JP2005015972A - 耐久性人工芝用基布及び人工芝生 - Google Patents
耐久性人工芝用基布及び人工芝生 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】軽量で、柔軟性、耐水性に優れ、また、長期に亘ってパイル糸を堅固に保持し、パイル糸の抜け出し、へたりがなく、長期に使用することが可能な、耐久性に優れた人工芝生、及び、耐久性に優れた人工芝生を得ることのできる基布の提供。
【解決手段】熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られたパイル用線条体４をタフティングして人工芝生５とする基布１において、熱可塑性樹脂からなり、一軸延伸された多数の小径線条体が互いに結合した集合糸からなる基布用線条体３を織成してなることを特徴とする耐久性人工芝用基布。
【選択図】 図２
【解決手段】熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られたパイル用線条体４をタフティングして人工芝生５とする基布１において、熱可塑性樹脂からなり、一軸延伸された多数の小径線条体が互いに結合した集合糸からなる基布用線条体３を織成してなることを特徴とする耐久性人工芝用基布。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量で、柔軟性、耐水性に優れ、また、パイル糸の抜け出し、へたりが少なく長期に使用することが可能な、耐久性に優れた人工芝生、及び、かかる人工芝生を得るための基布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、サッカー場、野球場、テニス場、その他競技場においては、熱可塑性樹脂製の人工芝生が広く用いられている。これら、熱可塑性樹脂製の人工芝生は、テープ状の熱可塑性樹脂を一軸延伸したフラットヤーン等を織成した基布に、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド等を延伸したパイル糸をタフティングすることによって形成されている。
【０００３】
これら、熱可塑性樹脂製の人工芝生は、腐食せず、管理が容易なことから、今後、ますます普及するものと予測されている。
【０００４】
しかし、熱可塑性樹脂は接着性が乏しいため、ラテックス等の接着剤を塗布することによって基布とパイル糸を接合した人工芝生を、サッカー場等の競技場に使用すると、芝生の上で激しい運動が行なわれるために、芝を形成するパイル糸が抜けていたみが速く、また、パイルが型崩れして老朽化も速く、期待される期間より速く張替えが必要となり、その都度、莫大な費用を必要とした。
【０００５】
本発明者等が、その上で激しい運動が行なわれる場合にも、パイル糸が抜けることがなく、長期に使用可能な耐久性の高い人工芝生を得るために、詳細に検討をした結果、人工芝生は、パイル糸の耐久性の他、一次裏地として使用される基布の堅牢さが重要であることを見出した。
【０００６】
すなわち、人工芝生に耐久性を付与し、長期に使用可能とするためには、激しい運動が行なわれ、強力な力が作用した場合にも、組織が崩れることなく、パイル糸を堅固に保持し得る強靭な基布を使用することが重要であることが見出された。
【０００７】
従来、フラットヤーン、あるいは、フラットヤーンに縦方向の切れ目を多数入れたスプリットヤーンを用いて織布を形成して基布とし、これを用いて人工芝生が製造されているが、従来のフラットヤーン等による織布では、人工芝生のように太いパイル糸をタフティングすると、タフティング針によって線条体に破断が生じて強度が低下する問題があり、また、フィルム状の一軸延伸ヤーンに細い筋状のリブを形成した筋入りフラットヤーンを使用した場合においても、フィルム状のヤーンを基体とする限り、ヤーンの破断、強度低下は避けることができず、このため、その上で激しい運動が行なわれると、織布の織目にゆるみが生じてパイル糸を保持し得なくなって、パイル糸が抜け出したり、パイル糸が倒れ、いわゆるへたりが生じ、長期の使用に耐えないことが判明した。
【０００８】
また、目ずれが生じることなく、パイル糸を堅固に保持させるために、太い線条体を用いて織成すると、線条体の剛性が高くなるため、パイル糸をタフティングした場合の開裂が大きく、結果、強度低下が大きく、期待する程、強靭な一次基布を得ることはできないことも判明した。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１５８００７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、軽量で、柔軟性、耐水性に優れ、また、長期に亘ってパイル糸を堅固に保持し、パイル糸の抜け出し、へたりがなく、長期に使用することが可能な、耐久性に優れた人工芝生、及び、かかる人工芝生を得ることのできる基布を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果なされたもので、具体的には、熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られたパイル用線条体をタフティングして人工芝生とする基布において、熱可塑性樹脂からなり一軸延伸された多数の小径線条体が互いに結合した集合糸からなる基布用線条体を織成してなることを特徴とする耐久性人工芝用基布を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、基布用線条体が小径線条体を横方向に並列して結合され、テープ状体とされてなる上記の耐久性人工芝用基布、基布用線条体が、基層と、基層より融点の低い熱可塑性樹脂からなり基層を被覆する接合層とによって形成された小径複合線条体からなり、小径複合線条体が熱接合されて集合糸とされてなる上記の耐久性人工芝用基布、及び、基布用線条体とパイル用線条体がオレフィン系重合体からなる上記の耐久性人工芝用基布を提供するものである。
【００１３】
