JP2019512562A - 人工芝インフィル及びそれを製造するための方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、人工芝インフィル（６０２）を製造する方法であって、顆粒（１００６）、少なくとも１つの第１の種類の顔料及び流体結合剤を含む初期組成物（１１２０）を提供すること（７００）を含む、方法を提供する。流体結合剤は、少なくとも１種類のポリマー成分を含む。方法は、更に、初期組成物を混合すること（７０２）と；初期組成物の混合中に、水及び触媒を初期組成物に加えて（７０４）、流体結合剤及び少なくとも１種類の顔料を顆粒の初期被覆（２００）に硬化させることとを含む。方法は、更に、初期被覆を有する顆粒、少なくとも１つの第２の種類の顔料及び流体結合剤を含む後続組成物（１１２２）を提供すること（７０６）を含む。方法は、更に、後続組成物を混合すること（７０８）を含む。方法は、更に、後続組成物の混合中に、水及び触媒を後続組成物に加えて（７１０）、流体結合剤及び少なくとも１種類の顔料を顆粒の後続被覆（３００）に硬化させることを含む。方法は、更に、後続被覆を有する顆粒を人工芝インフィルとして提供すること（７１２）を含む。

Description

発明の分野
本発明は、人工芝及び人工芝インフィルを製造するための方法に関する。
背景及び関連技術
人工芝（Artificial turf）又は人工草（artificial grass）は、草を置き換えるのに使用される繊維で構成された表面である。人工芝の構造は、人工芝が芝に類似する外観を有するように設計される。典型的には、人工芝は、サッカー、アメリカンフットボール、ラグビー、テニス、ゴルフ等のスポーツ用、競技場又は運動場用の表面として使用される。更に、人工芝は、多く場合、造園用途に使用される。
人工芝は、カーペットを製造するための技術を使用して製造できる。例えば、草の葉の外観を有する人工芝繊維を、裏打ちに房付けし又は取り付けることができる。多くの場合、人工芝インフィルが、人工芝繊維間に配置される。人工芝インフィルは、人工芝繊維の底部を覆う顆粒材料である。人工芝インフィルの使用は、数多くの利点を有することができる。例えば、人工芝インフィルは、人工芝繊維が真っ直ぐに立つのに役立つことができる。また、人工芝インフィルは、歩行又は走行による衝撃を吸収することができ、本物の芝の上にいるのと同様の感覚を提供できる。人工芝インフィルは、それが沈むことにより、人工芝カーペットを平坦かつ適切に維持するのにも役立つことができる。
ＥＰ１４１６００９Ｂ１には、人工芝用の敷材として、ばらばらでさらさらのゴム粒子が記載されている。この粒子は、０．４mm〜４．０mmの平均径を有し、その表面全体は、永久に弾性的で着色された被覆により覆われている。
ＥＰ１２０１３８８Ｂ１には、着色ゴムチップを製造する方法が開示されている。１００重量部の、１〜１０mmの粒径を有する粉砕ゴムチップ又は３０mm以下の繊維長を有する繊維状ゴムチップに、顔料と１０〜１００重量部の、少なくとも６０秒以上で液状からゲル化し、ゲル化プロセスを通して硬化する１パック型又は２パック型ポリウレタン樹脂を含有する、薄膜形成材料が加えられ、これらは、混合のために撹拌される。ポリウレタン樹脂がゲル化し始め、ゴムチップが凝集し始めると、ゴムチップの凝集を緩くするために、ミキサーに高い負荷が掛かっているにも関わらず、混合のために撹拌が更に継続される。上記された構成により、複雑な手法を必要とせずに、厚い着色膜を形成することができ、優れた色維持特性及び粉砕時に形成されるものに類似する端部を有するピラミッド型を有する着色ゴムチップを安価に得ることができる製造方法が提供される。粒径は、膜の厚みとほぼ同じサイズを有するのが望ましい。そして、粒径がそのサイズより過度に大きい又は小さいと、ゴムチップを完全に覆うという目的に一致しなくなる。本発明における膜厚みは、最大約０．８mmであり、したがって、粒径も、ほぼ同じである。
ＷＯ２０１０／０８１６３２Ａ１には、ゴム顆粒、被覆により構成された被覆粒子を製造するための方法、前記被覆により被覆された粒子及び被覆された粒子の使用が開示されている。被覆は、溶媒を含有しない。
概要
本発明は、人工芝インフィルを製造する方法、人工芝を製造する方法、人工芝インフィル及び人工芝を提供する。実施態様は、従属請求項に与えられる。
一態様において、本発明は、人工芝インフィルを製造する方法を提供する。本明細書で使用する場合、人工芝インフィルは、人工芝カーペット上の繊維間に広げられる、顆粒材料を包含する。人工芝インフィルは、人工芝カーペットがより地面のような性質を有するように修飾するのに使用できる。例えば、人工芝インフィルは、本物の芝に類似する様式で衝撃を吸収可能である表面を提供できる。
本方法は、顆粒、少なくとも１つの第１の種類の顔料及び流体結合剤を含む初期組成物を提供することを含む。流体結合剤は、少なくとも１種類のポリマー成分を含む。本方法は、初期組成物を混合することを更に含む。本方法は、初期組成物の混合中に、水及び触媒を初期組成物に加えて、流体結合剤及び少なくとも１種類の顔料を顆粒の初期被覆に硬化させることを更に含む。
本方法は、初期被覆を有する顆粒、少なくとも１つの第２の種類の顔料及び流体結合剤を含む後続組成物を提供することを更に含む。本方法は、後続組成物を混合することを更に含む。本方法は、後続組成物の混合中に、水及び触媒を後続組成物に加えて、流体結合剤及び少なくとも１種類の顔料を顆粒の後続被覆に硬化させることを更に含む。
少なくとも１つの第２の種類の顔料と少なくとも１つの第１の種類の顔料とは同一であることができ、又は、それらは異なることができる。それらが同じである場合には、顆粒の被覆は、均一な色のものになるであろう。少なくとも１つの第２の種類の顔料と少なくとも１つの第１の種類の顔料とが異なる色である場合には、２つの色は、得られた人工芝インフィルがより自然で地面に似た外観を有するように選択できる。
