(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基布に植設されたパイル間に弾性粒状物および硬質粒状物を含む充填材が充填された充填材入り人工芝において、
上記充填材は、少なくとも３層以上に分かれて充填されており、芝表面側寄りの３層の内、上層および下層がともに弾性粒状物を主材とする弾性層で、中層が硬質粒状物を主材とする硬質層であることを特徴とする充填材入り人工芝。
【請求項２】
上記下層側弾性層は、上記上層側弾性層と同じかまたはそれ以上の厚みを持つように充填されている請求項１に記載の充填材入り人工芝。
【請求項３】
上記各弾性層は、最も薄い層でも少なくとも上記充填材の総厚さの１／８以上の厚さを有する請求項１または２に記載の充填材入り人工芝。
【請求項４】
上記充填材表面から上記パイル先端までのパイル突出高さが１０ｍｍ以上である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の充填材入り人工芝。
【請求項５】
上記基布表面から上記パイル先端までのパイル長さが３０〜６０ｍｍである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の充填材入り人工芝。
【請求項６】
上記請求項１または請求項２に記載の充填材入り人工芝によって構築されたことを特徴とする人工芝競技場。
【請求項７】
基布に植設されたパイル間に弾性粒状物および硬質粒状物を含む充填材が充填され、上記基布表面から上記パイル先端までのパイル長さが３０〜６０ｍｍであり、上記充填材は、少なくとも３層以上に分かれて充填され、芝表面側寄りの３層の内、上層および下層がともに弾性粒状物を主材とする弾性層で、中層が硬質粒状物を主材とする硬質層であるとともに、上記弾性層は最も薄い層でも少なくとも上記充填材の総厚さの１／８以上の厚さを有する充填材入り人工芝より構築されたことを特徴とする人工芝競技場。
【請求項８】
基布に植設されたパイル間に弾性粒状物および硬質粒状物を含む充填材が充填され、基布表面から上記パイル先端までのパイル長さが３０〜６０ｍｍであり、上記充填材は、少なくとも３層以上に分かれて充填され、芝表面側寄りの３層の内、上層および下層がともに弾性粒状物を主材とする弾性層で、中層が硬質粒状物を主材とする硬質層であるとともに、上記充填材表面から上記パイル先端までのパイル突出高さが１０ｍｍ以上である充填材入り人工芝より構築されたことを特徴とする人工芝競技場。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基布に植設されたパイル間に充填材を充填してなる人工芝に関し、さらに詳しくいえば、弾性粒状物と硬質粒状物の層構造を工夫して、低コストでありながら、高い衝撃吸収特性を実現し得る人工芝技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常の人工芝よりも長いパイル（約５０〜６０ｍｍ）を基布に対して植設した、いわゆるロングパイル人工芝は、天然芝に近い踏み心地とボールの転がりがあり、サッカーや野球などの球技場向けの人工芝として普及しつつある。このタイプの人工芝は、パイル間に例えばタイヤの粉砕品などからなる弾性粒状物、いわゆるゴムチップを充填して天然芝に近い弾力性を付与している。
【０００３】
この弾力性は、一般に弾性粒状物の単位面積当たりの充填量を多くすればするほど高くなるが、弾性粒状物は製品単価が高く、充填量が増すほどコストがかさむ。そこで、この種の人工芝においては、コストが安価な例えば砂などの硬質粒状物を併用して充填する方がより経済的である。
【０００４】
また、弾性粒状物のみを充填するよりも、弾性粒状物と硬質粒状物とを併用することにより、プレーヤーの踏み込みで生じる衝撃を広範囲に分散させて吸収することができ、より天然芝に近い衝撃吸収性が得られることが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、弾性粒状物と硬質粒状物とを併用することで高い衝撃吸収性が得られるものの、例えば単位面積当たりの使用量（充填量）が同じであっても、両者の組み合わせ方によっては、全く異なった衝撃吸収性を持つことがある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、弾性粒状物と硬質粒状物の層構造を工夫して、低コストでありながら、高い衝撃吸収特性を実現し得る、経済的なロングパイル人工芝を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は、基布に植設されたパイル間に弾性粒状物および硬質粒状物を含む充填材が充填された充填材入り人工芝において、上記充填材は、少なくとも３層以上に分かれて充填されており、芝表面側寄りの３層の内、上層および下層がともに弾性粒状物を主材とする弾性層で、中層が硬質粒状物を主材とする硬質層であることを特徴としている。
