JP6549800B2 - 人工芝製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、合成芝とも称される人工芝および人工芝の製作に関する。さらに本発明は、草を模倣した繊維の製作、とりわけ人工芝の製品および製作方法に関する。

背景および関連技術
人工芝または人工草は、繊維でできた表面であり、草の代わりに使用される。人工芝の構造は、人工芝が草に似た外見を有するように設計されている。通常、人工芝は、例えばサッカー、アメリカンフットボール、ラグビー、テニス、ゴルフ等のスポーツ、競技場または運動場のための表面として使用される。さらに、人工芝は、しばしば造園用途に使用される。

人工芝を使用する効果は、草の競技用または造園の表面に対して、定期的な草刈り、掘り起こし、施肥および水やりといった世話をする必要がなくなることである。水やりは、例えば地域での水の使用制限のため困難であることがある。他の気候帯では、フィールドでの競技および/または運動によって天然の草の表面がダメージを受けるのと比べて、草が再び生えて隙間のない草の覆いが再形成されるのが遅い。人工芝フィールドは、同様の注意および維持する努力を必要としないものの、例えば土および破片を除去しなければならない、定期的にブラッシングしなければならないといった、ある程度のメンテナンスを必要とすることがある。これは、競技または運動中に踏まれて倒れてしまった後に繊維が立つのを手助けするために行うことがある。通常の５〜１５年の使用期間中ずっと、もしも人工芝のスポーツ用フィールドが高い機械的摩耗に持ちこたえることができ、紫外線に耐えることができ、熱サイクルまたは熱劣化に持ちこたえることができ、化学物質との相互作用および様々な環境条件に耐えることができるならば、それは、有益であり得る。したがって、もしも人工芝が長い使用可能寿命を有し、耐久性があり、外見だけでなくその競技および表面特性がその使用期間の間中ずっと保たれるならば、それは、有益である。

米国特許出願刊行物ＵＳ ２００８００５０５１９ Ａ１は、ラテックス調合物を開示している。そのラテックス調合物は、天然または合成膜形成ポリマーの水性エマルジョン、過酸化水素および過酸化水素分解用の活性化剤を含む。ラテックスフォームを作る方法、ラテックスでコーティングされた織物材料を作る方法、ラテックスフォームおよびラテックスフォームでコーティングされた物も開示されている。

欧州特許刊行物ＥＰ ２９４０２１２ Ａ１は、人工芝製造方法を開示している。その方法は、下記のステップを含む：少なくとも一種類のポリマーおよびその少なくとも一種類のポリマーを結晶化するための核剤を含むポリマー混合物を生成し；ポリマー混合物を押し出してモノフィラメントにし；モノフィラメントを急冷し；モノフィラメントを再加熱し；再加熱したモノフィラメントを延伸してモノフィラメントを人工芝繊維に形成し；その延伸中に核剤がモノフィラメント内でその少なくとも一種類のポリマーの結晶部が生成されるのを促進し；人工芝繊維を人工芝基布に組み込むことによって、配置された人工芝繊維のモノフィラメントを人工芝基布に機械的に固定する。

国際特許刊行物ＷＯ ２００９／０５６２８４ Ａ１は、向上した化学および水に対する耐性を示しタフトを初期段階の布にしっかりと結合させる、コンパクトで弾性があり均一で気泡のないコーティング接着膜を与えるために、低温であっても迅速に架橋する二または三成分ポリウレタン製品を初期段階の芝カーペットの裏にスプレーすることからなる人工草の製造方法を開示している。

米国特許刊行物ＵＳ ４，９１３，９５８ Ａは、非細胞ポリウレタン調合物内の、あるシロキサンポリエーテルブロック共重合体を使用して調整された細胞ポリウレタンおよび非細胞ポリウレタンの連続層を有する基材を開示している。ブロック共重合体を使用することで、ポリウレタン層の接触面での気泡ラインの形成を減少またはなくすことができ、それによってカーペットの物理的および見かけ上の性質が向上する。

概要
本発明は、独立クレームで人工芝製造装置およびシステムを提供する。従属クレームには、態様を示す。
人工芝の例として、草の競技場または表面の代用として使用される運動競技用の表面が挙げられる。人工芝は、例としてスポーツ、レジャーおよび造園に使用する表面として使用することができる。人工芝は、使用目的によって異なる形を取るがことがある。フットボール、野球、サッカー、フィールドホッケー、ラクロスおよびその他のスポーツ用の人工芝は、要件によって様々な厚さおよび長さの人工芝繊維を有することがある。

１つの局面において、本発明は、人工芝製造装置を提供する。装置は、人工芝繊維を人工芝基布に組み込んで人工芝を形成するために構成された繊維インサータを含む。一部の態様では、繊維インサータがタフターであってもよい。他の例では、繊維インサータが繊維織り装置であってもよく、その場合には、人工芝繊維を人工芝基布に織り込むことができる。人工芝は、裏面および人工芝表面を含む。

装置は、コロイドラテックスコーティングで裏面をコーティングするために構成されたコータをさらに含む。コロイドラテックスコーティングは、露出表面を有する。コータは、繊維インサータが人工芝繊維を人工芝基布に組み込んだ後でコロイドラテックスコーティングを塗布するように構成されてもよい。装置は、ブリスタ防止剤でコロイドラテックスコーティングの露出表面を少なくとも部分的に濡らすために構成された塗布器をさらに含む。塗布器は、コロイドラテックスコーティングが塗布器によって塗布された後でコロイドラテックスコーティングの露出表面を濡らすように構成されてもよい。方法は、少なくとも裏面を加熱してコロイドラテックスコーティングを硬化させて固体ラテックスコーティングにするために構成されたヒーターをさらに含んでいる。ヒーターは、コロイドラテックスコーティングの露出表面が塗布器によって塗布された後で固体ラテックスコーティングを加熱するように構成されてもよい。

コロイドラテックスコーティングの重量当たりでより多い量のブリスタ防止剤を使用することができるので、コロイドラテックスコーティングの露出表面にブリスタ防止剤を塗布することは、有益であり得る。その結果として、固体ラテックスコーティングのブリスタの量が減少する可能性がある。ブリスタ防止剤は、コロイドラテックスコーティングに混合することができるが、しかしながらブリスタ防止剤をコロイドラテックスコーティングに混合すると固体ラテックスコーティングの物質的または機械的性質に影響を及ぼす可能性がある。ブリスタ防止剤を露出表面に塗布すると、ブリスタの量が減少するだけでなく、固体ラテックスコーティングの機械的性質を維持することもできる。

例として、ＵＳ ２００８００５０５１９ Ａ１は、コロイドラテックスコーティングを加熱する前にコロイドラテックスコーティングの露出表面をブリスタ防止剤で濡らすのに好適な塗布器を開示していない。ＵＳ ２００８００５０５１９ Ａ１は、ヒーターを開示しているだけである。

もう一つの態様では、露出表面に、または少なくとも部分的に、ブリスタ防止剤をスプレー、霧化または噴霧するために塗布器が構成されている。

もう一つの態様では、塗布器がスプレーバーである。

もう一つの態様では、コータがキスロールを含む、またはコータが施されたコロイドラテックスコーティングをならすまたは広げるためのナイフオーバーロール塗布器でコロイドラテックスコーティングを施すために構成されたディスペンサーを含む。

もう一つの態様では、ヒーターが裏面全体を第一温度範囲に維持するための第一熱制御要素を含む。ヒーターは、人工芝表面全体を第二温度範囲に維持するための第二熱制御要素をさらに含む。第一温度範囲は、第二温度範囲よりも広い。

もう一つの態様では、第一熱制御要素が第一強制空気要素である。第二熱制御要素が第二強制空気要素である。強制空気を使用することは、その結果として裏面および人工芝表面の温度をより効果的に制御することができるようになる可能性があるので、有益であり得る。例として、強制空気を使用して人工芝表面を吹き抜けさせることができ、それによって、人工芝繊維の加熱の原因となる絶縁体としての役割をするのを防ぐことができる。

もう一つの態様では、第一温度範囲が下記のいずれか一つである：１４０℃〜１５０℃、１３０℃〜１６０℃、１２０℃〜１７０℃および１００℃〜１８０℃。

もう一つの態様では、第二温度範囲が下記のいずれか一つである：５０℃〜７０℃、４０℃〜８０℃、３０℃〜９０℃および２０℃〜１００℃。

もう一つの態様では、ヒーターが加熱要素を含む。

もう一つの態様では、加熱要素が強制空気要素である。

もう一つの態様では、加熱要素が加熱ランプである。

もう一つの態様では、加熱要素が抵抗加熱要素である。

もう一つの態様では、装置が人工芝をヒーターの中を通って連続的に移動させるために構成されている。

もう一つの態様では、塗布器が人工芝がヒーターに入る前に露出表面を連続的に濡らすために構成されている。

もう一つの態様では、装置が連続したプロセスとして人工芝を製造するために構成されている。例として、人工芝基布のロールを人工芝のロールに連続的に製造することができる。

もう一つの態様では、装置が人工芝または人工芝の人工芝基布を１分当たり１メートル〜１分当たり５メートルの速度で移動させるように構成されている。この態様は、ブリスタ防止剤が露出表面の最上層に混合するまたは拡散する時間を有するので、有益であり得る。これは、ブリスタを減少させる助けとなり得る。

もう一つの態様では、塗布器がコロイドラテックスコーティングの露出表面領域をブリスタ防止剤で濡らすために構成されている。さらに装置は、露出表面領域をヒーターの中に１０秒〜２分の時間内で移動させるために構成されている。この態様は、ブリスタ防止剤が露出表面の最上層に混合するまたは拡散する時間を有するので、有益であり得る。これは、ブリスタを減少させる助けとなり得る。

もう一つの態様では、塗布器がコロイドラテックスコーティングの露出表面領域をブリスタ防止剤で濡らすために構成されている。ヒーターは、人工芝用のヒーター入口を有する。露出表面領域とヒーター入口との間の距離は、０．１５メートル〜１０メートルである。この態様は、ブリスタ防止剤が露出表面の最上層に混合するまたは拡散する時間を有するので、有益であり得る。これは、ブリスタを減少させる助けとなり得る。

もう一つの態様では、装置の塗布器にブリスタ防止剤が積み込まれている。

もう一つの態様では、装置が少なくとも部分的にブリスタ防止剤で満たされるために構成されたブリスタ防止剤貯留部を含む。ブリスタ防止剤貯留部は、塗布器に流体的に接続され、塗布器にブリスタ防止剤を供給するのでもよい。本明細書において使用されるブリスタ防止剤貯留部は、流体を保持するための貯留部またはタンクである。塗布器には、例として、ブリスタ防止剤貯留部を少なくとも部分的にブリスタ防止剤で満たすことによってブリスタ防止剤を積み込むことができる。

