JP3605139B2

JP3605139B2 - 透水性複合舗設材およびその製法

Info

Publication number: JP3605139B2
Application number: JP09396694A
Authority: JP
Inventors: 信男川名; 聡町田
Original assignee: Chuo Kagaku Co Ltd
Current assignee: Chuo Kagaku Co Ltd
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: JPH07279106A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、舗装道路の歩道部分や公園、玄関先の庭等において表面の舗装材として用いられる透水性複合舗設材およびその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から舗設材として次のようなものがある。第１は、周知なコンクリートブロックやアスファルトである。第２は、舗設材として無機材料と熱可塑性樹脂の複合化物であり、レジンコンクリート等が実用化され、これらは主として強度面に注目して、熱可塑性樹脂を十分な量用いて、無機材料同士の間を充填しつくして空洞をつくらぬよう製造されている。第３は、廃ゴム粒子などをウレタン等でかためた板状成形物である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の第１の舗設材は実質的に非透水性であり、降水時又は散水時に表面に水が溜ったり、あるいは歩行者が滑り易い等の問題点があったほか、街路樹の生育面からも必ずしも好ましいものでない。
【０００４】
また、前記の第２の舗設材は、製品化された複合材を通して水が透過する程に制御されたボイドを有するものはない。わずかに砕石等をエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂でかためたものに透水性のものが認められるが、熱硬化性樹脂では、混合中に硬化が進み、機壁に固着するため、砕石等との均一混合を長時間連続的に行うことができず、手工業的にバッチ生産されているのみである。また、熱硬化性樹脂では、一旦廃プラスチックとなると、砕石等を固化する固着材としては機能せず、従って、廃プラスチックの再利用の観点からは熱硬化性樹脂は有用でなく、そのバージン原料を用いて作る上記エポキシ樹脂系複合材の製造上のバッチ生産式知見は、熱可塑性廃プラスチックを用いる系では役に立たない。
【０００５】
第３の舗設材は、これは耐摩耗性等を考慮してかなり大量のウレタン樹脂等を用いて作られておりボイドのない、緻密な構造の非透水性のものであった。
【０００６】
ところで、地球環境問題への意識の高まりの中、廃プラスチック、廃ゴム、廃建設資材等の廃棄物再利用への期待は高まりを見せているが、これらの再利用の現実は、用途面、技術面、コスト面で必ずしも十分に進んでいるとはいえない状態である。また、折角の再利用であっても、その製品がすぐさま再びゴミとなって廃棄されるようでは、そのリサイクルの意義は小さい。その意味で、一旦再利用されたら長期間ゴミとならずに使用し続けられる用途として、廃プラスチック等の土木、建築への再利用には、大きな意義がある。
【０００７】
そこで本願発明者は、透水性の実質的に二層構造の舗設材を、廃プラスチックと廃ゴムを用いて製造しようと試み、第一の層の中の廃プラスチックと、第二の層の中のウレタン樹脂を、夫々減らすことを考えたが、これだけでは複合材の強度が低下してしまい舗設材としての強度が満足しない。また、舗設材としての強度を有しながら、透水性のある複合舗設材を作るには、夫々の材料の粒径、材料の組み合わせ選択、材料の比率等を最適化する必要があり、単なる組み合わせでは目的を達し得ないことが判明した。
【０００８】