本方法は、後続被覆を有する顆粒を人工芝インフィルとして提供することを更に含む。
上記された少なくとも２つの工程における顆粒の被覆は、顆粒のより良好な被覆を提供できるため、有益である場合がある。例えば、初期組成物の混合中に、顆粒の個々の粒同士が、それぞれの粒上に初期被覆が形成されると、接触し、相互作用するであろう。しかし、異なる粒間の物理的な接触は、欠陥を生じさせるであろう。後続被覆により顆粒粒子を２回被覆することにより、顆粒の非常に高い被覆率を達成できる。
仮説的な例として、初期被覆又は後続被覆の形成の間、被覆率は、顆粒表面のそれぞれ９０％のみである。初期被覆が堆積された後に、顆粒のうちの各顆粒の約１０％が被覆されていないであろう。小さい表面欠陥が存在するであろう。次いで、後続被覆の堆積も、表面の９０％を覆うであろう。顆粒の粒又は粒子間の相互作用が本質的にランダムなプロセスであるため、この場合には、初期被覆の堆積後に露出した欠陥の９０％が被覆されると期待できる。次いで、２つの被覆を行った結果、顆粒が初期被覆又は後続被覆のいずれによっても被覆されない、少量の欠陥のみを有する、９９％が被覆された人工芝インフィルとなる。
顆粒の被覆率を改善することは、複数の異なる状況において有益である場合がある。例えば、人工芝インフィルを、人工芝カーペットを製造するのに使用される繊維又は房と同じか又は類似する色に着色するのが望ましい場合がある。これにより、より本物の見た目の競技表面又は競技場を提供できる。別の利点は、エラストマー顆粒をより良好に被覆できるため、優れた摩耗性を有することができ、又は、環境からより良好に分離することができる。
実施態様において、顆粒は、エラストマー又は弾性顆粒を含む。
種々の実施態様では、顆粒は、例えば、スチレンブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＳＥＢＳ）、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルニトリルブタジエンゴム等の合成ゴム等のエラストマーに基づくエラストマー材料である。他の実施態様では、天然ゴムとしてのcis−１，４−ポリイソプレン及びグッタペルカ系顆粒としてのtrans−１，４−ポリイソプレンを使用できる。
別の実施態様では、顆粒は、圧縮耐性顆粒又は剛性顆粒を含む。
別の実施態様では、顆粒は、下記：天然ラテックス、コルク、リノリウム、凝固植物油及び木粉から形成された複合材又はメチルセルロースのヒドロゲルのいずれか１つを含む。
別の実施態様では、初期被覆の硬化及び後続被覆の硬化は、重合プロセスである。特許請求の範囲内において、「硬化させる」又は「硬化させること」という用語は、重合に置き換えることができる。
別の実施態様では、後続被覆は、初期被覆を少なくとも部分的に被覆する。
別の実施態様では、初期被覆は、顆粒を部分的にのみ被覆する。
別の実施態様では、後続被覆は、初期被覆を部分的にのみ被覆する。
別の実施態様では、初期被覆及び後続被覆はそれぞれ、下記：０．１mm、０．０７５mm、０．０５mm及び０．０１mmのいずれか１つ未満の厚みを有する。この実施態様は、顆粒を被覆するのに必要な流体結合剤の量を減らす手段を提供できるため、有益である場合がある。
別の実施態様では、初期被覆は、ギャップを含む。後続被覆も、ギャップを含む。初期及び後続被覆におけるギャップは、顆粒表面上にランダムに分布できる。両被覆におけるギャップがランダムに分布されると、ギャップが並ぶことはないであろう。結果として、下層の顆粒の露出した部分はほとんど全く存在しないであろう。初期及び後続被覆におけるギャップの一部が並ぶ可能性がある。しかし、顆粒表面の全部又は相当大部分は被覆されるであろう。二重被覆を使用することは、顆粒を被覆するのに必要な流体結合剤の量を相当減らすことができる。
別の実施態様では、初期被覆及び後続被覆を有する顆粒は、下記シーケンスを行うことにより、少なくとも１回再被覆される。このシーケンスの第１の工程は、後続組成物を、少なくとも１つの添加剤及び流体結合剤を初期被覆及び後続被覆により既に被覆されている顆粒に加えることにより提供することである。このシーケンスの次の工程は、後続組成物を混合することである。このシーケンスの次の工程は、後続組成物の混合中に、水及び触媒を後続組成物に加えて、流体結合剤及び少なくとも１つの添加剤を更なる被覆に硬化させることである。次いで、更なる被覆を有する顆粒が、人工芝インフィルとして提供される。この実施態様は、更なる被覆又は層を顆粒上に配置できるため、有益である場合がある。少なくとも１つの第１及び／又は第２の種類の顔料が再度使用される場合には、顆粒は、顆粒の被覆率及び被覆を改善するために、３回以上被覆できる。この実施態様も、人工芝インフィルの実用性又は摩耗性又は有用性を加えることができる、いわゆる機能層又は添加剤の堆積を可能にできるため、有益である場合がある。
別の実施態様では、更なる被覆は、下記：０．１mm、０．０７５mm、０．０５mm及び０．０１mmのいずれか１つ未満の厚みを有する。この実施態様は、顆粒を被覆するのに必要な流体結合剤の量を減らす手段を提供できるため、有益である場合がある。
別の実施態様では、ＰＵ触媒は、部分的に又は完全に水溶性であり、群：二級アミン、三級アミン、金属有機物触媒のものである。
別の実施態様では、液状ＰＵ成分は、プレポリマー、イソシアナートポリマー、イソシアナートオリゴマー、モノマー及びそれらの混合物であることができるＮＣＯ末端ポリマーに基づいている。
別の実施態様では、液状ＰＵ成分は、トルエンジイソシアナート又はメチレン−２，２−ジイソシアナートの群の芳香族ジイソシアナートに基づいている。
別の実施態様では、液状ＰＵ成分は、ヘキサンメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート及び１，４−シクロへキシルジイソシアナートの群の脂肪族ジイソシアナートに基づいている。
