JP2002187784A

JP2002187784A - 多孔質セラミックスとその製造方法並びに該セラミックスからなる舗装材、屋上敷設材、外壁材及び植物生育容器材

Info

Publication number: JP2002187784A
Application number: JP2000380600A
Authority: JP
Inventors: Naoki Tsurumi; 直樹鶴見
Original assignee: TSURUMI SEISAKUSHO KK; Tsurumi Manufacturing Co Ltd
Current assignee: TSURUMI SEISAKUSHO KK; Tsurumi Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-12-14
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2002-07-05

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物を原料として生成され、舗装表面やビ
ル屋上、外壁等に施工されて保水性と透水性を有する高
強度な多孔質セラミックスとその製造方法を提供する。【解決手段】平均粒子径０．５ｍｍ未満の廃棄物を主
要構成成分とする骨材とバインダーを混合、成形、焼成
して得られるセラミックス（第１層）と、第１層を構成
するセラミックスよりも気孔率が高く、平均粒子径０．
５ｍｍ以上の廃棄物を主要構成成分とする骨材とバイン
ダーを混合、成形、焼成して得られるセラミックス（第
２層）とを一体化させ、多層構造の多孔質セラミックス
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業廃棄物等の廃
棄物熔融水滓やゴミ焼却灰等の廃棄物の利用に関するも
のである。即ち、廃棄物を原料として製造され、道路等
の舗装表面やビル屋上、外壁等の施工に好適な、優れた
保水性と透水性を有する高強度で軽い多孔質セラミック
スとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、急増する産業廃棄物やゴミ焼却灰
等の処理は大きな社会問題となっており、リサイクル化
の推進が急務となっている。そのため、産業廃棄物やゴ
ミ焼却灰を利用して多孔質セラミックスを製造する検討
が多々なされている。例えば、特公平７−８８２４８号
公報には、都市ゴミや下水道汚泥を高温度で熔融し水中
で急冷して形成されるガラス質の熔融水滓と、都市ゴミ
や下水道汚泥を比較的低温度で焼成して微粉状にしたゴ
ミ焼却灰との混合物を成形し、１０００〜１３００℃で
焼成して多孔質焼結体を製造する方法が開示されてい
る。また、特開平８−３１９１７９号公報には、比較的
大粒径の加熱膨張性珪酸塩質原料と、比較的小粒径の加
熱収縮性珪酸塩質原料とを均一に混合ないしは加水混練
し、成形、乾燥した後、予熱し、次いで１０００〜１２
００℃で焼成して多孔質焼結体を製造する方法が開示さ
れている。しかしながら、これらの多孔質焼結体は、道
路などの舗装表面に施工された場合、一応の保水性と透
水性をもつものであるが、表面の透水性が悪く強度も不
十分であるため実用上問題があった。

【０００３】また、従来の透水性ブロックは、透水性に
は優れているが保水性に欠けるため、施工時にレベリン
グ層の砂が流出する問題があり、性能面でも、透水性ブ
ロックは気孔が大きいために目詰まりがし易く、その性
能を維持できる期間が非常に短いという問題があった。

【０００４】さらに、夏期炎天下における道路舗装体の
表面温度は、黒色のアスファルト舗装体などの場合は、
太陽熱を吸収して６０℃近くにも達することがあり、ま
た、コンクリート舗装体なども土よりは路面温度が上昇
しやすいことから、路面温度の上昇を抑制する機能を有
する舗装体が提案されており（特開平８−２０９６１３
号公報、特開平９−９５９０４号公報）、降雨による水
の気化熱を利用して、舗装体の表面温度上昇を抑制する
検討もなされている。

【０００５】一方、廃棄物を利用してセラミックスを製
造する場合、廃棄物は加熱によって容積を膨張する性質
を有するものと、加熱によって容積を収縮する性質を有
するものとがあるため、特に多層構造を有する多孔質セ
ラミックスを製造する場合は、複数層の膨張収縮率を合
致させなければならず、製造には困難性が伴う。従っ
て、廃棄物と組み合せる材料の選択や、その使用量など
を如何に選定するかが重要な課題となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題を解決するため、廃棄物水滓やゴミ焼却灰を原料と
する、保水性と透水性に優れた高強度で軽量の多孔質セ
ラミックス及びその製造方法、ならびに該セラミックス
からなる舗装材、屋上敷設材、外壁材、植物容器生育材
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明の多孔質セラミックスは、多層構造を有する
多孔質セラミックスであって、平均粒子径０．５ｍｍ未
満の廃棄物を主要構成成分とする骨材とバインダーを混
合、成形、焼成して得られるセラミックス（第１層）
と、第１層を形成するセラミックスよりも気孔率が高
く、平均粒子径０．５ｍｍ以上の廃棄物を主要構成成分
とする骨材とバインダーを混合、成形、焼成して得られ
るセラミックス（第２層）とが一体化していることを特
徴とする。かかる構成によれば、気孔率が比較的低い第
１層は保水性に優れ、気孔率が比較的高い第２層は透水
性に優れるため、透水性と保水性の双方に優れた多孔質
セラミックスを提供することができる。

