JP2005281982A - Ground material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、グランド材に関するものであり、より詳細には、適正な衝撃吸収機能を有すると共に、環境に配慮したグランド材に関する。 The present invention relates to a ground material, and more particularly to a ground material having an appropriate impact absorbing function and considering the environment.
現在、サッカー競技をはじめとする種々のスポーツを行なうグランドにおいて、このグランドを芝生化することが望まれている。ところが天然の芝生はその手入れに多大の時間と労力が必要となる。 At present, it is desired that the ground be turfed in various sports such as soccer competitions. However, natural lawns require a lot of time and labor to clean them.
そこで、天然芝の代わりに人工芝のグランド材を敷設することが行われている。とりわけ近年では、人工芝として、基材に長いパイル繊維(以下、ロングパイルという)の一端を固定し、このロングパイルの間に砂を含ませることが行われている。また、このロングパイルの人工芝の中には、ロングパイルの間にゴムチップを設け、これに衝撃吸収機能を持たせたものもある。 Therefore, a ground material for artificial grass is laid instead of natural grass. Particularly in recent years, as artificial turf, one end of a long pile fiber (hereinafter referred to as a long pile) is fixed to a base material, and sand is included between the long piles. Some artificial turf with long piles are provided with a rubber chip between the long piles to provide a shock absorbing function.
このような、衝撃吸収機能を持たせた人工芝はサッカーやラグビーなどの種々のスポーツや多目的広場を構成するグランド材に好んで採用されている。また、衝撃吸収機能を持たせたグランド材を製作するために使用されるゴムチップは、例えば廃棄タイヤなどがら形成することが可能であるから、廃棄物を有効利用できるという利点もあった。
しかしながら、衝撃吸収のためにグランド材にゴムチップを入れることにより、とりわけ施工後数週間以内の初期において不快な臭気(以下、ゴム臭という)が発生するという問題があった。また、ゴムチップの中にはZnO等の重金属が含有されたものもあるので、これが酸性雨などによって溶出し、排水に流れ込む恐れがあるという問題もあった。そこで、この重金属の排出を避けるために、一旦排水を集めて、これから重金属を取り除くための排水浄化施設などを設けることが考えられるが、これには特別な施工を施すための費用と時間が必要であり、かつ濾過施設を維持管理する手間と費用がかかるという問題もあった。 However, there is a problem in that an unpleasant odor (hereinafter referred to as a rubber odor) is generated in the initial stage within several weeks after the construction by inserting a rubber chip into the ground material for absorbing the impact. In addition, some rubber chips contain heavy metals such as ZnO, so there is a problem that they may be eluted by acid rain and flow into waste water. Therefore, in order to avoid the discharge of heavy metals, it may be possible to collect wastewater once and establish a wastewater purification facility to remove heavy metals from this, but this requires cost and time for special construction. In addition, there is a problem that it takes time and cost to maintain the filtration facility.
本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、適正な衝撃吸収機能を有すると共に、重金属の流出を効果的に抑えることにより環境に配慮したグランド材を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and an object of the present invention is to provide an environment-friendly gland material having an appropriate shock absorbing function and effectively suppressing outflow of heavy metals. That is.
上記目的を達成するために、請求項1に記載のグランド材は、施工地に敷設される基材と、この基材に下端が固定された複数のパイルと、これらのパイルの間に設けられたゴムチップと、前記パイルの間に設けられた、水酸化カルシウムの溶液または懸濁液に浸漬させた後に炭化してなる天然繊維および/または木質材料の1種以上からなるカルシウム導入炭のチップ、または、炭酸カルシウムとからなる。 In order to achieve the above object, the ground material according to claim 1 is provided between a base material laid on a construction site, a plurality of piles whose lower ends are fixed to the base material, and the piles. A chip of calcium-introduced charcoal comprising at least one of natural fiber and / or woody material, which is carbonized after being immersed in a calcium hydroxide solution or suspension, provided between the piles, Or it consists of calcium carbonate.
