(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材にパイルを多数植設してなる人工芝生において、
上記基材が弾性を有する所定厚みのシート状弾性基材からなるとともに、上記シート状弾性基材の両面に基材保護および基材補強用としての樹脂フィルムが一体的に貼設されており、上記パイルが上記シート状弾性基材に対してその厚み方向に貫通してほぼＵ字状にタフトされていることを特徴とする人工芝生。
【請求項２】
上記シート状弾性基材の底面に凹凸が形成されてい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】
上記パイル間に充填材が充填されていることを特徴とする請求項１または２に記載の人工芝生。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は人工芝生に関し、さらに詳しく言えば、弾性を有する所定厚みの基材にパイルを植設したタフテッド人工芝生に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人工芝生は面状の基布に合成樹脂製のパイルを所定の目付量で多数植設したものからなり、天然芝生に比べて施工性およびメンテナンスなどの面で有利であるため、テニスコートやサッカー球技場などの各種運動競技場に広く使用されている。
【０００３】
そして、天然芝生により近い感触を得るため、近年ではそのパイル間の芝目内に砂などの粒状物を入れたいわゆる砂入り人工芝生が主流になってきているが、さらに緩衝性や弾力性が必要な場合には、基布の裏面に所定厚みを有する弾性層を設けるようにしている。
【０００４】
しかしながら、この場合には、その弾性層自体の資材コストに加えて、基布に対してその弾性層を接着する必要があるため、全体的にコストが高くなることは否めない。また、基布が弾性層の変形を拘束するため、所期の弾性効果が得られないという問題があった。
【０００５】
そこで、例えば弾性塊を結合した透水性を有する弾性層状体の片面に繊維状物を植え込んだ透水性マット（特開平８−１１３９０７号公報参照：従来例１）や、無機粒子、発泡エラストマーなどの充填材を無発泡ウレタンによりバインドし、表面に人工芝を埋め込んだ地盤構造体（特開平４−３６７５５１号公報参照：従来例２）や、合成樹脂のマット基板に多数本の糸条を束ねた状態で点在的に植え込み、各糸条をマット基板の表面に所定長さ突出させた人工芝（実開昭６３−１１６５０６号公報参照：従来例３）などが提案されている。
【０００６】
これらの従来技術によれば、弾性を有する基材により弾力性に富んだ接地感が得られるとともに、この基材に対してパイルを直接植設することにより合成繊維を織った基布の必要性を解消できるため、その分製造コストを低くすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例１では、繊維状物（パイル）が弾性層状体の片面にのみ植え込まれているため、その繊維状物の引き抜き強度が比較的低いという問題がある。また、従来例２では、その構造上、製造にあたっては人工芝を一定の間隔で型枠に配列し、その型枠内に材料を充填して硬化させるようにしているため、製造される人工芝の大きさがその型枠により制限されてしまう。さらに、従来例３においては、糸条（パイル）がマット基板を貫通して植え込まれているが、その基端がマット基板の底面に固定されていないため、従来例１と同じく糸条の引き抜き強度が低く、抜けやすいという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、低コストでありながら、弾力に富んだ接地感が得られるとともに、パイルの引き抜き強度がきわめて高い人工芝生を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、基材にパイルを多数植設してなる人工芝生において、上記基材が弾性を有する所定厚みのシート状弾性基材からなるとともに、上記シート状弾性基材の両面に基材保護および基材補強用としての樹脂フィルムが一体的に貼設されており、上記パイルが上記シート状弾性基材に対してその厚み方向に貫通してほぼＵ字状にタフトされていることを特徴としている。
【００１０】
この場合、シート状弾性基材としては、例えばウレタン、塩化ビニール、ポリエチレン、ＮＲゴム（天然ゴム）、ＳＢＲゴム（スチレン−ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）などが採用でき、透水性を有するものが好ましいが、非透水性の場合には孔あけなどの透水加工を施せばよい。
