(57)【要約】【課題】  従来の視覚障害者誘導用ブロックの問題を解消し、高い透水性と強度を同時に併せ持ち、また突起を含む表面層の視認性と耐久性も高く、摩耗や色あせの少ない視覚障害者誘導用ブロックを提供する。【解決手段】  突起を含む表面層が、焼結バインダにより結着されたセラミック骨材で構成されており、該骨材間隙が連続気孔となっており、該骨材を着色されたセラミック骨材とするか、あるいは該骨材の表面および／または焼結バインダ中に顔料が分散させた視覚障害者誘導用ブロックである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
視覚障害者誘導用突起を表面に備えた視覚障害者誘導用ブロックにおいて、突起を含む表面層が、焼結バインダにより結着されたセラミック骨材で構成されており、該骨材間隙が連続気孔となっており、該骨材が着色されたセラミック骨材であることを特徴とする視覚障害者誘導用ブロック。
【請求項２】
視覚障害者誘導用突起を表面に備えた視覚障害者誘導用ブロックにおいて、突起を含む表面層が、焼結バインダにより結着されたセラミック骨材で構成されており、該骨材間隙が連続気孔となっており、該骨材の表面および／または焼結バインダ中に顔料が分散されていることを特徴とする視覚障害者誘導用ブロック。
【請求項３】
該セラミック骨材が、最大粒径が５ｍｍ以下であり平均粒径が１．４〜３ｍｍの骨材を５０〜９０重量％含んでおり、かつ最大粒径が２ｍｍ以下であり平均粒径が０．３〜１．４ｍｍの骨材を５〜５０重量％含んでいる、請求項１または２に記載の視覚障害者誘導用ブロック。
【請求項４】
該ブロックが、突起を含む表面層と基層との二層構造からなっており、基層を構成する骨材が、磁器質タイル、磁器質食器、磁器質ブロック、碍子、鉄鋼スラグ、下水汚泥溶融スラグ、ゴミ溶融スラグ、ガラス、上水汚泥、上水汚泥溶融スラグ、およびこれらの粉砕物からなる群から選ばれる少なくとも１種を含んでいる、請求項１〜３のいずれかに記載の視覚障害者誘導用ブロック。
【請求項５】
該基層が、最大粒径が５ｍｍ以下であり平均粒径が１〜３ｍｍの骨材を４０重量％以上含有している、請求項４に記載の視覚障害者誘導用ブロック。
【請求項６】
該基層の空隙率が１５〜４０容積％の範囲内にある、請求項４または５に記載の視覚障害者誘導用ブロック。
【請求項７】
突起部分を除くブロック厚みが２０〜８０ｍｍの範囲内にある、請求項１〜６のいずれかに記載の視覚障害者誘導用ブロック。
【請求項８】
表面のモース硬度が６以上である、請求項１〜７のいずれかに記載の視覚障害者誘導用ブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い透水性と強度を有し、かつ突起を含む表面層が視認性と耐久性に優れた視覚障害者誘導用ブロックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
視覚障害者誘導用ブロックはすでに多種類の製品が上市されており、代表的な製品として、表面に突起を設けて一体成形したコンクリートブロックが知られている。しかし、透水性がないことから、降雨時にブロック表面に水たまりなどを生じ、歩行時に水はねし不快な思いをする。特に視覚障害者にとっては快適に歩けない。また、表面に設けられた突起形状は、路面より突出しているが故に歩行者、自転車、自動車などの通行により過大な負荷を受けるため、摩耗や損傷が生じやすい問題がある。
【０００３】
そこで、視覚障害者誘導用ブロックに透水性を付与するために、たとえば、突起形成体以外の部分を、骨材を樹脂で接着した多孔体とするブロックが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、構造や製造工程が複雑なため、高コストになってしまい、また、表層を黄色などに着色し視認性を向上させることが困難である。
【０００４】
同様に多孔質体素材を使用してブロック化することで透水性を発揮させる製品がいくつか提案されているが、空隙率を上げる代わりに強度や突起部分の耐摩耗性が犠牲になってしまっている。コンクリートや樹脂製のブロックは、耐候性が低く、色あせするので、経年変化によって表面の視認性が低下してしまう問題もある。
