JP2016205048A

JP2016205048A - 人工芝

Info

Publication number: JP2016205048A
Application number: JP2015090276A
Authority: JP
Inventors: 俊裕田村; Toshihiro Tamura; 羽嶋　宏治; Koji Hajima; 宏治羽嶋; 孝志堀尾; Takashi Horio
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2015-04-27
Publication date: 2016-12-08

Abstract

【課題】金属スパイク等の板状の歯を有する靴の使用に対しても優れた耐久性を有するとともに、充填物が飛散し難い人工芝を得る。【解決手段】基布２に合成樹脂製のパイル３を植設してなる人工芝１において、パイル３には、異種形状で同じ素材からなる少なくとも第１および第２の２種類のヤーンが含まれており、第１ヤーンは３６０μｍ以上の厚みを有し、第２ヤーンは幅が１．４ｍｍ以上でかつ断面２次モーメントが０．００１３ｍｍ４以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、基布に合成樹脂製のパイルを植設してなる人工芝に関し、さらに詳しく言えば、野球等の金属スパイクを使用する競技用途として好適な人工芝に関するものである。

人工芝のうち、特にパイル間に砂やゴムチップ等の充填材を充填したいわゆる充填材入り人工芝は、天然芝に近い性状を持つ人工芝サーフェイスとして、サッカーやラグビー、野球場等の各種運動競技施設に普及している。

この種の人工芝の一つとして、パイル長（基布から先端までの長さ）を例えば６０ｍｍ以上と長くした、いわゆるロングパイル人工芝がある。ロングパイル人工芝においても、そのパイル間に砂やゴムチップ等の粒状物が充填されるが、パイル先端の露出部分を長くすることで、天然芝により近い性状を実現できることから高い評価を得ている。

そのパイル（ヤーンもしくは芝葉とも言う）には、外観的にも天然芝に近似し、また、充填物の飛散を極力少なくすることを意図して、薄くて幅広に賦形された糸状のプラスチックが使用されている（例えば、特許文献１参照）。

従来において、人工芝の仕様は運動競技別に分けられてなく、野球場にも例えばサッカー場と同じ人工芝（ロングパイル人工芝）が用いられている。

しかしながら、野球場用途の場合、サッカー等のその他の運動競技と異なり、スパイクに鋭利な金属が用いられていることから、ヤーン（芝葉）が早期に切れて部分的に芝が失われる、という問題がある。

特開２０１４−９５３８号公報

金属スパイク等の鋭利な突起物の使用によるヤーンのちぎれを抑えるには、ヤーンを倒れにくくすることが有効であるが、このようにすると、ボールの落下衝撃等により充填物が飛散しやすくなるばかりでなく、外観（見た目）も損なわれる、という別の問題が発生する。

そこで、本発明の課題は、金属スパイク（もしくはこれに相当する鋭利な突起物）の使用に対しても優れた耐久性を有するとともに、充填物が飛散し難い人工芝を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、基布に合成樹脂製のパイルを植設してなる人工芝において、上記パイルには、異種形状で同じ素材からなる少なくとも第１および第２の２種類のヤーンが含まれ、上記第１ヤーンは３６０μｍ以上の厚みを有し、上記第２ヤーンは幅が１．４ｍｍ以上でかつ断面２次モーメントが０．００１３ｍｍ^４以下であることを特徴としている。

本発明において、上記第１ヤーンの断面２次モーメントは、０．００１５ｍｍ^４以上であることが好ましい。また、上記第２ヤーンの断面２次モーメントは、好ましくは０．００００８ｍｍ^４以上である。

また、上記パイルの複素弾性率は、４．０〜６．０×１０^９ｄｙｎ／ｃｍ^２であることが好ましい。上記パイルには、上記第１ヤーンと上記第２ヤーンとが１：１の比率で含まれているとよい。上記第１および第２ヤーンは、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（Ｌ−ＬＤＰＥ）からなることが好ましい。

本発明の人工芝は、靴底に金属スパイクに代表される例えば板状の鋭利な突起物を有する靴を使用する競技、特には野球やソフトボールに好適である。なお、鋭利な突起物には、金属製，樹脂製を問わず板状のほか釘状や歯状のものも含まれる。

