(57)【要約】【課題】廃プラスチックを主な材料として使用した適当な粒度を有する略球状の粒体の形態を有し、軽量性や断熱性に優れた細骨材や、吸水性や保水性に優れた土壌改良材として用いることができる軽量人工砂を提供する。【解決手段】軽量人工砂は、内部に空洞部分を有する発泡したポリエチレンテレフタレート系樹脂の粒体と、この粒体の表面に融着された鉱物質粉末とからなる。軽量人工砂は、ロータリーキルンを用いて、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片と、鉱物質粉末とを撹拌しながら３２０〜５００℃で所定時間、加熱することによって製造される。【選択図】      図１
2004161508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡したポリエチレンテレフタレート系樹脂の粒体と、該粒体の表面に融着された鉱物質粉末とからなることを特徴とする軽量人工砂。
【請求項２】
上記粒体は、６０重量％以上の非晶質部分を含むポリエチレンテレフタレート系樹脂が発泡してなるものである請求項１に記載の軽量人工砂。
【請求項３】
ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片と、鉱物質粉末とを撹拌しながら、３２０〜５００℃で所定時間、加熱して、上記ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片が造粒しかつ発泡してなる粒体の表面に、上記鉱物質粉末が融着してなる軽量人工砂を得ることを特徴とする軽量人工砂の製造方法。
【請求項４】
ロータリーキルンを用いて上記軽量人工砂を製造する請求項３に記載の軽量人工砂の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の使用済み容器等を原料とした軽量人工砂およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、廃プラスチックを原料として骨材を製造する技術が開発されている。
例えば、ＰＥＴボトル等を粉砕して得られる小片化された熱可塑性廃材プラスチックに、この熱可塑性廃材プラスチックの軟化温度（例えば、１５０〜２００℃）以上に加熱された耐熱性セメント親和材（例えば、フライアッシュ）を接触させて、廃材プラスチックの周面にセメント親和材を固定した廃材プラスチック製骨材を製造する技術が、提案されている（特許文献１参照）。
この技術は、骨材の材料である廃材プラスチックと、セメントペーストとの親和性が低いことから、廃材プラスチックの表面を耐熱性セメント親和材で被覆して、親和性を高めようとするものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２４５２５１号公報（請求項１、段落番号００１２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された骨材は、廃材プラスチックを主な材料としているため、軽量であり、運搬等が容易であるという利点を有する。
しかし、特許文献１に記載された骨材は、軟化させたプラスチック小片の表面にセメント親和材を固定しているにすぎないため、膨張頁岩等を原料とした多孔性の軽量骨材と異なり、断熱性、保水性等の多機能性を備えていない。
したがって、廃材プラスチックを主な材料として形成され、かつ、軽量性、断熱性、吸水性、保水性等の多機能性を備えた骨材を製造することができれば、廃材プラスチックを活用した従来の骨材とは異なる高い機能性を有する骨材として、多目的の幅広い用途に用いることができると考えられる。
【０００５】
一方、軽量性等の特性を備えた骨材は、セメントと共にモルタル等の原料として用いる以外に、園芸用の培養土に混ぜる軽石等の代替品としても用い得ると考えられる。
そこで、本発明は、廃プラスチックを主な材料として形成され、かつ、軽量性、断熱性、吸水性、保水性等の多機能性を発揮し得る空洞部分を有する人工砂であって、軽量骨材や土壌改良材として好適に用いることができる軽量人工砂を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、廃プラスチックの中でも、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片が、鉱物質粉末と共に特定の温度条件下で加熱および撹拌されることによって、発泡軽量骨材や土壌改良材として用い得る粒体となることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本願発明（請求項１）の軽量人工砂は、発泡したポリエチレンテレフタレート系樹脂の粒体と、該粒体の表面に融着された鉱物質粉末とからなることを特徴とする。