【００１１】
また、発泡体もしくは無発泡体のどちらでもよいが、パイルをタフトする際の縫い針の貫通性の容易さからすれば発泡体が好ましい。発泡体である場合には連続気泡あるいは独立気泡のいずれでもよい。そして、このシート状弾性基材の厚み寸法としては、弾力性の確保およびパイルのタフト性を考慮して３〜１５ｍｍに設定しておくことが好ましい。
【００１２】
シート状弾性基材にタフトされるパイルとしては、例えばポリエチレン、ポリ塩化ビニールなどの各種ポリ塩化系の合成樹脂、ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ポリプロピレンなどの各種合成樹脂や、場合によっては天然素材などを採用できる。パイルの形態としては、ストレート状もくしはループ状のモノフィラメントタイプ、マルチフィラメントタイプ、フィラメントタイプなどを選択でき、捲縮加工、スリット加工、撚り加工、着色などの有無やその度合いなども任意である。
【００１３】
請求項１の発明では、シート状弾性基材の上面に樹脂フィルムが貼設されているため、競技者のスパイクによるシート状弾性基材の破損を防止することができる。また、シート状弾性基材の底面にも樹脂フィルムが貼設されているため、パイルの引き抜き強度を向上できるとともに、パイルの引き抜きに伴なう基材の破損を防止できることになる。
【００１４】
ここで用いられる樹脂フィルムとしては、例えばウレタン、塩化ビニール、ポリ塩化ビニール、ポリエチレン、ＮＲゴム（天然ゴム）、ＳＢＲゴム（スチレン−ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）などが採用できる。この樹脂フィルムは、シート状弾性基材の底面および上面のうちのいずれか一方、あるいは双方に、接着、熱溶着、超音波溶着、蒸着などの適宜な手段により貼設することができるが、シート状弾性基材と同一材料の場合は、熱溶着が好ましく採用される。
【００１５】
パイルをタフトした後、必要に応じてシート状弾性基材の底面にラテックスゴムなどのバッキング材を塗布してパイル基部を固定してもよい。なお、バッキング材としてラテックスゴムを採用し、このバッキング材によりシート状弾性基材の透水性が阻害される場合には、加熱したニードル等により透水孔を適宜形成することにより基材の透水性を確保すればよい。
【００１６】
この人工芝生は、従来と同様に例えばコンクリート、アスファルト、アスファルトコンクリート、転圧砕石、適宜な弾性層等の平坦な下地の上に敷設して使用されるが、本発明によれば、パイルがシート状弾性基材を厚み方向に貫通してほぼＵ字状にタフトされているため、従来に比較して耐引き抜き強度を向上させることができる。
【００１７】
また、請求項２においては、シート状弾性基材の底面に凹凸が形成されていることを特徴としている。これによれば、この凹凸によりシート状弾性基材にさらに弾力性が付与され、特にパイル間に充填材を有する充填材入り人工芝生の場合には、その弾力性により充填材の固化が効果的に抑制され、良好な接地感を長期にわたって維持できることになる。
【００１８】
この凹凸形状としては、ディンプル状もしくは波状がその代表例として挙げられるが、いずれにしてもその設置個数は１００ｍｍあたり２〜１００山が好ましい。すなわち、１００ｍｍあたり２山より少ないと、足下にその凹凸を感じるいわゆる不陸感が生ずる。これに対して、１００ｍｍあたり１００山を超えると、平面に近づくため、この凹凸による緩衝効果が得られないので好ましくない。
【００１９】
請求項３においては、パイル間に充填材が充填されていることを特徴とし、例えば適宜な平均粒径を有する砂や弾性充填材などが単体もしくは所定の比率で混合してパイル間の芝目内に充填される。この充填材入り人工芝生においては、シート状弾性基材の弾性により充填材の固化が効果的に抑制され、充填材に刺さる競技用のスパイクの刺さり具合や滑りなどを長期にわたって良好に維持できることになる。
【００２０】
ここで、充填材としては、ＮＲゴム（天然ゴム）、ＳＢＲゴム（スチレン−ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ウレタンなどの各種ゴムの粉砕品が採用でき、その形状は球状、繊維状、多角形状、有機体形状など任意である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の技術的思想をよりよく理解するうえで、図面を参照しながらその好適な実施の形態について説明する。
【００２２】
