(57)【要約】【課題】長期にわたる高荷重がかかった状態での使用時に、へたりや変形、割れが生じず、断熱性が優れ、耐久性のあるボードを、リサイクル品により安価に提供する。【解決手段】基盤上に配される断熱ボードと、この断熱ボードの上面にほぼその全域を覆うように貼着された熱拡散板と、この熱拡散板上に配設された発熱体とよりなり、前記熱拡散板が前記発熱体の発する熱を前記断熱板の上面に沿って拡散する融雪装置に用いる断熱ボードであって、該断熱ボードが、裏面が塩化ビニル系樹脂で裏打ちされたタイルカーペットを、粉砕して、回収された粉砕片を、加熱・加圧操作によって融着一体化させ、次いで冷却して成形してなるものである融雪断熱ボード、およびその製造方法により達成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基盤上に配される断熱ボードと、この断熱ボードの上面にほぼその全域を覆うように貼着された熱拡散板と、この熱拡散板上に配設された発熱体とよりなり、前記熱拡散板が前記発熱体の発する熱を前記断熱板の上面に沿って拡散する融雪装置に用いる断熱ボードであって、該断熱ボードが、塩化ビニル系樹脂を裏打ちした廃タイルカーペットを、粉砕の大きさを規制する目開きが１ｍｍ以上１５ｍｍ以下のパンチングメタルまたは格子の目開きが１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であるスクリーンを設置した剪断式粉砕機又は衝撃式粉砕機を用いて、粉砕して、回収された粉砕片を、溶融混練することなく、加熱・加圧操作によって融着一体化させ、次いで冷却し成形したなるものである融雪断熱ボード。
【請求項２】
発熱体が自己温度制御機能を有することを特徴とする請求項１に記載の融雪断熱ボード。
【請求項３】
前記断熱ボードが厚み５ｍｍ〜２０ｍｍで、熱伝導率が０．３ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の融雪断熱ボード。
【請求項４】
前記断熱ボードの圧縮強度が１０ｋｇ／ｃｍ2以上であることを特徴とする請求項１又は３のいずれかに記載の融雪断熱ボード。
【請求項５】
基盤上に配される断熱ボードと、この断熱ボードの上面にほぼその全域を覆うように貼着された熱拡散板と、この熱拡散板上に配設された発熱体とよりなり、前記熱拡散板が前記発熱体の発する熱を前記断熱板の上面に沿って拡散する融雪装置に用いる断熱ボードであって、該断熱ボードが、塩化ビニル系樹脂を裏打ちした廃タイルカーペットを、粉砕の大きさを規制する目開きが１ｍｍ以上１５ｍｍ以下のパンチングメタルまたは格子の目開きが１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であるスクリーンを設置した剪断式粉砕機又は衝撃式粉砕機を用いて、粉砕して、回収された粉砕片を、溶融混練することなく、１６０℃以上２４０℃以下の温度で加熱し、５ｋｇ／ｃｍ2以上〜５０ｋｇ／ｃｍ2以下の圧力で加圧することにより成形するものである融雪断熱ボードの製造方法。
【請求項６】
前記加熱温度が１７５℃以上２００℃以下であり、前記加圧圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2以上〜３０ｋｇ／ｃｍ2以下である、請求項５記載の融雪断熱ボードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩化ビニル系樹脂タイルカーペットの使用済み回収品又は製造時の端材等をボードに加工して、道路、駐車場、歩道橋、住宅の敷地、橋梁等の融雪装置の断熱材として使用する断熱ボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイルカーペット製造時には裁断端材が発生し、また、使用済みカーペット類、特にタイルカーペットは殆ど建築廃材としてリサイクルされることなく廃棄処分されていた。ところが、近年、地球環境の保護と資源の有効活用の観点から、廃タイルカーペットの残材及び端材、リニューアルに伴う廃材の処理が課題となっている。現在、タイルカ−ペットの裏打ち層の多くは、塩化ビニル系樹脂であり、環境に優しく、コストのかからないリサイクル方法の開発が望まれている。
【０００３】
