JP2022093947A - Heat insulation artificial lawn - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、断熱性を有し、太陽光などの熱エネルギーを効率よく反射することによって熱エネルギーの侵入を防ぐことができる、スポーツ施設等の天然芝の代替として用いられる人工芝に関する。 The present invention relates to an artificial turf used as a substitute for natural turf in sports facilities and the like, which has heat insulating properties and can prevent the invasion of thermal energy by efficiently reflecting thermal energy such as sunlight.
近年、スポーツ人口の増大、活発化につれ、野球場、サッカー、ホッケーおよびラグビー場、テニスコート、ゲートボール場等の球戯場や多目的広場等の屋外スポーツ施設においては従来既設の天然芝あるいはクレーコートの代替として、人工芝が多用されている。その理由としては、人工芝は天候条件に影響されにくく、常に一定のグラウンド条件が保持され、維持管理が容易であり、利便性や管理費を節減できる等がある。 In recent years, as the sports population has grown and become more active, it has replaced the existing natural turf or clay courts in baseball fields, soccer, hockey and rugby fields, tennis courts, gateball fields and other ballparks, and outdoor sports facilities such as multipurpose plazas. As a result, artificial turf is often used. The reasons for this are that artificial turf is not easily affected by weather conditions, constant ground conditions are always maintained, maintenance is easy, convenience and management costs can be reduced.
人工芝はそうした利点を持つ一方で、かつてはパイルすなわち葉糸が短く衝撃吸収性が低いものが主であり、さらに人工芝の下がコンクリートなどの舗装面のことが多かったためもあり、天然芝に比すると、競技者に対する安全性に問題があるとされてきた。しかし近年、パイルが長いロングパイルのものや、さらにロングパイル人工芝にパイル糸間隔を開けて植設した粗植型で、そのパイル糸間に砂等の無機質粒状物あるいはゴムチップ等の弾性粒状物を充填して成る、衝撃吸収性にすぐれたものの開発、改良が進んでおり、各種競技の国際機関が公式に公認または認定するほどに広範に用いられている。 While artificial turf has such advantages, natural turf used to be mainly made of piles, that is, short yarns and low shock absorption, and because the bottom of artificial turf was often a paved surface such as concrete. Compared to the above, it has been said that there is a problem in safety for athletes. However, in recent years, long piles with long piles and coarsely planted types planted on long pile artificial turf with pile yarn intervals, such as inorganic granules such as sand or elastic granules such as rubber chips between the pile yarns. It has been developed and improved with excellent shock absorption, and is widely used so that it is officially recognized or certified by international organizations of various sports.
しかしながら人工芝舗装にも、全天候運動場共通の問題点のひとつとして、夏季屋外における炎天下での表面温度が高くなる点があり、時には70℃をこえる場合も多い。特に、近年広く用いられている粒状物入りロングパイル人工芝は、長いパイルや粒状物の間隙に空気層が多いため、パイルの短い人工芝に比して熱が逃げづらく、温度上昇がさらに生じやすくなっている問題がある。結果として、競技者にとっては過酷であり、熱中症発症のおそれもあり、また環境温度への悪影響や、ひいてはヒートアイランド現象の原因ともなることが問題となっており、その対策が求められてきた。 However, even with artificial turf pavement, one of the problems common to all-weather athletic fields is that the surface temperature rises outdoors in the hot sun in the summer, and sometimes exceeds 70 ° C. In particular, long pile artificial turf containing granules, which has been widely used in recent years, has many air layers in the gaps between long piles and granules, so heat is harder to escape than artificial turf with short piles, and temperature rise is more likely to occur. There is a problem that has become. As a result, it is harsh for athletes, there is a risk of heat stroke, and there is a problem that it may have an adverse effect on the environmental temperature and eventually cause the heat island phenomenon, and countermeasures have been sought.