【０００８】
これによれば、弾性層に挟まれた硬質層が衝撃荷重を広範囲に分散させ、さらに下層側の弾性層によって変形量も大きくなることにより、例えば単位面積当たりの充填材の使用量を同じとした、従来型の弾性層と硬質層とを単なる２層構造にした場合よりもさらに衝撃吸収性が高くなる。
【０００９】
下層側の弾性層が上層の弾性層よりも厚みが小さい場合、硬質層が衝撃荷重によって変形しにくく、衝撃吸収性も高くならないため、上記下層側弾性層は、上記上層側弾性層と同じまたはそれ以上の厚みを持つように充填されていることが好ましい。
【００１０】
換言すれば、上層側弾性層が下層側弾性層よりも薄く形成されるが、それでも上層側弾性層は少なくとも上記充填材の総厚さの１／８以上は欲しい。このように、下層側の弾性層の厚みを大きくして、硬質層と交互に積層した方がより高い衝撃吸収性が得られる。
【００１１】
充填材の飛散を効果的に抑制するためには、上記充填材表面から上記パイル先端までのパイル突出高さが１０ｍｍ以上であることが好ましい。さらに、ロングパイル人工芝として高い弾力性を得るためには、上記基布表面から上記パイル先端までのパイル長さが３０〜６０ｍｍであることが好ましい。
【００１２】
これら充填材の充填作業は、硬質粒状物と弾性粒状物を交互にブラシを用いて、パイル間に充填する方法が一般的であるが、次層の充填材を充填する際に先に充填された充填材の一部が掻き上げられるため、その界面は、実質的に硬質粒状物と弾性粒状物とが混在した状態となる。本発明にはこのような態様も許容する。
【００１３】
本発明には、この充填材入り人工芝によって構築された各種人工芝競技場も含まれる。すなわち、野球競技場、サッカー場、テニスコートなどの各種人工芝グラウンドに適用することができる。また、他の人工芝施設であっても、本発明によって得られる人工芝性状が適用可能なものであれば任意に選択して施工してもよい。
【００１４】
より具体的な態様として、上記各種人工芝競技場は、基布に植設されたパイル間に弾性粒状物および硬質粒状物を含む充填材が充填され、上記基布表面から上記パイル先端までのパイル長さが３０〜６０ｍｍであり、上記充填材は、少なくとも３層以上に分かれて充填されており、芝表面側寄りの３層の内、上層および下層がともに弾性粒状物を主材とする弾性層で、中層が硬質粒状物を主材とする硬質層であるとともに、上記弾性層は最も薄い層でも少なくとも上記充填材の総厚さの１／８以上である充填材入り人工芝より構築される。
【００１５】
また別の態様として、上記各種人工芝競技場は、基布に植設されたパイル間に弾性粒状物および硬質粒状物を含む充填材が充填され、基布表面から上記パイル先端までのパイル長さが３０〜６０ｍｍであり、上記充填材は、少なくとも３層以上に分かれて充填されており、芝表面側寄りの３層の内、上層および下層がともに弾性粒状物を主材とする弾性層で、中層が硬質粒状物を主材とする硬質層であるとともに、上記充填材表面から上記パイル先端までのパイル突出高さが１０ｍｍ以上である充填材入り人工芝より構築される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
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。図１に示すように、本発明の充填材入り人工芝１は、基布２に所定間隔でパイル３がタフティングされ、裏面にパイル３の抜け止め防止処理としてのバッキング材２１が設けられた人工芝１を下地上に敷設し、そのパイル３間に充填材４を充填することにより構築される。
【００１７】
この実施形態において、基布２は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）など樹脂製の基布原糸を一軸延伸または短繊維を寄り合わせて長繊維としたものを織り込んで布状にしたものであってよい。
【００１８】
また、それら基布２を２枚重ねて用いてもよい。これによれば、２枚重ねの方が寸歩安定性が高く、敷設後に外力によってシワになりにくいのでより好適である。基布２を２枚重ねにする場合、その下側の基布には、合成繊維を綿状にしたものをパンチング加工した基布を用いることにより、寸法安定性やシワ防止性がよりよくなる。
【００１９】
