JP2004512041A - 芝生を形成する草及び他の植物の生育のための人工表面 - Google Patents
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Abstract
ゴム、ポリマー変性瀝青エマルション、及び遅延放出性の植物栄養素含有粒子の混合物を含む、芝生を形成する草及び他の植物の生育のための人工表面であって、前記混合物は、混合物全体にゴム、エマルション及び粒子のそれぞれが実質的に均一に分散されるように、十分な割合で混合され、積層され硬化された場合に、前記混合物は、芝生を形成する草及び他の植物の地下系が貫入する気泡を有する、水透過性の熱伝導性表面を均一に形成し、前記栄養素含有粒子は、地下系に対する植物栄養素の遅延放出のために表面内にトラップされている人工表面。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芝生を形成する草及び他の植物の生育のための人工表面、特に芝生の生育媒体として土壌に変わって使用されるゴムベースの表面に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の芝生構造体の最近の発展は、全天候表面として機能することを許容する、そこに生育する草が自由に水はけする砂及び砂利の特性を有する土壌を提供することに注目されている。
【０００３】
そのような表面の所望のレベルの水透過性を達成するために、土壌の砂及び砂利の構成成分は正確に特定され、表面を構成する過程に大きな注意を払わなければならない。砂及び砂利の構成成分は、天然に存在する堆積物から由来するため、所望の特定を満足するこれらの構成成分の堆積物を見出すことはほぼ不可能であり、コストと時間を浪費する地均し及び洗浄工程が、天然に存在する堆積物を適切に確立させるのに必要である。
【０００４】
さらなる困難性は、建築業及び土木業におけるここ数百年に亘る砂及び砂利に対する高い需要のため、天然に存在する堆積物の供給に存在している。この需要は、ほとんどの需要が生じている大都市の近郊の天然に存在する堆積物によって通常満足されている。これらの堆積物は、ますます消尽されており、さらにより遠方の窪地及び採石場からのこれらの堆積物の輸送に関連するコスト及び遅延は、需要コストを効率的に満足するのに負担をかけている。
【０００５】
より近年、芝生農業は、強力な園芸学を支える形態として発展している。芝生農業は、芝生を供給するよりコスト的に有効な手段を提供するかもしれないが、植えられた芝生に対する栄養分及び水の供給におけるいくつかの変異が、天然で供給される土壌または使用される他の生育媒体において局所的なバリエーションのため生じ得る。さらに生育媒体は、疾患の原因となる生物に対する供給源またはキャリアーとして機能するかもしれず、植えられた芝生が疾患の発症を経験することは異常なことではない。
【０００６】
天然に存在する砂及び砂利の堆積物を地均しし、それらを長距離に亘って輸送し、そして植えられた芝生における栄養素及び水分の供給及び疾患の発症をより適格に制御するという必要条件によって課される困難性を避けるため、特にスポーツの芝生産業において、リサイクルされた製品または置換可能な資源から由来するが、自由に排水する砂及び砂利の特性を有する土壌に対して、少なくとも匹敵するまたは改良された能力を有する、代替的な人工芝生生育表面を提供することに、現在注意が向けられている。
【０００７】
芝生の生育のための人工表面は、未だその初期段階にあるが、気候及び物理的損傷のいずれの有害にも耐える優れた排水能力と優れた構造的強度を有する人工表面を提供することには、いくつかの進歩が存在し、その特徴は芝生の生育をサポートするのに理想的に適している。例えばそのような特徴は、本発明者によるオーストラリア特許第７１２，７４０号に開示された人工表面によって提供され、この文献の教示は参考としてここに取り込まれる。この人工表面は、特に一定の割合で混合され、積層表面中の気泡によって促進される水透過性と柔軟な表面を提供するのに十分な制御された下向きの圧力の下で積層された、ゴム及びポリマー変性瀝青エマルションの冷却混合物を含む。表面を芝生の生育をサポートさせる習性として元々企図されたわけではないが、オーストラリア特許第７１２，７４０号の人工表面は、最小の度合いで、例え凡庸な質であっても、芝生の生育をサポートすることが見出された。表面がさらなる開発と試験を必要とする制御可能な差異的な芝生生育を達成するために、本発明者によって実施された仕事によって本発明に到達した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の欠点及び短所を解消すること、または少なくとも実質的に減弱することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、根の貫入と水はけを許容し、並びに植物を生育を促進する良好な熱伝導性を有する、芝生を形成する草及び他の植物の生育のための人工表面を提供することである。
【００１０】
本発明のまた別の目的は、芝生を形成する草及び他の植物の生育のための、植物の栄養素の遅延した放出を許容する植物栄養源を、前述の人工表面に取り込ませることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ゴム、ポリマー変性瀝青エマルション、及び遅延放出性の植物栄養素含有粒子の混合物を含む、芝生を形成する草及び他の植物の生育のための人工表面が提供され、前記混合物は、混合物全体にゴム、エマルション及び粒子のそれぞれが実質的に均一に分散されるように、十分な割合で混合され、積層され硬化された場合に、前記混合物は、芝生を形成する草及び他の植物の地下系が貫入する気泡を有する、水透過性の熱伝導性表面を均一に形成し、前記栄養素含有粒子は、地下系に対する植物栄養素の遅延放出のために表面内にトラップされている。
【００１２】
好ましくは、前記粒子は、吸水性の遅延放出性植物栄養素結晶を含む。
【００１３】
