JP5256106B2

JP5256106B2 - 難燃性人工芝生

Info

Publication number: JP5256106B2
Application number: JP2009100072A
Authority: JP
Inventors: 忠士柚木; 孝広柳原; 卓田中
Original assignee: Diatex Co Ltd
Current assignee: Diatex Co Ltd
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2029-04-16
Also published as: JP2010248802A

Description

この発明は難燃性人工芝生に関し、特にストレートパイル糸と捲縮パイル糸の植設の粗密により難燃性能を有する人工芝生に関するものである。

近年、人工芝生は、野球場、テニスコート、ラグビー場、サッカー場、ゲートボール場、ゴルフ練習用マット、プールサイドのマット等のスポーツ用途、公園や病院、学校、幼稚園のようなパブリックスペース、家庭の庭園やテラス、ベランダに至るまで幅広く利用されている。これら多様な用途のうち、高層建築物、地下街、ホテル、病院、幼稚園、福祉施設、教会、展示場、遊技場といった消防法や政令で指定された防火対象物において人工芝生が使用される場合には、政令で定める基準以上の防炎性能を有するものでなければならない。

人工芝生に防炎性を付与するためには、パイル糸を構成する材料に種々の難燃剤を添加して材料自体に難燃性を付与することにより防炎性を発現させることが一般的である（特許文献１）。
しかしながら難燃剤であるハロゲン系の物質は環境負荷が大きく、環境面から使用を抑制する必要がある。
また、パイル糸の構成材料に難燃剤を添加するとパイル糸は機械的強度、耐候性、耐摩耗性が低下する。
さらに、パイル糸の構成材料に難燃剤が添加された場合、リサイクルを考慮すると、難燃剤の添加されていない材料との分別の必要が生じ、処理が煩雑となる。
さらに、難燃剤を添加した材料は、加工性が劣り、また、材料費が高くなり全体として人工芝生の製造原価が高くなる。
したがって、難燃剤を使用しない材料を用いた難燃性人工芝生の開発が求められていた。

一方、人工芝生はクッション性、耐すべり性、外観から生ずる風合いなどの天然芝の有する機能及び施工時の砂入れ性などの性能が求められている。
これらの機能を確保するため、種々の提案がなされている（特許文献２、特許文献３）。しかしながら、これらの提案には防炎性も含めて検討されたものはない。

特開２０００−３０３２５７号公報特開平６−１５８６０９号公報特開平７−１０９６６１号公報

本発明は、上記問題を解決し、消防法や政令で指定された場所で使用することのできる防炎性を発現するとともに、クッション性、耐すべり性、外観から生ずる風合いといった天然芝の有する機能及び砂入れ性なども充足する人工芝生を提供することを技術的な課題とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明は、熱可塑性樹脂の布状体からなる基布にストレートパイル糸と捲縮パイル糸とがほぼ同じ長さで、交互に植設されて列をなす人工芝生であって、前記基布の上方に前記ストレートパイル糸と前記捲縮パイル糸の両方が存在するパイル糸の高密度層と前記高密度層の上方部に前記ストレートパイル糸のみが存在する低密度層とを有し、前記ストレートパイル糸及び捲縮パイル糸は、それぞれ難燃剤を含まず、前記ストレートパイル糸が一軸延伸されたフラットヤーン又はスプリットヤーンであり、前記捲縮パイル糸がマルチフィラメント又はモノフィラメントであり、前記ストレートパイル糸の繊度が６，０００乃至１０，０００デシテックスであり、前記捲縮パイル糸の繊度が２，０００乃至４，０００デシテックスであり、前記基布に、前記ストレートパイル糸及び前記捲縮パイル糸の合計本数が４乃至６本／ｃｍ ^２、かつ、前記ストレートパイル糸及び前記捲縮パイル糸の合計重量が１，０００乃至１，４００ｇ／ｍ ^２となるように植設されたことを特徴とする。

本発明によればパイル糸の構成材料に難燃剤を含有することなく、ストレートパイル糸及び捲縮パイル糸によって形成されるパイル糸の高密度層が燃焼の際の外部からの酸素の供給を阻害して燃焼を抑制し、自己消化する。

また、難燃剤を使用しないので製造時に発生するロス材を分別することなく、他のロス材と共にリサイクルすることが可能である。
さらに、低密度パイル層が存在することにより、サンドスプレッダー等による一般的な砂入れの施工性を確保することが容易である。
さらに、難燃剤を使用しないのでハロゲン等の有害ガスの発生などを懸念することなく、従来と同様に使用済の人工芝生の焼却及び埋め立てが可能である。

