JP2007099572A

JP2007099572A - レジンコンクリート成形品

Info

Publication number: JP2007099572A
Application number: JP2005293128A
Authority: JP
Inventors: Masataka Shiga; 正敬志賀; Mineichi Nabeshima; 峰一鍋島; Hiroshi Baba; 宏馬場; Shuya Ohara; 修也大原
Original assignee: FUJIKON TEC KK; Toto Ltd
Current assignee: FUJIKON TEC KK; Toto Ltd
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2007-04-19

Abstract

【課題】産業廃棄物となる材料を用いて、優れた強度を有するレジンコンクリート成形品を提供することを目的としている。
【解決手段】本発明では、衛生陶器の破砕物を骨材とし、熱硬化性樹脂を結合材として成形されたレジンコンクリート成形品とし、好ましくは、前記破砕物は、粒度５〜１０ｍｍの粉砕物を１５〜４５ｗｔ％、粒度２〜５ｍｍの破砕物を１５〜３０ｗｔ％、粒度２ｍｍ以下の破砕粉を５〜３０ｗｔ％からなることを特徴とし、好ましくは、前記破砕物には、粒度２５０メッシュ以下の微粉を３０ｗｔ％以下含むことを特徴とするレジンンコンクリート成形品とする。

Description

本発明は、衛生陶器の破砕物を骨材として、熱硬化性樹脂を結合材としたレジンコンクリート成形品に関する。

レジンコンクリートは、砂、砂利、大理石や花崗岩等の天然石砕石などを骨材として、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を結合材としたもので、このレジンコンクリートを型内に注入、成形することで、レジンコンクリート成形品を得ている。このレジンコンクリート成形品は、例えば、マンホールの蓋、下水管等の土木用製品や柵の支柱、車止め、踏み石、プランターなどのエクステリア品などに利用されている。

レジンコンクリートは、セメントコンクリートに比べて、材料強度が高く、軽量化が可能であり、種々の用途に利用されているが、上記したような骨材の材料には、吸水性があり水分を含有しているので、その水分によって、レジンコンクリートが硬化する際に、硬化不良を起すことから、レジンコンクリート調整前に、予め、材料を乾燥する工程が必要になり、そのためレジンコンクリート成形品のコスト高を招いてしまっていた。

また、近年、リサイクルの観点から、産業廃棄物を骨材として、利用するという提案が種々提案されてきている。例えば、特開２００３−１１９７１１号公報（特許文献１）では、骨材の吸水性を考慮して、ガラスカレット（リサイクルガラスビーズ）を利用した提案がある。

特開２００３−１１９７１１号公報

ガラスカレットは吸水が殆どない材料で優れた骨材であるものの、価格的に実用使用できるガラスカレットは元のガラスが薄いため粒形がいびつであること及び、リサイクル、コストの観点では、骨材量を極力多くして、樹脂量を少なくしたいが、樹脂との密着性が悪く強度が低くなるため、樹脂量を増やし、流し込み時の流動性を確保したり、強度を維持する必要がある。更に、ガラスは熱伝導率が高く樹脂の硬化が促進され過早硬化を起こし反り等の不良がおきやすいという欠点がある。
そこで、本発明は、産業廃棄物となる材料を用いて、優れた強度を有するレジンコンクリート成形品を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明によれば、衛生陶器の破砕物を骨材とし、熱硬化性樹脂を結合材として成形されたレジンコンクリート成形品とすることを特徴としている。

衛生陶器は、トイレ及び洗面・手洗所周りで用いられる陶器製品であり、具体的には、大便器、小便器、便器のサナ、便器タンク、洗面台の洗面器、手洗い器などである。これらの衛生陶器は、試作品や品質的に不良となった製品が発生し、それらは、通常産業廃棄物として、処理していた。衛生陶器は吸水率が、略０．５％以下程度と低いので、衛生陶器破砕後の乾燥工程は、不要であり、また、樹脂とのなじみも良く、樹脂と破砕物を混合している際に、破砕物の周囲に樹脂が十分に充填されていくため、空気層が形成され難く、また、密着性が十分であることから高強度のレジンコンクリートを提供できる。また、熱伝導率が低いので、樹脂の硬化を遅延できるため、成形型への充填時間を十分確保でき、欠陥のない成形品の提供ができる。充填時間を十分に確保できることは、特に、大形品、複雑形状品を成形する上では、効果的である。

また、本発明において、好ましくは、破砕物は、粒度５〜１０ｍｍの破砕物を１５〜４５ｗｔ％、粒度２〜５ｍｍの破砕物を１５〜３０ｗｔ％、粒度２ｍｍ以下の破砕粉を５〜３０ｗｔ％からなることを特徴としている。