本発明の別の特徴点によれば、芝生を形成する草及び他の植物の生育のための人工表面の製造方法が提供され、この方法は以下の工程を含む：
（ｉ）ゴム、ポリマー変性瀝青エマルション、及び遅延放出性の植物栄養素含有粒子を、混合物全体にゴム、エマルション及び粒子のそれぞれが実質的に均一に分散されるように、十分な割合で混合し、積層され硬化された場合に、前記混合物は、芝生を形成する草及び他の植物の地下系が貫入する気泡を有する、水透過性の熱伝導性表面を均一に形成する工程；
（ｉｉ）表面を積層し、それを硬化して、地下系を全体に貫入できるようにする気泡を水透過性の熱伝導性表面に形成し、前記栄養素含有粒子は、地下系に対する植物栄養素の遅延放出のために表面内にトラップされている工程。
【００１４】
好ましくは、前記混合は環境温度で実施される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明をより容易に理解し、実際的な効果を生じさせるために、人工表面の製造方法及びそれによって製造された表面の添付の実施例が参照されるであろう。
【００１６】
【実施例】
実施例１
本発明の第一の実施態様による人工表面は、約３２．８％ｗ／ｗの約７から１６の間の平均メッシュサイズ（許容される標準によって）を有するリサイクルした、再構成した、または新たなゴム、約３２．８％ｗ／ｗの玄武岩、砂、または粉塵のような鉱物凝集物（約１０ｍｍの直径までの粒径を有する）、約４．０％ｗ／ｗのセメントダスト及びフライアッシュのようなフィラー、約２．６％ｗ／ｗのエマルションの「ブレイキング」を遅延する化学的遅延剤のような添加剤、及び約０．８％ｗ／ｗの硫黄で被覆された、または温度、湿度、及び／または時間の特定の条件にかけられた場合に崩壊するポリマーで被覆された肥料のような、吸水性の遅延放出性植物栄養素の結晶の混合物を、較正された連続的フロー手段を備えた”ＰＡＶＥＳＥＡＬ”（登録商標）混合機（道路舗装に使用されるような）で、第一に乾燥冷却混合することによって製造される。
【００１７】
この実施例では、比較的カリウムが高濃度であり、水及び栄養素を維持して提供する生育表面の能力を増大する有機吸水性ポリマーを有し、芝生を形成する草のような植物の初期生育期の間で重要な役割を果たし、さらにその後数ヶ月に亘り活性である可溶性の遅延放出ミネラル及び有機栄養素をスターター構成成分を有し、初期生育期において過度の根の形成を促進する微量の生育刺激剤を有し、さらに結晶の均一な分布を許容するキャリアー物質を有するために、理想的な植物栄養源である商標名ＴＥＲＲＡＣＯＴＴＥＭによって既知であるものを、植物栄養源として使用した。
【００１８】
約７から１０分間の乾燥冷却混合の後、均一な混合物が形成された。
【００１９】
次いで、約２７．０ｗ／ｗの水中にポリマー変性瀝青エマルションの一般ブレンドが、前記混合物の流動可能なまたは作用可能な粘稠度が形成されるまで、前記混合物に添加される。前記ポリマーは、エチルビニルアセタートまたはＳＢＳであって良い。前記エマルションは、約１７．５％ｗ／ｗまでのラテックスのような残余のバインダーを含んでも良い。水もまた、前記エマルションの大きな構成成分である。典型的なエマルションは、ＳＨＥＬＬ（登録商標）、ＭＯＢＩＬ（登録商標）、ＰＩＯＮＥＥＲ（登録商標）、またはポリマー変性瀝青エマルションの販売に関与する他の会社によって生産されるものである。エマルションをＭＡＧＦＬＯＷ（登録商標）メーターに稼働させ、オペレーターによって規則的にモニターする。流動を較正して、エマルションが十分にゴム、凝集物、及びフィラーを被覆するようにする。添加剤及び水の量のいくらかの調節が、必要とされる作用可能な粘稠度を達成し、且つエマルションの成熟前の「ブレイキング」を避けるために必要とされるであろう。
【００２０】
各種の混合法が使用されて良いが、規則的な攪拌が必要ではないことに注意することが重要である。最小の機械的攪拌は、エマルションでゴム、凝集物、及びフィラーを迅速に被覆するために必要とされる。過度の機械的攪拌は、エマルションを成熟前に「ブレイク」し、ゴム及び凝集物からエマルションのコーティングを剥がすであろう。もしエマルションが成熟前に「ブレイク」したならば、生成した製品は共に十分に結合しない。このため、小さいコンクリートミキサー等は、そのリフトブレードがあまりに迅速に回転しすぎ、高剪断力を生ずるため、使用に適していない。理想的には、本発明で有用な混合機は、（ｉ）１０ｒｐｍ未満でそのブレードまたはオーガーを操作し、（ｉｉ）できるだけ小さいブレードまたはオーガーを有し、（ｉｉｉ）直径によりも高さが有意に大きい混合ホールディングドラムを有し、且つ（ｉｖ）混合物の運搬、剪断、及びまき散らかしを避けるためできるだけ水平位置に近く操作されるべきである。エマルションの成熟前の「ブレイキング」と並んで、過度の機械的攪拌は、混合物を泡立たせてエネルギーの浪費を導き得る。
【００２１】
混合機は、約２５℃の環境温度で操作されるが、混合工程は、もし適切な調節が他の混合条件及び／または構成成分濃度に対してなされるのであれば、より高温及び低温で実施されても良い。
【００２２】
混合物の作用可能な粘稠度が形成された場合、まだ溶融した混合物を注ぐのに適した使用の高さ及び位置に存在する、混合機の近傍のスクリードボックスを通じてオーガーによって与えられる、約１．５ｋｇ／秒の流速で混合物が混合機から排出される。注ぎが生じる位置は、約１００ｍｍの深さを有し、混合機のドラム容量能力に依存して、大きな領域をカバーできる。流速は、混合物の作用可能な粘稠度のレベルに影響する環境温度及び他の環境に依存して調節されて良い。
【００２３】
