CN113167034A - 人造体育场用减震垫 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种减震垫，其包括：连贯板，该连贯板具有上主表面和下主表面，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；上膜层，该上膜层粘合至连贯板的上主表面；下膜层，该下膜层粘合至连贯板的下主表面；其中至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。本发明还涉及一种生产减震垫的方法，以及减震垫用于在体育场中吸收震动、用于在体育场中吸水和/或排水、以及用于冷却体育场的表面温度中的用途。

Description

人造体育场用减震垫
技术领域
本发明涉及一种减震垫、一种制造减震垫的方法以及减震垫在人造体育场或运动场(playing field)中吸收震动的用途。
背景技术
已知在体育场中、特别是用于诸如曲棍球或足球(英式足球)之类的基于团队的体育运动的人造草场中包括减震垫。通常而言，体育场必须满足对性能、耐用性和结构的特定要求。例如，为了以一致的方式进行体育运动，体育场必须符合关于诸如震动吸收、能量恢复、球回弹、球滚动、球偏离和冲击响应之类的特征的一组标准。国际体育管理机构(例如代表足球的FIFA和代表曲棍球的FIH)制定了特定要求，体育场必须满足这些特定要求以得到官方批准。
将减震垫用于体育场、特别是人造场地，以满足上述标准。减震垫提高了体育场的耐用性，同时还提供了进行体育运动所需的弹性。减震垫也可以用于通过吸收震动或冲击来防止伤害。减震垫通常是所有人造运动场的必要部分。
WO 04/033194A1公开了一种用于人造体育场的垫料系统。该垫料的目的是提供一种用于诸如英式足球之类的体育运动的有效且安全的运动场。该垫料包括由泡沫、橡胶或塑料制成的三个层。
WO 2013/060634 A1公开了一种用于人造运动场的减震垫。该减震垫的目的是改进人造草坪系统的震动吸收和能量恢复特性。该减震垫包括由热塑性弹性体聚合物制成的拉丝的三维缠结垫。
WO 87/07520A1公开了一种用于游乐场和存在儿童跌倒风险的其他区域的衬垫减震垫。该减震垫的目的是防止跌倒的儿童的头部受伤。该减震垫由30mm至300mm的矿物棉板组成，密度为70kg/m3至300kg/m3。然而，由于这种减震垫不能满足一组严格的要求，因此其不适合用于人造运动场：该减震垫是为游乐场设计的。
期望生产这样一种减震垫，该减震垫满足诸如FIFA和FIH之类的国际体育管理机构制定的特定(人造)运动场要求，而且由比现有的泡沫、橡胶、塑料或聚合物减震垫更耐用且更环保的材料制成。
期望生产这样一种减震垫，与现有的泡沫、橡胶、塑料或聚合物减震垫相比，该减震垫对温度条件较不敏感。
体育场、特别是人造体育场的要求还在于，将适当的排水系统和防洪系统落实到位。重要的是，以一定的速率从体育场地中除去所有的地表水以避免地面泛流。已知可制造减震垫，使得水能够通过减震垫排入排水系统，因为对于减震垫而言，不期望其阻止排水系统有效地工作。期望生产这样一种减震垫，该减震垫满足诸如FIFA和FIH之类的国际体育管理机构制定的特定运动场要求，而且该减震垫可防止或处理泛流，因此在所有天气条件下都可产生相同的性能水平。
人造体育场存在的一个问题是：在某些天气条件下，人造体育场会变得非常热。例如，在某些气候条件下，表面温度可高达90℃。这对于运动员来说是不期望的，因为在比赛期间表面发热是令人不舒服的，并且会导致受伤。过多的热量也降低了人造表面的耐用性。期望通过降低表面温度来改进人造体育场的可用性。
需要这样一种用于人造体育场的减震垫，与现有的泡沫、橡胶、塑料或聚合物减震垫相比，该减震垫得到了改进。需要这样一种减震垫，该减震垫比现有的泡沫、橡胶、塑料或聚合物减震垫更耐用和/或更有弹性。需要这样的减震垫，而且该减震垫也要满足诸如代表足球的FIFA和代表曲棍球的FIH之类的国际体育管理机构制定的标准。需要这样一种减震垫，该减震垫通过从地面吸收水，并储存水直到水能够消散回到周围地面，从而延长人造体育场的可用性。需要这样一种减震垫，该减震垫能够通过吸收水来主动地防止或处理泛流。需要这样一种减震垫，该减震垫能够通过降低表面温度来延长体育场的可用性。此外，需要这样一种减震垫，该减震垫在生产、安装和使用方面是环境可接受的且经济的。本发明解决了这些问题。
发明内容
在本发明的第一方面中，提供了一种减震垫，其包括：
(i)连贯板，该连贯板具有上主表面和下主表面，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，该上膜层粘合至连贯板的上主表面；
(iii)下膜层，该下膜层粘合至连贯板的下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
在本发明的第二方面中，提供了一种生产减震垫的方法，其包括以下步骤：
