Покрытие для детских площадок Российский патент 2024 года по МПК E01C13/00 B32B25/04 

Изобретение относится к покрытиям, специально предназначенные для спортивных площадок и площадок для игр.

Известно покрытие, состоящее по меньшей мере из двух слоев, представляющее собой связующее на основе полимерного материала с наполнителем в виде резиновой крошки, отличающееся тем, что верхний слой имеет фракцию резиновой крошки 1,0-5,0 мм и массовое соотношение связующего к наполнителю равно: 1-10 частям из связующего на 10 частей резиновой крошки, а нижний слой имеет фракцию резиновой крошки 3,0-50,0 мм и массовое соотношение связующего к наполнителю, равное 0,5-10 частям связующего на 10 частей наполнителя, и рашпиль накладной с возможностью сглаживания неровностей поверхности. на поверхности основания слои соединяются между собой с помощью связующего с возможностью образования монолитного, цельного покрытия, причем толщина “T” нижнего слоя выбирается равной 3,0-200,0 мм, а толщина “t” верхнего слоя составляет 3,0-20,0 мм [RU38176 (U1), опубл. 27.05.2004].

Недостатком данного аналога является недостаточные показатели ударопоглащения используемых материалов, в связи с чем для обеспечения травмобезопасности покрытия детских площадок необходимо большое количество сырья.

Также известна армированная резиновая плитка с ламинированным верхним слоем и эффектом воздушной подушки, отличающаяся тем, что содержит: Дно, причем указанное дно содержит сначала множество эластичных гранул и скреплено клеем; и Накладное покрытие, указанное накладное покрытие прикреплено к указанному дну, и посредством второй партии из множества эластичных гранул и указанного адгезива образуется связующее, изготовленное из полимерного материала или изготовленное из волокнистого материала, и указанное дно соединено друг с другом указанным адгезивом c указанным накладным покрытием [CN102605702 (A), опубл. 25.07.2012].

Недостатком данного аналога является недостаточный показатель амортизации, что связано с плотностью используемых материалов. Использование данного аналога на детских площадках общего пользования сопровождается рисками получения травмы при падении человека.

Наиболее близкое техническое решение описано в поле, изготовленном из композитного материала, содержащего частицы вспененного термопластичного эластомера, содержащем: нижний слой, содержащий частицы вспененного термопластичного эластомера, и поверхностный слой на нижнем слое. В котором вспененный термопластичный эластомер выбран из группы, состоящей из вспененного термопластичного полиуретана, вспененного термопластичного сложного полиэфира, вспененного термопластичного простого полиэфира, вспененного термопластичного сложного полиэфира, вспененного термопластичного полиэфира, эфирамидов, вспененных термопластичных полиолефиновых сополимеров, вспененный термопластичный полиэтиленвинилацетат, вспененный термопластичный полиэтилен-пропилен-диен, вспененный термопластичный полипропилен, вспененные термопластичные стирольные блок-сополимеры и их смеси. В котором невспененный эластомер выбран из группы, состоящей из этиленпропилендиенмономерного каучука (EPDM), бутадиен-стирольного каучука (SBR), полиуретана (PU), этилен-винилацетата (EVA), натуральный каучук (NR), бутадиеновый каучук (BR), термопластичный полистирольный (TPS) эластомер, термопластичный полиолефиновый (TPO) эластомер, термопластичный вулканизатный (TPV) эластомер, асфальт и их смеси [CN108867244 (A), опубл. 23.11.2018].

Недостатком наиболее близкого технического решения является недостаточное сопротивление точечной нагрузки, обусловленное отсутствием армирующих элементов, то есть высокая вероятность полного продавливания покрытия при воздействии на покрытие в одной точке. Это может привести к пробитию покрытия до основания, например до бетона что может привести к травме ребенка на детской площадке.

Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является устранение недостатков аналогов.

Задача изобретения - снижение травмоопасности.