【０００８】また、本発明の多孔質セラミックスは、多
層構造を有する多孔質セラミックスであって、（ａ）平
均粒子径０．５ｍｍ未満の廃棄物溶融水滓、産業廃棄物
焼却灰から選ばれる少なくとも１種以上、（ｂ）平均粒
子径０．５ｍｍ未満のセルベン及び／又はシャモット、
（ｃ）ガラス及び（ｄ）粘土を混合、成形、焼成して得
られる多孔質セラミックス（第１層）と、（ｅ）平均粒
子径０．５ｍｍ以上のセルベン及び／又はシャモット、
（ｆ）ガラス及び（ｇ）粘土を混合、成形、焼成して得
られる多孔質セラミックス（第２層）とが一体化してい
ることを特徴とする。セラミックス成形材料には、一般
に、粒子径の小さいものが使用されるが、一方の層の形
成に平均粒子径の大きい骨材を使用することにより、セ
ラミックスの気孔径が大きくなり透水性が向上するとと
もに、セラミックスの表面強度が向上する。

【０００９】前記多孔質セラミックスにおいては、第１
層を構成する（ａ）成分の混合割合は４０〜８０質量％
であり、第２層を構成する（ｅ）成分の混合割合は６０
〜９０質量％であることが好ましい。本発明の組成によ
れば、第１層と第２層のセラミックス成形材料の加熱収
縮率が等しくなるため、焼成後の反りや割れ等が減少
し、生産効率が向上するとともに、保水性、透水性に優
れた多孔質セラミックスを提供することができる。

【００１０】また、前記多孔質セラミックスにおいて
は、（ａ）成分における廃棄物溶融水滓の混合割合が３
５〜６０質量％、産業廃棄物焼却灰の混合割合が５〜３
０質量％であり、かつ、産業廃棄物焼却灰の混合量は廃
棄物溶融水滓の混合量以下であることが好ましい。産業
廃棄物焼却灰は、一般に、酸化アルミニウムの含有量が
多いため、廃棄物熔融水滓と比較して加熱により収縮す
る割合が高いため、加熱焼成時の収縮バランスを考慮す
ると、上記範囲が好ましい。

【００１１】また、前記多孔質セラミックスにおいて
は、第１層と第２層の体積比が、第１層／第２層＝３／
１〜２０／１であることが好ましい。かかる比率にする
ことにより、透水性と保水性のバランスが良好となり、
道路の舗装材等に使用した場合に、降雨時等に道路表面
に雨水が溜る現象を防止でき、真夏の晴天時等の路面温
度の上昇を抑制できる。

【００１２】さらに、本発明の多層構造を有する多孔質
セラミックスの製造方法は、（ａ）平均粒子径０．５ｍ
ｍ未満の廃棄物溶融水滓、産業廃棄物焼却灰から選ばれ
る少なくとも１種以上、（ｂ）平均粒子径０．５ｍｍ未
満のセルベン及び／又はシャモット、（ｃ）ガラス及び
（ｄ）粘土を混合、成形してなる成形体に、（ｅ）平均
粒子径０．５ｍｍ以上のセルベン及び／又はシャモッ
ト、（ｆ）ガラス及び（ｇ）粘土を混合してなる混合物
を流し込んで成形した後、当該成形体を乾燥、焼成する
ことを特徴とする。本発明の方法によれば、保水性と透
水性を兼ね備えた多孔質セラミックスを効率良く製造す
ることができる。

【００１３】特に、（ａ）平均粒子径０．５ｍｍ未満の
廃棄物溶融水滓、産業廃棄物焼却灰から選ばれる少なく
とも１種以上；４０〜８０質量％、（ｂ）平均粒子径
０．５ｍｍ未満のセルベン及び／又はシャモット；０〜
３０質量％、（ｃ）ガラス；１０〜３０質量％及び(d)
粘土；５〜３０質量％を混合、成形してなる成形体に、
（ｅ）平均粒子径０．５ｍｍ以上のセルベン及び／又は
シャモット；６０〜９０質量％、（ｆ）ガラス；２〜１
０質量％及び（ｇ）粘土；５〜３０質量％を混合してな
る混合物を流し込んで成形した後、当該成形体を乾燥、
焼成することが好ましい。

