JP4084654B2 - 防滑材の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冬期の外気温が非常に厳しい寒冷地の凍結路面に散布する防滑材、特に滑り止め材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
降雪地では、冬期のスリップ事故を防止するため、車道に各種の防滑材を散布する。防滑材は、大別すると、滑り止め材と防氷剤とに区分される。
【０００３】
滑り止め材は、氷雪路面とタイヤとの間に介在してタイヤの制動能力を保証するものである。氷雪面とタイヤの摩擦抵抗を増やせばよいため、滑り止め材には融雪効果は求められない。このため従来は、滑り止め材は、主として砂や砂利が用いられた。滑り止め材は、冬期の外気温条件が厳しい路面や除雪作業が難しい郊外道路などにおいて多用される。
【０００４】
路面の氷雪を融かす防氷剤はタイヤの接地機会を増やし、制動能力を高めるものである。防氷剤は、降雪前に散布するものを凍結防止剤、降雪後に散布するものを融雪剤と呼んで区別するが、いずれも路面の氷雪を融かしてタイヤの接地機会を増やすことが目的である。氷雪を融かすことを目的とする防氷剤は、とくに除雪作業の階数が多い場所やリードヒーティング設備をもつ場所など交通量の多い幹線道路に散布され、即時効果に優れ、なおかつ長時間の融雪効果を期待できるものが用いられる傾向にある。このような防氷剤としては、例えば酢酸カルシウムマグネシウム（ＭＣＡ；特許第２５０７５０４）や、酢酸カルシウムマグネシウムに酢酸マグネシウムを配合した組成物が知られている（特開平１１−５９６９号公報）。これらは即効性と持続性に優れるとして、防氷剤（凍結防止剤、融雪剤）として広く知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、寒冷地における凍結路面の車両スリップ事故の対策に用いられるこれらの防滑材は、安全性、経済性等の点でさまざまな難点がある。
【０００６】
まず、寒冷地の郊外路面等で用いられる滑り止め材（砂や砂利）はスリップによる車両事故を防止する効果はあるが、春先になって雪が融けると、粉塵公害や排水路の目詰まりを起こすなどの問題がある。回収には多くの費用を要するため、その多くは放置されたまま残る。
【０００７】
また近時、高速道路などの高規格道路の路面には、表面に粗い凹凸をもったポーラス構造の舗装処理を行うようになっている。粗い粒造物を用いたポーラスな舗装路面は、雨が降ったときや雪が融けたときに路面上の水分を速やかに吸収できるため水しぶきを防止できるほか、騒音が確実に低減するなどの優れた性質をもつ。ところが、このような高規格道路に従来使用されてきた滑り止め材（砂や砂利）を使用すると、滑り止め材がポーラス構造を目詰まりさせ、しかもそれは回収不能なので、せっかくの高規格道路の特性を著しく損ねる結果を招くことが予想される。
【０００８】
一方、従来提案されている各種の防氷剤は、即効性と持続性を高めることに主眼があり、春先になって雪が融けた後の、周辺環境に対する配慮に欠ける面がある。近時多用される酢酸カルシウムマグネシウム（ＭＣＡ）は、例えば焼成ドロマイトと酢酸とを反応させて得るため、融雪後に周辺環境に与える影響は少ない。しかし、これの難点は製造コストが嵩む点にある。
【０００９】
このように、従来の防滑材は、路面氷雪を融かさずにタイヤの摩擦係数を増大させるか（滑り止め材）、路面の氷雪を融かすことによってタイヤの接地機会を増やし摩擦係数を増大させるか（防氷剤；凍結防止剤または融雪剤）という二種類の区別になって表れ、適宜使用される。
【００１０】
しかし、路面氷雪を融かさないタイプの防滑材は春先になって周辺環境に好ましくない影響を与える可能性が大きいうえ、高規格道路を目詰まりさせるために散布使用が懸念される。また路面の氷雪を融かすタイプの防滑材は、即効性や持続性にこだわるため、周辺環境に対する影響が少ないとしても製造コストが嵩む難点が生じる難点がある。しかも滑り止め材のような優れた即効性はない。
【００１１】
冬期スリップ事故は、寒冷地の大きな社会的問題であり確実な対策が望まれるる一方で、住民の税金を大量に使用する公共事業であるため経済性や周辺環境に対する安全性が厳しく問われるようになっている。使用結果に好ましくない事態が予想される場合や経済性に疑義が指摘されるような使用は、たとえ長年使用が認められてきた防滑材であっても改善してゆくことが望まれる。
【００１２】
