JP2014511955A - 耐火性人工芝 - Google Patents

Abstract

【課題】特定の人工芝システムにおける遊戯特性に極度に影響を与えることなく可燃性物質を含むことによる問題を好適に解決する。
【解決手段】人工芝システムは、複数のペレットをインフィル内に含み、当該インフィルは、裏打ち部材上でかつ複数の合成ファイバーのそれぞれの間に配置され、当該複数のファイバーは、裏打ち部材から延伸する。ペレットは、例えば、塩等の難燃性材料からなり、より具体的には、無機塩であり、不水溶性材料に包含されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、人工芝システムに関し、より詳細には、インフィルに耐火性材料を用いた人工芝システムに関する。

人工芝システム（人工／合成芝とも呼ばれる）は、天然芝フィールドの代わりとして広く普及している。かかる人工芝システムは、典型的には、ポリエチレン（ＰＥ）ファイバーまたは他の既存のポリマー（ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）など。これらに限定されない）からなるファイバーを含み、粒子状の充填物は、典型的には、他の成分のうち、ＳＢＲゴム／エラストマー系材料を含む。これらの材料は構造上及び審美上実用的であるが、多くの場合、火に対する懸念があり、（あるシステムでは）燃えた場合に有毒物質を放出するおそれがある。

ポリマーファイバーは、それ自体、可燃性で、芝火災の際に主要な発火物となり得る。実際のところ、当該ファイバーは高温で瞬時に燃え、全てのポリマー燃料が消費されると自己消火するが、それが含まれていない場合は、インフィルまで到達して燃えてしまう。

ファイバーに加えて、インフィルのゴム／エラストマー系成分もまた、他のゴムと同様にファイバーが燃えるのと同じような危険性に関する懸念がある。例えば、ファイバーの火災によっていったん発火すると、当該ゴムは初期のファイバーによる火災よりも長く燃焼する。従って、特定のゴムの燃焼により、多量の重黒煙が放出され、例えば、インドアの運動フィールドのような閉じた空間では有毒である。

現在、多くの合成芝システムは、ＡＳＴＭ Ｄ２８５９及びＡＳＴＭ Ｅ６４８または他の同等あるいは同様の基準テストプロトコルによるテストを受けている。これら全てのテストは、人工芝システムの購入者に、所定の芝システムが比較的安全であるか否かについてのテスト結果を提供する。しかしながら、多くの合成芝システムは、それらのテストのうちの１以上に合格せず、あるいは、クラスＩＩ認証のみしか適合しない。

従って、人工芝システムには、特定の人工芝システムにおける遊戯特性に極度に影響を与えることなく可燃性物質を含むことによる問題を好適に解決するといったニーズが依然としてある。

本発明は、上述した懸念／問題を解決するためになされたものである。

本発明の１の実施形態によれば、人工芝システムが提供される。当該人工芝システムは、難燃性材料を含み、当該難燃性材料は、インフィル材に分散されているとともに、複数のファイバーのそれぞれの間に配置されている。インフィル全体に渡って分散されている難燃性材料が開示されるが、他の配置、例えば、１００％または特定のレベルの大きな濃度でインフィル内（例えば、インフィルの上部またはその近傍）に配置することも可能である。他の好適な実施形態においては、難燃性材料は、実際のインフィル材料のほとんどまたは全てを構成する。これにより、火に対する安全性、及び、既存のインフィル材料に典型的に関連する望ましい遊戯特性の両方を達成する。

好ましい実施形態においては、難燃性材料は、無機塩からなり、より具体的には、ペレット形状の無機塩からなる。当該ペレットは、スクリーンメッシュサイズの特定の範囲内に形成することができ、インフィル内（例えば、上面またはその近傍）の望ましい位置、すなわち、人工芝の上端及びむき出しの端の近傍において作用可能なポジショニングを維持するように密集する。

例えば、ペレットのスクリーンメッシュサイズは、インフィルに用いるゴム／エラストマー系材料のスクリーンメッシュサイズ、より具体的には、インフィルの上面またはその近傍に配置されたゴム／エラストマー系材料のスクリーンメッシュサイズに近似する。また、難燃性材料の量は、許容可能なＧ−Ｍａｘ及び／または特定の人工芝システムに望まれ、及び／または要求される他のインフィルコンパクション／弾力性に悪影響を与えない量とされる。