【特許文献１】特開平９−１３３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題を解決し、高い透水性と強度を同時に併せ持ち、また突起を含む表面層の視認性と耐久性も高く、摩耗や色あせの少ない視覚障害者誘導用ブロックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、視覚障害者誘導用突起を表面に備えた視覚障害者誘導用ブロックにおいて、突起を含む表面層が、焼結バインダにより結着されたセラミック骨材で構成されており、該骨材間隙が連続気孔となっており、該骨材が着色されたセラミック骨材であることを特徴とする。
【０００７】
あるいは、突起を含む表面層が、焼結バインダにより結着されたセラミック骨材で構成されており、該骨材間隙が連続気孔となっており、該骨材の表面および／または焼結バインダ中に顔料が分散されていることを特徴とする。
【０００８】
該セラミック骨材は、最大粒径が５ｍｍ以下であり平均粒径が１．４〜３ｍｍの骨材を５０〜９０重量％含んでおり、かつ最大粒径が２ｍｍ以下であり平均粒径が０．３〜１．４ｍｍの骨材を５〜５０重量％含んでいることが好ましい。
【０００９】
さらには、該ブロックが、突起を含む表面層と基層との二層構造からなっており、基層を構成する骨材が、磁器質タイル、磁器質食器、磁器質ブロック、碍子、鉄鋼スラグ、下水汚泥溶融スラグ、ゴミ溶融スラグ、ガラス、上水汚泥、上水汚泥溶融スラグおよびこれらの粉砕物からなる群から選ばれる少なくとも１種を含んでいることが好ましい。
【００１０】
該基層は、最大粒径が５ｍｍ以下であり平均粒径が１〜３ｍｍの骨材を４０重量％以上含有していることが好ましく、また、該基層の空隙率は１５〜４０容積％の範囲内にあることが好ましい。
【００１１】
また、突起部分を除くブロック厚みが２０〜８０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、表層のモース硬度が６以上であることが好ましい。
【００１２】
なお、空隙率は、約５×５×１ｃｍ以上の大きさの試験片を切り出し、１０５℃で２４時間乾燥させた後に、室温まで冷却し、重量ｗ（ｇ）と体積ｖ（ｃｍ3）から、嵩密度ρ1＝ｗ／ｖを求め、これと同様に処理した試験片について、アルキメデス法で求めた見掛け密度ρ2から、次式によって求める。
【００１３】
空隙率（容積％）＝（１−ρ1／ρ2）×１００
また、本発明において骨材の最大粒径は、ＪＩＳ  Ｚ８８０１に規定されたふるいを用い、１００〜９５重量％の骨材が通過するふるいのうち最小のふるいの目開きとして表される。用いる骨材量は５００ｇ程度がよい。また、粒度分布も同様にして、ＪＩＳ  Ｚ８８０１に規定されたふるいで骨材２ｋｇ程度をふるい分け、その重量比で表し、平均粒径は、重量比の積算分布から、積算５０％に対応する粒子径で表し、５０％粒子径またはメディアン径ともいう。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、着色されたセラミック骨材や顔料を分散させたセラミック骨材を用いて突起を含む表面層が構成されており、そのセラミック骨材は焼結バインダにより結着されており、連続気孔を有しているために、透水性と骨材結合強度や耐摩耗性に優れ、表層がたとえば黄色に発色させるなど視認性が高く、耐久性、耐候性にも優れた視覚障害者誘導用ブロックを得ることができる。
【００１５】
さらに、上記ブロックが、突起形状を含む表面層と基層との二層構造となっており、基層を構成する骨材として特定の骨材を使用することにより、緻密で硬質な骨材であるため、ブロック全体の透水性、強度、寸法安定性、耐凍害性を高めることができ、また、廃棄物の有効利用につなげることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
視覚障害誘導用ブロックでは、表面に点状や線状の突起を備えることが一般的であるが、それら突起を含む表面層を、本発明では、セラミック骨材で構成させる。
【００１７】
