CN101910519B - 人造草坪填充用粒状物及其人造草坪构造体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种长草丝人造草坪再利用技术，其是将使用过的人造草坪进行再利用，改造成长草丝人造草坪的填充物适用的弹性粒状物的技术。作为人造草坪(3)的草丝(4)之间填充的粒状物(5)，以热塑性树脂的含量为50wt％以上的人造草坪作为原料，在所述原料中进一步添加弹性体制成粒状，填充比重为1.10以上的粒状物(5)。
Description
技术领域
本发明涉及一种在人造草坪的草丝间填充的人造草坪填充用粒状物，更详细地说，涉及一种利用使用过的人造草坪进行再利用的人造草坪填充用粒状物。
背景技术
注砂式人造草坪或长草丝人造草坪等人造草坪，正广泛普及于各种体育用地表面。在通常情况下，这种人造草坪构造体经过耐用年数之后，由于树脂老化或者草丝被裁断，有必要重新更换成新的人造草坪。
这时将使用过的人造草坪拆除后作为工业废弃物来进行处理，并不是在环境方面的优选方案。因此，最近有人提出了不是将人造草坪作为工业废弃物来处理而是将一部分进行再利用的方法或者有关便于再利用的人造草坪的各种技术。其中一部分如下所示。
在专利文献1中，公开了一种利用尼龙6作为构成人造草坪的材料的可再利用的人造草坪。据此，揭示了通过利用尼龙6可以顺利地将回收的人造草坪用作原料的内容。
另外，在专利文献2中，公开了以利用热塑性树脂将草丝固定于基布上为特征的人造草坪。据此，可以将人造草坪自身作为再生原料来进行再利用。
专利文献1：日本专利公开H9-242011号公报
专利文献2：日本专利公开2000-17605号公报
发明内容
然而，上述专利文献1和2示例的前提都是将填充的粒状物从人造草 坪上完全除去，然而，实际上粒状物经长年使用后由于潮湿或被踩踏而固定，将进入草丝中的粒状物完全除去几乎是不可能的。
特别是长草丝人造草坪中填充的粒状物，为了得到更加接近天然草坪的手感和性状，将橡胶粒等弹性粒状物和砂粒等硬质粒状物进行层叠来填充，例如层叠为2层。从而，将粒状物单独回收就特别困难。
因此，即使利用了例如各专利文献1、2所记载的再利用技术，也必然会会在人造草坪中残留作为杂质的粒状物，因此难以再利用为纯度高的原料。在其它方面，也有将这些废旧人造草坪用作燃料、即所谓进行热再循环利用的方法，在考虑环境问题的情况下，这谈不上是优选的方法。
作为解决这个问题的方法，可以举例考虑使构成人造草坪的原料与构成粒状物的原料相同的方法。在这个方法中，即使在人造草坪的草丝间残留有粒状物，仍可以作为同一原料进行处理因而可以进行原料再利用。
但是，即便是采用同一原料还是会存在下面的问题。即，在实际进行熔融、混合人造草坪的情况下，其再生品非常坚硬而缺乏橡胶那样的弹性。因此，利用以上那些直接成型为粒状并填充在人造草坪中，是无法制作出长草丝人造草坪原来所具有的接近于天然草坪的柔软性。
因此，本发明为了解决上述问题，提供了一种长草丝人造草坪的再利用技术，其是将使用过的人造草坪进行再利用，改造成长草丝人造草坪填充物适用的弹性粒状物。
为了实现上述目的，本发明具有如下所示的一些特征。第1项发明是一种人造草坪填充用粒状物，是在基布上植入有草丝的人造草坪的所述草丝之间填充的人造草坪填充用粒状物，所述人造草坪在所述基布的背面设置有将所述草丝固定于所述基布上的背面固定件，其特征在于，以热塑性树脂的含量为50wt％以上的人造草坪为原料，在所述原料中进一步添加弹性体并制成粒状，所述人造草坪填充用粒状物的比重为1.10以上。