Технический результат заявленного изобретения заключается в снижении травмоопасности покрытия для детских площадок.

Указанный технический результат достигается тем, что покрытие для детских площадок выполненное многослойным, содержит базовый слой, верхний слой и армирующую сетку расположенную между ними, где базовый слой выполненный толщиной в диапазоне от 5 до 120 мм содержит склеенные между собой гранулы вспененного термопластичного полиуретана диаметром от 1 до 10 мм., армирующая сетка смонтированная на базовый слой и характеризуется длиной стороны ячейки от 0,1 до 50 мм и толщиной нитей от 0,1 до 3 мм, верхний слой выполнен толщиной от 2 до 40 мм из склеенных между собой гранул синтетического эластомера диаметром от 1 до 10 мм.

В частности, гранулы термопластичного полиуретана склеены между собой полиуретановым или акриловым клеем.

В частности, базовый слой дополнительно может содержать этиленвинилацетат.

В частности, базовый слой дополнительно может содержать термопластичный вулканизат.

В частности, базовый слой дополнительно может содержать стирол-бутадиеновый каучук.

В частности, армирующая сетка уложена на базовый слой, и фиксируется клеем, используемым при формировании верхнего слоя.

В частности, армирующая сетка выполнена из полимерных нитей.

В частности, армирующая сетка выполнена из стекловолокна.

В частности, армирующая сетка выполнена из пластика.

В частности, в качестве синтетического эластомера применен этиленпропилендиеновый мономер.

В частности, в качестве синтетического эластомера применен термопластичный вулканизат.

В частности, в качестве синтетического эластомера применен стирол-бутадиеновый каучук.

Предложенное изобретение иллюстрируется схемой.

На фиг. 1 показано продольное сечение травмобезопасного покрытия

На фигурах обозначено: 1 - базовый слой, 2 - верхний слой, 3 - армирующая сетка.

Травмобезопасное покрытие содержит 2 слоя, базовый 1 (нижнего) и верхний 2, а также содержит армирующую сетку 3 между базовым 1 и верхним 2 слоем (фиг.1).

Базовый слой 1 является амортизационным, ударопоглащающим.

Базовый слой 1 состоит из гранул вспененного термопластичного полиуретана (ETPU). Данный материал обладает высокими показателями производительности отскока (до 60%). Покрытие детских площадок с применением данного материала существенно снижает риск получения травм при падении детей на него.

Гранулы вспененного термопластичного полиуретана склеены между собой полиуретановым или акриловым клеем.

Толщина базового слоя 1 находится в диапазоне от 5 до 120 мм. Толщина базового слоя 1 менее 5 мм не допускается, ввиду недостаточного обеспечения безопасности человека при падении, так как базовый слой 1 менее 5 мм имеет низкий амортизационные показатели. Толщина базового слоя 1 свыше 120 мм нецелесообразна, так как при такой толщина базового слоя 1, покрытие обеспечивает необходимую травмобезопасность при падении человека.

Использование гранул вспененного термопластичного полиуретана диаметром от 1 до 10 мм, обосновывается тем, что при заданных параметрах обеспечивается высокая производительность отскока, что при используемом диапазоне толщины базового слоя 1 от 5 до 120 мм обеспечивает необходимые показатели по травмобезопасности. Использование гранул вспененного термопластичного полиуретана диаметром меньше, чем 1 мм нецелесообразно, так как гранулы диаметром меньше, чем 1 мм обладают сниженными амортизационными свойствами, что недостаточно снижает травмоопасность покрытия для детских площадок. Использование гранул вспененного термопластичного полиуретана диаметром больше, чем 10 мм снижает плотность базового слоя 1, ввиду увеличения воздушной пространства, образованного гранулами диаметром больше, чем 10 мм, что может привести к разрушению покрытия и увеличить травмоопасность покрытия для детских площадок.

