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公開番号2024109552
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-14
出願番号2024049077,2022569569
出願日2024-03-26,2021-07-08
発明の名称人工芝を処理するためのシステムおよび方法
出願人フォーマターフゲーエムベーハー
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類B09B 3/40 20220101AFI20240806BHJP(固体廃棄物の処理;汚染土壌の再生)
要約【課題】人工芝を処理するためのシステムおよび方法、また、本方法によって製造された製品が提供される。
【解決手段】インフィルを有する人工芝を提供する段階と、インフィルの少なくとも一部を人工芝から分離する段階と、人工芝を人工芝断片に小型化する段階と、予め定められた最大圧力未満の圧力で、融解システムによって人工芝断片を回転混合および並進して融解物を形成する段階とを備える。予め定められた最大圧力は、約0.08～20bar(約8kPa～2000Kpa)である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
人工芝を処理するための融解システムであって、
近位端および遠位端を有するチャンバであって、前記チャンバは、予め定められた温度に加熱されるよう構成され、前記近位端は、人工芝断片を受けるよう構成される少なくとも１つの入力ポートを有し、前記人工芝断片は、最大８５ｗｔ％のインフィルを含み、前記遠位端は少なくとも１つの出力ポートを有する、チャンバと、
前記チャンバにおいて融解物を形成するために、前記近位端から前記遠位端に向かって前記人工芝断片を回転混合および並進輸送するよう構成される混合ユニットであって、前記チャンバにおける圧力は予め定められた最大圧力より小さく、前記予め定められた最大圧力は０．０８～２０ｂａｒ（８～２０００ｋＰａ）であり、前記少なくとも１つの出力ポートは、前記融解物を通すよう構成される、混合ユニットと、
入力および出力を有する一次ミキサであって、前記一次ミキサは、前記入力を介して人工芝断片およびインフィルを受け、前記人工芝断片および前記インフィルを混合して最大８５ｗｔ％の前記インフィルを含む混合材料を形成し、前記出力を介して前記入力ポートに前記混合材料を提供する、一次ミキサと
を備える融解システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記混合ユニットは、１または複数のパドルを含み、各パドルは、接続部分を介して、回転可能長手方向部分に機械的に連結され、前記１または複数のパドルは、前記回転可能長手方向部分が回転するとき、前記人工芝断片を前記チャンバの前記遠位端に向かって回転混合および並進輸送するよう構成され、
前記チャンバは、チャンバ壁および少なくとも１つの加熱ユニットを更に含み、前記少なくとも１つの加熱ユニットは、前記チャンバ壁の外側面に位置する１または複数の加熱素子を有し、
前記融解システムは更に、
前記回転可能長手方向部分に機械的に連結された電源であって、前記回転可能長手方向部分を回転させるよう構成される、電源と、
前記電源および前記チャンバの前記少なくとも１つの加熱ユニットに電気的に連結された制御ユニットであって、処理ユニット、データベースを含むメモリ、および、入力／出力ユーザインタフェースを有する制御ユニットと
を備え、前記制御ユニットは、
前記データベースにアクセスして、前記混合ユニットの前記回転可能長手方向部分の回転速度を決定するためのユーザ入力、および、前記チャンバの前記予め定められた温度を受信し、
前記電源および前記少なくとも１つの加熱ユニットを制御する
よう構成される、
請求項１に記載の融解システム。
【請求項３】
前記インフィルは、鉱物インフィルおよびエラストマーインフィルのうちの少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の融解システム。
【請求項４】
前記融解物は、前記融解物において粒子として懸濁された前記インフィルを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の融解システム。
【請求項５】
