JP2008000732A

JP2008000732A - 弾性舗装体の再生処理方法

Info

Publication number: JP2008000732A
Application number: JP2006175432A
Authority: JP
Inventors: Noritoshi Nukui; 紀利貫井
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】ウレタンバインダーを用いた弾性舗装体の容易なリサイクルを可能にする弾性舗装体の再生処理方法を提供する。
【解決手段】ゴムと、骨材と、ウレタンバインダーとを含有する弾性舗装体の再生処理方法である。弾性舗装体に対し、シュードザイマ属（Ｐｓｅｕｄｏｚｙｍａｓｐ．）に属する酵母であるＢＳ−ＵＥ５株（ＦＥＲＭＰ−２０２４３）を添加して、ウレタンバインダーの微生物分解を行う分解工程を含む。分解工程は、少なくとも６０日間行うことが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、弾性舗装体の再生処理方法（以下、単に「再生処理方法」とも称する）に関し、詳しくは、バインダーとしてウレタン樹脂を用いた弾性舗装体の再生処理方法に関する。

従来より、交通騒音の低減を図るための低騒音舗装として、大粒径の骨材を用いて舗装内部に空隙を設けた、多孔質の排水性舗装が存在する。また、加硫ゴムを粉末またはチップ状にして利用し、ウレタンやエポキシ等の硬化性樹脂をバインダーとして使用した低騒音弾性舗装が知られている。

このうちゴムチップを用いた弾性舗装は、ゴムチップの有する弾力性により歩行時の衝撃吸収性や転倒時の安全性といった優れた効果を奏するとともに、内部に空隙を有することから、排水性および通気性に加えて吸音性にも優れ、そのためタイヤと路面内で発生する騒音の低減にも有効であるため、都市部での交通騒音低減のための機能性弾性舗装材として注目されている。

中でも、ウレタンバインダーを用いた弾性舗装材料に関しては、例えば、特許文献１に、マテリアルリサイクル推進を目的とする技術として、熱硬化性樹脂成形物の破砕物とゴムチップとを所定の混合比率で混合し、ウレタン樹脂をバインダーとしてブロック状または板状に成形してなる舗装材が提案されている。また、特許文献２には、ゴム、プラスチック等の軽量の廃棄物を適宜サイズに粉砕したものを骨材とし、この骨材とウレタン樹脂等のバインダーを混合してなる組成物を硬化して作製した舗装ブロックが開示されている。
特開２００２−３２２６０２号公報（特許請求の範囲等）特開２０００−３４７０２号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、熱硬化性樹脂であるウレタンバインダーを用いた弾性舗装は、施工した舗装をリサイクルする場合に、アスファルトなどのように加熱等により再利用を図ることができないという問題があった。すなわち、舗装分野においては、ほとんどの舗装を再生骨材として再度舗装に戻すことが可能であるが、かかるウレタンを用いた弾性舗装については２次リサイクルができないことが大きな問題となっていた。

そこで本発明の目的は、ウレタンバインダーを用いた弾性舗装体の容易なリサイクルを可能にする弾性舗装体の再生処理方法を提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、ウレタンバインダーを用いた弾性舗装体を、ウレタンを分解する作用を有する菌を用いて処理することで、かかる弾性舗装体のリサイクルを容易にすることができることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の弾性舗装体の再生処理方法は、ゴムと、骨材と、ウレタンバインダーとを含有する弾性舗装体の処理方法であって、弾性舗装体に対し、シュードザイマ属（Ｐｓｅｕｄｏｚｙｍａｓｐ．）に属する酵母であるＢＳ−ＵＥ５株（ＦＥＲＭＰ−２０２４３）を添加して、前記ウレタンバインダーの微生物分解を行う分解工程を含むことを特徴とするものである。

本発明は、前記ウレタンバインダーとしてエステル系ウレタンバインダーを用いた場合に特に好適であり、前記分解工程は、好適には、少なくとも６０日間行う。また、本発明においては、前記分解工程後に、得られた弾性舗装体を破砕する粉砕工程を含むことが好ましい。

本発明によれば、上記構成としたことにより、従来はリサイクルが困難であったウレタンバインダーを用いた弾性舗装体を、リサイクル容易な状態にすることができる弾性舗装体の再生処理方法を実現することが可能となった。かかる再生処理方法により処理された弾性舗装体は、軽量土や透水材などとして土木分野に適用できる他、弾性舗装体の再生骨材として好適に用いることが可能である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明の弾性舗装体の再生処理方法は、ゴムと、骨材と、ウレタンバインダーとを含有する弾性舗装体に適用されるものであり、弾性舗装体に対し特定の菌を添加することにより、弾性舗装体中のウレタンバインダーの微生物分解を行う分解工程を含む点に特徴を有する。