(i)提供具有上主表面和下主表面的连贯板，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)将上膜层粘合至连贯板的上主表面；
(iii)将下膜层粘合至连贯板的下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
在本发明的第三方面中，提供了一种使用减震垫在体育场中提供减震表面的方法，包括以下步骤：将减震垫或一批减震垫放置在体育场的表面之下，其中减震垫包括：
(i)连贯板，该连贯板具有上主表面和下主表面，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，该上膜层粘合至连贯板的上主表面；
(iii)下膜层，该下膜层粘合至连贯板的下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
在本发明的第四方面中，提供了一种减震垫用于在体育场中吸收震动的用途，其中减震垫包括：
(i)连贯板，该连贯板具有上主表面和下主表面，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，该上膜层粘合至连贯板的上主表面；
(iii)下膜层，该下膜层粘合至连贯板的下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
在本发明的第五方面中，提供了一种减震垫用于在体育场中吸水和/或排水的用途，其中减震垫包括：
(i)连贯板，该连贯板具有上主表面和下主表面，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，该上膜层粘合至连贯板的上主表面；
(iii)下膜层，该下膜层粘合至连贯板的下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
在本发明的第六方面中，提供了一种减震垫用于冷却体育场的表面温度中的用途，其中减震垫包括：
(i)连贯板，该连贯板具有上主表面和下主表面，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，该上膜层粘合至连贯板的上主表面；
(iii)下膜层，该下膜层粘合至连贯板的下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
附图说明
图1示出了根据本发明的第一实施方案的减震垫。
图2示出了根据本发明的第二实施方案的减震垫。
图3示出了安装在人造体育场的地面中的根据本发明的减震垫。
具体实施方式
本发明涉及一种用于体育场、优选用于人造体育场的减震垫。术语减震垫具有其在本领域中的通常含义。减震垫是位于体育场的表面之下、通常直接位于体育场的表面之下的衬垫。
体育场也可称为操场、运动场或比赛场。体育场包括足球场地、曲棍球场地、橄榄球场地、板球场地、草坪保龄球场、草坪网球场、高尔夫球场、竞技场和马术中心。根据本发明的减震垫特别可用于足球场地和曲棍球场地。这是因为根据本发明的减震垫满足了诸如FIFA和FIH之类的足球和曲棍球管理机构制定的标准。
图1示出了本发明的第一实施方案。根据本发明的减震垫(1)包括具有上主表面和下主表面的连贯板(2)，其中连贯板包括至少一个连贯层(3)，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)。减震垫还包括粘合至连贯板(2)的上主表面的上膜层(4a)和粘合至连贯板(2)的下主表面的下膜层(4b)。
连贯板的上主表面和下主表面优选为大致平坦的或平坦的，即为水平的。连贯板的形状优选为立方体或立方形。
减震垫可以具有任意适合于使用的尺寸。例如，减震垫的长度可为0.5m至10m，优选1m至2m，最优选1.2m。减震垫的宽度可为0.2m至10m，优选0.75m至1.5m，最优选1m。
连贯板包括至少一个连贯层。连贯层包括用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)。人造玻璃质纤维(MMVF)可以是玻璃纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、矿渣棉、岩棉等，但通常是岩棉纤维。岩棉通常具有至少3％的氧化铁含量和10％至40％的碱土金属(氧化钙和氧化镁)含量、以及MMVF的其他常见氧化物成分。这些氧化物成分为二氧化硅；氧化铝；通常以低含量存在的碱金属(氧化钠和氧化钾)；并且还可以包含二氧化钛和其他少量氧化物。纤维直径通常在3μm至20μm、优选3μm至5μm的范围内。
连贯层优选为MMVF的连贯块、即MMVF基材的形式。也就是说，连贯层通常为用固化的粘合剂组合物粘合的MMVF纤维的连贯基质，连贯层已被直接生产，或通过使MMVF板材粒化并将粒状材料固结而形成。
本发明的含有MMVF的减震垫具有比由塑料、泡沫、橡胶或聚合材料制成的减震垫更环保的优点。
