JPWO2013046494A1 - 人工芝および人工芝施設 - Google Patents

Abstract

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および同人工芝を敷設してなる人工芝施設を提供する。人工芝糸を構成する第１のパイル４１と、内部に水を吸収する吸水ボイドを備える第２のパイル４２とを所定の割合で基布３１に混植する。

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。

芝丈が通常よりも長いタイプの人工芝、いわゆるロングパイル人工芝は、そのパイル間に充填材を充填することにより、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。

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、例えば特許文献１に記載された発明では、充填材に光反射特性のある酸化チタンを添加して、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。

そこで、より冷却効果を高める方法として、例えば特許文献２および３には、人工芝の基布や充填材の一部に吸水性樹脂を含有させて、散水を行って吸水性樹脂に水を蓄えておき、気化熱による温度上昇を抑制する方法が開示されている。

しかしながら、この方法では、人工芝の表面に定期的に散水をしなければならないため、メンテナンスに時間を要するし、吸水性樹脂の量と散水量を正確にコントロールしないと、人工芝自体の性状に支障を来すおそれがあるため、状態管理にさらに手間が掛かる。

これらを解決する方法として、例えば特許文献４には、芝糸（パイル）の内部を中空なストロー状に形成し、開口した両端がパイルの先端となるようにＵ字状に基布に植設して（特許文献４の図４参照）、さらにパイルの基布側を破壊することで、人工芝の底面に蓄えられた水を毛細管現象によってパイルの先端側から人工芝の表面に放出できるようにしている。

これによれば、人工芝が踏みつけられることによって芝先から水が漏出することにより、長時間にわたって温度上昇を抑制できる。しかしながら、特許文献４に記載の方法は、夏場の人工芝スキー場用サーフェイスとして設計されたものであって、転倒者を擦過傷から守り、かつ、スキーの滑りをよくするため、人工芝表面を常にウエット状態にすることを目的としている。

したがって、特許文献４の人工芝を例えばサッカー場や野球場などの一般競技場用サーフェイスに適用した場合、人工芝の表面が濡れているため、滑りやすく、逆にプレー性を大きく損なうおそれがある。さらに、この人工芝は、芝糸の全てがストロー状パイルによって構成されているため、温度抑制効果はよくても、競技用サーフェースとしての特性を良好とすることは困難であった。

日本特許公開２０１０−５９６５９号公報 日本特許公開Ｈ０６−３３４１１号公報 日本特許公開２００７−１２６８５０号公報 日本特許公開２０００−２７１１３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、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および同人工芝を敷設してなる人工芝施設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、基布にパイルが植設された人工芝において、上記パイルには、少なくとも第１のパイルと第２のパイルとが含まれ、上記第２のパイルは、内部に親水化したボイドを備え、上記第１のパイルと上記第２のパイルとが所定の割合で上記基布に混植されてい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、上記第１のパイルの植設量をＡ，上記第２のパイルの植設量をＢとしたとき、上記第２のパイルは、体積比で、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）＝１０〜３０％を満足するように植設されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２において、上記第１のパイルは、ポリプロピレンまたはポリエチレンからなり、上記第２のパイルは、アクリル系親水樹脂からな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１ないし３のいずれか１項において、上記パイル間にはさらに、充填材が充填されていることを特徴としている。

本発明には、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された人工芝を敷設してなる人工芝施設も含まれる。人工芝施設としては、例えばサッカー競技場や野球場、陸上競技場などの運動施設に加え、各種屋外施設や屋内施設に用いられてもよい。さらには、公園や遊歩道などに用いられてもよく、本発明の人工芝を敷設可能な施設全てが含まれる。

請求項１に記載の発明によれば、人工芝の性状を決める第１のパイルと、水を含んで気化熱を利用する温度抑制専用の第２のパイルとを個別に備えていることにより、人工芝としての特性を変えることなく、温度抑制効果を高めることができる。

請求項２に記載の発明によれば、第２のパイルの植設量を体積比で１０〜３０％の範囲内としたことにより、人工芝としての特性を変えることなく、温度抑制効果を高めることができる。

請求項３に記載の発明によれば、第１のパイルをポリプロピレンまたはポリエチレンで構成し、第２のパイルをアクリルで構成したことにより、第１のパイルは人工芝に必要な適度な剛性感やクッション性を維持することができ、第２のパイルは、水を蓄えるに適した親水性を備えることができる。

