JP2004060393A - 充填材入り人工芝および運動競技場 - Google Patents
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Abstract
【課題】経年使用しても弾力性が低下しにくい充填材入りロングパイル人工芝を提供する。
【解決手段】基布２に植設されたパイル３間に粒状物からなる充填材４を充填してなる充填材入り人工芝１であって、充填材４に、吸水により初期体積の１．２倍以上に膨張し、乾燥によりほぼ初期体積まで収縮する膨張性弾性粒状物４１２を混合する。
【選択図】 図１
【解決手段】基布２に植設されたパイル３間に粒状物からなる充填材４を充填してなる充填材入り人工芝１であって、充填材４に、吸水により初期体積の１．２倍以上に膨張し、乾燥によりほぼ初期体積まで収縮する膨張性弾性粒状物４１２を混合する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロングパイル人工芝のパイル間に充填材を充填した充填材入り人工芝に関し、さらに詳しく言えば、充填材に吸水・乾燥によって膨張・収縮する膨張性弾性粒状物を含む充填材入り人工芝に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パイル長さが例えば３０ｍｍ以上あるロングパイル人工芝は、天然芝に近い踏み心地やボールの転がり特性などの良さから、サッカーや野球などの球技場向けサーフェースとして普及しつつある。
【０００３】
このロングパイル人工芝には、ゴムチップなどの弾性粒状物や珪砂などの硬質粒状物を充填材として充填した充填材層が設けられており、この充填材層がクッション層の役割を果たすため、人工芝の安定性や弾力性を向上するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロングパイル人工芝は長期間にわたって使用されると、プレーヤの踏圧により充填材層が踏み締まる、すなわち充填材間の空隙率が低下することにより、施工当初よりも弾力性が低下する。
【０００５】
充填材層が締まると、ロングパイル人工芝本来のクッション性が得られなくなるばかりでなく、局所的に踏み締まると表面に凹凸が発生し、イレギュラーバウンドなどプレーへの障害を引き起こしかねない。
【０００６】
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、長期間使用しても弾力性が低下しにくい充填材入りロングパイル人工芝を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明は、基布に植設されたパイル間に粒状物からなる充填材を充填してなる充填材入り人工芝において、上記充填材には、吸水により初期体積の１．２倍以上に膨張し、乾燥によりほぼ初期体積まで収縮する膨張性弾性粒状物が含まれていることを特徴としている。
【０００８】
これによれば、膨張性弾性粒状物が吸水によって膨張し、乾燥によって元の大きさに戻ることにより、膨張・収縮によって各充填材間の空隙率が回復するため、施工当初に近い弾力性が維持できる。なお、膨張率が１．２倍未満の場合には、充填材層の締まり、すなわち空隙率が回復しにくく、弾力性が元に戻りにくい。
【０００９】
本発明の充填材入り人工芝の必要とする特性に応じて、上記充填材には、吸水などによって体積変化がほとんどない通常弾性粒状物や硬質粒状物などがさらに含まれていてもよい。
【００１０】
ここで、通常弾性粒状物は、一般に用いられている例えば廃タイヤを粉砕して得られるゴムチップやウレタンやその他の弾性体の粉砕品などであってよい。また、硬質粒状物としては、天然珪砂が好適であるが、セラミックスや各種石類などを用いることもできる。なお、本発明の膨張性弾性粒状物には吸熱・放熱によって膨張−収縮サイクルするものも含まれる。
【００１１】
膨張性弾性粒状物は、充填層の表面よりも内部に存在することがより効果的である。これを満足するため、最大膨張時における上記膨張性弾性粒状物の最大粒径は、上記通常弾性粒状物の最大粒径以下であることが好ましく、さらに、上記膨張性弾性粒状物の真比重は、最大膨張時および収縮時に関わらず上記通常弾性粒状物の真比重以上で、かつ、上記硬質粒状物の真比重よりも小さいことが好ましい。
【００１２】
すなわち、膨張性弾性粒状物の最大粒径が通常弾性粒状物よりも小さく、真比重が大きい場合には、粒状物の充填作業やプレーによる充填材の掻き出しにより、
膨張性弾性粒状物が表層に表れにくい。結果、膨張性弾性粒状物が締まった通常弾性粒状物を押し上げる（解す）効果が大きく、締まり抑制効果が高い。
【００１３】
逆に、膨張性弾性粒状物の最大粒径が通常弾性粒状物よりも大きく、真比重が小さい場合には、膨張性弾性粒状物が表層に表れやすい。結果、膨張性弾性粒状物の体積変化は、通常弾性粒状物の解し効果に寄与しにくく、充填材層の回復効果が得られにくい。
【００１４】
また、上記膨張性弾性粒状物は、弾性粒状物全体に対し体積比にして１０〜９０％含まれていることが好ましい。すなわち、１０％未満の場合には締まり抑制効果（回復効果）が得にくくなるおそれがある。逆に、９０％を超える場合には、締まり抑制効果（回復効果）が大きすぎるため、パイル間での充填材の収まりが悪くなり、充填材の移動量が大きく、不陸などを発生するおそれがある。
【００１５】
さらに、充填材を飛散しにくくするため、上記充填材の表面から上記パイル先端までのパイル突出量が１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明には、この充填材入り人工芝によって構築された運動競技場も含まれるが、人工芝全体が適度な湿り気を帯び、芝面温度の上昇を抑制する効果やプレーヤのスライディングによる摩擦熱の低減にも効果があるため、より好ましくは、サッカーや野球などの球技場に好適である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図１を参照しながら説明する。この充填材入り人工芝１は、基布２に所定間隔でパイル３がタフティングされた人工芝であって、そのパイル３間には、充填材４が充填されている。
