(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工芝のパイル間に充填される人工芝充填用粒状物において、
ＪＩＳ−Ｋ６２５３のタイプＡ法による硬度が６０以上の合成樹脂を素材とする中空な円筒体に形成され、上記円筒体の軸方向長さをｈ、外径をφ１、内径をφ２としたとき、
ｈ≦３．０ｍｍ、かつ、φ１≦３．０ｍｍ
φ２／φ１＝０．４０〜０．８５
を満足することを特徴とする人工芝充填用粒状物。
【請求項２】
真比重が１．１以上であることを特徴とする請求項１項に記載の人工芝充填用粒状物。
【請求項３】
上記請求項１または２に記載の人工芝充填用粒状物をパイル間に充填してなることを特徴とする人工芝構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工芝のパイル間に充填される人工芝充填用粒状物に関し、さらに詳しく言えば、生産性、施工性が良く、リサイクル性も良好な人工芝充填用粒状物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロングパイル人工芝は、通常の人工芝よりも長いパイルが植設された基布のパイル間に充填材を充填したものからなり、天然芝に近い弾力特性を持つ人工芝サーフェイスとして各種運動競技施設に普及している。
【０００３】
ロングパイル人工芝用の充填材としては、例えば特許文献１に示すように、ゴムチップ（廃タイヤや工業用ゴムの破砕品）や熱可塑性エラストマー（ＥＰＤＭやＰＥベースの弾力性のある樹脂）の弾性粒状物が用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の充填材は、次のような問題があった。すなわち、従来の弾性粒状物は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３のタイプＡ法による硬度が４０〜６５と柔らかいため、施工時に５００〜１０００ｋｇを１ロットとして袋詰めして現場に運び込んだ際に、粒状物同士が自重によってくっつき合って塊を形成する、いわゆるブロッキング現象が発生する。
【０００５】
したがって、施工時に塊となった粒状物を解し直したのち、パイルに充填していた。また、塊化した粒状物を完全に解すことは実際には困難であり、小さな塊となった充填材塊は、パイルへの均一な散布や充填の妨げになるばかりでなく、弾性特性にも影響を与えかねない。
【０００６】
さらには、敷設充填後に使用者や機具によって加えられる踏圧によっても、充填材同士がブロッキング現象を起こして結合する場合があり、これにより、人工芝表面が硬く締まってしまい、人工芝の弾力特性が変化してしまうこともあった。
【０００７】
また、別の問題として、人工芝構造体は一定の耐用年数が経過すると、新しい人工芝に張り替える必要がある。使用済みの人工芝は、充填材を回収したのちに撤去され、その後産業廃棄物として処分されるが、単に産業廃棄物として処理するのは環境上好ましくない。
【０００８】
そこで、最近では、人工芝の一部を再利用する人工芝のリサイクル技術が提案されている。例えば特許文献２には、人工芝をリサイクル可能なナイロン６で構成することにより、回収した人工芝をスムーズに原料までリサイクルする点が示されているし、特許文献３には、熱可塑性樹脂を用いてパイルを基布に固定したことにより、人工芝自体を再生原料としてリサイクルする点が示されている。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２，３は、いずれの場合も充填した粒状物を人工芝から完全に除去することを前提としており、経年使用によって粒状物が湿ったり、踏み固められていることは考慮されておらず、パイルに入り込んだ粒状物を完全に除去することはほぼ不可能である。
【００１０】
また、リサイクルの観点から見て、弾性粒状物は人工芝とは異なる材質からなる不純物であるため、リサイクルするためには、人工芝を構成する素材と充填材を構成する素材とを同じにしておく方法が考えられる。この方法であれば、人工芝のパイル間に粒状物が残されていても、同一素材として扱えるのでマテリアルリサイクルが可能である。
【００１１】
しかしながら、同一素材を用いたとしてもなお次のような問題がある。すなわち、実際に人工芝を溶融して混合した場合、その再生品は非常に硬くゴムのような弾性がないため、そのまま粒状に成形して、人工芝に充填してもロングパイル人工芝が本来持つ天然芝に近い柔らかさを作り出すことはできなかった。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−２９４６２０号公報
