JP2000303257A - 防炎性人工芝用ヤーン及び防炎性人工芝 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な防炎性を発現し、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人工芝用ヤー
ン及び防炎性人工芝を提供する。 【解決手段】 ポリアミド樹脂９９．９〜９７．０重量
部とメラミン系難燃剤０．１〜３．０重量部とからなる
防炎性人工芝用ヤーン。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メラミン系難燃剤
を含有するポリアミド樹脂からなる防炎性人工芝用ヤー
ン及び防炎性人工芝に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、人工芝は、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。

【０００３】人工芝の素材としては、機械的強度、耐磨
耗性、光沢、感触、染色性等に優れている点から、通常
は、ナイロン６やナイロン66等のポリアミド系ヤーンが
多く用いられている。しかし、これらのポリアミド系ヤ
ーンをそのまま用いた人工芝では、政令で定める基準以
上の防炎性能を達成することは難しい。

【０００４】そこで、人工芝を構成しているバッキング
層に、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の金
属水酸化物を配合して防炎性能を付与する方法が提案さ
れている。例えば、特公昭51-44239号公報には、パイル
部を構成する繊維がポリアミド繊維、もしくはポリアミ
ド繊維とそれ以外の繊維との混合繊維からなり、基布部
のバッキング層に水酸化アルミニウムとリン化合物とを
配合した防炎性を有するパイル織物が開示されている。
また、実開平6-83788 号公報には、樹脂水性エマルジョ
ンに含水２水和石膏を配合した材質によりバッキング層
を形成した人工芝等の敷物が開示されている。しかし、
これらの手法では、本質的には表面のパイルは燃焼する
ものであるので、パイル長やパイル密度が適切でないと
十分な防炎性能が得られないという問題がある。また、
裏面のバッキング層に透水メッシュ等を貼り合わせる際
には接着しにくいという問題もある。

【０００５】一方、パイル部自体に防炎性を付与する方
法についても、従来から数多く提案されているが、その
大部分はパイル部に難燃剤を付着させる方法である。し
かし、この方法においては、パイルと難燃剤との結合性
の点に問題があり、特にパイルがポリアミド繊維等の合
成繊維から構成されている場合には、難燃剤を恒久的に
付着させることは困難である。これを解決するための方
法についても色々提案されているが、パイル部の風合い
を損ねたり、パイル部の摩擦により剥がれ落ちるという
欠点がある。

【０００６】他方、ナイロン６やナイロン66等のポリア
ミド系ヤーンに難燃性を付与させるには、難燃剤を含有
させるのが一般的な方法である。しかし、従来提案され
ている方法では、ポリアミド樹脂と難燃剤との溶融混練
時にポリアミドの分解が生じたり、ポリアミド系ヤーン
の後加工や使用時に、難燃剤がヤーン表面に溶出すると
いった現象がみられ、実用に耐えうるものが得られてい
ないのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決し、良好な防炎性を発現し、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人工芝用ヤーン
及び防炎性人工芝を提供することを技術的な課題とする
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。すなわち、本発明は次の(1) 〜(4) を要旨とするも
のである。 (1) ポリアミド樹脂99.9〜97.0重量部とメラミン系難燃
剤 0.1〜3.0 重量部とからなる防炎性人工芝用ヤーン。 (2) メラミン系難燃剤が、メラミンシアヌレート、リン
酸メラミン、ポリリン酸メラミン及び硫酸メラミンから
なる群より選ばれた少なくとも１種である上記(1) 記載
の防炎性人工芝生ヤーン。 (3) メラミン系難燃剤が、平均粒径 0.1〜10.0μｍのも
のである上記(1) 又は(2) 記載の防炎性人工芝生ヤー
ン。 (4) 上記(1) 〜(3) 記載の防炎性人工芝用ヤーンを用い
た防炎性人工芝。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の防炎性人工芝用ヤーンを構成するポリア
ミド樹脂としては、ポリカプロアミド（ナイロン６）、
ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン46）、ポリヘ
キサメチレンアジパミド（ナイロン66）、ポリヘキサメ
チレンセバカミド（ナイロン 610）、ポリヘキサメチレ
ンドデカミド（ナイロン 612）、ポリウンデカメチレン
アジパミド（ナイロン 116）、ポリウンデカミド（ナイ
ロン11）、ポリドデカミド（ナイロン12）、ポリビス
（4-アミノシクロヘキシル）メタンドデカミド、（ナイ
ロンPACM12）、ポリビス（3-メチル-4- アミノシクロヘ
キシル）メタンドデカミド（ナイロンジメチルPACM1
2）、ポリメタキシリレンアジパミド（ナイロンMXD
6）、ポリウンデカメチレンテレフタルアミド（ナイロ
ン 11T）、ポリウンデカメチレンヘキサヒドロテレフタ
ルアミド〔ナイロン11T(H)〕等の単独重合体もしくは共
重合体、又はこれらの混合体等があり、その中でもナイ
ロン６単独重合体、ナイロン６共重合体、ナイロン66単
独重合体、ナイロン66共重合体が好ましく、ナイロン６
単独重合体、ナイロン66単独重合体が特に好ましい。

