耐火人造草皮的制作方法
【專利摘要】一種人造草皮體系，包括在放置在背襯材料上在遠離背襯材料延伸的單個合成纖維之間的填充物中的多個粒料，其中，所述粒料是阻燃材料，例如，一種鹽，和更特別地是一種無機鹽，例如在水不溶性材料中被封裝。
【專利說明】耐火人造草皮
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求享受申請日為2011年4月18日申請?zhí)枮?1/476，599的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，其整體通過引用引入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種人造草皮體系并且特別涉及一種在填充物中利用耐火材料的人造早皮體系。
【背景技術(shù)】
[0004]人造草皮體系(也稱為人造/合成草)已經(jīng)成為一種流行的天然草地場的替代品。這些人造草皮體系通常包括由聚乙烯(“PE”)組成的纖維，或者其他傳統(tǒng)聚合物基纖維(包括，但是不限于聚丙烯(“PP”)和聚酰胺(“PA”))，和一種通常包括，在其他成分中間，SBR橡膠/彈性材料的顆粒填充物。雖然這些材料在結(jié)構(gòu)和審美上可行，但是在許多情況下，他們可能帶來與火，以及其后燃燒產(chǎn)生的潛在有毒副產(chǎn)物依次(在一些體系中)擴散相關(guān)的問題。
[0005]聚合物纖維本身是可燃的并且能導(dǎo)致成為草皮失火的初級點火燃料。的確，這種纖維會燃燒產(chǎn)生熱并且快速，和一旦所有聚合物燃料消耗完會自動熄滅，并且，如果不含有，會全方位向下燒至填充物水平。
[0006]除了纖維，填充物的橡膠/彈性組分，和一些橡膠一起，同樣像纖維一樣存在燃燒的危險。例如，一旦被纖維失火點燃，這種橡膠其實燃燒的時間比初始纖維支持燃燒的時間更長。相應(yīng)地，特殊橡膠的燃燒能放出大量濃重的黑煙，這些黑煙在有限空間里是有毒的，例如，室內(nèi)田徑場。
[0007]許多合成草體系如今通過ASTM D2859和ASTM E648測試，或者其他等同或類似的標準測試協(xié)議進行測試。所有這些測試能提供給人造草皮體系的購買者測試結(jié)果，這些測試結(jié)果表明特定的草皮體系是否相對安全。然而，許多合成草體系不能通過一種或多種這樣的測試，或者僅僅得到II級證明。
[0008]因此，需要一種能充分遏制火災(zāi)但不會過分影響特定人造草皮體系使用性能的人造早皮體系。
[0009]本發(fā)明為了解決上述憂慮/問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的一個實施方案中，提供一種人造草皮體系，其包括一種關(guān)聯(lián)有和散布有填充材料的并且在各單根纖維之間的阻燃材料。雖然該阻燃材料表現(xiàn)為遍及在填充物中，但是其他方面，如所有或更大的其達到或接近在填充物內(nèi)(如接近或在填充物上面)特定水平的濃度也是預(yù)期的。的確，在另一個優(yōu)選的實施方案中，阻燃材料可事實上包含大部分或所有實際填充材料一從而起到消防安全，和典型地與傳統(tǒng)填充材料相關(guān)的所需要的可玩性(playability)的雙重作用。
[0011]在一個優(yōu)選的實施方案中，阻燃材料包括一種無機鹽，和更特別的一種無機鹽，以粒料形式?？梢栽O(shè)想這樣的粒料能夠配制成特定范圍的篩網(wǎng)網(wǎng)目尺寸和密度以便于在填充物中將其保持在所需位置的實施的定位(如達到或接近其上表面)，并且，反過來，接近合成纖維的另外上面/裸露的末端。