前記人工芝断片は、０．１ｃｍ～２５ｃｍの平均サイズを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の融解システム。
【請求項６】
前記予め定められた温度は、前記人工芝断片の１または複数の熱可塑性成分の１または複数の融解温度に基づく、請求項１から５のいずれか一項に記載の融解システム。
【請求項７】
前記一次ミキサおよび前記チャンバの少なくともいずれか１つには、少なくとも１つの添加剤が追加される、請求項１から６のいずれか一項に記載の融解システム。
【請求項８】
前記添加剤は、１または複数の色素、１または複数のポリマー、１または複数の難燃材、および測定された量の鉱物のうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載の融解システム。
【請求項９】
前記融解物が配置されるよう構成される１または複数の鋳型を更に備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の融解システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本特許出願は、参照によって明示的に本明細書に組み込まれる、２０２０年７月１０日に出願された、譲受人に譲渡された、「人工芝を処理するためのシステムおよび方法」と題する欧州特許出願第ＥＰ２０１８５３４２．１号の優先権を主張する。
続きを表示（約 3,100 文字）【０００２】
本発明の特定の実施形態は人工芝の分野に関する。より具体的には、本発明の特定の実施形態は、人工芝をリサイクルするためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
人工芝カーペット、特に、サッカー、ラグビー、およびアメリカンフットボールなどの球技のための第三世代人工芝カーペットは典型的には、砂または代替的な鉱物インフィル材料およびゴムの弾性インフィル粒状体で充填される。砂または他の鉱物成分（非合成インフィルとも呼ばれる）は典型的には、設置された芝カーペットを浮遊方式で押し下げ、弾性インフィル材料（合成インフィルとも呼ばれる）と組み合わせて、寸法的に安定する芝構造および衝撃緩和効果を提供するために使用される。インフィルは典型的には、天然芝の衝撃緩和特性を模倣し、また、選手に対して天然芝と同様の安定した足場を提供する。特に、ゴムインフィル材料は、人工芝表面上の選手の足の動きに対して良好なトラクションを提供するので、選手が関節、腱、および靭帯の怪我をする可能性を軽減する。また、ゴムインフィルは、重度の皮膚の火傷から選手を保護し得る。
【０００４】
人工芝カーペットは、使用および自然の風雨に晒されること、例えば、紫外線および温度変動（例えば、夏における非常に高い表面温度および冬における凍結条件）に晒されることなどに起因して、限られた寿命を有する。その寿命の間に、人工芝カーペットは、機械的ストレス、気候の変化、風化に晒されること（例えば、紫外線、および、オゾンなど大気中の反応性成分に晒されること）、および、芝表面の消毒処理のための抗微生物剤として使用される第四級アンモニウム塩または次亜塩素酸の塩などの化学物質との接触に起因して、その表面において、十分な衝撃緩和および／または十分なボールの転がりを提供する能力を失う。人工芝カーペットの予想寿命は約１０～１５年であり、その後、芝カーペットおよびインフィル材料は、定常的な機械的ストレスおよび化学的／環境的影響に起因する材料疲労の兆候を示す。さらに、繊維およびインフィルは、色を失うことがあり得、脱色することがあり得る。
【０００５】
加えて、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、スチレンブタジエン共重合体またはスチレン‐エチレン‐ブタジエン‐スチレンブロック共重合体など、人工芝カーペットを形成するポリマーは、部分的に分解し、引張強度および復元力など、その機械的機能を失い得るので、スポーツのための使用を継続するために期限切れの人工芝カーペットを一新することは、費用が大きく、時間がかかる。
【０００６】