【特許文献２】特開平９−２４２０１１号公報
【特許文献３】特開平２０００−１７６０５号公報
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明は上述した課題を解決するため、生産性、施工性が良く、リサイクル性も良好な人工芝充填用粒状物および同人工芝充填用粒状物を充填してなる人工芝構造体を提供することにある。
【００１４】
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、人工芝のパイル間に充填される人工芝充填用粒状物において、ＪＩＳ−Ｋ６２５３のタイプＡ法による硬度が６０以上の合成樹脂を素材とする中空な円筒体に形成され、上記円筒体の軸方向長さをｈ、外径をφ１、内径をφ２としたとき、ｈ≦３．０ｍｍ、かつ、φ１≦３．０ｍｍ，φ２／φ１＝０．４０〜０．８５を満足することを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、真比重が１．１以上であることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明には、請求項１または２に記載された人工芝充填用粒状物をパイル間に充填した人工芝構造体も含まれる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、ＪＩＳ−Ｋ６２５３のタイプＡ法による硬度が６０以上の合成樹脂を素材とする中空な円筒体に形成され、その円筒体の軸方向長さをｈ、外径をφ１、内径をφ２としたとき、ｈ≦３．０ｍｍ、かつ、φ１≦３．０ｍｍ，φ２／φ１＝０．４０〜０．８５を満足することにより、弾力性のよい充填材が得られるばかりでなく、使用後のリサイクル性も良好である。
【００１８】
より具体的な効果としては、素材の硬度が６０以上であることにより、粒状物同士がひっつき合って塊化するブロッキング現象が生じにくい。硬度が６０未満の場合は、粒状物同士がくっつき合うブロッキング現象を起こすため好ましくない。
【００１９】
また、中空な円筒状に形成することにより、外力によって繰り返し変形を受けても、塑性変形しにくく、人工芝に充填後もその弾力性は維持される。また、表面が円筒状であるため、肌に擦り付けられても、傷を生じさせにくい。
【００２０】
ｈ≦３．０ｍｍまたはφ１≦３．０ｍｍとなるような粒状物に形成することにより、人工芝に充填しても芝目内に収まりが良く、スパイクなどによって蹴り出されにくい。
【００２１】
φ２／φ１＝０．４０〜０．８５としたことにより、円筒の空隙率が１６〜７３％となり、変形応力が加えられても、変形を吸収するエネルギーに十分な余裕があり、かつ、反発エネルギーが少ないので、適度な弾力性を維持することができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、真比重が１．１以上であることにより、充填材を人工芝に充填した後で風雨に晒されても、飛散したり動いたりすることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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、本発明はこの限りではない。図１は、本発明の一実施形態に係る人工芝充填用粒状物を充填した人工芝構造体の要部断面図であり、図２は、人工芝充填用粒状物の模式的な斜視図である。
【００２４】
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の間には粒状物５が充填されている。この実施形態において、基盤２は、地面を平坦に均した簡易舗装面が用いられるが、これ以外に、砂利などを敷き詰めてあってもよいし、アスファルトなどで舗装された既設舗装面を用いてもよい。
【００２５】
さらには、基盤２の上に弾性舗装などを設けてもよく、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。
【００２６】
人工芝３は、基布３１に所定間隔でパイル４が植設されている。基布３１は、例えばポリプロピレン，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、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がより好ましい。
【００２７】
