(57)【要約】【課題】廃プラスチック等の廃棄物を利用して、高性能、低価格の透水性舗装材を提供することを目的とする。【解決手段】熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂と石炭灰とを混合し溶融固化させたものを砕いて得た人工砕石をセメントで固めて多孔質の塊にしたことを特徴とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂と石炭灰とを混合し溶融固化させたものを砕いて得た人工砕石をセメントで固めて多孔質の塊にしたことを特徴とする透水性舗装材。
【請求項２】
人工砕石の原料である熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、石炭灰の割合を、重量比で約２〜３：１：１としたことを特徴とする請求項１記載の透水性舗装材。
【請求項３】
人工砕石の原料として、石炭灰の代わりに、又は石炭灰とともにＭＤＦ廃材を配合したことを特徴とする請求項１記載の透水性舗装材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチック等の廃棄物をリサイクルしてなる透水性舗装材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車道や歩道に水溜まりができるのを防止するため、透水性ブロックや透水性コンクリート等が盛んに用いられるようになっている。そうした透水性舗装材は、適当な粒度の骨材をセメント等のバインダーで結合させて多孔質状に構成されている。通常、骨材には天然の砕石が用いられる。軽量化のためには、火山れき等の軽量骨材が用いられるが、その場合には骨材自体が多孔質状であるために、強度や耐候性に問題が生ずることがある。また、天然の軽量骨材は一般に高価であり、舗装材の値段も必然的に高価になる。
【０００３】
そこで、骨材として廃プラスチックの粉砕物を使用する試みがなされている。プラスチックは軽量で強度があり、しかも安価に入手することができ、また廃プラスチックを利用できれば、現在取り組みが叫ばれている循環型社会の実現に大きく貢献することが期待できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしプラスチックは、バインダーであるセメントと馴染みが悪いため、得られる舗装材の強度が低くなり、実用的なものにするのが困難であった。また、プラスチックがそのまま路面に露出しているのは、機能的な面に加えて、自然と調和した美観を形成する上でも好ましくない。そこで特開２００１−２７８６４９号公報には、特殊な処理によってプラスチック粉砕物の表面をセメント炭化物等の無機化合物で被覆して人工骨材とし、これをセメントで固めて透水性舗装材とする技術が開示されている。この技術によれば、無機化合物の被膜とセメントとの親和性によって、ある程度強度を上げることができたが、プラスチック粉砕物の表面全体に一様な被膜を形成するのは容易ではなく、被覆されなかったり被膜が脱落した部分が生ずることから、完全な解決策ではなかった。
【０００５】
本発明は以上に述べたような実情に鑑み、廃プラスチック等の廃棄物を利用して、高性能、低価格の透水性舗装材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】
上記の課題を達成するために、請求項１記載の発明による透水性舗装材は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂と石炭灰とを混合し溶融固化させたものを砕いて得た人工砕石をセメントで固めて多孔質の塊にしたことを特徴とする。この透水性舗装材は、人工砕石に適量のセメントと水を混ぜて練ってから型に入れ、ブロック状に成形して透水性ブロックとすることもできるし、練った状態でそのまま地表面などに流し込んで固めることもできる。セメントと水の量は、全ての人工砕石の周りを包み、且つ人工砕石同士の間に隙間ができるような範囲で決定する。
【０００７】
熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂は、基本的に廃プラスチックを用いる。人工砕石を熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂と石炭灰とで組成したことで、骨材として十分な強度が得られ、表面が石のようにざらざらしたものとなるから、セメントによりお互いに強く結合する。この人工砕石において、熱可塑性樹脂は全体を固める接着剤としての働きがあり、熱硬化性樹脂は人工砕石に硬さと脆性を持たせ、天然の石の性状に近付ける働きがある。熱可塑性樹脂としては、押出加工性の面から溶融温度の低いＰＥ、ＰＰ、ＰＶＣ、ＡＢＳ等が好ましいが、溶融温度の高いＰＥＴやＰＡ等も使用できる。熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステルやエポキシ樹脂等をもとにしたＦＲＰやゴム等が使用できる。石炭灰にはクリンカアッシュとフライアッシュとがあり、どちらも使用できるが、フライアッシュを使用できることに特に意義がある。通常、フライアッシュを用いた場合には、カドミウムやクロム等の溶出が問題となるが、この人工砕石においてはそうした有害金属が樹脂によって包囲・固定され、溶出を防止できる。熱可塑性樹脂と熱可塑性樹脂と石炭灰の割合は、重量比で２〜３：１：１を目安にする。
