JP3868596B2

JP3868596B2 - 人工芝生

Info

Publication number: JP3868596B2
Application number: JP26923897A
Authority: JP
Inventors: 善久水本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2017-09-16
Also published as: JPH1193112A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は人工芝生に関し、さらに詳しく言えば、接地感や排水性などの諸特性が良好である、特に各種の運動競技場として好適な人工芝生に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人工芝生は天然芝生に比べて連続使用に耐えるとともに、メンテナンスなどが容易であるため、テニスコートをはじめとして、サッカー場、野球場および総合グランドなどに広く普及されている。
【０００３】
ここで、人工芝生とは、平面状の例えば繊維基材に糸状高分子体からなる多数の葉片（パイル）を植設もしくは一体的に成形したもの、すなわち、その多数の葉片が基材の上方に向けて配置され、これにより人工芝面が形成されているものを言う。
【０００４】
この種の人工芝生において、天然芝生により近似した接地感が得られるようにするため、従来より種々の提案がなされているが、その一例としての特開平８−１０９６１０号公報によれば、繊維基布に弾性シートを接合したものを基材として用い、この基材の弾性シート側にパイルをタフトした人工芝生が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これによると、その弾性シートにより天然芝生に近似した適度な接地感が長期間にわたって維持できると説明されているが、この種の弾性シートは、圧縮回復性のある緩衝材としての機能からして、比較的低密度の多孔質であることが必要とされる。
【０００６】
しかしながら、このような弾性シートは、その内部に形成された多数の気泡が個々に独立しているため透水性が悪く、したがって、人工芝生全体として見た場合、接地感は改善されるものの、透水性が大幅に乏しくなる。
【０００７】
また、製造上の問題として、繊維基布上に弾性シートを接合する接合工程が増えるばかりでなく、パイル植設時に基布送り不良が発生しやすい。さらには、パイル植設後に巻き取るにしても、その弾性シート厚さ分、巻径が大きくなり嵩張るため、保管時や施工時での取扱性が悪くなる。
【０００８】
本発明は、このような従来の諸問題を解決するためになされたもので、その目的は、接地感および排水性がともに良好であるとともに、製造および施工が容易であり、さらにはスライディングなどの水平方向の外力をも効果的に低減することができる人工芝生を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明は、平面状の基材に糸状高分子体からなる多数の葉片を同基材の上方に向けて配置して人工芝面とした人工芝生において、上記人工芝面の少なくとも１部分がゴム状弾性を有する弾性葉片からなることを特徴としている。
【００１０】
ここで、ゴム状弾性とは、室温において所定の引っ張り力により初期長さの２倍に伸長して、その状態を１分間維持した後、引っ張り力を解除した際、１０分以内に初期長さの１６０％以下に収縮する引っ張り永久ひずみ特性と定義され、本発明において、このような特性を有する葉片が弾性葉片と呼ばれる。
【００１１】
この構成によれば、人工芝面に弾性葉片が配置されているため、良好な接地感が得られる。また、上記従来例のように透水性を阻害する弾性シートを必要としないことから、排水性も良好であるとともに、製造および施工を容易に行なうことができる。さらには、プレーヤがスライディングしたり、横滑り状態で転倒したとしても、弾性葉片が容易に水平方向に変形するため、プレーヤに対する衝撃力が緩和される。
【００１２】
本発明においては、弾性葉片が面積的に人工芝面の１０％以上を占めることが好ましく、これによれば、接地感が一層良好になるとともに、人工芝面に対する水平方向の外力低減効果がより顕著となる。
【００１３】
また、人工芝面全体の摩擦抵抗および同人工芝面に対する水平方向の外力をともに低減して、スライディング時の衝撃や切り傷、火傷などを生じないようにするには、弾性葉片の少なくとも一部は、その背丈が人工芝面よりも低くされていることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の技術的思想をよりよく理解するうえで、図面を参照しながら、その実施の形態について説明する。
