(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の粒子の集合体であって、前記粒子がそれぞれ心材と、該心材の外周に樹脂を介して配置された、直径０．４〜３．０μｍの白色の第１の赤外線遮蔽粒子および直径０．４〜３．０μｍの白色以外の色の第２の赤外線遮蔽粒子とを含むことを特徴とする舗装材。
【請求項２】
前記第１の赤外線遮蔽粒子が、酸化チタンを含むことを特徴とする請求項１に記載の舗装材。
【請求項３】
前記第２の赤外線遮蔽粒子が、酸化鉄を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の舗装材。
【請求項４】
前記心材がゴム材料であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の舗装材。
【請求項５】
前記ゴム材料が、廃タイヤ粉砕材であることを特徴とする請求項４に記載の舗装材。
【請求項６】
前記樹脂が中空体を含むことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の舗装材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の舗装材を含むことを特徴とする舗装体。
【請求項８】
それぞれの粒子が心材を有する複数の粒子の集合体である舗装材の製造方法であって、
心材の周りを樹脂で取り囲む工程と、
該樹脂を介して外心材の外周に、直径が０．４〜３．０μｍでかつ白色の第１の赤外線遮蔽粒子と、直径が０．４〜３．０μｍでかつ白色以外の色の第２の赤外線遮蔽粒子とを固定する工程を含むことを特徴とする舗装材の製造方法。
【請求項９】
前記樹脂がウレタン樹脂であることを特徴とする請求項８に記載の舗装材の製造方法。
【請求項１０】
前記心材がゴム材料であることを特徴とする請求項８または９に記載の舗装材の製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂に、中空体を含有させる工程を更に含むことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の舗装材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路等の舗装に用いる舗装材、とりわけ太陽光等の光線の照射による温度上昇を抑制可能な舗装材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化による気温の上昇が問題となっている。このような気温上昇の１つとして、夏場に夜間になっても気温が下がらないヒートアイランド現象が、大都市を中心に発生することが広く知られている。ヒートアイランド現象発生の原因の１つは、地表を覆う舗装材が、日中に太陽光線により照射され、温度が上昇し、この蓄熱を夜間に放出するためであると考えられている。
【０００３】
このように、主に、ヒートアイランド現象のような地球環境問題の観点から、太陽光等の光線の照射による舗装材の温度上昇を抑制し、蓄熱量を低減することができる舗装材への需要が確実に増大している。
【０００４】
舗装材の温度上昇を抑制した舗装材として、例えば特許文献１に示されるように、心材の周りに樹脂等の接着剤を介し中空体を配置するとともに、必要に応じ遮熱効果を有する白色顔料を用いた舗装材が知られている。この舗装材では、中空体の断熱効果により熱が舗装体の内部に伝わるのを抑制し、また、白色顔料は、光線を反射する遮熱効果により舗装材の温度が上昇するのを抑制している。
【０００５】
また、心材（骨材）の間に吸水ポリマーのような保水材を配置し、さらに舗装体上部の舗装面を形成する部分の心材の間に樹脂モルタルを配置した保水性舗装が知られている（特許文献２）。加えて弾性骨材と弾性骨材を取り囲むバインダーおよび十分に水を吸収排出できるようにバインダー表面から少なくとも一部分が露出した吸水ポリマーからなる保水層とその上に配置される弾性層との２層からなる舗装体も知られている（特許文献３）。
【０００６】
このような保水性を有する舗装体では、散水等により保水材に水を含ませ、この水が保水材から排出され蒸発する際の気化熱により温度上昇を抑制している。
【特許文献１】特開２００４−２１８３４０号公報
【特許文献２】特開２００４−３１５８号公報
