НЕОДНОРОДНЫЙ НАПОЛНИТЕЛЬ ИСКУССТВЕННОГО ДЕРНА Российский патент 2023 года по МПК E01C13/08 

Перекрестные ссылки на родственные заявки

[0001] По настоящей заявка испрашивается приоритет патентной заявки США № 16/517231, поданной 19 июля 2019 г., и предварительной патентной заявки США № 62/742,539, поданной 8 октября 2018 г., содержание каждой из которых тем самым включено в настоящий документ посредством ссылки во всей его полноте.

Уровень техники

[0002] Настоящее изобретение относится к искусственному дерну и, в частности, к наполнителю дерна, состоящему из полимерных частиц, гранул или паллет. Искусственный дерн обычно используется для спортивных и атлетических покрытий, но может также использоваться в других приложениях для имитации газонов и травяных покрытий, таких как газон для детских площадок, синтетические лужайки, ландшафты, частные объекты, парки, коммерческие поверхности, муниципальные территории, испытательные площадки и т.п.

[0003] Искусственный дерн обычно включает в себя искусственные элементарные нити или волокна, которые прикрепляются пучками к тканому материалу с клейким покрытием, удерживающим эти элементарный нити или волокна, чтобы имитировать стебли травы в виде вертикального синтетического слоя травы. Природные и/или синтетические частицы, такие как гранулы и гранулированный материал, включая, например, одно или более из каучуков, винилов, песка и различных полимеров, обычно диспергируются в вертикальном синтетическом травяном слое в виде наполнителя, часто называемого наполнителем дерна. Тип наполнителя обеспечивает искусственному дерну технические характеристики, такие как поглощение удара, отскок мяча, трение, качение мяча, атмосферостойкость и другие свойства, характерные для конкретной конструкции синтетического дерна.

[0004] Обычные синтетические материалы наполнителя обычно являются однородными по форме и размеру, например, синтетический наполнитель из резины, полимеров и подобных материалов, которые имеют одинаковые сферическую и цилиндрическую форму и размер. публикация патентной заявки США № 2017/0233956 (публикация '956), включенная в настоящий документ посредством ссылки во всей ее полноте, описывает, что паллеты наполнителя, состоящие из поливинилхлорида (PVC), могут экструдироваться и нарезаться, и обеспечиваться в различных формах (например, звездочки, многоугольники, сердечки и треугольники) для улучшения сцепления и эксплуатационных характеристик искусственного дерна. Подобно другим обычным материалам наполнителя, в заявке '956 рассматриваются только однородные регулярные формы и размеры наполнителя.

Сущность изобретения

[0005] Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают улучшения, выходящие за рамки традиционного наполнителя, имеющего регулярные формы с однородными размерами для зернистого материала наполнителя. Настоящее изобретение предлагает неоднородные паллеты, гранулы или частицы наполнителя, состоящие из PVC, используемые при установке искусственных и синтетических газонов.

[0006] В вариантах осуществления настоящего изобретения паллеты и гранулы наполнителя из PVC, которые диспергируются в качестве наполнителя при установке искусственного дерна, имеют множество различных размеров и неправильных форм, таких как асимметричные формы, чтобы придать искусственному дерну улучшенные технические характеристики. В конкретных вариантах осуществления такие формы включают в себя зернообразные и каплевидные формы различных размеров. В дополнительных вариантах осуществления такие формы включают в себя в целом эллиптические, яйцевидные и обратнояйцевидные формы. В других дополнительных вариантах осуществления такие формы включают в себя в целом двояковыпуклые и асимметрично овальные формы (например, формы типа семян тыквы и семян подсолнечника с обычно заостренными концами). В других вариантах осуществления такие формы обычно включают в себя каплевидные формы или формы в виде слезы. В различных вариантах осуществления любые комбинации вышеупомянутых различных форм могут комбинироваться друг с другом в различных размерах, таких как гранулы, паллеты и частицы наполнителя из PVC, при установке искусственного дерна.

