JP2011500284A - 馬術用表面材料 - Google Patents
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Abstract
最終の表面組成物を形成するようにポリマーまたはポリマー／オイル ブレンドを被覆され、その後、短ファイバと組み合わされる、適切な角度を有する又は亜角を有するベースの砂混合物から形成される表面材料が開示されている。ポリマーまたはポリマー／オイル ブレンドは、表面材料の温度による粘度の変化を抑制するように選択され、これによりこれら表面材料上で動く馬または他の家畜のためにより安定した「道の状態」を与える。このようは表面組成物の製造方法、および例えばアリーナやトラックを含む乗馬場の建設におけるこのような表面組成物の使用方法もまた開示されている。
Description
本願の開示は乗馬活動中の騎手のおよび馬(mount)の負傷の可能性を減少させるように、より高い弾性コンプライアンス（またはコンプライアンス、compliance）および弾性反撥力（または反撥力、rebound）を備えた表面材料(surfacing material)の配合物（またformulation）、製造および使用に関する。これらの乗馬用表面材料は、乗馬活動およびスポーツの幅広い範囲（とりわけ馬のトレーニングおよびレースのトラック、乗馬場（riding area）、ラウンドペン(round pen)およびウォーカー(またはホースウォーカー、walker)）の地面を覆う物（またはグランドカバー、ground cover）および／またはフローリングとしてとりわけ有用であろうことが期待される。これらの乗馬用表面材料は、トレーニング、サラブレッド競争(thoroughbred racing)、ショージャンピング、馬場馬術(dressage)、ブリティッシュライディング(English pleasure riding)およびウエスタンライディング(western pleasure riding)の際に使用するのに適しているであろうことが更に期待される。
現在、完全なアリーナ（または競技場、arena）の表面仕上げ(surfacing)または表面材料について、全世界共通の（またはユニバーサルな）推奨はないがしかし、一般的な目標は馬脚の激しい振動(concussion)を低減する及び落馬の際の負傷の可能性を低減するように、クッション性（または緩衝材、cushioning）を備えた表面を提供することであり、この表面は適切なトラクション (または摩擦、traction)を備えるように十分に堅く、多くのダストを生成せず、過度に磨耗せずまたは過度に馬の蹄（または足、hooves）を損傷せず、最も寒い冬の朝から最も熱い夏の日に至る幅広い温度域に亘り受容可能な特性の組み合わせを維持し、優れた値を備え、過度なメンテナンスを要しない。当然ながら、表面材料のコストは各種の成分、いくつかまたは全ての成分のその地域での入手し易さ(local availability)ならびに製造、輸送および設置に伴う費用の関数として変化する。例えば馬場馬術、ジャンプ、トレーニングまたはドライビングのような、アリーナの意図する主たる用途もまた、表面材料および例えばトラクションおよび遊離した材料(loose material)の厚さを含む他の特性の選択に影響を与えるであろう。
その地域での入手し易さにあまり依存せず、より均一な特性を与える傾向のある様々な製造された材料が設置のために入手可能である。例えば、砂、石粉(stone dust)および砂利のような、広範な、天然の又は処理が行われた無機材料が現地のまたは地域の採石場から入手可能である。多くの場合、これらの材料は、例えば粒子径、粒子径分布、粒子形状および粒子のアンギュラリティー（または円礫度、angularity）を含む、１またはそれ以上の定義された特性に関して規定されてもよい。
国全体の「ターゲット」の表面材料に到達する努力を複雑にする要因の中には成分材料の局所的または地域的な変化、表面材料が曝されるであろう温度の範囲および表面材料が曝されるであろう湿気の量がある。上述したようにしかしながら、採石した（または採石場より切り出したquarry）無機材料（例えば、砂、石粉および／または砂利）について、購入者は通常、特定の採石した製品の粒子サイズおよびサイズの分布に関する情報を与える産業分類標準(industrial nomenclature)の恩恵を受ける。粒子サイズ分布は、上方の篩いにより残留する斬進的(progressively)により大きい材料から分離するように段々とより小さな穴を有する一組の篩いを通る材料を振動させることにより決定される。
当業者は認識するであろうが、表面材料はかなり動的（またはダイナミック）であり、時間の経過および使用により組成および特性の変化を生ずることが期待されるであろう。例えば、アリーナの表面材料は長年の使用による堆肥および尿が蓄積することが予想され、受容可能な表面材料特性の組み合わせの提供を継続できる方法により配合（または処方、formulate）および／または維持される必要がある。表面材料は馬の蹄そして珍しいことではなく畜牛、メンテナンス車両、そして場合によっては他の車両等の衝撃も受けるであろう。もし表面材料が十分に頑強でなければ、これらの機械的な力は表面材料の構成材を破壊することができ、これにより「微粉(fines)」のパーセントが増加して、この結果ダストの生成の増加および／または表面圧縮可能性が増加する。場合によっては、より古い材料が破壊または汚染されることから、表面材料の性能を改善または回復することを意図する未使用の（fresh）材料を添加することにより表面材料は回復され得る。