このように構成した軽量人工砂は、製造時の加熱温度が、３２０〜３６０℃と比較的低い場合には、樹脂の粒体の内部が発泡して空洞部分が生じることから、軽量性および断熱性に優れた軽量骨材として用いることができる。
また、製造時の加熱温度が、３６０〜５００℃と比較的高い場合には、樹脂の粒体の内部に生じた空洞部分が、当該空洞部分の周囲を取り巻く樹脂部分中に生じた微細な隙間によって、外部との連通路を有するようになることから、軽量人工砂は、軽量性、断熱性、吸水性、保水性等の特性を備えた土壌改良材（例えば、園芸用の培養土の材料）として用いることができる。
【０００８】
上記軽量人工砂の上記粒体は、６０重量％以上の非晶質部分を含むポリエチレンテレフタレート系樹脂が発泡してなるものとして構成することができる（請求項２）。
このように非晶質部分を高含有率で含むことによって、加熱による発泡を促進することができる。
本発明（請求項３）の軽量人工砂の製造方法は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片と、鉱物質粉末とを撹拌しながら３２０〜５００℃で所定時間、加熱して、上記ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片が造粒しかつ発泡してなる粒体の表面に、上記鉱物質粉末が融着してなる軽量人工砂を得ることを特徴とする。
上記軽量人工砂の製造方法は、例えば、ロータリーキルンを用いて行なうことができる（請求項４）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の軽量人工砂は、発泡したポリエチレンテレフタレート系樹脂の粒体と、該粒体の表面に融着された鉱物質粉末とからなるものである。
ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、エチレンテレフタレート単位を主体とする樹脂であり、エチレンテレフタレート単位を、好ましくはエステル単位の８０モル％以上、より好ましくは９０モル％以上、特に好ましくは９８モル％以上の含有率で含むものである。なお、エチレンテレフタレート単位以外の構成単位として、例えば、ブチレンテレフタレート、エチレンナフタレート等を含むことができる。
【００１０】
本発明においては、軽量人工砂の材料として、合成樹脂の中でも特にポリエチレンテレフタレート系樹脂を選択しているため、３２０〜５００℃の温度条件下で適当な寸法の樹脂片を加熱することによって、良好な発泡状態が発現し、細骨材や土壌改良材等としての使用に適する形状および大きさ（粒度）を持ち、かつ内部に空洞部分を有する粒体を得ることができる。
ポリエチレンテレフタレート系樹脂の代わりに、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート等の合成樹脂を用いたのでは、発泡が生じないか、あるいはわずかに発泡するに留まり、軽量性、断熱性、吸水性等を得るのに必要な空洞部分を形成させることができない。
【００１１】
本発明の軽量人工砂の材料となるポリエチレンテレフタレート系樹脂は、非晶質部分を好ましくは６０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上、特に好ましくは８０重量％以上の含有率で含むものである。
該含有率が６０重量％未満では、結晶質部分の割合が大き過ぎて、加熱時に良好な発泡を生じさせることができず、軽量性、断熱性等を得るのに必要な空洞部分を形成させることが困難になる。
例えば、ポリエチレンテレフタレート製の飲料容器の口頚部を形成する樹脂の如き、球晶を含む白化したポリエチレンテレフタレート系樹脂は、結晶質であるため、発泡が生じ難い傾向がある。本発明の軽量人工砂を製造するに際し、このような結晶質の樹脂の混入割合は、なるべく小さいほうが望ましい。
非晶質部分を多く含むポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片は、例えば、飲料容器の胴部を構成する薄肉の樹脂体を破砕することによって得ることができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート製の飲料容器は、廃プラスチックとして容易にかつ大量に入手することができるので、本発明の軽量人工砂の材料として好適に用いられる。