そこで本発明の目的は、廃棄物再利用分野において、熱可塑性廃プラスチック、廃ゴム、コンクリート廃材等の廃棄物を利用して、舗設材としての強度を確保し、かつ透水性のある有用な土木複合舗設材およびその製法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、廃プラスチック、廃ゴム等を利用した二層構造の透水性舗設材であって、第一層は、粒径２mm以上１０mm以下の砂利、砕石、コンクリート廃材等の建築廃材（以下骨材という）で粒径が揃っている粉砕物９０〜７５重量％と、熱可塑性廃プラスチック１０〜２５重量％とを溶融成形してなるもので、この第一の層と第二の層とは相互に薄いプライマー、または、接着剤の透水性を阻害しない膜を介して接するものであり、この第二の層は、粒径が１mm以上５mm以下で粒径が揃っている廃ゴム粒子９５〜８５重量％と、ウレタン樹脂５〜１５重量％とを混合成形したのち熱硬化してなるところにある。
【００１０】
本発明の他の特徴は、透水性複合舗設材の製法に関するもので、骨材を粉砕しその粒径が２mm以上１０mm以下で粒径が揃っている粉砕物９０〜７５重量％と、熱可塑性廃プラスチック１０〜２５重量％を溶融、成形して第一の層を成形し、その上に、透水性を阻害しないプライマーまたは接着剤を塗布し、その後、その上に粒径が１mm以上５mm以下で粒径が揃っている廃ゴム粒子９５〜８５重量％と、ウレタン樹脂５〜１５重量％を混合成形後、熱硬化してなる第二の層を積層し、その後金型中で上記第一，第二の層全体を熱して固化するところにある。
【００１１】
【実施例】
以下図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００１２】
図１に示すように、本発明にかかる舗設材は第一の層１と第二の層２との二層構造の舗設材であって、この第一の層１は、骨材と、熱可塑性廃プラスチックとを溶融成形してなるものである。第二の層２は、廃ゴム粒子とウレタン樹脂とを混合成形したのち熱硬化してなるもので、第一の層１とこの第二の層２とは、薄いプライマー（または接着剤）の膜３を介して接着しているものである。
【００１３】
第一の層１に用いられる骨材は、砂利、砕石、コンクリート廃材等の建築廃材等のいずれを用いても良いし、その混合物を用いても良い。これらの骨材はできるだけ球形に近いものが良いが、アスペクト比で３以下のものは許容される。夫々の骨材は通常粉砕、分級され、目的に応じて使用されているが、本発明の目的にはこの分級された骨材がとりわけ有効であり、通常ふるい目（粒の短径に相当）で２mm〜１０mm、望ましくは２．５mm〜７mmの骨材がよい。粒が大きすぎると、相対的に少量の廃プラスチックで結合させるので強度が十分に発現できず、粒が小さすぎると、緻密で均一な構成となり強度は高まるが、逆に透水性が無くなる。骨材は粒径が揃っていることが重要であり、この意味で狭い範囲で分級された骨材が望ましい。更に、余分な微粒や泥といった付着物を除くため、分級の前、または後に水洗工程を入れて製造された骨材は特に使用に適する。
【００１４】
以上の骨材を、相互に固着し成形して形状と強度を賦与するため用いられる廃プラスチックは、熱可塑性であり、この骨材に対して、ある程度親和性があればいかなる種類の廃プラスチックであっても良いが、通常は廃プラスチック、又は、再生プラスチックとして比較的多量に出回っているところの低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ＥＶＡ樹脂、ポリ塩化ビニル等の、いわゆる汎用プラスチックの廃棄物を用いる。中でもポリエチレン類、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、及びポリスチレンの廃棄物は、加工作業性と製品の物性のバランスの点で好ましい。これらの廃プラスチックは単一の種類で用いても良いが、組み合わせて用いても良く、特に、廃ポリスチレンをベースとする場合には、廃ポリエチレン等を併用して製品の物性（脆性）の改良を行うのがよい。尚、これらの熱可塑性の廃プラスチックは骨材との混合に際し、ある程度粉砕されていることが望ましいが、必ずしもペレット状である必要はなく、できれば５mm以下に粉砕したものの方が使用し易い。
【００１５】
骨材と廃プラスチックの混合比率は、骨材９０〜７５重量％に対し、廃プラスチック１０〜２５重量％となるようにする。何故なら、骨材が９０％以上となると製品の強度が不足し、逆に骨材が７５重量％以下となると樹脂が多くなり過ぎ透水性を損なう。
【００１６】
