JP2008045275A - 弾性舗装体 - Google Patents

Abstract

【課題】使用初期のみならず摩耗後においても、ウェット状態でのすべり抵抗性を確保することのできる弾性舗装体を提供する。
【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である。ゴムが、プラスチック廃材粉を含むゴム組成物からなる。プラスチック廃材粉としては、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなるものを好適に用いることができる。ゴム組成物は、好適には、プラスチック廃材粉を、ゴム成分１００重量部に対し１〜２０重量部にて含む。
【選択図】なし

Description

本発明は弾性舗装体に関し、詳しくは、ウェット時におけるすべり抵抗性（ウェットμ）の改良に係る弾性舗装体に関する。

従来、加硫ゴムを粉末またはチップ状にして利用する方法として、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。また、ゴムチップをバインダーと混合してプレス成形した弾性舗装体が、歩道や運動場、車道等で使用されている。

これら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も注目されている。

かかる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、上記硬化性樹脂の中でもウレタン樹脂をバインダーとして用いた弾性舗装においては、雨天時等のウェット状態でのすべり抵抗（ウェットμ）が低いという問題があった。これに対し、上記特許文献１に記載の舗装材においては、ウレタン樹脂のバインダーに対し熱硬化性樹脂成形物およびゴムチップを混合することで優れたすべり抵抗性が得られるとされているが、これは、未使用状態でのすべり抵抗のみを検討しているものであり、使用に伴う摩耗後においても、良好なウェット時すべり抵抗が得られる舗装の実現が望まれていた。

そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、使用初期のみならず摩耗後においても、ウェット状態でのすべり抵抗性を確保することのできる弾性舗装体を提供することにある。

本発明者らは鋭意検討した結果、弾性舗装体に用いる加硫ゴムとして、繊維強化プラスチック（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ；ＦＲＰ）等のプラスチック廃材の粉末を配合したゴム組成物を用いることで、未使用時および摩耗後の双方におけるウェット時すべり抵抗の向上を図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。

即ち、本発明の弾性舗装体は、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おいて、前記ゴムが、プラスチック廃材粉を含むゴム組成物からなることを特徴とするものである。

本発明においては、前記プラスチック廃材粉として、繊維強化プラスチックからなるものを好適に用いることができる。また、前記ゴム組成物が、前記プラスチック廃材粉を、ゴム成分１００重量部に対し１〜２０重量部にて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、使用初期のみならず使用による摩耗後においても、ウェット状態でのすべり抵抗性を良好に確保することのできる弾性舗装体を実現することが可能となった。また、本発明によれば、プラスチック廃材を弾性舗装体の資材としてリサイクルできるメリットも得られる。

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は、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って、ゴムとして、プラスチック廃材粉を含むゴム組成物からなるものを用いた点に特徴を有する。弾性舗装体に用いるゴムにプラスチック廃材粉を配合したことで、ウェット状態におけるすべり抵抗を向上することができ、使用初期のみならず摩耗後においても優れたウェット時すべり抵抗性を確保することが可能となった。

プラスチック廃材粉としては、特に制限されるものではなく、各種プラスチック成形品の廃棄物から得られるものを用いることができ、材質的には、具体的には例えば、ＦＲＰ等が挙げられ、特には、ＦＲＰが好適である。かかるプラスチック廃材粉としては、粉砕、切削等により、例えば、粒径１〜３０００μｍ、好適には１０〜１０００μｍ程度としたものを好適に用いることができる。

ゴム組成物中に配合するプラスチック廃材粉の配合量としては、好適には、ゴム成分１００重量部に対し１〜２０重量部であり、プラスチック廃材粉の配合量がこの範囲よりも少ないと、本発明の効果を十分に得ることができず、一方、この範囲よりも多いと、ゴム自体の強度が低くなり摩耗してしまう。本発明に係るゴム組成物においては、プラスチック廃材粉を含有する以外の点については特に制限はなく、他の配合成分は所望に応じ適宜決定することが可能である。例えば、ゴム成分としては、天然ゴムやイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム等の汎用ゴムを適宜用いることが可能であり、その他、通常ゴム工業界で用いられる各種薬品、例えば、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、プロセスオイル、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸などを適宜配合することができる。かかるプラスチック廃材粉を用いたゴム組成物としては、具体的には例えば、従来弾性舗装体用のゴムとして使用されている廃タイヤのゴム配合中に通常含まれるカーボンブラックの一部を、プラスチック廃材粉にて置換した組成物を用いることができる。