裏面を装置で加熱して、コロイドラテックスコーティングを硬化させて固体ラテックスコーティングにする。コロイドラテックスコーティングを加熱すると、コロイドラテックスコーティングから水が強制的に追い出される。乾燥する際にコロイドラテックスコーティングの表面に表皮または部分的に乾燥したラテックスコーティングが形成されることがある。その場合には、この表面の薄い表皮の下に水が閉じ込められることがあり、その場合には、水が蒸気になる際に破裂することがある。これは、固体ラテックスコーティングのブリスタの原因となり得る。ブリスタ防止剤は、ラテックスが少し凝固する原因となる物質である。このラテックスの凝固によって、水がブリスタの原因とならずに逃げることができるエリアが残る。

裏面にコーティングする前に液体コロイドラテックスコーティングにブリスタ防止剤を添加してもよい。ブリスタ防止剤の量が十分に多いと、コロイドラテックスが不安定になってしまうことがある。したがって、ブリスタ防止剤の種類によって、ブリスタ防止剤をどの程度使用できるかに関しては限度がある。また、様々なブリスタ防止剤が液体ラテックスと一緒に長時間貯蔵するには適していない可能性がある。ブリスタ防止剤で露出表面を濡らすことは、より高濃度のブリスタ防止剤を使用することができるという技術的効果を有する可能性がある。露出表面を濡らすことで、ブリスタの量が大幅に減少するという技術的効果も有する可能性がある。ブリスタを減少させることは、硬化したラテックスによって人工芝のタフトが基布の所定位置により良く保持されるという技術的効果も有する可能性がある。

ブリスタ剤が露出表面に塗布された時に、コロイドラテックスおよびブリスタ防止剤が表面で限定的に再混合することがある。これは、コロイドラテックスの露出表面において膜を防ぐまたは膜の形成を減少させる効果を有する可能性がある。この、膜形成の崩壊または部分的崩壊は、表面付近のラテックスの凝固が原因である可能性がある。その場合には、水分が膜に閉じ込められるのではなく逃げることができるので、これによって乾燥中のブリスタを減少させることができる。

様々な種類のブリスタ防止剤を使用することができる。例として、カルボキシル化スチレンブタジエンラテックス等のコロイドラテックスは、粒子表面にある陰イオン界面活性剤によっておよびポリマーに組み込まれているカルボン酸基によって、安定化されることがある。中和されると、陰イオン界面活性剤およびカルボン酸基は、負電荷を発生させ、この負電荷の結果として、粒子の凝集を防ぎラテックスのコロイド安定性を確実にする静電反発力が生じる。この静電反発力が減少すると、粒子が不安定化して凝集することができ、それは、コロイド安定性の喪失、ひいてはラテックス粒子の凝固につながる。この静電反発力の減少は、Ｈ＋ドナーまたはカチオン種を添加することによって得ることができる。一つ目は、ｐＨ誘発凝固として考えることができ、Ｈ＋ドナー（たとえばクエン酸といった酸）を添加することによって、陰イオン界面活性剤およびカルボン酸両方の電荷が中和されて、電荷中和による凝固につながる。二つ目は、カチオン誘発凝固として考えることができ、逆電荷の性質を持った種を添加することによって静電反発力が減少し、この場合もやはり電荷中和による凝固につながる。好適なカチオン種には、ＮａＣｌ、ＣａＣｌ_２もしくはＡｌＣｌ_３といった塩類またはポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドもしくはポリエチレンイミンといったポリマーがある。

もう一つの態様では、ブリスタ防止剤が酸である。概して酸は、コロイドラテックスが凝固する原因となり得る。概して酸に起因するこの凝固は、裏面にコーティングする前にコロイドラテックスを貯蔵しておく場合には、望ましくない可能性がある。したがって、酸を表面にスプレーすることは、タフト表面カバーを製造する時にブリスタを効果的に減少させるための酸の使用方法となり得る。

もう一つの態様では、酸がクエン酸である。クエン酸の使用は、それで露出表面を濡らすと効果的なブリスタ防止剤となり得るので、有益であり得る。毒性のない天然の有機酸であるというメリットも有する可能性がある。

もう一つの態様では、酸が酢または酢酸である。酢または酢酸の使用は、毒性のない天然に存在する有機酸なので、有益であり得る。

概して酸の使用は、硬化中におけるラテックス粒子のコロイド分散の完全な固化を遅らせる技術的効果を有し、ひいてはブリスタのきっかけを減少させる可能性があるので、有益であり得る。

もう一つの態様では、酸が下記のいずれか一つである：クエン酸、酢、酢酸、アルコール、有機酸、無機酸、スルホン酸、鉱酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、バレリアン酸、カプロン酸、シュウ酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、安息香酸、尿酸、タウリン、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、アミノメチルホスホン酸、酒石酸、リンゴ酸、リン酸、塩酸、ヘキサン二酸およびその組み合わせ。

乾燥後、タフト繊維を付着させる基布の上にその結果生じるラテックス層は、およそ１mmの厚さを有する可能性がある。酸をスプレーした場合は、ラテックス膜のごく表面の１０分の１ミリメートルは、比較的低いｐＨを有する可能性がある。通常、タフト表面カバーを製造する時には、コーティングする前に大量の液体コロイドラテックスにシリコーンポリエーテル化合物を添加することがある。通常、例としてラテックス１メートルトン当たり４００ｇ程度の、ごく少量の酸またはブリスタ防止剤が使用される。実際には、ラテックス１メートルトン当たり５０ｇ〜１０００ｇの酸またはブリスタ防止剤を使用することがある。もう一つの例では、ラテックス１メートルトン当たり２００ｇ〜８００ｇのラテックスまたはブリスタ防止剤を使用することがある。さらにまたもう一つの例では、３００ｇ〜５００ｇの酸またはブリスタ防止剤を使用することがある。

ブリスタ防止剤を表面にスプレーする場合には、はるかに高濃度のブリスタ防止剤を使用することができる。例として、表面のブリスタ防止剤が０．０４％ではなくおよそ１％になるように、ブリスタ防止剤を十分に表面にスプレーすることができる。したがって、ブリスタ防止剤を表面にスプレーすることで、その結果生じる固体ラテックスコーティングのブリスタを大幅に減少させることができる。タフト表面カバーを連続したまたは布ベースのプロセスで製造する場合、方法を実施する時にタフト表面カバーが異なる工程間を移動するのでもよい。例として、裏面をキスロールまたは他のコーティングシステムでコーティングし、それからブリスタ防止剤を表面にスプレーまたは霧化することで濡らすのでもよい。

タフト表面カバーを作るために通常使用されるコロイドラテックスコーティングには、かなりの水がある可能性がある。例として、乾燥した膜は、基布材料１平方メートル当たり約１kgの重量を有する可能性がある。乾燥させる前のコロイドラテックスコーティングは、１．３kgの重量を有する可能性がある。これは、１メートル当たり約３００ｇの水を蒸発させる必要がある、ということを意味する。

ブリスタ防止剤を塗布するために様々な装置を使用することができる。例として、霧化したクエン酸の霧またはエアロゾルを使用することができる。

もう一つの態様では、ブリスタ防止剤がカチオンのブリスタ防止剤である。カチオンのブリスタ防止剤は、コロイドラテックスが固まるのを促すカチオンを供給することができるブリスタ防止剤である。例として、様々な塩類をカチオンのブリスタ防止剤として使用することができる。これは、その結果生じる固体ラテックスコーティングを酸を使用せずに作製することができるので、有益であり得る。

もう一つの態様では、カチオンのブリスタ防止剤が下記のいずれか一つである：塩、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化アルミニウムおよび硫酸アルミニウム。

もう一つの態様では、カチオンのブリスタ防止剤が水溶性のカチオン性ポリマーである。水溶性のカチオン性ポリマーは、塩類ではないが、それでもブリスタ防止効果を提供するために使用することができるカチオンを供給する。

効き目がある幾つかの水溶性のカチオン性ポリマーの例として、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドおよびポリエチレンイミンがある。

例えばカルボキシル化されたラテックス等の、コロイドラテックスのもう一つの凝固メカニズムは、ポリエーテル変性ポリシロキサンの添加による熱感受性化であり、これは、温度誘発凝固と呼ぶことができる。そのような熱感受性化のメカニズムは、恐らく粒子表面にカルボン酸がある状態でのポリエーテルの形成によるものである可能性があり、これは、静電反発力を遮蔽する可能性があるが、立体障害によって粒子を安定化させる。ポリシロキサンの雲り点に達すると、立体障害や静電反発力による安定化がなくなり、凝固が誘発される。

もう一つの態様では、コータにコロイドラテックスコーティングが積み込まれている。

もう一つの態様では、ブリスタ防止剤がコロイドラテックス凝固剤である。

もう一つの態様では、ブリスタ防止剤がコロイドラテックス凝固剤を含む。

もう一つの態様では、装置は、少なくとも部分的にコロイドラテックスコーティングで満たされるために構成されたラテックス貯留部を含む。ラテックス貯留部は、コータに流体的に接続されてコータにコロイドラテックスコーティングを供給することができる。本明細書において使用されるラテックス貯留部は、流体を保持するための貯留部またはタンクである。コータには、例として、コロイドラテックスコーティングでラテックス貯留部を少なくとも部分的に満たすことによってコロイドラテックスコーティングを積み込むことができる。

もう一つの態様では、コロイドラテックスコーティングが感温ラテックス凝固剤をさらに含む。感温ラテックス凝固剤は、ブリスタ防止剤として作用し、水を追い出して固体ラテックスコーティングにするためにコロイドラテックスコーティングを加熱すると有効になる物質である。露出表面にスプレーされたブリスタ防止剤と共に感温ラテックス凝固剤を使用することで、大幅に減少したブリスタ瑕疵を有する固体ラテックスコーティングをさらに供給することができる。感温ラテックス凝固剤は、通常、タフト表面カバーを製造する時にブリスタを減少させるために使用される。追加でスプレーしたブリスタ防止剤と一緒にこれらの感温ラテックス凝固剤を使用することで、ブリスタ瑕疵のさらに大幅な減少を提供することができる。

もう一つの態様では、感温ラテックス凝固剤がシリコーンポリエーテルである。

もう一つの態様では、感温ラテックス凝固剤がポリエーテル変性ポリシロキサンである。

もう一つの態様では、コロイドラテックスコーティングがスチレンブタジエンのエマルジョンを含む。

もう一つの態様では、装置が人工芝基布を人工芝に連続して加工するために構成されている。一つの例では、これは、装置が人工芝基布のロールを人工芝に連続して加工するために構成されている、ということを意味し得る。