請求項2に記載のグランド材は、施工地に敷設される基材と、弾性層を形成するために互いに連結されたゴムチップと、水酸化カルシウムの溶液または懸濁液に浸漬させた後に炭化してなる天然繊維および/または木質材料の1種以上からなるカルシウム導入炭のチップ、または、炭酸カルシウムとからなることを特徴としている。
The ground material according to
前記ゴムチップに木炭のチップを混合してあってもよい(請求項3)。 Charcoal chips may be mixed with the rubber chips (Claim 3).
前記ゴムチップよりも上に位置するように、木炭のチップ、または、前記カルシウム導入炭のチップを設けてあってもよい(請求項4)。 A charcoal chip or a calcium-introduced charcoal chip may be provided so as to be positioned above the rubber chip (Claim 4).
請求項1および請求項2に記載のグランド材では、炭酸カルシウムによって酸性雨などをアルカリ性に変えることができるので、ゴムチップから重金属が溶出しにくいようにすることができる。また、ゴムチップから溶出した重金属(特にZn)は炭酸カルシウムと反応し、水に溶けない成分となって沈殿するため、排水に重金属が含まれることがないように保護することができる。 In the ground material according to the first and second aspects, acid rain or the like can be changed to alkaline by calcium carbonate, so that heavy metals can be prevented from easily eluting from the rubber chip. Moreover, since heavy metals (especially Zn) eluted from the rubber chip react with calcium carbonate and precipitate as a component insoluble in water, it is possible to protect the wastewater from containing heavy metals.
一方、カルシウム導入炭のチップはゴム臭を吸着でき、雨水を浄化して流すこともできる。つまり、カルシウム導入炭のベースとなる木炭には臭気を強力に吸着する力があるので、衝撃吸収剤としてのゴムチップから生じる独特のゴム臭を吸収することができる。加えて、木炭の原料となる木材は、材木として価値のない伐採木や間伐材など、従来は処分に困っていたようなものであってもよいから、カルシウム導入炭の製造コストを低く抑えることができる。 On the other hand, the chip of calcium-introduced charcoal can adsorb rubber odor and can also purify and flow rainwater. That is, the charcoal serving as the base of the calcium-introduced charcoal has the ability to strongly adsorb odors, so that a unique rubber odor generated from the rubber chip as the shock absorber can be absorbed. In addition, the wood used as the raw material for charcoal may be something that was previously difficult to dispose of, such as felled trees and thinned wood that are not valuable as timber, so keep the production cost of calcium-introduced coal low. Can do.
加えて、木材を炭化する前に、予め水酸化カルシウムの溶液(石灰水)または懸濁液(石灰乳)に浸漬させて当該原料の組織内にカルシウムを導入しておき、その後、このカルシウム導入原料を炭化することにより得られたカルシウム導入炭は、炭酸カルシウムを主とするカルシウム化合物が炭の微細孔壁に100nm以下の状態で微細に高分散して析出しているため、より重金属を水に溶けない成分とすることができる。そして、木炭自体が極めて強力な吸着力を有するものであるから、水に溶けない成分となった重金属を強力に吸着することができる。つまり、ゴムチップを含ませて衝撃吸収機能を持たせたグランド材を敷設する場合にも、排水に重金属が溶けだすことがないので、特別な排水処理装置を設ける必要がない。 In addition, before carbonizing the wood, it is preliminarily immersed in a calcium hydroxide solution (lime water) or suspension (lime milk) to introduce calcium into the raw material structure, and then this calcium introduction In the calcium-introduced coal obtained by carbonizing the raw material, a calcium compound mainly composed of calcium carbonate is deposited on the fine pore wall of the carbon in a finely dispersed state with a fine particle size of 100 nm or less. It is possible to make it an ingredient that does not dissolve in. And since charcoal itself has a very strong adsorption power, the heavy metal which became the component which is not melt | dissolved in water can be adsorb | sucked strongly. That is, even when a ground material including a rubber chip and having an impact absorbing function is laid, heavy metal does not start to dissolve in the waste water, so there is no need to provide a special waste water treatment device.