【特許文献３】特開２００３−１３８５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、心材の周りに樹脂等の接着剤を介し中空体を配置したのみの舗装材では、温度上昇抑制の効果が限定的であり、また、白色顔料を用いると舗装材全体が白色となってしまう。通常の道路、駐車場等は、センターラインや横断歩道等を示すために道路上に塗布する白色ペイントの識別性を確保するため白色の舗装を行うことができない。また、白色ペイントとの識別性が要求されない場合でも白色舗装は直射日光を強く反射することから路面が眩しくなり敬遠される傾向にある。従って使用できる用途が特殊なものに限定されるという問題があった。
【０００８】
一方、心材の間に保水材（吸水ポリマー）を配置した舗装では、吸水ポリマーが水を吸水した際にポリマーの体積が例えば吸水前の１００倍以上と著しく膨張し、この膨張したポリマーの一部が舗装面までにはみ出てしまうことから、これを防止するために上部に舗装面を形成する樹脂モルタルまたは弾性層を設ける必要がある。この結果、余計な工程が増えるとともに、水はこれら余分に設けた層を通った後に、保水材に到達することから、吸収および排出性が低下すると言う問題があった。
【０００９】
また、心材間に配置されている吸水ポリマーが、吸水時に例えば１００倍以上と大きく膨張できるように、通常は心材と心材の間に相当量の隙間を設ける必要があることから、舗装体の強度が低いという問題を有していた。
【００１０】
そこで本発明は、温度上昇を十分に抑制できる舗装材であって、任意の色に着色可能であり、舗装体表面に舗装面を形成するための付加的な層を要せず、また十分な強度を有する舗装材およびその製造方法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】
【００１１】
本発明は、複数の粒子（舗装材構成粒子）の集合体であって、前記粒子がそれぞれ心材と、該心材の外周に樹脂を介して配置される直径０．４〜３．０μｍの赤外線遮蔽粒子とを含むことを特徴とする舗装材である。
【００１２】
本発明はまた、それぞれの粒子が心材を有する複数の粒子の集合体である舗装材の製造方法であって、心材の周りを樹脂で取り囲む工程と、該樹脂を介して外心材の外周に赤外線遮蔽粒子を固定する工程を含むことを特徴とする舗装材の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、温度上昇を抑制できる舗装材であって、白色以外の任意の色にも着色することをでき、また吸水ポリマーが舗装面にはみ出すのを防止するためにあらたな舗装面を形成する付加的な層を必要せず、十分な強度を有する舗装材およびその製造方法の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明にかかる実施形態を添付の図を用いて説明する。なお、これら添付の図は、発明の特徴部分の理解を容易にするために、特徴部分等を実際より大きく描く等により強調している。従って、添付の図の各要素間の相対的な大きさは、実際のそれと異なる場合があることに留意すべきある。
【００１５】
また、本明細書で用いる用語「舗装材」とは、舗装材構成粒子の集合体を意味し、実際に道路等の舗装する際には、この舗装材をバインダー等と混合した後、被舗装体に敷設する。一方、舗装体とは、舗装材をバインダー等用いて、実際に被舗装体に敷設するために例えば板状、円柱状等の目的とする形状にしたものを示す。
【００１６】
本発明の実施形態は、任意の着色可能な赤外線遮蔽粒子による遮熱効果を主とする実施形態１と吸水ポリマーによる冷却効果を主とする実施形態２との２つに大別される。この２つの実施形態について、以下に順に説明する。
【００１７】
なお、図面に用いる記号が同一の場合は、特段の説明がない限りは、実施形態１および実施形態２にかかわらず同一または同種の物品であることを示す。
【００１８】
（１）実施形態１
図１は、本発明の実施形態１にかかる舗装材を構成する舗装材構成粒子１００を示す断面図である。舗装材構成粒子１００は、心材１を取り囲む樹脂２と、樹脂２を介して心材の外周に配置された赤外線遮蔽粒子５とを含むことを特徴とする舗装材である。そして、赤外線遮蔽粒子５は０．４〜３μｍの直径を有する。
【００１９】
従来から、白色顔料等よりなる塗料を舗装体表面に塗布し、入射する太陽光線を反射することで舗装体の温度上昇を抑制することは行われていた。
【００２０】
しかし、表面を塗装する方法では、剥離または摩耗等により使用中に塗料がなくなり比較的短時間で効果が消失してしまうという問題があった。そこで、例えば特許文献１に記載のように心材を白色にする、あるいは遮熱効果のある白色顔料を舗装材に混入することで、舗装材およびこれを用いた舗装体の色を白色として温度上昇抑制効果を得るとともに、剥離や摩耗による低耐久性の問題を解消した舗装体が知られている。しかし、上述したように舗装体の色が白色以外の色とすることができず用途が限定されてしまう問題が生じていた。
