder variatie waargenomen tussen verschillende infilltypes zoals SBR of EPDM.
Figuur 2: Vergelijking van gewichtsverlies na 20.200 Lisport-cycli van verschillende infill-typen
Twee soorten systemen onderscheiden zich door hun zeer lage gewichtsverliezen en worden daarom hier apart genoemd. Dit zijn de systemen die helemaal geen infill hebben, de zogenaamde non-filled systemen die 0 kg/m² zand bevatten, en de hooggevulde systemen, met meer dan 10 kg/m² polymere infill. Vanwege de lage prevalentie van dergelijke systemen zijn ze ondervertegenwoordigd in de huidige laboratoriumstudie.
Conclusie
Ondanks studie- en methodologische beperkingen kunnen uit de beschikbare gegevens de volgende conclusies worden getrokken. Binnen het systeemontwerp lijkt het type en de hoeveelheid gebruikte infill een aanzienlijke invloed te hebben op het gewichtsverlies van de pool tijdens gesimuleerde slijtagetests. Dit komt overeen met de ervaring van verschillende kunstgrassystemen in de loop van hun gebruik. Vooral in gebieden die veel worden gebruikt, zoals de doelmond en de penaltygebieden, kan iedereen het verschil opmerken tussen het gewichtsverlies van een met veel zand-gevuld systeem en een met rubber-gevuld systeem van 60 mm.
Er zijn maar weinig vergelijkbare studies in de literatuur die de factoren onderzoeken die van invloed zijn op vezelslijtage in kunstgrassystemen. Figuur 3 toont het resultaat van een onderzoek van de Hogeschool Osnabrück, ook al zijn de gebruikte methoden niet direct vergelijkbaar. De universiteit onderzocht aangelegde velden en schatte het gewichtsverlies van de pool op basis van het verschil tussen intensief en extensief gebruikte gebieden. De interpretatie van de resultaten is identiek, maar met zand-gevulde systemen hadden een hogere poolslijtage in vergelijking met velden met polymere infill.
Een reactie
Toch maar geen minerale infill velden installeren? Was ik sowieso kritisch op! Ik neem aan dat dit onderzoek gedaan is op voldoende ingevulde systemen. Dit in “tegenspraak” in de praktijk waar mogelijk 60% van de velden te laag ingevuld of/en vercompacteerd zijn…. De vezelslijtage zal dan nog veel excessiever zijn lijkt mij.
Ik zie geen figuur 3 in in overzicht.