JP2009041347A - 人工芝の張替え方法及び人工芝処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撤去した人工芝を現実にリサイクル利用でき、撤去した人工芝の運搬の手間とコストを削減できる人工芝の張替え方法と、それに好適な人工芝処理装置を提供すること。
【解決手段】充填材が充填された既存の人工芝を敷設面から除去し、除去された人工芝を、敷設面の近傍に配置した移動可能な人工芝処理装置で処理する。人工芝処理装置は、大型トラックの架台１０上に搭載されて人工芝を破砕する１軸型破砕機１１と、人工芝本体の破砕片と充填材とを分別する遠心型分別機１２と、充填材を乾燥するバンド式乾燥機１３とを有する。敷設面の近傍で人工芝から充填材を回収するので、破砕場や処理場に人工芝を運搬する手間とコストを削減することができる。また、敷設面近傍で人工芝から充填材を回収することにより、新たな人工芝に用いる充填材を迅速に得ることができるので、張替え作業の工期を短縮することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばサッカー競技場に敷設された既存の人工芝の張替え方法と、それに用いられる人工芝処理装置に関する。

サッカー競技場等の運動施設に、樹脂製パイルの間に天然砂や弾性チップ等の充填材を充填した人工芝が採用されている。この種の人工芝は、天然芝に近い感触が得られるうえに、天然芝よりもメンテナンスの手間が少ないことから急速に普及しつつある。このような人工芝では、パイルや基布をポリエチレンやポリプロピレン等で形成し、パイルをラテックス系の接着剤で基布に固定している。充填材の弾性チップとしては、廃タイヤ等をリサイクル利用してなるゴムチップが用いられたものがある。

人工芝は天然芝のような再生が望めないことから、劣化や磨耗に応じて張替えが必要となる。人工芝の張替えを行うに際して、使用済み人工芝の処理が問題となる。使用済み人工芝は、敷設面から撤去されて産業廃棄物として処分されることが多いが、環境に与える影響や資源の有効活用の観点等から、種々の処理方法が提案されている。

使用済み人工芝の処理を考慮した人工芝の張替え方法として、既存の人工芝を撤去せずに、その上に新たな人工芝を敷設する所謂オーバーレイ方式の張替え方法がある。しかしながら、この張替え方法では、下層の人工芝によって表層の人工芝の表面に不陸が生じて、雨水の排水能力の低下を招いたり、競技に支障を来たすといった不都合がある。また、人工芝の積層数は、不陸の影響を考慮すると２層までが限界であり、２層目の人工芝が劣化した場合、全層の人口芝を撤去することとなる。すなわち、１層目の人工芝の処理を先送りしているに過ぎない。

そこで、使用済み人工芝の処理方法として、敷設面から撤去した人工芝を構成材料ごとに分別してリサイクル材を得るものがある。このような処理方法としては、撤去した人工芝を回転鋸等で裁断し、水洗いによって充填材を除去した後にチップ状に破砕し、破砕物を温水に漬けて１週間程度攪拌して接着剤を劣化させるものがある（例えば、特開２００２−１９２１２０号公報）。劣化処理後の破砕物を乾燥し、さらに破砕し、篩にかけて、パイル及び基布を構成する熱可塑性樹脂と非熱可塑性の接着剤とを分別している。このように、加熱により流動化しない非熱可塑性樹脂を分別することにより、熱可塑性樹脂を良質なリサイクル成形品としての利用を可能にしている。

また、使用済み人工芝からリサイクル材を得る他の方法として、砂が充填された人工芝をロール状に巻き回して敷設面から撤去し、破砕機に投入して、パイル及び基布を裁断すると共にパイル及び基布と砂とを分離するものがある（例えば、特開２００７−１３２１１６号公報）。この方法で使用される破砕機は所謂２軸型の破砕機であり、互いに逆回転駆動される２つの回転軸を備え、各回転軸の外周面に複数の破砕刃を固定し、一方の回転軸の破砕刃と他方の回転軸の破砕刃とを互いに噛み合うように形成されている。破砕機で裁断されて排出された人工芝は網状コンベヤに投下され、パイル及び基布の破砕片が網状コンベヤ上に受け取られる一方、砂が網状コンベヤを通って下方の容器に収容されるとされている。破砕機は破砕場に設置されており、ロール状にされた人工芝を敷設位置から破砕場に運搬して破砕及び分別処理を行っている。
特許第３６３８８７２号 特開２００７−１３２１１６号

熱可塑性樹脂のパイル及び基布と非熱可塑性の接着剤とを分別する人工芝の処理方法は、接着剤を劣化させるために破砕物を温水に漬けて１週間程度攪拌するので、処理に時間がかかる問題がある。また、裁断から分別までの間に多くの工程が必要であるので手間がかかり、また、処理装置の構成が複雑になってコスト高となる不都合がある。そのため、リサイクル材の価格上昇を招き、現実にはリサイクル利用がされ難いという問題がある。特に、非熱可塑性樹脂のリサイクル材は用途が限られるため、リサイクル利用される見込みが少ない。

また、処理装置の構成が複雑であるため、ある程度の規模の処理場が必要となる。したがって、人工芝の敷設位置から処理場まで人工芝を運搬する必要があり、手間と費用がかかるという問題がある。人工芝が雨水を含んでいる場合、充填材の保水作用によって重量が増すので、運搬の手間と費用が更に増大する。

一方、２軸型の破砕機を用いた人工芝の処理方法は、破砕機による破砕作用と網状コンベヤによる篩作用では、パイル及び基布と砂とを高精度に分別するのは困難である。したがって、網状コンベヤから排出されたパイル及び基布の破砕片には砂が付着しており、そのままリサイクル材として使用するのは困難である。

また、砂を含んだ人工芝を破砕する破砕機は、回転軸の軸受周辺に砂が侵入して故障し易いという問題がある。また、回転軸の破砕刃は、砂による磨耗の進行が速く、破砕刃を頻繁に交換する必要があり、メンテナンスの手間とコストがかかる問題がある。従来の２軸型の破砕機を用いた人工芝の処理方法では、砂を含んだ人工芝を破砕する破砕機に関して、このような課題は認識されていない。

また、この処理方法においても、２軸型の比較的大きい破砕機を用いることから、ある程度の規模の破砕場が必要であり、人工芝の敷設位置から破砕場まで人工芝を運搬する手間と費用がかかるという問題がある。運搬の手間と費用は、人工芝が雨水を含む場合に更に増大する。

そこで、本発明の課題は、撤去した人工芝を現実にリサイクル利用でき、撤去した人工芝の運搬の手間とコストを削減できる人工芝の張替え方法と、それに好適な人工芝処理装置を提供することにある。また、高精度に人工芝本体と充填材とを分別でき、充填材に起因する不都合を容易かつ効果的に解決できる人工芝処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の人工芝の張替え方法は、基布と、この基布に固定材で固定されたパイルとを含む人工芝本体と、この人工芝本体のパイル間に充填された粒状の充填材とを有する人工芝の張替え方法であって、
人工芝を敷設面から除去する除去工程と、
上記人工芝の敷設面の近傍で、移動可能な人工芝処理装置によって上記人工芝から充填材を回収する回収工程と、
新たな人工芝本体を上記敷設面に敷設する敷設工程と、
新たな人工芝本体のパイル間に、上記回収工程で回収された充填材を充填する充填工程と
を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、人工芝本体に充填材が充填された人工芝が除去され、この人工芝の敷設面の近傍で、人工芝処理装置によって人工芝から充填材が回収される。人工芝が除去された敷設面に新たな人工芝本体が敷設され、この新たな人工芝本体のパイル間に、回収工程で回収された充填材が充填される。ここで、移動可能な人工芝処理装置によって、敷設面の近傍で人工芝から充填材を回収するので、従来のように破砕場や処理場に人工芝を運搬する手間とコストを削減することができる。特に、人工芝が雨水を含んでいる場合、充填材の保水作用により人工芝の重量が増大しても、運搬の手間やコストの増大を防止できるので、人工芝のリサイクル処理に関する効率とコストを効果的に向上することができる。また、敷設面近傍で人工芝から充填材を回収することにより、新たな人工芝に用いる充填材を迅速に得ることができるので、人工芝の張替え作業の工期を効果的に短縮することができる。これらの作用効果は、人工芝処理装置が移動可能であることによって初めて得られるものであり、従来、移動可能な人工芝処理装置は存在しなかった。