上述のように、表面材料選択の主たる目的は、その概して遊離した特性(またはルーズ性、loose nature)を維持し、一方で同時にある程度の安定性と意図した騎乗および／またはドライビング活動に十分なトラクションを備えた表面を提供する。当業者に知られているように、殆どの表面組成物の主な成分は、無機砂と汚泥（またはシルト、silt）と粘度粒子との混合物である。これら無機物に加えて、様々な有機バルク材料（元々存在するおよび／または馬の堆肥の場合、使用中に追加される）およびコーティング、ファイバおよび／またはゴムの断片（またはピース）を含んでもよい。
多くの製品が市場で現在、入手可能であり、例えばＰＯＬＹＴＲＡＣＫ（登録商標）、ＴＡＰＥＴＡおよびＣＵＳＨＩＯＮ ＴＲＡＣＫを含む各種の名称で販売されている。しかしながら、これらの表面用製品は例えば−１０℃〜５℃といった低温で非常に硬くなり３０℃より高い温度で非常に軟らかくおよび／または粘着性が高くなる傾向がある。これら表面材料の特性の温度依存性はこの温度域における、これら配合物に含まれるワックスの粘性の大きな変化に起因する。
これらの粘性の変化および製造された従来の表面用製品は「道の状態(going)」（即ち馬および／または騎乗者が体験する表面の性能）のコースの季節、日、またはさらに単一のコースもしくはアリーナの日陰と日光に照らされた部分とを同時に横切る際に亘る劇的な変化をもたらす。「道の状態」のこれらの変化は、同様に馬の成績、信頼および／または健康に有害な効果をもたらし得る。例えば、低温ではこれらの表面は概して硬くなり過ぎ、馬脚に与えるクッション性（cushioning）の程度を減少させる。反対に、高温ではこれらの表面は、概して減少した構造強度、増加した柔軟さおよび減少したトラクションを示す。
馬術の世界では、硬過ぎる又は柔らか過ぎる表面が（とりわけ、ジャンプおよび急激な方向の変化を伴う活動では）、馬の深刻な負傷の可能性を増加させる、および／または馬の信頼を減少させるおよび乗り手又は騎手の負傷の可能性を増加させることが広く認められている。さらに、この一般的な温度範囲における表面材料の特性のこれらの変化を補償しようとする努力もまたはこのような表面の維持の複雑さおよび費用を増加させる。
砂は、多くのアリーナの表面において一般的な成分であり、細粒砂(fine sand)（平均直径約０．０５ｍｍ）から粗粒砂（平均直径約２．００ｍｍ）までの粒子サイズ域で通常使用されている。砂は単独で表面材料として用いることが可能であるが、しばしば他の粒子サイズまたは他の材料と組み合わせてその安定性とトラクションを改善する。例えば約１０ｃｍよりも厚い砂の厚さのような、より厚い砂の層に起因する緩いトラクション(loose traction)は、馬の腱に過度の力(stress)を生じ得ることが見出されている。さらに、新たに敷いた砂は、一時的に衝撃を吸収する能力を改善し、かついくらかの反撥効果と所定の機械的強度とミネナル特性（または鉱物特性）とを与えるエアポケット（または空洞域、air pocket）含むであろうが、時間および／または高い頻度での使用とともに砂はより適当でない表面に圧縮される。
砂は、水はけがよく、迅速に乾燥する傾向があることから、表面材料の上部に十分な水分が残存していないと望ましくないダストを形成し得る。降雨が十分ではない又は表面が保護されている場合は、この水分は自動又は手動の定期的な散水により供給してもよい。上述したように、その能力が改善するように水分が残留するように、例えばおがくず、敷藁(またはマルチ、mulch)または他の木もしくは植物ベースの材料を含む有機物、または水分を保持して、よりゆっくり水分を放出し、それにより頻繁な散水の必要性を低減する、コーティングもしくは粒子の形態の市販の添加物を含む他の材料と砂とを組み合わせてもよい。
当業者は、全ての砂が等しくは作られていないことを認識するであろう。表面材料に用いる砂は通常、清浄である（汚泥および粘度を除去するように洗浄される）必要があり、かつ硬く鋭い砂の中間から粗い粒子を含む砂の混合物を得るように細粒を除去するように篩いにかけられるべきである（サイズにより砂粒子を分離するように一連のメッシュプレートを通過させる）。細粒は使用中にさらに破壊し問題を伴うダスト粒子を形成する傾向があることから、細粒は除去されるべきである。本明細書において用いる「硬い(hard)」または角のある(angular)砂は、磨耗により鋭い縁(sharp edge)が減少している、川岸の供給源(riparian source)から回収された丸くなった砂粒子と大いに異なる鋭い縁および表面により特徴付けられる、切り出した（または採石した）水晶より主に成る。