タイルカーペットのリサイクル方法としては、各種方法が提案されている。例えば、カーペット廃材に充填材及びバインダーを加えて混練後押出機でシートを作成する方法（例えば、特許文献１参照）、カーペット廃材の粉砕物をタイルカーペットの樹脂裏打ち層の材料の一部とし、バンバリーミキサーで混練後、カレンダー圧延してカーペットタイルを製造する方法（例えば、特許文献２参照）、タイルカーペットを１０ｍｍ以下に粉砕後、加熱・加圧で融着一体化させ、次いで冷却して成型体を製造する方法（例えば、特許文献３参照）を提案している。裏打ち層にポリオレフィン系樹脂の自動フロア用カーペットを使用して容器のキャビティにセットして加熱加圧成形したプレス成形品が知られている(例えば特許文献４）。
【０００４】
又、融雪装置として用いられる発熱体の下部の断熱材としては、発泡ポリスチレン（例えば、特許文献５参照）、発泡ウレタン（例えば、特許文献６参照）、ガラスウール又はフェルト（例えば、特許文献７参照）、発泡ポリエチレン（例えば、特許文献８参照）を提案している。しかし、従来の断熱材では、長期にわたる高荷重がかかった状態での使用時に、いわゆる発泡体のへたり、変形、割れが生じる。これらの融雪装置に使用される断熱材ついては、環境に優しく、コスト的に安く、断熱性が優れ、耐久性のあるボードが求められていた。
【特許文献１】特開平１１−１０５０９６号公報
【特許文献２】特開平７−３２５２０号公報
【特許文献３】特開平１０−１５１６８０号公報
【特許文献４】特開平９−１０９１６４号公報
【特許文献５】特開平６−２６４４０８号公報
【特許文献６】特開平８−２６９９０７号公報
【特許文献７】特開平８−３２６００９号公報
【特許文献８】特開平９−０２５６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、長期にわたる高荷重がかかった状態での使用時に、へたりや変形、割れが生じず、断熱性が優れ、耐久性のあるボードを、リサイクル品により安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明は、基盤上に配される断熱ボードと、この断熱ボードの上面にほぼその全域を覆うように貼着された熱拡散板と、この熱拡散板上に配設された発熱体とよりなり、前記熱拡散板が前記発熱体の発する熱を前記断熱板の上面に沿って拡散する融雪装置に用いる断熱ボードであって、該断熱ボードが、塩化ビニル系樹脂を裏打ちした廃タイルカーペットを、粉砕の大きさを規制する目開きが１ｍｍ以上１５ｍｍ以下のパンチングメタルまたは格子の目開きが１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であるスクリーンを設置した剪断式粉砕機又は衝撃式粉砕機を用いて、粉砕して、回収された粉砕片を、溶融混練することなく、加熱・加圧操作によって融着一体化させ、次いで冷却し成形されてなる融雪断熱ボードである。前記発熱体は自己温度制御機能を有するものが好ましい。
【０００７】
前記断熱ボードは厚みが５ｍｍ〜２０ｍｍで、熱伝導率としては、０．３ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃以下であるのが好ましく、また断熱ボードの圧縮強度は１０ｋｇ／ｃｍ2以上であるのが好ましい。
【０００８】
一方、本発明の製造方法は、基盤上に配される断熱ボードと、この断熱ボードの上面にほぼその全域を覆うように貼着された熱拡散板と、この熱拡散板上に配設された発熱体とよりなり、前記熱拡散板が前記発熱体の発する熱を前記断熱板の上面に沿って拡散する融雪装置に用いる断熱ボードであって、該断熱ボードが、塩化ビニル系樹脂を裏打ちした廃タイルカーペットを、粉砕の大きさを規制する目開きが１ｍｍ以上１５ｍｍ以下のパンチングメタルまたは格子の目開きが１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であるスクリーンを設置した剪断式粉砕機又は衝撃式粉砕機を用いて、粉砕して、回収された粉砕片を、溶融混練することなく、１６０℃以上２４０℃以下の温度で加熱し、５ｋｇ／ｃｍ2以上、５０ｋｇ／ｃｍ2以下の圧力で加圧することにより成形する融雪断熱ボードの製造方法である。
【０００９】