パイル３は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの合成樹脂製のスプリットヤーンまたはモノフィラメントヤーンであってよく、その太さは好ましくは５０００〜１００００ｄｔｅｘである。モノフィラメントヤーンを用いた場合の太さは、５００〜１０００ｄｔｅｘの単糸を数本〜数十本撚り合わせて１本のヤーンとしたときの合計太さである。
【００２０】
この実施形態において、パイル３はポリプロピレン製のスプリットヤーンを用いており、基布に対して１０〜２０ｍｍ間隔で植設されている。パイル３の抜け止め防止処理としてのバッキング材２１は、ＳＢＲラテックスゴム、ウレタン樹脂などを基布２の裏面に塗布する方法が用いられている。
【００２１】
本発明の人工芝１は、基布２からパイル先端までパイル長さＨを３０〜６０ｍｍとした、いわゆるロングパイル人工芝であり、そのパイル３間に充填材４が充填材４表面からパイル先端までのパイル突出高さｈが１０ｍｍ以上になるように充填されている。これによれば、充填材４の飛散が効果的に防止される。
【００２２】
充填材４は、弾性粒状物を主材とする弾性層４１，４２と、硬質粒状物を主材とする硬質層４３とによって構成され、弾性層４１，４２が硬質層４３によって上下方向に分割された３層構造となっている。充填材層全体の総厚さは上述したパイル突出高さｈが１０ｍｍ以上突出するようにすれば、仕様に応じて適宜選択されてよい。
【００２３】
この実施形態において、充填材４は３層に積層されているが、本発明の充填材４は少なくとも３層以上に積層されていればよい。すなわち、例えば４層構造の場合には、芝表面側寄りの３層が本発明の対象となり、上層側の弾性層４１は実質的な最上層となる。また、下層側の弾性層４３の下側にさらに別の硬質層を設けてもよく、さらには、この３層構造を１つの繰返し単位として繰り返し積層してもよい。
【００２４】
各弾性層４１，４２のうち、下側の弾性層（下層側弾性層）４２は、上層側の弾性層（上層側弾性層）４１と同じまたはそれ以上の厚みを持つように充填されている。これによれば、硬質層が受ける衝撃荷重を広範囲で分散できるとともに、硬質層が均一に変形しやすくなり、衝撃吸収性が高くなる。
【００２５】
換言すれば、各弾性層４１，４２の内、上層側弾性層４１が実質的に最も薄い層となるが、この最も薄い弾性層であったとしても、少なくとも充填材の総厚さの１／８以上の厚さを有するように充填されていることが好ましい。
【００２６】
このように、下層側の弾性層の厚みを大きくして、硬質層と交互に積層することで、より高い衝撃吸収性が得られる。なお、上記下層側の弾性層の厚さが１／８未満である場合には、弾性層の変形が充填層全体の変形量と比較して小さくなり、衝撃吸収性が小さくなるので好ましくない。
【００２７】
弾性粒状物は、廃ゴム製品などのリサイクル品が好適に用いられるが、これら各種廃ゴム製品の他にウレタンやその他の弾性体の粉砕物なども使用可能である。弾性粒状物は、粒径が０．３〜３．０ｍｍのものが８０％以上含まれていることが好ましい。すなわち、粒径が３．０ｍｍを超えると、充填作業時に人工芝のパイル間での収まりが悪く、粒径が０．３ｍｍ未満になると、風や降雨などによって、飛散、流出するおそれがある。
【００２８】
硬質粒状物は、各種セラミックスや石類などであってよく、特に限定されないが、より好ましくは安価かつ容易に入手できる硅砂が好適である。硬質粒状物は、粒径が０．２〜０．６ｍｍのものが８０％以上を占めていることが好ましい。すなわち、粒径が０．２ｍｍ未満であると、硬質層４３の砂が下層側弾性層４３に移動して、混ざり合うおそれがある。また、粒径が０．６ｍｍを超えると、パイル間に入れ込みにくくなる。
【００２９】
なお、これら充填材４の充填作業は、硬質粒状物と弾性粒状物を交互にブラシを用いて、パイル３間に充填する方法が一般的であるが、次層の充填材（例えば硬質層４３）を充填する際に先に充填された充填材（例えば弾性層４２）の一部が掻き上げられるため、その界面は、実質的に硬質粒状物と弾性粒状物とが混在した状態となるが、本発明にはこのような態様も許容される。
【００３０】
本発明の人工芝構造体は、野球競技場、サッカー場、テニスコートなどの各種人工芝グラウンドに適用することができる。また、他の人工芝施設であっても、本発明によって得られる人工芝性状が適用可能なものであれば任意に選択して施工してもよい。
【００３１】
【実施例】
次に、本発明のより具体的な実施例について、比較例とともに比較検討する。
まず、下記の方法にて充填材入り人工芝を作製した。
【００３２】
（充填材入り人工芝の作製）