「砂」は、しばしば最も幅広くおよび容易に入手できる表面材料であるが、表明材料を形成するのにより適した硬く、角があり、洗浄した砂は最も高価な砂の１つである。上述したように、清浄にされ、洗浄された砂自体は、とりわけ約１０ｃｍよりも深いところでは、バレルレーシングおよびカッティングのような鋭いターンおよび停止を伴う騎乗訓練およびイベントには概して過度に緩い（または遊離している）。また、砂を濡らすことはトラクションを改善するが、砂を適正な湿潤範囲に維持するために必要であろう頻繁かつ十分な散水は経済的および／または技術的に場所によっては現実的でないかもしれない。
ウエスタンライディングのイベント、とりわけスピードイベントのために改善した安定性が必要な場合、砂−土の組み合わせ（または結合、combination）表面材料は、通常、純粋な砂よりも好まれ、より圧縮した条件を提供することが可能であり、あるいは代わりこの混合物の緩みを増加させ、ローピングイベントおよびカッティングワークでよく見られるようなスライディングストップに、より適するように処理および砕土(または耕す、harrow)することが可能である。土に加えて、例えば木およびゴム粒子を含む他の材料を砂と混合して砂のみの場合に伴ういくつかの性能上の欠点を克服してもよい。木製品の添加は通常、混合物の水分保持能力を改善し、混合物のトラクションを改善し、いくらのクッション効果（緩衝効果）を付与する。予想されるであろう通り、例えば使用済みの（または再生した、post-consumer）粒状のゴムを含むゴム粒子は、砂表面混合物のクッション性を改善し、砂と砂との磨耗を減少させることにより表面材料の耐用年数を延長できる。
上述したように、木製品は砂のような他の材料と組み合わせて用いてもよく、または単独もしくは主たる馬場(または走路、footing)材料として用いてもよい。ウッドチップまたは粗いおがくずは、無機材料（砂、石粉）のクッション性および水分保持能力を改善するであろう。木製品は、しかしながら、場所により、また同じ木工場からでも道によってさえ、極めて広範囲に変化し得る。さらに、木製品は砂ほど耐久性がなく、結局は破壊および／または分解するであろう。この劣化は、通常、より小さい初期粒子径を有するおよび／またはより柔らかな木から作られた木製品でより早く問題となるであろうし、最終的に圧縮された基礎及びダストの生成をもたらす、より小さい粒子に破壊し易い傾向がある。松やシーダー（またはヒマラヤスギ、cedar）のようないくつかのより軟らかい木からは揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の放出および呼吸危険の問題との関連についていくつかの懸念も生じている。クルミおよび桜の木は馬にとってかなり有害であることから、これらは木製品を原料として除外することも推奨されている。砂ベースおよび／または石粉ベースの表面材料と比較した場合、主に木をベースとする表面材料の利点は馬の蹄の磨耗の低減である。砂ベースの材料と同様に、しかしながら、殆どの場合、適切なトラクションを与えるように、木製品内に所定の範囲の水分を維持する必要がある。木製品が過剰乾燥または過剰に濡らされた場合、トラクションは減少する傾向にあり、スリップ、落下および拒絶(refusal)をもたらし得る。
上述したように、例えばリサイクルした靴またはタイヤからのゴム材料は小さい粒子に粉砕(ground)または分割(または削減、shed)することができる。リサイクルしたタイヤからのゴムは残留している如何なる金属ファイバ（スチールベルトが入れられたタイヤから）または他の異物を除去する処理を行われることがとりわけ重要である。木製品と異なり、ゴムベースの表面材料は、よりゆっくりと分解または破壊する傾向がある。しかしながら、馬の蹄の活動の結果、例えば砂および／または石粉を含む、より研磨作用のある材料との研磨により、簡単にいくらか劣化するであろうことが予測される。殆どのリサイクルしたゴムの濃い色はキラキラした輝き(glare)を低減することができ、寒い期間の表面材料の太陽光による加熱および雪解けの速度を改善する。ゴムの供給源（source）に応じて、故意又は大雨の間のいずれであろうと表面材料が浸水した際にゴム粒子を浮揚または分離させることができる、約１．０以下の比重をゴム粒子は有してもよい。従って、表面材料層全体に亘りゴム粒子を再分配するように表面材料を定期的に処理する準備を行う必要がある。
上記したように、石粉は適切に維持（通常、散水と砕土(harrowing)を含む）されていると優れた安定性、優れた排水性および魅力ある表面を与えることができる別の従来の表面材料である。適切に維持した石粉は馬術のイベントのための適切な馬場を与えることができるが、石粉は非常に圧縮され、かつダストを生成する傾向がある。表明材料の主成分として用いた場合、石粉（様々な地域の名称、例えばブルーストーン、ロックダスト（または岩粉）、篩いにかけた石灰石(limestone screening)、真砂土(decomposed granite)）、ホワイトストーンを含む、で知られている）は、圧縮されにくい狭い範囲の大きさを含むように分類（篩い分け）される必要がある。上記で提案したように、石粉をゴムと混合すると、ジャンピングショーのイベントの際のジャンプの踏切および着地のような、馬術イベントでの方向および速度の急激な変化を可能にする受容可能な安定性を維持したまま、圧縮される傾向を抑制するであろう。