混合物が、溶融した「スラリー」の形態で混合機を去った場合、それはポリマー変性瀝青エマルションによる特徴的な褐色を有し、混合物が使用位置での表面として積層された後に「ブレイク」する場合、水が表面を通じて浸透し、環境に蒸発することによって放出される。エマルションの「ブレイキング」は、瀝青ベースのエマルションの「綿状沈澱及び合着」として産業上既知のプロセスに関して当該技術分野で参照して一般的に使用されており、このプロセスは、その温度、機械的攪拌、及びいずれかの化学的遅延剤の存在によって制御されている。「ブレイキング」プロセスは、混合物の不活性な特定の構成成分、特に本実施例で使用されるゴム、凝集物、及びフィラーを、ポリマー変性瀝青エマルションで不可逆的に被覆し、それによって生成した表面を共に結合する化学反応に関与する。「ブレイキング」プロセスは、混合物の硬化を導き、褐色から黒色への色の変化、及び粘度の段階的な損失を引き起こす。
【００２４】
硬化は、環境温度に依存して約３０から４０分で完成し、次いでその表面は任意に、液圧振動及び回転マシーンの使用で、所望の厚さ及び滑らかさのマットに伸ばされ、そのマシーンは過剰な水を放出し、生成したマット表面をさらに共に結合することを補助するが、所望の特性の損失を導くマット表面の劣化は引き起こさない。
【００２５】
マット表面、または前述のようなマットに伸ばされない表面は、特定レベルの硬度を有することが必要であり、混合物中のゴムの濃度が調節されて、より高いゴムの濃度はより柔らかい表面を形成する。
【００２６】
前記表面は、使用の位置にしっかりと固着され、水透過性で、ショック吸収性の表面を構成し、芝生を形成する草または他の植物の生育のための表面の使用で所望される十分に水はけして穴を形成する土台の配置を可能にする。オーストラリア特許第７１２，７４０合に開示された人工表面と同様に、本発明の人工表面は、水透過性及び柔軟性を容易にする気泡を有する。
【００２７】
本実施例において結晶形態で存在する植物栄養源は、表面内に安定に且つ接近可能にトラップされている。水透過性または浸出性及び水はけに必須の気泡の存在と結びついて、トラップされた栄養源からのミネラル及び有機栄養素の遅延放出は、表面中の地下系の発達、及び随伴する植物の生育を刺激する。
【００２８】
次いで、最小の深さの土壌中に事前生育され、その土壌と共に剪断された、Ｋｉｋｕｙｕ及びＣｙｎｏｄｏｎ Ｄａｃｔｙｌｏｎのような芝生の草（各種のシバムギ）が、表面に積層される。正しい場合では、草は人工表面内に根を張り、気候条件にさらされ、約１４日から約２５日後に、芝生は重量を有するまたは通行量の多い表面として、またはあるスポーツ用に使用できる。
【００２９】
実施例２
オーバークッションが実施例１の人工表面に対して約５０ｍｍから１００ｍｍの深さで存在するように、約２０ｍｍから約８０ｍｍの間のいずれかの方向で幅を有するゴムシュービングの緩いオーバークッションを積層することによって、多くのスポーツに適したより水はけが良く、よりショック吸収性の実施例１の人工表面での生育よりわずかに遅延して生育する芝生が製造されても良い。実施例１の人工表面で使用した大量の植物栄養素の結晶を、オーバークッションとランダムに混合し、またはその上にまき散らす。ゴムシェービングと植物栄養素の結晶のオーバークッションの厚さは、約２００ｍｍ以下である。次いで特別なスポーツ用の芝生の草が、表面上に積層される。草は、オーバークッション、及びオーバークッションのための基材として機能する実施例１の表面の両者に亘って地下系を形成することによって表面内に根を張り、表面は通常の気候条件では約３０日後、気候及び他の条件が最適であれば約１４日後に使用可能である。
【００３０】
両者とも黒色を有する基材及びオーバークッションは、日光を容易に吸収してそれを熱に変換する。熱エネルギーのいくらかは環境に放射されるが、その多くは基材及びオーバークッションに伝導され、表面の温暖化を引き起こし、表面を通じた根の貫入と地下系の分枝の形成を促進し、芝生のより迅速の生育と、損傷された芝生の迅速な修復の過程を導く。
【００３１】
実施例１の人工表面によっては、表面温暖化硬化から由来する芝生の草の生育及び修復についてより小さい利益しか得られない。
【００３２】
確立された場合、本発明の人工表面での芝生の生育は、天然に存在する表面での芝生の生育と同様な態様で維持されるが、水及び栄養素が生育を促進する点でより有効に使用されるという利点を有する。
【００３３】
実施例２で製造された人工表面の典型的な組成は、１５０ｍ２の領域で１００ｍｍの深さについて、同じ領域の芝生によってカバーされる場合、以下の通りである：
・ゴム ４トン
・凝集物 ２９．３４トン
・フィラー ３１３ｋｇ
・エマルション 約２５００リットル（約２．５４トン）
・植物栄養素の結晶 １５ｋｇ
・オーバークッション １トン
・ポリマー残余物＊ ８％ｗ／ｗ
＊ポリマー残余物は、ポリマー変性瀝青エマルション中のポリマーの割合を参照する。
【００３４】
実施例３
積層されて一時間以内で使用されて良い芝生は、実施例１に記載されたような、使用位置に注がれるまだ硬化されていないまたは粘性の混合物に成熟した芝生を積層することによって製造される。ローラー装置を装備した芝生トラクターが、粘性混合物上の芝生のロールを剥がし、地下系が発達した芝生の下部が粘性混合物に結合する。混合物を硬化する過程で、芝生が確立し、ほとんどの環境で迅速に使用できる。
【００３５】
実施例４
本発明の人工表面は、高い摩耗と露滴の場所で必要とされるであろう大量の内部結合して十分に発達した芝生含有表面の迅速な輸送を許容する貯蔵生産に採用できる。そのような芝生含有表面は、適切な環境下で長期間容易に貯蔵でき、次いで存在する芝生表面の迅速な置換を必要とする場所に迅速に輸送できる。
【００３６】