【００１０】ポリアミド樹脂の相対粘度は、溶媒として
96重量％硫酸を用い、温度25℃、濃度１g/dlの条件で測
定された値が 1.5〜6.0 の範囲にあることが好ましく、
2.5〜5.0 の範囲にあることがより好ましく、3.0 〜5.0
の範囲にあることが特に好ましい。相対粘度が 1.5未
満のものでは、人工芝生用ヤーンとしたときの機械的強
度が低下する。一方、相対粘度が 6.0を超えるもので
は、製糸性が急速に低下し、加工工程で支障をきたす。

【００１１】本発明の防炎性人工芝生用ヤーンを構成す
る難燃剤としては、メラミン系難燃剤が挙げられ、強い
難燃性の酸とメラミンとを反応させて得られる。中でも
メラミンシアヌレート、リン酸メラミン、ポリリン酸メ
ラミン、硫酸メラミンが好ましく、これらを単独もしく
は併用して用いることができる。

【００１２】メラミンシアヌレートは、メラミンとシア
ヌル酸の等モル反応物であり、例えばシアヌル酸の水溶
液とメラミンの水溶液とを混合し、90〜100 ℃の温度で
の攪拌下で生成した沈殿をろ過して得られる白色粉末で
ある。具体的には、日産化学社製「MC640 」が好適に使
用できる。

【００１３】リン酸メラミンは、メラミンとリン酸の等
モル反応物であり、例えばリン酸の水溶液とメラミンの
水溶液とを混合加熱して得られる白色粉末である。具体
的には、三和ケミカル社製「P-7202」が好適に使用でき
る。

【００１４】ポリリン酸メラミンは、メラミンとポリリ
ン酸の等モル反応物であり、例えばポリリン酸の水溶液
とメラミンの水溶液とを混合加熱して得られる白色粉末
である。具体的には、日産化学社製「PMP-100 」、三和
ケミカル社製「MPP-A 」が好適に使用できる。

【００１５】硫酸メラミンは、メラミンと硫酸の２：１
モル反応物であり、例えば硫酸の水溶液とメラミンの水
溶液とを混合加熱して得られる白色粉末である。具体的
には、三和ケミカル社製「アピノン-901」が好適に使用
できる。

【００１６】ポリアミド樹脂とメラミン系難燃剤との配
合割合は、重量比で99.9：0.1 〜97.0：3.0 の範囲にあ
ることが必要であり、99.5：0.5 〜98.0：2.0 の範囲に
あることが好ましい。メラミン系難燃剤の配合量が 0.1
重量％未満ものでは、防炎性が十分に付与された人工芝
用ヤーンが得られない。一方、メラミン系難燃剤の配合
量が 3.0重量％を超えるものでは、紡糸や延伸時に糸切
れが発生したり、操業性が悪化したり、ヤーンの強伸度
等の糸質性能が低下する。

