特許 6462704 合成芝製品の分離方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6462704

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】合成芝製品の分離方法

(51)【国際特許分類】

   B29B 17/02 20060101AFI20190121BHJP

   B29B 17/04 20060101ALI20190121BHJP

   B07B 1/18 20060101ALI20190121BHJP

   B04C 5/00 20060101ALI20190121BHJP

   E01C 13/08 20060101ALI20190121BHJP

【ＦＩ】

   B29B17/02

   B29B17/04

   B07B1/18

   B04C5/00

   E01C13/08

【請求項の数】16

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-548429(P2016-548429)

(86)(22)【出願日】2014年10月20日

(65)【公表番号】特表2017-501058(P2017-501058A)

(43)【公表日】2017年1月12日

(86)【国際出願番号】EP2014072442

(87)【国際公開番号】WO2015059094

(87)【国際公開日】20150430

【審査請求日】2017年10月17日

(31)【優先権主張番号】13189494.1

(32)【優先日】2013年10月21日

(33)【優先権主張国】EP

(31)【優先権主張番号】14/059,800

(32)【優先日】2013年10月22日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】516115865

【氏名又は名称】リ−マッチ（ユーケー）リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】デニス、アンデルセン

(72)【発明者】

【氏名】リッゲンマン、ミカエル

【審査官】 小久保 敦規

(56)【参考文献】

【文献】 欧州特許出願公開第０２０９６２１１（ＥＰ，Ａ２）

【文献】 特開２００７−１３２１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４１３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６８１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９２１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３６５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０４２８１７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｂ １７／００− １７／０４

Ｃ０８Ｊ １１／００− １１／２８

Ｂ０９Ｂ １／００− ５／００

Ｂ０９Ｃ １／００− １／１０

Ｂ０７Ｂ １／００− １５／００

Ｂ０４Ｃ １／００− １１／００

Ｅ０１Ｃ １／００− １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも裏地材料、草繊維成分、および付加成分を有する乾燥または乾燥された合成芝製品を分離する、少なくとも連続した工程を有する方法であって、
（ａ）細分化された芝材料中の合成芝製品を細分化し、
（ｂ）篩い分けにより前記細分化した芝材料を少なくとも裏地材料および付加成分の混合物を実質的に有する第１の画分と草繊維成分を実質的に有する第２の画分とに分離し、
（ｃ）前記裏地材料を実質的に有する低密度画分および前記付加成分を実質的に有する高密度画分を提供するために、前記工程（ｂ）で得た前記第１の画分をエアを用いる比重により分離し、
（ｄ）渦運動を引き起こすように構成された分離機内で上方に向かうエア気流を供給することによる比重およびサイズにより、前記軽い画分はエア気流中に吹き上げ、前記重い画分は下方に落下させるように、前記工程（ｂ）で得た前記第２の画分を分離し、前記軽い画分は前記草繊維成分を実質的に有すること、および前記重い画分は前記裏地材料および前記付加成分の混合物を実質的に有すること、
（ｅ）前記工程（ｃ）で得た前記低密度画分および前記工程（ｄ）で得た前記軽い画分を回収する、ことを特徴とする合成芝製品の分離方法。

【請求項2】

前記篩い分け工程（ｂ）は複数セットの篩い器において行われ、及び／又は、前記比重分離工程（ｃ）は複数の分離手段において行われ、および、前記分離工程（ｄ）は複数セットの分離機において行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記付加成分は充填物を有し、前記工程（ｃ）の前に前記工程（ｂ）で得られた第１の画分は、前記裏地材料を実質的に含む第３の画分および前記充填物を実質的に含む第４の画分を提供するための中間篩い分け工程（ｉ）によりもたらされ、前記裏地材料を実質的に含む前記第３の画分は前記工程（ｃ）においてさらに処理され、前記充填物を実質的に含む前記画分を回収することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項4】

前記充填物は砂及び／又はゴムを含み、前記第４の画分は、ゴムを実質的に含む低密度画分および砂を実質的に含む高密度画分を提供するために、比重分離される工程（ｆ）によりもたらされることを特徴とする請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記中間分離工程（ｉ）は複数の篩いを有する篩い器において行われ、
少なくとも第１の篩いは３ｍｍのメッシュサイズを有し、かつ少なくとも第２の篩いは０．８ｍｍのメッシュサイズを有し、
前記分離は、
前記細分化材料の最大寸法長さが３ｍｍ以上であり、前記草繊維成分を実質的に含む前記第１の画分である大きい画分と、
前記細分化材料の最大寸法長さが０．８ｍｍから３ｍｍまでの範囲にあり、前記裏地材料を本質的に含む中間の画分と、
前記細分化材料の最大寸法長さが０．８ｍｍ以下であり、前記充填物を実質的に含む小さい画分と、を提供する、ことを特徴とする請求項３または４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

前記工程（ｂ）で得られた前記第２の画分は、前記工程（ｄ）のエア篩い分けにより分離される前にカッティングミルにより更に細分化されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

前記更に細分化された画分は、凡そ１０ｍｍにすぎない最大寸法長さを有し、好ましくは８ｍｍにすぎない最大寸法長さを有することを特徴とする請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記工程（ｄ）の分離は、サイクロンセパレーターまたはジグザグエアシフターにおいて実施されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記分離はジグザグエアシフターにおいて実施され、エアが１８〜２７Ｈｚの周波数で供給され、より好ましくは２０〜２５Ｈｚの周波数でエアが供給されることを特徴とする請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記工程（ｄ）の分離は２つの工程において実施され、第１の工程のエア周波数は第２の工程のエア周波数より高く、より好ましくは第１の工程において凡そ２５Ｈｚのエア周波数とし、かつ第２の工程において凡そ２０Ｈｚのエア周波数とすることを特徴とする請求項８または９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

