JP2005510620A - 土壌ベース材料及びこれを生産するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、土壌の質を改良するための土壌ベース材料に関する。詳細には、本発明は、土壌の荷重負荷の質および衝撃荷重の質の改善に関する。
【解決手段】土壌ベース材料は、土壌マトリックス（４）全体にわたって散乱された合成ファイバー（５）を含み、土壌マトリックス（４）全体にわたって散乱された弾性粒子（２０）のような添加物も含んでよい。本発明はまた、この土壌ベースの材料を作製するための方法および装置に関する。

Description

本発明は、衝撃荷重に供された場合の土壌及び土壌ベース材料の挙動を含む、土壌及び土壌ベース材料の荷重負荷の質に関する。詳細には、本発明は、改善された荷重負荷の質を有する土壌ベース材料を提供する工程に関しており、そしてまたこのような材料を生産する方法に関する。

本明細書の文脈において、「土壌ベース材料（ｓｏｉｌ ｂａｓｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）」とは、土壌及びこの土壌と混合された少なくとも１つの添加物を含む材料、として理解されるべきである。このような材料は、草及び／又は他の形態の植物のための成長培地を提供するものでもよいし、しないものでもよい。「土壌（ｓｏｉｌ）」という用語は、一例として、砂、ならびに砂及び粘土の混合物のような砂複合体、又は砂及び有機物の混合物を含むことがまた理解されるべきである。

土壌及び繊維又は他の強化成分の混合物を提供することによって土壌の強度を改善することを企図することは公知である。このような提案の１つはオーストラリア特許５８６７６６の主題である。他の先行する提案は、ＡＵ５８６７６６の明細書の２頁及び３頁に簡略に記載されている。

前述する種類に関する先行する提案は、種々の理由のせいで成功していない。共通する問題の１つは、使用中における表面の圧縮であって、結果としてこの表面は必要な標準的能力をもはや満たさなくなってしまう。別の共通の問題は不十分な液排出であって、これもまた能力の低下をまねく。

前述の問題を少なくとも軽減する土壌ベース材料を提供することが、本発明の目的である。この材料の特定の用途、又はこの材料の使用の特定の環境に適するように改変され得る組成物を有する土壌ベース材料を提供することが、本発明のさらに別の目的である。前述の種類の材料を生産するための方法を提供することが本発明のなお別の目的である。本発明のなお別の目的は、前述の種類の材料の表面を維持する方法を提供し、それによって、使用されるときのその表面の能力を最大化することである。好ましい形態における本発明の目的は、栄養物及び他の肥料、空気及び水の保持をし、一方では同時に過剰な水の良好な排出を促進することにより、草又は他の植生の成長を促進する土壌ベース材料を提供することである。

本発明による土壌ベース材料は、それが土壌マトリックス、及びそのマトリックス全体にわたって散乱するファイバーから構成されるか、又はそれらを含むという点で特徴付けられる。このファイバーは合成ファイバー（例えば、グラスファイバー）、又は天然に存在するファイバー、例えば、動物、植物若しくは野菜の繊維、又は合成繊維及び天然に存在するファイバーの混合物であってもよい。合成繊維の場合、それらは、モノファイバーであっても、フィブリル化ファイバーであっても、又はモノファイバー及びフィブリル化ファイバーの混合物であってもよい。

生分解性ファイバー、例えば、植物又は野菜の繊維は、このファイバーが一次的な影響を有することが必要とされる環境で用いることができる。例えば、それらは、土壌ベースの材料上で成長する草の根構造のような代替物の発達まで結合因子として機能することが必要とされ得る。亜麻の繊維（ｆｌａｘ ｆｉｂｒｅ）及び合成繊維の混合物は、いくつかの適用において有用であることが見出されており、そして合成繊維の含量は、亜麻の繊維の含量と比較して少なくてもよい。

本明細書の状況において、モノファイバーは単一のフィラメント又は一本鎖のファイバーである。他方、フィブリル化ファイバーは、側方に伸展された場合に、開裂してオープンメッシュ様の構造に展開しやすい、平坦なリボン様形態で提供される。すなわち、この平坦なリボンは、多数の相互連結した鎖であって、このファイバーが側方に伸展された場合、この鎖が展開された金属のオープンメッシュ構造と同様の構造を形成するように配置された鎖を含む。

使用の特定の環境に適するように、このファイバーは任意の長さ及び断面サイズであってよい。例えば、本発明の１つの適用において、約３８ｍｍ長であって、８デニール（ｄｅｎｉｅｒ）又はその程度の断面サイズを有するモノファイバーが首尾よく用いられている。別の出願では、８デニールのモノファイバーであって約１９ｍｍ長が首尾よく用いられている。土壌ベース材料において草が成長しない場合、より長いファイバー（例えば、３８ｍｍ）が通常好ましい。土壌ベース材料上で草が成長する場合、より短いファイバー（例えば、１９ｍｍ）が通常好ましく、この場合、１５ｍｍ〜２０ｍｍまでの範囲の長さを有するファイバーが特に好ましい。しかし、この材料の異なる適用及び／又は異なる使用環境に適するように、長さ及び／又は断面サイズを変化させてもよい。５０ｍｍ以上の長さを有するファイバーを使用してもよい。７００〜１０００デニールのサイズ範囲のフィブリル化ファイバーが首尾よく使用されているが、そのサイズ範囲外のファイバーも満足であり得る。ここでも、異なる適用及び／又は異なる使用環境が決定要因であり得る。

ファイバーの安定性は、その長さの指数関数である。例えば、１つのファイバーの長さが、別のファイバーの長さの半分である場合、最初に言及されたファイバーの安定性は、２番目に言及されるファイバーの安定性の１０分の１又はわずか１００分の１程度の小ささであってもよい。

ファイバーは好ましくは、実質的に土壌マトリックス全体にわたって均一に分散される。マトリックス全体にわたって間隙のある状態で散乱される、集団若しくは一団を、ファイバーが凝集して形成するような傾向が最小となるような程度まで、ファイバーが分離されることがまた好ましい。ファイバーの一団化を回避するか又は最小にする１つの方法は、貯蔵ゾーン又は土壌マトリックスへ向けてブロワー／インペラーシステムを通じて供給されるにつれて分離される天然の傾向を有するようにファイバーへの帯電を誘発する工程を包含する。同じ結果を達成するために他の技術を適合させることができる。

土壌マトリックスは、好ましくは、ファイバー以外の添加物（単数又は複数）を含む。例えば、土壌マトリックスは、全体にわたって分散された有機材料、例えば、おがくず、ウッドチップ、樹皮パルプ、又は植木鉢用混合物（ただ２、３の例をあげたとすると）を有してもよい。このような混合物は、土壌ベース材料が、例えば、草のための生長培地を提供することを意図されていようと、いまいと採用され得る。いずれの場合でも、土壌ベース材料内の湿度を保持することが目的である。この材料が（例えば）草のための成長培地を提供する場合、湿度は草の生長を補助する。この材料が（例えば）草のための成長培地を提供しない場合、湿度は砂の粒子又は他の土壌粒子の結合を補助する。

土壌ベース材料のいくつかの適用のために、その材料はまた、土壌マトリックス全体にわたって散乱した弾性材料（例えば、発泡ポリエチレン）の粒子の形態で添加物を含んでもよい。このマトリックス全体にわたって粒子の実質的に一定の分散が存在することが好ましい。このような添加物は、土壌ベース材料が散乱された衝撃荷重に供される領域の表面又は表層として用いられるべき状況で有利である。例えば、このような衝撃荷重は競技場及び競技用トラックにおいて遭遇するものであり、また農場の通路、動物飼育場、子牛の放牧場、及び動物の飲用又は給餌の領域においても遭遇する。この弾性粒子を形成する材料は、変形された場合に高速で回復し、かつ崩壊する傾向が低くなるように選択されることが通常好ましい。

土壌ベース材料の例示的適用の１つを参照して、本明細書中において以降で本発明を詳細に記載することが好都合である。しかし、土壌ベース材料は他の適用を有すること、及びこの材料の組成物は意図される適用に従って変化してもよいということは、理解されるべきである。