【００１７】そして、紡糸から巻き取りまでの工程にお
いて、ガイド摩耗や通過性等の問題が生じないようにす
るためには、メラミン系難燃剤は、その平均粒径が 0.1
〜10.0μｍのものを使用することが好ましく、1.0 〜5.
0 μｍのものを使用することがより好ましい。平均粒径
が10μｍを超えるものでは、紡糸時にフィルターの目詰
まりが多くなり、操業性が悪化する。一方、平均粒径が
0.1μｍより小さいものでは、比表面積が増大するた
め、ポリアミド樹脂との混練の際に凝集しやすくなり、
紡糸時にフィルターの目詰まりの原因となる。

【００１８】また、メラミン系難燃剤は、樹脂ペレット
に直接混ぜて使用してもよく、メラミン系難燃剤を２〜
50重量％の割合で含有するマスターペレットの形で使用
してもよい。

【００１９】本発明の人工芝用ヤーンは緑色に着色され
ることが多いが、これに限定されるものではなく、着色
顔料としては一般の合成樹脂用着色顔料が使用できる。

【００２０】例えば、緑色顔料としてブリリアントグリ
ーンPTMAトーナー、ダイヤモンドグリーンPTMAトーナ
ー、フタロシアニングリーン、フタロシアニングリーン
（黄口）、黄茶色顔料としてファストイエロー 10G、ジ
スアゾイエロー AAA、ジスアゾイエローAAMX、ジスアゾ
イエローAAOT、黄色酸化鉄、ジスアゾイエローHR、含金
アゾ系エロー、橙色顔料としてジニトロアニリンオレン
ジ、ジスアゾオレンジ PMP、ジアニシジンオレンジ、赤
色顔料としてトルイジンレッド、塩素化パラレッド、ブ
リリアントファストスカーレット、ピラゾロンレッド
B、バリウムレッド2B、カルシウムレッド2B、バリウム
リソールレッド、レーキレッド C、ブリリアントカーミ
ン6B、ピグメントスカーレット3Bレーキ、ローダミン6G
PTMAトーナー、べンガラ、ナフトールレッド FGR、キナ
クリドンマゼンダ、キナクリドンレッド、紫色顔料とし
てローダミンB PTMAトーナー、ジオキサジンバイオレッ
ド、青色顔料としてビクトリアピュアブルーPTMAトーナ
ー、フタロシアニンブルー（α型）、フタロシアニンブ
ルー（β型）、アルカリブルートーナー、紺青、群青、
白色顔料として炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸亜
鉛、二酸化チタン、炭酸マグネシウム、タルク、黒色顔
料としてカーボンブラック等が挙げられる。

【００２１】着色顔料の配合割合は、ポリアミド樹脂と
メラミン系難燃剤との合計 100重量部に対して 0.1〜10
重量部を配合することが好ましい。着色顔料の配合割合
が 0.1重量部より少ないと要求される色調を発現しにく
くなる。一方、この配合割合が10重量部を超えると、ポ
リアミド樹脂の割合が少なくなって機械的強度に優れた
人工芝生用ヤーンが得られない。また、着色顔料は、樹
脂ペレットに直接混ぜて使用してもよく、着色顔料を２
〜50重量％の割合で含有するマスターペレットの形で使
用してもよい。

【００２２】さらに、本発明の特性（防炎性）を損なわ
ない範囲であれば、帯電防止剤、消臭剤、防ダニ剤、艶
消剤、耐候剤、熱安定剤、酸化防止剤、抗菌剤、可塑剤
等の添加剤を人工芝ヤーン中に含有させることができ
る。

【００２３】本発明の防炎性人工芝用ヤーンは、マルチ
フィラメントでもモノフィラメントでもよく、単糸繊度
50〜1500ｄのものが挙げられる。また、人工芝用ヤーン
の断面形状は、丸、扁平、中空等いずれであってもよい
が、特に異形扁平断面が好ましい。

【００２４】そして、防炎性人工芝用ヤーンを製造する
に際しては、従来のポリアミド樹脂系ヤーンの製糸に用
いられている装置をそのまま使用して製造することがで
き、通常は、人工芝用ダイスと引き取り延伸装置を用い
ることにより製造する。例えば、通常の溶融押出し紡糸
装置に、原料となるメラミン系難燃剤を供給して紡糸
し、さらに、必要に応じて延伸、熱固定処理した後、撚
糸することにより得ることができる。

