JP6920686B2 - 人工芝リサイクル方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明はリサイクルする人工芝リサイクル方法及びシステムに関し、特に、パイル間に散布充填された少なくとも珪砂を含む充填材を有し且つ敷設された人工芝をリサイクルする人工芝リサイクル方法及びシステムに関する。

特許文献１に示されるように、敷設されている使用済み砂入り人工芝を敷設箇所から撤収し、撤収した使用済み砂入り人工芝を水洗浄して、人工芝と目砂とを分離する工程と、分離された目砂を回収して、目砂を焼成・乾燥させる工程とを行う人工芝リサイクル方法が提案されている。

この人工芝リサイクル方法の水洗浄工程においては、２つ以上の水槽を、それぞれ落差を設けて連結し、前の水槽の上澄み水が次の水槽へ流入するようにし、各水槽の底部に粒度の大きいものから順に目砂を沈殿させ、目砂をそれぞれバキュームポンプで吸引回収している。また、このリサイクルする方法の水洗浄工程においては、使用済み砂入り人工芝を所定網状容器内に収容した後、該容器を水槽のうちの１つ目の水槽内で回転させ、容器内で分離された目砂を水槽内に流出させ人工芝を洗浄している。

更に、特許文献１では、洗浄された人工芝をペレット加工又はそのままで、砂の焼成・乾燥工程における燃料として再利用することが示唆されている。

また、特許文献２に示されるように、使用済みの人工芝を再生油としてサイクルする方法として、使用済みの人工芝を撤去し、撤去した人工芝を破砕して、破砕した人工芝を砂及びゴムチップ、並びに芝糸及びアンダーパッドに人工芝を分離して、分離した砂及びゴムチップをゴムと砂に分離して、分離したゴムチップと芝糸とアンダーパットとを乾留し、乾留ガスからオフガスと再生油に分離する方法が提案されている。

特開２０１３−３６１９７号公報 特開２０１５−２０８９８５号公報

上記の特許文献１に記載の従来方法においては、撤収された人工芝を細かく裁断することなく人工芝ロール自体を所定網状容器内に収容して洗浄している故に、目砂の分離が十分でない場合がある。また、目砂の分離を十分に行うためには、人工芝ロールを収容した容器を長時間、水槽内で回転させなければならず、回転用モータの電力消費量が大きい問題がある。さらに、複数の水槽を用いた水洗と水循環を行う故に、循環用モータの電力消費量が増加する問題もある。

また、人工芝をペレット加工した燃料又は人工芝そのままの燃料を砂の焼成・乾燥に利用する場合、人工芝をペレットに加工する設備を用意する必要、又は、人工芝の燃焼を一定にする設備を用意する必要がある。よって、これら設備の設置やその運用、特にペレット加工のためのコストが増えることが懸念される。

さらに、上記の特許文献２に記載の従来方法においては、再生油としてリサイクルするために、撤収された人工芝を細かく裁断又は破砕する必要がある。撤収された砂入りの人工芝の裁断又は破砕後の大量の人工芝片から、それぞれ砂及びゴムチップを分離するには、多くの労力を要することとなる。また、水洗浄した場合、大量の切断芝糸が砂及びゴムチップに混在し、それらの分別が容易ではなくなるという問題がある。

また、分離したゴムチップ、芝糸及びアンダーパットの全量を乾留して再生油を生成する場合、大規模な熱分解炉及び冷却器等の設備を用意する必要がある。よって、これら設備の設置やその運用とオフガスの利用のためのコストが増えることが懸念される。

本発明は、以上の従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、人工芝をリサイクルするコスト低減と簡素化を実現できる人工芝リサイクル方法及びシステムを提供することにある。