前記芝製品が乾燥されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

前記芝製品は前記工程（ａ）と（ｂ）の間で乾燥されることを特徴とする請求項１１項に記載の方法。

【請求項13】

湿った前記芝製品を燃焼により生成した熱を用いて乾燥させることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記乾燥プロセス温度は、前記芝製品の成分の融点以下であり、任意の充填物が最も低い融点を有することを特徴とする請求項１２または１３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項15】

前記工程（ｆ）において得られた前記低密度画分は、前記ゴムから砂の塊を突き崩すためのハンマーミルに通過させてもたらされ、その後にスクリーンまたは篩いにおいて分離されることを特徴とする請求項４乃至１４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項16】

得られた前記画分のうちの１つまたはそれ以上を回収することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、合成または人工芝製品の個々の構成成分を最初に製造した形態にほとんど近いものに再生するための改善された方法に関する。本発明方法によれば、細分化後の芝をサイズに基づいて、または比重と比重に基づいて、あるいはサイズと形状に基づいて分離を高める特定のオーダーに少なくとも３つの特定の分離工程を受けることにより達成される。

【背景技術】

【0002】

合成芝はフットボール、野球およびサッカーグラウンドの表面を覆うものとして長年使用されてきたものである。近年では、合成芝は天然芝の代用品として望ましいものとされ、他の用途にも使用されている。これらの用途は、少なくともプレイグラウンド、住宅および商業施設用の芝生であり、その他に造園、遊歩道、ペイントボールフィールド、テニスコート、ゴルフグリーン、ドッグラン等である。

【0003】

通常、合成芝は、裏地をもつ草類似繊維（グラスライクファブリック）および複数の直立リボン（アップスタンディングリボン）、フェイスファイバとも呼ばれる外観を草に似せた擬似草（リセンブリンググラス）を含む。多くの合成芝製品は、直立リボンの間に分散させた砂、タイヤゴム屑または他の粒子状物質からなる充填材料を含む。充填材料は、天然芝の土壌をまねたものであり、バラストとして機能し、及び／又は特殊用途の芝に適した弾力性のような芝の物理的性質を与える。

【0004】

合成芝は、芝の構造、利用される用途、天候および芝の維持保全の手入れなどに依存する限定された寿命を有する。

【0005】

一例として、運動場に使用される一般的な合成芝の寿命は約８年から１５年である。合成芝の大多数は現在１００の運動場およびその他の用途に利用されている。

【0006】

合成芝の構成材料はリサイクルゴムや砂からプラスチックまであるため、合成芝の処理には非常に費用が掛かる。埋め立て地に廃棄処分するために合成芝を搬送するのが実質的なコストとして掛かり、さらに合成芝の全部または一部をリサイクルし、再利用するためには数年を越える探索調査オプションの費用が掛かる。

【0007】

カーペットをリサイクルし、リサイクルしたカーペットスクラップを用いてカーペット裏地を準備する方法が知られている。そのような方法のいくつかは、例えば裁断によるか又は糸のみを処理することにより、裏地からカーペット糸または芝を分離することに関連している。

【0008】

しかし、合成芝はカーペットからの構成物とは異なり、これらの構成物が異なることから従来のカーペットリサイクル方法は合成芝のリサイクルには不適である。カーペット製品の大部分はナイロン表繊維を使用しているが、現状の合成芝製品の大部分はポリエチレンを使用している。

【0009】

大部分のカーペットの主要コーティングはラテックスコーティングであるが、大部分の合成芝のコーティングはポリウレタンである。米国においては、広幅織りカーペットのうちの僅かな少数のみがポリウレタンを成分に含むコーティングを含み、合成芝のうちの僅かな少数のみがラテックスを成分に含むコーティングを含む。

【0010】

製造から６年を経過した合成芝の大部分は、ポリウレタンコーティングを裏地に用いている。全体として合成芝を覆うポリウレタンはリサイクルすることができないものと信じられている。これは、ポリウレタンコーティングを効率的にリサイクルできないということが理由である。ポリウレタンは（熱可塑性に対して）熱硬化性であり、リサイクルするのが困難でありコストが掛かる。

【0011】

それにもかかわらず、カーペットからのポリウレタンの再利用が米国特許５，１８５，３８０号公報に記載されている。これによれば、裏地を剥ぎ取り、細かく粉砕し、金属やＰＶＣのような硬質の外来成分を除去するためのサイクロン分級工程にかけ、シートを昇圧・昇温下において非硬質成分を合併統合する。この方法は使用済みの中古カーペットの一部から新たな製品を提供する。

【0012】

人工芝では、一次裏地に面繊維を絡める目的のために房付け材料の裏地にコーティングを塗布する。ホットメルト接着剤またはポリウレタンフォームを追加のコーティングとして塗ることもできる。この二次コーティングは、典型的にはポリエステルまたはポリプロピレンであることができる二次裏地を取り付けるために使用される。

【0013】

多くの人工芝製品がカーペットでは見られない構成部品を含んでおり、そのような構成部品は、互換性がないか、または従来のカーペット再利用方法において少なくとも望ましいものではない。例えば、従来のカーペットは充填材を含んでいない。人工芝設備用の典型的な充填材は、砂、タイヤゴム屑、及び／又はその他の粒子を単独に含むか、またはこれらを相互に組み合わせたものを含んでいる。このため、人工芝をリサイクルすることは、カーペットのリサイクルでは出遭うことがない人工芝に特有の問題がある。

【0014】

人工芝の残りの部分から充填材を分離することは、特別な機器の使用が必要になるかもしれないし、また分離した充填材の処分に関連した環境への懸念があるかもしれない。リサイクルプロセスにおけるさらなる問題は、サイズ減少プロセスおよび最終製品の特性における残留充填材粒子の影響である。