所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm、优选15mm至35mm、更优选18mm至28mm、最优选20mm至22mm的范围内。厚度是指从连贯层的上表面到下表面的尺寸，即当减震垫使用时连贯层的高度。连贯层厚度为12mm至40mm的减震垫的优点在于，该减震垫实现了期望的水管理性质(即，吸收和排出过量的水；冷却人造体育场的表面)，而且满足了国际体育管理机构对人造运动场制定的严格要求。此外，该尺寸符合标准结构要求，这使得减震垫的安装更方便。
所述至少一个连贯层的密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内，优选在220kg/m3至280kg/m3的范围内，最优选275kg/m3。减震垫的连贯层密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内的的优点在于，该减震垫实现了耐用性和体育运动性能之间的最佳平衡。根据本发明的减震垫满足了由管理机构制定的体育运动性能要求，而且还非常耐用。
粘合剂可为任意已知用作连贯MMVF产品用粘合剂的粘合剂。优选地，基于连贯层的重量，所述至少一个连贯层优选包含1.0重量％至6.0重量％的固化的粘合剂组合物，优选2.5重量％至4.5重量％，最优选3.0重量％至3.8重量％。与该3.0重量％至3.8重量％的范围相关的优点在于，该范围使减震垫能够具有所需的硬度和弹性。本发明中的粘合剂组合物可为亲水性的或疏水性的。
粘合剂可以是有机疏水性粘合剂，特别是粘合剂可以为已在MMVF生长基材(和其他基于MMVF的产品)中使用多年的常规类型的可热固化(热固性)粘合剂。这具有方便且经济的优点。因此，粘合剂优选为酚醛树脂或脲醛树脂，特别是苯酚脲醛(PUF)树脂。
粘合剂可为不含甲醛的水性粘合剂组合物，其包含：粘合剂组分(A)，其可通过使至少一种链烷醇胺与至少一种羧酸酐反应，并任选地用碱处理反应产物而获得；以及粘合剂组分(B)，其包含至少一种碳水化合物，如WO2004/007615中所公开的那样。这种类型的粘合剂是亲水性的。
WO97/07664公开了一种亲水性基材，该亲水性基材通过使用呋喃树脂作为粘合剂而获得其亲水性质。这种类型的粘合剂可用于本发明。
WO07129202公开了一种亲水性可固化水性组合物，其中所述可固化水性组合物通过包括将以下组分组合的方法而形成：
(a)含有羟基的聚合物，
(b)多官能交联剂，其为选自由多元酸、其盐和酸酐组成的组中的至少一者，以及
(c)亲水性改性剂；
其中(a):(b)的比率为95:5至约35:65。
亲水性改性剂可以是糖醇、单糖、二糖或寡糖。给出的实例包括甘油、山梨醇、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、葡萄糖浆和果糖浆。这种类型的粘合剂可以用于本发明。
此外，一种粘合剂组合物，其包含：
a)糖组分，以及
b)多羧酸组分和链烷醇胺组分的反应产物，
其中基于粘合剂组分的总重量(干物质)，粘合剂组合物在固化之前包含至少42重量％的糖组分可用于本发明。
粘合剂可以如WO 2017/114724中所述，其中粘合剂组合物在固化之前包含以下组分：
组分(i)，其为选自下列的一种或以上化合物的形式
-下式的化合物及其任何盐：
Figure BDA0003072996700000071
其中R1对应于H、烷基、单羟基烷基、二羟基烷基、多羟基烷基、亚烷基、烷氧基、胺；
-下式的化合物及其任何盐：
Figure BDA0003072996700000081
其中R2对应于H、烷基、单羟基烷基、二羟基烷基、多羟基烷基、亚烷基、烷氧基、胺；
组分(ii)，其为选自氨、胺或它们的任何盐的组中的一种或以上化合物的形式；
组分(iii)，其为一种或以上碳水化合物的形式。
粘合剂组合物可以如WO 2017/114723中所述，其中粘合剂组合物在固化之前包含以下组分：
-组分(i)，其为一种或以上碳水化合物的形式；
-组分(ii)，其为选自氨基磺酸、氨基磺酸衍生物或它们的任何盐的一种或以上化合物的形式。
粘合剂组合物可以是在固化之前包含至少一种水状胶体的组合物。优选地，所述至少一种水状胶体选自由下列组成的组：明胶、果胶、淀粉、藻酸盐、琼脂、角叉菜胶、结冷胶、瓜尔胶、阿拉伯树胶、刺槐豆胶、黄原胶、纤维素衍生物如羧甲基纤维素、阿拉伯木聚糖、纤维素、凝胶多糖、β-葡聚糖。
优选地，连贯层为亲水性的，也就是说，连贯层吸收水。亲水性具有其在本领域中的通常含义。本发明人惊奇地发现，当使用疏水性或亲水性粘合剂组合物时，连贯层具有足够的亲水性，如下所述。
MMVF基材样品的亲水性可以通过测定样品的下沉时间进行测定。需要具有100×100×15mm至100×100×40mm尺寸的MMVF基材样品来确定下沉时间。将最小尺寸为200×200×200mm的容器充满水。下沉时间是从样品首次接触水面时到试样完全浸没时的时间。将样品与水接触放置，使得100×100mm的截面首先接触水。然后，样品需要下沉刚好超过65mm的距离，以便完全浸没。样品下沉越快，则样品越亲水。如果下沉时间小于240s，则认为MMVF基材是亲水性的。优选地，下沉时间小于100s，更优选小于60s，最优选50s。在实践中，MMVF基材的下沉时间可为50s以下。