表土(topsoil)は非常に曖昧な用語であり、地域により、あるいは農場によってさえ、幅広く変化するであろう。概して、表土を農業に有用なものとする特性は表面材料として使用するには表土を適さないものにする。とりわけ、材料が幅広く格付けされていることから（即ち、幅広い範囲の粒子サイズを含み、しばしばかなりのパーセントの細粒を含む）ことから、非常に圧縮され易い。更に、乾燥すると、非常に硬くおよび／またはかなりのダストの供給源であり、濡れると、非常な粘着性を有し、滑りやすい（とりわけ、多くの粘度成分を有する表土組成物では）。表土は、上述した材料よりも緩やかに排水する傾向があり、水浸しになった後、それらが使用に適するようになるまでにより多くの時間および／または処理が必要となるかもしれない。上述したように、表土と砂の組み合わせを変えることは、個々の成分では容易に達することができない特性の満足できる組み合わせを提供することが可能である。
馬房（または厩舎）の廃棄物(stall waste)（堆肥と植物もしくは木ベースの寝床材料(bedding material)との組み合わせ）は、場合により表面材料として用いられる（とりわけ低いコストが主たる決定因子である場合）。残念ながら、馬房の廃棄物は多くの部分が有機物であり、圧縮の可能性を増加させる細かい粒子に急速に破壊されやすい。さらに、ペスト（とりわけハエ）、ダスト（または埃）、臭気および公衆衛生に関する懸念もまた馬房の廃棄物の適用（とりわけ、多量の堆肥を含む場合）にとっては一般的な問題であろう。尿および堆肥の分解により放出されるアンモニアおよびそれが馬の呼吸器システムに害を及ぼす可能性（とりわけ、囲まれた場所での適用）に関する懸念もある。ガス放出と臭気の問題は戸外での使用で低減することができるが、馬房の廃棄物は、濡れた場合極めて滑りやすくなり得る。
上述したように、多くの表面材料が商業的に入手可能であり、より古い、より従来からの表面材料と関連する１以上の懸念に対処するとうたわれている。しかしながら、これらの第２世代の材料は他の懸念（とりわけ幅広い温度範囲での材料の安定性に関して）をもたらしている。
従来の表面材料、とりわけ砂とワックスとファイバとを含む従来の表面材料を改善するように構成された表面材料を開示する。この表面材料の実施形態の例は、ポリマーまたはポリマー／オイル ブレンドを被覆された、ベースとなる適切な砂とファイバとを含む。開示されているポリマーおよびポリマー／オイル ブレンドは、表面材料（グランドカバー材料(ground cover material)と呼ばれる場合がある）が使われるであろう通常の温度範囲亘り、粘性の顕著なより小さい変化を与え、これにより、これら表面材料上を歩く馬のために、より安定した道の状態を与える。このような表面組成物（または表面用組成物、surfacing composition）の製造方法および例えばアリーナおよびトラックを含む乗馬場の建設におけるこのような表面組成物の使用方法もまた開示されている。
以下に説明する実施形態の例は、添付の図とともに詳細な説明を考慮することでより明確に理解されるであろう。
これらの図は特定の実施形態例に用いられる方法、構造および／または材料の概略的な特徴を示すこと及び以下に示す詳細な説明を補完することを目的とする。これらの図は、しかしながら、一定の縮尺となっているものではなく、任意の実施形態の正確な構造または性能特性を正確に反映していなかいもしれず、実施形態例により包含される数値範囲または特性を定義および制限するものと解してはならないことに留意すべきである。
これらの図は特定の実施形態例に用いられる方法、構造および／または材料の概略的な特徴を示すこと及び以下に示す詳細な説明を補完することを目的とする。これらの図は、しかしながら、一定の縮尺となっているものではなく、任意の実施形態の正確な構造または性能特性を正確に反映していなかいもしれず、実施形態例により包含される数値範囲または特性を定義および制限するものと解してはならないことに留意すべきである。
本願の開示に係る表面材料組成物は、該組成物の主たる成分として砂、とりわけ角を有する砂(または角砂、angular sand)または亜角を有する砂(または亜角砂、subangular sand)を含む。砂は全体の組成の約８０％〜約９８％含まれていてよい。特段の記載がなければ、本明細書で用いるパーセントは最終の組成物の全重量を基準とした重量パーセントを意味する。上述のように、表面材料の粒子サイズ分布は圧縮の傾向および圧縮への抵抗に影響を与えるであろう。適切な砂混合物の粒子サイズ分析は以下の表１に示すサイズ分布に一致してもよい。
本願の開示に係る表面材料組成物は、少なくとも１つのポリマーを含み、重合体（またはポリマー）、共重合体（またはコポリマー）、三元重合体（またはターポリマー）の混合物(mixture)またはブレンドを含んでもよい。ポリマー成分は全体組成の約１〜約１０％含まれてよい。単一または組み合わせのいずれであっても、例えばポリアルファオレフィン（ポリα−オレフィン）、エチレン酢酸ビニール（ＥＶＡ）、ポリアミド、ポリブチレン（ＰＢ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）を含む多くのポリマー（または重合体）材料を表面材料に首尾よく用いることが可能であると期待される。用いるポリマー材料は、通常、以下の表２に示される特性の組み合わせを備えるように選択されるべきである。
