(57)【要約】  【課題】  適正な衝撃吸収機能を有すると共に、重金属の流出を効果的に抑えることにより環境に配慮したグランド材を提供すること。  【解決手段】  施工地２に敷設される基材１１と、この基材１１に下端が固定された複数のパイル１２と、このパイル１２の間に設けられたゴムチップ２０と、前記パイル１２の間に設けられた、水酸化カルシウムの溶液または懸濁液に浸漬させた後に炭化してなる天然繊維および／または木質材料の１種以上からなるカルシウム導入炭３５のチップ、または、炭酸カルシウム１７とからなる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
施工地に敷設される基材と、
この基材に下端が固定された複数のパイルと、
これらのパイルの間に設けられたゴムチップと、
前記パイルの間に設けられた、水酸化カルシウムの溶液または懸濁液に浸漬させた後に炭化してなる天然繊維および／または木質材料の１種以上からなるカルシウム導入炭のチップ、または、炭酸カルシウムとからなることを特徴とするグランド材。
【請求項２】
施工地に敷設される基材と、
弾性層を形成するために互いに連結されたゴムチップと、
水酸化カルシウムの溶液または懸濁液に浸漬させた後に炭化してなる天然繊維および／または木質材料の１種以上からなるカルシウム導入炭のチップ、または、炭酸カルシウムとからなることを特徴とするグランド材。
【請求項３】
前記ゴムチップに木炭のチップを混合してある請求項１〜２の何れかに記載のグランド材。
【請求項４】
前記ゴムチップよりも上に位置するように、木炭のチップ、または、前記カルシウム導入炭のチップを設けてある請求項１〜３の何れかに記載のグランド材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グランド材に関するものであり、より詳細には、適正な衝撃吸収機能を有すると共に、環境に配慮したグランド材に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、サッカー競技をはじめとする種々のスポーツを行なうグランドにおいて、このグランドを芝生化することが望まれている。ところが天然の芝生はその手入れに多大の時間と労力が必要となる。
【０００３】
そこで、天然芝の代わりに人工芝のグランド材を敷設することが行われている。とりわけ近年では、人工芝として、基材に長いパイル繊維（以下、ロングパイルという）の一端を固定し、このロングパイルの間に砂を含ませることが行われている。また、このロングパイルの人工芝の中には、ロングパイルの間にゴムチップを設け、これに衝撃吸収機能を持たせたものもある。
【０００４】
このような、衝撃吸収機能を持たせた人工芝はサッカーやラグビーなどの種々のスポーツや多目的広場を構成するグランド材に好んで採用されている。また、衝撃吸収機能を持たせたグランド材を製作するために使用されるゴムチップは、例えば廃棄タイヤなどがら形成することが可能であるから、廃棄物を有効利用できるという利点もあった。
【特許文献１】特開２００３−１７１９０８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、衝撃吸収のためにグランド材にゴムチップを入れることにより、とりわけ施工後数週間以内の初期において不快な臭気（以下、ゴム臭という）が発生するという問題があった。また、ゴムチップの中にはＺｎＯ等の重金属が含有されたものもあるので、これが酸性雨などによって溶出し、排水に流れ込む恐れがあるという問題もあった。そこで、この重金属の排出を避けるために、一旦排水を集めて、これから重金属を取り除くための排水浄化施設などを設けることが考えられるが、これには特別な施工を施すための費用と時間が必要であり、かつ濾過施設を維持管理する手間と費用がかかるという問題もあった。
【０００６】
本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、適正な衝撃吸収機能を有すると共に、重金属の流出を効果的に抑えることにより環境に配慮したグランド材を提供することである。  