現在考えられる対策としては、人工芝に対して散水する方法、さらには、例えば特許文献1に開示されているように、人工芝の素材に保水性を付与したものを充填するといったものがあるが、効果は一時的なものに限られている。
Currently conceivable countermeasures include a method of sprinkling water on the artificial turf, and further, for example, as disclosed in
また、人工芝に遮熱性を付与する手段として、芝の表層表面に、特許文献2には近赤外線反射材を塗布する方法、特許文献3には遮熱塗料を塗布する方法が開示されている。しかし芝の表面に塗料などを塗布する方法は、運動場等における摩擦の多い条件下では塗料が剥がれる可能性が高く、持久性において問題がある。さらに、特許文献4には基布の少なくとも片面に赤外線反射材を含む樹脂層を積層した遮熱性布帛が開示されているが、摩擦の多い条件下では上記樹脂層が剥がれる可能性が高く、同じように持久性において問題がある。
Further, as a means for imparting heat-shielding property to artificial turf,
また、特許文献5に開示されているように、人工芝パイルの素材自体に白色顔料などの日射反射率の高い素材を添加する方法や、それらと緑色の人工芝とを混合して編みこむことによって高温化の抑制をはかる方法があるが、自然芝に近くなるような色調に調整することは困難で、また緑色人工芝との混合によっては、充分な遮熱効果が得られるとは言いがたい。そして、特許文献6には輻射熱に対して高い反射率の素材を基布の地表側に接着や縫合等により取り付けた遮熱人工芝が開示されているが、持久性において問題があるとともに、充分な遮熱効果が得られるとは言いがたい。 Further, as disclosed in Patent Document 5, a method of adding a material having a high solar reflectance such as a white pigment to the artificial turf pile material itself, or mixing and knitting them with a green artificial turf. There is a method to suppress the high temperature, but it is difficult to adjust the color tone so that it is close to natural turf, and it is said that a sufficient heat shielding effect can be obtained by mixing with green artificial turf. sea bream. Further, Patent Document 6 discloses a heat-shielding artificial turf in which a material having a high reflectance to radiant heat is attached to the ground surface side of the base cloth by adhesion, stitching, or the like, but there is a problem in durability and sufficient. It is hard to say that a good heat shielding effect can be obtained.
本発明は、このような従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、充分な遮熱効果を有する人工芝を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an artificial turf having a sufficient heat shielding effect.
本願第一発明は、基材と、この基材の一方の面に植設されたパイルを有し、上記パイルは近赤外線(波長:700~2500nm)の波長領域の光を反射することが可能な酸化物を含有し、上記基材のいずれか一方の面に樹脂層を被覆し、上記樹脂層は近赤外線(波長:700~2500nm)の波長領域の光を反射することが可能な酸化物とセラミックからなる中空物質を含有することを特徴とする遮熱人工芝である。 The first invention of the present application has a base material and a pile planted on one surface of the base material, and the pile can reflect light in the wavelength region of near infrared rays (wavelength: 700 to 2500 nm). An oxide capable of reflecting light in the wavelength range of near infrared rays (wavelength: 700 to 2500 nm) by coating a resin layer on one surface of the above-mentioned base material. It is a heat-shielding artificial turf characterized by containing a hollow substance composed of infrared rays and ceramics.
本願第二発明は、本願第一発明における酸化物がFe2O3とCr2O3を含むことを特徴とする遮熱人工芝である。 The second invention of the present application is a heat-shielding artificial turf characterized in that the oxide in the first invention of the present application contains Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 .
本発明の遮熱人工芝によれば、パイルと樹脂層が含有する酸化物が近赤外線の波長領域の光を反射するので、遮熱性を備えており、さらに,樹脂層はセラミックからなる中空物質を含有しているので、熱エネルギーの伝導が抑制され、しかもセラミックからなる中空物質は熱を屈折させて反射し散逸させるので、極めて優れた断熱及び遮熱効果を発揮することができる。 According to the heat-shielding artificial turf of the present invention, the oxide contained in the pile and the resin layer reflects light in the near-infrared wavelength region, so that it has heat-shielding properties, and the resin layer is a hollow substance made of ceramic. Since it contains, the conduction of heat energy is suppressed, and the hollow substance made of ceramic refracts, reflects and dissipates the heat, so that extremely excellent heat insulating and heat insulating effects can be exhibited.
以下に本発明の実施形態について説明するが、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り、様々な変更や修正が可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but various changes and modifications can be made without departing from the technical scope of the present invention.