本願の開示に係る表面材料組成物は、少なくとも１つのオイルを含んでよく、またオイルの混合物またはブレンドを含んでよい。オイル成分は表面材料組成物の約１０％まで含まれてよい。単一または組み合わせのいずれであっても、例えばパラフィン系オイル、芳香油およびナフテン油を含む様々なオイルを表面材料に首尾よく用いることが期待される。用いるオイルは、通常、以下の表３に示される特性の組み合わせを備えるように選択されるべきである。
本願の開示に係る表面材料組成物は、また少なくとも１種類の合成繊維を含んでおり、合成繊維の混合物またはブレンドを含んでよい。合成繊維成分は表面材料組成物の約０．５〜５％まで含まれてもよい。単一または組み合わせのいずれであっても、例えばレーヨン、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレン（ＰＥ）を含む様々な合成繊維を表面材料に首尾よく用いることが期待される。表面材料組成物形成に用いられる特定のファイバ（または繊維）の組成に関わらず、通常、ファイバ以下の表３に示される特性の組み合わせを備えるように選択されるべきである。
上述した成分の組み合わせを用いて、以下に詳述する方法例に従い、本願開示に係る表面材料組成物形成は製造することができる。第1の製造方法の例では、更なる処理のために砂を準備するように、ある量の砂組成物を乾燥し、約１２０〜約１６０℃の間の温度に加熱する。そして、例えばアスファルト混合混和機（またはアスファルト混合パグミル、asphalt mixing pug mill）、セメントミキサーまたは飼料混合機(feed mixer)を含む適切な混合機に、所定量の準備した砂を配置する。そして、表面組成物の対応する量のポリマーと、用いる場合にはオイル成分とを混合機の砂に添加し、その後、個々の成分が砂全体に亘り概して均一に分布するのに十分な時間混合する。個々の混合物にもよるが、約３０秒〜約５分の間の混合時間は所望の程度の混合を達成するのに十分であると期待される。その後、表面材料組成物のファイバ成分を混合物に添加し、加熱混合物(hot mixture)全体に亘りファイバが分散するのに十分な第２の混合時間の間混合する。
加熱混合物を混合機から取り除き室温近傍まで冷却する。冷却期間の間、混合物は混合物の塊ができるのを抑制するのに十分な形態で加工される。混合物を加工する(working)１つの方法は、地面に加熱混合物の層を約５〜約１５ｃｍ堆積し、材料を空冷させる。加熱混合物の層が冷却される際に、鋤(harrow)または適切な１つの機械（または器具）もしくは複数の機械で加工し塊になるのを防止し、これにより概して粒子状の稠度(consistency)および組織を維持する。理解できるように、加熱混合物を予め用意された基盤(base)および／または基部(subbase)に堆積させることは、冷却した組成物を輸送する必要がなくなり、製造工程の効率を改良するであろう。別の実施形態では、より多くの表面材料組成物を離れた場所(offsite)で製造し、その後、最終的に設置（または導入、instllation）する場所にトラックで運ぶことが可能である。
図１および２に示すように、表面材料組成物は様々な馬術用の用途の最表面の材料として用いてよい。簡単にするために、表面材料組成物が予め準備した基盤（またはベース）の表面に広がっている、簡単なリング状の設置（simple ring installation）について説明する。当業者は、基盤または基部は様々な方法および様々な材料を用いて構成できることを理解するであろう。しかしながら、概して基盤または基部の材料は、表面材料を支持し、予定される使用に耐えるのに十分なように平坦な又はなだらかに王冠状(crowned)となった表面を与えるように選択すべきである。
図２に示すように、所定の配置(installation)の要求に応じた、改善した排水、水分制御、温度制御および／または隣接する層間の物理的分離を与えるように、１以上の付加的な構成材（または要素）を含んでもよい。とりわけ、追加の排水路を備えた配置では、堆積した尿、堆肥、および／または他の溶解性の汚染物質を希釈し、水で表面を浸水させることにより、そこから適切な処理および／または廃棄のために取り出すことができる排水路にこれら汚染物質を運ぶために、本願の開示に係る表面材料は、表面を水により浸水させることにより定期的に再生(refresh)してもよい。
実施例１
第１の実施例の表面材料組成物は、以下の表５に示す成分の組み合わせを用いて準備した。
第１の実施例の表面材料組成物は、以下の表５に示す成分の組み合わせを用いて準備した。
実施例１の準備に用いた砂混合物は、標準的なＡＳＴＭ規格Ｃ３３のコンクリート砂(Concrete Sand)であり、亜角を有する(subangular)粒子形状と以下の表６に示す等級分布とを有した。