土壌ベース材料の使用の１例は、競馬又は同様の催しのために用いられるトラックの走行面を形成することである。本明細書において以降に詳細に記載される本発明の例示的実施形態は、その目的のために用いられ得るいくつかの実施形態のうちの１つに過ぎない。

本発明の実施形態を組み込む競技用トラックの走行表面は、２つ以上の層から構成されてもよい。図面のうち図１に示される実施例においては、３つの層が存在する。即ち、表層１、中間層２、及び基層３である。各々の層は、使用の特別な環境に適するように選択された厚みを有し得るが、実際によく実施される例の１つでは、各々の層は約５０ｍｍ厚みである。

上層１は、土壌マトリックス４及びそのマトリックス内にファイバー５の実質的に一定の分散を含む。この層１が草（例えば）のための成長培地を提供することを意図する場合、土壌ベース材料はまた、マトリックス全体にわたって実質的に一定に分散される、本明細書において以前に記載されているような有機材料を備えてもよい。用いられる有機材料の量は、使用のための特定の適用及び環境に適するように選択されてもよい。本明細書において以降に記載される例において、１立方メートルの土壌（例えば、砂）及び有機材料組成物が、約０．０４立方メートルの有機材料を含むことが好ましい。

本発明の少なくともいくつかの実施形態において、土壌マトリックス内の湿度の保持を促進するために、湿潤剤が砂に加えられることも好ましい。所望の場合、砂顆粒を覆って湿度保持の外皮が設けられるように、粘着力増強剤をこの湿潤剤とともに含んでもよい。

任意の適切な方法を、表層１を生産するのに使用することができる。好ましくは、前述したような有機材料、ならびに土壌マトリックス４及びこの有機材料の実質的に均一な混合物を含む層が、好ましくはファイバー５を添加する前に生産される。ファイバー５をその均一な混合物の表面上に配置して、その後に土壌マトリックス４全体にわたってファイバー５の実質的に一定の分布を達成できるように、適切な混合プロセスが採用されることがさらに好ましい。ファイバー５は、土壌マトリックス４の表面上にそれらが配置される場合、湿潤状態でも乾燥状態でもよい。しかし、ファイバー５の状態にかかわらず、マトリックス４の表面は湿潤であって、その表面上にファイバー５の保持を促進することができる。

土壌マトリックス４内で混合される前に、ファイバー５を分離処理に供することが好ましい。このような処理の目的は、土壌マトリックス４内のファイバー５の分離された別個の比較的密な群の存在をもたらすようなファイバー５の集合化を回避又は最小化することである。

分離処理は、個々のファイバーの分離を促進するように配置されるブロワー／インペラーシステムを通じてファイバー５を通過させる工程を包含してもよい。その種類の例示的なシステムは、本明細書に付随する図面の図２によって図式的に示される。

図２は、少なくとも２つのブロワー（第一段階ブロワー７及び最終段階ブロワー８）の使用を包含する多段階システムを図示している。示されるとおり、少なくとも１つの中間段階ブロワー９が、第一段階及び最終段階のブロワー７と８との間に位置することが好ましい。図２は、３つの中間段階ブロワー９を示すが、その数は要件によって少なくても多くてもよい。示されるとおり、最終段階ブロワー８は、前述のブロワー７及び９の各々よりも大きいキャパシティーであることがやはり好ましい。ブロワー７及び９の各々は、実質的に同じキャパシティーであってもよいが、それは必須ではない。

比較的小さいブロワー７及び９を好ましくは、最初の段階で用いて、それによって比較的少容積のファイバー５を、ブロワー７及び９の各々を通過する間に処理する。個々のファイバーの最大分離を可能にすることが意図される。より大きい最終段階のブロワー８は、先行するブロワー７及び９内で達成される分離を維持し、かつ潜在的に改善することが望ましいと考えられる。示される配置では、最終段階のブロワー８は、分離されたファイバー５を貯蔵区画１０内に方向付ける。しかし、ファイバー５が土壌マトリックス４上に配置されるか又は土壌マトリックス４と混合されるためにブロワー８から直接移動される、異なるシステムを採用することが可能である。

ファイバー５が、処置の間に静電気的に帯電されるような方式で分離処理が配置されることが好ましい。例えば、図２の配置において、このような荷電は、ブロワー７、９及び８を通じたファイバーの通過の間、それと／又はそれらのブロワーを相互連絡するダクトを通じた通過の間に、誘導されてもよい。さらに、又は代替的に、チャンバ１０は、リブ又は他の突起１１又は表面を有してもよく、これを越えてファイバー５が移動し、その結果、摩擦接触によって帯電が誘発される。他の技術を使用して所望の結果を達成できることが理解される。

帯電の目的は、分離プロセスを補助することである。帯電及びファイバー５のブロワー誘導性の移動が組み合わせられた影響によって、ファイバー５の側方の分離が促進され、またファイバー５はこのシステムを通じた長軸方向への移動が促進される。すなわち、各々のファイバー５の長軸は、一般にファイバー５の移動の方向に延びる。

比較的微細なファイバー（例えば、８デニール以上）は比較的高い帯電を保持する傾向にあることが見出されている。他方では、８デニール未満の微細なファイバーを満足に使用することが可能である。

ファイバー５を、チャンバ１０から抽出して、送達ダクトシステム１２を通じて土壌マトリックス４の表面に送達することができる。かなりの長さのダクトシステム１２は、材料の簡便な取り扱いを可能にすることを補助し得る。例えば、４０〜５０メートル長のダクトを首尾よく使用している。ファイバー５を土壌マトリックス４に向けて送達する代わりに、システム１２はファイバー５を個々の貯蔵容器（示さず）、又は分離デバイスの区画（示さず）に送達することができる。いずれの事象においても、システム１２は、ファイバー５の帯電状態を保持又は強化するように配置され得る。

ファイバー５は、異なるファイバーの混合物であってもよい。例えば、モノファイバー及びフィブリル化ファイバーの実質的に５０／５０の混合物は、いくつかの適用において特に満足できるものであることが見出されている。モノファイバーは、土壌マトリックス内の結合剤として毛髪様構造及び機能を提供する。フィブリル化ファイバーはもう一方で、この混合物中に別の質を導入し、その結果この土壌マトリックスは、荷重の下で動いてショックを吸収することが可能になる。このことは、フィブリル化ファイバーが、衝撃下でその寸法を変化し得るという事実から生じる。このようなファイバーは、横方向の広がり及び長さの減少によって衝撃に応答する。荷重が除去される場合、繊維はその最初の幅及び長さに戻る傾向にある。モノファイバー及びフィブリル化ファイバーの実質的に均一な混合物を生産して、その後に土壌マトリックス４にこのファイバーを導入することが一般に好ましい。上記の分離処理にこのファイバーを供する前に、このファイバーを混合することも好ましい。

１つの適用において、１〜６キログラム（好ましくは２．６キログラム）の５０／５０混合のモノファイバー及びフィブリル化ファイバーを、土壌マトリックス４の各１立方メートル中に含む土壌／ファイバーを用いて満足な結果を得ることができたことが見出された。比較のために、モノファイバー単独を同じ適用又は同様の適用に用いる場合、土壌マトリックスの１立方メートルあたり約１７キログラムのファイバー含量が必要であり得る。

ファイバー５を配置して、ファイバー５を土壌マトリックス４と混合するためには種々の技術が適合可能である。例えば、ファイバー５は、手動で、又は機械補助プロセスによって配置することができる。しかし、いずれの場合にも、適切な測定を行なって、土壌マトリックス表面の単位面積あたりに配置されたファイバー５の量が実質的に一定であることを確認することが好ましい。例えば、土壌マトリックス表面は、格子図形の方法で実質的に同じサイズの多数のセクションに分けることが可能で、ファイバー５の測定された量を、それらのセクションの各々に配置することが可能である。

別の配置において、分離デバイスは、予め決定された速度で土壌マトリックス４の表面を覆って移動して、予め決定された速度の配置でその表面上にファイバーを配置するように操作することができる。分離デバイスの移動の速度は、その表面の１単位面積あたりファイバー５の所望の広がりを達成するようなファイバー配置の速度に関連し得る。同じ結果を達成するために、他の技術を適合することは可能である。