【００２１】
本発明者は、鋭意研究を行い、以下のように各種波長の光を含む太陽光線のなかでも選択的に赤外線を散乱する赤外線遮蔽粒子５を用いることで舗装体の温度上昇を抑制できることを見出した。
【００２２】
太陽光線中に含まれる赤外線の殆どは０．７〜３．０μｍの波長を有している。そこで、入射した赤外線を効果的に散乱することを目的に、赤外線遮蔽粒子５の粒子径を赤外線波長の概ね半分程度として温度上昇を効果的に抑制している。即ち、赤外線遮蔽粒子５の直径は、０．４〜３．０μｍであり、好ましくは０．５〜２．０μｍである。
【００２３】
赤外線遮蔽粒子５の直径は例えば、赤外線遮蔽粒子５または、赤外線遮蔽粒子５を含む舗装材構成粒子１００を透過電子顕微鏡により観察し、その透過電顕像より求めることができる。
【００２４】
赤外線遮蔽粒子５は、概ね心材１の外面を覆うように配置するのが好ましく、このため、１００重量部の心材１に対し、赤外線遮蔽粒子５が５重量部以上含まれるのが好ましく、２０重量部以上含まれるのがより好ましい。また、赤外線遮蔽粒子５が多すぎると舗装材構成粒子１００を用いた舗装体が十分な弾性を確保できないおそれがあることから１００重量部の心材１に対し、赤外線遮蔽粒子５が１００重量部以下であることが好ましい。
【００２５】
図１に示す実施形態では、樹脂２は主に、心材１と赤外線遮蔽粒子５の間に配置され、赤外線遮蔽粒子５は、舗装材構成粒子１００の最表面に配置されているが、例えば樹脂２と赤外線遮蔽粒子５を予め混合し、この混合材を心材１とさらに混合する等により、赤外線遮蔽粒子５を樹脂２の内部に配置してもよい。
【００２６】
なお、赤外線遮蔽粒子５の形状は、好ましくは概ね球状であるが、これに限定されるものではなく例えば鱗片状、ラグビーボール状、棒状および円盤状を含むいかなる形状であってもよい。球状以外の形状の場合は、その赤外線遮蔽粒子の直径は、同じ体積を有する球の直径の値を用いて表すことができる。
【００２７】
赤外線遮蔽粒子５として好ましい材料は酸化チタンであり、必要に応じ、例えば酸化アルミニウム、炭酸カリウム、亜鉛化合物等の添加物を含んでもよい。また、必要に応じて分散性等の特性を向上させる表面処理、例えば酸化物や水酸化物のコーティングを行ってもよい。これ以外に、酸化鉄のような酸化物も赤外線遮蔽粒子５として使用可能である。
【００２８】
また、酸化チタンの本来の色は、白色であるが、本願の目的の１つである白以外の舗装材を得るために、所望の顔料を用いて着色してもよい。また、所望の色の舗装材を得るように、例えば、白色を含む第１の色の赤外線遮蔽粒子と、第１の色と異なる色の（異なる色に着色した）第２の色の赤外線遮蔽粒子とを用いる等、複数の色の赤外線遮蔽粒子を用いてもよい。
【００２９】
このように、白以外の色に着色をしても赤外線遮蔽粒子５による赤外線の散乱効果により、従来の白色遮熱顔料を用いた舗装材（舗装体）と概ね同等の遮熱効果を得ることが可能である。
【００３０】
また、白色遮熱顔料を用いた従来の舗装材と同様に、舗装体の色が白色であってもよい用途に用いる場合には、白色の赤外線遮蔽粒子５を用いることが可能である。白色の赤外線遮蔽粒子５を用いて、舗装材構成粒子１００の表面色を白色とした場合、従来の舗装材と同様に色が白いことによる全波長域での反射効果と、赤外線遮蔽粒子５の赤外線散乱光効果との両方により従来の舗装材と比べ、より優れた温度上昇抑制効果（遮熱効果）を示す。
【００３１】
以下に心材１と樹脂２の詳細を示す。
心材１は、従来から舗装材に心材（または骨材）として用いられている、セメント、プラスチック、ゴム、および碍子、タイル、レンガのような焼成物等を用いることができる。この中でもゴム材は舗装材の弾性を確保できることから好ましい材であり、とりわけ廃ゴム材（例えば廃タイヤ粉砕材）は、使用済みのゴムをリサイクルできエコロジーの観点からも、好ましい材料である。心材１は、好ましくは略球形で０．５〜１０ｍｍ、より好ましくは、１〜５ｍｍの直径を有する。
【００３２】
心材１は、その表面の殆どが樹脂２および赤外線遮蔽粒子５により覆われることから、色については白色、透明、黒を含む何色でもよい。
【００３３】
樹脂２は、流動性を有し、固化可能な樹脂であれば、どのような樹脂でもよく、透明、不透明は何れでもよく、また色についても何色であってもよいが赤外線透過能が高い樹脂が好ましい。特に、上述したように赤外線遮蔽粒子５が樹脂２の内部に配置されている場合には、樹脂２は、赤外線を透過できることが必要である。樹脂２として好ましい樹脂として、例えばウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂がある。
【００３４】
樹脂２は、心材１の外周全面を覆うのに十分な量が確保されていることが好ましいことから、舗装材構成粒子１００は、心材１が１００重量部に対し、５重量部以上の樹脂を含むことが好ましい。一方、樹脂２が多すぎると発泡あるいは心材１の粒子同士の分散性の低下および心材１同士の凝集が発生することから、樹脂２は、心材１が１００重量部に対し、４０重量部以下であることが好ましい。
【００３５】
次に舗装材構成粒子１００により構成される舗装材の製造方法を以下に示す。
所定量の心材１と、固化していない液体状の樹脂２とを例えばモルタルミキサーを用いて混合し、樹脂２により心材１を覆う。
【００３６】
そして、赤外線遮蔽粒子５を舗装材構成粒子１００の外側表面に配置するために、赤外線遮蔽粒子５は、心材１と樹脂２を混合した後に加える。赤外線遮蔽粒子５を加える前または同時に、必要に応じ、炭酸カルシウムのような増量材を加えてもよい。
【００３７】
加えられた赤外線遮蔽粒子５は、樹脂２により心材１の表面に接着され固定される。また、接着力のある樹脂２は、心材１と赤外線遮蔽粒子５との間に存在し、舗装材構成粒子１００の外側表面に赤外線遮蔽粒子５が位置することで、舗装材構成粒子１００同士の間に接着力が作用しないことから、舗装材構成粒子１００の一粒一粒が分離した状態、即ち粒状となる。
【００３８】
そして、樹脂２を硬化させることで舗装材構成粒子１００よりなる舗装材を得ることができる。樹脂２の硬化は、予め触媒等を加えておき、赤外線遮熱粒子を混合後養生し硬化させる。これ以外にも、熱硬化性樹脂を用い加熱し硬化させる。あるいは、紫外線等を照射し硬化させると多様な方法があり、樹脂２の種類に応じ適宜選択可能である。
【００３９】
樹脂２の中に赤外線遮蔽粒子５が分布した舗装材構成粒子１００よりなる舗装材を得る場合には、例えば樹脂２と赤外線遮蔽粒子５を予め混合した後、心材１を加えることで製造可能である。この場合、接着力を有する硬化前の樹脂２が舗装材構成粒子１００の外側表面に位置している。このため、舗装材構成粒子１００同士が結合せずに一粒一粒分離した粒状の舗装材を得るために、樹脂２と赤外線遮蔽粒子５を予め混合し、心材１をさらに混合した混合物を、例えば、ロータリーキルンを用いて粒子化する工程を用いてもよい。
【００４０】
このようにして得た舗装材構成粒子１００よりなる舗装材を骨材とし、バインダーとしてウレタンのような樹脂を加えた後、道路等の目的の被舗装体の上に敷設し、バインダーを硬化させることで舗装体を得ることができる。なお、使用するバインダーの量は好ましくは、舗装材構成粒子１００より成る舗装材１００重量部に対して５〜４０重量部である。
【００４１】
このようにして、製造される舗装体は、舗装材構成粒子１００が舗装体に入射する太陽光線の中の特に赤外線領域の波長を散乱するため、遮熱効果が高く舗装体の温度上昇を抑制することが可能となる。
【００４２】
図２は、実施形態１に含まれる変形例である舗装材を構成する舗装材構成粒子２００の断面を示す図である。樹脂２は、中空体３を有している。これ以外の部分については舗装材構成粒子１００と同じである。中空体３は、例えば、内部が常圧もしくは減圧された空気等の気体を有する、または真空で、外部が、ガラス、セラミックス、樹脂、もしくは金属またはこれらの複合材よりなり、内部が中空であることから断熱材として機能する。
【００４３】
中空体３は、その外形が略球形である場合は、外径が１〜１００μｍであることが好ましい。なお、外形は略球形に限定されず、例えば卵形等の任意の形状でよい。好ましい中空体は、例えばガラスバルーン、シラスバルーンである。
【００４４】
好ましくは赤外線遮蔽粒子５と樹脂２とを混合する前に、中空体３を樹脂２と混合する。赤外線遮蔽粒子５を舗装材構成粒子２００の表面に分布させるためである。中空体３は、好ましくは、１００重量部の心材１に対し、１〜１０重量部加える。
【００４５】
このように、断熱効果を有する中空体３を含む舗装材構成粒子２００を用いて作成した舗装材は、さらに遮熱効果が向上し、これを用いた舗装体は、いっそうの温度上昇抑制効果を得ることが可能である。
【００４６】
（２）実施形態２
図３および図４は、本発明の実施形態２にかかる舗装材を構成する舗装材構成粒子３００の断面を示す図である。心材１と、その心材１を覆う樹脂２が配置されており、樹脂２の内部に粒子状の吸水ポリマー４（図４では吸水ポリマー４’）が分散配置されている。図３に示した吸水ポリマー４は、水を吸収し膨張した状態を示している。吸水ポリマー４の表面は、樹脂２と接触しており、樹脂２に拘束されることから、これ以上は水を吸収し膨張することができない状態を示している。