用いたポリマーはポリプロピレン、詳細には米国テキサス州WoodlandsのPhilips Sumika Polypropylene Companyより得た、ＭＡＲＬＥＸ（登録商標） ＡＧＭ １０であった。オイルはパラフィン系白色鉱油(white mineral oil)、詳細には米国テキサス州DickinsonのPenreco社より得た、ＤＲＡＫＥＯＬ（登録商標）３５０であった。用いたファイバは、米国サウスカロライナ州ArcadiaのBarnet社より得た、約１．３ｃｍ（約０．５インチ）の繊維長さ（またはステープル長、staple length）を有する２デニールのポリプロピレンであった。
上記で提案したように砂の温度が約１４０℃と約１６０℃の間に達して、水分量を０．２重量％より少なくなるように、砂はアスファルトドライヤードラムで加熱することにより準備した。４０００ポンド（１８１４ｋｇ）の加熱した砂混合物をアスファルトパグミル混合機に１バッチとして入れた(batched into)。そして、２００ポンド（９０．７ｋｇの）ＭＡＲＬＥＸ（登録商標）ポリマーと１２０ポンド（５４．４ｋｇ）のＤＲＡＫＥＯＬ（登録商標）オイルを混合機の砂混合物に加えた。成分（または原料、ingredient）を１２０秒間混合し、その後、８０ポンド（３６．３ｋｇ）のファイバを混合機に加えた。そして、最終の組成物をさらに６０秒間混合した。
混合生成物はその後、混合機から取り除かれ、約１３ｃｍの実質的に一様な厚さを有する層を形成するように地面に配置される設置場所に運んだ。混合生成物の冷却層は、米国テキサス州AmarilloのCB&H Fabricationから得た、８フィート（２．４ｍ）のRed Master Harrowで冷却しながら、混合生成物が周囲の温度（または外気温、ambient temperature）近傍（この場合約３０℃より低い）に達するまで繰り返し砕石した。得られた表面組成物は、層の深さ全体に亘り、概して一定の粒状のテクスチャー（または構造、texture）を有していた。基本的な、製造方法を図３に示す。
実施例２
第２の実施例の表面材料組成物は、以下の表７に示す成分の組み合わせを用いて準備した。
第２の実施例の表面材料組成物は、以下の表７に示す成分の組み合わせを用いて準備した。
実施例２の準備に用いた砂混合物は標準的なＡＳＴＭ規格Ｃ３３のコンクリート砂(Concrete Sand)であり、亜角を有する(subangular)粒子形状と上述の表６に示す等級分布とを有した。
用いたポリマーはポリα−オレフィン、詳細には米国ニュージャージー州Parsippany、Interpace Parkway 317のEvonik Degussa Corporationより得た、ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ（登録商標）４０８であった。オイルはパラフィン系白色鉱油、詳細には米国テキサス州DickinsonのPenreco社より得た、ＤＲＡＫＥＯＬ（登録商標）２１であった。用いたファイバは、実施例１で用いたポリプロピレンファイバであった。
砂の温度が約１２０℃と約１３０℃の間に達して、水分量が０．２重量％より少なくなるように、砂はアスファルトドライヤードラムで加熱することにより準備した。４０００ポンドの加熱した砂をアスファルトパグミル混合機に１バッチとして入れた(batched into)。そして、６０ポンドのＤＲＡＫＥＯＬ（登録商標）オイルをミキサーにポンプで搬送しながら、１２０ポンドのＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ（登録商標）ポリマーを直接ミキサーに加えた。原料を１２０秒間混合し、その後、８０ポンドのファイバを混合機に加え、さらに６０秒間混合した。
混合生成物はその後、混合機から取り除かれ、設置場所に運ばれ、約１３ｃｍの実質的に一様な厚さを有する層として地面に堆積した。混合生成物の冷却層は、米国テキサス州AmarilloのCB&H Fabricationから得た、８フィート（２．４ｍ）のRed Master Harrowで冷却しながら、混合生成物が周囲の温度（または外気温）近傍（この場合約３０℃より低い）に達するまで繰り返し砕石した。得られた表面組成物は、層の深さ全体に亘り、概して一定の粒状のテクスチャー（または構造、texture）を有していた。
実施例３
第１の実施例の表面材料組成物は、以下の表８に示す成分の組み合わせを用いて準備した。
第１の実施例の表面材料組成物は、以下の表８に示す成分の組み合わせを用いて準備した。
実施例３の準備に用いた砂混合物は標準的なＡＳＴＭ規格Ｃ３３のコンクリート砂(Concrete Sand)であり、亜角を有する(subangular)粒子形状と上述の表６に示す等級分布とを有した。用いたポリマーはアモルファスポリα−オレフィン（ＡＰＡＯ）、詳細には米国、郵便番号07054、ニュージャージー州Parsippany Interpace Parkway 317、私書箱677のEvonik Degussa Corporationより得た、Ｖｅｓｔｏｐｌａｓｔ（登録商標）５０８であった。用いたファイバは、郵便番号29320、サウスカロライナ州Arcadia Hayne Street 1300のWilliam Barnet & Son社より得た、約０．６ｃｍ（約１／４インチ）の繊維長さ（またはステープル長、staple length）を有する２デニールのポリエステルであった。
