JP2581277B2 - 人工芝生用砂およびその製造方法およびそれを用いてなる人工芝生構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、クッション性、圧縮耐久性ならびに柔軟性
に優れたグランドを提供する人工芝生用砂およびその製
造方法およびそれからなる人工芝生構造体に関する。

［従来技術］ 従来から、人工芝生の芝目内に砂を散布してスポーツ
用グランドに使用することは知られている。

また、弾性樹脂粒子や弾性樹脂を均一に被覆させてな
る砂などを人工芝生の芝目内に散布することも知られて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、かかる弾性樹脂均一被覆砂を散布した人工芝
生グランドは、充填が細密化し、空隙率が低く、結局、
クッション性が乏しく、表面の硬化現象も早く、グラン
ド表面の弾性保持期間が短く十分でないという欠点があ
った。

本発明は、かかる従来砂入り人工芝生の欠点に鑑み、
クッション性に優れたグランドであって、グランドの表
面硬化が起きにくい柔軟なグランドを提供し得る人工芝
生用砂を提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を次のような構成により達成し
たものである。

すなわち、本発明の人工芝生用砂は、砂表面に、ブロ
ッキング防止剤を含有する樹脂が、該砂に対して0.5〜
５重量％の範囲で付着していることを特徴とするもので
あり、また、かかる人工芝生用砂の製造方法は、100〜1
50℃の温度で乾燥、昇温した砂をミキサー中で撹拌させ
ながら、該砂にブロッキング防止剤の存在下で樹脂水性
エマルジョンに付与することを特徴とするものである。

本発明の人工芝生構造体は、芝目内に砂が充填されて
なる人工芝生構造体において、該砂が表面に、ブロッキ
ング防止剤を含有する樹脂が付着されたものであること
を特徴とするものである ［作用］ 従来、砂表面に樹脂被膜を均一に被覆させたものを人
工芝生の芝目内に充填する技術は存在するが、かかる技
術を採用しても、クッション性が今一歩物足らないもの
しか得られなかった。

本発明は、かかる従来技術の問題について鋭意検討し
た結果、ブロッキング防止剤を含有する特定な樹脂組成
で被覆を形成すると、全面に均一に被覆する形態ではな
く、第１図のような塊状（突起状）の形態の被膜のもの
が形成される。かかる樹脂付着形態が重要な作用を有す
ることを究明したものである。

すなわち、砂表面に塊状（突起状）の樹脂被膜が固着
されていると、極めて高いクッション性を与える事実を
究明して、本発明を完成したものである。

本発明を図面により説明する。

第１図は、本発明の人工芝生用砂の粒子構造の一例を
示す拡大写真図である。第２図は第１図の模式図であ
る。

第２図において、１は砂本体であり、２は該砂表面に
塊状（突起状、好ましくは部分的）に付着した樹脂であ
る。

第３図は、ブロッキング防止剤を含有しない本発明の
範囲外の樹脂被膜によって均一に被覆された砂（比較例
１）の粒子構造を示す拡大写真図である。

第１〜２図と第３図を比較すると、樹脂の付着の仕方
が明確に相違することがわかる。すなわち、本発明の砂
は、樹脂２が、砂１表面に突起状または塊状に付着して
いる。

本発明の砂において、該樹脂の付着厚さは、付着方向
の粒径に対して、好ましくは約３％以上、さらに好まし
くは４〜15％であるものが、クッション性と耐久性のバ
ランスがよい。

かかる樹脂は、柔軟性、可撓性に優れた樹脂、さらに
好ましくはゴム弾性を有する樹脂がクッション性に優れ
ている。

かかる樹脂としては、たとえばSBR系、NBR系、CR系、
クロロプレン系などの合成ゴムや天然ゴム、アクリル系
樹脂、ポリエチレン−酢酸ビニル系共重合樹脂、ポリエ
チレン−酢酸ビニル−塩化ビニル系共重合樹脂、酢酸ビ
ニル−塩化ビニル系共重合樹脂、ビニルデン−アクリル
系共重合樹脂、ウレタン系樹脂などを使用することがで
きるが、これらに限定されるものではない。

本発明においては、かかる樹脂はそのまま使用しても
よいが、さらに架橋や加硫する組成または自己架橋型に
変性された樹脂を使用するのが、クッション性ならびに
耐久性に優れた砂を与えるので好ましい。

上述の架橋剤、加硫剤としては、各々の樹脂によって
使用する薬剤は異なるが、硫黄、亜鉛華、酸化マグネシ
ウム、有機パーオキサイド、イソシアネート系化合物、
メラミン系化合物、エポキシ系化合物など一般に使用さ
れているものが使用される。また、かかる組成に、さら
に老化防止剤のように通常ゴムに配合される薬剤が配合
されていてもよい。