そのような人工表面は、実施例１に記載された態様で組成物を有する「スラリー」または混合物から調製されても良いが、より優れたショック吸収能力と水はけを許容するためにゴムの濃度にわずかなパーセンテージｗ／ｗの増大を有する。「スラリー」は、混合機から、１００ｍｍの深さに特別に形成された均一な方形のトレーに排出される。トレー自体は２．４ｍの長さと１．２ｍの幅と１５０ｍｍの深さを有し、スチール、ポリプロピレン、または他のプラスチックから形成されて良い。そのトレーは、硬化と固化の後に捨てられる、好ましくはリサイクルされたボール紙の仮の底を有し、地面の高さの基材から約６０ｍｍの強化されたメッシュのセンター部材を有する脱着可能なスライドする側面を有しても良い。圧縮剤を引っ張り強さのためにトレーの中央に配置し、隠れた突出部が輸送のために過度に配置され、それはトレーが作業位置に配置された場合に凹み部に配置できる。混合物が硬化した後で輸送の前に、底はリサイクルされたボール紙を置換できる。この特定の底は、水はけのための水抜き穴を場所に与えるであろう。「スラリー」が１００ｍｍのトレーの最も高い内部に排出され、エマルジョンが生ずる「ブレイク」を開始する前に、特別に成熟したスポーツ用の芝生が、わずかな下方の力をかけてまだ湿った粘性の表面に積層される。この芝生は自動的に湿った表面と結合し、硬化工程が完成すると、芝生はその場に留まり、地下系が十分に確立する。これは、トレーが製造から約４０分以内で市場に準備できることを意味する。芝生が取り付けられた最終トレーの重量は約１８０キログラムであり、容易に輸送でき、トラックに付随した標準的な液圧クレーンで現場に配置できる。この製造形態はまた、特別なスポーツ用の芝生の調和の前に、緩い物質の柔らかいオーバークッションを含むように変形できる。これらのトレー中の植物栄養素の結晶の量は、トレー当たり約２００グラムである。
【００３７】
実施例５
実施例４で使用された方法を繰り返すが、この実施例では、芝生をトレーの上部の５０ｍｍ下の偽のグリッド上でトレーに配置する。次いで芝生植物の根を、トレーの基材に毛羽立たせ、「スラリー」をトレー内に注ぐまたは汲み入れる。これは根を強化し、人工表面に強度と耐久性を加える結合システムの一部として実際に根を使用する。
【００３８】
実施例６
本発明の人工表面は、果実を有する植物及び他の農業作物のような、芝生を形成する草以外の植物を生育するために使用できる。試験した場合、実施例１から５によって製造された人工表面は、全て確立された作物の生育を上手くサポートし、作物は実施例４及び実施例５に記載された態様で、湿った粘性の表面内に調和された。農業作物の生育についての本発明の人工表面の一つの利益は、それが混在する土壌に栓をし、新たな作物の生育の基礎を提供する点である。代替的なアプローチでは、確立された作物は、前述の表面のオーバークッション内に調和された。さらなる代替案では、土壌のオーバークッションは、種まき、及びその後の作物の発芽を許容するように使用される。
【００３９】
実施例７
本発明の人工表面は、花を咲かさせる植物及び果実を有する植物のような、小さな鉢またはかごで通常生育するもののような、苗木の植物種子の生育のために使用できる。試験した場合、実施例１の人工表面は、鉢に注がれたまた硬化していないまたは粘性の混合物に積層された種子の生育を上手くサポートした。混合物中の吸水性の遅延放出植物栄養素の結晶は、充填されるポットのサイズによって変化するが、通常は８０から１００グラム／表面のｍ２の範囲である。
【００４０】
実施例８
数多くの各種の吸水性の遅延放出性植物栄養素の結晶（遅延放出肥料として当該技術分野で既知である）は、本発明の人工表面での芝生生育試験で使用された。ＴＥＲＲＡＣＯＴＴＥＭ（登録商標）遅延放出肥料が、８０ｇ／ｍ２から１３５ｇ／ｍ２の範囲の割合で使用された場合、成功した生育特性が１２ヶ月の期間に亘り達成され、同様な特性がさらに４年間維持されることが予測される。
【００４１】
成功した生育特性は、以下のように定義される：
（ａ）丈夫な植物と根の生育の促進；
（ｂ）制御された条件下での草のサイズの増大；及び
（ｃ）生育速度の増大。
【００４２】
標準的な土壌ベースの同等な基材に対して実施された直接的な比較が存在する。
【００４３】
実施例９
本発明の人工表面での使用のための、いくつかの一般的なブレンド芝生肥料を試験した。成功した生育特性は、硫黄被覆またはポリマー被覆遅延放出肥料のいずれかを取り込んだ表面で得られた。試験された一般的ブレンド芝生肥料は、Ｏｓｍｏｃｏｔｅ（登録商標）、Ｓｃｏｔｔｓ Ｔｕｒｆ Ｓｕｐｒｅｍｅ（登録商標）、及びＢｅｓｔ Ｔｕｒｆ Ｇｏｌｄ（登録商標）を含む。最も成功した生育特性は、２２：５：８：９のＮ：Ｐ：Ｋ：Ｓ製剤を硫黄で被覆したものを含む、Ｂｅｓｔ Ｔｒｕｆ Ｇｏｌｄ（登録商標）から得られた。
【００４４】
実施例１０
いくつかの有機及び非有機液体肥料を、本発明の人工表面での芝生の生育で試験した。非常に成功することが最も明らかだったのは、特にＮａｔｒａｋｅｌｐ（登録商標）のような液状海藻と関連して使用された場合であった。我々の観察は、成功した生育特性を最適化するために、そのような液体肥料は、植物の生育季節の間毎月、１０：１０：２９の割合のＮ：Ｐ：Ｋの１０ｍｌ／ｍ２の製剤と関連して、５ｍｌ／ｍ２の割合で４週間ごとに適用されるべきであると結論付ける。
【００４５】
一般的に、本発明の人工表面は、以下のような数多くの利点を有する：
・容易に接近可能なトラップされた栄養源
・寒い季節に生育を容易に始祖苦心する光吸収性と熱伝導性
・各種の気候条件下で製造及び積層可能であること
・多くの各種の応用に対する適合性
・不燃性
・非毒性、非有害性、及び環境への適応性
・高レベルの水はけ
・まさに全天候型表面であること
・高いストレス吸収性
・高い生産後の耐性
・優れた剥げ防止特性
・高い引っ張り強さ
・極端な温度に対する高い耐性
・紫外線及び酸化に対する高い耐性
・低い維持費、損傷の修復の容易性
・長い寿命
・製造工程で使用されるリサイクルゴムの高品質
・スポーツ、レクリエーション、及びレジャーのための安全な表面を形成する振動吸収製品
・音の吸収性
・各種の気候に対する適応性
・水はけ、ショック吸収能力、及び根の貫入を許容する気泡を有すること
・地虫及び昆虫の攻撃に対する耐性または不活性
【００４６】
本発明の範囲及び精神から離れることなく、各種の変形がデザイン及び構成の細かな点になされるであろう。
【発明の属する技術分野】
本発明は、芝生を形成する草及び他の植物の生育のための人工表面、特に芝生の生育媒体として土壌に変わって使用されるゴムベースの表面に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の芝生構造体の最近の発展は、全天候表面として機能することを許容する、そこに生育する草が自由に水はけする砂及び砂利の特性を有する土壌を提供することに注目されている。