本発明によれば、３６０μｍ以上の厚みを有する「倒れにくい」第１ヤーンと、幅が１．４ｍｍ以上でかつ断面２次モーメントが０．００１３ｍｍ^４以下である「倒れやすい」第２ヤーンとを組み合わせて用いるようにしたことにより、金属スパイク等の鋭利な突起物によってもちぎれにくい優れた耐久性を有するとともに、充填物が飛散し難い人工芝を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る人工芝を示す模式的な断面図。

次に、図１を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１に示すように、この実施形態に係る人工芝１は、シート状に形成された基布２に対し、パイル３を所定の間隔をもって植設することにより作成され、基布２の裏面側には、パイル３の抜け止め用としてのバッキング材４が塗布されている。

基布２には、通常、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなる平織り布が用いられるが、これ以外の織布であってもよく、本発明において、基布２の形態や材質は特に限定されない。

この人工芝１は、パイル３間に粒状物５が充填された充填材入り人工芝である。充填される粒状物５は、砂に代表される硬質粒状物および／またはゴムチップに代表される軟質粒状物である。

この実施形態において、パイル３には、第１ヤーン３ａと第２ヤーン３ｂの２種類のヤーンが好ましくは１：１の割合で含まれている。第１ヤーン３ａは倒れにくいヤーンで、これに対して、第２ヤーン３ｂは倒れやすいヤーンである。

第１ヤーン３ａと第２ヤーン３ｂは合成樹脂製で、素材を同じくするが形状が異なっている。素材は、ポリエチレンやポリプロピレンであってもよいが、好ましくは、第１ヤーン３ａと第２ヤーン３ｂともに、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（Ｌ−ＬＤＰＥ）である。

形状（断面形状）としては、第１ヤーン３ａと第２ヤーン３ｂともに、三角形状、菱形形状であることが好ましいが、これ以外に、円形、楕円形、長円形、四角形、Ｖ字形、Ｌ字形もしくはＳ字形（いずれも断面形状）等であってもよい。

第１ヤーン３ａは倒れにくいヤーンであることから、３６０μｍ以上の厚みを有し、好ましくは断面２次モーメントは０．００１５ｍｍ^４以上であることを要する。幅寸法は任意に選択されてよい。

これに対して、第２ヤーン３ｂは倒れやすく、かつ、充填材（粒状物）の飛散を抑えるうえで、幅が１．４ｍｍ以上で、かつ、断面２次モーメントが０．００１３ｍｍ^４以下であることを要する。

なお、第２ヤーン３ｂの断面２次モーメントの下限値は、好ましくは０．００００８ｍｍ^４とする。この下限値０．００００８４ｍｍ^４は、厚み０．１ｍｍ，幅１．０ｍｍである断面長方形状のヤーンが備える断面２次モーメントに相当する。

この実施形態において、パイル３（第１ヤーン３ａ，第２ヤーン３ｂ）の複素弾性率は４．０〜６．０×１０^９ｄｙｎ／ｃｍ^２、より好ましくは４．５〜５．０×１０^９ｄｙｎ／ｃｍ^２である。

（１）ヤーンの作成：
本発明の人工芝を作製するにあたって、まず、次のヤーンＡ〜Ｈまでの８種類のヤーンを作成した。

〔ヤーンＡ〕直鎖状低密度ポリエチレン樹脂をφ６０ｍｍの押出機を使用して温度１８０℃で溶融押出し、３０℃の水槽で冷却固化した。次に、ロール延伸法を用いて９０〜１００℃にて一軸延伸加工した後、９０〜１００℃の熱水槽内で弛緩熱処理を行って、厚み３１０μｍ，幅１．５ｍｍの断面三角形状のヤーンＡを得た。この厚み、幅の測定値をもとに断面２次モーメントを計算したところ、ヤーンＡの断面２次モーメントは０．００１２ｍｍ^４であった。なお、厚み，幅の測定は、ミツトヨ社製ノギス（品番：５００−１５１−３０）を使用した（以下同様）。

〔ヤーンＢ〕押出機に取り付けられるダイスの形状を変更して、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂をφ６０ｍｍの押出機を使用して温度１８０℃で溶融押出し、３０℃の水槽で冷却固化した。次に、ロール延伸法を用いて９０〜１００℃にて一軸延伸加工した後、９０〜１００℃の熱水槽内で弛緩熱処理を行って、厚み４００μｍ，幅１．２ｍｍの断面菱形形状のヤーンＢを得た。この厚み、幅の測定値をもとに断面２次モーメントを計算したところ、ヤーンＢの断面２次モーメントは０．００１６ｍｍ^４であった。

