JP4891783B2 - 人工芝製造用糸、その製造方法、及びその様な糸を用いて製造された人工芝構造 - Google Patents

Description

本発明は、人工(又は「合成」)芝等に関する。

人工芝の芝生は長期に亘り、特に都市設備用として、例えば水泳プールの周囲に敷き詰めたり、また一般に、自然芝生の布設とメインテナンスが行い難い場所のあらゆる条件で、自然芝の置き換えとして使用されてきた。

そのような人工芝の使用は、スポーツ用途、例えば、フットボール競技場での芝生として使用する等の機能の新しい用途が最近見直されつつある。これに関する文献については非常に広範なもので、特許に関しては以下の文献が見受けられる。ＵＳ−Ａ−３７３１９２３、ＵＳ−Ａ−４３３７２８３、ＵＳ−Ａ−５９５８５２７、ＵＳ−Ａ−５９６１３８９、ＵＳ−Ａ−５９７６６４５、日本国特許第３２５３２０４号、特開平１０−０３７１２２号、ＤＥ−Ａ−４４４４０３０、ＥＰ−Ａ−０３７７９２５、及びＥＰ−Ａ−１１５８０９９。

特に、本出願人によって所有されている後者の文献から、芝を模擬するように複数の糸状構成物が延びたシート状の基層と、上記糸状構成物を実質的に起立した状態に維持するように、その糸状構成物の中に分散されると共に、粒子を基礎とした充填素材とを備える人工芝の構造が知られている。特に、この人工芝の構造は、粒子を基礎とした充填素材が、ポリオレフィン系の素材とビニル重合体系の素材を含むグループから選択された粒状素材の略均質な密集体を有することを特徴とする。

この方法を更に好都合に発展させた説明が、ＥＰ−Ａ−１３１９７５３、ＥＰ−Ａ−１３７５７５０、ＥＰ−Ａ−１３７１７７９、及びＥＰ−Ａ−１４８６６１３の文献に記載されており、それら全てが本出願人の所有するところである。

近年、スポーツ設備用の芝生を製造する用途に関する主要な工夫は、この充填剤または充填素材の特性とこの分布様相についてである。上記糸状構成物を形成するのに使用される糸の特性には、全体的にあまり注意が払われてこなかった。このことに関しては、例えば、文献ＥＰ−Ａ−０２５９９４０を参照すると、その文献では、異なった組成の重合体素材、特に異なった摩擦係数のものを、一緒に押し出しすることによって得られる糸を、人工芝の中で使用する可能性について開示されている。

上記糸状構成物を製造するのに今だ有力な方法は、ポリエチレンなどのプラスチック素材に基づく糸を使用することを必要とする。この問題の素材は、例えば厚さ２００〜３００ミクロンのシートを形成するように、最初に積層される。そして該シートは、そのシートを数多くの薄い長片（例えば幅１０〜２０ｍｍ）に細分する切断作業にかけられる。その切断作業の後に、通常、繊維化作業の場合によくある様に、一回以上の縦方向の伸張作業が行われる。

このようにして得られた糸は、スプール上に巻き取られる。そして、このスプールは、シート状の基層から延展する糸状構成物を有する上記タイプの人工芝の基本構造を製造する作業場に供給するために使用される。こうした作業場では、一般的に房作り又は同様の技法に類似の公知の技法で作業が行われる。

これらの伝統技術は総体的に見て良好であるが、それらにはいくつかの側面において更なる改良の余地が残されている。
日本国特許第３２５３２０４号 特開平１０−０３７１２２号

本発明の目的は、人工芝を更に完成に近づけることであり、自然芝の外観をより忠実に再現させることにある。

本発明によれば、この目的は添付された請求項に特記されている特性を持った糸、つまり大理石模様（大理石波紋）を呈する糸により達成されるものである。本発明はまた、関連する製造手順、並びに上記糸を使用して製造された人工芝（充填素材の有無を問わず）に関する。

請求項は、ここに記述された本発明が教示するところの開示の肝要な部分を構成する。本発明を、添付した図を参照して以下に説明するが、それは単なる例示であって制限を意図するものではない。

図１は、最も典型的な使用条件において、人工芝がその上に単純に敷設される充填土の基礎を含む地面Ｇの上に敷設される基板１を有する人工芝の概念的な立面図を示している。

この基板１は、例えば、スチレンブタジエンゴム乳液などの乳液を使用することによって、ゴムがコーティングされた不織布等のプラスチック素材のシートまたは布から成る。

複数の糸状構成物は、この基板１から上向きに延展しており、望ましくは自然芝生の芝の葉を模擬する様に、通常塊状または房状に配置されている。単なる例としてここに示した実施形態では、この糸状構成物２は、２ａとして示したその基端部分を基板１に固定してあり、またその遠端部分は、基板１が概略延展する面から測って通常３０〜６５ｍｍ程度の全長に亘って上向きに延展する。

