JP7443863B2

JP7443863B2 - 人工芝

Info

Publication number: JP7443863B2
Application number: JP2020050846A
Authority: JP
Inventors: 佑樹山條; 康彦近藤
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2024-03-06
Anticipated expiration: 2040-03-23
Also published as: JP2021147943A

Description

本発明は、人工芝に関する。

近年、サッカー場やラグビー場、野球場等の様々な運動競技施設において、人工芝が普及している。人工芝は、多くの場合、基材上に芝葉を模した多数のパイルを植設することにより製造される。また、しばしば、パイル間には、パイルを保護するための充填材が充填される（特許文献１等）。充填材は、人工芝上での競技のプレー性能を向上させることもでき、具体的には、競技に使用されるボールの弾み具合を調整したり、選手の走り易さをコントロールしたり、プレーヤーがプレー中に怪我をしないためのクッション材として機能する。この種の充填材としては、典型的には、砂やゴムチップ等が用いられる。

特開２００３－３４９０６号公報

ところで、充填材として用いられるゴムチップには、多くの場合、架橋剤としての硫黄が含有され、ゴムチップ中の硫黄には、架橋しているものと、架橋していない遊離硫黄と呼ばれるものとがある。この遊離硫黄は、屋外においてゴムチップの温度が上昇した場合等に揮発し、大気中で酸化され、硫黄系の酸性ガス（ＳＯｘ）として放出される。また、架橋している硫黄も、熱に晒されると、架橋が一部外れて揮発し、同様のことが生じ得る。放出された酸性ガスは、人工芝のパイルに付着し、吸収され、パイルの劣化を進行させ得る。また、ゴムチップが用いられない場合であっても、酸性雨や排気ガス等に含まれる酸性物質も、パイルの劣化を進行させ得る。

本発明は、周辺環境の酸性物質の影響を受け難く、耐久性の高い人工芝を提供することを目的とする。

第１観点に係る人工芝は、基材と、前記基材上に起立する芝葉を模した多数のパイルと、前記多数のパイル間に充填材層を形成すべく充填される充填材とを備える。前記充填材は、酸性物質を中和する塩基性粒状物を含む。

第２観点に係る人工芝は、第１観点に係る人工芝であって、前記塩基性粒状物は、ドロマイト系材料から構成される。

第３観点に係る人工芝は、第２観点に係る人工芝であって、前記塩基性粒状物は、半焼成ドロマイトから構成される。

第４観点に係る人工芝は、第１観点から第３観点のいずれかに係る人工芝であって、前記充填材は、ゴムチップをさらに含む。

第５観点に係る人工芝は、第１観点から第４観点のいずれかに係る人工芝であって、前記塩基性粒状物の平均粒子径は、１.０ｍｍ以上である。

第６観点に係る人工芝は、第１観点から第５観点のいずれかに係る人工芝であって、前記塩基性粒状物の平均粒子径は、３.０ｍｍ以下である。

第７観点に係る人工芝は、第１観点から第６観点のいずれかに係る人工芝であって、前記充填材に含まれる前記塩基性粒状物の量は、前記基材の１ｍ²当たり１.０ｋｇ以上である。

第８観点に係る人工芝は、第１観点から第７観点のいずれかに係る人工芝であって、前記充填材に含まれる前記塩基性粒状物の量は、前記基材の１ｍ²当たり５.０ｋｇ以下である。

以上の観点によれば、人工芝のパイル間に充填される充填材として、酸性物質を中和する塩基性粒状物が少なくとも部分的に用いられる。これにより、周辺環境の酸性物質の影響を受け難く、耐久性の高い人工芝が提供される。

本発明の一実施形態に係る人工芝の側面図。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る人工芝について説明する。

＜１．人工芝＞
本実施形態に係る人工芝１は、サッカー場やラグビー場、野球場等の各種運動競技施設の他、遊歩道や公園、庭等の様々な設置面上に設置される。設置面は、典型的には、アスファルトや地面、砂利等から構成される。

図１に示すように、人工芝１は、基材２と、基材２の表面２ａ上に起立する芝葉を模した多数のパイル３とを有する。基材２は、シート状に形成されており、パイル３は、基材２の表面２ａ上に所定の間隔をあけて植設されている。また、基材２の裏面２ｂ上には、基材２からパイル３が抜け落ちるのを防止するためのバッキング剤が塗布され、バッキング層４が形成されている。