Краткое описание чертежей

[0007] Фиг.1 представляет собой фотографию гранул наполнителя из PVC, имеющих различные неправильные формы и различные размеры в одном варианте осуществления настоящего изобретения.

[0008] Фиг.2 представляет собой вид спереди экструзионной головки с несколькими отверстиями разного размера для производства показанных на Фиг.1 гранул наполнителя из PVC в одном варианте осуществления настоящего изобретения.

[0009] Фиг.3 представляет собой частичный вид спереди в увеличенном масштабе показанной на Фиг.2 экструзионной головки с несколькими отверстиями в одном варианте осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

[0010] Как показано в одном варианте осуществления на Фиг.1, частицы 5 на основе PVC для наполнителя искусственного дерна имеют множество неоднородных форм и размеров. В целом частицы являются нерегулярными, например, имеют асимметричные формы, которые напоминают семена и/или капельки жидкости. Частицы 5 на основе PVC для использования в вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно включают в себя такие гранулы и паллеты из PVC, имеющие составы, описанные в публикации '956, включенной в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, частицы 5 на основе PVC могут производиться в соответствии с обычными способами экструдирования, гранулирования и формования. В вариантах осуществления настоящего изобретения гранулы и паллеты из PVC могут производиться в соответствии со способами, описанными и/или упомянутыми в публикации '956.

[0011] В одном варианте осуществления экструзионная головка 20, показанная на Фиг.2 и 3, может использоваться для производства частиц 5 на основе PVC, имеющих множество форм и размеров в соответствии с настоящим изобретением. Специалистам в соответствующей технологии экструдирования, гранулирования и формования композиций из PVC будет понятно, что параметры производства, такие как скорость работы, настройки температуры и т.п., для оптимального производства паллет, гранул и частиц из PVC по настоящему изобретению будут зависеть от ряда факторов, таких как конкретная используемая машина, конкретная среда для производства, точный состав материала на основе PVC и подобных переменных. Таким образом, получение желаемых результатов в рамках процесса производства наполнителя на основе PVC, имеющего форму и размеры в соответствии с настоящим изобретением, будет входить в компетенцию специалиста в соответствующей области и не считается критичным для настоящего изобретения.

[0012] В одном варианте осуществления, показанном на Фиг.2 и 3, экструзионная головка 20 включает в себя ряд колец отверстий разного размера, таких как кольцо первых отверстий 30, кольцо вторых отверстий 32, кольцо третьих отверстий 34 и кольцо четвертых отверстий 36. Эти отверстия имеют различные размеры, так, чтобы можно было производить множество неоднородных частиц 5 из PVC нерегулярной формы и различного размера. Следует иметь в виду, что конфигурации отверстий, количество отверстий, формы отверстий, расстояния между отверстиями и выравнивание отверстий (будь то кольца, сетки или другие рисунки) могут отличаться от изображенного варианта осуществления, но при этом поддерживать производство неоднородных частиц 5 из PVC нерегулярной формы и различного размера в других вариантах осуществления настоящего изобретения.

[0013] В вариантах осуществления настоящего изобретения использование неоднородных частиц 5 из PVC нерегулярной формы и различного размера придает улучшенные технические характеристики искусственному дерну по сравнению с однородными частицами, раскрытыми в заявке '956. В приведенных в Таблицах I-III и описываемых далее результатах испытаний однородные частицы наполнителя на основе PVC, используемые в искусственном дерне в соответствии с заявкой '956, упоминаются как «20s/50TPE известного уровня техники», неоднородные частицы наполнителя из PVC, которые не были подвергнуты моделированию износа, используемые в искусственном дерне в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, упоминаются как «70/30 до износа», а используемые в искусственном дерне неоднородные частицы наполнителя из PVC, которые были подвергнуты моделированию износа с помощью машины марки Lisport, упоминаются как «70/30 после износа».