前記の加熱温度は１７５℃以上２００℃以下であり、前記加圧圧力は１０ｋｇ／ｃｍ2以上〜３０ｋｇ／ｃｍ2以下であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、廃タイルカーペット等を粉砕後、加熱加圧プレスして、製造した断熱ボードは、コストが安く、耐久性と断熱性が優れた、融雪装置用断熱材として用いることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明を更に詳しく説明する。
本発明において、繊維素材より構成される表面素材と、裏面が樹脂組成とで構成される床敷物として、タイルカーペット、タフテッドカーペット、パイルカーペット、自動車用カーペット等が挙げられ、特に、塩化ビニル系樹脂を裏打ちした廃タイルカーペットが好ましく、その製品形状は、例えば、５０ｃｍ×５０ｃｍの市場回収品や製造不良品、又はカーペット製造時に生じる裁断端材屑である。又、表面パイル層の繊維素材としては、ナイロンフィラメント、ポリプロピレンフィラメント、ウール、アクリル、ポリエステルフィラメントが使用されているが、その内、ナイロンフィラメントが好ましい。裏面の樹脂組成として、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等が挙げられるが、特に軟質塩化ビニル系樹脂が好ましい。
【００１２】
（１）タイルカーペットの粉砕
このような原料としての床敷物廃材をまず粉砕する場合、粉砕手段は特に限定されるものではなく、既存の粉砕機、裁断機、打ち抜き機などを使用して行うこともできるが、粉砕機として、剪断式粉砕機又は衝撃式粉砕機による場合には、大量の床敷物廃材を短時間で処理できる。又、粉砕片を所定径の孔の開いたパンチングメタル又は所定の格子の開いたスクリーン通過させることにより容易に、所定の平均径をもつ粉砕片を得ることが出来る。いずれの手段によって粉砕された粉砕片も、表面素材と裏面層が一体となっているものが殆どであるが、表面素材と裏面層の粉砕物が分離しているものが混ざっていても差し障りはない。表面素材は繊維状であるので、その長さを正確に測定しにくいが、固形状の裏面層は、粉砕時使用のパンチングメタル又はスクリーンにより、その粒径は規制される。
【００１３】
この裏面層の樹脂組成の平均の粒径が、１５ｍｍ以下であれば、表面素材の大きさに係わらず加熱時に短時間で中心部まで熱がよく伝導され、又、圧力をかけた場合にも全体に平均して圧力が伝えられ密度が均一化されると共に、床敷物廃材を構成する各々の成分が全体としてよく分布しているのであえて攪拌混合する必要がない。１５mmを越えると、厚みの均一化が難しく、加熱時間がかかり、また、加圧しても圧力が均一に分布しにくく、その結果、密度や物理的特性機械的特性のバラツキが生じ、成形体の表面も粗となり、外観不良となるから好ましくない。粉砕片の裏面層の部分を小さく粉砕するには、それだけ粉砕に要する時間がかかるものの、平均の大きさが８mm以下であればより好ましく、５mm以下であればなお一層好ましい。このような裏面層の部分の均一な大きさの粉砕片を得る一方法として、例えば、粉砕機に直径が１０mmのパンチングメタルを設けて粉砕すれば、パンチングメタルを通過した粉砕片の平均径が１０mm以下のものを容易に得ることができる。又粉砕片の平均粒径が１mm未満では、粉砕に時間がかかり好ましくない。尚、粉砕片の粒径の大きさは、断熱ボードの厚みと熱伝導率とを考慮して選択するが好ましく、又衝撃式粉砕機を用いると、粉砕後の粉砕片が嵩高く、熱伝導率の低いボードが得やすい。
【００１４】
（２）断熱ボードの作成
前記した粉砕片を所定形状の型枠に入れて加熱加圧プレス成形を行ったり、或いはベルトを用いた連続成形の場合には、予備圧縮部で密度むらを少なくするように、巾全体にわたっての供給量をほぼ均一になるように調整し、次いで除々に圧縮しながら板状に形を成形した後、本体に入れて加熱しつつ圧縮して融着一体化させるが、この時の温度は床敷物廃材の裏面層に含まれる樹脂分が溶融する１６０℃乃至２４０℃が適当で、より好ましくは１７５℃乃至２００℃の範囲である。１６０℃より低い場合には裏面層に含まれる樹脂分の溶融が十分生じないために各粉砕片の結合が弱くなり成形体が得られ難くなり、２４０℃を越えると表面素材のナイロンやポリエステルが溶融して繊維部分がなくなり、成形体の腰が弱く脆いものとなり、又、裏面層の成分である塩化ビニール樹脂などの軟質合成樹脂分が熱分解により有毒ガスを発生し始めることにもなるからである。