〔ヤーンＣ〕押出機に取り付けられるダイスの形状を変更して、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂をφ６０ｍｍの押出機を使用して温度１８０℃で溶融押出し、３０℃の水槽で冷却固化した。次に、ロール延伸法を用いて９０〜１００℃にて一軸延伸加工した後、９０〜１００℃の熱水槽内で弛緩熱処理を行って、厚み３５０μｍ，幅１．４ｍｍの断面菱形形状のヤーンＣを得た。この厚み、幅の測定値をもとに断面２次モーメントを計算したところ、ヤーンＣの断面２次モーメントは０．００１３ｍｍ^４であった。

〔ヤーンＤ〕押出機に取り付けられるダイスの形状を変更して、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂をφ６０ｍｍの押出機を使用して温度１８０℃で溶融押出し、３０℃の水槽で冷却固化した。次に、ロール延伸法を用いて９０〜１００℃にて一軸延伸加工した後、９０〜１００℃の熱水槽内で弛緩熱処理を行って、厚み４００μｍ，幅１．６ｍｍの断面菱形形状のヤーンＤを得た。この厚み、幅の測定値をもとに断面２次モーメントを計算したところ、ヤーンＤの断面２次モーメントは０．００２１ｍｍ^４であった。

〔ヤーンＥ〕押出機に取り付けられるダイスの形状を変更して、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂をφ６０ｍｍの押出機を使用して温度１８０℃で溶融押出し、３０℃の水槽で冷却固化した。次に、ロール延伸法を用いて９０〜１００℃にて一軸延伸加工した後、９０〜１００℃の熱水槽内で弛緩熱処理を行って、厚み２４０μｍ，幅１．１ｍｍの断面三角形状のヤーンＥを得た。この厚み、幅の測定値をもとに断面２次モーメントを計算したところ、ヤーンＥの断面２次モーメントは０．０００４ｍｍ^４であった。

〔ヤーンＦ〕押出機に取り付けられるダイスの形状を変更して、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂をφ６０ｍｍの押出機を使用して温度１８０℃で溶融押出し、３０℃の水槽で冷却固化した。次に、ロール延伸法を用いて９０〜１００℃にて一軸延伸加工した後、９０〜１００℃の熱水槽内で弛緩熱処理を行って、厚み２４０μｍ，幅１．５ｍｍの断面三角形状のヤーンＦを得た。この厚み、幅の測定値をもとに断面２次モーメントを計算したところ、ヤーンＦの断面２次モーメントは０．０００６ｍｍ^４であった。

〔ヤーンＧ〕押出機に取り付けられるダイスの形状を変更して、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂をφ６０ｍｍの押出機を使用して温度１８０℃で溶融押出し、３０℃の水槽で冷却固化した。次に、ロール延伸法を用いて９０〜１００℃にて一軸延伸加工した後、９０〜１００℃の熱水槽内で弛緩熱処理を行って、厚み３６０μｍ，幅１．１ｍｍの断面菱形形状のヤーンＧを得た。この厚み、幅の測定値をもとに断面２次モーメントを計算したところ、ヤーンＧの断面２次モーメントは０．００１５ｍｍ^４であった。

〔ヤーンＨ〕押出機に取り付けられるダイスの形状を変更して、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂をφ６０ｍｍの押出機を使用して温度１８０℃で溶融押出し、３０℃の水槽で冷却固化した。次に、ロール延伸法を用いて９０〜１００℃にて一軸延伸加工した後、９０〜１００℃の熱水槽内で弛緩熱処理を行って、厚み１２０μｍ，幅１．６ｍｍの断面菱形形状のヤーンＨを得た。この厚み、幅の測定値をもとに断面２次モーメントを計算したところ、ヤーンＨの断面２次モーメントは０．０００１ｍｍ^４であった。