【０００３】
そのような表面の所望のレベルの水透過性を達成するために、土壌の砂及び砂利の構成成分は正確に特定され、表面を構成する過程に大きな注意を払わなければならない。砂及び砂利の構成成分は、天然に存在する堆積物から由来するため、所望の特定を満足するこれらの構成成分の堆積物を見出すことはほぼ不可能であり、コストと時間を浪費する地均し及び洗浄工程が、天然に存在する堆積物を適切に確立させるのに必要である。
【０００４】
さらなる困難性は、建築業及び土木業におけるここ数百年に亘る砂及び砂利に対する高い需要のため、天然に存在する堆積物の供給に存在している。この需要は、ほとんどの需要が生じている大都市の近郊の天然に存在する堆積物によって通常満足されている。これらの堆積物は、ますます消尽されており、さらにより遠方の窪地及び採石場からのこれらの堆積物の輸送に関連するコスト及び遅延は、需要コストを効率的に満足するのに負担をかけている。
【０００５】
より近年、芝生農業は、強力な園芸学を支える形態として発展している。芝生農業は、芝生を供給するよりコスト的に有効な手段を提供するかもしれないが、植えられた芝生に対する栄養分及び水の供給におけるいくつかの変異が、天然で供給される土壌または使用される他の生育媒体において局所的なバリエーションのため生じ得る。さらに生育媒体は、疾患の原因となる生物に対する供給源またはキャリアーとして機能するかもしれず、植えられた芝生が疾患の発症を経験することは異常なことではない。
【０００６】
天然に存在する砂及び砂利の堆積物を地均しし、それらを長距離に亘って輸送し、そして植えられた芝生における栄養素及び水分の供給及び疾患の発症をより適格に制御するという必要条件によって課される困難性を避けるため、特にスポーツの芝生産業において、リサイクルされた製品または置換可能な資源から由来するが、自由に排水する砂及び砂利の特性を有する土壌に対して、少なくとも匹敵するまたは改良された能力を有する、代替的な人工芝生生育表面を提供することに、現在注意が向けられている。
【０００７】
芝生の生育のための人工表面は、未だその初期段階にあるが、気候及び物理的損傷のいずれの有害にも耐える優れた排水能力と優れた構造的強度を有する人工表面を提供することには、いくつかの進歩が存在し、その特徴は芝生の生育をサポートするのに理想的に適している。例えばそのような特徴は、本発明者によるオーストラリア特許第７１２，７４０号に開示された人工表面によって提供され、この文献の教示は参考としてここに取り込まれる。この人工表面は、特に一定の割合で混合され、積層表面中の気泡によって促進される水透過性と柔軟な表面を提供するのに十分な制御された下向きの圧力の下で積層された、ゴム及びポリマー変性瀝青エマルションの冷却混合物を含む。表面を芝生の生育をサポートさせる習性として元々企図されたわけではないが、オーストラリア特許第７１２，７４０号の人工表面は、最小の度合いで、例え凡庸な質であっても、芝生の生育をサポートすることが見出された。表面がさらなる開発と試験を必要とする制御可能な差異的な芝生生育を達成するために、本発明者によって実施された仕事によって本発明に到達した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の欠点及び短所を解消すること、または少なくとも実質的に減弱することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、根の貫入と水はけを許容し、並びに植物を生育を促進する良好な熱伝導性を有する、芝生を形成する草及び他の植物の生育のための人工表面を提供することである。
【００１０】
本発明のまた別の目的は、芝生を形成する草及び他の植物の生育のための、植物の栄養素の遅延した放出を許容する植物栄養源を、前述の人工表面に取り込ませることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ゴム、ポリマー変性瀝青エマルション、及び遅延放出性の植物栄養素含有粒子の混合物を含む、芝生を形成する草及び他の植物の生育のための人工表面が提供され、前記混合物は、混合物全体にゴム、エマルション及び粒子のそれぞれが実質的に均一に分散されるように、十分な割合で混合され、積層され硬化された場合に、前記混合物は、芝生を形成する草及び他の植物の地下系が貫入する気泡を有する、水透過性の熱伝導性表面を均一に形成し、前記栄養素含有粒子は、地下系に対する植物栄養素の遅延放出のために表面内にトラップされている。
【００１２】
好ましくは、前記粒子は、吸水性の遅延放出性植物栄養素結晶を含む。
【００１３】
本発明の別の特徴点によれば、芝生を形成する草及び他の植物の生育のための人工表面の製造方法が提供され、この方法は以下の工程を含む：
（ｉ）ゴム、ポリマー変性瀝青エマルション、及び遅延放出性の植物栄養素含有粒子を、混合物全体にゴム、エマルション及び粒子のそれぞれが実質的に均一に分散されるように、十分な割合で混合し、積層され硬化された場合に、前記混合物は、芝生を形成する草及び他の植物の地下系が貫入する気泡を有する、水透過性の熱伝導性表面を均一に形成する工程；
（ｉｉ）表面を積層し、それを硬化して、地下系を全体に貫入できるようにする気泡を水透過性の熱伝導性表面に形成し、前記栄養素含有粒子は、地下系に対する植物栄養素の遅延放出のために表面内にトラップされている工程。
【００１４】
好ましくは、前記混合は環境温度で実施される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明をより容易に理解し、実際的な効果を生じさせるために、人工表面の製造方法及びそれによって製造された表面の添付の実施例が参照されるであろう。
【００１６】
【実施例】
実施例１