もう一つの態様では、装置に人工芝繊維が積み込まれている。例として、装置は、繊維インサータが使用するための１巻き以上の人工芝繊維を受け取るために構成されてもよい。

もう一つの態様では、人工芝繊維が少なくとも一種類のポリマーが含まれているポリマー混合物を含む。人工芝繊維は、延伸された人工芝繊維である。延伸された人工芝繊維を使用すると、延伸プロセスで人工芝繊維内の結晶化を増加させることができるので、有益であり得る。結晶化の増加によって、表面がより粗くなる可能性がある。この表面粗さの増加によって、人工芝繊維と硬化したラテックスゴムとの間の接着が増加する。ラテックスは、減少したブリスタを有するため、その組み合わせは、人工芝繊維と基布との間の接着を増加させるのにも貢献する。

もう一つの態様では、ポリマー混合物がその少なくとも一種類のポリマーを結晶化させるための核剤をさらに含んでいる。これにより、人工芝繊維と硬化したラテックスとの間の接着がさらに増加する可能性がある。

もう一つの態様では、核剤が無機および／または有機物またはその混合物であってもよい。

もう一つの態様では、無機核剤が下記の項目の一つまたはその混合物からなる：
滑石；
カオリン（「陶土」とも知られる）；
炭酸カルシウム；
炭酸マグネシウム；
ケイ酸塩；
ケイ酸アルミニウムおよび；たとえば、アルミノケイ酸ナトリウム（とりわ け天然および合成起源のゼオライト）；
非晶質および部分的に非晶質なシリカならびにこの混合形態、たとえば、フ ュームドシリカ；
ケイ酸およびケイ酸エステル；たとえば、テトラアルキルオルトケイ酸塩（ オルトケイ酸エステルとも知られる）
三水和アルミナ；
水酸化マグネシウム；
メタおよび／またはポリリン酸塩；および
石炭フライアッシュ（ＣＦＡ）；石炭フライアッシュは、たとえば発電所の 石炭燃料から回収された微粒子である。

もう一つの態様では、有機核剤が下記の項目の一つまたはその混合物を含む：
１，２ーシクロヘキサンジカルボン酸塩（「Hyperform（登録商標）」の主 成分としても知られる）；とりわけ１，２ーシクロヘキサンジカルボン酸の カルシウム塩；
安息香酸；
安息香酸塩；安息香酸塩は、とりわけ、安息香酸のアルカリ金属塩（たとえ ば、安息香酸のナトリウムおよびカリウム塩）；および安息香酸のアルカリ 土類金属塩（たとえば、安息香酸のマグネシウムおよびカルシウム塩）であ ってもよい；
ソルビン酸；および
ソルビン酸塩。ソルビン酸塩は、とりわけ、ソルビン酸のアルカリ金属塩（ たとえば、ソルビン酸のナトリウムおよびカリウム塩）；およびソルビン酸 のアルカリ土類金属塩（たとえば、ソルビン酸のマグネシウムおよびカルシ ウム塩）であってもよい。

もう一つの局面では、本発明は、製造システムを提供する。製造システムは、態様による装置および人工芝繊維装置を含む。人工芝繊維装置は：
−少なくとも一種類のポリマーを含むポリマー混合物を生成するために構成されたポリマーミキサー；
−ポリマー混合物を押し出してモノフィラメントにするために構成された押出機；
−押し出し後にモノフィラメントを急冷するための急冷器；
−急冷後にモノフィラメントを再加熱するためのヒーター；および
−繊維を互いに対して整列させ、モノフィラメントを人工芝繊維に形成するために、再加熱されたモノフィラメントを延伸するための繊維延伸機
を含む。

延伸された人工芝繊維は、例として、下記のステップのうち一つまたは複数を使用して製造することができる。
ポリマー混合物を押し出してモノフィラメントにする；この押し出しを実施するために 、例としてポリマー混合物を加熱してもよい；
モノフィラメントを急冷する；このステップでは、モノフィラメントを冷却してもよい ；
モノフィラメントを再加熱する；
再加熱したモノフィラメントを延伸してモノフィラメントを人工芝繊維に形成する；延 伸中に、核剤がモノフィラメント内でその少なくとも一種類のポリマーの結晶部の生成 を促進し；前記促進によってモノフィラメントの表面粗さが増加する；および
人工芝繊維を人工芝基布に組み込む。

前記方法によって人工芝繊維を基布に強く固定することができ、それによって機械的ストレス、とりわけ繊維にかかる機械的引張り力に対してより耐久性のある人工芝を提供することができるため、前記フィーチャは、有利となり得る。

前記フィーチャは、とりわけ、人工芝の製作に使用される幾つかの種類のポリオレフィン、たとえばポリエチレン（ＰＥ）、を人工芝の基布にしっかりと付着させることができる可能性がある。本発明の態様は、ＰＥおよび同様のポリオレフィンから作られる人工芝の平均寿命の増加につながる可能性がある。人工芝およびそこに含まれる繊維は、たとえばスポーツ用フィールドに使用した場合は、著しい機械的ストレスに直面する。例として、もしも選手が急に止まるまたは方向を変えることによって繊維に高い引張り力がかかると、繊維が基布から分離する可能性がある。先に記載した、人工芝の基布に芝繊維を機械的に固定する方法は、結果としてスポーツ用フィールドに使用するのに特に適した、より耐久性のある種類の人工芝を提供することができる。

さらに有益な局面では、固定が共有結合ではなく機械力に基づいていることが観察されている。固化した流体は、繊維の表面の凹凸を緊密に取り囲み、埋め込む。前記凹凸は、結晶が原因であることが観察されている。したがって、核剤を添加することによって、その少なくとも一種類のポリマーの非晶質部に対する結晶部の相対的な割合が増加する可能性があり、その結果としてモノフィラメントの表面がより粗くなり、またひいては繊維の表面もより粗くなり、繊維上の固化した流体によってかかる機械的グリップが増加する。繊維を機械的に固定すると、キャリアの裏側に流体として塗布することができしばらくしたら固化する、任意の種類の基布材料に、繊維をしっかりと付着させることができるので、有利である。したがって、様々な異なる化学組成の繊維を複数の化学的に多様な基布材料にしっかりと埋め込むことができる。繊維または基布が互いに共有結合することができるように調整する必要がない。これによって、製造プロセスが容易になり、望まない副生成物の生成を避けられる。したがって、化学廃棄物の処分に関する追加費用を避けることができ、人工芝を生成するために組み合わせることができる繊維材料および基布材料の組み合わせの範囲が広くなる可能性がある。

人工芝繊維として使用するために膜を切って薄片にするプロセスによって、核剤が原因で延伸ステップで形成されたポリマー結晶が破壊されることが観察されているので、ポリマー混合物を押し出してポリマー膜ではなくモノフィラメントにすることは、有利となり得る。したがって、押し出して延伸したポリマー膜を薄く切ることによって生成される人工芝繊維は、延伸作業で延伸されたモノフィラメントよりも低い表面粗さを有する。

さらなる局面では、本発明は、既定の引張り力を加えた際に人工芝の人工芝繊維が人工芝基布に固定されたままでいるような人工芝の製造に関し、その方法は、下記のステップを含む：
少なくとも一種類のポリマー、決められた量の核剤および場合により一種類以上の 染料を含むポリマー混合物を生成する；
その核剤は、無機および／または有機物またはその混合物である；例として、 核剤は、先に述べた物質の一つまたは複数であってもよい；
核剤の決められた量とは、押し出され、延伸され、人工芝繊維の形状で人工芝 基布に組み込まれた後で、既定の引張り力に耐えることが可能なモノフィラメ ンを提供するのに必要な前記核剤の最小量である；
核剤の決められた量は、もしあればポリマー混合物の中に含まれる染料の数お よび種類によって決まり、そして前記染料のそれぞれが核剤としての役割をす る能力によって決まる；
ポリマー混合物を押し出してモノフィラメントにする；
モノフィラメントを急冷する；
モノフィラメントを再加熱する；
再加熱したモノフィラメントを延伸してモノフィラメントを人工芝繊維に形成する ；
下記によって人工芝繊維を人工芝基布に組み込む：
複数の人工芝繊維をキャリアの上に配置し、配置された人工芝繊維のモノフィラ メントの第一部分は、キャリアの底側に露出して、前記モノフィラメントの第二 部分は、キャリアの表側に露出する；
少なくとも第一部分が流体に埋め込まれるようにキャリアの底側に流体を添加す る；および
流体を固化させて膜にし、その膜が取り囲み、それによって、少なくとも配置さ れた人工芝繊維のモノフィラメントの第一部分が機械的に固定され、固体膜が人 工芝基布としての役割をする。

その表面粗さおよびタフト引き抜き力に耐える対応能力を制御することができ、様々な異なるポリマー混合物、とりわけ異なる顔料および他の染料を含む非常に様々なポリマー混合物にとって所望の値に設定することができる、人工芝を生成することができるので、前記のフィーチャは、有益であり得る。驚くべき観察によると、特定の色の人工芝繊維が異なる色を有する繊維よりもタフト引き抜き力に対して高い耐性を示すことが観察された。さらに驚くべき観察によると、タフト引き抜き力に対する一部の色の繊維の耐性が増加するのは、それぞれの染料の核形成能力が原因であり、染料は、結晶部の数およびサイズならびに人工芝繊維の柔軟性に対して影響を有する。ポリマー混合物の染料の種類および量に応じて核剤の量を決めると、異なる種類の染料を含んた芝繊維を人工芝の同じ部片に混合することができ、それによって、タフト引き抜き力に対して同じ耐性を示し、ひいては人工芝の耐用年数の間ずっと摩耗および破れに対する耐性が等しくなるように、全ての芝繊維が製造される。したがって、核剤としての役割をする能力が最も低い顔料を含む芝繊維によって芝部片の耐用年数が限られることは、もうない：態様によると、ポリマー混合物の中のその一種類以上の染料が十分な程度の結晶化を引き起こすことができない場合は、適切な量の核剤を添加してもよい。また、ポリマー混合物が十分な核形成能力のある染料を既に含んでいる場合、ポリマー混合物に添加する核剤の量を減少させることができまたはゼロにさえすることができ、それによってポリマー結晶の量が本明細書において「引張り力」とも称されるタフト引き抜き力に対する所望の耐性を達成するのに必要な量を超えるのを避けられる。これによって、費用を削減することができ、繊維内の無機材料の総量を削減することができる（無機材料の割合が高いと繊維の柔軟性が減少する可能性がある）。