骨材と廃プラスチックとの混合・成形方法は、特に制限はなく、通常考えられるいかなる方法を用いても良いが、いずれの方法でも、使用される廃プラスチックの融点、または流動温度以上の温度において、混合、混練されたのち、注型、プレス成形等により賦形、冷却される。例えば、加熱されたコンクリートミキサーやヘンシェル型ミキサーで、骨材と廃プラスチックを熱時混合し、鋳型へ注型、若しくは、プレス成形にて所定の形状を与えることができる。
【００１７】
第二の層２に用いられる廃ゴムとしては、自動車タイヤやコンベアベルト等の工業材料の廃棄物が使用されるが、品質的にも、量的にも、安定して入手できるのは廃タイヤである。本発明において望ましい廃ゴムの粒径は１mm以上５mm以下である。何故なら、廃ゴムの粒径が５mmより大きすぎると製品の外観を損なうばかりでなく、摩耗やひっかきに対する耐性が低くなり、逆に粒径が１mmより小さすぎると均質な強度の高いものが得られ易くはなるが、透水性が無くなるからである。したがって、望ましくは２mm以上４mm以下、さらに望ましくは２mm以上３mm以下に粉砕して用いる。また、粒径は出来るだけ揃っていることが望ましく、粒径分布の狭いものが好ましい。
【００１８】
廃ゴム粒子を固めるために用いるウレタン樹脂は、十分な強度と、弾力性を有するものなら、市販品のいかなるものでも用いることが可能で、一液型でも、二液型でも良い。一般には、得られた製品の強度と粒状廃ゴムと混和、成形する際の作業性とを勘案して選択される。この際、製品の着色のための顔料や各種添加剤等を、粒状廃ゴムとともに用いることが出来ることは当然である。廃ゴム粒子に対するウレタン樹脂の適正な比率は、廃ゴム９５〜８５重量％に対し、ウレタン樹脂５〜１５重量％である。その理由は、廃ゴム粒子に対し、適用するウレタン樹脂が５重量％以下では、硬化後も製品の強度が十分でなく、逆に１５重量％以上では強度は十分高くなるが、粒状ゴムの間隔をウレタン樹脂が埋め尽くしてしまい製品の透水性が損なわれるからである。したがって、好ましくは廃ゴム９３〜８８重量％に対し、ウレタン樹脂７〜１２重量％である。
【００１９】
第二の層２の廃ゴム粒子とウレタン樹脂の硬化、成形方法としては、加熱するだけでよいが、通常は鋳型中で加熱するため、鋳型ごと加熱炉、又は、トンネル炉へ入れて、ウレタン樹脂を硬化させる。特に、骨材と廃プラスチックよりなる第一の層１を成形した鋳型をそのまま用いて、その上部に、廃ゴムとウレタン樹脂よりなる第二の層２を成形せしめるのが望ましい。鋳型ごと加熱して、第二の層２を十分固化した後、鋳型を数分間冷却、又は、要すれば強制冷却することにより、熱可塑性樹脂を含む第一の層１も固化し、この第一の層１と第二の層２を合わせて取り出すことが出来る。
【００２０】
この際、第一の層１の熱可塑性樹脂と、第二の層２のウレタン樹脂は、必ずしも十分な相溶性も接着性も有しないため、両層間の接着力を増す方法として、両層間にプライマー（または、接着剤）を、薄い層３状に適用する。プライマーとしては、ウレタン樹脂が接着剤としても機能できるよう、例えば、エポキシ系プライマー、ウレタン系プライマー、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリルラッカー等が用いられる。接着剤としては、ウレタン樹脂が硬化する際に同時に硬化する接着剤、例えば、一液性、又は、二液性のエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、ウレタン樹脂等が用いられる。これらのプライマー、または接着剤は骨材を熱可塑性廃プラスチックで固めた鋳型内の第一の層１の上に塗工、またはスプレーコートされ、その上に第二の層２の材料が注入され、必要によりプレスし、次いで、加熱同時固化される。
【００２１】
尚、この際プライマー、又は、接着剤は、薄い膜状３、例えば５mm以下の薄さで用いられても十分な接着強度を発揮すると共に、製品全体の透水性を阻害しない点が重要である。
【００２２】
次に実験例について説明する。
