(57)【要約】【課題】  パイルの摩擦係数を低減でき、スライディング時の耐傷付き性及びパイルの耐摩耗性を改善すると共に、優れた易滑性を有する人工芝用パイルを提供する。【解決手段】  熱可塑性樹脂１００重量部に対して、オレフィン系重合体セグメント５５〜９５重量％と、ビニル系重合体セグメント５〜４５重量％とから構成されているグラフト共重合体１〜２０重量部及び脂肪酸アミド０．５〜１５重量部を配合してパイルを成形することにより、耐傷付き性及び耐摩耗性が改善でき、且つ、耐屈曲性を向上した優れた易滑性を有する人工芝用パイルが得られる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂１００重量部に対して、オレフィン系重合体セグメント５５〜９５重量％と、ビニル系重合体セグメント５〜４５重量％とから構成されているグラフト共重合体１〜２０重量部及び脂肪酸アミド０．５〜１５重量部を配合してなる組成物からなることを特徴とする人工芝用パイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は人工芝生用パイルに係り、さらに詳しく言えば、芝面用パイルの摩擦係数を低減でき、耐傷付き性及び耐屈曲性の良好で、滑性に優れた人工芝生用パイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば野球場，サッカーグラウンド等の競技場に多用される人工芝生は、合成樹脂製のパイルが多数植設された面状の基布を下地上に敷設した後、パイル間に目砂等の充填材をパイル先端が突出する高さまで充填することにより施工される。このような人工芝生に採用されるパイルとしては、例えば直線状に形成されたモノフィラメントタイプのストレート糸や、テープ状のパイルに切り込み加工（スプリット加工）が施されたスプリットタイプのストレート糸等が広く知られている。そして、人工芝生には、例えば競技者が芝面を意識することなく思い切ったスライディング等を行えるようにするために、天然芝生に近似し、観者に軟らかい印象を与えるような外観性が求められている。
【０００３】
ところで、人工芝生は、パイルが合成樹脂製であるため、例えばスライディングする競技者の皮膚と激しく擦れ合うとパイルの表面温度が急激に上昇し、天然芝生に比較して競技者に火傷を負わせる可能性が高いという問題がある。この問題を緩和するためには、芝面および被接触物間の摩擦係数を低減させればよく、例えば、人工芝のパイル表面に、シリコン変性物を付着処理すると、優れた易滑性を有する人工芝生が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開７−１４５５４７号公報（３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記提案方法では、人工芝のパイル表面に塗布したシリコン変性物が短時間に経時的に減少し、パイル表面の滑性を長期間維持できないという問題点があった。
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、パイルの摩擦係数を低減でき、スライディング時の耐傷付き性及びパイルの耐摩耗性を改善すると共に、優れた易滑性を有する人工芝用パイルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、上記のような課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、熱可塑性樹脂に対して、特定のグラフト共重合体及び脂肪酸アミドを特定量を配合してパイルを成形することにより、耐傷付き性及び耐摩耗性が改善でき、且つ、優れた易滑性が得られ、上記目的が達成されることを見出し、本発明をするに至った。
すなわち、本発明の要旨は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、オレフィン系重合体セグメント５５〜９５重量％と、ビニル系重合体セグメント５〜４５重量％とから構成されているグラフト共重合体１〜２０重量部及び脂肪酸アミド０．５〜１５重量部を配合してなる組成物からなることを特徴とする人工芝用パイル、に存する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の人工芝用パイルは、熱可塑性樹脂に対して、オレフィン系重合体セグメントと、ビニル系重合体セグメントとから構成されているグラフト共重合体及び脂肪酸アミドを特定量を配合してパイルを成形することにより、耐傷付き性及び耐摩耗性が改善でき、且つ、耐屈曲性を向上した優れた易滑性を有する人工芝用パイルが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のパイル糸に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン６、６６、塩化ビニリデン、ナイロン共重合物、ポリエステル、またはこれら樹脂のブレンド品などを使用することができる。異種樹脂のブレンド品としては、たとえばポリプロピレンとナイロン、ポリエチレン、ポリエステルとナイロン等の組み合わせが挙げられる。