【０００８】
人工砕石は、大きさが５〜１５ミリの比較的粗い塊のものに、大きさが５ミリ未満の細かい粒状のものを１〜３割程度混ぜて用いることが好ましい。そうすることで空隙率が向上して透水性が増すとともに、粒状のものがセメントと混ざって粗い人工砕石の塊の間に良く拡散し、砕石同士の結合強度をより高めることとなる。セメントの種類は問わないが、製鉄所の副産物である高炉スラグから生成される高炉セメントを使用すれば、本発明品のリサイクル商品としての意義が高まる。
【０００９】
本発明の透水性舗装材において、その基材となる人工砕石は、原料として石炭灰に代えて、又は石炭灰とともにＭＤＦ廃材を配合したものであってもよい。ＭＤＦは、木繊維を接着剤で固めて板状に成形し、表面に木目を印刷した樹脂フィルムを貼ったもので、ドアや床材等の建築材料として大量に用いられているが、これまでＭＤＦ廃材は、樹脂フィルムの分離が困難である、破砕すると微細な粉が発生して処理しづらい等の理由から、ほとんど再利用されてこなかった。本発明のように、ＭＤＦ廃材を廃プラスチックとともに溶融固化することで、処理性の悪いＭＤＦ廃材を有効に利用することができる。また、人工砕石にＭＤＦを配合すると、透水性舗装材に木質感が得られ、比重が軽くなり、いくらか弾力性が得られるから、歩道に敷設するインターロッキングブロック等に最適なものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の透水性舗装材は、廃プラスチックと石炭灰（フライアッシュ）とから生成した人工砕石をセメントにより結合させて多孔質状に構成したものであり、まず人工砕石の製造工程について述べる。廃プラスチックは熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とに分別し、必要に応じて粉砕機等を用いて細かく粉砕する。次に熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、フライアッシュを、各々計量して混合機に投入し、混合する。次に、混合したものを押出成形機に投入して溶融混練し、押出しダイスより円柱状や角柱状に押出す。冷やされて固化した塊を岩石やプラスチック用の破砕機にかけて破砕し、その後ふるいにかけて粒度をそろえる。こうして人工砕石が得られる。
【００１１】
人工砕石の強度や重さは、原料である熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、フライアッシュの配合割合によって変わってくる。配合割合を違えて圧縮強度と密度を測定したデータがあるので以下に示す。なお、圧縮強度の測定はＪＩＳ　Ａ１１０８にのっとって行い、試験片としては破砕する前の段階の円柱状のものを用いた。熱可塑性樹脂としてはＰＥ、ＰＰ、ＰＶＣ等が混在する一般的な廃プラスチックを用い、熱硬化性樹脂としてはＦＲＰを用いた。
【００１２】
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【００１３】
この結果から、全体に占めるフライアッシュの割合が多いと、密度が大きく、圧縮強度は小さくなり、反対に少ないと圧縮強度は大きくなるが密度は小さくなる傾向があることが言える。熱硬化性樹脂は、人工砕石に硬さと脆性を与え、本物の石の性状に近付ける作用があるが、多すぎると硬く割れやすくなる傾向がある。熱硬化性樹脂、フライアッシュの割合が少なすぎると、熱可塑性樹脂そのものと大して変わらなくなり、セメントによる人工砕石同士の結合力が弱まるので好ましくない。重さと強度の兼ね合い等から総合的に判断すると、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、フライアッシュの割合は２〜３：１：１の範囲が適当で、特に３：１：１前後が最も好ましいと考えられる。この割合を目安にしながら、施工する現場に応じて、硬くしたい場合に熱硬化性樹脂の割合を大きくしたり、重くしたい場合にフライアッシュの割合を大きくしたりといった具合で調整する。
【００１４】
また、このように生成した人工砕石について、有害金属の溶出量の測定を行った。測定の方法は、「産業廃棄物に含まれる金属等の検定方法」（環境庁告示１３号）に準じて行った。測定にはセイコーインスツルメンツ株式会社製のＳＰＳ−３０００を使用し、プラズマ発光分析による半定量分析を行った。表４に示すように、本発明の人工砕石が環境基準をクリアーできることを確認できた。なお同表中に記載した環境基準値は、「金属等を含む産業廃棄物に係る判定基準を定める総理府令５号」に定められた値である。