さらに、本発明は、上記の耐久性人工芝用基布に熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られたパイル用線条体をタフティングしてなることを特徴とする耐久性人工芝生を提供するものである。
【００１４】
さらに、また、本発明は、基布に融点の低いオレフィン系重合体からなるフィルムを積層し、得られた積層シートにパイル用線条体をタフティングした後熱処理してなる上記の耐久性人工芝用基布、及び、基布にパイル用線条体をタフティングした後融点の低いオレフィン系重合体からなるフィルムを熱接着してなる上記の耐久性人工芝生を提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の耐久性人工芝用基布１は、図１に示すように、熱可塑性樹脂を一軸延伸した多数の細い小径線条体２を互いに接合して連結した集合糸からなる基布用線条体３を織成することによって形成され、図２に示すように、熱可塑性樹脂のパイル用線条体４をタフティングして人工芝生５とされる。
【００１６】
基布用線条体３は、熱可塑性樹脂によって構成され、熱可塑性樹脂としては、延伸効果の大きい樹脂、一般には結晶性樹脂が使用され、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等が用いられる。中でも加工性と経済性からポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系重合体が望ましく、特に接着性と透明性の観点からメタロセン系触媒を用いて重合したポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。
【００１７】
本発明は、基布用線条体３として、径の細い小径線条体２が連結された集合糸を用いるところに特徴を有する。集合糸は、図３（Ａ）に示すように、細い小径線条体２を多数形成し、その側部を隣接する小径線条体２と接合して、集合することによって得ることができる。
【００１８】
また、小径線条体２は、結晶性樹脂の単独線条体であってもよいが、図３（Ｂ）に示すように、基層１０を接合層１１で被覆した小径複合線条体とすることもできる。
【００１９】
接合層１１は、小径線条体２間、又は、基布１とされた後、基布用線条体３間を接合し、あるいは、基布用線条体３とパイル用線条体４を接合するもので、基層１０を構成する熱可塑性樹脂より融点が低く熱融着性の優れた熱可塑性樹脂が用いられる。具体的には、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等を用いることができ、基層１０の熱可塑性樹脂との関係で基層１０より融点が低い熱可塑性樹脂、好ましくは１０℃以上、さらに好ましくは１５℃以上低融点の熱可塑性樹脂が選択される。
【００２０】
中でも加工性と経済性から高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系重合体が望ましく、特に接合力を高める観点からメタロセン系触媒を用いて重合したエチレン系重合体、プロピレン系重合体、エチレン・プロピレン共重合体、あるいは、エチレン・ブテン共重合体等のエチレン・α−オレフィン共重合体が好ましい。
【００２１】
本発明基布用線条体３は、小径線条体２の集合糸とすることによって、パイル糸をタフティングする際、タフティング針が突き刺さると小径線条体２間が開裂してパイル糸を通すことができ、また、開裂された基布用線条体３は、双方共に小径線条体２からなるから、所定の強度を有し切断することがない。したがって、強度が低下することなく、パイルを堅固に保持し得る人工芝用基布１を得ることができる。
【００２２】
接合層１１は、図３（Ｂ）に示すように、各小径線条体２の周りを被覆したシースコアー構造とし、あるいは、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、基層１０が連結された状態に形成され、その片面又は両面に接合層１１を積層して基層１０を被覆することにより小径複合線条体２ａとすることもできる。この場合、多数の基層１０を連結してシート状に形成し、接合層１１を積層した後、所定幅にスリットすることによって、図３（Ｄ）に示す線条体とすることができ、生産性の観点から、望ましい方法である。
【００２３】
また、小径線条体２の集合は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、小径線条体２を横方向に並列して連結することによってテープ状とすることができ、また、目的に応じて、図３（Ｅ）に示すように、丸く束ねることも可能である。
【００２４】
いずれの場合においても、小径線条体２が互いに接触するように連結され、小径線条体２間が薄肉のフィルムを介して連結することは好ましくない。各小径線条体２の断面形状は特に制限はなく、任意に定め得るが、一般には、円形、楕円形、長円形とされる。
【００２５】
基布用線条体３、及び、小径線条体２の太さは目的に応じて任意に定め得るが、一般には、小径線条体２の平均直径が０．００５〜２ｍｍ、好ましくは０．０１〜１．０ｍｍとされ、基布用線条体３の幅は０．３〜２０ｍｍ、好ましくは０．５〜１０ｍｍとされる。また、基布用線条体３の最大肉厚部ａと最小肉厚部ｂの比（ｂ／ａ）は、０．８〜０．０１、好ましくは０．５〜０．０２の範囲が望ましい。
【００２６】
これら基層１０、接合層１１を構成する熱可塑性樹脂には、目的に応じて、無機充填材を添加することができる。無機充填材の種類としては、熱可塑性樹脂添加材として自体公知の無機充填材を使用することができ、例えば、タルク、クレー、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ウオラストナイト、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、珪酸カルシウム等を使用することができる。無機充填材の配合量は、１〜４０重量％、好ましくは３〜３０重量％である。
【００２７】