態様によると、核剤の量は、一連のテストを実施することによって決まる：本明細書において「所望のポリマー混合物」と称されるポリマー混合物が生成される。「所望のポリマー混合物」は、人工芝繊維を生成するのに使用されるポリマー混合物の全ての成分を含むが、量を決めるべき核剤は、まだ含まない。したがって、前記「所望のポリマー混合物」は、その少なくとも一種類のポリマー、ゼロ、１または複数種類の染料およびゼロ、１または複数種類の追加の添加剤を含む。「所望のポリマー混合物」は、記載したように押し出され、延伸され、芝基布に組み込まれる。優先的には、「所望のポリマー混合物」が少量だけ生成され、人工芝の小さい部片だけが製造されてテスト用のサンプルとして使用される。それから、例えばＩＳＯ／ＤＥＳ ４９１９：２０１１に従って、人工芝繊維に既定の引張り力（「タフト引き抜き力」）が加えられる。もしも人工芝繊維が芝基布に固定されたままでいるならば、例えば滑石またはカオリン等の追加の核剤を添加するのを省略することができ、核剤の決められた量は、ゼロである。人工芝繊維が決められた引張り力で引き抜かれる場合、「所望のポリマー混合物」と同じ組成のポリマー、染料および任意のさらなる添加剤を含む幾つかの追加のポリマー混合物が生成される。前記追加のポリマー混合物のそれぞれに、量を増やしていきながら核剤が添加される。例として、追加のポリマー混合物ＡＰＭ１には、ポリマー混合物の０．５重量％が添加される。追加のポリマー混合物ＡＰＭ２には、ポリマー混合物の１重量％が添加される。追加のポリマー混合物ＡＰＭ３には、ポリマー混合物の１．５重量％が添加される。といった具合で、無機核剤の場合は、最大でポリマー混合物の例えば３重量％までの量または有機核剤の場合は、最大でそれよりも多い例えば８％までの量になる。前記追加のポリマー混合物は、それぞれが押し出され、延伸され、先に記載したように人工芝のそれぞれの部片の基布に組み込まれる。追加のポリマー混合物のうち、決められた引張り力を加えた際に人工芝基布から引き抜かれない人工芝繊維を提供するのに十分な最小量の核剤を含んでいるものが核剤の決められた量として使用される。それから、より大規模に既定の引張り力に対する所望の耐性を有する人工芝を製造するために、核剤の決められた量が所望のポリマー混合物に添加される。

下記の態様のフィーチャは、もしもそのフィーチャが相互排他的でなければ、上記の人工芝製造方法のいずれか一つおよび本明細書において開示するいずれかの種類の人工芝と組み合わせることができる。

好ましい態様によると、核剤は、延伸中に、モノフィラメントの内部でその少なくとも一種類のポリマーの結晶部の生成を促進し、結晶部の生成が促進されることによってモノフィラメントの表面粗さが増加する。したがって、押し出しプロセスの後で生成され、したがって押し出しプロセス中にポリマー混合物に作用する機械力によって破壊されることのない、ポリマー結晶がモノフィラメントの表面にも含まれる。

好ましい態様によると、滑石および／または陶土を使用する。好ましくは、滑石を使用する。

態様によると、無機核剤を使用する場合、核剤の粒子サイズは、０．１ナノメートル〜５０ミクロンであり、好ましくは０．１ナノメートル〜１０ミクロンであり、さらに好ましくは１０ナノメートル〜５ミクロンである。

例えば滑石等の無機核剤を核剤として使用する一部の態様によると、ポリマー混合物の０．０１〜３重量％が核剤としての役割をするためにポリマー混合物に添加された無機物からなる；優先的には、ポリマー混合物の０．０５〜１重量％が前記無機核剤からなる。さらにより好ましくは、ポリマー混合物の０．２〜０．４重量パーセントが前記核剤からなる。添加された無機物の各部分または小部分が核剤としての役割をするのでもよい。あるいは、少なくともその小部分が核剤としての役割をする。

態様によると、実際に核剤としての役割をするために添加される物質の総量の少なくとも小部分は、５０ミクロンよりも小さい、好ましくは１０ミクロンよりも小さい、さらに好ましくは５ミクロンよりも小さい粒子サイズを有する。

核剤としての役割をするためにポリマー混合物に添加される物質は、例として、滑石でもよい。

一部の態様によると、実際に核剤としての役割をする無機核剤の小部分は、滑石を少なくとも２０重量％含み、より優先的には前記小部分は、滑石を少なくとも７０重量％含み、より優先的には前記小部分は、滑石を少なくとも９０重量％含む。したがって、例として、ポリマー混合物に添加される滑石の少なくとも２０％が５０ミクロンよりも小さく、好ましくは１０ミクロンよりも小さく、さらに好ましくは５ミクロンよりも小さくなければならない。

態様によると、その少なくとも一種類のポリマーは、結晶部および非晶質部を含み、延伸中にポリマー混合物の中に核剤が存在することが原因となり、非晶質部に対して結晶部のサイズが増加する。これは、例として、その少なくとも一種類のポリマーが非晶質構造を有する時よりも固くなることにつながる可能性がある。これは、人工芝がより固く、押さえつけられた時に元に戻る能力を持つことにつながる可能性がある。モノフィラメントを延伸することが原因となって、その少なくとも一種類のポリマーがその構造のより広い部分でより結晶質になる可能性がある。その少なくとも一種類のポリマーを延伸すると、核剤の存在下で結晶化領域がまたさらに増加する原因となる。

態様によると、ポリマー混合物は、無機材料を合計で２０重量パーセント未満含み、その無機材料は、化学的に不活性な充填材および／または無機染料（例えばＴｉＯ_２）および／または無機核剤の無機の小部分を含んでいてもよい。優先的には、ポリマー混合物は、前記無機材料を合計で１５重量パーセント未満含む。さらにより優先的には、ポリマー混合物は、前記無機材料を合計で１０５重量パーセント未満含む。

これは、ポリマー混合物から生成される芝フィラメントの抗張力がフィラメント内の結晶部の割合が増えることによって著しく減少しないことを確実にするため、有利となり得る。

態様によると、キャリアの底側に添加される流体は、スチレンブタジエンを少なくとも２０重量％、化学的に不活性な充填材を少なくとも４０％、分散流体を少なくとも１５％含む懸濁液である。流体の膜への固化は、例えば熱および／または気流を加えることによる、懸濁液の乾燥を含む。固化したスチレンブタジエン懸濁液からなる前記膜は、ラテックス膜とも知られる。

態様によると、その懸濁液は、スチレンブタジエンを２２〜２８重量パーセント、充填材を５０〜５５重量％、分散流体としての役割をする水を少なくとも２０％含む。また、懸濁液は、スチレンブタジエンを２４〜２６重量％含むのでもよい。

他の態様によると、その流体は、ポリオールおよびポリイソシアネートの混合物である。本明細書において使用されるポリオールは、有機反応に利用可能な多数のヒドロキシル官能基を含む化合物である。流体の膜への固化は、ポリウレタンを発生させるためにポリオールおよびポリイソシアネートの重付加反応を実行することを含む。その固体膜は、ポリウレタン膜である。

態様によると、流体は、下記の化合物の一つまたは複数を含む：抗菌添加剤、殺菌剤、芳香物、紫外線安定剤、難燃剤、酸化防止剤、顔料。

一部の例では、延伸したモノフィラメントを人工芝繊維として直接使用することができる。例として、モノフィラメントをテープまたは他の形状として押し出すことができる。他の例では、人工芝繊維が束または幾つかの延伸されたモノフィラメント繊維のグループであってもよく、概してケーブル状にされたり、撚られたり、または束にされたりする。方法は、人工芝繊維を生成するために多数のモノフィラメントを一つに織る、束にするまたは紡ぐことをさらに含んでもよい。多数の、例として４〜８本のモノフィラメントを糸に形成または仕上げることができる。一部の場合では、糸を束の状態に保ってその後のタフトするまたは織るプロセス用に準備ができている状態にするいわゆる巻き取り糸で、束を巻き取る。モノフィラメントは、例として、サイズが５０〜６００ミクロンの直径を有してもよい。糸の重量は、通常５０〜３０００デシテックスに達してもよい。

もう一つの態様では、人工芝繊維の生成は、モノフィラメントを織って人工芝繊維にすることを含む。換言すれば、一部の例では、人工芝繊維が一本のモノフィラメントではなく、たくさんの繊維の組み合わせである。もう一つの態様では、人工芝繊維が糸である。もう一つの態様では、方法は、延伸したモノフィラメントを束にして人工芝繊維を生成することをさらに含む。

態様によると、表面粗さが十分高いので３０ニュートンを超える、より優先的には４０ニュートンを超える、より優先的には５０ニュートンを超える引張り力が繊維に加えられない限り埋め込まれた人工芝繊維が人工芝基布に固定されたままでいる、ということを確実にするために、結晶化が結晶部の大部分が延伸中（したがって、延伸の前ではない）に生成されるのを確実にするために十分に遅く、十分たくさんの結晶部の生成を促進するのに十分であるように、結晶部の生成を促進することが可能な核剤の量となるように、核剤の量を決める事を、方法は、さらに含む。核剤の添加は、決められた量の核剤を添加することを含む。

態様によると、先に記述した閾値の一つを超える引張り力が繊維に加えられない限り、埋め込まれた人工芝繊維が人工芝基布に固定されたままでいるかどうかの判定は、ＩＳＯ／ＤＥＳ ４９１９：２０１１に記述のタフト引き抜き力を測定するためのテストに従って実行する。

態様によると、核剤としての役割をすることが可能な物質は、もしもポリマー混合物に添加されたら、ＩＳＯ／ＤＥＳ ４９１９：２０１１に記述のタフト引き抜き力を測定するためのテストに従って人工芝繊維を人工芝基布に固定する摩擦力を少なくとも１０ニュートン増加させることが可能な物質である。優先的に、この効果は、ポリマー混合物から生成される人工芝繊維の材料のもろさを著しく増加させずに達成される。優先的には、核剤としての役割をすることが可能な物質は、もしもポリマー混合物に添加され、量がポリマー混合物の３重量パーセント未満が添加された核剤からなるならば、ＩＳＯ／ＤＥＳ ４９１９：２０１１に記述のタフト引き抜き力を測定するためのテストに従って人工芝繊維を人工芝基布に固定する摩擦力を１０ニュートン増加させることが可能な物質である。

態様によると、染料としての役割をすることが可能な物質は、ポリマー混合物から生成される人工芝繊維が既定のスペクトルの可視光を放出する原因となる物質である。例として、分光光度計および／または比色計を使用して、染料が原因となって、発生した繊維が既定のスペクトルパターン、例えば人間の目に「緑」、「白」、「青」または任意の他の色として認識されるスペクトルパターン、を放出するかどうかをテストすることができる。測定された放出スペクトルが所望のスペクトルパターンを反映しているかどうかをテストするために、ＣＭＹＫ色コード、ＲＡＬ色コード、Ｐａｎｔｏｎｅ色コードまたは他の任意の基準を用いて色を記述することができる。

