人工草坪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種人工草坪，其在長期內(nèi)不會原纖化，且具有穩(wěn)定的耐久性。作為植入于基布(2)的草絲(3)，采用通過對結晶性塑料進行單軸延伸加工而成、且結晶取向度設為0.75～0.90的扁平的長纖絲。
【專利說明】人工草坪

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在基布植入有草絲（Pile)的人工草坪，更具體而言，涉及一種提 高草絲的耐久性的技術。

【背景技術】
[0002] 對于在草絲間填充有填充材料的人工草坪而言，作為具有與天然草坪相近的特性 的人工草坪地面（surface)，普遍應用于足球場、橄欖球場、棒球場等各種運動比賽設施。另 夕卜，最近還有效利用其全天候型的特征，將其用作學校的運動場的情況也逐年增加，人工草 坪的使用率逐漸提高。
[0003] 作為這種人工草坪中的一種，公知有與以往的人工草坪相比將草絲長度設定為更 長的所謂的長草絲人工草坪。對于長草絲人工草坪而言，在較長的草絲之間填充橡膠碎屑， 并加長草絲末端的露出長度，由此能夠再現(xiàn)與天然草坪相近的特性，從而博得好評。
[0004] 然而，在人工草坪的表面，由于被橡膠底運動鞋乃至各種比賽用釘子鞋等鞋子施 加載荷，因此，隨著使用率的提高，草絲容易因與各種鞋底摩擦所導致的磨損、反復載重而 扭曲或折斷，正因如此，草絲的末端發(fā)生原纖化（微纖維化）。
[0005] 因此，對于以往的人工草坪用草絲而言，為了防止上述的原纖化，優(yōu)選采用耐磨損 性良好的聚丙烯、高密度聚乙烯。例如參照專利文獻1、2。
[0006] 然而，在長草絲人工草坪中，與以往的注砂人工草坪微纖維化的破壞構造不同，較 長地突出的草絲被反復踩踏，受到扭曲應力，從而產(chǎn)生以草絲的彎曲、屈曲（buckling)為 破壞起點的破裂、裂紋，因該破裂、裂紋而引起原纖化。
[0007] 另外，特別是在使用率較高的人工草坪中，由于原纖化的發(fā)展，導致草坪末端破 碎，從而不僅擔心其對可玩性（playability)的影響，還會導致破碎的草絲因靜電附著于 衣服、鞋上而使人不悅。此外，由于破碎的草絲被帶出場地之外，因此會對場地周圍造成污 染等，從而，對管理者一方而言，也會產(chǎn)生問題。
[0008] 并且，以往的人工草坪用草絲通常被實施5倍?7倍左右的延伸加工，從而，一方 面，拉伸強度得以提高，另一方面，耐久性降低，難以防止上述的原纖化。
[0009] 專利文獻1 :日本特開平6 - 184811號公報
[0010] 專利文獻2 :日本特開平11 - 269811號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種人工草坪，其在長期內(nèi)不會原纖化，具有穩(wěn)定的 耐久性。
[0012] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具備如下所示的幾個特征。即，一種人工草坪，其在基 布植入有草絲，其特征在于，上述草絲由扁平的長纖絲構成，該扁平的長纖絲通過對結晶 性塑料進行單軸延伸加工而成，且將結晶取向度設為0. 75?0. 90 (更加優(yōu)選為0. 75? 0. 85) 〇
[0013] 作為更加優(yōu)選的方式，將上述草絲的截面的短軸方向的長度設為Η、且將長軸方向 的長度設為W，上述草絲的扁平率（W/H)為3. 0?7. 0。此外，在本發(fā)明中，"截面"是指與草 絲的長度方向正交的截面。
[0014] 作為更加優(yōu)選的方式，上述草絲的截面的短軸方向的長度H為180μπι?350μπι。
[0015] 另外，作為其它的方式，上述草絲的拉伸彈性模量為150N/mm2?350N/mm2。
[0016] 作為更加優(yōu)選的方式，上述結晶性塑料由密度為0. 900?0. 940的直鏈狀低密度 聚乙烯構成。
[0017] 據(jù)此，對于通過對結晶性塑料進行單軸延伸加工而成、且結晶取向度為0. 75? 〇. 90 (更加優(yōu)選為0. 75?0. 85)的扁平的長纖絲而言，將其用于草絲，從而能夠提高草絲的 柔軟性，在長期內(nèi)不會原纖化，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的耐久性。