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のグランド材は、施工地に敷設される基材と、この基材に下端が固定された複数のパイルと、これらのパイルの間に設けられたゴムチップと、前記パイルの間に設けられた、水酸化カルシウムの溶液または懸濁液に浸漬させた後に炭化してなる天然繊維および／または木質材料の１種以上からなるカルシウム導入炭のチップ、または、炭酸カルシウムとからなる。
【０００８】
請求項２に記載のグランド材は、施工地に敷設される基材と、弾性層を形成するために互いに連結されたゴムチップと、水酸化カルシウムの溶液または懸濁液に浸漬させた後に炭化してなる天然繊維および／または木質材料の１種以上からなるカルシウム導入炭のチップ、または、炭酸カルシウムとからなることを特徴としている。
【０００９】
前記ゴムチップに木炭のチップを混合してあってもよい（請求項３）。
【００１０】
前記ゴムチップよりも上に位置するように、木炭のチップ、または、前記カルシウム導入炭のチップを設けてあってもよい（請求項４）。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１および請求項２に記載のグランド材では、炭酸カルシウムによって酸性雨などをアルカリ性に変えることができるので、ゴムチップから重金属が溶出しにくいようにすることができる。また、ゴムチップから溶出した重金属（特にＺｎ）は炭酸カルシウムと反応し、水に溶けない成分となって沈殿するため、排水に重金属が含まれることがないように保護することができる。
【００１２】
一方、カルシウム導入炭のチップはゴム臭を吸着でき、雨水を浄化して流すこともできる。つまり、カルシウム導入炭のベースとなる木炭には臭気を強力に吸着する力があるので、衝撃吸収剤としてのゴムチップから生じる独特のゴム臭を吸収することができる。加えて、木炭の原料となる木材は、材木として価値のない伐採木や間伐材など、従来は処分に困っていたようなものであってもよいから、カルシウム導入炭の製造コストを低く抑えることができる。
【００１３】
加えて、木材を炭化する前に、予め水酸化カルシウムの溶液（石灰水）または懸濁液（石灰乳）に浸漬させて当該原料の組織内にカルシウムを導入しておき、その後、このカルシウム導入原料を炭化することにより得られたカルシウム導入炭は、炭酸カルシウムを主とするカルシウム化合物が炭の微細孔壁に１００ｎｍ以下の状態で微細に高分散して析出しているため、より重金属を水に溶けない成分とすることができる。そして、木炭自体が極めて強力な吸着力を有するものであるから、水に溶けない成分となった重金属を強力に吸着することができる。つまり、ゴムチップを含ませて衝撃吸収機能を持たせたグランド材を敷設する場合にも、排水に重金属が溶けだすことがないので、特別な排水処理装置を設ける必要がない。
【００１４】
これらの効果に加えて、請求項１に記載のグランド材は、パイルを備えているので、見栄えが良く、かつ、自然に調和する。そして、芝生を敷設することが定められているグランドにも敷設することが可能となり、芝生の維持管理のためのメンテナンスを不要とすることができる。
【００１５】
前記ゴムチップに木炭のチップを混合してある場合（請求項３）には、ゴムチップから生じるゴム臭を効果的に吸収することができる。
【００１６】
前記ゴムチップよりも上に位置するように、木炭のチップ、または、前記カルシウム導入炭のチップを設けてある場合（請求項４）には、ゴムチップから生じるゴム臭が表面に拡散することがない。つまり、人工芝の使用者にゴム臭が届くことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明にかかるグランド材１の第１実施例の断面図である。図１において、２はグランド材１を敷設する対象となる施工地（グランド）であり、このグランド２は例えば、基盤３上に適宜配置された暗渠４と、砂利５と、この砂利５の表面を固めるアスファルトコンクリート６とからなっている。
【００１８】
第１実施例のグランド材１は施工地のグランド２に対して接着剤１０によって接着するようにして敷設される基材１１と、この基材１１に下端が固定されたパイル１２とを有するものであり、このパイル１２の間に種々の材料からなるチップを設けることにより、非弾性層１３と、低弾性層１４と、高弾性層１５と、飛散防止層１６とをこの順で形成している。
【００１９】