ここで、人工芝本体の構成部材のうち、基布及びパイルが例えばポリエチレンやポリエステル等の熱可塑性樹脂である場合、回収工程で充填材が回収された後の人工芝本体を有効にリサイクル材として利用できる。なお、固定材は、熱可塑性樹脂及び非熱可塑性樹脂のいずれであってもよい。

一実施形態の人工芝の張替え方法は、上記充填工程で充填される充填材に、使用済みの人工芝本体から再生された再生充填材が添加されている。

上記実施形態によれば、使用済みの人工芝本体から再生された再生充填材を用いることにより、人工芝の間で材料をリサイクル利用することができ、従来のように手間をかけてリサイクル材を分別したにもかかわらず用途が限られて無駄となる不都合を防止できる。特に、除去された人工芝に非熱可塑性樹脂が含まれていても、従来のような手間のかかる分解工程を行うことなく、熱可塑性樹脂と非熱可塑性樹脂とが混在した状態で充填材として再利用することができる。すなわち、人工芝の間で構成部品をリサイクル利用することにより、少ない手間により、無駄の少ない高効率のリサイクルを行うことができる。また、分別された人工芝本体の破砕片を材料として再生充填材を製造してもよい。

一実施形態の人工芝の張替え方法は、上記回収工程は、
上記人工芝を破砕する破砕工程と、
破砕された人工芝を、上記人工芝本体の破砕片と、上記充填材とに分別する分別工程と
を備える。

上記実施形態によれば、人工芝に破砕工程と分別工程を行うことにより、高精度に人工芝本体の破砕片と充填材とを分別することができる。

一実施形態の人工芝の張替え方法は、上記分別工程で分別された充填材から、廃タイヤに由来する充填材を除去する除去工程を備える。

最近、廃タイヤに由来する充填材について、次のような問題が指摘されている。すなわち、カーボンブラックによる周辺環境の汚染や、競技者への色移りの問題がある。また、カーボンブラックの熱吸収に伴う温度上昇により、競技者に悪影響を与える問題がある。さらに、廃タイヤに含まれる成分の発癌性が懸念されている。上記実施形態によれば、既設の人工芝から分別回収した充填材のうち、廃タイヤに由来する充填材を除去することにより、新たな人工芝に再生利用する再生充填材に廃タイヤ成分が混ざることを防止できる。これにより、上述の環境汚染等の問題を解決することができる。

本発明の人工芝処理装置は、上記人工芝の張替え方法のための人工芝処理装置であって、
走行装置を有する架台と、
上記架台上に載置され、上記人工芝を破砕する破砕機と、
上記架台上に載置され、上記破砕機で破砕された人工芝を、上記人工芝本体の破砕片と上記充填材とに分別する分別機と、
上記架台上に載置され、上記分別機で分別された充填材を乾燥する乾燥機と
を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、人工芝処理装置は、走行装置を有する架台上に、破砕機、分別機及び乾燥機を備えることにより、敷設面の近傍まで移動して、人工芝の破砕、分別及び乾燥を行うことができる。したがって、敷設面から除去した人工芝を破砕場や処理場に運搬する手間及びコストを削減できる。特に、人工芝が雨水を含んで重量が増大しても、運搬の手間やコストの増大が実質的に無いので、安定して高効率かつ経済的な処理を行うことができる。なお、走行装置は、原動機で駆動されない従動の車輪や、原動機で駆動される車輪や、原動機で駆動される無限軌道等のあらゆる形式のものを採用できる。要は、破砕機等を搭載した架台を移動可能にするものであれば、走行装置の形態は限定されない。また、上記架台は単一のものに限られず、複数の架台であってもよい。この場合、複数の架台に、破砕機、分別機及び乾燥機を個別に又は組み合わせて搭載してもよい。

一実施形態の人工芝処理装置は、上記破砕機は、
ケーシングと、
上記ケーシング内に配置されて回転刃が外周面に固定された１つの回転軸と、
上記回転軸に対向配置されてケーシングに固定された固定刃と、
上記回転軸の外周側に配置され、所定寸法の透過孔が形成されたスクリーンと
を備えた１軸型破砕機である。

上記実施形態によれば、破砕機のケーシング内に人工芝が投入され、回転軸が回転駆動されることにより、上記人工芝が回転刃と固定刃で噛み込まれて破砕される。人工芝が破砕されて、人工芝本体の破砕片がスクリーンの透過孔の寸法よりも小さくなると、破砕片が透過孔を透過して排出される。この破砕機は、回転軸が１つの１軸型破砕機であるので、回転軸が２つの２軸型破砕機よりも軽量にでき、また、小さい動力源で駆動できる。したがって、人工芝処理装置を、移動が容易であって、消費エネルギーの少ないものにできる。なお、固定刃はケーシングに直接固定されている必要はなく、固定用部品を介してケーシングに固定されていればよい。

ここで、上記１軸型破砕機は、回転軸を架台の長手方向と平行に配置されるのが好ましい。この場合、架台の長辺側から破砕機に人工芝を投入できるので、例えばフォークリフト等で人工芝を投入する場合、投入作業を容易に行うことができる。

一実施形態の人工芝処理装置は、上記破砕機は、上記回転軸の端部の外周面に、回転軸の反回転方向に向かうにつれて軸線方向の中央側に延びる傾斜溝を有する。

上記実施形態によれば、破砕機の回転軸が回転駆動されるに伴い、回転軸の端部に位置する人工芝本体の破砕片や充填材が、上記傾斜溝に沿って回転軸の軸線方向の中央側に移動する。これにより、回転軸の端部とこの端部に隣接する部品との間に人工芝本体の破砕片や充填材の噛み込みが生じたり、回転軸の端部近傍に位置する軸受に破砕片や充填材が侵入したりする不都合を防止できる。

一実施形態の人工芝処理装置は、上記分別機は、
破砕された人工芝の投入口を一端部に有すると共に、他端部に人工芝本体の破砕片の排出口と充填材の排出口とを有するケーシングと、
上記ケーシング内に形成され、所定寸法の透過孔を有するスクリーンが壁面の一部に設けられた分別室と、
上記分別室内に収容され、上記破砕された人工芝を他端側に送りつつ回転させる回転ブレードと
を備えた遠心分離型の分別機である。

上記実施形態によれば、人工芝本体の破砕片と充填材が混在した状態で分別機に供給され、分別室の回転ブレードによって破砕片と充填材に遠心方向の力と軸線方向の力が作用される。スクリーンの透過孔は、破砕片の寸法よりも大きくかつ充填材の寸法よりも小さい寸法に形成されていることにより、スクリーンの透過孔を通過した充填材が遠心力によって径方向に送られて、充填材の排出口から排出される。一方、スクリーンの透過孔を通過しない破砕片は、回転ブレードによって他端側に送られて、破砕片の排出口から排出される。こうして破砕片と充填材が効率的に分別される。人工芝が雨水を含んでいる場合、分別室内で回転ブレードによって生成される空気の流れによって、破砕片と充填材を効果的に乾燥することができる。

