(57)【要約】【課題】リサイクル可能な人工芝を提供する。【解決手段】人工芝は、表面及び裏面を有する基材と、前記基材の前記表面上に起立する芝葉を模した多数のパイルと、前記基材から前記パイルが抜け落ちるのを防止すべく、前記基材の前記裏面上に形成されるバッキング層とを備える。前記基材、前記パイル及び前記バッキング層は、熱可塑性樹脂から構成される。好ましくは、前記バッキング層は、溶融し発泡した熱可塑性樹脂から形成される発泡層である。【選択図】図２
2017179696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面及び裏面を有する基材と、
前記基材の前記表面上に起立する芝葉を模した多数のパイルと、
前記基材から前記パイルが抜け落ちるのを防止すべく、前記基材の前記裏面上に形成されるバッキング層と、
を備え、
前記基材、前記パイル及び前記バッキング層は、熱可塑性樹脂から構成される、
人工芝。
【請求項２】
前記バッキング層は、発泡層である、
請求項１に記載の人工芝。
【請求項３】
前記基材、前記パイル及び前記バッキング層は、同じ材料から構成される、
請求項１又は２に記載の人工芝。
【請求項４】
前記バッキング層は、ポリエチレンから構成される、
請求項１から３のいずれかに記載の人工芝。
【請求項５】
人工芝の製造方法であって、
表面及び裏面を有する基材と、前記基材の前記表面上に起立する芝葉を模した多数のパイルとを含む前記人工芝の中間体を用意するステップと、
前記中間体に含まれる前記基材の前記裏面上に、溶融した熱可塑性樹脂を塗布することにより、バッキング層を形成するステップと
を含む、人工芝の製造方法。
【請求項６】
前記バッキング層を形成するステップでは、前記中間体に含まれる前記基材の前記裏面上に、溶融し発泡した熱可塑性樹脂が塗布される、
請求項５に記載の人工芝の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工芝及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、サッカー場やラグビー場、野球場等の様々な運動競技施設において、人工芝が普及している。多くの場合、このような人工芝は、基材上に芝葉を模した多数のパイルを植設した後、基材の裏面側に基材からパイルが抜け落ちるのを防止するためのバッキング層を形成することにより製造される。そして、通常、基材及びパイルは熱可塑性樹脂から構成されるが、バッキング層はＳＢＲラテックスやウレタン等の熱硬化性樹脂から構成される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４４４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基材及びパイルを構成する熱可塑性樹脂は、溶融させて再成形することができるため、リサイクルが可能な材料である。しかしながら、バッキング層を構成する熱硬化性樹脂等についてはこれができないため、基材及びパイルに熱硬化性樹脂等からなるバッキング層が固着されていると、全体を焼却処分等により廃棄するしかなくなる。従って、このような人工芝は、耐用年数を過ぎた後のリサイクルが困難であった。
【０００５】
本発明は、リサイクル可能な人工芝及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係る人工芝は、表面及び裏面を有する基材と、前記基材の前記表面上に起立する芝葉を模した多数のパイルと、前記基材から前記パイルが抜け落ちるのを防止すべく、前記基材の前記裏面上に形成されるバッキング層とを備える。前記基材、前記パイル及び前記バッキング層は、熱可塑性樹脂から構成される。
【０００７】
本発明の第２観点に係る人工芝は、第１観点に係る人工芝であって、前記バッキング層は、発泡層である。
【０００８】
本発明の第３観点に係る人工芝は、第１観点又は第２観点に係る人工芝であって、前記基材、前記パイル及び前記バッキング層は、同じ材料から構成される。
【０００９】
本発明の第４観点に係る人工芝は、第１観点から第３観点のいずれかに係る人工芝であって、前記バッキング層は、ポリエチレンから構成される。