本発明の人工芝リサイクル方法は、人工芝をリサイクルする人工芝リサイクル方法であって、
パイルと該パイル間に散布充填された珪砂及びゴムチップを含む充填材とを有し且つ敷設された人工芝を撤収する撤収ステップと、
大気中で前記人工芝から前記充填材を分離する分離ステップと、
直立支柱の中心軸に平行に移動しながら一定または連続的に変化する距離で前記中心軸周りに回転する３次元曲線に沿って前記直立支柱と共に立設された螺旋樋を有する螺旋分別洗浄器において、前記充填材を、前記螺旋樋の上部端部から下部端部に水と共に流下させることよって、前記珪砂と前記ゴムチップに分別し且つ洗浄する分別洗浄ステップと、
共に同軸で立設された直立筒状中空体の上部の炉体部及び下部の冷却部を含む砂乾燥装置において、前記珪砂を、前記炉体部から前記冷却部に流下させることよって、乾燥する砂乾燥ステップと、を含み、
前記砂乾燥ステップは、
前記炉体部に投入された前記珪砂を一時保持する保持ステップと、
前記保持された前記珪砂の下方に熱風を供給し前記珪砂を流下させつつ加熱する加熱ステップと、
加熱され前記炉体部から前記冷却部に流下する前記珪砂の量を調整する調整ステップと、
前記冷却部に供給された前記珪砂を一時保持しつつ空冷する冷却ステップと、
前記保持ステップ、前記加熱ステップ、前記調整ステップ、及び前記冷却ステップにおいて、前記炉体部及び前記冷却部を同時に振動させる振動ステップと、を含み、
前記加熱ステップは、前記充填材を分離された人工芝の一部を乾留して乾留ガスを生成するガス生成ステップと、前記乾留ガスを燃焼して前記熱風を生成する熱風生成ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明の人工芝リサイクルシステムは、人工芝をリサイクルする人工芝リサイクルシステムであって、
パイルと該パイル間に散布充填された珪砂及びゴムチップを含む充填材とを有し且つ敷設された人工芝から前記充填材を分離する分離手段と、
前記充填材を前記珪砂と前記ゴムチップに分別し且つ洗浄する螺旋分別洗浄器と、
前記珪砂を乾燥する砂乾燥装置と、を含み、
前記砂乾燥装置は、共に同軸で立設された直立筒状の炉体部及び冷却部を含み、
前記炉体部は、その上部に設けられた排気口及び砂投入口、前記砂投入口の下方に内蔵された前記珪砂を一時保持する保持格子、前記保持格子の下方の内壁に設けられ前記保持格子の下方に熱風を供給する熱風ノズル、並びに、前記熱風ノズルの下方に設けられ前記冷却部に前記珪砂を供給するホッパー部、を有し、
前記冷却部は、その上部に設けられた冷却排気口、前記冷却排気口の下方に内蔵された前記珪砂を一時保持する冷却保持格子、並びに前記冷却保持格子の下方に設けられた前記珪砂を排出する排出シュートを有し、
前記炉体部の上部には、前記炉体部及び前記冷却部を同時に振動させる振動装置が設けられ、
前記熱風の熱源が前記分離された人工芝の一部を乾留したガスであることを特徴とする。

本発明の人工芝リサイクル方法及びシステムによれば、砂乾燥装置の振動と、熱風の熱源が回収された人工芝の一部を乾留したガスであることとにより、システムの大幅なコストダウンが可能となる。また、本発明による人工芝リサイクル方法及びシステムによれば、人工芝に充填された充填材を容易にリサイクルできることは勿論、螺旋分別洗浄器により充填材を構成する珪砂とゴムチップを高純度で各々分離できるという効果が得られる。

本発明の実施例の対象となる人工芝の一例を示す断面図である。 本発明の実施例に係る人工芝のリサイクル方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例に係る人工芝のリサイクルシステムを示す概略構成図である。 本発明の実施例に係る人工芝のリサイクルシステムにおける充填材分離装置を示す概略構成図である。 本発明の実施例に係る人工芝のリサイクルシステムにおいて充填材を分別洗浄する螺旋分別洗浄器の一部断面図を含む部分側面図と、螺旋分別洗浄器に関わる装置とを示す概略構成図である。 図５の螺旋分別洗浄器の一部を示す部分斜視図である。 本発明の実施例に係る人工芝のリサイクルシステムにおける螺旋分別洗浄器の変形例を示す部分斜視図である。 本発明の実施例に係る人工芝のリサイクルシステムにおける螺旋分別洗浄器の他の変形例を示す部分斜視図である。 本発明の実施例に係る人工芝のリサイクルシステムにおける螺旋分別洗浄器の他の変形例を示す部分斜視図である。

以下、本発明の実施例の人工芝リサイクル方法及びシステムを、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施例の対象となる人工芝の一例を示す断面図である。

図１に示すように、人工芝１０は、基布１１、基布１１上に植えられた芝葉状形態を有するパイル１２（例えばロングパイルでは長さが２０〜７０ｍｍ程度）からなり、パイル間に充填材１３（下層の目砂としての珪砂１４（比重２．６、粒度０．５〜２．０ｍｍ）及び上層のゴムチップ１５（粒度０．７〜２．０ｍｍ））が散布充填されて、室外競技場や学校の運動場に敷設される。人工芝１０は、敷設されてから約７年乃至１０年が経過すればパイル１２の摩耗、葉切れ等の理由で改修、張替えが必要となる。

人工芝１０の基布１１とパイル１２はポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン等の熱可塑性化学繊維から製造される。充填材のゴムチップ１５はスチレンブタジエンゴム（比重０．９２〜０．９７）、エチレンプロピレンゴム（比重０．８６〜０．８７）、シリコーンゴム（比重０．９５〜０．９８）等又はそれらの混合物の粒（１．４〜１．７（高比重ゴムチップ）、０．８〜１．０（低比重ゴムチップ））からなる。また、人工芝１０の裏面には、パイルを基布１１に固定させるため、ポリプロピレン、ＰＥＴ、スチレンブタジエンゴム等からなるバックコーティング（図示しない）が施されている場合が多い。