一実施形態の人工芝処理装置は、上記分別機は、上記乾燥機と共用の熱源で生成された加熱空気によって、少なくとも充填材を加熱するように形成されている。

上記実施形態によれば、分別機に供給された加熱空気により、少なくとも充填材を加熱することによって充填材の前加熱を行うことにより、乾燥機で充填材を効果的に乾燥させることができる。また、熱源を乾燥機と分別機とで兼用することにより、破砕された人工芝を少ない消費エネルギーで乾燥させることができる。なお、分別機では、分別室に加熱空気を供給して、人工芝本体の破砕片と充填材とを加熱してもよい。この場合、保水量が少ない人工芝本体の破砕片は分別機のみで乾燥を行う一方、保水量が多い充填材は分別機と乾燥機とで乾燥させることにより、人工芝の構成材料の保水特性に応じて効率よく乾燥を行うことができる。

一実施形態の人工芝処理装置は、上記乾燥機で乾燥された充填材は、水分量が５ｗｔ％以下である。

上記実施形態によれば、充填材の水分量を５ｗｔ％以下とすることにより、充填材が塊状に集まる不都合を防止して、良好な施工性で新たな芝生本体に充填材を充填することができる。なお、水分量とは、充填材の重量に対して、この充填材に含まれる水の重量が占める割合をいう。

上記発明及び実施形態において、新たに敷設される人工芝の充填材は、軟質充填材と硬質充填材とで構成するのが好ましい。軟質充填材は、ポリオレフィン系、ビニルポリマー系、スチレン系の熱可塑性材料もしくはその再生材をベースに形成された熱可塑性エラストマーの粒子である。例えばＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＥＶＡ（エチレン−ビニル−アセテート）、ＴＰＯ（オレフィン系熱可塑性エラストマー）、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレン）、ＳＥＢＳ（スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン）、ＳＥＰＳ（スチレン−エチレン−イソプレン−スチレン）等の材料をベースにした熱可塑性エラストマーである。なお、軟質充填材は、熱可塑性エラストマー以外に、ポリオレフィンやビニルポリマー等の熱可塑性樹脂で形成してもよい。また、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂との混合材料で形成してもよく、非熱可塑性樹脂の粒子が混在してもよい。あるいは、非熱可塑性樹脂や、加硫ゴムや、珪砂等の核が、熱可塑性エラストマーの膜で覆われた粒子を含んでもよい。一方、硬質充填材としては、珪砂、石類の破砕屑、セラミック、陶磁器屑粉砕物、ガラスビーズ、廃ガラス粒状物、下水汚泥溶融スラグ、ゴミ溶融スラグ、鉄鋼スラグ、貝殻等を用いることができ、特に限定されないが、安価かつ入手容易な点で珪砂が好ましい。また、充填材は、軟質充填材のみであっても硬質充填材のみであってもよい。

本発明によれば、人工芝本体に充填材が充填された人工芝が除去され、この人工芝の敷設面の近傍で、移動可能な人工芝処理装置によって人工芝から充填材が回収されるので、従来のように破砕場や処理場に人工芝を運搬する手間とコストを削減することができる。特に、人工芝が雨水を含んでいる場合、充填材の保水作用により人工芝の重量が増大しても、運搬の手間やコストの増大を防止できるので、人工芝のリサイクル処理に関する効率とコストを効果的に向上することができる。

以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら説明する。

図１は本実施形態の人工芝の張替え方法によって張替えられる新たな人工芝を示す図であり、図２は人工芝の張替え方法を示すフローチャートである。

図１に示すように、人工芝１は、シート状の基材２と、この基材２に植えられたパイル３と、基材２をパイル３に固定する固定材４とを有する人工芝本体５と、この人工芝本体のパイル３間に充填された粒状の充填材６とで主に構成されている。

基材２は、例えばポリプロピレンやポリエステル等の熱可塑性樹脂の繊維による平織布で形成されている。なお、基材２は、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエン−ゴム）やポリウレタンラテックスが塗布された不織布で形成してもよい。また、平織布は、樹脂繊維に天然繊維や金属繊維が織り交ぜられていてもよい。

パイル３は、例えばポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂の繊維で形成されており、複数本の繊維を束ねてなる房状体が基材２に所定間隔で縫い付けられている。なお、パイル３はナイロンやポリエステル等の他の熱可塑性樹脂で形成されてもよく、モノフィラメントやスプリットヤーン等の種々の形態を採用できる。パイル３の形状は概ね直線状であるが、先端部分がカールしていてもよい。パイル３の長さは、人工芝が設置される競技場の用途に応じて、基材２の表面から１０〜８０ｍｍに設定される。

基材２の裏面に、例えばＳＢＲ等の非熱可塑性の固定材４が塗布されており、この固定材４により、基材２に縫い付けられたパイル３を固定すると共に、人工芝本体５を敷設面に密着させるようになっている。

充填材６は、軟質充填材と硬質充填材で形成されている。軟質充填材は、好ましくは、熱可塑性エラストマーで形成された粒子である。熱可塑性エラストマーとは、常温では架橋ゴムと同様の性質を有し、高温では可塑化してプラスチックと同様の成形が可能な高分子材料をいう。熱可塑性エラストマーとしては、例えばポリオレフィン系が好ましいが、塩化ビニル系やウレタン系等の他の熱可塑性エラストマーを用いてもよい。また、軟質充填材は熱可塑性樹脂で形成してもよく、例えばポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンや、ＥＶＡ（エチル−ビニル−アセテート）等のビニルポリマーを用いてもよい。あるいは、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂とを混合して軟質充填材を形成してもよい。また、軟質充填材は、非熱可塑性樹脂や、加硫ゴムや、珪砂等の核を、熱可塑性エラストマーの膜で覆った粒子であってもよい。軟質充填材の粒子は、直径が主に０．２〜４．０ｍｍであり、真比重が１．４〜１．７ｇ／ｃｍ^３である。これにより、降雨時に流出し難く、また、運動に適した反発性やホールド性を奏することができる。また、軟質充填材の柔軟性と粒子の転動作用により、競技者が転倒やスライディングした場合の擦過傷を軽度にとどめることができる。

硬質充填材は、好ましくは、珪砂である。なお、硬質充填材として、石類の粉砕屑、セラミック、陶磁器屑粉砕物、ガラスビーズ、廃ガラス粒状物、下水汚泥溶融スラグ、ゴミ溶融スラグ、鉄鋼スラグ、ガラスビーズ等を用いることもできる。硬質充填材の粒子は、直径が主に０．２〜１．２ｍｍであり、真比重が１．５〜３．０ｇ／ｃｍ^３である。これにより、降雨時に流出し難く、また、硬質充填材の自重により人工芝本体５を敷設面に安定して密着させることができる。

なお、充填材６は、既存の人工芝の充填材を再利用したものであってもよく、また、既存の充填材に新たな充填材が添加されたものであってもよい。新たな充填材のうち、軟質充填材は、他の人工芝の人工芝本体を再生して製造された再生充填材であるのが好ましい。