好ましい実施態様では、液状ＰＵ成分は、メチレンジフェニル−イソシアナート異性体混合物に基づいている。
別の実施態様では、ＰＵ生成用のヒドロキシル成分は、ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールの群以外である。
別の実施態様では、ヒドロキシル成分は、分子量５００〜１００００のポリエーテルポリオールに基づいている。好ましい実施態様では、ポリエーテルポリオールは、１５００〜６０００の分子量を有する。非常に好ましい実施態様では、分子量は、２０００〜４０００の範囲である。
別の実施態様では、少なくとも１つの添加剤は、少なくとも１つの第１及び／又は第２の種類の顔料を含む。
別の実施態様では、少なくとも１つの添加剤は、それ自体可燃性又は引火性エラストマー材料を難燃性インフィル材料に変える、アルミニウム三水和物、水酸化マグネシウム等の難燃剤を更に含む。
別の実施態様では、この難燃添加剤は、膨張性被覆を形成し、ポリリン酸アンモニウムもしくは剥離グラファイト又はそれらの混合物を含む膨張性成分に基づいている。
別の実施態様では、少なくとも１つの添加剤は、ゼオライトを更に含む。ゼオライトの添加は、人工芝インフィル表面が水を吸収し又は排出できるため、有益である場合がある。例えば、晴れ又は暑い条件のままで計画されているフットボールの試合前に、水を人工芝上に撒くことができ、ゼオライトは、一定量の水を吸収できる。晴れ又は高温の空気により試合中に人工芝インフィルが加熱されると、水の蒸発により、選手のために競技場を冷やすことができ、人工芝をより快適に使用できる。
別の実施態様では、少なくとも１つの添加剤は、水を吸収し又は排出し、高温条件での冷却効果を得るためのゼオライトと同じ方法で有益である場合があるメチルセルロースを更に含む。
別の実施態様では、少なくとも１つの添加剤は、抗菌剤を更に含む。
別の実施態様では、少なくとも１つの添加剤は、銀を更に含む。銀は、抗菌剤として有益である場合がある。
別の実施態様では、少なくとも１つの添加剤は、天然の抗菌性を示すキトサンを更に含む。
別の実施態様では、少なくとも１つの添加剤は、ＩＲ反射性顔料を更に含む。混合金属酸化物としてのＩＲ反射性顔料の使用は、赤外光を反射できるため、有益である場合がある。これにより、人工芝インフィルの加熱を減らすことができる。具体的な利点は、この場合には、比較的高価で貴重な顔料が、これらが完全に効果的であるインフィル顆粒表面に単に存在し、弾性材料の完全なコアには存在しないことができる。別の実施態様では、エラストマー顆粒は、ゴム顆粒である。
別の実施態様では、エラストマー顆粒は、下記：ゴム、エラストマーポリマー、メタロセンブタジエンゴム、ニトリルゴム顆粒、天然ゴム顆粒、スチレン−ブタジエンゴム顆粒、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム顆粒、黒色クラムゴム顆粒、アクリロニトリルブタジエンゴム、熱可塑性ポリマー、スチレンエチレンブチレンスチレン、スチレンブロックコポリマー及びそれらの組み合わせのいずれか１つを含む。
更なる実施態様では、顆粒は、弾性発泡体である。
更なる実施態様では、顆粒は、弾性ＰＵ発泡体である。
別の実施態様では、顆粒は、０．１mm〜３．０mmの平均直径を有する。
別の実施態様では、顆粒は、５．０mm未満の最大直径を有する。
別の実施態様では、少なくとも１つの第１及び／又は第２の種類の顔料は、無機顔料、有機顔料又はそれらの混合物を含む。
別の実施態様では、少なくとも１つの第１及び／又は第２の種類の顔料は、下記：酸化鉄、水酸化酸化鉄、酸化クロム（ＩＩＩ）、銅フタロシアニン顔料、ニッケルアゾ顔料、酸化チタン及びそれらの組み合わせのいずれか１つを含む。
別の実施態様では、少なくとも１種類の添加剤は、ＰＵ被覆並びに弾性及び／又は圧縮弾性顆粒をＵＶ分解に対して保護可能である、ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）である。
別の実施態様では、少なくとも１種類の添加剤は、弾性及び／又は圧縮弾性顆粒を熱分解に対して保護する熱安定剤である。
別の実施態様では、少なくとも１種類の添加剤は、群：塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム又はそれらの組み合わせの不凍添加剤／凍結防止添加剤である。添加剤は、周囲の顆粒に移行し、これにより、インフィル顆粒粒子間の湿気を凍らせることによる氷の形成を防止する。
別の実施態様では、流体結合剤は、下記：界面活性剤、ポリウレタン脂肪族イソシアナート、ポリウレタン脂肪族イソシアナート、ゼオライト、抗菌剤、銀、ＩＲ反射性顔料及びそれらの組み合わせのいずれか１つを更に含む。
別の実施態様では、ポリマー成分は、下記：少なくとも１種類のモノマー、少なくとも１種類の部分重合ポリマー及びそれらの組み合わせのいずれか１つを含む
別の実施態様では、ポリマー成分は、水及び触媒により、少なくとも１種類のポリウレタンに硬化される。
例えば、ポリマー成分は、メチレンジフェニルジイソシアナートであることができる。ポリマー成分は、ポリオールも含むことができる。
別の実施態様では、触媒は、下記：アミン触媒及び金属有機物触媒のいずれか１つを含む。
別の実施態様では、本方法は、顆粒を人工芝インフィルとして提供する前に、後続組成物を乾燥させることを更に含む。
初期被覆により顆粒を被覆した後に、初期組成物を乾燥させることもできるが、これは必須ではない。弾性及び／又は圧縮弾性顆粒上での初期被覆の形成で残った水は、後続組成物の反応に使用できる。
別の実施態様では、本方法は、少なくとも部分的にフロー反応器において行われる。フロー反応器において、顆粒は、直線的な連続路に沿ってゆっくり移動し、ここで顆粒は、一般的に混合され、それに沿って移動する。フロー反応器を使用する利益は、人工芝インフィルを連続的に製造できることである。