基板１と糸状構成物２の一般的な製造基準（糸状構成物の基端２ａを基板１上に強固に取り付ける手順を含んでいる）は技術的に知られているが、それらは、特に本発明を理解するという目的に関連していないので、それらに関しては、ここで詳細な説明を行わない。

通常この人工芝生が敷設される際に、粒子を基礎とした素材３が、基板１上で充填剤または充填素材として機能する様に、糸状構成物２の中に分散される。この素材３の機能は、実質的に糸状構成物２を起立した状態に維持することにあり、それらが基板１上で望ましくない状態であるところの平坦になることを回避することである。

通常、この粒子を基礎とした素材３は、糸状構成物２の中に、糸状構成物２の遠端部分の伸展が例えば２０ｍｍから４５〜５０ｍｍの範囲の長さで充填素材３によって支持されるに十分な分量で分散される。これは糸状構成物２の遠端部分が、充填素材３の層の上面上から１０〜２０ｍｍの長さに亘って露出していることを意味している。

特に好ましい実施形態では、粒子を基礎とした素材３は均質素材であり、実質的に均一な形態で、基板１上かつ糸状構成物２の中で、異なった特性を有する複数の延在層を形成することなく分散される。

ここで説明したタイプの人工芝の更に好ましい特性はＥＰ−Ａ−１１５８０９９と、本出願人によって所有されて本明細書の説明の導入部で既に引用された他の文献から明白である。

上記の人工芝構造への言及は実施例のみとして与えられているのであり、本発明の範囲を制限する意図が無いことは、かように明確である。

本願の解決対象は、実際、その特性について以下に更に詳しく説明する糸２０を使用して（他の糸と組み合わせることも可能）、図１に示したものとは違うタイプの構造の製造に使用できる。

特に、カーペット、マット、および類似製品を作るのに使用される技法と同様の技法を使用することによって作られる人工芝の為の糸状構成物を織る為に、この糸２０を使用してもよい。ここで説明する糸２０の重要な特性は、それが大理石模様の外観を持つ構造を有する糸であるという事実によってもたらされる。

この「大理石模様」（大理石波紋）という用語は、床張り分野で非常に幅広く使用されていて、一般に、大理石床の外観を再現する縞模様、条痕、帯、または顆粒状模様の総体的な外観を有する布、シートまたはタイルで作られた床張りを指す。

そして、ここで説明する糸２０の場合においては、総体的にその糸（または層状構造を有する糸の場合は、外部から見ることのできるその層のうちの少なくとも一つの層）は、少なくともそれぞれ僅かに異なった色の（規則的な、または不規則な）縞模様、条痕、帯、または顆粒状模様を有する外観を呈する。

参照番号２０ａ〜２０ｅで示したそのような縞模様、条痕、帯、または顆粒状模様（糸２０の縞模様の外観として、簡単のために、以後それらを縞模様と呼ぶ）は、糸２０の長さ方向に細長い延展構造を構成し、（二つ以上の）いかなる数存在していても良い。

この縞模様２０ａ〜２０ｅは、少なくとも、それぞれ僅かに異なった色を呈している。通常、床張りの場合と同様に、この縞模様は、それらの異なる色の数より大きい数だけ存在する（二つまたは二つ以上、通常少なくとも三つ）。

人工芝の製造用の糸２０の場合では、その縞模様２０ａ〜２０ｅは通常緑色の基本的な色彩で調和した多色を呈するが、それらは多様性とともに全体的に斑入り効果を与える傾向がある。

例えば、その縞模様は、緑色、黄色、ベージュ、および、茶色の異なった色合いを帯び、それにより、自然芝に普通に存在する斑点、例えば異なった芝の種類の風采、多少の葉緑素を含む芝の葉の風采等を再現することを目指している。

一般的には、糸２０の基本素材はポリエチレン、例えばプラスチック業界で日常的に使用される顔料を用いて異なった色度変化を容易に生成可能なポリオレフィンである。

図３と４に、図２に示した糸２０などの糸を作成するのに用いることが可能な手順を模式的に示す。

問題の手順は、本質的には二つの主要な局面を含むが、それらは異なった時間かつ異なった位置で現れる。

特に、図３に示す一連の工程は、上記タイプの全体的に大理石模様の外観を持つ層を製造する為のものである。

図３では、参照番号４０は、糸２０に存在することになる縞模様２０ａ〜２０ｅの各色に対応すると共に、異なった色の縞模様の形態であるポリエチレンなどの素材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，．．．を供給する押出機を示す。