これらのセラミック骨材を焼結バインダと混合し、表面に突起を備えたブロック形状に成形し、８５０〜１２００℃の高温で焼成することで、骨材は焼結バインダにより結着され、また連続気孔を有した素地となる。焼結バインダには、高温で焼結あるいは溶融する粉状物として、ガラス粉、粘土、その他低融点原料を用いる。成形性を向上させるために、可塑性の結合材を混合させてもよい。可塑性の結合材としては、粘土、水ガラス、でんぷん質などがある。骨材間には空隙を存在させ、焼成後も素地としては連続気孔を有していることが必須である。ただし、ブロック全体をこれらのセラミック骨材で構成させる必要はなく、突起を含む表面層を除く基層部分は、他の素材でもよい。
【００１８】
本発明の一形態としては、骨材があらかじめ着色されたセラミック骨材であることを特徴とする。着色されたセラミック骨材には、たとえば長石、陶石、粘土などの窯業原料と顔料とを微粉状態、あるいは泥状状態にして均一に混合した原料を、成形、焼成した後、粉砕したり、あるいは焼成前に粉砕したりして、適度の粒度に揃えて得られるものを用いる。工程の途中あるいは最後に、必要に応じて分級して、さらに所定の粒度に揃えることもある。顔料としては、たとえば酸化鉄系、酸化チタン系、酸化コバルト系、酸化クロム系といった金属酸化物などを用いる。
【００１９】
また、本発明のもう一つの形態としては、上記のように必ずしも顔料を含有させ着色されたセラミック骨材に限らず、発色させるための顔料を、セラミック骨材の表面および／または焼結バインダ中に分散させたものとすることもできる。ブロック形状に成形する前の原料として、セラミック骨材と焼結バインダを混合する際に、顔料も混合すればよい。突起を備えたブロックの成形や焼成、連続気孔を有することなどは、上述の方法と同様である。ここでいうセラミック骨材には、上述の着色されたセラミック骨材以外にも、同様のプロセスながら着色を施さずに得られるセラミック骨材や、磁器質タイル、碍子、ガラスなどを粉砕、粒度調整して得られるセラミック骨材を使用してもいい。
【００２０】
本発明で使用されるセラミック骨材は、２種類以上の粒度分布に分けることができ、最大粒径が５ｍｍ以下であり平均粒径が１．４〜３ｍｍの骨材と、最大粒径が２ｍｍ以下であり平均粒径が０．３〜１．４ｍｍの骨材に分けたときに、前者を５０〜９０重量％と後者を５〜５０重量％含んでいると、骨材結合強度や耐摩耗性、耐久性、耐候性、連続気孔の形成、透水性能などをバランスよく発揮でき好ましい。
【００２１】
ブロックを、突起を含む表層面と基層との二層構造とした場合、基層を構成する骨材として、磁器質タイル、磁器質食器、磁器質ブロック、碍子、鉄鋼スラグ、下水汚泥溶融スラグ、ゴミ溶融スラグ、ガラス、上水汚泥、上水汚泥溶融スラグおよびこれらの粉砕物からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を含んでいることが好ましい。これらは、これまで廃棄物として扱われていたものが多く、工場から発生する不良品や、使用中に破損したものなどを回収し再利用することにより、あるいは、これまで埋め立て処分などをしていたものを再資源化することにより、廃棄物の減量に貢献するとともに、原料コストも低下するため、原料使用量が大量となる土木建築用原料として好適である。鉄分などの含有量が多く黒っぽい粒子であったり、種々顔料によるカラー品の廃棄物であったりするが、基層部分に使用するので、ブロックとして舗装された後には隠れてしまい問題はない。
【００２２】
なお、上記の下水汚泥溶融スラグとは、下水を汚水と汚泥とに分離した後、汚泥を濃縮、脱水した固体（ケーキ）をさらに溶融して冷却したものをいい、冷却方法により、水砕スラグや空冷スラグ、徐冷スラグなどと分類される。
【００２３】
また、ゴミ溶融スラグとは、ゴミあるいはゴミ焼却灰を溶融して冷却したものである。
【００２４】
上水汚泥とは、浄水場で水を浄化する過程で発生する固形廃棄物であり、上水汚泥溶融スラグは、上水汚泥を溶融して冷却したものをいう。
【００２５】
また、鉄鋼スラグは、高炉や電気炉による、製鉄あるいは製鋼過程において生成する副産物のスラグを、急冷または徐冷して得られる粉粒体である。