（２）人工芝の作製：
上記のようにして得たヤーンＡ〜Ｈを使用して充填材入り人工芝（本発明の実施例１〜４，比較例１〜８）を作製した。

〔実施例１〕ヤーンＡ（厚み３１０μｍ，幅１．５ｍｍの断面三角形状で、断面２次モーメントは０．００１２ｍｍ^４）と、ヤーンＢ（厚み４００μｍ，幅１．２ｍｍの菱形形状で、断面２次モーメントは０．００１６ｍｍ^４）とを１：１で組み合わせて使用。
ヤーンＡを３本、ヤーンＢを３本の計６本を一束に撚り合わせて１本のパイルとし、５／１６ゲージのタフティング機を用いてポリプロピレン製の平織り布にパイル高（基布から先端までのパイル長さ）６０ｍｍとなるように植設した後、基布の裏面側に、固形分として７０％ＳＢＲラテックスを塗布量１１００ｇ／ｍ^２で塗布し、１０５℃で高温乾燥した。このカーペットパイル間に、弾性粒状物としてのゴムチップを１１ｋｇ／ｍ^２、硬質粒状物としての目砂を２０ｋｇ／ｍ^２として充填して人工芝を敷設した。敷設後、ヤーンの複素弾性率を粘弾性スペクトルメータ（株式会社ＵＢＭ社製、周波数１０Ｈｚ，歪み５０μｍ）で測定したところ、４．０〜６．０×１０^９ｄｙｎ／ｃｍ^２であった。

〔実施例２〕ヤーンＢ（厚み４００μｍ，幅１．２ｍｍの菱形形状で、断面２次モーメントは０．００１６ｍｍ^４）と、ヤーンＦ（厚み２４０μｍ，幅１．５ｍｍの三角形状で、断面２次モーメントは０．０００６ｍｍ^４）とを１：１で組み合わせて使用した以外は、上記実施例１と同様として人工芝を敷設した。

〔実施例３〕ヤーンＢ（厚み４００μｍ，幅１．２ｍｍの菱形形状で、断面２次モーメントは０．００１６ｍｍ^４）と、ヤーンＣ（厚み３５０μｍ，幅１．４ｍｍの菱形形状で、断面２次モーメントは０．００１３ｍｍ^４）とを１：１で組み合わせて使用した以外は、上記実施例１と同様として人工芝を敷設した。

〔実施例４〕ヤーンＦ（厚み２４０μｍ，幅１．５ｍｍの三角形状で、断面２次モーメントは０．０００６ｍｍ^４）と、ヤーンＧ（厚み３６０μｍ，幅１．１ｍｍの菱形形状で、断面２次モーメントは０．００１５ｍｍ^４）とを１：１で組み合わせて使用した以外は、上記実施例１と同様として人工芝を敷設した。

〔比較例１〕ヤーンＡ（厚み３１０μｍ，幅１．５ｍｍの断面三角形状で、断面２次モーメントは０．００１２ｍｍ^４）の１種類のみを使用した以外は、上記実施例１と同様として人工芝を敷設した。

〔比較例２〕ヤーンＢ（厚み４００μｍ，幅１．２ｍｍの菱形形状で、断面２次モーメントは０．００１６ｍｍ^４）の１種類のみを使用した以外は、上記実施例１と同様として人工芝を敷設した。

〔比較例３〕ヤーンＣ（厚み３５０μｍ，幅１．４ｍｍの菱形形状で、断面２次モーメントは０．００１３ｍｍ^４）の１種類のみを使用した以外は、上記実施例１と同様として人工芝を敷設した。

〔比較例４〕ヤーンＤ（厚み４００μｍ，幅１．６ｍｍの菱形形状で、断面２次モーメントは０．００２１ｍｍ^４）の１種類のみを使用した以外は、上記実施例１と同様として人工芝を敷設した。

〔比較例５〕ヤーンＥ（厚み２４０μｍ，幅１．１ｍｍの三角形状で、断面２次モーメントは０．０００４ｍｍ^４）の１種類のみを使用した以外は、上記実施例１と同様として人工芝を敷設した。

〔比較例６〕ヤーンＦ（厚み２４０μｍ，幅１．５ｍｍの三角形状で、断面２次モーメントは０．０００６ｍｍ^４）の１種類のみを使用した以外は、上記実施例１と同様として人工芝を敷設した。

〔比較例７〕ヤーンＧ（厚み３６０μｍ，幅１．１ｍｍの菱形形状で、断面２次モーメントは０．００１５ｍｍ^４）の１種類のみを使用した以外は、上記実施例１と同様として人工芝を敷設した。

〔比較例８〕ヤーンＨ（厚み１２０μｍ，幅１．６ｍｍの菱形形状で、断面２次モーメントは０．０００１ｍｍ^４）の１種類のみを使用した以外は、上記実施例１と同様として人工芝を敷設した。