第2项发明的特征在于，在上述第1项发明中，依照JIS-K6253的A类方法中的硬度检测方法测得的硬度为50～80。
第3项发明的特征在于，在上述第1或2项发明中，其中，其95wt％ 以上能够通过根据JIS-K6316法在JIS-Z8801中规定的2.83mm筛。
本发明中还包括一种人造草坪构造体，在草丝间填充上述第1～3中任一项所述的人造草坪用粒状物而成。
根据第1项发明，以热塑性树脂的含量为50wt％以上的上述人造草坪为原料，在所述原料中进一步添加弹性体制成粒状，其比重为1.10以上，由此可以在熔融时原料将均匀混合，用与人造草坪同类的原料制成具有适宜弹性的粒状物。
而且，由于比重在1.1以上，可以防止粒状物飞散、被雨水冲走等。此外，作为提高粒状物比重的方法可举例，向其中添加碳酸钙等添加剂的方法。
根据第2项发明，使根据JIS-K6253的A类方法中的硬度测定得到的粒状物硬度为50～80，即使填充这种粒状物填充，也可以获得与天然草坪近似的性状。
这里，粒状物的硬度小于50的情况下，会因粒状物被反复踩踏而变形，并且被压紧因而不优选。相反，当硬度超过80时，粒状物过硬，会导致滑倒时产生擦伤等，因而不优选。
根据第3项发明，其95wt％以上能够通过根据JIS-K6316法在JIS-Z8801中规定的2.83mm筛，即使填充到人造草坪中，也难以因人员的活动而被踢出来或者飞散出来。
附图说明
图1是本发明一实施方式的人造草坪构造体的主要部分剖视图。
符号说明
1：人造草坪构造体；2：基底；3：人造草坪；31：基布；32：背面固定件；4：草丝；5：粒状物。
具体实施方式
接下来，参照附图对本发明的实施方式进行说明，然而本发明并不局 限于此。图1是本发明一实施方式的人造草坪构造体的主要部分剖视图。该人造草坪构造体1，具有铺设在基底2上的人造草坪3，人造草坪3的草丝4之间填充有粒状物5。
基底2使用将地面进行平坦均匀过的简易铺设面，然而，除此以外也可以铺垫砂石等，还可以使用以沥青等铺设过的既设铺设面。进而，也可以在基底2上设置弹性铺设等，在本发明中，基底2的构成可根据样式进行改变，其可以是任意的。
人造草坪3的基布31上按规定的间隔植入有草丝4。基布31适于选择诸如聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂，然而考虑到再利用性，更优选熔融性好的低密度聚乙烯。
在本例中，基布31使用了聚丙烯、聚乙烯等合成树脂制的平纹织布，然而，除此以外也可以使用通过冲压合成树脂的棉状物而植入的材料。另外，基布31的颜色可根据样式任意决定，在改造粒状物时，优选着色成难以吸收太阳热量的黑色以外的颜色。
草丝4优选从基布31的表面到顶端的草丝长度H长达40～75mm的所谓长草丝。草丝4适于选择聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂，然而考虑到再利用性，更优选熔融性好的低密度聚乙烯。草丝4被着色成绿色，然而，可使用黑色以外的任何颜色。
对于草丝4，可以使用将多根的单带丝(monotape yarn)或单纤丝(monofilament yarn)扎成束的丝，或者使用带状的膜裂丝(split yarn)。在该例中，草丝4的粗细度为8000～11000dtex，并以1000～2000g/m3的植入量植入到基布31上。
另外，为了防止簇绒(tufting)草丝4脱落，在基布31的背面均匀涂敷有背面固定件32(衬垫(packing)材料)。背面固定件32可以使用诸如SBR胶乳或聚氨酯等热固性树脂，然而根据需要可以添加诸如碳酸钙等增量剂。
