(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次基布（１）にスプリットヤーンをループ状にタフトして成るパイル（２）を形成した人工芝生において、粒径：２〜１１μｍの充填剤を０．６〜８重量部含有するポリアミドを主材とし、幹（５）の幅（Ｄ）を０．２〜１．０ｍｍ程度に設定したスプリットヤーン（３）を、パイル（２）として用いたことを特徴とする人工芝生。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然芝生を人工的に表現する手段として開発された人工芝生に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テニス、ゴルフ、ゲートボール、野球、サッカー等の練習場や競技場において人工芝生が多く採用されている。人工芝生は、ポリプロピレン又はポリエステル等から成る織物や不織布等にパイル用原糸をタフトし、芝生状の外観を醸し出すようにパイルを形成したもので、中には表面に砂を撒いて使用するものも存在する。従来のパイル用原糸には、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン等に耐候性の良い顔料や光安定剤を添加した材料から成る一軸延伸テープを所望の形状に割繊し撚り加工を施した糸、又は、同材料から成る異形断面のモノフィラメントを複数本撚り合わせた糸が用いられている。中でも、特にゴルフ練習場など地面の傾斜を利用してボールを回収することが求められる施設においては、ボールが転がり易いとされるループパイル状にタフトした人工芝生が主流となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリプロピレン製の細幅のフラットヤーンをパイルとして用いた人工芝生にあっては、日中の太陽光線や夜間の照明光線を反射するために、人工芝生の色調が認識できない他、打ったボールの行方が確認できなくなるという問題があり、一方反射の少ない異形断面のモノフィラメントをパイルとした人工芝生にあっては高価であるという問題があった。光線反射による弊害は、図２の如く先端がカットされているパイル４を形成した人工芝生では起こりにくいものの、この様な人工芝生では、パイルの高さが不揃いであったり、パイルが倒れたりしてボールが沈み易く、その結果ボールが転がり難いという別の弊害があり、逆に図１の様なループ状のパイル２を形成した人工芝生は、パイルの弾力性が高く、倒れにくくなる為、緩い傾斜にも好適に転がるものの、前記光線反射による弊害が顕著に現れる。しかも、ポリプロピレン製パイルの人工芝生は、耐熱性が比較的劣る為に、ボールの衝突による摩擦熱が原因でパイルの素材に配合されていた顔料が、樹脂とともに衝突したボールの表面へ付着しボールの見栄えが悪くなり易いという問題もあった。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑みて成されたものであって、ボールの転がりの良さはもとより、太陽光線や夜間の照明のいずれのもとであっても人工芝生の色調を鮮明に認識する事ができ、なお且つボールへの顔料の付着が少ない人工芝生の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明による人工芝生は、フラットヤーンや不織布等より構成された一次基布に、スプリットヤーンをループ状にタフトして成るパイルを形成した人工芝生において、粒径：２〜１１μｍの充填剤を０．６〜８重量部含有するポリアミドを主材とし、幹の幅を０．２〜１．０ｍｍ程度に設定したスプリットヤーンを、パイルとして用いたことを特徴とする
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による人工芝生の実施の形態を詳細に説明する。
この人工芝生は、フラットヤーンより構成された一次基布１に、ポリアミドを主材としたスプリットヤーン３を、ループ状にタフトしたものである。