【００１２】
発泡したポリエチレンテレフタレート系樹脂の粒体の粒度の上限値は、好ましくは５ｍｍ以下である。該粒度が５ｍｍを超えると、加熱された樹脂の粒体から発生する蒸気の量が多くなって、当該蒸気の処理工程が必要になるという問題が生じ得ることに加えて、鉱物質粉末が十分に付着していない粒体の表面部分が存在することによって、粒体同士が付着したり、あるいは、粒体が、加熱手段であるロータリーキルンの内壁面に付着するなどの問題が生じ得るので、好ましくない。
一方、該粒度の下限値は、特に限定されないが、通常、製造の容易性を考慮すると、１００μｍ以上である。
なお、本明細書中において、粒度とは、１つの粒体における最大寸法（略球状の場合は直径）をいう。
【００１３】
鉱物質粉末としては、セメントペーストに対する親和性を有するもの、あるいは、植物の育成に適しているものであればよく、特に種類は限定されないが、例えば、コンクリート材料の製造時に発生する粉末や、真珠岩の粉末や、ゼオライトの粉末や、下水汚泥焼却灰の粉末（鉄分が多いので、赤褐色を呈する。）や、オートクレーブ養生された軽量気泡コンクリートの粉末（ＡＬＣ）等が挙げられる。
ここで、コンクリート材料の製造時に発生する粉末の具体例としては、例えば、膨張頁岩等からなる軽量骨材の製造工程において、電気集塵機等によって集塵される頁岩等の粉末や、セメントの製造工程において原料乾燥装置によって集塵されるセメント粉末や、クリンカ冷却装置によって集塵されるクリンカ粉末等が挙げられる。
鉱物質粉末は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の粒体の表面に融着された状態で存在する。ここで、融着とは、加熱によって軟化したポリエチレンテレフタレート系樹脂に、鉱物質粉末が接触して付着した後、冷却されて固着することをいう。
【００１４】
次に、本発明の軽量人工砂の製造方法を説明する。
本発明の軽量人工砂の製造方法は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片と、鉱物質粉末とを撹拌しながら、３２０〜５００℃で所定時間、加熱するものである。このような撹拌および加熱処理を行なうことによって、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片が造粒し、かつ発泡して、空洞部分を内部に有する粒体が形成されるとともに、当該粒体の表面に、鉱物質粉末を融着させ、軽量人工砂を得ることができる。
本発明の軽量人工砂は、樹脂からなる粒体の表面に鉱物質粉末を融着させたものであるため、製造時に、樹脂の溶融によって粒体（人工砂）同士が付着することがなく、各粒体が独立したものとして得ることができる。また、本発明の軽量人工砂は、その表面が鉱物質粉末によって被覆されていることから、細骨材として用いる場合におけるセメントペーストとの親和性に優れている。
【００１５】
本発明の軽量人工砂の製造時の材料として用いるポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片の厚さ（または最小寸法）の上限値は、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下、特に好ましくは１ｍｍ以下である。該厚さを３ｍｍ以下とすることによって、樹脂からなる粒体同士の付着等の問題を生じさせることなく、各粒体を独立した状態に保つことができるとともに、細骨材として用いるのに適する大きさの粒体とすることができる。
ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片の厚さ（または最小寸法）の下限値は、特に限定されないが、通常、１０μｍ以上である。
【００１６】
ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片の全体寸法は、特に限定されないが、通常の粉砕方法で粉砕した場合には、概ね０．５〜１０ｍｍ（長さ）×０．５〜１０ｍｍ（幅）×０．０１〜３ｍｍ（厚さ）である。例えば、８ｍｍ（長さ）×８ｍｍ（幅）×０．２ｍｍ（厚さ）の小片は、ロータリーキルン中で、４５０℃の温度下で鉱物質粉末と共に撹拌されることによって、約４  ｍｍ径の略球状の粒体となる。
ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片は、特に形状が限定されることはなく、例えば、二軸延伸されたフィルムの如きシート状またはフィルム状であってもよいし、あるいは、成形品を破砕して得られる粒状のものであってもよい。
ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片は、断面が円弧状のものであれば、加熱時に略球状の粒体になり易く、好ましい。また、厚さ０．５ｍｍ以下の延伸されたシート状またはフィルム状の樹脂小片は、加熱されて軟化したときに自己造粒現象を示し、積極的な転動作用を与えなくても略球状の粒体になる傾向があるので、好ましい。
【００１７】
鉱物質粉末の使用量は、当該鉱物質粉末の粒度や比重、撹拌および加熱の方法によっても異なるが、通常、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片１００重量部当たり、２０〜１，０００重量部、好ましくは４０〜５００重量部、特に好ましくは６０〜３００重量部である。該量が２０重量部未満では、ポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる粒体の表面に融着される鉱物質粉末の量が不十分となって、骨材として必要なセメントペーストとの親和性を十分に確保できないことに加えて、粒体同士が融着して、各粒体を独立したものとして得ることが困難になる。該量が１，０００重量部を超えると、鉱物質粉末の量が過大となって、粒体の表面に融着されずに、加熱手段であるロータリーキルン等から未使用のまま排出される鉱物質粉末の量が増大するので、好ましくない。
【００１８】
本発明において、ポリエチレンテレフタレート系樹脂（ＰＥＴ樹脂）の小片と、鉱物質粉末は、撹拌しながら所定の温度下で所定時間、加熱される。
撹拌および加熱の手段としては、例えば、外熱式ロータリーキルンが挙げられる。外熱式ロータリーキルンを用いることによる利点は、次のとおりである。  第一に、外熱式ロータリーキルンを用いることによって、当該キルンの胴部の回転による樹脂小片の転動と、間接加熱による胴部内の空間の高温化とを同時に行なうことができ、その結果、ＰＥＴ樹脂の小片が、熱収縮して、略球状の粒体に変化するとともに、当該樹脂からなる粒体が発泡して、内部に空洞部分を有するようになる。
第二に、ＰＥＴ樹脂からなる粒体の表面に、鉱物質粉末からなる被覆層が均一かつ緻密に形成され、粒体がセメントペースト等の水性組成物に対する親和性を有するようになる。
第三に、外熱式ロータリーキルンの胴部が所定の回転速度で回転することから、撹拌および加熱が均一に行なわれ、軽量人工砂の品質を均一化することができる。
【００１９】
外熱式ロータリーキルンは、撹拌および加熱の対象となる被処理物（具体的には、樹脂小片および鉱物質粉末）を収容するための回転式の胴部と、胴部の外壁面を外方から加熱するバーナ等の加熱手段を備えたものである。胴部の一端には、被処理物を投入するための投入口が設けられ、他端には、加熱処理された被処理物（すなわち、本発明の軽量人工砂）を排出するための排出口が設けられている。
外熱式ロータリーキルンの回転速度は、速ければ速いほど、樹脂小片と鉱物質粉末との混合が促進され、樹脂小片が変形してなる粒体の表面に、鉱物質粉末が融着され易くなり、製造効率が高くなる。しかし、回転速度が終末速度に達すると、撹拌が行なわれなくなるので、終末速度よりやや低い回転速度が、実際の運転上の限界である。
【００２０】
外熱式ロータリーキルンの好ましい形態としては、外熱式ロータリーキルンの胴部（すなわち、円筒形状を有する回転式の収容部）が、その回転の際の軸線に垂直な断面円内が分割されるように、仕切り板によって互いに隔てられた複数の室（好ましくは、２〜６つの室）を有するものが、挙げられる。
このようにロータリーキルンの胴部が複数の室を有することによって、樹脂小片と鉱物質粉末との撹拌および加熱をより一層、均一化して、軽量人工砂の品質の更なる均一化を図ることができる。
【００２１】
樹脂小片と鉱物質粉末とを撹拌する際の加熱温度は、３２０〜５００℃、好ましくは３３０〜４６０℃、より好ましくは３３５〜４４０℃である。該温度が３２０℃未満であると、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片が、発泡を生じなくなり、空洞部分を内部に有する軽量人工砂を得ることが困難になる。該温度が５００℃を超えると、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の炭化が進行するため、強度が著しく低下し、使用時に粒体としての形態を保持できないおそれがある。