請求項４に記載の発明によれば、パイル間にさらに充填材が充填されていることにより、より天然芝に近い性状を再現することができる。

本発明の一実施形態に係る人工芝を敷設した人工芝構造体の要部断面図。 本発明の第２のパイルの構造を模式的に示した要部断面図。 第１のパイルと第２のパイルとを個別に植設した人工芝を敷設した人工芝構造体の要部断面図。

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、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、粒状もしくは紐状などの充填材５が充填されている。基盤２は、例えば地面を平坦に均した簡易舗装面やアスファルトなどで舗装された既設舗装面などであってよい。

さらには、基盤２の上に弾性舗装などを設けてもよいし、既設の古い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、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が植設することにより構成される。基布３１は、例えばポリプロピレン，ポリエチレンなどの合成樹脂製の平織り布からなり、質量は１００〜２００ｇ／ｍ^２である。

この例において、基布３１は、熱可塑性樹脂が用いられているが、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（ＬＤＰＥ）であることが好ましい。また、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、例えば人工芝用の充填材に作り替えられたときに太陽光を吸収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の基布３１の表面から先端までのパイル長さＨ１は、４０〜７５ｍｍと長い、いわゆるロングパイルであることが好ましい。本発明において、パイル４には、第１のパイル４１と、吸水性を有する第２のパイル４２とが含まれている。

第１のパイル４１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、上記基布３１と同様に、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（ＬＤＰＥ）がより好ましい。通常、パイル４は、天然芝の色に合わせて緑色に着色されているが、光を吸収しやすい色以外の任意の色に着色されてよい。

第１のパイル４１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。一例として、第１のパイル４１は、太さが８０００ｄｔｅｘ、植え付け量１０００ｇ／ｍ^３で基布３１に植え付けられている。

次に、図２を併せて参照して、この実施形態において、第２のパイル４２は、アクリル系親水樹脂の繊維からなり、繊維の内部に親水化したミクロボイド４２１が多数設けられている。ミクロボイド４２１には、繊維の伸長方向に沿って細長く伸長して形成された平均細孔径が例えば１０ｎｍの極めて微細な連続泡が含まれ、基布３１側の根本側から先端側に水分が毛細管現象によって持ち上げられるようになっている。

内部にミクロボイド４２１を有するアクリル系親水樹脂繊維の一例としては、例えば東洋紡社製の高機能吸水アクリル繊維「商品型番：Ｋ９０９」が好適に用いられる。この例において、第２のパイル４２の仕様は、太さが０．９〜２．４ｄｔｅｘ，保水量５〜６ｇ／ｇ，強度２．８〜３．３ＣＮ／ｄｔｅｘ，伸度４０〜５０％である。

第１のパイル４１の植設量をＡ，第２のパイル４２の植設量をＢとしたとき、体積比で、第２のパイル４２がＢ／（Ａ＋Ｂ）＝１０〜３０％を満足するように植設されていることが好ましい。

これによれば、パイル４の総体積の内、第２のパイル４２が１０〜３０％を占めることにより、運動機能性と温度抑制効果とのバランスの取れた人工芝３を得ることができる。

すなわち、第２のパイルの植設量を体積比で１０％未満の場合は、水の供給量が少なすぎるため、気化熱による温度抑制効果が小さくなるおそれがあるため好ましくない。逆に、３０％超の場合は、第１のパイル４１よりも耐久性の低い第２のパイル４２の比率が増え過ぎ、人工芝としての使用感や外観が劣り、商品上問題が生じるおそれがあるため、好ましくない。

パイル４は、１本または複数本の第１のパイル４１と、１本または複数本の第２のパイル４２とが、一体的に撚り合わせられた状態で基布３１に植設されている。第１のパイル４１と第２のパイル４２とが一体的に撚り合わせられた状態で基布３１に植設されていることにより、人工芝へのタフティング工程が１度で済み、生産コストを抑えることができる。

また、図３に示すように、１本または複数本の第１のパイル４１と、１本または複数本の第２のパイル４２とを、それぞれ独立した状態で基布３１に植設してもよい。

これによれば、第１のパイル４１と第２のパイル４２とをそれぞれ独立した状態で基布３１に植設することにより、第１のパイル４１のパイル長ｈ１と、第２のパイル４２のパイル長さｈ２とをそれぞれ個別に設定できる。さらには、それらの植え付け間隔も自在に変更できるため、使用環境に合わせた人工芝３の設計をすることができる。

この例において、第２のパイル４２は、１本のモノフィラメントヤーンからなるが、これ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く、内部にミクロボイド４２１を備え、吸水性を備えてれば、第２のパイル４２の形状は仕様に応じて任意に変更されてよい。