【００１５】
図１に示されているように、この人工芝生は、例えば繊維状基布からなる基材１に、糸状高分子体からなる多数の葉片２を上方に向けて起立するように植設（タフト）したものからなり、その各葉片２の葉先の集合により、ほぼ平坦な人工芝面Ｓが形成されている。
【００１６】
本発明において、人工芝面Ｓを形成する多数の葉片２の少なくとも１部分は、ゴム状弾性を有する弾性葉片２１からなり、残部にはゴム状弾性を示さない従来と同様の葉片である非弾性葉片２２が用いられる。
【００１７】
すなわち、この非弾性葉片２２は、ポリエチレン、ポリ塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、ナイロンなどの合成繊維などであってよく、また、その形状としては、ストレート、カールなどが適宜選択される。繊維種としては長繊維、短繊維のいずれでもよく、さらに製法別で言えば、モノフィラメント、マルチフィラメント、テープ状糸などが挙げられる。また、スプリット加工もしくは捲縮加工などの後加工を施したものなど、任意に選択することができる。
【００１８】
もっとも、人工芝面Ｓ全体をすべて弾性葉片２１としてもよいが、本発明の効果をより効果的に発揮させるには、人工芝面Ｓの全表面積に対して、面積的に弾性葉片２１が１０％以上であればよい。
【００１９】
また、弾性葉片２１と非弾性葉片２２とを所定の割合で混在させる場合には、図１に示されているように、弾性葉片２１の背丈を非弾性葉片２２よりも長さＨ、例えば５ｍｍ程度低くすることが好ましい。これによれば、人工芝面Ｓ全体の摩擦抵抗および同人工芝面Ｓに対する水平方向の外力がともに低減され、スライディング時の衝撃や切り傷、火傷などの発生を抑えることができる。
【００２０】
なお、弾性葉片２１の背丈を非弾性葉片２２よりも長さＨだけ低くするにあたっては、両葉片２１，２２がともにストレートパイルの場合には、単純に弾性葉片２１の背丈を非弾性葉片２２よりも低くすれば足りるが、図２に示されているように、弾性葉片２１の葉先をカールさせて非弾性葉片２２よりもその背丈を低くしてもよいし、もしくは非弾性葉片２２をほぼ直立状とし、これに対して弾性葉片２１を倒れるように植設して、その非弾性葉片２２よりもその背丈が低くなるようにしてもよい。
【００２１】
図１の例では、基材１を繊維状基布として、これに弾性葉片２１と非弾性葉片２２とを混在させてタフトするようにしているが、図３に示されているように、基材１ａと弾性葉片２１ａとを一体に成形したものも本発明に含まれる。なお、この一体型のものにおいて、場合によっては、その成形後に弾性葉片２１ａの間に非弾性葉片２２をタフトすることもできる。
【００２２】
弾性葉片２１の素材としては、例えばスパンデックス繊維、糸ゴム、複合繊維などの弾性繊維が代表的に挙げられるが、各種熱可塑性エラストマーなどの糸状体も弾性葉片２１としての適性を有している。
【００２３】
スパンデックス繊維（セグメント化ポリウレタン）は弾性繊維とも言われ、大きく変形しても、その変形を起こす外力から解放されると速やかに回復する性質を備えている。その材料としては、ジイソシアネートと水酸基末端をもつマクログリコールおよび鎖延長剤の反応によるブロック共重合体が使われている。
【００２４】
糸ゴムは、高品位の天然ゴムまたはｃｉｓ−１，４−ポリイソプレンに、加硫剤、安定剤、酸化防止剤および顔料を加え、高温で架橋したエラストマーで、弾性繊維として知られているが、ラテックス紡糸型のものが耐劣化性の点で好ましい。
【００２５】
複合繊維は、硬質成分とエラストマー成分の２成分系の繊維で、硬質成分はポリアミドもしくはポリエステル、エラストマー成分はポリウレタンかポリエステルハードセグメントをもつセグメント化ポリマーである。
【００２６】
熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ：ＴｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃＥｌａｓｔｏｍｅｒ）は、高温では熱可塑性プラスチックと同じく可塑化されて容易に成形可能であるが、その成形物は常温でゴム状弾性を示すため、弾性葉片２１として使用することができる。
【００２７】
この熱可塑性エラストマーには、
▲１▼軟質相が硬質相内に分散した構造のもの（例えば、動的加硫法により得られるＰＰ（ポリプロピレン）／ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン共重合体）系ＴＰＥ）と、