また、自己架橋型樹脂としては、たとえば上述の各種
樹脂にカルボキシル基やメチロール基などの官能基を導
入して変性したものが使用できる。たとえば、SBRにカ
ルボキシル基を導入した変性樹脂やメチロールメラミン
などを使用することができる。

本発明では、かかる樹脂を水性分散液（エマルジョ
ン）の形で使用する。この樹脂水性エマルジョンは砂の
表面で塊状形態の被膜形成に適している。これに対し、
従来のような樹脂溶液では均一被膜を形成して、本発明
の効果を達成することができない。

また、かかる樹脂水性エマルジョンに、さらに充填剤
を配合することができ、これによりさらに強い被膜を形
成することができる。かかる充填剤としては、たとえば
炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、カーボン、クレ
ーなどを使用することができる。

また、該砂を着色する場合は、通常の顔料、染料を使
用して、該樹脂被膜を着色することができる。

本発明の上述樹脂水性エマルジョンは、粘着性および
被膜形成性を制御するために樹脂にブロッキング防止剤
を含有させる。かかるブロッキング防止剤は、好ましく
は0.01〜５重量％、さらに好ましくは１〜３重量％の範
囲で樹脂に含有させる。かかるブロッキング防止剤に加
えて、ワックスのような易滑性物質を含有させるのが好
ましい。かかる易滑性物質は、該ブロッキング防止剤と
相乗的に作用して樹脂の塊状形態の被膜形状にさらに寄
与するものであり、両者とも付着樹脂中に残存するもの
である。

かかる樹脂（ブロッキング防止剤を含む）の付着量と
しては、砂の重量に対して0.5〜５重量％、好ましくは
１〜３重量％の範囲が上述の樹脂の付着厚さを満足する
上から好ましい。

砂の粒子径は、別に制約はないが、グランド用として
は、0.15〜1.7mm（100〜10メッシュ）の大きさのものが
好ましい使用される。

次に、本発明の人工芝生用砂の製造方法の一例につい
て説明する。

まず、300〜500℃に加熱した熱風で、砂を撹拌しなが
ら110〜140℃に昇温して乾燥ならびに予熱する。

昇温された砂は、次にミキサーに移され、撹拌されな
がら上述の樹脂の水性エマルジョンと混合され、さらに
ブロッキング防止剤が添加混合される。

このときのミキサーとしては、好ましくは100〜400rp
m、さらに好ましくは100〜200rpmのものを使用するの
が、該樹脂被膜を部分的に付着させるのによい。回転が
速すぎると樹脂被膜が破れ易く、さらには砂が粉砕され
たりするし、回転が遅すぎると、砂がくっつき易くな
り、いずれにしても塊状に付着させるという特定な作用
効果を達成させることができない。

樹脂水性エマルジョンは、樹脂固形分量で、砂の重量
に対して好ましくは0.5〜５％、さらに好ましくは１〜
３％の範囲で付与する。

また、ブロッキング防止剤は、砂に対して好ましくは
0.01〜５重量％、さらに好ましくは0.02〜0.1重量％の
範囲で混合される。

かかるブロッキング防止剤としては、たとえば高級脂
肪酸およびその塩、たとえばステアリン酸およびステア
リン酸のカルシウム塩、鉛塩、亜鉛塩など、ポリエチレ
ンワックスやパラフィンなどのワックス類、脂肪酸と多
価アルコールのエステルまたはその部分エステル、脂肪
酸アミド、脂肪酸ケトンなどを使用することができる。
これらの中でも高級脂肪酸およびその塩が効果的に優れ
ている。

かかるブロッキング防止剤は、予め樹脂中に配合され
ていたワックスと相乗的に作用して、砂表面に付着して
いる樹脂を偏らせるものである。

上述ミキサーは、必要ならば加熱することができる。
この加熱は架橋または加硫に必要な温度であればよく、
場合によっては室温でもよいこともあるが、好ましくは
80℃以上の温度が付与される。かかる特定なミキサーを
用いたことによって、樹脂が水性エマルジョンであり、
好ましくは架橋型であること、撹拌されていること、ワ
ックスやブロッキング防止剤が存在することなどの相乗
効果により、好都合に砂表面に塊状に樹脂を付着させ得
たものである。

本発明の人工芝生構造体は、かかる人工芝生用砂を人
工芝生の芝目内に充填したものである。

かかる砂の充填量は別に制約はないが、好ましくは全
砂充填量の少なくとも30重量％、さらに好ましくは50重
量％以上含有させるのが、該砂の機能を活用する上で好
ましい。かかる砂は、他の砂と混合して使用することは
勿論、層状に充填させて使用することができる。