また、熱可塑性樹脂には、目的に応じて各種の添加剤を添加することができ、具体的には、フェノール系、有機ホスファイト系、ホスナイトなどの有機リン系、チオエーテル系等の酸化防止剤；ヒンダードアミン系等の光安定剤；ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤；ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の帯電防止剤；ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系等の分散剤；アルカリ土類金属塩のカルボン酸塩系等の塩素補足剤；アミド系、ワックス系、有機金属塩系、エステル系等の滑剤；ヒドラジン系、アミンアシド系等の金属不活性剤；含臭素有機系、リン酸系、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、赤リン等の難燃剤；有機顔料；無機顔料；金属イオン系などの無機、有機抗菌剤等が挙げられる。
【００２８】
これら添加剤は、適宜組み合わされて、基布用線条体３の材料組成物を製造するいずれかの工程で配合される。添加剤の配合は、従来の公知の二軸スクリュー押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロール等の混練装置を用いて所定割合に混合して、これを溶融混練して調製してもよいし、高濃度のいわゆるマスターバッチを作製し、これを希釈して使用するようにしてもよい。
【００２９】
また、延伸は、熱ロールによる延伸、熱板による延伸、熱風炉による延伸等によって行なうことができる。延伸倍率は通常３〜１０倍程度とされる。
【００３０】
こうして得られた基布用線条体３は、図１に示すように、平織とし、あるいは、綾織、斜文織、畦織、二重織、模紗織等の方法で織製することによって、人工芝用基布１とされる。
【００３１】
人工芝用基布１にタフティングされるパイル用線条体４は、熱可塑性樹脂によって構成され、熱可塑性樹脂としては、延伸効果の大きい樹脂が使用され、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等が用いられる。中でも加工性と経済性からポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系重合体が望ましく、特に接着性と透明性の観点からメタロセン系触媒を用いて重合したポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。
【００３２】
なお、本発明においてパイル用線条体４は、結晶性のオレフィン系重合体の単層体であってもよいが、結晶性のオレフィン系重合体からなる基層の表面に、接着性の樹脂、あるいは、顔料又は無機フィラーを配合した樹脂からなる表層を積層することができ、例えば、図４（Ａ）に示すように、結晶性の熱可塑性合成樹脂の単層体を用いることができ、また、図４（Ｂ）に示すように、結晶性のオレフィン系重合体からなる基層１２の片面に顔料又は無機フィラーを配合した表層１３が積層された構造とすることができ、さらに、図４（Ｃ）に示すように、基層１２の両面に表層１３が積層されたサンドイッチ構造とすることができる。また、図４（Ｄ）に示すように、シースコア構造、図４（Ｅ）に示すようにサイドバイサイド構造とすることもできる。中でも、図４（Ｃ）に示すように、テープ状基層１２の両面に表層１３を積層したものが望ましい。表層１３は、パイル糸用線条体３に接合性、風合いを与えることができる。
【００３３】
表層１３は、基層１２を構成する熱可塑性樹脂より融点が低く熱融着性の優れた熱可塑性樹脂が用いられる。具体的には、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等を用いることができ、基層１２の熱可塑性樹脂との関係で基層１２より融点が低い熱可塑性樹脂、好ましくは１０℃以上、さらに好ましくは１５℃以上低融点の熱可塑性樹脂が選択される。
【００３４】
中でも加工性と経済性から高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系重合体が望ましく、特に基布との接合力を高める観点からメタロセン系触媒を用いて重合したエチレン系重合体、プロピレン系重合体、エチレン・プロピレン共重合体、あるいは、エチレン・ブテン共重合体等のエチレン・α−オレフィン共重合体が好ましい。
【００３５】
これらパイル糸用線条体４を構成する熱可塑性樹脂には、目的に応じて各種の添加剤を添加することができる。具体的には、フェノール系、有機ホスファイト系、ホスナイトなどの有機リン系、チオエーテル系等の酸化防止剤；ヒンダードアミン系等の光安定剤；ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤；ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の帯電防止剤；ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系等の分散剤；アルカリ土類金属塩のカルボン酸塩系等の塩素補足剤；アミド系、ワックス系、有機金属塩系、エステル系等の滑剤；ヒドラジン系、アミンアシド系等の金属不活性剤；含臭素有機系、リン酸系、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、赤リン等の難燃剤；有機顔料；無機顔料；無機充填剤、有機充填剤；金属イオン系などの無機、有機抗菌剤等が挙げられる。
【００３６】
これら添加剤は、適宜組み合わせて、基層１２や表層１３の材料組成物を製造するいずれかの工程で配合される。添加剤の配合は、従来の公知の二軸スクリュー押出機、バンバリー、ミキサー、ニーダー、ミキシングロール等の混練装置を用いて所定割合に混合して、これを溶融混練して調製してもよいし、高濃度のいわゆるマスターバッチを作製し、これを希釈して使用するようにしてもよい。
【００３７】