【００２５】本発明の防炎性人工芝は、上記の方法によ
り製糸した防炎性人工芝用ヤーンに撚り加工、クリンプ
加工を施し、パイル（芝材）として基布にタフト（打ち
込み）し、次いで、パイルと基布を固着するためにバッ
キング（裏張り）する。この際、基布としては織布、編
物、不織布等が用いられるが、ポリプロピレン製やポリ
エチレンテレフタレート製の織布が好ましい。また、バ
ッキング基材としては、スチレン−ブタジエン系ラテッ
クス(SBR) やニトリル−ブタジエン系ラテックス(NBR)
等の合成ゴム、ポリアクリル酸エステルやポリ塩化ビニ
ル等の合成樹脂が用いられる。さらにバッキング材に水
酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの難燃剤を
配合してもかまわない。

【００２６】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、実施例及び比較例における特性値の測定
は、次の通りに行った。 (a) 相対粘度 96％硫酸を溶媒として、濃度１g/dl、温度25℃の条件下
で測定した。 (b) 平均粒径 SEISHIN 社製レーザー回折式粒度分析計 SK LASER:LMS-
24を用い、水を分散媒として測定した。 (c) 強伸度 島津製作所製オートグラフ AGS-50Dを用い、試料長25c
m、引っ張り速度25cm／分の条件で、繊度(d) の1/30ｇ
の初期荷重をかけて測定した。 (d) 防炎性能 消防法施行規則第４条の３に記載された45度エアーミッ
クスバーナー法により評価した。人工芝用ヤーンに関し
ては、丸善製丸編み機（MR-1：ニードル96本、釜径５イ
ンチ）にて筒状に編み上げたものを試料として評価し、
人工芝に関しては、タフト方向のタテ方向とそれと垂直
のヨコ方向について評価した。

【００２７】実施例１ 相対粘度3.5 のナイロン６樹脂（ユニチカ社製「A1030B
RT」）98.0重量部、メラミン系難燃剤としてメラミンシ
アヌレート（日産化学社製「MC640 」）2.0 重量部、耐
候剤としてヨウ化銅0.03重量部及び着色顔料として緑色
顔料（大日精化社製マスターペレット「PAM(F)2946グリ
ーン(UI)」を使用。）1.8 重量部を用い、通常の人工芝
生用ダイスと引き取り延伸装置を用いて、溶融紡糸、延
伸及び熱固定処理を行って、2700デニール/6フィラメン
ト（単糸 450デニール）のマルチフィラメント（防炎性
人工芝用ヤーン）を得た。この際、押出し機としては内
径40mmのもの用い、樹脂温度が 250℃になるように設定
した。次いで、この防炎性人工芝用ヤーンを芝材とし
て、ポリプロピレン製織布（小泉製麻社製「ポリバッ
ク」）の基布にタフトし、スチレン−ブタジエン系ラテ
ックス（SBR)でバッキングを行い、防炎性人工芝とし
た。

【００２８】実施例２〜３、比較例１〜２ 相対粘度3.5 のナイロン６樹脂とメラミンシアヌレート
の配合量を表１に示すように変更した以外は、実施例１
と同様にして、防炎性人工芝用ヤーン及び防炎性人工芝
を得た。

【００２９】実施例４ 相対粘度3.5 のナイロン６樹脂の代りに相対粘度2.7 の
ナイロン66樹脂（デュポン社製「ザイテル101L」）を用
い、押出し機内の樹脂温度を 270℃に変更した以外は、
実施例１と同様にして、防炎性人工芝用ヤーン及び防炎
性人工芝を得た。

【００３０】実施例５〜６、比較例３〜４ 相対粘度2.7 のナイロン66樹脂とメラミンシアヌレート
の配合量を表１に示すように変更した以外は、実施例４
と同様にして、防炎性人工芝用ヤーン及び防炎性人工芝
を得た。