【００２６】
これら基層を構成する骨材は、最大粒径が５ｍｍ以下、平均粒径が１〜３ｍｍの範囲内の骨材を４０重量％以上含有させることが好ましい。最大粒径が５ｍｍを超えたり、平均粒径が３ｍｍを上回ると、透水性は向上するものの、ブロック内での粒度むらが発生するなどして、ブロック全体の強度が低下するうえに、形状、寸法などの品質の安定したブロックが得にくくなる。平均粒径が１ｍｍを下回ると、強度は向上するものの、空隙径が小さくなり水の通過抵抗が増し、透水性が低下する。さらに、焼成工程において大きく収縮し、得られるブロックの形状や寸法が不安定となる。
【００２７】
これらの骨材の含有量は４０重量％以上とすることで、再資源化や原料コストダウンが有効に図れるとともに、得られる視覚障害者用ブロックとしての強度や透水性能が高くなる。空隙率は１５〜４０容積％の範囲内にすることが好ましく、１５容積％より少ないと、ブロックの骨材同士の接触点が多く結合強度は高くなるが透水性が低くなり、４０容積％を超えると、骨材結合力が弱まりブロック全体の強度が低下してしまう。
【００２８】
このようにして得られる視覚障害者用ブロックは、ＪＡＳＳ７  Ｍ−１０１に準拠して求めた曲げ強度が４ＭＰａ以上、ＪＩＳ  Ａ１２１８に準拠して求めた透水係数が０．０２ｃｍ／ｓｅｃ以上という、舗装用透水性ブロックとして好適な性能を有するようになる。
【００２９】
突起部分を除くブロック厚みは２０〜８０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、２０ｍｍ未満では、ブロックとしての強度の確保が十分ではなく、８０ｍｍを超えると、焼成時にブロック内部まで十分に焼結を進めることが困難となり、そうすると強度が低下するし、ブロック重量が大きくなり施工性が悪くなる。
【００３０】
表層は、モース硬度が６以上とすることが好ましい。モース硬度とは、物質の表面の硬さを示す指標のひとつであり、１０種類の基準鉱物を選定し、どの基準鉱物で傷が付くかどうかを判定して１０段階の位置づけを判定する。モース硬度が６以上とは、モース硬度６の基準鉱物である生長石と同等以上の硬さであることを示しており、外力による摩耗損傷に対する抵抗性、耐久性に優れ、長期に渡って磨耗などを抑えることができ、特に突起部分の摩耗損傷を防ぐことができる。モース硬度６の基準鉱物で傷が付かず、モース硬度７の基準鉱物で傷が付いた場合にモース硬度６．５と判定することもある。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
まず、表層材料として以下の原料を準備した。
表層骨材−１：チタン−クロム−アンチモン系の酸化物を主体とした顔料を配合した原料を焼成、粉砕、粒度調整して得られた、黄色に着色されたセラミック骨材で、最大粒径は４．７５ｍｍ、平均粒径は２ｍｍのものを８５重量％と、最大粒径は１．４ｍｍ、平均粒径は０．５ｍｍのものを１５重量％。
表層バインダ−１：水ガラスを骨材に対し７重量％、ガラス粉を骨材に対し１５重量％。
【００３２】
上記表層骨材を撹拌機で混合しながらに水ガラスを添加し、次いでガラス粉を添加し、目視にて凝集塊のない表層成形用原料を得た。
【００３３】
次いで、基層材料として以下の原料を準備した。
基層骨材−１：磁器質タイルの屑を粉砕したタイルセルベンで、最大粒径は３．３５ｍｍ、平均粒径は１．９ｍｍのものを８２重量％と、最大粒径３．３５ｍｍ、平均粒径１．２ｍｍの下水汚泥溶融スラグを１８重量％。
基層バインダ−１：水ガラスを骨材に対し７重量％、ガラス粉を骨材に対し１１重量％。
【００３４】
上記基層骨材を撹拌機で混合しながら水ガラスを添加し、次いでガラス粉を添加し、目視にて凝集塊のない基層成形用原料を得た。
【００３５】
次に、３００ｍｍ角ブロックの成形用金型を準備した。成形されたブロック表面に、高さ５ｍｍの点状突起が５列×５列の計２５個、等間隔で形成されるように、上パンチには深さ５ｍｍの彫り込みを入れている。
【００３６】
この金型を振動プレス機にセットし、まず上記基層成形用原料を９ｋｇ充填し、軽く振動プレス成形したのち、その上に上記表層成形用原料を１ｋｇ充填し、振動プレス成形を行い、ブロック成形体を得た。