さらに、パイル糸には難燃剤が含まれていないので難燃剤を使用することによるパイル糸の機械的強度、耐候性、耐摩耗性の低下及び難燃剤のブリードアウト等による防炎性の低下は発生しない。
さらに、難燃剤を使用しないのでパイル糸成形時に加工性の低下は発生せず、また、材料費を抑えることができ、全体として人工芝生の製造原価を低減することが可能である。
また、捲縮パイル糸とストレーパイル糸の長さがほぼ同じになるように、両者を同時に専用ナイフでカットすることにより、カットの加工性を向上することができる。
なお、パイル糸に難燃剤を含有することにより、より効果の高い難燃性能を得ることができる。

難燃性人工芝生１の実施形態の概略形状を示した断面図パイル糸の植設後の捲縮処理前後の概略形状を示した断面図基布の織製の概略図

図１はこの発明の難燃性人工芝生１の実施形態の概略形状を示した断面図である。

図１を参照して、本発明の難燃性人工芝生１は、熱可塑性樹脂の布状体からなる基布４にストレートパイル糸２と捲縮パイル糸３とが横方向に所定間隔で交互に植設され、またストレートパイル糸及び捲縮パイル糸の抜け止め防止処理のため基布下面にＳＢＲなどが塗布されてバックアップ樹脂層６が形成される。

図２（Ａ）はパイル糸の植設後、パイル糸のループ部をカットした概略形状を示した断面図である。

図２（Ａ）を参照して、本発明の難燃性人工芝生１は、熱可塑性樹脂の布状体からなる基布４にストレートパイル糸２と捲縮パイル糸３とがほぼ同じ長さで、所定間隔で交互に植設されて列をなすように植設され、そのループ部をストレートパイル糸２と捲縮パイル糸３の長さがほぼ同じとなるようカットされる。

図２（Ｂ）は捲縮パイル糸３の緊張状態が緩和され高さが低くなった状態の概略形状を示した断面図である。

図２（Ｂ）を参照して、ストレートパイル糸２と捲縮パイル糸３の長さがほぼ同じとなるようカットされた後、捲縮パイル糸は捲縮される。

図１に戻って、難燃性人工芝生１の下方部に捲縮処理された捲縮パイル糸３とストレートパイル糸２の両パイル糸が存在するパイル糸の高密度層７が形成される。また高密度層７の上方部にストレートパイル糸２だけが存在するパイル糸の低密度層８が形成される。

図３は基布４の織製の概略を示した図である。

図３を参照して、基布４は、熱可塑性樹脂を一軸延伸して得られた基布用線条体５ａ、５ｂを布状とすることによって形成される。

本発明において布状体とは、線条体によって形成された可撓性のシート状体を総称するものとし、熱可塑性樹脂が一軸延伸されて形成された線条体を主体とした織布、編布、あるいは、交差結合布（ソフ）として用いられる。

基布用線条体５ａ、５ｂとしては、テープ、ヤーン、スプリットヤーン、モノフィラメント、長繊維、スパン糸等として用いることができ、これら線条体は必要に応じて撚糸される。

基布４を構成する熱可塑性樹脂としては、延伸効果の大きい樹脂、一般には結晶性樹脂が使用され、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６のポリアミド等が用いられる。中でも加工性と経済性からポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系重合体が望ましい。

これら基布用線条体５ａ、５ｂを構成する熱可塑性樹脂には、目的に応じて各種の添加剤を添加することができる。具体的には、フェノール系、有機ホスファイト系、ホスナイトなどの有機リン系、チオエーテル系等の酸化防止剤；ヒンダードアミン系等の光安定剤；ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤；ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の帯電防止剤；ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系等の分散剤；アルカリ土類金属塩のカルボン酸塩系等の塩素補足剤；アミド系、ワックス系、有機金属塩系、エステル系等の滑剤；有機顔料；無機顔料；無機充填剤、有機充填剤；金属イオン系などの無機、有機抗菌剤等が挙げられる。

これら添加剤は、適宜組み合わせて基布４の材料組成物を製造するいずれかの工程で配合される。添加剤の配合は、従来の公知の二軸スクリュー押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロール等の混練装置を用いて所定割合に混合して、これを溶融混練して調製してもよいし、高濃度のいわゆるマスターバッチを作製し、これを希釈して使用するようにしてもよい。

基布用線条体５ａ、５ｂの繊度は、目的に応じて任意に定め得るが、一般には、１０〜１０，０００デシテックス、好ましくは５０〜５，０００デシテックス、糸幅が０．３〜２００ｍｍ、好ましくは０．５〜１００ｍｍの範囲が適する。

こうして得られた基布用線条体５ａ、５ｂは、平織とし、あるいは、綾織、斜文織、畦織、二重織、模紗織等の方法で織製することによって、人工芝用基布４とされる。

ストレートパイル糸２の形状はテープ、ヤーン、スプリットヤーン、モノフィラメント、マルチフィラメント、長繊維、スパン糸等として用いることができ、好ましくはフラットヤーン又はフラットヤーンをスプリット加工したスプリットヤーンが用いられる。