かかる分解工程により弾性舗装体からはバインダー成分が失われるため、ゴムや骨材間の結合が弱くなる。そのため、分解工程後に、得られた弾性舗装体を破砕機等により破砕して、容易に所望の寸法に小径化し、リサイクルに供することが可能となる。かかる処理後の弾性舗装体の用途としては、土木分野への適用（軽量土、透水材等）の他、弾性舗装体の再生骨材などが挙げられ、これら用途にもよるが、例えば、平均粒径１〜７ｍｍ程度に破砕した状態で好適に使用することができる。

本発明に用いるウレタンバインダーを分解可能な菌としては、シュードザイマ属（Ｐｓｅｕｄｏｚｙｍａｓｐ．）に属する酵母であるＢＳ−ＵＥ５株（ＦＥＲＭＰ−２０２４３）を用いる。このＢＳ−ＵＥ５株はポリウレタンを唯一の炭素源として分解可能な菌であり、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに、ＦＥＲＭＰ−２０２４３株として２００４年１０月８日に寄託されている。ＢＳ−ＵＥ５株は、無機塩の液体培養地中でポリウレタンを資化しながら増殖し、無機塩としては窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどを含むものが挙げられる。

菌株の同定は、ＢＳ−ＵＥ５株が酵母であるため、２８ＳｒＤＮＡＤ１／Ｄ２領域の遺伝子の比較に基づいて行った。以下に、その方法を詳述する。
菌株をＰｏｔａｔｏＤｅｘｔｒｏｓｅＡｇａｒ（ＰＤＡ）培地（ＢｅｃｔｏｎＤｉｃｋｉｎｓｏｎＭＤ，ＵＳＡ）に植菌し、２５℃で７日間培養し、ＦａｓｔｐｒｅｐＦＰ１２０（ＱｂｉｏｇｅｎｅＩｌｌｋｉｒｃｈＣｅｄｅｘ，Ｆｒａｎｃｅ）ＦａｓｔＤＮＡｋｉｔ（ＱｂｉｏｇｅｎｅＩｌｌｋｉｒｃｈＣｅｄｅｘ，Ｆｒａｎｃｅ）を用いてゲノム分離を行った。このゲノムをテンプレートとして、２８２ｒＤＮＡフラグメントのＰＣＲ増幅を行った。ＰＣＲ増幅は、下記のＮＬ１およびＮＬ４（Ｏ’Ｄｏｎｎｅｌｌ，１９９３）を用いて行った。
ＰＣＲプライマー方向性塩基配列
ＮＬ1 Ｆｏｒｗａｒｄ 5’-GCATATCAATAAGCGGAGGAAAAG-3’
ＮＬ４Ｒｅｖｅｒｓｅ 5’-GGTCCGTGTTTCAAGACGG-3’

得られたＤＮＡフラグメントをＱＩＡｑｕｉｃｋＰＣＲＰｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＫｉＬ（ＱＩＡＧＥＮＨｉｌｄｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）を用いて精製し、サイクルシーケンス反応に供した。サイクルシーケンス反応はＡＢＩＰＲＩＳＭＢｉｇＤｙｅＴｅｒｍｉｎａｔｏｒＫｉｔ（ＡｐｐｌｉｅｄＢｉｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＣＡ，ＵＳＡ）と下記のＮＬ１、ＮＬ２、ＮＬ３、ＮＬ４（Ｏ’Ｄｏｎｎｅｌｌ，１９９３）を用いて行った。
シーケンスプライマー方向性塩基配列
ＮＬ１Ｆｏｒｗａｒｄ 5’-GCATATCAATAAGCGGAGGAAAAG-3’
ＮＬ２Ｆｏｒｗａｒｄ 5’-CTCTCTTTTCAAAGTTCTTTTCATCT-3’
ＮＬ３Ｒｅｖｅｒｓｅ 5’-AGATGAAAAGAACTTTGAAAAGAGAG-3’
ＮＬ４Ｒｅｖｅｒｓｅ 5’-GGTCCGTGTTTCAAGACGG-3’

反応生成物ＤｙｅＥｘ２．０ＳｐｉｎＫｉｔ（ＱＩＡＧＥＮ，Ｈｉｌｄｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）を用いて精製し、塩基配列の解読を行い、ＡｕｔｏＡｓｓｅｅｍｂｌｅｒ（ＡｐｐｌｉｅｄＢｉｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＣＡ，ＵＳＡ）を用いて各シーケンス断片を結合し、目的塩基配列を得た。類似の塩基配列を国際ＤＮＡデータベースから解析するため、ＢＬＡＳＴによる相同性検索を行い、ＢＳ−ＵＥ５株をＰｓｅｕｄｏｚｙｍａｓｐ．と同定した。