図1は、本発明の遮熱人工芝の一実施形態の側面図である。図1において、1は基材、2はパイル、3は樹脂層である。パイル2は、近赤外線の波長領域の光を反射することが可能な酸化物であるFe2O3及びCr2O3を含有している。図1において、パイル2の中の小さな黒い点状のものは上記酸化物を示す。樹脂層3は、近赤外線の波長領域の光を反射することが可能な酸化物であるFe2O3及びCr2O3と、セラミックからなる中空物質とを含有している。図1において、樹脂層3の中の小さな黒い点状のものは上記酸化物を示し、球状、長円状などの様々な黒い中抜き形状のものはセラミックからなる中空物質を示す。
FIG. 1 is a side view of an embodiment of the heat-shielding artificial turf of the present invention. In FIG. 1, 1 is a base material, 2 is a pile, and 3 is a resin layer. The
基材1を構成する繊維としては、例えば、木綿、麻等の天然セルロース繊維、ビスコースレーヨン、ハイウェットモジュラスレーヨン、ポリノジック、キュプラ、リヨセル等の再生セルロース繊維、羊毛、アンゴラ、カシミア、シルク等の動物系繊維、トリアセテート、ジアセテート等の半合成繊維、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、塩化ビニル等の合成繊維が使用できる。これらの繊維は、単独でもしくは混合して用いることができる。混合使用の際の繊維の組み合わせとしては、ポリエステルと木綿、ポリアミドと木綿等があげられる。
Examples of the fibers constituting the
基材1の形態は、特に限定されず、例えば、織物、編物、不織布などが採用できるが、一般には、織物、編物が好ましい。この場合、織物組織及び編物組織についても特に限定されず、織物組織としては、例えば、平織、綾織、朱子織などの三原組織及びその変化組織、経二重織、緯二重織等の片二重組織及び経緯二重織などが採用できる。一方、編物組織としては、よこ編組織の場合、平編(天竺、鹿の子編、裏毛編、添え糸編(ベア天竺など)、ジャガード編など)、ゴム編(スムース編、インターロック編、ミラノリブ、シングルピケ、ダブルピケ、リップル、片畔編、片袋編、ポンチローマなど)、パール編などが例示できる。たて編組織の場合は、シングルデンビー編、シングルアトラス編、シングルコード編、ダブルデンビー編、ダブルアトラス編、ダブルコード編、ハーフトリコット編、クインズコード編、サテン編、裏毛編、ジャガード編などが例示できる。編物の層数としては、単層でもよいし2層以上の多層でもよい。本実施形態では、基材1の片面に樹脂層3が積層されているが、基材1の両面に樹脂層3が積層されてもよい。
The form of the
パイル2の材質及び形態は、芝葉の外観を実現することができる限り、限定されないが、例えば、パイル2は、樹脂材料からなる扁平なフィラメント糸(ヤーン)を用いて形成することができる。樹脂材料としては、典型的には、ポリエチレンやポリプロピレン、ナイロン、ビニロン等の熱可塑性樹脂を選択することができる。また、本実施形態のパイル2は、タフティングマシンを用いて、パイル2となるプラスチック糸(ヤーン)を基材1に縫い込むことにより、基材1に対して固定されている。基材1の表面からパイル2の先端までの長さ(平均値)は、特に限定されないが、6mm以上であって50mm未満と比較的短くすることもできるし(一般にショートパイルと呼ばれる)、50mm以上であって70mm以下と比較的長くすることもできる(一般にロングパイルと呼ばれる)。
The material and form of the
樹脂層3を構成する樹脂としては、例えば、SBR系樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、ナイロン樹脂等の公知の樹脂が使用できる。本実施形態においては、樹脂層3の樹脂として、SBR系樹脂を用い、上記酸化物とセラミックからなる中空物質を樹脂層3中に一様に分散させるために、シリコーン・アクリル樹脂にスチレン・ブタジエンゴムを添加したものを用いた。
As the resin constituting the
セラミックからなる中空物質としては、例えば、ホウ化ケイ素系のセラミックバルーンは、その表層及び内部で太陽光等を反射することができ、中空で断熱性にも優れているため、好適に用いられる。セラミックからなる中空物質を樹脂層3中に稠密積層配列するためには、樹脂層3の構成段階で十分な撹拌をすることが必要であるが、その撹拌時には、十分な耐荷重と強度を有するセラミックの中空物質を樹脂層3中に適切に配置するとともにセラミックの中空物質の破壊を抑えることができる撹拌機を用いることが好ましい。セラミックからなる中空物質の粒子径は複数であることが好ましい。例えば、5~40μm(平均粒子径20μm)、5~60μm(平均粒子径25μm)、5~90μm(平均粒子径40μm)及び20~110μm(平均粒子径50μm)の粒子を混合したものを用いることができる。すなわち、相対的に小さい粒子径のものから相対的に大きい粒子径のものまで、異なる粒子径のものを幅広く有するのが好ましい。
As the hollow substance made of ceramic, for example, a silicon boroborosic ceramic balloon is preferably used because it can reflect sunlight and the like on its surface layer and inside, and is hollow and has excellent heat insulating properties. In order to densely laminate and arrange the hollow substance made of ceramic in the
そのような場合、大きい粒子径を有する中空物質の隙間に小さい粒子径の中空物質が入り込み、中空物質間の隙間をより小さくする。つまり中空物質をより稠密に配列させることができる。そのため反射性、断熱性をより高めることができる。 In such a case, the hollow substance having a small particle size enters the gap between the hollow substances having a large particle size, and the gap between the hollow substances is made smaller. That is, the hollow material can be arranged more densely. Therefore, the reflectivity and heat insulation can be further improved.