別の実施態様では、本方法は、少なくとも部分的にバッチプロセスとして行われる。初期被覆は、初期バッチ中に顆粒上に形成され、後続被覆は、後続バッチ中に顆粒上に形成される。別々のバッチにおいて初期被覆及び後続被覆を形成することは、初期及び後続被覆の形成にわたって正確な制御を可能にできるため、有益である場合がある。
別の態様では、本発明は、人工芝を製造する方法を提供する。本方法は、人工芝カーペットを取り付けることを含む。人工芝カーペットは、複数の人工芝繊維房を含む。例えば、人工芝カーペットは、房状の人工芝カーペットであることができる。裏打ちに房付けされた人工草繊維の房を有する裏打ちが存在できる。本方法は、人工芝インフィルの層を複数の人工芝繊維房間に広げることにより、人工芝を提供することを更に含む。人工芝インフィルは、顆粒を含む。顆粒は、少なくとも２つの外側被覆を含む。２つの外側被覆はそれぞれ、少なくとも１つの第１及び／又は第２の種類の顔料並びに結合剤を含む。結合剤は、少なくとも１種類のポリウレタンポリマーを含む。この方法は、人工芝インフィルが２つの外側被覆により、より完全に覆うことができるため、有益である場合がある。これにより、例えば、人工芝インフィルの優れた光学的外観を提供できる。人工芝インフィルのより良好な摩耗性及び寿命も提供できる。
別の実施態様では、２つの外側被覆はそれぞれ、下記：０．１mm、０．０７５mm、０．０５mm及び０．０１mmのいずれか１つ未満の厚みを有する。この実施態様は、顆粒を被覆するのに必要な流体結合剤の量を減らす手段を提供できるため、有益である場合がある。
別の実施態様では、少なくとも２つの外側被覆はそれぞれ、ギャップを含む。すなわち、少なくとも２つの外側被覆はそれぞれ、顆粒を不完全に被覆し、２つの外側被覆はそれぞれ、ギャップを有する。
少なくとも２つの外側被覆におけるギャップは、顆粒表面上にランダムに分布できる。少なくとも２つの外側被覆におけるギャップの一部は並ぶことができる。しかし、少なくとも２つの外側被覆におけるギャップの多くは、顆粒表面上の種々の位置にあるであろう。その結果として、下層の顆粒の露出した箇所は少し存在するであろう。しかし、顆粒表面の大部分は被覆されているであろう。二重被覆を使用することにより、顆粒を被覆するのに必要な流体結合剤の量を相当減らすことができる。
別の実施態様では、本方法は、実施態様の人工芝インフィルを製造することを更に含む。
別の実施態様では、顆粒は、少なくとも２つの外側被覆を含む。２つの外側被覆はそれぞれ、少なくとも１つの第１及び／又は第２の種類の顔料並びに結合剤を含む。結合剤は、少なくとも１種類のポリウレタンポリマーを含む。この人工芝インフィルは、２つの外側被覆の使用により、人工芝インフィルの粒又は粒子のより完全な被覆率を可能にするという、利益を有する場合がある。
別の態様では、本発明は、人工芝を提供する。人工芝は、人工芝カーペットを含む。人工芝カーペットは、複数の人工芝繊維房を含む。人工芝は、複数の人工繊維房間に広げられた人工芝インフィルを更に含む。人工芝インフィルは、顆粒を含む。顆粒は、少なくとも２つの外側被覆を含む。２つの外側被覆はそれぞれ、少なくとも１つの第１及び／又は第２の種類の顔料並びに結合剤を含む。結合剤は、少なくとも１種類のポリウレタンポリマーを含む。
２つの外側被覆を有する人工芝インフィルの使用により、人工芝の優れた摩耗性又は寿命を提供できる。人工芝インフィルがより均一に着色できるため、２つの層における顔料が同一であれば、優れた光学的外観も提供できる。顔料は、人工芝インフィルがパッチワーク又は異なる色を有するように選択することもできる。これにより、人工芝インフィルがより自然で地面のように見えるようにできる。
別の実施態様では、２つの外側被覆はそれぞれ、下記：０．１mm、０．０７５mm、０．０５mm及び０．０１mmのいずれか１つ未満の厚みを有する。この実施態様は、顆粒を被覆するのに必要な流体結合剤の量を減らす手段を提供できるため、有益である場合がある。
別の実施態様では、少なくとも２つの外側被覆はそれぞれ、ギャップを含む。すなわち、少なくとも２つの外側被覆はそれぞれ、顆粒を不完全に被覆し、２つの外側被覆はそれぞれ、ギャップを有する。
少なくとも２つの外側被覆におけるギャップは、顆粒表面上にランダムに分布できる。少なくとも２つの外側被覆におけるギャップの一部は並ぶ場合がある。しかし、少なくとも２つの外側被覆におけるギャップの多くは、顆粒表面上の種々の位置にあるであろう。その結果として、下層の顆粒の露出した箇所は少し存在するであろう。しかし、顆粒表面の大部分は被覆されるであろう。二重被覆を使用することにより、顆粒を被覆するのに必要な流体結合剤の量を相当減らすことができる。
別の実施態様では、顆粒は、０．４５mm〜２．０mmの平均直径を有する。
別の実施態様では、顆粒は、４mm未満の最大直径を有する。
別の実施態様では、人工芝繊維房は並んで配置される。人工芝繊維は、０．５cm〜１．９５cmの列間隔を有する。これは、ほぼ３／８’’〜３／４’’に相当する。
別の実施態様では、人工芝被覆は、２．５cm〜７．５cmのパイル高さを有する。パイル高さは、人工芝カーペットの裏打ち又は基部上の人工芝繊維の長さである。
本発明の１つ以上の前述の実施態様は、組み合わせられた実施態様が相互排他的でない限り、組み合わせることができる。
本発明の下記の実施態様は、一例としてのみ、図面を参照して非常に詳細に説明される。
図１は、被覆する顆粒の粒の断面を図示する。 図２は、初期被覆により部分的に被覆された後の、図１の顆粒を図示する。 図３は、後続被覆により部分的に被覆された後の、図２の顆粒を図示する。 図４は、後続被覆により部分的に被覆された後の、図３の顆粒を図示する。 図５は、人工芝カーペットの例を図示する。 図６は、人工芝の例を図示する。 図７は、人工芝インフィルを製造する方法を図示するフローチャートを示す。 図８は、人工芝インフィルを製造する更なる方法を図示するフローチャートを示す。 図９は、人工芝を製造する方法を図示するフローチャートを示す。 図１０は、バッチ反応器の例を図示する。 図１１は、フロー反応器の例を図示する。