Базовый слой 1 дополнительно может содержать этиленвинилацетата (EVA), который содержит винилацетат от 5 до 33 %; термопластичный вулканизат (TPV) или стирол-бутадиеновый каучук (SBR). Использование данных материалов в комбинации с вспененным термопластичным полиуретаном может дополнительно снизить травмоопасность покрытия детских площадок.

Армирующая сетка 3 защищает покрытие от полного (100% толщины) продавливания базового слоя 1 под действием точечной нагрузки, так как армирующая сетка 3 придает жесткости покрытию для детских площадок, увеличивает его прочность и предотвращает от разрушения при воздействии высокой точечной нагрузки, а соответственно исключает возможность пробития покрытия до основания, на котором оно уложено, например до бетона, что существенно снижает травмоопасность покрытия детской площадки.

Армирующая сетка 3 уложена на базовый слой 1, и фиксируется клеем, используемым при формировании верхнего слоя 2.

Армирующая сетка 3 выполнена из полимерных нитей, стекловолокна или пластика, что дополнительно увеличивает прочность армирующей сетки 3, что дополнительно может снизить травмоопасность покрытия детской площадки.

Длина стороны ячейки находится в диапазоне от 0,1 мм до 50 мм., а толщина нитей армирующей сетки 3 в диапазоне от 0,1 мм до 3 мм.

Меньшие значения длины стороны ячейки нецелесообразны, так как при этом жесткость покрытия с армирующей сеткой 3 с длиной ячейки менее, чем 0,1 мм существенно не добавляет жесткости покрытию и не снижает травмоопасности покрытия для детских площадок, при этом относится к более дорогостоящим. Использование армирующей сетки 3 с длиной стороны более 50 мм придает недостаточно жесткости покрытию для детских площадок, может привести к пробитию покрытия до основания, на котором оно уложено, например до бетона, соответственно недостаточно снижает травмоопасность покрытия для детских площадок.

Толщина нитей армирующей сетки 3 меньше, чем 0,1 не обеспечивает необходимой жесткости конструкции и не обеспечивает снижение травмоопасности покрытия, а толщина нитей армирующей сетки 3 свыше 3 мм снижает упругость и повышает жесткость покрытия для детских площадок и наоборот увеличивает травмоопасность покрытия для детских площадок.

Верхний слой 2 является защитным, декоративным и обладает высокими износостойкими качествами.

Верхний слой 2 состоит из гранул синтетического эластомера, смешанных с полиуретановым или акриловым клеем. Применение синтетического эластомера в верхнем слое 2 обосновывается ударопоглощающими и антискользящими свойствами материала, а также возможность применения в условиях низких температур.

Толщина верхнего слоя 2 находится в диапазоне от 2 до 40 мм. Толщина верхнего слоя 2 меньше, чем 2 мм не обеспечивает необходимую амортизацию покрытия и, тем самым увеличивает вероятность нанесения травм ребенку при падении, что не удовлетворяет требованиям безопасности для детских площадок общего пользования, а использование толщины более 40 мм нецелесообразно в связи с большой трудоемкостью изготовления такого покрытия.

Диаметр гранул синтетического эластомера находится в диапазоне от 1 до 10 мм верхнего слоя 2. Использование в верхнем слое гранул синтетического эластомера меньше 1 мм не рекомендуется ввиду низких амортизационных свойств гранул меньшего размера, что может привести к снижению амортизационных характеристик всего покрытия, что увеличивает травмоопасность покрытия для детских площадок. Использование в верхнем слое 2 гранул синтетического эластомера больше, чем 10 мм сопровождается низкой плотностью изготавливаемого покрытия ввиду образования воздушных областей между гранулами, что может привести к разрушению покрытия, и увеличить травмоопасность покрытия для детских площадок.