これらの効果に加えて、請求項1に記載のグランド材は、パイルを備えているので、見栄えが良く、かつ、自然に調和する。そして、芝生を敷設することが定められているグランドにも敷設することが可能となり、芝生の維持管理のためのメンテナンスを不要とすることができる。 In addition to these effects, the ground material according to claim 1 has a pile, so that it looks good and harmonizes naturally. And it becomes possible to lay on the ground where laying lawn is stipulated, and maintenance for lawn maintenance can be made unnecessary.
前記ゴムチップに木炭のチップを混合してある場合(請求項3)には、ゴムチップから生じるゴム臭を効果的に吸収することができる。 When charcoal chips are mixed with the rubber chips (Claim 3), the rubber odor generated from the rubber chips can be effectively absorbed.
前記ゴムチップよりも上に位置するように、木炭のチップ、または、前記カルシウム導入炭のチップを設けてある場合(請求項4)には、ゴムチップから生じるゴム臭が表面に拡散することがない。つまり、人工芝の使用者にゴム臭が届くことがない。 When the charcoal chip or the calcium-introduced charcoal chip is provided so as to be positioned above the rubber chip (Claim 4), the rubber odor generated from the rubber chip does not diffuse to the surface. In other words, the rubber odor does not reach the user of the artificial turf.
図1は本発明にかかるグランド材1の第1実施例の断面図である。図1において、2はグランド材1を敷設する対象となる施工地(グランド)であり、このグランド2は例えば、基盤3上に適宜配置された暗渠4と、砂利5と、この砂利5の表面を固めるアスファルトコンクリート6とからなっている。
FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of a ground member 1 according to the present invention. In FIG. 1,
第1実施例のグランド材1は施工地のグランド2に対して接着剤10によって接着するようにして敷設される基材11と、この基材11に下端が固定されたパイル12とを有するものであり、このパイル12の間に種々の材料からなるチップを設けることにより、非弾性層13と、低弾性層14と、高弾性層15と、飛散防止層16とをこの順で形成している。
The ground material 1 of the first embodiment has a
前記基材11はグランド材1の上で利用者が激しい運動を行っても破損しない程度の十分な強度を有する2重基布であって、例えばポリプロピレンやポリエステルなどの繊維からなり、かつ、接着剤10(例えばエポキシウレタンやポリウレタン等のウレタン系接着剤など)を用いてグランド1にしっかりと接着して固定される。また、パイル12は例えばポリオレフィンなどの合成樹脂からなる。なお、本発明はパイル12を構成する材料はポリオレフィンだけに限られるものではなく、ポリアミドやポリプロピレンなどによって形成されてもよいことはいうまでもない。
The
前記非弾性層13は全体として例えば17mm程度の厚さを有するものであり、パイル12の間には、例えばほゞ球形状に形成された炭酸カルシウム17(以下、単に炭酸カルシウム17という)を5〜10mm程度の厚さだけ散布して敷きつめてなる排水浄化層13aと、この排水浄化層13aの上に砂利18を配置してなる平面安定層13bとを有している。本例では、炭酸カルシウム17を集めて排水浄化層13aを形成しているので、排水が必ず炭酸カルシウム17に接触するようにすることが可能であるが、本発明はこの点に限定されるものではない。すなわち、非弾性層13は炭酸カルシウム17と砂利18とを混ぜた状態で形成されてあってもよい。また、この炭酸カルシウム17に代えて後述のカルシウム導入炭を用いてもよい。
The
前記低弾性層14は、前記砂利18に例えば数mm〜数cm程度の大きさに砕いて形成された小片からなる木炭のチップ19(以下、単に木炭19という)と廃タイヤなどを細かく裁断してチップにしたゴムチップ20とを混合した状態でパイル12の間に設けてなるものであり、全体として例えば18mm程度の厚さを有するものである。一方、前記高弾性層15はゴムチップ20に木炭19を混合した状態でパイル12の間に設けてなるものであり、全体として例えば13mm程度の厚さを有する。
The low-