【００１８】
基布２は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂製の基布原糸を一軸延伸または短繊維を寄り合わせて長繊維としたものを織り込んで布状にしたものであってよい。
【００１９】
また、基布２を２枚重ねて用いてもよい。これによれば、２枚重ねの方が寸法安定性が高く、敷設後に外力によってシワになりにくいのでより好適である。基布２を２枚重ねにする場合、その下側の基布には、合成繊維を綿状にしたものをパンチング加工した基布を用いることにより、寸法安定性やシワ防止性がさらによくなる。
【００２０】
この基布２の裏側（図１では下側）には、タフティングされたパイル３の抜け落ちを防止するためのバッキング材２１が設けられている。バッキング材２１には、ＳＢＲラテックス、ウレタン樹脂などを用いることができる。
【００２１】
パイル３は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの合成樹脂製のスプリットヤーンまたはモノフィラメントヤーンであってよく、その太さは５０００〜１１０００ｄｔｅｘ程度が好ましい。なお、モノフィラメントヤーンは、５００〜１１００ｄｔｅｘの単糸を数本〜数十本撚り合わせて１本の太いヤーンとし、それを基布２に植設する。
【００２２】
なお、ナイロン製パイルは吸水により劣化するおそれがあるため、後述する膨張性弾性粒状物として吸水によって膨張するものを用いた場合には、ナイロン製以外のパイル素材を用いることが好ましい。
【００２３】
パイル３には、基布２の表面からパイル先端に至るまでのパイル長さＨが３０〜６０ｍｍで、基布２に対して所定の植設間隔（例えば１０〜２０ｍｍ）にて植設されたいわゆるロングパイルが採用される。
【００２４】
パイル３間には、充填材４がその表面からパイル先端に至るまでのパイル突出量ｈ１が少なくとも１０ｍｍ以上（好ましくは、１０〜２０ｍｍ）となるように充填されている。
【００２５】
充填材４は、弾性粒状物を主材とする弾性層４１と、硬質粒状物を主材とする硬質層４２との２層構造からなり、充填材層全体の総厚さｈ２は３０〜４０ｍｍとされている。なお、充填材層の総厚さおよび各層の厚さは、少なくとも上記パイル突出量ｈ１が１０ｍｍ以上を満足するように充填したものであれば、仕様に応じて適宜選択されてよい。
【００２６】
この実施形態において、充填材４は下層側（基布２側）に硬質層４２が、上層側（芝面側）に弾性層４１が積層された２層構造とされているが、これ以外にさらに別の層を設けてもよい。また、この２層構造を１単位層として、繰り返し積層するようにしてもよい。さらには、弾性粒状物と硬質粒状物とを層状化せず、混合した状態で充填してもよい。いずれにせよ、上述したパイル突出量ｈ１の条件を満たせば、充填材４の層構造は任意であってよい。
【００２７】
また、硬質層４１と弾性層４２との界面は、実質的に硬質粒状物と弾性粒状物とが混在した状態となっており、充填材４にはこのような混在物も含まれる。さらに、用途によっては弾性粒状物の単層構造であってもよい。
【００２８】
弾性粒状物には、吸水により初期体積の１．２倍以上に膨張し、乾燥によりほぼ初期体積まで収縮する膨張性弾性粒状物４１１と、吸水などによっても体積変化がほとんどない通常弾性粒状物４１２とが含まれている。なお、膨張率が１．２倍未満の場合には、充填材層の締まり、すなわち空隙率が回復しにくく、弾力性が元に戻りにくい。
【００２９】
吸水によって膨張する膨張性弾性粒状物４１２の代表的なものとしては、吸水性ポリマーが配合されたゴムやウレタンなどの破砕品が例示される。この吸水ポリマーは、例えば地中や海中などに埋設されるコンクリート２次製品のジョイント部分の漏水を防ぐ目地材などによく使用されているものであってよい。
【００３０】
この種の吸水性ポリマーとしては、例えばポリビニルアルコール架橋重合体などのポリビニルアルコール系、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体などのアクリル系などの高分子体や、デンプン、セルロースなどの天然高分子などが一般的である。これ以外のものでも、吸水・乾燥により上述した膨張率が得られるものがあれば適宜選択することができる。
【００３１】
吸水性ポリマーを含む膨張性弾性粒状物４１１を使用することにより、人工芝全体が定常的に適度な湿り気を帯びることになるため、芝面温度の上昇を抑制する効果やプレーヤのスライディングによる摩擦熱の低減にも効果がある。
【００３２】
通常弾性粒状物４１２は、安価かつ容易に手に入れることができる材料として廃タイヤを粉砕したリサイクル品が好適であり、粒径が０．３〜３ｍｍのものを８０％以上含むものがより好ましい。これ以外に、ウレタンやその他の弾性体の粉砕品であってもよく、また、専用に製造したものであってもよい。
【００３３】
膨張性弾性粒状物４１１は、充填材４の表面よりも内部に存在することがより効果的である。これを満足するため、最大膨張時における膨張性弾性粒状物４１１の最大粒径は、通常弾性粒状物４１２の最大粒径以下であることが好ましく、さらに、膨張性弾性粒状物４１１の真比重は、最大膨張時および収縮時に関わらず通常弾性粒状物４１２の真比重以上であることが好ましい。
【００３４】
これによれば、膨張性弾性粒状物が表層に表れにくい。結果、膨張性弾性粒状物が締まった通常弾性粒状物を押し上げる（解す）効果が大きく、締まり抑制効果が高い。
【００３５】
逆に、膨張性弾性粒状物の最大粒径が通常弾性粒状物よりも大きく、真比重が小さい場合には、膨張性弾性粒状物が表層に表れやすい。結果、膨張性弾性粒状物の体積変化は、通常弾性粒状物の解し効果に寄与しにくく、充填材層の回復効果が得られにくい。
【００３６】