【００１５】
【表４】
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【００１６】
上記のようにして生成した人工砕石に、高炉セメントと水を配合してよく混ぜる。ここでさらに、コンクリートの着色に用いられる顔料を加えることで、全体を着色することができる。配合割合は、例えば透水性舗装材を４０リットル作る場合だと、５〜１５ｍｍの大きさの人工砕石２４．８ｋｇ、０〜５ｍｍの大きさの人工砕石３ｋｇ、高炉セメント１５ｋｇ、水４．８ｋｇ、顔料０．６４ｋｇとする。後はこれを型に流し込み、上面を均す程度に上から少し押え、固化するのを待って型から取り出す。その後、一週間程度養成すれば図１に示すような透水性ブロック１が得られる。セメントと水の量を少なくしたことで人工砕石２同士の間に隙間ができ、おこしのような多孔質構造となり、したがって水が良く浸透する。また人工砕石は角ばった形をしており、且つ表面が粗いことから、セメントにより強く結合している。型を使用することなく、混ぜ合わせた材料を直に地表面に流し込んで固めることもできる。
【００１７】
上記の要領で製作した透水性ブロックについて行った曲げ試験の結果を以下に示す。曲げ試験はＪＩＳ　Ａ　１１０６に準じて行い、試験片は□１５×１５×４５ｃｍのサイズのものを用いた。なお人工砕石は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とフライアッシュの割合を３：１：１としたものを用いた。
【００１８】
【表５】
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【００１９】
本発明の透水性舗装材は、例えばブロック状に成形して歩道に敷きつめたり、駐車場を一面に舗装するなど、あらゆる場所に施工することができる。現在、都市部においては、地表面がアスファルトやコンクリートで覆われているために、大雨によって浸水しやすくなっているが、本発明の透水性舗装材は優れた透水性を有し、しかも安価に提供することができるので、本発明の透水性舗装材を多用することで、都市部の浸水の被害を抑制できる。特に有効な手段として、雨水排水用に設置されているコンクリート製の集水桝の底に孔を空け、その孔に本発明の透水性舗装材を設置しておけば、集めた雨水が速やかに大地に浸透するので、浸水を確実に防止できる。
【００２０】
本発明の透水性舗装材の別の実施形態は、基材となる人工砕石の原料にＭＤＦ廃材を粉砕して加えるものである。人工砕石の原料の配合割合は、例えば熱可塑性樹脂が１８ｋｇに対して、熱硬化性樹脂６ｋｇ、ＭＤＦ廃材６ｋｇ、フライアッシュ１．５ｋｇとする。ＭＤＦ廃材は、熱可塑性樹脂が３に対して１程度加える。得られた人工砕石にセメントと水を混ぜて多孔質状に固めるのは、先に述べた実施形態と同様である。ＭＤＦを加えると、フライアッシュを多量に加えたものに比べて大幅に軽量化できるばかりでなく、透水性舗装材に木質感が得られ、いくらか弾力性を持った軟らかい感触のものとなる。したがって、歩道に敷き詰めるインターロッキングブロック等に適している。また非常に軽いことから、ブロック状にして花壇を形成するなど、ビルの屋上緑化に利用するのにも適している。なお、ＭＤＦは主に木質繊維であるから、ＭＤＦを入れることでセメントによる人工砕石同士の結合力を高める目的が達成でき、ここでフライアッシュを入れるのは主に重さを調整するためであり、必ずしも入れなくてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明による透水性舗装材は、廃プラスチックと石炭灰から生成した人工砕石がセメントにより強く結合して多孔質の塊となっており、軽量でありながら高い強度を有し、しかも安価に提供することができる。
【００２２】
さらに請求項２記載の発明によれば、透水性舗装材の軽量化を図りながら強度を最大限に高めることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、より一層の軽量化が可能であるとともに、歩道等に敷設するのに好適な軟らかい感触を持った透水性舗装材とすることができる。また同時に、現在処分に苦慮しているＭＤＦ廃材の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による透水性舗装材の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　透水性ブロック（透水性舗装材）
２　人工砕石
【図１】
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