(57)【要約】【課題】長時間にわたり表面温度の上昇を抑制することができる人工芝生とその製造方法を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂組成物のパイルを基布に固定した人工芝生であって、熱可塑性樹脂組成物が木粉を含有し、木粉の平均粒径が０．１〜１．０ｍｍの範囲内であることを特徴としている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂組成物のパイルが基布に固定された人工芝生であって、前記熱可塑性樹脂組成物が木粉を含有し、前記木粉の平均粒径が０．１〜１．０ｍｍの範囲内であることを特徴とする人工芝生。
【請求項２】
前記木粉の含有量が、前記熱可塑性樹脂組成物の全量に対して１〜２０質量％の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の人工芝生。
【請求項３】
熱可塑性樹脂組成物のパイルを基布に固定する人工芝生の製造方法であって、前記熱可塑性樹脂組成物を調製する際に、熱可塑性樹脂と、平均粒径０．１〜１．０ｍｍの範囲内の木粉とを１５０〜２００℃の温度範囲内で混練することを特徴とする人工芝生の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工芝生とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サッカー場、テニスコート、ゴルフ場、野球場等の運動競技施設、公園、庭園、テラス、ベランダ等の地面部において、その表層材として、基布に熱可塑性樹脂のパイルを固定した人工芝生が広く使用されている（特許文献１〜３等参照）。
【０００３】
従来の人工芝生の構造の一例を説明すると、ポリプロピレンの平織り物等である基布に、タフティング装置によって多数のパイルが間隔をおいて固定される。パイルは、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を繊維状に成形したスプリットヤーンやモノフィラメントヤーン等で構成されている。
【０００４】
そしてゴムラテックス等のバッキング剤を基布の裏面に塗布し、乾燥することによって、基布にパイルの下端を固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８４８６０号公報
【特許文献２】特開２００８−２２２９５２号公報
【特許文献３】特開２０１４−９５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、熱可塑性樹脂のパイルを用いた人工芝生は、夏場などの直射日光照射による温度上昇が著しく、非常に高い表面温度になることもある。人工芝生の表面温度が上昇すると、芝生表面が熱くなるのみならず、雰囲気温度も上昇するので、利用者に不快感を惹起し、例えば、競技者に疲労感を与えやすい。
【０００７】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、長時間にわたり表面温度の上昇を抑制することができる人工芝生とその製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の人工芝生は、熱可塑性樹脂組成物のパイルが基布に固定された人工芝生であって、熱可塑性樹脂組成物が木粉を含有し、木粉の平均粒径が０．１〜１．０ｍｍの範囲内であることを特徴としている。
【０００９】
本発明の人工芝生の製造方法は、熱可塑性樹脂組成物のパイルを基布に固定する人工芝生の製造方法であって、熱可塑性樹脂組成物を調製する際に、熱可塑性樹脂と、平均粒径０．１〜１．０ｍｍの範囲内の木粉とを１５０〜２００℃の温度範囲内で混練することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、長時間にわたり表面温度の上昇を抑制することができる。また、パイルに要求される強度も確保できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
本実施形態の人工芝生に使用されるパイルは、熱可塑性樹脂組成物のパイルである。本実施形態の人工芝生では、この熱可塑性樹脂組成物に木粉が含有されている。
【００１３】
熱可塑性樹脂組成物に使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン等が挙げられる。これらのなかでも、経済性などを考慮すると、ポリオレフィンが好ましい。
【００１４】
ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖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、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体等が挙げられる。これらのなかでも、溶融性が良くリサイクルに適していることから、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。また、パイルに適した物性を得やすい点を考慮すると、直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。
【００１５】
直鎖状低密度ポリエチレンとしては、エチレンと炭素数３以上のα−オレフィンからなるエチレン−α−オレフィン共重合体が好ましく用いられる。用いられるα−オレフィンの炭素数としては４以上がより好ましく、６以上がさらに好ましい。α−オレフィンの炭素数は通常２０以下である。
【００１６】
直鎖状低密度ポリエチレンの密度は、強度および柔軟性を考慮すると、０．８５〜０．９４ｇ／ｃｍ３の範囲内であることが好ましく、融点は９５〜１３０℃の範囲内であることが好ましい。
【００１７】
上記ポリオレフィンのうち、ポリプロピレンは、その密度は、通常は０．９ｇ／ｃｍ３前後であり、融点は１２５〜１７５℃の範囲内であることが好ましい。密度と融点がこの範囲であれば、強度および柔軟性をパイルに適したものとすることができる。
【００１８】
パイルとして使用される熱可塑性樹脂のＭＦＲ（メルトフローレート；ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）は、６０ｇ／１０分の範囲内であることが好ましく、０．３〜２０ｇ／１０分の範囲内であることがより好ましい。この範囲であれば、押出成形が困難になることや、パイルの強度の低下を抑制できる。
【００１９】
熱可塑性樹脂組成物は、上記の熱可塑性樹脂と共に、木粉を含有している。木粉を含有することにより、人工芝生のパイルに保水性が付与される。そのため、パイル内に水分を吸収させることで、夏場であっても、長時間にわたり表面温度の上昇を抑制することができる。
【００２０】
木粉の平均粒径は、０．１〜１．０ｍｍの範囲内である。この範囲内であることで、人工芝は、長時間にわたり表面温度の上昇を抑制することができ、かつパイルに要求される強度を得ることができる。
【００２１】
ここで平均粒径は、顕微鏡を用いて短径、長径を測定して球相当径の値を求め、この３０〜１００個程度の平均値をとる方法や、市販の動的光散乱法、レーザー回折・散乱法、画像イメージング法などの方法によって測定される。
【００２２】
木粉として使用される木質材は、粉砕等によって平均粒径を上記範囲に制御可能なものであれば、木質種にかかわらず使用することができ、バージン材、リサイクル材は問わない。木質材としては、例えば、製材工場等で排出される製材屑や廃木材、合板、ＭＤＦ、パーティクルボード等が挙げられる。木質種としては、例えば、マツ、スギ、ヒノキ等の針葉樹、ラワン、カポール、ポプラ等の広葉樹等が挙げられる。
【００２３】
木粉の含有量は、熱可塑性樹脂組成物の全量に対して１〜２０質量％の範囲内が好ましく、５〜１０質量％の範囲内がより好ましい。この範囲であれば、長時間にわたり表面温度の上昇を抑制することができ、かつパイルに要求される強度を得ることができる。
【００２４】
熱可塑性樹脂組成物には、通常用いられる添加剤を配合することができる。このような添加剤としては、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、分散剤、滑剤、帯電防止剤、無機充填剤、架橋剤、発泡剤、着色剤等が挙げられる。
【００２５】
熱可塑性樹脂組成物は、一軸又は二軸押出機、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、熱可塑性樹脂および木粉を含む原料を混練することによって得られる。
【００２６】
熱可塑性樹脂組成物を調製する際に、熱可塑性樹脂と、平均粒径０．１〜１．０ｍｍのの範囲内の木粉とを１５０〜２００℃の温度範囲内で混練することが好ましい。熱可塑性樹脂に木粉を加えて混練すると、これらの相溶性が良くないために、木粉量を増加させると強度低下が著しくなる。しかし上記範囲の温度領域で混錬することで、熱可塑性樹脂と木粉との混合による強度低下が生じにくいことから、木粉の高充填が可能となる。
【００２７】
パイルは、次のような方法で製造することができる。例えば、熱可塑性樹脂組成物を溶融押出し、冷却固化してフィルムとする。このフィルムをテープ状に切断し、オーブン、ロール、熱板等を用いて所定の温度で引取り方向に延伸し、熱風循環式オーブン等を用いて弛緩熱処理を行うことによりパイルが製造される。また、一軸延伸された細いテープやモノフィラメントを複数本撚り加工する工程、一軸延伸されたテープを割繊し撚り加工する工程、さらにこれらを嵩高加工する工程等を含んでもよい。
