JP5450416B2 - 人工芝並びにこれを形成する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の末尾に記載の人工芝、請求項５の末尾に記載の人工芝を形成する方法及び請求項１４の末尾に記載の人工芝を形成する装置に関する。

人工草は、次第に天然草に替って使用されてきている。人工草は、ほとんど全ての気象条件で使用できるという利点を有しており、これによって、例えば競技場を有効に利用することができる。また、当然であるが、人工草は栄養物を何等必要とせず、そのため、例えば非常に乾燥した暖かい地域でも使用することができる。加えて、人工草は、天然草に比して保守の必要性が格段に少なく、寿命が長く、そのため費用が相対的に低くなる。

人工草地は、一般に、例えば砂や瓦礫の地面から成り、この上に弾力性の減衰層が配置され、その上が実際の人工芝となる。更に、砂を必要に応じてゴム粒と混合し、この人工芝に散乱させてもよい。人工芝自体は、多数の人工草の葉身（blade）が取り付けられた裏材（backing）から成る。これらの人工草葉身は、通常は房付け（tufting）や織物（weaving）によって裏材に結合される。実際には、多数の合成繊維が裏材に織り込まれたり房付けされたりし、その後、このようにして形成された輪（loop）や毛羽（pile）が切り開かれる。

複数層の異種材料を持つという人工草地の比較的複雑な構造は、天然草地の特性をできるだけ詳しく模倣するために必要である。これは、人工草が運動競技で使用されるための重要な条件である。

人工草の問題は、結局工業生産され、特に押出し成形された合成繊維で形成されている人工草の葉身が未だ天然草の葉身の特性を十分に模倣していないことである。特に、天然草地における葉身の形状や大きさのばらつきは、これまで人工草で模倣することがほとんど不可能であった。異なる材料又は異なる厚さの人工草葉身を単一の人工芝に組み合わせる提案がされてきたが、これは、製造が複雑化し、通常の製造技術では許容可能な費用で生産することが全く、又はほとんどできないという結果となった。

そこで、本発明の目的は、人工草葉身を従来の人工芝の場合よりも天然草葉身に一層類似させることにより、性能特性を天然草地の特性に一層近付けた人工芝を提供することである。

本発明によれば、これは、裏材、及び裏材に結合され実質的にその表面を横断して延びる多数の人工草葉身を含む人工芝において、少なくとも幾つかの人工草葉身が不規則な断面を有することで達成される。人工草葉身又は少なくともその内の幾つかに不規則な断面を持たせることにより、天然草葉身に一層類似することとなる。

求める不規則性は、少なくとも幾つかの人工草葉身が少なくとも局部的に狭められた断面を有するときに達成できる。

本発明の人工芝の好適な実施形態では、人工草葉身が裏材に結合された基部及び自由端部を含み、自由端部の位置又はその近傍に狭められた断面が設けられる。結局、このようにして、比較的幅が広く、強靱で、堅い基部をも持ち、そこから先端に向かって先細になる天然草葉身を忠実に模倣する。

この効果は、比較的簡単な方法で、局部的に狭められた断面を有する人工草葉身が延伸されたものであるときに達成できる。

更に、本発明は、人工芝を形成する方法に関し、裏材を備えること及び裏材に実質的にその表面を横断して延びる多数の人工草葉身を結合することの段階を含み、人工草葉身は、多数の合成繊維を備え、合成繊維を裏材に結合し、裏材に結合された人工繊維を所望長さに切断することによって形成される。本発明によれば、少なくとも幾つかの人工草葉身がこの中で不規則な断面で形成される。

上述のように、少なくとも幾つかの人工草葉身が少なくとも局部的に狭められた断面で形成されることが好ましく、各人工草葉身の自由端部の位置又はその近傍に狭められた断面を形成することが有利である。

更に、狭められた断面を人工草葉身の延伸によって形成することが好ましい。この延伸を容易化し、人工草葉身がこの変形のために一層強靱になり硬くなることを防止するため、人工草葉身を、延伸の前、その間及びその後の少なくともいずれかで可塑化することができる。この人工草葉身の可塑化は、例えばその少なくとも局部的な加熱によって達成することができる。また、別途、葉身可塑化のためのエネルギーを供給する他の方法を想定することもできる。