【００２２】
加熱温度の好適な範囲は、軽量人工砂の用途によっても異なっている。
例えば、モルタル等の細骨材としての用途に用いる軽量人工砂を製造する場合には、加熱温度を３２０〜３６０℃に調整することが好ましく、３３０〜３５０℃に調整することがより好ましい。加熱温度をこの数値範囲内に調整することによって、粒体の内部の空洞部分の容積が大きくなって、軽量性および断熱性に優れるものとなり、また、空洞部分が外部との連通路（連続空隙）を有さないことから、耐凍害性等にも優れたものとなる。
また、土壌改良材としての用途に用いる軽量人工砂を製造する場合には、加熱温度を３６０〜５００℃に調整することが好ましく、３８０〜４６０℃に調整することがより好ましい。加熱温度をこの数値範囲内に調整することによって、土壌改良材として使用するのに十分な強度を有する一方、粒体の内部の空洞部分が外部との連通路（連続空隙）を有するようになり、吸水性および保水性にも優れる土壌改良材を得ることができる。
【００２３】
加熱時間は、加熱温度や、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の小片の厚さ寸法等によっても異なるが、好ましくは０．５〜１０分間、より好ましくは１〜６分間、特に好ましくは２〜５分間である。加熱時間をこの数値範囲内に調整することによって、本発明の軽量人工砂の製造効率の向上および品質の安定を図ることができる。
【００２４】
本発明の軽量人工砂が加熱によって発泡して、内部に空洞部分が生じ、この空洞部分の容積が加熱温度の上昇に伴って次第に大きくなっていく過程を、図１に基いて説明する。なお、図１に示す例は、ロータリーキルン内で所定の加熱温度下において２．５〜３．５分間程度加熱した場合の観察結果に基づくものである。
図１中、（Ａ）は、加熱温度が３２０℃未満であって、樹脂の粒体１の表面に鉱物質粉末２が被覆されている状態を示す。この時点では、粒体１を構成する樹脂の発泡がほとんど見られず、粒体１の内部には、軽量性や断熱性を発揮し得る程度の大きさを有する空洞部分は、形成されていない。
【００２５】
加熱温度が３２０℃以上、３４０℃未満である場合には、（Ｂ）に示すように、粒体１を構成する樹脂が発泡して、粒体１の内部に複数の小さな空洞部分３が見られるようになり、軽量性および断熱性を有する軽量人工砂４となる。なお、加熱温度が３３０℃程度以下では、若干の発泡が見られるものの、比重の低下は少ない。なお、（Ａ）および（Ｂ）の状態においては、粒体１にある程度の圧縮応力が加えられても、粒体１は、塑性変形を生じるだけであり、破壊されることがない。
【００２６】
加熱温度が３４０℃以上、３６０℃未満である場合には、（Ｃ）に示すように、空洞部分３は、小さなものが複数存在する（Ｂ）の状態から、大きなものが１つだけ略球状の形態で存在する状態へと成長する。それに伴い、軽量人工砂４は、径が増大し、比重が低下していく。粒体１を構成する樹脂は、灰色を呈しており、加熱による炭化には至っていない。この時点では、空洞部分３は、外部との連通路を有さず、外部から水分が浸入することはない。（Ｂ）および（Ｃ）の状態における軽量人工砂４は、強度が大きく、かつ、吸水性を有しないことから、細骨材としての使用に適している。
【００２７】
加熱温度が３６０℃以上、３９０℃未満である場合には、（Ｄ）に示すように、空洞部分３の容積が更に増大して、粒体１が大きくなるとともに、粒体１を構成する樹脂が部分的に炭化して、暗灰色を呈するようになる。また、樹脂自体に隙間が生じ、空洞部分３と外部空間とを貫通する連通路（図示せず）が形成される。この連通路は、微細な連続空隙として形成されているにすぎず、少量の水分を通過させることはできるが、大きな吸水性を有するまでには至っていない。
【００２８】
加熱温度が３９０℃以上である場合には、（Ｅ）に示すように、（Ｄ）と略同じ形態を有するものの、粒体１を構成する樹脂の炭化が進んで、樹脂が黒色を呈するようになる。また、樹脂自体に形成された隙間が大きくなり、空洞部分３と外部空間とを貫通する連通路の数および断面積が大きくなる。そのため、空洞部分３は、この連通路を介して、外部空間からの水分を多く吸収し、かつ、吸収後の水分を保持するようになる。（Ｅ）の状態における軽量人工砂４は、吸水性および保水性を有することから、従来の軽石等の材料に代わる土壌改良材（例えば、園芸用の培養土の材料）としての使用に適している。