【００２８】
パイルの形態としては特に限定されず、フィルムをスリットして延伸したフラットヤーン、フラットヤーンを機械的に割繊したスプリットヤーン、円形または異形ノズルから押出したフィラメントを延伸したモノフィラメント等が挙げられる。
【００２９】
耐摩耗性に優れ、人工芝生としての外観も良好である点から、スプリットヤーン、扁平モノフィラメントが好ましく用いられ、スプリットヤーンがより好ましく用いられる。スプリットヤーンは、例えば次の方法で製造できる。まず押出機を用いて、Ｔダイ法またはインフレーション法にてフィルムを成形し、一旦冷却固化したフィルムをスリットする。その後、延伸可能な温度まで再加熱して延伸処理を行うことにより得られたフラットヤーンに対して、回転する針布ロール等を用いて機械的に割繊することでスプリットヤーンが得られる。また、モノフィラメントは、ダイスから押し出されたモノフィラメントを一軸方向に延伸処理を行い、さらに弛緩熱処理を行うことにより製造できる。
【００３０】
パイルとして用いられる糸条の繊度は、３００〜３００００ｄｔ（デシテックス）の範囲内であることが好ましい。この範囲内であると、耐久性が良く、基布への固定も容易である。パイルの形態がスプリットヤーンである場合、厚みが２０〜２００μｍの範囲内であること、幅が３〜１００ｍｍの範囲内であることが好ましい。パイルの形態が扁平モノフィラメントである場合、厚みが５０〜４００μｍの範囲内であること、幅が０．３〜２０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００３１】
以上のパイルを用いて人工芝生を製造する際には、例えば、所定の長さと幅を有する基布を予めロール状に丸めておき、その先端からタフティング装置に送り込み、ニードルにより基布にパイルをタフティングしていく。
【００３２】
ロール状の基布の全てにパイルをタフティングした後、これをロール状に巻回してまとめ、これをバッキング剤を収容した容器と、この容器内に設けられバッキング剤を塗布するためのローラとから構成されるバッキング工程に搬送する。
【００３３】
ここで基布の裏面を塗布用ローラに当接させて、この裏面にバッキング剤を塗布した後、バッキング剤を乾燥させるため、乾燥炉等で構成された乾燥工程で乾燥させてバッキング剤により基布にパイルの下端を固定する。このパイルが固定された基布は、再びロール状に巻回して保管される。
【００３４】
パイルを固定する方法としては、特に限定されず、カットパイル状に固定してもよいし、ループパイル状に固定してもよい。
【００３５】
基布表面からパイル上端までの高さは、特に限定されず用途に応じて適宜選択されるが、例えば４０〜８０ｍｍの範囲内である。
【００３６】
基布に固定されるパイルのゲージ間隔は、特に限定されないが、例えば５〜４０ｍｍの範囲内である。
【００３７】
人工芝生を構成する基布は、織編物または不織布である。この基布を構成する材料としては、特に限定されないが、熱可塑性樹脂が好ましく使用される。
【００３８】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。これらの中でも、加工性等を考慮すると、ポリオレフィンが好ましい。
【００３９】
ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖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、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体等が挙げられる。これらの中でも、延伸により高い強度を示し、加工性も良好である点を考慮すると、ポリプロピレン、高密度ポリエチレンが好ましい。
【００４０】
基布の組織としては、特に限定されないが、織布である場合は、平織り、綾織り、絡み織り、もじり織り、多重織等が挙げられる。これらの中でも、生産性が良好である点から平織りまたは綾織りが好ましい。このとき、織布を製織する際に用いられる装置は、特に限定されないが、サーキュラー織機、スルザー型織機、ウォータージェット型織機など公知の織機を用いることができる。編布である場合は、ラッセル編、トリコット編、ミラニーズ編等が挙げられる。また、不織布である場合は、スパンボンド法によって形成された不織布（スパンボンド不織布）、メルトブローン法によって形成された不織布（メルトブローン不織布）、水流交絡法によって形成された不織布（スパンレース不織布）、ニードルパンチ法によって形成された不織布、熱融着法によって形成された不織布（サーマルボンド不織布）、溶剤接着法によって形成された不織布（ケミカルボンド不織布）、カード法によって形成された不織布等が挙げられる。