図２は、本発明の実施例に係る人工芝のリサイクル方法を示すフローチャートである。図３は、本実施例に係る人工芝のリサイクルシステムを示す概略構成図である。

図２に示すように、本実施例に係る人工芝のリサイクル方法は、基布と充填材とパイルで構成された人工芝を撤収する撤収ステップＳ１と、人工芝に充填されている充填材を分離して回収する分離ステップＳ２と、充填材を分離洗浄する分別洗浄ステップＳ３と、充填材から分離洗浄された珪砂を加熱して乾燥する砂乾燥ステップＳ４と、を含み、砂乾燥ステップＳ４は、分離回収された人工芝の一部を乾留して乾留ガスを生成するガス生成ステップＳ５と、乾留ガスを燃焼して熱風を生成する熱風生成ステップＳ６と、を含む。人工芝のリサイクル方法は、さらに、分離した人工芝を洗浄し、洗浄した人工芝を乾燥する人工芝リサイクル処理ステップＳ７と、充填材から分離洗浄されたゴムチップを乾燥するゴムチップリサイクル処理ステップＳ８と、をさらに含む。

［撤収ステップＳ１］
撤収ステップＳ１においては、図３に示すように、使用済みの敷設された人工芝を所定幅で切った人工芝シート１０は、踏みしめられた充填材が入った状態でパイル１２面が内側になるように、ロール状に巻回して敷設面から撤収される。この撤収は、例えば、フォークリフトＦＬ等を使用して人工芝シートを、その敷設面の一辺端から剥ぎ取りながら行う。使用済み人工芝シートをパイル１２面が内側になるようにロール状に巻き取ることにより、人工芝は、充填材の全量をパイル１２の間に充填されている状態を維持しながら幾つかの人工芝ロール１０Ｒとして撤収される。

［分離ステップＳ２］
分離ステップＳ２においては、図３に示すように、充填材分離装置２０（分離手段）によって人工芝ロール１０Ｒと充填材１３とを分離して回収する。

図４に、充填材を人工芝ロール１０Ｒから分離する分離手段の一例として、大気中で人工芝のパイル間にある充填材を分離する充填材分離装置２０の概略構成を示す。充填材分離装置２０は、人工芝１０を叩打して充填材１３を落とす叩打（beat）機構ＢＴ、充填材１３を吹き落とすエアブロー（air-blow）機構ＡＢ、ブラシ等で充填材１３を掻き落とす掻落（scrape）機構ＳＣ、及び充填材１３を空気と共に吸引する吸引（suction）機構ＳＵを含む装置である。なお、充填材分離装置２０は、上記のすべての機構うちの少なくともいずれか一つの機構を含むように構成してもよく、あるいは、いずれか２つ以上の機構を組み合わせて構成してもよい。

充填材分離装置２０の叩打機構ＢＴでは、図４に示すように、人工芝ロール１０Ｒから人工芝１０がそのパイル１２の面が鉛直方向で下に向くように屈曲させて、２つの送りローラーＲ１，Ｒ２上に人工芝１０が供給され、送りローラーＲ１，Ｒ２の間で人工芝１０が屈曲して隣接のパイル１２間の隙間を開かせるようにして、そのパイル１２の面もしくはその反対側面を弾性棒体（図示せず）で叩き又は人工芝１０を揺すって、パイル１２間の奥に入り込んでいる充填材１３を収集機構ＣＬへ効率的に落下させる。

充填材分離装置２０のエアブロー機構ＡＢでは、図４に示すように、送りローラーＲ２，Ｒ３の間で人工芝１０が屈曲して隣接のパイル１２間の隙間を開かせるようにして、そのパイル１２間の隙間に、下方から空気噴出ノズルＮＺによって圧力空気流を吹き付け、パイル１２の当該隙間の充填材１３を収集機構ＣＬへ落とす。

充填材分離装置２０の掻落機構ＳＣでは、図４に示すように、送りローラーＲ３，Ｒ５の間で、送りローラーＲ４によって人工芝１０を下方に屈曲させ隣接のパイル１２間の隙間を大きく開かせ、回転するブラシＲＢで当該隙間から充填材１３を収集機構ＣＬへ掻き落とす。なお、送りローラーＲ４はその直径が他のローラーのものよりも小さいことが好ましい。

充填材分離装置２０の吸引機構ＳＵでは、図４に示すように、処理後人工芝ロール１０Ｒの巻き取りシャフトＷＳと送りローラーＲ４の間で、送りローラーＲ５によって人工芝１０のパイル１２の隙間を大きく開かせ、当該隙間から充填材１３を、吸引収集装置ＣＬＡの吸引口ＯＰを介して吸引させ収集する。