[0012]例如，粒料的篩網(wǎng)網(wǎng)目尺寸能與填充物中使用的橡膠/彈性材料的篩網(wǎng)網(wǎng)目尺寸接近地匹配，并且，更特別地，橡膠/彈性材料的篩網(wǎng)網(wǎng)目尺寸達到或接近填充物的上表面。還設(shè)想制成的阻燃材料的量以不會不利地影響特定合成草皮體系期望和/或需要的可接受的G-Max和/或其他填充物需要的壓實/回彈性特性。
[0013]此外，鑒于人造草皮體系經(jīng)常被放置在外面，并且鑒于鹽和有機鹽是水溶性的，可以設(shè)想阻燃材料被封裝在耐水材料中，如PE，PP或聚對苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)，以避免這種鹽無意中暴露過量水(即，雨)中時溶解。當然本發(fā)明中其他的封裝材料也可以被設(shè)想只要這種材料能排除水/潮濕不會無意中穿透封裝的阻燃材料，并且，提供的這種材料的熔融溫度至少等于鄰近的或最接近放置的合成纖維的燃燒的溫度。相應(yīng)地，由于本發(fā)明的阻燃材料封裝在耐水材料里，阻燃材料將與其他的材料(沙，橡膠，軟木，等)在顆粒填充物中保持休眠的狀態(tài)，除非并且直到熱源(即，火)足夠熱將涂層熔化。雖然不是必要的，本發(fā)明還設(shè)想保護涂層包括有以相關(guān)填充物的特定顏色(或任何其他需要的顏色)混合的彩色顏料，并且如果需要，還可以使其穩(wěn)定化而抗紫外線(即，陽光)分解。
[0014]如果在人造草皮體系上有火點燃，封裝材料，達到或接近火將熔融，將阻燃材料暴露于火焰中——起到熄滅火焰的功能。的確，隨著封裝材料的熔融，熔融的材料(PE/PET)在熔融的地方和周圍形成屏障。這種屏障反過來建立火不能蔓延出去的邊界，因為熔融的PE/PET填充了在填充物的顆粒材料之間的空隙，反過來又阻斷火焰的氧源，因而熄滅火和火災(zāi)蔓延。
[0015]根據(jù)本發(fā)明這些方面的人造草皮體系將導(dǎo)致阻燃性質(zhì)和性能的顯著的改進。
[0016]可以理解上述本發(fā)明的方面和目標是可組合的，并且對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說閱讀下面的【專利附圖】

【附圖說明】和說明書的詳細描述后，本發(fā)明其他的優(yōu)點和方面將是很明顯的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面的說明和附加權(quán)利要求，與附圖一起使本發(fā)明變得十分明顯。理解為附圖僅描繪了一個典型的實施方案，并且，因而，不會被認為是對本發(fā)明公開范圍的限定，將以具體而詳細的方式并參考下面提供的【專利附圖】

【附圖說明】和解釋這些實施方案。
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方案的人造草皮體系的側(cè)面示意性透視圖。
[0019]附圖的詳細說明
[0020]雖然本發(fā)明允許多種不同形式的實施方案，但附圖中顯示并于此詳細描述了一個或多個實施方案，應(yīng)理解為本發(fā)明的公開內(nèi)容被認為是發(fā)明原理的范例而不是要將發(fā)明限于描述的實施方案。
[0021]在整個說明書中對特征，優(yōu)點，目的或類似語言的參考沒有暗示本發(fā)明會實現(xiàn)的全部特征和優(yōu)點應(yīng)該在本發(fā)明任何的單個實施方案中。而是參照特征和優(yōu)點的語言應(yīng)被理解為與實施方案一起描述的具體的特征，優(yōu)點，或特性被包含在本發(fā)明至少一個實施方案中。因此，特征，優(yōu)點，和類似語言的討論，貫穿本說明書中可以是指，但是不是必要的，相同的實施方案。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明實施方案的人造草皮體系10包括背襯材料12，遠離背襯材料12的多個合成纖維14，和，放置在背襯材料上在單個纖維14之間的填充物16。本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得背襯材料12和纖維14可以由任意數(shù)量合適的材料制成，包括，但不限于PE/PP/PET。