人工芝システムはしばしば屋外に配置され、また、塩及び有機塩が水溶性だとすると、難燃性材料は、ＰＥ、ＰＰまたは他のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の不水溶性材料に包含される。これにより、当該塩が過剰な水分（すなわち、雨）に意図的でなくさらされた場合に溶解することを防止することができる。もちろん、本発明によれば、包含された難燃性材料に水／水分が意図的でなく到達することを防止することができるのであれば、他の包含材料を用いることも可能であり、ここで、当該包含材料は、人工芝の近傍位置での火災の温度と少なくとも等しい温度で溶解するものである。従って、本発明によれば、難燃性材料が不水溶性材料に包含されているので、当該難燃性材料は、コーティングを溶かすほどの熱源（すなわち、炎）が発生しない限り、あるいは、発生するまで、他の材料（砂、ゴム、コルク等）を含む粒子状のインフィル内においてそのままの状態を維持する。必須ではないが、本発明によれば、保護コーティングは、インフィルの特定の色（あるいは、望ましい他の色）と混ざり合う着色顔料を含み、必要な場合は、紫外線放射（すなわち、太陽光）による劣化に対して安定化を図る。

人工芝システムが発火した場合、炎の位置またはその近傍の包含材料が溶解し、難燃性材料が炎にさらされる。これにより、炎を鎮火する。また、包含材料が溶解することにより、溶解した材料（ＰＥ／ＰＥＴ）が溶解した部分の回りにバリアを形成する。このバリアは、防護線を形成し、溶解したＰＥ／ＰＥＴがインフィルの粒子状の材料の間の空隙を充填することにより、火災は当該防護線を越えて延焼することがない。これにより、炎の酸素源を遮断し、火災及び延焼を食い止める。

本発明の観点に係る人工芝システムによれば、耐火性質及び特性が非常に改善される。

上述した本発明の観点及び目的は、組み合わせが可能であり、また、本発明の他の利点及び観点は、図面の開示及び以下の詳細な実施形態の説明を読むことによって当業者にとって明らかとなる。

本発明によれば、耐火性質及び特性が非常に改善される。

本発明の一実施形態に係る人工芝システムの側部概略図である。

本発明は、多様な態様での実施形態の影響を受けやすく、１以上の実施形態を、図示するとともに以下に詳細に説明するが、本開示は本発明の原理を例示するためのものであり、本発明を本開示による実施形態に限定するためのものではない。

特徴、利点、目的及び同様の説明を通じた参照は、本発明または任意の一の実施形態によって実現される特徴及び利点のすべてを教示するものではない。むしろ、特徴及び利点について参照される説明は、以下の実施形態とともに説明される特定の特徴、利点、または特性が本発明の少なくとも一の実施形態に含まれるものであることを意味するものである。従って、本明細書を通じた特徴及び利点についての説明及び同様の説明は、同様の実施形態を参照するものであるが、これは必須ではない。

図１に示すように、本発明の一の実施形態に係る人工芝システム１０は、裏打ち部材１２と、当該裏打ち部材１２から伸びる複数の人工ファイバー１４と、個別のファイバー１４の間で裏打ち部材上に配置されたインフィル１６とを備える。裏打ち部材１２及びファイバー１４は、ＰＥ／ＰＰ／ＰＥＴを含む任意の数の好適な材料から形成されることは当業者にとってはよく理解されるところであるが、これらの材料には限定されない。

インフィル１６は、複数のペレット１８を含み、各ペレット１８は、難燃性材料を含むとともに、不水溶性の材料に包含されている（利用可能な、包含された難燃性材料の一例が、添付の「森林火災を防止するための防水性難燃剤」、Ｒ．Ａ．Ｖ．Ｒａｆｆ、Ｍ．Ｍ．Ｍｉｔｃｈｅｌｌ及びＭ．Ｆ．Ａｄａｍｓ、ワシントン州立大学、プルマン、ワシントンに開示されている）。インフィル１６は、ゴム２０、砂、コルク等の材料、あるいは任意の数の他の材料を含んでもよい。インフィルは、また、耐火材料を含んでもよい。

ここで、難燃性材料は、塩であり、より具体的には、無機塩類である。

さらに、不水溶性の包含材料は、ＰＥＴである。また、不水溶性材料及びファイバー１４は同じ材料からなる。

第１の実験において、本発明による人工芝システムは、インフィルが略７３容量パーセントの包含された難燃性材料を用いて構成され、当該難燃性材料は、インフィルの上部１／８内に位置している。この人工芝システムは、ＡＳＴＭ Ｅ６４８に基づいてテストされ、クラスＩ認証レベルを達成している。

第２の実験において、本発明による人工芝システムは、インフィルが略５５容量パーセントの包含された難燃性材料を用いて構成され、当該難燃性材料は、インフィルの上部１／８内に位置している。この人工芝システムは、ＡＳＴＭ Ｅ６４８に基づいてテストされ、クラスＩＩ認証レベルを達成している。