収集された充填材１３はまとめて貯留ホッパー（図示せず）に溜められる。

なお、分離ステップＳ２は、撤収された充填材入りの人工芝ロールが、充填材分離装置２０を備えた人工芝リサイクル処理施設（図示せず）にトラック等を用いて運搬されて、実行されてもよく。あるいは、撤収されるべき人工芝が敷設され運動場に移動式充填材分離装置を設置して、これにより分離ステップＳ２が実行されてもよい。

［分別洗浄ステップＳ３］
図２、図３に示すように、分別洗浄ステップＳ３は、分離ステップＳ２で分離した充填材１３を、螺旋分別洗浄器３０を用いて珪砂１４とゴムチップ１５と切断パイル等の異物を洗浄、分離する。

螺旋分別洗浄器３０は、図３に示すように、直立支柱３１の中心軸に平行に移動しながら一定または連続的に変化する距離で中心軸周りに回転する３次元曲線（実線ＳＬと破線ＢＬにて示されるｓｐｉｒａｌ）に沿って直立支柱と共に立設された螺旋樋３２を有する。螺旋分別洗浄器３０において、水ＷＴと充填材１３の混合水を、螺旋樋の上部端部３３から流下させることよって、珪砂１４とゴムチップ１５に分別しつつこれらを洗浄する。

図５に示すように、螺旋分別洗浄器３０の螺旋樋３２は樋状形状を有し、内周側の内側壁３２ａと外周側の外側壁３２ｂと両者を繋ぐ底壁３２ｃとで構成さている。外側壁３２ｂは、螺旋樋３２内を流れ落ちる水の一部が外側壁３２ｂの上端を越えてオーバーフローしない高さに設定されることが好ましい。螺旋樋３２の上端部３３が水と充填材の混合水Ｑの投入口となり、下端部の螺旋終端部が当該混合水（比較的小さい比重のゴムチップを多く含む洗浄水Ｑ１と、比較的大きい比重の珪砂を多く含む洗浄水Ｑ２ともいう）の出口Ｅ１，Ｅ２となる。

螺旋樋３２の外周縁部の出口Ｅ１及び内周縁部のＥ２からは、それぞれ比較的小さい比重のゴムチップを多く含む洗浄水Ｑ１及び比較的大きい比重の珪砂を多く含む洗浄水Ｑ２が排出される。従って、螺旋樋３２の外周縁部及び内周縁部の出口Ｅ１及びＥ２には、それぞれシュートＣ１（ゴムチップ捕集部），Ｃ２（珪砂捕集部）が設けられている。この各シュートＣ１，Ｃ２は、それぞれ洗浄水Ｑ１，Ｑ２を受ける回収容器Ｖ１，Ｖ２に通じている。なお、回収容器Ｖ１は篭部材であり、若干のシルトが混入した洗浄水Ｑ１からゴムチップ１５が水切りされるように構成されている。なお、各回収容器Ｖ１，Ｖ２からのそれぞれの排液水槽（図示せず）の上澄み水は浄化処理され、水ＷＴとして用いられる。

次に、螺旋分別洗浄器３０の動作を説明する。

珪砂及びゴムチップの混合物の充填材１３は貯留ホッパー（図示せず）から投入コンベア（図示せず）で順次搬送されて螺旋樋３２の投入口３３に投入され、そこに供給されている水ＷＴに混合される。または、予め予備ホッパー（図示せず）にて充填材１３と水を混合して投入口３３に投入されてもよい。さらに、切断パイル等の異物を除去するために、混合前の充填材１３は篩処理を施される。

かかる混合水（洗浄水Ｑ）が螺旋樋３２を流下していく際に、充填材１３は多量の水で洗われ、充填材に付着しているシルト等の微細な異物が水中に遊離する。

また、螺旋樋３２を流れ落ちる洗浄水中の珪砂１４とゴムチップ１５は、その比重差と粒度に応じた浮力によって流水中の螺旋半径方向に分離し、珪砂１４は内側に、ゴムチップ１５は外側に、それぞれ凝集するようになる。すなわち、洗浄水は下流に行くにつれて、珪砂を多く含む洗浄水Ｑ２が内側壁３２ａ側に流れ、ゴムチップを多く含む洗浄水Ｑ１が外側壁３２ｂ側に流れるようになる。

このように螺旋樋３２で振り分けられた比較的小さい比重のゴムチップを多く含む洗浄水Ｑ１は、出口Ｅ１からシュートＣ１上に排出されて、ゴムチップ１５が回収容器Ｖ１で水切りされ、そのまま貯留容器（図示せず）に移送される。