図１（Ａ）に示されているように、この人工芝生１０は、弾性を有する所定厚みのシート状弾性基材１２に、合成樹脂製のパイル１１をその厚み方向に貫通してほぼＵ字状にタフトしたものからなり、平坦な安定基盤としての下地１３の上に敷設され、各パイル１１間には充填材である例えば目砂１４が所定の高さまで充填されている。
【００２３】
この実施例において、パイル１１にはナイロンおよびポリプロピレンの撚り合わせ糸が用いられてる。このパイル１１は所定の長さを有し、シート状弾性基材１２の厚み方向に貫通してその中央部分が同基材１２の底面１５に露出し、かつ、その両端が同基材１２の上面１６に露出するようにほぼＵ字状にタフトされている。
【００２４】
パイル１１は、シート状弾性基材１２に対して規則的もしくは不規則的に多数植設され、図面には示されていないが、この実施例において各パイル１１は同基材１２の底面１５においてラテックスゴムなどのバッキング材により接着固定されている。
【００２５】
この実施例によると、シート状弾性基材１２はポリエチレン製の２０倍発泡体からなり、その上面１６は平坦に形成されているが、底面１５には凹凸が形成されている。このシート状弾性基材１２は、その厚み寸法が３ｍｍ未満であると所望の弾力性が得にくく、これに対して厚み寸法が１５ｍｍを超えるとパイル１１の長さ寸法を大きく設定する必要性が生じるとともに、タフト工程を円滑に行えない傾向にあることを考慮して、厚み寸法は３〜１５ｍｍの範囲内で設定することが好ましい。
【００２６】
シート状弾性基材１２の底面１５に形成する凹凸としては、図１（Ａ）に示すように、波状の起伏を等間隔で連続させておいてもよく、あるいは図１（Ｂ）に示すように、所定深さを有する凹球面（ディンプル）１７であってもよい。
【００２７】
なお、パイル１１を固定するバッキング材としてラテックスゴムを採用した場合、このバッキング材により基材１２の透水性が阻害されるおそれがある。したがって、シート状弾性基材１２の透水性を維持したい場合には、加熱したニードルなどにより透水孔を適宜形成すればよい。
【００２８】
シート状弾性基材１２の底面１５に凹凸を形成するにあたって、その凹凸が１００ｍｍあたり２山未満であると芝面を通過する競技者あるいは歩行者にいわゆる不陸感を与え、これに対して１００ｍｍあたり１００山を超えると底面１５が平坦化するため所望の弾性効果が得られない。このため、底面１５に形成する凹凸の数は１００ｍｍあたり２〜１００山の範囲が好ましい。
【００２９】
また、この実施例では、シート状弾性基材１２の底面１５および上面１６にそれぞれポリエチレン製の樹脂フィルム１８が被着されている。このように、シート状弾性基材１２と樹脂フィルム１８は同じポリエチレン製であるため、樹脂フィルム１８は同基材１２に対して熱溶着により貼着されている。
【００３０】
この人工芝生１０によれば、その基材１２自体が弾性を有する所定厚みのシート状弾性体であるため、特に別物としての弾性層を設けることなく、所望の弾性が得られる。また、パイル１１がシート状弾性基材１２を厚み方向に貫通してほぼＵ字状にタフトされているため、従来例として説明した先の人工芝生に比較してパイル１１の引き抜き強度が向上する。なお、シート状弾性基材１２の底面１５においてパイル１１をバッキング材により接着固定することにより、その引き抜き強度を一層高めることができる。
【００３１】
また、この人工芝生１０によれば、シート状弾性基材１２の底面１５に凹凸が形成されているため、同基材１２にさらに良好な弾力性が付与される。この場合において、特に凹凸の数を１００ｍｍあたり２〜１００山に設定することにより、芝面を通過する競技者あるいは歩行者に不陸感を与えることがないとともに、底面が平坦化することなく所望の効果が得られる。
【００３２】
さらに、シート状弾性基材１２の底面１５および上面１６の両面に樹脂フィルム１８を被着することにより、競技者のスパイクによる基材１２の破損を防止できるとともに、パイル１１の引き抜き強度を向上でき、かつ、パイル１１の引き抜きに伴う基材１２の破損を防止できる。なお、樹脂フィルム１８にシート状弾性基材１２と同じ材質のものを用いることにより、同基材１２に対して熱溶着という比較的簡便な手段により貼着することができる。
【００３３】
そして、人工芝生１０が各パイル１１間に目砂１４などを充填した充填材入り人工芝生の場合には、その目砂１４（充填材）の固化がシート状弾性基材１２の弾性により効果的に抑制され、これにより目砂１４に刺さる競技用スパイクの刺さり具合や滑りなどを初期の良好な状態に維持することができる。
【００３４】
【実施例】
