JP6916485B2

JP6916485B2 - 人工芝に含まれる砂の再生方法

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Publication number: JP6916485B2
Application number: JP2017088590A
Authority: JP
Inventors: 克己盛武; 公二多久和; 康雄松井
Original assignee: 1/1ASAHI YUKIZAI CORPORATION
Current assignee: 1/1ASAHI YUKIZAI CORPORATION
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2021-08-11
Anticipated expiration: 2037-04-27
Also published as: JP2018184809A

Description

本発明は、人工芝に含まれる砂の再生方法に関する。

従来、使い古した人工芝の再利用が検討されている。例えば、剥ぎ取った人工芝から砂及びゴムの混合物を分離し、この混合物を風選により砂とゴムとに選別し、選別された砂とゴムとを再利用する人工芝のリサイクル工法が提案されている（特許文献１）。

特許文献１の人工芝のリサイクル工法では、選別された砂とゴムとはそのまま再利用される。ところが、風選により得られた砂には、通常、ゴミ又は汚れが付着し、さらには不純物が混入している。また、この砂は、風化により塊状で硬くなっており、湿った状態であることも多い。このため、選別後の砂が人工芝にそのまま再利用されると、砂の流動性が悪いことに起因して敷設時の人工芝にムラが生じたり、砂の湿気に起因して敷設後の人工芝に雑菌が繁殖したりする懸念があり、人工芝の品質に問題が生じるおそれがある。

また、これらの懸念を払しょくするために、選別後の砂を洗浄した後に乾燥するという方法を採用することが考えられるが、砂の再生にかける手間と時間とが増大するおそれがある。

特開２０１３−８３０６２号公報

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、人工芝に含まれる砂を純良な状態に再生することができる人工芝に含まれる砂の再生方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた発明は、シート状の基材と、この基材に植設される芝糸と、上記基材の表面上に充填され、少なくとも砂及びゴムチップを含有する充填材とを備える人工芝に含まれる砂の再生方法であって、上記人工芝を敷設位置から剥離する工程と、上記剥離工程後の上記人工芝から上記充填材を分離する工程と、上記分離工程後の上記充填材を焼成する工程と、上記焼成工程後の砂を分級する工程とを有する。

当該再生方法は、人工芝から分離した充填材を焼成する工程を有するので、充填材に含まれるゴムチップ、ゴミ、汚れ及び不純物を焼却することにより充填材に含まれる砂を取り出すことができる。取り出された砂は、焼成によって滅菌されるとともにその流動性が向上し、純良な状態に再生される。また、当該再生方法は、焼成工程後の砂を分級する工程を有するので、純良な状態に再生された砂のみを取り出すことができる。

当該再生方法は、上記分級工程の前に、上記焼成工程後の砂を研磨する工程をさらに有するとよい。これにより、当該再生方法は、焼成工程後の砂表面の付着物を適切に取り除くことができる。

上記分級工程が、空気流により上記焼成工程後の砂を流動させ、集塵装置によりこの砂に含まれる微粉体を取り除く工程と、ふるいにより上記焼成工程後の砂に含まれる異物を取り除く工程とを有するとよい。これにより、当該再生方法は、焼成工程後の砂に紛れ込んだ微粉体及び異物を適切に取り除くことができる。

上記焼成工程における焼成温度が４００℃以上１０００℃以下であるとよい。これにより、当該再生方法は、充填材に含まれるゴムチップ、ゴミ、汚れ及び不純物を十分な温度で燃焼させることができる。

本発明は、人工芝に含まれる砂を純良な状態に再生することができる。

本発明の一実施形態の再生方法に用いられる人工芝を示す模式的断面図である。本発明の一実施形態の再生方法を示すフローチャートである。図２の分級工程Ｓ４の詳細を示すフローチャートである。図２とは異なる実施形態の再生方法の一部を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る人工芝に含まれる砂の再生方法の実施形態について図を参照しつつ詳説する。

当該再生方法は、シート状の基材と、この基材に植設される芝糸と、基材の表面上に充填され、少なくとも砂及びゴムチップを含有する充填材とを備える人工芝に含まれる砂の再生方法である。まず、当該再生方法に用いられる人工芝について説明する。

［人工芝］
図１に示す人工芝１は、シート状の基材２と、この基材２に植設される芝糸３と、基材２の表面上に充填され、砂４及びゴムチップ５を含有する充填材６とを備えている。

＜基材＞
基材２は、人工芝１の底部に配設され、人工芝１の他の部材を支持する基部を構成するものであり、シート状に形成されている。基材２の材料としては、特に限定されないが、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂の繊維を用いた平織布や、スチレン・ブタジエンゴム又はポリウレタンラテックスが塗布された不織布を用いることができる。

