(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記Ａ及びＢを同時に満たす事を特徴とする人工芝用原糸。
Ａ：プロピレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とする極限粘度０．５以上のポリエステルを主成分としてなり、４．５ｇ／ｄ以上の強度および１５％以上の破断伸度を有する。
Ｂ：人工芝の表層部において、人工芝用原糸がパイル部形成に使用される。
【請求項２】
表層面の主部分が請求項１の人工芝用原糸で構成されていることを特徴とする人工芝。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プールサイド・野球・ゴルフ・サッカー場やインテリア内装などに広く天然芝に変わって用いられる、吸湿・吸水などによる性能の低下が少なく、かつ屈曲・伸長疲労特性に優れ、かつ分散染料による発色性に非常に優れた人工芝用の原糸とそれを用いた人工芝に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、天然芝に変わって、プールサイド・野球・ゴルフ・サッカー場やインテリア内装などに人工芝が多く用いられるようになってきた。従来、かかる人工芝に用いられる原糸の素材としては塩化ビニリデン、ナイロン６、ポリエチレン、ポリプロピレン等が一般的であった。
【０００３】
これらの中で、例えば塩化ビニリデンは耐疲労性・耐候性や難燃性などの芝生用原糸に求められる緒特性に優れるものの廃棄後の焼却時に塩素系ガスやダイオキシンを発生するとされ、環境面での問題が指摘されている。一方、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系繊維は燃焼時に有毒ガスを発生させない一方で、繰り返し疲労時の耐久性および、耐候性や難燃性に難点があった。又、ナイロン繊維の耐久性は非常に良好であるが、基本的に吸水することにより、乾燥時と湿潤時においてその力学性能が変化し、しいては芝生としての特性も変化してしまうという問題点があった。
【０００４】
このように吸湿・吸水性等による性能の低下が少なく、かつ繰り返しの伸長や屈曲変形時の耐疲労性に優れ、さらには耐候性等にも優れるという各性能をバランス良く備えた人工芝生用原糸およびそれを用いた人工芝が求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では前述のように、吸湿・吸水による性能の変化および、長期に使用される場合の紫外線曝露等に伴う性能の低下が少なく、しかも屈曲疲労性のような力学的耐久性を併せ持ち、さらに耐候性等にも優れるという各性能をバランス良く備えた人工芝生用原糸およびそれを用いた人工芝を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、プロピレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とする極限粘度０．５以上のポリエステルを主成分としてなり、４．５ｇ／ｄ以上の強度および１５％以上の破断伸度を有することを特徴とする人工芝用原糸、および表層面の主部分がプロピレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とする極限粘度０．５以上のポリエステルを主成分としてなり、４．５ｇ／ｄ以上の強度および１５％以上の破断伸度を有する人工芝用原糸で構成されている人工芝を提供するものである。以下、詳しく本発明について述べる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明における技術的なポイントは人工芝の表面を構成する人工芝用原糸の主成分素材としてプロピレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とする極限粘度０．５以上のポリエステル繊維を用いることにある。主骨格としてポリエステル系繊維であることにより、基本的に吸湿・吸水を抑制し、それらにより加速される長期の劣化を抑制することができる。さらには、ポリアミドに比べて、その使用は経済的でもあり、基本的にポリエステルであることから資源回収が容易であり、焼却時にも有毒なガスが発生しないという利点がある。
【０００８】
