JP2012026130A - 人工芝および同人工芝の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基布に植設されたパイルを倒伏させることなく、基布に固着した人工芝を提供する。
【解決手段】パイル４の基布３１からの抜け落ちを防止する裏止め処理として、基布３１の裏面側からパイルのバックステッチ部４１を熱融着する熱処理と、熱処理が施された基布３１の裏面に裏止め材３２を用いてパイル４と基布３１とを固定する裏止め処理とを組み合わせる。
【選択図】図２

Description

本発明は、サッカー場などに敷設される人工芝に関し、さらに詳しく言えば、基布からのパイルの抜け落ちを確実に抑えることができる人工芝に関する。

ロングパイル人工芝は、通常の人工芝よりも長いパイルが植設された基布のパイル間に充填材を充填したものからなり、天然芝に近い弾力特性を持つ人工芝サーフェイスとして、サッカーやラグビー、野球場などの各種運動競技施設に普及している。

通常、人工芝は、基布にパイルをタフティングしたのち、裏面側（バックステッチ側）からパイルの抜け落ちを防止する裏止め処理が施されている。パイルは、合成樹脂製で様々な種類があるが、モノフィラメントヤーン（口金から押し出した糸を複数本束ねたもの）や２種類以上のパイルを一度に植設する場合は、パイルが複数本独立しているので、裏止め材がそれぞれに十分付着していなければならない。

とりわけ、モノフィラメントヤーンを用いた場合は、６〜８本のフィラメント糸が１つの束として構成しているため、その各々に裏止め材が付着しないとしっかりと固定できない。そのため、少量でも固着力の強いウレタン樹脂を裏止め材として用いることがあるが、ウレタン樹脂はコストが高い。

また別の方法として、上述した裏止め材を用いることなく、パイルを固定する方法もある。例えば特許文献１に示すように、この人工芝は、融点の異なる２枚の基布を重ね会わせた基布にパイルを植設し、低融点の基布を熱溶解して高融点の基布にパイルとともに融着させた点が開示されている。

また特許文献２には、パイルが植設された基布の裏面（バックステッチ側）に例えばヒートローラなどを押し付けることで、パイルの一部を熱融着させて基布に固定する方法が開示されている。

しかしながら、上記特許文献１および２には、次のような課題が残されている。すなわち、一般に、人工芝の裏止め処理は、幅３〜４ｍ×長さ３００〜１５００ｍ（面積９００〜６０００ｍ^２）程度の大きな面積で行われる。上記先行文献では、パイルまたは基布が熔融するまで加熱する必要があるが、これだけの大きな面積を前面にわたって均一に熔融させるには、非常に精度の高い温度管理をしなければならない。また、温度が高すぎると、製品が溶けて破壊されてしまうし、逆に温度が低いと十分に融着しない。

また、バックステッチ部分のパイルまたは基布が加熱熔融している間にパイルと基布を圧着しないと十分な接着力が得られないため、熔融状態でバックステッチ側を押し付けるための何らかの手段が必要となる。

さらに、押し付け力を効率的に伝達するため、基布の表側を受けて両面から挟み込む手段も必要となる。その結果、加熱された状態で人工芝を両側から挟んで科圧することによりパイルが押さえ付けられ、倒伏して外観が損なわれるという問題があった。さらには、パイルが倒伏すると、充填材の充填作業がしづらくなるため、好ましくない。

特開平６−１４６１５５号公報 特開平１１−２４１３０８号公報

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、基布に植設されたパイルを倒伏させることなく、基布に固着した人工芝を提供することを目的としている。