【００４１】
上記織編物または不織布の基布の目付量は、８０〜５００ｇ／ｍ２の範囲内であることが好ましい。また、基布が織布である場合の打込密度は、８〜３０本／２．５４ｃｍの範囲内であることが好ましい。
【００４２】
基布には、熱可塑性樹脂の他、通常用いられる添加剤を配合させることができる。このような添加剤としては、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、分散剤、滑剤、帯電防止剤、無機充填剤、架橋剤、発泡剤、着色剤等が挙げられる。
【００４３】
人工芝生には、前述したように、パイルが固定された基布の裏面に、熱風処理等によるバッキング加工によりバッキング層が形成されることが好ましい。バッキング層が形成されることにより、パイルが基布に固着されて、引き抜かれるのを抑制するとともに、人工芝生の形状を安定させることができる。
【００４４】
バッキング層には、例えば、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）系、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）系、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系等のような、ゴムラテックス等の性状であるバッキング剤を用いることができる。このバッキング剤を基布に所定量塗布して乾燥することによりバッキング層を形成することができる。また、熱可塑性樹脂の層を押出ラミネート法によりコーティングすることによりバッキング層を形成してもよい。
【００４５】
本実施形態の人工芝生は、その表層材として基布にパイルを密に固定したものであってもよいし、パイルの間隔を多少広めにしてその芝目内に充填物を入れたものであってもよい。ここで充填物としては、川砂、海砂、採石砂、硅砂等の無機質粒体を挙げることができ、あるいはこの無機質粒体を、天然ゴムチップ、エチレンプロピレンゴムチップ等の有機質粒体と混合した充填物としてもよい。
【００４６】
本実施形態の人工芝生は、サッカー場、テニスコート、ゴルフ場、野球場等の運動競技施設、公園、庭園、テラス、ベランダ等の地面部で好ましく用いられる。
【実施例】
【００４７】
以下に、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
１．パイルの作製
表１に示す量の熱可塑性樹脂（ＰＥ、ＰＰ）と木粉を用いて、二軸押出混練機によって混練し、熱可塑性樹脂組成物を得た。表１において、木粉の平均粒径は動的光散乱法によって測定した。木粉含有量は熱可塑性樹脂と木粉の合計量を基準とした値である。混練温度（成型温度）は表１に示した。
【００４８】
次に、この熱可塑性樹脂組成物を原料として、押出し成形機を用いて押出し成形を行い、繊度７８００ｄｔのスプリットヤーンを得た。
【００４９】
ＰＥとしてバージンＰＥ（ＭＦＲ １０ｇ／１０分）、ＰＰとしてバージンＰＰ（ＭＦＲ ６０ｇ／１０分）を用いた。木粉として木質廃材等を粉砕したものを用いた。
２．人工芝生の作製
上記方法で作製されたパイルを一束に撚り合わせて１本のパイルとし、タフティング機を用いて、ポリプロピレン製の平織り布にパイル高（基布表面からパイル上端までの長さ）が５０ｍｍとなるように固定した。
【００５０】
その後、基布の裏面側にＳＢＲゴムラテックスを一様に塗布して抜け止め防止加工を施し、人工芝生を製造した。
【００５１】
この人工芝生について次の測定を行った。
［吸水率］
ＪＩＳ Ｋ７２０９に準じて測定を行った。
［引っ張り強度］
ＪＩＳ Ｋ７１１３に準じて測定を行った。
［表面温度］
人工芝生を屋外に放置し、熱電対を用いて、晴天時の日中における人工芝生の表面温度を１０時から１７時まで記録し、最高温度を測定した。
【００５２】
上記の測定結果を表１に示す。
【００５３】
また、表１には総合判定の結果を示した。この総合判定では、まず、吸水率４％以下、引っ張り強度１５ＭＰａ以上、表面温度６５℃以下を「良」とし、この三つの評価指標の全てが「良」の場合を「○」としている。一方、いずれかの評価指標が、この基準から外れる場合を「×」としている。
【００５４】
【表１】
2016164356.tif 000002
【００５５】
表１より、熱可塑性樹脂組成物が木粉を含有し、木粉の平均粒径が０．１〜１．０ｍｍの範囲内であるパイルを用いた実施例１〜６は、適度な吸水性を有していた。そして長時間にわたり表面温度の上昇を抑制することができ、パイルに要求される強度も確保できた。
【００５６】
木粉を配合しなかった比較例１は、実施例１〜６に比べて人工芝生の表面温度が高いものであった。
【００５７】
木粉の平均粒径が大きい比較例２は、パイルの強度が低下した。