В качестве синтетического эластомера может применяться этиленпропилендиеновый мономер (EPDM). Обладает высокой стойкостью к ультрафиолетовому излучению, окислительным веществам, кислотам и щелочам, что влияет на срок службы покрытия, что при необходимости может дополнительно влиять на снижения травмоопасности покрытия.

В качестве синтетического эластомера может применяться термопластичный вулканизат (TPV). Температура эксплуатации от -40 до 130 С. Обладает УФ стойкостью, что влияет на срок службы покрытия, что при необходимости может дополнительно влиять на снижения травмоопасности покрытия.

В качестве синтетического эластомера может применяться стирол-бутадиеновый каучук (SBR). Температурный диа пазон использования от -40° до 90°С. Обладает высокой степенью износостойкости со стойкостью к истиранию 0,22 см, что влияет на срок службы покрытия, что при необходимости может дополнительно влиять на снижения травмоопасности покрытия.

Таким образом, покрытие для детских площадок из двух слоев, где базовый слой 1 толщиной от 5 до 120 мм содержит гранулы вспененного термопластичного полиуретана диаметром от 1 до 10 мм, верхний слой 2 от 2 до 40 мм выполненный из гранул синтетического эластомера диаметром от 1 до 10 мм, а также наличие армирующей сетки 3 обеспечивает снижение травмоопасности детской площадки.

Примеры реализации.

Первый пример реализации.

Покрытие для детских площадок содержит базовый слой 1 толщиной 5 мм содержащий склеенные между собой гранулы вспененного термопластичного полиуретана (ETPU) диаметром 5 мм и верхний слой 2 толщиной 2 мм выполненный из склеенных гранул этиленпропилендиенового мономера (EPDM) диаметром 1 мм., а также содержит армирующую сетку 3, выполненную из полимерных нитей толщиной 0,1 мм и характеризующуюся длиной стороны ячейки 25 мм.

Второй пример реализации.

Покрытие для детских площадок содержит базовый слой 1 толщиной 60 мм содержащий склеенные между собой гранулы вспененного термопластичного полиуретана (ETPU) диаметром 10 мм с добавлением этиленвинилацетата (EVA) и верхний слой 2 толщиной 20 мм выполненный из склеенных гранул термопластичного вулканизата (TPV) диаметром 5 мм., а также содержит армирующую сетку 3, выполненную из стекловолокна толщиной нити 1,5 мм и характеризующуюся длиной стороны ячейки 0,1 мм.

Третий пример реализации.

Покрытие для детских площадок содержит базовый слой 1 толщиной 60 мм содержащий склеенные между собой гранулы вспененного термопластичного полиуретана (ETPU) диаметром 10 мм с добавлением термопластичного вулканизата (TPV) и верхний слой 2 толщиной 20 мм выполненный из склеенных гранул термопластичного вулканизата (TPV) диаметром 5 мм., а также содержит армирующую сетку 3, выполненную из стекловолокна толщиной нити 1,5 мм и характеризующуюся длиной стороны ячейки 0,1 мм.

Четвертый пример реализации.

Покрытие для детских площадок содержит базовый слой 1 толщиной 120 мм содержащий склеенные между собой гранулы вспененного термопластичного полиуретана (ETPU) диаметром 1 мм с добавлением стирол-бутадиенового каучука (SBR) и верхний слой 2 толщиной 40 мм выполненный из склеенных гранул термопластичного вулканизата (TPV) диаметром 10 мм., а также содержит армирующую сетку 3, выполненную из пластика толщиной нити 3 мм и характеризующуюся длиной стороны ячейки 50 мм.

Для подтверждения эффективности данного изобретения были проведены испытания, в ходе которых рассчитывался критерий повреждения головы (HIC). Данный вид испытаний проводится с помощью измерительного прибора, который представляет собой треногу, в центре которой на стальном тросе подвешен груз массой 4,5 кг, условно имитирующий вес головы. Аналогично проведению краш тестов, с помощью такого способа измерения можно определять критическую высоту падения с игрового оборудования на определенный тип ударопоглащающего покрытия. Муляж головы сбрасывается с определенной высоты (соответствующей высоте падения с игрового оборудования). Прибор определяет максимальное ускорение в момент удара муляжа головы о покрытие и производит расчет показателя HIC.