连贯层为亲水性的优点在于，该连贯层使减震垫能够吸水和排水。使用根据该实施方案的减震垫，由于减震垫从地面吸收水，并储存水直到水能够消散回到周围地面，因此延长了人造体育场的可用性。减震垫能够通过吸收水来主动地防止或处理泛流。根据本发明的减震垫能够通过降低表面温度，即表面冷却，从而延长体育场的可用性。这是因为减震垫可以储存水，并且可以将水向上运输。因此，体育场表面(即人造草皮)之间的区域保持潮湿，并且通过蒸发使温度保持稳定。
优选地，连贯层的持水量为连贯层体积的至少50％，优选至少60％，最优选至少70％。持水量越大，则对于给定的连贯层体积而言可以储存的水越多。由于MMVF的开孔结构，因而连贯层的持水量高。
优选地，当排出水时，基于连贯层的体积，由连贯层保留的水量小于20体积％，优选小于10体积％，最优选小于5体积％。保留的水可为2体积％至20体积％，例如5体积％至10体积％。由连贯层保留的水量越低，则连贯层吸收更多水的能力越大。
优选地，连贯层的缓冲量(即可以保持的最大水量与当连贯层排出水时保留的水量之间的差值)为至少60体积％，优选至少70体积％，优选至少80体积％。基于连贯层的体积，缓冲量可为60体积％至90体积％，例如60体积％至85体积％。这种高缓冲量的优点在于，对于给定体积，连贯层可以缓冲更多的水，也就是说，连贯层可以在需要时储存大量的水，并且一旦地面变干，就将大量的水释放到周围地面中。缓冲量之所以如此高，是因为MMVF基材需要低抽吸压力就能从MMVF连贯层中除去水。
根据EN 13041-1999，可以分别测定连贯层的持水量、保留的水量和缓冲量。
优选地，所述至少一个连贯层基本上不含油。这意味着连贯层包含小于1重量％的油，优选小于0.5重量％的油。最优选地，连贯层不含油。这意味着连贯层具有0重量％的油。通常将油添加到用于诸如隔音、绝缘、隔热和防火之类的目的的MMVF基材中。然而，本发明人惊奇地发现，当连贯板不含油或基本上不含油时，该连贯板具有足够的亲水性以吸水和排水。在该实施方案中，如上所述，粘合剂组合物可为亲水性的或疏水性的。优选地，当粘合剂组合物为疏水性组合物时，连贯板不含油或基本上不含油。
可由导水率限定连贯层的亲水性。优选地，所述至少一个连贯层的导水率为5m/天至200m/天，优选10m/天至50m/天。根据ISO17312:2005测定导水率。该导水率的优点在于，减震垫可以吸收过量的水并以足够的速度使水从体育场离开以防止泛流。如上所述，这可通过具有不含油或基本上不含油的连贯板来实现。如上所限定，粘合剂组合物可为疏水性的或亲水性的。
可通过本领域技术人员已知的用于生产MMVF产品的任意方法来制备所述至少一个连贯层。通常而言，提供矿料(mineral charge)，将矿料在熔炉中熔化以形成矿物熔体。然后，通过离心纤维化，例如使用纺丝杯或级联纺丝机，使熔体形成为纤维，从而形成纤维团。然后收集这些纤维并固结。通常在纤维化阶段通过喷入形成纤维的团状物中来添加粘合剂。这些方法是本领域公知的。
在一个实施方案中，连贯板仅包括一个连贯层。优选地，所述一个连贯层形成连贯板，即不存在其他的层。
在另一个实施方案中，连贯板可包括至少两个连贯层：第一连贯层和另一连贯层。该实施方案示于图2中。减震垫(10)包括具有上主表面和下主表面的连贯板(20)，其中连贯板包括至少一个连贯层(30a)，该连贯层(30a)包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)。连贯板(20)还包括另一连贯层(30b)，该连贯层(30b)包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)。
减震垫还包括粘合至连贯板(20)的上主表面的上膜层(40a)和粘合至连贯板(20)的下主表面的下膜层(40b)。
在该实施方案中，第一连贯层优选地如上所述，即为至少一个连贯层。具有两个连贯层的连贯板的优点在于，该连贯板可以用于改进减震垫的耐用性，同时满足了体育运动性能(例如，震动吸收和能量恢复)的要求。
在该实施方案中，所述另一连贯层的厚度优选在3mm至10mm、优选5mm至8mm的范围内。这意味着，当连贯板包括两个连贯层时，连贯板的总厚度优选为15mm至50mm。
在该实施方案中，所述另一连贯层的密度优选在175kg/m3至300kg/m3、优选200kg/m3至260kg/m3的范围内，最优选235kg/m3。优选地，所述另一连贯层的密度不同于第一连贯层的密度。优选地，所述另一连贯层的密度低于第一连贯层的密度。
在该实施方案中，优选将所述另一连贯层与第一连贯层粘合在一起。这可通过同时生产两个层并将它们固化在一起来实现。优选地，所述另一连贯层位于第一连贯层的下方。优选地，所述另一连贯层形成连贯板的下表面，并且第一连贯层形成连贯板的上表面。