配置されたファイバー５は、手動のプロセス又は機械補助プロセスを含む、任意の適切なプロセスによって土壌マトリックス４と混合されてもよい。１つの例示的な方法において、回転ディスクホー又は同様の機械を使用してファイバー５を土壌マトリックス４中に混合する。

図３は、土壌マトリックス４のファイバーコーティングされた表面１４にまたがって引き摺られるか、そうでなくても移動され得る例示的な混合機械１３を図式的に示している。機械１３は、その回転軸が機械１３の移動の方向に対して横向きに、又は傾斜して延びる、一連の回転性ディスク１５、又は他の適切なブレードを備えてもよい。ディスク１５は、土壌マトリックス４に進入するように配置されて、機械１３が表面１４を越えて移動するにつれて回転される。示された例示的な配置において、ディスク１５の回転の方向は、それがファイバー５を、一般にはある程度の土壌とともに持ち上げて、及び回転ディスク１５によって作られる畝又はくぼみ１６中に、それらのファイバー５（及び土壌）を一連のディスク１５の後方に配置するような方向である。

自由に回転可能なローラー１７は、機械１３の後ろに引かれ、表面１４を実質的に平坦かつ水平な状態に修復するように配置されることが好ましい。その目的のために任意の適切なローラー１７を用いることができるが、これは円滑な円柱表面を有するローラーを備える。１つの実施例によれば、ローラー１７の円柱状表面は、図４に模式的に図示されるようにオープンメッシュ構造を形成するように配置された一連の交差バー又はリブ１８によって形成される。土壌が、ローラー１７の内部へメッシュ開口部１９を通過できないように、リブ１８は、ローラー１７のシールド又は中実内部構造に沿って延びてもよい。

ファイバー５及び土壌マトリックス４の徹底的な混合は、機械１３の単一回の通過により達成することができる。しかし、いくつかの適用においては、より多数の回数の通過（例えば、１０回以上）が必要であるかもしれない。

中間層２は、好ましくは、表層１について上記されたように、土壌マトリックス４及び分散されたファイバー５を含む。土壌マトリックス４の全体にわたって実質的に均一な状態で分布された弾性粒子２０を含むことも好ましい。弾性粒子２０はまた上層１に配置されてもよいがこれは必須ではない。弾性粒子２０は好ましくは、ファイバー５の添加の前又はそれと同時に土壌マトリックス４に添加され、そして任意の適切な方法を使用して、この混合全体にわたって粒子２０の実質的に一定の分布を達成してもよい。例えば、ファイバーと土壌との混合のために用いられる技術と同じ又は同様の技術によって、粒子が土壌マトリックス４へ混合されてもよい。

粒子２０は、発泡ポリエチレン（開放気泡又は閉鎖気泡）又は任意の他の適切な材料から形成されてもよい。１つの方法によれば、この粒子は、シートを分離された粒子形態に縮小するように作動可能であるハンマーミル又は他の衝撃デバイスを通して、選択された弾性材料のシート又はブロックを通過させることによって作られる。弾性材料の衝撃破砕に代わって、選択された材料のシート又はブロックは、切断操作によって分離された粒子形態に分割され得る。例えば、衝撃ハンマーの代わりに切断ブレードを有するハンマーミル型のデバイスを使用してもよい。衝撃破砕とは異なり、切断によれば、粒子が、それらが形成されるシート又はブロックの弾性よりも低い弾性を有する程度を最小にできるという利点を有する。他の技術を用いることは可能であるが、選択された技術によって、比較的小さい粗度の表面を有する粒子を生産することが好ましい。シート材料の場合、衝撃破砕が使用される場合、約３ｍｍの厚みのシートを用いることが好ましい。切断技術を使用すれば、より厚いシート又はブロックの材料を用いることができる。

図５は、粒子２０を生産するための装置の１つのタイプを図式的に示している。その実施例の装置では、一連のディスク２１が、回転可能ドライブシャフト２２上に装着されて、そのシャフトとともに回転する。示されるとおり、ディスク２１は、軸方向に空隙のある状態で配置される。ディスク２１の数及びそれらの軸間隔は、要件に適するように選択され得る。カッターブレード２３の群は、各々２つの隣接するディスク２１の間に設けられ、そしてその配置では、示される各々のブレード２３は、各々の群で、それぞれの旋回シャフト２４に回転可能に装着される。あるいは、旋回シャフト２４は、省略されてもよく、そして各々のブレード２３が、任意の適切な方式でディスク２１の適切な１つに対して旋回可能に接続されてもよい。示される特定の配置において、各々のブレード２３は、それぞれの旋回シャフト２４上に装着された２つのスペーサーチューブ２５の間に位置する。このチューブ２５は、シャフト２４の軸方向への動きに対してブレード２３を保持するように働く。その目的のために他の配置は採用され得る。

図５に示されるように、各々のブレード２３の傾斜した配置又は回転配置は、ディスク２１が休止する場合に適合する位置である必要は無い。このブレードの配置は図５に示されるように、図示の簡便性のために採用されている。

各々の旋回シャフト２４は、駆動シャフト２２の回転軸から半径方向外側に位置し、そして図５に示されるようにディスク２１の各々を通じて延びてもよい。旋回シャフト２４は、駆動シャフト２２と実質的に同軸である仮定上の円周に沿って、実質的に均等な間隔の関係で配置されることが好ましい。旋回シャフト２４の数は、要件に適するように選択することができるが、このようなシャフトの６つが、本発明の１つの適用において首尾よく使用されている。

図５に示される特定の配置において、各々のカッターブレード２３は、草刈機に用いられるブレードと同様であるが、他のタイプのブレード２３を用いることもできる。各々のブレード２３は、旋回シャフト２４のそれぞれ１つに回転可能に装着された１つの末端を有し、そしてもう一方（外側）の末端に１つ以上の切断エッジ２６を有する。ブレード２３の外側コーナー部分は、図６に示されるように上向きであってもよい。切断エッジ２６は、その上向き部分２７の各々の露出したエッジに沿って設けられてもよく、そしてさらなる切断エッジ２６が、ブレード２３の最外側エッジに沿って、そしてこのブレードの側面エッジ２８の外側部分に沿って設けられてもよい。要件に適するように他の配置が採用されてもよい。

示された配置において、ポリエチレン（例えば）のシート又はブロック２９（図７）がその装置に供給されて、ディスク２１とスクリーン３１との間に形成された処理ゾーン３０に入る。この処理ゾーンの深さは、要件に適するように選択することができる。本発明の１つの適用において、ブレード２３の先端部とスクリーン３１（図８を参照）との間の距離「Ｄ」が、２．５〜３ｍｍの範囲であるように、ゾーン３０の深さが選択される。ゾーン３０内に位置するか又は接近するシート又はブロック２９は、ブレード２３による衝撃に対して曝されて、それによって粒子２０まで縮小されて、これがスクリーン３１の開口部３２を通過する。

図５及び７に示される配置において、スクリーン３１は、篩いとして機能し、またゾーン３０の境界としても機能する。他の配置を採用することも可能である。例えば、スクリーン３１は、ゾーン３０から離れて位置してもよく、そして別の部材がゾーン３０の境界を提供してもよい。

図７に図示される装置は、円柱状の中空ハウジング３３を備え、その一部はスクリーン３１によって形成される。シート又はブロック２９は、インレット開口部３４を通じてハウジング３３に入り、そして上記のような粒子サイズに縮小される。示されるとおり、ディスク２１は、シート又はブロック２９が、ゾーン３０を通して動く方向に回転し、そしてこれによって、このシート又はブロック２９は、ゾーン３０をあまりにも急速に引きずられることになるかもしれない。その影響に打ち勝つために、このゾーン３０へのこのシート又はブロック２９の移動の速度を、適切な供給手段によって制御してもよい。他の配置では、ディスク２１は、このシート又はブロック２９の動きの方向に対向して回転し得、この事象ではいくつかの他の形態の供給手段が必要であるかもしれない。また、図７に示されるものの代わりに、ハウジング３３は、スクリーン３１を通過することができない残滓の通過のための出口開口部を設けられていてもよい。

