JP5213246B2 - 人工芝構造体およびその構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、既設の古い人工芝を下地層としてそのまま残し、既設の人工芝の上に新規の新しい人工芝を敷設してなる人工芝構造体に関し、さらに詳しく言えば、パイル丈の長いパイル間に充填材を充填したロングパイル人工芝を下地層として用いる人工芝構造体に関する。

長期間にわたって使用された人工芝は、パイルの先端が摩耗したり、充填材が踏み固められたりなどするため、初期に比べて風合いや使用感がかなり低下してくる。そこで、耐用期限の過ぎた人工芝は、新しい人工芝に張り替える必要がある。

従来の張替作業は、既設の人工芝を撤去したのち、そこに新しい人工芝を敷設していた。しかしながら、撤去された既設の人工芝は産業廃棄物として処理しなくてはならないため、一部では既設の人工芝を残したまま、その上に新しい人工芝を敷設する方法が提案されている。例えば特許文献１参照。

これによれば、古い人工芝を撤去することなく、その表面の不陸を修正し、表面に塗布材を散布して粒状物の動きを拘束したのちに、それを下地として上に新規に新しい人工芝を敷設することにより環境面に配慮することができる。

ところで、最近の人工芝の１つにロングパイル人工芝がある。ロングパイル人工芝は、パイル丈が長く、砂などの硬質粒状部とゴムチップなどの弾性粒状物とを組み合わせて、パイル先端が約１０ｍｍ程度突出するようにパイル間に充填することによって人工芝に極めて近い性状が得られるため、人工芝用サーフェイスとして普及し始めている。

しかしながら、耐用期限の過ぎた古いロングパイル人工芝を下地層として用いるには、次のような課題があった。すなわち、特許文献１に記載の方法は、目砂などの硬質粒状物のみからなる充填材をあらかじめパイル丈と同等の厚みまで充填した人工芝を下地層として用いることを想定していた。

これに対し、ロングパイル人工芝は、充填材に弾性粒状物を含んでいるため、下地として適した平坦性を確保しにくく、新たに敷設した人工芝に不陸（凹凸）を発生させてしまう。また、パイルの突出部が邪魔をして、粒状物の移動を防止するための塗布材が粒状物に付着せず、充填材を固定することができない。さらには、パイルの突出が長いため、その上に敷設された人工芝を不規則に押し上げてしまうことがある。

これとは別に、ロングパイル人工芝は、突出したパイルが長いために、その上に新たに敷設される人工芝の裏面と突出パイルとの間の摩擦抵抗が小さく、滑りが生じやい。その結果、人工芝同士を繋ぎ合わせたジョイント部（繋ぎ目）に負荷がかかりやすく、ジョイント部が破壊されてしまうおそれもある。

これ以外にロングパイル人工芝を下地として用いるために、硬さと突出パイルの処理をする方法として以下のような方法もある。第１の方法は、ゴムチップやプラスチック樹脂などの破砕品をウレタン樹脂で固めたり、木製板や反物状に形成されたパネルを古い人工芝の上に敷き込みパイルの先端を押さえ込む方法である。

しかしながら、この第１の方法は、パネルが既設の人工芝の上で動きやすいため、繋ぎ目でずれないように処置をする必要があり、その分手間と費用がかかる。ずれにくくするため、パネルを重くすると、施工性および経済性が悪くなる。さらには、繋ぎ目で段差やズレが発生しやすく、仕上がりが悪くなるおそれがあるため好ましくない。

第２の方法としては、既設の人工芝のパイル突出部に塗布材を塗布もしくは散布して固める方法がある。この第２の方法は、アスファルト系の乳剤やウレタンなどの樹脂を原液、もしくは希釈して１００〜１０００ｇ／ｍ^２程度、既設人工芝の上から散布して、パイルの突出部を固着する方法であるが、塗布材を乾燥および硬化させるための養生・放置時間を十分に取る必要があり、作業性が悪い。

第３の方法としては、バーナーやトーチなどを用いてパイルの突出部を焼いて溶かし固める方法がある。しかしながら、この第３の方法は、パイルを焼く際に大量の煙や臭いが発生するため、周辺への十分な環境配慮が必要となる。

特許第２５３３０２８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、既設のロングパイル人工芝を下地層として用い、その上に新しい人工芝を敷設した人工芝構造体を提供することにある。

