(57)【要約】【課題】少ない熱源でも破砕力に優れ、破砕音が抑制される破砕用組成物を提供すること。【解決手段】金属酸化物からなる酸化剤と、粉状金属からなる還元剤と、プラスチック粉からなる気体発生剤とからなり、酸化剤と還元剤とからなる熱源の反応熱で気体発生剤を燃焼させることで高圧ガスを得、岩石やコンクリート構造物などを破砕することを特徴とする破砕用組成物。金属酸化物からなる酸化剤と、粉状金属からなる還元剤と、プラスチック粉を主剤としてこれに水和物を添加してなる気体発生剤とからなり、酸化剤と還元剤とからなる熱源の反応熱で気体発生剤を燃焼させることで高圧ガスを得、岩石やコンクリート構造物などを破砕することを特徴とする破砕用組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物からなる酸化剤と、粉状金属からなる還元剤と、プラスチック粉からなる気体発生剤とからなり、酸化剤と還元剤とからなる熱源の反応熱で気体発生剤を燃焼させることで高圧ガスを得、岩石やコンクリート構造物などを破砕することを特徴とする破砕用組成物。
【請求項２】
金属酸化物からなる酸化剤と、粉状金属からなる還元剤と、プラスチック粉を主剤としてこれに水和物を添加してなる気体発生剤とからなり、酸化剤と還元剤とからなる熱源の反応熱で気体発生剤を燃焼させることで高圧ガスを得、岩石やコンクリート構造物などを破砕することを特徴とする破砕用組成物。
【請求項３】
水和物の添加量は、プラスチック粉の重量に対して５０重量％以下の割合であることを特徴とする請求項２に記載の破砕用組成物。
【請求項４】
気体発生剤の割合は、熱源の合計重量に対して、１００〜４００重量％であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の破砕用組成物。
【請求項５】
プラスチック粉は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリオキシメチレン（ＰＯＭ）であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の破砕用組成物。
【請求項６】
金属酸化物は、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）及び／又は酸化銅（ＣｕＯ）であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の破砕用組成物。
【請求項７】
粉状金属は、粉末アルミニウム及び／又は粉末マグネシウムであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の破砕用組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、岩石やコンクリート建造物等を破砕できる破砕用組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テルミット反応を利用する破砕用組成物が提供されており、例えば、酸化剤として酸化第二銅又は酸化ボロン、還元剤としてアルミニウム又はマグネシウムの粉末金属、反応ガス発生剤としてカリ明礬又は過硫酸アンモニウムとで構成されるもの（特許文献１参照）などが提供されているが、水和物の比熱容量
は水（４．２ｋＪ／ｋｇ・Ｋ）に近いことから比較的加熱し難く着火が不安定であったため、熱源に対する気体発生剤の割合を余り大きくすることができず、熱源の割合に比例した破砕力を得難いということがあった。
【０００３】
また、上記従来のいずれの破砕用組成物においても、発生する高圧水蒸気の膨張圧力の制御は難しく、高圧水蒸気の膨張速度が速くなり破砕音が大きくなるという問題があった。特に近年、人口が密集する都市近郊や都市内での破砕作業は、騒音が嫌われ、無音に限りなく近い破砕組成物が望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】特許第２７０２７１６号公報（特許請求の範囲）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、少ない熱源でも破砕力に優れ、破砕音が抑制される破砕用組成物を提供することを課題とする。
【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比熱容量が小さく取得容易なプラスチックに着目して検討を重ね本発明を完成した。
すなわち、本発明は、金属酸化物からなる酸化剤と、粉状金属からなる還元剤と、プラスチック粉からなる気体発生剤とからなり、酸化剤と還元剤とからなる熱源の反応熱で気体発生剤を燃焼させることで高圧ガスを得、岩石やコンクリート構造物などを破砕することを特徴とする破砕用組成物を要旨とする。
金属酸化物としてＦｅ２Ｏ３、粉状金属としてＡｌを例にとり、テルミット反応による反応熱の発生を示せば次のようになる。
Ｆｅ２Ｏ３＋２Ａｌ→Ａｌ２Ｏ３＋２Ｆｅ＋Ｑ（発熱量）
本発明によれば、上記反応による反応熱で比熱容量が水より小さいプラスチックを安定して着火でき容易に高圧ガス化できるので、一定量の熱源では、水和物を気体発生剤とする場合に比べより多くの気体発生剤から高圧ガスを発生させることができる。この発明において、プラスチック粉は、ＰＥＴ又はＰＯＭが好ましい。