このような構成とすることで、強度低下させないで、破砕物の量、樹脂量を極力少なくすることが可能であり、また、特に、ガラスカレットにおいて、入手が困難である比較的大きな粒度５〜１０ｍｍの破砕物を利用することで、流動性を確保できるので、製造上の欠陥のないレジンコンクリート成形品を提供できる。また、衛生陶器は、ガラスや他の陶磁器品（タイル、食器など）に比べて厚みが比較的厚く、得られるレジンコンクリート成形品に石目調を付与することが容易であり、外観意匠上も優れたレジンコンクリート成形品を提供できる。

また、本発明において、好ましくは、破砕物には、粒度２５０メッシュ以下の微粉を３０ｗｔ％以下含むことを特徴としており、強度を落とさず、添加量を増やすことが可能となるので、よりリサイクル性に優れたレジンコンクリート成形品を提供できる。

また、本発明において、好ましくは、破砕品を４０〜８８ｗｔ％含有することを特徴とする。下限値の４０ｗｔ％より、少なくなると結合材として利用する樹脂量が多くなるため、収縮が大きくなり、クラック、反りの原因になる。またコスト高になる。８８ｗｔ％を越えるとレジンコンクリートの流動性が低下して、作業性が低下することになる。このように構成された本発明は、優れたリサイクル性と強度を有するレジンコンクリート成形品を提供できる。

本発明によれば、産業廃棄物となる衛生陶器を用いて、優れた強度を有するレジンコンクリート成形品を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明に利用する骨材としての衛陶陶器は、上述したように、試作や不良品など工場内からでる産業廃棄物が、表面の汚れなどが殆どないことから、好適に利用できるが、ビル、マンション、戸建住宅の立替やリフォームなどによって、産業廃棄物として排出される衛生陶器も利用できる。
衛生陶器は、破砕によって、種々の粒度をもった粉砕物に加工するが、骨材としては、粒度５〜１０ｍｍのもの、粒度２〜５ｍｍのもの、粒度２ｍｍ以下のものを少なくとも準備する。また、微粉として、２５０〜３５０メッシュの篩にかけたものを準備することで、上記した粒度の幅を更に広くできるので、リサイクル材としての衛陶破砕物添加量を多くできるとともに、強度向上にも寄与できる。
また、衛生陶器破砕物は、燐片状で粒度の分布がブロードとなるため、樹脂と混錬した後のレジンコンクリートとしての流動性がよく、また、常温での硬化が遅く、大型の型枠にも流し込みが可能である。また、常温で硬化が遅いので、硬化剤により、硬化速度などの硬化条件の調整ができ、また、同様に加熱炉を利用した硬化条件の調整も可能になるので、単純な形状から複雑な形状に至るまで、強度の優れたレジンコンクリート成形品を提供できる。
ここで、粒度は、篩の目開きを通過した大きさ（下限値は篩上に残る大きさ）を意味する。

上記の粒度分布をもった粉砕物は、充填率を上げるために、それぞれ、粒度５〜１０ｍｍの粉砕物を１５〜４５ｗｔ％、粒度２〜５ｍｍの破砕物を１５〜３０ｗｔ％、粒度２ｍｍ以下の破砕粉を５〜３０ｗｔ％の範囲で粉砕物の添加総量に合わせて、調整すれば良い。添加総量としては、レジンコンクリート成形品に対して、４０〜９０ｗｔ％の範囲で、石目調の具合など用途に応じて、適宜選択すればよい。好適な石目調を発揮するためには、総量を５０〜８０とし、粒度５〜１０ｍｍの破砕物を２５〜４０ｗｔ％添加すればよい。

また、本発明に利用できる熱硬化性樹脂としては、特に限定するものではないが、常温で硬化する不飽和ポリエステル樹脂が好適に利用できる。その他、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が利用できる。また、選定される樹脂に好適な硬化剤を利用する。例えば、硬化剤は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して、０．４〜２重量部添加する。なお、レジンコンクリートの成形型への注入時間を確保するために、必要に応じて、硬化遅延材を利用しても良い。

その他、強度、作業性、耐久性や樹脂量を低減する目的で、充填材として、平均粒径０．５〜２０μｍの炭酸カルシウム、シリカパウダー、アルミナ、クレーなどを添加しても良い。

上記の原料を混練し、成形型に注入し、振動を加えて気泡が残らないように充填した後、室温で又は、加温、加熱して成形後、脱型、養生表面仕上げをしてレジンコンクリート成形品を得る。