態様によると、染料に起因する可視光の既定のスペクトルは、前記染料がない同じ種類の人工芝繊維から放出される可視光のスペクトルと異なる。

態様によると、人工芝装置はさらに下記のように構成されてもよい：
第一量の第一染料をポリマー混合物に添加する、その第一量の第一染料は、結晶部 の生成を促進することが不可能であり；その第一量の第一染料は、いずれのポリマ ー結晶の生成も促進することが完全に不可能であってもよくまたは押し出されて延 伸されたモノフィラメントの中に既定の所望の量の結晶部の生成を促進することが 不可能であってもよく；もしも、繊維の色に対する影響を有するので変えるまたは 増加させることができない所与の第一量ではなく、より高い濃度でポリマー混合物 に添加された場合、第一染料は、結晶部の生成を促進することが可能であってもよ く；製造する人工芝の色は、しかしながら、所与のものと考えられ、変えるべきで はない；
核剤の第二量を決める、その第二量は、その表面粗さが十分高いので３０ニュート ンを超える、より優先的には４０ニュートンを超える、より優先的には５０ニュー トンを超える引張り力が繊維に加えられない限り埋め込まれた人工芝繊維６本の束 が人工芝基布に固定されたままでいる、ということを確実にするために、結晶化が 結晶部の大部分が延伸中に生成されることを確実にするために十分に遅く、十分た くさんの結晶部の生成を促進するのに十分であるように、第一量の第一染料および 第二量の核剤の組み合わせによって結晶部の生成を促進することが可能となるよう に、決める。核剤の添加は、決められた第二量の核剤を添加することを含む。

前記フィーチャは、使用する染料が既にその少なくとも一種類のポリマーの結晶化を促進するある程度の（測定可能だが不十分な）能力を有する場合に核剤の量を削減することができるため、有利となり得る。また、同じ色の二種類の染料が利用可能である場合、方法は、前記二種類の染料のうち、核剤としての役割をしてその少なくとも一種類のポリマーの結晶化を促進する、より高い能力を有するものを選ぶことを含んでもよい。これは、繊維の基布への固定も向上させることもでき、必要な核剤の量を削減するのに役立つ可能性がある。

押し出しプロセスの前または最中に生成されるこの結晶は、ポリマー混合物が押されて前記開口部を通る時に発生期のモノフィラメントの表面に発生するせん断力によって破壊される可能性があるので、延伸プロセス（押し出しプロセスではなく）で結晶の大部分が形成されるように核剤の量と種類を選ぶことは、有利となり得る。したがって、所与の量の核剤によって達成される表面粗さを最大にすることができる。

態様によると、ポリマー混合物の中の無機材料の総量は、２０重量％未満、より優先的には１５重量％未満、さらにより優先的には１０重量％未満である。核剤の量を最小にすることで、とりわけ無機核剤の量を最小にすることで、無機材料および／または多すぎる数の結晶部によるポリマー間のファンデルワールス力の中断によって繊維がもろくなることなく、所望の程度の表面粗さおよび引張り力に対する耐性を達成することができる可能性がある。

さらに有利な局面では、核剤としての役割をする能力もある染料を使用することで、ポリマー混合物の中の無機材料の総量が２０重量％未満、より優先的には１５重量％未満、さらにより優先的には１０重量％未満となることを確実にすることができる可能性がある。これにより、無機材料によっておよび／または多すぎる数の結晶部によってポリマー間のファンデルワールス力が弱まった場合に繊維がもろくならないことが確実になる。

態様によると、方法は、ポリマー混合物に二酸化チタンを添加することをさらに含む。二酸化チタンによって、より淡い繊維の色または白い色調を有する繊維を生成することができる可能性がある。二酸化チタンは、染料としての役割をする。前記添加の後、ポリマー混合物は、二酸化チタンを１．９〜２．３（好ましくは２．１）重量パーセント含む。

態様によると、方法は、ポリマー混合物にアゾニッケル錯体顔料を添加することをさらに含む。アゾニッケル錯体顔料は、染料としての役割をする。前記添加の後、ポリマー混合物は、アゾニッケル錯体顔料を０．０１〜０．５（好ましくは０．１〜０．３）重量パーセント含む。

態様によると、染料としておよび核剤としての役割をする物質として、例えばフタロシアニン銅錯体といったフタロシアニン金属錯体を使用してもよい。

第一グループの態様によると、方法は、ポリマー混合物にフタロシアニングリーンを添加することをさらに含む。フタロシアニングリーンは、染料としての役割をする。前記添加の後、ポリマー混合物は、フタロシアニングリーンを０．００１〜０．３（好ましくは０．０５〜０．２）重量パーセント含む。

第二グループの態様によると、方法は、ポリマー混合物にフタロシアニンブルーを添加することをさらに含む。フタロシアニンブルーは、染料としての役割をする。前記添加の後、ポリマー混合物は、０．００１〜０．２５（好ましくは０．１５〜０．２０）重量パーセント含んでいる。

流体に埋め込まれた人工芝繊維の表面の一部または全ての部分が流体で濡らされる、先の請求項のいずれか一項記載の方法。態様によると、その少なくとも一種類のポリマーが無極性ポリマーである。

無極性ポリマーは、疎水性を持つ傾向があるため、先に記載した方法を無極性ポリマーに施すことは、特に有利である。これは、例えばラテックス膜を生成するための先に述べた懸濁液等の親水性の流体で濡れることを妨げることで知られている。核剤を添加すると、その結果としてフィラメント内の結晶部の割合が増えることによってフィラメントの表面粗さが増加し、またその結果として少なくとも繊維の第一部分を埋め込むために使用される塗布された流体で繊維表面が濡れるのが増加する、ということが観察されている。繊維の表面粗さの増加は、濡れ効果の増加との相乗効果を提供する：繊維表面を濡らすのが容易になることによって、繊維の表面の、詰まった深い凹部およびくぼみにも流体が浸透することができる。この結果として、固化した流体に繊維が強く機械的に固定される。

態様によると、その少なくとも一種類のポリマーがポリエチレン、ポリプロピレンまたはその混合物である。優先的には、その少なくとも一種類のポリマーは、ポリエチレンである。
人工芝繊維を生成するために使用されるオレフィンの種類は、繊維および前記繊維から作られる人工芝の様々な性質に対して著しい影響を有する。例として、ポリアミド（ＰＡ）は、曲げ回復が良いことで知られている。しかしながら、スポーツ用フィールドのグラウンドとして使用する場合、その表面は、皮膚やけどの原因となることが知られており、直射日光の紫外線放射に広範囲にわたってさらされた場合には、ＰＡ系人工芝の平均寿命が限られる。ポリプロピレンは、同様の不都合を有する。ポリエチレン（ＰＥ）は、前記不都合を示さないが、表面の疎水性およびＰＡ／ＰＰと比べて増加した柔軟さによって、機械力で基布にしっかりと固定することができない、という不都合を有する。したがって、本発明の態様は、人工芝を製造するためにＰＥを使用することができる可能性があり、ＰＥ繊維を人工芝基布にしっかりと機械的に付着させることができる可能性がある。

態様によると、ポリマー混合物は、その少なくとも一種類のポリマーを８０〜９０重量パーセント含んでいる。

態様によると、人工芝繊維の生成は、延伸したモノフィラメントを糸に形成することを含む。

態様によると、人工芝繊維の生成は、延伸したモノフィラメントを織り、紡ぎ、撚り、巻き取りおよび／または束にして人工芝繊維にすることを含む。

態様によると、人工芝繊維の人工芝基布への組み込みは、人工芝繊維を人工芝基布にタフトすることおよび人工芝繊維を人工芝基布に結合することを含む。例として、人工芝繊維は、針で基布に挿入してカーペットのような方法でタフトしてもよい。もしも人工芝繊維のループが形成された場合には、そのループを同じステップの最中に切ってもよい。

態様によると、人工芝繊維の人工芝基布への組み込みは、人工芝繊維を人工芝基布に織ることを含む。この人工芝製造技術は、米国特許出願ＵＳ ２０１２０１２５４７４ Ａ１から公知である。織り技術を使用することによって、人工芝に天然の外見を与えることができるキャリアにおける準ランダムパターンを得ることが可能である。さらに、繊維をキャリアに挿入した後で切ることが省略されるため、織りは、タフトするよりもシンプルな技術である。タフトする際には、最初に繊維をキャリアに織り込み、その後、キャリアの一つの面で繊維のループを切る。繊維をキャリアに編み込んだ後、先に記載したように、キャリアの底側に流体を塗布する。

態様によると、キャリアは、織物または織物マットである。織物は、撚り糸または糸と呼ぶことが多い、天然または人工の繊維の網からなる柔軟性のある織られた物質であってもよい。織物は、繊維を織る、編む、かぎ針で編む、結び目を作るまたは押し付けて一つにすることで形成される。

もう一つの態様では、ポリマー混合物がさらに下記のいずれか一つを含む：ワックス、艶消し剤、紫外線安定剤、難燃剤、酸化防止剤、顔料およびその組み合わせ。人工芝がより草にそっくり似て日光の下で一層安定するように、例えば、難燃性がある、緑色を有する、等の他の所望の性質を人工芝繊維に与えるために、これらのリストアップされた追加成分をポリマー混合物に添加してもよい。

押し出し中に使用される溶融温度は、使用されるポリマーおよび相溶化剤の種類に依存する。しかしながら、溶融温度は、通常２３０℃〜２８０℃である。

フィラメントまたはフィブリル化テープとも称されることがあるモノフィラメントは、混合物を繊維作製押し出しラインに供給することによって作製される。溶融した混合物は、押し出しツール、すなわち紡糸口金板またはワイドスロットノズルを通過し、溶融流がフィラメントまたはテープの形状に形成され、水回転槽の中で急冷または冷却され、回転速度の異なる回転加熱ゴデットおよび／または加熱炉を通過することによって乾燥および延伸される。
それからモノフィラメントまたは種類は、第二ステップでさらなる加熱炉および／または一組の加熱されたゴデットを通過して、オンラインで焼き戻される。

態様によると、ポリマー混合物は、少なくとも三相系である。ポリマー混合物は、第一ポリマーおよび下記では「第二ポリマー」と称されるその少なくとも一種類のポリマーを含む。第一ポリマーおよび第二ポリマーは、非混和性である。

第一ポリマーは、例として、例えばポリアミド等の極性物質からなっていてもよい。また、第一ポリマーは、ＰＥＴの略称で一般に知られるポリエチレンテレフタレートであってもよい。

第二ポリマーは、例えばポリエチレン等の無極性ポリマーであってもよい。もう一つの態様では、第二ポリマーは、一般的な略称ＰＢＴまたはポリプロピレン（ＰＰ）でも知られるポリブチレンテレフタレートである。

ポリマー混合物は、さらに相溶化剤を含んでいてもよい。その相溶化剤は、下記のいずれか一つであってもよい：ポリエチレンまたはポリアミドにグラフト化されたマレイン酸；例えばマレイン酸、メタクリル酸グリシジル、マレイン酸リシノールオキサゾリン等の不飽和酸またはその無水物を用いたポリエチレン、ＳＥＢＳ、ＥＶＡ、ＥＰＤまたはポリプロピレンのフリーラジカルにより開始されたグラフト共重合体にグラフト化された無水マレイン酸；メタクリル酸グリシジルを用いたＳＥＢＳのグラフト共重合体、メルカプト酢酸および無水マレイン酸を用いたＥＶＡのグラフト共重合体；無水マレイン酸を用いたＥＰＤＭのグラフト共重合体；無水マレイン酸を用いたポリプロピレンのグラフト共重合体；ポリオレフィングラフトポリアミドポリエチレンまたはポリアミド；およびポリアクリル酸型相溶化剤。