【００４７】
一方、図４の吸水ポリマー４’は、水を排出し収縮した状態を示しており、吸水ポリマー４’の周りには空隙が認められる。
【００４８】
舗装材構成粒子３００の集合体である舗装材を用いた舗装体では、舗装体表面に例えば散水車等により、水を供給し、吸水ポリマー４に水を吸水させる。その後、吸水ポリマー４がゆっくりと時間をかけて水を排出し、図４に示す排出し終わった状態（吸水ポリマー４’）に至る間、排出された水が蒸発する際の気化熱により、舗装体の熱を奪い、温度上昇を抑制する。
【００４９】
また、吸水ポリマー４は、樹脂２に取り囲まれているため、本実施形態にかかる舗装材では、吸水時に膨張して舗装体の表面に吸水ポリマー４がはみ出すことがない。従って、舗装材構成粒子３００よりなる舗装材を用いた舗装体の上にさらに吸水ポリマーのはみ出しを抑制するための弾性層等の付加的な層を設ける必要がない。また、吸水ポリマー４が、膨張および収縮により体積が変化しても舗装材構成粒子３００の外形に変化が生じないことから、舗装体形成時にバインダー樹脂により舗装材構成粒子３００同士の結合を確実に行うことで、容易に舗装体の強度を確保することができる。
【００５０】
吸水ポリマー４としては、市販されている吸水ポリマーが使用可能であるが、好ましくはポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルアルコール、セルロース系化合物である。また、吸水ポリマー４は、好ましくは５０倍以上、より好ましくは１００倍以上の吸水能力（吸水ポリマーの質量に対する吸水可能な水の質量の割合）を有する。
【００５１】
吸水ポリマー４に予め水を吸収させてから、樹脂２と混ぜて、吸水ポリマー４が吸水した状態のままで、樹脂２を硬化させることにより、樹脂２の内部に、吸水ポリマー４が膨張できる空間（図４の吸水ポリマー４’の周囲の空間）を確保できる。なお、具体的な製造方法については後述する。
【００５２】
なお、吸水ポリマー４に予め吸収させる水の量が少なすぎると、その少ない水を吸収した状態で樹脂２により周りを取り囲まれるため、樹脂２の内部に吸水ポリマー４が膨張するのに十分な空間を確保できなくなる。一方、吸収する水の量が多過ぎると、樹脂２にできる空隙が大きくなり、舗装材構成粒子３００を用いた舗装体に割れ等が生じやすくなり、舗装体の強度が低下するおそれがある。従って、吸水ポリマー４に予め吸収させる水の量は、好ましくは吸水ポリマー４の重量の５倍〜５０倍、より好ましくは５倍〜３０倍である。
【００５３】
なお、吸水ポリマー４の吸水能力は上記の予め吸収させる水の量の２倍以上であることが好ましい。同じ量の水を吸収する場合でも、吸収能力が実際に吸収する水の量を大きく上回っている場合の方が、吸収能力と実際に吸収する水の量が接近している場合に比べ、水の吸収に要する時間が短いからである。この特性は、特に、炎天下で舗装体中の吸水ポリマーに水を吸収させるために散水した際に、散水した水が蒸発により失われることを防止するのに有用である。
【００５４】
また、吸水ポリマーの量は、多すぎると舗装体に加工した際に十分な強度を確保できず、また、少なすぎると十分な温度上昇抑制効果を得ることができない。好ましくは、１００重量部の心材１に対して、吸水ポリマー４は乾燥した状態で、０．５〜１０重量部の範囲である。
【００５５】
吸水ポリマー４の大きさは、水を吸収した状態で、直径１００〜１０００μｍの範囲であることが好ましい。なお、図３では、吸水ポリマーの断面は略円形であるが、これに限定されるものではなく、例えば楕円、棒状等の任意の断面形状を有することが可能である。この場合、吸水ポリマー４の直径は、同じ体積を有する球の直径とする。
【００５６】
次に、実施形態２で用いる樹脂２について詳細を示す。本実施形態にかかる樹脂２は、実施形態１の樹脂２と同様に硬化性の樹脂である。
さらに、上述したように本実施形態では樹脂２が吸水ポリマー４の周りを取り囲むことから、吸水ポリマー４は、樹脂２を介して、水を吸収および排出する必要がある。従って樹脂２は、使用時（硬化後）に水を透過できなければならない。
【００５７】
また、非浸透性（非透過性）の樹脂に化学的または物理的方法により、穴を開けて水が透過できるようにしてもよい。
このような樹脂として、ウレタン樹脂が使用できることを発明者らは見出した。
【００５８】