これらの温度の範囲からどの温度を選択するかは、どの位の時間、高温状態を維持しつつ加圧する条件によって変わるが、一般的には低温度の方が長時間となる。このような高温状態で粉砕片に圧力を加えると、表面素材のナイロンやポリエステルが、溶融した裏面層を構成する塩化ビニール系樹脂の中に分散される。加圧する場合に加える圧力は、５ｋｇ／ｃｍ2以上５０ｋｇ／ｃｍ2以下の範囲、より好ましくは、１０ｋｇ／ｃｍ2以上３０ｋｇ／ｃｍ2以下の範囲が適当である。５ｋｇ／ｃｍ2未満であると、加熱温度が高くても表面素材や裏面層の成分に十分に熱が伝導されず、又、各成分の融着の度合いも緩くなり、従って、密度の高い引張強度に強い成形体ができず、逆に５０ｋｇ／ｃｍ2を超えると、圧縮限度に達して、密度が高くなり、熱伝導度が高くなることと、又連続プレスの場合には、側面から材料が漏れ出ること等が生じるため好ましくない。これらの圧力の範囲からどの位の圧力を選択するかは、温度との関係によって変化する。一般的には低圧力の方が高温で、高圧力程低温で成形することになる。尚、塩化ビニル系樹脂を裏打ちした廃タイルカーペットを粉砕後、溶融混練してから、加熱・加圧操作をして断熱ボードを作成すると、断熱ボードの熱伝導率が高くなり、好ましくない。
【００１５】
前記した高温状態で加圧して成形体を製造する場合には、所定形状の成形体を得るために、前記した温度範囲のいずれかの高温状態にある型枠の中に床敷物廃材の粉砕片の原料を入れ、既存のプレス装置を用いその押力面も高温状態にして押圧する、いわゆるバッチ式で行うことも出来る。この場合、型枠に投入する前に原料自体を予備加熱しておくと成形する時間が短縮できるのでより好ましい。更に、粉砕片を型枠内等で予め予備圧縮しておくと、圧縮時間が短縮され、能率良く製造できる。このようにして所定時間の間、加圧状態を維持してから、型枠から取り出して冷却させて成形体ができる。高温状態で加圧する時間は、成形体の形状等によって異なるが、一般的には５分〜２０分程度の範囲である。また、加圧力を加減することによって、成形体の密度を自在に調整できることが可能となる。なお、成形体の密度の調節は、原料の投入量によっても可能である。
【００１６】
長尺な成形体を連続的に製造する場合には、エンドレスベルトの上面に粉砕片を載せて上下方向から断続的に加熱と加圧を行うようにして連続的に製造しても良いし、その他の連続プレス装置を用いることにより成形体を得ることも出来る。このような連続成形の製造方法を採用するか、バッチ式の製造方法を採用するかは、求めるボードの大きさと生産性によって決定される。ボードの大量生産には、連続的な製造方法の方が安価に製造できる。
【００１７】
尚、前記した床敷物廃材の粉砕片の原料に別途、熱可塑性樹脂をあらかじめ加えて混合させて加熱加圧によって成形することも出来る。この場合の熱可塑性樹脂は、粉砕片の裏面層に含まれているバインダー樹脂成分と同じか、又は、それらと同じ温度又はその温度以下で溶融するポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン−酢ビ共重合体等が使用できるが、特に床敷物廃材が塩化ビニル系樹脂を裏打ちした廃タイルカーペットの場合、塩化ビニル樹脂系電線、塩化ビニル樹脂系帆布、塩化ビニル樹脂系自動車モール材、塩化ビニル樹脂系フィルム・シート、塩化ビニル樹脂系袋、塩化ビニル樹脂系手袋、塩化ビニル樹脂系クッションフロアー、塩化ビニル樹脂系フロアタイル、塩化ビニル樹脂系ビニル床材、塩化ビニル樹脂系自動車カーペット、塩化ビニル樹脂系タフテッドカーペット、塩化ビニル樹脂系ステップ材、塩化ビニル樹脂系ホース・チューブ、塩化ビニル樹脂系手摺り、塩化ビニル樹脂系ガスケット、塩化ビニル系壁紙等の粉砕物を加えることが出来る。
【００１８】
この場合の熱可塑性成樹脂の大きさはとくに限定されないが、タイルカーペットの粉砕片と同じ位の大きさ以下に粉砕したものか、粉末状が好ましい。又、バージンの軟質塩化ビニル系樹脂や、バージンの塩化ビニル系樹脂と可塑剤・無機充填材・安定剤を配合したいわゆるペーストゾル、ペレット等も加えることも出来る。
【００１９】