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６００〜９００ｇ／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、例えば人工芝用の充填材に再生する場合のことを考慮して、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。

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（より具体的には第１のパイル４１）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１０〜３０ｍｍ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、それらを二層構造としてもよい。また、充填材５の表面にさらに親水性材料を塗布したり、吸水性を有する粒状物を加えて、人工芝全体の保水力をさらに高めるようにしてもよい。

次に、本発明の具体的な実施例について比較例とともに検討する。まず、以下の方法で充填材および人工芝を作製した。

〔人工芝の作製〕
ポリプロピレン製の平織布からなる基布に、パイルとして、低密度ポリエチレンからなる第１のパイル（太さ８０００ｄｔｅｘ，植え付け量１０００ｇ／ｍ^２）と、東洋紡社製の高機能吸水アクリル繊維「Ｋ９０９」からなる第２のパイル（太さ０．９ｄｔｅｘ，植え付け量１００ｇ／ｍ^２）とを、実施例１〜実施例３の各体積比となるようにタフティング装置でタフトしてサンプル人工芝を作製した。併せて、比較例１として第２のパイルを有さない人工芝を用意し、比較例２として第２のパイルが体積比４０％のものを用意した。

〔充填材の充填〕
各人工芝サンプル（２０ｃｍ×２０ｃｍ）のに廃タイヤからなるゴムチップを層厚さが４０ｍｍになるまで充填し人工芝構造体を形成した。上記方法にて作製した人工芝を以下の方法で評価した。

〔温度抑制効果の評価〕
上記各人工芝に対し投光機にて人工芝の表面に継続して光を照射して表面最大温度が７５℃に到達したのち、１リットルの水を散水して、その表面温度を継続的に測定した。その結果、散水後３時間経過後も表面温度が５５℃以下を維持できた試料を○、できなかった試料を×として評価した。

〔外観性状の評価〕
各人工芝サンプルを温度抑制効果の評価試験後に、目視にてパイルの倒れ具合を確認し、初期状態を比べて安定している試料を○、倒れてしまっている試料を×として評価した。

〔プレー性（使用感）の評価〕
併せて、各人工芝のプレー性を評価した。評価方法は、第２パイルの増量によってスパイクでの引っ掛かりが大きくなるか否かを実際に人工芝の上を走行して判断した。

以下に、実施例１〜３および比較例１の評価結果を示す。

《実施例１》
〔第２のパイル体積比率〕１０％
〔温度抑制効果〕 ○
〔外観性状〕 ○
〔プレイ性〕 ○

《実施例２》
〔第２のパイル体積比率〕２０％
〔温度抑制効果〕 ○
〔外観性状〕 ○
〔プレイ性〕 ○

《実施例１》
〔第２のパイル体積比率〕３０％
〔温度抑制効果〕 ○
〔外観性状〕 ○
〔プレイ性〕 ○

〈比較例１〉
〔第２のパイル体積比率〕０％
〔温度抑制効果〕 ×
〔外観性状〕 ○
〔プレイ性〕 ○

〈比較例２〉
〔第２のパイル体積比率〕４０％
〔温度抑制効果〕 ○
〔外観性状〕 ×
〔プレイ性〕 ×

上記実施例１〜３および比較例１，２の結果を表１にまとめた。

以上、本発明によれば、以下の知見を得た。すなわち、
（１）比較例１に示すように、第２のパイルを含まない人工芝は、温度抑制効果が得られない。
（２）比較例２に示すように、第２のパイルの体積比が４０％を超えると、第１のパイルの機能を損ない、人工芝としての外観およびプレー性に欠ける。

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
４１ 第１のパイル
４２ 第２のパイル
５ 充填材

Claims (5)

1. 基布にパイルが植設された人工芝において、上記パイルには、少なくとも第１のパイルと第２のパイルとが含まれ、上記第２のパイルは、内部に親水化したボイドを備え、上記第１のパイルと上記第２のパイルとが所定の割合で上記基布に混植されていることを特徴とする人工芝。
2. 請求項１に記載の人工芝において、上記第１のパイルの植設量をＡ，上記第２のパイルの植設量をＢとしたとき、上記第２のパイルは、体積比で、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）＝１０〜３０％を満足するように植設されている。
3. 請求項１または２に記載の人工芝において、上記第１のパイルは、ポリプロピレンまたはポリエチレンからなり、上記第２のパイルは、アクリル系親水樹脂からなる。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の人工芝において、上記パイル間にはさらに、充填材が充填されている。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の人工芝を敷設してなる人工芝施設。

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