【０００９】
本発明におけるグラフト共重合体としては、オレフィン系重合体セグメント５５〜９５重量％と、ビニル系重合体セグメント５〜４５重量％とから構成されている。オレフィン系重合体セグメントは通常グラフト共重合体の主鎖となり、ビニル系重合体セグメントはグラフト共重合体の側鎖となるように構成されている。そして、一方のセグメントが他方のセグメント中に粒子径０．００１〜１０μｍの微細な粒子として分散相を形成している多相構造型のものである。
【００１０】
ここで、オレフィン系重合体セグメントを形成するオレフィン系重合体としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はプロピレンと炭素数が２以上のα−オレフィンとの共重合体、α−オレフィン単量体とビニル単量体との共重合体、エチレン系共重合ゴム、ジエン系ゴム又はポリイソブチレンゴム等が挙げられる。これらは１種又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００１１】
炭素数が２以上のα−オレフィンの具体例としては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、１−デセン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン及びこれらの混合物等が挙げられる。
【００１２】
また、エチレン系共重合ゴムの具体例としては、エチレン−プロピレン共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム、エチレン−ブテン共重合ゴム等が挙げられる。
【００１３】
次に、ビニル系重合体セグメントを形成するビニル系単量体としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、クロルスチレン等のビニル芳香族化合物；α−メチルスチレン、α−エチルスチレン等のα−置換スチレン、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和酸；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸と炭素数１〜１０のアルキルアルコールとから形成されるのアクリル酸エステル；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸と炭素数１〜１０のアルキルアルコールとから形成されるメタクリル酸エステル；アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル；アクリル酸ポリエチレングリコール、アクリル酸ポリテトラメチレングリコール等のアクリル酸と分子量８０〜６０００の長鎖グリコールとから形成されるアクリル酸エステル；メタクリル酸ポリエチレングリコール、メタクリル酸ポリテトラメチレングリコール等のメタクリル酸と分子量８０〜６０００の長鎖グリコールとから形成されるメタクリル酸エステル；メタクリル酸グリシジル等の不飽和エポキシ化合物；３−ヒドロキシ−１−プロペン、４−ヒドロキシ−１−ブテン、シス−１，４−ジヒドロキシ−２−ブテン、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸３−ヒドロキシプロピル、クロトン酸２−ヒドロキシエチル等の水酸基を有する化合物；マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、マレイミド等を挙げることができる。これらは１種又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００１４】
これらの中でも、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸グリシジル及びヒドロキシル基を有するビニル単量体からなる群より選択される少なくとも１種のビニル系単量体、例えば、アクリル酸ブチル、メタクリル酸、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピルが好ましい。これらのビニル系単量体は、脂肪酸アミドとの相互作用が大きく、脂肪酸アミドの表面移行性を抑制しやすいからである。なお、本明細書ではアクリルとメタクリルを（メタ）アクリルと総称する。
【００１５】
ビニル系重合体セグメント（ｂ）を形成するビニル系重合体の重量平均分子量（ＴＨＦ中、スチレン換算によるＧＰＣ測定）は、通常１，０００〜２００万，好ましくは５，０００〜１２０万の範囲内である。この重量平均分子量が１，０００未満の場合、グラフト共重合体の耐熱性が低下する傾向があり、また重量平均分子量が２００万を超える場合、グラフト共重合体の溶融粘度が高く、成形性が低下する傾向にある。
【００１６】