【００１０】
本発明の第５観点に係る人工芝の製造方法は、以下のステップを含む。
（１）表面及び裏面を有する基材と、前記基材の前記表面上に起立する芝葉を模した多数のパイルとを含む前記人工芝の中間体を用意するステップ。
（２）前記中間体に含まれる前記基材の前記裏面上に、溶融した熱可塑性樹脂を塗布することにより、バッキング層を形成するステップ。
【００１１】
本発明の第６観点に係る人工芝の製造方法は、第５観点に係る人工芝の製造方法であって、上記（２）のステップでは、前記中間体に含まれる前記基材の前記裏面上に、溶融し発泡した熱可塑性樹脂が塗布される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、人工芝に含まれる基材、パイル及びバッキング層が熱可塑性樹脂で構成される。そのため、これらをまとめて溶融させて再成形することができる。従って、人工芝のリサイクルが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る人工芝の側面図。
【図２】バッキング層の形成工程を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る人工芝及びその製造方法について説明する。
【００１５】
＜１．人工芝＞
本実施形態に係る人工芝１は、サッカー場やラグビー場、野球場等の各種運動競技施設において、アスファルト面や地面等の設置面上に設置される。図１に示すように、人工芝１は、基材２と、基材２の表面２ａ上に起立する芝葉を模した多数のパイル３とを有する。基材２は、シート状に形成されており、パイル３は、基材２上に所定の間隔をあけて植設されている。また、基材２の裏面２ｂ上には、基材２からパイル３が抜け落ちるのを防止するためのバッキング層４が形成されている。
【００１６】
基材２は、熱可塑性樹脂から構成され、本実施形態では、ポリエチレンから構成される。基材２は、例えば、以上の材料からなる平織布として形成することができる。
【００１７】
パイル３も、熱可塑性樹脂から構成され、本実施形態では、基材２と同じくポリエチレンから構成される。パイル３は、例えば、以上の材料からなる扁平なフィラメント糸（ヤーン）を用いて形成することができる。本実施形態のパイル３は、タフティングマシンを用いてパイル３となるヤーンを基材２に縫い込むことにより、基材２に対して固定される。基材２の表面２ａからパイル３の先端までの長さＷ１（平均値）は、特に限定されないが、２０ｍｍ≦Ｗ１（平均値）＜５０ｍｍと比較的短くすることもできるし（一般にショートパイルと呼ばれる）、５０ｍｍ≦Ｗ１（平均値）≦７０ｍｍと比較的長くすることもできる（一般にロングパイルと呼ばれる）。パイル３の横断面形状は、三角形、四角形、楕円形、星形等の様々な形状とすることができる。
【００１８】
バッキング層４も、熱可塑性樹脂から構成され、本実施形態では、基材２及びパイル３と同じくポリエチレンから構成される。また、本実施形態のバッキング層４は、発泡層であり、発泡剤を含む溶融させたポリエチレンから形成される。
【００１９】
以上のとおり、本実施形態の基材２、パイル３及びバッキング層４は、全て熱可塑性樹脂から構成される。従って、これらの部材２〜４は互いに固着されているものの、まとめて溶融させて再成形することができるため、耐用年数を過ぎた後のリサイクルが可能である。また、本実施形態では、これらの部材２〜４が全て同じ材料（ポリエチレン）で構成されているため、リサイクル時には、広範な用途で再利用することができる。また、バッキング層４の基材２及びパイル３に対する接着性も良好となり、パイル３が基材２から脱落することを防止するという機能を良好に発揮する。
【００２０】