基材２の材質及び形状は、特に限定されないが、典型的には、基材２は、高分子材料からなる平織布として形成することができる。本実施形態では、基材２は、ポリプロピレンやポリエチレン等の樹脂材料から構成される。

パイル３の材質及び形状も、芝葉の外観を実現することができる限り、特に限定されない。典型的には、パイル３は、高分子材料からなるヤーンを用いて形成することができる。本実施形態では、パイル３は、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料から構成される。

本実施形態のパイル３は、タフティングマシンを用いてパイル３となるヤーンを基材２に縫い込むことにより、基材２に対して固定されており、図１の例では、基材２上の各植設点Ｐ１において複数本ずつ植設されている。１つの植設点Ｐ１におけるパイル３の本数は、図１の例では８本であるが、適宜変更することができ、勿論１本であってもよい。パイル３は、例えば、ストレートヤーンとすることもできるし、捲縮ヤーンとすることもできる。また、パイル３は、例えば、モノフィラメントヤーンとすることもできるし、マルチフィラメントヤーンとすることもできるし、スプリットヤーンとすることもできる。図１の例では、モノフィラメントストレートヤーンが用いられている。

パイル３の芝長さＷ１は、２０ｍｍ≦Ｗ１＜５０ｍｍと比較的短くすることもできるし（一般にショートパイルと呼ばれる）、５０ｍｍ≦Ｗ１と比較的長くすることもできる（一般にロングパイルと呼ばれる）。なお、パイル３は、基材２上で自重や踏みつけ等により大なり小なり傾くが、ここでいう芝長さＷ１とは、パイル３を直線状に伸ばしたときの長さであり、基材２の表面２ａからパイル３の先端までの長さ（平均）である。

バッキング層４の材質も、特に限定されないが、例えば、バッキング層４は、ＳＢＲラテックスから構成することができる。なお、バッキング層４は、省略することもできる。

基材２の表面２ａ上において多数のパイル３間には、充填材５が充填され、充填材層が形成される。充填材５は、芝葉を保護する他、プレーヤーがプレー中に怪我をしないためのクッション材としての役割を果たすこともできる。また、充填材５は、競技に使用されるボールの弾み具合を調整したり、選手の走り易さをコントロールすることも可能であり、人工芝１上での競技のプレー性能を向上させることもできる。

充填材５としては、弾性充填材５ａ及び硬質充填材５ｂの少なくとも一方を用いることができる。弾性充填材５ａとしては、ゴムや熱可塑性エラストマー等から構成される比較的軟らかく軽い粒状物を好ましく用いることができる。硬質充填材５ｂとしては、珪砂等の砂やセラミック等から構成される比較的硬く重い粒状物を好ましく用いることができる。図１に示す通り、本実施形態では、パイル３間に、硬質充填材５ｂ及び弾性充填材５ａの両方が充填されており、特に上段側が弾性充填材５ａの層である。

本実施形態では、弾性充填材５ａとして、ゴムチップが用いられ、ゴムチップには、架橋剤としての硫黄が含有される。特に本実施形態では、弾性充填材５ａとして、廃タイヤの破砕品と、カラーゴムチップとが用いられる。廃タイヤの破砕品は、安価に入手可能である利点があるが、通常、黒色に着色されているため、夏場等は照りつける日光の熱を吸収し易く、人工芝１の表面温度が上昇し得る。一方、黄色等の薄い色のカラーゴムチップを用いると、日光の熱の吸収を抑制することができる。従って、廃タイヤの破砕品の層上に、カラーゴムチップの層を積層することが好ましい。カラーゴムチップとしては、典型的には、新品ゴムが使用される。

ゴムチップは、小さ過ぎると、降雨等によって流されたり、プレー中に飛散してプレーヤーに不快感を与え得る。この観点からは、ゴムチップの平均サイズは、１．０ｍｍ以上であることが好ましい。一方、ゴムチップは、大き過ぎると、人に踏まれたときに異物感や不快感を生じさせたり、ボールの跳ね返りを変則的にし得る。この観点からは、ゴムチップの平均サイズは、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、ここでいうゴムチップのサイズとは、個々のゴムチップの最大径を意味する。