プラスチック廃材粉を配合したゴム組成物は、常法に従い混練し、加硫した後、微粉化して弾性舗装配合中に添加することができ、その粒径としては、１ｍｍ以下の微細なゴム粉末から１０ｍｍ程度のゴムチップまでを適宜使用することができるが、特に、粒径１〜５ｍｍ程度のものが、弾力性および空隙形成の点で有効であるためにより好ましい。

なお、本発明の弾性舗装体中におけるゴムの割合は、３０〜７０体積％、好適には４５〜６０体積％である。この割合が３０重量％未満であると弾性舗装材料としての効果が十分ではなく、一方、７０重量％を超えると、舗装に適用するために十分な物性が得られなくなる。

本発明の弾性舗装体においては、ゴムとして上記プラスチック廃材粉を含むゴム組成物を用いるものであれば、それ以外の配合成分については特に制限されず、従来公知の材料を適宜用いることができる。

骨材としては、特に制限はなく、慣用の各種骨材を使用することができ、具体的には、従来舗装用途に使用されているケイ砂を初めとして、川砂利、川砂等の天然骨材や砕石、スラグ、コンクリート、ガラス、ＦＲＰ等のリサイクル骨材を使用することができる。

この骨材に使用する石材、砂等は、完成した舗装の強度、耐摩耗性を確保し、表面に露出して防滑作用（サンドペーパーのような研磨効果）を得るためのものである。石材は互いに噛み合って荷重を分散させる機能を持つことが好ましく、このため、砕石のような尖った形状で硬い物が適当である。また、粒径０．５〜３０ｍｍの粗粒骨材に対して、粒径０．５ｍｍ以下の細粒骨材を５体積％以上混合することが好ましい。粗粒骨材は、多孔質構造を形成するものであり、互いに噛み合って隙間を形成するような、砕石のような尖った形状で硬いものが適当である。一方、細粒骨材は、大型の粗粒骨材の表面に付着してタイヤ等に対して防滑作用をもたらすこととなる。

本発明の弾性舗装体における骨材の配合量は、５０〜５体積％、好適には３０〜１０体積％である。弾性舗装材料中の骨材の割合が５体積％未満であると、強度が十分ではなく、一方、５０体積％を超えると、十分な弾性および低音効果が得られなくなる。

ウレタンバインダーは、骨材やゴム等を結着して舗装を形成するために用いられるものであり、特には２液性ウレタンバインダーとして、好ましくはイソシアネート基端末プレポリマーとポリオールとを水酸基／イソシアネート基の当量比で、例えば、０．２〜０．８にて混合したものを用いる。１液性ウレタンバインダーは、２液性ウレタンバインダーに比べて硬化時間の調整が非常に困難で汎用性がなく、硬化時間の短縮が図りにくい難点がある。

なお、２液性ウレタンバインダーのイソシアネート末端基プレポリマーの一例としては、イソシアネート含有量５〜２５％、粘度１０００〜５０００ｃＰ（２５℃）で、イソシアネート末端基プレポリマーの平均官能基数が２〜３のものが挙げられる。このプレポリマー用のイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネートがある。変性に用いる活性水素化合物としては、通常、分子量が１０００〜３０００程度のポリアルキレングリコールが用いられる。

一方、ポリオールの一例としては、平均官能基数が２〜６、平均分子量が１０００以下のものであって、かつ、反応性の点から水酸基の半分以上が一級水酸基であることが好ましく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリアルキレンエーテルグリコール等が挙げられる。

かかるウレタンバインダーの配合量としては、骨材の結着強度の観点から、２０〜３５体積％、好適には２２〜３０体積％である。

また、本発明の弾性舗装体においては、有機シランを、ウレタンバインダーに対して０．１〜１０体積％添加することで、ウレタンバインダーと骨材との結合力を高めて、強度や耐久性の向上を図ることができる。かかる有機シランとしては、エポキシ系、メルカプト系等の有機シランを用いることが可能である。