この押出機４０は、短スクリュー式及び／又は押出物が一様な色彩を呈しない様な方式で制御された押出機である。

この押出機４０の出口の下流では、例えば回転刃型の切断機５０が稼働しており、押出物をビーズまたはチップの形に粉砕する。

これらのビーズまたはチップは、その後大理石模様の箔２０を製造するカレンダー６０に供給される。

切断機５０によって形成された後、ビーズまたはチップが、その上に落下するコンベア６０ａを介してカレンダーに供給される。あるいはまた、そのチップまたはビーズは、切断機５０からカレンダー６０のローラの隙間に直接落下してもよい。

図３に示す一連の段階は、大理石模様の外観を有する合成またはゴム素材の床張りを製造する為に稼働する一連の工程に略対応している。以上、ここでは、更なる詳細な説明は行われない。

しかしながらここで理解されたいことは、大理石模様の外観を有する合成またはゴム素材の床張りの製造において、カレンダー６０は最小１ｍｍ（通常１〜２ｍｍの範囲）の厚みのシートまたは層の素材を製造する様に制御され、この場合では、箔２０が通常２００〜３００ミクロン程度の厚みを持つ。

また、この場合は、箔２０に大理石模様の外観を与える縞模様、条痕または帯は、その縞模様の外観が、箔２０が図４を参照して以下に説明する様な処理過程で細分される個々の長片（１０〜２０ｍｍ程度の幅を持つ）で、はっきり目立つ様に、十分薄くしなければならない。

図４に示すところでは、参照番号Ｂは、前段階で製造された縞模様（「大理石模様」）の外観のポリオレフィン素材のシートまたは箔２０が、略連続した形態で巻出されるボビンを示す。

図示する様に、カレンダー６０で製造された縞模様の外観のポリオレフィン素材のシートまたは箔２０が、その製造の位置とは、異なる時間や、異なる位置で使用されることに鑑み、収納及び／又は運搬用にボビンに巻き取ることができるのである。しかしながら、カレンダー６０で製造されたシートまたは箔２０を、一貫生産的な形態であるラインにて行われる単一製造工程の一部として以下に記述される他の製造過程に直接送ってもよい。

図４では、参照番号３１は箔２０が縦方向に切断される作業場を示し、そこでは、接着されたシートから、減少した横幅（１０〜２０ｍｍ）の数多くの長片を製造する。そして、その長片の各々で図２に示したタイプの大理石模様の外観を呈した人工芝の単一の糸を製造することができる。

３２および３３で示す一連の作業場では、前述の長片は、縦方向の伸張、繊維化、および安定化を行う一連の作業が施され、公知の基準に従って糸に凹凸した外観を与えるかキメを出し、自然芝の外観をより忠実に再現するようにする。

最後に、３４で示す作業場では、このようにして製造された糸がスプールＳ上に巻き取られる。このスプールＳは、人工芝を作る作業場に、その後供給されることになる（異なった時間や異なった位置を含む）。

上述した様に、ブロック３１〜３４で模式的に示した作業は、従来技術の工程と装置を用いて行うことができるが、ここでそのような工程と装置の詳細な説明をするのは余剰である。特に、切断、伸張、繊維化（オプション）および安定化作業が行われる順序は、上記内容を遵守していれば変えても良く、例えば、伸張を切断に先行させてもよい。

本出願人によって今までに数々の実験が行われてきたが、それによると、緑色の多色彩で縞目２０ａ〜２０ｅを有し、相対的な斑入りの上記大理石模様の外観の糸２０を使用すると、糸状構成物によって非常に忠実に自然芝の様相を再現できる人工芝を製造することができた。