第一ポリマーは、第二ポリマー内で相溶化剤に取り囲まれたポリマービーズを形成する。用語「ポリマービーズ」または「ビーズ」は、第二ポリマーと混ざらないポリマーの、例えば液滴等の局所的領域を指し得る。ポリマービーズは、一部の事例では、円形または球形または卵型だが、不規則な形状であってもよい。一部の事例では、ポリマービーズは、通常、直径約０．１〜３ミクロン、好ましくは１〜２ミクロンのサイズを有する。他の例では、ポリマービーズがもっと大きい。例として、最大で直径５０ミクロンのサイズを有してもよい。

第一染料または物質の添加は、押し出しの前に実行される。延伸の結果、ポリマービーズが変形して糸のような領域になる。これは、モノフィラメントがより長くなる原因となり、そのプロセスでポリマービーズが延伸および引き延ばされる。延伸の量によっては、ポリマービーズがより引き延ばされる。
糸状領域は、２０ミクロン未満、例えば１０ミクロン未満の直径を有してもよい。もう一つの態様では、糸状領域は、１〜３ミクロンの直径を有する。もう一つの態様では、人工芝繊維が人工芝基布を超えて所定の長さはみ出る。糸状領域は、所定の長さの２分の１未満の長さ、例えば２mm未満の長さを有する。

態様は、第二ポリマーおよび任意の非混和性ポリマーが互いに剥離することがない、という効果を有する可能性がある。糸状領域は、第二ポリマー内に埋め込まれる。したがって、それらが剥離することは、不可能である。第一ポリマーおよび第二ポリマーを使用することで、人工芝繊維の性質を調整できる。例として、より天然の草のようでソフトな感触を人工芝に与えるために、よりソフトなプラスチックを第二ポリマーに使用することができる。より回復力および安定性および踏まれたまたは押さえつけられた後に元に戻る能力を人工芝に与えるために、より固いプラスチックを第一ポリマーまたは他の非混和性ポリマーに使用することができる。さらなる効果は、恐らく、押し出しプロセス中にモノフィラメントの中心領域に糸状領域が集中することである可能性がある。これは、より固い物質がモノフィラメントの中心に、より大量のよりソフトなプラスチックがモノフィラメントの外部または外側領域に集中することにつながる。これは、さらに、人工芝繊維がより草のような性質を持つことにつながる可能性がある。さらなる効果は、人工芝繊維が向上した長期間の弾性を有するということである可能性がある。これによって、必要とされる人工芝のメンテナンスが少なくなり、使用または踏みつけられた後でより自然に形状を取り戻して立ち上がるので、必要とされる繊維のブラッシングが少なくなる可能性がある。

もう一つの態様では、ポリマー混合物は、第一ポリマーを５〜１０重量％含む。この例は、第二ポリマー、相溶化剤およびポリマー混合物に混合される任意のその他の追加の添加剤によって作り出される重量のバランスを有する可能性がある。

もう一つの態様では、ポリマー混合物の生成は、第一ポリマーを相溶化剤と混合することによって第一混合物を形成するステップを含む。ポリマー混合物の生成は、第一混合物を加熱するステップをさらに含む。ポリマー混合物を生成するステップは、第一混合物を押し出すステップをさらに含む。ポリマー混合物の生成は、押し出された第一混合物を粒状にするステップをさらに含む。ポリマー混合物の生成は、粒状になった第一混合物を第二ポリマー、核剤および場合により添加剤および／または染料と混合するステップをさらに含む。ポリマー混合物の生成は、粒状になった第一混合物を第二ポリマーと一緒に加熱してポリマー混合物を形成するステップをさらに含む。このポリマー混合物を生成する特定の方法は、第一ポリマーおよび相溶化剤をどのように第二ポリマー内で分布させるかをごく正確に制御することができるようになるので、有利となり得る。例として、押し出された第一混合物のサイズおよび形状によって、ポリマー混合物の中のポリマービーズのサイズが決まる可能性がある。前述のポリマー混合物生成方法では、例として、いわゆる一軸押し出し方法を使用することができる。

この代替として、ポリマー混合物は、それを作り上げる全ての成分を一緒に一度に入れることによっても生成することができる。例として、第一ポリマー、第二ポリマー、核剤および相溶化剤の全てを一緒に同時に添加することができる。例えば追加のポリマーまたは他の添加剤および染料等の他の原料も同時に一緒に入れることができる。それから、ポリマー混合物の混合量は、例として、押し出しに二軸供給を使用することによって増加させることができる。この場合、ポリマービーズの所望の分布は、混合の正しい速度または量を使用することによって達成することができる。

第一ステップでは、第一ポリマーを相溶化剤と混合することができる。着色顔料、紫外線および熱安定剤、加工助剤およびそのようなものとして当技術で公知の他の物質を混合物に添加することができる。この結果として、第一ポリマーが相溶化剤に取り囲まれた二相系からなる粒状の物質が生じる可能性がある。第二ステップでは、第二ポリマーを混合物に添加することによって三相系が形成され、それによって、この例では、第二ポリマーの量は、三相系のおよそ８０〜９０質量パーセントであり、第一ポリマーの量は、５〜１０質量％であり、相溶化剤は、５〜１０質量％である。押し出し技術を使用すると、その結果として、第二ポリマーのポリマーマトリクスの中に散在する相溶化剤によって取り囲まれた第一ポリマーの液滴またはビーズの混合物が生じる。実際の実施態様では、第一ポリマーおよび相溶化剤の粒状体を含む、いわゆるマスターバッチが形成される。マスターバッチは、本明細書において「ポリマー混合物」とも称されることがある。混合粒状体は、溶融されて、第一ポリマーおよび相溶化剤の混合物が押し出しによって形成される。その結果生じたひもは、押しつぶされて粒状体になる。それから、結果として得られた粒状体および第二ポリマーの粒状体が第二押し出しに使用されて太い繊維が作製され、それから延伸されて最終的な繊維になる。

先に記載したように押し出しが実行される。この手順によって、相溶化剤によって取り囲まれたポリマー１のビーズまたは液滴は、長手方向に延伸されて、第二ポリマーのポリマーマトリクスの中にどれだけ完全に埋め込まれようとも持続する小さい繊維のような線形構造を形成する。

さらなる人工芝製造方法の一部の態様によると、所定の引張り力は、３０ニュートン、より優先的には４０ニュートン、より優先的には５０ニュートンである。

さらなる人工芝製造方法の一部の態様によると、表面粗さが十分高いので既定の引張り力が加えられない限り埋め込まれた人工芝繊維が人工芝基布に固定されたままでいる、ということを確実にするために、結晶化が結晶部の大部分が延伸中に生成されるのを確実にするために十分に遅く、十分たくさんの結晶部の生成を促進するのに十分であるように、結晶部の生成を促進することが可能な、核剤の決められた量となるように、核剤の決められた量を決める。

例として、これは、先に記載した一連のテストを実行することによって決めることができる。

態様によると、ポリマー混合物は、二酸化チタンを１．９〜２．３重量パーセント含み、その二酸化チタンは、染料としての役割をする。あるいは、ポリマー混合物は、アゾニッケル錯体顔料を０．０１〜０．５重量パーセント含み、そのアゾニッケル錯体顔料は、染料としての役割をする。前記二つのいずれの場合も、前記ポリマー混合物用の核剤の決められた量は、いずれの染料も含まないポリマー混合物用に決められた核剤の量と同一である。必要な核剤の量は、決められた引張り力および使用される核剤の種類によって決まる。例として、核剤は、無機物であり、核剤の決められた量は、ポリマー混合物の０．０１〜３重量パーセントである。例として、決められた引張り力は、３０ニュートン、より優先的には４０ニュートン、より優先的には５０ニュートンであってもよく、前記ポリマー混合物から生成される繊維は、前記引張り力のいずれにも耐えることが可能である。

他の態様によると、ポリマー混合物は、フタロシアニングリーンを０．００１〜０．３重量パーセント含み、そのフタロシアニングリーンは、染料としての役割をする。あるいは、ポリマー混合物は、フタロシアニンブルーを０．００１〜０．２５重量パーセント含み、そのフタロシアニンブルーは、染料としての役割をする。前記二つのいずれの場合も、前記ポリマー混合物用の核剤の決められた量は、ゼロである。例として、決められた引張り力は、３０ニュートン、より優先的には４０ニュートン、より優先的には５０ニュートンであってもよく、前記ポリマー混合物から生成される繊維は、前記引張り力のいずれにも耐えることが可能である。フタロシアニングリーンおよびフタロシアニンブルーが核剤としての役割をすることが可能なため、追加の核剤は、必要ない可能性がある。

さらなる人工芝製造方法の一部の態様によると、その方法は、二酸化チタンまたはアゾニッケル錯体顔料が含まれている先に述べたポリマー混合物から第一人工芝繊維を生成することを含む。その方法は、フタロシアニングリーンまたはフタロシアニンブルー染料が含まれている先に述べたポリマー混合物から第二人工芝繊維を生成することを更に含む。第一および第二人工芝繊維の両方を人工芝の同じ部片に組み込む。これは、例えば二酸化チタンを含む白い繊維が決められた引張り力に対して緑の繊維（フタロシアニンブルー染料を含む）と同じ耐性を示すため、有益であり得る。

さらなる局面では、本発明は、先に述べた態様のいずれか一つの方法によって製造された人工芝に関する。

さらなる局面では、本発明は、人工芝基布および人工芝基布に組み込まれた人工芝繊維を含む人工芝に関する。人工芝繊維は、少なくとも一種類のモノフィラメントを含む。その少なくとも一種類のモノフィラメントは、それぞれが少なくとも一種類のポリマーおよびその少なくとも一種類のポリマーを結晶化するための核剤を含む。核剤は、先に述べた有機または無機物の一つである。
人工芝繊維および複数のさらなる人工芝繊維がキャリアに一緒に配置される。キャリアは、人工芝基布の表面または内部に置かれている。配置された人工芝繊維のモノフィラメントの第一部分がキャリアの底側に露出して、前記モノフィラメントの第二部分がキャリアの表側に露出する、というような方法で繊維が配置される。少なくともその第一部分が固体膜に埋め込まれ、機械的に固定される。その固体膜は、固化した流体である。その固体膜は、人工芝基布としての役割をする。