【００１４】次に、本発明の舗装材、屋上敷設材、外壁
材および植物生育容器材は、前記多孔質セラミックスか
らなることを特徴とする。特に、本発明の多孔質セラミ
ックスをブロック状に成形し、透水性のよい第２層を雨
水や日光に暴露される側に配置し、保水性のよい第１層
を反対側に配置することにより、道路表面や屋上に雨水
が溜まる現象を防止でき、保水された水の気化熱を利用
することで、路面やビル室内の温度上昇を抑制できる。
また、本発明の多孔質セラミックスを、トンネルや高速
道路の壁材に使用することにより、車や電車の騒音を減
少させることができる。また、植物生育要器材として本
発明の多孔質セラミックスを用いてプランター等を形成
することにより、長期間に亘って保水効果が持続するた
め、植物の生育に効果的である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の多層構造を有する多孔質
セラミックスは、平均粒子径０．５ｍｍ未満の廃棄物を
主要構成成分とする骨材とバインダーを混合、成形、焼
成して得られるセラミックス（第１層）と、第１層を形
成するセラミックスよりも気孔率が高く、平均粒子径
０．５ｍｍ以上の廃棄物を主要構成成分とする骨材とバ
インダーを混合、成形、焼成して得られるセラミックス
（第２層）とが一体化されたものである。第１層のみか
らなるセラミックスの場合、保水性は良好であるが透水
性が不良となり、表面に水溜りや黴等が発生し易く、第
２層のみからなるセラミックスの場合、透水性は良好で
あるが保水性に劣る。多層構造を構成する層の数は特に
制限されるものではないが、通常、生産性等を考慮する
と二層が好ましい。また、バインダーは、特に制限され
るものではないが、無機系バインダーが好ましい。図１
に本発明の多孔質セラミックスの断面図を模式的に示し
た。１は第２層、２は第１層であり、両者が一体となっ
ている。

【００１６】詳細には、本発明の第１層を構成する多孔
質セラミックスは、平均粒子径０．５ｍｍ未満の廃棄
物、例えば、産業廃棄物熔融水滓、一般廃棄物熔融水滓
等の廃棄物熔融水滓、ペーパースラッジ灰、汚泥焼却
灰、都市ゴミ焼却灰、オフィスゴミ焼却灰等の産業廃棄
物焼却灰、鋳物砂、タイル屑、タイルセルベン、シャモ
ット、レンガ屑等から選ばれる少なくとも１種の廃棄物
を主要構成成分とする骨材と、ガラス、粘土、廃砂等か
ら選ばれる少なくとも１種のバインダーを混合、成形、
焼成して得られる、比較的低気孔率のものである。本発
明の効果を損なわない範囲で、廃棄物以外の骨材や、セ
ラミックス成形材料を混合してもよい。セラミックス成
形材料として使用する廃棄物溶融水滓、産業廃棄物焼却
灰、鋳物砂、タイルセルベン、シャモット、ガラス、粘
土等は、それぞれ必要に応じて乾燥、粉砕、分級、粒度
調整を行い、平均粒子径０．５ｍｍ未満のものを使用す
る。粒子径が０．５ｍｍを超えると生成するセラミック
スの気孔径が大きくなり、保水性が低下する。

【００１７】本発明の第２層を構成する多孔質セラミッ
クスは、平均粒子径０．５ｍｍ以上の廃棄物、例えば、
セルベン、シャモット、タイル屑、タイルセルベン、瓦
シャモット、碍子屑、陶器屑、レンガ屑等から選ばれる
少なくとも１種の廃棄物を主要構成成分とする骨材と、
ガラス、粘土、廃砂等から選ばれる少なくとも１種のバ
インダーを混合、成形、焼成して得られる、比較的高気
孔率のものである。本発明の効果を損なわない範囲で、
廃棄物以外の骨材や、セラミックス成形材料を混合して
もよい。セラミックス成形材料として使用するタイル
屑、タイルセルベン、陶器屑、シャモット等は、平均粒
子径０．５ｍｍ以上のものを使用する。粒子径が０．５
ｍｍ未満の場合、生成するセラミックスの気孔径が小さ
く透水性が不良になるとともに、セラミックス強度も低
下する。上記の第１層に使用する骨材と同じ骨材を第２
層に使用すると、０．５ｍｍ篩通過分と篩残分をそれぞ
れ第１層と第２層に使用することが可能となり、生産効
率が向上するので、特に好ましい。

【００１８】次に、本発明の多孔質セラミックスは、
（ａ）平均粒子径０．５ｍｍ未満の廃棄物溶融水滓、産
業廃棄物焼却灰から選ばれる少なくとも１種以上、
（ｂ）平均粒子径０．５ｍｍ未満のセルベン及び／又は
シャモット、（ｃ）ガラス及び（ｄ）粘土を混合、成
形、焼成して得られる多孔質セラミックス（第１層）
と、（ｅ）平均粒子径０．５ｍｍ以上のセルベン及び／
又はシャモット、（ｆ）ガラス及び（ｇ）粘土を混合、
成形、焼成して得られる多孔質セラミックス（第２層）
とが一体化されたものであり、多層構造を有している。
多層構造を構成する層の数は特に制限されるものではな
いが、通常、生産性等を考慮すると二層が好ましい。な
お、本発明の効果を損なわない範囲で、上記（ａ）〜
（ｇ）成分以外の他の成分が混合されていてもよい。他
の成分としては、例えば、鋳物砂、コンクリート製品二
次粉末、セメント粉、フライアッシュ等が挙げられる。

【００１９】本発明の第１層を構成する多孔質セラミッ
クスにおいて、（ａ）成分の廃棄物熔融水滓、産業廃棄
物焼却灰は、必要に応じて粉砕、分級、粒度調整した平
均粒子径０．５ｍｍ未満のものを使用する。粒子径が
０．５ｍｍを超えると生成するセラミックスの気孔径が
大きくなり、保水性が低下する。（ａ）成分の混合割合
は４０〜８０質量％の範囲が好ましく、特に５０〜７０
質量％の範囲が好ましい。廃棄物熔融水滓と産業廃棄物
焼却灰は、セラミックス形成用の骨材として作用するた
め、４０質量％以下では廃棄物のリサイクルという本発
明の目的を達成することができず、８０質量％を超える
とセラミックスの強度が低下する。