特許出願第ＥＰ２０１８０１８６３２７号（ＳｐｏｒｔＧｒｏｕｐ－Ｐｏｌｙｔｅｘに譲渡された「ポリマー廃棄物および補償ポリマーを含む人工芝繊維」）は、補償ポリマーおよび紫外線安定パッケージの適用を使用することによって第１製品寿命の後に人工芝カーペットの物理的特性の喪失をどのように補償するかの方法を説明する。特許出願第ＭＸ２０１９００４１５３号（ＦｒａｕｎｈｏｆｅｒＧｅｓ．Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇに譲渡された「廃棄物を含むポリオレフェンをリサイクルするための方法」）は、加溶媒分解プロセス、それに続く部分的沈殿および液体濾過を介してポリマーを回復させるための方法を開示する。しかしながら、両方の方法は、リサイクルプロセスを開始する前に、フィールドにおける芝構造のコンポーネントの高度な分離を必要とする。すなわち、両方の方法は、繊維からのポリマー材料は基本的に、砂のような鉱物成分などのインフィルを含まないこと、ならびに、一次および二次裏地からの他のポリマー、水分および破片を含まないことを必要とする。
【０００７】
特許公開第ＰＴ３１３８６７７号（Ｒｅ－Ｍａｔｃｈ（ＵＫ）Ｌｔｄに譲渡された「合成芝製品を分離するためのプロセス」）は、小型化、空気分級、およびふるい分けという３つの定義された連続的段階の乾式合成芝分離を組み合わせるプロセスを開示する。しかしながら、例えば、ＰＥ繊維断片およびＰＰ織裏地断片が同様の材料密度を有するので、複数セットのふるいおよび空気分級機を用いても分離が困難であることを考慮すると、リサイクルされた人工芝成分としての分離画分の更なる使用のための十分な分離品質を達成することは困難である。一般に、達成された繊維の切断、または、加溶媒分解の場合、達成されたポリマー沈殿は、凝集および／または造粒され、ポリマーのまとまりを繊維押出プロセスに追加することを可能にする。しかしながら、必要とされる高いレベルの分離、ならびに、高いエネルギー消費を必要とする付随的な凝集および／または造粒のプロセスは、同様の使用のために期限切れの人工芝カーペットをリサイクルする可能性を制限する。
【０００８】
業界はまた、新しい人工芝カーペットのコンポーネントとしての主な使用を超える、第１寿命後の人工芝カーペットの繊維ポリマー材料を再利用する他の可能性を見ている。特許出願第ＷＯ２０１２１３８２１６Ａ１号（ＴｅｎＣａｔｅＴｈｉｏｌｏｎＢ．Ｖ．に譲渡された、「スポーツピッチのためのスポーツ表面のための基材を形成する方法、当該基材、および、当該基材が設けられたスポーツピッチ」）は、繊維材料を使用して、繊維ビートから凝集物を生成し、凝集物を造粒して、ｉｎ－ｓｉｔｕ構築弾力層のような弾性下部構造において使用される顆粒を形成することを開示する。これらの弾力層は、水が浸透可能な衝撃緩和層の機能を有し、フィールドの排水を可能にする。しかしながら、顆粒は典型的には、弾性でないポリエチレン、ポリプロピレン、および／またはポリアミドを含むので、下部構造の衝撃吸収に貢献しない。衝撃緩和を達成するべく、これらの顆粒と、例えば、乗用車および／またはトラックのタイヤからのスチレン－ブタジエンまたは天然ブタジエンゴムリサイクル顆粒との混合物が使用され得る。非弾性ポリマー顆粒の使用は、ポリウレタンゴム混合物における砂利の使用と同様である。しかしながら、凝集および造粒プロセスにおけるこれらの顆粒の製造は、高価かつエネルギー集約的なプロセスであり、また、（精巧な二段スクリュー）押出ラインの使用は、ＰＥ、ＰＰおよびＰＵおよび／またはスチレン－ブタジエンラテックス裏地の高度な分離を必要とする。特に、分離された画分は基本的に、ケイ砂を含まない必要があり、さもなければ高価な押出ツールが摩耗する。結果として、非弾性粒状体の処理費用は、広く利用可能な砂利の費用と同等であり、したがって、経済的な実現性に欠ける。
【０００９】
必要とされているのは、（異なる融点を有する）ＰＥ、ＰＰおよびＰＡなどの様々な熱可塑性ポリマー成分、および、硫黄架橋ＥＰＤＭなどの様々な熱硬化性ポリマー成分を有する芝複合体の高度な分離を必要としない、特に、さもなければ処理装置を摩耗させる硬い鉱物成分（例えば、ケイ砂など、７以上のモース硬度を有する成分）の高度な分離を必要としない人工芝を処理するためのシステムおよび方法である。
【発明の概要】
【００１０】
様々な実施形態は、独立請求項の主題によって説明されるような人工芝処理ためのシステムおよび方法を提供する。従属請求項において、有利な実施形態が説明される。本発明の実施形態は、相互に排他的でない場合、互いに自由に組み合わせることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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