パイル用線条体４として積層体が使用される場合、成形材料となる積層フィルムを成形する手段としては、予め基層１２となるフィルムと表層１３となるフィルムを形成してドライラミネート法や熱ラミネート法を用いて複層化する手段や、基層１２となるフィルムの表面に表層１３となる熱可塑性合成樹脂をコーティングする方法、予め形成した基層１２となるフィルムに表層１３を押出ラミネートする方法、あるいは、多層共押出法によって積層フィルムとして押出成形するなどの公知の手段から適宜選択して用いればよいが、成形の容易さやコスト面、並びに、製品の各層間の接着性の点では、多層共押出法によって基層１２と表層１３の積層体を一段で得る方法が望ましい。シースコア構造、あるいは、サイドバイサイド構造については共押出法によるのが一般的である。
【００３８】
得られたパイル用線条体４は、図２に示すように、人工芝用基布１にタフティングされて人工芝生５とされる。パイル用線条体４のタフティングは、従来公知のタフティングカーペットの製造方法と同様の方法によって行うことができる。
【００３９】
なお、本発明においては、人工芝用基布１とパイル用線条体４の結合を強くするために、図２に示すように、人工芝用基布１の裏面に低融点のオレフィン系重合体フィルム７を積層することができる。
【００４０】
本発明において融点の高い、低いは、基布用線条体３を構成する熱可塑性樹脂、基布用線条体３が積層体からなるときは基層を構成する熱可塑性樹脂との比較で判断される。
【００４１】
オレフィン系重合体フィルム７としては、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレンブロック共重合体等のエチレン系重合体、又は、プロピレン系重合体が用いられる。中でも加工性と経済性からポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系重合体が望ましく、特に接着性の観点からメタロセン系触媒を用いて重合したポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。
【００４２】
オレフィン系重合体フィルム７の厚さは、任意であり、目的に応じて選定することができるが、一般には、２０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上２ｍｍ以下程度とされる。
【００４３】
また、図２に示すように、低融点のオレフィン系重合体フィルム８を、パイル用線条体４がタフティングされた人工芝生５の裏面に積層することもできる。オレフィン系重合体フィルム８を形成するオレフィン系重合体としては、オレフィン系重合体フィルム７と同様の重合体を用いることができる。
【００４４】
オレフィン系重合体フィルム８を人工芝生５の裏面に接合するときは、空気圧を用いて押圧する方式とすることが望ましく、図５に示すように、人工芝生５を裏面が上面となるようにして接合装置に供給し、その上にオレフィン系重合体フィルム８を重ねると共に、加熱ヒーター等の輻射熱加熱方式の加熱装置１６を用いてオレフィン系重合体フィルム８を加熱することによってオレフィン系重合体フィルム８を溶融し、ついで、エアーナイフ等の熱風噴き出し装置１７を用いてオレフィン系重合体フィルム８を押圧することによって、人工芝生５に接合することができる。
【００４５】
空気圧を用いてオレフィン系重合体フィルム８を接合することによって、オレフィン系重合体フィルム８は、人工芝生５裏面の凹凸に沿って賦形されて、人工芝生５の裏面全面にぴったりと添着され、パイル糸を強固に固定することができる。また、パイル用線条体４によって形成された凸部１４の間に連続した凹部１５が形成され、凹部１５は人工芝生５が敷設された際に雨水等を排水する排水路として機能させることができる。なお、必要に応じて、オレフィン系重合体フィルム７、８に所定の間隔をおいて多数の排水孔を設けることによって人工芝生５を敷設した際の上面の排水を図ることも可能である。
【００４６】
本発明耐久性人工芝用基布１は、小径線条体２が連結した集合糸を用いているから、タフティング針が挿通されたときには、小径線条体２が分裂してパイル糸４を容易に通すことができ、したがって、線条体の破断、強度低下がなく、また、小径線条体２は所定の径を有するから、分裂した際にも、分裂した各フィブリルは所定の強度を維持し、分裂によって細く弱い繊維が生じて切断が生じることもない。
【００４７】
したがって、本発明耐久性人工芝用基布１を用いて形成した人工芝生５は、パイル糸の保持力が強く、堅固に保持し、激しい運動が行なわれた際にも、パイル糸の抜け出しのおそれがない。
【００４８】
本発明耐久性人工芝用基布１を用いて形成した人工芝生５は、野球場、サッカー場、ラグビー場、あるいはこれらの多目的グランド、テニスコート、ゴルフ練習場の芝生として用いることができ、また、歩行路、車、飛行機、ホール等の敷物として用いることができる。なお、本発明人工芝生５は、そのまま敷設して使用することができ、また、図２に示すように、パイル間に砂９等を充填して使用することもできる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、軽量で、柔軟性、耐水性に優れ、また、長期に亘ってパイル糸を堅固に保持し、パイル糸の抜け出し、へたりがなく、長期に使用することが可能な、耐久性に優れた人工芝生、及び、耐久性に優れた人工芝生を得ることのできる基布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明耐久性人工芝用基布の一例を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図
【図２】本発明人工芝生の例を示す（Ａ）は正縦断面図、（Ｂ）は側縦断面図
【図３】基布用線条体の例を示す縦断面図
【図４】パイル用線条体の例を示す縦断面図
【図５】人工芝生の製造例を示す縦断面図
【符号の説明】
１．耐久性人工芝用基布
２．小径線条体
３．基布用線条体
４．パイル用線条体
５．人工芝生
７．８．オレフィン系重合体フィルム
１０．１２．基層
１１．接合層
１３．表層
１６．加熱装置
