JP3876060B2

JP3876060B2 - 人工芝生およびその製造方法

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Publication number: JP3876060B2
Application number: JP27209897A
Authority: JP
Inventors: 善久水本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2017-09-18
Also published as: JPH10152809A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工芝生およびその製造方法に係り、さらに詳しく言えば、良好な接地感および排水性を長期間維持できる人工芝生およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばテニスコート，ゲートボールコート，サッカーグラウンドなどを施工するにあたっては、導入コスト，維持コストが安価である人工芝生が多用されている。ここで、人工芝生とは、面状の基布にパイル（人工芝葉片）が多数植設されたものを指し、用途に応じてパイル間にデッキブラシや回転ブラシを用いて目砂などの粒状充填材が充填される。
【０００３】
ところで、従来より、天然芝生に近似した良好な接地感が得られる人工芝生が各種提案されていて、例えば繊維基材にシート状弾性材を接合することにより基布を形成し、この基布におけるシート状弾性材側にパイルをタフトした人工芝生が提案されている（特開平８−１０９６１０号公報参照：従来例）。この従来例によれば、シート状弾性材により天然芝生により近似した適度な接地感が長期間維持できるとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来例において、シート状弾性材は、圧縮回復性のある緩衝材として作用するために、比較的低密度な多孔質である必要性が謳われていて、例えばポリプロピレン，ポリエチレン，エチレン，エチレンー酢酸ビニール共重合体，ポリスチレン，ポリ塩化ビニールあるいは各種エラストマーなどの合成樹脂発泡体や天然ゴム，スチレンブタジエンゴム，クロロプレンゴムなどのゴム質体やゴム発泡体，低繊維フィラメントからなるウェブをボンディングした嵩高不織布などが例示されている。
【０００５】
しかしながら、このようなシート状弾性材は、独立気泡すなわち内部に多数形成された気泡が個々に独立しているため透水性に乏しい。このため、前述した人工芝生は、良好な排水性が得られず、散水時，降雨時などに芝面に水溜まりが生じる、いわゆる水はけが悪いという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような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、良好な接地感を有しながらも排水性を長期間維持できる人工芝生およびその人工芝生の好適な製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、基布と、連続気泡により厚み方向に透水性を有するシート状弾性材とをそれらの間に接合手段を介在させることなく単に重ね合わせてタフト部に送り込み、上記タフト部において葉片としてのパイルを上記基布側から上記シート状弾性材を貫通するようにタフトして、上記基布とシート状弾性材とを一体化することを特徴としている。
【０００８】
この製造方法によれば、パイルのタフト工程において基布とシート状弾性材とが一体化されるため、あらかじめ基布とシート状弾性材とを接着剤などで接合させる必要がなく、工程の合理化が図れる。
【０００９】
なお、この製造方法において、透水性のシート状弾性材に代えて非透水性のシート状弾性材が用いられる場合には、パイルのタフト後に、例えば加熱した金属棒にて上記非透水性のシート状弾性材に透水孔を穿設すればよい。
【００１０】