所述另一连贯层可具有所述至少一个连贯层的上述优选特征中的任何特征。
优选地，基于连贯层的重量，所述另一连贯层包含1.0重量％至6.0重量％的固化的粘合剂组合物，优选2.5重量％至4.5重量％，最优选3.0重量％至3.8重量％。与该3.0重量％至3.8重量％的范围相关的优点在于，该范围使减震垫能够具有所需的硬度和弹性。本发明中的粘合剂组合物可为亲水性的或疏水性的。粘合剂可为以上限定的那些粘合剂组合物中的任意一种。
优选地，连贯层为亲水性的，也就是说，连贯层吸收水。对于所述至少一个连贯层，可以如上所述测定MMVF基材样品的亲水性。
所述另一连贯层为亲水性的优点在于，该连贯层使减震垫能够吸水和排水。使用根据该实施方案的减震垫，由于减震垫从地面吸收水，并储存水直到水能够消散回到周围地面，因此延长了人造体育场的可用性。减震垫能够通过吸收水来主动地防止或处理泛流。根据本发明的减震垫能够通过降低表面温度来延长体育场的可用性。这是因为减震垫可以储存水，并可以将水向上运输。因此，体育场表面(即人造草皮)之间的区域保持潮湿，并且通过蒸发来控制温度。
优选地，所述另一连贯层基本上不含油。这意味着所述另一连贯层包含小于1重量％的油，优选小于0.5重量％的油。最优选地，所述另一连贯层不含油。这意味着所述另一连贯层具有0重量％的油。通常将油添加到用于诸如隔音、绝缘、隔热和防火之类的目的的MMVF基材中。然而，本发明人惊奇地发现，当连贯板不含油或基本上不含油时，连贯板具有足够的亲水性以吸水和排水。在该实施方案中，如上所述，粘合剂组合物可为亲水性的、两亲性的或疏水性的。优选地，当粘合剂组合物为疏水性或两亲性时，连贯板不含油或基本上不含油。
可由导水率限定连贯层的亲水性。优选地，所述另一连贯层的导水率为5m/天至200m/天，优选10m/天至50m/天。根据ISO17312:2005测定导水率。该导水率的优点在于，减震垫可以吸收过量的水并以足够的速度使水从体育场离开以防止泛流。如上所述，这可通过具有不含油或基本上不含油的连贯板来实现。如上所限定，粘合剂组合物可为疏水性的或亲水性的。
在优选的实施方案中，所述至少一个连贯层的厚度为15mm，并且密度为275kg/m3；并且所述另一连贯层的厚度为5mm至8mm，并且密度为235kg/m3。该实施方案的优点在于，可以改进减震垫的耐用性，同时满足了体育运动性能(例如，震动吸收和能量恢复)的要求。顶层改进了耐用性，而底层优化了震动吸收和能量恢复。
优选地，连贯板为亲水性的。对于所述至少一个连贯层，这可以如上所述来实现。
优选地，连贯板被竖向压缩了小于其初始竖向厚度的10％，更优选1％至9％，最优选3％至8％。这通过压缩处理或预处理来实现。该处理的优点在于，在体育场中的适当位置时，减震垫变形较小，即，这会产生减小的竖向变形。足球和曲棍球人造场地必须满足的标准包括特定的竖向变形值。发明人惊奇地发现，对连贯板进行压缩处理可减小减震垫在使用中的竖向变形值，在压缩处理中，将连贯板压缩了小于其初始竖向厚度的10％。
可通过任意方法进行压缩处理，然而，优选通过一对或多对辊的辊压对连贯板进行压缩处理。
将根据本发明的连贯板粘合至上膜层和下膜层。将上膜层粘合至连贯板的上主表面。将下膜层粘合至连贯板的下主表面。
具有上膜层的优点在于，上膜层吸收了来自上方的点荷载。例如，当使用体育场时，这将在减震垫上施加压力。上膜层使减震垫能够满足曲棍球和足球人造场地的严格要求。
具有下膜层的优点在于，下膜层吸收了来自下方的点荷载。例如，减震垫可能放置在地面中的不平坦的表面上，例如在砾石层上。当使用体育场时，这将在减震垫的底层上产生点荷载。下膜层使减震垫能够满足曲棍球和足球人造场地的严格要求。
粘合至连贯层的上膜层和下膜层的优点在于，与非附着膜相比，粘合至连贯层的上膜层和下膜层提供了显著更高的点荷载阻力。安装单个产品也更容易，这简化了安装过程。
上膜层和下膜层优选地胶合或热熔至连贯板。最优选地，使用乙烯-醋酸乙烯(EVA)或聚乙烯(PE)胶将上膜层和下膜层粘合至连贯板。
优选地，上膜层延伸遍及并粘合至连贯板的整个上表面。优选地，下膜层延伸遍及并粘合至连贯板的整个下表面。这产生了更稳定且耐用的减震垫。
优选地，上膜层包含玻璃纤维、聚合物纤维、玻璃微纤维或它们的混合物。最优选地，上膜层包括玻璃纤维层，优选为非织造玻璃纤维层。
此外，上膜层优选包括网状层，其中网状层包含玻璃纤维、聚合物纤维或它们的混合物。最优选地，上膜层包含玻璃纤维的网状物，其中网状物中的纱线具有25特克斯至40特克斯，更优选32特克斯至36特克斯。
优选地，上膜层包括一体化、即粘合在一起的非织造玻璃纤维层和网状层。
优选地，下膜层包含玻璃纤维、聚合物纤维、玻璃微纤维或它们的混合物。最优选地，下膜层包括玻璃纤维层，优选为非织造玻璃纤维层。
此外，下膜层优选包括网状层，其中网状层包含玻璃纤维、聚合物纤维或它们的混合物。最优选地，下膜层包含玻璃纤维的网状物，其中网状物中的纱线具有25特克斯至40特克斯，更优选32特克斯至36特克斯。
