(57)【要約】【課題】軽量で、柔軟性、耐水性に優れ、また、長期に亘ってパイル糸の抜け出し、切断がなく、長期に使用することが可能な、耐久性に優れた人工芝生の提供。【解決手段】熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られた基布用線条体を織成して得られた基布４に、パイル用線条体２をタフティングしてなる人工芝生１において、パイル用線条体２が、熱可塑性樹脂からなり、一軸延伸された多数の小径線条体を、互いに結合することによって形成された集合糸からなることを特徴とする耐久性人工芝生。【選択図】    図１
2005016256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られた基布用線条体を織成して得られた基布に、パイル用線条体をタフティングしてなる人工芝生において、パイル用線条体が、熱可塑性樹脂からなり一軸延伸された多数の小径線条体を互いに結合した集合糸からなることを特徴とする耐久性人工芝生。
【請求項２】
小径線条体が、基層と、該基層を被覆し、基層より融点の低い熱可塑性樹脂からなる接合層とによって形成された小径複合線条体からなり、小径複合線条体が熱接合されることによって、集合糸が形成されてなる請求項１に記載の耐久性人工芝生。
【請求項３】
基布用線条体とパイル用線条体が、オレフィン系重合体からなる請求項１又は２に記載の耐久性人工芝生。
【請求項４】
基布に、融点の低いオレフィン系重合体からなるフィルムを積層し、得られた積層シートに、パイル用線条体をタフティングした後、熱処理してなる請求項１〜３のいずれかに記載の耐久性人工芝生。
【請求項５】
基布に、パイル用線条体をタフティングした後、融点の低いオレフィン系重合体からなるフィルムを熱接着してなる請求項１〜３のいずれかに記載の耐久性人工芝生。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量で、柔軟性、耐水性に優れ、また、パイル糸の抜け出し、へたりが少なく長期使用が可能な、耐久性に優れた人工芝生に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、サッカー場、野球場、テニス場、その他競技場には、熱可塑性樹脂製の人工芝生が広く用いられている。これらの人工芝生は、テープ状の熱可塑性樹脂を一軸延伸したフラットヤーン等を織成した基布に、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド等を延伸したパイル糸をタフティングすることによって形成されている。
【０００３】
これら、熱可塑性樹脂製の人工芝生は、腐食せず、管理が容易なことから、今後、ますます普及するものと予測されている。
【０００４】
しかし、熱可塑性樹脂は接着性が乏しいため、ラテックス等の接着剤を塗布することによって一次裏地となる基布とパイル糸を接合した人工芝生を、サッカー場等の競技場に使用すると、芝生の上で激しい運動が行なわれるために、パイル糸の植生姿勢が崩れて老朽化が速く、また、芝を形成するパイル糸が抜け出ていたみが速く、期待される期間より速く張替えが必要となり、その都度、莫大な費用を必要とした。
【０００５】
激しい運動が行なわれた場合にも、パイル糸が抜け落ちることがなく、長期に使用可能な耐久性の高い人工芝生を得るためには、一次裏地として使用される基布の堅牢性と共にパイル糸の耐久性が重要となる。
【０００６】
基布は、激しい運動が行なわれても、組織が崩れることなく、パイル糸を堅固に保持し得ることが必要であり、パイル糸は、裂け切れがなく、型崩れせずへたりのない強靭な線条体を必要とする。
【０００７】
強靭な線条体を得るためには、使用する樹脂材料が重要な要素になり、その改良が重要であるが、樹脂材料の改良は限界にあり、今後、大きな飛躍は望めないのが現状である。
【０００８】
このため、本発明者等は、パイル糸の構造に着目して検討を行なったところ、意外にも、パイル糸の構造によって、強靭性に大きな開きが生じることが判明した。たとえば、マルチフィラメントは、各繊維が細いため、激しい運動には耐えられず、切断が多くなる。また、リボン状熱可塑性樹脂を一軸延伸したフラットヤーンをパイル糸として使用した場合は、縦裂けが生じ易く、激しい運動をすると、パイル糸は細く分裂するため、やはり切断する結果となる。
【０００９】
したがって、耐久性に優れた人工芝生を得るためには、パイル糸は、強烈な力が加わった場合にも、折損することなく、応力を緩和し、また、細く分裂しない構造であることが必要となる。