第１の実験例は、花崗岩の７号砕石（粒径２．５mm〜５．０mm）２．６４kgを大型フライパン上で直火を用いて、約２５０℃まで加熱。これに３mm以下に粉砕した廃ポリエチレン０．５９４kgと、廃低密度ポリエチレン０．０６６kgを徐々にまぶし溶融させ、鉄ヘラで約５分混和した。このものを３０cm×３０cm深さ４cmの金型に注入、鉄ヘラでならした後、全面に中蓋をして、約７Ton で加圧した。中蓋を取り除き、上記の如くして得られた厚さ約２．５cmの砕石−廃プラスチック複合体（第一の層）の表面に、接着剤（アクアコート接着剤ＳＵ、小松合成樹脂株式会社）をメタノールで２倍に希釈したものを、約１ｇスプレーコートした。次いで、その上に、別途ポリバケツ中で竹ヘラを用いて混和しておいた、粒径３mm〜２mmの廃ゴム粒子０．８００kgと一液性ウレタン樹脂（アクアコートＵ−１１００Ｂ、小松合成樹脂株式会社）０．０８０kg、赤色顔料（Ｂａｙｆｅｒｒｏｘ１１０Ｍ、日本バイエル社）０．０２７kgの混合物を注入した。このものに再び中蓋をして、約１Ton 加圧したのち、２００℃のオーブンへ入れ、１０分間放置、その後、取り出し、空中で１０分間放冷し中蓋の下より実質的に二層状の複合製品として、第一の層２．５cmの上に、赤色の第二の層１．３cmを有する３０cm×３０cm角の舗設材を得た。このものは、舗設材として、十分な強度と表面硬度（ゴム特性）を有すると共に、十分な透水性を有していた。
【００２３】
第２の実験例では、コンクリート廃材を粉砕して得た粒径３mm〜７mmの分級品２．６４kgを用い、廃プラスチックとして、高密度ポリエチレン０．６６kgを用いたほかは、実験例１と同様に行って、実施例１と類似の舗設材を得た。このものは、舗設材として、十分な強度と十分な透水性を有していた。
【００２４】
第１，２の実験例と比較するための第３の実験例では、実験例１において、２mm〜３mmの廃ゴムの代わりに、０．５mm〜１mmの廃ゴムを用いたほかは、実験例１と同様に操作し、一見、実施例１と類似の複合材を得た。このものは、舗設材として、強度的には満足すべきものであったが、透水性不良であった。
【００２５】
さらに、第１，２の実験例と比較するための第４の実験例では、実験例２において、粒径３mm〜７mmのコンクリート廃材の代わりに、粒径１０mm〜１５mmのコンクリート廃材を用いたほかは、実験例２と同様の操作を行い、類似の複合舗設材を得た。このものは、透水性は十分であったが、骨材周囲のボイドが大きく、舗設材としての強度が不足していた。
【００２６】
【発明の効果】
本発明にかかる複合舗設材は、舗設材としての強度を確保し、さらに透水性があるもので、街路樹等への散水による成育面によく、降雨時のスリップ防止効果が大きく、さらに表面が弾力性を有するので歩行に適し、さらに廃プラスチック、廃ゴム、建築廃材等の廃棄物再利用の面においても有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】斜面図である。
【符号の説明】
１第一の層
２第二の層
３薄いプライマーまたは接着剤

Claims

第一の層と、この層と薄いプライマーまたは接着剤の透水性を阻害しない層を介して接着してある第二の層とからなり、
上記第一の層は、骨材を粉砕しその粒径が２mm以上１０mm以下で粒径が揃っている粉砕物９０〜７５重量％と、熱可塑性廃プラスチック１０〜２５重量％を溶融、成形してなるものであり、
上記第二の層は、粒径が１mm以上５mm以下で粒径が揃っている廃ゴム粒子９５〜８５重量％と、ウレタン樹脂５〜１５重量％を混合成形後、熱硬化してなるものである
ことを特徴とする透水性複合舗設材。
請求項１において、上記骨材は砂利、砕石、及びまたはコンクリート廃材等の建築廃材であり、その粒径が２．５mm以上７．０mm以下であり、かつ、上記廃ゴム粒子の粒径が２mm以上４mm以下であることを特徴とする透水性複合舗設材。
請求項１における熱可塑性プラスチックは、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、またはＥＶＡ樹脂から選択されるものであることを特徴とする透水性複合舗設材。
骨材を粉砕しその粒径が２mm以上１０mm以下で粒径が揃っている粉砕物９０〜７５重量％と、熱可塑性廃プラスチック１０〜２５重量％を溶融、成形して第一の層を成形し、その上に、透水性を阻害しないプライマーまたは接着剤を塗布し、その後、その上に粒径が１mm以上５mm以下で粒径が揃っている廃ゴム粒子９５〜８５重量％と、ウレタン樹脂５〜１５重量％を混合成形後、熱硬化してなる第二の層を積層し、その後金型中で上記第一，第二の層全体を熱して固化する
ことを特徴とする透水性複合舗設材の製法。