本発明の第一の実施態様による人工表面は、約３２．８％ｗ／ｗの約７から１６の間の平均メッシュサイズ（許容される標準によって）を有するリサイクルした、再構成した、または新たなゴム、約３２．８％ｗ／ｗの玄武岩、砂、または粉塵のような鉱物凝集物（約１０ｍｍの直径までの粒径を有する）、約４．０％ｗ／ｗのセメントダスト及びフライアッシュのようなフィラー、約２．６％ｗ／ｗのエマルションの「ブレイキング」を遅延する化学的遅延剤のような添加剤、及び約０．８％ｗ／ｗの硫黄で被覆された、または温度、湿度、及び／または時間の特定の条件にかけられた場合に崩壊するポリマーで被覆された肥料のような、吸水性の遅延放出性植物栄養素の結晶の混合物を、較正された連続的フロー手段を備えた”ＰＡＶＥＳＥＡＬ”（登録商標）混合機（道路舗装に使用されるような）で、第一に乾燥冷却混合することによって製造される。
【００１７】
この実施例では、比較的カリウムが高濃度であり、水及び栄養素を維持して提供する生育表面の能力を増大する有機吸水性ポリマーを有し、芝生を形成する草のような植物の初期生育期の間で重要な役割を果たし、さらにその後数ヶ月に亘り活性である可溶性の遅延放出ミネラル及び有機栄養素をスターター構成成分を有し、初期生育期において過度の根の形成を促進する微量の生育刺激剤を有し、さらに結晶の均一な分布を許容するキャリアー物質を有するために、理想的な植物栄養源である商標名ＴＥＲＲＡＣＯＴＴＥＭによって既知であるものを、植物栄養源として使用した。
【００１８】
約７から１０分間の乾燥冷却混合の後、均一な混合物が形成された。
【００１９】
次いで、約２７．０ｗ／ｗの水中にポリマー変性瀝青エマルションの一般ブレンドが、前記混合物の流動可能なまたは作用可能な粘稠度が形成されるまで、前記混合物に添加される。前記ポリマーは、エチルビニルアセタートまたはＳＢＳであって良い。前記エマルションは、約１７．５％ｗ／ｗまでのラテックスのような残余のバインダーを含んでも良い。水もまた、前記エマルションの大きな構成成分である。典型的なエマルションは、ＳＨＥＬＬ（登録商標）、ＭＯＢＩＬ（登録商標）、ＰＩＯＮＥＥＲ（登録商標）、またはポリマー変性瀝青エマルションの販売に関与する他の会社によって生産されるものである。エマルションをＭＡＧＦＬＯＷ（登録商標）メーターに稼働させ、オペレーターによって規則的にモニターする。流動を較正して、エマルションが十分にゴム、凝集物、及びフィラーを被覆するようにする。添加剤及び水の量のいくらかの調節が、必要とされる作用可能な粘稠度を達成し、且つエマルションの成熟前の「ブレイキング」を避けるために必要とされるであろう。
【００２０】
各種の混合法が使用されて良いが、規則的な攪拌が必要ではないことに注意することが重要である。最小の機械的攪拌は、エマルションでゴム、凝集物、及びフィラーを迅速に被覆するために必要とされる。過度の機械的攪拌は、エマルションを成熟前に「ブレイク」し、ゴム及び凝集物からエマルションのコーティングを剥がすであろう。もしエマルションが成熟前に「ブレイク」したならば、生成した製品は共に十分に結合しない。このため、小さいコンクリートミキサー等は、そのリフトブレードがあまりに迅速に回転しすぎ、高剪断力を生ずるため、使用に適していない。理想的には、本発明で有用な混合機は、（ｉ）１０ｒｐｍ未満でそのブレードまたはオーガーを操作し、（ｉｉ）できるだけ小さいブレードまたはオーガーを有し、（ｉｉｉ）直径によりも高さが有意に大きい混合ホールディングドラムを有し、且つ（ｉｖ）混合物の運搬、剪断、及びまき散らかしを避けるためできるだけ水平位置に近く操作されるべきである。エマルションの成熟前の「ブレイキング」と並んで、過度の機械的攪拌は、混合物を泡立たせてエネルギーの浪費を導き得る。
【００２１】
混合機は、約２５℃の環境温度で操作されるが、混合工程は、もし適切な調節が他の混合条件及び／または構成成分濃度に対してなされるのであれば、より高温及び低温で実施されても良い。
【００２２】
混合物の作用可能な粘稠度が形成された場合、まだ溶融した混合物を注ぐのに適した使用の高さ及び位置に存在する、混合機の近傍のスクリードボックスを通じてオーガーによって与えられる、約１．５ｋｇ／秒の流速で混合物が混合機から排出される。注ぎが生じる位置は、約１００ｍｍの深さを有し、混合機のドラム容量能力に依存して、大きな領域をカバーできる。流速は、混合物の作用可能な粘稠度のレベルに影響する環境温度及び他の環境に依存して調節されて良い。
【００２３】
混合物が、溶融した「スラリー」の形態で混合機を去った場合、それはポリマー変性瀝青エマルションによる特徴的な褐色を有し、混合物が使用位置での表面として積層された後に「ブレイク」する場合、水が表面を通じて浸透し、環境に蒸発することによって放出される。エマルションの「ブレイキング」は、瀝青ベースのエマルションの「綿状沈澱及び合着」として産業上既知のプロセスに関して当該技術分野で参照して一般的に使用されており、このプロセスは、その温度、機械的攪拌、及びいずれかの化学的遅延剤の存在によって制御されている。「ブレイキング」プロセスは、混合物の不活性な特定の構成成分、特に本実施例で使用されるゴム、凝集物、及びフィラーを、ポリマー変性瀝青エマルションで不可逆的に被覆し、それによって生成した表面を共に結合する化学反応に関与する。「ブレイキング」プロセスは、混合物の硬化を導き、褐色から黒色への色の変化、及び粘度の段階的な損失を引き起こす。
【００２４】
硬化は、環境温度に依存して約３０から４０分で完成し、次いでその表面は任意に、液圧振動及び回転マシーンの使用で、所望の厚さ及び滑らかさのマットに伸ばされ、そのマシーンは過剰な水を放出し、生成したマット表面をさらに共に結合することを補助するが、所望の特性の損失を導くマット表面の劣化は引き起こさない。
【００２５】
マット表面、または前述のようなマットに伸ばされない表面は、特定レベルの硬度を有することが必要であり、混合物中のゴムの濃度が調節されて、より高いゴムの濃度はより柔らかい表面を形成する。
【００２６】