В ходе проведения испытаний покрытия для детских площадок, содержащего базовый слой 1 толщиной 60 мм, выполненного из гранул вспененного термопластичного полиуретана (ETPU) диаметром 5 мм, уложенную поверх базового слоя 1 армирующую сетку 3 из полимерных нитей, где длина стороны ячейки равна 25 мм, а толщина нити 1,5 мм, а также уложенный поверх армирующей сетки 3 верхний слой 2 толщиной 20 мм, выполненный из гранул синтетического эластомера, а именно этиленпропилендиенового мономера (EPDM) диаметром 5 мм., было выявлено следующее: использование покрытия для детских площадок описанного в данном изобретении общей толщиной 80 мм снижает травмоопасность на 30%, по сравнению со схожими покрытиями толщиной 80 мм.

Таким образом, заявленное изобретение, за счет примененных в нем технологий, совокупности их характеристик и взаимосвязей положительно влияет на конечный продукт и обеспечивает снижение травмоопасности покрытия для детских площадок.

Изобретение относится к покрытиям спортивных площадок и площадок для игр. Покрытие для детских площадок, выполненное многослойным, содержит базовый слой, верхний слой и армирующую сетку, расположенную между ними. Базовый слой, выполненный толщиной в диапазоне от 5 до 120 мм, содержит склеенные между собой гранулы вспененного термопластичного полиуретана диаметром от 1 до 10 мм. Армирующая сетка, смонтированная на базовый слой, характеризуется длиной стороны ячейки от 0,1 до 50 мм и толщиной нитей от 0,1 до 3 мм. Верхний слой выполнен толщиной от 2 до 40 мм из склеенных между собой гранул синтетического эластомера диаметром от 1 до 10 мм. Технический результат - обеспечение травмоопасности покрытия детских площадок. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Покрытие для детских площадок, выполненное многослойным, содержит базовый слой, верхний слой и армирующую сетку, расположенную между ними, где базовый слой, выполненный толщиной в диапазоне от 5 до 120 мм, содержит склеенные между собой гранулы вспененного термопластичного полиуретана диаметром от 1 до 10 мм, армирующая сетка смонтирована на базовый слой и характеризуется длиной стороны ячейки от 0,1 до 50 мм и толщиной нитей от 0,1 до 3 мм, верхний слой выполнен толщиной от 2 до 40 мм из склеенных между собой гранул синтетического эластомера диаметром от 1 до 10 мм.

2. Покрытие для детских площадок по п. 1, отличающееся тем, что базовый слой дополнительно содержит этиленвинилацетат.

3. Покрытие для детских площадок по п. 1, отличающееся тем, что базовый слой дополнительно содержит термопластичный вулканизат.

4. Покрытие для детских площадок по п. 1, отличающееся тем, что базовый слой дополнительно содержит стирол-бутадиенового каучука.

5. Покрытие для детских площадок по п. 1, отличающееся тем, что армирующая сетка выполнена из полимерных нитей.

6. Покрытие для детских площадок по п. 1, отличающееся тем, что армирующая сетка выполнена из пластика.

7. Покрытие для детских площадок по п. 1, отличающееся тем, что армирующая сетка выполнена из стекловолокна.

8. Покрытие для детских площадок по п. 1, отличающееся тем, что в качестве синтетического эластомера применен этиленпропилендиеновый мономер.

9. Покрытие для детских площадок по п. 1, отличающееся тем, что в качестве синтетического эластомера применен термопластичный вулканизат.

10. Покрытие для детских площадок по п. 1, отличающееся тем, что в качестве синтетического эластомера применен стирол-бутадиеновый каучук.