１７．熱風噴き出し装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量で、柔軟性、耐水性に優れ、また、パイル糸の抜け出し、へたりが少なく長期に使用することが可能な、耐久性に優れた人工芝生、及び、かかる人工芝生を得るための基布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、サッカー場、野球場、テニス場、その他競技場においては、熱可塑性樹脂製の人工芝生が広く用いられている。これら、熱可塑性樹脂製の人工芝生は、テープ状の熱可塑性樹脂を一軸延伸したフラットヤーン等を織成した基布に、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド等を延伸したパイル糸をタフティングすることによって形成されている。
【０００３】
これら、熱可塑性樹脂製の人工芝生は、腐食せず、管理が容易なことから、今後、ますます普及するものと予測されている。
【０００４】
しかし、熱可塑性樹脂は接着性が乏しいため、ラテックス等の接着剤を塗布することによって基布とパイル糸を接合した人工芝生を、サッカー場等の競技場に使用すると、芝生の上で激しい運動が行なわれるために、芝を形成するパイル糸が抜けていたみが速く、また、パイルが型崩れして老朽化も速く、期待される期間より速く張替えが必要となり、その都度、莫大な費用を必要とした。
【０００５】
本発明者等が、その上で激しい運動が行なわれる場合にも、パイル糸が抜けることがなく、長期に使用可能な耐久性の高い人工芝生を得るために、詳細に検討をした結果、人工芝生は、パイル糸の耐久性の他、一次裏地として使用される基布の堅牢さが重要であることを見出した。
【０００６】
すなわち、人工芝生に耐久性を付与し、長期に使用可能とするためには、激しい運動が行なわれ、強力な力が作用した場合にも、組織が崩れることなく、パイル糸を堅固に保持し得る強靭な基布を使用することが重要であることが見出された。
【０００７】
従来、フラットヤーン、あるいは、フラットヤーンに縦方向の切れ目を多数入れたスプリットヤーンを用いて織布を形成して基布とし、これを用いて人工芝生が製造されているが、従来のフラットヤーン等による織布では、人工芝生のように太いパイル糸をタフティングすると、タフティング針によって線条体に破断が生じて強度が低下する問題があり、また、フィルム状の一軸延伸ヤーンに細い筋状のリブを形成した筋入りフラットヤーンを使用した場合においても、フィルム状のヤーンを基体とする限り、ヤーンの破断、強度低下は避けることができず、このため、その上で激しい運動が行なわれると、織布の織目にゆるみが生じてパイル糸を保持し得なくなって、パイル糸が抜け出したり、パイル糸が倒れ、いわゆるへたりが生じ、長期の使用に耐えないことが判明した。
【０００８】
また、目ずれが生じることなく、パイル糸を堅固に保持させるために、太い線条体を用いて織成すると、線条体の剛性が高くなるため、パイル糸をタフティングした場合の開裂が大きく、結果、強度低下が大きく、期待する程、強靭な一次基布を得ることはできないことも判明した。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１５８００７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、軽量で、柔軟性、耐水性に優れ、また、長期に亘ってパイル糸を堅固に保持し、パイル糸の抜け出し、へたりがなく、長期に使用することが可能な、耐久性に優れた人工芝生、及び、かかる人工芝生を得ることのできる基布を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果なされたもので、具体的には、熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られたパイル用線条体をタフティングして人工芝生とする基布において、熱可塑性樹脂からなり一軸延伸された多数の小径線条体が互いに結合した集合糸からなる基布用線条体を織成してなることを特徴とする耐久性人工芝用基布を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、基布用線条体が小径線条体を横方向に並列して結合され、テープ状体とされてなる上記の耐久性人工芝用基布、基布用線条体が、基層と、基層より融点の低い熱可塑性樹脂からなり基層を被覆する接合層とによって形成された小径複合線条体からなり、小径複合線条体が熱接合されて集合糸とされてなる上記の耐久性人工芝用基布、及び、基布用線条体とパイル用線条体がオレフィン系重合体からなる上記の耐久性人工芝用基布を提供するものである。
【００１３】
さらに、本発明は、上記の耐久性人工芝用基布に熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られたパイル用線条体をタフティングしてなることを特徴とする耐久性人工芝生を提供するものである。
【００１４】
さらに、また、本発明は、基布に融点の低いオレフィン系重合体からなるフィルムを積層し、得られた積層シートにパイル用線条体をタフティングした後熱処理してなる上記の耐久性人工芝用基布、及び、基布にパイル用線条体をタフティングした後融点の低いオレフィン系重合体からなるフィルムを熱接着してなる上記の耐久性人工芝生を提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の耐久性人工芝用基布１は、図１に示すように、熱可塑性樹脂を一軸延伸した多数の細い小径線条体２を互いに接合して連結した集合糸からなる基布用線条体３を織成することによって形成され、図２に示すように、熱可塑性樹脂のパイル用線条体４をタフティングして人工芝生５とされる。
【００１６】
基布用線条体３は、熱可塑性樹脂によって構成され、熱可塑性樹脂としては、延伸効果の大きい樹脂、一般には結晶性樹脂が使用され、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等が用いられる。中でも加工性と経済性からポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系重合体が望ましく、特に接着性と透明性の観点からメタロセン系触媒を用いて重合したポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。