尚、前記した床敷物廃材の粉砕片の原料に別途繊維状物を添加することが出来る。繊維状物として、ウール、アクリル、ポリエステル、ナイロン等のカーペットの粉砕物、布の解繊物、ナイロンフィラメント、ポリエステルフィラメント、ポリプロピレンフィラメント、ポリエチレンフィラメント、鞘部が、２００℃以下の融点を持つポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂又はポリエチレン系樹脂で構成された芯鞘構造を有する合成繊維等が挙げられる。前記熱可塑性樹脂、繊維状物の添加量は、断熱ボードの熱伝導度及び曲げ強度を考慮して、決めるべきで、好ましくは、断熱ボード１００重量部に対して、それぞれ０〜３０重量である。又、前記した床敷物廃材の粉砕物を含む配合系を造粒してから、加熱・加圧操作によってボードを製造することも出来る。
【００２０】
又、熱拡散板に貼着する断熱ボードの断面の形状は長方形あるいは剥離しにくいようにした角を落とした台形も可能である。
【００２１】
又、融雪断熱ボードの厚みは５ｍｍ〜２０ｍｍが好ましい。５ｍｍ未満では断熱性能が不十分で又２０ｍｍを越えるとボードが重くなりすぎ作業性が悪くなる。
【００２２】
（３）断熱ボードの評価
熱伝導率は、ＪＩＳ  Ａ  １４１２に準じて測定した。断熱ボードの熱伝導率は０．３Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃以下が融雪装置に使用するのに好ましい。さらにタイルカーペットを粉砕してリサイクルする場合には圧縮強度とのバランスを考慮して０．０８〜０．３Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃がより好ましい。０．０８Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃未満にすると、断熱効果は優れるもボードとしての強度が低く、割れやすい。又０．３Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃を越えると、ボードとしての強度はあるが断熱性が悪くなる。
又、圧縮強度はＪＩＳ  Ｋ  ７２０８に準じて測定した。断熱ボードの圧縮強度は、道路の車両の重量を考慮すると、１０Ｋｇ／ｃｍ２以上あるこことが好ましい。１０Ｋｇ／ｃｍ２未満では、変形が起こりやすく好ましくない。
【００２３】
（４）融雪装置
基盤上に配される断熱ボードの上部にエポキシ系接着剤、酢酸ビニル系接着剤、合成ゴム系接着剤、ホットメルト系接着剤等を用いて、アルミ、銅、鉄、ステンレス等の熱拡散板を接着積層させ、その上部には発熱体を設置する。発熱体としては、熱媒を循環させるパイプも使用可能であるが、工事のし易さ及びメンテナンスのし易さから、電熱線が好ましい。電熱線としては、セラミックスヒーター線、ニクロムヒーター線、導電性ポリマーヒーター線等を例示できる。特に、電熱線は、自己温度制御機能（ＰＴＣ特性）すなわち自己温度が上昇するにつれ電気抵抗が増大して電流値が低下し、自己温度が所定温度（例えば６０℃）に達すると一定温度を維持するという制御機能を備えたものが好ましい。又電熱線をパイプに通すことも出来る。更に上部を酸化シリカ、酸化アルミナ等を主要成分とする花崗岩や流紋岩の微粉末、フライアッシュ（石炭灰）、酸化鉄等の遠赤外線放射材を含有したコンクリート又はアスファルトで覆うと、道路、駐車場、歩道橋等の融雪装置として好ましい。発熱体の設置数・熱容量はその土地の降雪時の量に合わせて選ぶ必要がある。又、施工に関しては、直接、道路等で設置工事も行ってもよいし、予めコンクリートブロックの中に融雪装置を組み込んだ、いわゆるプレキャスト成型のコンクリートブロックを用いて工事を行ってもよい。
【実施例】
【００２４】
製造工程で発生した不良タイルカーペット（表面素材はナイロン繊維、裏面の樹脂組成は軟質塩化ビニル樹脂）である床敷物廃材を衝撃式粉砕機で、パンチングメタルの孔の直径を表１のものを用いて、パンチングメタルの孔を通過した粉砕片を原料とした。次に成形体の厚さを８mmにするため周囲に８mmのスペーサーを置いて１９０℃、１５分、圧力２０Ｋｇ／ｃｍ２の条件で加熱・加圧して５０ｃｍ角のボード成形した。ボード密度は粉砕片の投入量で調節した。上記条件で成形した成形体の特性を同じ表１に示す。
【００２５】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態である融雪装置の断面図
【符号の説明】
【００２７】
１．熱拡散板
２．断熱ボード
３．基盤
４．発熱体
【図１】
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