上述の実施例のように、砂の温度が１２０℃と１５００℃の間に達して、水分量が０．２重量％より少なくなるように、砂はアスファルトドライヤードラムで加熱することにより準備した。４０００ポンド（１８１４ｋｇ）の加熱した砂混合物をアスファルトパグミル混合機に１バッチとして入れ(batched into)、その後、１６０ポンド（７２．６ｋｇ）のＶｅｓｔｏｐｌａｓｔ（登録商標）５０８ポリマーを混合機に加えた。そして、原料を約６０秒間混合し、その後、８０ポンド（３６．３ｋｇ）のファイバを混合機に加えた。最終の組成物を更に６０秒間混合した。
混合生成物はその後、混合機から取り除かれ、約１３ｃｍの実質的に一様な厚さを有する層を形成するように地面に配置される設置場所に運んだ。混合生成物の冷却層は、米国テキサス州AmarilloのCB&H Fabricationから得た、８フィート（２．４ｍ）のRed Master Harrowで冷却しながら、混合生成物が周囲の温度（または外気温）近傍（この場合約３０℃より低い）に達するまで、表面材料を形成するように繰り返し砕石した。得られた表面組成物は、層の深さ全体に亘り、概して一定の粒状のテクスチャー（または構造、texture）を有していた。基本的な、製造方法を図３Ｂに示す。
図１の実施形態例１００に示すように、表面材料はアリーナまたはフェンス１０２もしくは家畜を収容するのに適した他の障壁（またはバリア）により境界を設けられた他の囲い地(enclosure)の機能する(working)表面を形成するのに用いてよい。表面材料１０４の層は、順に、準備した基部層１０８(または路盤層、sub-base layer)の上に形成された、基盤層（またはベース層、base layer）１０６の上に形成してよい。板（またはボード）または他の構造物を用いてアリーナの周囲に障壁１１０を形成して表面材料を制限するのを支援してもよい。アリーナの外側では、例えば敷藁、草、砂利または砂のような層１１２を天然の土１１４の上に設けて、外観および／または機能を改善してもよい。図２の実施形態例２００に示されるように、図１のアリーナの基本構造は、例えば、適切なジオテキスタイル(geotextile)１１６、潅漑ライン１２０、排水ライン１１８および加熱テープ(heating tape)および／または蒸気／冷却水ラインのような加熱／冷却要素１１２を含む１またはそれ以上の付加的な構造物を備えることにより改善してもよい。当業者が理解するであろうように、このような付加的な構造の選択および配置は、主に、表面材料が適用されるアリーナの場所および意図する用途、ならびにこのような適用の予算により決定される。
図３Ａの実施形態の例に示すように、表面組成物は、乾燥し清浄な砂混合物３０２を加熱することと、通常、加熱および撹拌した混合機に、ポリマー成分（または要素）３０４、オイル成分（または要素）３０６およびファイバ成分（または要素）３０８を加えることとにより製造してもよい。一旦、各種の成分が十分に混合されると、混合物は、凝集を抑制するのに十分な程度の撹拌を維持したまま、例えば設置場所の周囲の温度（または気温、ambient temperature）の２０℃以内のような意図した操作範囲内の温度まで冷却される。加熱混合物は、現地で混合機から取り出してもよく、またはより一般的だが、設置場所に配送するように適切な輸送手段に取り出してもよい。オイルの添加を省略した、別の実施形態の例を図３Ｂに示す。当業者が理解するように、添加工程３０４、３０６（実施する場合）および３０８は異なる順序で実施してもよく、または実質的に同時に完了してもよい。
図４Ａおよび４Ｂに示すように、表面組成物の第１の実施形態の例は、被覆した（またはコーティングした）砂粒子４０２およびファイバ４０４を含む。図５Ａおよび５Ｂに示すように、表面組成物の第２の実施形態の例は、被覆した砂粒子５０２および多様な（または変化した）ファイバ５０４ａと５０４ｂを含む。図６Ａと６Ｂに示すように、表面組成物の第３の実施形態の例は、被覆した砂粒子６０２および多様な（または変化した）ファイバ６０２ａと６０２ｂを含む。
当業者はまた、本明細書に開示されている表面組成物は、予測される温度範囲、表面組成物の深さおよび利用可能な水分制御のような因子を考慮することにより特定の用途のために更に改良できることも理解するであろう。
本発明は、その特定の実施形態の例を参照して詳しく示し、説明されているが、当業者は、本発明の精神および以下の請求項により規定される本発明の技術的範囲から逸脱することなしに、本発明の形態および細部の各種の変更を行うことが可能であることを理解するであろう。
Claims (17)
- ８０〜９８重量％の清浄な砂と；
１〜１０重量％のポリマー成分と；
１０重量％以下のオイル成分と；および
０．５〜５重量％のファイバ成分と
を含むことを特徴とする表面組成物。 - 角を有するまたは亜角を有すると分類される粒が、前記清浄な砂の大部分をなすことを特徴とする請求項１に記載の表面組成物。
- 前記ポリマー成分が、重合体、共重合体、三元共重合体、これらの混合物およびこれらの組み合わせから成る群より選択される少なくとも１つのポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の表面組成物。
