CN101581068A

CN101581068A - 人造草坪填充用颗粒物及填充该人造草坪填充用颗粒物而形成的人造草坪结构体

Info

Publication number: CN101581068A
Application number: CN200910129584.1A
Authority: CN
Inventors: 堀尾孝志; 奥山英之; 石丸毅; 田中克往
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2009-11-18
Also published as: JP4623750B2; KR101480568B1; JP2009275372A; EP2119830A2; US20090286018A1; KR20090118832A; EP2119830A3

Abstract

本发明提供生产性、施工性好，再利用性也良好的人造草坪填充用颗粒物及填充该人造草坪填充用颗粒物而成的人造草坪结构体。所述人造草坪填充用颗粒物如下形成：以用JIS－K6253的A类方法求出的硬度为60以上的合成树脂为原材料，空隙部(51)占总体积(存在原材料的部分的体积+所述空隙部的体积)的10～75％。

Description

人造草坪填充用颗粒物及填充该人造草坪填充用颗粒物而形成的人造草坪结构体

技术领域

本发明涉及填充于人造草坪的草丝之间的人造草坪填充用颗粒物，进一步详细而言，涉及生产性、施工性好、再利用性也良好的人造草坪填充用颗粒物。

背景技术

长草丝人造草坪是由在植设有比普通人造草坪长的草丝的基布的草丝之间填充了填充件的物质而形成的，作为具有与天然草相近的弹力特性的人造草坪表面而普及于各种运动竞技设施中。

作为长草丝人造草坪用填充件，例如专利文献1所示，可以使用橡胶片(废轮胎、工业用橡胶的破碎品)、热塑性弹性体(以EPDM、PE为基础的具有弹力性的树脂)的弹性颗粒物。

然而，以往的填充件存在如下问题。即，以往的弹性颗粒物用JIS-K6253的A类方法求出的硬度为40～65，很柔软，因而在施工时将500～1000kg作为1组而装袋运入现场时，颗粒物之间由于自重而互相结合形成块，发生所谓的结块(blocking)现象。

因此，在施工时将成块的颗粒物重新松解后，填充于草丝。另外，将块化的颗粒物完全解开实际上是困难的，成为小块的填充件块不仅防碍向草丝的均匀散布、填充，而且对弹性特性也很可能产生影响。

进而，在铺设填充后，由于使用者、器具所施加的踩压，有时也有填充件之间产生结块现象而结合的情况，由此，也有人造草坪表面硬结、人造草坪的弹力特性发生变化的情况。

另外，作为其它问题，当人造草坪结构体经过一定的耐用年数后，有必要重新铺设新的草。使用过的人造草坪在回收填充件后被拆除，随后作为产业废弃物来处理，然而仅作为产业废弃物进行处理在环境上是不优选的。

因此，最近，提出了将人造草坪的一部分再利用的人造草坪再利用技术。例如，在专利文献2中示出了，通过用可再利用的尼龙6构成人造草坪，来顺利地将回收的人造草坪作为原料再利用；在专利文献3中示出了，通过使用热塑性树脂而将草丝固定于基布，从而将人造草坪本身作为再生原料进行再利用。

然而，无论是上述专利文献2还是3，都是以将填充的颗粒物从人造草坪上完全除去为前提的。未考虑到由于常年使用，颗粒物变湿、或被踩踏而固化，完全将进入草丝中的颗粒物除去几乎是不可能的。

另外，从再利用的观点看，由于弹性颗粒物是由与人造草坪不同的材质构成的杂质，因而要想再利用，可考虑将构成人造草坪的原材料和构成填充件的原材料设为相同的方法。如果是这种方法，则即使人造草坪的草丝之间残留有颗粒物，由于能够作为同一种原材料来进行处理，因而可以进行原料再利用。

然而，即使是使用同一种原材料也还会有如下的问题。即，在实际操作中将人造草坪熔融而混合时，其再生品非常硬，没有橡胶那样的弹性，因此即使直接成形为粒状而填充于人造草坪中，也不能制作出长草丝人造草坪原本所具有的与天然草近似的柔软度。

专利文献1：日本特开2002-294620号公报

专利文献2：日本特开平9-242011号公报

专利文献3：日本特开平2000-17605号公报

发明内容

因此，为了解决上述课题，本发明提供一种生产性、施工性好、再利用性也好的人造草坪填充用颗粒物及填充了该人造草坪填充用颗粒物的人造草坪结构体。

为了实现上述目的，本发明具备以下所示的几个特征。第1项发明是填充于人造草坪的草丝之间的人造草坪填充用颗粒物，其特征在于，以用JIS-K6253的A类方法求出的硬度为60以上的合成树脂为原材料，呈现出立体形状，所述立体形状具备表面的至少一部分凹陷的空隙部，所述空隙部占总体积(存在原材料的部分的体积+所述空隙部的体积)的10～75％。