粒子２０は、比較的小さいサイズであることが好ましいが、この粒子のサイズも形状も規則的でなくても、一定でなくてもよい。過度に大きい粒子２０の回避は、スクリーン３１のような分離篩い、又は同様のデバイスの使用によって達成することができる。すなわち、図５に示される例において、スクリーン３１を通過する粒子は、受容可能であるが、スクリーン３１を通過しない粒子は受容可能ではない。受容可能でない粒子は、それらを受容可能なサイズに縮小するためにさらなる処理に供されてもよい。

図９は、例えば、スクリーン３１に使用可能である篩い開口部３２の１つのタイプを図式的に示す。本実施例で示される各々の開口部３２の形状は実質的に六角形であるが、他の形状も採用可能である。満足な結果が開口部３２で達成され、ここでは開口部３２の対向する平坦な側面３６の間の距離は約１６ｍｍであり、そして対向するコーナーの距離は約２１ｍｍである。他の寸法を用いてもよく、側面３６の３対の各々について、又はコーナーの３対の各々について、距離が等しくある必要はない。

開口部３２は好ましくは、各開口部３２のエッジがギザギザ（ｊａｇｇｅｄ）であるか又はでこぼこ（ｒｏｕｇｈ）であるような様式で形成される。ギザギザ又はでこぼこのエッジの開口部３２によって、前述したように粒子２０の望ましい特徴である、粗い（ｒｏｕｇｈ）表面を有する粒子２０の生産が補助されることが見出されている。粒子２０の粗い表面によって、土壌マトリックス内の粒子２０の保持が補助され、また粒子２０と草及び／又は他の植生の根構造との間の連絡の形成が補助される。開口部３２のギザギザ又はでこぼこのエッジは、ポリエチレンシート又はブロック２９を捕獲する傾向であり、これによってシート又はブロック２９の引き裂きが促進されて、その結果、所望の粗い表面が粒子２０の上で生産される。

各々の開口部３２がでこぼこ又はギザギザの側面エッジを有するように、パンチング作業によって、開口部３２を作ってもよい。同じ結果を他の技術を用いて得ることができる。パンチング作業の使用を仮定すれば、スクリーン３１を形成するために用いられるプレート又はシートには、図１０によって示されるように一連の一定間隔でかつ比較的小径のホール３７を最初に設けてもよい。次いで、各々の開口部３２は、これも図１０に示されるように、材料３８の実質的に六角形のセクション（そのコーナーの各々にホール３７を有する）をパンチングして抜くことによって作られる。パンチング作業によって、開口部３２の各々の側面３３に沿ったギザギザのエッジが作られる傾向であり、また各々の側面３６及びホール３７の残りの移行部でギザギザのエッジ３９（図９）が作られるる傾向である。同じ方法又は異なる方法によって作られる他の形状の開口部３２によって、満足な結果を達成できることが理解される。しかし、不規則な形状である開口部３２が一般には作成される。

粒子２０を生産するための装置の別の形態が、図２１に図示されている。図示された装置は、スライシング手段２４０及びこのスライシング手段２４０に隣接して位置するマルチング手段２４１を備える。バルク発泡材料は正常には、シート又はブロックとして、スライシング手段２４０に供給され、この手段はバルク材料をストリップにスライスするように動作可能である。このストリップされた材料は、マルチング手段２４１に供給されて、このストリップされた材料を予め決定されたサイズの粒子にマルチングする。この粒子は、コンジットシステム２４２に集められて、インペラー（図示せず）によって、貯蔵ホッパー（図示せず）に移動される。

さらに図２１を参照すれば、図示されたスライサー手段２４０は、対向するシャフト２４４上に隆起２４３（図２１を参照のこと）によって各々隔てられる複数のスライシングディスク２４５を備える。このディスク２４５は、挟み込みかつ重複するが、これは図２２に最もよく図示される。図２２に示されるディスク２４５の重複の程度は、隆起２４３まで伸びるが、より少ない重複がまた適切であり得る。

図２２は、スライシングゾーン２４６に位置するディスク２４５を図示する。複数のフィンガー２４７がディスク２４５の間に伸びて、スライシングディスク２４５からのスライスされた材料の分離を容易にする。ディスク２４５は好ましくは、実質的に同じ速度で反対方向に回転する。これに関して、約１２０〜１６０ｒｐｍの速度が適切であることが見出されている。

さらに図２２を参照して、スライスされた材料をマルチングゾーン２４８に供給し、より詳細には、マルチングディスク２４９を回転する一対のコーナーに与える。各々のマルチングディスクは、負に傾斜した歯を備えて、スライスされた材料をマルチングすることを容易にし、そしてまたマルチングゾーンにおける下部の位置からマルチングゾーン２４８に位置する上部への材料の上昇を容易にする。各々のマルチングディスクは、隆起（示さず）によって隔てられ、このマルチングディスクが挟み込まれることを可能にする。このマルチングゾーンは、マルチングされた材料が予め決定されたサイズまで一旦マルチングされればこのマルチングされた材料が篩いを通過することを可能にする篩いの形態で、外周によって規定される。

図２２は、一次マルチングゾーン２４８及び二次マルチングゾーン２５０を有するマルチング手段を図示する。この２つのマルチングゾーンは、二次マルチングゾーン２５０の通常の篩いサイズよりも一次マルチングゾーンの篩いサイズの通常の直径が大きいこと以外は、実質的に同一である。一次及び二次マルチングゾーンが単に好ましいだけであって、本発明が単一のマルチングゾーンによって満足され得ることは、理解されるべきである。

マルチングディスクを回転するカウンターが種々の速度で回転することは好ましい。さらに詳細には、対向するマルチングディスクの回転の速度の２分の１〜３分の１で１つのマルチングディスクが回転することが好ましい。これに関して、２４０ｒｐｍ〜８０ｒｐｍの速度が最も好ましいことが見出されている。

本発明の１つの例示的な適用において、３ｍｍ厚のシート２９から粒子２０を生産することが満足であることが見出されており、この粒子は約２５ｍｍの長さ及び約２０ｍｍの幅を有する。このような粒子２０は、図５の装置を用いて、そして図９及び１０に記載されるように、開口部３２を有するスクリーンを用いて生産されている。このような場合、粒子２０を生産するために用いられる縮小プロセスはまた、微粉を含む、より小さい粒子を生産する傾向であり、そしてそれらのより小さい粒子及び微粉は通常、本発明のこの適用又は他の適用において有用に使用され得る。

前述の段落において言及される寸法は、弾性粒子２０が、競技用トラックなどの表層又は表層下で用いられる状況で満足できるものであることが見出されている。粒子の他の適用、及び使用の他の状況に適するように、他の寸法及び／又は篩い開口部形状を使用することができる。例えば、いくつかの適用においては、微粉にまで縮小された比較的小さい粒子を用いてもよい。さらに、いくつかの適用及び／又は使用状況については、異なるサイズの粒子の混合物を用いることに利点があるかもしれない。すなわち、比較的大きい粒子及び比較的小さい粒子の混合物が存在してもよく、その比は、それらの粒子を含む材料の反発エネルギーの量を制御するように選択することができる。

中間層２はまた、上層１において用いられるような他の添加物、例えば有機材料、湿潤剤、肥料などを含んでもよい。

基層３は、本質的に土壌の層であり得る。好ましくは、層３は、重複する中間層２からの水の廃液を調節するように機能する砂又は砂複合体から構成される。理想的には、基層３の廃液特徴は、重複する層１及び２の過度の飽和が回避されるが、同時にそれらの層において適切なレベルの湿度の保持を確保するような特徴である。

多層になった群１、２及び３は、粘土又は他の適切な材料のベースを重層してもよい。いくつかの適用において、表層１は省略されてもよく、そして他の適用においては、中間層２は、省略されてもよいが表層１は保持される。

上記で示されるように、群１、２及び３又はそのバリエーションに対する多層のベースは、粘土から形成され得る。他の不浸透性又は半浸透性の材料を粘土の代わりに用いることができる。また、いくつかの状況では（例えば、多雨の地域）、ベース材料は、このベースを通じた湿度の十分に急速な分散を可能にするような空隙率の程度を有するように選択することができる。このベースに達する湿度を収集及び再使用するための準備がある場合には、このような浸透性材料の使用は必要でないかもしれない。