[0018] 另外，當將上述草絲的截面的短軸方向的長度設為H、且將長軸方向的長度設為W 時，由于上述草絲的扁平率（W/H)為3.0?7.0,從而變得難以磨損，其結果，能夠防止原纖 化的發(fā)展。
[0019] 此外，由于上述草絲的截面的短軸方向的長度H為180μπι?350μπι，從而草絲的 耐久性變得良好。當長度H小于180μm時，容易發(fā)生原纖化，因此，并非為優(yōu)選。相反，當 長度H大于350μm時，草絲變厚，成本增加，不僅如此，而且還容易因彎曲而產(chǎn)生彎痕，結果 導致人工草坪的柔軟度、外觀受損，從而也非優(yōu)選。
[0020] 另外，由于上述草絲的拉伸彈性模量為150N/mm2?350N/mm2,從而草絲的耐久性 變得良好。當拉伸彈性模量不足150N/mm2時，彈力變?nèi)?，草絲易斷，并且加工性也變差，從 而并非為優(yōu)選。相反，當拉伸彈性模量大于350N/mm2時，從而容易彎曲、屈曲，使得人工草 坪的柔軟性受損，因此，也非優(yōu)選。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是示意性地示出本發(fā)明的一個實施方式所涉及的人工草坪的剖視圖。

【具體實施方式】
[0022] 接下來，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明，但本發(fā)明并不限定于此。
[0023] 如圖1(a)所示，該人工草坪1通過相對于形成為片狀的基布2以規(guī)定間隔植入草 絲3而構成，在基布2的背面?zhèn)韧扛灿杏糜诜乐共萁z3脫落的底漆劑（backingagent)4。
[0024] 基布2雖然使用例如由聚丙烯、聚乙烯等熱塑性樹脂構成的平織布，但也可使用 以外的其它織布，在本發(fā)明中，并未對基布2的形態(tài)、材質(zhì)進行特別限定。
[0025] 草絲3由扁平的長纖絲構成，該扁平的長纖絲通過對結晶性塑料（也稱為結晶性 聚合物）進行單軸延伸加工而成，且結晶取向度設為〇. 75?0. 90 (更加優(yōu)選為0. 75? 0. 85) 〇
[0026] 參照圖I(b)，草絲3由扁平的長纖絲構成，且形成為：當將草絲3的截面的短軸方 向的長度設為H、且將長軸方向的長度設為W時，草絲3的扁平率（W/H)處于3. 0?7. 0的 范圍內(nèi)。
[0027] S卩，由于扁平率為3. 0?7. 0,從而變得難以磨損，其結果，能夠防止原纖化的發(fā) 展。
[0028] 作為更加優(yōu)選的方式，草絲3的截面的短軸方向的長度H為180μπι?350μπι(更 加優(yōu)選為250μm?300μm)。S卩，當長度H小于180μm時，容易發(fā)生原纖化，因而并非為優(yōu) 選。
[0029] 相反，當長度H較長時，草絲變厚，成本增加，不僅如此，而且還容易因彎曲而產(chǎn)生 彎痕，結果導致人工草坪的柔軟度、外觀受損，從而也非優(yōu)選。
[0030] 進而，作為優(yōu)選方式，草絲3的拉伸彈性模量為150N/mm2?350N/mm2。即，當拉伸 彈性模量不足150N/mm2時，彈力變?nèi)酰萁z易斷，并且加工性也變差，從而并非為優(yōu)選。
[0031] 相反，當拉伸彈性模量超過350N/mm2時，剛性增加，從而容易彎曲、屈曲，使得人工 草坪的柔軟性受損，因此，也非優(yōu)選。
[0032] 作為滿足上述各規(guī)格的材料，本發(fā)明的結晶性塑料采用密度為0. 900?0. 940的 直鏈狀低密度聚乙烯（L一LDPE)。此外，只要是滿足上述各條件的物質(zhì)，也可使用除此之外 的其它結晶性塑料。
[0033] 在該例中，雖然草絲3通過將規(guī)定的纖維度（分特）的扁平長纖絲的單根長纖絲 植入到基布2而構成，但例如也可使用對多根上述的長纖絲進行捻合而成的結構，只要滿 足上述各規(guī)格即可，對于其使用方式并未進行特別限定。
[0034] 另外，在將完成的人工草坪1鋪設于規(guī)定的基底10上之后，在草絲3之間填充作 為填充材料5的橡膠碎屑，在本發(fā)明中，關于填充材料5以及基底10的結構，并未進行特別 限定，可根據(jù)規(guī)格任意變更。