本発明の原理が成り立つ限り、単なる実施例として制限的な意図を持つことなく説明され図示された製造及び／又は実施形態の詳細は、以下の請求項で定義されている本発明の範囲から逸脱しない範囲で大幅に変更してもよいことは勿論のことである。特に、ここに図示した実施形態では、少なくとも僅かに異なった色彩（顔料着色）と共に各々縦の縞模様、条痕、帯または顆粒状模様（２０ａ〜２０ｅ）の存在によって与えられている大理石模様の外観を呈した少なくとも一つの層を備えることで、糸に大理石模様の外観が与えられている。現在のところ、あまり好ましくない変形例のように、少なくとも二つの隣接する露出した層を含む層状構造を使用することで、糸２０に大理石模様の外観を与えてもよいが、その場合上記少なくとも二つの層は、同じ形態（例えば同じ背景緑色）、または、上記概説事項の範囲内で異なった顔料着色で着色することが可能な異なった素材によって構成されている。上記素材は、例えば基本的なポリオレフィン素材と熱可塑性エラストマー素材（ＴＰＥ）であってもよい。

本明細書において説明してあるタイプの糸を用いて製造可能な人工芝の立面図である。 図１に示した構造中における糸状構成物の一つを拡大して示す側面図である。 図２に示した糸状素材を製造する手順における一連の過程を示す図である。 図２に示した糸状素材を製造する手順における一連の過程を示す図である。

符号の説明

２ 糸状構成物
３ 充填素材
２０ 糸

Claims (17)

1. 人工芝において、自然芝を再現する糸状構成物（２）を製造するための糸において、上記糸（２０）が大理石模様（大理石波紋）の外観を有することを特徴とする糸。
2. 請求項１に記載の糸において、
   目に見える少なくとも一つの大理石模様の外観の層を有することを特徴とする糸。
3. 請求項１または２に記載の糸において、
   上記大理石模様の外観は、上記糸（２０）において、少なくとも僅かに異なった色彩を有する複数の部分（２０ａ〜２０ｅ）の存在によって与えられていることを特徴とする糸。
4. 請求項３に記載の糸において、
   上記複数の部分は、糸（２０）の縦の方向に延びる複数の細長い構造（２０ａ〜２０ｅ）によって構成されることを特徴とする糸。
5. 請求項３または４に記載の糸において、
   上記複数の部分（２０ａ〜２０ｅ）の数は、それら複数の部分において異なっている色の数よりも多いことを特徴とする糸。
6. 請求項３乃至５のいずれか１つに記載の糸において、
   上記複数の部分（２０ａ〜２０ｅ）には、二以上、好ましくは少なくとも三の異なった色が存在していることを特徴とする糸。
7. 請求項１乃至６のいずれか１つに記載の糸において、
   上記糸（２０）は、基本的に緑色の色彩を呈していることを特徴とする糸。
8. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の糸において、
   上記糸（２０）は、ポリオレフィン系素材であることを特徴とする糸。
9. 請求項８に記載の糸において、
   上記ポリオレフィン系素材は、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびこれらの混合物およびこれらの共重合体で構成されるグループから選択されることを特徴とする糸。
10. 請求項８に記載の糸において、
    上記ポリオレフィン系素材は、ポリエチレンであることを特徴とする糸。
11. 人工芝において、自然芝を再現する糸状構成物（２）を製造するのに使用されることができる材質の箔（２０）を製造する作業を備え、ここで、上記箔は、大理石模様（大理石波紋）の外観を有し、
    また、大理石模様の外観（２０）の上記箔を、それを長片に細かく分けるために、切断する作業（３１）を備え、ここで、上記長片の夫々は、大理石模様の外観の上記糸（２０）を製造するのに使用されることができることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の糸を製造する方法。
12. 請求項１１に記載の方法において、
    上記切断する作業（３１）の前または後に、大理石模様の外観（２０）の上記箔を、縦方向に引き伸ばす作業（３２）を備えることを特徴とする方法。
13. 請求項１１または１２に記載の方法において、
    大理石模様の外観（２０）の上記箔に上記切断する作業（３１）を施して得られた上記長片を、繊維化する作業（３３）を備えることを特徴とする方法。
14. 請求項１１乃至１３のいずれか１つに記載の方法において、
    上記糸をスプール（Ｓ）上に巻き取る作業を備えることを特徴とする方法。
15. 人工芝を表わす複数の糸状構成物（２）を備え、
    上記複数の糸状構成物は、すくなくとも一部分が請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の糸で製造されていることを特徴とする人工芝構造。
16. 請求項１５に記載の人工芝構造において、
    上記糸状構成物（２）を略起立した状態に維持するように、上記糸状構成物（２）の間に分散された粒子を基礎とする充填素材（３）を備えることを特徴とする人工芝構造。
17. 請求項１６に記載の人工芝構造において、
    上記粒子を基礎とする充填素材（３）は、ポリオレフィン系の素材を備えるグループまたはビニル重合体系の素材を備えるグループから選択された粒状素材の略均質な密集体からなることを特徴とする人工芝構造。

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