ストレートパイル糸２の繊度は、目的に応じて任意に定め得るが、一般には、１００〜２０，０００デシテックス、好ましくは６，０００〜１０，０００デシテックス、糸幅が１〜１００ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍの範囲が適する。

捲縮パイル糸３の形状はテープ、ヤーン、スプリットヤーン、モノフィラメントを用いることができるが、好ましくは楕円形状、中空形状、連糸状、異形形状又はその他の断面形状を有するモノフィラメントが用いられる。

捲縮パイル糸３は熱処理することによって捲縮される。植設前に予め捲縮加工を施すのが一般的であり、植設後には、ストレートパイル糸２と捲縮パイル糸３に高低差が発現する。

捲縮方法としては、自体公知の方法を広く採用することができ、たとえば、強い撚りをかけてボビンに巻き取り、これをオートクレーブ内で熱処理した後解燃する加熱熱固定法、ローラー間の中央部にスピンドルを設けて回転させることによって、その上下に逆方向の撚りをかけ、熱処理した後引き出すようにした仮撚り法、引き出された線条体を熱セットするモディファイド法、高温円筒体に押し込んで捲縮させる押し込み法等を採用することができる。

捲縮パイル糸３の繊度は、目的に応じて任意に定め得るが、一般には、複数本の線条体を束ねた捲縮パイル糸３を基布４へ、１０〜１０，０００デシテックス、好ましくは５０〜５，０００デシテックスの範囲で植設する。

植設はタフト機にストレートパイル糸２と捲縮パイル糸３を交互に配置して行う。

ストレートパイル糸２及び捲縮パイル糸３は、基布４に連続してループ状に植設され、そのループ部をカットして得られた、いわゆるカットパイルである。
ストレートパイル糸２及び捲縮パイル糸３は、基布４表面からパイル先端までのパイル長さ（パイル糸を伸ばした状態）が１５〜３０ｍｍであることが好ましい。

ストレートパイル糸及び捲縮パイル糸の抜け止め防止処理材としてのバッキング材は、ＳＢＲラテックスゴム、アクリル樹脂などであってよく、これらを用いて樹脂層６を形成する。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。

繊度７０００デシテックス、糸巾９．５ｍｍの一軸延伸されたポリプロピレン製フラットヤーンをスプリット処理してストレートパイル糸とした。また、単糸繊度５００デシテックスの扁平断面を持つナイロン６のモノフィラメント６本を引き揃えて、植設を容易にするために撚糸を行い、繊度３，０００デシテックスのモノフィラメント集合体からなる捲縮パイル糸とした。このストレートパイル糸と捲縮パイル糸とが横方向に交互に列をなすように植設間隔（ゲージ数）を６．４本／吋、縦方向の植設間隔（ステッチ数）を４．８本／吋で植設し、その裏面全体にゴムラテックスを塗布した。ストレートパイル糸及び捲縮パイル糸は基布面から先端までの長さが捲縮を伸ばした状態で２０ｍｍとなるようにカットして本実施例の人工芝生を作った。

実施例１のステッチ数を５．０本／吋とし、他は実施例１と同様の方法で人工芝生を作
った。

実施例１のステッチ数を５．２本／吋とし、他は実施例１と同様の方法で人工芝生を作
った。

実施例１のステッチ数を５．８本／吋とし、他は実施例１と同様の方法で人工芝生を作
った。

比較例１

繊度７０００デシテックス、糸巾９．５ｍｍの一軸延伸されたポリプロピレン製フラットヤーンをスプリット処理してストレートパイル糸とした。また、単糸繊度５００デシテックスの扁平断面を持つナイロン６モノフィラメント６本を引き揃えて植設を容易にするために撚糸を行い、繊度３，０００デシテックスのモノフィラメント集合体からなる捲縮パイル糸とした。このストレートパイル糸と捲縮パイル糸とが横方向に交互に列をなすように植設間隔（ゲージ数）を６．４本／吋、縦方向の植設間隔（ステッチ数）を４．５本／吋で植設し、その裏面全体にゴムラテックスを塗布した。ストレートパイル糸及び捲縮パイル糸は基布面から先端までの長さが捲縮を伸ばした状態で２０ｍｍとなるようにカットして本実施例の人工芝生を作った。