【0015】

このように、既存の人工芝をリサイクルして再利用する試み、または少なくとも既存の人工芝の部分をもはや使用することなく埋立地に送ることを避けるための試みがなされてきた。このようなプロセスは、裏地および草状の繊維から充填材を分離し、さらに凝集に続いて充填材を除去することがＷＯ２０１０／０７５０９８号公報に記載されている。凝集した芝断片のグラニュールをエクストルーダー内に投入する。グラニュールは、例えばストランドまたはリボンの形状で押出物を形成するために押出される。最も知られている周知のプロセスは、カーペットや人工芝の成分を混合成分の新製品に対してリサイクルされ、その製品が個々の出発成分にリバースエンジニアリングされない。

【0016】

ＥＰ２０９６２１１号公報には、最初に草繊維と裏地を充填材や追加成分から分離し、その後に引き続き分離するための多くの工程を有する合成草を廃棄する他の方法が記載されている。

【0017】

したがって、既存のプロセスは、例えばそのプロセスが新製品を提供するための押出加工／統合加工（コンソリデイティング）のためのものである場合を十分に満たす９５％だけの純度に材料を分離することができる。従来のプロセスは材料を埋立地に廃棄処分する方法よりは改善されてきているが、改善されたグレードの製品を提供するために１つの成分を含む画分において、さらに個々の部分を分離する必要性が未だに実質的に存在している。

【0018】

また、芝および充填材の組成が変化しうるようにフレキシブルなプロセスを提供することが望ましい。

【0019】

また、芝としての再利用かまたは他の産業での再利用のために、結果物が十分に高い程度まで浄化精製された個々の部品であるようなプロセスを提供することが望ましい。

【0020】

したがって、単純だが分離された別々の画分を提供するのに今までのなかでは有効なプロセスを提供することを本発明の目的とする。

【0021】

本発明のさらなる目的は、分離した構成成分の各々の純度が基本的に純粋とされる９５％(w/w)を超える範囲でのプロセスを提供するために種々の芝製品の構成成分を分離するための改善されたプロセスを提供することにある。

【発明の概要】

【0022】

本発明の第１の態様において、これら及び他の目的は、少なくとも裏地材料、草繊維成分、および付加成分を有する実質的に乾燥しているか又は乾燥させた合成芝製品を提供するプロセスにより解決されるものであり、該プロセスは少なくとも以下の一連の工程を有する、
（ａ）細分化された芝材料中の合成芝製品を細分化し、
（ｂ）篩い分けにより前記細分化した芝材料を少なくとも裏地材料および付加成分の混合物を実質的に有する第１の画分と草繊維成分を実質的に有する第２の画分とに分離し、
（ｃ）前記裏地材料を実質的に有する低密度画分および前記付加成分を実質的に有する高密度画分を提供するために、前記工程（ｂ）で得た前記第１の画分をエアを用いる比重により分離し、
（ｄ）渦運動を引き起こすように構成された分離機内で上方に向かうエア気流を供給することによる比重およびサイズにより、前記軽い画分はエア気流中に吹き上げ、前記重い画分は下方に落下させるように、前記工程（ｂ）で得た前記第２の画分を分離し、前記軽い画分は前記草繊維成分を実質的に有すること、および前記重い画分は前記裏地材料および前記付加成分の混合物を実質的に有すること、
（ｅ）前記工程（ｃ）で得た前記低密度画分および前記工程（ｄ）で得た前記軽い画分を回収する。

【0023】

使用済みの中古芝製品からの部品の完全な分離は、非常に困難な作業であることが判明している。とくに種々の画分のなかに他の構成成分の最後の５％を分離することが問題として挙げられる。細分化処理中に、個々の構成成分をさらに混合し、より均一化することが芝製品を管理しやすくするために必要であり、分離することがより困難になる。本質的に完全な分離は、種々の画分を高級製品に再利用することを可能にするために必要なことである。

【0024】

個々の成分の分離の順番と固有モードは、例えばサイズによる簡単な篩い分け、または特定の篩いによる分離、また例えば比重による分離、及び／又はエア旋回による分離、また例えば比重、サイズおよび形状によることが、最終的に完全な分離を達成することができるためのカギであることが判明した。

【0025】

第１の細分化工程では、裏地材料と草繊維成分が主要な対象物である。大部分の追加成分が縮小サイズでくる汚れのようなものである。芝製品の最初の細分化工程では、最長の長さは凡そ２０〜６０ｍｍ、より好ましくは２５〜５０ｍｍ、凡そ２０ｍｍまたは凡そ３０ｍｍまたは凡そ３５ｍｍとすることが意図されている。

【0026】

第１の分離工程では、成分はサイズのみによって分離される。製品が細分化されてサイズが小さくなっていることを考えると、この工程では草繊維の成分から成分の大部分が分離される。これにより最も近い密度を有する成分が分離され、所望であれば続けて更なる細分化が可能である。

【0027】

第１の分離工程後に第１の画分は、エアを用いて比重分離される裏地材料を実質的に有する。これによって、より軽い成分が流動化して、重い成分から分離される。これは、汚れ等よりも軽量である裏地材料が、低密度画分として単離されるように、付加成分から分離されることである。

【0028】

適当な分離手段は、イタリアのレナッツォにあるトレン-ウント・ソルティエテクニカ・ゲーエムベーハー社およびグイヂッチ・エス-アール-アイ社から入手可能なテーブルの分離に限定されない。

【0029】

第１の分離から得られる第２の画分は、１つの操作工程で比重、サイズ、および形状により分離される。この分離は、より軽い画分をエア気流中に舞い上げ、重い画分を下方に落下させるように、分離機内に上向きの旋回流を引き起こすエア気流を提供することにより得られる。軽い画分は草繊維成分を実質的に含み、重い画分は裏地材料および付加成分を実質的に含む。