▲２▼ＳＢＳ（スチレン−ｂ−ブタジエン−ｂ−スチレン共重合体）に代表される、硬質相が軟質連続相内に分散したミクロ相分散構造のものとがあるが、いずれも弾性葉片２１として使用可能である。
【００２８】
動的加硫法によれば、ＰＰとＥＰＤＭとを重量比で４０／６０の割合で混練機に投入し、１８０〜１９０℃で溶融混練しながら、加硫剤（硫黄、加硫促進剤、パーオキサイドなど）を加えて混練を続け、混練トルクが最大となった後、さらに２〜３分混練を続けることにより、結晶性のＰＰマトリックス中に、ほぼ完全に架橋された直径数μｍのゴム粒子が分散した２相構造の動的加硫物としてのＰＰ／ＥＰＤＭ系ＴＰＥが得られる。
【００２９】
ＳＢＳは、直径数百オングストロームのスチレンドメイン（硬質相）がブタジエン連続相（軟質相）中に分散したミクロ相分散構造を有し、常温ではスチレンドメインが物理的に架橋点として作用するためゴム弾性が発現する。
【００３０】
弾性葉片２１として適用可能な熱可塑性エラストマーの種類を例示すると、スチレン系（硬質相：ＰＳ（ガラス）、軟質相：ＢＲ，ＩＲ，水素添加ＩＲ）、エステル系（硬質相：ポリエステル（結晶）、軟質相：ポリエーテル，ポリエステル）、ウレタン系（硬質相：ポリウレタン（結晶，水素結合）、軟質相：ポリエーテル，ポリエステル）、アミド系（硬質相：ポリアミド（結晶，水素結合）、軟質相：ポリエーテル，ポリエステル）、フッ素系（硬質相：フッ素樹脂（結晶）、軟質相：フッ素ゴム）、オレフィン系などがある。
【００３１】
なお、オレフィン系には次の２相構造物、すなわち（硬質相：ＰＰ，ＰＥ（結晶）、軟質相：ＥＰＤＭ，ＩＩＲ）、（硬質相：ＰＥ（結晶）、軟質相：ＥＶＡ，ＥＥＡ，ＣＰＥ）、（硬質相：ＰＥ（結晶），イオンクラスター…イオノマー、軟質相：非晶ＰＥ）、（硬質相：ｓｙｎｄ１，２−ＰＢ（結晶）、軟質相：非晶ＰＢ）が含まれる。
【００３２】
弾性葉片２１は上記のゴム弾性を有する高分子体の単独で形成されてもよいが、ゴム弾性を持たない非弾性体と組み合わせられてもよい。
【００３３】
すなわち、図４に示されているように、ゴム弾性を有する高分子体２１１の周りに非弾性体２１２をコーティングした糸状体、これとは反対に図５に示されているように、非弾性体２１２の周りにゴム弾性を有する高分子体２１１をコーティングした糸状体、さらには図６に示されているように、ゴム弾性を有する高分子体２１１の糸と非弾性体２１２の糸とを撚り合わせたもの、などを弾性葉片２１として用いてもよい。
【００３４】
なお、本発明による人工芝生の芝目内に、砂や瓦礫もしくはゴムチップなどの周知の充填材を適宜充填してもよく、特に、粒状体でころがり抵抗の小さな砂などの充填材によると、すべり特性をより向上させることができる。
【００３５】
【実施例】
次に、弾性葉片２１と非弾性葉片２２の割合を変えて実際に人工芝生を作製し、平坦なコンクリート基盤上に敷設して接地感、スライディング性および排水性の評価と、併せて製造・施工性について評価を行なったので、それについて説明する。
【００３６】
なお、接地感は歩行・走行によるフィーリングの５段階評価で、数値が高いものほど弾力性が大であるとした。スライディング性は、スライディングした際のフィーリング評価で、スライディングのしやすさ（しやすい方が高得点）と、スライディング後の人工芝のひずみ回復性（回復性に優れている方が高得点）とをともに５段階評価し、その両方の平均点とした。排水性および製造・施工性も５段階評価で、得点が高いほど良好であることを示している。
【００３７】
タフト条件は実施例および比較例ともに、Ｇｅ＝５／１６，Ｓｔ＝４．０，Ｐｈ＝３０ｍｍで統一した。また、使用した各葉片の復元量を測定したが、これは上記のゴム状弾性の定義に当てはめた特性値、すなわち室温において初期長さの２倍に伸長して、その状態を１分間維持し、引っ張り力を解除した後の１０分以内に収縮した長さＹの初期長さＸに対するＹ／Ｘのパーセント値である。
【００３８】
《実施例１》
弾性葉片（復元量１０４％）を８とし、非弾性葉片を９２の割合とした。また、弾性葉片と非弾性葉片は同じ長さとした（段差なし）。全体として弾性が少ないためか、接地感は３点で、スライディング性は３点、排水性および製造・施工性はともに５点であった。
【００３９】
《実施例２》
弾性葉片（復元量１０５％）を１１とし、非弾性葉片を８９の割合とした。また、弾性葉片と非弾性葉片は同じ長さとした（段差なし）。やはり全体として弾性が少ないためか、接地感は３．５点で、スライディング性は３．５点、排水性および製造・施工性はともに５点であった。