膨張性弾性粒状物４１１は、弾性粒状物全体に対し体積比にして１０〜９０％含まれていることが好ましい。すなわち、１０％未満の場合には締まり抑制効果（回復効果）が得にくくなるおそれがある。逆に、９０％を超える場合には、締まり抑制効果（回復効果）が大きすぎるため、結果、パイル間での充填材の収まりが悪くなり、充填材の移動量が大きく、不陸などを発生するおそれがある。
【００３７】
硬質粒状物は、少なくとも膨張性弾性粒状物よりも真比重が大きいものが用いられ、安価かつ容易に入手できる材料として天然珪砂が好適であり、粒径が０．３〜３ｍｍものもを８０％以上含むものがより好ましい。なお、これ以外にセラミックスや各種石類などであってもよく、硬質粒状物は使用時応じて適宜選択可能である。
【００３８】
本発明の充填材入り人工芝１は、各種の人工芝施設に適用可能であるが、特に野球場、テニスコート、サッカー場などの球技場に好適である。球技場に適用するに当たっては、必ずしも全面を膨張性弾性粒状物を含む充填材を充填する必要はなく、少なくともプレイエリアにのみ充填材を充填するようにしてもよい。
【００３９】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例１〜９と、その比較例１について説明する。まず、下記の方法にて人工芝を作製した。
【００４０】
（人工芝の作製）
ＰＥ製のスプリットヤーン（幅：１２ｍｍ、繊度８０００ｄｔｅｘ）をＰＰ製平織り布からなる基布に、パイル間隔（ゲージ）１５ｍｍ、ニードルの送り量（ステッチ）５．５ｍｍで、パイル長さＨが５０ｍｍになるようにタフトした後、基布裏面にＳＢＲラテックスを一様に塗布して人工芝（１ｍ×１ｍ）を作製した。
（充填材の充填）
作製された人工芝をあらかじめ整地された下地上に敷設して、各実施例１〜９および比較例１に示す条件に基づき充填材をパイル間に充填した。なお、いずれの例においても、硬質粒状物には、真比重が２．６、粒径が０．２〜０．６ｍｍのものが８５％以上を占める珪砂を用い、通常弾性粒状物には、真比重が１．１、粒径が０．２〜３ｍｍ（最大粒径４ｍｍ）のものが９０％を占める廃タイヤ（黒色）の粉砕品を用い、膨張性弾性粒状物には、ポリエチレンオキサイド架橋体からなる吸水性ポリマーを含む吸水ゴムの粉砕品を用いた。なお、充填材の表面での動きを確認するため、吸水ゴムはあえて茶色に着色した。しかる後、上記方法にて作製した人工芝を以下の方法で評価した。
【００４１】
（踏圧・散水試験）
実施例１〜９、比較例１ともに２枚の試験体を作製し、一方の試験体は、３００回踏み固めた後、十分な散水を行った。他方の試験体は、３０回踏み込んで人工芝内に充填物を落ち着かせ放置し、ほぼ施工当初と同じ初期状態とした。
（締まり具合・粒状物飛散性の評価）
散水した試験体を自然乾燥した後、踏み付け、初期状態の試験体との比較で締まり具合の回復性を評価した。また、散水した試験体を乾燥後に、３０回踏み付けて充填材の飛散状態を確認し、さらに膨張性弾性粒状物（茶色）と通常弾性粒状物（黒色）の分布状態を色から判断した。なお、実施例１〜９，比較例１において、「砂」は硬質粒状物、「膨ゴム」は膨張性弾性粒状物、「ゴム」は通常弾性粒状物を意味している。
【００４２】
《実施例１》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ→ゴム１２ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕２５％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態とほぼ同等
〔表面の状態〕 黒／茶混合
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散無し
【００４３】
《実施例２》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→ゴム１３ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕２５％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態とほぼ同等
〔表面の状態〕 黒／茶混合
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散無し
【００４４】
《実施例３》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂７．５ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ→砂７．５ｍｍ→ゴム１２ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕２５％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態とほぼ同等
〔表面の状態〕 黒／茶混合
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散無し
【００４５】
《実施例４》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム１２ｍｍ→ゴム３ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕７５％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態とほぼ同等
〔表面の状態〕 黒／茶混合
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散無し
【００４６】
《実施例５》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：５ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ→ゴム１２ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕３０％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態よりもやや硬い