また、螺旋樋３２で振り分けられた比較的大きい比重の珪砂を多く含む洗浄水Ｑ２は、出口Ｅ２からシュートＣ２上に排出されて回収容器Ｖ１に落ち、珪砂１４が例えばスクリューコンベアで水切りされつつ湿潤砂タンクＳＴＫに移送される。

図５、特に図６に示すように螺旋樋３２の底壁３２ｃは、上流域の幅Ｌ１から下流域の幅Ｌ２まで一定割合で減少する幅（Ｌ１＞Ｌ２）を有するように設定してもよい。これにより、混合水（洗浄水Ｑ）における水の量（特に水深）を螺旋樋３２の下流域まで維持できやすくなる。よって、使用する水の量を節約できる効果が得られる。

また、図６に示すように螺旋樋３２の底壁３２ｃの下流域の所定位置において、洗浄水Ｑ１，Ｑ２を明確に分けるために、出口Ｅ１及びＥ２の分水嶺となる長手突起ＳＰＴを底壁３２ｃに設けてある。

図５、図６に示す螺旋分別洗浄器３０では、螺旋樋３２の外側壁３２ｂの曲率半径が重力方向下方に向けて縮小しているが、他の変形例では、図７に示すように、螺旋樋３２の外側壁３２ｂの曲率半径が重力方向下方に向けて一定で、螺旋樋３２の底壁３２ｃは、上流域の幅Ｌ１から下流域の幅Ｌ２まで一定割合で減少する幅（Ｌ１＞Ｌ２）を有するように設定してもよい。この場合、立設された螺旋分別洗浄器３０の直立支柱３１ａが上方に亘ってテーパー状に形成することができる。

なお、螺旋樋３２は断面角形の樋状のものを採用しているが、底壁部分が断面円弧状のものを採用してもよく、また、螺旋樋３２の直立支柱への固定は直接でも、複数の枝支柱（図示せず）を直立支柱設けて螺旋樋３２を固定してもよい。

更に、他の螺旋分別洗浄器３０の変形例では、図８に示すように、螺旋樋３２における底壁３２ｃは、上流域から下流域まで一定幅Ｌを有するように構成してもよい。

螺旋樋３２の伸長方向には、適数箇所にバルブ調整可能な給水栓を配置し、各給水栓から所定量の水を螺旋樋３２内に供給してもよい。螺旋樋３２中を流れる水量を勘案して給水栓の設置個数（設置場所）を増減できる。バルブ調整によって螺旋樋３２の伸長方向の必要領域に亘って所定必要量の水量が確保されるようになる。これは、図８に示す変形例において、有効となる場合がある。

このように、本実施例の螺旋分別洗浄器３０によれば、螺旋樋３２の投入口３３に連続して投入される充填材と水が螺旋樋３２の中を流れ落ちる途中で、ゴムチップを多く含む洗浄水Ｑ１と珪砂を多く含む洗浄水Ｑ２とに分離され、螺旋樋３２の各出口から排出されたときに、それぞれシュートＣ１，Ｃ２で水切りされて、比重別の珪砂１４とゴムチップ１５とが自動的に分別されることができる。

［砂乾燥ステップＳ４］
図２、図３に示すように、分別洗浄ステップＳ３で、螺旋分別洗浄器３０で分離洗浄された珪砂１４を、砂乾燥装置４０を用いて加熱して乾燥する。

砂乾燥装置４０は、砂投入口４１を上部に備えた砂の加熱炉である直立筒状の炉体４２と、炉体４２の下にて連通する砂の冷却用の直立筒状の冷却装置４３と、備える。炉体４２の砂投入口４１は、砂搬送用のベルトコンベア、昇降装置等などを含むフィーダー機構ＦＥＤを介して湿潤砂タンクＳＴＫと接続されている。

炉体４２と冷却装置４３は、図示しない炉脚によって同軸にて直立に一体的に支持されている。さらに、炉体４２と冷却装置４３を振動させる振動装置ＢＭが炉体４２の天板上に設けられている。炉体４２は、熱風導管４２ｃを介して熱風発生炉５０に接続されている。熱風発生炉５０は、ガス導管６２を介して乾留ガス化炉６０に接続され、乾留ガス化炉６０からの乾留ガス（人工芝ロール１０Ｒの樹脂等からの乾留に由来する）を燃料としている。熱風発生炉５０による乾留ガスの燃焼ガスが高い圧力の熱風となる。

冷却装置４３の下には、砂搬送用のベルトコンベアＢＣが設けられ、これにより、冷却された珪砂が砂貯留容器ＣＳＣに移送される。これにより、回収された珪砂がリユース又はマテリアルリサイクルされることが可能となる。