このように本発明によれば、弾性層が厚み方向に透水性を有しているため、従来の人工芝生のように、良好な接地感を長期間維持できる代わりに水はけが悪いという問題を解消できることになり、これにより上記目的が達成される。
【００１１】
なお、基布としては、従来の人工芝生に用いられている基布が採用でき、前述したパイルを固定するために裏面にバッキング材として接着剤が塗布されている場合には、そのバッキング材に所定間隔で貫通孔を形成しておけばよい。
【００１２】
また、パイル（人工芝葉片）としては、合成樹脂あるいは天然繊維をストレート形状あるいはカール形状などに形成しておけばよく、モノフィラメントタイプおよびマルチフィラメントタイプの選択やスプリット加工，捲縮加工および着色加工などの有無も任意である。
【００１３】
そして、シート状弾性材としては、例えばＮＲ（天然ゴム），ＳＢＲ（スチレンーブタジエン共重合ゴム），ＣＲ（クロロプレンゴム），ウレタンなどの各種ゴムや、ポリエチレン，ポリ塩化ビニール，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，ポリエチレンの各種合成樹脂などが採用でき、これらを単体あるいは重合体として発泡させ、その内部に多数形成される気泡同士を連続的に連通させればよい。
【００１４】
この連続気泡を有するシート状弾性材よりなる弾性層によれば、弾性層の厚み方向に透水性を有するだけではなく、その連続気泡内に散水や降雨による水が保持（保水）されるため、競技関係者などの踏み圧によりその水が芝面に滲み出すことになり、例えば競技者が芝面をスライディングしても、競技者の皮膚に合成樹脂製のパイルによる火傷が生じ難いことになる。
【００１５】
さらに、上記パイル間の上記弾性層上に粒状充填材を充填し、いわゆる砂入り人工芝生としてもよい。その充填材としては、例えば目砂，ゴムチップ，コルクなどの単体あるいは混合体が採用でき、その形状，平均粒径，配合比率，充填量などを適宜選択して所望の充填層を設ければよい。
【００１６】
これによれば、より一層の良好な接地感が得られることになる。特に、競技用スパイクによる充填層の突き固めが弾性層の弾性により抑制され、施工時に得られた良好な接地感を長期間維持できることになる。
【００１７】
また、上記シート状の弾性材をあらかじめ基布に対して積層しておき、次いで、パイルを基布に対して弾性材を貫通するようにタフトするようにしたことにより、芝面全域にわたって良好、かつ、均一な接地感が得られることになる。
【００１８】
また、非透水性のシート状弾性材に人工的に透水孔を穿設する場合、その透水孔の大きさを面積で言えば、１個当たり０．１５〜１５０ｍｍ^２の範囲とされる。好ましくは、直径が０．５〜１０ｍｍのほぼ円形孔であるとよい。直径が０．５ｍｍ未満の場合には排水効果が期待できず、反対に直径が１０ｍｍを超えると弾性材の抜け部分が大きくなり、部分的に接地感が異なってしまうおそれがあるので好ましくない。
【００１９】
なお、透水孔のより好ましい大きさは直径で１〜５ｍｍの範囲であり、これによれば排水性が良好であるとともに、タフトされたパイルの先端に不揃いなどが生ぜず、整然とした芝面が得られる。
【００２０】
また、単位面積当たりで見ると、透水孔の個数は２〜２００個／ｍ^２で、かつ、透水孔の合計面積は３０〜３００００ｍｍ^２／ｍ^２であることが好ましく、より最適を望むならば合計面積で１００〜５０００ｍｍ^２／ｍ^２の範囲がよく、これによれば芝面全体として均一な接地感が得られるとともに、パイルの植え付け具合が安定し、また、排水性も良好である。なお、この透水孔は基布にまで貫通してもよい。
【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に示すように、本実施例における人工芝生１０は、例えばコンクリート，アスファルト，転圧砕石などの基礎地面１１上に敷設されるもので、合成樹脂繊維を平織した基布１２と、この基布１２に沿って設けられた所定厚みを有する弾性層１３と、弾性層１３を貫通して基布１２に植設されたパイル１４とを含んで構成されている。