詳細な説明
これらの図面における同類の符号の構成要素はいずれも、同等の構成要素であるか、又は、同じ機能を果たす。先に検討された構成要素は、機能が同等であれば、その後の図面において検討する必要はないであろう。
図１〜４は、１つの粒又は顆粒１００を例示することにより、人工芝インフィルの製造を図示する。顆粒１００は、例えば、エラストマーコンパウンド、剛性コンパウンド、半剛性コンパウンド及び／又は圧縮弾性コンパウンドから構成できる。図１は、粒又は顆粒を示す。例えば、粒１００は、ゴム又は圧縮、剛性コンパウンド、半剛性コンパウンドもしくは弾性コンパウンドの粒又は顆粒であることができる。図１〜４に示される図は、断面図である。
図２は、初期被覆２００により被覆された後の、同じ粒１００又は顆粒を示す。初期被覆２００は、大量の粒又は顆粒１００により構成される顆粒の初期組成物を提供することにより形成した。初期組成物は、少なくとも１つの第１の種類の顔料及び流体結合剤も含んだ。流体結合剤は、少なくとも１種類のポリマー成分を含む。次いで、初期組成物を混合した。次に、混合プロセス中に、水及び触媒を初期組成物に加えて、流体結合剤及び少なくとも１つの第１の種類の顔料を初期被覆２００に硬化させた。大量のこれらの顆粒１００又は顆粒が混合されると、それらは互いに相互作用し、このプロセス中に互いに時折ぶつかる。この理由により、初期被覆２００に孔又は欠陥が存在する場合がある。図２において、数多くのギャップ２０２が初期被覆２００に存在することがわかる。これらは、粒１００又は顆粒が初期被覆２００により被覆されている又は不十分に被覆されている領域である。
図３は、後続被覆３００により被覆された後の、同じ粒１００又は顆粒を示す。初期被覆２００と同様に、後続被覆３００は、粒１００又は顆粒の全ての部分を完全には被覆していない。しかし、２工程プロセスにより、粒１００又は顆粒１００のほぼ全体が被覆されている。この例では、１つのギャップ２０２のみを見ることができる。後続被覆３００を図２に示された初期被覆を有する顆粒を含む後続組成物を提供し、次いで、それを少なくとも１つの第１の種類の顔料又は少なくとも１つの第２の種類の顔料及び流体結合剤と組わせることにより形成した。次いで、この後続組成物を混合した。混合プロセス中に、更なる水及び触媒を後続組成物に加えて、流体結合剤及び少なくとも１種類の顔料を後続被覆３００に硬化させた。図３は、より大きな顆粒を構成する顆粒上の被覆の被覆率又は品質を改善するのに、どのようにして２工程での被覆プロセスを使用できるのかを図示する。図３に示されたように製造された顆粒は、人工芝インフィルを形成するためにまとめて提供できる。粒１００又は顆粒１００上に更なる被覆を行うことも可能である。図４は、更なる被覆４００が適用された後の粒１００を示す。この更なる被覆４００は、例えば、粒１００を含む顆粒を、少なくとも１つの添加剤及び流体結合剤を顆粒に加えることで再被覆することにより形成できる。次に、顆粒と少なくとも１つの添加剤とを流体結合剤中で組み合わせることにより、後続組成物が形成される。次いで、この後続組成物を混合し、再度、水及び触媒を加えて、流体結合剤及び少なくとも１つの添加剤を更なる被覆４００に硬化させることができる。ここで、粒１００又は顆粒の被覆率がこの断面において見えるギャップがもはや何ら存在しないほど十分であることが分かる。少なくとも１つの添加剤は、種々の形態をとることができる。
被覆中にギャップが存在しないのを確保するのが望ましかった場合、少なくとも１つの顔料を再度使用できる。他の場合には、更なる添加剤を、機能的な更なる被覆４００を形成するのに加えることができる。例えば、難燃剤、例えば、ポリウレタン脂肪族イソシアナートを加えることができる。水の吸収及び排出を提供し、カーペットを冷却するために、ゼオライトを加えることができる。また、種々の抗菌剤又は抗真菌剤も加えることができる。他の例では、赤外線反射材、例えば、ＥＰＤＭを、人工芝インフィルにより吸収される熱量を減らし、及び／又は、人工芝インフィルを日光から保護するのにも約立つように使用できる。
図５及び６は、人工芝カーペット及び人工芝インフィルを使用した人工芝の製造を図示する。図５において、人工芝カーペット５００を見ることができる。人工芝カーペット５００は、裏打ち５０２を含む。図５に示された人工芝カーペット５００は、この例において、房状の人工芝カーペットである。人工芝カーペットは、裏打ち５０２に房付けされた人工芝繊維房５０４により形成されている。人工芝繊維房５０４は、並んで房付けされている。隣接する房の列の間には、列間隔５０６が存在する。人工芝繊維房５０４は、裏打ち５０２上を一定距離で伸びる。繊維５０４が裏打ち５０２上を伸びる距離は、パイル高さ５０８である。図５において、人工芝カーペット５００が、人工芝カーペット５００を地面５１０又は床に置き又は付着させることにより取り付けられていることが分かる。人工芝を製造するために、例えば、図３又は４で示された粒又は顆粒で構成されている人工芝インフィルを、表面上に広げ、人工芝繊維房５０４間に分布させる。図６は、人工芝インフィル６０２を広げ、人工芝繊維房５０４間に分布させた後の、人工芝カーペット５００を示す。人工芝インフィル６０２は、例えば、図３又は４に示された個々の粒１００又は顆粒で構成されている顆粒である。