また、ここでいう木炭19とは、天然繊維および/または木質材料の1種以上からなる原材料を例えば400〜1000℃(好ましくは800℃)程度の高温で加熱し炭化することによって形成されるものを示している。より具体的には例えば、間伐材,伐採木,廃木材等全ての木質材料や麻等の天然繊維を挙げることができ、吸水性の高いヒノキ、スギ等の針葉樹を例えば10mm以下のサイズにチップ化した木質チップを用い、これを加熱して炭化したものである。したがって、間伐材や伐採木といった材木としては価値のないものを有効利用することにより、その製造コストをできるだけ抑えることができる。しかしながら、この木炭19に代えて後述のカルシウム導入炭を用いてもよい。
Moreover, the
加えて、前記飛散防止層16は、図1に一部拡大して示すように、最上層において粒状の木炭19に対して例えばエポキシやアクリルからなる繊維21をまぶした状態で接着してなり、例えばその全体の厚さが2mm程度となるように成形される。したがって、飛散防止層16の形成によって木炭19を連結して、その位置を固定できるので、グランド材1の表面から木炭19やゴムチップ20などが飛散することを防止できる。なお、木炭19に代えてカルシウム導入炭を用いる場合には、このカルシウム導入炭に繊維21をまぶした状態で接着する。
In addition, as shown in FIG. 1, a part of the
第1実施例のグランド材1では、前記非弾性層13の下半分に形成した排水浄化層13aに前記炭酸カルシウム17を配置しており、炭酸カルシウム17がゴムチップよりも下に位置する。したがって、ゴムチップ20から酸化亜鉛(重金属)が溶出しても、この亜鉛は水酸化亜鉛(水に溶けない成分)となって沈殿するので、排水に重金属が含まれることがない。なお、前記炭酸カルシウム17に代えてカルシウム導入炭を用いる場合は、これによって重金属をさらに強力に吸着することができる。
In the ground material 1 of the first embodiment, the
つまり、従来のように排水から重金属を取り除くための複雑な処理を行なう必要がないので、施工が容易となる。また、本実施例のグランド材1はパイル12を有する人工芝であるので、天然芝を敷設する場合のように、手間のかかるメンテナンスを行なう必要がない。
That is, since it is not necessary to perform a complicated process for removing heavy metals from wastewater as in the prior art, the construction becomes easy. Moreover, since the ground material 1 of the present embodiment is an artificial turf having a
また、前記高弾性層15においては、ゴムチップ20に木炭19を混合しているので、ゴムチップ20から生じるゴム臭が木炭19によって吸収される。したがって、ゴム臭がグランド材1の表面側に漏れることがなく、利用者は不快なゴム臭を感じることがなくなる。なお、ゴム臭が問題になるのは施工時から数週間以内の施工後初期の期間であるから、木炭19は数週間の間、ゴム臭を吸着できる程度のものであればよい。
In the high
さらに、前記飛散防止層16においても木炭19を配置しており、この木炭19は前記ゴムチップ20よりも上に位置するように設けてある。したがって、飛散防止層16においてもゴム臭を吸収できるので、ゴム臭がグランド材1の表面側に出ることを、より確実に防止できる。そして、各木炭16がエポキシやアクリルからなる繊維21によって連結されるので、利用者がグランド材1から飛び出した木炭19に直接触れることにより、衣服などを汚すことがない。
Furthermore, the
なお、本実施例では前記飛散防止層16の形成において繊維21によって木炭19を連結する例を示しているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。つまり、繊維21によって木炭19とゴムチップ20を混ぜた状態で連結して前記飛散防止層16の形成において、木炭19とゴムチップ20、または、ゴムチップ20のみを繊維21によって連結するようにしてもよい。
In addition, although the present Example shows the example which connects the
また、前記グランド材1は多くの木炭19を含むので、雨水などに含まれる汚染成分を木炭19によって吸着することも可能である。したがって、このグランド材1を敷設するだけで雨水を浄化した状態で排水することが可能となり、それだけ環境保全に貢献できる。
In addition, since the ground material 1 includes a large amount of
図2は第2実施例のグランド材30の構成を示す図であり、図3はこのグランド材30を構成するカルシウム導入炭の製造手順を説明する図である。図2,3において、図1と同じ符号を付した部材は、同一または同等の部材であるから、その詳細な説明を省略する。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the
