JP5918960B2

JP5918960B2 - 人工芝構造体

Info

Publication number: JP5918960B2
Application number: JP2011219091A
Authority: JP
Inventors: 石丸　毅; 毅石丸; 拓也山口
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2011-10-03
Filing date: 2011-10-03
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2031-10-03
Also published as: JP2013079506A

Description

本発明は、例えばサッカー競技場などに敷設される人工芝に関し、さらに詳しく言えば、人工芝の温度上昇を抑制し、プレーヤーにかかる負担を軽減する人工芝に関する。

パイル間に充填材を充填した人工芝は、天然芝に近い特性を持つ人工芝サーフェイスとして、サッカーやラグビー、野球場などの各種運動競技施設に普及している。また最近では、全天候型である特徴を生かして、学校のグラウンド用として用いられることも年々増えており、人工芝の稼働率が高められてきている。

この種の人工芝用の充填材としては、例えばゴムチップ（廃タイヤやＥＰＤＭ等の工業用ゴムの破砕品）や熱可塑性エラストマー（ＰＥベースの弾力性のある樹脂など）の弾性粒状物が好ましく用いられている。

ところで、廃タイヤを用いたゴムチップは、カーボンによってチップ自体が黒色に着色されているため、太陽光を吸収しやすく、夏場などの炎天下では、人工芝の表面温度が６０℃以上になることがある。その結果、夏場の人工芝での運動は、プレーヤーにとって大きな負荷となり、快適性が損なわれるおそれがある。さらには、日没後であっても、熱を吸収した充填材によって表面温度が高い状態が保たれるため、長時間にわたって使用できない場合もあった。

そこで、プレーする前に人工芝に散水して表面温度を下げる方法がよく行われているが、夏場では、表面温度が６０℃近くなるため、長時間にわたって温度抑制の効果を持続させることは困難であった。

また、これとは別に特許文献１に記載された発明では、充填材の表面に熱吸収率の低い色の塗料を塗布して、光を反射させて人工芝表面の温度上昇を抑えるようにしており、これによれば、黒色ゴムチップを用いた場合よりは、多少の温度上昇抑制効果が得られるが、十分に温度上昇を抑制できるとは言い難い。

日本特許第４４１７９０３号公報

そこで、本発明の目的は、温度抑制効果が長時間にわたって持続可能であって、かつ、メンテナンスも容易な人工芝構造体を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、基布にパイルが植設された人工芝に充填材を所定の厚さを有する層状に充填してなる人工芝構造体であって、上記充填材には、膨潤性鉱物が含まれており、上記膨潤性鉱物は、膨潤性粘土鉱物および／または膨潤性雲母からなり、上記充填材の粒径よりも小径の粉末状として上記充填材層の表層付近に６０ｇ／ｍ^２以上散布されていることを特徴としている。

本発明によれば、人工芝のパイル間に充填される充填材の表層付近に膨潤性鉱物が設けられていることにより、散水によって撒かれた水の一部が膨潤性鉱物の中に蓄えられたのち、ゆっくりと蒸散することで、長時間にわたって温度抑制効果を持続することができる。

本発明の一実施形態に係る人工芝構造体の模式図。

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、本発明はこれに限定されるものではない。

図１に示すように、この人工芝構造体１は、下地層（基盤）２上に敷設された人工芝３を有し、人工芝３のパイル４の間には充填材５が充填されている。この実施形態において、下地層（基盤）２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、下地層（基盤）２の上に弾性舗装などを設けてもよいし、既設の人工芝を残したまま、その上に新たに人工芝構造体１を敷設するような態様であってもよく、本発明において、下地層（基盤）２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。

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、ポリプロピレンやポリエチレンなどの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。

本発明の人工芝としては各種使用できるが、ロングパイル人工芝に好適に適用される。パイル４は、基布３１の表面から先端までのパイル長さＨ１が３０ｍｍ以上であり、好ましくは４０〜７５ｍｍ、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８０００〜１６０００ｄｔｅｘ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（バッキング材）３２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６００〜９００ｇ／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。

本発明において、基布３１およびパイル４は、リサイクル性を考慮して、ポリプロピレンやポリエチレンなどの加熱、溶融が容易な熱可塑性樹脂で構成されているが、それ以外の材質であってもよい。また、裏止め材３２は、作業性などを考慮して、ＳＢＲラテックスなどの熱硬化性樹脂が用いられているが、これも仕様に応じて任意に変更可能である。

このように作成された人工芝３のパイル４の間には、充填材５が充填されている。この例において、充填材５は、廃タイヤを小さな粒状に破砕した弾性粒状物からなり、所定の厚さとなるように充填されている。

ここで、弾性粒状物の粒径は、０．３〜３．０ｍｍが好ましい。すなわち、粒径が３．０ｍｍを超える粗粒物が多く含まれると、パイル間での弾性粒状物の収まりが悪い。逆に０．３ｍｍ未満の細粒物が多く含まれると、風によって飛散したり降雨によって流出することがあるため、好ましくない。

充填材５の層厚さは、要求される弾力性により任意に選択されるが、充填材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（充填材層の表面からパイル先端までの長さ）が１〜３０ｍｍ以上となる厚さであることが好ましい。

本発明において、充填材５の具体的な構成、すなわち、形状や素材、色、粒径や重さなどは任意的事項である。この例において、充填材５は、弾性粒状物のみからなる単層構造であるが、さらに目砂などの硬質粒状物を加えてもよい。さらには、それらを別々の層として積層した二層構造としてもよい。