さらなる実験が、ＡＳＴＭ Ｅ６４８に基づく適切な認証レベルを得るための特定の実施形態の能力を判別するために実施された。クラスＩの認証を得るためには、クリティカルラディアントフラックス率が、０．４５ワット／ｃｍ^２より大きくなくてはならない。クラスＩＩの認証を得るためには、クリティカルラディアントフラックス率が、０．２２から０．４０ワット／ｃｍ^２の間でなくてはならない。これらの実験の結果を、以下の表１に示す。

上記の実験において、難燃性材料の容量パーセントが、人工芝システム用のインフィルに典型的に用いられる１０−１４メッシュサイズのゴムに代わって用いられた難燃性材料の体積比での量を示す。クラスＩの認証を得るためには、このサイズのゴムの７５％のみを難燃性材料に変更すればよいことが分かる。

インフィル内のペレットの上述した容積または位置は、限定のためのものではない。実際のところ、これらはあくまでも一例である。難燃性材料が、当該材料を含まないシステムと比較して火（またはその含有物）の拡散を減少するかぎり、他の容量、位置及び特性を採用してもよい。

人工芝システムについて解決すべき他の懸念は、フィールドに関連するＧ−Ｍａｘである。フィールドが非常に硬い場合、危険である。逆に、フィールドが非常に柔らかい場合、当該フィールドでの遊戯特性に悪影響を及ぼす。１００から２００の間のＧ−Ｍａｘは許容可能で安全であると考えられている。従って、本発明の様々な実施形態に関してさらなる実験を行った。第１の実験において、１０−１４メッシュサイズの１００％のゴムが、難燃性材料に置き換えられた。第２の実験において、１４−３０メッシュサイズの１００％のゴムが、難燃性材料に置き換えられた。第３の実験において、１４−３０メッシュサイズの７５（容量パーセント）のゴムが難燃性材料に置き換えられた。これらの結果を以下の表２に示す。

以上のデータに基づいて、様々な実験によるＧ−Ｍａｘの結果から、人工芝システムのインフィルに用いられる難燃性材料が、Ｇ−Ｍａｘに悪影響を及ぼさないことが分かる。

従って、本発明による人工芝システムは、火災及び延焼によるダメージのリスク及び可能性を最小限にしたシステムを提供する。

本明細書に開示した本発明について、追加の実施形態が当業者にとっては実施可能であり、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の特定の実施形態を図示して説明したが、本発明の技術的範囲から大幅に逸脱することなく、多様な応用が可能であり、保護を求める範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

本出願は、２０１１年４月１８日になされた米国仮特許出願第６１／４７６５９９号に基づく優先権を主張する。本明細書に、当該米国仮特許出願の開示の全てを参照として取り込む。

１０ 人工芝システム
１２ 裏打ち部材
１４ ファイバー
１６ インフィル
１８ ペレット
２０ ゴム

Claims (13)

1. 裏打ち部材と、
   前記裏打ち部材から延伸する複数のファイバーと、
   前記複数のファイバーのそれぞれの間でかつ前記裏打ち部材上に配置されるインフィルであって、複数の難燃性ペレットを含むインフィルと、
   を備えたことを特徴とする人工芝システム。
2. 前記難燃性ペレットは、塩からなることを特徴とする請求項１に記載の人工芝システム。
3. 前記塩は無機塩であることを特徴とする請求項１又は２に記載の人工芝システム。
4. 前記難燃性ペレットを包含する不水溶性材料をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の人工芝システム。
5. 前記不水溶性材料は、ポリマーであることを特徴とする請求項４に記載の人工芝システム。
6. 前記インフィルは、少なくとも５５容積パーセントのペレットからなり、当該ペレットは、当該インフィルの上部１／８内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の人工芝システム。
7. 前記インフィルは、少なくとも７３容積パーセントのペレットからなり、当該ペレットは、当該インフィルの上部１／８内に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の人工芝システム。
8. 前記不水溶性材料と前記ファイバーとは、同一の材料から形成されることを特徴とする請求項４に記載の人工芝システム。
9. 前記不水溶性材料と前記ファイバーとは、異なる材料から形成されることを特徴とする請求項４に記載の人工芝システム。
10. 前記インフィルは、さらに、ゴムを含むことを特徴とする請求項１に記載の人工芝システム。
11. 前記インフィルは、さらに砂を含むことを特徴とする請求項１０に記載の人工芝システム。
12. Ｇ−Ｍａｘ率が１００から２００の間であることを特徴とする請求項１に記載の人工芝システム。
13. 前記ポリマーは、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリエチレンテレフタレートを含むグループから選択されることを特徴とする請求項４に記載の人工芝システム。

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