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１５８００７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、軽量で、柔軟性、耐水性に優れ、また、長期に亘ってパイル糸の抜け出し、切断がなく、長期に使用することが可能な、耐久性に優れた人工芝生を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果なされたもので、具体的には、熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られた基布用線条体を織成して得られた基布に、パイル用線条体をタフティングしてなる人工芝生において、パイル用線条体が、熱可塑性樹脂からなり一軸延伸された多数の小径線条体を互いに結合することによって形成された集合糸からなることを特徴とする耐久性人工芝生を提供するものである。
【００１３】
また、本発明は、小径線条体が、基層と、該基層を被覆し基層より融点の低い熱可塑性樹脂からなる接合層とによって形成された小径複合線条体からなり、小径複合線条体が熱接合されることによって集合糸が形成されてなる上記の耐久性人工芝生、基布用線条体とパイル用線条体が、オレフィン系重合体からなる上記の耐久性人工芝生、基布に融点の低いオレフィン系重合体からなるフィルムを積層し、得られた積層シートにパイル用線条体をタフティングした後、熱処理してなる上記の耐久性人工芝生、及び、基布にパイル用線条体をタフティングした後、融点の低いオレフィン系重合体からなるフィルムを熱接着してなる上記の耐久性人工芝生を提供するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の耐久性人工芝生１は、図１に示すように、熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られた基布用線条体３を織成して得られた基布４に、パイル用線条体２をタフティングして得られ、この場合、パイル用線条体２として、図４に示すように、熱可塑性樹脂からなる多数の小径線条体５を互いに結合した集合糸が使用される。
【００１５】
基布４は、熱可塑性樹脂を一軸延伸した基布用線条体３によって形成され、図２に示すように、熱可塑性樹脂の基布用線条体３を布状に織成することによって形成される。
【００１６】
基布４を構成する熱可塑性樹脂としては、延伸効果の大きい樹脂、一般には結晶性樹脂が使用され、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等が用いられる。中でも加工性と経済性からポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系重合体が望ましく、特に接着性と透明性の観点からメタロセン系触媒を用いて重合したポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。
【００１７】
本発明において基布用線条体３は、結晶性の熱可塑性樹脂の単層体であってもよいが、結晶性の熱可塑性樹脂からなる基層の表面に、接着性に優れた樹脂、あるいは、顔料又は無機フィラーを配合した樹脂からなる表層を積層することができ、例えば、図３（Ａ）に示すように、結晶性の熱可塑性樹脂の単層体を用いることができ、また、図３（Ｂ）に示すように、結晶性の熱可塑性合成樹脂からなる基層１０の片面に表層１１が積層された構造とすることができ、さらに、図３（Ｃ）に示すように、基層１０の両面に表層１１が積層された構造とすることができる。また、図３（Ｄ）に示すように、シースコア構造、図３（Ｅ）に示すようにサイドバイサイド構造とすることもできる。中でも、図３（Ｃ）に示すように、テープ状基層１０の両面に表層１１を積層したものが望ましい。なお、基布用線条体３は、後述するパイル用線条体２と同様の構造とすることもでき、また、耐久性の面から望ましい態様である。
【００１８】
表層１１は、基布４とされた後、基布用線条体３間を接合し、あるいは、基布用線条体３とパイル用線条体２を接合するもので、基層１０を構成する熱可塑性樹脂より融点が低く熱融着性の優れた熱可塑性樹脂が用いられる。具体的には、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等を用いることができ、基層１０の熱可塑性樹脂との関係で基層１０より融点が低い熱可塑性樹脂、好ましくは１０℃以上、さらに好ましくは１５℃以上低融点の熱可塑性樹脂が選択される。
【００１９】
中でも加工性と経済性から高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系重合体が望ましく、特に繊維間の接合力を高める観点からメタロセン系触媒を用いて重合したエチレン系重合体、プロピレン系重合体、エチレン・プロピレン共重合体、あるいは、エチレン・ブテン共重合体等のエチレン・α−オレフィン共重合体が好ましい。
【００２０】