次に、シート状弾性基材の材質や底面形状、樹脂フィルムや充填材の有無およびパイルの植設方法を変えて実際に複数種類の人工芝生を施工し、衝撃力、充填材固化性、耐久性、パイルの引き抜き強度を測定、評価するとともに、これらの結果を考慮した総合評価を行ったので、表１を参考としながら比較例とともに説明する。
【００３５】
【表１】
0003859315.tif 000002
【００３６】
なお、衝撃力の評価は、ＤＩＮ１８０３５の落重式衝撃試験機により行い、その値が小さいものほど良好であるとした。ここで、衝撃力の値が３５０ｋｇｆ以下であればサッカーなどの激しい競技を行う運動場に好適とされ、３５０ｋｇｆを超える５９０ｋｇｆ以下であれば普通の競技を行う運動場に適用でき、５９０ｋｇｆを超えていると芝面が硬く感じられ、競技によっては支障を及ぼすおそれがある。
【００３７】
また、充填材固化性の評価は、パイル間に目砂を所定高さまで充填し、試験装置（インテスコ社製２０５０）により芝面のばね定数を測定し、その値が小さいものほど良好であるとした。具体的には、直径５０ｍｍの試験片（円柱端面）を芝面に荷重速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、荷重ループ０〜１００ｋｇｆで１００００回繰り返し圧接させた後、芝面を成人男子が歩行したときの荷重を想定して荷重速度３０ｍｍ／ｍｉｎ、８０ｋｇｆで試験片を圧接させたときのばね定数を測定した。
【００３８】
さらに、耐久性の評価は、図２に示す引っ掻き試験機２０により行った。この引っ掻き試験機２０は、回転可能な円盤２１に人工芝生１０を載置固定するとともに、スパイクピン２２が周面に突設されたローラ２３を人工芝生１０に当接させ、円盤２１を毎分６０回転させてローラ２３を一時間転動させることにより、競技用スパイクによる芝面の引っ掻きを擬似的に再現した。
【００３９】
そして、耐久性の評価は、その後の状況を観察して５点満点の５段階評価とした。また、パイルの引き抜き強度の評価は、パイルを引き抜きチャックに保持させて１０ｃｍ／ｍｉｎで引き抜き試験を行い、その値が大きいものほど良好であるとした。最終的な総合評価は、以上の測定値あるいは評価に基づいて、◎を最高とする×、△、○、○〜◎、◎の５段階評価とした。
【００４０】
《実施例１（参考例）》
基材としてポリエチレン製の厚さ５ｍｍのシート状弾性体を用いた。この基材の厚み方向にポリプロピレン製のパイルを貫通させてほぼＵ字状にタフトして人工芝生とした。なお、基材の底面は平坦とし、また、樹脂フィルムおよび充填材は用いなかった。その結果、衝撃力は４３０ｋｇｆ、耐久性の評価は３、パイルの引き抜き強度は８ｋｇｆであり、総合評価が○であった。
【００４１】
《実施例２（参考例）》
基材としてポリエチレン製の厚さ５ｍｍで、底面にディンプルを１００ｍｍあたり２０山に形成したシート状弾性体を用いた。この基材の厚み方向にポリプロピレン製のパイルを貫通させてほぼＵ字状にタフトして人工芝生とした。なお、樹脂フィルムおよび充填材は用いなかった。その結果、衝撃力は４１０ｋｇｆ、耐久性の評価は３、パイルの引き抜き強度は８ｋｇｆであり、総合評価は○〜◎であった。
【００４２】
《実施例３（参考例）》
基材としてポリエチレン製の厚さ５ｍｍのシート状弾性体を用いた。そして、この基材の上面にポリエチレン製の樹脂フィルムを熱溶着法により一体的に被着させた後、同基材の厚み方向にポリプロピレン製のパイルを貫通させてほぼＵ字状にタフトして人工芝生とした。なお、基材の底面は平坦とし、充填材は用いなかった。その結果、衝撃力は４３０ｋｇｆ、耐久性の評価は４、パイルの引き抜き強度は８ｋｇｆであり、総合評価は○〜◎であった。
【００４３】
《実施例４（参考例）》
基材としてポリエチレン製の厚さ５ｍｍのシート状弾性体を用いた。そして、この基材の底面にポリエチレン製の樹脂フィルムを熱溶着法により一体的に被着させた後、同基材の厚み方向にポリプロピレン製のパイルを貫通させてほぼＵ字状にタフトして人工芝生とした。なお、基材の底面は平坦とし、充填材は用いなかった。その結果、衝撃力は４３０ｋｇｆ、耐久性の評価は３、パイルの引き抜き強度は１０ｋｇｆであり、総合評価としては○〜◎であった。
【００４４】
《実施例５（本発明例）》
基材としてポリエチレン製の厚さ５ｍｍのシート状弾性体を用いた。そして、この基材の上面および底面にそれぞれポリエチレン製の樹脂フィルムを熱溶着法により一体的に被着させた後、同基材の厚み方向にポリプロピレン製のパイルを貫通させてほぼＵ字状にタフトして人工芝生とした。なお、基材の底面は平坦とし、充填材は用いなかった。その結果、衝撃力は４３０ｋｇｆ、耐久性の評価は４、パイルの引き抜き強度は１０ｋｇｆであり、総合評価としては○〜◎であった。