なお、バッキング層４、基材２及びパイル３は、各々、必ずしも熱可塑性樹脂のみから構成される必要はなく、熱可塑性樹脂以外の材料が含まれていてもよい。本実施形態において、バッキング層４、基材２、パイル３等の特定の部位が「（特定の材料）から構成される」と言うときには、当該部位の大半が当該材料から構成されることを意味し、定量的には、当該部位における当該材料の重量パーセントＷが５０％以上であることを言うものとする。ただし、リサイクル性を高める観点からは、バッキング層４の熱可塑性樹脂の重量パーセントＷは、６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましく、９０％以上であることがさらに好ましく、９５％以上であることがさらに好ましく、９６％以上であることがさらに好ましく、９７％以上であることがさらに好ましく、９８％以上であることがさらに好ましく、９９％以上であることがさらに好ましい。勿論、Ｗ＝１００％であれば、リサイクル性に極めて優れる。基材２及びパイル３についても、同様である。
【００２１】
基材２の表面２ａ上においてパイル３間には、充填材５が充填される。この充填材５は、プレーヤーがプレー中に怪我をしないようにするためのクッション材としての役割を果たす他、芝葉を保護することもできる。また、充填材５は、競技に使用されるボールの弾み具合を調整したり、選手の走り易さをコントロールすることも可能であり、人工芝１上での競技のプレー性能を向上させることもできる。なお、このような充填材５は、省略することも可能であるが、パイル３がロングパイルと呼ばれる比較的高さのあるパイルである場合に、特に好ましく使用される。
【００２２】
充填材５としては、弾性充填材５ａ及び硬質充填材５ｂの少なくとも一方を用いることができる。弾性充填材としては、例えば、廃タイヤの破砕品等からなるゴムチップを用いることができる。硬質充填材としては、例えば、砂を用いることができる。図１の例では、パイル３間に、硬質充填材５ｂ及び弾性充填材５ａの両方が充填されている。
【００２３】
以上のとおり、充填材５は、基材２、パイル３及びバッキング層４と同じく熱可塑性樹脂から構成される必要はない。充填材５は、基材２、パイル３及びバッキング層４に固着されないため、これらの部材２〜４から容易に分離することができる。従って、充填材５が熱可塑性樹脂以外の材料から構成されていたとしても、基材２、パイル３及びバッキング層４のみを回収し、リサイクルすることができる。
【００２４】
＜２．製造方法＞
次に、人工芝１の製造方法の一例について説明する。まず、パイル３を構成するための材料（以下、パイル材料という）として、緑色の着色剤が混合された熱可塑性樹脂（本実施形態では、ポリエチレン）を用意する。次に、パイル材料を押出機に投入し、所定の温度条件下で溶融押出し成形を行う。これにより、押出機の開口から、糸状のパイル材料が押し出される。このときの温度条件は、パイル材料の融点よりも高い温度、例えば、２４０℃とすることができる。続いて、押出機から押し出された糸状のパイル材料を水槽内で冷却固化し、この糸を一軸延伸加工する。一軸延伸加工の方法としては、ロール延伸法を用いることができる。さらにその後、熱水槽内で弛緩熱処理を行うことで、パイル材料からなるヤーンが製造される。弛緩熱処理後、ヤーンは巻き取られ、ヤーンロールとなる。
【００２５】
ヤーンロールの製造後、これらのヤーンロールから繰出されるヤーンを、タフティングマシンを用いて基材２上に植設する。本実施形態では、ヤーンロールを複数個用意し、各々から繰出される複数本のヤーンを一束に撚り合わせた後、この撚り合わされたヤーンをタフティングマシンにより基材２（本実施形態では、ポリエチレンから構成される）に縫い付ける。その結果、基材２上の同じ箇所から複数本ずつパイル３が起立することになる。以下、ここまでで形成された基材２及びパイル３からなる部材を、中間体（図２では参照符号８で示される）と呼ぶ。ただし、図２では、簡単のため、パイル３は省略されている。
【００２６】