図７は、例えば、単独の粒１００又は顆粒の被覆において、図１〜３に示された人工芝インフィル６０２を製造する方法を図示するフローチャートを示す。まず、工程７００において、初期組成物を提供する。初期組成物は、顆粒、少なくとも１つの第１の種類の顔料及び流体結合剤を含む。流体結合剤は、少なくとも１種類のポリマー成分を含む。次に、工程７０２において、初期組成物を混合する。次に、工程７０４において、混合中に、水及び触媒を初期組成物に加えて、流体結合剤及び少なくとも１種類の顔料を顆粒の初期被覆２００に硬化させる。工程７０６において、後続組成物を提供する。後続組成物は、初期被覆２００を有する顆粒、少なくとも１つの第２の種類の顔料及び流体結合剤を含む。次に、工程７０８において、後続組成物を混合する。次に、工程７１０において、後続組成物の混合中に、水及び触媒を後続組成物に加えて、流体結合剤及び少なくとも１つの第２の種類の顔料を顆粒の後続被覆３００に硬化させる。最後に、工程７１２において、後続被覆３００を有する顆粒を人工芝インフィル６０２として提供する。
図８は、人工芝インフィルを製造する別の方法を図示するフローチャートを示す。図８に示された方法は、複数の付加的な工程を有する、図７に示された方法と同様である。図８における方法は、工程７００〜７１０において、図７と同一である。工程７１０を行った後に、工程８００を行う。工程８０２及び次いで８０４を、工程７１２を行う前に行う。工程８００、８０２及び８０４は、被覆された後の顆粒を後続被覆により再被覆する工程である。まず、工程８００において、後続組成物を、少なくとも１つの添加剤及び流体結合剤を顆粒に加えることにより提供する。次に、工程８０２において、後続組成物を混合する。最後に、工程８０４において、工程８０２における混合中に、後続組成物の混合中に、水及び触媒を後続組成物に加えて、流体結合剤及び少なくとも１つの添加剤を更なる被覆４００に硬化させる。最後に、工程７１２において、初期被覆、後続被覆及び更なる被覆４００で被覆された顆粒を人工芝インフィル６０２として提供する。
図９は、例えば、図６で示された人工芝６００を製造する方法を図示するフローチャートを示す。まず、工程９００において、人工芝カーペット５００を取り付ける。人工芝カーペットは、複数の人工芝繊維房５０４を含む。次に、工程９０２において、人工芝６００を、人工芝インフィル６０２の層を複数の人工芝繊維房５０４間に広げることにより提供する。人工芝ンフィルは、顆粒を含む。顆粒は、少なくとも２つの外側被覆２００、３００、４００を含む。少なくとも２つの外側被覆２００、３００、４００はそれぞれ、少なくとも１種類の顔料及び結合剤を含む。各被覆における顔料は同一又は異なることができる。結合剤は、少なくとも１種類のポリウレタンポリマーを含む。
図１０は、例えば、図１〜４に図示された人工芝インフィル６０２を製造し、粒又は顆粒１００を被覆するのに使用できるいくつかの装置を図示する。図１０は、混合バット１０００を示す。混合バットは、数多くの混合パドル１００４に連結している回転シャフト１００２を有する。混合バット１０００には、顆粒１００６が充填されている。次いで、エラストマー顆粒を、図７又は８に図示された方法に従うことにより、人工芝インフィルに製造できる。初期被覆２００、後続被覆３００又は更なる被覆４００それぞれを形成するのに水を触媒と共に加えるため、顆粒１００６を各被覆の被覆間で乾燥させる必要がない。顆粒１００６を混合バット１０００に加えることができ、次いで、異なる時点で、異なる材料を、回転シャフト１００２を回しながら加えることができる。
図１０に示された装置は、人工芝インフィルをバッチとして製造するのに使用できる。人工芝インフィルを、フロー反応器を使用する連続プロセスとして製造することも可能である。
図１１は、フロー反応器１１００の例を図示する。図１１に示された例は例示であり、縮尺に合わせて描かれていない。フロー反応器１１００は、スクリューコンベア１１０４に連結している回転シャフト１１０２を含む。スクリューコンベア１１０４は、アルキメデススクリューに類似し、水平に搭載されている。フロー反応器１１００を、顆粒１００６が充填されているように示すことができる。顆粒１００６は、例えば、図１〜４に示された粒又は粒子１００を含む。回転シャフト１１０２が回ると、粒子１００６は、フロー反応器１１００を通って移動する。また、顆粒１００６が混合される。入口において、顆粒１００６を加えるためのインレット１１０８が存在する。シャフト１１０２を回転させると、この添加を連続的に行うことができる。これにより、顆粒が少なくとも１つの顔料及び流体結合剤用の第１のインレットに移動する。シャフト１１０２を回転させると、この第１のインレット１１００において、少なくとも１つの顔料及び流体結合剤を顆粒１００６に加え、顆粒と混合させる。それらが十分に混合されると、顆粒１００６と少なくとも１つの顔料及び流体結合剤とが初期組成物１１２０を形成する。次いで、この初期組成物１１２０が水及び触媒用の第１のインレット１１１２の下に運ばれる。水及び触媒をこのインレット１１１２において連続的又は断続的に加えることができる。
初期組成物１１２０がフロー反応器１１００に沿って更に運ばれると、流体結合剤及び少なくとも１つの顔料は、例えば、図２に示された初期被覆２００に硬化する。初期被覆２００が形成された後に、初期組成物１１２０は、少なくとも１つの顔料及び流体結合剤用の第２のインレットの下に運ばれる。この時点で、より多くの顔料及び流体結合剤を加え、初期組成物１１２０は、後続組成物１１２２になる。初期組成物及び後続組成物に使用される顔料は同一であることができ、又は、それらは異なることができる。
後続組成物１１２２が混合され、水及び触媒用の第２のインレット１１１６の下に運ばれる。次いで、水及び触媒が後続組成物１１２２と混合され、経時的に、フロー反応器１１００の端部に更に運ばれる。後続組成物１１２２がフロー反応器１１００の端部に到達するまでに、後続被覆３００が、例えば、図３に示された顆粒１００６の粒又は粒子上に形成される。次いで最後に、顆粒１００６が、アウトレット１１１７において、フロー反応器１１００から出る。次いで、この時点での顆粒１００６は、人工芝インフィル６０２である。次いで、人工芝インフィル６０２は、任意の乾燥機１１１８に入るように示されている。