【００４５】
《実施例６（本発明例）》
基材としてポリエチレン製の厚さ５ｍｍで、底面にディンプルを１００ｍｍあたり２０山に形成したシート状弾性体を用いた。そして、この基材の上面および底面にそれぞれポリエチレン製の樹脂フィルムを熱溶着法により一体的に被着させた後、同基材の厚み方向にポリプロピレン製のパイルを貫通させてほぼＵ字状にタフトし、そのパイル間の芝目内に砂を充填して人工芝生とした。その結果、衝撃力は２９５ｋｇｆ、充填材固化性は４７ｋｇｆ／ｍｍ、耐久性の評価は５、パイルの引き抜き強度は１０ｋｇｆであり、総合評価として◎が得られた。
【００４６】
＜比較例１＞
基材として、ポリプロピレン製の平織りからなる基材を用い、この基材にポリプロピレン製のパイルを貫通させてほぼＵ字状にタフトして人工芝生とした。衝撃力は６３０ｋｇｆ、耐久性の評価は１、パイルの引き抜き強度は７ｋｇｆであり、総合評価は×であった。
【００４７】
＜比較例２＞
基材として、ポリエチレン製の厚さ５ｍｍで、底面が平坦なシート状弾性体を用いた。この基材にポリプロピレン製のパイルをその上面から植え込み人工芝生とした。その結果、衝撃力は４３１ｋｇｆ、耐久性の評価は２、パイルの引き抜き強度は４ｋｇｆであり、総合評価は△であった。
【００４８】
＜比較例３＞
基材として、ポリエチレン製の平織りからなる基布を用い、この基布にポリプロピレン製のパイルを貫通させてほぼＵ字状にタフトし、そのパイル間の芝目内に砂を充填して人工芝生とした。衝撃力は５８０ｋｇｆ、充填材固化性は３００ｋｇｆ／ｍｍ、耐久性の評価は３、パイルの引き抜き強度は７ｋｇｆであり、総合評価は△であった。
【００４９】
以上の評価から、実施例１ないし実施例６および比較例２は、基材としてシート状弾性体を採用しているため、比較例１に比較して衝撃力および充填材固化性が飛躍的に向上している。なお、比較例２はパイルが単なる植え込みであるため、パイルの引き抜き強度が悪い。
【００５０】
また、実施例１ないし実施例６は、パイルが基材を貫通してほぼＵ字状にタフトされているため、比較例２に比較してパイルの引き抜き強度が大幅に向上している。なお、比較例１も貫通タフトであるが、基材が平織りの基布であるため、実施例１ないし実施例６よりもパイルの引き抜き強度が若干低い数値となっている。
【００５１】
また、実施例２は、基材の底面に凹凸としてディンプル加工が施されているため、実施例１よりも良好な弾力性が得られる。
【００５２】
さらに、実施例３は基材の上面が樹脂フィルムに覆われているため、実施例２よりも耐久性の評価が向上している。実施例４は基材の底面が樹脂フィルムに覆われているため、実施例２よりもパイルの引き抜き強度が向上している。
【００５３】
そして、実施例５では、基材の底面および上面の双方が樹脂フィルムに覆われているため、実施例２よりも耐久性およびパイルの引き抜き強度がともに向上している。また、実施例６は、基材の底面および上面の双方が樹脂フィルムに覆われており、そのうえパイル間に充填材が充填されているため、他の実施例および比較例に比較して衝撃力、充填材固化性、耐久性、パイルの引き抜き強度が高い次元で向上し、結果として高い総合評価を得ている。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基材として底面および上面の両面に樹脂フィルムが一体的に被着された所定厚さのシート状弾性体を用いるとともに、同基材に対してパイルをその厚み方向に貫通してほぼＵ字状にタフトしたことにより、全体として適度な弾性を有し、しかもパイルの引き抜き強度が高い人工芝生が得られる。また、競技者のスパイクによる基材の破損防止やパイルの引き抜き強度をより向上させることができる。
【００５５】
また、シート状弾性体基材の底面に凹凸を形成することにより、同基材により良好な弾力性を付与することができる。そして、充填材入りの人工芝生においては、充填材の固化が基材の弾性により効果的に抑制され、これにより充填材に刺さる競技用スパイクの刺さり具合や滑りなどを長期間にわたって良好に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す断面図。
【図２】引っ掻き試験機の概略を示す模式的斜視図。
【符号の説明】
１０  人工芝生
１１  パイル
１２  シート状弾性基材
１４  充填材である目砂
１５  底面
１６  上面
１７  凹凸である凹球面（ディンプル）
１８  樹脂フィルム
【図１】
0003859315.tif 000003
【図２】
0003859315.tif 000004