粘土又は他の不浸透性、又は半浸透性のベースが用いられる状況では、適切な工程を行ってそのベースからの過剰な水の廃棄を確実にすることができる。それは、粘土ベース内に廃液チューブ又はチャネルを設けることによって達成することができる。そして、その目的のためには周知の技術を用いることができる。また、ふるい分けの層は、粘土ベースの頂部の上に設けられてもよく、それによってそのベースと、そのベースに重層する表層（単数又は複数）との間に介入する。例えば、ふるい分けは、約７ｍｍのサイズであってもよく、そしてふるい分け層は、約７０ｍｍの厚みであってもよい。特定の適用及び特定の使用状況に適するように他の寸法を選択することができる。

図１１は、粘土又は他の不浸透性ベース４０との使用のための廃液システムの１つの可能性のある配置を図式的に示している。このシステムは、チューブ４１の壁を水が通過することを可能にする開口又はスロット４２を有する、周知の種類のパイプ又はチューブ４１の使用を包含する。ふるい分け４３の層は、各々の側面の上に、及び各々のチューブ４１の下に設けられる。好ましい配置において、ふるい分け４３の本体は、円滑な又は丸型の表面を有する石、砂利などから少なくとも実質的に構成される。この種類のふるい分けは、ふるい分け４０の本体内にギャップを残し、水の通過を可能にするという利点を有する。水の通過をブロックする傾向を有する材料をトラップするような方式には、ギザギザ又はでこぼこの端であるふるい分けが相性の良い可能性が、高い。ふるい分け４４の層は、ベース４０の頂部の上に設けられてもよいし、その層はまた、上記のようなふるい分けから少なくとも実質的に構成されてもよい。

各々のチューブ４１は、約１００ｍｍの直径の環状チューブであってもよいが、他の形状及び寸法が採用されてもよい。チューブ４１の横、上及び下のふるい分け層４３の深さは、各々の場合約１００ｍｍであってもよく、他の寸法が採用されてもよい。ふるい分け層４４は、前に示したように約７０ｍｍの厚みであってもよい。

粘土又は他のベースから廃棄された水は、必要に応じた再使用のために適切な保持施設（例えば、タンク又はダム）に収集されてもよい。本発明による表層（単数又は複数）を使用する設備の他の領域から廃棄された表面流出水及び過剰な水に関して、同じ保持技術を用いることができる。

上記の土壌ベース材料は、要件に従って、現場で生産されても現場外で生産されてもよい。前者の場合、任意の適切な方法を用いて関連する部位にこの材料を輸送してもよく、その部位にこの混合物を配置してもよい。

表層１においてファイバー５は、いくつかの利点を有する。ファイバー５はこの層を強化して、それによって衝撃及び他の荷重に起因する劣化を減少させる。ファイバー５はまた、根の剪断を最小化すること、及び剪断された場合でも損傷後の草の再生を促進することによって草の持続力を改善する。

中間層２において用いられる場合、ファイバー５は、層２を強化して、また土壌マトリックス４内のそれらの粒子の移動が妨げられるか最小になるように弾性粒子２０に対する安定化の影響を有する。草の根の層２への最終的な進入によって、同様の安定化の影響が得られる。

中間層２において弾性粒子２０は、表層１に「回復（ｂｏｕｎｃｅ−ｂａｃｋ）」性又はクッション性を与えるという利点を有する。表層１において走行する、例えば、ウマは、従って表層１によって、衝撃に起因して被る応力が最小になると考えられる。さらに、このクッション性によって、表層１は、衝撃後に復元して、これによって衝撃又は他の荷重によってその層に形成された圧入を除去又は減少することが可能になる。すなわち、粒子２０の膨張及び収縮が、土壌の圧縮を阻害又は防止する。

弾性粒子２０のさらに別の利点は、例えば、肥料及び他の栄養の保持のためのスポンジとして機能する能力である。さらに、草の根は、粒子２０と結合するような傾向であって、それによって表層１上に形成された草のカーペットの維持が促進される。

本発明による土壌ベース材料は、任意の種々の適用に用いられた場合、重要な利点を有することが、前述の内容から理解される。本明細書において前記した土壌ベース層１及び２の各々は、本発明による土壌ベース材料の個々の例であり、そして各々が適切な環境で他と独立して用いることができる。しかし、前に言及したとおり、本発明による土壌ベース材料は、上記の表層１又は中間層２のいずれかに対して記載された組成物とは異なる組成物を有してもよい。

本発明による土壌ベース材料は、多数の適用を有する。表層１に対して上記のような土壌ベース材料は、高い程度の安定性を有し、そして、比較的高頻度の通行及び／又は高い荷重に供される、パドックの出入り口のような場所に有利に用いることができる。他の農業的な用途としては、例えば、農場の通路、動物飼育場、子牛の放牧場、及び動物の飲用又は給餌の領域が挙げられる。土壌ベース材料は、道路及び他の車道表面を安定化するために用いることができ、また、頻繁な使用に供される堰及び飼葉オケのような水やり設備の周囲に有用に応用することができる。他の適用も明らかに可能である。前述の適用は土壌ベース材料が草又は他の植生に成長培地を提供してもしなくても適用される。

上記のコメントはまた、中間層２について記載された土壌ベース材料にもあてはまる。しかしその混合物は、散乱された衝撃荷重によって生じる押圧が、その混合物の天然の弾性又は「回復（ｂｏｕｎｃｅ−ｂａｃｋ）」の質に起因して、低下するか又は実質的に消失する傾向であるという点で、実質的に自己復旧する表面を要する状況では、特に利点を有する。

図面のうち図１について上記される３層配列は、例えば、競馬のトラックの走行面として用いられる場合に特に有用である。

土壌／ファイバー混合物（例えば、前記のような層１）は草なしで使用して、衝撃又は圧縮荷重に供されるトラックの表面を形成することが可能である。このような状況では、トラック表面の劣化は、その表面に打ち出しパターンを加えることによって、防止又は最小限にすることができる。

例えば、打ち出しパターンは、「ヘリンボーン（杉綾模様）（ｈｅｒｒｉｇｂｏｎｅ）」パターンであっても、又はシェブロン（ｃｈｅｖｒｏｎ）パターンであってもよく、これには一連の交互のリッジ及び谷が含まれる。このようなパターンは、例えば、適切に形成されたローラー、又は適切な処理パターンを有する一連のタイヤの使用によって生産されてもよい。このリッジ及び谷は、このトラックの長軸方向のエッジに対してある角度に延びることが好ましい。この角度は、このトラックのエッジへの水の流出速度又は流出率を最小にするように、９０°以外であることがさらに好ましい。

このような表面パターンは、表面水の流出を最小化して、それによって適度に湿ったトラックの維持を促進するように機能し得、そしてトラックの表面全体に加えられても、又はこのトラックの一部にのみ加えられてもよい。このパターンはまた、風によって誘発されるトラック表面の侵食を最小限にする。リッジの頂部からの土壌の脱落は、集積して、谷の中に保持される傾向である。この表面パターンは、例えば、パターン化されたローラーを臨時的に再適用することによってその最大の有効性まで修復することができる。このような維持処理の頻度は当然ながら、状況によって変化し得る。

図１２は、上記で言及される打ち出されたパターンを作製する特定の方法の１つを図式的に示している。示される例において、一連の密にパッキングされたホイール４５を、軸４６に沿って回転するように配置する。各々のホイール４５は、図１２に実質的に示されるように配置されたトレッド４８を有するゴムタイヤ４７を有する。示されるトレッド４８の特徴は、その角度配置及びその内側末端４９において重複が存在することである。他のトレッド配置を使用できることが理解される。タイヤ４７は好ましくは、比較的高圧まで膨張されて、台車（示さず）に取り付けられてもよい。この台車は、このタイヤトレッド４８が土壌層の表面に進入して打ち出しパターンを作製することを保証するような重量を有する。

このシリーズ内のホイール４５の数は、要件に適するように選択することができる。また、ホイール４５の２つ以上のシリーズが、並列に配列されてもよく、このような配列の例は図１３に図示される。

図１２に示される例示的な配列において、タイヤ４７は約６６０ｍｍ幅であり、各々のトレッド４８が土壌に約２５ｍｍの深さの畝又は溝を形成する。しかし、それらの寸法は本質的ではなく、他の寸法が満足に使用可能であることは理解されるべきである。