第2项发明的特征为，在上述第1项中，所述立体被形成为中空的圆筒状。

第3项发明的特征为，在上述第1项中，所述立体被形成为中空的半球状。

第4项发明的特征为，在上述第1项中，所述立体被形成为马蹄状(截面为U字状)。

第5项发明的特征为，在上述第1项中，所述立体由多面体构成，至少1个面凹陷而形成所述空隙部。

另外，本发明还包括一种人造草坪结构体，其是将上述第1～5项中任一项所述的人造草坪填充用颗粒物填充于草丝之间而成的。

根据第1项所述的发明，通过以用JIS-K6253的A类方法求出的硬度为60以上的合成树脂为原材料，呈现出立体形状，所述立体形状具备表面的至少一部分凹陷的空隙部，所述空隙部占总体积(存在原材料的部分的体积+所述空隙部的体积)的10～75％，从而可以通过颗粒物的空隙部来吸收变性时的冲击能量，可以对人造草坪赋予弹力性。

作为更具体的效果，由于原材料的硬度为60以上，因而难以出现颗粒物之间相互结合而块化的结块现象。当硬度小于60时，由于出现颗粒物之间相互结合的结块现象，因而不优选。

进而，当空隙部小于总体积的10％时，由于颗粒物的刚性过高、弹力性缺乏，因而不优选。相反，如果空隙部比总体积的75％大时，由于颗粒物的刚性变得过弱，容易塌陷、易塑性变性，因而不优选。

根据第2～4项所述的发明，通过将立体形成为中空的圆筒状、半球状、进而为马蹄状(截面为U字状)，由于空隙而使颗粒物易于变形，可以更有效地使冲击能量吸收。

根据第5项所述的发明，在颗粒物是由多面体形成时，可以以从至少1个面的表面向内侧切削的方式形成空隙部。由此，也可以同样形成具有弹力性的颗粒物。

附图说明

图1：填充有本发明一实施方式的人造草坪填充用颗粒物的人造草坪结构体的要部截面图。

图2：表示(a)～(e)人造草坪填充用颗粒物的各种形状的示意性立体图。

图3：说明图2(d)的颗粒物的空隙部和空隙率的计算方法的说明图。

符号说明

1人造草坪结构体

2路基

3人造草坪

31基布

32背面固定件

4草丝

5颗粒物

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限于此。图1是填充有本发明的人造草坪填充用颗粒物的人造草坪结构体的要部截面图，图2是填充材料的各种形状的示意图。图3是显示多面体形状的颗粒物的空隙部和其空隙率的计算方法的示意图，空隙率＝Y/(X+Y)，其中，(A-B)×B+H×C＝X，(C×C/2)×4＝Y，H表示高度。

如图1所示，该人造草坪结构体1具有在基盘2上铺设的人造草坪3，在人造草坪3的草丝4之间填充有颗粒物5。在该实施方式中，基盘2使用将地面平坦均匀化的简易铺装面，除此之外，也可以铺满砂砾等，也可以使用由沥青等铺装的既设铺装面。

进而，也可以在基盘2上设置弹性铺装等，在本发明中，基盘2的构成可以根据规格而变更，为任意事项。

人造草坪3在基布31上以规定间隔植设有草丝4。基布31适于选择例如聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂，考虑到再利用性，更优选熔融性佳的低密度聚乙烯。

在该例中，基布31使用聚丙烯、聚乙烯等合成树脂制的平织布，除此之外，也可以是通过冲压将合成树脂的棉状物植栽于平织布上的基布。基布31的颜色可以根据规格而任意决定，但优选着色为黑色以外的颜色，以使重新作成颗粒物时难以吸收太阳的热。

草丝4优选为从基布31的表面到前端为止的草丝长H1为40～75mm长的所谓长草丝。草丝4适于选择聚丙烯、聚乙烯等的热塑性树脂，但考虑到再利用性，更优选熔融性佳的低密度聚乙烯。草丝4被着色为绿色，但可以使用黑色以外的任意颜色。

草丝4可以使用将多根单带丝(monotape yarn)或单纤丝(monofilament yarn)成束的草丝、或者带状的裂膜丝(split yarn)。在该例中，草丝4的粗度为8000～11000dtex，以植栽量1000～2000g/m³而植栽于基布31上。