- 前記ポリマー成分が、ポリアルファオレフィン、エチレン酢酸ビニール（ＥＶＡ）、ポリアミド、ポリブチレン（ＰＢ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、これらの混合物およびこれらの組み合わせから成る群より選択される少なくとも１つのポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の表面組成物。
- 前記ポリマー成分が、
ＡＳＴＭ Ｄ３６−０６に従い測定された８０℃〜１２０℃の軟化点と、
ＡＳＴＭ Ｄ３２３６−８８に従い測定された２〜４０ｍＰａ・ｓの１９０℃での溶融粘度と、
の両方を示すことを特徴とする請求項１に記載の表面組成物。 - 前記オイル成分が、ＡＳＴＭ Ｄ４５５に従い測定された２０〜１００センチストークの４０℃での粘度を示すことを特徴とする請求項１に記載の表面組成物。
- 前記オイル成分が、パラフィン系オイル、芳香油、ナフテン油、これらの混合物およびこれらの組み合わせから成る群より選択されることを特徴とする請求項６に記載の表面組成物。
- 前記ファイバ成分が、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、これらの混合物およびこれらの組み合わせから成る合成繊維の群より選択されることを特徴とする請求項１に記載の表面組成物。
- 前記ファイバ成分が、３．２〜２５．４ｍｍの平均繊維長さと、０．５〜１２デニールの平均繊維直径とを示すことを特徴とする請求項１に記載の表面組成物。
- 前記ポリマー成分が、ＡＳＴＭ Ｄ３６−０６に従い測定された８０℃〜１２０℃の軟化点と、ＡＳＴＭ Ｄ３２３６−８８に従い測定された２〜４０ｍＰａ・ｓの１９０℃での溶融粘度との両方を示し、；
前記オイル成分が、ＡＳＴＭ Ｄ４５５に従い測定された２０〜１００センチストークの４０℃での粘度を示し；
前記ファイバ成分が、３．２〜２５．４ｍｍの平均繊維長さと、０．５〜１２デニールの平均繊維直径とを示すことを特徴とする請求項１に記載の表面組成物。 - 前記ポリマー成分が、ＡＳＴＭ Ｄ３６−０６に従い測定された８０℃〜１２０℃の軟化点と、ＡＳＴＭ Ｄ３２３６−８８に従い測定された２〜４０ｍＰａ・ｓの１９０℃での溶融粘度との両方を示し、；
実質的にオイルを含まず；
前記ファイバ成分が、３．２〜２５．４ｍｍの平均繊維長さと、０．５〜１２デニールの平均繊維直径とを示すことを特徴とする請求項１に記載の表面組成物。 - ８９．５〜９４．５重量％の清浄な砂と；
２．５〜５．５重量％のポリマー成分と；
３．５重量％以下のオイル成分と；および
０．５〜２．５重量％のファイバ成分と
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の表面組成物。 - ９３．５〜９４．５重量％の清浄な砂と；
３．５〜４．５重量％のポリマー成分と；
０．５〜２．５重量％のファイバ成分と；および
０．１重量％未満のオイル成分と
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の表面組成物。 - ９３．５〜９４．５重量％の清浄な砂と；
３．５〜４．５重量％のポリマー成分と； および
０．５〜２．５重量％のファイバ成分と
を更に含み、
実質的にオイル成分を含まないことを特徴とする請求項１に記載の表面組成物。 - ポリマー成分の軟化点温度よりも高い温度で清浄な砂の装填を維持し、加熱した砂を得ることと；
前記加熱した砂全体に前記ポリマー成分を配分することと；
前記加熱した砂全体にファイバ成分を配分し、加熱した砂と前記ポリマー成分と前記ファイバ成分との組み合わせが、作用混合物を形成することと；および
前記作用混合物を撹拌しながら周囲の温度の２０℃以内の温度に冷却するとことと
を含むことを特徴とする表面組成物の製造方法。 - １２０〜１５０℃の温度で清浄な砂の装填を維持し、加熱した砂を得ることと；
前記加熱した砂全体に２．５〜５．５重量％のポリマー成分を配分することと；
前記加熱した砂全体に３．５重量％以下のオイル成分を配分することと；
前記加熱した砂全体に０．５〜２．４重量％のファイバ成分を配分し、加熱した砂と前記ポリマー成分と前記オイル成分と前記ファイバ成分との組み合わせが、作用混合物を形成することと；および
前記作用混合物を撹拌しながら周囲の温度の１０℃以内の温度に冷却するとことと
を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の表面組成物の製造方法。 - ９０〜９４重量％の清浄な砂と；
ＡＳＴＭ Ｄ３６−０６に従い測定された８０℃〜１２０℃の軟化点と、ＡＳＴＭ Ｄ３２３６−８８に従い測定された２〜４０ｍＰａ・ｓの１９０℃での溶融粘度との両方を示す、２．５〜５．５重量％のポリマー成分と；および
３．２〜２５．４ｍｍの平均繊維長さと、０．５〜１２デニールの平均繊維直径とを示す、０．５〜２．５重量％のファイバ成分と
から実質的に成ることを特徴とする表面組成物。
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