【０００７】
また、本発明は、金属酸化物からなる酸化剤と、粉状金属からなる還元剤と、プラスチック粉を主剤としてこれに水和物を添加してなる気体発生剤とからなり、酸化剤と還元剤とからなる熱源の反応熱で気体発生剤を燃焼させることで高圧ガスを得、岩石やコンクリート構造物などを破砕することを特徴とする破砕用組成物を要旨とする。本発明者は、検討を重ねた結果、プラスチック粉に水和物を添加したものを気体発生剤として用いることにより、破砕音を抑制できることを見出し、本発明を完成した。この発明において、より効果的に破砕音を抑制するには、水和物の添加量をプラスチック粉の重量に対して５０重量％以下の割合にすることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
酸化剤の金属酸化物は、酸化鉄、酸化銅などを用いることができ、またこれらを併用しても良い。
【０００９】
還元剤は、粉状金属が用いられ、具体的には粉末状アルミニウム又は粉末状マグネシウムなどを挙げることができ、これらを併用してもよい。
【００１０】
気体発生剤のプラスチック粉は、プラスチックの比熱容量が水よりかなり低いため（最低の三フッ化樹脂で０．９２ｋＪ／ｋｇ・Ｋで最高のポリエチレンで２．３ｋＪ／ｋｇ・Ｋ）、紛状のプラスチックであれば特に限定されることなく用いることができる。プラスチックの中でも飲料容器の廃棄物処理の観点からＰＥＴが好ましい。また、比熱容量が小さいプラスチックが好ましく、ＰＯＭ（１．４７ｋＪ／ｋｇ・Ｋ、以下単位は同一）、ＡＢＳ（１．６０）、ポリカーボネート（１．２６）、ポリフェニレンスルフィド（１．０５）、ポリエーテルエーテルケトン（１．３４）、ポリエーテルスルフォン（１．０９）等を挙げることができ、更にＰＯＭのように比熱容量が小さい上融点が低いものがより好ましい。また、複数のプラスチックを併用しても良い。プラスチックと併用することができる水和物は、水分子が他の化合物に付加して生じた分子化合物であれば特に限定されず、例えばカリウム明礬・１２水和物、硫酸アルミニウム・１８水和物、硫酸鉄・７水和物、メタケイ酸バリウムなどを挙げることができる。
【００１１】
本発明の破砕用組成物における気体発生剤の割合は、酸化剤と還元剤とからなる熱源の合計重量に対して、１００〜４００重量％が好ましい。上限を超えると、着火が不安定となり、破砕力が低下する虞があるからである。下限を下回ると、やはり破砕力が低下する虞があるからである。
【００１２】
プラスチック粉に水和物を添加する場合、水和物の添加量は、プラスチック粉の重量に対して５０重量％以下の割合が好ましく、１０重量％以下がより好ましい。５０重量％を超えると、高圧ガスの膨張速度の制御が難しくなり、破砕音の抑制を十分に行えなくなる虞があるからである。
【００１３】
【実施例】
次いで、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１４】
〔実施例１〕
酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）７５重量％、紛状アルミニウム２５重量％の合計量１００重量％の熱源と、粉状ＰＯＭからなる気体発生剤を熱源の重量に対して１２０重量％の割合で粉体混合し、破砕用組成物を得た。
この破砕用組成物１５０ｇを穿孔径３２ｍｍφ、穿孔長さ１．２ｍの条件で２．８ｍ３の硬質砂岩転石へ充填し、モリブデン線からなる高融点電熱線で加熱した。その結果、ＰＯＭの高圧ガスが発生し、転石は２分割され破砕が完了した。
なお、破砕に際し、大きな破砕音を伴った。
【００１５】
〔実施例２〕
酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）７５重量％、粉状アルミニウム２５重量％の合計量１００重量％の熱源と、粉状ＰＯＭからなる気体発生剤を熱源の重量に対して４００重量％の割合で粉体混合し、破砕用組成物を得た。
この破砕用組成物１５０ｇを実施例１と同様に硬質砂岩転石を用いて破砕を行った。その結果、従来のテルミット反応を利用する破砕用組成物では、熱源の重量に対して４００重量％の割合で水和物を加えると着火が不安定となったのに対し、本実施例では加熱が容易で着火を安定して行うことができ、ＰＯＭの高圧ガスが発生して、転石は２分割され破砕を円滑に行えた。なお、破砕に際し、大きな破砕音を伴った。
【００１６】
〔実施例３〕
酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）７５重量％、粉状アルミニウム２５重量％の合計量１００重量％の熱源と、粉状ＰＯＭと粉状ＰＯＭの重量に対して１０重量％の割合のカリウム明礬・１２水和物とからなる気体発生剤を熱源の重量に対して１２０重量％の割合で粉体混合し、破砕用組成物を得た。
この破砕用組成物１５０ｇを実施例１と同様に硬質砂岩転石を用いて破砕を行った。その結果、ＰＯＭの高圧ガスが発生し、転石は２分割され破砕が完了した。なお、破砕に際し、破砕音は無音に限りなく近く十分に抑制されていた。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成されるため、以下の効果を奏する。
