[发明专利]用于人造草皮系统的减震垫

说明书

本发明涉及用于人造草皮系统的减震垫。本发明还涉及包含所述减震垫的人造草皮系统。

人造草皮或合成草皮是由合成材料如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等类似物制成的草地样的人造表面。它们常被用于原本或者通常在自然草地上进行的体育活动的场馆。人造草皮还被用于住宅草坪和园林应用。

20世纪60年代早期已经被开发和安装的用于进行体育活动的第一代人造草皮系统具有比天然草地更坚硬的表面，并很快被认为是不友好的运动表面，其容易造成更多的伤害。

21世纪初，使用沙和/或橡胶填充物的人造草皮运动表面被开发出来。这些人造草地表面从远处看常常与天然草地几乎无法区分，一般被认为在其上运动要比第一代人造运动场地安全得多。

许多体育俱乐部已经安装了新的人造草皮系统(最常见的是作为全天候训练能力的部分)，而维持天然草地运动表面的一些俱乐部现在在重新考虑安装人造草皮系统。

足球俱乐部希望减少其运动场地的养护费以及减少因为冰冻的球场而被取消的冬季赛事的数量，所述问题也已经被运动管理机构如UEFA和FIFA重新考虑。

人造草皮系统最常见的类型使用合成的“草茎(grass halm)”，例如由约5厘米长的聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺制成，其被润滑并且被植入(tuft)至例如纺织织物或无纺织物或两者的组合的背衬织物中，背衬织物的背面涂布有聚氨酯或乳胶背衬介质来锁定植入的合成草茎在其位置上。植入和涂布的织物然后在植入的合成草茎之间根据客户的说明用沙和/或橡胶颗粒填充，这使合成草茎保持直立并且为进行体育运动如足球运动提供减震性和可变形性。填充层一般为15至30mm厚。大多数被FIFA认可的人造草皮系统的制造者使用了这种技术。

人造草皮系统的第二种类型具有置于植入和涂布的织物下方的聚合物泡沫材料的基部减震层。填充层中橡胶颗粒和沙的层的厚度由于泡沫材料的存在而减少。

人造草皮系统包含至少一种合成草茎、背衬织物、一般地包含锁定植入的合成草茎在其位置上的涂层，以及如果适用还包含填充材料和/或减震层。

足球俱乐部寻求使其运动场地，即完全人造草皮系统，获得FIFA的认证。2001年FIFA创造了人造草皮足球场的统一标准，所谓的FIFA品质概念(FIFA Quality Concept)。自FIFA品质概念在2001年实施后，根据运动员的反馈、医学研究、测试结果和来自行业的信息，又一种现有水平之外的更严格的质量标准被开发，即FIFA推荐二星评分系统。

人造草皮系统的质量由首先进行的测定其组成的实验室测试以及随后的针对耐久性、接合强度、耐气候性、运动员-表面交互作用和球-表面交互作用的测试确定。此外，在表面上滑动时草皮对运动员皮肤的反应是以FIFA推荐二星认证的皮肤磨损和摩擦的形式测算的。

在第二阶段，安装的人造草皮系统被现场测试。专门的场地测试设备根据球以一个角度撞击在表面上时的滚动、垂直回弹和如何行进来测算球在表面上如何反应。人造草皮系统还被测试其对运动员的行动如何反应，包括减震性、表面变形性、防滑性和阻力。

如果人造草皮系统通过了所有的实验室测试和现场测试，其将获得两个FIFA推荐标志之一。FIFA推荐一星认证允许市级和国家级的训练和比赛。FIFA推荐二星认证允许国际级的赛事。符合FIFA推荐标志的质量标准的人造草皮系统将天然草地运动特性的优势与对于运动员高水平的舒适性和安全性的优势进行了结合。

当一块运动场地获得了FIFA推荐二星认证，认证必须按年续展来确保运动场地在延长使用和暴露于环境后保持其高品质。已经证明在延长的时间段期间，例如由于人造草皮系统减震性性能的劣化，很难保持FIFA推荐二星认证。

具有基部泡沫层和具有橡胶颗粒填充层的人造草皮系统已经满足了FIFA推荐二星认证的条件。然而，泡沫层的减震性性能随着时间与大量使用而降低从而有FIFA推荐二星认证在每年的续展测试时被撤销的风险。

具有在植入和涂布的织物下方的用作基部减震层的泡沫层的人造草皮系统相比天然草皮具有相对高水平的能量恢复性(energy restitution)。高水平的能量恢复性对运动员的肌肉有劳累效应，这会增加受伤的风险。

用作在植入和涂布的织物下方的基部减震层的泡沫层具有将液体如水从运动场地排出的有限的能力。

尽管相比天然草地表面已经有优势，运动场地的整体减震性和能量恢复性的性能仍有待改进。