そこで本発明の目的は、冬期の外気温が非常に厳しくなる寒冷地の一般車道に散布可能であって、かつポーラス構造の高規格道路にも適用可能な、低コストの防滑材、とくに融雪効果は少ないが確実な即効性に優れる滑り止め材を提供する点にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る防滑材は、岩石粉末、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を主成分とする組成物、のうち少なくとも一方と、水溶性または生分解性のバインダーと混合し、乾燥造粒する（請求項１）。
【００１４】
バインダーには澱粉を使用し、ビートの精製工程で生じるライムケーキを主な原料とする。
【００１５】
【作用】
本発明係る防滑材は、直接の融雪効果を犠牲としても、確実迅速な防滑の効果、つまり砂や砂利と同じように凍結路面とタイヤの間に介在して制動能力を高めるものである。春先には消失するよう、岩石粉末や、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を主成分とする組成物（乾燥粉末でも良い）を一種の骨材として、これを水溶性または生分解性のバインダーと混合し乾燥造粒することにより、いわばコンクリート類似の組成物を得る。
【００１６】
骨材となる消石灰のようなアルカリ金属またはアルカリ土類金属は、水によくなじんで溶けるから春先には何も残らない。融雪水や雨水に融けてアルカリ性の水溶液となって土壌に好ましい効果をもたらす。岩石粉末は、水に溶けないものであっても粒子を細かく粉砕することにより融雪水や雨水とともに排水として流れる程度の粒子にすることが出来るため、砂や砂利のように路面にそのまま残って強い風により粉塵となって空気中に飛散したり、下水溝をつまらせる等の問題を生じない。
【００１７】
バインダーは水溶性または生分解性のものを用いる。水溶性のものとしては、例えば澱粉がある。コンクリートの組成物を例にとって比喩的に云えば、澱粉がセメントの役割を果たす。澱粉は、一般には簡単に水に溶けるイメージがあるが、成型物中から気泡（空気層）を完全に除去して固化させたときには、ゆっくりと時間をかけて表面から徐々に溶けてゆくが比較的長時間の耐水性を実現することが出来る。また固化させた造粒物は適宜の硬度に調整できる。
【００１８】
この結果、請求項１に係る造粒物は、外気温が低い凍結路面上においてかなり長い時間、砂や砂利と同じようにそのまま残留し、タイヤと凍結路面との間に介在してスリップ事故を防止する。セメント類似の機能を営むバインダー（例えば澱粉）は、経時的に水や紫外線によって柔らかくなり最後は水に溶けて流れる。澱粉のように天然素材のバインダーを利用した場合は、周辺環境に対して悪影響を与えることもない。
【００１９】
所定の硬度をもつ造粒物において一種の骨材としての機能を営む粉末として、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を使用する場合は、天然の石灰、蛇紋岩、かんらん岩等の粉末を利用できるが、コストを抑えるためには、ビートの精製工程で生じる廃液（ライムケーキ）を用いる。ライムケーキは石灰汚泥であり、従来は産業廃棄物として処理されていたが、造粒乾燥させることで有効利用を図ることが出来る。春先になって雨水や融雪水によって融けて周辺土壌や河川に流れるが、水溶液はアルカリ性を示すため、周辺土壌や河川に対する影響はまったく生じない。むしろ周辺の田畑には好ましい影響を与える。
【００２０】
また本発明に係る防滑材は、ポーラスな構造をもつ高規格道路に散布することもできる。従来の滑り止め材（砂、砂利）は、高規格道路に使用すると微小な孔を塞ぐためまったく使用が出来ず、防氷剤（融雪剤等）を利用するしかなかったが、本発明に係る造粒物は春先には溶けてなくなるため、高規格道路に適用することもできる。滑り止め材は、融雪剤以上に即効性がありスリップ防止効果も優れることから、今後は、郊外道路に限らず都市部の道路や高速道路にも本発明に係る防滑材を適用することにより自治体の除雪対策費用を大きく低減することも期待できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る防滑材は、岩石粉末、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を主成分とする組成物（以下、岩石等粉末）を、水溶性または生分解性のバインダーと混合し、乾燥造粒する。岩石等粉末が一種の骨材となる造粒物である。造粒物の製造に際しては、とくに固化させたバインダー中に気泡が発生しないよう減圧下で行うことが望ましい。耐水性を向上させるためである。
【００２２】