上述した目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。請求項１に記載の発明は、基布にパイルを植設するとともに、上記基布の裏面に上記基布から上記パイルが抜け落ちないようにするため、裏止め材による裏止め処理を施してなる人工芝の製造方法において、上記裏止め材による裏止め処理を実施する前に、上記基布の裏面側に露出されている上記パイルを加熱により変形および／またはフィラメント同士を融着する熱処理を施すことを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記基布は、その融点が上記パイルの融点よりも高いことを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２において、上記熱処理は、ヒートローラを上記基布の裏面側に沿って接触させる、または、レーザーを上記基布の裏面側に照射することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、上記請求項１，２または３において、上記熱処理は、上記基布の表面側の上記パイルに対して無負荷で行われることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、上記請求項１ないし４のいずれか１項において、上記パイルは、複数本のフィラメント糸によって構成されていることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、上記請求項１ないし５のいずれか１項において、上記基布、上記パイルまたは上記裏止め材のいずれかがオレフィン系樹脂で形成されていることを特徴としている。

また、本発明には、これら人工芝の製造方法によって作製された人工芝も含まれる。

請求項１に記載の発明によれば、人工芝の裏面側を裏止め材で覆う前に、裏面側に露出しているパイルを熱処理によって変形および／またはパイルのフィラメント同士を融着させることにより、パイルが基布から抜けにくくなる。

請求項２に記載の発明によれば、基布の融点がパイルの融点よりも高いことにより、パイルのみを熱変形および／または熱融着させることができ、基布に対する熱の影響を防ぐことができる。

請求項３に記載の発明によれば、熱処理はヒートローラを基布の裏面側に沿って接触させる、または、レーザーを基布の裏面側に照射することにより、基布を傷めることなく、効率的に熱処理することができる。

請求項４に記載の発明によれば、熱処理は、基布の表面側のパイルに対して無負荷で行われるため、パイルが倒伏することを防止できる。

請求項５に記載の発明によれば、パイルは、複数本のフィラメント糸によって構成されていることにより、熱処理によって、フィラメント糸を束ねた状態で変形もしくは融着することで、基布から抜けにくくなる。

請求項６に記載の発明によれば、上記基布、上記パイルまたは上記裏止め材のいずれかがオレフィン系樹脂で形成されていることにより、裏止め材と馴染みにくいオレフィン系樹脂を用いた場合であっても、確実にパイルの抜け落ちを防止できる。

本発明の一実施形態に係る人工芝を基盤に敷設した状態の模式図。 （ａ）〜（ｃ）上記人工芝の裏止め処理の手順を説明する人工芝の側面図および部分横断面図。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこの限りではない。図１に示すように、この人工芝構造体１は、基盤２上に敷設された人工芝３を有し、人工芝３のパイル４の間には粒状物５が充填されている。

この実施形態において、基盤２は、地面を平坦に均した簡易舗装面が用いられるが、これ以外に、砂利などを敷き詰めてあってもよいし、アスファルトなどで舗装された既設舗装面を用いてもよい。

さらには、基盤２の上に弾性舗装などを設けてもよいし、既設の人工芝を残したまま、その上に新たに人工芝構造体１を敷設するような態様であってもよく、本発明において、基盤２の構成は、仕様に応じて変更可能であり、任意的事項である。

人工芝３は、基布３１に所定間隔でパイル４が植設されている。基布３１は、例えばポリプロピレン，ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂が好適に選択されるが、リサイクル性を考慮して、溶融性のよい低密度ポリエチレンがより好ましい。

この例において、基布３１は、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレート、ナイロンなどの合成樹脂製の平織り布が用いられているが、これ以外に綾織布であってもよい。また、平織り布に合成樹脂の綿状物をパンチングにより植え付けたものであってもよい。なお、基布３１の色は、仕様に応じて任意に決定されるが、粒状物に作り替えられたときに、太陽の熱を吸収しにくいように黒色以外の色に着色されていることが好ましい。

パイル４は、基布３１の表面から先端までのパイル長さＨ１が４０〜７５ｍｍと長い、いわゆるロングパイルであることが好ましい。パイル４は、ポリプロピレン，ポリエチレン、ナイロンなどの熱可塑性樹脂が好適に選択される。パイル４は緑色に着色されているが、黒色以外であれば任意の色が用いられる。