人工芝１には、好ましくは、硬質充填材が１５ｋｇ／ｍ^２充填されると共に、軟質充填材が１２ｋｇ／ｍ^２充填される。なお、充填材の充填量は、パイルの長さ等に応じて適宜変更できる。例えば、硬質充填材の充填量は１０〜２５ｋｇ／ｍ^２の範囲内で調整可能であり、また、軟質充填材の充填量は７〜２０ｋｇ／ｍ^２程度の範囲内で調整可能である。

この人工芝１は、砕石敷きや瀝青材散布により形成された下地Ｇの表面に敷設される。つまり、下地Ｇの表面が人工芝の敷設面となる。人工芝１は、サッカー、テニス、野球、ラグビー、或いはアメリカンフットボール等の種々の運動施設に適用可能であり、運動施設の目的に応じて、パイル及び充填材の仕様が適宜変更される。

既存の人工芝を上述の人工芝１に張替える方法は、図２に示すフローチャートに沿って行う。なお、既存の人工芝は、図１に示した人工芝１と同様のものが好ましいが、少なくとも、主な材料として熱可塑性樹脂が用いられた芝生本体と、粒状の充填材とを有するものであればよい。本実施形態では、ポリプロピレンで形成されたパイルと、ポリエステルで形成された基布と、ＳＢＲで形成された固定材と、ポリオレフィン系及びビニルポリマー系の熱可塑性エラストマーで形成された軟質充填材と、珪砂で形成された硬質充填材とで構成された既存の人工芝を張替える場合について説明する。

まず、既存の人工芝を敷設面から除去する（ステップＳ１）。詳しくは、人工芝を所定間おきに切断して帯状とし、帯状の人工芝をパイル状に巻き回す。パイル状の人工芝を、人工芝の敷設面近傍に配置した人工芝処理装置に運搬する（ステップＳ２）。人工芝処理装置への運搬は、例えばフォークリフトで行う。人工芝処理装置は、大型トラックの架台に種々の処理機器が搭載されて構成されており、人工芝の敷設面の近傍まで移動可能である。したがって、敷設面から人工芝処理装置までは大幅に短距離であり、人工芝をフォークリフト等で容易に運搬できる。

人工芝処理装置は、トラックの架台上に、人工芝を破砕する破砕機と、人工芝本体の破砕片と充填材とに分別する分別機と、分別された充填材を乾燥する乾燥機とが搭載されて構成されている。人工芝処理装置の構造は後に詳述する。

人工芝処理装置では、まず、人工芝を破砕機で破砕して、人工芝本体の破砕片と充填材とが混合した破砕物を得る（ステップＳ３）。破砕機は、小型化の点で、回転刃が設けられた１つの回転軸を有する１軸型破砕機が好ましい。続いて、破砕物を分別機で人工芝本体の破砕片と充填材とに分別する（ステップＳ４）。分別機は、破砕片及び充填材の乾燥が可能な点で、遠心型分別機が好ましい。分別機で分別された破砕片は、人工芝処理装置から排出される。分別された破砕片は、人工芝の軟質充填材の材料としてリサイクル利用する。分別された充填材は、乾燥機で乾燥して（ステップＳ５）、水分量を所定値以下にする。具体的には、水分量を５ｗｔ％以下とするのが好ましい。充填材の水分量を５ｗｔ％以下とすることにより、充填材が塊状に集まる不都合を防止して、良好な施工性で新たな芝生本体に充填材を充填することができる。ここで、充填材の水分量が１０ｗｔ％以上であると、充填材が塊状に集積するので、芝生本体への充填作業が困難となる。充填作業を容易に行うため、充填材の水分量は１０ｗｔ％未満にする必要があり、好ましくは５ｗｔ％以下とする。実験によれば、充填材のうち、硬質充填材としての珪砂の占める割合が５５．６ｗｔ％の場合、充填材全体に対する水分量が５ｗｔ％以下であれば、珪砂が塊状に凝集することなく良好な施工性で充填作業が可能となることが確認できた。また、充填材が硬質充填材としての珪砂のみの場合、充填作業の施工性を確保するためには水分量が１ｗｔ％以下である必要があることが確認できた。さらに、充填材のうち、硬質充填材としての珪砂の占める割合が８０ｗｔ％の場合は、水分量が２ｗｔ％以下であれば硬質充填材の凝集を防止できる。また、硬質充填材としての珪砂の占める割合が６０ｗｔ％の場合は、水分量が４ｗｔ％以下であれば硬質充填材の凝集を防止できる。以上のことから、硬質充填材として一般的な粒径の珪砂を一般的な配合で用いた場合、充填材の水分量が５ｗｔ％以下であれば、良好な施工性で充填作業が可能となる。乾燥機は、加熱空気が供給されるケーシング内に、充填材を順次移送する複数段のコンベヤを備えたバンド式乾燥機が好ましい。一方、人工芝が除去された敷設面に、新たな人工芝本体１を敷設し（ステップＳ６）、新たな人工芝本体のパイル間に、人工芝装置の乾燥機で乾燥された充填材を充填する（ステップＳ７）。充填材が不足する場合は、新たな充填材を追加する。

このような人工芝の張替え方法は、敷設面近傍で人工芝から充填材を分別回収できるので、従来のように、所定の処理場に人工芝を運搬する必要が無い。したがって、従来よりも運搬の手間と費用を削減することができる。特に、人工芝が雨水を含んでいる場合、充填材の保水作用によって人工芝の重量が増大するが、敷設面近傍に位置して敷設面から大幅に短距離の人工芝処理装置まで運搬すればよいので、従来のような運搬の手間や費用の増大を効果的に防止できる。また、敷設面近傍で既存の人工芝から充填材を回収することにより、新たな人工芝に用いる充填材を迅速に得ることができるので、人工芝の張替え作業の工期を効果的に短縮することができる。

また、人工芝処理装置で破砕及び分別された人工芝本体は、新たな人工芝の軟質充填材の材料としてリサイクル利用することができる。すなわち、人工芝本体の破砕片は、ポリプロピレン、ポリエステル及びＳＢＲを含んでおり、これらの材料が混在した状態で、ポリオレフィン系やビニルポリマー系等の熱可塑性材料、無機充填材、可塑剤及び顔料を添加して溶融混練し、成形の後、粉砕して所定粒径の軟質充填材を製造する。なお、雨水による流動を防止するため、無機粒子を添加して真比重を高めてもよい。また、弾力性を調整するために、加硫ゴム粒子を添加してもよい。顔料は、熱吸収を少なくして人工芝上の温度上昇を少なくするため、緑色やベージュ色や茶色の顔料を用いるのが好ましい。各種材料の溶融混合は、例えばバンバリーミキサーや加圧ニーダーを用いて行うことができる。溶融混合の後、粉砕機でチップ状に粉砕し、軟質充填材に再生する。また、２軸方押出機により溶融混合と押出成形を行い、その後に粉砕して軟質充填材に再生してもよい。

このように、使用済みの人工芝本体から軟質充填材を製造し、再生充填材として人工芝に用いることにより、人工芝の間で材料をリサイクル利用することができる。したがって、従来のように手間をかけてリサイクル材を分別したにもかかわらず用途が限られて無駄となることが無い。特に、非熱可塑性樹脂であるＳＢＲ等の固定材を分解処理することなく、熱可塑性樹脂と混在した状態で、軟質充填材を製造することができる。したがって、少ない手間により無駄の無いリサイクルを行うことができる。

本実施形態で新たな充填材を追加する場合、使用済みの人工芝本体から製造された再生充填材を用いるのが好ましい。

図３は、本実施形態の人工芝の張替え方法において用いられる人工芝処理装置を示す図である。図３（ａ）は人工芝処理装置の平面図であり、図３（ｂ）は人工芝処理装置の側面図である。