〔表面の状態〕 やや茶が目立つ
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散あり
【００４７】
《実施例６》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：０．９，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ→ゴム１２ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕２５％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態よりもやや硬く感じる
〔表面の状態〕 茶が目立つ
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散無し
【００４８】
《実施例７》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム１ｍｍ→ゴム１４ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕７％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態よりもやや硬く感じる
〔表面の状態〕 茶が目立つ
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散無し
【００４９】
《実施例８》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム１５ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕１００％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態よりも若干柔らかい
〔表面の状態〕 茶一色
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散あり
【００５０】
《実施例９》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂２５ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ→ゴム１２ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕２５％
〔パイル突出量〕 ８ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態とほぼ同等
〔表面の状態〕 黒が目立つ
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散あり
【００５１】
〈比較例１〉
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．１，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ→ゴム１２ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕２５％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態よりも硬く感じる
〔表面の状態〕 黒／茶混合
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散なし
【００５２】
参考までに、上記実施例１〜９と比較例１の仕様および回復性、粒状物の飛散状態の評価をまとめて表１に示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
この試験の結果により、以下の（１）〜（８）の知見が得られた。すなわち、
（１）比較例１は、膨張率が低いゴム（１．１倍）を使用しているため、充填材の締まりの回復性が悪い。
（２）実施例５は、最大粒径が大きい膨張性弾性粒状物（膨ゴム）を使用しているため、表面に膨張性弾性粒状物が多く存在し、締まりの回復性および粒状物飛散性がやや劣る。
（３）実施例６は、真比重の小さい膨張性弾性粒状物（膨ゴム）を使用しているため、表面に膨ゴムが多く存在し、締まりの回復性、粒状物飛散防止効果がともにやや劣る。
（４）実施例７は、膨張性弾性粒状物の混合率が低く、締まりの回復性がやや劣る。
（５）実施例８は、膨張性弾性粒状物のみを充填しているため、締まりの回復性は良いが、飛散が激しい。
（６）実施例９は、他の実施例とほぼ同等の締まりの回復性が得られるが、パイル突出量が短く、粒状物の飛散が見られる。
（７）実施例１〜３は、充填材の積層順位がそれぞれ異なるが、締まりの回復性、充填物の混ざり具合、飛散状態とも大きな差異は見られなかった。
（８）実施例４も実施例１とほぼ同様の結果を得たが、締まりの回復性は他の実施例よりもややよかった。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基布に植設されたパイル間に粒状物からなる充填材を充填してなる充填材入り人工芝において、充填材には、吸水により初期体積の１．２倍以上に膨張し、乾燥によりほぼ初期体積まで収縮する膨張性弾性粒状物が含まれていることにより、充填材が踏み固められたとしても、再び良好な弾力性が得られるため、経年使用しても弾力性が低下しにくいロングパイル人工芝が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る充填材入り人工芝の模式的な断面図。
【符号の説明】
１ 充填材入り人工芝
２ 基布
２１ バッキング材
３ パイル
４ 充填材
４１ 弾性層
４２ 硬質層
４１１ 膨張性弾性粒状物
４１２ 通常弾性粒状物