本発明の破砕用組成物は、熱源に対してプラスチック粉からなるより多くの気体発生剤を用いて高圧ガスを発生させることができるので、より強力な破砕力を得ることができる。また、多くの熱源を用いて水和物から高圧水蒸気を発生させる場合と同様の破砕力をより少ない熱源で得られるので、熱源の量を減らすことができ、コストを節減することができる。
【００１８】
また、本発明の破砕用組成物は、プラスチック粉に水和物を添加したものを気体発生剤として用いることにより、破砕音を無音に限りなく近く抑制できるので、人口が密集する都市近郊や都市内での破砕作業を騒音を気にすることなく行うことができる。
【手続補正書】
【提出日】平成14年11月14日(2002.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
水和物の添加量は、プラスチック粉の１００重量部に対して５０重量部以下の割合であることを特徴とする請求項２に記載の破砕用組成物。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
気体発生剤の割合は、熱源の合計１００重量部に対して、１００〜４００重量部であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の破砕用組成物。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、本発明は、金属酸化物からなる酸化剤と、粉状金属からなる還元剤と、プラスチック粉を主剤としてこれに水和物を添加してなる気体発生剤とからなり、酸化剤と還元剤とからなる熱源の反応熱で気体発生剤を燃焼させることで高圧ガスを得、岩石やコンクリート構造物などを破砕することを特徴とする破砕用組成物を要旨とする。本発明者は、検討を重ねた結果、プラスチック粉に水和物を添加したものを気体発生剤として用いることにより、破砕音を抑制できることを見出し、本発明を完成した。この発明において、より効果的に破砕音を抑制するには、水和物の添加量をプラスチック粉の１００重量部に対して５０重量部以下の割合にすることが好ましい。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の破砕用組成物における気体発生剤の割合は、酸化剤と還元剤とからなる熱源の合計１００重量部に対して、１００〜４００重量部が好ましい。上限を超えると、着火が不安定となり、破砕力が低下する虞があるからである。下限を下回ると、やはり破砕力が低下する虞があるからである。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
プラスチック粉に水和物を添加する場合、水和物の添加量は、プラスチック粉の１００重量部に対して５０重量部以下の割合が好ましく、１０重量部以下がより好ましい。５０重量部を超えると、高圧ガスの膨張速度の制御が難しくなり、破砕音の抑制を十分に行えなくなる虞があるからである。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
〔実施例１〕
酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）７５重量部、紛状アルミニウム２５重量部の合計量１００重量部の熱源と、粉状ＰＯＭからなる気体発生剤を熱源の重量に対して１２０重量部の割合で粉体混合し、破砕用組成物を得た。
この破砕用組成物１５０ｇを穿孔径３２ｍｍφ、穿孔長さ１．２ｍの条件で２．８ｍ３の硬質砂岩転石へ充填し、モリブデン線からなる高融点電熱線で加熱した。その結果、ＰＯＭの高圧ガスが発生し、転石は２分割され破砕が完了した。
なお、破砕に際し、大きな破砕音を伴った。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
〔実施例２〕
酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）７５重量部、粉状アルミニウム２５重量部の合計量１００重量部の熱源と、粉状ＰＯＭからなる気体発生剤を熱源の重量に対して４００重量部の割合で粉体混合し、破砕用組成物を得た。
この破砕用組成物１５０ｇを実施例１と同様に硬質砂岩転石を用いて破砕を行った。その結果、従来のテルミット反応を利用する破砕用組成物では、熱源の重量に対して４００重量部の割合で水和物を加えると着火が不安定となったのに対し、本実施例では加熱が容易で着火を安定して行うことができ、ＰＯＭの高圧ガスが発生して、転石は２分割され破砕を円滑に行えた。なお、破砕に際し、大きな破砕音を伴った。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
〔実施例３〕
酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）７５重量部、粉状アルミニウム２５重量部の合計量１００重量部の熱源と、粉状ＰＯＭと粉状ＰＯＭの１００重量部に対して１０重量部の割合のカリウム明礬・１２水和物とからなる気体発生剤を熱源の重量に対して１２０重量部の割合で粉体混合し、破砕用組成物を得た。
この破砕用組成物１５０ｇを実施例１と同様に硬質砂岩転石を用いて破砕を行った。その結果、ＰＯＭの高圧ガスが発生し、転石は２分割され破砕が完了した。なお、破砕に際し、破砕音は無音に限りなく近く十分に抑制されていた。