本発明において用いられるポリエステルとしては、テレフタル酸を主たる酸成分とし、トリメチレングリコールを主たるグリコール成分とするポリエステルであることが重要である。グリコール成分がトリメチレングリコールであることにより、これを主骨格とするポリエステルで構成された人工芝用原糸は、ポリエステルの疎水性などの良好な特性を維持して、且つポリアミド系繊維で構成された人工芝用原糸と同等以上の極めて優れた屈曲疲労性および伸長回復性を有し、又それを用いた人工芝は各種性能がバランス良く良好である。
【０００９】
本発明におけるポリエステルをさらに詳しく述べると、テレフタル酸を主たる酸成分とし、トリメチレングリコールを主たるグリコール成分とするポリエステルを対象とする。また、テレフタル酸成分の一部を他の二官能性カルボン酸成分で置き換えたポリエステルであっても良く、および／またはグリコール成分の一部を主成分以外の上記グリコールもしくは他のジオール成分で置き換えたポリエステルであってもよい。ここで使用されるテレフタル酸以外の二官能性カルボン酸としては、例えばイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、β−ヒドロキシエトキシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、アジピン酸、セバシン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸の如き芳香族、脂肪族、脂環族の二官能性カルボン酸を挙げることができる。また上記グリコール以外のジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳの如き脂肪族、脂環族、芳香族のジオール化合物およびポリオキシアルキレングリコール等を挙げることができる。さらに、ポリエステルが実質的に線状である範囲でトリメリット酸、ピロメリット酸の如きポリカルボン酸、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールの如きポリオール、５−ヒドロキシイソフタル酸、３，５−ジヒドロキシ安息香酸の如き三官能以上のエステル形成基を有するモノマーを使用することができる。さらに上記の重合体または、共重合体のブレンド物であっても良い。
【００１０】
本発明においては、上記のジカルボン酸成分とジオール成分から構成されるポリエステル繊維は、プロピレンテレフタレート成分が全体の５０％以上でない屈曲疲労特性・伸長回復性や耐候性の点で満足のいく素材は得られない。さらにその繰り返し単位の８０モル％以上がプロピレンテレフタレート単位であることが特に好ましい。
【００１１】
本発明における繊維の形態としては、モノフィラメントでも良いし、マルチフィラメントであっても良い。タフィティング加工の場合、通常は５００デニール程度のマルチフィラメントを撚りあわせた物を用いる事が外観性や耐久性等の性能面で好ましい。糸の断面形状は特に限定されないが、楕円や偏平な形状である方が好ましく、場合によってはフィルムを切断したスリットヤーンの様な形態であっても良い。
【００１２】
本発明が提供する人工芝は、表層面の主部分がプロピレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とする極限粘度０．５以上のポリエステルを主成分としてなリ、４．５ｇ／ｄ以上の強度および１５％以上の破断伸度を有する人工芝用原糸で構成されていることを特徴とし、その原糸の使用形態は問わない。基本的には上記の原糸がポリプロピレンやポリエステル等の織物や不織布にタフティングされたパイル部を形成するいわゆるタフテッド型の人工芝や、本人工芝用原糸をステープルにカットし、ウエッブ積層後にニードルパンチしてシート状にされるいわゆるニードルパンチタイプの人工芝等の形態が挙げられる。本素材の弾性回復特性を引き出すにはタフテッドタイプが好ましい。
【００１３】
さらに、本人工芝用原糸には少量の他の任意の重合体や酸化防止剤、制電剤、染色改良剤、染料、顔料、艶消剤、蛍光増白剤、不活性微粒子その他の添加剤が含有されていてもよい。特に不活性微粒子を添加する場合は外部析出法および内部析出法のいずれも採用可能である。特に長期屋外使用が前提である本用途では顔料等の着色剤および紫外線吸収剤等の配合が好ましい。
【００１４】
本発明に用いる高強度の繊維を得るためには、ポリマーの極限粘度が０．５以上である必要があるが、このような高重合度のポリマーを得るためには、溶融重合のみを用いる方法もあるが、さらに高重合度が必要な場合は真空下、あるいは不活性ガス雰囲気下で固相重合し、高重合度化する事が好ましい。