（実施例）
以下、実施例に基づいて更に詳細に説明する。
骨材に衛陶破砕物〔粒度（５〜１０ｍｍ）、（２〜５ｍｍ）、（０〜２ｍｍ）〕と稲田御影（２〜１０ｍｍ）、充填材に炭酸カルシウム１００メッシュ、衛陶破砕物３５０メッシュを使用する。衛陶破砕物の混入率を４０ｗｔ％、６２ｗｔ％、７０ｗｔ％、８０ｗｔ％、８６．５ｗｔ％と変動させ、そのほかの成分を表１の記載に従って配合し、それぞれを実施例１乃至５とした。また、実施例１には、天然石の粉砕物を添加しているが、天然石は吸水率が高いことから、１５〜４０ｗｔ％の範囲内で利用することが望ましい。また、樹脂としては、レジンコンクリート材料として、よく利用されている不飽和ポリエステル樹脂を用い、その硬化剤としては、常温系硬化剤であるパーメックＮ（日本油脂（株）製）を用いた。

製造方法について説明する。
表１記載の配合に従って材料を用意する。まず骨材と充填材をミキサーに入れ空練りする、別の容器で樹脂と硬化剤を混ぜる。骨材を空練りをしたミキサーに硬化剤を混ぜた樹脂を入れ混練りをする。これでフレッシュレジンコンクリートができ、成形型に流し込む。流し込んだ後に、振動を加えて気泡や流れ難い部位にレジンコンクリートを確実に充填される。
その後ヒータで型周囲を６０〜９０℃にて加温して、レジンコンクリートを養生（硬化）させる。脱型できる程度に硬化したら、型枠を外して、確実に硬化するまで養生させる。その後、罵バリ取り、表面の凹凸を仕上げてレジンコンクリート成形品を得る。

（比較例）
表１において、骨材として、衛生陶器破砕物の代わりにガラスカレットを用いた以外は、同様の配合としたものを比較例１乃至５とした。

実施例１、２及び５及び比較例１、２及び５は、フレッシュコンクリートの発熱温度を測定し、可使時間（硬化剤を添加したときから、液状の熱硬化性樹脂が硬化反応を開始し、レジンコンクリートが流動性を失って作業性がなくなるまでの時間）と成形後５日経過したレジンコンクリートの強度を測定した。
発熱温度の測定は、カップに入れたフレッシュレジンコンクリートにアルコール温度計を挿入し、可使時間までの発熱温度を測定した。その結果を表２に示した。

発熱は、熱硬化性樹脂が硬化する際に発するもので、樹脂の硬化が進むと流動性が低下したり、レジンコンクリート成形品に空気層が（巣）が介在してしまい強度の低下を引き起こすため、発熱する時間は遅いほうが望ましい。
また、表２からわかるように骨材によっても、レジンコンクリートを成形型へ注入する状態は異なり、比較例のガラスカレットでは、２９℃の発熱で、流動性が低下して成形が出来なくなった。一方、実施例の衛生陶器破砕物では、３０℃まで成形できる状態であった。大型品を成形する際には、通常１０分以上の充填時間を有するため、実施例のものは、何れの添加量においても流動性が低下する（３０℃になる）までに１０分以上を要するので、大型品にも好適に利用できる。

また、強度については、実施例１乃至５、比較例1乃至５のレジンコンクリート供試体（圧縮（Φ７５×１５０ｍｍ、曲げ（□１００×４００ｍｍ））をJIS A1181「レジンコンクリートの試験方法」に基づき圧縮強度と曲げ強度を評価した。その結果を表３に示した。

表３及び４より、実施例の衛生陶器破砕物の方が、比較例のガラスカレットよりも圧縮強度、曲げ強度とも何れの添加量においても優れた値となっており、特に、添加量が多くなればなるほど、衛生陶器粉砕物を用いたものが優れたものとなっている。

また、実施例２乃至５で成形されたレジンコンクリートの外観は、石目調を呈しており、意匠上も良好なものであった。

Claims

衛生陶器の破砕物を骨材とし、熱硬化性樹脂を結合材として成形されたレジンコンクリート成形品。
前記破砕物は、粒度５〜１０ｍｍの粉砕物を１５〜４５ｗｔ％、粒度２〜５ｍｍの破砕物を１５〜３０ｗｔ％、粒度２ｍｍ以下の破砕粉を５〜３０ｗｔ％からなることを特徴とする請求項１記載のレジンコンクリート成形品。
前記破砕物には、粒度２５０メッシュ以下の微粉を３０ｗｔ％以下含むことを特徴とする請求項２記載のレジンンコンクリート成形品。
前記破砕品を４０〜８８ｗｔ％含有する請求項１乃至３の何れかに記載のレジンコンクリート成形品。