図３に示すように、人工芝処理装置は、大型トラックの架台１０上に、人工芝に直接処理を行う破砕機１１、分別機１２及び乾燥機１３が搭載されて構成されている。また、架台１０上に、乾燥機１３の排気から粉塵を回収する集塵機１５と、破砕機１１用の油圧ユニット１６と、熱源としての電熱ヒータ１７と、制御盤１８とが搭載されている。

図４は、人工芝処理装置による人工芝の処理工程を模式的に示した工程図である。

破砕機１１は、架台１０の前側部分であってトラックの運転台の背後に配置されており、上部に人工芝の投入口２２を有するケーシング２１と、このケーシング２１内に配置された１つの回転軸２４と、回転軸２４に対して往復駆動されるプッシャ２５と、回転軸２４の外周の一部を覆うように配置されたスクリーン２６と、このスクリーン２６を支持すると共にケーシング２１に揺動可能に取り付けられた揺動部２７を有する。

投入口２２は上広がりの漏斗形状を有し、上端の開口の縁が、架台１０の長辺の縁に向かって延出している。これにより、図３の矢印Ａで示すように架台１０の長辺側から、フォークリフト等によって人工芝を投入口２２に投入可能になっている。以下、ケーシング２１に関して、架台１０の長辺に近い側であって、人工芝が投入される際にフォークリフト等が接近する側の面を前面という。

回転軸２４は、図５（ａ）に示すように、周方向に延びるＶ字溝が軸線方向に複数個隣り合って形成された軸本体２４１と、この軸本体２４１の外周面に着脱可能に設けられた複数の回転刃２４２を有する。軸本体２４１の外周面には、隣り合うＶ字溝の間の峰の一部が円弧状に切り欠かれた形状の凹部２４３が設けられており、この凹部２４３の底に溶接された固定部２４４に、回転刃２４２がボルト２４５で固定されている。回転刃２４２は各峰に取り付けられており、回転軸２４の回転に伴い、ケーシング２１側の固定刃２１３と噛み合うように形成されている。固定刃２１３は、回転軸２４の外周面に近接して回転軸２４の軸線と平行に複数個配列されており、ケーシング２１側の固定刃台２１１に、複数の固定刃２１３，２１３，・・・がボルト２１２，２１２，・・・で一直線上に固定されている。

図５（ｂ）は、回転軸２４の外周面を展開した様子を模式的に示した展開図である。図５（ｂ）に示すように、複数の回転刃２４２は周方向に互いにずらして配置されている。これにより、複数の回転刃２４２が互いに異なるタイミングで固定刃２１３に噛み合うので、複数の回転刃２４２と固定刃２１３との間に噛み込みが同時に生じて駆動モータのトルク負荷が急増することを防止できる。

回転軸２４の軸線方向の両端部には、充填材等の詰まりを防止するための傾斜溝２４８が複数個設けられている。この傾斜溝２４８は、回転軸２４の回転方向Ｒと反対方向に向かうにつれて、軸線方向の中央側に延びている。回転軸２４が図５（ａ）のＲ方向に回転するに伴い、傾斜溝２４８に沿って人工芝本体の破砕片や充填材が軸線方向の中央側に移動する。これにより、回転軸２４の端部とこの端部に隣接する部品との間に、人工芝本体の破砕片や充填材の噛み込みが生じたり、回転軸２４の端部近傍に位置する軸受に破砕片や充填材が侵入したりする不都合を防止できる。

回転刃２４２は、図６（ａ）に示すように、扁平の六面体形状を有すると共に、正方形の面の四隅に中央部よりも突出した尖角部２４２ａが形成されている。この尖角部２４２ａが形成された正方形の面が回転軸２４の接線方向を向くと共に、１つの尖角部２４２ａが外径側に突出するように、回転刃２４２が回転軸２４に固定される。回転刃２４２の正方形の面の中央には、ボルト２４５が挿通されるボルト孔２４６が形成されている。なお、回転刃２４２は、図６（ｂ）のように、尖角部２４２ａを有しない扁平の六面体形状であってもよい。

回転軸２４は３００〜５００ｍｍの直径を有し、図示しないモータによって伝達機構と減速機を介して、例えば１００〜２００ｒｐｍの回転数で回転駆動される。好ましくは、回転軸２４の回転刃２４２の刃先円における周速度が、２．２〜３．５ｍ／ｓｅｃの範囲内となるように回転駆動される。

プッシャ２５は断面弧状の湾曲した板形状を有し、回転軸２４よりも後面側に配置され、図示しない油圧シリンダによって回転軸２４に対して往復駆動されるように構成されている。このプッシャ２５は、人工芝が投入されて回転軸２４が回転駆動する際、回転軸２４側に駆動され、端面で人工芝を回転軸２４に向かって押圧する。これにより、回転軸２４の回転刃２４２とケーシング２１側の固定刃２１３との間に、人工芝が逃げることなく効果的に噛み込まれるようにしている。プッシャ２５が往復駆動されるときの軌跡は、プッシャ２５の円弧断面と同心同径の円弧状をなしている。すなわち、回転軸２４から離れる方向に駆動されると、プッシャ２５の回転軸２４と反対側の端部が上方に移動し、プッシャ２５が投入口２２の後面側に位置する。これにより、破砕機１１の前後方向（架台１０の幅方向）の寸法を小さくしている。

スクリーン２６は概ね半円筒形状を有し、回転軸２４の前面側、すなわち、回転軸２４に関してプッシャ２５と反対側の部分を覆うように配置されている。スクリーン２６には直径３０〜５０ｍｍの透過孔が複数個形成されており、回転軸２４の回転に伴い、透過孔を通過する寸法に破砕された破砕片がスクリーン２６を通過して、下方のコンベヤ２９に受け取られる。

スクリーン２６が取り付けられた揺動部２７は、ケーシング２１の前面側に取り付けられており、上部に設けられた揺動軸２７１回りに油圧シリンダ２７２で揺動駆動可能になっている。破砕機１１の動作時には揺動部２７が閉じて、スクリーン２６が回転軸２４を取り囲んだ状態でロックされる。一方、破砕機１１の動作時に揺動部２７が開いて、スクリーン２６、回転軸２４、回転刃２４２及び固定刃２１３等のメンテナンスが可能になっている。揺動部２７の下端は開口が設けられており、この開口を通して破砕物を下方のコンベヤ２９に排出するようになっている。

この破砕機１１が動作すると、回転軸２４が回転して回転刃２４２と固定刃２１３とが噛み合い、この回転刃２４２と固定刃２１３のせん断作用で人工芝本体が破砕される。人工芝本体がスクリーン２６の透過孔を通過する程度の大きさに破砕され、この人工芝本体の破砕片が充填材と共にスクリーン２６を透過して揺動部２７の下端から排出される。人工芝は、プッシャ２５によって回転軸２４側に押圧されるので、回転刃２４２と固定刃２１３との間に効果的に噛み込まれて効率よく破砕される。