【００３１】実施例７〜９ メラミン系難燃剤を表１に示すように変更した以外は、
実施例１と同様にして、防炎性人工芝用ヤーン及び防炎
性人工芝を得た。なお、リン酸メラミンとしては三和ケ
ミカル社製「P-7202」、ポリリン酸メラミンとしては日
産化学社製「PMP-100 」、硫酸メラミンとしては三和ケ
ミカル社製「アピノン-901」を使用した。

【００３２】実施例１０〜１１ メラミンシアヌレートの平均粒径を表１に示すように変
更した以外は、実施例１と同様にして、防炎性人工芝用
ヤーン及び防炎性人工芝を得た。

【００３３】実施例１２ 相対粘度3.5 のナイロン６樹脂の代りに相対粘度3.1 の
ナイロン６樹脂（ユニチカ製「A1030BRF」）を用いた以
外は、実施例１と同様にして、防炎性人工芝用ヤーン及
び防炎性人工芝を得た。

【００３４】実施例１３ 相対粘度3.5 のナイロン６樹脂の代りに相対粘度5.0 の
ナイロン６樹脂（ユニチカ製「A1050 」）を用いた以外
は、実施例１と同様にして、防炎性人工芝用ヤーン及び
防炎性人工芝を得た。

【００３５】実施例１４〜１７ フタロシアニングリーンの代わりに、表１に示すような
着色顔料を用いた以外は、実施例１と同様にして、防炎
性人工芝用ヤーン及び防炎性人工芝を得た。なお、白色
顔料としては白石カルシウム社製マスターペレット「MA
T-NC20」、黄茶色顔料としては大日精化社製マスターペ
レット「PAM(F)10545 ブラウン(UI)」、青色顔料として
は大日精化社製マスターペレット「PAM(F)10087 ブルー
(UI)」、橙色顔料としては大日精化社製マスターペレッ
ト「PAM(F)129 エロー(UI)」を使用した。

【００３６】実施例１〜１７、比較例１〜４における配
合割合、防炎性人工芝用ヤーンの特性値（強度、伸度、
防炎性能）及び防炎性人工芝の特性値（防炎性能）の評
価結果を表１にまとめて示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１から明らかなように、実施例１〜１７
で得られた防炎性人工芝用ヤーンは、強伸度の糸質物
性、防炎性能に優れたものであった。また、防炎性人工
芝は、十分な防炎性能を有するものであった。

【００３９】これに対して、比較例では次のような問題
があった。比較例１、３では、メラミン系難燃剤が配合
されていなかったため、人工芝用ヤーン及び人工芝は、
着火した炎が消えず、炭化長及び残炎時間の測定が不能
で、防炎性能を有していないものであった。比較例２、
４では、メラミン系難燃剤であるメラミンシアヌレート
の含有量が多すぎたため、紡糸、延伸時に糸切れが発生
し、操業性が悪く、得られた人工芝用ヤーンは、強伸度
の糸質性能が低いものであった。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、強伸度等の糸質物性に
優れ、良好な防炎性を発現することができる人工芝用ヤ
ーンが得られる。また、この人工芝用ヤーンをパイルと
して用いた人工芝は、消防法や政令で指定された場所の
ような防炎性が要求される用途にも十分に使用すること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D051 AB04 AB05 AG11 AH03 HA01 HA02 HA05 4H028 AA30 AA40 AB01 BA06 4J002 CL001 CL011 CL031 EV186 FD136 GL00 4L035 BB32 DD14 EE14 EE20 FF01 JJ10 JJ21 JJ28 LC01 LC02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリアミド樹脂99.9〜97.0重量部とメラ
   ミン系難燃剤 0.1〜3.0 重量部とからなる防炎性人工芝
   用ヤーン。
2. 【請求項２】 メラミン系難燃剤が、メラミンシアヌレ
   ート、リン酸メラミン、ポリリン酸メラミン及び硫酸メ
   ラミンからなる群より選ばれた少なくとも１種である請
   求項１記載の防炎性人工芝生ヤーン。
3. 【請求項３】 メラミン系難燃剤が、平均粒径 0.1〜1
   0.0μｍのものである請求項１又は２記載の防炎性人工
   芝生ヤーン。
4. 【請求項４】 請求項１〜３記載の防炎性人工芝用ヤー
   ンを用いた防炎性人工芝。