前記基材１１はグランド材１の上で利用者が激しい運動を行っても破損しない程度の十分な強度を有する２重基布であって、例えばポリプロピレンやポリエステルなどの繊維からなり、かつ、接着剤１０（例えばエポキシウレタンやポリウレタン等のウレタン系接着剤など）を用いてグランド１にしっかりと接着して固定される。また、パイル１２は例えばポリオレフィンなどの合成樹脂からなる。なお、本発明はパイル１２を構成する材料はポリオレフィンだけに限られるものではなく、ポリアミドやポリプロピレンなどによって形成されてもよいことはいうまでもない。
【００２０】
前記非弾性層１３は全体として例えば１７ｍｍ程度の厚さを有するものであり、パイル１２の間には、例えばほゞ球形状に形成された炭酸カルシウム１７（以下、単に炭酸カルシウム１７という）を５〜１０ｍｍ程度の厚さだけ散布して敷きつめてなる排水浄化層１３ａと、この排水浄化層１３ａの上に砂利１８を配置してなる平面安定層１３ｂとを有している。本例では、炭酸カルシウム１７を集めて排水浄化層１３ａを形成しているので、排水が必ず炭酸カルシウム１７に接触するようにすることが可能であるが、本発明はこの点に限定されるものではない。すなわち、非弾性層１３は炭酸カルシウム１７と砂利１８とを混ぜた状態で形成されてあってもよい。また、この炭酸カルシウム１７に代えて後述のカルシウム導入炭を用いてもよい。
【００２１】
前記低弾性層１４は、前記砂利１８に例えば数ｍｍ〜数ｃｍ程度の大きさに砕いて形成された小片からなる木炭のチップ１９（以下、単に木炭１９という）と廃タイヤなどを細かく裁断してチップにしたゴムチップ２０とを混合した状態でパイル１２の間に設けてなるものであり、全体として例えば１８ｍｍ程度の厚さを有するものである。一方、前記高弾性層１５はゴムチップ２０に木炭１９を混合した状態でパイル１２の間に設けてなるものであり、全体として例えば１３ｍｍ程度の厚さを有する。
【００２２】
また、ここでいう木炭１９とは、天然繊維および／または木質材料の１種以上からなる原材料を例えば４００〜１０００℃（好ましくは８００℃）程度の高温で加熱し炭化することによって形成されるものを示している。より具体的には例えば、間伐材，伐採木，廃木材等全ての木質材料や麻等の天然繊維を挙げることができ、吸水性の高いヒノキ、スギ等の針葉樹を例えば１０ｍｍ以下のサイズにチップ化した木質チップを用い、これを加熱して炭化したものである。したがって、間伐材や伐採木といった材木としては価値のないものを有効利用することにより、その製造コストをできるだけ抑えることができる。しかしながら、この木炭１９に代えて後述のカルシウム導入炭を用いてもよい。
【００２３】
加えて、前記飛散防止層１６は、図１に一部拡大して示すように、最上層において粒状の木炭１９に対して例えばエポキシやアクリルからなる繊維２１をまぶした状態で接着してなり、例えばその全体の厚さが２ｍｍ程度となるように成形される。したがって、飛散防止層１６の形成によって木炭１９を連結して、その位置を固定できるので、グランド材１の表面から木炭１９やゴムチップ２０などが飛散することを防止できる。なお、木炭１９に代えてカルシウム導入炭を用いる場合には、このカルシウム導入炭に繊維２１をまぶした状態で接着する。
【００２４】
第１実施例のグランド材１では、前記非弾性層１３の下半分に形成した排水浄化層１３ａに前記炭酸カルシウム１７を配置しており、炭酸カルシウム１７がゴムチップよりも下に位置する。したがって、ゴムチップ２０から酸化亜鉛（重金属）が溶出しても、この亜鉛は水酸化亜鉛（水に溶けない成分）となって沈殿するので、排水に重金属が含まれることがない。なお、前記炭酸カルシウム１７に代えてカルシウム導入炭を用いる場合は、これによって重金属をさらに強力に吸着することができる。
【００２５】
つまり、従来のように排水から重金属を取り除くための複雑な処理を行なう必要がないので、施工が容易となる。また、本実施例のグランド材１はパイル１２を有する人工芝であるので、天然芝を敷設する場合のように、手間のかかるメンテナンスを行なう必要がない。
【００２６】
また、前記高弾性層１５においては、ゴムチップ２０に木炭１９を混合しているので、ゴムチップ２０から生じるゴム臭が木炭１９によって吸収される。したがって、ゴム臭がグランド材１の表面側に漏れることがなく、利用者は不快なゴム臭を感じることがなくなる。なお、ゴム臭が問題になるのは施工時から数週間以内の施工後初期の期間であるから、木炭１９は数週間の間、ゴム臭を吸着できる程度のものであればよい。