该例中，背面固定件32以涂敷量为600～800g/m2(干燥时)的方式进行均匀涂敷。另外，背面固定件32，考虑到再生的粒状物进行再生时的颜色，优选着色成黑色以外的颜色。
本发明中的基布31和草丝4，考虑到再利用性，以容易加热、熔融的聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂来构成。背面固定件5考虑到操作性等，使用SBR胶乳等热固性树脂。
该人造草坪3由热塑性树脂和热固化性树脂的复合体构成。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，二者混合后以单一原料残留。因此，本发明的构成是：由在包括背面固定件32在内的全部树脂量100wt％中为50wt％以上的热塑性树脂来形成。
即，当热塑性树脂小于总体的50wt％的情况下，即使含有背面固定件32等的热固性树脂，也不会在熔融的热塑性树脂中均匀分散，可能无法作为单一材料处理，因而不优选。
背面固定件32的材料只要能固定草丝4、使人造草坪3的尺寸稳定即可，并且基于加工性、成本等考虑，也可选择非热塑性树脂材料，然而，在再利用时，为了赋予粒状物5适当的弹性，使用SBR或聚氨酯等比较柔软的原料是更有效的。
在这样制作成的人造草坪3的草丝4之间填充有粒状物5。在本发明中，粒状物5是以人造草坪3作为原料并且进一步添加弹性体而制成粒状的。
在本例中，粒状物5是仅由将使用过的废人造草坪3再熔化后成型为粒状而得到的再生粒状物5来形成的，然而，只要是含有规定量的与构成人造草坪3的原料相同的热塑性树脂，也可以是新制作的材料。
这样制成的粒状物5，优选其硬度根据JIS-K6253的A类方法中的硬度测定为50～80。这样，即使填充单一种类的再生粒状物5，也会得到与天然草坪相近似的性状。
即，粒状物硬度小于50的情况下，会因粒状物被反复踩踏而变形，并且被压紧因而不优选。相反，当硬度超过80，粒状物过硬，会导致滑倒时产生擦伤等，因而不优选。
在本发明中，粒状物5以人造草坪为原料，并将弹性体与之混合制备，由于人造草坪的构成原料的50wt％以上为PP及PE等热塑性树脂，因此 可以预测其比重在1.0以下。
若比重在1.0以下，则不仅会由于刮风下雨而飞走或流走，还易于在足球等比赛中被踢出或飞散。因此，调整粒状物5的比重到1.10以上。作为使比重增加的方法的一例，可以举例添加碳酸钙等添加剂的方法，该方法以外的方法提高比重也可以。
在本例中，对于粒状物5，为了易于加入到人造草坪3的草丝4之间要制成规定的粒状，更优选的是，根据JIS-K6316方法利用JIS-Z8801所规定的2.83mm筛进行筛分时，优选其95wt％以上通过上面的筛。无法过筛的大粒状物5，即使填充在人造草坪3中也可能会被踢出或成为飞散的原因而不优选。
粒状物5是在加热、熔融废人造草坪3时以赋予颜色、重量、弹性等为目的而适当添加了其他原料的粒状物。因此也可以通过再生时在与人造草坪3一起加热、熔融而成的材料中调节后加的添加剂的量来改造成同等的粒状物5，因此可以将人造草坪和粒状物作为相同材料来进行处理。
粒状物5优选由单一种类构成。即，当粒状物5由多种的重物的混合物构成时，在从人造草坪中除去粒状物后再填充到新铺装的人造草坪中的情况下，从人造草坪中除去后必须按照种类进行分选。另外，由于从人造草坪3中取走的比例不均匀，即使再填充后仍可能无法制成与再生前的性状相同的人造草坪构造体。
粒状物5优选着色成规定的颜色，更优选着色成黑色以外的颜色。据此，通过将粒状物5着色成诸如绿色系和茶色系的颜色，不仅能够获得接近人造草坪和场地的美观性状，而且能够防止吸收阳光而蓄积热量。由此，优选构成人造草坪的原料的草丝、基布以及背面固定件为黑色之外的颜色。