▲１▼：人工芝の作製
ＰＰ、ＰＥ、ＮＹ製スプリットヤーン８０００ｄｔｅｘ（幅１２ｍｍ）を各実施例および比較例の仕様に応じてポリプロピレン製平織り布からなる基布にパイル長５５ｍｍでタフト後、裏面からＳＢＲラテックスゴムを一様に塗布して抜け止め防止加工を施して、人工芝を製造した。なお、各例ともパイル間隔（ゲージ）は１５ｍｍ、ニードルの送り量（ステッチ）は５．５個／ｉｎｃｈとした。
▲２▼：充填材の充填
▲１▼で作製された人工芝の１ｍ角をあらかじめ整地された下地上に敷設して、実施例１〜５および比較例１〜３に示す内容で硬質粒状物（砂）と弾性粒状物（ゴムチップ）を積層充填した。いずれの例においても、硬質粒状物は粒径が０．２〜０．６ｍｍのものが全体の８５％以上を占める硅砂を使用し、弾性粒状物は粒径が０．２〜３．０ｍｍのものが全体の９０％以上を占める廃タイヤ粉砕品を使用した。
しかる後、上記方法にて作製された人工芝を、以下の評価試験に供した。
【００３３】
（衝撃吸収性の確認）
作成された充填材入り人工芝をコンクリート下地上に置いて、ＤＩＮ１８０３２ベルリン型試験機を用いて衝撃吸収性を確認した。試験方法は、質量２０ｋｇの重錘を５５ｍｍの高さから自由落下させ、鋼製バネを介して床に衝突したときの床の最大衝撃力（加重）を測定し、剛床（コンクリート床）での最大衝撃力と、評価床での最大衝撃力とを比較して、評価床の衝撃応答（減衰）性を評価した。衝撃減衰率の算出方法は次の式１によった。
衝撃減衰率（％）＝（１−（Ｆｃ／Ｆｓ））×１００  ・・・式１
ここで、Ｆｃ：評価床での最大衝撃力であり、Ｆｓ：剛床（コンクリート床）の最大衝撃力である。以下にその評価結果を示す。
【００３４】
《実施例１》
0004508496.tif 000002
【００３５】
《実施例２》
0004508496.tif 000003
【００３６】
《実施例３》
0004508496.tif 000004
【００３７】
《実施例４》
0004508496.tif 000005
【００３８】
《実施例５》
0004508496.tif 000006
【００３９】
〈比較例１〉
0004508496.tif 000007
【００４０】
0004508496.tif 000008
【００４１】
0004508496.tif 000009
【００４２】
参考までに、上記実施例１〜５と比較例１〜３の結果のまとめを表１に示す。
【００４３】
【表１】
0004508496.tif 000010
【００４４】
上記実施例および比較例の結果から、以下のような知見を得た。
・実施例１は、充填材層の総厚さが比較例１と同じであるにもかかわらず、ゴム層と砂層を４層構造としたことにより、衝撃吸収性が向上する。
・比較例２は、ゴム層と砂層が４層構造になっているが、下層側のゴム層が薄いため、実施例１と比較して衝撃吸収率は低い。
・比較例３は、下層ほどゴム層が厚くなっているが、上層のゴム層の厚みが総厚さ（４０ｍｍ）の１／８以下であるため、実施例１と比較して衝撃吸収率が低い。
・実施例３は、１層目と３層目の砂層が実施例１と同じであるが、２層目のゴム層を４層目よりも厚くしているため、実施例１よりも衝撃吸収率が若干高い。
・実施例４は、２層目と４層目のゴム層が実施例３と同じであるが、３層目の砂層を１層目よりも厚くしているため、実施例３よりも衝撃吸収率が若干高い。
・実施例１，５および６の衝撃吸収率を比較した場合、実施例１と実施例５には大差は見られないが、実施例６は若干低い。これは、ＰＰ製のパイルの方が、ＰＥ、ＮＹ製に比べて充填材が締まりやすいためであると考察される。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基布に植設されたパイル間に弾性粒状物および硬質粒状物を含む充填材が充填された充填材入り人工芝において、充填材は、少なくとも３層以上に分かれて充填されており、芝表面側寄りの３層の内、上層および下層がともに弾性粒状物を主材とする弾性層で、中層が硬質粒状物を主材とする硬質層であることにより、弾性層に挟まれた硬質層にかかる衝撃荷重が広範囲にわたって均一に分散することで、衝撃吸収率が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る充填材入り人工芝の模式的断面図。
【符号の説明】
１  充填材入り人工芝
２  基布
２１  バッキング材
３  パイル
４  充填材
４１，４２  弾性層
４３  硬質層
４４  混合層
【図１】
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