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロングパイル人工芝のパイル間に充填材を充填した充填材入り人工芝に関し、さらに詳しく言えば、充填材に吸水・乾燥によって膨張・収縮する膨張性弾性粒状物を含む充填材入り人工芝に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パイル長さが例えば３０ｍｍ以上あるロングパイル人工芝は、天然芝に近い踏み心地やボールの転がり特性などの良さから、サッカーや野球などの球技場向けサーフェースとして普及しつつある。
【０００３】
このロングパイル人工芝には、ゴムチップなどの弾性粒状物や珪砂などの硬質粒状物を充填材として充填した充填材層が設けられており、この充填材層がクッション層の役割を果たすため、人工芝の安定性や弾力性を向上するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロングパイル人工芝は長期間にわたって使用されると、プレーヤの踏圧により充填材層が踏み締まる、すなわち充填材間の空隙率が低下することにより、施工当初よりも弾力性が低下する。
【０００５】
充填材層が締まると、ロングパイル人工芝本来のクッション性が得られなくなるばかりでなく、局所的に踏み締まると表面に凹凸が発生し、イレギュラーバウンドなどプレーへの障害を引き起こしかねない。
【０００６】
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、長期間使用しても弾力性が低下しにくい充填材入りロングパイル人工芝を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明は、基布に植設されたパイル間に粒状物からなる充填材を充填してなる充填材入り人工芝において、上記充填材には、吸水により初期体積の１．２倍以上に膨張し、乾燥によりほぼ初期体積まで収縮する膨張性弾性粒状物が含まれていることを特徴としている。
【０００８】
これによれば、膨張性弾性粒状物が吸水によって膨張し、乾燥によって元の大きさに戻ることにより、膨張・収縮によって各充填材間の空隙率が回復するため、施工当初に近い弾力性が維持できる。なお、膨張率が１．２倍未満の場合には、充填材層の締まり、すなわち空隙率が回復しにくく、弾力性が元に戻りにくい。
【０００９】
本発明の充填材入り人工芝の必要とする特性に応じて、上記充填材には、吸水などによって体積変化がほとんどない通常弾性粒状物や硬質粒状物などがさらに含まれていてもよい。
【００１０】
ここで、通常弾性粒状物は、一般に用いられている例えば廃タイヤを粉砕して得られるゴムチップやウレタンやその他の弾性体の粉砕品などであってよい。また、硬質粒状物としては、天然珪砂が好適であるが、セラミックスや各種石類などを用いることもできる。なお、本発明の膨張性弾性粒状物には吸熱・放熱によって膨張−収縮サイクルするものも含まれる。
【００１１】
膨張性弾性粒状物は、充填層の表面よりも内部に存在することがより効果的である。これを満足するため、最大膨張時における上記膨張性弾性粒状物の最大粒径は、上記通常弾性粒状物の最大粒径以下であることが好ましく、さらに、上記膨張性弾性粒状物の真比重は、最大膨張時および収縮時に関わらず上記通常弾性粒状物の真比重以上で、かつ、上記硬質粒状物の真比重よりも小さいことが好ましい。
【００１２】
すなわち、膨張性弾性粒状物の最大粒径が通常弾性粒状物よりも小さく、真比重が大きい場合には、粒状物の充填作業やプレーによる充填材の掻き出しにより、
膨張性弾性粒状物が表層に表れにくい。結果、膨張性弾性粒状物が締まった通常弾性粒状物を押し上げる（解す）効果が大きく、締まり抑制効果が高い。
【００１３】
逆に、膨張性弾性粒状物の最大粒径が通常弾性粒状物よりも大きく、真比重が小さい場合には、膨張性弾性粒状物が表層に表れやすい。結果、膨張性弾性粒状物の体積変化は、通常弾性粒状物の解し効果に寄与しにくく、充填材層の回復効果が得られにくい。
【００１４】
また、上記膨張性弾性粒状物は、弾性粒状物全体に対し体積比にして１０〜９０％含まれていることが好ましい。すなわち、１０％未満の場合には締まり抑制効果（回復効果）が得にくくなるおそれがある。逆に、９０％を超える場合には、締まり抑制効果（回復効果）が大きすぎるため、パイル間での充填材の収まりが悪くなり、充填材の移動量が大きく、不陸などを発生するおそれがある。
【００１５】
さらに、充填材を飛散しにくくするため、上記充填材の表面から上記パイル先端までのパイル突出量が１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明には、この充填材入り人工芝によって構築された運動競技場も含まれるが、人工芝全体が適度な湿り気を帯び、芝面温度の上昇を抑制する効果やプレーヤのスライディングによる摩擦熱の低減にも効果があるため、より好ましくは、サッカーや野球などの球技場に好適である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図１を参照しながら説明する。この充填材入り人工芝１は、基布２に所定間隔でパイル３がタフティングされた人工芝であって、そのパイル３間には、充填材４が充填されている。
【００１８】
基布２は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂製の基布原糸を一軸延伸または短繊維を寄り合わせて長繊維としたものを織り込んで布状にしたものであってよい。
【００１９】
また、基布２を２枚重ねて用いてもよい。これによれば、２枚重ねの方が寸法安定性が高く、敷設後に外力によってシワになりにくいのでより好適である。基布２を２枚重ねにする場合、その下側の基布には、合成繊維を綿状にしたものをパンチング加工した基布を用いることにより、寸法安定性やシワ防止性がさらによくなる。
【００２０】
この基布２の裏側（図１では下側）には、タフティングされたパイル３の抜け落ちを防止するためのバッキング材２１が設けられている。バッキング材２１には、ＳＢＲラテックス、ウレタン樹脂などを用いることができる。
【００２１】