另外，在基布31的背面，为了防止被栽绒(tufted)的草丝4脱落，均匀涂布有背面固定件32(背衬件)。背面固定件32可以使用例如SBR胶乳、聚氨酯等热固性树脂，根据需要也可以添加例如碳酸钙等增量剂。

在该例中，背面固定件32以涂布量为600～800g/m²(干燥时)的方式均匀涂布。考虑到再生的颗粒物再生时的颜色，优选将背面固定件32着色为黑色以外的颜色。

在本发明中，考虑到再利用性，基布31和草丝4用聚丙烯、聚乙烯等加热、熔融容易的热塑性树脂构成，而背面固定件5从操作性等考虑，使用SBR胶乳等热固性树脂。

即，人造草坪3是由热塑性树脂和热固性树脂的复合体构成的。因此，在加热、熔融人造草坪3时，热固性树脂在热塑性树脂中均匀分散，作为双方混合的单一原材料而残留。因此，本发明是如下构成的：在包括背面固定件32的全部树脂量100wt％中，50wt％以上由热塑性树脂构成。

即，当热塑性树脂小于总体的50wt％时，即使含有背面固定件32等热固性树脂，也不会均匀分散到熔融的热塑性树脂中，有可能不能作为单一的原材料来操作，因而不优选。

背面固定件32只要将草丝4固定、并满足人造草坪3的尺寸稳定，则从加工性、成本等方面考虑，也可以选择并非为热塑性树脂的背面固定件，但是在再利用时，为了对颗粒物5赋予适度的弹性，使用SBR、聚氨酯等较柔软的原材料是更有效的。

在该人造草坪3中填充有作为填充材料的颗粒物5。颗粒物5是以如下合成树脂为原材料的：在聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等热塑性树脂中适当配合EPDM、EVA、SBR等具有弹性的弹性体、用JIS-K6253的A类方法求出的硬度为60以上的合成树脂。

树脂和弹性体均为热塑性时，可以通过一边将两者加热一边搅拌混合来进行均匀化。弹性体为热固性时，可以将微粉末化的弹性体粒子加入到加热熔融的树脂中，使其均匀分散，只要可以得到硬度为60以上的原材料，其组成、制造方法可以为任意。

据此，通过将原材料的硬度设在60以上，颗粒物之间互相结合而块化的结块现象难以发生。

结合并参照图2(a)，颗粒物5a以用JIS-K6253的A类方法求出的硬度为60以上的合成树脂为原材料，形成为具备表面的至少一部分凹陷的空隙部51的立体形状(图2(a)中为中空的圆筒状)。

据此，由于颗粒物5a为圆筒体形状，因而即使因外力而反复受到变形，也难以塑性变形，填充于人造草坪之后也可维持弹力性。进而，由于表面为圆筒，因而即使擦碰肌肤，也难以出现擦伤等。

另外，由于原材料的硬度为60以上，因而颗粒物之间互相结合而块化的结块现象难以发生。当硬度小于60时，引起颗粒物之间互相结合的结块现象，因而不优选。

作为更优选的方式为，空隙部51占总体积(存在原材料的部分的体积+空隙部51的体积)的10～75％。据此，通过颗粒物5a的空隙部51可以吸收变形时的冲击能量，可以对人造草坪3赋予弹力性。

即，当空隙部51小于总体积的10％时，由于颗粒物5a的刚性过高而缺乏弹力性，因而不优选。相反，当空隙部51比总体积的75％还大时，由于颗粒物5a的刚性过弱，而容易塌陷、容易塑性变形，因而不优选。

在该例中，颗粒物5形成为沿轴线方向具有规定的空隙51的中空圆筒状，只要是满足上述空隙率的立体形状，也可以是除此之外的形状。

即，如图2(b)所示，可以为在中央具有空隙部51的马蹄状(截面U字状)的颗粒物5b。进而，如图2(c)所示，可以为具有由一端向中央挖成碗状的空隙部51的半球状颗粒物5c。

图2(a)～(c)所记载的空隙部51是以贯通颗粒物5a～5c内部的方式设置的，但本发明也包括如下形成的空隙：将颗粒物5形成为多面体，切削至少一面的一部分，制成凹陷等而形成的空隙。

即，图2(d)中所示的颗粒物5d，形成为截面为十字状的柱状。结合并参照图3，该颗粒物5d呈假想的六角柱，在存在原材料的部分(十字状的部分)之间设有4处空隙部51。