【0030】

分離に用いられる分離機は、例えばガイア・エージー社からのホベックス・デ-サンディング・サイクロン、ジグザグエアシフター、例えばトレン−ウント・ソルティエテクニカ・ゲーエムベーハー社からのＺＺＳエアシフターのようなサイクロンセパレーター、または類似の分離手段などの当該技術分野における任意の適正な手段とすることができる。

【0031】

特定の実施形態では、複数組の篩い器において篩い分け工程（ｂ）が行われ、及び／又は複数組の分離機において比重分離工程（ｃ）が行われ、及び／又は複数組の分離機において分離工程（ｄ）が行われる。

【0032】

複数組の篩い器などを直列に及び／又は並列に配置することができることを意図している。機器を並列に配置すると、分離プロセスの生産量を増加させることができるが、機器を直列に配置すると、再利用のための各画分の純度を損なうことなく歩留まりを増加させることができる。

【0033】

好ましい実施形態では、篩い器は、４ｍｍ、４．５ｍｍ、５ｍｍまたは５．５ｍｍのような、好ましくは５ｍｍ以上のような、４〜１０ｍｍの開口部を有するドラムスクリーンである。

【0034】

例えば工程ｂにおいて１つ以上の篩い器が直列に構成されている場合、中間の細分化工程が間に含まれてもよいことが意図されている。このようにして、細分化材料の大きな割合が所望の最大寸法を得られると同時に、草繊維画分が最初から存在する他の成分を少なく含むことになることが保証される。１つ以上の篩い器が存在する場合に、それらは同一のサイズであっても異なるサイズであってもよいことが意図されている。一実施形態では、第１の細分化工程で凡そ５０ｍｍに細分化し、第２の細分化工程で凡そ３０ｍｍに細分化する。さらなる実施形態では、篩い器が６〜８ｍｍのメッシュサイズ、好ましくは５ｍｍのメッシュサイズを有する。

【0035】

さらなる実施形態では、付加成分は、工程（ｂ）において工程（ｃ）の前に得られた充填物および第１の画分を含み、裏地材料と充填物を含む第４の画分を実質的に有する第３の画分を提供するために中間の篩い分け工程（ｉ）によるものであり、実質的に裏地材料を含む第３の画分は、さらに工程（ｃ）において処理され、実質的に充填物を含む画分が回収される。

【0036】

特定の実施形態において、充填物材料は、砂とゴムおよび工程（ｉ）で得られた第４の画分を含み、ゴムを実質的に含む低密度画分および砂を実質的に含む高密度画分を提供するために、比重分離のさらなる工程（ｆ）によるものである。この分離工程後において、ゴム画分および砂画分はそれぞれ本質的に純粋である。

【0037】

通常、芝製品が競技場に由来する場合、充填物としてゴム及び／又は砂が用いられている。砂とゴムの大部分は芝製品の残部から容易に分離することができるが、砂とゴムの実質的にかなりの量が依然として構造内に存在している。具体的には、砂、土または砂利は、それらの同じ（すなわち人工芝）または他のタイプの製品での使い勝手を改善するためにポリマー成分から取り除かれるべきである。

【0038】

砂及び／又は砂利がない本質的に純粋なゴム画分を提供することを可能とすることは、それらを同じ用途に再使用するために必要なことである。ゴム画分の純度は、テスト方法として以下に記述する標準試験により決定することができる。

【0039】

現状の実施形態では、中間分離工程（ｉ）は、好ましくは少なくとも３ｍｍのメッシュサイズを有する第１の篩い器と少なくとも０．８ｍｍのメッシュサイズを有する第２の篩い器とを１つのユニット内に一体化してなる複数の篩い器を通過させる篩い分けにより行われる。この中間分離は、大きい画分、中間の画分、および小さい画分を提供するものである。大きい画分は、細分化材料の最大寸法の長さが３ｍｍ以上であり、実質的に草繊維成分を含む。中間の画分は、細分化材料の最大寸法の長さが０．８〜３ｍｍの範囲であり、実質的に裏地材料を含む。小さい画分は、細分化材料の最大寸法の長さが０．８ｍｍ以下であり、実質的に充填物を含む。

【0040】

この実施形態において、大きい画分は、工程（ｄ）でさらに分離される前に工程（ｂ）で得られた第２の画分に混合される。中間の画分は工程（ｃ）で提供され、小さい画分は工程（ｆ）で提供される。この分離工程を含めることにより、各画分の歩留まりを増加させることができる。

【0041】

本発明の方法によれば、工程（ｂ）で得られた第２の画分は、工程（ｄ）の前において例えばカッティングミル内でさらに細分化され、好ましくは細分化材料の最大寸法の長さが凡そ７〜９ｍｍであり、より好ましくは８ｍｍであることが好ましい実施形態である。

【0042】

分離のタスクは上述したように、混合した成分のサイズが小さくなればなるほど益々困難になる。サイズが小さくなるにつれて、個々の成分の重量差が接近してくる。一方、芝材料の種々の成分を分解するのに細分化は必要な手段である。

【0043】

したがって、分離におけるこれらの特定ポイントでの細分化は、他の方法で問題の成分が前の工程で実質的に分離されてしまっていることにより、効果的であることが判明した。

【0044】

さらに好ましい実施形態では、ジグザグエアシフターまたはサイクロンセパレーター内で分離工程（ｄ）を行う。

【0045】

これは、非常に小さく、より均一な粒子をサイズ、形状、および比重により分離する分離を提供し、また分離機内の構造により旋回運動を提供する。これにより草繊維成分の濃縮が促進される。