図１２は、トレッドの傾きの方向が全てのタイヤ４７について同じであることを示しているが、それは必須ではない。土壌表面に不規則なパターンが形成されるように、同じシリーズ内のいくつかのホイール４５が、このシリーズの他のホイールに異なって配置されてもよい。あるいは、一連のホイール４５は、この表面の選択された部分にまたがって異なる方向に移動されてもよい。

このパターンは、土壌表面の傾斜に沿って、及び／又は土壌表面が曝される恒風の方向に沿って配置されてもよい。主目的が、表面水の流出を促進することであろうと、このパターンのリッジが風によって侵食されることを最小限にすることであろうと、それによって異なる配置が選択されてよい。

上記のようなパターンを有する表面は、例えば、その表面を押しつぶす、ウマの脚による衝撃応力を軽減するというさらなる利点を有する。すなわち、このパターンのリッジは、ウマの蹄の下で崩壊して、衝撃荷重をある程度吸収する傾向にある。

隣接するホイール４５の間の間隔は、図１２に示される間隔よりも小さくても大きくてもよい。しかし、図１３に図示される多連式の配置の場合、隣接するホイール４５の間の間隔５０は、タイヤ４７の幅よりも狭いことが好ましい。そのために、このような多連式の配置では、図１３に示されるようにホイール４２が重複して、打ち出しパターンの最大の適用を保証できることが好ましい。

図１４〜１８は、本発明の好ましい実施形態を図式的に示している。まず図１４を参照すれば、地面の上にアセンブリ１０１を引っ張るように作動する牽引機１００が図示されている。この牽引機１００及びアセンブリ１０１は、接続１０２を通じて連結されているが、この接続１０２は開放可能であってもなくてもよい。

牽引機１００は、アセンブリ１０１の種々の構成要素を作動するための駆動手段を提供し得る。あるいは、このアセンブリ１０１は、それ自体の駆動手段を有する。別の代替としては、各々の構成要素がそれ自体の駆動手段を有するということである。本明細書において以降、特定の構成要素は、それ自体のモーター又は駆動手段を有するとして記載されること、その構成要素はそのアセンブリ又は牽引機から駆動手段を調達してもよいことは理解されるべきである。

アセンブリ１０１は、ファイバー又は任意の他の添加物のための貯蔵手段１０３、フロー誘導手段１０４、分離手段１０５、混合チャンバ１０６及び土壌摩擦手段１０７を備える。牽引機１００は、２セットの地面摩擦ホイール１０８を有することが示されるが、ホイールセットの数は３つ以上であっても、２つより少なくてもよい。同じことがアセンブリ１０１にもあてはまり、これは２セットの地面摩擦ホイール１０９を有することが示されている。

示される実施例において、フロー誘導手段は、チャンバ１１１に装着された回転可能デバイス１１０を備える。この配置は、デバイス１１０の回転が貯蔵手段１０３から混合チャンバ１０６に向かう方向に流れるように空気を誘導するような配置である。示されるデバイス１１０は、直立した回転可能シャフト１１２、及びこのシャフト１１２に接続されて、このシャフトの回転を生じるように作動可能である駆動モーター１１３を備える。多数の要素１１４の各々が、シャフト１１２に接続されてそれと一緒に回転し、そしてこの配列は、要素１１４の回転が上記の方向に流れるように空気を誘導するような配列である。他の配列を採用することも可能である。

貯蔵手段１０３は、出口開口部１１５を有し、これは、例えば、適切なバルブ１１６の操作を通じて選択的に開放及び閉鎖され得る。バルブ１１６が開放されて、シャフト１１２が回転されている場合、誘導された空気のフローは、ファイバーを貯蔵手段１０３から引き出して、これらのファイバーのストリームがマニホールド１１７を通じて、それから混合チャンバ１０６中に流れるようにさせる。図１０１に図式的に示されるように、マニホールド１１７は、多数の入口ポート１１８を有してもよく、そして同じ数又は異なる数の出口ポート１１９を有してもよい。

示される特定の配置において、要素１１４の各々が、ある長さの金属鎖によって形成される。回転する鎖は、チャンバ１１１を通じて上向きに流れるファイバー上に衝撃を与える。このような衝撃は、ファイバー中の帯電を誘発する傾向であり、そしてこれによって、個々のファイバーはお互いから分離されるという結果が得られる。

地面摩擦手段１０７は、実質的に混合チャンバ１０６の幅にわたって延びる一連の回転可能ディスク１２０によって形成されることが好ましい。モーター又は他の適切な駆動手段１２１は、ディスク１２０に駆動可能に接続されて、それによって、それらのディスクは矢印Ａの方向に回転するように作動可能である（図１４）。回転の速度は、特定の条件に適するように選択することができる。この条件としては、（例えば）アセンブリ１０１が地表１２２の上で移動する速度が挙げられる。ディスク１２０が地表１２２中に進入する深さの調節をできるように、手段が設けられることが好ましい。１つの適切な調節手段は図１６に示されており、これはディスク１２０と支持体との間を接続する旋回リンクシステム１２３、及びこのリンクシステム１２３の位置を変更するように作動し得る空気圧システム又は水圧システム１２４を備える。ディスク１２０の回転軸は、牽引機１００の移動の方向に対して横向きである。回転の軸は、直角であっても、又は他のある程度横向きの角度であってもよい。

ディスク１２０は、ディスク１２０の平面に対して横向きに延びる１つ以上のブレード１５０を備えて構築され得る（図１８を参照のこと）。再度図１４を参照すれば、ディスク１２０が地表１２２の下に進入しながら回転する場合、それらは、この地表１２２の下から土壌を持ち上げるように機能して、矢印Ｂによって示されるように、土壌が混合チャンバ１０６中に上向きに流れるようにさせる（図１４）。それに関して、示される混合チャンバ１０６は、その地面に隣接するその下部で開放されているか、又は実質的に開放されていることが適切である。マニホールド１１７から混合チャンバ１０６に入るファイバーは、上向きに流れる土壌と衝突して、この土壌と混合する傾向にある。得られた土壌／ファイバー混合物は、図１４において矢印Ｃによって提示されている。示されているとおり、土壌／ファイバー混合物は、土壌摩擦手段１０７に対して後ろの位置で地表１２２に対して下向きに流れるように誘導される。この配置は、回転ディスク１２０がこの下向きに流れる土壌／ファイバー混合物を、地表１２２において及びその下で、緩い土壌と混合させるような配置である。

混合チャンバ１０６内の土壌、ファイバー及び土壌ファイバー混合物のフローは、任意の適切な手段において制御することができる。示されているこの配置において、可撓性スカート１２５は、チャンバ１０６の下部エッジに属しており、地表１２２を摩擦（係合）する。これによって、チャンバ１０６から空気が逃げることが防がれるか、又は少なくとも妨害される。制御手段（図示せず）は、空気がチャンバ１０６の後ろの下側に逃げる可能性を増大又は低下するような方式で、スカート１２５の調節を可能にするように設けられていることが好ましい。他の逃避手段も採用できる。このような制御は、最終の土壌ベース製品における土壌対ファイバーの比を変化させるために利用され得る。

他の制御手段をその目的に利用してもよい。示されている配置において、調節可能な排気口１２６が、混合チャンバ１０６の壁に設けられる。示されているとおり、排気口１２６は、チャンバ１０６内の空隙１２７と連絡し、これが次にチャンバ１０６の内側全体と連絡することが好ましい。示されている実施例において、この空隙１２７は、下向きに流れる土壌／ファイバー混合物の適切な方向性を生じるように配置された可撓性偏向壁セクション１２８の後ろに形成される。

図１４は、チャンバ１０６の内面とディスク１２０の上部円周との間の実質的な間隙を図示しており、チャンバ１０６は、幾分かの間隙を設けられていてもよい。図示されたよりも少ない間隙を提供してフロー及び混合の特徴を改善することが所望される。