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、既設の人工芝を下地層としてそのまま残し、上記既設の人工芝の上に新しい人工芝を敷設してなる人工芝構造体において、上記既設の人工芝は、パイルの先端が突出するように上記パイル間に弾性粒状物が充填されたロングパイル人工芝であって、上記既設の人工芝の上記弾性粒状物の上に弾性力を調整するための調整層が設けられており、上記調整層は、上記パイルの先端を覆い隠すように上記既設の人工芝に充填された硬質粒状物からなる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、上記調整層と上記新しい人工芝との間に透水性シートをさらに設けたことを特徴としている。

本発明には、この人工芝構造体の構築方法も含まれる。すなわち、請求項４に記載の発明は、既設の人工芝を下地層としてそのまま残し、上記既設の人工芝の上に新しい人工芝を敷設してなる人工芝構造体の構築方法において、上記既設の人工芝は、パイル丈の長いパイル間に弾性粒状物が充填されたロングパイル人工芝であって、上記弾性粒状物の一部を取り出す除去工程と、上記弾性粒状物の表面から上記パイルの先端までを覆い隠すように硬質粒状物を充填して、上記下地層の弾性力を調整する再充填工程と、上記再充填工程で形成された調整層の上に上記新しい人工芝を敷設する人工芝敷設工程とを有することを有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３において、上記再充填工程を経て形成された調整層の上に透水性シートを敷設するシート敷設工程をさらに有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、古いロングパイル人工芝の弾性粒状物の上に調整層を設けて、人工芝の硬さを調整し、さらに調整層でパイル先端を覆い隠すことによって、既設のロングパイル人工芝の上に新しい人工芝を敷設することができる。

また、調整層は、硬質粒状物を弾性粒状物の表面から上記パイルの先端までを覆い隠すように充填することにより、古い人工芝の硬さを簡単に調節することができる。

請求項２に記載の発明によれば、古い人工芝の調整層と新しい人工芝との間に透水性シートを設けたことにより、新しい人工芝と古い人工芝との間の動きをより確実に拘束することで、より安定した人工芝ができあがる。

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は、本発明の一実施形態に係る人工芝構造体の要部断面図であり、図２（ａ）〜（ｅ）は、人工芝構造体の構築方法をステップで表す模式図である。

図１に示すように、この人工芝構造体１は、下地層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、下地層２は、基盤１０の上に敷設されている既設の古い人工芝１００を含んでいる。

基盤１０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１０の上に弾性舗装などを設けてもよく、本発明において、基盤１０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。

基盤１０の上の既設の人工芝１００は、基布１０１に所定間隔でパイル１０２が植設されており、基布１０１の裏面には、タフティングされたパイル１０２の抜け落ちを防止するため、裏止め材１０３（バッキング材）が一様に塗布されている。

この例において、既設の人工芝１００は、パイル丈（基布１０１から先端に至るまでの長さ）が３０〜８０ｍｍと従来よりも長い、いわゆるロングパイル１０２が用いられたロングパイル人工芝である。

既設の人工芝１００のパイル１０２の間には、弾性粒状物１１０が充填されている。弾性粒状物１１０は、既設の人工芝１００の敷設時に人工芝の性状を整えるために充填された充填材からなり、例えばゴムチップや樹脂チップなどの弾性材料を所定の粒状に形成したものが充填されている。

既設の人工芝１００の使用期間中において、弾性粒状物１１０は、パイル先端が１０〜３０ｍｍ突出するように充填されているが、下地層２として用いる場合には、下地の弾力性が大きくなりすぎてしまうため、既設の人工芝１００の弾性粒状部１１０の一部を除去したのち、その上に弾性力を調整する調整層１２０が設けられる。

図１に示すように、調整層１２０は、砕砂や砕石などの比較的粗い粒度の硬質粒状物からなる粗粒層１２１と、７号程度の砕砂や砕石、珪砂などの細かい粒度の硬質粒状物からなる細粒層１２２とを有する２層構造である。

粗粒層１２１は、既設の人工芝１００に充填されている弾性粒状物１１０の表層側の一部を除去したのち、除去されてできた空間に再充填される充填材であり、弾性粒状物１１０の表面からパイル１０２の先端を覆い隠す程度に充填されている。

