JP2007016367A - 人工芝パイル糸及びそれを用いた人工芝生 - Google Patents

Abstract

【課題】 高密度ポリエチレンを主成分とする人工芝パイル用糸条であって、単体の繊維として耐フィブリル性、耐衝撃性、加工性に優れ、且つ柔軟性に優れた糸条、およびそれそれによる耐久性の優れた砂入れ人工芝生を提供する。
【解決手段】 高密度ポリエチレン７０〜９５重量％とメタロセン触媒による密度が０．９０〜０．９２５ｇ／ｃｍ^３のエチレン・α−オレフィン共重合体５〜３０重量％との組成物からなる人工芝用パイル糸。
【選択図】 なし

Description

本発明は、競技場等に用いる人工芝生に関し、さらに詳しくは、運動競技場あるいは公園などに設置され、芝目内に砂などの充填物を充填して使用される競技場等に用いる人工芝生である。

運動競技場あるいは公園などに敷設される人工芝生は、通常ポリプロピレンやナイロン等のパイル糸を基布に植設したものが広く用いられている。人工芝は、一般に、一次基布と称するポリプロピレン繊維等からなる織布に熱可塑性樹脂製のパイル糸を刺し通して（タフティング）、パイルがループした頂部をカットして芝葉をなし、ついで、裏面にラテックス材を裏打ち加工して一次基布にパイル糸を固定することにより製造されるものが多い。従来、この種の人工芝用のパイル糸としては、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン、ポリプロピレンなどからなる合成繊維が多用されてきた。

これらの内、ポリ塩化ビニリデン製の糸条は、使用後の焼却時に有毒ガスが発生するという問題点があり、ポリプロピレン製の糸条は、耐候性や耐へたり性に劣るという欠点があり、特に砂入り人工芝として使用した場合、砂との摩擦によりパイルの先端部がフィブリル化し破断しやすいことから耐フィブリル性に劣るという問題があった。

そこで、耐フィブリル性を改良する目的で、例えば、メルトフローレートが０．５〜５．０ｇ／１０分のポリプロピレン９５〜６５重量％および密度が０．９１８〜０．９４０ｇ／ｃｍ^３の線状ポリエチレン５〜３５重量％を含有する樹脂組成物を基材とする一軸延伸物よりなる人工芝生用原糸（特許文献１）が、また、プロピレンとプロピレン以外のα−オレフィンとのランダム共重合体を基材とすることを特徴とする人工芝用パイル糸（特許文献２）が、また、密度が０．９１８〜０．９４０ｇ／ｃｍ^３の線状ポリエチレン９７〜７０重量パーセントに対してポリプロピレン３〜３０重量パーセントを含有する混合樹脂組成物より成る一軸延伸条をパイル糸として植設したことを特徴とする人工芝生（特許文献３）が、さらには、密度が０．９１８〜０．９４０ｇ／ｃｍ^３の線状ポリエチレン９５〜２０重量パーセントに対して、高密度ポリエチレン５〜８０重量パーセントを含有する混合樹脂組成物より成る一軸延伸条からパイル糸を構成し、植設したことを特徴とする人工芝生（特許文献４）、などが提案されている。
特開平６−１８４８１１号公報 特開平８−２１８２２２号公報 特開平８−３３３７０９号公報 特開平１１−２６９８１１号公報

しかしながら、上記提案方法では、耐フィブリル特性が改善されているが、その効果は十分とはいえず、また、得られるパイル糸の柔軟性が不十分で、しかも、加工性が劣るという問題もあった。
本発明は、上記した問題点を解消するためになされるものであり、高密度ポリエチレンを主成分とする人工芝パイル用糸条であって、単体の繊維として耐フィブリル性、耐衝撃性、加工性に優れ、且つ柔軟性に優れた糸条、及びそれによる耐久性の優れた砂入れ人工芝生を提供することを目的とする。

本発明の要旨は、高密度ポリエチレン７０〜９５重量％とメタロセン触媒による密度が０．９０〜０．９２５ｇ／ｃｍ^３のエチレン・α−オレフィン共重合体５〜３０重量％との組成物からなる人工芝用パイル糸に存する。