前述のように、グラフト共重合体は多相構造型のものであり、一方のセグメントにより形成された分散相が他方のセグメントにより形成された連続相（マトリックス）中に粒子径０．００１〜１０μｍの微細な粒子として均一に分散しているものである。前記グラフト共重合体中のオレフィン系重合体セグメント又はビニル系重合体セグメントの粒子径が０．００１μｍ未満の場合又は１０μｍを超える場合のいずれも、上記熱可塑性樹脂にブレンドしたときの分散性が悪く、例えば外観が悪化したり、上記熱可塑性樹脂の剛性を損なう傾向にある。
【００１７】
グラフト共重合体は、オレフィン系重合体セグメントの含有量が通常５５〜９５重量％、好ましくは６０〜９０重量％である。従って、ビニル系重合体セグメントの含有量は通常５〜４５重量％、好ましくは１０〜４０重量％である。オレフィン系重合体セグメントが５５重量％未満であると上記熱可塑性樹脂組成物の剛性が低下し、逆に、オレフィン系重合体セグメントが９５重量％を超える場合、上記熱可塑性樹脂に対する改良効果が不十分となる傾向にある。
【００１８】
また、グラフト共重合体のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、好ましくは０．０５〜３００ｇ／１０分、さらに好ましくは０．１〜２００ｇ／１０分、最も好ましくは１〜１００ｇ／１０分である。このＭＦＲは、ＪＩＳ ７２１０に規定された方法に準拠して、樹脂温度２３０℃、測定荷重２.１６ｋｇの条件で測定したものである。ＭＦＲが０．０５ｇ／１０分未満又は１００ｇ／１０分を超えると、熱可塑性樹脂との相溶性が悪くなったり、成形体の外観が悪化する傾向にあるので好ましくない。
【００１９】
グラフト共重合体を製造する際のグラフト化法は、一般に知られている連鎖移動法、電離性放射線照射法等いずれの方法でも良いが、下記に示す方法が、グラフト効率が高く熱による二次的凝集が起こらないため、性能の発現がより効果的であり、また製造方法が簡便であるので、好ましい。
【００２０】
すなわち、オレフィン系重合体粒子１００重量部を水中に懸濁させ、これに少なくとも１種のビニル系単量体１〜４００重量部と、ラジカル重合性有機過酸化物の１種又は２種以上の混合物０．１〜２０重量部と、１０時間半減期を得るための分解温度が４０〜９０℃であるラジカル重合開始剤０．０１〜８重量部からなる溶液を加える。
【００２１】
次に、ラジカル重合開始剤の分解が実質的に起こらない条件で加熱し、ビニル系単量体、ラジカル重合性有機過酸化物及びラジカル重合開始剤を前記オレフィン系重合体粒子中に含浸させ、その含浸率が添加量の２０重量％以上、好ましくは３０重量％以上に達した時点で、この水性懸濁液の温度を上昇させ、ビニル系単量体及びラジカル重合性有機過酸化物とを前記オレフィン系重合体粒子中で共重合させることによりグラフト化前駆体を得る。このグラフト化前駆体を１００〜３００℃で溶融、混合することにより、オレフィン系重合体セグメントを主鎖成分とし、ビニル系重合体セグメントを側鎖成分とするグラフト共重合体が得られる。
【００２２】
上記ラジカル重合性有機過酸化物としては、例えば、ｔ−ブチルペルオキシアクリロイロキシエチルカ−ボネ−ト、ｔ−アミルペルオキシアクリロイロキシエチルカ−ボネ−ト、ｔ−ヘキシルペルオキシアクリロイロキシエチルカ−ボネ−ト、１，１，３，３−テトラメチルブチルペルオキシアクリロイロキシエチルカ−ボネ−ト、クミルペルオキシアクリロイロキシエチルカ−ボネ−ト、ｐ−イソプロピルクミルペルオキシアクリロイロキシエチルカ−ボネ−ト、ｔ−ブチルペルオキシメタクリロイロキシエチルカ−ボネ−ト、ｔ−アミルペルオキシメタクリロイロキシエチルカ−ボネ−ト、ｔ−ヘキシルペルオキシメタクリロイロキシエチルカ−ボネ−ト 、ｔ−ブチルペルオキシアリルカ−ボネ−ト、ｔ−ブチルペルオキシメタリルカ−ボネ−ト等が好適に用いられる。
【００２３】
また、上記脂肪酸アミドとしては、炭素数１０〜２５の脂肪酸から形成されるものであって、上記熱可塑性樹脂にグラフト共重合体を配合して成形した人工芝用の耐摩耗性及び耐傷つき性を改良することができる。
前記炭素数１０未満の脂肪酸では、このような効果を発揮することはできない。また、炭素数２５を超える脂肪酸は入手が困難で、実用的ではない。
上記脂肪酸アミドとしては、例えば、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘミン酸アミド等の飽和脂肪族アミド、又はエルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ブラシジン酸アミド、エライジン酸アミド等の不飽和脂肪酸アミド、又はメチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド等のビス脂肪酸アミド等が挙げられる。これらは２種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でエルカ酸アミド、オレイン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミドが好ましく用いられる。