ここで、人工芝には珪砂等の硬質充填材が含まれるので、回転刃２４２と固定刃２１３の磨耗が進行し易い。ここで、回転刃２４２はボルト２４５によって回転軸２４に着脱可能に固定され、また、固定刃２１３はボルト２１２によって固定刃台２１１に着脱可能に固定されるので、磨耗の度合いに応じて回転刃２４２及び固定刃２１３の交換を適宜行うことができる。これにより、磨耗の少ない回転刃２４２及び固定刃２１３の交換を最小限に抑えることができる。さらに、回転刃２４２は、固定部２４４への取り付け角度を変更することにより、磨耗が進行し易いにもかかわらず、１つの回転刃２４２を長期にわたって使用することができる。すなわち、回転刃４２２のボルト孔２４６回りの取り付け角度を変更することにより、回転軸２４の外径側に突出する尖角部２４２ａを順次変更することにより、同一の回転刃４２２を４つの取り付け角度で取り付けることができる。したがって、４つの尖角部２４２ａが磨耗するまでの間、同一の回転刃４２２を使用することができ、コスト削減を行うことができる。また、複数の固定刃２１３は、各固定刃２１３の磨耗度に応じて無駄なく交換を行うことができる。回転刃４２２及び固定刃２１３の交換作業は、ケーシング２１の前面の揺動部２７を開いて、架台１０の長辺側から容易にアクセスして行うことができる。また、回転軸２４の両端部の傾斜溝２４８により、回転軸２４の端部に破砕片や充填材が噛み込む不都合や、回転軸２４の軸受に破砕片や充填材が侵入する不都合を防止できる。このように、本実施形態の破砕機１１は、充填材を含んだ人工芝を破砕することに伴う問題を効果的に解決することができる。

また、本実施形態の破砕機１１は、１つの回転軸２４を有する１軸型破砕機であるので軽量化を行うことができ、また、プッシャ２５が円弧軌道を描いて往復駆動するので小型化を行うことができる。したがって、破砕機１１の破砕性能を確保しつつ、人工芝処理装置の寸法や重量を、公道の走行に関する制限に適合させることができる。

図７は、排出口３８が設けられた位置における分別機１２の横断面図である。この分別機１２は、図４及び７に示すように、モータが収容された動力ケーシング３１と、この動力ケーシング３１に連なって分別室３２が内部に形成された分別ケーシング３３と、分別ケーシング３３の分別室内３２に配置された回転ブレード３４と、動力ケーシング３１の上面に設けられた投入口３５と、この投入口３５から投入された破砕片及び充填材を分別室３２に送る投入用スクリューコンベヤ３６と、分別室３２で分別された充填材を排出する排出用スクリューコンベヤ３７と、分別室３２で分別された破砕片を排出する排出口３８を有する。

動力ケーシング３１は略矩形状を有し、回転ブレード３４、投入用スクリューコンベヤ３６及び排出用スクリューコンベヤ３７を駆動するモータが収容されている。投入口３５には、破砕機１１から連なるコンベヤ２９の終端部が収容されており、破砕機１１で破砕された人工芝本体の破砕片と充填材が投入されるようになっている。投入用スクリューコンベヤ３６は、動力ケーシング３１の上部に収容されており、一端が投入口３５の下端に連なると共に、先端が分別ケーシング３３の分別室３２に連なっている。

分別ケーシング３３は、上部が半円断面を有する半円筒形状に形成されている一方、下部が多角形断面を有する半多角柱形状に形成されている。分別ケーシング３３の下部の内側には、半円断面を有する半円筒形状のスクリーン３３１が収容されている。スクリーン３３１には直径３〜５ｍｍの複数の透過孔が設けられており、人工芝の破砕片は通過しない一方、充填材が通過するように形成されている。分別ケーシング３３の上部とスクリーン３３１によって、これらの内側に略円筒形の分別室３２が形成されている。分別ケーシング３３の下部の下端には、分別ケーシング３３の長手方向に延びる排出用スクリューコンベヤ３７が設けられている。排出用スクリューコンベヤ３７には、電熱ヒータ１７で生成された加熱空気が供給される。排出用スクリューコンベヤ３７の下流側は、分別ケーシング３３の動力ケーシング３１と反対側（以下、終端側という）の端面から突出しており、後述の乾燥機１３に充填材を供給するためのバケットコンベヤ３９に接続している。

回転ブレード３４は、図８（ａ）に示すように、中心軸３４１の周りに断面十字状に固定された４枚のブレード本体３４２と、このブレード本体３４２の外縁に沿って固定されたゴムブレード３４３とを有する。ブレード本体３４２とゴムブレード３４３は、中心軸３４１の軸線方向に向かうに伴って周方向に捩れて取り付けられている。この回転ブレード３４は、ゴムブレード３４３の外縁が、分別室３２の内側面、すなわち、分別ケーシング３３の上部の内側面とスクリーン３３１の内側面とに接するように形成されている。なお、ゴムブレード３４３に替えて、柔軟性を有する樹脂ブレードを設けてもよい。あるいは、図８（ｂ）に示すように、ゴムブレード３４３に替えて、ブレード本体３４２の外縁に、径方向に延びる金属ワイヤを植毛して金属ブラシ３４４を設けてもよい。あるいは、樹脂繊維を植毛して樹脂ブラシを設けてもよい。また、ブレード本体３４２に、複数の通気孔を形成してもよい。ブレード本体３４２とゴムブレード３４３が中心軸３４１に対して捩れて取り付けられていることにより、中心軸３４１回りに回転駆動されたとき、分別室３２内に、空気の遠心方向かつ軸線方向の旋回流を生成するようにしている。回転ブレード３４は直径が８００〜１２００ｍｍであり、６００〜１２００ｒｐｍの回転数で回転駆動される。好ましくは、回転ブレード３４の直径は１０００ｍｍであり、回転数は１６００ｒｐｍである。また、好ましくは、回転ブレード３４の径方向先端における周速度が３５〜５５ｍ／ｓｅｃの範囲内となるように回転駆動される。

図７に示すように、分別室３２の動力ケーシング３１側の端面の上部に、投入用スクリューコンベヤ３６の先端が連なる開口３２１が設けられている。一方、分別ケーシング３３の終端側の端部に、排出口３８が設けられている。この排出口３８は、分別ケーシング３３の上端部から分別室３２の内周面の接線方向に分岐するように形成されており、分別ケーシング３３から分岐した後、緩やかに湾曲して下方に向かい、先端に破砕片を排出する開口が設けられている。

この分別機１２が動作すると、投入口３５に投入された人工芝本体の破砕片と充填材が投入用スクリューコンベヤ３６で分別室３２に供給される。分別室３２に供給された破砕片と充填材は、回転ブレード３４の回転に伴って、分別室３２内を遠心方向に力を受けながら終端側に移動する。このとき、スクリーン３３１の透過孔よりも寸法が小さい充填材は、遠心方向の力を受けてスクリーン３３１を通過して分別ケーシング３３の下部に移動する。ケーシング３３の下部に移動した充填材は、ケーシング３３の下部の下端に設けられた排出用スクリューコンベヤ３７によってケーシング３３から排出され、乾燥機１３に導かれる。充填材が排出用スクリューコンベヤ３７で乾燥機に移動する際、電熱ヒータ１７から供給された加熱空気により充填材が加熱される。一方、スクリーン３３１の透過孔よりも寸法が大きい破砕片は、分別室３２の終端まで移動して、矢印Ｂで示すように排出口３８から排出される。

このように、本実施形態の分別機１２により、人工芝本体の破砕片と充填材を高精度に分別することができる。また、回転ブレード３４で生成される空気の流れにより、破砕片と充填材に含まれる水分量を効果的に低減することができる。また、排出用スクリューコンベヤ３７に加熱空気を供給することにより、充填材が雨水を含む場合でも、充填材の前加熱を行って乾燥機１３の乾燥工程に送ることができ、充填材を効果的に乾燥させることができる。