フロー反応器を伸ばすことができることも、図１１から明らかである。例えば、第３もしくは第４又はそれ以上の被覆を配置するのが望ましい場合、フロー反応器１１００におけるインレット数を単純に増やすことができる。これは、異なる回転速度での顆粒の移動、又は、場合によってはフロー反応器１１００を長くすることさえも含むことができる。
参照符号の列記
１００ 粒又は顆粒
２００ 初期被覆
２０２ ギャップ
３００ 後続被覆
４００ 更なる被覆
５００ 人工芝カーペット
５０２ 裏打ち
５０４ 人工芝繊維房
５０６ 列間隔
５０８ パイル高さ
５１０ 地面又は床
６００ 人工芝
６０２ 人工芝インフィル
７００ 顆粒を含む初期組成物を提供すること
７０２ 初期組成物を混合すること
７０４ 初期組成物の混合中に水及び触媒を初期組成物に加えて、流体結合剤及び少なくとも１つの第１の種類の顔料を顆粒の初期被覆に硬化させること
７０６ 初期被覆を有する顆粒を含む後続組成物を提供すること
７０８ 後続組成物を混合すること
７１０ 後続組成物の混合中に、水及び触媒を後続組成物に加えて、流体結合剤及び少なくとも１つの第２の種類の顔料を顆粒の後続被覆に硬化させること
７１２ 人工芝インフィルとしての後続被覆を有する顆粒を提供すること
８００ 少なくとも１つの添加剤及び流体結合剤を顆粒に加えることによって後続組成物を提供すること
８０２ 後続組成物を混合すること
８０４ 後続組成物の混合中に、水及び触媒を後続組成物に加えて、流体結合剤及び少なくとも１つの添加剤を更なる被覆に硬化させること
９００ 複数の人工芝繊維房を有する人工芝カーペットを取付けること
９０２ 複数の人工芝繊維房間に人工芝インフィルの層を広げることによって人工芝を提供すること
１０００ 混合バット
１００２ 回転シャフト
１００４ 混合パドル
１００６ 顆粒
１１００ フロー反応器
１１０２ 回転シャフト
１１０４ スクリューコンベア
１１０８ 顆粒用インレット
１１１０ 少なくとも１つの顔料及び流体結合剤用の第１のインレット
１１１２ 水及び触媒用の第１のインレット
１１１４ 少なくとも１つの顔料及び流体結合剤用の第２のインレット
１１１６ 水及び触媒用の第１のインレット
１１１７ アウトレット
１１１８ 乾燥機
１１２０ 初期組成物
１１２２ 後続組成物

Claims (31)

  1. 人工芝インフィル（６０２）を製造する方法であって、
    顆粒（１００６）、少なくとも１つの第１の種類の顔料及び流体結合剤を含む初期組成物（１１２０）を提供すること（７００）であって、流体結合剤は、少なくとも１種類のポリマー成分を含む、提供すること（７００）と；
    初期組成物を混合すること（７０２）と；
    初期組成物の混合中に、水及び触媒を初期組成物に加えて（７０４）、流体結合剤及び少なくとも１種類の顔料を顆粒の初期被覆（２００）に硬化させることと；
    初期被覆を有する顆粒、少なくとも１つの第２の種類の顔料及び流体結合剤を含む後続組成物（１１２２）を提供すること（７０６）と；
    後続組成物を混合すること（７０８）と；
    後続組成物の混合中に、水及び触媒を後続組成物に加えて（７１０）、流体結合剤及び少なくとも１種類の顔料を顆粒の後続被覆（３００）に硬化させることと；
    後続被覆を有する顆粒を人工芝インフィルとして提供すること（７１２）と
    を含む、方法。
  2. 初期被覆が、ギャップ（２０２）を含み、ここで、後続被覆が、ギャップを含む、請求項１記載の方法。
  3. 初期被覆及び後続被覆を有する顆粒が、下記シーケンス：
    後続組成物を、少なくとも１つの添加剤及び流体結合剤を顆粒に加えることにより提供すること（８００）と；
    後続組成物を混合すること（８０２）と、
    後続組成物の混合中に、水及び触媒を後続組成物に加えて（８０４）、流体結合剤及び少なくとも１つの添加剤を更なる被覆（４００）に硬化させることであって、更なる被覆を有する顆粒が、人工芝インフィルとして提供される、硬化させることと
    を行うことにより、少なくとも１回再被覆される、請求項１又は２記載の方法。
  4. 少なくとも１つの添加剤が、下記：少なくとも１つの第１の種類の顔料、少なくとも１つの第２の種類の顔料、難燃剤、アルミニウム三水和物、水酸化マグネシウム、膨張性成分、ポリリン酸アンモニウム、剥離グラファイト、メチルセルロース、ゼオライト、抗菌剤、銀、キトサン、ＩＲ反射性顔料、ヒンダードアミン光安定剤、不凍添加剤、凍結防止添加剤、塩化ナトリウム、塩化カリウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム及びそれらの組み合わせのいずれか１つを更に含む、請求項３記載の方法。
  5. 顆粒が、エラストマー顆粒を含む、請求項１〜４のいずれか一項記載の方法。
  6. 顆粒が、下記：ゴム、エラストマーポリマー、メタロセンブタジエンゴム、ニトリルゴム顆粒、天然ゴム顆粒、スチレン−ブタジエンゴム顆粒、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム顆粒、黒色クラムゴム顆粒、アクリロニトリルブタジエンゴム、熱可塑性ポリマー、スチレンエチレンブチレンスチレン、スチレンブロックコポリマー、弾性発泡体、弾性ポリウレタン発泡体及びそれらの組み合わせのいずれか１つを含む、請求項１〜５のいずれか一項記載の方法。
  7. 顆粒が、圧縮弾性顆粒を含む、請求項１〜４のいずれか一項記載の方法。
  8. 顆粒が、下記：天然ラテックス、コルク、リノリウム、１種類以上の凝固植物油及び木粉から形成された複合材、メチルセルロースのヒドロゲル並びにそれらの組み合わせのいずれか１つである、請求項１、２、３、４又は７のいずれか一項記載の方法。
  9. 顆粒が、０．１mm〜３．０mmの平均直径を有し、顆粒が、５．０mm未満の最大直径を有する、請求項１〜８のいずれか一項記載の方法。