【００２３】
この場合、弾性層１３には、例えばＮＲ（天然ゴム），ＳＢＲ（スチレンーブタジエン共重合ゴム），ＣＲ（クロロプレンゴム），ウレタンなどの各種ゴムや、ポリエチレン，ポリ塩化ビニール，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，ポリエチレンなどの各種合成樹脂を単体あるいは重合体として発泡させることにより、シート状に形成された弾性材１５が採用されている。
【００２４】
図２に示すように、このシート状弾性材１５には、内部の気泡２０同士が連通する連続気泡２１が多数設けられていて、これらの連続気泡２１により、このシート状弾性材１５はその厚み方向に透水性を有している。
【００２５】
本発明において、シート状弾性材１５は、パイル１４を基布１２にタフティングする際、シート状弾性材１５および基布１２をパイル１４により重ね縫いするようにして一体的に積層固定され、その製造方法を図３に基づいて説明する。
【００２６】
すなわち、基材供給部３１、タフト部３２および巻き取り部３３を備え、基材供給部３１において、上下一対の送りローラ３１１，３１１により、基布１２とシート状弾性材１５とが、それぞれその原反ロール１２ａ，１５ａから巻き出されてタフト部３２に送り込まれる。この例では、送りローラ３１１，３１１間で基布１２がシート状弾性材１５の上側となるように両者が重ね合わされた状態で、タフト部３２に送り込まれる。
【００２７】
タフト部３２には、パイル１４を基布１２側、すなわちこの例では上側からタフトするニードル３２１と、シート状弾性材１５の下側に配置され、ニードル３２１と作用してパイル１４のループを形成するルーパー３２２とが設けられていて、このタフト部３２において、パイル１４が基布１２側からシート状弾性材１５を貫通してタフトされるとともに、基布１２とシート状弾性材１５とがパイル１４にて縫い合わせられるようにして一体化される。
【００２８】
このようにして、弾性層１３を有する基布１２と、この基布１２に対してその弾性層１３側に植設されたパイル１４とを有する人工芝生１０が製造され、その後、この人工芝生１０は所定長ごとにカッター３２３にて切断され、巻き取り部３３に送られる。
【００２９】
巻き取り部３３において、人工芝生１０は最終的に製品ローラ３３１に巻き取られるが、タフト部３２からその製品ローラ３３１に至る搬送経路には、基材供給部３１との間で、人工芝生１０の基材に所定の張力を与えるローラ群が設けられている。
【００３０】
この実施例において、このローラ群は、所定の間隔をもって配置された左右一対のガイドローラ３３３，３３３と、それらの間においてほぼＵ字状の搬送経路を形成するように配置されたテンションローラ３３２とからなり、このテンションローラ３３２により、人工芝生１０の基材に所定の張力がかけられるようになされている。このテンションローラ３３２はいわゆるダンサーローラなどであってよい。なお、上記の基材供給部３１、タフト部３２および巻き取り部３３の構成は一例を示したもので、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３１】
シート状弾性材１５が非透水性である場合には、図示しない例えば加熱した金属棒にてシート状弾性材１５に透水孔が開けられることになる。その孔開けは原反ロール１５ａから送りローラ３１１，３１１に至るまでの間、その送りローラ３１１，３１１からタフト部３２に至るまでの間、もしくはパイル１４をタフトした後のいずれかにおいて行なわれることになるが、パイル１４の植設強度やパイル先端の斉一性の点からすれば、タフト後に透水孔を穿設することが好ましく、その場合には、基布１２にも透水孔が開けられることになる。
【００３２】
また、パイル１４を固定するために基布１２の裏面（図３においては上面）にバッキング材として接着剤を塗布する場合には、バッキング材を塗布した後、そのバッキング材が完全に乾燥する前もしくは完全に乾燥した後、そのバッキング材をも貫通するように透水孔を形成すればよい。