さらに、本発明の弾性舗装体には、ウレタンバインダーの硬化促進剤や、その他、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤が配合されていてもよい。

本発明の弾性舗装材料は、骨材と上記ゴムとの混合物に、ウレタンバインダーおよび必要に応じて添加される添加剤を混合することにより得ることができる。この場合の混合方法には特に制限はなく、これらが均一に混合できる方法であればよい。混合物へのウレタンバインダーの添加、混合時の温度は常温でよいが、低温の場合は硬化が遅れ、高温の場合は硬化が促進されるため、必要に応じて温度調節を行うことが好ましい。

かかる本発明の弾性舗装体は、通常１０〜５０ｍｍ程度の厚さに、空隙率１０〜４０％程度の空隙が形成されるように施工して、硬化させる。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
下記の表１に示すゴム配合Ａ〜Ｃにて、夫々ゴム組成物を調製した。表中の配合量はすべて重量部を表す。得られた各ゴム組成物を常法に従い加硫した後、微粉化して、粒径２〜５ｍｍのゴムチップを得た。

＊１）ＦＲＰ切削粉は１ｍｍのふるいをかけたものであり、粒径１０μｍ〜１ｍｍである。
＊２）加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製、ノクセラーＣＺ
＊３）老化防止剤：大内新興化学工業（株）製、ノクラック６Ｃ

各ゴム組成物から得られたゴムチップを用いて、ウレタンバインダー（日本ポリウレタン（株）製）と、骨材としての混合珪砂（粒径０．０１〜２ｍｍ）と、各ゴムチップ（粒径２〜５ｍｍ）とを、下記表２に示す弾性舗装配合に従い混合し、混合機中に投入して、常温で５分間攪拌した。その後、これを型枠に充填し、２〜３日養生して、寸法５０×５０×２．５ｃｍの直方体の試験体を作製した。

（ＤＦＴ測定）
得られた試験体について、ダイナミックフリクションテスター（ＤＦＴ）により、６０ｋｍ／ｈ走行時におけるウェット状態でのすべり抵抗試験を行った。また、摩耗後のウェットμを測定するために、図１に示すすえぎり試験機（促進磨耗試験機）（ナカジマ技販製 載荷重５０ｋｇ，タイヤ１１：小型トラック用タイヤ、テーブル１０の回転速度：１７ｒｐｍ（フリー）、タイヤ１１の回転速度：１０ｒｐｍ）で２０００回転させて試験体表面を磨耗させた後、再度、ＤＦＴによりウェットμの測定を行った。なお、図示する試験機においては、円板状のテーブル１０上にサンプル１を設置して、タイヤ１１を固定するアーム１２を介して載荷重５０ｋｇを負荷しつつ、タイヤ１１を定位置で回転させるとともに、テーブル１０を回転させて、ＤＦＴによる測定位置となるサンプル１上の半径１５ｃｍの位置を磨耗させている。

上記表２中に示すように、結果として、ＦＲＰ切削粉を含むゴム配合Ｂ，Ｃのゴム組成物からなるゴムチップを用いた実施例の弾性舗装体においては、初期および磨耗後の双方において、ウェット状態でのすべり抵抗を向上することができることが確かめられた。これに対し、ＦＲＰ切削粉を含まないゴム配合Ａのゴム組成物からなるゴムチップを用いた比較例では、初期については良好なウェット時すべり抵抗性が得られているものの、摩耗後のウェット時すべり抵抗性は低下する結果となっていることが分かる。

実施例で用いた促進磨耗試験機を示す概略図である。

符号の説明

１ 弾性舗装体サンプル（試験体）
１０ テーブル
１１ タイヤ
１２ アーム

Claims (3)

1. 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おいて、前記ゴムが、プラスチック廃材粉を含むゴム組成物からなることを特徴とする弾性舗装体。
2. 前記プラスチック廃材粉が繊維強化プラスチックからなる請求項１記載の弾性舗装体。
3. 前記ゴム組成物が、前記プラスチック廃材粉を、ゴム成分１００重量部に対し１〜２０重量部にて含む請求項１または２記載の弾性舗装体。

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