分別機１２で分別された充填材は、バケットコンベヤ３９によって乾燥機１３に送られる。乾燥機１３は、図４に示すように、加熱空気が供給される乾燥炉４１内に、充填材を水平方向に移送するベルトコンベヤ４２，４２，・・・を鉛直方向に複数段有するバンド式乾燥機である。ベルトコンベヤ４２のベルトは金属メッシュで形成されており、下部に設けられたノズル４３から乾燥炉４１内に吹き出された加熱空気が通過するようになっている。充填材がポリオレフィン系やビニルポリマー系等の軟質充填材を含む場合、乾燥炉４１内の加熱温度を８０〜１５０℃の範囲に制御する。なお、充填材が珪砂等の硬質充填材のみである場合、乾燥炉４１内の温度を１００〜２００℃の範囲に制御する。バケットコンベヤ３９を介して最上段のベルトコンベヤ４２に投下された充填材は、下方のベルトコンベヤ４２に順次移送される過程で乾燥され、乾燥機１３から排出されたときに水分量が５ｗｔ％以下になる。乾燥機１３によって乾燥された充填材は、矢印Ｃで示すように排出コンベヤ４５によって架台１０の長辺から人工芝処理装置の外に排出される。排出された充填材は回収袋等に収集され、人工芝処理装置近傍の敷設面に新たに設置された人工芝本体に充填される。充填材の水分量を５ｗｔ％以下に調整することにより、充填材が塊状に集積することを防止して、充填材を新たな人工芝本体に充填する作業を良好な施工性で行うことができる。

集塵機１５は、濾過すべき空気を吸引するファンと、吸引された空気を濾過して粉塵を収集する濾材とを有する。集塵機１５は乾燥機１３に接続されており、乾燥炉４１内で充填材の乾燥を行った空気から充填材の微粒子を濾過して収集するように形成されている。集塵機１５には、濾材に高圧空気の衝撃波を与えるパルスジェット式クリーナや、濾材に振動を与える振動式クリーナを設けて、濾材に蓄積した粉塵を除去するのが好ましい。また、集塵機１５は、分別機１２やバケットコンベヤ３９内の空気を吸引して、破砕片や充填材の微粒子を収集してもよい。

電熱ヒータ１７は、誘導加熱や抵抗加熱により空気を加熱する加熱部と、加熱部で加熱された空気を吹き出すファンとを有し、所定温度の加熱空気を分別機１２の排出用スクリューコンベヤ３７や乾燥機１３のノズル４３に供給する。同一の電熱ヒータ１７を熱源として、分別機１２と乾燥機１３に加熱空気を供給することにより、保水量の多い充填材を効率的に乾燥することができる。なお、電熱ヒータ１７からの加熱空気を分別機１２の分別室３２に供給し、人工芝本体の破砕片と充填材とを加熱してもよい。この場合、保水量が少ない人工芝本体の破砕片は分別機１２のみで乾燥を行う一方、保水量が多い充填材は分別機１２と乾燥機１３とで乾燥させることにより、人工芝の構成材料の保水特性に応じて効率よく乾燥を行うことができる。

以上のように、本実施形態の人工芝処理装置を用いることにより、敷設面から除去した人工芝を敷設面の近傍で破砕し、人工芝本体の破砕片と充填材とに分別することができる。したがって、既存の人工芝から迅速に充填材を取り出して、新たな人工芝の設置作業を迅速に行うことができる。また、充填材を取り出すために人工芝を破砕場や処理場に運搬する必要が無いので、運搬の手間と費用を効果的に削減することができる。特に、張替えられる人工芝が雨水を含んでいても、敷設面の近傍の人工芝処理装置にフォークリフト等で搬送するのみによって充填材を分別できるので、雨水を含んで重量が増大した人工芝を運搬する手間と費用を効果的に削減できる。さらに、敷設面の近傍で、新たな人工芝への充填作業が容易となる程度に充填材を乾燥させることができるので、新たな人工芝の設置作業を迅速かつ容易にすることができる。また、敷設面の近傍で人工芝本体の破砕片を得ることにより、敷設面の近傍から破砕片を再生処理工場に直接運搬することができるので、迅速に再生充填材を製造することができ、再生充填材のコストダウンを図ることができる。

上記実施形態では、除去された人工芝の充填材に、ポリオレフィン系及びビニルポリマー系で形成された軟質充填材と珪砂で形成された硬質充填材とが含まれる場合について説明したが、除去された人工芝の充填材に廃タイヤに由来する軟質充填材が含まれている場合、充填材から軟質充填材を除去する必要がある。その理由は以下のような事情による。すなわち、軟質充填材が、廃タイヤをリサイクル利用してなる黒ゴムチップである場合、カーボンブラックによる周辺環境の汚染や、競技者への色移りの問題がある。また、カーボンブラックの熱吸収に伴う温度上昇により、競技者に悪影響を与える問題がある。さらに、廃タイヤに含まれる成分により発癌性が懸念されている。

充填材を硬質充填材と軟質充填材とに分別するには、図９に示すような風力選別機を用いることができる。この風力選別機５１は、蛇行した通路を有する縦長の分離管５２と、この分離管５２の上端に接続されたサイクロンセパレータ５３とで大略構成されている。分離管５１は、十数段の屈曲部を有する蛇行管が略垂直に立設されて形成され、上から数段目の屈曲部に充填物を投入する投入口５４が設けられている。分離管５２の下端部に設けられた給気管５６と、サイクロンセパレータ５３の上端部に設けられた給気管５７に、図示しないブロワから風が供給されるようにしている。サイクロンセパレータ５３の上端面に排気管５８が設けられており、この排気管５８からの排気がブロワに戻るようにしている。分離管５２への送風量とサイクロンセパレータ５３への送風量は、充填材の材質に応じて調整可能にしている。

この風力選別機５１は、以下のように動作する。まず、充填材６が投入口５４を介して分離管５２内に投入される。投入された充填材は、分離管５２内の上向きの空気流により、軟質充填材の黒ゴムチップと硬質充填材の珪砂とに分離される。投入された充填材が塊になっていても、分離管５２内を落下中に複数の屈曲部に当たって解ぐされ、空気流によって軟質充填材と硬質充填材とに分離される。軟質充填材は空気流によってサイクロンセパレータ５３に導かれる一方、硬質充填材は分離管５２内の下方に落下する。サイクロンセパレータ５３に軟質充填材を導いた空気は、給気管５７からの空気と合流してサイクロンセパレータ５３内の上部に旋回流を生成する。旋回流により遠心力を受けた軟質充填材は、旋回流の空気から離脱して下方に落下する。軟質充填材が離脱した空気は、サイクロンセパレータ５３内を下方に向かって流れるうちに旋回流が衰え、その後サイクロンセパレータの中心軸近傍を上向きに流れ、排気管５８から排出されてブロワに吸入される。このようにして、分離管５２の下端から硬質充填材６１が排出され、サイクロンセパレータ５３の下端から軟質充填材６２が排出される。硬質充填材の珪砂は新たな人工芝に再利用する一方、軟質充填材の黒ゴムチップは廃棄処分にする。