据此，通过以被夹于存在原材料的部分之间的方式形成有空隙部51，可以得到同样的弹力效果。作为参考，图3中例示出该形状的空隙率的计算方法。

在该例中，空隙部51以假想六角柱为例来进行了说明，但除此之外，可以是形成为如图2(e)所示的截面为星形状的颗粒物5e。由此，也可以得到同样的效果。

空隙部51的形成方法优选通过挤出、加压、削去等的可能的机械方式来形成。即，将大的原材料块粉碎而形成的颗粒物上所形成的微细凹凸等，由于不能控制空隙率而不优选。

颗粒物5优选真比重为1.1以上。即，如果真比重为1.1以下，则不仅容易被风雨刮散或流失，而且在足球等竞技中易被踢出、或飞散。

因此，将颗粒物5的比重调整为1.1以上。作为增加比重的方法的一例，可以举出添加碳酸钙等添加剂的方法，但也可以用其它的方法来增加比重。

颗粒物5的制造方法为，将原材料加热、熔融，在模具内注射成型从而形成中空的管状，将其以规定长度切断，从而形成圆筒状，但只要满足上述条件，其制造方法可以为任意。

在该例中，颗粒物5是由上述热塑性树脂和弹性体的混合物的新生物形成的，除此之外，也可以由将使用过的废弃人造草坪3再熔解而成型为粒状的再生品来生产，至少满足上述的各条件即可。

颗粒物5优选由单一种类构成。即，如果颗粒物5是由多种重量物的混合物构成，则将颗粒物从人造草坪上拔出而重新再填充于铺设的人造草坪上时，在从人造草坪除去后必须按种类进行分类。另外，由于从人造草坪3上拔出的比例不均匀，因而，即使进行再填充也有可能不能形成与再生前相同性状的人造草坪结构体。

颗粒物5优选着色为规定的颜色，更优选着色为黑色以外的颜色。据此，通过将颗粒物5着色为例如绿色系、茶色系的颜色，不仅可以得到与人造草坪、操场相近的美观性状，还可以防止吸收太阳光而积蓄热。因此，成为原材料的构成人造草坪的草丝、基布及背面固定件优选黑色以外的颜色。

颗粒物5的填充厚度可根据所要求的弹力性而任意选择，但从防止颗粒物5流出、飞散方面看，优选草丝4的突出高度H2(从填充的层的表面到草丝前端的长度)为10～30mm以上的厚度。

即，根据本发明，将使用过的人造草坪1从路基回收，加热、熔解，成型为颗粒物后，将再生颗粒物作为再次重新铺设到路基上的人造草坪的颗粒物来填充，由此可以将人造草坪作为人造草坪用途材料再利用，可以构建循环型的再利用系统。

[实施例]

下面，说明本发明具体的实施例1～7和比较例1～3。首先，用下述方法制作人造草坪和颗粒物。

[人造草坪的制作]

以单位面积重量1000g/m²将低密度聚乙烯制裂膜丝(粗11000dtex)通过栽绒植设于聚丙烯制基布(重量：100g/m²)，使草高达到50mm，将SBR和碳酸钙的混合物(混合比为SBR∶碳酸钙＝1∶2)制成胶乳而成的物质作为背面固定件，涂布于基布的背面侧后，使胶乳干燥，制造人造草坪。

此时的产品重量为1850g/m²，因此判断背面固定材料的干重为750g/m²(SBR250g/m²，碳酸钙500g/m²)。

[颗粒物的制作]

根据各实施例及比较例以规定的配合比配合高密度聚乙烯(HDPE)和烯烃系热塑性弹性体(RIKEN公司制型号VG9700Q)，加热混合后，将由金属口挤出为绳状的物质很细地进行裁剪，制作颗粒物。改变金属口的形状，分别制作各实施例和比较例的颗粒物。

[样品草的施工]

以1m×1m的大小将上述人造草坪(草高50mm)铺设于路基上，然后填充各实施例和比较例的颗粒物10kg(平均厚度30mm)，制作样品草后，进行以下的各种评价。

[硬度测定评价]

将各实施例和比较例的样品用注射成型形成为φ30mm×H10mm的圆柱状，然后进行根据JIS-K6253的A类方法的硬度测定。

[冲击吸收性评价]

对各实施例及比较例的样品进行DIN18032所规定的冲击试验，评价冲击吸收性(弹力性)。测定用相同测定条件进行5次后，观察测定度的颗粒物的变形状态。

另外，用以下4个等级评价实施例和比较例样品的综合评价：“将没有塑性变形、冲击吸收性为53％以上设为◎”，“将没有塑性变形、冲击吸收性为50％设为○”，“将几乎没有塑性变形、冲击吸收性为50％以上设为△”，“将看到塑性变形、冲击吸收性小于50％设为×”。