パイル３は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの合成樹脂製のスプリットヤーンまたはモノフィラメントヤーンであってよく、その太さは５０００〜１１０００ｄｔｅｘ程度が好ましい。なお、モノフィラメントヤーンは、５００〜１１００ｄｔｅｘの単糸を数本〜数十本撚り合わせて１本の太いヤーンとし、それを基布２に植設する。
【００２２】
なお、ナイロン製パイルは吸水により劣化するおそれがあるため、後述する膨張性弾性粒状物として吸水によって膨張するものを用いた場合には、ナイロン製以外のパイル素材を用いることが好ましい。
【００２３】
パイル３には、基布２の表面からパイル先端に至るまでのパイル長さＨが３０〜６０ｍｍで、基布２に対して所定の植設間隔（例えば１０〜２０ｍｍ）にて植設されたいわゆるロングパイルが採用される。
【００２４】
パイル３間には、充填材４がその表面からパイル先端に至るまでのパイル突出量ｈ１が少なくとも１０ｍｍ以上（好ましくは、１０〜２０ｍｍ）となるように充填されている。
【００２５】
充填材４は、弾性粒状物を主材とする弾性層４１と、硬質粒状物を主材とする硬質層４２との２層構造からなり、充填材層全体の総厚さｈ２は３０〜４０ｍｍとされている。なお、充填材層の総厚さおよび各層の厚さは、少なくとも上記パイル突出量ｈ１が１０ｍｍ以上を満足するように充填したものであれば、仕様に応じて適宜選択されてよい。
【００２６】
この実施形態において、充填材４は下層側（基布２側）に硬質層４２が、上層側（芝面側）に弾性層４１が積層された２層構造とされているが、これ以外にさらに別の層を設けてもよい。また、この２層構造を１単位層として、繰り返し積層するようにしてもよい。さらには、弾性粒状物と硬質粒状物とを層状化せず、混合した状態で充填してもよい。いずれにせよ、上述したパイル突出量ｈ１の条件を満たせば、充填材４の層構造は任意であってよい。
【００２７】
また、硬質層４１と弾性層４２との界面は、実質的に硬質粒状物と弾性粒状物とが混在した状態となっており、充填材４にはこのような混在物も含まれる。さらに、用途によっては弾性粒状物の単層構造であってもよい。
【００２８】
弾性粒状物には、吸水により初期体積の１．２倍以上に膨張し、乾燥によりほぼ初期体積まで収縮する膨張性弾性粒状物４１１と、吸水などによっても体積変化がほとんどない通常弾性粒状物４１２とが含まれている。なお、膨張率が１．２倍未満の場合には、充填材層の締まり、すなわち空隙率が回復しにくく、弾力性が元に戻りにくい。
【００２９】
吸水によって膨張する膨張性弾性粒状物４１２の代表的なものとしては、吸水性ポリマーが配合されたゴムやウレタンなどの破砕品が例示される。この吸水ポリマーは、例えば地中や海中などに埋設されるコンクリート２次製品のジョイント部分の漏水を防ぐ目地材などによく使用されているものであってよい。
【００３０】
この種の吸水性ポリマーとしては、例えばポリビニルアルコール架橋重合体などのポリビニルアルコール系、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体などのアクリル系などの高分子体や、デンプン、セルロースなどの天然高分子などが一般的である。これ以外のものでも、吸水・乾燥により上述した膨張率が得られるものがあれば適宜選択することができる。
【００３１】
吸水性ポリマーを含む膨張性弾性粒状物４１１を使用することにより、人工芝全体が定常的に適度な湿り気を帯びることになるため、芝面温度の上昇を抑制する効果やプレーヤのスライディングによる摩擦熱の低減にも効果がある。
【００３２】
通常弾性粒状物４１２は、安価かつ容易に手に入れることができる材料として廃タイヤを粉砕したリサイクル品が好適であり、粒径が０．３〜３ｍｍのものを８０％以上含むものがより好ましい。これ以外に、ウレタンやその他の弾性体の粉砕品であってもよく、また、専用に製造したものであってもよい。
【００３３】
膨張性弾性粒状物４１１は、充填材４の表面よりも内部に存在することがより効果的である。これを満足するため、最大膨張時における膨張性弾性粒状物４１１の最大粒径は、通常弾性粒状物４１２の最大粒径以下であることが好ましく、さらに、膨張性弾性粒状物４１１の真比重は、最大膨張時および収縮時に関わらず通常弾性粒状物４１２の真比重以上であることが好ましい。
【００３４】
これによれば、膨張性弾性粒状物が表層に表れにくい。結果、膨張性弾性粒状物が締まった通常弾性粒状物を押し上げる（解す）効果が大きく、締まり抑制効果が高い。
【００３５】
逆に、膨張性弾性粒状物の最大粒径が通常弾性粒状物よりも大きく、真比重が小さい場合には、膨張性弾性粒状物が表層に表れやすい。結果、膨張性弾性粒状物の体積変化は、通常弾性粒状物の解し効果に寄与しにくく、充填材層の回復効果が得られにくい。
【００３６】
膨張性弾性粒状物４１１は、弾性粒状物全体に対し体積比にして１０〜９０％含まれていることが好ましい。すなわち、１０％未満の場合には締まり抑制効果（回復効果）が得にくくなるおそれがある。逆に、９０％を超える場合には、締まり抑制効果（回復効果）が大きすぎるため、結果、パイル間での充填材の収まりが悪くなり、充填材の移動量が大きく、不陸などを発生するおそれがある。
【００３７】
硬質粒状物は、少なくとも膨張性弾性粒状物よりも真比重が大きいものが用いられ、安価かつ容易に入手できる材料として天然珪砂が好適であり、粒径が０．３〜３ｍｍものもを８０％以上含むものがより好ましい。なお、これ以外にセラミックスや各種石類などであってもよく、硬質粒状物は使用時応じて適宜選択可能である。
【００３８】
本発明の充填材入り人工芝１は、各種の人工芝施設に適用可能であるが、特に野球場、テニスコート、サッカー場などの球技場に好適である。球技場に適用するに当たっては、必ずしも全面を膨張性弾性粒状物を含む充填材を充填する必要はなく、少なくともプレイエリアにのみ充填材を充填するようにしてもよい。