【００２７】
さらに、前記飛散防止層１６においても木炭１９を配置しており、この木炭１９は前記ゴムチップ２０よりも上に位置するように設けてある。したがって、飛散防止層１６においてもゴム臭を吸収できるので、ゴム臭がグランド材１の表面側に出ることを、より確実に防止できる。そして、各木炭１６がエポキシやアクリルからなる繊維２１によって連結されるので、利用者がグランド材１から飛び出した木炭１９に直接触れることにより、衣服などを汚すことがない。
【００２８】
なお、本実施例では前記飛散防止層１６の形成において繊維２１によって木炭１９を連結する例を示しているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。つまり、繊維２１によって木炭１９とゴムチップ２０を混ぜた状態で連結して前記飛散防止層１６の形成において、木炭１９とゴムチップ２０、または、ゴムチップ２０のみを繊維２１によって連結するようにしてもよい。
【００２９】
また、前記グランド材１は多くの木炭１９を含むので、雨水などに含まれる汚染成分を木炭１９によって吸着することも可能である。したがって、このグランド材１を敷設するだけで雨水を浄化した状態で排水することが可能となり、それだけ環境保全に貢献できる。
【００３０】
図２は第２実施例のグランド材３０の構成を示す図であり、図３はこのグランド材３０を構成するカルシウム導入炭の製造手順を説明する図である。図２，３において、図１と同じ符号を付した部材は、同一または同等の部材であるから、その詳細な説明を省略する。
【００３１】
本実施例のグランド材３０は、基材３１と、この基材３１の上に形成された排水浄化層３２と、排水浄化層３２の上に形成された弾性層３３とからなる。
【００３２】
本例の排水浄化層３２は例えば粒状の炭酸カルシウム１７にエポキシやアクリルからなる繊維２１をまぶした状態で連結したものであり、弾性層３３は廃タイヤなどを細かく裁断するなどして粒状に形成したゴムチップ２０と、天然繊維および／または木材材料の１種以上からなる基材を炭化した数ｍｍ〜数ｃｍの大きさのカルシウム導入炭のチップ３５（以下、単にカルシウム導入炭３５という）にエポキシやアクリルからなる繊維２１をまぶした状態で連結したものである。なお、前記炭酸カルシウム１７は弾性層３３におけるゴムチップ２０と混合した状態でエポキシやアクリルからなる繊維２１をまぶして連結してあってもよく、この場合、前記排水浄化層３２を省略することも可能である。
【００３３】
また、排水浄化層３２は繊維２１によって全体的に基材３１に連結し、弾性層３３は繊維２１によって全体的に排水浄化層３２に連結することにより、基材３１と排水浄化層３２と弾性層３３は一体的に連結する。つまり、グランド材３０の全体が一体的に連結するので、炭酸カルシウム１７，ゴムチップ２０，カルシウム導入炭３５が離散することがない。
【００３４】
図３は前記カルシウム導入炭３５の形成方法を示している。図３において、３６は原料であり、例えば間伐材，伐採木，廃木材等全ての木質材料や麻等の天然繊維を挙げることができる。とりわけ、吸水性の高いヒノキ、スギ等の針葉樹を例えば１０ｍｍ以下のサイズにチップ化した木質チップを用いるのが好ましい。なお、前記原料３６としては木質チップ以外に、竹、おが屑、籾殻、椰子、ビンロウジュ、ジュート、藁を用いることもできる。
【００３５】
前記カルシウム導入装置３７は、木質チップ３６にカルシウムを導入する装置であり、木質チップ３６が浸漬される石灰水Ｈまたは石灰乳が収容された容器３８を備えている。この実施形態では石灰水Ｈに木質チップ３６を浸漬しており、所定濃度（例えば５重量％）の石灰水Ｈに木質チップ２を浸漬した後容器３８から取り出すことでカルシウムが導入されたカルシウム導入チップ３９が得られる。このとき、アルカリによって木質チップ３６中の有機物が溶け出し、カルシウムイオンが木質チップ３６の成分と反応すると考えられる。
【００３６】
ここで、石灰水または石灰乳の濃度は、水酸化カルシウム０．１〜５０重量％が好ましく、０．２〜１０重量％がより好ましい。なお、本実施例では５重量％の石灰水Ｈを用いる例を示しているが、この石灰水Ｈに代えて石灰乳を用いてもよく、これによって処理効率を向上させてもよい。また、カルシウムイオンが木質チップ３６の成分と充分反応するために、木質チップ浸漬中に、容器３８の内部に設けた攪拌羽根３８ａを駆動させるのが好ましい。