优选地，下膜层包括一体化、即粘合在一起的非织造玻璃纤维层和网状层。
本发明还涉及包括如上述实施方案中的任一项所述的减震垫的人造草皮结构和人造体育场。
本发明包括一种人造草皮结构，其包括：
人造草皮纤维的顶层，其放置在减震垫上方，其中减震垫包括：
(i)连贯板，该连贯板具有上主表面和下主表面，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，该上膜层粘合至连贯板的上主表面，
(iii)下膜层，该下膜层粘合至连贯板的下主表面，
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。人造草皮结构用于人造草场。
本发明还包括一种人造体育场，其包括：
人造草皮纤维的顶层，其放置在减震垫上方，其中减震垫包括：
(i)连贯板，该连贯板具有上主表面和下主表面，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，该上膜层粘合至连贯板的上主表面，
(iii)下膜层，该下膜层粘合至连贯板的下主表面，
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
体育场和人造草皮结构可包括基底层，减震垫放置在基底层上方。随后将人造草皮的顶层放置在减震垫上方。减震垫可包括以上详细讨论的任何优选特征。
这在图3中示出。本文描述的减震垫(100)可放置在基底层(200)上方。然后，人造草皮的顶层(300)可放置在减震垫上方。
本发明还涉及一种生产减震垫的方法。该方法包括以下步骤：
(i)提供具有上主表面和下主表面的连贯板，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)将上膜层粘合至连贯板的上主表面；
(iii)将下膜层粘合至连贯板的下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
减震垫可具有以上详细讨论的任何优选特征。
优选地，根据本发明的方法还包括通过压缩对连贯板进行预处理的步骤，其中压缩使连贯板竖向变形小于10％，优选1％至9％，优选3％至8％。这通过压缩处理或预处理来实现。该处理的优点在于，在体育场中的适当位置时，减震垫变形较小，即，这会产生减小的竖向变形。足球和曲棍球人造场地必须满足的标准包括特定的竖向变形值。发明人惊奇地发现，对连贯板进行压缩处理可减小减震垫在使用中的竖向变形值，在压缩处理中，将连贯板压缩了小于其初始竖向厚度的10％。
可通过任意方法进行压缩处理，然而，优选通过一对或多对辊的辊压对连贯板进行压缩处理。
在一个优选的实施方案中，步骤(ii)和/或步骤(iii)中的粘合是通过胶或胶黏剂。
在一个可供选择的实施方案中，步骤(ii)和/或步骤(iii)中的粘合是通过在膜层和连贯板之间放置粘合剂，并固化粘合剂。
本发明还涉及一种使用减震垫在体育场中提供减震表面的方法，包括以下步骤：将减震垫或一批减震垫放置在体育场的表面之下，其中减震垫包括：
(i)连贯板，该连贯板具有上主表面和下主表面，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，该上膜层粘合至连贯板的上主表面；
(iii)下膜层，该下膜层粘合至连贯板的下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
本发明还涉及减震垫用于在体育场中吸收震动的用途，其中减震垫包括：
(i)连贯板，该连贯板具有上主表面和下主表面，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，该上膜层粘合至连贯板的上主表面；
(iii)下膜层，该下膜层粘合至连贯板的下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
减震垫可具有以上详细讨论的任何优选特征。
本发明还涉及减震垫用于在体育场中吸水和/或排水的用途，其中减震垫包括：
(i)连贯板，该连贯板具有上主表面和下主表面，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，该上膜层粘合至连贯板的上主表面；
(iii)下膜层，该下膜层粘合至连贯板的下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
减震垫可具有以上详细讨论的任何优选特征。
本发明还涉及减震垫用于冷却体育场的表面温度的用途，其中减震垫包括：
(i)连贯板，该连贯板具有上主表面和下主表面，其中连贯板包括至少一个连贯层，该连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，该上膜层粘合至连贯板的上主表面；
(iii)下膜层，该下膜层粘合至连贯板的下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