【００１７】
本発明は、基布用線条体３として、径の細い小径線条体２が連結された集合糸を用いるところに特徴を有する。集合糸は、図３（Ａ）に示すように、細い小径線条体２を多数形成し、その側部を隣接する小径線条体２と接合して、集合することによって得ることができる。
【００１８】
また、小径線条体２は、結晶性樹脂の単独線条体であってもよいが、図３（Ｂ）に示すように、基層１０を接合層１１で被覆した小径複合線条体とすることもできる。
【００１９】
接合層１１は、小径線条体２間、又は、基布１とされた後、基布用線条体３間を接合し、あるいは、基布用線条体３とパイル用線条体４を接合するもので、基層１０を構成する熱可塑性樹脂より融点が低く熱融着性の優れた熱可塑性樹脂が用いられる。具体的には、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等を用いることができ、基層１０の熱可塑性樹脂との関係で基層１０より融点が低い熱可塑性樹脂、好ましくは１０℃以上、さらに好ましくは１５℃以上低融点の熱可塑性樹脂が選択される。
【００２０】
中でも加工性と経済性から高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系重合体が望ましく、特に接合力を高める観点からメタロセン系触媒を用いて重合したエチレン系重合体、プロピレン系重合体、エチレン・プロピレン共重合体、あるいは、エチレン・ブテン共重合体等のエチレン・α−オレフィン共重合体が好ましい。
【００２１】
本発明基布用線条体３は、小径線条体２の集合糸とすることによって、パイル糸をタフティングする際、タフティング針が突き刺さると小径線条体２間が開裂してパイル糸を通すことができ、また、開裂された基布用線条体３は、双方共に小径線条体２からなるから、所定の強度を有し切断することがない。したがって、強度が低下することなく、パイルを堅固に保持し得る人工芝用基布１を得ることができる。
【００２２】
接合層１１は、図３（Ｂ）に示すように、各小径線条体２の周りを被覆したシースコアー構造とし、あるいは、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、基層１０が連結された状態に形成され、その片面又は両面に接合層１１を積層して基層１０を被覆することにより小径複合線条体２ａとすることもできる。この場合、多数の基層１０を連結してシート状に形成し、接合層１１を積層した後、所定幅にスリットすることによって、図３（Ｄ）に示す線条体とすることができ、生産性の観点から、望ましい方法である。
【００２３】
また、小径線条体２の集合は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、小径線条体２を横方向に並列して連結することによってテープ状とすることができ、また、目的に応じて、図３（Ｅ）に示すように、丸く束ねることも可能である。
【００２４】
いずれの場合においても、小径線条体２が互いに接触するように連結され、小径線条体２間が薄肉のフィルムを介して連結することは好ましくない。各小径線条体２の断面形状は特に制限はなく、任意に定め得るが、一般には、円形、楕円形、長円形とされる。
【００２５】
基布用線条体３、及び、小径線条体２の太さは目的に応じて任意に定め得るが、一般には、小径線条体２の平均直径が０．００５〜２ｍｍ、好ましくは０．０１〜１．０ｍｍとされ、基布用線条体３の幅は０．３〜２０ｍｍ、好ましくは０．５〜１０ｍｍとされる。また、基布用線条体３の最大肉厚部ａと最小肉厚部ｂの比（ｂ／ａ）は、０．８〜０．０１、好ましくは０．５〜０．０２の範囲が望ましい。
【００２６】
これら基層１０、接合層１１を構成する熱可塑性樹脂には、目的に応じて、無機充填材を添加することができる。無機充填材の種類としては、熱可塑性樹脂添加材として自体公知の無機充填材を使用することができ、例えば、タルク、クレー、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ウオラストナイト、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、珪酸カルシウム等を使用することができる。無機充填材の配合量は、１〜４０重量％、好ましくは３〜３０重量％である。
【００２７】
また、熱可塑性樹脂には、目的に応じて各種の添加剤を添加することができ、具体的には、フェノール系、有機ホスファイト系、ホスナイトなどの有機リン系、チオエーテル系等の酸化防止剤；ヒンダードアミン系等の光安定剤；ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤；ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の帯電防止剤；ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系等の分散剤；アルカリ土類金属塩のカルボン酸塩系等の塩素補足剤；アミド系、ワックス系、有機金属塩系、エステル系等の滑剤；ヒドラジン系、アミンアシド系等の金属不活性剤；含臭素有機系、リン酸系、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、赤リン等の難燃剤；有機顔料；無機顔料；金属イオン系などの無機、有機抗菌剤等が挙げられる。
【００２８】
これら添加剤は、適宜組み合わされて、基布用線条体３の材料組成物を製造するいずれかの工程で配合される。添加剤の配合は、従来の公知の二軸スクリュー押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロール等の混練装置を用いて所定割合に混合して、これを溶融混練して調製してもよいし、高濃度のいわゆるマスターバッチを作製し、これを希釈して使用するようにしてもよい。
【００２９】
また、延伸は、熱ロールによる延伸、熱板による延伸、熱風炉による延伸等によって行なうことができる。延伸倍率は通常３〜１０倍程度とされる。