前記表面は、使用の位置にしっかりと固着され、水透過性で、ショック吸収性の表面を構成し、芝生を形成する草または他の植物の生育のための表面の使用で所望される十分に水はけして穴を形成する土台の配置を可能にする。オーストラリア特許第７１２，７４０合に開示された人工表面と同様に、本発明の人工表面は、水透過性及び柔軟性を容易にする気泡を有する。
【００２７】
本実施例において結晶形態で存在する植物栄養源は、表面内に安定に且つ接近可能にトラップされている。水透過性または浸出性及び水はけに必須の気泡の存在と結びついて、トラップされた栄養源からのミネラル及び有機栄養素の遅延放出は、表面中の地下系の発達、及び随伴する植物の生育を刺激する。
【００２８】
次いで、最小の深さの土壌中に事前生育され、その土壌と共に剪断された、Ｋｉｋｕｙｕ及びＣｙｎｏｄｏｎ Ｄａｃｔｙｌｏｎのような芝生の草（各種のシバムギ）が、表面に積層される。正しい場合では、草は人工表面内に根を張り、気候条件にさらされ、約１４日から約２５日後に、芝生は重量を有するまたは通行量の多い表面として、またはあるスポーツ用に使用できる。
【００２９】
実施例２
オーバークッションが実施例１の人工表面に対して約５０ｍｍから１００ｍｍの深さで存在するように、約２０ｍｍから約８０ｍｍの間のいずれかの方向で幅を有するゴムシュービングの緩いオーバークッションを積層することによって、多くのスポーツに適したより水はけが良く、よりショック吸収性の実施例１の人工表面での生育よりわずかに遅延して生育する芝生が製造されても良い。実施例１の人工表面で使用した大量の植物栄養素の結晶を、オーバークッションとランダムに混合し、またはその上にまき散らす。ゴムシェービングと植物栄養素の結晶のオーバークッションの厚さは、約２００ｍｍ以下である。次いで特別なスポーツ用の芝生の草が、表面上に積層される。草は、オーバークッション、及びオーバークッションのための基材として機能する実施例１の表面の両者に亘って地下系を形成することによって表面内に根を張り、表面は通常の気候条件では約３０日後、気候及び他の条件が最適であれば約１４日後に使用可能である。
【００３０】
両者とも黒色を有する基材及びオーバークッションは、日光を容易に吸収してそれを熱に変換する。熱エネルギーのいくらかは環境に放射されるが、その多くは基材及びオーバークッションに伝導され、表面の温暖化を引き起こし、表面を通じた根の貫入と地下系の分枝の形成を促進し、芝生のより迅速の生育と、損傷された芝生の迅速な修復の過程を導く。
【００３１】
実施例１の人工表面によっては、表面温暖化硬化から由来する芝生の草の生育及び修復についてより小さい利益しか得られない。
【００３２】
確立された場合、本発明の人工表面での芝生の生育は、天然に存在する表面での芝生の生育と同様な態様で維持されるが、水及び栄養素が生育を促進する点でより有効に使用されるという利点を有する。
【００３３】
実施例２で製造された人工表面の典型的な組成は、１５０ｍ２の領域で１００ｍｍの深さについて、同じ領域の芝生によってカバーされる場合、以下の通りである：
・ゴム ４トン
・凝集物 ２９．３４トン
・フィラー ３１３ｋｇ
・エマルション 約２５００リットル（約２．５４トン）
・植物栄養素の結晶 １５ｋｇ
・オーバークッション １トン
・ポリマー残余物＊ ８％ｗ／ｗ
＊ポリマー残余物は、ポリマー変性瀝青エマルション中のポリマーの割合を参照する。
【００３４】
実施例３
積層されて一時間以内で使用されて良い芝生は、実施例１に記載されたような、使用位置に注がれるまだ硬化されていないまたは粘性の混合物に成熟した芝生を積層することによって製造される。ローラー装置を装備した芝生トラクターが、粘性混合物上の芝生のロールを剥がし、地下系が発達した芝生の下部が粘性混合物に結合する。混合物を硬化する過程で、芝生が確立し、ほとんどの環境で迅速に使用できる。
【００３５】
実施例４
本発明の人工表面は、高い摩耗と露滴の場所で必要とされるであろう大量の内部結合して十分に発達した芝生含有表面の迅速な輸送を許容する貯蔵生産に採用できる。そのような芝生含有表面は、適切な環境下で長期間容易に貯蔵でき、次いで存在する芝生表面の迅速な置換を必要とする場所に迅速に輸送できる。
【００３６】
そのような人工表面は、実施例１に記載された態様で組成物を有する「スラリー」または混合物から調製されても良いが、より優れたショック吸収能力と水はけを許容するためにゴムの濃度にわずかなパーセンテージｗ／ｗの増大を有する。「スラリー」は、混合機から、１００ｍｍの深さに特別に形成された均一な方形のトレーに排出される。トレー自体は２．４ｍの長さと１．２ｍの幅と１５０ｍｍの深さを有し、スチール、ポリプロピレン、または他のプラスチックから形成されて良い。そのトレーは、硬化と固化の後に捨てられる、好ましくはリサイクルされたボール紙の仮の底を有し、地面の高さの基材から約６０ｍｍの強化されたメッシュのセンター部材を有する脱着可能なスライドする側面を有しても良い。圧縮剤を引っ張り強さのためにトレーの中央に配置し、隠れた突出部が輸送のために過度に配置され、それはトレーが作業位置に配置された場合に凹み部に配置できる。混合物が硬化した後で輸送の前に、底はリサイクルされたボール紙を置換できる。この特定の底は、水はけのための水抜き穴を場所に与えるであろう。「スラリー」が１００ｍｍのトレーの最も高い内部に排出され、エマルジョンが生ずる「ブレイク」を開始する前に、特別に成熟したスポーツ用の芝生が、わずかな下方の力をかけてまだ湿った粘性の表面に積層される。この芝生は自動的に湿った表面と結合し、硬化工程が完成すると、芝生はその場に留まり、地下系が十分に確立する。これは、トレーが製造から約４０分以内で市場に準備できることを意味する。芝生が取り付けられた最終トレーの重量は約１８０キログラムであり、容易に輸送でき、トラックに付随した標準的な液圧クレーンで現場に配置できる。この製造形態はまた、特別なスポーツ用の芝生の調和の前に、緩い物質の柔らかいオーバークッションを含むように変形できる。これらのトレー中の植物栄養素の結晶の量は、トレー当たり約２００グラムである。
【００３７】
実施例５