【0046】

現状の好ましい実施形態では、１８〜２７Ｈｚ、より好ましくは２０〜２５Ｈｚ、最も好ましくは２５Ｈｚの周波数でエアを供給することにより、分離工程（ｄ）が行われている。好ましい実施形態では、上記エア周波数でジグザグエアシフター内において分離が行われる。

【0047】

試験は、上記の各種周波数および上記の範囲を下回る種々の周波数を用いて実施し、驚くべきことに最良の分離は本発明の開示の範囲で得られ、最良の結果は２５Ｈｚで得られることが判明した。

【0048】

より好ましい実施形態では、分離と渦巻き動作の２つの工程が実施され、第１工程のエア周波数が第２工程のエア周波数よりも高い。現状の好ましい実施形態では、第１工程では凡そ２５Ｈｚの周波数とし、第２工程では凡そ２０Ｈｚの周波数とした。この組合せは本質的に純粋である芝画分／草繊維成分をもたらした。

【0049】

好ましい実施形態では、出発材料は実質的に湿気のない乾燥したものである。乾燥は、成分の重量に部分的にまたは全部に基づく分離工程において重要である。乾燥は当業者の範囲内である。本発明の方法では全体乾燥プロセスが好ましい。最も好ましい芝製品は、工程（ｂ）の前に乾燥されるか、または工程（ａ）と工程（ｂ）との間で乾燥される。

【0050】

特定の実施形態では、芝製品は工程（ａ）と工程（ｂ）との間で乾燥される。これは、表面積が大きいことおよび均一に加熱されることでその構成成分を劣化させることなく得ることができるので、芝製品の非常に効率的な乾燥を提供することが証明された。

【0051】

より好ましい実施形態では、芝製品は工程（ａ）と工程（ｂ）との間で乾燥され、その乾燥プロセスは輻射、対流、および伝導、またはこれらの組合せを含む適当な加熱手段により実施することができる。好ましくは天然ガスの燃焼のような燃焼により生成される熱である。

【0052】

現状の他の態様では、加熱源とは関係なく、最も低い融点をもつ成分の融点温度を超えない温度であることが証明されている。これは最終画分の品質を劣化させるような成分が溶融または凝集しないという乾燥の重要な側面である。また、磁石が磁性成分または汚染物質を除去するプロセスの種々の時点に挿入される。好ましくは、ブレードの破壊を防止するために、カッティングミルを用いる裁断工程の前の時点に磁石を挿入する。

【0053】

第２の態様では、合成芝または人工芝の分離システムが提供される。そのシステムは上述したように構成されている。

【0054】

分離工程の順序およびさらなる実施形態での分離工程のパラメータが本発明方法と装置では鍵となる。異なる分離の順序、異なる分離の組合せ、および異なる分離パラメータは、例えば高品位リサイクル製品としてほとんど使用されない画分をつくる他の成分及び／又は汚染物質の実質的な量を含む画分をもたらし、より劣った最終製品をもたらす。

【0055】

プロセスを参照して説明した全ての実施形態および変形例は、システムにも同等に適用される。

【0056】

他の態様において、本発明は、人工芝製品のリサイクル成分、より具体的にはリサイクル砂、リサイクルゴム、リサイクル草繊維成分、およびリサイクル裏地を提供する。

【0057】

製品生成物は、画分の９５％（w/w）以上の純度により特徴付けられる。より好ましくは画分の９６％（w/w）以上、より好ましくは画分の９７％（w/w）以上、より好ましくは画分の９８％（w/w）以上、より好ましくは画分の９９％（w/w）以上、または画分の凡そ１００％の純度である。

【0058】

芝製品は、多くの場合、異なる色の成分を含んでいるので、得られた画分は純度の評価のために視覚的に評価することができる。

【0059】

例えばゴムと草繊維の純度は、ゴムおよびプラスチックの純度の試験用のＡＳＴＭインターナショナルからＤ５６０３およびＥ１１３１−０８のような当該技術分野における標準的な試験方法を用いて評価することができる。

【0060】

加えて、純度は、手動または機械的に成分を分離することにより決定され、重量％で決定される。

【0061】

本発明のプロセスにより得られた生成物または画分は、これらに限定されないがゴム成形業界、建設業界、合成芝業界およびプラスチック押出成形業界などのような多くの業界において出発材料として有用なものである。

【0062】

このため、他の態様において、本発明は、ゴムタイル、ゴムマット、ゴム床材、プラスチックペレット、およびプラスチック箱の出発材料を提供する方法とみなすことができる。その方法は、上記のいずれかによって得られた生成物ばかりでなく概説された上記の工程およびその変形を含む。従って、本発明の他の態様は、本発明方法により分離して得た各画分、砂、ゴム、草繊維成分および裏地材料の１つ以上から選択された画分を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【0063】

【図1】図１は、充填物のない合成芝製品を処理する本発明のプロセスを示す図である。

【図2】図２は、砂とゴムの充填物を有する合成芝製品を処理する本発明のプロセスの実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0064】

本発明との関連において、本質的に純粋(essentially pure)とは、１つの構成成分が画分の９５％（w/w）以上に含まれることを意味する。より好ましくは９６％（w/w）以上、より好ましくは９７％（w/w）以上、より好ましくは９８％（w/w）以上、より好ましくは９９％（w/w）以上、またはより好ましくは凡そ１００％含まれる。

【0065】

本発明との関連において、実質的に純粋(substantially pure)とは、特定の構成成分が画分の半分（w/w）以上に含まれることを意味する。

【0066】

本発明において使用されるように、「成分（コンポーネント）」の用語は、砂、ゴム、ポリエンチレン（ＰＥ）などのような出発製品（スターティングプロダクト）の化学組成の１つのタイプを意味する。この用語は、芝材料／製品の特定の部分に由来する構成要素に限定されるものではなく、むしろ化学組成のそのタイプによって定義されるものである。