【００３０】
こうして得られた基布用線条体３は、図１に示すように、平織とし、あるいは、綾織、斜文織、畦織、二重織、模紗織等の方法で織製することによって、人工芝用基布１とされる。
【００３１】
人工芝用基布１にタフティングされるパイル用線条体４は、熱可塑性樹脂によって構成され、熱可塑性樹脂としては、延伸効果の大きい樹脂が使用され、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等が用いられる。中でも加工性と経済性からポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系重合体が望ましく、特に接着性と透明性の観点からメタロセン系触媒を用いて重合したポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。
【００３２】
なお、本発明においてパイル用線条体４は、結晶性のオレフィン系重合体の単層体であってもよいが、結晶性のオレフィン系重合体からなる基層の表面に、接着性の樹脂、あるいは、顔料又は無機フィラーを配合した樹脂からなる表層を積層することができ、例えば、図４（Ａ）に示すように、結晶性の熱可塑性合成樹脂の単層体を用いることができ、また、図４（Ｂ）に示すように、結晶性のオレフィン系重合体からなる基層１２の片面に顔料又は無機フィラーを配合した表層１３が積層された構造とすることができ、さらに、図４（Ｃ）に示すように、基層１２の両面に表層１３が積層されたサンドイッチ構造とすることができる。また、図４（Ｄ）に示すように、シースコア構造、図４（Ｅ）に示すようにサイドバイサイド構造とすることもできる。中でも、図４（Ｃ）に示すように、テープ状基層１２の両面に表層１３を積層したものが望ましい。表層１３は、パイル糸用線条体３に接合性、風合いを与えることができる。
【００３３】
表層１３は、基層１２を構成する熱可塑性樹脂より融点が低く熱融着性の優れた熱可塑性樹脂が用いられる。具体的には、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等を用いることができ、基層１２の熱可塑性樹脂との関係で基層１２より融点が低い熱可塑性樹脂、好ましくは１０℃以上、さらに好ましくは１５℃以上低融点の熱可塑性樹脂が選択される。
【００３４】
中でも加工性と経済性から高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系重合体が望ましく、特に基布との接合力を高める観点からメタロセン系触媒を用いて重合したエチレン系重合体、プロピレン系重合体、エチレン・プロピレン共重合体、あるいは、エチレン・ブテン共重合体等のエチレン・α−オレフィン共重合体が好ましい。
【００３５】
これらパイル糸用線条体４を構成する熱可塑性樹脂には、目的に応じて各種の添加剤を添加することができる。具体的には、フェノール系、有機ホスファイト系、ホスナイトなどの有機リン系、チオエーテル系等の酸化防止剤；ヒンダードアミン系等の光安定剤；ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤；ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の帯電防止剤；ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系等の分散剤；アルカリ土類金属塩のカルボン酸塩系等の塩素補足剤；アミド系、ワックス系、有機金属塩系、エステル系等の滑剤；ヒドラジン系、アミンアシド系等の金属不活性剤；含臭素有機系、リン酸系、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、赤リン等の難燃剤；有機顔料；無機顔料；無機充填剤、有機充填剤；金属イオン系などの無機、有機抗菌剤等が挙げられる。
【００３６】
これら添加剤は、適宜組み合わせて、基層１２や表層１３の材料組成物を製造するいずれかの工程で配合される。添加剤の配合は、従来の公知の二軸スクリュー押出機、バンバリー、ミキサー、ニーダー、ミキシングロール等の混練装置を用いて所定割合に混合して、これを溶融混練して調製してもよいし、高濃度のいわゆるマスターバッチを作製し、これを希釈して使用するようにしてもよい。
【００３７】
パイル用線条体４として積層体が使用される場合、成形材料となる積層フィルムを成形する手段としては、予め基層１２となるフィルムと表層１３となるフィルムを形成してドライラミネート法や熱ラミネート法を用いて複層化する手段や、基層１２となるフィルムの表面に表層１３となる熱可塑性合成樹脂をコーティングする方法、予め形成した基層１２となるフィルムに表層１３を押出ラミネートする方法、あるいは、多層共押出法によって積層フィルムとして押出成形するなどの公知の手段から適宜選択して用いればよいが、成形の容易さやコスト面、並びに、製品の各層間の接着性の点では、多層共押出法によって基層１２と表層１３の積層体を一段で得る方法が望ましい。シースコア構造、あるいは、サイドバイサイド構造については共押出法によるのが一般的である。
【００３８】
得られたパイル用線条体４は、図２に示すように、人工芝用基布１にタフティングされて人工芝生５とされる。パイル用線条体４のタフティングは、従来公知のタフティングカーペットの製造方法と同様の方法によって行うことができる。
【００３９】
なお、本発明においては、人工芝用基布１とパイル用線条体４の結合を強くするために、図２に示すように、人工芝用基布１の裏面に低融点のオレフィン系重合体フィルム７を積層することができる。
【００４０】
本発明において融点の高い、低いは、基布用線条体３を構成する熱可塑性樹脂、基布用線条体３が積層体からなるときは基層を構成する熱可塑性樹脂との比較で判断される。
【００４１】