以下，示出其测定结果。

《实施例1》

[配合比]高密度PE∶弹性体＝7∶3

[截面形状]圆筒状

[外径]2.8mm

[内径]1.0mm

[高度]2.0mm

[硬度]83

[空隙率]12％

[冲击吸收性]50

[塑性变形]无

[综合评价]○

《实施例2》

[配合比]高密度PE∶弹性体＝7∶3

[截面形状]圆筒状

[外径]2.8mm

[内径]2.0mm

[高度]2.0mm

[硬度]83

[空隙率]50％

[冲击吸收性]53

[塑性变形]无

[综合评价]◎

《实施例3》

[配合比]高密度PE∶弹性体＝7∶3

[截面形状]圆筒状

[外径]2.8mm

[内径]2.4mm

[高度]2.0mm

[硬度]83

[空隙率]75％

[冲击吸收性]51

[塑性变形]几乎没有

[综合评价]△

《实施例4》

[配合比]高密度PE∶弹性体＝5∶5

[截面形状]圆筒状

[外径]2.8mm

[内径]2.0mm

[高度]2.0mm

[硬度]75

[空隙率]50％

[冲击吸收性]55

[塑性变形]无

[综合评价]◎

《实施例5》

[配合比]高密度PE∶弹性体＝3∶7

[截面形状]圆筒状

[外径]2.8mm

[内径]2.0mm

[高度]2.0mm

[硬度]60

[空隙率]50％

[冲击吸收性]52

[塑性变形]无

[综合评价]○

《实施例6》

[配合比]高密度PE∶弹性体＝7∶3

[截面形状]半圆筒状

[外径]2.8mm

[内径]2.3mm

[高度]2.0mm

[硬度]83

[空隙率]65％

[冲击吸收性]53

[塑性变形]无

[综合评价]◎

《实施例7》

[配合比]高密度PE∶弹性体＝7∶3

[截面形状]半圆筒状

[外径]2.8mm

[内径]1.5mm

[高度]2.0mm

[硬度]83

[空隙率]30％

[冲击吸收性]54

[塑性变形]无

[综合评价]◎

<比较例1>

[配合比]高密度PE∶弹性体＝2∶8

[截面形状]圆筒状

[外径]2.8mm

[内径]2.0mm

[高度]2.0mm

[硬度]45

[空隙率]50％

[冲击吸收性]47

[塑性变形]有

[综合评价]×

<比较例2>

[配合比]高密度PE∶弹性体＝7∶3

[截面形状]圆筒状

[外径]2.8mm

[内径]0.8mm

[高度]2.0mm

[硬度]83

[空隙率]8％

[冲击吸收性]38

[塑性变形]无

[综合评价]×

<比较例3>

[配合比]高密度PE∶弹性体＝7∶3

[截面形状]圆筒状

[外径]2.8mm

[内径]2.5mm

[高度]2.0mm

[硬度]83

[空隙率]78％

[冲击吸收性]45

[塑性变形]有

[综合评价]×

以下，将实施例1～7和比较例1～3的填充件的性状和其评价结果总结示于表1中。

[表1]

对上述各实施例和比较例进行比较研究，结果得到如下见解。

(1)比较例1的弹性体的配合比大，因而硬度变低，其结果为，冲击吸收性低，试验后可见颗粒物变形。

(2)比较例2的空隙率低，因而斥力过高，使冲击吸收性降低。

(3)比较例3的空隙率过高，因而颗粒物的能量吸收量变小，其结果为，冲击吸收性变低。

Claims

1.一种人造草坪填充用颗粒物，填充于人造草坪的草丝之间，其特征在于，以用JIS-K6253的A类方法求出的硬度为60以上的合成树脂为原材料，呈现出立体形状，所述立体形状具备表面的至少一部分凹陷的空隙部，所述空隙部占总体积的10～75％，所述总体积是指存在原材料的部分的体积与所述空隙部的体积之和。

2.根据权利要求1所述的人造草坪填充用颗粒物，其特征在于，所述立体被形成为中空的圆筒状。

3.根据权利要求1所述的人造草坪填充用颗粒物，其特征在于，所述立体被形成为中空的半球状。

4.根据权利要求1所述的人造草坪填充用颗粒物，其特征在于，所述立体被形成为马蹄状。

5.根据权利要求1所述的人造草坪填充用颗粒物，其特征在于，所述立体由多面体构成，至少1个面凹陷而形成所述空隙部。

6.一种人造草坪结构体，其特征在于，是将权利要求1～5中任一项所述的人造草坪填充用颗粒物填充于草丝之间而成的。