粒状物5的填充层厚可根据所需要的弹性而任意选择，然而，在防止粒状物5的流出及飞散方面，优选草丝4的突出高度h(从填充物层的表面到草丝顶端的长度)为10～30mm以上的厚度。
即，根据本发明，从基底回收使用过的人造草坪1，经加热、熔化、成型为粒状物之后，再次将再生粒状物作为新铺设到基底上的人造草坪的 粒状物来进行填充。由此，就可以将人造草坪作为人造草坪用途材料进行再利用，从而可以构筑循环型的再利用系统。
实施例
接下来，将本发明具体的实施例1～4与比较例1～3一起进行说明。首先，用下述的方法制作人造草坪和粒状物。
[人造草坪的制作]
将低密度聚乙烯制膜裂丝(split yarn)(粗度11000dtex)以单位重量1300g/m2、坪长50mm的方式经簇绒植设在聚丙烯制基布上(重量：100g/m2)。接下来，将SBR和碳酸钙的混合物(混合比为SBR∶碳酸钙＝1∶2)制成乳胶后作为背面固定件，在基布的背面侧涂布后，使胶乳干燥后制成人造草坪。
由于此时产品重量为2150g/m2，所以判定背面固定件的干燥重量为750g/m2(SBR250g/m2，碳酸钙500g/m2)。
[粒状物的制作]
将新制成的上述人造草坪熔融后制作的草丝材料经过粉碎制成碎屑。如表1所示，添加各实施例及各比较例中记载的弹性体(日本理研科技公司制LQA9102S(硬度20°))、碳酸钙(备北粉化工业社制BF300(比重2.7))并加热混合而制成粒状物。
[样本草坪的施工]
以1m×5m的大小将人造草坪铺设于基底上，然后以厚度30mm填充各实施例1～4和比较例1～3中的粒状物，制成样本草坪，然后进行以下的评价。
[硬度测定评价]
实施例1、2和比较例1～4中的各个样本通过注射成型而得到φ28mm×H12.7mm的圆柱形，根据JIS-K6253的A类法进行硬度测定。
[筛分测量评价]
准备JIS-Z8801的规定的2.83mm筛，采用该筛按照JIS-K6316法中的方法将300g粒状物进行筛分，测定筛上残留的粒状物的重量％。
[冲击吸收特性评价]
根据DIN18032冲击吸收性试验对施工后各个样本草坪的冲击吸收性进行评价。
[擦伤评价]
确认在样本草坪上行走滑倒后的擦伤程度。
[老化性状评价]
以能够在样本草坪上自由行走的状态放置半年，目测确认粒状物的飞散状况、冲击吸收性以及变形程度。
以下所示为测定结果。
[实施例1]
[人造草坪中热塑性树脂的比例]65％
[人造草坪再利用碎屑的比例]50％
[弹性体的比例]30％
[碳酸钙含量]20％
[粒状物的性状评价]
[比重]1.16，[过筛重量]98wt％，[硬度]75
[样本草坪的评价(施工时)]
[冲击吸收性]58％，[擦伤程度]几乎没有
[样本草坪评价(半年后)]
[粒状物的飞散]几乎没有，[冲击吸收性]52％，[粒状物的变形]无变形
[实施例2]
[人造草坪中热塑性树脂的比例]65％
[人造草坪再利用碎屑的比例]30％
[弹性体的比例]50％
[碳酸钙含量]20％
[粒状物的性状评价]
[比重]1.12，[过筛重量]100wt％，[硬度]50
[样本草坪评价(施工时)]
[冲击吸收性]54％，[擦伤程度]没有
[样本草坪评价(半年后)]
[粒状物飞散]几乎没有，[冲击吸收性]52％，[粒状物变形]无变形
[实施例3]
[人造草坪中热塑性树脂的比例]75％
[人造草坪再利用碎屑的比例]50％
[弹性体的比例]30％
[碳酸钙含量]20％
[粒状物的性状评价]
[比重]1.15，[过筛重量]97wt％，[硬度]80