[0014] Для сравнения технических характеристик каждый из наполнителей «20s/50TPE известного уровня техники», «70/30 до износа» и «70/30 после износа» был обеспечен в искусственном дерне и подвергнут следующим описанным тестам. Частицы наполнителя «20s/50TPE известного уровня техники» были обеспечены в тестовой системе искусственного дерна из 20 фунтов песка/50 фунтов термопластичного эластомера (TPE) на дерне толщиной 2,5 дюйма. Частицы наполнителя «70/30 до износа» были обеспечены в тестовой системе искусственного дерна из 4,97 фунта на кв.фут PVC, 2,13 фунта на кв.фут песка и 2,25-дюймового щелевого пленочного дерна без подушки. Частицы наполнителя «70/30 после износа» были обеспечены в тестовой системе искусственного дерна из 4,97 фунта на кв.фут PVC, 2,13 фунта на кв.фут песка и 2,25-дюймового щелевого пленочного дерна без подушки, и подвергнуты 20000 циклам износа на машине Lisport.

[0015] Следующие лабораторные испытания проводились на каждом из образцов системы частицы/искусственный дерн. Технические рекомендации Совета по синтетическим газонам (STC) включены в настоящий документ посредством ссылки. Ссылки EN относятся к европейским стандартам, которые также включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0016] Уменьшение силы (%) - (Тест протокола продвинутого искусственного спортсмена STC) измеряет поглощение удара, обеспечиваемое игроку поверхностью под ногой во время бега. Более низкое значение описывает поверхность, которая является более твердой под ногой. Результаты сравниваются с рекомендациями STC: 57-68% для общественного поля и 62-68% для стадиона.

[0017] Вертикальная деформация (мм) - (Тест протокола продвинутого искусственного спортсмена STC) измеряет величину, на которую поверхность сжимается, когда по ней бежит спортсмен. Это значение часто связывается со скоростью игры и стабильностью поверхности. Результаты сравниваются с рекомендациями STC: 6-11 мм для общественного поля и 6-10 мм для стадиона. Вертикальная деформация обычно уменьшается с течением времени использования поля.

[0018] Возврат энергии (%) - (Тест протокола продвинутого искусственного спортсмена STC) измеряет возвращаемую энергию как процент от приложенной энергии. Это можно представить как пружинистость поверхности. Это значение относится к ощущению под ногами, а также к скорости игры. Хотя это измерение не является частью официального стандарта, оно является полезной мерой. Рекомендуемый диапазон составляет 20-50%.

[0019] Амортизация удара ASTM F355A Gmax/HIC (падающий снаряд с плоской поверхностью) (в g (единицах силы тяжести)) - твердость по Шору ASTM F355A является официальным устройством/способом для оценки твердости спортивных площадок с синтетическим покрытием. Она используется для измерения амортизации удара на основе столкновения предопределенной головки/тела. Это 20-фунтовый «снаряд» с трехосным акселерометром, роняемый с высоты 24 дюйма. STC рекомендует, чтобы значения Gmax были меньше 165.

[0020] Амортизация удара EN 1177 - HIC (полусферический падающий снаряд) (Критическая высота падения (м)) - Амортизация удара EN 1177 служит способом поверхностного определения критической высоты падения и подобна способу, обычно используемому для оценки покрытия игровых площадок в США. На международном уровне это является основным способом оценки как искусственного газона, так и покрытия игровых площадок. Это устройство рассчитывает критерии травмы головы (HIC). Оно используется для оценки вероятности получения травмы головы в результате удара о поверхность. Это устройство представляет собой полусферический «снаряд» весом 10 фунтов с трехосным акселерометром. Эта полусфера роняется с четырех различных высот, чтобы определить высоту, на которой значение HIC будет равно 1000. Эта высота называется критической высотой падения. Рекомендуется, чтобы значения критической высоты падения были более 1,3 м.