この例において、基布３１は、ポリプロピレンやポリエチレンなどの合成樹脂製の平織り布が用いられているが、これ以外に、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、粒状物に作り替えられたときに、太陽の熱を吸収し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。
【００２８】
パイル４は、基布３１の表面から先端までのパイル長さＨ１が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。パイル４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、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がより好ましい。パイル４は緑色に着色されているが、黒色以外であれば任意の色が用いられる。
【００２９】
パイル４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。この例において、パイル４は、太さが８０００〜１１０００ｄｔｅｘであって、植え付け量１０００〜２０００ｇ／ｍ３で基布３１に植え付けられている。
【００３０】
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。
【００３１】
この例において、裏止め材３２は、塗布量が６００〜８００ｇ／ｍ２（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、再生する粒状物の再生時の色を考慮して、黒色以外の色に着色されていることが好ましい。
【００３２】
本発明において、基布３１およびパイル４は、リサイクル性を考慮して、ポリプロピレンやポリエチレンなどの加熱、溶融が容易な熱可塑性樹脂で構成されているが、裏止め材５は、作業性などを考慮して、ＳＢＲラテックスなどの熱硬化性樹脂が用いられている。
【００３３】
すなわち、人工芝３は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の複合体からなる。したがって、人工芝３を加熱、溶融した際、熱硬化性樹脂は熱可塑性樹脂の中で均一に分散し、双方が混合した単一素材として残ることになる。そこで、本発明は、裏止め材３２を含めた全樹脂量１００ｗｔ％のうち、５０ｗｔ％以上が熱可塑性樹脂からなるように構成されている。
【００３４】
すなわち、熱可塑性樹脂が全体の５０ｗｔ％未満の場合、裏止め材３２などの熱硬化性樹脂が含まれていても、溶融した熱可塑性樹脂の中に均一に分散しなくなり、単一な素材として扱うことができなくなるおそれがあるため好ましくない。
【００３５】
裏止め材３２は、パイル４を固定し、人工芝３の寸法安定を満たせば加工性、コストなどを考慮して熱可塑性樹脂でないものも選択できるが、リサイクルの際に、粒状物５に適度な弾性を付与するためには、ＳＢＲやウレタンなどの比較的柔らかい素材を用いることがより効果的である。
【００３６】
この人工芝３に充填材としての粒状物５が充填されている。粒状物５は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂にＥＰＤＭ、ＥＶＡ、ＳＢＲなどの弾性を持ったエラストマーを適宜配合して、ＪＩＳ−Ｋ６２５３のタイプＡ法による硬度が６０以上の合成樹脂を素材としている。
【００３７】
樹脂とエラストマーがともに熱可塑性の場合は、両者を加熱しながら攪拌混合することで均一化することができる。エラストマーが熱硬化性の場合は、微粉末化したエラストマー粒子を加熱溶融した樹脂に加えて、均一に分散させてもよく、硬度が６０以上となる素材が得られれば、その組成や製造方法は任意であってよい。
【００３８】
これによれば、素材の硬度が６０以上としたことにより、粒状物同士がひっつき合って塊化するブロッキング現象が生じにくい。
【００３９】
図２を併せて参照して、粒状物５は、軸線方向に沿って所定の空隙５１を有する中空な円筒状に形成されている。これによれば、円筒体形状であるために、外力によって繰り返し変形を受けても、塑性変形しにくく、人工芝に充填後も弾力性が維持される。さらには、表面が円筒であるため、肌が擦り付けられても、擦過傷などを生じさせにくい。
【００４０】