【００３７】
次いで、得られたカルシウム導入チップ３９を前記乾燥機４０で乾燥する。この実施例では、乾燥機４０は、カルシウム導入チップ３９を炭化炉排熱を利用して乾燥させるように構成された装置である。さらに、乾燥させたカルシウム導入チップ３９は炭化炉４１で炭化され、チップ状のカルシウム導入炭３５が得られる。この実施形態においては炭化条件は、炭化温度が８００℃である。
【００３８】
この炭化のメカニズムは、カルシウム導入チップ３９中の有機物が熱によって分解するのと一緒に、カルシウムイオンもカルシウム導入チップ３９の表面に析出し、カルシウムイオンが周りの二酸化炭素（ＣＯ2 ）と反応し、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）ができるからであると考えられる。この場合、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）は、カルシウムイオンの形でカルシウム導入チップ３９の表面に析出してくるので、微細で高分散状態のものとなると考えられる。
【００３９】
上述のようにして形成されたカルシウム導入炭３５は、以下の表１に示すように、重金属を極めて強力に吸着することができる。表１は硝酸亜鉛Ｚｎ（ＮＯ3 ）2 を１００．１５ｐｐｍ含む１００ｍＬの水溶液に、木炭、カルシウム導入炭３５、炭酸カルシウム１７をそれぞれ５０，１００，２００ｍｇ混ぜた後に、２０℃で２０時間振動させた後に溶液の濃度を測定した結果を示している。表１に示すように、炭酸カルシウム１７は量の多少にほゞ影響されることなく、溶液中の亜鉛の濃度を低下させることができることが分かる。また、カルシウム導入炭３５は１００ｍＬの溶液に２００ｍｇ以上のカルシウム導入炭３５を接触させることにより、極めて強力に亜鉛を吸着できる。
【表１】
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【００４０】
すなわち、カルシウム導入炭３５には本来の木炭が持っているような、強力な消臭作用および浄化作用があるだけでなく、この重金属を吸着することができる。したがって、本実施例のようにカルシウム導入炭３５をゴムチップ２０に混合した状態で、これらにエポキシやアクリルからなる繊維２１をまぶして連結することにより、ゴムチップ２０から生じるゴム臭を効果的に取り除くだけでなく、ゴムチップ２０から生じる亜鉛を水酸化亜鉛にしてこれを強力に吸着することが可能である。なお、カルシウム導入炭３５とゴムチップ２０の混合比は、ゴムチップ２０から溶出する亜鉛の濃度によって、表１の関係から設定することができる。
【００４１】
さらに、本実施例のグランド材３０は弾性層３３の下に排水浄化層３２を形成しており、この排水浄化槽３２には炭酸カルシウム１７の粒を設けている。したがって、仮にカルシウム導入炭３５によって取りきれなかった亜鉛が下層に流れることがあったとしても、これを炭酸カルシウム１７によって確実に取り除くことが可能であるから、排水に亜鉛が混入することがない。
【００４２】
なお、前記カルシウム導入炭３５をゴムチップ２０から溶出する亜鉛を確実に取り除くことができる程度の量だけ混合し、前記排水浄化層３２を省略してもよい。また、排水浄化層３２をカルシウム導入炭３５によって形成し、排水の浄化作用をさらに強力に行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施例であるグランド材を示す断面図である。
【図２】第２実施例のグランド材を示す図である。
【図３】前記第２実施例のグランド材を構成するカルシウム導入炭の製造手順を説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１，３０  グランド材
２    施工地（グランド）
１１，３１  基材
１２  パイル
１７  炭酸カルシウム
１９  木炭のチップ
２０  ゴムチップ
３３  弾性層
３５  カルシウム導入炭のチップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005281982.tif 000006