従来、ウレタン樹脂は、硬化する前に水と接触するとそのイソシアネート基が水と反応して激しく発泡し体積が急速に膨張するため、吸水ポリマーのように水分を含有する物質を覆うのに用いるのは不向きであると考えられていた。しかし、発明者らが鋭意検討を行った結果、予め水分を吸収させた吸水ポリマー４は、吸収した水をゆっくりと排出するため、ウレタン樹脂と接触する水の量は微量であり、発泡による急激な体積膨張を伴わず、しかも硬化後のウレタン樹脂が適度な透水性を有することを見出した。
【００５９】
図５は、図３に示すＡ部の拡大図であり、ウレタン樹脂に発現する透水性について、推定されるメカニズムを模式的に示す。図５に示す実施形態では、樹脂２は、ウレタン樹脂である。予め吸水している吸水ポリマーの表面に存在する微量の水と樹脂（ウレタン樹脂）２とが反応し発泡し、吸水ポリマー４の表面近傍を中心に気泡１０を生じる。そして、気泡１０を通り微量な水分が樹脂２の内部に供給されるため、新たな気泡１０が吸水ポリマー４から離れた位置（図５の場合には上方向）に生じる。そして、これらの気泡１０の一部は、連続的に繋がり、図５に示すように樹脂２を貫き、吸水ポリマー４と樹脂２の外側表面とを結ぶ貫通路を形成する。この貫通路はウレタン樹脂が硬化後もそのまま存在し、水が通れることから、ウレタン樹脂よりなる樹脂２は透水性を有すると推定される。
【００６０】
一方、前述のように吸水ポリマー４の表面に存在する水分が微量であるため、発泡は、局所的であり、従って、樹脂２に、顕著な体積膨張は生じない。
【００６１】
また、本実施形態で用いる心材１は、実施形態１で説明した心材１と同じでよく、白色、黒色、透明を含む任意の色であってよい。なお、実施形態２においては、吸水ポリマー４から排出される水の気化熱により舗装材構成粒子３００よりなる舗装材の温度上昇を抑制していることから、心材１および／または樹脂２が白色でなくても、従来の白色の遮熱顔料を用いた舗装材と同等以上の温度上昇抑制効果を得ることができる。また、塗装体が白色でも使用可能な用途において、本実施形態の心材１および／または樹脂２を白色にすることにより、従来の舗装材と比べ、さらに顕著な遮熱効果を奏する。
【００６２】
次に、舗装材構成粒子３００よりなる舗装材の製造方法について以下に示す。
心材１と樹脂２を例えばモルタルミキサーを用いて混合し、心材１の周囲を樹脂２で覆う。次に前述のように所定の量の水を予め吸収させた粒子状の吸水ポリマー４を混合する。これにより樹脂２の内部に吸水ポリマー４が分散されるとともに、予め水を吸収した吸水ポリマー４が心材１の周りに配置される。この時点では、樹脂２は、硬化しておらず、液状の樹脂２の中に複数の心材１とそれを取り囲む複数の吸水ポリマー４が存在する状態である。
【００６３】
ここで、樹脂２としてウレタン樹脂を用いた場合、吸水ポリマー４から排出される少量の水により、吸水ポリマー４の表面部を主に、ウレタン樹脂の局所的な発泡を開始する。そして、上述のように吸水ポリマー４と樹脂２の外側表面とを繋ぐ貫通路を形成する。
【００６４】
次に舗装材構成粒子３００が一粒一粒分離した、粒子状の舗装材を得るために、実施形態１と同様にロータリーキルンを用いて粒子化する。樹脂２の種類によっては、この際にロータリーキルンの熱により硬化する。または、例えば、樹脂２の種類に応じ添加した硬化剤により硬化させるまたは紫外線等の照射等により硬化させる。
【００６５】
ロータリーキルンを用いる代わりに、上述の吸水ポリマー４混合後に炭酸カルシウム、タルクのような増量材を混合することにより、実施形態１で赤外線遮蔽粒子を混入し、舗装材構成粒子が一粒一粒分離した、粒状の舗装材を得たのと同様のメカニズムで粒状の舗装材を得てもよい。
【００６６】
なお、舗装材構成粒子３００よりなる舗装材の製造については、心材１、樹脂２および予め吸水させた吸水ポリマー４の混合の順序は、重要ではなく、例えば心材１と吸水ポリマー４を混合した後に、樹脂２を混合してもよい。
【００６７】
このようにして得た舗装材構成粒子３００よりなる舗装材を骨材とし、バインダーとしてウレタン、エポキシ、ＭＭＡのような常温硬化樹脂を加えて道路等の目的の被舗装体の上に敷設し、その後バインダーを硬化させることで所定の形状を有する舗装体を得ることができる。この際、舗装材構成粒子３００の吸水ポリマー４が、水の吸収と排出を確実に行えるようにバインダーとして用いる樹脂も透水性を有する樹脂が好ましい。使用するバインダーの量は、好ましくは、舗装材構成粒子３００よりなる舗装材１００重量部に対して５〜４０重量部である。
【００６８】