充填材５の表面には、膨潤性鉱物６が散布されている。膨潤性鉱物６は、膨潤性粘土鉱物および／または膨潤性雲母からなり、この例では粉末状に形成されている。膨潤性粘土鉱物の一例としては、親水性を有する合成スメクタイト、例えばコープケミカル社製の商品名「ルーセンタイト」が好適に用いられる。

スメクタイトの具体的な一例としては、モンモリロン石がある。モンモリロン石は、ケイ酸塩鉱物の一種であって、油脂分を吸着する性質を備えている。これを数ミクロンオーダーの粉末状にしたものを散布した。膨潤性鉱物６の粒径は、仕様に応じて任意に選択可能であるが、弾性粒状物よりも十分小さい粒径であればよい。

また、その散布量は、弾性粒状物の上に層を形成するほど厚く散布する必要は無く、弾性粒状物の表層に均一に散布する程度の量であればよい。スメクタイトは、一度、水分を含むと粘土状になるため、粒度等はあまり関係なく用いることができる。

この例において、膨潤性粘土鉱物は、合成スメクタイトが好適に用いられているが、これ以外に膨潤性を有する粘土鉱物があれば、仕様に応じて任意に用いられてもよい。

同様に、膨潤性雲母の一例としては、親水性を有する剛性雲母、例えばコープケミカル社製の商品名「ソマシフ」が好適に用いられる。膨潤性雲母についても、具体的な仕様については任意に選択されてよい。

この例において、膨潤性鉱物６は、膨潤性粘土鉱物および／または膨潤性雲母をパウダー状にしたものが、人工芝３の充填材５の表面に一様に散布されているが、その形状は、例えば粒状であってもよい。また、液状にしたものを人工芝３の表面に散布するようにしてもよい。

また、この例において、膨潤性鉱物６は、最も温度抑制効果が高まるように充填材５の表層付近に散布したのち、散水して水を含ませているが、例えば膨潤性鉱物６を水で溶いておき、それを人工芝の表面に散布するようにしてもよい。

膨潤性鉱物６の含有量は、１平方メートル当たり４６ｇ以上、より好ましくは６０ｇ／ｍ^２以上散布されていることが好ましい。すなわち、４６ｇ／ｍ^２未満の場合は、長時間にわたる温度抑制効果が期待できないため好ましくない。

次に、本発明の具体的な実施例について比較例とともに説明する。まず、以下の方法で試験体を作製した。

〔試験体の作製〕
縦１８０ｍｍ×横１８０ｍｍ×深さ５０ｍｍの有底な木枠を用意し、そこに廃タイヤの破砕して得られた黒ゴムチップを厚さ３０ｍｍで充填したのち、その上から膨潤性鉱物としてコープケミカル社製の商品名「ルーセンタイトＳＷＮ」を実施例および比較例の所定の分量をまんべんなく黒ゴムチップの表面に散布した。また、比較例１として黒ゴムチップのみのものを用意した。

〔温度抑制効果試験〕
各実施例および比較例の各試験体を直射日光が当たるアスファルト上に設置し、温度測定用のデータロガーをセットする。熱電対は、各試験体の表面に設置し、さらに外気温測定用と、アスファルトの表面温度測定用の合計３系統を設けた。アスファルトに設置した直後に、水１リットルを各試験体の表面から散水し、その温度変化を測定した。

〔温度抑制評価方法〕
温度抑制効果の評価方法としては、第１に黒ゴムチップ単体のサンプル（比較例１）と比較して、温度差が−１０℃以上の持続時間を測定した。最後に、総合的な評価を◎、○、△、×の四段階で評価した。以下に、その評価結果を示す。

〈比較例１〉
〔充填材〕：黒ゴムチップのみ
〔持続時間〕：−
〔総合評価〕：−

〈比較例２〉
〔充填材〕：黒ゴムチップ＋膨潤性鉱物１．０ｇ
〔持続時間〕：０分
〔総合評価〕：×

〈比較例３〉
〔充填材〕：黒ゴムチップ＋膨潤性鉱物１．５ｇ
〔持続時間〕：３５分
〔総合評価〕：×

《実施例１》
〔充填材〕：黒ゴムチップ＋膨潤性鉱物２．０ｇ
〔持続時間〕：１００分
〔総合評価〕：○

《実施例２》
〔充填材〕：黒ゴムチップ＋膨潤性鉱物３．０ｇ
〔持続時間〕：１２３分
〔総合評価〕：○

《実施例３》
〔充填材〕：黒ゴムチップ＋膨潤性鉱物４．０ｇ
〔持続時間〕：１２４分
〔総合評価〕：○

実施例１〜４および比較例１〜４の評価結果のまとめを表１に示す。

以上、本発明によれば、以下の知見を得た。すなわち、
（１）膨潤性鉱物の散布量が６２ｇ／ｍ^２を超えると、持続時間が１００分を超え温度抑制効果が高まる。
（２）膨潤性鉱物の散布量が３１ｇ／ｍ^２未満の場合、持続時間がほぼなく温度抑制効果が得られない。

１人工芝構造体
２基盤
３人工芝
３１基布
３２裏止め材
４パイル
５充填材
６膨潤性鉱物

Claims

基布にパイルが植設された人工芝に充填材を所定の厚さを有する層状に充填してなる人工芝構造体であって、
上記充填材には、膨潤性鉱物が含まれており、上記膨潤性鉱物は、膨潤性粘土鉱物および／または膨潤性雲母からなり、上記充填材の粒径よりも小径の粉末状として上記充填材層の表層付近に６０ｇ／ｍ^２以上散布されていることを特徴とする人工芝構造体。