岩石粉末としては、例えば、通常の岩石や砂を微細に粉砕したものを用いることが出来る。これらは特に水に溶けることは予定しないが、一般の砂を滑り止め材に用いる場合に較べると、融雪時に水とともに流れやすく、道路上に長期間滞留することがないことから、粉塵公害や下水溝の目詰まりを生じさせない。つまり、岩石粉末を利用する場合は、ポーラスな路面構造をもつ高規格道路ではなく一般のアスファルト面に適用することが望ましい。
【００２３】
一方、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を主成分とする組成物を利用する場合は、水（雨水や融雪水）によって完全に溶けることから、一般車道を含めた各種の路面（歩道を含む）、および高規格道路にも適用することが出来る。
【００２４】
アルカリ金属またはアルカリ土類金属を構成する金属成分のうち、アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。アルカリ土類金属としては、例えば、マグネシウム、バリウムなどが挙げられる。好ましい金属成分には、アルカリ金属やマグネシウムなど、特にアルカリ金属（ナトリウム、カリウムなど）が含まれる。好ましい石材としては例えば、石灰、蛇紋岩、かんらん岩等がある。
【００２５】
アルカリ金属またはアルカリ土類金属を主成分とする組成物は、ビートの精製工程で生じる廃液（ライムケーキ）を用いることが出来る。ライムケーキの使用に際しては、廃液を一旦乾燥させて乾燥粉末として用いることが望ましい。保管や輸送等の取り扱いを容易にするためである。また製造時には、粉末状のライムケーキをバインダーと混練する方が、水分調整や造粒時の乾燥処理が容易となるからである。
【００２６】
バインダーは、水溶性または生分解性のものであって、コストが安く容易に入手できるものであれば種類を問わない。防滑材は大量散布が前提であり、低コストと安定供給が同時に望まれるからである。
【００２７】
このような条件を満たすバインダーとしては、例えば馬鈴薯やトウモロコシを原料とする澱粉（粉末）がある。澱粉粉末は、適当な水（温水）を加えることで岩石等粉末を包み込んで固形造粒でき、水溶性である。造粒物中に気泡がなければ長期の耐水性を示す。
【００２８】
バインダーとしては、生分解性のものを用いても良い。生分解とは、水溶性ではないが、微生物の体中において消化されるものである。紫外線によって分解される物質も含んで理解する場合もある。本発明は、春先までにほぼ完全に消失する造粒物を想定するため、分解性能が低い材料（一般の生分解性プラスチック）は好ましくないが、例えば、馬鈴薯でんぷんを利用するポリカプロラクトン系の生分解性材料はバインダーとして十分に利用可能である。ポリカプロラクトン系の材料は、約１週間で５０％が生分解することが確認されているからである。
【００２９】
生分解性材料をバインダーとして用いた場合は、水による溶解がみられないため、従来の砂や砂利と同様に路面上に長期残存するが、融雪水などによって下水溝に流れた後の影響はまったく異なる。下水中の微生物や周辺土壌の微生物による分解作用を受け、内部の岩石等粉末は概ね水溶性であることから、下水溝を詰まらせることもないし、粉塵公害を惹起することもないからである。
【００３０】
岩石等粉末とバインダーの配合比は、例えば、１０：４（重量比）程度とする。具体的には、石灰粉末１００ｋｇに対して馬鈴薯澱粉４０ｋｇを混合し、適当温度の水（温水；例えば３０〜５０℃程度）を徐々に加えて混練し、これを好ましくは減圧下で乾燥造粒する。粒径は、従来の滑り止め材である砂や砂利と同じように、例えば０．５〜３０ｍｍ程度とすることができるが、スリップ防止効果を高める点では、平均粒径を５〜１５ｍｍ程度に設定することが望ましい。
【００３１】
従って、かかる防滑材によれば、散布当初は従来の滑り止め材と同じ効果を営む一方で、春先までにはすべて溶けて（分解されて）消失する。この結果、従来の滑り止め材（砂、砂利）とは異なり、一般道路のほか、歩道や公園、あるいは高規格道路のような特殊構造の路面に対しても散布して、即効性に優れる効果を発揮させることが出来る。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、厳しい寒冷地の一般車道にも散布可能であって、ポーラスな路面構造の高規格道路にも適用可能な防滑材を、低コストという条件で製造することが出来る。

Claims (1)

1. ビートの精製工程で生じるライムケーキを主な原料とする組成物に、バインダーとなる澱粉を加え、混合させた後、乾燥造粒することを特徴とする防滑材の製造方法。