アセンブリ１０１の後ろにおけるローラー１２９は、図３に示されるローラー１７に相当する。

貯蔵手段１０３は、単なる例であるが、多数の分離区画１３０、１３１及び１３２（図１７）に分割できる。区画の数は、要件によって変化し得る。示されている実施例において、区画１３１は、ファイバーを貯蔵するように用いられてもよく、区画１３０は、弾性材料の粒子を保管するように用いられてもよく、そして区画１３２は、肥料を貯蔵するために用いられてもよい。従って、土壌／ファイバー混合物又はファイバーに対する本明細書における前記の言及は、貯蔵手段１０３、又はこの貯蔵手段の区画１３０、１３１、１３２の内容物によって変化し得る。他の配置も明らかに可能である。各々の区画１３０、１３１及び１３２の出口開口部１１５は、以前に記載されたようにバルブ１１６によって制御されてもよい。これらのバルブ１１６の各々が、計測手段１３３を通じて供給された材料の率を制御するように作動できる計測手段１３３に接続され得る。

図１９及び２０は、本発明による装置の別の好ましい実施形態を図示しており、ここでは本明細書において前記で用いたのと同じ言及を同様の要素について行う。図２０に図示される牽引機１００は、地面の上で混合チャンバ１０６を引っ張るが、貯蔵手段１０３、分離手段１０５及びフロー誘導手段１０４は、牽引機１００の前に配置される。混合チャンバ１０６及び付随する装置の操作は、図１４〜１８に示される実施形態と同様であり、これは単に完全性を期すために図１９に示されている。

ここで詳細には図２０を参照して、貯蔵手段１０３は、撹拌機２２０を備えて、フィードオーガー２２１に向けてファイバー又は粒子を撹拌する。この撹拌機２２０は、フィードオーガー２２１の前にファイバーが乗り越えるか又は積み重なるようにその形状を縮小する。図示されている好ましい撹拌機は、回転可能シャフト２２３であって、それから延びる複数の撹拌アーム２２４を有するシャフト２２３を備える。シャフト２２３の回転によって、アーム２２４は、ファイバー又は粒子を破壊して撹拌させ、その結果それらはフィードオーガー２２１に向かって移動させられる。

フィードオーガー２２１は、分離手段１０５に対するファイバー又は粒子の供給の速度を制御するために用いられる。図示されている好ましいフィードオーガーは、シャフト２２５によって動く連続的らせんブレード２２６を備える回転可能シャフト２２５を備える。シャフト２２５の回転速度を調節して、供給の速度を調節することができる。シャフト２２５の回転の方向はまた、１つの方向に供給して、反対の方向には供給もブロックもしないように調節することができる。

分離手段１０５に供給されたファイバー又は粒子を、図１４〜１８に図示される以前の好ましい実施形態によって処理するが、ただし、チャンバ１１１を通過するファイバー又は粒子の進行についてはブロワー２２８によって補助する。このファイバー又は粒子は、分離手段１０５と混合チャンバ１０６とを連結する供給コンジット２２９に供給される。

図２０において図示された実施形態は、シャフト１１２を回転させ、そしてギアボックス２３０を通じて、フィードオーガー２２１のシャフト２２５を回転するモーター１１３を有する。明らかに他の駆動配置も可能である。

図２０は、対応する貯蔵手段を図示しないが、貯蔵ホッパーがこのオーガー２２０の上に位置してもよいことは認識される。

種々の変更、改変及び／又は追加が、添付の特許請求の範囲に規定されるように、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、前に記載された部分の解釈及び構成に導入されてもよい。

土壌ベース材料の好ましい例示的な実施形態の図式である。 多段階ブロワーシステムの好ましい実施形態の図式である。 混合機械の好ましい例示的な実施形態の図式を図示する。 ローラーの表面の例示的な好ましい実施形態の図式である。 粒子を生産するマルチング装置の１つの好ましい実施形態を図式的に示す。 図５に示される装置からのブレードの好ましい実施形態である。 図５由来の装置の断面の図式である。 図７由来の篩いの詳細図である。 図７由来の図面における篩いの好ましい実施形態である。 図７由来の図面における篩いの好ましい実施形態である。 図１に図示される土壌ベース材料を用いた使用のための廃液システムの１つの可能性のある配置を図式的に示す。 好ましい処理パターンを図式的に示す。 図１２に図示される処理パターンのための複数のシリーズの配置を図式的に示す。 土壌ベース材料を重層するための装置の好ましい実施形態を図示する。 混合チャンバから分離手段を隔てるマニホールドを図示する。 高さ調節手段の好ましい実施形態を図式的に示す。 貯蔵手段の好ましい実施形態を図示する。 土壌混合ディスクの好ましい実施形態を図示する。 土壌ベース材料を重層する装置の別の好ましい実施形態を図示する。 フィードオーガー及び分離手段の好ましい実施形態を図式的に示す。 粒子を生産するための装置の別の形態の等角投影図の図式である。 図２１由来の粒子を作成するための装置の別の形態の断面図である。

Claims (56)