本実施例のグランド材30は、基材31と、この基材31の上に形成された排水浄化層32と、排水浄化層32の上に形成された弾性層33とからなる。
The
本例の排水浄化層32は例えば粒状の炭酸カルシウム17にエポキシやアクリルからなる繊維21をまぶした状態で連結したものであり、弾性層33は廃タイヤなどを細かく裁断するなどして粒状に形成したゴムチップ20と、天然繊維および/または木材材料の1種以上からなる基材を炭化した数mm〜数cmの大きさのカルシウム導入炭のチップ35(以下、単にカルシウム導入炭35という)にエポキシやアクリルからなる繊維21をまぶした状態で連結したものである。なお、前記炭酸カルシウム17は弾性層33におけるゴムチップ20と混合した状態でエポキシやアクリルからなる繊維21をまぶして連結してあってもよく、この場合、前記排水浄化層32を省略することも可能である。
The
また、排水浄化層32は繊維21によって全体的に基材31に連結し、弾性層33は繊維21によって全体的に排水浄化層32に連結することにより、基材31と排水浄化層32と弾性層33は一体的に連結する。つまり、グランド材30の全体が一体的に連結するので、炭酸カルシウム17,ゴムチップ20,カルシウム導入炭35が離散することがない。
Moreover, the waste
図3は前記カルシウム導入炭35の形成方法を示している。図3において、36は原料であり、例えば間伐材,伐採木,廃木材等全ての木質材料や麻等の天然繊維を挙げることができる。とりわけ、吸水性の高いヒノキ、スギ等の針葉樹を例えば10mm以下のサイズにチップ化した木質チップを用いるのが好ましい。なお、前記原料36としては木質チップ以外に、竹、おが屑、籾殻、椰子、ビンロウジュ、ジュート、藁を用いることもできる。
FIG. 3 shows a method for forming the calcium-introduced
前記カルシウム導入装置37は、木質チップ36にカルシウムを導入する装置であり、木質チップ36が浸漬される石灰水Hまたは石灰乳が収容された容器38を備えている。この実施形態では石灰水Hに木質チップ36を浸漬しており、所定濃度(例えば5重量%)の石灰水Hに木質チップ2を浸漬した後容器38から取り出すことでカルシウムが導入されたカルシウム導入チップ39が得られる。このとき、アルカリによって木質チップ36中の有機物が溶け出し、カルシウムイオンが木質チップ36の成分と反応すると考えられる。
The
ここで、石灰水または石灰乳の濃度は、水酸化カルシウム0.1〜50重量%が好ましく、0.2〜10重量%がより好ましい。なお、本実施例では5重量%の石灰水Hを用いる例を示しているが、この石灰水Hに代えて石灰乳を用いてもよく、これによって処理効率を向上させてもよい。また、カルシウムイオンが木質チップ36の成分と充分反応するために、木質チップ浸漬中に、容器38の内部に設けた攪拌羽根38aを駆動させるのが好ましい。
Here, the density | concentration of lime water or lime milk has preferable 0.1-50 weight% of calcium hydroxide, and 0.2-10 weight% is more preferable. In addition, although the example which uses 5 weight% of lime water H is shown in a present Example, it may replace with this lime water H, and lime milk may be used and processing efficiency may be improved by this. Further, in order for calcium ions to sufficiently react with the components of the
次いで、得られたカルシウム導入チップ39を前記乾燥機40で乾燥する。この実施例では、乾燥機40は、カルシウム導入チップ39を炭化炉排熱を利用して乾燥させるように構成された装置である。さらに、乾燥させたカルシウム導入チップ39は炭化炉41で炭化され、チップ状のカルシウム導入炭35が得られる。この実施形態においては炭化条件は、炭化温度が800℃である。
Next, the obtained
この炭化のメカニズムは、カルシウム導入チップ39中の有機物が熱によって分解するのと一緒に、カルシウムイオンもカルシウム導入チップ39の表面に析出し、カルシウムイオンが周りの二酸化炭素(CO2 )と反応し、炭酸カルシウム(CaCO3 )ができるからであると考えられる。この場合、炭酸カルシウム(CaCO3 )は、カルシウムイオンの形でカルシウム導入チップ39の表面に析出してくるので、微細で高分散状態のものとなると考えられる。
The mechanism of this carbonization is that, together with the organic matter in the