【００３３】
この実施例において、人工芝生１０は、基礎地面１１上に敷設された後、パイル１４間に目砂などの粒状充填材１６がデッキブラシにより充填され、これにより充填層１７が形成されている。
【００３４】
なお、この粒状充填材１６としては、目砂以外に例えばプラスチック粒，ゴム粒あるいはコルク粒を単体あるいは混合して用いてもよい。本発明においては、これらのような粒状充填材１６を用いたいわゆる砂入り人工芝生を含めて人工芝生と呼ぶ。
【００３５】
本実施例の人工芝生１０によれば、基布１２に沿ってシート状弾性材１５からなる弾性層１３が設けられているため、先に例示した従来の人工芝生と同様に、良好な接地感を長期間維持できるうえに、弾性層１３が厚み方向に透水性を有しているため、従来の人工芝生に比較して、散水時あるいは降雨後に良好な水はけが得られ、水溜まりなどが生じない。
【００３６】
また、本実施例の人工芝生１０によれば、シート状の弾性材１５内に連続気泡２１を有しているため、散水あるいは降雨による水がその連続気泡２１内に保持される。したがって、図１（Ｂ）に示すように、競技者の踏圧にて弾性層１３が部分的に押し潰されることにより、水が連続気泡２１内からパイル１４間に滲み出し、これにより競技者がスライディングしたとしても、パイル１４との摩擦による火傷を負うことがない。
【００３７】
さらに、この実施例に係る人工芝生１０は、パイル１４間に粒状充填材１６が充填されているため、パイル１４間に粒状充填材１６を充填しない場合に比較して、一層良好な接地感が得られる。
【００３８】
特に、本実施例における粒状充填材１６は、競技者により踏みつけられても、その下部に存在している弾性層１３の弾性により粒状充填材１６の硬化が防げられ、適度なクッション性が保持されるという効果がある。
【００３９】
本実施例の人工芝生１０は、弾性層１３がシート状の弾性材１５により形成されているとともに、このシート状弾性材１５が基布１２に対してタフトされるパイルにより一体的に固定されているため、弾性層１３を粒状の弾性材により形成する場合に比較して、芝面全域にわたって良好、かつ、均一な接地感が得られるとともに、施工現場における作業を簡略化できる。
【００４０】
なお、本発明において、パイル１４のタフト後に基布１２の裏面にバッキング材を塗布するかどうかは任意の選択事項である。透水性およびコスト面からすればバッキング材を設けない方が好ましい。しかしながら、他方において、パイル１４の保持強度などを高める必要性からバッキング材を設ける場合には、透水性を確保するため、バッキング材に透水孔を設ければよい。
【００４１】
【実施例】
次に、弾性層の材質，基布に対する弾性層の固定方法および各種充填材の有無を選択して実際に人工芝生１０を施工し、Ｇ１−Ｇ（経時変化による着地衝撃感の変化），（Ｋ１−Ｋ）／Ｋ（散水，降雨による接地感の変化），外観性，排水性，イレギュラ性，スライディング性および加工性を測定，調査し、これらに基づいて総合評価したので、表１に基づいて説明する。
【００４２】
【表１】

【００４３】
なお、各実施例および各比較例におけるパイル１４は、４５０デニールのナイロン製モノフィラメント糸１６本を一束とし、５／１６Ｇｅ（５／１６インチ），５．０Ｓｔ（５本／インチ）の条件で基布１２にタフトした。
【００４４】
また、Ｇ１−Ｇ（経時変化による着地衝撃感の変化），（Ｋ１−Ｋ）／Ｋ（散水，降雨による接地感の変化）は、人工芝生１０の施工にあたって、パイル間に充填材１６をブラシにより充填した後に芝面のばね定数Ｋと最大衝撃加速度Ｇとを測定しておき、次に所定の締め固め機により芝面を１００００回圧縮した後に測定した最大衝撃加速度Ｇ１と、６時間雨天にさらした後に測定したばね定数Ｋ１とに基づいて算出し、算出値が小さいものほど良好であるとした。ここで、最大衝撃加速度は、ＪＩＳ−Ａ６５１９の試験方法に基づいて測定している。
【００４５】