1. 土壌マトリックス及び該マトリックス全体にわたって散乱した合成ファイバーを含む土壌ベース材料。
2. 請求項１に記載の土壌ベースの材料であって、前記ファイバーがモノファイバー及びフィブリル化ファイバーの混合物である、土壌ベース材料。
3. 請求項２に記載の土壌ベースの材料であって、前記ファイバーの混合物が、それぞれ前記モノファイバー及び前記フィブリル化ファイバーの実質的に等しい量を含む、土壌ベース材料。
4. 請求項３に記載の土壌ベース材料であって、各々１立方メートルの前記土壌マトリックスが、１から６キログラムの前記ファイバーの混合物を含む、土壌ベース材料。
5. 請求項４に記載の土壌ベース材料であって、各々１立方メートルの前記マトリックスが、約２．６キログラムの前記ファイバーの混合物を含む、土壌ベース材料。
6. 請求項１に記載の土壌ベース材料であって、前記ファイバーがモノファイバーであり、各々１立方メートルの前記土壌マトリックスが、約１７キログラムの該ファイバーを含む、土壌ベース材料。
7. 先行する請求項のいずれかに記載の土壌ベース材料であって、前記合成ファイバーに加えて生分解性ファイバーが、前記土壌マトリックス全体にわたって散乱している、土壌ベース材料。
8. 先行する請求項のいずれかに記載の土壌ベース材料であって、前記ファイバーの少なくともいくつかが、１５ミリメートから２０ミリメートルまでの範囲の長さを有する、土壌ベース材料。
9. 先行する請求項のいずれかに記載の土壌ベース材料であって、前記マトリックス全体にわたって分散された少なくとも１つの添加物を含む、土壌ベース材料。
10. 請求項９に記載の土壌ベース材料であって、前記添加物が、有機肥料材料又は湿潤剤から成る又はそれらを含む、土壌ベース材料。
11. 請求項９に記載の土壌ベース材料であって、前記添加物が、前記土壌マトリックス全体にわたって散乱した弾性材料の粒子から成る又はそれらを含む、土壌ベース材料。
12. 請求項１１に記載の土壌ベース材料であって、前記粒子が、約３ミリメートルの厚み、約２５ミリメートルの長さ、及び約２０ミリメートルの幅である、土壌ベース材料。
13. 請求項１１又は１２に記載の土壌ベース材料であって、前記粒子がポリエチレンから形成される、土壌ベース材料。
14. 土壌マトリックス及び該マトリックス全体にわたって散乱した合成ファイバーを含む土壌ベース材料を生成する方法であって、土壌の本体の表面上に該ファイバーを配置する工程、及び該ファイバーを土壌の該本体と混合して、該土壌の本体全体にわたる該ファイバーの実質的に一定の分散を達成する工程を包含する、方法。
15. 請求項１４に記載の方法であって、前記ファイバーが、土壌の前記本体上に配置される前に分離される、方法。
16. 請求項１５に記載の方法であって、前記分離が前記ファイバーにおける帯電を含むことによって達成される、方法。
17. 請求項１４から１６のいずれか１項に記載の方法であって、弾性材料の粒子を前記土壌マトリックスと混合して、該マトリックス全体にわたる該粒子の実質的に一貫した分散を達成する工程を包含する、方法。
18. 請求項１７に記載の方法であって、前記ファイバーを前記土壌マトリックスに導入する前に、前記粒子が該土壌マトリックスと混合される、方法。
19. 請求項１７に記載の方法であって、前記粒子及び前記ファイバーが同時に、前記土壌マトリックスと混合される、方法。
20. 土壌ベース材料を生産する方法であって、混合チャンバを土壌の本体の表面上に移動する工程、該表面から土壌を持ち上げて該チャンバ中に上向きに流させる工程、ファイバーのストリームを該チャンバ内に導いて、該土壌の該上向きフローと混合させる工程、該チャンバの移動の方向に対して土壌の該上向きフローの後部位置で該土壌本体に向かって該チャンバ内で該土壌／ファイバー混合物を下向きに流れるように指向する工程、及び該土壌の本体内で該土壌／ファイバー混合物を混合する工程、を包含する、方法。
21. 請求項２０に記載の方法であって、土壌の前記本体上に配置される前に前記ファイバーが分離させられる、方法。
22. 請求項２１に記載の方法であって、前記ファイバーが前記混合チャンバに入る前に前記分離が生じる、方法。
23. 請求項２１又は２２に記載の方法であって、前記ファイバーにおいて帯電を誘導することによって前記分離が達成される、方法。
24. 請求項２０から２３のうちのいずれか１項に記載の方法であって、添加物が前記ファイバーのストリーム中に導入されてそれと混合され、その後に該ストリームが前記混合チャンバに入る、方法。
25. 請求項２４に記載の方法であって、前記添加物が弾性材料の粒子を含み、そして前記ファイバー及び該粒子の両方が、前記混合チャンバ内の土壌の前記上向きフローと混合される、方法。
26. 表層と該表層の基礎にある第二層を備える地面であって、該表層は、土壌マトリックス及び該マトリックス全体にわたって散乱する合成ファイバーを含み、そして該第二層は、土壌マトリックス、該第二層の該土壌マトリックス全体にわたって散乱する合成ファイバー、及び該第二層の該土壌マトリックス全体にわたって散乱する弾性材料の粒子を含む、地面。
27. 請求項２６に記載の地面であって、前記表層が請求項２から１３のいずれか１項に記載の土壌ベース材料から形成される、地面。
28. 請求項２６又は２７に記載の地面であって、前記第二層が、請求項１２又は１３に記載の土壌ベース材料から形成される、地面。
29. 請求項２６から２８のいずれか１項に記載の土壌表面であって、前記第二層が前記表層と基層との間に挿入される、地面。
30. 請求項２９に記載の地面であって、前記基層が、砂又は砂複合体から構成される、地面。
31. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の土壌ベース材料を形成するための装置であって、該装置は、前記ファイバーのストリームが動かされる送達システムと、該ストリームにおける個々のファイバーの分離を促進する分離手段と、前記土壌マトリックスを形成する、土壌の本体内で該ファイバーを混合するように作動する混合手段とを備える、装置。
32. 請求項３１に記載の装置であって、前記分離手段が、前記ファイバーにおける帯電を誘発する、装置。
33. 請求項３１又は３２に記載の装置であって、前記ファイバーのストリームが前記分離手段から下流に配置され、かつファイバーが前記混合手段への送達のために抽出される貯蔵手段を備える、装置。
34. 請求項３１又は３２に記載の装置であって、前記混合手段が、前記分離手段から下流に前記ファイバーのストリームを受容するための混合チャンバと、該混合チャンバより下の土壌の本体から土壌を持ち上げるように作動して、該持ち上げた土壌を該混合チャンバないで該ファイバーと混合させる土壌摩擦手段とを備え、該混合チャンバが、該土壌／ファイバー混合物を該土壌本体上へ下向きに流すように指向するフロー指向手段を備える、装置。
35. 請求項３４に記載の装置であって、前記ファイバーの本体を含むための貯蔵手段と、ファイバーを該貯蔵手段に出させ、かつ該混合チャンバへ向かって流させるためのフロー誘導手段とを備える、装置。
36. 請求項３５に記載の装置であって、前記フロー誘導手段が、前記分離手段によって形成されるか又は該分離手段を含み、そして該分離手段が、前記貯蔵手段と前記混合チャンバとの間に位置する、装置。
37. 請求項３５又は３６に記載の装置であって、前記貯蔵手段が、複数の区画を備え、その１つが前記ファイバーの本体のための貯蔵区画であり、そして該区画の各々が選択的に解放すること又は閉鎖することが可能である出口ポートを有する、装置。
38. 請求項３７に記載の装置であって、前記区画の別の区画が、弾性材料の粒子の本体のための貯蔵区画であり、その区画の出口ポートが開口される場合、前記フロー誘導手段が、粒子を該粒子貯蔵区画に出させるように作動する、装置。
39. 請求項３８に記載の装置であって、前記ファイバー及び前記粒子が、その各々の前記区画から同時に抽出されている場合、該ファイバー及び該粒子の比を制御するように作動する計測手段を備える、装置。
40. 請求項３９に記載の装置であって、前記計測手段が、前記比を変化するように調整可能である、装置。
41. 請求項３４に記載の装置であって、前記ファイバー及び粒子を前記分離手段に供給するように作動可能であるフィードオーガーを供え、該フィードオーガーが軸に沿って回転可能であり、該回転速度は、該分離手段に対するファイバー及び粒子の供給の速度を調節するために調整可能である、装置。
42. 請求項４０に記載の装置であって、前記ファイバーの本体又は前記粒子を含むための貯蔵手段と、該ファイバー又は該粒子を撹拌して前記フィードオーガーに向けて移動させるための撹拌手段とを備える、装置。
43. 請求項４０又は４１に記載の装置であって、ファイバー又は粒子を前記分離手段に出すように誘導するためのフロー誘導手段を備える、装置。
44. 請求項４２に記載の装置であって、前記フロー誘導手段が、前記分離手段と混合チャンバとの間に位置するインペラーである、装置。
45. 請求項３４から４４のうちのいずれか１項に記載の装置であって、前記混合チャンバが、前記土壌の本体を横切って移動可能である、装置。
46. 請求項４５に記載の装置であって、前記混合チャンバが、以下の構成要素：前記土壌摩擦手段、前記貯蔵手段、前記フロー誘導手段、前記分離手段、及び前記計測手段を備えるアセンブリの一部を形成する、装置。
47. 請求項４６に記載の装置であって、前記土壌の本体に対して前記アセンブリを動かすための一次移動手段を備える、装置。
48. 請求項４７に記載の装置であって、前記一次移動手段が、前記アセンブリから分離可能である、装置。
49. 請求項４８に記載の装置であって、前記一次移動手段が、前記アセンブリの前記構成要素の作動のための駆動手段を提供する、装置。
50. 予め決定されたサイズの粒子を生産するためにバルク発泡材料を処理するための装置であって、以下：
    前記バルク材料をストリップに処理するように作動可能である複数のスライシングディスクを備えるスライス手段と；
    該スライスされた材料を予め決定されたサイズの粒子へ処理するように作動可能である複数のマルチングディスクを備えるマルチング手段と；
    該マルチングディスクが作動するマルチングゾーンの少なくとも一部を規定する篩いであって、該篩いは、予め決定されたサイズの材料がそれを通過することを可能にする篩いと；
    を備える、装置。
51. 請求項５０に記載の装置であって、前記スライサーディスクが、対向するシャフトに配置され、該シャフトが反対方向に回転可能である、装置。
52. 請求項５１に記載の装置であって、各々のシャフトの回転速度を調整して、スライスされた材料が前記スライス手段から離される速度を調整可能である、装置。
53. 請求項５１又は５２に記載の装置であって、各々のシャフト上の各々のスライシングディスクが、実質的に同様の厚みの隆起によって分離され、前記対向するシャフト上の該スライシングディスクが交互に配置しかつ重複するように該対向するシャフトが配置されている、装置。
54. 先行する請求項のいずれか１項に記載の装置であって、各々のシャフト上の各々のマルチングディスクが、該マルチングディスクに対して実質的に同様の厚みの隆起によって隔てられ、対向するシャフト上の各々のマルチングディスクが交互に配置するように該対向するシャフトが配置されている、装置。
55. 先行する請求項のいずれか１項に記載の装置であって、各々のマルチングディスクが歯を備え、該歯が、剥がされた材料のマルチング及び前記マルチングゾーン内の下部の位置から該マルチングゾーン中の上部位置への該材料の移動を容易にするように負にかき払われる、装置。
56. 請求項５４に記載の装置であって、前記一方のシャフトの回転速度が、前記もう一方のシャフトの回転速度の約２分の１から３分の１である、装置。
    
    

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