本発明の再生処理方法においては、上記ＢＳ−ＵＥ５株を用いて弾性舗装体中のウレタンバインダーの分解を行う点のみが重要であり、それ以外の具体的処理条件等については特に制限されるものはない。

本発明を適用し得る弾性舗装体は、少なくともゴムと、骨材と、ウレタンバインダーとを含有するものであり、ゴム、骨材およびその他の添加剤については、いかなるものが含まれていてもよく、本発明においては特に制限されない。ウレタンバインダーとして用いるポリウレタンとしてはエステル系およびエーテル系のものがあるが、本発明に係る上記ＢＳ−ＵＥ５株は、特にエステル系のウレタンバインダーの分解効率に優れる。エステル系のポリウレタンの具体例としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（Ｈ₁₂ＭＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ダイマー酸ジイソシアネート（ＤＤＩ）、水添キシリレンジイソシアネート（Ｈ₆ＸＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）、ノルボルネン・ジイソシアネート（ＮＢＤＩ）などのイソシアネートとポリジエチレンアジペートなどのアジペート系ポリオールの付加重合物が挙げられる。

また、上記ＢＳ−ＵＥ５株によるウレタンバインダーの微生物分解は、少なくとも６０日間、特には１００〜４００日程度行うことが好ましい。この期間が短すぎるとウレタンバインダーの分解が不十分で、その後のリサイクル処理をスムーズに行いにくくなる。一方、あまり長期間行っても、それ以上の効果は得られない。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例）
ゴム（粒径２〜５ｍｍ）と、骨材としての混合珪砂（平均粒径１ｍｍ）と、ウレタンバインダーとを、これらの体積比４５：１５：２０に対し空隙率２０となるよう混合し、混合機中に投入して、常温で５分間攪拌し、これを型枠に充填して２〜３日養生することにより、弾性舗装体サンプルを作製した。ウレタンバインダーとしては、主剤ＲＢ−０８および硬化剤Ｈｅｘ−２（いずれも日本ポリウレタン工業（株）製）を、重量比９５／５で配合して用いた。

シリコーン栓付ガラス容器内に下記表１に示す組成の培地を準備して、上記サンプルを５０ｍｍ角に切って投入し、オートクレーブ内で９０℃で滅菌処理した。その後、上記ウレタンバインダーと同様のポリウレタンを唯一の炭素源として前培養したＢＳ−ＵＥ５株の菌液を加え、１年間３０℃５０ｒｐｍで振とう培養した。

培養後、１２１℃でオートクレーブ滅菌して、サンプルを取り出した。取り出したサンプルをアセトンで数回洗浄後、純水で数回洗浄し、十分に乾燥した。

（比較例）
比較例としては、実施例と同様にして作製した新しい弾性舗装体サンプルを用いた。

実施例および比較例の各サンプルを破砕機で破砕して、破砕のしやすさを比較した。その結果、実施例のサンプルは容易に破砕されたのに対し、比較例のサンプルは、破砕機による破砕が困難であった。

次いで、実施例のサンプルを１〜５ｍｍ程度に破砕して、これを再生骨材として用いることにより、新たな弾性舗装体サンプルの作製を試みた。新規ゴム（平均粒径２〜５ｍｍ）／骨材（混合珪砂，平均粒径１ｍｍ）／ウレタンバインダー（主剤ＲＢ−０８／硬化剤Ｈｅｘ−２（いずれも日本ポリウレタン工業（株）製）＝（重量比）９５／５）／再生骨材／空隙＝３５／１０／２０／１５／２０（体積比）にて前述と同様に弾性舗装体サンプルの作製を試みたところ、作業性等の問題なく、サンプルを作製することができた。

Claims

ゴムと、骨材と、ウレタンバインダーとを含有する弾性舗装体の再生処理方法であって、弾性舗装体に対し、シュードザイマ属（Ｐｓｅｕｄｏｚｙｍａｓｐ．）に属する酵母であるＢＳ−ＵＥ５株（ＦＥＲＭＰ−２０２４３）を添加して、前記ウレタンバインダーの微生物分解を行う分解工程を含むことを特徴とする弾性舗装体の再生処理方法。
前記ウレタンバインダーがエステル系ウレタンバインダーである請求項１記載の再生処理方法。
前記分解工程を、少なくとも６０日間行う請求項１または２記載の再生処理方法。
前記分解工程後に、得られた弾性舗装体を破砕する粉砕工程を含む請求項１〜３のうちいずれか一項記載の再生処理方法。