細粒層１２２は、粗粒層の表面から所定厚さとなるように均一に充填されており、パイル１０２の先端が突出しないように押さえ込む役割を果たしている。細粒層１２２は、細かな硬質粒状物を主に形成されているが、より動きを拘束するために、その表面に粒状物の移動を防止するための塗布材を塗布して、固めるなどの手当をしてもよい。

調整層１２０は、既設の人工芝１００を含む下地層２全体の硬さが所定の硬さとなるように充填されることが好ましく、より好ましくは、空気圧１０００Ｐａに調整したサッカーボール（ＪＦＡ公認球）を高さ２ｍから自由落下させたときの、ボールの跳ね返り高さが７０〜１３０ｃｍの範囲内に収まるように調整することが好ましい。

調整層１２０を設けた場合、調整層１２０の硬質粒状物と、新しい人工芝３との間の摩擦によって仕上がり後の人工芝に繰り返し負荷が加えられると人工芝３の表面にシワを生じるおそれがある。

そのため、調整層１２０の上には、基盤２の上に新しく敷設される人工芝３との間の摩擦抵抗を向上させるための透水性シート１３０が設けられている。透水性シート１３０は、例えば不織布などの布状シートからなり、調整層１２０の上に均一に敷設されている。透水性シート１３０は、人工芝３に対する適度な摩擦抵抗を備えていればよく、その具体的な構成や性状は仕様に応じて任意に選択されてよい。

この例において、透水性シート１３０は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンなどの合成樹脂製の織布、不織布であり、強度と摩擦抵抗、作業性や価格面などを考慮して５０ｇ〜１５０ｇ／ｍ^２の目付量であることが好ましい。

すなわち、目付量が５０ｇ／ｍ^２を下回ると、作業中や新しい人工芝との間で発生した負荷によって破れたり変形したりするおそれがあり、適切な効果を発揮しない。逆に、１５０ｇ／ｍ^２よりも多いと、シート自体の厚みが大きくなりすぎてしまい、新しい人工芝の作業中の安定性が悪く、均一な充填作業を行うことができなくなり、仕上がりに凹凸が生じやすいため好ましくない。

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、ポリエチレンテレフタレート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、合成樹脂製の平織り布が用いられているが、これ以外に、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、パイル丈Ｈ１（基布３１の表面から先端に至るまでの長さ）が３０〜８０ｍｍ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。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５０００〜１６０００ｄｔｅｘ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。

また、基布３１の裏面には、タフティングされたパイル４の抜け落ちを防止するため、裏止め材３２（バッキング材）が一様に塗布されている。裏止め材３２には、例えばＳＢＲラテックスやウレタンなどの熱硬化性樹脂が用いられるが、必要に応じて例えば炭酸カルシウムなどの増量剤が添加される。

この例において、裏止め材３２は、塗布量が６００〜８００ｇ／ｍ^２（乾燥時）となるように一様に塗布されている。なお、裏止め材３２は、再生する粒状物の再生時の色を考慮して、黒色以外の色に着色されていることが好ましい。

この人工芝３には、充填材としての粒状物５が充填されている。粒状物５は、タイヤや工業用ゴム製品を粉砕加工したゴムチップ、または熱可塑性樹脂チップなどの弾性粒状物からなる。

この例において、粒状物５は、弾性粒状物のみからなる単一材層であるが、これ以外に目砂などの硬質粒状物をさらに充填してもよい。その場合、弾性粒状物と硬質粒状物とは、混合層であってもよい、それぞれ独立した多層構造であってもよく、その形態は仕様に応じて任意に変更可能である。

粒状物５の充填厚さは、要求される弾力性により任意に選択されるが、粒状物５の流出や飛散を防止するうえで、パイル４の突出高さＨ２（充填した層の表面からパイル先端までの長さ）が１０〜３０ｍｍ以上となる厚さであることが好ましい。

次に、図２を参照しながら、既設の人工芝１００を下地層２に改修したのち、新しい人工芝３を敷設する手順の一例について説明する。図２（ａ）に示すように、まず、基盤１０上にあらかじめ使用されていた人工芝１００の弾性粒状物１１０の表面を均して凹凸を大まかに修正する。

次に、図２（ｂ）に示すように、下地層２として用いるための硬さを調節するため、弾性粒状物１１０の表層側の一部を均等に除去する（除去工程）。弾性粒状物１１０の除去量は仕様に応じて任意であるが、１ｋｇ／ｍ^２〜５ｋｇ／ｍ^２が好ましい。