不規則な断面は、合成繊維を所望長さに切断する前に形成されることが好ましい。これは、合成繊維の取り扱いや処理が未だうまくできるためである。

この時点で推奨される変形方法では、合成繊維は二重織り（double-weaving）によって裏材に結合され、２つの離れて互いに平行な裏材がいずれにも備えられ、合成繊維が双方の裏材を通して織り込まれ、その後裏材間で切断され、不規則断面は合成繊維の切断の前に形成される。このようにして２つの人工芝は、単一操作で製造され、共に所望の不規則で局部的に狭められた断面を持つ人工草葉身を備える。

ここで、人工草葉身は、単純な方法で、合成繊維切断の前に裏材間の間隔を広くするときに延伸される。

最後に、本発明は、不規則断面の人工草葉身を持つ人工芝を生産するために上記方法を適用することができる装置にも関する。このため、本発明は、裏材を供給する第１供給手段、多数の合成繊維を供給する第２供給手段、合成繊維を裏材に結合する結合手段、及び裏材に結合された合成繊維を所望長さに切断する切断手段を含む、人工芝を形成する装置を提供する。本発明によれば、装置は、不規則な断面を有する少なくとも幾つかの人工草葉身を形成するように構成される。

特に、装置は、局部的に狭められた断面を有する人工草葉身を、特に自由端部の位置又はその近傍に、形成するように構成される。

本発明による装置の好適な実施形態は、人工草葉身を延伸する手段を備える。加えて、装置は、延伸手段と協働し人工草葉身を可塑化する手段を備えることができる。

既に指摘したように、これらの可塑化する手段は、少なくとも局部的に人工草葉身を加熱するよう構成することができる。結合手段が合成繊維を互いに平行な列で裏材に結合するよう構成されるとき、好ましくは可塑化する手段が列間に配置された多数の加熱部材を含む。この結果、全ての合成草葉身は、多かれ少なかれ同程度に加熱される。

本発明による装置の好適な実施形態では、不規則な人工草葉身を持つ大量の人工芝を簡単に製造することができ、結合手段が離れて配置され互いに平行な２つの織りフレーム及びこれに結合する搬出コンベアを備える二重織機（double loom）を含み、切断手段が搬出コンベア間に配置され、装置は、切断手段の上流で合成繊維に不規則断面を与えるように構成される。

ここで、装置の構造的に簡単な実施形態は、延伸手段が切断手段の上流で搬出コンベアを離して移動させるよう構成されるときに得られる。

ここで、本発明について実施形態に基いて説明するが、以下のような添付図面を参照し、図面では対応する要素は一度に１００増加する参照番号で示されている。

従来の人工草葉身を持つ人工草地の概略断面図を示している。 押出成形合成繊維で形成された従来の人工草葉身の一部の側面図を示している。 天然草葉身の側面図を示している。 本発明による合成草葉身を持つ人工草地の図１対応図である。 局部加熱による合成繊維可塑化の概略を示している。 合成繊維延伸と可塑化後の切断の概略を示している。 局部的に狭められた人工草葉身による人工芝の形成に適用される二重機織り法の概略図を示している。 合成繊維可塑化に用いられる加熱要素の概略側面図を示している。 多数列の人工草葉身が織り込まれ、加熱要素がその間に配置された芝の裏材の概略平面図を示している。

従来の人工草地１（図１）は、地面２とその上に配置された人工芝３とから成る。更に、地面２は、例えばアスファルト又は瓦礫の比較的硬い基層４及びその上に配置された、例えば接着されたゴム粒又は発泡プラスチックの弾性緩衝層５から成る。人工芝３は、裏材６及び房付け（tufting）、編物（knitting）又は織物（weaving）によって裏材６に結合された多数の人工草葉身７から成る。これらの人工草葉身は、多かれ少なかれ直立している。人工草葉身７間の空間は、随意であるが、例えば砂とゴム粒の混合物Ｍで更に満たすことができる。