このようにして、製造される舗装体は、舗装体に散水等を行い舗装材構成粒子３００の吸水ポリマー４に水を吸収させることで、この吸水ポリマー４が水を排出し、これが舗装体表面より蒸発する際の気化熱により舗装体の温度上昇を抑制することが可能となる。
【００６９】
図６は、実施形態２に含まれる、舗装材構成粒子３００の変形例である舗装材構成粒子４００の断面を示す図である。
樹脂２は、中空体３を有している。これ以外の部分については舗装材構成粒子３００と同じである。中空体３は、実施形態１に示すものと同じであり、断熱材として寄与することから舗装体の温度上昇をより効果的に抑制できる。
【００７０】
舗装材構成粒子４００よりなる舗装材の製造工程において、好ましくは、中空体３は、吸水ポリマー４を混合した後に混合する。中空体３は、好ましくは、心材１が１００重量部に対して１〜１０重量部加える。
【００７１】
図７は、実施形態２に含まれる、舗装材構成粒子３００の別の変形例である舗装材構成粒子５００の断面を示す図である。
舗装材構成粒子５００は、樹脂２を介して心材１を取り囲む赤外線遮蔽粒子５を含む。赤外線遮蔽粒子５は、実施形態１で示したものと同じである。混合する赤外線遮蔽粒子５の量は、１００重量部の心材１に対して、５〜１００重量部であることが好ましく、２０〜１００重量部であることがより好ましい。
【００７２】
舗装材構成粒子５００よりなる舗装材を製造する場合に舗装材構成粒子４００よりなる舗装材と同じ製造工程を経た後、赤外線遮蔽粒子５を混合することで、舗装材構成粒子５００の外側表面に赤外線遮蔽粒子５が位置し、舗装材構成粒子５００同士の間に樹脂２による接着力が作用しないことから、ロータリーキルン等を用いずに舗装材構成粒子５００の一粒一粒が分離した、即ち粒状の舗装材を得ることができる。
【００７３】
また、舗装材構成粒子５００よりなる舗装材の更なる変形例として、その舗装材構成粒子が、舗装材構成粒子５００と同じであるがしかし中空体３を有しない舗装材を得てもよい。
上述した、舗装材構成粒子４００よりなる舗装材および舗装材構成粒子５００よりなる舗装材のいずれを用いて作製した舗装体も、舗装材構成粒子３００よりなる舗装材を用いた舗装体を同じく、吸水ポリマー４より排出された水の気化熱により舗装体の温度上昇を抑制する。
【００７４】
さらに、舗装材構成粒子４００は、断熱効果を有する中空体３を有することから、舗装材構成粒子４００を用いた舗装体は、より優れた温度上昇抑制効果を示す。舗装材構成粒子５００を用いた舗装体は、さらに赤外線遮蔽粒子５を含むことから、更により優れた温度上昇抑制効果を示す。
【００７５】
また、舗装材構成粒子３００、４００または５００よりなる舗装材は、いずれも心材１および樹脂２の色を変えることにより、黒はもとより、白以外の色にできることはもちろんである。
【００７６】
さらに、舗装材構成粒子３００、４００、５００の何れか１つ以上よりなる舗装材を用いて作製した舗装体は、上述したように硬化した樹脂２が吸水ポリマー４の周囲を取り囲んでいることから、吸水ポリマー４が吸水しても樹脂２による拘束のために、舗装体に新たな層を付加しなくても吸水ポリマー４が舗装体の表面にはみ出すことはない。
【００７７】
加えて舗装材構成粒子３００、４００、５００の何れか１つ以上よりなる舗装材を用いて作製した舗装体は、舗装材の外表面が樹脂２であり、吸水ポリマー４が舗装材の外表面に存在しないことから、バインダーによる舗装材構成粒子間の接合に際し、高い接合強度を確保することが可能である。従って、この舗装体は実用上問題のない強度を有する。
【実施例１】
【００７８】
１．実施形態１に係る実施例
（１）赤外線遮蔽粒子の温度上昇抑制効果
粒径が１〜５ｍｍの廃ゴム材（タイヤ粉砕材）１００重量部を心材（または骨材）として、これに表１に示すように樹脂（ゴムモルタル成型用のウレタン樹脂）１５重量部を加え、モルタルミキサーを用いて攪拌した。さらに表１に示す中空体（中空材料）として東海工業株式会社製の真空バルーン、セルスターＺ−２５（ガラスバルーン、平均粒径６５μｍ、嵩密度０．１６ｇ／ｃｍ３、以下本実施例および実施例２で用いる中空体は全て同じ）を３重量部加えて、更に攪拌した。
【００７９】
【表１】
0005159328.tif 000002
【００８０】
そして、実施例１−１では、平均直径１．０μｍの白色ＴｉＯ２よりなる白色赤外線遮蔽粒子と、平均粒径１．０μｍの酸化鉄よりなる黒色赤外線遮蔽粒子とを６３：７で混合して得た全体として外観が灰色に見える灰色赤外線遮蔽粒子を７０重量部混合し攪拌した。実施例１−２では、上述した白色赤外線遮蔽粒子を７０重量部混合し攪拌した。
【００８１】