本発明の人工芝用パイル糸は、高密度ポリエチレン７０〜９５重量％とメタロセン触媒による密度が０．９０〜０．９２５のエチレン・α−オレフィン共重合体５〜３０重量％との組成物からなるもので、耐フィブリル性が著しく改良され、人工芝生の耐久性を向上するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いられる高密度ポリエチレンは、密度が０.９４５〜０.９６０ｇ／ｃｍ^３が好ましく、公知のチーグラー触媒等を用いて中低圧法で製造される。高密度ポリエチレンのメルトフローレート（以下、ＭＦＲと称す）は０.１〜３０ｇ／１０ｍｉｎが好ましく、１〜１０ｇ／１０ｍｉｎがより好ましい。

本発明で用いられるエチレン・α−オレフィン共重合体は、マグネシウムおよびチタンを含有する固体触媒成分と有機アルミニウム化合物からなる、メタロセン触媒を用いて重合して得られるもので、例えば、密度０.９０〜０.９２５ｇ／ｃｍ^３の中密度および低密度ポリエチレン、あるいは密度０.８８〜０.９１ｇ／ｃｍ^３の超低密度線状ポリエチレンといわれるものを包含する。

前記中密度および低密度ポリエチレン、あるいは超低密度線状ポリエチレンのα−オレフィンとしては、炭素数３〜８のもの、すなわちプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−ヘキセン、１−オクテンなどが用いられ、特に１−ブテンおよび１−ヘキセンが好ましい。

上記高密度ポリエチレンとエチレン・α−オレフィン共重合体の配合割合は、高密度ポリエチレン７０〜９５重量％とエチレン・α−オレフィン共重合体５〜３５重量、好ましくは高密度ポリエチレン７０〜９０重量％とエチレン・α−オレフィン共重合体１０〜３０重量％の範囲である。即ち、エチレン・α−オレフィン共重合体が５重量％未満では耐フィブリル性の改良効果が期待できず、３０重量％を超えると圧縮回復力を損なうため問題となる。

本発明に樹脂組成物には、その使用目的により本発明の主旨を逸脱しない範囲において、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤、無機充填剤、架橋剤、発泡剤、着色剤等の添加剤を配合してもよい。

本発明の人工芝パイル用糸条は、前述の樹脂組成物から紡糸し成形された糸条である。糸条の形態は特に制限されることはなく、例えば、紡糸ノズルから押出し延伸したモノフィラメント、偏平モノフィラメント、或いはフィルム成形した後に細断してテ−プ状となし延伸したフラットヤ−ンやスプリットヤ−ンなどである。糸条は、パイルに用いるにあたり、熱圧縮ギア法、ニットデニット法、スタフィング法、エアジェット法など公知の方法を採用して捲縮加工を施すことができる。

本発明の人工芝パイル用糸条の厚みは、好ましくは８０〜２００μｍ、より好ましくは１００〜１８０μｍである。厚みが８０μｍ以下では厚みが薄いために砂などの充填物との摩擦により引きちぎられやすく、耐フィブリル性に劣り、２００μｍ以上ではパイル糸状の剛性が増しタフティング性が劣る。

上記フラットヤーンの成形方法は、上記混合物を押出機を用いて溶融押出し、Ｔダイ法またはインフレーション法にてフィルムを成形し、一旦冷却固化したフィルムをスリットした後延伸可能な温度まで再加熱して延伸し、次いで熱処理してフラットヤーンを形成する。このフラットヤーンは、さらに回転する針布ロールなどで割繊してスプリットヤーンとすることもできる。ここでの延伸温度は、好ましくは７０〜１２０℃、より好ましくは８０〜１１０度である。延伸温度が７０℃未満では白化が生じたり延伸性が低下し、１２０℃を超えると熱収縮率が低下して好ましくない。また延伸倍率は好ましくは５〜１２倍、より好ましくは８〜１０倍である。延伸倍率が５倍より小さいと機械的強力が不十分となり、１２倍より大きいと糸割れを生じて好ましくない。延伸の際の加熱方式としては、熱ロール式、熱板式、赤外線式、熱風式等いずれの方式も採用できる。