これら基布用線条体３を構成するオレフィン系重合体には、目的に応じて各種の添加剤を添加することができる。具体的には、フェノール系、有機ホスファイト系、ホスナイトなどの有機リン系、チオエーテル系等の酸化防止剤；ヒンダードアミン系等の光安定剤；ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤；ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の帯電防止剤；ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系等の分散剤；アルカリ土類金属塩のカルボン酸塩系等の塩素補足剤；アミド系、ワックス系、有機金属塩系、エステル系等の滑剤；ヒドラジン系、アミンアシド系等の金属不活性剤；含臭素有機系、リン酸系、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、赤リン等の難燃剤；有機顔料；無機顔料；無機充填剤、有機充填剤；金属イオン系などの無機、有機抗菌剤等が挙げられる。
【００２１】
これら添加剤は、適宜組み合わせて、基層１０や表層１１の材料組成物を製造するいずれかの工程で配合される。添加剤の配合は、従来の公知の二軸スクリュー押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロール等の混練装置を用いて所定割合に混合して、これを溶融混練して調製してもよいし、高濃度のいわゆるマスターバッチを作製し、これを希釈して使用するようにしてもよい。
【００２２】
基布用線条体３として積層体が使用される場合、成形材料となる積層フィルムを成形する手段としては、予め基層１０となるフィルムと表層１１となるフィルムを形成してドライラミネート法や熱ラミネート法を用いて複層化する手段や、基層１０となるフィルムの表面に表層１１となる熱可塑性合成樹脂をコーティングする方法、予め形成した基層１０となるフィルムに表層１１を押出ラミネートする方法、あるいは、多層共押出法によって積層フィルムとして押出成形するなどの公知の手段から適宜選択して用いればよいが、成形の容易さやコスト面、並びに、製品の各層間の接着性及び光透過性の点では、多層共押出法によって基層１０と表層１１の積層体を一段で得る方法が望ましい。シースコア構造、あるいは、サイドバイサイド構造については共押出法によるのが一般的である。
【００２３】
こうして得られた基布用線条体３は、図２に示すように、平織とし、あるいは、綾織、斜文織、畦織、二重織、模紗織等の方法で織製することによって、人工芝用基布４とされる。
【００２４】
本発明は、パイル用線条体２として、図４に示すように、細径の小径線条体５が連結された集合糸を用いるところに特徴を有する。また、目的に応じて、図４（Ｂ）に示すように、基層１２を接合層１３で被覆した小径複合線条体５ａを使用して集合することもできる。
【００２５】
パイル用線条体２の基層１２は熱可塑性樹脂によって構成され、熱可塑性樹脂としては、延伸効果の大きい樹脂、一般には結晶性樹脂が使用される。具体的には、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等が用いられる。中でも加工性と経済性からポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系重合体が望ましく、特に接着性と透明性の観点からメタロセン系触媒を用いて重合したポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。
【００２６】
接合層１３は、小径線条体５間、あるいは、タフティングされた後、パイル用線条体２と基布４を接合するもので、基層１２を構成する熱可塑性樹脂より融点が低く熱融着性の優れた熱可塑性樹脂が用いられる。具体的には、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等を用いることができ、基層１２の熱可塑性樹脂との関係で基層１２より融点が低い熱可塑性樹脂、好ましくは１０℃以上、さらに好ましくは１５℃以上低融点の熱可塑性樹脂が選択される。中でも加工性と経済性から高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系重合体が望ましく、特に小径線条体の接合力を高める観点からメタロセン系触媒を用いて重合したエチレン系重合体、プロピレン系重合体、エチレン・プロピレン共重合体、あるいは、エチレン・ブテン共重合体等のエチレン・α−オレフィン共重合体が好ましい。
【００２７】
パイル用線条体２は、図４（Ａ）に示すように、細い小径線条体５を多数形成し、その側部を隣接する小径線条体５と接合して、集合することによって得ることができ、また、目的に応じて、図４（Ｂ）に示すように、基層１２を接合層１３で被覆したシースコアー構造の小径複合線条体５ａとして、これを接合することによって形成することもできる。さらに、図４（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、基層１２を連結した状態に形成し、その片面又は両面に接合層１３を積層することによって基層１２を被覆するようにすることもできる。
【００２８】