【００３７】
この成形体を、ローラハースキルンに投入し、最高温度が１１３０℃の条件で６時間焼成した。その結果、突起を含む表面層は、着色セラミック骨材が焼結バインダで結着されており、かつ連続気孔を有しており、突起部分を除くブロック厚みが６０ｍｍの視覚障害者誘導用ブロックが得られた。表層のセラミック骨材は、あらかじめ黄色に着色されていたが、黄色の発色がほぼ残っており、視認性の高いことが確認できた。
【００３８】
このようにして得たブロックについて、特性を評価したところ、以下のとおりであった。なお、曲げ強度、透水係数は、ＪＡＳＳ７  Ｍ−１０１規格に準拠して求めた。
【００３９】
曲げ強度：７．７ＭＰａ
透水係数：０．１２ｃｍ／ｓｅｃ
表層表面のモース硬度：６．５
基層部分の空隙率：２９容積％
このブロックは、従来の視覚障害者誘導用ブロックに比べ、高い透水性と高い曲げ強度を有したものとなっており、さらに表層硬度も高く、耐摩耗性や耐久性、耐候性にも優れる。
【００４０】
（実施例２）
まず、表層材料として以下の原料を準備した。
表層骨材−２：施釉された磁器質タイルの屑を粉砕した白色のタイルセルベンで、最大粒径は４ｍｍ、平均粒径は１．７ｍｍのものを５０重量％と、最大粒径は１．４ｍｍ、平均粒径は０．９ｍｍのものを５０重量％。
表層バインダ−２：水ガラスを骨材に対し７重量％、ガラス粉を骨材に対し１４重量％。
表層顔料−２：チタン−クロム−アンチモン系の酸化物を主体とした黄色顔料を骨材に対し１重量％。
【００４１】
次いで、基層材料として以下の原料を準備した。
基層骨材−２：最大粒径４．７５ｍｍ、平均粒径２．２ｍｍのゴミ溶融スラグを７０重量％と、磁器質タイルの屑を粉砕したタイルセルベンで、最大粒径は３．３５ｍｍ、平均粒径は１．９ｍｍのものを３０重量％。
基層バインダ−２：水ガラスを骨材に対し７重量％、ガラス粉を骨材に対し１６重量％。
【００４２】
以上の原料を実施例１と同等の工程によりブロックとした。すなわち、準備した原料の混合撹拌により表層成形用原料、基層成形用原料をそれぞれ得た後、振動プレス成形により点状突起を備えたブロック成形体とし、ローラハースキルンにより焼成し、突起部分を除くブロック厚みが６０ｍｍの視覚障害者誘導用ブロックを得た。
【００４３】
得られたブロックは、突起を含む表面層が、タイルセルベンが焼結バインダで結着され、かつ連続気孔を有しており、さらに黄色顔料が焼結バインダ中に分散しており、表層を黄色く発色させている。黄色の視認性が高いことを確認できた。
【００４４】
このようにして得たブロックについて、特性を評価したところ、以下のとおりであった。
【００４５】
曲げ強度：９．１ＭＰａ
透水係数：０．０５ｃｍ／ｓｅｃ
表層表面のモース硬度：６．５
基層部分の空隙率：２４容積％
このブロックは、実施例１と同様、従来の視覚障害者誘導用ブロックに比べ、高い透水性と高い曲げ強度を有したものとなっており、さらに表層硬度も高く、耐摩耗性や耐久性、耐候性にも優れる。
【００４６】
（比較例）
表層材料、基層材料として実施例２で用いたものと同一の原料を、同一の配合比率で準備した。ただし、表層材料には、表層顔料−２を加えなかった。
【００４７】
以上の原料を実施例１および２と同等の工程によりブロックとした。すなわち、準備した原料の混合撹拌により表層成形用原料、基層成形用原料をそれぞれ得た後、振動プレス成形により点状突起を備えたブロック成形体とし、ローラハースキルンにより焼成し、突起部分を除くブロック厚みが６０ｍｍの視覚障害者誘導用ブロックを得た。
【００４８】
得られたブロックは、突起を含む表面層が、タイルセルベンが焼結バインダで結着され、かつ連続気孔を有している。ただし、表面は白色のタイルセルベンが露出している。そこでブロック表層に黄色の樹脂ペイントを施し、着色した。
【００４９】
このようにして得たブロックについて、特性を評価したところ、透水性や曲げ強度には問題はなかったものの、黄色の樹脂ペイントには色あせや剥離、摩耗の問題があり、最後には表層材料である白色タイルセルベンが露出する、といった経時変化が現れ、黄色の発色がかすみ視認性が劣化してしまった。