弾性充填材５ａとして用いられるゴムチップ中の硫黄は、屋外においてゴムチップの温度が上昇した場合等に揮発し、大気中で酸化され、硫黄系の酸性ガス（ＳＯｘ）として放出される。放出された酸性ガスは、主としてパイル３に付着し、吸収され、パイル３の劣化を進行させ得る。なお、このような劣化は、主としてパイル３で生じるが、基材２で生じることもあり得る。

ところで、ポリエチレンやポリプロピレン等の高分子材料は、太陽光に含まれる紫外線の影響を受けて酸化劣化する。従って、本実施形態では、パイル３及び基材２を構成する高分子材料には、紫外線の影響を抑制するべく、ヒンダードアミン系の光安定剤（ＨＡＬＳ）、紫外線吸収剤及び酸化防止剤が添加されている。これらの添加剤のうち、特に光安定剤は、紫外線を受けて高分子中に発生した有機過酸化物のラジカルをトラップして自動酸化を食い止めることができ、酸化劣化の抑制効果が大きい。ただし、光安定剤は、塩基性材料であるため、ゴムチップ中の硫黄に由来する酸性ガスは、パイル３及び基材２に含有される光安定剤と反応し易い。このような反応が起きると、光安定剤は、ラジカルをトラップすることができなくなり、酸化劣化の抑制効果が失われる。従って、このようなメカニズムからも、ゴムチップ中の硫黄に由来する酸性ガスは、パイル３及び基材２の劣化を進行させ得る。

以上の問題に鑑み、充填材５には、パイル３及び基材２の劣化を抑制するべく、図１に示す通り、塩基性粒状物６が含まれる。塩基性粒状物６は、ゴムチップ中の硫黄に由来する酸性ガスを含む酸性物質を中和する。従って、人工芝１は、周辺環境の酸性物質の影響を受け難く、耐久性が高められる。

塩基性粒状物６としては、同じ又は異なる材料から構成される１種類又は複数種類の粒状物を用いることができる。塩基性粒状物６を構成する材料の例としては、石灰系材料、重曹（ＮａＨＣＯ₃）、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）等を挙げることができる。また、石灰系材料は、Ｃａを含み、その例としては、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）₂）、ドロマイト系材料等を挙げることができる。また、ドロマイト系材料は、Ｃａの他、Ｍｇも含み、その例としては、ドロマイト、焼成ドロマイト、半焼成ドロマイト、水酸化ドロマイト等を挙げることができる。

ドロマイト（ＣａＣＯ₃・ＭｇＣＯ₃）は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）と炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ₃）からなり、天然鉱物として産出される。焼成ドロマイト（ＣａＯ・ＭｇＯ）は、ドロマイトを約９００℃で熱処理することにより生成することができる。半焼成ドロマイト（ＣａＣＯ₃・ＭｇＯ）は、ドロマイトを約６００℃で熱処理することにより生成することができる。水酸化ドロマイト（Ｃａ（ＯＨ）₂・Ｍｇ（ＯＨ）₂）は、焼成ドロマイトを消化（水処理）することにより生成することができる。これらの反応式をまとめると、以下の通りである。

以上に例示した材料のうち、ドロマイト系材料は、塩基性粒状物６を構成する材料として、好ましく用いることができる。また、このうち、半焼成ドロマイトは、塩基性粒状物６を構成する材料として、特に好ましく用いることができる。半焼成ドロマイトは、周辺環境の酸性物質を中和する目的に鑑みると、塩基性が強すぎず、弱すぎず、好ましいからである。また、半焼成ドロマイトは、水に不溶であり、降雨等によって流され難い。また、半焼成ドロマイトは、食品添加物として使用されることもあり、人体や環境等にも優しい。

周辺環境の酸性物質を中和する目的に鑑みると、塩基性粒状物６の量は、基材２の１ｍ²当たり１．０ｋｇ以上であることが好ましい。一方、充填材５に含まれる他の種類の充填材が有する機能（例えば、人が踏みつけたときに異物感を感じさせないようにするゴムチップの弾力性等）を損なわない観点からは、塩基性粒状物６の量は、基材２の１ｍ²当たり５．０ｋｇ以下であることが好ましい。以上の数値は、塩基性粒状物６が半焼成ドロマイトである場合に、特に好ましく適用される。