小径線条体５の集合は、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、小径線条体５を横方向に並列して連結することによってテープ状とすることができ、また、目的に応じて、図４（Ｅ）に示すように、丸く束ねた構造とすることもできる。
【００２９】
本発明パイル用線条体２は、小径線条体５の集合糸とすることによって、競技場に敷設され、激しい運動が行なわれて強力な力を受けた場合には、小径線条体５間が開裂することによって応力が緩和され、開裂分離された各フィブリルは、いずれも小径線条体５からなるから、所定の強度を有し、切断することがない。したがって、パイルは切断することなく、長期に使用し得る人工芝生１を得ることができる。
【００３０】
パイル用線条体２を得る方法としては、図４（Ａ）に示すように、細い小径線条体５を多数押出し成形し、ダイス内で、又は、ダイスを出た直後に、各小径線条体５を寄せて、隣接する小径線条体５と接合して、集合することによって得ることができる。また、図４（Ｂ）に示すように、接合層１３で周りを被覆した小径複合線条体５ａとするときは、各基層１２と接合層１３とをシースコアー構造となるように共押出成形し、ダイス内で、又は、ダイスを出た直後に接合して集合糸とすることができる。また、図４（Ｃ）に示すように、連結した基層１２に接合層１３を被覆する場合には、共押出成形等により、連結した基層１２を成形しその外面に接合層１３をラミすることによって被覆することができる。また、連結した基層１２を多数連結して基層１２からなる広幅のシートを形成し、その片面又は両面に接合層１３をラミした後、所定の幅にスリットすることによって、図４（Ｄ）に示すような構造のパイル用線条体２を得ることもでき、また、生産性の観点から好ましい方法である。
【００３１】
いずれの場合においても、小径線条体５が互いに接触するように連結され、小径線条体５間が薄肉のフィルムを介して連結することは好ましくない。各小径線条体５の断面形状は特に制限はなく、任意に定め得るが、一般には、円形、楕円形、長円形とされる。かかる構造の線条体は基布用線条体としても使用できることは、前述の通りである。
【００３２】
パイル用線条体２、及び、小径線条体５の太さは目的に応じて任意に定め得るが、一般には、小径線条体５の平均直径が０．００５〜２．０ｍｍ、好ましくは０．０１〜１．０ｍｍとされ、パイル用線条体２の幅は０．３〜２０ｍｍ、好ましくは０．５〜１０ｍｍとされる。また、パイル用線条体２の最小肉厚部ｂと最大肉厚部ａとの比（ｂ／ａ）は、０．８〜０．０１、好ましくは０．５〜０．０２の範囲が望ましい。
【００３３】
これら基層１２、接合層１３を構成する熱可塑性樹脂には、目的に応じて、無機充填材を添加することができる。無機充填材の種類としては、熱可塑性樹脂添加材として自体公知の無機充填材を使用することができ、例えば、タルク、クレー、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ウオラストナイト、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、珪酸カルシウム等を使用することができる。無機充填材を配合することによって難燃性と手切れ性を向上することができ、無機充填材の配合量は、１〜４０重量％、好ましくは３〜３０重量％である。
【００３４】
また、熱可塑性樹脂には、目的に応じて各種の添加剤を添加することができ、具体的には、フェノール系、有機ホスファイト系、ホスナイトなどの有機リン系、チオエーテル系等の酸化防止剤；ヒンダードアミン系等の光安定剤；ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤；ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の帯電防止剤；ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系等の分散剤；アルカリ土類金属塩のカルボン酸塩系等の塩素補足剤；アミド系、ワックス系、有機金属塩系、エステル系等の滑剤；ヒドラジン系、アミンアシド系等の金属不活性剤；含臭素有機系、リン酸系、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、赤リン等の難燃剤；有機顔料；無機顔料；金属イオン系などの無機、有機抗菌剤等が挙げられる。
【００３５】
これら添加剤は、適宜組み合わされて、パイル用線条体２の材料組成物を製造するいずれかの工程で配合される。添加剤の配合は、従来の公知の二軸スクリュー押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロール等の混練装置を用いて所定割合に混合して、これを溶融混練して調製してもよいし、高濃度のいわゆるマスターバッチを作製し、これを希釈して使用するようにしてもよい。
【００３６】
また、延伸は、熱ロールによる延伸、熱板による延伸、熱風炉による延伸等によって行なうことができる。延伸倍率は通常３〜１０倍程度とされる。
【００３７】