粒状物５の高さ（軸方向長さ）をｈ，外径をφ１としたとき、好ましい態様としては、粒状物５は、高さｈが３．０ｍｍ以下、外径φ１が３．０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、１．０ｍｍ≦ｈ≦３．０ｍｍ、１．０ｍｍ≦φ１≦３．０ｍｍであることが好ましい。これによれば、人工芝に充填しても芝目内に収まりが良く、スパイクなどによって蹴り出されにくい。
【００４１】
すなわち、高さｈおよび外径φ１が１．０ｍｍ未満の場合は、粒状物５が小さすぎるため、風雨や蹴り出しによって飛散しやすいため、好ましくない。また、高さｈおよび外径φ１が３．０ｍｍよりも大きい場合は、粒状物５が大きすぎるため、パイルへの充填性が悪くなるため、好ましくない。
【００４２】
さらには、粒状物５の内径をφ２としたとき、φ２／φ１＝０．４０〜０．８５を満足する中空な円筒状に形成されている。これによれば、粒状物５の空隙率が１６〜７３％となり、変形応力が加えられても、変形を吸収するエネルギーに十分な余裕があり、かつ、反発エネルギーが少ないので、適度な弾力性を維持することができる。
【００４３】
すなわち、φ２／φ１が０．４０未満場合は、空隙率が低くなりすぎるため、弾力性が低回してしまうため好ましくない、逆にφ２／φ１が０．８５よりも大きい場合は、空隙率が高くなりすぎるため、粒状物５に負荷がかかると塑性変形しやすくなるため、好ましくない。
【００４４】
また、粒状物５は真比重が１．１以上であることが好ましい。すなわち、真比重が１．１以下になると、風雨で飛ばされたり流されやすいばかりでなく、サッカーなどの競技中に蹴り出されたり、飛散したりしやすくなる、
【００４５】
そこで粒状物５は、比重が１．１以上となるように調整されている。比重を増加させる方法の一例としては、炭酸カルシウムなどの添加剤を添加する方法が上げられるが、これ以外の方法で比重を上げてもよい。
【００４６】
粒状物５の製造方法は、原材料を加熱、溶融して金型内に射出成形することで中空なチューブ状に形成され、それを所定の長さで切断することにより円筒状に形成されるが、上述した条件を満足すれば、その製造方法は任意であってよい。
【００４７】
この例において、粒状物５は、上述した熱可塑性樹脂とエラストマーとの混合物の新生品からなるが、これ以外に使用済みの廃人工芝３を再溶解して粒状に成形した再生品から生成してよく、少なくとも上述した各条件を満足していればよい。
【００４８】
粒状物５は、単一種類からなることが好ましい。すなわち、粒状物５が複数種類の重量物の混合物からなると、粒状物を人工芝から抜き取って新しく敷設した人工芝に再充填する場合、人工芝から除去した後で種別毎に分別しなければならない。また、人工芝３から抜き取られる割合が不均一であるため、再充填しても再生前と同じ性状の人工芝構造体にできないおそれがある。
【００４９】
粒状物５は、所定の色に着色されていることが好ましく、より好ましくは黒色以外の色に着色されていることが好ましい。これによれば、粒状物５を例えば緑系や茶系の色に着色することにより、人工芝やグラウンドに近い美観性状を得ることができるばかりでなく、太陽光を吸収して、熱が籠もるのを防止することができる。そのためには、素材となる人工芝を構成するパイル、基布および裏止め材は黒色以外であることが好ましい。
【００５０】
粒状物５の充填厚さは、要求される弾力性により任意に選択されるが、粒状物５の流出や飛散を防止するうえで、パイル４の突出高さＨ２（充填した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。
【００５１】
すなわち、本発明によれば、使用済みの人工芝１を路盤から回収して、加熱、溶解し、粒状物に成形したのちに、再生粒状物を再び路盤上に新しく敷設された人工芝の粒状物として充填することにより、人工芝を人工芝用途材としてリサイクルでき、循環型のリサイクルシステムを構築することができる。
【実施例】
【００５２】
次に、本発明の具体的な実施例１〜３を比較例１〜４とともに説明する。まず、下記の方法で人工芝および粒状物を作製した。
【００５３】
〔人工芝の作製〕
低密度ポリエチレン製スプリットヤーン（太さ１１０００ｄｔｅｘ）を目付量１０００ｇ／ｍ２で芝丈５０ｍｍとなるようにポリプロピレン製基布（重量：１００ｇ／ｍ２）にタフティングにより植設し、ＳＢＲと炭酸カルシウムの混合物（混合比；ＳＢＲ：炭酸カルシウム＝１：２）をラテックスにしたものを裏止め材として、基布の裏面側に塗布したのち、ラテックスを乾燥させて人工芝を製造した。
このときの製品重量は１８５０ｇ／ｍ２であったので、裏止め材の乾燥重量は７５０ｇ／ｍ２（ＳＢＲ２５０ｇ／ｍ２：炭酸カルシウム５００ｇ／ｍ２）であると判断した。