＜芝糸＞
芝糸３は、複数本の繊維を束ねた房状体であり、基材２の表面側に所定間隔で植設されている。芝糸３は、芝草を模したものであり、形状は概ね直線状であるが、先端部分が湾曲していてもよい。芝糸３の材料としては、特に限定されないが、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂の繊維を用いることができる。芝糸３の長さは、人工芝１が敷設される競技場の用途に応じて、基材２の表面から例えば１０ｍｍ以上８０ｍｍ以下に設定されるが、特に限定されない。

＜充填材＞
充填材６は、基材２の表面に対して層状に充填されることで人工芝１にクッション性を与えるものである。図１に示される人工芝１の充填材６は、基材２の表面に積層される砂４と、この砂４の表面に積層されるゴムチップ５とを有している。この充填材６は、基材２の表面から伸びた複数の芝糸３間に基材２の上方から砂を撒いて砂４を層状に形成した後、この砂４の上方からゴムチップを撒いてゴムチップ５を層状に形成することで得られる。なお、充填材６は、少なくとも砂４及びゴムチップ５を含有していればよく、他の材料をさらに含んでいてもよい。また、充填材６は、砂４とゴムチップ５とが上下に入れ替わるように設けられていてもよいし、砂とゴムチップとが混合した状態の１つの層であってもよい。

砂４は、天然砂であっても、人工砂であってもよく、特に限定されない。砂４の材料としては、例えばケイ砂、オリビンサンド、ジルコンサンド、クロマイトサンド、アルミナサンド、フェロクロム系スラグ、フェロニッケル系スラグ、転炉スラグ、ムライト系人工粒子等を用いることができ、これらの再生砂が用いられてもよいし、これらを２種以上組み合わせたものが用いられてもよい。また、砂４に用いられる砂の平均粒子径は、特に限定されないが、例えば２１２μｍ以上１５００μｍであればよく、好ましくは３００μｍ以上１２００μｍ以下であればよい。砂の形状は、球形状であってもよいし、非球形状であってもよい。

ゴムチップ５は、ゴムを粒子化したものであればよく、特に限定されないが、例えば天然ゴム、合成ゴム等の加硫ゴムや、熱可塑性エラストマーが用いられる。合成ゴムとしては、例えばイソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリイソブチレン等が挙げられ、熱可塑性エラストマーとしては、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系、塩化ビニル系、ウレタン系のものが挙げられるが、これらのうちの１種が用いられてもよいし、これらを２種以上組み合わせたものが用いられてもよい。また、ゴムチップの平均粒子径は、特に限定されないが、例えば１０００μｍ以上３０００μｍ以下であればよく、好ましくは１０００μｍ以上２０００μｍ以下であればよい。ゴムチップの形状は、一般的にゴムチップの製造方法によって決まるものであり、粒子化されていれば特に限定されない。なお、砂及びゴムチップの平均粒子径は、例えばレーザ回折式の粒度分布測定装置によって測定される粒度分布により求められる。

砂４の層及びゴムチップ５の層は、それぞれの厚みが略同一であると好ましい。また、充填材６が砂４及びゴムチップ５の２層で形成される場合における砂４の量とゴムチップ５の量との比率は、特に限定されないが、例えば質量基準で３：２以上９：１以下であると好ましい。

［人工芝に含まれる砂の再生方法］
当該再生方法は、競技場等に敷設済みの人工芝１に含まれる砂を流動性の良い滑らかな状態に再生する方法である。図２に示す当該再生方法は、人工芝１を敷設位置から剥離する剥離工程Ｓ１と、剥離工程Ｓ１後の人工芝１から充填材６を分離する分離工程Ｓ２と、分離工程Ｓ２後の充填材６を焼成する焼成工程Ｓ３と、焼成工程Ｓ３後の砂を分級する分級工程Ｓ４とを有している。

＜剥離工程Ｓ１＞
剥離工程Ｓ１では、剥ぎ取り機やフォークリフト等を用いて、敷設済みの人工芝１が敷設位置から機械的に剥離される。人工芝１は、この後の作業の都合に応じて、剥ぎ取り途中または剥ぎ取り後に適当な大きさに切断されてもよい。