上述のようにして形成されたカルシウム導入炭35は、以下の表1に示すように、重金属を極めて強力に吸着することができる。表1は硝酸亜鉛Zn(NO3 )2 を100.15ppm含む100mLの水溶液に、木炭、カルシウム導入炭35、炭酸カルシウム17をそれぞれ50,100,200mg混ぜた後に、20℃で20時間振動させた後に溶液の濃度を測定した結果を示している。表1に示すように、炭酸カルシウム17は量の多少にほゞ影響されることなく、溶液中の亜鉛の濃度を低下させることができることが分かる。また、カルシウム導入炭35は100mLの溶液に200mg以上のカルシウム導入炭35を接触させることにより、極めて強力に亜鉛を吸着できる。
すなわち、カルシウム導入炭35には本来の木炭が持っているような、強力な消臭作用および浄化作用があるだけでなく、この重金属を吸着することができる。したがって、本実施例のようにカルシウム導入炭35をゴムチップ20に混合した状態で、これらにエポキシやアクリルからなる繊維21をまぶして連結することにより、ゴムチップ20から生じるゴム臭を効果的に取り除くだけでなく、ゴムチップ20から生じる亜鉛を水酸化亜鉛にしてこれを強力に吸着することが可能である。なお、カルシウム導入炭35とゴムチップ20の混合比は、ゴムチップ20から溶出する亜鉛の濃度によって、表1の関係から設定することができる。
That is, the calcium-introduced
さらに、本実施例のグランド材30は弾性層33の下に排水浄化層32を形成しており、この排水浄化槽32には炭酸カルシウム17の粒を設けている。したがって、仮にカルシウム導入炭35によって取りきれなかった亜鉛が下層に流れることがあったとしても、これを炭酸カルシウム17によって確実に取り除くことが可能であるから、排水に亜鉛が混入することがない。
Further, the
なお、前記カルシウム導入炭35をゴムチップ20から溶出する亜鉛を確実に取り除くことができる程度の量だけ混合し、前記排水浄化層32を省略してもよい。また、排水浄化層32をカルシウム導入炭35によって形成し、排水の浄化作用をさらに強力に行ってもよい。
The calcium-introduced
1,30 グランド材
2 施工地(グランド)
11,31 基材
12 パイル
17 炭酸カルシウム
19 木炭のチップ
20 ゴムチップ
33 弾性層
35 カルシウム導入炭のチップ
1,30
DESCRIPTION OF
Claims (4)
この基材に下端が固定された複数のパイルと、
これらのパイルの間に設けられたゴムチップと、
前記パイルの間に設けられた、水酸化カルシウムの溶液または懸濁液に浸漬させた後に炭化してなる天然繊維および/または木質材料の1種以上からなるカルシウム導入炭のチップ、または、炭酸カルシウムとからなることを特徴とするグランド材。 A base material laid on the construction site;
A plurality of piles whose lower ends are fixed to the substrate;
Rubber chips provided between these piles;
Calcium-introduced carbon chips made of one or more of natural fibers and / or woody materials carbonized after being immersed in a calcium hydroxide solution or suspension provided between the piles, or calcium carbonate A ground material characterized by comprising:
弾性層を形成するために互いに連結されたゴムチップと、
水酸化カルシウムの溶液または懸濁液に浸漬させた後に炭化してなる天然繊維および/または木質材料の1種以上からなるカルシウム導入炭のチップ、または、炭酸カルシウムとからなることを特徴とするグランド材。 A base material laid on the construction site;
Rubber chips joined together to form an elastic layer;
A ground comprising calcium-introduced carbon chips made of one or more of natural fibers and / or woody materials carbonized after being immersed in a solution or suspension of calcium hydroxide, or calcium carbonate Wood.
The ground material according to any one of claims 1 to 3, wherein a charcoal chip or the calcium-introduced carbon chip is provided so as to be positioned above the rubber chip.
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