かかる人工芝生構造体からなるグランドは、該樹脂が
部分的に付着していることと不定形であることから、空
隙率が高く、クッション性ならびに柔軟性に優れた特徴
を発揮するものである。

［実施例］ 以下実施例により、本発明を説明する。

実施例１、２、比較例１、２ アスファルトで下地基盤を造り、その上にポリプロピ
レン製平織物を基布とする、パイル長19mmのナイロンフ
ィルムスプリットヤーンを植毛した人工芝生を敷設し
た。

この人工芝生の芝目内に、次の砂を約16mmの厚さに散
布して、グランドを形成した。

まず、砂（粒径0.3〜1.2mm）10kgを乾燥機で130℃に
まで昇温した後、130rpmで定速回転するミキサー内にう
つし、自己架橋型変性SBRの46％水性エマルジョン（固
形分重量で0.2kg）を撹拌中の砂に添加混合し、水蒸気
が出なくなってから、さらにステアリン酸カルシウムを
5g添加混合した。

得られた砂の樹脂塗布量は２重量％であり、第１図に
示したように表面に塊状の樹脂が付着したもので、該樹
脂の付着厚さは約９％であった。

実施例２として、実施例１のSBRに変えて、官能基を
有さない通常のSBR46％水性エマルジョンを使用して実
施例１と同様にして樹脂付着砂を製造した。この砂も実
施例１と同様に樹脂が塊状に付着した砂であった。

比較例１として、SBRをトルエンに溶解した46％樹脂
溶液を用いて、ブロッキング防止剤を使用しないで、後
は実施例１と同様に樹脂固着砂を形成した。この砂は、
第３図に示すように粒子画像が白っぽく、均一に樹脂被
膜で被覆されていた。

比較例２として、通常の砂を用意した。

第１表に、これらの各種砂を使用したグランドの３カ
月実用後の結果を示す。

第１表から明らかなように、実施例１のものは３か月
後においてもクッション性も柔軟性も抜群に優れていた
が、実施例２のものは架橋型の樹脂でないだけに充填当
初の機能は実施例１と同レベルであったが、３カ月後で
は表に示すようにSBRが脱落して細く粉砕されてグラン
ドの柔軟性が低下してきた。

これらの実施例に対して比較例１および２のものは格
段に劣る結果を示した。

表中 クッション性:JIS Z−0235の「包装用緩衝材料の動的圧
縮試験法」に準じて最大加速度（Ｇ）を測定して評価し
た。

すなわち、加速度計を内蔵する、重さ3kgの正方形（2
0×20cm）の鋼製荷重をマグネットで保持し、30cm下の
試料砂を載置する支持台に自然落下させて、該荷重が受
ける衝撃を最大加速度に換算して評価した。試料砂は、
鋼製箱内に厚さ15mm一定に敷き詰めたものを使用した。

柔軟性:JIS A−1216の「土の一軸圧縮試験法」に基づい
て圧縮応力が測定して評価した（単位:kg/cm²）。

［発明の効果］ 本発明は、クッション性ならびに柔軟性に優れたグラ
ンドを提供するための砂であって、適当な滑りとクッシ
ョン性により、足や腰を痛めない優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の人工芝生用砂の粒子構造の一例を示
す拡大写真図である。第２図は第１図の模式図である。 第３図は、比較例１で得られた均一樹脂被膜を有する砂
の粒子構造を示す拡大写真図である。 1:砂本体 2:樹脂

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】砂表面に、ブロッキング防止剤を含有する
   樹脂が、該砂に対して0.5〜５重量％の範囲で付着して
   いることを特徴とする人工芝生用砂。
2. 【請求項２】ブロッキング防止剤が、高級脂肪酸および
   その塩である請求項（１）記載の人工芝生用砂。
3. 【請求項３】100〜150℃の温度で乾燥、昇温した砂をミ
   キサー中で撹拌させながら、該砂にブロッキング防止剤
   の存在下で樹脂水性エマルジョンを付与することを特徴
   とする人工芝生用砂の製造方法。
4. 【請求項４】樹脂水性エマルジョンが、架橋剤を含有す
   るかまたは樹脂が自己架橋型樹脂である請求項（３）記
   載の人工芝生用砂の製造方法。
5. 【請求項５】樹脂水性エマルジョンの付与量が、砂に対
   して樹脂固形分で0.5〜５重量％の範囲である請求項
   （３）記載の人工芝生用砂の製造方法。
6. 【請求項６】ブロッキング防止剤の付与量が、砂に対し
   て0.01〜５重量％の範囲である請求項（３）記載の人工
   芝生用砂の製造方法。
7. 【請求項７】芝目内に砂が充填されてなる人工芝生構造
   体において、該砂が表面に、ブロッキング防止剤を含有
   する樹脂が付着されたものであることを特徴とする人工
   芝生構造体。