减震垫可具有以上详细讨论的任何优选特征。术语“冷却”具有其在本领域中的通常含义，即降低温度。
实施例
根据欧洲人造草坪组织(ESTO)指南，按照减震垫要求分析了本发明的两个实施方案。在各减震垫上进行根据标准ISO 3385的动态疲劳试验。
实施例1为具有连贯板的减震垫，该连贯板包括一个连贯层，该连贯层包含MMVF。连贯层的厚度为20mm，并且密度为235kg/m3。减震垫包括含有非织造玻璃纤维的上膜和下膜。在膜附着之前，将减震垫压缩了小于其初始竖向厚度的10％。
实施例2为具有连贯板的减震垫，该连贯板包括两个连贯层，这两个连贯层均包含MMVF。至少一个连贯层(顶层)的厚度为15mm，并且密度为275kg/m3。另一连贯层(底层)的厚度为5mm，并且密度为235kg/m3。减震垫包括上膜和下膜，上膜和下膜包含非织造的玻璃纤维网。在膜附着之前，将减震垫压缩了小于其初始竖向厚度的10％。
动态疲劳试验的结果示于下表1中。在试验前后测定震动吸收，并且在试验后测定永久变形。
表1
Figure BDA0003072996700000171
从表1中可以看出，在试验后，实施例1测试的震动吸收(仅在减震垫上)为53.6％，并且实施例2的震动吸收为47.6％。用于减震垫的ESTO指南要求震动吸收≥20％。
实施例1的吸收损失为0.7％，并且实施例2的吸收损失为0.5％。用于减震垫的ESTO指南要求震动吸收损失＜5％。
实施例1的厚度变化为1.2％，并且实施例2的厚度变化几乎为0％。用于减震垫的ESTO指南要求厚度变化≤15％。因此，实施例1和2满足了ESTO指南的要求。
根据FIFA质量计划的足球草坪要求手册(football turf-Handbook ofRequirements)2015年10月版的减震垫要求分析了根据本发明的实施例2。
根据EN TS 16717对实施例2进行试验。确定震动吸收、竖直变形和能量恢复。在湿的和干的减震垫上直接进行性质测定。通过将减震垫在水中浸透一天来制备湿的减震垫。
试验结果示于下表2中。
表2
性质 干的 浸透的
震动吸收 48％ 51％
竖向变形 6.2mm 7.1mm
能量恢复 66％ 47％
从表2中可以看出，实施例2测试的震动吸收(仅在减震垫上)在干的情况为48％，并且在浸透的情况为51％。FIFA手册要求绝对力减小＜5％。“绝对力减小”是湿的减震垫和干的减震垫的震动吸收之间的差值。因此，实施例2满足了与绝对震动吸收有关的这一要求，因为实施例2的值为3％。
根据人造体育场要求对根据本发明的实施例2进行分析。
根据模拟磨损试验(Lisport test)-EN 15306，用
Figure BDA0003072996700000181
Fastplay人造垫(非填充物)对实施例2进行试验。分析了暴露于模拟磨损的人造草坪系统。
试验结果示于下表3中。
表3
性质 磨损前 磨损后
震动吸收 59％ 55.6％
竖向变形 8.3mm 7.1mm
能量恢复 50％ 55％
减震垫厚度 23.9mm 23.7mm
从表3可以看出，在磨损后，实施例2的震动吸收(在系统中测试)为55.6％。FIH曲棍球草坪和场地要求(FIH Hockey Turf and Field Requirements)2017版要求震动吸收在45％至60％之间。因此，实施例2满足了用于曲棍球场地的FIH的要求。
磨损后的竖向变形为7.1mm。FIH曲棍球草坪和场地要求2017版要求竖向变形在2mm和9mm之间。因此，实施例2满足了用于曲棍球场地的FIH的要求。
磨损后的能量恢复为55％。FIH曲棍球草坪和场地要求2017版要求能量恢复在30％至55％之间。因此，实施例2满足了用于曲棍球场地的FIH的要求。

Claims (24)

1.一种减震垫，其包括：
(i)连贯板，所述连贯板具有上主表面和下主表面，其中所述连贯板包括至少一个连贯层，所述连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，所述上膜层粘合至所述连贯板的所述上主表面；
(iii)下膜层，所述下膜层粘合至所述连贯板的所述下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
2.根据权利要求1所述的减震垫，其中所述至少一个连贯层的厚度在15mm至35mm、优选18mm至28mm、最优选20mm至22mm的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的减震垫，其中所述至少一个连贯层的密度在220kg/m3至280kg/m3的范围内，优选275kg/m3。
4.根据前述权利要求中任一项所述的减震垫，其中所述至少一个连贯层包含1.0重量％至6.0重量％、优选2.5重量％至4.5重量％、最优选3.0重量％至3.8重量％的固化的粘合剂组合物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的减震垫，其中所述至少一个连贯层为亲水性的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的减震垫，其中所述至少一个连贯层的导水率为5m/天至200m/天、优选10m/天至50m/天。