（３）試験方法（金属スパイク試験）：
上記各人工芝（実施例１〜４，比較例１〜８に係る人工芝）を直径１００ｍｍの円盤状に切り出し、それとほぼ同じ径の有底のシリンダ容器の底部に配置し、シリンダ容器の内周面に沿って挿入可能な圧縮子により人工芝を荷重３ｋＮで４０００回押圧した。圧縮子の先端には、野球用金属スパイク刃（アシックス社製：ＧＳＺＳＣのつま先側のみ）を取り付けた。上記試験を行った後、人工芝のヤーンを無作為に１０本抽出し、亀裂が生じている本数が０〜３本の場合は「○」の良判定、４本以上は「×」の不良判定とした。

（４）充填物の飛散状態の観察：
野球用のピッチングマシンを用いて、７ｍ先の人工芝に向けて硬式野球ボールを１２０ｋｍ／ｈの速度で発射し、ボール落下後０．０３３秒時点におけるゴムチップ（充填物）の跳ね上がり高さを観察し、その高さが３０ｃｍを超えたものを「×」の不良判定、３０ｃｍ以下のものを「○」の良判定とした。判定は高速度カメラ（Ｐｈｏｔｒｏｎ社製：ＦＡＳＴＣＡＭ）にて撮影した結果に基づいて行った。

（５）評価：
実施例１〜４：厚みの小さい幅広のヤーンと、厚みの大きい幅狭のヤーンとを組み合わせたことにより、人工芝全体としてヤーンは倒れにくいものの充填物を被覆できるため、充填物の飛散防止効果は良好の「○」、また、金属スパイクに対する耐久性も良好の「○」であった。

比較例１，３，６，８：厚みが小さく（３６０μｍ未満）、幅が広い（１．４ｍｍ以上）ヤーン単体では倒れやすいため、充填物の飛散防止効果は良好の「○」であるが、金属スパイクに対する耐久性は不良の「×」であった。

比較例２，４，７：厚みが大きい（３６０μｍ以上）、幅が狭い（１．４ｍｍ未満）ヤーン単体では倒れにくいため、金属スパイクに対する耐久性は良好の「○」であるが、充填物の飛散防止効果は不良の「×」であった。

比較例５：厚みが２４０μｍと薄く、かつ、幅も１．１ｍｍと狭いヤーン単体であるため、金属スパイクに対する耐久性および充填物の飛散防止効果ともに不良の「×」であった。

上記実施例１〜４に係る人工芝および比較例１〜８に係る人工芝の各仕様と評価を次表１にまとめて記す。

以上説明したように、本発明によれば、充填材入り人工芝のパイルに、断面２次モーメントの大きい幅狭のヤーンと、これに対して断面２次モーメントの小さい幅広のヤーンとを組み合わせて用いたことにより、人工芝全体としてヤーンは倒れにくいものの充填物を被覆できるため、充填物の飛散防止効果および金属スパイク（もしくはこれに相当する鋭利な突起物）に対する耐久性がともに良好である人工芝を提供することができる。

１人工芝
２基布
３パイル
３ａ第１ヤーン
３ｂ第２ヤーン
４バッキング材
５粒状物（充填材）

Claims

基布に合成樹脂製のパイルを植設してなる人工芝において、上記パイルには、異種形状で同じ素材からなる少なくとも第１および第２の２種類のヤーンが含まれ、上記第１ヤーンは３６０μｍ以上の厚みを有し、上記第２ヤーンは幅が１．４ｍｍ以上でかつ断面２次モーメントが０．００１３ｍｍ^４以下であることを特徴とする人工芝。
上記第１ヤーンの断面２次モーメントは０．００１５ｍｍ^４以上であることを特徴とする請求項１に記載の人工芝。
上記第２ヤーンの断面２次モーメントは０．００００８４ｍｍ^４以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の人工芝。
上記パイルの複素弾性率は４．０〜６．０×１０^９ｄｙｎ／ｃｍ^２であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の人工芝。
上記パイルには、上記第１ヤーンと上記第２ヤーンとが１：１の比率で含ま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。
上記第１および第２ヤーンが直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（Ｌ−ＬＤＰＥ）からな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。
靴底に板状の歯を有する靴を使用する競技に使用されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の人工芝。
野球、ソフトボールに使用されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の人工芝。