【００２０】（ａ）成分の廃棄物溶融水滓としては、産
業廃棄物熔融水滓、一般廃棄物熔融水滓、高炉水滓、鋳
物水滓等が挙げられ、産業廃棄物熔融水滓と一般廃棄物
熔融水滓を併用するのが好ましい。産業廃棄物熔融水滓
と一般廃棄物熔融水滓を併用する場合、産業廃棄物熔融
水滓は５〜２５質量％の範囲、一般廃棄物熔融水滓は２
０〜４０質量％の範囲が好ましい。産業廃棄物熔融水滓
は加熱によって容積が膨張する傾向があり、一般廃棄物
熔融水滓は加熱によって容積が収縮する傾向があるた
め、両者を併用することによりセラミックスの品質が安
定する。廃棄物熔融水滓は一般に、脱鉄、粉砕、分級し
たものが使用されるが、これに限定されない。

【００２１】（ａ）成分の産業廃棄物焼却灰としては、
ペーパースラッジ灰、汚泥焼却灰、都市ゴミ焼却灰、オ
フィスゴミ焼却灰、その他の焼却灰等が挙げられるが、
焼成後の収縮率の点で、ペーパースラッジ灰を使用する
のが好ましい。またこれらの産業廃棄物焼却灰と廃棄物
熔融水滓とを併用するのが好ましく、併用する場合は、
産業廃棄物焼却灰の混合量は前記廃棄物溶融水滓の混合
量以下であるのが好ましく、特に、廃棄物熔融水滓の割
合が３５〜６０質量％、産業廃棄物焼却灰の割合が５〜
３０質量％の範囲であるのが好ましい。産業廃棄物焼却
灰は、一般に、酸化アルミニウムの含有量が多いため、
廃棄物熔融水滓と比較して加熱により収縮する割合が高
く、多量に混合すると加熱焼成時の収縮バランスがとり
にくくなると同時に、生成するセラミックスの気孔径が
大きくなり、保水性が低下する。一方、混合量が少ない
場合は加熱焼成時の膨張収縮バランスが崩れ、製品不良
が生じる。

【００２２】（ｂ）成分のセルベン、シャモットは、必
要に応じて粉砕、分級した平均粒子径０．５ｍｍ未満の
ものを使用する。粒子径が０．５ｍｍを超えると生成す
るセラミックスの気孔径が大きくなり、保水性が低下す
る。本成分のセルベン、シャモットとしては、タイルセ
ルベン、瓦シャモット、碍子屑、レンガ屑等が挙げられ
る。セルベン及び／又はシャモットの混合量は０〜３０
質量％の範囲が好ましく、特に１〜２０質量％の範囲が
好ましい。セルベンやシャモットを添加することにより
セラミックスの耐摩耗性、強度が向上するが、３０質量
％以上混合しても所定の効果が得られない。また、セル
ベン、シャモットは混合成分の中で加熱膨張及び加熱収
縮が中間に位置するため、加熱による材料の膨張や収縮
の影響を調整する骨材として効果的である。

【００２３】（ｃ）成分のガラスとしては、鏡研磨ガラ
ス粉、ビンガラスや種々の廃棄ガラス等を微粉砕したも
のが挙げられるが、強度が高くなる点で、鏡研磨ガラス
を使用するのが好ましい。ガラスの混合量は１０〜３０
質量％の範囲が好ましい。１０質量％未満ではセラミッ
クスの強度が不十分となり、３０質量％を超えると保水
性が不十分となる。なお、ガラスは焼成後の収縮率の点
から、平均粒子径０．５ｍｍ以下の粉体を使用するのが
好ましい。

【００２４】（ｄ）成分の粘土としては、カオリン、蛙
目粘土、木節粘土、セリサイト、ベントナイト等種々の
粘土鉱物類が挙げられるが、特に保水性を向上させる点
からベントナイト等の層間水を有する粘土を使用するの
が好ましい。粘土の混合量は５〜３０質量％であり、好
ましくは７〜２５質量％である。粘土はセラミックスの
成形バインダー的な効果を有するため、５質量％以下で
はセラミックスの強度が不十分となり、一方、３０質量
％を超えると収縮が大きくなり製品精度が低下する。な
お、粘土は、焼成後の収縮率の点から、平均粒子径０．
５ｍｍ以下のものを使用するのが好ましい。