＜分離工程Ｓ２＞
分離工程Ｓ２では、剥離後の人工芝１から充填材６と基材２及び芝糸３とを分離する。分離工程Ｓ２における充填材６の分離方法は、特に限定されないが、人工芝１の芝糸３を下方向に向け、叩き装置で人工芝１の背中（裏面）を叩く方法、人工芝１に振動を与える方法、吸引機で充填材６を吸引する方法、ブラシ又はスパイク状の突起物を円筒状の回転体に取り付けて回転させることで人工芝１の芝糸３の根元にある砂４及びゴムチップ５を解きほぐしながら掻き出す方法等が用いられる。これらの分離方法は、人工芝１が専用の装置に投入されることにより自動的に行われてもよいし、半自動又は手作業で行われてもよい。

充填材６に含まれている砂４及びゴムチップ５は、混合物の状態で分離され、ゴミや不純物を含むが、これらのゴミや不純物は、後述の手順により取り除かれるので、分離工程Ｓ２で取り除かれなくても良い。また、分離工程Ｓ２で分離された基材２及び芝糸３は、砂の再生とは別に処理されるが、例えば再生樹脂の原料、焼成工程Ｓ３における追加燃料、又は別用途における燃料として利用することが可能である。

なお、上述の剥離工程Ｓ１及び分離工程Ｓ２では、人工芝１の剥離と充填材６の分離とが別々の手順として実行されるが、人工芝１の剥離と充填材６の分離とを同時に実行可能な装置を用いることで、これらの手順が同時に実行されてもよい。

＜焼成工程Ｓ３＞
焼成工程Ｓ３では、人工芝１から分離した充填材６である砂４及びゴムチップ５の混合物を焼成する。この混合物の焼成には、例えばロータリーキルンやトンネルキルン等の焼成炉が用いられる。混合物にはゴムチップ５が含まれているので、ゴムチップ５が焼成時に燃料の役割を果たすことで焼成が効率良く進行する。また、混合物は、ゴムチップ５が燃焼することに伴い高温で焼成されるので、混合物に含まれるゴムチップ５、ゴミ及び不純物は完全に燃焼する。なお、焼成工程Ｓ３では、砂４及びゴムチップ５の混合物に他の材料を加えたものを焼成してもよく、例えば人工芝１から分離した基材２及び芝糸３を混合物に加えたものを焼成してもよい。

焼成工程Ｓ３における焼成温度の下限は、４００℃以上であり、５００℃であると好ましく、６００℃であるとより好ましい。焼成温度が上記下限未満であると、ゴムチップ５、ゴミ及び不純物が完全に燃焼しないおそれがある。一方、焼成温度の上限は、１０００℃であり、９００℃であると好ましく、８００℃であるとより好ましい。焼成温度が上記上限を超えると、焼成炉に負荷がかかる上に、加熱コストが増大するおそれがある。

＜分級工程Ｓ４＞
分級工程Ｓ４では、焼成後の砂を分級する。図３に示すように、分級工程Ｓ４は、空気流により焼成後の砂を流動させ、集塵装置によりこの砂に含まれる微粉体を取り除く集塵工程Ｓ４−１と、ふるいにより焼成後の砂に含まれる異物を取り除くふるい工程Ｓ４−２とを有している。

（集塵工程Ｓ４−１）
集塵工程Ｓ４−１では、集塵装置を駆動した状態で空気流により焼成後の砂を流動させることで、焼成後の砂に含まれている塵及び微粉（微粉体）を集塵装置で除去する。これにより、焼成後の砂から微小な残留物が取り除かれる。

（ふるい工程Ｓ４−２）
ふるい工程Ｓ４−２では、ふるいを用いて砂の粒子径を分級することで、焼成後の砂に含まれる異物を取り除く。これにより、焼成後の砂から大きな残留物が取り除かれるとともに、適切な粒子径の砂が選択的に取り出される。

なお、分級工程Ｓ４は、焼成後の砂を分級する工程であれば他の工程であってもよく、上述の集塵工程Ｓ４−１及びふるい工程Ｓ４−２を有するものに限定されない。例えば、分級工程Ｓ４が、集塵工程Ｓ４−１又はふるい工程Ｓ４−２のいずれか一方を有するものであってもよいし、ふるい工程Ｓ４−２を実行した後に集塵工程Ｓ４−１を実行するものであってもよい。

（利点）
当該再生方法は、焼成工程Ｓ３においてゴムチップ５が含まれた充填材６を焼成するので、ゴムチップ５を燃料として機能させることで高温での焼成を可能とする。また、当該再生方法は、４００℃以上１０００℃以下の焼成温度で充填材６を焼成するので、充填材６に含まれるゴムチップ５、ゴミ、汚れ及び不純物を完全に燃焼させることができる。さらに、当該再生方法は、砂４を加熱することによって、砂４に付着した汚れを燃焼するとともに、砂４を十分に乾燥しかつ滅菌することができるので、砂を洗浄した後に乾燥するという手間を不要としながらも、風雨にさらされることで風化して塊状に硬くなった砂を流動性の良い滑らかな状態に再生し、かつ再生後の砂を再利用した際の雑菌の繁殖も防止できる。