パイル４には、モノテープヤーンまたはモノフィラメントヤーンを複数本束ねたもの、あるいは、帯状のスプリットヤーンが用いられてよい。この例において、パイル４は、太さが５０００〜１８０００ｄｔｅｘであって、植え付け量１０００〜２０００ｇ／ｍ^３で基布３１に植え付けられている。

ここで、パイル４は、従来からある合成樹脂を素材として、一般的な製造方法によって製造されたパイルが用いられてよいが、より好ましくは、パイル４の素材の融点よりも基布３１の素材の融点の方が高く設定されているほうが、熱変形しにくく好ましい。

パイル４は、基布３１に対して抜け落ちないようにするための熱処理と裏止め処理とが施されている。図２（ａ）〜（ｂ）を参照して、熱処理は、基布３１の裏面３３側に露出するパイル４のバックステッチ部４１を熱融着する処理である。

図２（ａ）に示すように、パイル４がタフティングされた基布３１を裏面が上面となるように配置したのち、熱処理を行う。熱処理は、図２（ｂ）に示すように、タフティングされた基布３の裏面３１側に所定の温度に加熱された加熱ローラを接触させることにより、パイルのバックステッチ部４１を熱融着して、束ねられたパイル同士を融着させることができる。さらには、断面図に示すように、パイル４の各フィラメント糸自体が、加熱ローラによって押し潰されて扁平に変形するため、より基布から抜けにくくなる。

この例において、熱処理は、加熱ローラを用いてパネル４を加熱しているが、これ以外の加熱方法として、レーザーを照射して加熱する方法もある。本発明において、熱処理の加熱方法は、バックステッチ部４１を熱融着することができれば、その他の方法であってもよい。

熱処理を実施する際、熱処理面とは反対の面（図２（ａ）では下面）では、パイル４に対して無負荷で行われることが好ましい。すなわち、パイル４の先端をローラなどで押さえ付けることなく、無負荷で加熱処理することで、パイルが熱で倒伏したりするのを確実に防止できる。

また、２種類のパイルを同時に植設する場合やモノフィラメント製法で複数本のフィラメント糸が束で構成されるパイル４では、バックステッチ部４１でフィラメント糸同士が変形して密着性が上がったり、融着することにより、基布３１から抜けにくくなるため効果的である。

本発明では、パイル３のバックステッチ部４１のみを熱融着によって固定するだけでよいため、加熱温度を低く設定でき、製造中の温度管理も先行技術ほど細かく制御しなくてよい。

熱処理を行った後、裏止め処理を行う。図２（ｃ）に示すように、裏止め処理は、上述した熱処理を施した基布３１の裏面３３側に裏止め材３２を塗布して基布３１とパイル４とを一体に固定する処理である。

裏止め材３２には、例えばＳＢＲラテックスやウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどが用いられる。裏止め材３２は、塗布量が８００〜１２００ｇ／ｍ^２（乾燥時）となるように一様に塗布されている。

これによれば、まず、熱処理でパイル４のバックステッチ部４１を変形もしくは融着させて基布３１からのパイル４の抜けに対する抵抗力を物理的に高めたのち、裏止め材３２で基布３１の裏面全体をコーティングすることにより、パイル４の抜け落ちを確実に防止することができる。

さらには、熱処理と裏止め処理の２工程を施すため、例えばオレフィン系樹脂のように単体で使用するには接着力が足りないが、リサイクルしやすい素材を裏止め材として用いる場合や、使用量を抑えてコストダウンしたい場合などに特に有効である。

このように作成された人工芝３のパイル４の間には、充填材５が充填されている。この例において、充填材５は、弾性粒状物と硬質粒状物とを混合物からなり、所定の厚さとなるように充填されている。なお、充填材５は、弾性粒状物のみからなる上層と硬質粒状物のみからなる下層の二層構造としてもよいし、弾性，硬質いずれか一方の粒状物の単層構造であってもよい。

充填材５の層厚さは、要求される弾力性により任意に選択されるが、充填材４の流出や飛散を防止するうえで、パイルの突出高さＨ２（充填材層の表面からパイル先端までの長さ）が１０ｍｍ以上となる厚さであることが好ましい。本発明において、充填材５の構成は任意的事項である。