【００２５】本発明の第２層を構成する多孔質セラミッ
クスにおいて、（ｅ）成分のセルベン及び／又はシャモ
ットは、平均粒子径は０．５ｍｍ以上のものを使用す
る。平均粒子径が０．６〜３ｍｍ程度であるのが特に好
ましい。平均粒子径が０．５ｍｍ未満の場合、生成する
セラミックスの透水性が不十分となり、セラミックスの
表面強度も低下する。本成分のセルベン、シャモット
としては、タイルセルベン、瓦シャモット、碍子屑等が
挙げられ、当該成分を添加することによりセラミックス
の耐摩耗性、強度が飛躍的に向上する。特に耐摩耗性が
向上する点でタイルセルベンが好ましい。セルベン及び
／又はシャモットの混合量は、６０〜９０質量％の範囲
が好ましく、特に６５〜８５質量％の範囲が好ましい。
６０質量％未満の場合はセラミックスの透水性が不十分
となり、９０質量％を超えるとセラミックスの強度が低
下する。

【００２６】（ｆ）成分のガラスとしては、鏡研磨ガラ
ス粉、ビンガラス、種々の廃棄ガラス等を微粉砕したも
のが挙げられるが、焼成後の収縮率の点でビンガラスの
破片、耐熱ガラス等のビン類の廃棄物を砕粉して、平均
粒子径０．２５ｍｍ以下のものを使用するのが好まし
い。ガラスの混合量は２〜１０質量％の範囲が好まし
い。２質量％未満ではセラミックスの強度が不十分とな
り、１０質量％を超えると透水性が不十分となる。

【００２７】（ｇ）成分の粘土としては、カオリン、ベ
ントナイト等種々の粘土鉱物類が挙げられるが、廃棄物
との混合使用の点で釉薬用のカオリン等が好ましく使用
される。粘土の混合量は５〜３０質量％の範囲が好まし
く、特に５〜２５質量％の範囲が好ましい。５質量％以
下ではセラミックスの強度が不十分となり、一方、３０
質量％を超えると収縮が大きくなり製品精度が低下す
る。

【００２８】また、前記（ｅ）〜（ｆ）の各成分からな
る混合物に、他の成分として、前記（ａ）〜（ｄ）の成
分や鋳物砂、コンクリート製品二次粉末、セメント粉、
フライッシュ等の種々の粉末を単独で又は２種以上混合
したものを添加してもよい。他の成分の添加量は、２０
質量％以下が好ましく、５〜１５質量％の範囲が特に好
ましい。

【００２９】本発明の多孔質セラミックスの製法は特に
限定されるものではなく、前記の各セラミックス成形材
料を従来公知の方法で混練、成形、焼成して製造され
る。通常、混練した後成形し、空気中１００〜２００℃
で３０分〜２時間乾燥し、空気中１０００〜１３００℃
で３０分〜１０時間焼成してセラミックスを得る。

【００３０】また、前記多孔質セラミックスにおいて
は、第１層と第２層の体積比が、第１層／第２層＝３／
１〜２０／１であることが好ましい。かかる比率にする
ことにより、透水性と保水性のバランスが良好となり、
道路の舗装材等に使用した場合に、降雨時等に道路表面
に雨水が溜る現象を防止することができ、真夏の晴天時
等の路面温度の上昇を抑制することができる。即ち、体
積比が３／１よりも小さい場合、セラミックスの保水性
が不十分となるため路面温度の上昇抑制機能が低下し、
また、２０／１よりも大きい場合、セラミックス表面の
透水性が不十分となり道路表面に雨水が溜り、セラミッ
クス表面に黴が発生し易くなる。

【００３１】本発明においては、（ａ）平均粒子径０．
５ｍｍ未満の廃棄物溶融水滓、廃棄物焼却灰から選ばれ
る少なくとも１種以上、（ｂ）平均粒子径０．５ｍｍ未
満のセルベン及び／又はシャモット、（ｃ）ガラス及び
（ｄ）粘土を、混合、成形してなる成形体に、（ｅ）平
均粒子径０．５ｍｍ以上のセルベン及び／又はシャモッ
ト、（ｆ）ガラス及び（ｇ）粘土を混合してなる混合物
を流し込んで成形した後、当該成形体を乾燥、焼成す
る。

【００３２】具体的には、（ａ）平均粒子径０．５ｍｍ
未満の廃棄物溶融水滓、産業廃棄物焼却灰から選ばれる
少なくとも１種以上；４０〜８０質量％、（ｂ）平均粒
子径０．５ｍｍ未満のセルベン及び／又はシャモット；
０〜３０質量％、（ｃ）ガラス；１０〜３０質量％及び
（ｄ）粘土；５〜３０質量％を混合、成形してなる成形
体に、（ｅ）平均粒子径０．５ｍｍ以上のセルベン及び
／又はシャモット；６０〜９０質量％、（ｆ）ガラス；
２〜１０質量％及び（ｇ）粘土；５〜３０質量％を混合
してなる混合物を流し込んで成形した後、当該成形体を
乾燥、焼成することが好ましい。上記の組成物には、必
要に応じて、前述した他の成分や、水等を適宜添加して
もよい。

【００３３】また、前記（ａ）〜（ｄ）成分の混合物
や、（ｅ）〜（ｇ）成分の混合物に、顔料を添加しても
よい。顔料としては、各種天然顔料、無機顔料、有機顔
料が使用できる。顔料は、使用する顔料の種類やセラミ
ックスの使用目的によっても異なるが、セラミックス形
成材料１００質量部に対して、０〜５質量部の範囲、好
ましくは０．１〜５質量部の範囲が好ましい。５質量部
を超えるとコスト的に不利になる。