比較例２

比較例１のステッチ数を６．０本／吋とし、他は比較例１と同様の方法で人工芝生を作
った。

比較例３

繊度７，０００デシテックス、糸巾９．５ｍｍの一軸延伸されたポリプロピレン製フラットヤーンをスプリット処理してストレートパイル糸とした。このストレートパイル糸を植設間隔（ゲージ数）３．２本／吋、縦方向の植設間隔（ステッチ数）５．８本／吋で植設し、その裏面全体にゴムラテックスを塗布した。ストレートパイル糸の長さが２０ｍｍとなるように上部をカットし比較例３の人工芝生を作った。

比較例４

比較例３のステッチ数を７．１本／吋とし、他は比較例３と同様の方法で人工芝生を作った。

比較例５

比較例３のゲージ数を６．４本／吋、ステッチ数を３．８本／吋とし他は比較例３と同様の方法で人工芝生を作った。

比較例６

比較例５のステッチ数を４．２本／吋とし、他は比較例５と同様の方法で人工芝生を作った。

比較例７

比較例５のステッチ数を４．５本／吋とし、他は比較例５と同様の方法で人工芝生を作った。

比較例８

比較例５のステッチ数を５．０本／吋とし、他は比較例５と同様の方法で人工芝生を作った。

〔試験１：防炎性試験〕
実施例１〜４及び試験例１〜８について防炎試験を行った。
（１）試験方法
ＪＩＳＬ４４０５８．６に規定する防炎性試験法に基づいて行った。
（２）試験結果
表１の結果から、実施例１〜４について防炎性能を満足した。また、表２の結果から比較例２，７，８も防炎性能を満足した。この結果から、パイル糸を高密度に植設することにより、防炎性能が発現することが確認された。

〔試験２：外観〕
実施例１〜４及び試験例１〜８について外観評価の試験を行った。
（１）試験方法
目視による観察により市販品である比較例３との対比によって外観を評価した。
（２）試験結果
表１及び表２に試験結果を示す。実施例１から実施例４の全てで比較例３と同等の外観が得られた。一方、比較例１，２，４，５では比較例３と同等の外観が得られたが、比較例６〜８ではパイル糸先端の人工芝生表面が平面状となり、自然の風合いが失われた。

〔試験３：バウンド性〕
実施例１〜４及び試験例１〜８についてバウンド性の試験を行った。
（１）試験方法
日本体育施設協会の定めるテニスボール反発試験方法に基づいて行った。
（２）試験結果
表１及び表２に試験結果を示す。実施例及び比較例のいずれも日本体育施設協会の定める標準値以上であり、植設密度による有意な差異は認められなかった。

〔試験４：滑り性〕
実施例１〜４及び試験例１〜８について滑り性の試験を行った。
（１）試験方法
自社で定める試験方法で滑り性の試験を行った。
（２）試験結果
表１及び表２に試験結果を示す。実施例及び比較例のいずれにおいても植設密度による有意な差異は認められなかった。

〔試験５：砂入れ性〕
実施例１〜４及び試験例１〜８について砂入れ性の試験を行った。
（１）試験方法
自社で定める試験方法で砂入れ性の試験を行った。砂充填量を２５ｋｇ／ｍ^２として砂入れ性を評価した。
（２）試験結果
表１及び表２に試験結果を示す。実施例においては、植設密度による有意な差は認められない。比較例においては、試験例６及び試験例７のように植設密度が高くなれば、砂入れ性は低下した。

〔試験の総合評価〕
実施例１から実施例４は防炎性のほか、他の性能も満足した。一方、比較例では全ての性能を満足したものはなかった。

１難燃性人工芝生
２ストレートパイル糸
３捲縮パイル糸
４基布
５基布用線条体
６バックアップ樹脂層
７パイル糸高密度層
８パイル糸低密度層

Claims

熱可塑性樹脂の布状体からなる基布にストレートパイル糸と捲縮パイル糸とがほぼ同じ長さで、交互に植設されて列をなす人工芝生であって、前記基布の上方に前記ストレートパイル糸と前記捲縮パイル糸の両方が存在するパイル糸の高密度層と前記高密度層の上方部に前記ストレートパイル糸のみが存在する低密度層とを有し、
前記ストレートパイル糸及び捲縮パイル糸は、それぞれ難燃剤を含まず、
前記ストレートパイル糸が一軸延伸されたフラットヤーン又はスプリットヤーンであり、前記捲縮パイル糸がマルチフィラメント又はモノフィラメントであり、
前記ストレートパイル糸の繊度が６，０００乃至１０，０００デシテックスであり、前記捲縮パイル糸の繊度が２，０００乃至４，０００デシテックスであり、
前記基布に、前記ストレートパイル糸及び前記捲縮パイル糸の合計本数が４乃至６本／ｃｍ ^２、かつ、前記ストレートパイル糸及び前記捲縮パイル糸の合計重量が１，０００乃至１，４００ｇ／ｍ ^２となるように植設されたことを特徴とする難燃性人工芝生。