【０００７】
パイル用原糸の主材たるポリアミドとしては、ナイロン６、ナイロン４・６、ナイロン６・６、ナイロン６・１０、ナイロン１１、ナイロン１２等の脂肪族ポリアミドが使用に適したものとして挙げられるが、中でも、スプリットヤーンの加工安定性や製造コストの点でナイロン６とナイロン６・６が好ましい。
【０００８】
又、該ポリアミドに配合しスプリットヤーンの表面に梨地様を形成する為の充填剤としては、酸化珪素、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー、マイカ、ゼオライト、ガラス、水酸化アルミニウムなどの無機充填剤や、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などの熱硬化反応されて成る微粒子、或いはポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイドなどの高い熱変形温度を有する熱可塑性樹脂の微粒子などが挙げられる。
【０００９】
前記ポリアミドと充填剤の配合割合は、ポリアミド１００重量部に対して充填剤０．６〜８重量部が適当であり、その他必要に応じて熱安定剤、光安定剤、滑剤、帯電防止剤、抗菌剤、顔料、及びこれらの分散剤等を添加する。梨地様を確実に得るについては、充填剤の配合量を０．８重量部以上とするのが好ましい。この様に配合されたパイルの素材は、単なる混合物として用いても良いし、公知手段を用いて配合作成して成るいわゆるマスターバッチとして用いても良い。
【００１０】
これら充填剤は、粒径を２〜１１μｍとして用いるのが適当であるが、添加量を適切に調整すれば粒径：２μｍ未満の充填剤や１１μｍより大きい範囲で鮮明な色調を得ることも可能である。１μｍ以下の充填剤を用いることも可能であるが、粒子が小さい分だけ必然的に添加すべき量も多くなりコスト面で不利となる。一方、粒径が１２μｍを超えた充填剤を使用しても、スプリットヤーンの表面を梨地様にすることはできるものの、延伸加工時においてフラットヤーンが切れたり、延伸によるボイドの発生で好適な発色が阻害される結果となる。以上の如く充填剤は多種多様に存在し、適宜選択する事ができるが、無機充填剤を用いた方がより少量の添加にてスプリットヤーンの表面を梨地様にする事ができるのでコスト的に有利である。又、充填剤に於いても一般的に無機充填剤が価格面で有利である。
【００１１】
パイルの基となるパイル用原糸は、前記ポリアミドを主材とする混合組成物を２４０〜２９０℃で溶融押出し、冷却固化して肉厚が５０〜３００μｍのフィルムと成し、該フィルムを幅：４〜５０ｍｍのテープ状に切断し、約９０〜１５０℃で引取り方向に２．５〜７．０倍に延伸し、１００〜１５０℃で３〜１５％の弛緩熱処理を行い、更に針刃ロール等を通してスプリットヤーンを成形し、１０００〜４０００デニール、幹幅：０．２〜１．０ｍｍ程度、糸厚：３０〜７０μｍに設定する。
【００１２】
スプリットヤーン３の幹幅Ｄは、本発明による人工芝生の効果を得る為の重要な要素の一つである。０．２ｍｍという下限にあっては、専らスプリットヤーン３を得るにあたっての加工性を考慮したものであるが、１．０ｍｍという上限は、その値を超えることによる光線反射具合の高まりとパイル高の不揃い増加を考慮したものであり、該上限以下とすることによって、ボールの認識具合を高め、且つボールの良好な転がりを保つべく設定したものである。スプリットヤーン３には、図３の如く前記幹５の他に枝６が形成されるが、該枝幅ｄは、前記幹幅Ｄの１／２〜１／１０に設定すれば良い。
【００１３】
尚、前記工程におけるスプリット加工の前に、更にパイル面からの反射を抑えるべく、微細な凹凸を例えばフラットヤーンのなが手方向に沿って設けたり、該フラットヤーンの表面を、強度を落とさない程度に砥石等で擦ったりしても良く、より充填剤に要するコストを削減する為に、共押し出しダイスより押し出した３層以上の多層フィルムからフラットヤーンを形成することとし、その表裏面にあたる層にのみ充填剤を配合した構造としても良い。