7.根据前述权利要求中任一项所述的减震垫，其中所述至少一个连贯层不含油或基本上不含油。
8.根据前述权利要求中任一项所述的减震垫，其中所述固化的粘合剂组合物为亲水性的。
9.根据前述权利要求中任一项所述的减震垫，其中所述连贯板还包括另外的连贯层，所述另外的连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)。
10.根据权利要求9所述的减震垫，其中所述另外的连贯层为亲水性的。
11.根据权利要求9至10中任一项所述的减震垫，其中所述另外的连贯层的导水率为5m/天至200m/天、优选10m/天至50m/天。
12.根据前述权利要求中任一项所述的减震垫，其中所述上膜层和/或所述下膜层包含玻璃纤维、聚合物纤维或它们的混合物。
13.根据前述权利要求中任一项所述的减震垫，其中所述上膜层和/或所述下膜层包括网状层，其中所述网状层包含玻璃纤维、聚合物纤维或它们的混合物。
14.根据前述权利要求中任一项所述的减震垫，其中所述上膜层和/或所述下膜层包括与包含玻璃纤维的网状层一体化的非织造玻璃纤维层。
15.根据前述权利要求中任一项所述的减震垫，其中所述连贯板为亲水性的。
16.根据前述权利要求中任一项所述的减震垫，其中在固化所述粘合剂后，所述连贯板被竖向压缩了小于其初始竖向厚度的10％、优选1％至9％、最优选3％至8％。
17.一种生产减震垫的方法，其包括以下步骤：
(i)提供具有上主表面和下主表面的连贯板，其中所述连贯板包括至少一个连贯层，所述连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)将上膜层粘合至所述连贯板的所述上主表面；
(iii)将下膜层粘合至所述连贯板的所述下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括在步骤(ii)和(iii)之前通过压缩对所述连贯板进行预处理的步骤，其中所述压缩使所述连贯板竖向变形小于其初始竖向厚度的10％、优选1％至9％、优选3％至8％。
19.根据权利要求17至18中任一项所述的方法，其中步骤(ii))和/或步骤(iii)中的所述粘合是通过：
(a)胶或胶粘剂；或者
(b)在所述膜层和连贯板之间放置粘合剂，并固化所述粘合剂。
20.一种使用减震垫在体育场中提供减震表面的方法，包括以下步骤：将减震垫或一批减震垫放置在体育场的表面之下，其中所述减震垫包括：
(i)连贯板，所述连贯板具有上主表面和下主表面，其中所述连贯板包括至少一个连贯层，所述连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，所述上膜层粘合至所述连贯板的所述上主表面；
(iii)下膜层，所述下膜层粘合至所述连贯板的所述下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
21.减震垫用于在体育场中吸收震动的用途，其中所述减震垫包括：
(i)连贯板，所述连贯板具有上主表面和下主表面，其中所述连贯板包括至少一个连贯层，所述连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，所述上膜层粘合至所述连贯板的所述上主表面；
(iii)下膜层，所述下膜层粘合至所述连贯板的所述下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
22.减震垫用于在体育场中吸水和/或排水中的用途，其中所述减震垫包括：
(i)连贯板，所述连贯板具有上主表面和下主表面，其中所述连贯板包括至少一个连贯层，所述连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，所述上膜层粘合至所述连贯板的所述上主表面；
(iii)下膜层，所述下膜层粘合至所述连贯板的所述下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
23.减震垫用于冷却体育场的表面温度中的用途，其中所述减震垫包括：
(i)连贯板，所述连贯板具有上主表面和下主表面，其中所述连贯板包括至少一个连贯层，所述连贯层包含用固化的粘合剂组合物粘合的人造玻璃质纤维(MMVF)；
(ii)上膜层，所述上膜层粘合至所述连贯板的所述上主表面；
(iii)下膜层，所述下膜层粘合至所述连贯板的所述下主表面；
其中所述至少一个连贯层的厚度在12mm至40mm的范围内，并且密度在175kg/m3至300kg/m3的范围内。
24.根据权利要求17至23中任一项所述的方法或用途，还包括权利要求2至16中任一项所述的特征。
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