【００１５】
【作用】
本発明のポリエステル素材を用いる事で、ナイロンやポリオレフィン素材を用いた場合に対し、弾性回復性・屈曲特性などの特性を有し、かつ吸湿・吸水等による性能の低下および長期屋外での光曝露によっても性能の低下が少なく。さらに耐候性等にも優れるという各性能をバランス良く備えた人工芝生用原糸およびそれを用いた人工芝を提供することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例で本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお各種特性の評価方法は下記の方法に従った。
【００１７】
極限粘度：ポリマーをフェノール／テトラクロロエタン＝１／１混合溶媒に溶解し、３０℃において測定した。
【００１８】
繊度：ＪＩＳ−Ｌ−１０１３の定義により、２０℃、６５％ＲＨの温湿度管理された部屋で２４時間放置後、測定した。
【００１９】
強伸度：ＪＩＳ−Ｌ１０１３の定義により、２０℃、６５％ＲＨの温湿度管理された部屋で２４時間放置後、引張試験機により、引張強度、伸度を測定した。又、湿潤時の強度はサンプルを常温で水中に２４時間浸漬後、表面に付着の水分をガーゼにより軽く拭き取って後、同様の手順により測定した。
【００２０】
弾性回復率：ＪＩＳ−Ｌ１０１３の定義による伸長弾性率の測定方法に準拠するが、２０℃、６５％ＲＨの温湿度管理された部屋で２４時間放置後、引張試験機により、糸長２０ｃｍ、引張り速度２ｃｍ／分で１０％伸長後、直ちに除重し、元のつかみ間隔に戻した後、直ちに２ｃｍ／分の引張り速度で引張る。
弾性回復率（％）＝（Ｌ−Ｌ１）／Ｌ×１００
Ｌ：１０％伸長時の伸び（ｍｍ、ここでは２０ｍｍ）
Ｌ１：第１回目引張り後の残留ひずみ（ｍｍ）
【００２１】
実施例１
極限粘度０．６０のポリプロピレンテレフタレート（ＰＰＴ）レジンを０．１ｍｍＨｇの真空度で８０℃で４時間予備乾燥した後、同真空度条件で１８０℃で２０時間固相重合を行い、極限粘度０．８５のＰＰＴレジンを得た。固相重合後、真空を窒素ガスで破壊し、そのまま外気に触れないように容器に移した。得られたＰＰＴレジンを、２７０℃に調節したスクリュー型押し出し機にて所定の顔料と紫外線吸収剤を溶融混合した後、２７５℃に調整された矩形型のノズルを有する口金を用いて紡糸温度を同じく２７５℃で紡糸し、２０℃、０．３ｍ／ｓの冷却風で冷却し、５００ｍ／分の紡糸速度で引き取り、一旦巻き取った。
【００２２】
この未延伸糸を６０℃に調節したホットローラーで予備加熱したあと１２０℃のスチーム下で５．２倍に延伸し、１４０℃に設定したホットロールで３％のリラックス率で熱セットして、５２０デニールで６フィラメントの糸を得た。糸の断面形状は長軸と短軸の比が約５．０の楕円状の偏平形状であった。得られた延伸糸特性を表１に示した。湿潤時に性能の変化が少なく、弾性回復性に優れる人工芝用原糸を得ることができた。
【００２３】
実施例２
実施例１において得られた原糸をＺ２５０回／ｍで撚りを加えた後２本合糸して上撚りとしてＳ２００回／ｍして合糸してセットし、供給糸とした。ポリエステル５００デニール９６フィラメントの糸を経緯に用いた織密度（経：３１本／インチ、緯２９本／インチ）で織られた基布に、タフトマシーンを用いて５／３２ゲージ、ステップ９．５回／インチ、パイル高さ８ｍｍの規格でタフティングを施した。こうして得られたタフト地に天然ゴムを主体とする裏張剤を用いてバッキングし、両耳をカットして人工芝を仕上げた。外観形状に問題無く、従来に無い耐疲労特性や耐候性に優れ、乾燥および湿潤時にも性能、タッチに変化の少ない新規な人工芝を得ることができた。
【００２４】
比較例１
比較としてナイロン６で作られた市販の人工芝用原糸の特性を表１に示す。
【００２５】
【表１】
0003659379.tif 000002
【００２６】
【発明の効果】
本発明のポリエステル素材を用いる事で、ナイロンやポリオレフィン素材を用いた場合に対し、弾性回復性・屈曲特性などの特性を有し、かつ吸湿・吸水等による性能の低下および長期屋外での光曝露によっても、性能の低下が少なく、さらに発色性に優れた分散染料を用い、かつ常圧で染色可能であり、さらに耐候性等にも優れるという各性能をバランス良く備えた芝生用原糸およびそれを用いた人工芝を提供することができる。