[样本草坪评价(施工时)]
[冲击吸收性]52％，[擦伤程度]几乎没有
[样本草坪评价(半年后)]
[粒状物飞散]几乎没有，[冲击吸收性]50％，[粒状物变形]无变形
[实施例4]
[人造草坪中热塑性树脂的比例]65％
[人造草坪再利用碎屑的比例]40％
[弹性体的比例]40％
[碳酸钙含量]20％
[粒状物的性状评价]
[比重]1.13，[过筛重量]96wt％，[硬度]65
[样本草坪评价(施工时)]
[冲击吸收性]55％，[擦伤程度]没有
[样本草坪评价(半年后)]
[粒状物飞散]几乎没有，[冲击吸收性]40％，[粒状物变形]无变形
[比较例1]
[人造草坪中热塑性树脂的比例]65％
[人造草坪再利用碎屑的比例]30％
[弹性体的比例]60％
[碳酸钙含量]10％
[粒状物的性状评价]
[比重]1.04，[过筛重量]95wt％，[硬度]65
[样本草坪评价(施工时)]
[冲击吸收性]54％，[擦伤程度]没有
[样本草坪评价(半年后)]
[粒状物飞散]有飞散，[冲击吸收性]52％，[粒状物变形]无变形
[比较例2]
[人造草坪中热塑性树脂的比例]45％
[人造草坪再利用碎屑的比例]＊＊％
[弹性体的比例]＊＊％
[碳酸钙含量]＊＊％
[粒状物的性状评价]
[比重]＊＊＊，[过筛重量]＊＊wt％，[硬度]＊＊
[样本草坪评价(施工时)]
[冲击吸收性]＊＊％，[擦伤程度]＊＊
[样本草坪评价(半年后)]
[粒状物飞散]＊＊，[冲击吸收性]＊＊％，[粒状物变形]变形＊＊
[比较例3]
[人造草坪中热塑性树脂的比例]65％
[人造草坪再利用碎屑的比例]70％
[弹性体的比例]-％
[碳酸钙含量]30％
[粒状物的性状评价]
[比重]1.18，[过筛重量]97wt％，[硬度]96
[样本草坪评价(施工时)]
[冲击吸收性]42％，[擦伤程度]发生擦伤
[样本草坪评价(半年后)]
[粒状物飞散]几乎没有，[冲击吸收性]40％，[粒状物变形]无变形
以下表1汇总显示上述实施例1～4及比较例1～3的填充材料性状及其评价结果。
表1
将实施例和比较例比较研究后，结果可获得如下所述认识。(1)比较例1，由于比重为1.10以下，因此飞散剧烈。
(2)比较例2，由于构成人造草坪的原料中热塑性树脂的比率为45％(未达到50％)，因此即使是熔融后，材料仍无法均匀混合，不能制造再利用碎屑自身。
(3)比较例3，由于原料中未添加弹性体，制得的粒状物较硬，填充于人造草坪后，在滑倒等的情况下可能会发生擦伤。
Claims (4)
1.一种人造草坪填充用粒状物，填充在人造草坪的草丝之间，所述人造草坪在合成树脂制的基布上植入有合成树脂制的草丝，所述人造草坪在所述基布的背面设置有将所述草丝固定于所述基布上的由热塑性树脂形成的背面固定件，其特征在于，
以含有相对于包括所述背面固定件在内的全部树脂量为50wt％以上的热塑性树脂的所述人造草坪为原料，在所述原料中进一步添加弹性体，经加热熔融制成混合有所述原料的粒状，所述人造草坪填充用粒状物的比重为1.10以上。
2.根据权利要求1所述的人造草坪填充用粒状物，其中，依照JIS-K6253的A类方法中的硬度检测方法测得的硬度为50～80。
3.根据权利要求1或2所述的人造草坪填充用粒状物，其中，其95wt％以上能够通过根据JIS-K6316法在JIS-Z8801中规定的2.83mm筛。
4.一种人造草坪构造体，其特征在于，在草丝间填充权利要求1～3中任一项所述的人造草坪填充用粒状物而成。
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