図９は冷却装置４３の概略斜視図を示す。

冷却装置４３の炉体４２は、その内部の中間の位置に設けられた保持格子４２ａと、保持格子４２ａの下方の位置に設けられた炉体４２内へ高圧熱風を吹き出すノズル口を有する熱風ノズルＨＢＮＺと、熱風ノズルＨＢＮＺの下方の位置に設けられた炉体４２の底壁となるホッパー部４２ｂと、を備える。ホッパー部４２ｂはロータリーバルブＲＶを有し、ロータリーバルブＲＶを介して炉体４２と冷却装置４３は連通している。

炉体４２の熱風ノズルＨＢＮＺに接続された熱風導管４２ｃは、熱風発生炉５０に接続されている。熱風発生炉５０はガス導管６２を介して乾留ガス化炉（図示せず）に接続さている。

炉体４２の内部は、その上部の排気口ＥＤ１に連通するバグフィルタ（図示せず）を介して吸引排気されている。また、冷却装置４３の内部も、その上部の排気口ＥＤ２に連通するバグフィルタ（図示せず）を介して吸引排気されている。

冷却装置４３は、その内部の中間の位置に設けられた冷却保持格子４３ａと、その底壁となる排出シュート４３ｂとを備える。ホッパー部４２ｂはロータリーバルブＲＶ２を有し、ロータリーバルブＲＶ２を介して乾燥砂が排出される。

次に、砂乾燥装置４０の動作を説明する。

本実施例において、炉体４２内部にて湿潤砂を保持格子４２ａより所定高さまで投入して、充填層Ｍを作る（すなわち、投入された珪砂を一時保持する保持ステップ）。投入完了後に熱風発生炉５０を作動させ、熱風ノズルＨＢＮＺを介しての炉体４２側面から所定圧力の熱風を吹き出す（すなわち、加熱ステップ）これによって保持格子４２ａ上方の投入された珪砂の充填層Ｍは維持され、砂同士の間にて熱風が上方へ流動する。ここで湿潤砂は保持格子４２ａと共に例えば約４００℃の温度で所定時間加熱され、乾燥砂となる。なお、充填された湿潤砂の上方は排気口ＥＤ１を介して吸引排気され、ロータリーバルブＲＶが閉じた状態であるので、充填された湿潤砂は湿潤状態では下方へ移動することがない。

加熱後、充填した湿潤砂は保持格子４２ａ近傍で所定時間程充分に加熱され流動化して、乾燥砂は保持格子４２ａの間隙の砂通過口からその下方（熱風ノズルの熱風吹き出し口より下方の熱風空間）に落下する。なお、乾燥砂の落下を促すために炉体４２の天板上に設けられている振動装置ＢＭは加熱処理中に炉体４２及び冷却装置４３を同時に振動させる。保持格子４２ａの下方空間を経て降下してきた乾燥砂は、加熱されているホッパー部４２ｂに降着する。

充填状態の湿潤砂から乾燥砂となって下方のホッパー部４２ｂへ移動するので、充填層Ｍは減少する。乾燥砂の落下量に相当する量の湿潤砂が、砂投入口４１から充填層Ｍに充当される。なお、湿潤砂の投入と、乾燥砂の排出は、断続的に行っているが、その両方又は一方を連続的に行っても良い。

ロータリーバルブＲＶが適時開かれて、ホッパー部４２ｂにたまっている乾燥砂が、断続、或いは連続的に、ホッパー部４２ｂから冷却装置４３へ流下する（すなわち、ロータリーバルブＲＶにより珪砂の流下量を調整する調整ステップ）。

冷却装置４３において、乾燥砂Ｍ１が冷却保持格子４３ａに層状に保持され、冷却保持格子４３ａ下に設けられた開口ＯＰから外気を吸気して、乾燥砂Ｍ１は時間をかけてゆっくりと冷却される（すなわち、一時保持の珪砂を空冷する冷却ステップ）。冷却された乾燥砂は保持格子４２ａの間隙の砂通過口からその下方の排出シュート４３ｂに落下する。

振動装置ＢＭは炉体４２及び冷却装置４３を同時に振動させ、上記の保持ステップ、前記加熱ステップ、調整ステップ、及び冷却ステップ中の砂の流動に寄与する（振動ステップ）。

最後は、冷却装置４３の下方の排出シュート４３ｂから冷却された乾燥砂がロータリーバルブＲＶ２を介して搬出される。本実施例で冷却装置４３の湿潤砂の乾燥処理量は２０ｔ／ｈｒ程である。

［ガス生成ステップＳ５及び熱風生成ステップＳ６］
図２、図３に示すように、砂乾燥ステップＳ４は、分離回収された人工芝の一部を乾留して乾留ガスを生成するガス生成ステップＳ５と、乾留ガスを燃焼して熱風を生成する熱風生成ステップＳ６と、を含む。