次に、本発明の具体的な実施例について比較例とともに比較検討する。まず、以下の方法で人工芝を作成した。

〔人工芝の作製〕
ポリプロピレン織布からなる基布にポリエチレン製のモノフィラメントヤーン（フィラメント断面形状＝幅１ｍｍ×厚み０．１７ｍｍの８本撚り）をタフティングにより芝丈６０ｍｍで植設した。
〔熱処理〕
作製された各人工芝を裏返し、裏面側からプレヒートローラにてパイルのバックステッチ部を１１０℃で３分間加熱し熱融着したのち、冷却した。
〔裏止め処理〕
熱処理を施した人工芝の裏面側にＳＢＲラテックスを１０００ｇ／ｍ^２（実施例１）またはウレタン樹脂を１０００ｇ／ｍ^２（実施例２）で塗布し、乾燥させて裏止め処理を行った。また、比較例として、熱処理を行わずに裏止め処理のみを行ったサンプルを併せて作製した。

上記工程で作製された各人工芝を、ＪＩＳ Ｌ−１０２３に基づいてフィラメント単糸の抜糸強度を１０回測定し、その平均値を抵抗力として算出した。また、実施例と比較例の相対的な強度向上率を併せて算出した。
以下に、各実施例および比較例の条件およびその結果を示す。

《実施例１》
〔バックステッチ加熱〕１１０℃×３分
〔バッキング材〕ＳＢＲラテックス：１０００ｇ／ｍ^２
〔抜糸強度〕１０．３Ｎ
〔強度向上率〕１３９％

《実施例２》
〔バックステッチ加熱〕１１０℃×３分
〔バッキング材〕ウレタン樹脂：８００ｇ／ｍ^２
〔抜糸強度〕１２．１Ｎ
〔強度向上率〕１３５％

〈比較例１〉
〔バックステッチ加熱〕なし
〔バッキング材〕ＳＢＲラテックス：１０００ｇ／ｍ^２
〔抜糸強度〕７．４Ｎ
〔強度向上率〕−

〈比較例２〉
〔バックステッチ加熱〕なし
〔バッキング材〕ウレタン樹脂：８００ｇ／ｍ^２
〔抜糸強度〕８．９Ｎ
〔強度向上率〕−

実施例１，２および比較例１，２のまとめを表１に示す。

以上により、本発明は以下の知見を得た。すなわち、パイルの抜け止めとして、熱処理を施してパイルを変形および／または融着したのち、裏止め処理を施すことで、強度が裏止め処理のみの場合に対して１３５〜１４０％程度向上し、より強固に固定できる。

１ 人工芝構造体
２ 基盤
３ 人工芝
３１ 基布
３２ 裏止め材
４ パイル
４１ バックステッチ部
５ 充填材

Claims (7)

1. 基布にパイルを植設するとともに、上記基布の裏面に上記基布から上記パイルが抜け落ちないようにするため、裏止め材による裏止め処理を施してなる人工芝の製造方法において、
   上記裏止め材による裏止め処理を実施する前に、上記基布の裏面側に露出されている上記パイルを加熱により変形および／または融着する熱処理を施すことを特徴とする人工芝の製造方法。
2. 上記基布は、その融点が上記パイルの融点よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の人工芝の製造方法。
3. 上記熱処理は、ヒートローラを上記基布の裏面側に沿って接触させる、または、レーザーを上記基布の裏面側に照射することを特徴とする請求項１または２に記載の人工芝の製造方法。
4. 上記熱処理は、上記基布の表面側の上記パイルに対して無負荷で行われることを特徴とする請求項１，２または３に記載の人工芝の製造方法。
5. 上記パイルは、複数本のフィラメント糸によって構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の人工芝の製造方法。
6. 上記基布、上記パイルまたは上記裏止め材のいずれかがオレフィン系樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の人工芝の製造方法。
7. 上記請求項１ないし６のいずれか１項に記載された製造方法で作成された人工芝。

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