[0021] Сопротивление вращению - EN15301 (Ньютон-метры (Н-м)) - Сопротивление вращению измеряет взаимодействие между подошвой бутсы и поверхностью, относящееся к способности игрока изменять направление. Более высокие значения могут относиться к поверхности, которая сопротивляется вращению стопы, когда игрок изменяет направление, и увеличивают потенциал травмирования нижних конечностей. STC рекомендует, чтобы сопротивление вращению составляло 30-45 Н-м.

[0022] Вертикальный отскок мяча - EN 12235 (метры (м)) - измеряет, насколько высоко подпрыгивает мяч после падения вертикально на поле из синтетического дерна. Мяч роняется с высоты 2 м, и измеряется высота его отскока от поверхности. Мяч сначала калибруется на ровной бетонной поверхности при высоте 1,35 м. STC рекомендует значения от 0,60 до 0,85 м.

[0023] Следующие Таблицы I-III показывают результаты тестов, проведенных в закрытом помещении для каждого из сравниваемых наполнителей искусственного дерна:

Таблица I

ТЕСТ Ед. изм. 20s/50TPE известного уровня техники 70/30 до износа 70/30 после износа Уменьшение силы % 66 59 57 Вертикальная деформация мм 9 8 7,9 Возврат энергии % 23 26 26 355A «Flat» Gmax g 108 133 137 355A «Flat» HIC 269 374 401 Критическая высота падения м 1,2 1 1 Сопротивление вращению Н-м 30 32 30 Отскок мяча м 0,9 0,92 0,70

Таблица II

ТЕСТ Ед. изм. 20s/50TPE известного уровня техники 70/30 до износа Абсолютная разность Относительная разность/ Комментарий % разности (десятичный) Уменьшение силы % 66 59 Увеличение 7% Уменьшение более 10% 0,106 Вертикальная деформация мм 9 8 Уменьшение 1 мм Уменьшение более 10% 0,111 Возврат энергии % 23 26 Увеличение 3% Увеличение приблизительно 13% 0,130 355A «Flat» Gmax g 108 133 Увеличение 25 Увеличение приблизительно 23% 0,231 355A «Flat» HIC 269 374 Увеличение 105 Увеличение приблизительно 40% 0,390 Критическая высота падения м 1,2 1 Уменьшение Уменьшение более 15% 0,167 Высота 0,2 м Сопротивление вращению Н-м 30 32 Увеличение 2 Н-м Увеличение более 5% 0,067 Отскок мяча м 0,9 0,92 Увеличение 0,02 м Увеличение приблизительно 2% 0,022

Таблица III

ТЕСТ Ед. изм. 70/30 до износа 70/30 после износа Абсолютная разность Относительная разность/ Комментарий % разности (десятичный) Уменьшение силы % 59 57 Уменьшение 2% Уменьшение 15% 0,15254 Вертикальная деформация мм 8 7,9 Уменьшение 0,1 мм Уменьшение более 10% 0,13750 Возврат энергии % 26 26 Нет Нет 0,000 355A «Flat» Gmax g 133 137 Увеличение 4 Увеличение 3% 0,03008 355A «Flat» HIC 374 401 Увеличение 27 Увеличение 7% 0,07219 Критическая высота падения м 1 1 Нет Нет 0,000 Сопротивление вращению Н-м 32 30 Уменьшение 2 Н-м Уменьшение приблизительно 6% 0,06250 Отскок мяча м 0,92 0,79 Уменьшение 0,13 м Уменьшение приблизительно 14% 0,14130

[0024] Результаты тестов, приведенные в Таблицах I-III, показывают, что варианты осуществления настоящего изобретения, использующие паллеты и гранулы наполнителя из PVC, имеющие множество различных размеров и неправильных форм, таких как асимметричные формы, которые диспергируются в качестве наполнителя в искусственном дерне, придают ему улучшенные технические характеристики по сравнению с обычным искусственным дерном.