弾性粒状物１１０を除去したのち、図２（ｃ）に示すように、その空いた空間に粗い粒度の硬質粒状物をパイル先端が若干覆われる程度まで充填して、粗粒層１２１を設ける。さらに、粗粒層１２１の上に、より細かな粒度の硬質粒状物を充填することによって、細粒層１２２を設け、これにより、調整層１２０が形成される（再充填工程）。

調整層１２０の表面に塗布材などを塗布して固着したのち、図２（ｄ）に示すように、透水性シート１３０を均一に敷き並べる（シート敷設工程）。しかるのち、図２（ｅ）に示すように、透水性シート１３０の上に新しい人工芝３を敷設する（人工芝敷設工程）。

新しい人工芝３の敷設手順は、本発明において任意であり、人工芝３自体のスペックに加え、敷設位置や大きさ、充填材の材質や充填量などについては、仕様に応じて任意に選択されてよい。

次に、本発明の具体的な実施例１〜４を比較例１，２とともに説明する。まず、下記の方法で下地層および人工芝を作製した。
〔下地層の作製〕
既設の古いロングパイル人工芝から各実施例および比較例に応じて所定量の弾性粒状物を除去したのち、所定量の硬質粒状物を充填し、必要に応じて透水性シートを表面に一様に敷設して下地層を作製した。また、これとは別に既設の人工芝を特に加工せずそのままの状態で下地層としたものを用いた。
〔新しい人工芝の敷設〕
各実施例および比較例の下地層の上に、パイル丈６２ｍｍのロングパイル人工芝を敷設し、パイル間に弾性粒状物としてのゴムチップを１１ｋｇ／ｍ^２と、硬質粒状物としての目砂を２０ｋｇ／ｍ^２充填して人工芝２を敷設した。

各実施例および比較例の新しい人工芝に対して以下に示す各評価試験を行った。
〔ボールバウンド性能〕
各実施例および比較例の新しい人工芝に対して空気圧１０００Ｐａに調整したサッカーボール（ＪＦＡ公認球）を高さ２ｍから自由落下させたときの、ボールの跳ね返り高さを測定した。跳ね返り高さＨが７５ｃｍ程度の中間値を○、６０ｃｍ≦Ｈ＜７５ｃｍもしくは７５ｃｍ＜Ｈ≦１００ｃｍを△、Ｈ＜６０ｃｍ，Ｈ＞１００ｃｍを×として３段階で評価した。
〔仕上がりの平坦性〕
できあがった各実施例および比較例の人工芝の仕上がりの平坦性を観察した。平坦性がよいものを○、若干の不陸が生じているものを△、凹凸が多すぎて使い物にならないものを不可×として３段階で評価した。
〔作業性〕
下地層の作製作業および新しい人工芝の敷設作業の作業性を各々評価した。作業性がよいものを○、若干困難であるが作業可能なものを△、作業性が悪いを×として３段階で評価した。
以下に、各実施例および比較例のスペック並びに各評価結果およびその総合的な評価を示す。

《実施例１》
〔表層チップの除去〕○：５ｋｇ／ｍ^２除去
〔硬質粒状物充填〕○：砂／砕石５ｋｇ／ｍ^２充填
〔表層不織布〕○：敷設
〔ボールバウンド性能〕△：９７ｃｍ上限一杯
〔仕上がりの平坦性〕○
〔作業性〕○
〔総合評価〕○

《実施例２》
〔表層チップの除去〕○：１ｋｇ／ｍ^２除去
〔硬質粒状物充填〕○：砂／砕石５ｋｇ／ｍ^２充填
〔表層不織布〕○：敷設
〔ボールバウンド性能〕△：６２ｃｍ下限一杯
〔仕上がりの平坦性〕○
〔作業性〕○
〔総合評価〕○

《実施例３》
〔表層チップの除去〕○：３ｋｇ／ｍ^２除去
〔硬質粒状物充填〕○：砂／砕石５ｋｇ／ｍ^２充填
〔表層不織布〕○：敷設
〔ボールバウンド性能〕○：７５ｃｍ基準中間値
〔仕上がりの平坦性〕○
〔作業性〕○
〔総合評価〕◎