【００１４】
上記パイル用原糸をパイル２として、一次基布１と呼ばれる織布又は不織布に１／８ゲージ等のタフティング機で６〜１２ステッチにタフトし、炭酸カルシウム等の無機充填剤を含有するスチレン・ブタジエンゴムラテックス等のバッキング材７を一次基布１の裏面から塗布（固形分：２００〜８００ｇ／平方メートル）することによりパイルと一次基布とを固着し、更に熱風循環式のオーブン等による１００〜１４０℃下の乾燥処理を施せば本発明による人工芝生を得ることができる。パイル２は、上記の如くパイル用原糸をそのまま利用しても良いが、例えばパイル用原糸に対し５〜５０回／メートル程度の撚り加工を施したものを利用しても良い。一次基布１は、縦糸に２５０〜１５００デニール、横糸に５００〜１５００デニールの、黒っぽい色、即ち光を反射し難い色に着色されたフラットヤーン、或いは更に表面が梨地様に加工されたフラットヤーンを用い、打込み本数が縦１３〜２４本／インチ幅、横１０〜２０本／インチ幅になるように平織、綾織等で織成したもの、及び黒っぽく着色された不織布等である。
【００１５】
【実施例】
先に記した組成上または構造上の条件を確認するにあたり、ポリアミドと充填剤の配合割合、或いは幹幅Ｄが異なるパイル用原糸と、プロピレン単独重合体より成るパイル用原糸を用いた人工芝生のサンプルを試作し、各サンプルについて、色調の鮮明さ、ボールの転がり及びボールへの着色、並びにスプリット加工前の光沢を測定した。以下、これらの測定に用いたサンプルの仕様、並びに測定装置及び測定方法を記すと共に、その測定結果を示す。
【００１６】
各サンプルは、素材として、ナイロン６と充填剤の混合組成物に緑色顔料を配合したものと、ナイロン６に充填剤を加えることなく緑色顔料を配合したもの、ポリプロピレンに充填剤を加えることなく緑色顔料を配合したものを設定し、それぞれを、６５ｍｍφの押し出し機とインフレーションダイを用いて２５０℃下フィルム状に溶融押し出しし、冷却固化してフィルムと成し、該フィルムをテープ状に裁断し、熱板延伸法により１１５℃下で引取方向に６．０倍に延伸し、次いで、１２５℃下、弛緩率８％で弛緩熱処理を施すことによって、１５００デニール、幅：３．５ｍｍ、厚さ：４０μｍのフラットヤーンに成形し、更に針刃ロールを通すことによってスプリットヤーン３としたものである。尚、これらスプリットヤーン３の枝幅ｄは幹幅Ｄの１／３程度に設定されている。
【００１７】
該スプリットヤーン３を、黒く着色されたポリプロピレン製フラットヤーンを縦２０本／インチ幅、横１３本／インチ幅で打ち込んだ平織の一次基布に１０ステッチとなる様ループ状にタフトし、炭酸カルシウム等の無機充填剤を含有するスチレン・ブタジエンゴムラテックスを、バッキング材７として５００ｇ／平方メートルで該一次基布１の裏面から塗布し、最後に、１１０℃の乾燥処理を施して本発明による人工芝生のサンプルとしたものである。
【００１８】
パイル２の色調の鮮明さは、晴天下の平坦地において、観察者の前方５０ｍの位置に水平面に対して５度傾いた傾斜面に４ｍ四方の試験片を敷設し、観察者による色調の認識具合の優劣を、○：色調を鮮明に認識できる，△：やや不鮮明である，×：認識不能の３段階で評価した。又、ボールの転がりは、図４の如く水平面に対して５度傾いた平坦な傾斜面を有するステンレス製の台８を使用し、その傾斜面上に幅５０ｃｍ、長さ１ｍのサンプル９を敷設し、該サンプル９上におけるボールの転がりを、良好に転がり落ちる，幾分抵抗を受けながら転がりおちる，途中で停止するの３段階で評価した。そして、ボールへの着色は、砂地の平坦面にサンプルを敷設し、当該サンプルに向かって成人男子５名がボールを力の限りぶつけた後のボールに対する着色を、着色なし、着色ありの２段階で評価した。一方、スプリット加工前の光沢は、表１に掲げたサンプルのいずれかと同じ配合にて幅：４０ｍｍ、厚さ：４０μｍの広幅のフラットヤーンを補助サンプルとして作成し、スガ試験機株式会社製の変角光沢計を用いて測定し、その結果を示した。ここでは、光沢度のパーセンテージが高いほど光沢度があることを示している。