実施例４で使用された方法を繰り返すが、この実施例では、芝生をトレーの上部の５０ｍｍ下の偽のグリッド上でトレーに配置する。次いで芝生植物の根を、トレーの基材に毛羽立たせ、「スラリー」をトレー内に注ぐまたは汲み入れる。これは根を強化し、人工表面に強度と耐久性を加える結合システムの一部として実際に根を使用する。
【００３８】
実施例６
本発明の人工表面は、果実を有する植物及び他の農業作物のような、芝生を形成する草以外の植物を生育するために使用できる。試験した場合、実施例１から５によって製造された人工表面は、全て確立された作物の生育を上手くサポートし、作物は実施例４及び実施例５に記載された態様で、湿った粘性の表面内に調和された。農業作物の生育についての本発明の人工表面の一つの利益は、それが混在する土壌に栓をし、新たな作物の生育の基礎を提供する点である。代替的なアプローチでは、確立された作物は、前述の表面のオーバークッション内に調和された。さらなる代替案では、土壌のオーバークッションは、種まき、及びその後の作物の発芽を許容するように使用される。
【００３９】
実施例７
本発明の人工表面は、花を咲かさせる植物及び果実を有する植物のような、小さな鉢またはかごで通常生育するもののような、苗木の植物種子の生育のために使用できる。試験した場合、実施例１の人工表面は、鉢に注がれたまた硬化していないまたは粘性の混合物に積層された種子の生育を上手くサポートした。混合物中の吸水性の遅延放出植物栄養素の結晶は、充填されるポットのサイズによって変化するが、通常は８０から１００グラム／表面のｍ２の範囲である。
【００４０】
実施例８
数多くの各種の吸水性の遅延放出性植物栄養素の結晶（遅延放出肥料として当該技術分野で既知である）は、本発明の人工表面での芝生生育試験で使用された。ＴＥＲＲＡＣＯＴＴＥＭ（登録商標）遅延放出肥料が、８０ｇ／ｍ２から１３５ｇ／ｍ２の範囲の割合で使用された場合、成功した生育特性が１２ヶ月の期間に亘り達成され、同様な特性がさらに４年間維持されることが予測される。
【００４１】
成功した生育特性は、以下のように定義される：
（ａ）丈夫な植物と根の生育の促進；
（ｂ）制御された条件下での草のサイズの増大；及び
（ｃ）生育速度の増大。
【００４２】
標準的な土壌ベースの同等な基材に対して実施された直接的な比較が存在する。
【００４３】
実施例９
本発明の人工表面での使用のための、いくつかの一般的なブレンド芝生肥料を試験した。成功した生育特性は、硫黄被覆またはポリマー被覆遅延放出肥料のいずれかを取り込んだ表面で得られた。試験された一般的ブレンド芝生肥料は、Ｏｓｍｏｃｏｔｅ（登録商標）、Ｓｃｏｔｔｓ Ｔｕｒｆ Ｓｕｐｒｅｍｅ（登録商標）、及びＢｅｓｔ Ｔｕｒｆ Ｇｏｌｄ（登録商標）を含む。最も成功した生育特性は、２２：５：８：９のＮ：Ｐ：Ｋ：Ｓ製剤を硫黄で被覆したものを含む、Ｂｅｓｔ Ｔｒｕｆ Ｇｏｌｄ（登録商標）から得られた。
【００４４】
実施例１０
いくつかの有機及び非有機液体肥料を、本発明の人工表面での芝生の生育で試験した。非常に成功することが最も明らかだったのは、特にＮａｔｒａｋｅｌｐ（登録商標）のような液状海藻と関連して使用された場合であった。我々の観察は、成功した生育特性を最適化するために、そのような液体肥料は、植物の生育季節の間毎月、１０：１０：２９の割合のＮ：Ｐ：Ｋの１０ｍｌ／ｍ２の製剤と関連して、５ｍｌ／ｍ２の割合で４週間ごとに適用されるべきであると結論付ける。
【００４５】
一般的に、本発明の人工表面は、以下のような数多くの利点を有する：
・容易に接近可能なトラップされた栄養源
・寒い季節に生育を容易に始祖苦心する光吸収性と熱伝導性
・各種の気候条件下で製造及び積層可能であること
・多くの各種の応用に対する適合性
・不燃性
・非毒性、非有害性、及び環境への適応性
・高レベルの水はけ
・まさに全天候型表面であること
・高いストレス吸収性
・高い生産後の耐性
・優れた剥げ防止特性
・高い引っ張り強さ
・極端な温度に対する高い耐性
・紫外線及び酸化に対する高い耐性
・低い維持費、損傷の修復の容易性
・長い寿命
・製造工程で使用されるリサイクルゴムの高品質
・スポーツ、レクリエーション、及びレジャーのための安全な表面を形成する振動吸収製品
・音の吸収性
・各種の気候に対する適応性
・水はけ、ショック吸収能力、及び根の貫入を許容する気泡を有すること
・地虫及び昆虫の攻撃に対する耐性または不活性
【００４６】
本発明の範囲及び精神から離れることなく、各種の変形がデザイン及び構成の細かな点になされるであろう。
Claims (3)
- ゴム、ポリマー変性瀝青エマルション、及び遅延放出性の植物栄養素含有粒子の混合物を含む、芝生を形成する草及び他の植物の生育のための人工表面であって、前記混合物は、混合物全体にゴム、エマルション及び粒子のそれぞれが実質的に均一に分散されるように、十分な割合で混合され、積層され硬化された場合に、前記混合物は、芝生を形成する草及び他の植物の地下系が貫入する気泡を有する、水透過性の熱伝導性表面を均一に形成し、前記栄養素含有粒子は、地下系に対する植物栄養素の遅延放出のために表面内にトラップされている人工表面。
- 芝生を形成する草及び他の植物の生育のための人工表面の製造方法であって、以下の工程：
（ｉ）ゴム、ポリマー変性瀝青エマルション、及び遅延放出性の植物栄養素含有粒子を、混合物全体にゴム、エマルション及び粒子のそれぞれが実質的に均一に分散されるように、十分な割合で混合し、積層され硬化された場合に、前記混合物は、芝生を形成する草及び他の植物の地下系が貫入する気泡を有する、水透過性の熱伝導性表面を均一に形成する工程；
（ｉｉ）表面を積層し、それを硬化して、地下系を全体に貫入できるようにする気泡を水透過性の熱伝導性表面に形成し、前記栄養素含有粒子は、地下系に対する植物栄養素の遅延放出のために表面内にトラップされている工程；
を含む方法。 - 前記混合が環境温度で実施される、請求項２記載の方法。
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