[0035] 實施例
[0036] 接下來，對于本發(fā)明的具體的實施例，與比較例一起進行比較、研究。首先，利用以 下方法制成了草絲。
[0037] [草絲的制造]
[0038] 使用Φ60mm的擠出機在180°C的溫度下將直鏈狀低密度聚乙烯樹脂組合物（密 度為0. 926g/cm3，MFR為0. 9g/10min)熔融并將其擠出，在30°C的水槽中使其冷卻固化。接 下來，利用軋輥延伸法在90°C?KKTC的溫度下對其進行單軸延伸加工，然后，在90°C? l〇〇°C的熱水槽內(nèi)對其進行松弛熱處理，從而得到了纖維度約為1850分特的人工草坪草 絲。
[0039] [人工草坪的制造]
[0040] 將利用上述方法制成的6根草絲捻合成一束而形成為一根草絲，使用5/16的規(guī) 格（gauge)的栽絨機在聚丙烯制的平織布上植入草絲高度（從基布到末端的草絲長度）為 60mm的草絲，然后，在基布的背面?zhèn)茸鳛楣虘B(tài)成分而以1100g/m2的涂覆量涂覆70%SBR膠 乳，并在l〇5°C的高溫下使其干燥，從而得到了人工草坪。
[0041] 接下來，按照以下的各方法對制成的草絲以及人工草坪進行了測定以及各種評 價。
[0042] [結晶取向度的測定]
[0043] 在試料臺將草絲的原絲的表面設置為與X射線的照射方向垂直，使用Bruker- AXS公司制造的X射線衍射機（型號：D8 -DISCOVER-μHR-Hybrid)，在以下的條件下 照射X射線，根據(jù)從所獲的衍射圖案的峰值而得到的強度分布的半值寬度而計算出結晶取 向度。
[0044] [測定條件]
[0045] X射線源：CuKα線（多層鏡規(guī)格）
[0046] 輸出：50kV，22mA
[0047] 檢測器：閃爍計數(shù)器（scintillationcounter)
[0048] [拉伸彈性模量的測定]
[0049] 將草絲的原絲切斷為50mm的長度，在拉伸試驗機設置30mm的卡盤間距，然后，以 100mm/min的拉伸速度對草絲的原絲進行拉伸直至其破斷為止，對其拉伸載荷一變形曲線 (S-S曲線）進行測定，根據(jù)彈性變形區(qū)域的切線斜度而計算出拉伸彈性模量。
[0050] [耐久性的評價]
[0051] 將人工草坪切成tplOOmm的圓盤狀，將其收納于直徑相同的有底圓筒容器的底 部，以使草坪末端露出20_的程度填充橡膠碎屑。利用能夠沿圓筒容器的內(nèi)周面插入的壓 縮件以700N的載荷對人工草坪進行擠壓。在壓縮件的末端安裝有設想為鞋底而具有格子 狀凹凸的硬度為60的聚氨酯橡膠。
[0052] 在利用壓縮件對人工草坪進行擠壓的狀態(tài)下，使圓筒容器以25rpm的旋轉(zhuǎn)速度、 15°的角度往返旋轉(zhuǎn)，以一個往返為一次，實施了 10萬次的耐久試驗。在實施上述試驗之 后，隨機抽取10根人工草坪的草絲，數(shù)出產(chǎn)生龜裂的根數(shù)，若產(chǎn)生龜裂的根數(shù)為0根則判斷 為◎，若為1根?3根則判斷為〇，若為4根以上則判斷為X。
[0053] [加工性的評價]
[0054] 在本實施方式中，加工性是指人工草坪的草絲的切斷特性。使用栽絨機在人工草 坪植入草絲以后，以使草絲長度為60mm的方式對草絲進行切割，使其高度變得均勻，并且， 將未產(chǎn)生環(huán)狀殘留（>一7殘>5residualloops)等不良狀況的評價為〇，將發(fā)現(xiàn)了不良 狀況的評價為X。
[0055] [外觀特性的評價]
[0056] 由10名參賽者對各人工草坪與天然草坪進行觀察，若7名以上感覺到尺寸形狀以 及質(zhì)感、外觀美觀度為同等水平則評價為〇，若6名以下獲得如上感覺則評價為X。
[0057] [綜合評價]
[0058] 最后，進行耐久性、加工性以及外觀性的綜合評價。評價方法如下：在上述的各項 評價中，全部為〇或◎時則綜合評價為"〇"，若有一個為X則綜合評價為"X"。
[0059] 《實施例1》
[0060][結晶取向度]0.81
[0061] [短軸長度H] 0· 235mm
[0062] [長軸長度W] 1. 16臟
[0063] [扁平率W/H]4. 936
[0064] [拉伸彈性模量]190N/mm2
[0065] [耐久性]◎