続いて、基材２にパイル３を強固に固定するべく、中間体８に含まれる基材２の裏面２ｂ上にバッキング層４を形成する。本実施形態では、バッキング層４は、ポリエチレンに発泡剤を混合した材料（以下、バッキング剤という）から構成される。例えば、バッキング剤は、日本ポリエチレン社製のノバテック（登録商標）ＬＬ（ＵＦ２４０）に、発泡剤として永和化成工業社製のポリスレンＥＥ２０６を５ｐｈｒ（ｐｈｒ＝樹脂の重量１００に対する、添加物の重量を表す単位）の割合で混合させた材料とすることができる。具体的には、本実施形態では、図２に示すように、バッキング剤をＴダイ１１が取り付けられた押出機１０に投入し、所定の温度条件下で溶融押出し成形を行う。これにより、Ｔダイ１１の直線状の開口から、シート状のバッキング剤４ａが押し出される。Ｔダイ１１の直線状の開口の厚みは、例えば、１ｍｍ程度とすることができる。また、このときの温度条件は、バッキング剤の融点よりも高い温度、例えば、２４０℃とすることができる。一方、押し出されたシート状のバッキング剤４ａは、Ｔダイ１１の直線状の開口の下方を搬送される中間体８上で受け取られる。このとき、中間体８は、基材２の裏面２ｂ側をシート状のバッキング剤４ａに向けている。その結果、溶融したバッキング剤４ａが、中間体８の基材２の裏面２ｂ上に塗布されることになる。バッキング層４の塗布量は、例えば、基材２の裏面２ｂ上において１０００ｇ／ｍ2程度とすることができる。その後、バッキング剤４ａの塗布された中間体８がさらに搬送されてゆく過程で、バッキング剤４ａに向けて冷風を送る。これにより、中間体８上でバッキング剤４ａが冷却固化され、基材２の裏面２ｂ上に固着されたバッキング層４が形成される。
【００２７】
バッキング層４を形成するための押出し成形時においては、バッキング剤４ａは、加熱されることで溶融している。従って、Ｔダイ１１から吐出された直後のバッキング剤４ａは、依然として高温状態を保っている。しかしながら、本実施形態では、この時点でのバッキング剤４ａは、バッキング剤４ａに含まれる発泡剤により発泡している。従って、以上のバッキング剤４ａの塗布工程において、バッキング剤４ａから中間体８へ熱が過剰に伝達されることがなく、同じく熱可塑性樹脂からなる中間体８が溶融してしまう事態を防止することができる。その結果、最終的に製造される人工芝１の外観が美しく維持される。
【００２８】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。
【００２９】
＜３−１＞
上記実施形態では、基材２、パイル３及びバッキング層４は、全てポリエチレン製とされたが、その他の熱可塑性樹脂、例えば、ポリプロピレンから構成することもできる。また、基材２、パイル３及びバッキング層４は、全て同じ樹脂材料から構成される必要はなく、例えば、基材２がポリプロピレンから構成され、パイル３及びバッキング層４がポリエチレンから構成されるようにすることもできる。
【００３０】
＜３−２＞
バッキング層４は、発泡層でなくてもよいが、上記のとおり、発泡層とする場合には、バッキング剤４ａの塗布工程において中間体８の溶融を防止することができる。なお、バッキング層４を発泡層とする方法以外によっても、バッキング剤４ａの塗布工程において中間体８の溶融を防止することができる。例えば、バッキング層４を構成する材料として、基材２及びパイル３の少なくとも一方の融点Ｔ２よりも低い融点Ｔ１を有する熱可塑性樹脂を選択する。そして、バッキング剤４ａの塗布工程において、バッキング剤４ａをＴ１以上かつＴ２よりも低い温度で溶融するようにすれば、上記実施形態と同じく中間体８の溶融を防止することができる。
【００３１】
なお、バッキング剤４ａの塗布工程において、基材２及びパイル３の全体の温度が、バッキング剤４ａからの熱伝達により、バッキング剤４ａと同じ温度まで上昇するとは限らない。従って、Ｔ１がＴ２と同じ又は若干（数℃）高い程度であれば、基材２及びパイル３の溶融が起こり難いようにすることができ、同様に人工芝１の外観を美しく維持し得る。ただし、Ｔ１≦Ｔ２であることが好ましい。また、ポリエチレンは、熱可塑性樹脂の中で汎用的に多岐に渡る用途で使われる上に、比較的融点が低い材料であるため、バッキング層４としては、ポリエチレンを使用することが好ましい。基材２、パイル３及びバッキング層４が全てポリエチレンから構成される場合、リサイクルの用途も多岐にわたることになる。
【符号の説明】
【００３２】
１  人工芝
２  基材
２ａ  表面
２ｂ  裏面
３  パイル
４  バッキング層
４ａ  バッキング剤
８  中間体
Ｗ１  芝丈
【図１】
2017179696.tif 000003
【図２】
2017179696.tif 000004