このようにして、廃タイヤに由来する軟質充填材を分別除去することにより、環境汚染や温度上昇等の問題を解決することができる。

また、軟質充填材に、廃タイヤに由来する黒ゴムチップと共に、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂のチップが含まれる場合、充填材から黒ゴムチップのみを分別除去する必要がある。この場合、図１０に示すようなエアテーブルを用いることにより、硬質充填材としての珪砂と、黒ゴムチップと、熱可塑性樹脂チップとを分別することができる。このエアテーブル７１は、所定寸法の透過孔を有すると共に、水平に対して所定の傾斜角度θをなして配置されたメッシュテーブル７２と、メッシュテーブル７２に向かって下方から所定流速の空気を吹き出すエアノズルと、メッシュテーブル７２を振動させる加振装置とを有する。メッシュテーブル７２は平面視において台形状を有し、長辺を下側にする一方、長辺と対向する短辺を上側にして傾斜配置されている。メッシュテーブル７２の両側縁には、充填材の落下防止のための壁体７３が設けられている。メッシュテーブル７２の透過孔は、３〜５ｍｍの径を有する。なお、メッシュテーブル７２の傾斜角度θが３〜１０°、エアノズルからの空気の流速が０．５〜３ｍ／ｓ、加振装置によるメッシュテーブル７２の振動数が４００〜６００／ｍｉｎであるのが好ましい。

このエアテーブル７１は以下のように動作する。まず、メッシュテーブル７２の下方から上向きの空気流を与えると共に、メッシュテーブル７２を、矢印Ｔのように平面内かつ長辺と短辺の対向方向に振動させる。続いて、メッシュテーブル７２上に充填材を供給する。充填材のうち、硬質充填材の珪砂はメッシュテーブル７２を通過して落下する一方、弾性係数の大きい黒ゴムチップはメッシュテーブル７２の傾斜の上側に移動し、弾性係数の小さい熱可塑性樹脂チップはメッシュテーブル７２の傾斜の下側に移動する。これにより、珪砂をメッシュテーブル７２の下方で回収する一方、黒ゴムチップをメッシュテーブル７２の短辺から回収し、熱可塑性樹脂チップをメッシュテーブル７２の長辺から回収することができる。なお、エアノズルからの空気の流速と、メッシュテーブル７２の傾斜角度と、加振装置による振動数とを調整することにより、充填材の構成材料を比重の違いに応じて分別することも可能である。

このようにして分別して得た充填材の構成材料のうち、黒ゴムチップを廃棄する一方、珪砂と熱可塑性樹脂チップを再利用することにより、環境汚染等の問題を解決しつつ、有効なリサイクルを行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、人工芝処理装置は、原動機を有するトラックの架台１０上に破砕機１１等を搭載して形成したが、原動機を有しなくて非駆動の車輪を有するトレーラの架台上に、破砕機１１等を搭載して形成してもよい。すなわち、架台に取り付けられる走行装置は、原動機で駆動される車輪と、非駆動の車輪とのいずれであってもよい。また、走行装置は、無限軌道等の他の形式のものを採用することもできる。また、架台は単一のものに限られず、複数の架台であってもよい。すなわち、走行装置を有する複数の架台に、破砕機１１、分別機１２及び乾燥機１３を個別に搭載してもよい。あるいは、破砕機１１、分別機１２、乾燥機１３、集塵機１５及び油圧ユニット１６等の複数の機器をいくつかの組に分け、各組を異なる複数の架台に分配して搭載してもよい。また、破砕機は１軸型以外の他の破砕機であってもよく、分別機は遠心型以外の他の分別機であってもよく、また、乾燥機はバンド式以外の他の乾燥機であってもよい。

本実施形態の人工芝の張替え方法によって張替えられる新たな人工芝を示す図である。 人工芝の張替え方法を示すフローチャートである。 図３（ａ）は人工芝処理装置の平面図であり、図３（ｂ）は人工芝処理装置の側面図である。 人工芝処理装置による人工芝の処理工程を模式的に示した工程図である。 図５（ａ）は破砕機の回転軸を示す斜視図であり、図５（ｂ）は回転軸の外周面の模式展開図である。 図６（ａ）は破砕機の回転刃を示す斜視図であり、図６（ｂ）は他の回転刃を示す斜視図である。 分別機の横断面図である。 図８（ａ）は回転ブレードを示す斜視図であり、図８（ｂ）は他の回転ブレードを示す斜視図である。 風力選別機の主要部を示す図である。 エアテーブルの主要部を示す図である。

符号の説明

１ 人工芝
２ 基材
３ パイル
４ 固定材
５ 人工芝本体
６ 充填材
１０ 架台
１１ 破砕機
１２ 分別機
１３ 乾燥機

Claims (10)

1. 基布と、この基布に固定材で固定されたパイルとを含む人工芝本体と、この人工芝本体のパイル間に充填された粒状の充填材とを有する人工芝の張替え方法であって、
   人工芝を敷設面から除去する除去工程と、
   上記人工芝の敷設面の近傍で、移動可能な人工芝処理装置によって上記人工芝から充填材を回収する回収工程と、
   新たな人工芝本体を上記敷設面に敷設する敷設工程と、
   新たな人工芝本体のパイル間に、上記回収工程で回収された充填材を充填する充填工程と
   を備えることを特徴とする人工芝の張替え方法。
2. 請求項１に記載の人工芝の張替え方法において、
   上記充填工程で充填される充填材に、使用済みの人工芝本体から再生された再生充填材が添加されていることを特徴とする人工芝の張替え方法。
3. 請求項１に記載の人工芝の張替え方法において、
   上記回収工程は、
   上記人工芝を破砕する破砕工程と、
   破砕された人工芝を、上記人工芝本体の破砕片と、上記充填材とに分別する分別工程と
   を備えることを特徴とする人工芝の張替え方法。
4. 請求項３に記載の人工芝の張替え方法において、
   上記分別工程で分別された充填材から、廃タイヤに由来する充填材を除去する除去工程を備えることを特徴とする人工芝の張替え方法。
5. 請求項１に記載の人工芝の張替え方法のための人工芝処理装置であって、
   走行装置を有する架台と、
   上記架台上に載置され、上記人工芝を破砕する破砕機と、
   上記架台上に載置され、上記破砕機で破砕された人工芝を、上記人工芝本体の破砕片と上記充填材とに分別する分別機と、
   上記架台上に載置され、上記分別機で分別された充填材を乾燥する乾燥機と
   を備えることを特徴とする人工芝処理装置。
6. 請求項５に記載の人工芝処理装置において、
   上記破砕機は、
   ケーシングと、
   上記ケーシング内に配置されて回転刃が外周面に固定された１つの回転軸と、
   上記回転軸に対向配置されてケーシングに固定された固定刃と、
   上記回転軸の外周側に配置され、所定寸法の透過孔が形成されたスクリーンと
   を備えた１軸型破砕機であることを特徴とする人工芝処理装置。
7. 請求項６に記載の人工芝処理装置において、
   上記破砕機は、上記回転軸の端部の外周面に、回転軸の反回転方向に向かうにつれて軸線方向の中央側に延びる傾斜溝を有することを特徴とする人工芝処理装置。
8. 請求項５に記載の人工芝処理装置において、
   上記分別機は、
   破砕された人工芝の投入口を一端部に有すると共に、他端部に人工芝本体の破砕片の排出口と充填材の排出口とを有するケーシングと、
   上記ケーシング内に形成され、所定寸法の透過孔を有するスクリーンが壁面の一部に設けられた分別室と、
   上記分別室内に収容され、上記破砕された人工芝を他端側に送りつつ回転させる回転ブレードと
   を備えた遠心分離型の分別機であることを特徴とする人工芝処理装置。
9. 請求項８に記載の人工芝処理装置において、
   上記分別機は、上記乾燥機と共用の熱源で生成された加熱空気によって、少なくとも充填材を加熱するように形成されていることを特徴とする人工芝処理装置。
10. 請求項５に記載の人工芝処理装置において、
    上記乾燥機で乾燥された充填材は、水分量が５ｗｔ％以下であることを特徴とする人工芝処理装置。

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