【００４０】
《実施例３》
弾性葉片（復元量１０６％）を１００、すなわち人工芝面全体を弾性葉片とした。弾性が良好であるため、接地感は５点で、スライディング性は３点、排水性および製造・施工性はともに５点であった。
【００４１】
《実施例４》
弾性葉片（復元量１５８％）を１００、すなわち人工芝面全体を弾性葉片とした。弾性が良好であり、実施例３と同じく接地感は５点で、スライディング性は３点、排水性および製造・施工性はともに５点であった。
【００４２】
《実施例５》
弾性葉片（復元量１０８％）を５０、非弾性葉片を５０の割合とした。また、弾性葉片と非弾性葉片は同じ長さとした（段差なし）。弾性は比較的良好で、接地感は４．５点で、スライディング性は３点、排水性および製造・施工性はともに５点であった。
【００４３】
《実施例６》
弾性葉片（復元量１０９％）を５０、非弾性葉片を５０の割合とした。この場合、弾性葉片を非弾性葉片よりも５ｍｍ低くして各葉片に段差を設けた。弾性は比較的良好で実施例５と同じく、接地感は４．５点、スライディング性は最高の５点、排水性および製造・施工性はともに５点であった。
【００４４】
〈比較例１〉
非弾性葉片（復元量１６５％）を１００、すなわち人工芝面全体を非弾性葉片とした。弾性が比較的乏しく、接地感は２点、スライディング性も２点であるが、排水性および製造・施工性はともに５点であった。
【００４５】
〈比較例２〉
非弾性葉片（復元量１９８％）を１００、すなわち人工芝面全体を非弾性葉片とした。弾性が乏しく、接地感は最低の１点、スライディング性も１点であるが、排水性および製造・施工性はともに５点であった。
【００４６】
〈比較例３〉
比較例２と同じく、非弾性葉片（復元量１９８％）を１００、すなわち人工芝面全体を非弾性葉片としたが、この比較例３では、人工芝生の基材には繊維状基布に弾性シートを接合したものを用いた。そのため、弾性は比較的良好で、接地感は４．５点であったが、スライディング性は２点、排水性および製造・施工性はともに最低の１点であった。これは、タフト時の基材送り不良、人工芝巻き取り径の増大など、製造時の問題の影響によるものである。
【００４７】
上記実施例１〜６および比較例１〜３の対比を用意にするため、その結果を表１に示す。
【表１】

【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、平面状の基材に糸状高分子体からなる多数の葉片を同基材の上方に向けて配置して人工芝面とした人工芝生において、人工芝面の少なくとも１部分をゴム状弾性を有する弾性葉片としたことにより、従来例のように弾性シートを用いなくとも、良好な接地感が得られる。
【００４９】
また、排水性も良好であるとともに、製造および施工を容易に行なうことができる。さらには、プレーヤがスライディングしたり、横滑り状態で転倒したとしても、弾性葉片が容易に水平方向に変形するため、プレーヤに対する衝撃力が緩和される。
【００５０】
さらには、弾性葉片の少なくとも一部の背丈を人工芝面よりも低くすることにより、人工芝面全体の摩擦抵抗および同人工芝面に対する水平方向の外力がともに低減され、スライディング時の衝撃や切り傷、火傷などを生じないようにすることができ、安全性の高い人工芝生が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による人工芝生の一実施例を模式的に示した断面図。
【図２】本発明による人工芝生の変形例を模式的に示した断面図。
【図３】本発明による人工芝生の別の変形例を模式的に示した断面図。
【図４】本発明の人工芝生に用いられる弾性葉片の一例を示した模式的斜視図。
【図５】本発明の人工芝生に用いられる弾性葉片の他の例を示した模式的斜視図。
【図６】本発明の人工芝生に用いられる弾性葉片のさらに別の例を示した模式的斜視図。
【符号の説明】
１基材
２葉片
２１弾性葉片
２２非弾性葉片

Claims

平面状の基材に糸状高分子体からなる多数の葉片を同基材の上方に向けて配置して人工芝面とした人工芝生において、
上記人工芝面の少なくとも１部分が、ゴム状弾性として室温において所定の引っ張り力により初期長さの２倍に伸長して、その状態を１分間維持した後、引っ張り力を解除した際、１０分以内に初期長さの１６０％以下に収縮する引っ張り永久ひずみ特性を示す弾性葉片からなり、上記弾性葉片が面積的に上記人工芝面の１０％以上を占めることを特徴とする人工芝生。
上記弾性葉片の少なくとも一部は、その背丈が上記人工芝面よりも低くされていることを特徴とする請求項１に記載の人工芝生。