また、樹脂層3の形成で断熱性を高めるためには、セラミックの中空物質のセラミック素材、その粒子径及び樹脂マトリックスの熱伝導率などが大きく影響しており、それらの要素を適切に組み合わせることによって断熱性に優れた樹脂層3を得ることができ、樹脂層3中のセラミックの中空物質の総重量が決定される。また、樹脂層全体に対する中空物質の含有量は、樹脂層3に対して中空物質の占める容積比が1~10%になるような値とすることが好ましい。この範囲以外の含有量では適切な稠密積層配列をとることができないため不適当である。すなわち含有量が多量であると、中空物質の劣化を招き、逆に少量であると中空物質同士が離れてしまい、遮熱性能の低下を招く。
Further, in order to improve the heat insulating property by forming the
中空物質の形状としては、球状、長円状、針状、板状、柱状などを挙げることができ、特に限定されるものではないが、その中でも反射機能が優れる球状のものが好適に用いられる。中空物質の作製法としては、公知のゾル・ゲル法の他、結果的に中空物質を得ることができる方法であれば用いることができる。 Examples of the shape of the hollow substance include a spherical shape, an oval shape, a needle shape, a plate shape, a columnar shape, and the like, and the shape is not particularly limited, but among them, a spherical shape having an excellent reflection function is preferably used. .. As a method for producing a hollow substance, in addition to the known sol-gel method, any method that can obtain a hollow substance as a result can be used.
次に、図1に示す遮熱人工芝の製造方法について説明する。まず、パイル糸を通した針を基材に対して上下させ、ナイフでパイルの頭部を切断する。そして、ポリエチレン中にFe2O3とCr2O3を高濃度で分散させて、マスターバッチ法によりパイル糸にFe2O3とCr2O3を練り込み、図2に示すように、基材1にパイル2を植設する。次に、基材1に対してパイル2を上にして、基材1の下面にFe2O3とCr2O3とセラミックの中空物質を含有するSBR系樹脂を塗布し、図3に示すように、基材1の上面にパイル2を植設し、基材1の下面に樹脂層3を有する遮熱人工芝を得る。さらに、必要に応じて、図4に示すように、樹脂層3の下面に合成ゴム4(二次基材)を貼り付けることができる。
Next, a method for manufacturing the heat-shielding artificial turf shown in FIG. 1 will be described. First, the needle through which the pile thread is passed is moved up and down with respect to the base material, and the head of the pile is cut with a knife. Then, Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 are dispersed in polyethylene at a high concentration, and Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 are kneaded into the pile yarn by the masterbatch method.
図5は、基材1がポリプロピレンの平織物であり、パイル2の材料がポリエチレンであり、パイル2がFe2O3とCr2O3を含有し、樹脂層3がSBR系樹脂中にFe2O3及びCr2O3の酸化物と、セラミックの中空物質とを含有する本発明の遮熱人工芝と、基材1がポリプロピレンの平織物であり、パイル2の材料がポリエチレンであり、樹脂層3がSBR系樹脂である従来の人工芝の表面温度の推移を比較して示す図である。すなわち、従来の人工芝は、樹脂層3にFe2O3及びCr2O3の酸化物と、セラミックの中空物質とを含有しておらず、また、パイル2においてもFe2O3とCr2O3を含有していない。図5において線Aは本発明の遮熱人工芝の表面温度の推移を示し、線Bは従来の人工芝の表面温度の推移を示す。すなわち、図5は、本発明品と従来品の人工芝に対して、高さ450mmの位置から500Wのハロゲンランプを照射して、5分後、10分後、20分後、30分後の表面温度(℃)の推移を示す。図5に示すように、本発明の遮熱人工芝(線A)は従来の人工芝(線B)に対して、表面温度の上昇量が少ないことが分かる。
In FIG. 5, the
本発明は、遮熱人工芝として好適である。 The present invention is suitable as a heat-shielding artificial turf.
1 基材
2 パイル
3 樹脂層
4 合成ゴム
1
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