【００３４】本発明の製造方法においては、前記（ａ）
〜（ｄ）成分の所定量を乾式又は湿式混練機等を使用し
て３〜１０分間混合した後、必要に応じて１０〜４０℃
で、５〜９時間養生し、これを成形機に供給する。この
成形体に、上記の混合手段を用いて混合した前記（ｅ）
〜（ｇ）成分の混合物を流し込んで一体成形した後、乾
燥、焼成する。成形には、乾式成形機又は湿式成形機等
を用いることができる。成形体の乾燥は、室温程度の風
乾でも乾燥機を用いてもよく、空気中、窒素中、混合気
体中のいずれであってもよい。通常、コンベアードライ
ヤー等を用いて１００〜２００℃で３０分〜２時間乾燥
した後、ローラーハースキルン、トンネルキルン等を用
いて１０００〜１３００℃で３０分〜１０時間焼成す
る。

【００３５】本発明の多孔質セラミックスは、種々の形
状に成形して種々の用途に使用することができる。その
場合、例えば、幅１００ｍｍ〜３００ｍｍ×長さ１００
ｍｍ〜３００ｍｍ×厚み３０ｍｍ〜６０ｍｍ（第１層の
厚み２７ｍｍ〜５０ｍｍ、第２層の厚み３ｍｍ〜１０ｍ
ｍ）のブロック状に成形したもの等が好適である。図２
にブロック状に成形した例を示した。１は第２層（透水
層）、２は第１層（保水層）である。ブロックの大きさ
は、幅３００ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚み３０〜５０ｍ
ｍ（第２層１の厚み５ｍｍ）である。また、二層が一体
化した構造を有するため、第１層と第２層の配置等は特
に制限されるものではないが、例えば、舗装体、屋上敷
設材等に使用する場合は、太陽や雨水にさらされる面を
透水性のよい第２層を上側にし、保水性のよい第１層を
地面に接するように施工するのが効果的である。第２層
表面から速やかに水が吸収されるため、水溜まりが出来
にくく、第１層が保水作用を有するため気化熱を発し表
面の温度上昇を押さえることができる。また、外壁材、
植物生育容器材として使用する場合は、外気と接する側
が第２層となるように施工するのが効果的である。

【００３６】本発明の多孔質セラミックスは、保水性に
優れた低気孔率のセラミックスからなる層と、透水性に
優れた高気孔率のセラミックスからなる層とが一体化さ
れた構造を有すると同時に、多数のポア（気孔）を有す
るため、かかる特性を利用して、舗道、遊歩道、公園、
トンネル内の舗道、高架下の道、地下道等の舗装材、オ
ープンテラス、ベランダ、デッキ、ビル屋上等の屋上敷
設材、高速道路、トンネル、高架下の道、地下道等の外
壁材、プランター等の植物生育容器材等に応用できる。
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。

【００３７】

【実施例】実施例１産業廃棄物熔融水滓１５質量部、一般廃棄物熔融水滓３
０質量部、ぺーパースラッジ灰１５質量部、タイルセル
ベン１０質量部、鏡研磨ガラス粉２０質量部、ベントナ
イト１０質量部及び水１０質量部をとり、０．１時間混
練した後、７時間養生してセラミックス形成素地Ａを得
た。なお、材料は全て０．５ｍｍ篩を通過したものを使
用した。別に、タイルセルベン（０．５ｍｍ篩残）７５
質量部、ガラス屑を粉砕して０．５ｍｍ篩を通過したも
の５質量部、カオリン（釉薬）１０質量部及び鋳物砂１
０質量部に水０．１量部を添加し、０．３時間混練して
セラミックス形成素地Ｂを得た。セラミックス形成素地
Ａを所定量、成形機の型枠に流し込んで成形した後、こ
の上にセラミックス形成素地Ｂを所定量流し込んで成形
し、成形体を、コンベアードライヤーを用いて空気中で
１６０℃で１時間乾燥した後、ローラハースキルンによ
り１１００℃で８時間焼成して、１５０ｍｍ×３００ｍ
ｍ×厚み５０ｍｍ（第１層４５ｍｍ＋第２層５ｍｍ）の
多孔質セラミックスブロックを製造した。

【００３８】比較例１産業廃棄物熔融水滓１５質量部、一般廃棄物熔融水滓３
０質量部、ぺーパースラッジ灰１５質量部、タイルセル
ベン１０質量部、鏡研磨ガラス粉２０質量部、ベントナ
イト１０質量部及び水１０質量部をとり、０．５時間混
練した後、７時間養生して、セラミックス形成素地Ａを
得た。なお、材料は全て０．５ｍｍ篩を通過したものを
使用した。セラミックス形成素地Ａを、型枠に流し込ん
で成形し、成形体をコンベアードライヤーにより空気中
１６０℃で１時間乾燥した後、ローラハースキルンによ
り１１００℃で８時間焼成して、多孔質セラミックスブ
ロックを製造した。