従来の人工草葉身７は、連続的な合成繊維８から製造され、房付け機、編機又は織機によりループ又はパイルの形状で裏材６に結合され、その後、個々の葉身を形成するために、これらのループ又はパイルが切り開かれる。葉身７は連続合成繊維８から形成され、更に押出し成形により適当なプラスチックから製造されているので、人工草葉身７は、図示した例では葉身幅ｂａ（図２）で、一様な断面を有している。この点で、人工草葉身７は、不規則断面を有する天然草葉身９（図３）と大きく異なっている。これは、天然草葉身が根元１０の近くでは相対的に幅が広く、葉身の自由端又は先端１１に向かうにつれて相対的に狭い幅ＢＮまで細くなるからである。この葉身全長にわたる断面進行の相違のため、一様な人工草葉身７を有する従来の人工草地は、天然草地とは全く異なった特性を持っている。

本発明の人工草地１０１は（図４）、本質的には従来の人工草地と同じ構造を有している。ここでも、地面層１０２は、硬い基層１０４と弾性緩衝層１０５とから成っている。地面層の上には、裏材１０６とそこからほぼ垂直に延びている人工草葉身１０７とから成る人工芝１０３が置かれている。

本発明のこの人工草葉身１０７は、不規則断面を持っている点で上に述べた従来の人工草葉身７と異なっている。特にこれは局部的に狭められた断面を有している。図示した実施形態では、人工草葉身１０７の各々は、裏材１０６に結合された基部１１０と自由端部１１１を有し、狭められた断面は、自由端部１１１の近傍に位置している。上述の天然草葉身と丁度同じように、本発明の人工草葉身１０７は、段々細くなって先がとがっている。

人工草葉身１０７の局部的に狭められた断面は、この葉身を延伸することにより、例えばこれに張力をかけることで、得ることができる。実用的な理由から、狭められた断面は、合成繊維１０８を延伸することによって人工芝製造の最初に形成され、その後、合成繊維が所望長さに切断され、人工草葉身１０７（図６）を形成する。ここで、かける力を限定するために、例えば局部的な加熱によって、延伸の前、その間、更にその後に人工草葉身１０７を可塑化することができる（図５）。延伸の後の可塑化は、人工草葉身１０７が塑性変形の結果として硬化することを防止するという特殊な目的のためであり、これによって対応する断面を有する天然草葉身とは明確に異なる特性を更に獲得することになる。

人工芝１０３を形成するために、例えば裏材１０６が巻き戻されるロールの形状で裏材１０６を供給する第１供給手段１２１、及び例えば合成繊維１０８が巻き戻される多数のボビンの形状で多数の合成繊維１０８を供給する第２供給手段１２２を備える装置１２０を利用する。装置１２０は、更に、合成繊維１０８を裏材１０６に結合する結合手段１２３、及び裏材１０６に結合した後で所望の長さに合成繊維１０８を切断する切断手段１２４を備えている。

本発明によれば、この装置１２０は、狭められた端部１１１を有する人工草葉身１０７を形成するようになっている。このため、装置１２０は、人工草葉身１０７を延伸する手段１２５及び人工草葉身１０７を可塑化するために延伸手段１２５と協働する手段１２６を備えている。

図示の例では、結合手段１２３は、互いに平行に配置された２つの離隔した織りフレーム（weaving frames）１２７及びこれに接続する搬出コンベア１３１を備える二重織機により形成される。このような二重織機では２つの裏材１０６を同時に処理でき、したがって、ここでは、第１供給手段１２１も裏材１０６を有する２つのロールを含まねばならない。ここで、合成繊維１０８は、２つの織りフレーム１２７で下側と上側の裏材１０６に交互に織り込まれる。

この装置１２０の実施形態では、切断手段１２４は、可塑化手段１２６と同様に、搬出コンベア１３１の間に配置されている。この可塑化手段１２６は、ここでは合成繊維１０８とこれから形成される人工草葉身１０７の少なくとも一方を局部的に加熱するようになっている。図示した実施形態では、可塑化手段１２６は、このために多数の加熱部材１２８を含んでいる。人工芝の場合では普通であるが、極めて多数の合成繊維１０８は、互いに平行な列Ｒをなして二重織機で裏材１０６に対して結合されている。そのため、加熱部材１２８も互いに平行に配置され、いずれにしてもこの列の間に延びている（図９）。この加熱部材１２８は、ここでは内部に精密調整可能な加熱素子１３０を持つ細長い物体１２９の形状を取っている（図８）。延伸の間に合成繊維１０８を適切に加熱し続けられるように、細長い物体１２９は先細の、又は横方向に調節可能な形状を取ることができる。