上記フラットヤーンは、その単糸繊度は好ましくは１００〜１０，０００デシテックス（以下、ｄｔと略す）、より好ましくは１，０００〜８，０００ｄｔである。フラットヤーンの幅は好ましくは０.５〜５０ｍｍ、より好ましくは２〜２０ｍｍで、厚みは好ましくは８０〜２００μｍ、より好ましくは１００〜１８０μｍである。このフラットヤーンは、１本単独で、あるいは複数本撚り加工して熱収縮性パイル糸として用いることができる。

上記モノフィラメント、扁平モノフィラメントの成形方法は公知のモノフィラメント成形法を用いて成形される。上記モノフィラメント、扁平モノフィラメントの単糸繊度は好ましくは２００〜２，０００ｄｔで、１本単独で、あるいは複数本撚り加工して熱収縮性パイル糸として用いることができる。

本発明で得られた人工芝パイル用糸条の使用方法の一例としては、例えば、経糸及び緯糸に繊度５００〜２，０００ｄｔのポリエステル製、ポリプロピレン製などの延伸テ−プを用いて、スルザ−型、ウオ−タ−ジェット型織機などにより、平織、綾織などの組織で織成された５０〜２００ｇ／ｍ^２の織布などを一次基布として、人工芝パイル用糸条を、５／３２〜５／１６ケ゛-シ゛、４〜１０ステッチ/インチの打込密度で植設して、基布の裏面にラテックス材を塗布し、裏材と貼合し、乾燥固化して人工芝を得ることができる。

この人工芝生に砂などの充填物を充填して競技場等に用いる人工芝生を形成する。このようにして、長期間の使用に対しても耐久性を有する競技場等に用いる人工芝生を得ることができる。

実施例１：
高密度ポリエチレン（ＭＦＲ＝０.８、密度＝０.９５３ｇ／ｃｍ^３、曲げ弾性率＝１３００ＭＰａ）８５重量％とメタロセン触媒によるエチレン・α−オレフィン共重合体（ＭＦＲ＝３．８ｇ／１０ｍｉｎ.、密度＝０.９１８ｇ／ｃｍ^３、Ｔｍ＝１１６℃、Ｍｗ／Ｍｎ＝２.５）１５重量％との混合物を用いて、インフレーション法によりフィルムを形成し、冷却してスリット後延伸温度１１５℃、アニーリング温度９０℃で熱板接触式延伸法にて５.２倍延伸で繊度６０００ｄｔのフラットヤーンを得た。

上記フラットヤーンからなるパイル糸を一次基布に植設した人工芝生原反を形成し、エチレン−酢酸ビニル共重合体を主体としてバッキング加工を１２０℃で行った。この人工芝生のパイル糸の長さは２２ｍｍであった。

この人工芝生に対して芝目内に砂を充填して競技場に設置した。この人工芝生は、パイルの先端部にフィブリル化が生じず、クッション性に富み、長期間の使用に対しても耐久性の優れた砂入れ人工芝であることを確認した。

比較例１
フラットヤーン原料として、チーグラー触媒を用いたエチレン・α−オレフィン共重合体（ＭＦＲ＝２.０ｇ／１０ｍｉｎ.、密度＝０.９１８ｇ／ｃｍ^３、Ｔｍ＝１１６℃、Ｍｗ／Ｍｎ＝２.５）を用いた他は実施例１と同様に行った。

得られたパイル糸はフィブリル化し易く、これを用いて形成した人工芝生は耐久性に劣り好ましくなかった。

Claims (3)

1. 高密度ポリエチレン７０〜９５重量％とメタロセン触媒により製造される密度が０．９０〜０．９２５ｇ／ｃｍ^３のエチレン・α−オレフィン共重合体５〜３０重量％との組成物からなる人工芝用パイル糸。
2. 人工芝用パイル糸の厚みが１００〜１８０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の人工芝用パイル糸。
3. 請求項１または請求項２の人工芝用パイル糸を基布に植設してなることを特徴とする人工芝生。