[0025] Выше были описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения. Однако очевидно, что в них могут быть сделаны модификации и изменения, и дополнительные варианты осуществления могут быть реализованы, без выхода из более широкой области охвата примерных вариантов осуществления, которая изложена в прилагаемой формуле изобретения. Данное описание должно рассматриваться в иллюстративном, а не ограничивающем смысле.

Изобретение относится к искусственному дерну. Техническим результатом является улучшение технических характеристик искусственного дерна. Технический результат достигается искусственным дерном, который содержит синтетические элементарные нити или волокна, имитирующие траву, которые приклеены к подложке, и наполнитель, имеющий среди элементарных нитей или волокон слой, диспергированный в виде неоднородных экструдированных частиц на основе поливинилхлорида. Неоднородные экструдированные частицы имеют множество форм, которые включают в себя слезообразную форму. Причем множество частиц дополнительно включает в себя комбинацию асимметричных форм по меньшей мере трех различных размеров. 15 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

1. Искусственный дерн, содержащий синтетические элементарные нити или волокна, имитирующие траву, которые приклеены к подложке, и наполнитель, имеющий среди элементарных нитей или волокон слой, диспергированный в виде неоднородных экструдированных частиц на основе поливинилхлорида, имеющих множество форм, которые включают в себя слезообразную форму, причем множество частиц дополнительно включает в себя комбинацию асимметричных форм по меньшей мере трех различных размеров.

2. Искусственный дерн по п.1, в котором множество частиц представляет собой по меньшей мере одно из экструдированных пеллет и экструдированных гранул.

3. Искусственный дерн по п.1, в котором множество частиц имеет по меньшей мере четыре различных размера.

4. Искусственный дерн по п.1, в котором частицы имеют слезообразную форму, имеющую различные размеры.

5. Искусственный дерн по п.1, в котором частицы включают в себя частицы, имеющие яйцевидную форму.

6. Искусственный дерн по п.1, в котором частицы включают в себя частицы, имеющие обратнояйцевидную форму.

7. Искусственный дерн по п.1, в котором частицы включают в себя частицы, имеющие двояковыпуклую форму.

8. Искусственный дерн по п.1, в котором слой, диспергированный в виде неоднородных экструдированных частиц на основе поливинилхлорида, включает в себя множество различных форм, выбираемых из группы, состоящей из эллиптической формы, яйцевидной формы, двояковыпуклой формы и асимметрично овальной формы.

9. Искусственный дерн по п.8, в котором множество различных форм слоя, диспергированного в виде неоднородных экструдированных частиц на основе поливинилхлорида, включает в себя различные размеры.

10. Искусственный дерн по п.1, в котором слой, диспергированный в виде неоднородных экструдированных частиц на основе поливинилхлорида, включает в себя яйцевидную форму.

11. Искусственный дерн по п.1, в котором слой, диспергированный в виде неоднородных экструдированных частиц на основе поливинилхлорида, включает в себя двояковыпуклую форму.

12. Искусственный дерн по п.1, в котором слой, диспергированный в виде неоднородных экструдированных частиц на основе поливинилхлорида, включает в себя асимметрично овальную форму.

13. Искусственный дерн по п.1, в котором слой, диспергированный в виде неоднородных экструдированных частиц на основе поливинилхлорида, включает в себя множество различных форм, выбираемых из группы, состоящей из эллиптической формы, яйцевидной формы, двояковыпуклой формы и асимметрично овальной формы.

14. Искусственный дерн по п.1, в котором слой, диспергированный в виде неоднородных экструдированных частиц на основе поливинилхлорида, включает в себя множество различных форм, выбираемых из группы, состоящей из эллиптической формы, яйцевидной формы, обратнояйцевидной формы, двояковыпуклой формы и асимметрично овальной формы.

15. Искусственный дерн по п.14, в котором множество различных форм слоя, диспергированного в виде неоднородных экструдированных частиц на основе поливинилхлорида, включает в себя различные размеры.

16. Искусственный дерн по п.1, дополнительно содержащий слой, включающий песок, находящийся под слоем частиц на основе поливинилхлорида.