分離ステップＳ２において分離された人工芝ロール１０Ｒの一部は、乾留ガス化炉６０内で乾留ガスに熱分解される。本実施例において適用可能な乾留ガス化炉６０は、人工芝ロール１０Ｒが投入される人工芝投入口６１と、発生した乾留ガスを排出するガス導管６２とを有しており、投入された人工芝ロール１０Ｒを熱分解する装置である。乾留ガス化炉６０は、乾留ガス生成機能を有するものであれば特に限定されるものではく、ロータリーキルン方式等の連続式であってもバッチ式であっても適用可能である。ただし、バッチ式の場合は、熱風発生炉５０にパラレルに接続された少なくとも２つの乾留ガス化炉を切り替え可能に構成して、熱風発生炉５０への乾留ガスの連続供給可能とすることが望ましい。

乾留ガス化炉６０においては、投入口６１から投入した人工芝ロール１０Ｒが押し込まれ、密閉された後、乾留ガス化炉６０の動作時には実質量の酸素が除去される。人工芝ロール１０Ｒは、図示しない熱源により低酸素雰囲気下で熱分解温度まで加熱されて、熱分解する人工芝ロール１０Ｒの材質種類に依存して所定の熱分解率で、乾留ガスを生成する。なお、乾留ガス化炉の熱源は、例えば、人工芝ロール１０Ｒ自体の一部と助燃材が使用される。助燃材の代表的なものに、RPF（Refuse Paper Plastic Fuel）と呼ばれる固形燃料があり、助燃材の使用量は炉に投入される人工芝ロールと助燃材の全体に対して９ｗｔ％〜７０ｗｔ％、更に好ましくは４５ｗｔ％〜５５ｗｔ％である。特に、後者の助燃材の使用量範囲であれば、熱分解温度までの温度立ち上がりが速く乾留ガスの生成が安定することが確認された。

乾留ガス化炉６０において人工芝ロール１０Ｒを７００℃以上の高温で熱分解することにより、乾留ガスが生成された後、残余の固体成分が炉に残る。

［人工芝リサイクル処理ステップＳ７及びゴムチップリサイクル処理ステップＳ８］
図２、図３に示すように、人工芝のリサイクル方法は、さらに、人工芝リサイクル処理ステップＳ７と、ゴムチップリサイクル処理ステップＳ８と、をさらに含む。

人工芝リサイクル処理ステップＳ７では、例えば、分離した人工芝を洗浄し、洗浄した人工芝を乾燥する。これにより、撤収された人工芝がリユースされることが可能となる。

ゴムチップリサイクル処理ステップＳ８では、例えば、充填材から分離洗浄されたゴムチップを乾燥する。これにより、回収されたゴムチップがリユース又はマテリアル若しくはサーマルリサイクルされることが可能となる。

以上のように本実施例によれば、簡素なステップによって、人工芝と、純度の高いゴムチップ及び珪砂を分離回収し、再生素材として回収することができる。

このとき、人工芝から分離した充填材は、その純度に応じて分離した状態そのままで再利用することもできるし、別途の再生ステップを経て再利用することもできる。

これにより、人工芝のリサイクル方法を簡素化して費用と設備の節減を図ると同時に、資源の節約と環境汚染の防止に寄与することができる。

１０…人工芝、１１…基布、１２…パイル、１３…充填材、１４…珪砂、１５…ゴムチップ、２０…充填材分離装置、３０…螺旋分別洗浄器、４０…砂乾燥装置、５０…熱風発生炉、６０…乾留ガス化炉、ＢＭ…振動装置。

Claims (9)