上記のように、合成繊維１０８は、最初は延伸され、その後でのみ装置１２０で切断される。このため、延伸手段１２５は、図示した実施形態で裏材１０６の移動方向に見られるように、切断手段１２４の上流で搬出コンベア１３１を離ればなれに動かすように構成されている。例えば、延伸手段１２５は、搬出コンベア１３１の移動方向に発散ガイド１３２を持つことができる。

上記装置１２０によれば、端部１１１が狭められた人工草葉身１０７を持つ２つの合成芝１０３を高速かつ効率的に同時に得ることができる。

本発明について実施形態に基いて説明したが、これに限定されないことは明らかである。したがって、人工草葉身に延伸以外の方法によって局部的に変化した断面を与えることもできる。例えば、合成繊維は、既にそれ自体で可変断面を有するように製造することができる。また、葉身は、織物以外の方法、例えば房付けや編物で裏材に結合することもできる。更にまた、人工草葉身の断面形状は、自由端に向かって狭くするのではなく、全長にわたって一様に変化させることができる。

したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって規定される。

Claims (11)

1. 裏材を提供すること、及び
   裏材に実質的にその表面を横断して延びる多数の人工草葉身を結合することの段階を含み、
   人工草葉身は、多数の合成繊維を備え、合成繊維を裏材に結合し、裏材に結合された人工繊維を所望長さに切断することによって形成され、
   少なくとも幾つかの人工草葉身が少なくとも局部的に狭められた不規則な断面で形成され、狭められた断面が人工草葉身の延伸によって形成されたものであり、
   前記人工草葉身は織り込みによって前記裏材に連結されており、
   不規則な断面が合成繊維を所望長さに切断する前に形成され、
   合成繊維は二重織りによって裏材に結合され、２つの離れて互いに平行な裏材がいずれにも備えられ、合成繊維が双方の裏材を通して織り込まれ、その後裏材間で切断され、不規則断面が合成繊維の切断の前に形成されることを特徴とする、人工芝を形成する方法。
2. 人工草葉身が合成繊維切断の前に裏材間の間隔を広くすることにより延伸されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 人工草葉身が裏材に折り込まれた基部及び自由端部を含み、自由端部の位置又はその近傍に狭められた断面が形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 人工草葉身が、延伸の前、その間及びその後の少なくともいずれかで可塑化されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 人工草葉身がその少なくとも局部的な加熱によって可塑化されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 裏材を供給する第１供給手段、
   多数の合成繊維を供給する第２供給手段、
   合成繊維を裏材に結合する結合手段、
   裏材に結合された合成繊維を所望長さに切断する切断手段、
   少なくとも局部的に狭められた不規則な断面を有する少なくとも幾つかの人工草葉身を形成するように構成され、人工草葉身を延伸する延伸手段を有し、
   前記結合手段は、前記人工草葉身を織り込みによって前記裏材に連結するように構成されており、
   前記結合手段が離れて配置され互いに平行な２つの織りフレーム及びこれに結合する搬出コンベアを備える二重織機を含み、前記切断手段が搬出コンベア間に配置され、前記切断手段の上流で合成繊維に不規則断面を与えるように構成されることを特徴とする人工芝を形成する装置。
7. 前記延伸手段が前記切断手段の上流で搬出コンベアを離して移動させるよう構成されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 人工草葉身が裏材に結合された基部及び自由端部を含み、自由端部の位置又はその近傍に狭められた断面を形成するよう構成されることを特徴とする、請求項６又は７に記載の装置。
9. 前記延伸手段と協働し人工草葉身を可塑化する可塑化手段を特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の装置。
10. 前記可塑化手段が少なくとも局部的に人工草葉身を加熱するよう構成されることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記結合手段が合成繊維を互いに平行な列で裏材に結合するよう構成され、前記可塑化手段が列間に配置された多数の加熱部材を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の装置。

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