周辺環境の酸性物質を中和する目的に鑑みると、塩基性粒状物６は、図１の例の通り、充填材５の最上面に散布され、充填材５の最上層を構成することが好ましい。この点、塩基性粒状物６の粒子径が小さくなり過ぎると、散布後、塩基性粒状物６が充填材５に含まれる他の材料から構成される層に埋もれてしまう可能性があるため、塩基性粒状物６の平均粒子径は、１．０ｍｍ以上であることが好ましい。一方、充填材５に含まれる他の種類の充填材が有する機能（例えば、人が踏みつけたときに異物感を感じさせないようにするゴムチップの弾力性等）を損なわない観点からは、塩基性粒状物６の平均粒子径は、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。以上の数値は、塩基性粒状物６が半焼成ドロマイトである場合に、特に好ましく適用される。なお、ここでいう塩基性粒状物６の粒子径とは、個々の粒状物の最大径を意味する。

＜２．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。

＜２－１＞
上記実施形態では、充填材５として、ゴムチップが使用されたが、ゴムチップが使用されなくてもよい。ゴムチップが用いられない場合であっても、酸性雨や排気ガス等に含まれる酸性物質も、パイル３及び基材２の劣化を進行させ得る。塩基性粒状物６は、このようなゴムチップ中の硫黄に由来する酸性物質以外の酸性物質を中和することもでき、パイル３及び基材２の劣化を抑制することができる。

＜２－２＞
上記実施形態では、塩基性粒状物６は、充填材５の最上層を構成したが、最上層ではなく、より下層を構成するように充填されてもよい。また、塩基性粒状物６は、ゴムチップ等の他の種類の材料からなる充填材５と混合した上で、充填されてもよい。例えば、最下層を砂層とし、その上にタイヤの破砕品からなる層を積層し、さらにその上にカラーゴムチップ及び塩基性粒状物６の混合物からなる最上層を積層してもよい。

ポリエチレン製のモノフィラメントヤーン（幅１．０ｍｍ、厚み０．３ｍｍ）をパイルの芝長さが６０ｍｍとなるように基材にタフティングした後、基材の裏面にＳＢＲラテックスゴムを一様に塗布することによりバッキング層を形成し、人工芝を製造した。そして、この人工芝のパイル間に、砂を１０ｍｍ厚みになるように充填し、さらにその上に、平均粒子径２．０ｍｍの廃タイヤを粉砕した黒ゴムチップを１０ｍｍ厚みになるように充填した。また、さらにその上に、平均粒子径２．０ｍｍの黄色のＥＰＤＭゴムのカラーゴムチップを１０ｍｍ厚みになるように充填し、この人工芝を比較例とした。

また、実施例として、比較例と同様の人工芝のカラーゴムチップの層の上に、平均粒子径が２．０ｍｍの半焼成ドロマイトを３ｋｇ／ｍ²散布した人工芝を用意した。

そして、実施例及び比較例の人工芝に対し、１年相当の促進条件を設定し、ラボ内での促進評価試験を行った。その後、これらの人工芝の劣化を観察したところ、実施例の人工芝は、比較例の人工芝と比較して劣化が進んでいないことが確認された。一方で、プレー感覚については、実施例及び比較例の人工芝間で差はなかった。

１人工芝
２基材
３パイル
４バッキング層
５充填材
５ａ弾性充填材
５ｂ硬質充填材
６塩基性粒状物

Claims

基材と、
前記基材上に起立する芝葉を模した多数のパイルと、
前記多数のパイル間に充填材層を形成すべく充填される充填材と
を備え、
前記充填材は、酸性物質を中和する塩基性粒状物と、前記充填材層においてゴムチップ層を構成するゴムチップとを含み、
前記塩基性粒状物は、前記ゴムチップ層よりも上に配置され、前記充填材層の最上層を構成し、
前記塩基性粒状物は、半焼成ドロマイトから構成される、
人工芝。
前記多数のパイルは、高分子材料と、光安定剤とを含む、
請求項１に記載の人工芝。
前記塩基性粒状物の平均粒子径は、１.０ｍｍ以上である、
請求項１または２に記載の人工芝。
前記塩基性粒状物の平均粒子径は、３.０ｍｍ以下である、
請求項１から３のいずれかに記載の人工芝。
前記充填材に含まれる前記塩基性粒状物の量は、前記基材の１ｍ²当たり１.０ｋｇ以上である、
請求項１から４のいずれかに記載の人工芝。
前記充填材に含まれる前記塩基性粒状物の量は、前記基材の１ｍ²当たり５.０ｋｇ以下である、
請求項１から５のいずれかに記載の人工芝。