オレフィン系重合体フィルム７としては、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレンブロック共重合体等のエチレン系重合体、又は、プロピレン系重合体が用いられる。中でも加工性と経済性からポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系重合体が望ましく、特に接着性の観点からメタロセン系触媒を用いて重合したポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。
【００４２】
オレフィン系重合体フィルム７の厚さは、任意であり、目的に応じて選定することができるが、一般には、２０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上２ｍｍ以下程度とされる。
【００４３】
また、図２に示すように、低融点のオレフィン系重合体フィルム８を、パイル用線条体４がタフティングされた人工芝生５の裏面に積層することもできる。オレフィン系重合体フィルム８を形成するオレフィン系重合体としては、オレフィン系重合体フィルム７と同様の重合体を用いることができる。
【００４４】
オレフィン系重合体フィルム８を人工芝生５の裏面に接合するときは、空気圧を用いて押圧する方式とすることが望ましく、図５に示すように、人工芝生５を裏面が上面となるようにして接合装置に供給し、その上にオレフィン系重合体フィルム８を重ねると共に、加熱ヒーター等の輻射熱加熱方式の加熱装置１６を用いてオレフィン系重合体フィルム８を加熱することによってオレフィン系重合体フィルム８を溶融し、ついで、エアーナイフ等の熱風噴き出し装置１７を用いてオレフィン系重合体フィルム８を押圧することによって、人工芝生５に接合することができる。
【００４５】
空気圧を用いてオレフィン系重合体フィルム８を接合することによって、オレフィン系重合体フィルム８は、人工芝生５裏面の凹凸に沿って賦形されて、人工芝生５の裏面全面にぴったりと添着され、パイル糸を強固に固定することができる。また、パイル用線条体４によって形成された凸部１４の間に連続した凹部１５が形成され、凹部１５は人工芝生５が敷設された際に雨水等を排水する排水路として機能させることができる。なお、必要に応じて、オレフィン系重合体フィルム７、８に所定の間隔をおいて多数の排水孔を設けることによって人工芝生５を敷設した際の上面の排水を図ることも可能である。
【００４６】
本発明耐久性人工芝用基布１は、小径線条体２が連結した集合糸を用いているから、タフティング針が挿通されたときには、小径線条体２が分裂してパイル糸４を容易に通すことができ、したがって、線条体の破断、強度低下がなく、また、小径線条体２は所定の径を有するから、分裂した際にも、分裂した各フィブリルは所定の強度を維持し、分裂によって細く弱い繊維が生じて切断が生じることもない。
【００４７】
したがって、本発明耐久性人工芝用基布１を用いて形成した人工芝生５は、パイル糸の保持力が強く、堅固に保持し、激しい運動が行なわれた際にも、パイル糸の抜け出しのおそれがない。
【００４８】
本発明耐久性人工芝用基布１を用いて形成した人工芝生５は、野球場、サッカー場、ラグビー場、あるいはこれらの多目的グランド、テニスコート、ゴルフ練習場の芝生として用いることができ、また、歩行路、車、飛行機、ホール等の敷物として用いることができる。なお、本発明人工芝生５は、そのまま敷設して使用することができ、また、図２に示すように、パイル間に砂９等を充填して使用することもできる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、軽量で、柔軟性、耐水性に優れ、また、長期に亘ってパイル糸を堅固に保持し、パイル糸の抜け出し、へたりがなく、長期に使用することが可能な、耐久性に優れた人工芝生、及び、耐久性に優れた人工芝生を得ることのできる基布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明耐久性人工芝用基布の一例を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図
【図２】本発明人工芝生の例を示す（Ａ）は正縦断面図、（Ｂ）は側縦断面図
【図３】基布用線条体の例を示す縦断面図
【図４】パイル用線条体の例を示す縦断面図
【図５】人工芝生の製造例を示す縦断面図
【符号の説明】
１．耐久性人工芝用基布
２．小径線条体
３．基布用線条体
４．パイル用線条体
５．人工芝生
７．８．オレフィン系重合体フィルム
１０．１２．基層
１１．接合層
１３．表層
１６．加熱装置
１７．熱風噴き出し装置
Claims (7)
- 熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られたパイル用線条体をタフティングして人工芝生とする基布において、熱可塑性樹脂からなり一軸延伸された多数の小径線条体が互いに結合した集合糸からなる基布用線条体を織成してなることを特徴とする耐久性人工芝用基布。
- 基布用線条体が、小径線条体を横方向に並列して結合し、テープ状体としてなる請求項１記載の耐久性人工芝用基布。
- 基布用線条体が、基層と、基層より融点の低い熱可塑性樹脂からなり基層を被覆する接合層とによって形成された小径複合線条体からなり、小径複合線条体が熱接合されて集合糸とされてなる請求項１又は２に記載の耐久性人工芝用基布。
- 基布用線条体とパイル用線条体が、オレフィン系重合体からなる請求項１〜３のいずれかに記載の耐久性人工芝用基布。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の耐久性人工芝用基布に、熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られたパイル用線条体をタフティングしてなることを特徴とする耐久性人工芝生。
- 基布に、融点の低いオレフィン系重合体からなるフィルムを積層し、得られた積層シートに、パイル用線条体をタフティングした後、熱処理してなる請求項５に記載の耐久性人工芝生。
- 基布に、パイル用線条体をタフティングした後、融点の低いオレフィン系重合体からなるフィルムを熱接着してなる請求項５又は６に記載の耐久性人工芝生。
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