1. 人工芝をリサイクルする人工芝リサイクル方法であって、
   パイルと該パイル間に散布充填された珪砂及びゴムチップを含む充填材とを有し且つ敷設された人工芝を撤収する撤収ステップと、
   大気中で前記人工芝から前記充填材を分離する分離ステップと、
   直立支柱の中心軸に平行に移動しながら一定または連続的に変化する距離で前記中心軸周りに回転する３次元曲線に沿って前記直立支柱と共に立設された螺旋樋を有する螺旋分別洗浄器において、前記充填材を、前記螺旋樋の上部端部から下部端部に水と共に流下させることよって、前記珪砂と前記ゴムチップに分別し且つ洗浄する分別洗浄ステップと、
   共に同軸で立設された直立筒状中空体の上部の炉体部及び下部の冷却部を含む砂乾燥装置において、前記珪砂を、前記炉体部から前記冷却部に流下させることよって、乾燥する砂乾燥ステップと、を含み、
   前記砂乾燥ステップは、
   前記炉体部に投入された前記珪砂を一時保持する保持ステップと、
   前記保持された前記珪砂の下方に熱風を供給し前記珪砂を流下させつつ加熱する加熱ステップと、
   加熱され前記炉体部から前記冷却部に流下する前記珪砂の量を調整する調整ステップと、
   前記冷却部に供給された前記珪砂を一時保持しつつ空冷する冷却ステップと、
   前記保持ステップ、前記加熱ステップ、前記調整ステップ、及び前記冷却ステップにおいて、前記炉体部及び前記冷却部を同時に振動させる振動ステップと、を含み、
   前記加熱ステップは、前記充填材を分離された人工芝の一部を乾留して乾留ガスを生成するガス生成ステップと、前記乾留ガスを燃焼して前記熱風を生成する熱風生成ステップと、を含むことを特徴とする人工芝リサイクル方法。
2. 前記分別洗浄ステップは、
   前記螺旋樋の上部端部に、前記充填材を前記螺旋樋の底壁上で流下せしめる水を、前記充填材と共に、投入する投入ステップと、
   前記螺旋樋の下部端部の前記螺旋樋の外周縁部に配置されたゴムチップ捕集部を介して前記ゴムチップを前記水と共に捕集するゴムチップ捕集ステップと、
   前記螺旋樋の下部端部の前記ゴムチップ捕集部よりも前記直立支柱に近い位置に配置された珪砂捕集部を介して前記珪砂を前記水と共に捕集する珪砂捕集ステップと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の人工芝リサイクル方法。
3. 前記螺旋分別洗浄器の前記螺旋樋の底壁は、前記螺旋樋の上部端部の上流域から前記螺旋樋の下部端部の下流域まで一定幅、又は、前記上流域から前記下流域まで一定割合で減少する幅を有することを特徴とする請求項２に記載の人工芝リサイクル方法。
4. 前記ガス生成ステップにおいて、前記充填材を分離された人工芝の一部と助燃材とが熱源として使用され、前記助燃材の使用量は４５ｗｔ％〜５５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の人工芝リサイクル方法。
5. 人工芝をリサイクルする人工芝リサイクルシステムであって、
   パイルと該パイル間に散布充填された珪砂及びゴムチップを含む充填材とを有し且つ敷設された人工芝から前記充填材を分離する分離手段と、
   前記充填材を前記珪砂と前記ゴムチップに分別し且つ洗浄する螺旋分別洗浄器と、
   前記珪砂を乾燥する砂乾燥装置と、を含み、
   前記砂乾燥装置は、共に同軸で立設された直立筒状の炉体部及び冷却部を含み、
   前記炉体部は、その上部に設けられた排気口及び砂投入口、前記砂投入口の下方に内蔵
   された前記珪砂を一時保持する保持格子、前記保持格子の下方の内壁に設けられ前記保持格子の下方に熱風を供給する熱風ノズル、並びに、前記熱風ノズルの下方に設けられ前記冷却部に前記珪砂を供給するホッパー部、を有し、
   前記冷却部は、その上部に設けられた冷却排気口、前記冷却排気口の下方に内蔵された前記珪砂を一時保持する冷却保持格子、並びに前記冷却保持格子の下方に設けられた前記珪砂を排出する排出シュートを有し、
   前記炉体部の上部には、前記炉体部及び前記冷却部を同時に振動させる振動装置が設けられ、
   前記熱風の熱源が前記分離された人工芝の一部を乾留したガスであることを特徴とする人工芝リサイクルシステム。
6. 前記砂乾燥装置は、
   前記熱風を前記熱風ノズルに供給する熱風発生炉と、
   前記熱風発生炉に接続され且つ前記分離された人工芝の一部を乾留して乾留ガスを生成し該乾留ガスを前記熱風発生炉に供給する乾留ガス化炉と、を有することを特徴とする請求項５に記載の人工芝リサイクルシステム。
7. 前記螺旋分別洗浄器は、直立支柱の中心軸に平行に移動しながら一定または連続的に変化する距離で前記中心軸周りに回転する３次元曲線に沿って前記直立支柱と共に立設された螺旋樋を有し、
   前記螺旋樋の上部端部に、前記充填材を前記螺旋樋の底壁上で流下せしめる水を、前記充填材と共に、投入する投入口と、
   前記螺旋樋の下部端部の前記螺旋樋の外周縁部に配置され且つ前記ゴムチップを前記水と共に捕集するゴムチップ捕集部と、
   前記螺旋樋の下部端部の前記ゴムチップ捕集部よりも前記直立支柱に近い位置に配置され且つ前記珪砂を前記水と共に捕集する珪砂捕集部と、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の人工芝リサイクルシステム。
8. 前記螺旋分別洗浄器の前記螺旋樋の底壁は、前記螺旋樋の上部端部の上流域から前記螺旋樋の下部端部の下流域まで一定幅、又は、前記上流域から前記下流域まで一定割合で減少する幅を有することを特徴とする請求項７に記載の人工芝リサイクルシステム。
9. 前記乾留ガス化炉において、前記分離された人工芝の一部と助燃材とが熱源として使用され、前記助燃材の使用量は４５ｗｔ％〜５５ｗｔ％であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の人工芝リサイクルシステム。

Images