さらなる局面では、本発明は、人工芝基布および人工芝基布に組み込まれた人工芝繊維を含む人工芝に関する。人工芝繊維は、少なくとも一種類のモノフィラメントを含む。

その少なくとも一種類のモノフィラメントは、それぞれが下記を含む：少なくとも一種類のポリマー；染料としての役割をすることが不可能で、その少なくとも一種類のポリマーを結晶化するための核剤としての役割をすることが可能な、第一物質；および、染料としての役割をすることが可能で、その少なくとも一種類のポリマーを結晶化するための核剤としての役割をすることが不可能な、第二物質。

配置された人工芝繊維のモノフィラメントの第一部分がキャリアの底側に露出して、前記モノフィラメントの第二部分がキャリアの表側に露出する、というような方法で、複数の人工芝繊維がキャリアに配置される。少なくともその第一部分が固体膜に埋め込まれ、機械的に固定される。その固体膜は、固化した流体である。その固体膜は、人工芝基布としての役割をする。

態様によると、人工芝基布には、さらなる人工芝繊維がさらに組み込まれている。そのさらなる人工芝繊維は、少なくともさらなるモノフィラメントを含む。そのさらなるモノフィラメントは、少なくとも一種類のさらなるポリマーおよび第三物質を含む。その少なくとも一種類のさらなるポリマーは、先に述べた少なくとも一種類のポリマーと化学的に同一である、または、先に述べた少なくとも一種類のポリマーと化学的に異なる（たとえば、ＰＥではなくＰＰ、あるいは異なる種類の側基または複数の側基を有するＰＥ変種）。第三物質は、その少なくとも一種類のさらなるポリマーを結晶化させる核剤としての役割をすることが可能であり、加えて染料としての役割をすることが可能である。配置されたさらなる人工芝繊維のさらなるモノフィラメントの第一部分がキャリアの底側に露出して、前記のさらなるモノフィラメントの第二部分がキャリアの表側に露出する、というような方法で、複数のさらなる人工芝繊維もキャリアに配置される。少なくとも前記のさらなるモノフィラメントの第一部分も、固体膜に埋め込まれ、機械的に固定される。

態様によると、さらなるモノフィラメントには、第一物質がなく、いずれのさらなる核剤もない。したがって、第三物質は、さらなるモノフィラメントの中に含まれる唯一の核剤である可能性がある。これは、使用された染料の核形成能力だけで所望のタフト引き抜き力が達成される場合、追加の核剤を添加すると結晶ポリマー部の量が増加して繊維の柔軟性が減少する可能性があるので、有利となり得る。

態様によると、既定のタフト引き抜き力に対するその少なくとも一種類のモノフィラメントの耐性が前記規定のタフト引き抜き力に対するそのさらなるモノフィラメントの耐性と同一となるように、第二物質の種類および量が選ばれる。加えられたタフト引き抜き力に対するモノフィラメントの耐性は、例として、先に述べたＩＳＯ／ＤＥＳ ４９１９：２０１１に記述のタフト引き抜き力を測定するためのテストで判定することができる。これにより、それぞれの染料の核形成能力が異なるにもかかわらず、全てが同じ表面粗さを有し所与のタフト引き抜き力に対して同じ耐性を示す、異なる色の繊維の混合物を含む人工芝を製造することができるようになる可能性がある。

態様によると、その少なくとも一種類のモノフィラメント、そしてまた、さらなるモノフィラメントは、先に記載したように押し出しおよび延伸プロセスによって生成されている。

態様によると、第三物質は、フタロシアニングリーンまたはタロシアニンブルーまたはその混合物である。

態様によると、第一物質は、二酸化チタンまたはアゾニッケル錯体顔料またはその混合物である。

態様によると、第二物質は、ソルビン酸または滑石等の、先に述べた有機および／または無機の核剤の一つである。

態様によると、第一物質は、白い色を提供する染料として使用することができる二酸化チタンである。第一物質を含む人工芝繊維だけを含む一本以上の連続したラインが形成されるように、第一物質を含む複数の人工芝繊維が人工芝基布内に位置付けられる。各前記ラインは、少なくとも１センチメートルの幅および少なくとも１メートルの長さを有する。各前記ラインは、他の人工芝繊維を選択的に含む人工芝のエリアによって取り囲まれる。その、他の人工芝繊維は、異なる染料を含むまたは完全に無染料である。前記フィーチャは、スポーツ用フィールドの床として使用することができる白いラインを含む人工芝が提供されるため、有利となり得る。白い繊維は、染料に加えて別の核剤を含んでいるため、白い繊維は、緑の芝繊維と同じぐらい強く芝基布に機械的に固定される。以前、白い繊維が緑の繊維よりも早く基布から分離することが観察された。緑の繊維を核剤の存在下で延伸された白い繊維と組み合わせることによって、白い繊維が緑の繊維と同じぐらい強く基布に固定されている人工芝が提供される。

態様によると、人工芝基布に組み込まれた各人工芝繊維は、下記が含まれているプロセスによって生成される：ポリマー混合物を押し出してモノフィラメントにする；モノフィラメントを急冷する；モノフィラメントを再加熱する；および再加熱されたモノフィラメントを延伸してモノフィラメントを人工芝繊維にする。ポリマー混合物が核剤および／また核剤としての役割をする染料を含む場合、核剤は、延伸中に、モノフィラメント内のその少なくとも一種類のポリマーの結晶部の生成を促進し、結晶部の生成が促進されることによってモノフィラメントの表面粗さが増加する。

態様によると、その少なくとも一種類のモノフィラメントは、それぞれが糸のような領域の形の第一ポリマーおよび本明細書において「第二ポリマー」と称されるその少なくとも一種類のポリマーを含む。糸のような領域は、第二ポリマーに埋め込まれる。第一ポリマーは、第二ポリマーと混ざらない。ポリマー混合物は、糸のような領域のそれぞれを取り囲んでその少なくとも一種類の第一ポリマーを第二ポリマーから分離する、相溶化剤をさらに含む。

組み合わせる態様が相互排他的でない限り、本発明の前述の態様の一つまたは複数を組み合わせることができるものと理解される。

下記の態様では、より詳細に、単なる例示として、図を参照して本発明を説明する：
図１は、人工芝を作るための装置の例を示し； 図２は、図２の一部分の拡大図を示し； 図３は、図１の装置を操作する方法を例示するフローチャートを示し；そして 図４は、製造システムの例を示す。

詳細な説明
図１は、人工芝製造装置１００の例を示す。人工芝は、１０８と表示されている。装置１００が人工芝基布１０２および人工芝繊維１０４を材料として受け取っていることが見てとれる。それから繊維インサータ１０６は、人工芝繊維１０４を人工芝基布１０２に挿入する。人工芝１０８が繊維インサータ１０６から出てくるのが見てとれる。破線のボックス１０７は、図２であり、より詳細に図２に示されている、人工芝１０８の一部分を示す。それから、人工芝１０８は、コータ１１０を通り抜ける。コータ１１０は、コロイドラテックス１１２を人工芝基布の裏面に広げる。人工芝繊維は、人工芝表面１１６からはみ出る。示された例では、回転要素１１８が付いたキスロールを使用して、コロイドラテックス１１２を裏面１１４に塗布する。しかしながら、これは、コロイドラテックスを塗布する唯一の手段ではない。例として、コロイドラテックスコーティングを裏面の表面に施し、それからナイフオーバーロール方法を使用してならすことができる。装置は、コロイドラテックスコーティングを貯蔵してコロイドラテックスコーティングをコータに提供する、コロイドラテックスコーティング貯留部１１１も含んでもよい。一部の例では、コロイドラテックスコーティング貯留部１１１がコロイドラテックスコーティング貯留部１１１をコータ１１０に接続するための導管または管（図示せず）を使用して接続されるタンク（図示せず）であってもよい。

人工芝１０８の製造は、人工芝１０８が異なる工程を経る布ベースのプロセスである。コロイドラテックスコーティング１１２が裏面１１４に塗布された後、人工芝は、それから塗布器１２０の下を通る。塗布器１２０は、例として、スプレーバーでもよい。装置は、少なくとも部分的にブリスタ防止剤１２２で満たすことができるブリスタ防止剤貯留部１２１を含んでもよい。ブリスタ防止剤貯留部１２１は、一部の例では、ブリスタ防止剤貯留部１２１を塗布器１２０に接続するための導管１１９または管を使用して接続されるタンクであってもよい。

塗布器１２０は、少量のブリスタ防止剤１２２を裏面１１４のコロイドラテックスコーティングに塗布する任意の手段を表すことを目的としている。

ボックス１０７内の人工芝は、塗布器１２０の下を通っている。ここで、コロイドラテックスコーティング１１２の露出表面１２４をブリスタ防止剤１２２が少なくとも部分的に覆うまたは濡らすことが見てとれる。塗布器は、露出表面１２４の領域１２３を濡らすように構成されている。次に、人工芝１０８は、ヒーター１２６を通過する。ヒーターは、入口１２５および出口１２７を有する。塗布器は、露出表面の濡らされたばかりの領域１２３がヒーター１２６の入口１２５からの距離１２９であるように構成されてもよい。距離１２９を制御することで、人工芝１０８がヒーター１２６の中に入る前に、ブリスタ防止剤１２２がどの程度長く露出表面上にあるかを制御することができる。

ヒーター１２６は、コロイドラテックスコーティング１１２から水を取り除き、固体ラテックスコーティング１２８にする。人工芝１０８がヒーター１２６を出る時には、製造が終わっている。一部の事例では、ヒーター１２６を離れた後で人工芝繊維１０４をトリミングすることができる。しかしながら、これは、必ずしも必要ではない。

ヒーター１２６は、異なる方法で作用することができる。この例では、ヒーター１２６が第一熱制御要素および第二熱制御要素１３２を有する。第一熱制御要素１３０が第一温度範囲で強制空気１３４を発生させ、第二熱制御要素１３２が第二温度範囲で強制空気１３６を発生させる。このようにして、硬化プロセス中に裏面の温度が人工芝表面のそれとは異なるようにすることができる。これは、人工芝繊維１０４を保護しながらコロイドラテックスコーティングから水を効果的に取り除くことをもたらし得る。

図３は、図１に示す装置１００の作業を例示するフローチャートを示す。最初にステップ３００で、繊維インサータ１０６によって人工芝繊維１０４が人工芝基布１０２に組み込まれ、人工芝１０８が形成される。次にステップ３０２で、コータ１１０を使用して、人工芝１０８の裏面１１４がコロイドラテックスコーティング１１２でコーティングされる。次にステップ３０４で、コロイドラテックスコーティング１１２の露出表面１２４が塗布器１２０で少なくとも部分的に濡らされるまたはコーティングされる。次に、ステップ３０６で、ヒーター１２６を使用して人工芝１０８の少なくとも裏面１１４を加熱してコロイドラテックスコーティング１１２を硬化させ、固体ラテックスコーティング１２８にする。