【0067】

本発明において使用されるように、「合成芝製品」の用語は、本発明の方法において使用される出発材料の全ての成分（オールコンポーネンツ）が意図されている。合成および人工の用語は交換可能に用いることができ、非生物学的材料でできた生産物のような草と同じ意味である。

【0068】

本発明方法の出発材料は、スポーツ施設、プレイグラウンド、造園エリアなどに由来する芝製品である。材料の起源は制限されるべきものではない。また、材料は汚染物質を含んでいてもよいことが考慮されている。

【0069】

合成芝製品は少なくとも裏地材料および草繊維成分を含んでいる。

【0070】

本発明との関連において、「裏地材料」の用語は、草繊維成分を保持する１つ以上の層が意図されている。したがって、裏地材料の用語は、これらのみに限定されるものではないが、タフト織布、織物、または他の方法で結合した材料を含むものである。また、裏地材料の用語は、二次裏打ち、またはコーティング、または互いに又は表面に芝製品の小片を締結するためのファスナー部品が意図されている。

【0071】

本発明との関連において、「草繊維成分」の用語は、裏地材料に取り付けられる繊維または糸、テクスチャーまたは非テクスチャー、タフト織布、織物などが意図されている。

【0072】

本発明の文脈において、「付加成分」の用語は、用語「裏地材料」と「草繊維成分」に含まれていない芝製品中に含まれるいかなる材料も意図されている。したがって、付加成分は、これらのみに限定されるものではないが、充填物、芝カーペットに付いたごみ屑、汚れ、砂などを含んでいてもよい。

【0073】

また、合成芝製品は、裏地材料に草葺き材料を取り付けるために、好ましくは織り交ぜ、接着、溶融、または他のあらゆる適当な手段により裏地材料に接続された１つ以上の草葺き材料を有する草葺きまたは「草葺きゾーン」を有することができる。合成芝の草葺きは、周知であり、例えばＵＳ ６，２９９，９５９およびＷＯ ２００４／０４２１４９のようにいくつかの文献に記載されている。本発明との関連において、草葺き、草葺きゾーン及び／又は草葺き材料は「草繊維材料」の用語に含まれる。

【0074】

通常、合成芝製品は、裏地材料および複数の直立リボン、フェイス繊維またはヤーンと呼ばれる擬似草である繊維を含み、本発明との関連においてフェイス繊維またはヤーンは本発明に係る草繊維成分の実施例である。

【0075】

通常、草繊維成分はポリエチレン、ポリプロピレン、またはこれらを混合したものでできている。また、草繊維は、ナイロンまたはポリプロピレン及び／又はポリエチレンを単独でまたはこれらを組合せたあらゆる公知材料でつくることができる。

【0076】

これらの草繊維成分は、これらに限定されないが、ポリプロピレンおよびポリエステルを含む異なる材料で製造できる一次裏地材料に通常タフト付けされるかまたは縫いつけられる。

【0077】

コーティング材料は、草類似の繊維を取り付ける代わりに、草繊維および一次裏地に塗布することができる。

【0078】

ほとんどの人工芝製品の一次コーティングは、ポリウレタンを含み、また通常の場合は炭酸カルシウムまたは石炭飛灰のようなコーティングフィラーを含む。また、一次コーティングは、ポリウレタンに加えてまたはその代わりにラテックス、ホットメルト接着剤、及び／又は熱可塑性プラスチックを含むことができる。

【0079】

また、人工芝製品は、これらに限定されないが、ポリプロピレンおよびポリエステルを含む多くの異なる材料でつくることができる二次裏地またはコーティングを有することもできる。

【0080】

草繊維成分は、一般に人工芝製品の約１９重量％から約８０重量％までを構成している。一次裏地は、一般に人工芝の約１重量％から約２５重量％までを構成している。一次コーティングは、一般に人工芝の約１５重量％から約８０重量％までを構成しているが、他の成分が意図されている。

【0081】

草繊維成分は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、または他の材料を単独または組み合わせたものを含むことができる。

【0082】

いくらかの実施形態では、草繊維は、ポリプロピレン（ＰＰ）とポリエチレン（ＰＥ）を混合したものを含むことができる。さらなる実施形態では、草繊維はＰＥの混合またはＰＰとＰＥとナイロンの混合を含む。

【0083】

コーティングは、ポリウレタン、ラテックス、ホットメルト接着剤、及び／又は熱可塑性プラスチックを単独でまたはこれらの組み合わせを含むことができる。適合可能なホットメルト接着剤は、これらに限定されないが、レイノルズ５４−０４１、レイノルズ５４−８５４、ＤＨＭ４１２４（レイノルズ社、P.O.Greenville, SC, DHM Adhesives, Inc. Calhoun, GA）を含む。

【0084】

適合可能な熱可塑性プラスチックは、これらに限定されないが、ポリプロピレン、ポリエチレン、およびポリエステルを含む。また、コーティングは、石炭飛灰、炭酸カルシウム、鉄酸化物、または硫酸バリウム、または他の公知のフィラーからなるコーティングフィラーを含むことができる。

【0085】

さらなる実施形態では、人工芝製品は、特定の使用に適した芝を行う芝製品の物理的性質に寄与する草繊維の直立リボンの間に分散された充填材料を含む。

【0086】

人工芝充填物は、これらに限定されないが、砂、砂礫、コーク、ココナッツ殻、ポリマービーズ、およびゴムのような所望の物理的性質を提供するのに適していればいかなる材料であってもよい。前記ゴムは、これらに限定されないが、クラムゴム、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、およびネオプレンゴムを単独または組み合わせたものを含む。