【００３９】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例１〜９と、その比較例１について説明する。まず、下記の方法にて人工芝を作製した。
【００４０】
（人工芝の作製）
ＰＥ製のスプリットヤーン（幅：１２ｍｍ、繊度８０００ｄｔｅｘ）をＰＰ製平織り布からなる基布に、パイル間隔（ゲージ）１５ｍｍ、ニードルの送り量（ステッチ）５．５ｍｍで、パイル長さＨが５０ｍｍになるようにタフトした後、基布裏面にＳＢＲラテックスを一様に塗布して人工芝（１ｍ×１ｍ）を作製した。
（充填材の充填）
作製された人工芝をあらかじめ整地された下地上に敷設して、各実施例１〜９および比較例１に示す条件に基づき充填材をパイル間に充填した。なお、いずれの例においても、硬質粒状物には、真比重が２．６、粒径が０．２〜０．６ｍｍのものが８５％以上を占める珪砂を用い、通常弾性粒状物には、真比重が１．１、粒径が０．２〜３ｍｍ（最大粒径４ｍｍ）のものが９０％を占める廃タイヤ（黒色）の粉砕品を用い、膨張性弾性粒状物には、ポリエチレンオキサイド架橋体からなる吸水性ポリマーを含む吸水ゴムの粉砕品を用いた。なお、充填材の表面での動きを確認するため、吸水ゴムはあえて茶色に着色した。しかる後、上記方法にて作製した人工芝を以下の方法で評価した。
【００４１】
（踏圧・散水試験）
実施例１〜９、比較例１ともに２枚の試験体を作製し、一方の試験体は、３００回踏み固めた後、十分な散水を行った。他方の試験体は、３０回踏み込んで人工芝内に充填物を落ち着かせ放置し、ほぼ施工当初と同じ初期状態とした。
（締まり具合・粒状物飛散性の評価）
散水した試験体を自然乾燥した後、踏み付け、初期状態の試験体との比較で締まり具合の回復性を評価した。また、散水した試験体を乾燥後に、３０回踏み付けて充填材の飛散状態を確認し、さらに膨張性弾性粒状物（茶色）と通常弾性粒状物（黒色）の分布状態を色から判断した。なお、実施例１〜９，比較例１において、「砂」は硬質粒状物、「膨ゴム」は膨張性弾性粒状物、「ゴム」は通常弾性粒状物を意味している。
【００４２】
《実施例１》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ→ゴム１２ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕２５％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態とほぼ同等
〔表面の状態〕 黒／茶混合
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散無し
【００４３】
《実施例２》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→ゴム１３ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕２５％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態とほぼ同等
〔表面の状態〕 黒／茶混合
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散無し
【００４４】
《実施例３》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂７．５ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ→砂７．５ｍｍ→ゴム１２ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕２５％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態とほぼ同等
〔表面の状態〕 黒／茶混合
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散無し
【００４５】
《実施例４》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム１２ｍｍ→ゴム３ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕７５％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態とほぼ同等
〔表面の状態〕 黒／茶混合
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散無し
【００４６】
《実施例５》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：５ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ→ゴム１２ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕３０％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態よりもやや硬い
〔表面の状態〕 やや茶が目立つ
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散あり
【００４７】
《実施例６》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：０．９，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ→ゴム１２ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕２５％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態よりもやや硬く感じる
〔表面の状態〕 茶が目立つ
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散無し
【００４８】