【００２９】
図１中の（Ｅ）の状態の軽量人工砂は、▲１▼保水量が大きく、乾燥しにくい、▲２▼水溶性の肥料を予め当該人工砂中に含ませておき、周囲の土壌中に徐々に肥料を放出させるような形態とすることができる、▲３▼軽量であるため、植木鉢の土壌中に混ぜた場合、植木鉢全体の重量が減少し、植木鉢の移動作業等に要する労力が軽減される、▲４▼通気性が大きいため、根腐れの解消および予防に有効である、▲５▼表面を被覆するのに用いる鉱物質粉末の種類を変えたり、顔料を併用することによって、鮮やかな色彩を有する着色砂を作製することができる、▲６▼略球状であるため、流動性が大きく、植木鉢内に供給する作業等を容易に行なうことができる、等の特長を備えている。
上述の（Ａ）〜（Ｅ）の状態間を比較すると、絶乾状態での比重および強度は、（Ａ）から（Ｅ）へと変化するにつれて小さくなり、吸水率および吸水速度は、（Ｄ）から（Ｅ）へと変化するにつれて大きくなる。なお、（Ａ）〜（Ｃ）では、粒体の内部への水分の吸収がほとんど起こらない。
【００３０】
【実施例】
以下、実験例に基づいて本発明を説明する。
［１．使用材料］
（１）合成樹脂の小片
ポリエチレンテレフタレート製の飲料容器（キャップを除いた本体部分）を破砕して得られた２〜８ｍｍ（長さ）×２〜８ｍｍ（幅）×０．２〜３ｍｍ（厚さ）程度の寸法を有する樹脂小片を用いた。
（２）鉱物質粉末
膨張頁岩の粉末を用いた。
【００３１】
［２．軽量人工砂の製造］
樹脂小片１００重量部と鉱物質粉末１００重量部とからなる混合物を、外熱式ロータリーキルン内に投入し、表１に示す加熱温度（キルン胴部内の温度）および加熱時間（キルン内の滞留時間）で撹拌および加熱を行なった。なお、外熱式ロータリーキルンとしては、胴部の長さが３ｍ、胴部の内径が０．１ｍ、胴部の回転速度が３秒／回転のものを用いた。
図１中の（Ａ）〜（Ｅ）の区分に基づいて  得られた各軽量人工砂を、試料Ｃ、試料Ｄ−１（図１中の（Ｄ）に該当する一例）、試料Ｄ−２（図１中の（Ｄ）に該当する他の例）、試料Ｅとした。
これらの試料の粒度および嵩密度（絶乾比重）の測定値を表１に示す。
なお、粒度は、得られた軽量人工砂を、ＪＩＳ  Ｚ８８０１に規定されている標準ふるい（９．５ｍｍ、４．７５ｍｍ、２．３６ｍｍ、１．１８ｍｍ、６００μｍ、３００μｍ、１５０μｍ）でふるい分けし、最も重量の多かった目開き寸法の数値範囲で表す。例えば、「粒度１．１８〜２．３６ｍｍ」とは、目開き寸法２．３６ｍｍの篩を通過するが、目開き寸法１．１８ｍｍの篩を通過しない軽量人工砂が、最も多かったことを示す。
【００３２】
【表１】
2004161508.tif 000003
【００３３】
［３．軽量人工砂の物性の測定］
▲１▼  圧壊加重値の測定
得られた各軽量人工砂（各種毎の測定個数：６０個）について、圧壊加重値を測定した。なお、圧壊加重は、強度試験装置上に１粒の砂を置き、０．５ｍｍ／分の速度で荷重を加え、砂が破壊した時の荷重の測定値である。
結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
2004161508.tif 000004
【００３５】
▲２▼  吸水率の測定
得られた軽量人工砂（各種毎の測定個数：６０個）について、吸水率を測定した。なお、吸水率は、以下の手順（ａ）〜（ｃ）によって求めた。
（ａ）砂を、１０５℃の乾燥器中で２４時間乾燥し、その重量（Ｇ１）を測定する。
（ｂ）上記（ａ）で乾燥後の砂を、おもりとともにメッシュ製の袋に入れ、水中に２４時間浸漬して十分に吸水させた後、砂だけを取り出し、ウエスにて砂の表面の付着水を拭き取った後、その重量（Ｇ２）を測定する。
（ｃ）吸水率は、以下の式から求められる。
吸水率＝（Ｇ２−Ｇ１）×１００／Ｇ１
【００３６】
【表３】
2004161508.tif 000005
【００３７】
［応用例１］
根腐れを起こし、枯死に至る可能性の高かった一般家庭の庭に植栽されている植物に対し、図１中の（Ｅ）の状態の軽量人工砂を土壌に混ぜる形で所定量施し、その後の経過を観察した。その結果、短期間で植物は根腐れの状態を脱して回復し、新しい葉が生えた。また、植物に対する散水の頻度および量が従来と同程度であっても、本発明の軽量人工砂を使用することによる水分の不足等の悪影響は見られず、植物の良好な状態が維持されることがわかった。