【００３９】実施例１、比較例１で製造された多孔質セ
ラミックスと、市販の透水性セラミック（１５０ｍｍ×
３００ｍｍ×厚み６０ｍｍの大きさで、単一構造のも
の）について、見掛の気孔率、吸水率を測定した結果を
表1に、吸水率の経日変化を図３に示す。また、保水性
の測定結果を表２に、質量変化率の経日変化を図４に示
す。なお、測定は以下の方法で行った。

【００４０】（見掛の気孔率）ＪＩＳＲ２２０５に
準じて測定し、下式より算出した。

【数１】

【００４１】（吸水率）ＪＩＳＲ２２０５に準じて
測定し、下式より算出した。

【数２】

【００４２】（保水性）１００℃で恒量になるまで乾燥
させた試料を室温で２〜３日間水に浸漬して飽水させた
後、試料を網に上にのせて室温で放置して経日による質
量変化を測定し、下式より質量変化率を求めた。なお、
実施例１の多孔質セラミックスは第２層を上面にして評
価した。

【数３】

【００４３】

【表１】実施例１比較例１市販品乾燥試料の質量 (g) 3720.7 3054.0 5772.0 飽水試料の水中質量(g) 1964.6 1622.2 3739.0 飽水試料の質量 (g) 4218.3 3441.1 6228.1 見掛気孔率 (%) 22.1 21.3 18.3 吸水率 (%) 13.4 12.7 7.9

【００４４】表１から明らかなように、本発明の多孔質
セラミックスは、市販の透水性セラミックスに比べて気
孔率が高く吸水性に優れ、多量の水を吸水することがで
きる。また、図３から明らかなように、短期間に多量の
水を吸水することができる。

【００４５】

【表２】経過実施例１市販品日数試料質量(g) 質量変化率(%) 試料質量(g) 質量変化率(%) ０ 4218.3 0.0 6228.1 0.0 １ 4141.7 -1.8 6036.6 -3.1 ３ 4015.6 -4.8 5875.4 -5.7 ６ 3850.7 -8.7 5804.1 -6.8 ８ 3800.1 -9.9 5787.1 -7.1 １０ 3771.1 -10.6 5777.6 -7.2１５ 3741.9 -11.3 5774.1 -7.3

【００４６】表２および図４から明らかなように、本発
明の多孔質セラミックスは、市販の透水性セラミックス
に比べて、吸水した水を長期間に亘って気化させること
ができ、保水性に優れていることがわかる。

【００４７】また、実施例１、比較例１で製造された多
孔質セラミックスと、上記市販の透水性セラミックの特
性を表３に示す。なお、評価は以下の方法で行った。（１）透水性；ＪＩＳＡ１２１８法により飽和透水性
係数を測定した。（２）表面透水性；多孔質セラミックスブロックの表面
に水１０ｍｌをおき、水滴が表面からなくなるまでの時
間（秒）を測定した。実施例１の多孔質セラミックスは
第２層を上面にして評価した。（３）曲げ強度；ＪＩＳＡ５３０４法により測定し
た。（４）吸音性；ＪＳＡ１４０５法により測定した。

【００４８】

【表３】実施例１比較例１市販品透水性（ｃｍ／秒）１×１０^-1 １×１０^-3 １×１０^-1 表面透水性（秒）１以下５１以下曲げ強度（kgf/cm）１１０１１０５０吸音性（/2000Hz）０．７７ − −

【００４９】表３から明らかなように、本発明の二層構
造多孔質セラミックスは、市販の透水性セラミックと同
程度の透水性を有し、比較例の多孔質セラミックスと比
べて、表面透水性が著しく優れているため、保水状態で
放置しても第２層の表面に黴や汚れが殆んど付着しなか
った。また、市販の透水性セラミックと比べて曲げ強度
が高く、実用上も十分に絶え得る強度を有している。さ
らに、多孔質構造を有するため吸音性にも優れている。

【００５０】実施例２実施例１で得られた多孔質セラミックスブロック、なら
びに比較例として市販の透水性セラミックブロック、コ
ンクリート製透水性インターロッキングブロックを舗道
に施工し、７月末と８月初めの連続５日間における午前
１０時と午後２時の路面温度と保水率を測定した。保水
率は、各測定時のブロックの重量から施工前のブロック
の重量を引いた値を、施工前のブロック重量で割った値
として求めた。その結果を、午前と午後の平均値として
表４に示した。

【００５１】

【表４】インターロッ透水性セラミ天候実施例１キングブロックックブロック表面温度保水率表面温度保水率表面温度保水率（℃）（％）（℃）（％）（℃）（％）晴れ 34.7 3.0 37.8 1.9 36.6 0.3 曇雨 27.5 5.7 28.6 2.5 28.8 1.2 雨 22.3 13.0 24.1 3.7 25.5 4.1 曇り 26.6 14.2 29.4 2.7 31.0 1.3 曇一時雨 26.5 13.4 29.8 2.5 31.1 1.0 晴れ 36.5 5.2 43.7 2.0 44.7 0.0 晴れ 41.9 2.5 46.4 1.9 47.2 0.0 雨曇 30.7 8.5 32.8 2.5 32.9 2.4 晴れ 36.4 11.9 42.4 2.3 41.2 0.7晴れ 36.0 12.8 41.2 3.3 40.2 2.2