【００１９】
これらの測定結果は、表１に示す通りであり、ボールの転がり及びボールへの着色にあっては、パイル用原糸の主材としてポリアミドを選択し、且つ該パイル用原糸をループ状にタフトしたパイルを形成することによって、該当するいずれのサンプルについても良好な結果が得られたので表からは割愛した。
【００２０】
【表１】
0003761110.tif 000002
【００２１】
表１に掲げたサンプルを、平均粒径に基づき、２．０μｍ以下、３．０μｍ、４．０〜５．０μｍ、８．０〜８．６μｍ、１０．５μｍ、１２．０μｍ以上の６つのグループに分割し、各グループについて主材：ポリアミド１００重量部に対する適当な添加量の範囲を抽出すると、３．０μｍ及び４．０〜５．０μｍでは０．６〜８．０重量部、８．０〜８．６μｍでは０．６〜６．０或いは８．０重量部、１０．５μｍでは０．６〜９．０重量部程度と、０．６〜８．０重量部程度の範囲が各グループについて共通する適正範囲と推測できるが、平均粒径が２．０μｍ以下では、添加量が２．４重量部と高いものの、２．０μｍをはじめ更に粒径の小さい１．２μｍにおいても、好適な色調が得られている。又、粒径：１２．０μｍ以上のサンプルにあっては、０．６重量部という低配合量ですら発色不良が生じる事実を考慮すると、当該範囲を各グループ共通の適正値を定める指標として採用することには問題がある。
【００２２】
従って、１５００デニール、幅：３．５ｍｍ、厚さを：４０μｍのスプリットヤーンについては、ポリアミドに配合する充填剤の平均粒径を２〜１１μｍ程度に設定し且つその配合量を０．６〜８．０重量部に設定することが適当であるとすることができる。尚、無機充填剤を選択するについては、その種類による大きな差違は見られないので、複数の充填剤を混入し平均粒径を前記範囲内に設定しても所定の効果をえることができ、又、前記適正範囲は、スプリットヤーンの仕様（デニール、幅、厚さ）がパイル用原糸としての実用範囲内にあれば、前記仕様以外のものについても適用可能であるとも判断できる。更に、スプリットヤーンの幹幅にあっても、加工不良が見受けられる過度に幅狭とされる範囲と、テカリが発生する過度に幅広とされる範囲を除いた０．２〜１．０ｍｍ程度であれば前記範囲を適用することができると思われる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明による人工芝生は以上の如く構成され、充填剤等を以てパイル用原糸の表面に微細な凹凸を形成し、且つ該パイル用原糸を所定幅の幹と枝を持ったスプリットヤーンとし、尚且つ一次基布を黒っぽく着色することによって、人工芝生の表面における光線反射が緩和され、ボールの行方を把握することが容易となる他、人工芝生の鮮やかな色調を認識することもできる。又、パイル糸の主材としてポリアミドを採用したことにより、該ポリアミドが本来有する耐熱性が効を奏し、パイル糸を着色すべく配合されていた顔料のボールへの付着が起こり難くなり、更に、人工芝生用原糸をループ状にタフトしたことにより、ほぼ均一なパイル高が確保され、緩い傾斜であってもボールが良好に転がる結果、ボールの回収が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による人工芝生の一例を示す断面図である。
【図２】従来の人工芝生の一例を示す断面図である。
【図３】補発明による人工芝生に用いるスプリットヤーンの形状を示す拡大図である。
【図４】耐摩耗性を測定に使用した実験装置の概略図である。
【符号の説明】
１  一次基布、２  パイル、３  スプリットヤーン、５  幹
Ｄ  幅
【図１】
0003761110.tif 000003
【図２】
0003761110.tif 000004
【図３】
0003761110.tif 000005
【図４】
0003761110.tif 000006