[0066] [加工性]〇
[0067] [外觀]〇
[0068] [綜合評價]〇
[0069] 《實施例2》
[0070] [結晶取向度]0.75
[0071] [短軸長度 H]0. 196mm
[0072] [長軸長度 W]I. 37mm
[0073] [扁平率W/H]6· "0
[0074] [拉伸彈性模量]206N/mm2
[0075] [耐久性]◎
[0076] [加工性]〇
[0077] [外觀]〇
[0078] [綜合評價]〇
[0079] 《實施例3》
[0080][結晶取向度]0.90
[0081] [短軸長度 H] 0· 243mm
[0082] [長軸長度 W]I. iaiim
[0083] [扁平率W/H]4. 609
[0084] [拉伸彈性模量]273N/mm2
[0085] [耐久性]〇
[0086] [加工性]〇
[0087] [外觀]〇
[0088] [綜合評價]〇
[0089] 《實施例4》
[0090] [結晶取向度]0.85
[0091] [短軸長度H]0. 271mm
[0092] [長軸長度W]0. 91_
[0093] [扁平率W/H]3. 358
[0094] [拉伸彈性模量]301N/mm2
[0095] [耐久性]◎
[0096] [加工性]〇
[0097] [外觀]〇
[0098] [綜合評價]〇
[0099] 《比較例1》
[0100][結晶取向度]0.92
[0101] [短軸長度H] 0.237mm
[0102] [長軸長度W]l. Ilmm
[0103] [扁平率W/H]4. 6別
[0104] [拉伸彈性模量]357N/mm2
[0105] [耐久性]X
[0106] [加工性]〇
[0107] [外觀]〇
[0108] [綜合評價]X
[0109] 《比較例2》
[0110] [結晶取向度]0.91
[0111] [短軸長度H]0. 150mm
[0112] [長軸長度W]I. 80mm
[0113] [扁平率W/H]12. 000
[0114] [拉伸彈性模量]348N/mm2
[0115] [耐久性]X
[0116] [加工性]〇
[0117] [外觀]〇
[0118] [綜合評價]X
[0119] 《比較例3》
[0120] [結晶取向度]0.72
[0121] [短軸長度H] 0· 220_
[0122] [長軸長度W]I. 12mm
[0123] [扁平率W/H]5. 091
[0124] [拉伸彈性模量]195N/mm2
[0125] [耐久性]〇
[0126] [加工性]X
[0127] [外觀]〇
[0128] [綜合評價]X
[0129] 表1中示出了對實施例1?4以及比較例1?3進行的總結。
[0130] 【表1】
[0131]

【權利要求】
1. 一種人工草坪，其在基布植入有草絲，其特征在于， 所述草絲由扁平的長纖絲構成，該扁平的長纖絲通過對結晶性塑料進行單軸延伸加工 而成、且結晶取向度設為0. 75?0. 90。
2. 根據(jù)權利要求1所述的人工草坪，其特征在于， 所述草絲的結晶取向度設為〇. 75?0. 85。
3. 根據(jù)權利要求2所述的人工草坪，其特征在于， 將所述草絲的截面的短軸方向的長度設為H，并將所述草絲的截面的長軸方向的長度 設為W，所述草絲的扁平率（W/H)為3. 0?7. 0。
4. 根據(jù)權利要求3所述的人工草坪，其特征在于， 所述草絲的截面的短軸方向的長度H為180 y m?350 y m。
5. 根據(jù)權利要求1?4中任一項所述的人工草坪，其特征在于， 所述草絲的拉伸彈性模量為150N/mm2?350N/mm2。
6. 根據(jù)權利要求1?5中任一項所述的人工草坪，其特征在于， 所述結晶性塑料由密度為〇. 900?0. 940的直鏈狀低密度聚乙烯（L 一 LDPE)構成。
【文檔編號】E01C13/08GK104411886SQ201380034756
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年4月1日 優(yōu)先權日:2012年7月2日
【發(fā)明者】中前博文, 田中克往, 西川知幸, 堀尾孝志, 舩越規(guī)夫, 三宅啟介 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社