また、当該再生方法は、集塵工程Ｓ４−１において焼成後の砂から微小な残留物を取り除き、ふるい工程Ｓ４−２において焼成後の砂から大きな残留物を取り除くとともに、適切な粒子径の砂を取り出すので、純良な状態に再生された砂のみを確実に取り出すことができる。

［その他の実施形態］
本発明の人工芝に含まれる砂の再生方法は、上記実施形態に限定されるものではない。

上記実施形態では、焼成工程Ｓ３を実行した後に分級工程Ｓ４を実行する再生方法について説明したが、これに限定されない。図４に示すように、再生方法が、分級工程Ｓ４の前に、焼成工程Ｓ３後の砂を研磨する研磨工程Ｓ３．５をさらに有していてもよい。研磨工程Ｓ３．５における研磨方法としては、特に限定されないが、例えばロータリーリクレーマー、サンドフレッシャー、サンドシャイナー等を用いた研磨を挙げることができる。なお、研磨工程Ｓ３．５における研磨時間等の研磨条件は、焼成後の砂表面への付着物の付着状態により適宜に選択される。また、研磨工程Ｓ３．５で生じた削りカスは、分級工程Ｓ４の集塵工程Ｓ４−１又はふるい工程Ｓ４−２において除去される。

再生方法が、研磨工程Ｓ３．５をさらに有していれば、焼成後の砂表面に付着している有機分やゴミ等を確実に取り除くことができ、より新砂に近い状態の再生砂を得ることができる。また、研磨工程Ｓ３．５をさらに有する再生方法は、再生後の砂の流動性をより高めることができるので、再生後の砂が人工芝に再利用される場合に、人工芝のムラが抑制される。

上記実施形態では、分離工程Ｓ２において人工芝１から分離した充填材６を焼成する焼成工程Ｓ３について説明したが、充填材６に含まれるゴムチップ５の量が多すぎると焼成温度が急激に上昇する可能性がある。そこで、分離工程Ｓ２が、分離後の充填材６からゴムチップ５の一部を取り出す工程をさらに有していてもよい。充填材６におけるゴムチップ５の含有量が減らされることで、焼成工程Ｓ３における焼成温度の急激な上昇が抑制される。また、充填材６からゴムチップ５の一部を取り出す方法としては、特に限定されないが、例えば風選や遠心分離等の方法を用いることができる。また、充填材６から取り出されるゴムチップ５の量は、焼成の条件に応じて適宜に選択されるため特に限定されないが、例えば充填材６におけるゴムチップ５の全体含有量に対して、５質量％以上８０質量％であるとよく、２０質量％以上６０質量％であると好ましい。取り出されたゴムチップは、別途燃料として利用されるとよい。

また逆に、充填材６に含まれるゴムチップ５の量が少なすぎると焼成温度が十分に上昇しない可能性がある。この場合には、焼成工程Ｓ３が、燃料を追加して充填材６を焼成する工程であってもよい。

本発明の人工芝に含まれる砂の再生方法は、人工芝に含まれる砂を純良な状態に再生することができる。このため、本発明は、グランド、テニスコート、サッカー場、ゴルフ練習場、その他の各種運動場等に敷設された砂入り人工芝の再生に用いることができる。

１人工芝
２基材
３芝糸
４砂
５ゴムチップ
６充填材

Claims

シート状の基材と、この基材に植設される芝糸と、上記基材の表面上に充填され、少なくとも砂及びゴムチップを含有する充填材とを備える人工芝に含まれる砂の再生方法であって、
上記人工芝を敷設位置から剥離する工程と、
上記剥離工程後の上記人工芝から上記充填材を分離する工程と、
上記分離工程後の上記充填材を焼成する工程と、
上記焼成工程後の砂を分級する工程と
を有する人工芝に含まれる砂の再生方法。
上記分級工程の前に、上記焼成工程後の砂を研磨する工程
をさらに有する請求項１に記載の人工芝に含まれる砂の再生方法。
上記分級工程が、
空気流により上記焼成工程後の砂を流動させ、集塵装置によりこの砂に含まれる微粉体を取り除く工程と、
ふるいにより上記焼成工程後の砂に含まれる異物を取り除く工程と
を有する請求項１又は請求項２に記載の人工芝に含まれる砂の再生方法。
上記焼成工程における焼成温度が４００℃以上１０００℃以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の人工芝に含まれる砂の再生方法。