外観性は、競技者などの試験者が観察し、５…天然芝生の外観性に近似していることを基準とする５段階に評価した。排水性は、芝面を６時間雨天にさらした後に試験者が観察し、５…極めて良好，１…不良とする５段階に評価した。イレギュラ性は、ばね定数Ｋの測定時にボールを所定高さから芝面に規定回数落下させ、イレギュラーの発生回数に基づいて５…全く発生しない，１…頻発するの５段階に評価した。
【００４６】
スライディング性は、競技者が実際に芝面をスライディングし、５…良好，１…不良とする５段階に評価した。そして、加工性の評価は、人工芝生の施工する複数の作業者が５…良好，１…不良とする５段階に評価した結果の平均値を示した。
【００４７】
（実施例１；参考例）
連続気泡２１が形成された発泡ゴムチップを基布１２に接着して弾性層１３を設けた結果、Ｇ１−Ｇが１，（Ｋ１−Ｋ）／Ｋが０．１，外観性・排水性が５，イレギュラ性・スライディング性・加工性が３であり、総合評価が○評価となった。
【００４８】
（実施例２；参考例）
連続気泡２１が形成された発泡塩化ビニールチップを基布１２に接着して弾性層１３を設けた結果、Ｇ１−Ｇが１，（Ｋ１−Ｋ）／Ｋが０．１，外観性・排水性が５，イレギュラ性・スライディング性・加工性が３であり、総合評価が○評価となった。
【００４９】
（実施例３；参考例）
連続気泡２１が形成された発泡ゴムチップを基布１２に接着して弾性層１３を設けるとともに、パイル１４間に目砂を充填した結果、Ｇ１−Ｇが２，（Ｋ１−Ｋ）／Ｋが０．２，外観性・排水性・スライディング性が５，イレギュラ性・加工性が３であり、総合評価が◎〜○評価となった。
【００５０】
（実施例４；参考例）
連続気泡２１が形成された発泡ゴムシートを基布１２に接着して弾性層１３を設けるとともに、パイル１４間に目砂を充填した結果、Ｇ１−Ｇが２，（Ｋ１−Ｋ）／Ｋが０．１５，外観性・排水性・スライディング性・イレギュラ性が５，加工性が４であり、総合評価が◎評価となった。
【００５１】
（実施例５）
連続気泡２１が形成された発泡ゴムシートを基布１２に重ね合わせてパイル１４をタフトして基布１２に弾性層１３を固定するとともに、パイル１４間に目砂を充填した結果、Ｇ１−Ｇが２，（Ｋ１−Ｋ）／Ｋが０．１５，外観性・排水性・スライディング性・イレギュラ性が５，加工性が４．５であり、総合評価が◎評価となった。
【００５２】
（実施例６）
連続気泡２１が形成された発泡ポリエチレンシートを基布１２に重ね合わせてパイル１４をタフトして基布１２に弾性層１３を固定するとともに、パイル１４間に目砂を充填した結果、Ｇ１−Ｇが２，（Ｋ１−Ｋ）／Ｋが０．１５，外観性・排水性・スライディング性・イレギュラ性が５，加工性が４．５であり、総合評価が◎評価となった。
【００５３】
（実施例７）
内部に独立気泡が形成された吸水率４．５％の発泡ポリエチレンシートを基布１２に重ね合わせてパイル１４をタフトして基布１２に弾性層１３を固定した人工芝生に、その基布１２および弾性層１３を貫通するように加熱棒により、平均直径３．６ｍｍの透水孔を、１ｍ２当たり２００個の割合（約２０００ｍｍ２／ｍ２）で形成するとともに、パイル１４間に目砂を充填した結果、Ｇ１−Ｇが２，（Ｋ１−Ｋ）／Ｋが０．１５，外観性・排水性・スライディング性・イレギュラ性が５，加工性が４．５であり、総合評価が◎評価となった。
【００５４】
（比較例１）
基布１２に植設されたパイル１４間にゴムチップを充填した結果、Ｇ１−Ｇが４，（Ｋ１−Ｋ）／Ｋが０．５，外観性・スライディング性が１，排水性が３，イレギュラ性が２，加工性が５であり、総合評価が△評価となった。
【００５５】
（比較例２）
基布１２に植設されたパイル１４間に目砂を充填した結果、Ｇ１−Ｇが１０，（Ｋ１−Ｋ）／Ｋが４，外観性・排水性が３，イレギュラ性・加工性が５，スライディング性が１であり、総合評価が△評価となった。
【００５６】
（比較例３）
独立気泡が形成された発泡ゴムシートを基布１２に接着して弾性層１３を設けた結果、Ｇ１−Ｇが１，（Ｋ１−Ｋ）／Ｋが０．１，外観性・イレギュラ性が５，排水性・スライディング性が１，加工性が４．５であり、総合評価が△評価となった。