【００３８】
［応用例２］
本発明の軽量人工砂を用いて、野菜の生育試験を行なった。
▲１▼  軽量人工砂の製造
ＰＥＴ樹脂製の小片Ａ（８ｍｍ×８ｍｍ×０．２ｍｍ）と、鉱物質粉末（膨張頁岩）とを重量比で１：１になるように混合した後、この混合物を外熱式ロータリーキルン中で撹拌および加熱し、軽量人工砂Ａ（粒度：１．２〜５ｍｍ）を得た。
小片Ａの代わりに、ＰＥＴ樹脂製の小片Ｂ（３ｍｍ×３ｍｍ×０．２ｍｍ）を用いた他は、軽量人工砂Ａの製造方法と同様にして、軽量人工砂Ｂ（粒度：０．６〜１．２ｍｍ）を得た。
なお、軽量人工砂Ａ、Ｂを製造する際の外熱式ロータリーキルンの条件は、表４に示すとおりである。
【００３９】
【表４】
2004161508.tif 000006
【００４０】
▲２▼  レタスの生育ポット試験
土壌改良材として、軽量人工砂Ａ、軽量人工砂Ｂ、ゼオライト粒体、パーライト粒体の各々を用いて、レタスの生育状況を比較した。
生育状況の評価は、土壌改良材４０容積％と畑土６０容積％を含む混合培土をポット（７．５ｃｍ径）内に入れた後、該ポットにレタスのセル苗を鉢上げし、その日から２２日経過後のレタスの地上部および根部の質量を測定することによって行なった。なお、混合培土には、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、カリウム（Ｋ）が各々、３００ｍｇ／リットル、６３０ｍｇ／リットル、４７０ｍｇ／リットル含まれるように化学肥料を施した。
また、混合培土に代えて土壌改良材１００容積％を含む培土を用いた場合についても、同様に試験した。
結果を表５に示す。表５から、本発明の軽量人工砂（軽量人工砂Ａ、軽量人工砂Ｂ）は、レタス栽培用の土壌改良材として用い得ることがわかる。
【００４１】
【表５】
2004161508.tif 000007
【００４２】
▲３▼  ハクサイの播種試験
土壌改良材として、軽量人工砂Ａ、軽量人工砂Ｂ、ゼオライト粒体、パーライト粒体の各々を用いて、ハクサイの発芽率および発育状況を比較した。
発芽率は、土壌改良材４０容積％と畑土６０容積％を含む混合培土に、ハクサイ（品種名：彩大海）を播種し、その日から１０日後の発芽数を数えることによって算出した。なお、混合培土には、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、カリウム（Ｋ）が各々、３００ｍｇ／リットル、６３０ｍｇ／リットル、４７０ｍｇ／リットル含まれるように化学肥料を施した。
また、混合培土に代えて土壌改良材１００容積％を含む培土を用いた場合についても、同様に試験した。
発育状況の評価は、ハクサイを播種した日から１８日経過後の地上部の質量または根部の質量を測定することによって行なった。
結果を表６に示す。表６から、本発明の軽量人工砂（軽量人工砂Ａ、軽量人工砂Ｂ）は、ハクサイ栽培用の土壌改良材として用い得ることがわかる。
【００４３】
【表６】
2004161508.tif 000008
【００４４】
【発明の効果】
本発明の軽量人工砂は、製造時の加熱温度が３３０〜３６０℃と比較的低い場合には、外部と連通しない空洞部分を内部に有するポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる粒体に、鉱物質粉末が融着されたものとして構成されているため、軽量性、断熱性等の特性を備えており、コンクリート等の水硬性組成物の細骨材として好適に用いることができる。
また、本発明の軽量人工砂は、製造時の加熱温度が３６０〜５００℃と比較的高い場合には、多数の連続空隙（連通路）を介して外部と連通する空洞部分を内部に有するポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる粒体に、鉱物質粉末が融着されたものとして構成されているため、軽量性および断熱性に加えて、吸水性、保水性等の特性を備えており、土壌改良材として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加熱温度の上昇に伴って、本発明の軽量人工砂の空洞部分の容積が増大していく過程を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１  ＰＥＴ樹脂からなる粒体
２  鉱物質粉末
３  空洞部分
４  軽量人工砂
【図１】
2004161508.tif 000009