[0023]填充物16包含多個粒料18，其中每個粒料18包含一種阻燃材料并且被水不溶材料封裝。(可以接受的封裝的阻燃材料的實例在文章中描述，文章標題為“Water-ResistantFlame Retardants for Preventing Forest Fires”，作者是華盛頓州立大學(xué)的 R.A.V.拉弗，M.M.米切爾，和M.F.亞當斯，普爾曼，華盛頓)。填充物16可包含其他的材料如橡膠20，沙，軟木，或任意數(shù)量的其他材料。填充物還可以包含膨脹材料。
[0024]可以設(shè)想阻燃材料是一種鹽，并且更特別的是一種無機鹽。
[0025]可以進一步設(shè)想水不溶性封裝材料是PET。還可以設(shè)想水不溶性材料和纖維14由相同的材料制成。
[0026]在一個實驗中，本發(fā)明的人造草皮體系通過使用填充物來構(gòu)造，填充物的體積約為放置在填充物上部1/8英寸內(nèi)的封裝阻燃材料體積的73%。這種人造草皮體系通過ASTME648測試并且發(fā)現(xiàn)獲得I級認證水平。
[0027]在第二個實驗中，本發(fā)明的人造草皮體系通過使用填充物來構(gòu)造，填充物約為放置在填充物上部1/8英寸內(nèi)的封裝阻燃材料體積的55%。這種人造草皮體系通過ASTM E648測試并且發(fā)現(xiàn)獲得II級認證水平。
[0028]做更多的實 驗為了確定某些實施方案獲得適當?shù)腁STM E648認證水平的能力。為了獲得I級認證，臨界輻射通量額定值必須高于0.45wattS/cm2。為了獲得II級認證，臨界福射通量額定值必須在0.22至0.40watts/cm2。這些實驗的結(jié)果被復(fù)制在下面的表1中。
[0029]表1
[0030]
%阻燃材料體積I燃燒距離~熄火時間臨界輻射通量阻燃材料質(zhì)量~
【權(quán)利要求】
1.一種人造草皮體系，包含: 背襯材料； 遠離背襯材料延伸的多個纖維；和， 放置在背襯材料上在單個纖維之間的填充物，其中填充物包含多個阻燃粒料。
2.權(quán)利要求1所述的人造草皮體系，其中阻燃粒料由鹽組成。
3.權(quán)利要求1或2所述的人造草皮體系，其中鹽是無機鹽。
4.權(quán)利要求1所述的人造草皮體系，進一步包括封裝阻燃粒料的水不溶性材料。
5.權(quán)利要求4所述的人造草皮體系，其中水不溶性材料是聚合物。
6.權(quán)利要求1至5任一項所述的人造草皮體系，其中填充物包含至少55%體積的位于填充物上部1/8英寸內(nèi)的所述粒料。
7.權(quán)利要求6所述的人造草皮體系，其中填充物包含至少73%體積的位于填充物上部1/8英寸內(nèi)的粒料。
8.權(quán)利要求4所述的人造草皮體系，其中水不溶性材料和所述纖維的材料相同。
9.權(quán)利要求4所述的人造草皮體系，其中水不溶性材料和所述纖維的材料不同。
10.權(quán)利要求1所述的人造草皮體系，其中填充物進一步包含橡膠。
11.權(quán)利要求10所述的人造草皮體系，其中填充物進一步包含沙。
12.權(quán)利要求1所述的人造草皮體系，其中人造草皮體系的G-Max額定值在100-200之間。
13.權(quán)利要求4所述的人造草皮體系，其中聚合物選自聚丙烯；聚乙烯；和聚對苯二甲酸乙二醇酯。
【文檔編號】E01C13/08GK103492641SQ201180069308
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月18日
【發(fā)明者】J·羅杰斯 申請人:塔克特公司