【００５７】
以上の評価により、実施例１ないし実施例７は、基布１２に沿って弾性層１３が設けられているため、比較例１および比較例２に比較してＧ１−Ｇの値が格段に向上していることが確認された。
【００５８】
そして、実施例１ないし実施例６は、弾性層１３が連続気泡２１を有する弾性材により構成されているため、比較例３に比較して排水性が向上しており、また、実施例７によれば、独立気泡のものであっても透水孔を形成することにより、連続気泡のものと同様の排水性が得られることが分かった。
【００５９】
また、実施例３ないし実施例７は、パイル１４間に粒状充填材が充填されているため、芝面の摩擦が天然芝生に近似するとともに弾性層１３との相乗効果により充填層１７の突き固めが抑制され、実施例１および実施例２に比較してＧ１−Ｇ・（Ｋ１−Ｋ）／Ｋの値およびスライディング性の評価が向上することが分かった。
【００６０】
さらに、実施例４ないし実施例７は、弾性層１３がシート状の弾性材１５により設けられているため、人工芝生全体にわたって均一な平坦性が得られる。また、実施例５ないし実施例７は、弾性層１３がパイル１４のタフトにより基布１２に固定されているため、接着工程が必要ないなどの理由により加工性が向上し、結果として優れた総合評価を得られることが分かった。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基布と、連続気泡により厚み方向に透水性を有するシート状弾性材とをそれらの間に接合手段を介在させることなく単に重ね合わせてタフト部に送り込み、上記タフト部において葉片としてのパイルを基布側からシート状弾性材を貫通するようにタフトして、基布とシート状弾性材とを一体化することにより、あらかじめ基布とシート状弾性材とを接着剤などで接合させる必要がなく、工程の合理化が図れるとともに、弾性層にシート状の弾性材を用いることにより、芝面全域にわたって良好、かつ、均一な接地感が得られるとともに、施工作業を簡略化できる。
【００６２】
また、弾性層が厚み方向に透水性を有していることにより、良好な接地感および排水性を長期間維持することができる。
【００６３】
弾性層として、連続気泡を有するものを用いることにより、水が連続気泡内に保持されるため、芝面をスライディングする競技者が火傷を負う可能性が低いとともに、弾性層に透水用の孔を別途穿設加工を施す必要がない。
【００６４】
なお、弾性層は非透水性のシート状弾性材であってもよく、この場合には、基布にパイルをタフティングする前あるいは後に、例えば加熱した金属棒をその非透水性のシート状弾性材の厚み方向に溶融貫通させて透水孔を設ければよい。
【００６５】
パイル間の弾性層上に粒状充填材を充填することにより、一層良好な接地感が得られるとともに、弾性層との相乗効果により充填層の突き固めが抑制され、施工時に得られた良好な接地感を長期間維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す断面図である。
【図２】連続気泡を示す弾性材の拡大断面図である。
【図３】本発明の人工芝生製造方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０人工芝生
１２基布
１３弾性層
１４パイル
１５弾性材
１６粒状充填材
２１連続気泡
３２タフト部

Claims

基布と、連続気泡により厚み方向に透水性を有するシート状弾性材とをそれらの間に接合手段を介在させることなく単に重ね合わせてタフト部に送り込み、上記タフト部において葉片としてのパイルを上記基布側から上記シート状弾性材を貫通するようにタフトして、上記基布とシート状弾性材とを一体化することを特徴とする人工芝生の製造方法。
上記連続気泡により厚み方向に透水性を有するシート状弾性材に代えて、非透水性のシート状弾性材が用いられる場合において、上記パイルのタフト後に、上記非透水性のシート状弾性材に透水孔が穿設されることを特徴とする請求項１に記載した人工芝生の製造方法。
請求項１または２により製造された人工芝生。