【００５２】表の結果から明らかなように、本発明の多
孔質セラミックスブロックを舗装した場合は、晴れの日
が続いた時でも透水性インターロッキングや透水性ブロ
ックを用いた場合に比較して表面温度が５〜７℃低くな
っており、舗装表面の温度上昇が押さえられていること
がわかる。

【００５３】

【発明の効果】本発明の多孔質セラミックスは、保水性
に優れた比較的ミクロなポアを有する層と透水性に優れ
た層とが一体化された多層構造を有するので、雨水や直
射日光に直接さらされる舗装表面や屋上敷設材等に用い
た場合、表面から速やかに水が吸収されるため水溜りが
出来にくく、保水作用を有するため気化熱を発して、表
面の温度上昇を押さえることができる。また、多数のポ
アを有するため吸音効果にも優れ、車の騒音等を低く押
さえることができる。このような特性を利用して、舗
道、遊歩道、公園、トンネル内の舗道、高架下の道、地
下道等の舗装材、オープンテラス、ベランダ、デッキ、
ビル屋上等の屋上敷設材、高速道路、トンネル、高架下
の道、地下道等の外壁材、プランター等の植物生育容器
材として利用することができる。また、本発明の製造方
法によれば、廃棄物のリサイクルにより原料資源を有効
活用することができ、廃棄物を大量に使用しても品質が
安定した多孔質セラミックスを大量に製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多孔質セラミックスの一例を模式的に
示す断面図である。

【図２】本発明の多孔質セラミックスの外観の概略図で
ある。

【図３】実施例１、比較例１および市販品の吸水率の経
日変化を示す図である。

【図４】実施例１および市販品の質量変化率の経日変化
を示す図である。

【符号の説明】

１第２層２第１層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多層構造を有する多孔質セラミックスで
あって、平均粒子径０．５ｍｍ未満の廃棄物を主要構成成分とす
る骨材とバインダーを混合、成形、焼成して得られるセ
ラミックス（第１層）と、第１層を形成するセラミックスよりも気孔率が高く、平
均粒子径０．５ｍｍ以上の廃棄物を主要構成成分とする
骨材とバインダーを混合、成形、焼成して得られるセラ
ミックス（第２層）とが一体化していることを特徴とす
る多孔質セラミックス。
【請求項２】多層構造を有する多孔質セラミックスで
あって、（ａ）平均粒子径０．５ｍｍ未満の廃棄物溶融水滓、産
業廃棄物焼却灰から選ばれる少なくとも１種以上、
（ｂ）平均粒子径０．５ｍｍ未満のセルベン及び／又は
シャモット、（ｃ）ガラス及び（ｄ）粘土を混合、成
形、焼成して得られる多孔質セラミックス（第１層）
と、（ｅ）平均粒子径０．５ｍｍ以上のセルベン及び／
又はシャモット、（ｆ）ガラス及び（ｇ）粘土を混合、
成形、焼成して得られる多孔質セラミックス（第２層）
とが一体化していることを特徴とする多孔質セラミック
ス。
【請求項３】前記（ａ）成分の混合割合は４０〜８０
質量％であり、前記（ｅ）成分の混合割合は６０〜９０
質量％である請求項２に記載の多孔質セラミックス。
【請求項４】前記（ａ）成分において、廃棄物溶融水
滓の混合割合が３５〜６０質量％、産業廃棄物焼却灰の
混合割合が５〜３０質量％であり、かつ、産業廃棄物焼
却灰の混合量が廃棄物溶融水滓の混合量以下である請求
項２または３に記載の多孔質セラミックス。
【請求項５】第１層と第２層の体積比が、第１層／第
２層＝３／１〜２０／１である請求項１〜４のいずれか
に記載の多孔質セラミックス。
【請求項６】（ａ）平均粒子径０．５ｍｍ未満の廃棄
物溶融水滓、産業廃棄物焼却灰から選ばれる少なくとも
１種以上、（ｂ）平均粒子径０．５ｍｍ未満のセルベン
及び／又はシャモット、（ｃ）ガラス及び（ｄ）粘土を
混合、成形してなる成形体に、（ｅ）平均粒子径０．５
ｍｍ以上のセルベン及び／又はシャモット、（ｆ）ガラ
ス及び（ｇ）粘土を混合してなる混合物を流し込んで成
形した後、当該成形体を乾燥、焼成することを特徴とす
る多層構造を有する多孔質セラミックスの製造方法。
【請求項７】請求項１〜５のいずれかに記載の多孔質
セラミックスからなる舗装材。
【請求項８】請求項１〜５のいずれかに記載の多孔質
セラミックスからなる屋上敷設材。
【請求項９】請求項１〜５のいずれかに記載の多孔質
セラミックスからなる外壁材。
【請求項１０】請求項１〜５のいずれかに記載の多孔
質セラミックスからなる植物生育容器材。