《実施例４》
〔表層チップの除去〕○：３ｋｇ／ｍ^２除去
〔硬質粒状物充填〕○：砂／砕石５ｋｇ／ｍ^２充填
〔表層不織布〕×：直接敷設
〔ボールバウンド性能〕◎：７５ｃｍ基準中間値
〔仕上がりの平坦性〕△：若干の凹凸
〔作業性〕○：墨出しが困難、砕石が動きやすい
〔総合評価〕△

〈比較例１〉
〔表層チップの除去〕×：直接敷設
〔硬質粒状物充填〕×：直接敷設
〔表層不織布〕×：直接敷設
〔ボールバウンド性能〕×：５６ｃｍ下限以下
〔仕上がりの平坦性〕×：凹凸多い
〔作業性〕×：基準墨、凹凸対応が難しい
〔総合評価〕×

〈比較例２〉
〔表層チップの除去〕○：３ｋｇ／ｍ^２除去
〔硬質粒状物充填〕○：砂／砕石５ｋｇ／ｍ^２充填後にセメント処理
〔表層不織布〕×：直接敷設
〔ボールバウンド性能〕×：１０５ｃｍ上限以上
〔仕上がりの平坦性〕○
〔作業性〕×：表層処理の手間が多い、乾燥時間が必要
〔総合評価〕×

以下に、実施例１〜４および比較例１，２の人工芝構造体の性状およびその評価結果のまとめを表１に示す。

上記各実施例と比較例とを比較検討した結果、以下のような知見を得た。
（１）比較例１は、下地層の弾力性が高すぎるため、仕上がった人工芝構造体全体が柔らかすぎてしまい、不安定である。また、既設のロングパイル人工芝をそのまま下地層として用いてるため、新しい人工芝の施工中に生じた負荷で凹凸が生じ、仕上がりに均一性がない。また、激しくプレーをして負荷を与えると、新しい人工芝がずれてシワが発生する。さらには、新しい人工芝の敷設の際に基準墨の追い出し作業の際に墨が付着せず、敷設が困難であった。
（２）比較例２は、既設の人工芝の表層の動きをセメントで拘束しているため、比較例１よりは均一性や安定感はあるが、数度にわたって確認試験を実施すると、表層が破壊されて比較例１に近い状態となる。突出パイルに付着した塗布材の粘度によって、基準墨の追い出し作業が困難となるばかりでなく、新しい人工芝を展開する際にも悪影響を与える。

本発明の一実施形態に係る人工芝構造体の要部断面図。 （ａ）〜（ｅ）上記実施形態の人工芝構造体の敷設手順の一例を表す模式図。

符号の説明

１ 人工芝構造体
２ 下地層
３ 新しい人工芝
４ パイル
５ 粒状物
１００ 既設の人工芝
１１０ 弾性粒状物
１２０ 調整層
１３０ 透水性シート

Claims (4)

1. 既設の人工芝を下地層としてそのまま残し、上記既設の人工芝の上に新しい人工芝を敷設してなる人工芝構造体において、
   上記既設の人工芝は、パイルの先端が突出するように上記パイル間に弾性粒状物が充填されたロングパイル人工芝であって、上記既設の人工芝の上記弾性粒状物の上に弾性力を調整するための調整層が設けられており、
   上記調整層は、上記パイルの先端を覆い隠すように上記既設の人工芝に充填された硬質粒状物からなることを特徴とする人工芝構造体。
2. 上記調整層と上記新しい人工芝との間に透水性シートをさらに設けたことを特徴とする請求項１に記載の人工芝構造体。
3. 既設の人工芝を下地層としてそのまま残し、上記既設の人工芝の上に新しい人工芝を敷設してなる人工芝構造体の構築方法において、
   上記既設の人工芝は、パイル丈の長いパイル間に弾性粒状物が充填されたロングパイル人工芝であって、上記弾性粒状物の一部を取り出す除去工程と、上記弾性粒状物の表面から上記パイルの先端までを覆い隠すように硬質粒状物を充填して、上記下地層の弾性力を調整する再充填工程と、上記再充填工程で形成された調整層の上に上記新しい人工芝を敷設する人工芝敷設工程とを有することを有することを特徴とする人工芝構造体の構築方法。
4. 上記再充填工程を経て形成された調整層の上に透水性シートを敷設するシート敷設工程をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の人工芝構造体の構築方法。

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