【0087】

好ましい実施形態では、人工芝製品は、裏地材料に接続された１つ以上の草葺き材料をさらに含む。

【0088】

草葺き材料は、一般にポリエチレンまたはナイロンからなる草繊維成分と同じ材料でつくられる。

【0089】

好ましい実施形態では、充填材料はゴムまたは砂である。さらに他の好ましい実施形態では、充填材料はゴムおよび砂である。

【0090】

さらに好ましい実施形態では、人工芝製品は充填物および１つ以上の草葺き材料を含むことが意図されている。

【0091】

人工芝フィールドをサイトから取り除くときに、通常５０×５０の断片に切断し、ロールに巻き取る。ロールは、それが埋立地または製品をリサイクルする設備でさらに処理されるサイトに搬送される。

【0092】

このようにして分断された芝フィールド、すなわち芝製品は、通常２〜５ｍの径および１〜２ｍの幅を有するロールに巻く本発明の方法を提供するものである。処理設備に到着した芝製品は任意のサイズにすることができ、本発明は搬入される芝のサイズにより限定されるものではない。芝製品のサイズは、実用的な取り扱いおよび第１の細分化手段のサイズのみにより制限されるものではない。

【0093】

以下、方法の実施形態は、プロセスのフロースキームである図１と図２を参照して説明する。以下に記載した変形例、実施例および詳細は、両方の実施形態に適用することができる。本発明は以下に記載した実施形態に限定されるものではない。

【0094】

裏地材料、草繊維成分、および任意の汚染物の形態での付加成分を含む人工芝製品のための最も一般的な形態で示した図１を参照しながら本発明の方法をさらに詳しく説明する。

【0095】

第１の工程では、人工芝製品１を第１のシュレッダーA_1での第１の裁断工程により細分化し、凡そ３０ｍｍのサイズに細分化した人工芝２とし、細分化した人工芝２を５ｍｍの開口部を有するドラムスクリーンB_1に通して篩い分け、これにより２つの画分に分ける。すなわち、第１の画分ｂは、最大寸法長さが５ｍｍ以下の裏地材料と付加成分との混合物を実質的に含み、第２の画分ｇは、最大寸法長さが５ｍｍを超える草繊維成分を実質的に含む。

【0096】

最初の分離後に、第１及び第２の画分をさらに個別に処理する。

【0097】

第１の画分ｂは、分離手段C_2での比重によりさらに分離される。分離手段C_2では、一方の出口により濃い粒子を案内し、第２の出口に低密度の粒子を案内する、低密度粒子の流動化のためにエアを利用する。

【0098】

シュレッダー及びドラムスクリーンは、一般に周知の構成要素であり、特定の装置の選定は当業者の範囲内である。特定のシュレッダーには、エルドウィッヒ・ツェルクライネルング・システム・ゲーエムベーハー社から入手可能なモデルＨ５００／Ｒ２−２０００を使用した。分離手段には、イタリアのレナッツォにあるトレン-ウント・ソルティエテクニカ・ゲーエムベーハー社またはグイヂッチ・エス-アール-アイ社から入手可能な比重分離器を用いることができる。

【0099】

本実施形態では、第２の画分3は、最大寸法のサイズを８ｍｍとする更に小さい画分サイズを与えるためにカッティングミルD_1でさらに細分化される。しかしながら、本発明ではさらなる細分化を省略してもよいことが意図されている。この細分化後に、第２の画分3は、旋回運動を引き起こすように構成された分離機E_1内にエア気流を供給することによって分離される。本実施形態の分離機は、選別流路内のジグザグ流路によって旋回運動を引き起こすトレン-ウント・ソルティエテクニカ・ゲーエムベーハー社から入手可能なＺＺＳエアシフターである。選別は、実質的に草繊維成分を含む軽い画分lfと実質的に裏地材料及び付加成分を含む重い画分hfを提供する。図１に示すように、精製のために軽い画分lfの部分をリサイクルし、分離機E_1で再度分離することが意図されている。また、本発明ではただ１回のみ分離することも意図されている。

【0100】

テストした芝製品が異なる色の成分を有することを考えると、得られた画分を純度に関して視覚的に評価した。全ての画分は本来的に１色をもつものとして視覚的に表われた。

【0101】

図２を参照して本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。図示した実施形態では、裏地材料および草繊維成分に加えて、芝製品は砂とゴムの形で充填物を含んでいる。

【0102】

図２を参照して、第１の工程では、人工芝製品が第１のシュレッダーA_1により第１の裁断工程において細分化され、細分化材料の最大寸法長さは高々５０ｍｍにすぎないものである。５ｍｍの開口部をもつ第１のドラムスクリーンB_1に細分化材料2を通して篩い分け、これにより５ｍｍを超えるサイズをもつ第１の画分3および５ｍｍ以下のサイズをもつ第２の画分4が提供される。第１の画分3は、第２のシュレッダーA_2において第２の細分化工程が施され、高々３０ｍｍにすぎない更なる細分化材料5が提供される。更なる細分化材料は、５ｍｍの開口部をもつ第２のドラムスクリーンB_2に通されて篩い分けされ、これにより５ｍｍ以下のサイズをもつ追加の第２の画分4_1および５ｍｍ超えのサイズをもつ富化した第１の画分3_1が提供される。

【0103】

富化した第１の画分3_1は、草繊維成分を実質的に有し、および混合画分4と4_1は、砂とゴムと裏地材料を実質的に有するものである。

【0104】

第２の画分4および追加の第２の画分4_1は、図示のように混合され、工程(i)に従う複数の篩いによって更に分離される。分離は、３ｍｍのメッシュサイズの篩いおよび０．８ｍｍのメッシュサイズの篩いをもつ篩い器S_1内で行われる。混合画分4,4_1は、実質的に草繊維材料を含む大きい画分3_2、実質的に裏地材料を含む中間の画分5、および実質的に砂とゴムを含む小さい画分6を提供するために、第１の篩い器S_1を通して篩い分けられる。