  10. 少なくとも１つの第１の種類の顔料及び／又は少なくとも１つの第２の種類の顔料が、下記：無機顔料、有機顔料、酸化鉄、タログリーン（thalo green）、酸化クロム（ＩＩＩ）、銅フタロシアニン顔料、ニッケルアゾ顔料、酸化チタン及びそれらの組み合わせのいずれか１つを含む、請求項１〜９のいずれか一項記載の方法。
  11. ポリマー成分が、下記：少なくとも１種類のモノマー、少なくとも１種類の部分重合ポリマー及びそれらの組み合わせのいずれか１つを含む、請求項１〜１０のいずれか一項記載の方法。
  12. ポリマー成分が、水及び触媒により、少なくとも１種類のポリウレタンに硬化される、請求項１〜１１のいずれか一項記載の方法。
  13. 流体結合剤が、液状ポリウレタン成分を含む、請求項１〜１２のいずれか一項記載の方法。
  14. 液状ポリウレタン成分が、プレポリマー、イソシアナートポリマー、イソシアナートオリゴマー、モノマー及びそれらの混合物を含むことができる、ＮＣＯ末端ポリマーを含む、請求項１３記載の方法。
  15. 液状ポリウレタン成分が、トルエンジイソシアナート及び／又はメチレン−２，２−ジイソシアナートの群の芳香族ジイソシアナートを含む、請求項１３又は１４記載の方法。
  16. 液状ポリウレタン成分が、ヘキサンメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート及び／又は１，４−シクロへキシルジイソシアナートの群の脂肪族ジイソシアナートを含む、請求項１３、１４又は１５記載の方法。
  17. 液状ポリウレタン成分が、メチレンジフェニル−イソシアナート異性体混合物を含む、請求項１３〜１６のいずれか一項記載の方法。
  18. 液状ポリウレタン成分が、ヒドロキシル成分を含み、ここで、ヒドロキシル成分が、ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールの群から選択される、請求項１３〜１７のいずれか一項記載の方法。
  19. ヒドロキシル成分が、５００〜１００００の分子量を有するポリエーテルポリオールに基づき、好ましくは、分子量が、１５００〜６０００であり、より好ましくは、分子量が、２０００〜４０００である、請求項１８記載の方法。
  20. 触媒が、下記群：二級アミン触媒、三級アミン触媒及び金属有機物触媒のいずれか１つに属する、請求項１〜１９のいずれか一項記載の方法。
  21. 顆粒を人工芝インフィルとして提供する前に、後続組成物を乾燥させることを更に含む、請求項１〜２０のいずれか一項記載の方法。
  22. 少なくとも部分的にフロー反応器（１１００）において行われる、請求項１〜２１のいずれか一項記載の方法。
  23. 少なくとも部分的にバッチプロセス（１０００）として行われ、ここで、初期被覆が、初期バッチ中に顆粒上に形成され、ここで、後続被覆が、後続バッチ中に顆粒上に形成される、請求項１〜１０のいずれか一項記載の方法。
  24. 下記：
    少なくとも１つの第１の種類の顔料が、少なくとも１つの第２の種類の顔料と同一である、及び
    少なくとも１つの第１の種類の顔料が、少なくとも１つの第２の種類の顔料とは色が異なる、
    のいずれか一方である、請求項１〜２３のいずれか一項記載の方法。
  25. 初期被覆及び後続被覆がそれぞれ、下記：０．１mm、０．０７５mm、０．０５mm及び０．０１mmのいずれか１つ未満の厚みを有する、請求項１〜２４のいずれか一項記載の方法。
  26. 人工芝（６００）を製造する方法であって、
    人工芝カーペット（５００）を取り付けること（９００）であって、人工芝カーペットは、複数の人工芝繊維房（５０４）を含む、取付けること（９００）と；
    人工芝インフィル（６０２）の層を複数の人工芝繊維房間に広げることにより、人工芝を提供すること（９０２）であって、人工芝インフィルは、顆粒を含み、ここで、顆粒は、少なくとも２つの外側被覆（２００、３００、４００）を含み、ここで、少なくとも２つの外側被覆の一方は、少なくとも１つの第１の種類の顔料及び結合剤を含み、ここで、少なくとも２つの外側被覆の他方は、少なくとも１つの第２の種類の顔料及び結合剤を含み、ここで、結合剤は、少なくとも１種類のポリウレタンポリマーを含む、提供すること（９０２）と；
    を更に含む、方法。
  27. 少なくとも２つの外側被覆がそれぞれ、ギャップ（２０２）を含む、請求項２６記載の方法。
  28. 人工芝インフィルは、顆粒を含み、ここで、顆粒は、少なくとも２つの外側被覆（２００、３００、４００）を含み、ここで、少なくとも２つの外側被覆の一方は、少なくとも１つの第１の種類の顔料及び結合剤を含み、ここで、少なくとも２つの外側被覆の他方は、少なくとも１つの第２の種類の顔料及び結合剤を含み、ここで、結合剤は、少なくとも１種類のポリウレタンポリマーを含む、人工芝インフィル（６０２）。
  29. 少なくとも２つの外側被覆がそれぞれ、ギャップ（２０２）を含む、請求項２８記載の人工芝インフィル。
  30. 人工芝カーペット（５００）であって、人工芝カーペットは、複数の人工芝繊維房（５０４）を含む、人工芝カーペット（５００）と；
    複数の人工芝繊維房間に広げられた人工芝インフィル（６０２）であって、人工芝インフィルは、顆粒（６０２）を含み、ここで、顆粒は、少なくとも２つの外側被覆（２００、３００、４００）を含み、ここで、少なくとも２つの外側被覆の一方は、少なくとも１つの第１の種類の顔料及び結合剤を含み、ここで、少なくとも２つの外側被覆の他方は、少なくとも１つの第２の種類の顔料及び結合剤を含み、ここで、結合剤は、少なくとも１種類のポリウレタンポリマーを含む、人工芝インフィル（６０２）と；
    を含む、人工芝（６００）。
  31. 少なくとも２つの外側被覆がそれぞれ、ギャップ（２０２）を含む、請求項３０記載の人工芝インフィル。
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