得られたパイル用線条体２は、図１に示すように、人工芝用基布４にタフティングされて人工芝生１とされる。パイル用線条体２のタフティングは、従来公知のタフティングカーペットの製造方法と同様の方法によって行うことができる。
【００３８】
なお、本発明においては、人工芝用基布４とパイル用線条体２の結合を強くするために、予め、人工芝用基布４の裏面に、低融点のオレフィン系重合体フィルム７を積層することができる。
【００３９】
本発明において融点の高い、低いは、パイル用線条体２を構成する熱可塑性樹脂、積層体からなるときは基層を構成する熱可塑性樹脂との比較で判断される。
【００４０】
オレフィン系重合体フィルム７としては、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレンブロック共重合体等のエチレン系重合体、又は、プロピレン系重合体が用いられる。中でも加工性と経済性からポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系重合体が望ましく、特に接着性の観点からメタロセン系触媒を用いて重合したポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。
【００４１】
オレフィン系重合体フィルム７の厚さは、任意であり、目的に応じて選定することができるが、一般には、２０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上２ｍｍ以下程度とされる。
【００４２】
また、パイル用線条体２がタフティングされた人工芝生１の裏面にオレフィン系重合体フィルム８を積層することもできる。オレフィン系重合体フィルム８を構成するオレフィン系重合体としては、オレフィン系重合体フィルム７と同様の重合体を用いることができる。
【００４３】
オレフィン系重合体フィルム８を人工芝生１の裏面に接合するときは、空気圧を用いて押圧する方式とすることが望ましく、図５に示すように、人工芝生１を裏面が上面となるようにして接合装置に供給し、その上にオレフィン系重合体フィルム８を重ねると共に、加熱ヒーター等の輻射熱加熱方式の加熱装置１６を用いてオレフィン系重合体フィルム８を加熱することによってオレフィン系重合体フィルム８を溶融し、ついで、エアーナイフ等の熱風噴き出し装置１７を用いてオレフィン系重合体フィルム８を押圧することによって、人工芝生１に接合することができる。
【００４４】
空気圧を用いてオレフィン系重合体フィルム８を接合することによって、オレフィン系重合体フィルム８は、人工芝生１裏面の凹凸に沿って賦形されて、人工芝生１の裏面全面にぴったりと添着されることとなり、パイル用線条体２を強力に接合することができる。また、パイル用線条体２によって形成された凸部１４の間に連続した凹部１５が形成され、凹部１５は人工芝生１が敷設された際に雨水等を排水する排水路として機能させることができる。なお、必要に応じて、オレフィン系重合体フィルム７、８に所定の間隔をおいて多数の排水孔を設けることによって人工芝生１を敷設した際の上面の排水を図ることも可能である。
【００４５】
本発明耐久性人工芝生１を用いて形成した人工芝生は、野球場、サッカー場、ラグビー場、あるいはこれらの多目的グランド、テニスコート、ゴルフ練習場の芝生として用いることができ、また、歩行路、車、飛行機、ホール等の敷物として用いることができる。また、本発明耐久性人工芝生１は、そのまま敷設することができ、また、図１に示すように、パイルの毛足を長くし、その間に砂９等を充填して使用することもできる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は、軽量で、柔軟性、耐水性に優れ、また、激しい運動が行なわれ、強い力がかかったときには、各小径線条体に分裂して応力を緩和するから、それ以上には分割することはなく、糸切れの発生がなく、長期に亘って使用することが可能な、耐久性に優れた人工芝生を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明耐久性人工芝生の一例を示す（Ａ）は正縦断面図、（Ｂ）は側縦断面図
【図２】基布用線条体の例を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図
【図３】基布用線条体の例を示す縦断面図
【図４】パイル用線条体の例を示す縦断面図
【図５】人工芝生の製造例を示す縦断面図
【符号の説明】
１．人工芝生
２．パイル用線条体
３．基布用線条体
４．基布
５．小径線条体
７．８．オレフィン系重合体フィルム
１０．１２．基層
１１．表層
１３．接合層
１６．加熱装置
１７．熱風噴き出し装置
【図１】
2005016256.tif 000003
【図２】
2005016256.tif 000004
【図３】
2005016256.tif 000005
【図４】
2005016256.tif 000006
【図５】
2005016256.tif 000007