【0105】

小さい画分6は、分離機C_1内でさらに比重により分離される。分離機C_1内では、本質的に砂を含む第１の重い画分7_1および本質的にゴムを含む第１の軽い画分8_1を提供するために、一方の出口に高密度粒子を導き、第２の出口に流動化した低密度粒子を導くように、低密度粒子を流動化するためにエアが利用される。

【0106】

中間の画分5は、分離機C_2内で比重により分離される。分離機C_2内では、本質的に砂とゴムを含む第２の重い画分7_2および本質的に裏地材料と砂とゴムを含む第２の軽い画分8_2を提供するために、一方の出口に高密度粒子を導き、第２の出口に流動化した低密度粒子を導くように、低密度粒子を流動化するためにエアが利用される。

【0107】

第２の重い画分7_2は、所望のように歩留まりを増加させるために、さらに富化されてもよいし、あるいは廃棄されてもよい。

【0108】

実施例に示すように、分離機C_1とC_2は、トレン-ウント・ソルティエテクニカ・ゲーエムベーハー社から入手可能なＴＴＳ分離テーブル番号TTSS900/1000/1及びTTS600/1000/1とした。

【0109】

第２の軽い画分8_2は、１．０ｍｍのメッシュサイズをもつ第２の篩い器S_2内での篩い分けにより分離される。１ｍｍ超えの画分、すなわち裏地画分9は、最終製品として回収される。実質的に砂とゴムを含む１ｍｍ以下の画分は、廃棄されるか又はさらに分離される。

【0110】

富化画分3_1と大きい画分3_2は合併される。画分中に場合により存在する磁性汚染物ｆは、合併後の画分中に磁石を配置することにより除去される。この磁性汚染物は、廃棄されるか又は再使用される。

【0111】

磁性汚染物の除去後、合併した画分は、カッティングミルD_1において凡そ８ｍｍのサイズに細分化される。本実施例で使用したカッティングミルは、ホソカワ・アルパイン・エージー社から入手可能なタイプＨ５００／Ｒ２−２０００であったが、ドイツ、ツーツェンハウゼン、アミ・マシーネン・ヴェルトリーベ・ゲーエムベーハー社のような他のサプライヤーから得られるものであってもよい。

【0112】

実質的に草繊維成分を含む合併された細分化画分3_3は、渦巻き運動を引き起こすように構成されたエア気流を提供する第１の分離機E_1内でさらに富化される。本実施例において、第１の分離機E_1には、選別流路のジグザグ流路内にエア気流を注入することにより渦巻き運動を引き起こすトレン-ウント・ソルティエテクニカ・ゲーエムベーハー社から入手可能なエアシフタータイプＺＺＳ１８０／８００を用いた。エアは、２５Ｈｚの周波数（頻度）で供給した。ジグザグ篩い器の入手可能な他のサプライヤーは、ドイツ、ペンツベルク、ハモス・ゲーエムベーハー社である。選別は、草繊維成分を本質的に含む軽い画分10、および裏地と砂とゴムの残余物を含む第１の重い画分を提供する。

【0113】

第１の重い画分11は、廃棄されるか、または歩留まりを増加させるためにさらに分離されてもよい。

【0114】

草繊維成分を本質的に含む軽い画分10は、第１の分離機と同様の第２の分離機E_2に流し込まれるが、ここで２０Ｈｚの周波数でエアが供給される。分離は、本質的に草繊維成分を含む第２の軽い画分12、および裏地材料とゴムと砂が残留する混合物を含む第２の重い画分13を提供する。第２の重い画分13は、廃棄されるか、あるいは第１の重い画分11と任意に合併してさらに分離されてもよい。

【0115】

第２の軽い画分12は、０．８ｍｍのメッシュサイズをもつ第３の篩い器S_3を通して篩い分けることにより草繊維成分が最終的に富化される。０．８ｍｍを超える長さをもつ画分は完全に純粋な草繊維成分14として回収されるが、実質的に砂を含む０．８ｍｍ以下の画分は廃棄されるか、または所望により利用されてもよい。

【0116】

本質的に純粋な砂の画分7_1、本質的に純粋なゴムの画分8_1、本質的に純粋な裏地材料の画分9、および本質的に純粋な草繊維の画分14が回収され、上述のように多くの業界で出発材料として利用される。

【符号の説明】

【0117】

1…人工芝製品、2…細分化した芝製品、3…第１の画分または第２の画分、3_1…富化した第１の画分、3_2…大きい画分、3_3…細分化した画分、4…混合した画分、4_1…混合した画分、5…さらに細分化した材料または中間の画分、6…小さい画分、7_1…第１の重い画分、7_2…第２の重い画分、8_1…第１の軽い画分、8_2…第２の軽い画分、9…基本的に純粋な裏地材料、10…より軽い画分、11…第１の重量画分、12…第２のより軽い画分、13…第２のより重い画分、14…草繊維の画分、ｇ…第２の画分、
A_1…第１のシュレッダー；第１の裁断工程、
A_2…第２のシュレッダー；第２の裁断工程、
B_1…第１のドラムスクリーン；第１のドラムスクリーン処理工程、
B_2…第２のドラムスクリーン；第２のドラムスクリーン処理工程、
C_1…分離機；比重分離工程、
C_2…分離機；比重分離工程、
D_1…カッティングミル；合併した画分をカッティングミル内で細分化する工程、
E_1…分離機；さらに細分化した画分を分離機内で再利用し再度分離する工程、
E_2…分離機；草繊維成分を分離機内に流し込み分離する工程、
S_1…篩い器；混合した画分を篩い分けする工程、
S_2…篩い器；画分をさらに篩い分けする工程、
S_3…篩い器；画分を篩い分けする工程。

【図1】

【図2】