《実施例７》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム１ｍｍ→ゴム１４ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕７％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態よりもやや硬く感じる
〔表面の状態〕 茶が目立つ
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散無し
【００４９】
《実施例８》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム１５ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕１００％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態よりも若干柔らかい
〔表面の状態〕 茶一色
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散あり
【００５０】
《実施例９》
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．８，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂２５ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ→ゴム１２ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕２５％
〔パイル突出量〕 ８ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態とほぼ同等
〔表面の状態〕 黒が目立つ
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散あり
【００５１】
〈比較例１〉
〔膨張性弾性粒状物〕真比重：１．３，膨張率：１．１，最大粒径：３ｍｍ
〔充填順序と厚み〕
（基布側）砂１５ｍｍ→膨ゴム３ｍｍ→ゴム１２ｍｍ（芝面側）
各層毎にブラシをかけて充填。
〔膨ゴム／ゴム体積比〕２５％
〔パイル突出量〕 ２０ｍｍ
〔締まり具合の回復性〕初期状態よりも硬く感じる
〔表面の状態〕 黒／茶混合
〔粒状物の飛散状況〕 粒状物の飛散なし
【００５２】
参考までに、上記実施例１〜９と比較例１の仕様および回復性、粒状物の飛散状態の評価をまとめて表１に示す。
【００５３】
【表１】
この試験の結果により、以下の（１）〜（８）の知見が得られた。すなわち、
（１）比較例１は、膨張率が低いゴム（１．１倍）を使用しているため、充填材の締まりの回復性が悪い。
（２）実施例５は、最大粒径が大きい膨張性弾性粒状物（膨ゴム）を使用しているため、表面に膨張性弾性粒状物が多く存在し、締まりの回復性および粒状物飛散性がやや劣る。
（３）実施例６は、真比重の小さい膨張性弾性粒状物（膨ゴム）を使用しているため、表面に膨ゴムが多く存在し、締まりの回復性、粒状物飛散防止効果がともにやや劣る。
（４）実施例７は、膨張性弾性粒状物の混合率が低く、締まりの回復性がやや劣る。
（５）実施例８は、膨張性弾性粒状物のみを充填しているため、締まりの回復性は良いが、飛散が激しい。
（６）実施例９は、他の実施例とほぼ同等の締まりの回復性が得られるが、パイル突出量が短く、粒状物の飛散が見られる。
（７）実施例１〜３は、充填材の積層順位がそれぞれ異なるが、締まりの回復性、充填物の混ざり具合、飛散状態とも大きな差異は見られなかった。
（８）実施例４も実施例１とほぼ同様の結果を得たが、締まりの回復性は他の実施例よりもややよかった。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基布に植設されたパイル間に粒状物からなる充填材を充填してなる充填材入り人工芝において、充填材には、吸水により初期体積の１．２倍以上に膨張し、乾燥によりほぼ初期体積まで収縮する膨張性弾性粒状物が含まれていることにより、充填材が踏み固められたとしても、再び良好な弾力性が得られるため、経年使用しても弾力性が低下しにくいロングパイル人工芝が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る充填材入り人工芝の模式的な断面図。
【符号の説明】
１ 充填材入り人工芝
２ 基布
２１ バッキング材
３ パイル
４ 充填材
４１ 弾性層
４２ 硬質層
４１１ 膨張性弾性粒状物
４１２ 通常弾性粒状物
Claims (6)
- 基布に植設されたパイル間に粒状物からなる充填材を充填してなる充填材入り人工芝において、
上記充填材には、吸水により初期体積の１．２倍以上に膨張し、乾燥によりほぼ初期体積まで収縮する膨張性弾性粒状物が含まれていることを特徴とする充填材入り人工芝。 - 上記充填材には、吸水などによって体積変化がほとんどない通常弾性粒状物がさらに含まれており、最大膨張時における上記膨張性弾性粒状物の最大粒径は、上記通常弾性粒状物の最大粒径以下である請求項１に記載の充填材入り人工芝。
- 上記充填材には、硬質粒状物がさらに含まれており、上記膨張性弾性粒状物の真比重は、最大膨張時および収縮時に関わらず上記通常弾性粒状物の真比重以上で、上記硬質粒状物の真比重よりも小さい請求項２に記載の充填材入り人工芝。
- 弾性粒状物全体に対し、上記膨張性弾性粒状物は体積比にして１０〜９０％含まれている請求項１，２または３に記載の充填材入り人工芝。
- 上記充填材の表面から上記パイル先端までのパイル突出量が１０ｍｍ以上である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の充填材入り人工芝。
- 上記請求項１ないし５のいずれか１項に記載の充填材入り人工芝より構築されてなる運動競技場。
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