クエン酸をブリスタ防止剤として使用して、幾つかの実験が行われている。実験で、乾燥前に、コロイドラテックス化合物に２０％および４０％のクエン酸溶液をスプレーした。これらのテストでは、およそ４０〜５０ｇ／ｍ^２をこれらの実験中に塗布した。実験では、ブリスタ、濁度および相対湿度と関連がある乾燥速度ならびにタフトロックを調べた。調べたコロイドラテックス化合物は、スチレンブタジエンラテックスだった。ブリスタの結果を表番号１に定性的に示す。表１では、クエン酸なしだとブリスタの量が最も多いことが見てとれる。２０％溶液だとブリスタの量が減少した。クエン酸の４０％溶液だと、ブリスタがさらに減少した。

表２は、濁度を調べた時の実験結果を示す。結果は、２分、３分、４分、５分および６分として示されている。コロイドラテックスコーティングが乾燥するほど、濁度が低下する。濁度の測定は、事実上、コロイドラテックスコーティングがどの程度迅速に乾燥するかを判定する一つの手段である。クエン酸の濃度が上昇するほど、また濁度が低下することが見てとれる。これは、クエン酸がコロイドラテックスコーティングの乾燥速度を上昇させることを示している。これは、タフト表面カバーの製造速度を上昇させ、それによって費用を削減するのに役立つ可能性がある。

表３は、時間および表面にスプレーされたクエン酸の量または濃度の関数としての相対湿度を示す。表３の結果は、コロイドラテックスコーティングへのクエン酸のスプレーは、相対湿度の低下に対して相当な効果を有するようには見られなかった、ということを示す。しかしながら、追加テストを実施して、もっと多くのクエン酸を化合物にスプレーした。これは、４０％溶液をおよそ２００ｇ／ｍ^２塗布するというものだった。この場合、１４分後の相対湿度は、ほんの１０％だった。この追加実験から、酸性のブリスタ防止剤の塗布は、相対湿度、ひいては乾燥速度に対して確かに効果を有することが見てとれる。したがって、これは、製造プロセスを加速するまたはタフト表面カバーの製造を速めるために使用することができる。

表４は、仕上がったタフト表面カバーのタフトロック/タフト結合を例示する。これは、同じコロイドラテックスコーティングに対して、前と同じく対照群、クエン酸２０％およびクエン酸４０％で実施する。乾燥タフトロックの実験は、乾燥した条件下で、タフト表面カバーから繊維タフトを引き抜くのに必要な重量である。濡れたタフトロックは、人工芝を２４時間の間濡らした後で実施する。この表から、コロイドラテックスコーティングを硬化させて固体ラテックスコーティングにする前にコロイドラテックスコーティングにクエン酸をスプレーすることは、タフトロックに対する有害な影響を有しない、ということが見てとれる。これは、コロイドラテックスコーティングに一緒にブリスタ防止剤を混合する現在の方法と対照的である。これは、表面にブリスタ防止剤をスプレーすると、その結果、優れたタフト表面カバーが生じる可能性がある、ということを示している。

結論として、これらの実験は、コロイドラテックスコーティングにクエン酸をスプレーすることでブリスタおよび濁度に対する感度を向上させることができる、ということを示している。より高濃度のクエン酸を塗布しない限り、空気が相対湿度の低下に対して影響を有しない可能性がある。コロイドラテックスコーティングにクエン酸をスプレーすることは、タフトロックに対する有害な影響を有するようには見えないが、一部の場合には、白くてもろい残留物がコロイドラテックスコーティングの表面に蓄積する可能性があるので、コロイドラテックスコーティングの外見が変わる可能性がある。しかしながら、タフト表面カバーの裏面は、例として、グラウンドに設置されて目に見えないため、これが最終製品に影響を及ぼすことはない。

図４は、人工芝１０８を製造するための製造システム４００の例を示す。製造システム４００は、装置１００および人工芝繊維装置４０２を含む。人工芝繊維装置は、少なくとも一種類のポリマーを含むポリマー混合物を生成するために構成されたポリマーミキサー、ポリマー混合物を押し出してモノフィラメントにするために構成された押出機、押し出し後にモノフィラメントを急冷するための急冷器、急冷後にモノフィラメントを再加熱するためのヒーターおよび繊維を互いに対して整列させてモノフィラメントを人工芝繊維に形成するために再加熱されたモノフィラメントを延伸するための繊維延伸機を含む。人工芝繊維装置は、核剤をポリマー混合物に添加するのに使用することもできる。

Claims (23)

1. 人工芝製造装置であって：
   −人工芝繊維（１０４）を人工芝基布（１０２）に組み込んで、裏面（１１４）および人工芝表面（１１６）を含む人工芝を形成するために構成された繊維インサータ（１０６）と；
   −露出表面（１２４）を有するコロイドラテックスコーティング（１１２）で裏面をコーティングするために構成されたコータ（１１０）と；
   −露出表面にブリスタ防止剤をスプレーまたは霧化または噴霧するために構成された塗布器であって、コロイドラテックスコーティングの露出表面をブリスタ防止剤（１２２）で濡らすために構成された塗布器（１２０）と；
   −裏面を加熱してコロイドラテックスコーティングを硬化させて固体ラテックスコーティングにするために構成されたヒーター（１２６）を含む、装置。
2. コータがキスロール（１１８）を含む、または、コータが、施されたコロイドラテックスをならすためのナイフオーバーロール塗布器でコロイドラテックスを施すために構成されたディスペンサーを含む、請求項１記載の装置。
3. ヒーターが裏面全体を第一温度範囲に維持するための第一熱制御要素（１３０）を含み、ヒーターが人工芝表面全体を第二温度範囲に維持するための第二熱制御要素（１３２）を含み、第一温度範囲が第二温度範囲よりも広い、請求項１または２のいずれか一項記載の装置。
4. 第一熱制御要素が第一強制空気要素（１３０）であり、第二熱制御要素が第二強制空気要素（１３２）である、請求項３記載の装置。
5. 第一温度範囲が１４０℃〜１５０℃、１３０℃〜１６０℃、１２０℃〜１７０℃および１００℃〜１８０℃のいずれか一つであり、第二温度範囲が５０℃〜７０℃、４０℃〜８０℃、３０℃〜９０℃および２０℃〜１００℃のいずれか一つである、請求項３または４記載の装置。
6. ヒーターが加熱要素（１３０、１３２）を含み、その加熱要素が強制空気要素（１３０、１３２）、加熱ランプ、抵抗加熱要素およびその組み合わせのいずれか一つである、請求項１〜３のいずれか一項記載の装置。
7. 装置が人工芝基布をヒーターの中を通って連続的に移動させるために構成され、塗布器が人工芝がヒーターに入る前に露出表面を連続的に濡らすために構成される、請求項１〜６のいずれか一項記載の装置。
8. 装置が人工芝基布を１分当たり１メートル〜１分当たり５メートルの速度でヒーターの中を通って移動させるように構成される、請求項７記載の装置。
9. 塗布器がコロイドラテックスコーティングの露出表面領域（１２３）をブリスタ防止剤で濡らすために構成され、装置が露出表面領域をヒーターの中に１０秒〜２分の時間内で移動させるために構成される、請求項７または８記載の装置。
10. 塗布器がコロイドラテックスコーティングの露出表面領域（１２３）をブリスタ防止剤で濡らすために構成され、ヒーターが人工芝用のヒーター入口（１２５）を有し、露出表面領域とヒーター入口との間の距離（１２９）が０．１５メートル〜１０メートルである、請求項７または８記載の装置。
11. −塗布器にブリスタ防止剤が積み込まれている；
    −装置がブリスタ防止剤で満たされたブリスタ防止剤貯留部（１２１）を含み、その貯留部が塗布器にブリスタ防止剤を供給するように構成されている；および
    −その組み合わせ、
    のいずれか一つを含む、請求項１〜１０のいずれか一項記載の装置。
12. ブリスタ防止剤が酸を含む、請求項１１記載の装置。
13. 酸がクエン酸、酢、酢酸、アルコール、有機酸、無機酸、スルホン酸、鉱酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、バレリアン酸、カプロン酸、シュウ酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、安息香酸、尿酸、タウリン、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、アミノメチルホスホン酸、酒石酸、リンゴ酸、リン酸、塩酸、ヘキサン二酸およびその組み合わせのいずれか一つである、請求項１２記載の装置。
14. ブリスタ防止剤がカチオンのブリスタ防止剤である、請求項１１のいずれか一項記載の装置。
15. カチオンのブリスタ防止剤が塩、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化アルミニウムおよび硫酸アルミニウムのいずれか一つである、請求項１４記載の装置。
16. カチオンのブリスタ防止剤が水溶性のカチオン性ポリマー、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドおよびポリエチレンイミンのいずれか一つである、請求項１４記載の装置。
17. コータにコロイドラテックスコーティングが積み込まれていて、コロイドラテックスコーティングが感温ラテックス凝固剤を含む、請求項１〜１６のいずれか一項記載の装置。
18. 感温ラテックス凝固剤がシリコーンポリエーテルおよびポリエーテル変性ポリシロキサンのいずれか一つを含む、請求項１７記載の装置。
19. 装置が人工芝基布を人工芝に連続して加工するために構成される、請求項１〜１８のいずれか一項記載の装置。
20. 装置に人工芝繊維が積み込まれていて、人工芝繊維が少なくとも一種類のポリマーが含まれているポリマー混合物を含み、人工芝繊維が延伸された人工芝繊維である、請求項１〜１９のいずれか一項記載の装置。
21. ポリマー混合物がその少なくとも一種類のポリマーを結晶化させるための核剤をさらに含む、請求項２０記載の装置。
22. 核剤が無機および／または有機物またはその混合物であり、核剤としての役割をする無機物が下記の一つ以上からなる：
    滑石；
    カオリン；
    炭酸カルシウム；
    炭酸マグネシウム；
    ケイ酸塩；
    ケイ酸；
    ケイ酸エステル；
    三水和アルミナ；
    水酸化マグネシウム；
    メタおよび／またはポリリン酸塩；および
    石炭フライアッシュ；
    核剤としての役割をする有機物が下記の一つ以上からなる：
    １，２ーシクロヘキサンジカルボン酸塩；
    安息香酸；
    安息香酸塩；
    ソルビン酸；および
    ソルビン酸塩；
    請求項２１記載の装置。
23. 人工芝繊維装置が
    −少なくとも一種類のポリマーを含むポリマー混合物を生成するために構成されたポリマーミキサーと；
    −ポリマー混合物を押し出してモノフィラメントにするために構成された押出機と；
    −押し出し後にモノフィラメントを急冷するための急冷器と；
    −急冷後にモノフィラメントを再加熱するためのヒーターと；
    −繊維を互いに対して整列させ、モノフィラメントを人工芝繊維に形成するために、再加熱されたモノフィラメントを延伸するための繊維延伸機
    を含む、請求項２０、２１または２２記載の装置および人工芝繊維装置（４０２）を含む製造システム（４００）。

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