〔粒状物の作製〕
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と、オレフィン系熱可塑性エラストマー（リケン社製型番ＶＧ９７００Ｑ）とを３０：７０の割合で配合し、加熱混合したのち、口金からひも状に押し出したものを裁断して、粒状物を作製した。口金の形状を変えて、実施例１〜３および比較例１〜４の粒状物をそれぞれ作製した。
〔サンプル芝の施工〕
１ｍ×１ｍの大きさで上記人工芝（芝丈５０ｍｍ）を路盤上に敷設したのち、各実施例１，２および各比較例１〜３の粒状物を１０ｋｇ（平均厚さ３０ｍｍ）で充填して、サンプル芝を作製したのち、以下の各評価を行った。
【００５４】
〔硬度測定評価〕
実施例１〜３および比較例１〜４の各サンプルをインジェクション成形にてφ３０ｍｍ×Ｈ１０ｍｍの円柱状に形成したのち、ＪＩＳ−Ｋ６２５３のタイプＡ法に準拠した硬度測定を行った。
〔衝撃吸収性評価〕
実施例１〜３および比較例１〜４の各サンプルをＤＩＮ１８０３２に規定された衝撃試験を行い衝撃吸収性（弾力性）を評価した。測定は、同じ測定条件で５回行ったのち、測定度の粒状物の変形状態を観察した。
以下に、その測定結果を示す。
【００５５】
《実施例１》
〔断面形状〕円筒状
〔外径φ１〕２．８ｍｍ
〔内径φ２〕１．２ｍｍ
〔内径φ２／外径φ１〕０．４３
〔高さｈ〕２．８ｍｍ
〔空隙率〕１８．４％
〔硬度〕６１
〔衝撃吸収性〕５１
〔塑性変形〕なし
【００５６】
《実施例２》
〔断面形状〕円筒状
〔外径φ１〕２．８ｍｍ
〔内径φ２〕２．４ｍｍ
〔内径φ２／外径φ１〕０．８５７
〔高さｈ〕２．８ｍｍ
〔空隙率〕７３．５％
〔硬度〕６２
〔衝撃吸収性〕５４
〔塑性変形〕なし
【００５７】
《実施例３》
〔断面形状〕円筒状
〔外径φ１〕２．８ｍｍ
〔内径φ２〕２．３ｍｍ
〔内径φ２／外径φ１〕０．８２
〔高さｈ〕２．８ｍｍ
〔空隙率〕６７．５％
〔硬度〕６０
〔衝撃吸収性〕５２
〔塑性変形〕なし
【００５８】
〈比較例１〉
〔断面形状〕十字状
〔外径φ１〕−
〔内径φ２〕−
〔内径φ２／外径φ１〕−
〔高さｈ〕２．８ｍｍ
〔空隙率〕２０％（比較例３の空隙率の算出方法を図３参照）
〔硬度〕６１
〔衝撃吸収性〕５２
〔塑性変形〕あり（肌で擦れると痛い）
【００５９】
〈比較例２〉
〔断面形状〕円筒状
〔外径φ１〕２．８ｍｍ
〔内径φ２〕１．０ｍｍ
〔内径φ２／外径φ１〕０．３６
〔高さｈ〕２．８ｍｍ
〔空隙率〕１２．８％
〔硬度〕６２
〔衝撃吸収性〕４０
〔塑性変形〕なし
【００６０】
〈比較例３〉
〔断面形状〕円筒状
〔外径φ１〕２．８ｍｍ
〔内径φ２〕２．６ｍｍ
〔内径φ２／外径φ１〕０．９３
〔高さｈ〕２．８ｍｍ
〔空隙率〕８６．２％
〔硬度〕６２
〔衝撃吸収性〕４６
〔塑性変形〕あり
【００６１】
〈比較例４〉
〔断面形状〕円筒状
〔外径φ１〕２．８ｍｍ
〔内径φ２〕２．３ｍｍ
〔内径φ２／外径φ１〕０．８２
〔高さｈ〕３．２ｍｍ
〔空隙率〕６７．５％
〔硬度〕６１
〔衝撃吸収性〕５２
〔塑性変形〕なし
【００６２】
以下に、実施例１〜３および比較例１〜４の充填材の性状およびその評価結果のまとめを表１に示す。
【００６３】
【表１】
0004623749.tif 000002
【００６４】
上記各実施例と比較例とを比較検討した結果、以下のような知見を得た。
（１）比較例１は円筒状ではないため、試験後の粒状物に塑性変形が進行する。また、角が立っているため、人工芝に充填して、その上で肌を擦り付けると、痛さを感じる。
（２）比較例２は、内径φ２／外径φ１が０．３６で、空隙率が１２．８％であるため、空隙率が低くなることにより、衝撃吸収性が低下する。
（３）比較例３は、内径φ２／外径φ１が０．９３で、空隙率が８６．２％となり、空隙率が高すぎるため、衝撃吸収性が乏しく、塑性変形が見られる。
（４）比較例４は、衝撃吸収性試験の後に粒状物の飛散が激しい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係る人工芝充填用粒状物を充填した人工芝構造体の要部断面図。
【図２】人工芝充填用粒状物の模式的な斜視図。
【図３】比較例３の空隙率の算出方法を説明する説明図。
【符号の説明】
【００６６】
１  人工芝構造体
２  路盤
３  人工芝
３１  基布
３２  裏止め材
４  パイル
５  粒状物
【図１】
0004623749.tif 000003
【図２】
0004623749.tif 000004
【図３】
0004623749.tif 000005