【００２４】
本発明の人工芝用パイル糸は、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対して、グラフト共重合体は１〜２０重量部、好ましくは２〜１５重量部であり、脂肪酸アミドは０．５〜１５重量部、好ましくは１〜１０重量部の範囲内である。
上記熱可塑性樹脂組成物を用いた人工芝用パイルは、脂肪酸アミドのブリードが抑制されて外観が良好に維持され、耐傷つき性及び耐摩耗性が良好で、かつ耐屈曲性及び成形性に優れている。
グラフト共重合体が１重量部未満であると、グラフト共重合体による特性の発現が不十分であり、また２０重量部を超えると、成形体の剛性及び耐熱性が低下し、好ましくない。また、脂肪酸アミドが１重量部未満であると、脂肪酸アミドに基づく特性の発現が不十分であり、また１５重量部を超えると、得られる人工芝用パイル糸の表面に脂肪酸アミドのブリードが著しくなり、人工芝用パイル糸の外観を悪化させるので好ましくない。
【００２５】
上記熱可塑性樹脂組成物は、加熱された素練りロールやバンバリーミキサー等で混練することによって得られる。また、熱可塑性樹脂、またはグラフト共重合体と脂肪酸アミドをそれぞれペレット状に造粒した後、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等で混合してもよい。上記配合物の混合は熱可塑性樹脂、またはグラフト共重合体と脂肪酸アミドの混合と同時に行ってもよく、分割して行ってもよい。上記配合物を分割して混合する方法としては、予めグラフト共重合体及び脂肪酸アミドとの高濃度に添加・混練してマスターバッチとし、これを熱可塑性樹脂に混合する方法等が挙げられる。上記したグラフト共重合体及び脂肪酸アミドとの高濃度に添加・混練してマスターバッチとしは、日本油脂（株）製のノフアロイＫＡシリーズ、例えば、ＫＡ５３２、ＫＡ６３２、ＫＡ８３２などが挙げられる。
【００２６】
パイル糸としては、例えば、上記熱可塑性樹脂組成物からなるフィルムをスリットして延伸したフラットヤーンや、上記フラットヤーンを割繊したスプリットヤーン、上記熱可塑性樹脂組成物を円形もしくは、三角形、四角形等の多角形、Ｙ形、星形等の異形断面のノズルから溶融紡糸したフィラメントを延伸した円形または偏平形状の単糸または連糸状のモノフィラメント、上記熱可塑性樹脂組成物からなる低繊度フィラメントを収束したマルチフィラメント等が挙げられ、これらを単独あるいは併用して用いることができる。パイル糸は、パイルに用いるにあたり、熱圧縮ギア法、ニットデニット法、スタフィング法、エアジェット法など公知の方法を採用して捲縮加工を施すことができる。
【００２７】
パイル糸として、その繊度は、人工芝の用途には、通常は５００〜２００００デシテックス（以下、ｄｔと略称する）、好ましくは１０００〜１５０００ｄｔの範囲である。。
【００２８】
本発明で得られたパイル糸の使用方法の一例としては、例えば、経糸及び緯糸に繊度５００〜２０００ｄｔのナイロン製またはポリプロピレン製などのフラットヤーンを用いて、スルザー型、ウオ−タ−ジェット型織機などにより、平織、綾織などの組織で織成された５０〜２００ｇ／m２の織布などを一次基布として、上記パイル用糸を人工芝用パイル糸として使用し、５／３２〜５／１６ゲージ゛、４〜１０ステッチ／インチの打込密度で植設して、基布の裏面にラテックス材を塗布し、裏材と貼合し、乾燥固化して人工芝を得ることができる。
【００２９】
上記熱可塑性樹脂組成物には、さらに本発明の要旨を逸脱しない範囲において、必要に応じて難燃剤、充填剤、酸化防止剤、安定剤、滑剤、分散剤、発泡剤、架橋剤、紫外線防止剤、着色剤などを含有させることができる。
【００３０】
実施例１
高密度ポリエチレン（ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０分、密度＝０.９４ｇ／ｃｍ３）１００重量部に、上記したグラフト共重合体及び脂肪酸アミドとのマスターバッチとして、日本油脂（株）製のノフアロイＫＡ５３２を１０重量部を配合した組成物を用いて、６５ｍｍφ押出機により溶融温度２７５℃で、異形断面のノズルから溶融紡糸したフィラメントを延伸した偏平形状の連糸状のモノフィラメント（繊度６０００ｄｔ）を形成した。
上記で得られた連糸状のモノフィラメントを人工芝用パイル糸として、ポリプロピレン製一次基布にタフティング法により植設し、その裏面にＳＢＲを用いて裏打ち加工を施し、人工芝を形成した。
得られた人工芝上で、スライディング試験を１０回継続して行ったところ、パイルの滑り性は良好で、スライディング時に人体の滑り傷が見られず、また、パイルの摩耗による損傷も見られなかった。
【００３１】
比較例１
実施例１において、グラフト共重合体及び脂肪酸アミドを全く添加せずに行ったこと以外は、同様にして行った。その結果、得られた人工芝上で、スライディング試験を１０回継続して行ったところ、パイルの滑り性は不良で、スライディング時に人体の滑り傷が多数見られ、また、パイルの摩耗による損傷が多数見られた。