一方、比較例１−１では、従来より遮熱効果を有することが知られている石原産業株式会社製の白色顔料を７０重量部混合し攪拌し、比較例１−２では、上述した灰色赤外線遮蔽粒子と略同じ色調を有する石原産業株式会社製の灰色顔料を７０重量部混合した。何れのサンプルも赤外線遮蔽粒子または顔料を混合することで舗装材構成粒子の一粒一粒が分離した粒状とした。この粒状の混合剤を２４時間気中養生し樹脂を硬化させて舗装材を得た。実施例１−１および比較例１−２の舗装材の外観は添加した灰色赤外線遮蔽粒子または灰色顔料と略同じ灰色であり、実施例１−２および比較例１−１の舗装材は、添加した白色赤外線遮蔽粒子または白色顔料と略同じ白色であった、
【００８２】
さらに表１に示すように、それぞれの舗装材１００重量部に対して、バインダーとしてウレタン樹脂を２２重量部添加し、モルタルミキサーを用いて攪拌した後、厚さ３０ｍｍのポリエチレン製断熱体上に厚さ１０ｍｍ、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍの直方体を成形し、これを１週間養生し、バインダーを硬化させることでそれぞれのサンプルの舗装体を得た。なお何れのサンプルも舗装体に加工しても舗装材とほぼ同じ色調であった。
【００８３】
次に舗装体の温度上昇抑制効果を評価した。温度上昇抑制効果は、舗装体の表面から垂直方向３０ｃｍの位置に赤外線ランプ（１００Ｖ−２７０Ｗを）設置し、舗装体表面に赤外線を３時間（１８０分）照射し、その間の舗装体の表面温度を測定することで評価した。なお、表面温度の測定には、環境温度の影響が大きいことから、温度を２７±１℃に維持した恒温室内で評価を行った。
【００８４】
図８は、表面温度の評価結果である。外観が灰色の実施例１−１の舗装体の温度は、照射開始後１時間以降は４７〜４９℃の範囲内で安定しており、同様の色調を有する比較例１−２と比べ表面温度は明らかに低くなっている。また、実施例１−１は、表面色が白色の比較例１−１と比較しても表面温度が、同等か低くなっており、灰色でありながら、従来の白色舗装体と同等以上の温度上昇抑制効果を示している。
【００８５】
一方、実施例１−２では、赤外線遮熱粒子による効果と色が白いことによる遮熱効果とにより舗装体表面の温度は、赤外線照射開始１時間以降４０〜４２℃で安定しており極めて優れた遮熱効果を示した。
【００８６】
（２）赤外線遮蔽粒子の添加量の影響
赤外線遮蔽粒子の添加量の影響を調査するために、表２に示すように灰色赤外線遮蔽粒子の添加量を変えて舗装材を作製した。表２に示すサンプルは何れも中空体を含んでいない。また、赤外線粒子の量の変動を補償し、ロータリーキルン等を用いなくても舗装材構成粒子が一粒一粒分離した粒状の舗装材なるように、赤外線遮蔽粒子と炭酸カルシウムとの和が廃ゴム１００重量部に対して７０重量部となるよう炭酸カルシウム粒子を添加した。また、舗装体を製造する際のバインダーの添加量は、舗装材１００重量部に対して１６重量部とした。
【００８７】
【表２】
0005159328.tif 000003
【００８８】
舗装材構成粒子よりなる舗装材および舗装体の製造は、別途記載した場合を除き「（１）赤外線遮蔽粒子の遮熱効果」に記載したのと同じ材料および同じ製造方法を用いた。なお、炭酸カルシウムの混合および攪拌は、赤外線粒子と同時に行った。
【００８９】
得られた舗装体サンプルの遮熱特性を「（１）赤外線遮蔽粒子の温度上昇抑制効果」に記載したのと同じく舗装体の表面温度を測定することにより評価した。なお、赤外線の遮熱時間は１２０分とした。表面温度の測定結果を図９に示す。赤外線遮蔽粒子を含まない比較例１−３と比べ、赤外線遮蔽粒子を含む実施例１−３〜１−７の舗装体の照射開始後１２０分の表面温度は、より低い温度となっている。特に７０重量部と最も多く灰色赤外線遮蔽粒子を含む実施例１−７は、比較例１−３と比べ、約１０℃以上低い５７℃近辺の温度で安定し、優れた温度上昇抑制効果を示した。
【００９０】
（３）中空体の添加量の影響
中空体の添加量の影響を調査するために、表３に示すように中空体の添加量を変えて舗装材を作製した。また、より確実に樹脂が中空体を取り囲むように、中空体の添加量が多いサンプルほど樹脂の量も増やした。さらに舗装体を製造する際のバインダーの添加量も中空体の添加量が多いサンプルほど多くした。
【００９１】
【表３】
0005159328.tif 000004
【００９２】
舗装材および舗装体の製造は、特記した場合を除き「（１）赤外線遮蔽粒子の温度上昇抑制効果」に記載したのと同じ材料および同じ製造方法を用いた。なお、表３に示すサンプルでは炭酸カルシウムは添加していない。
【００９３】
得られた舗装体サンプルの遮熱特性を「（１）赤外線遮蔽粒子の遮熱効果」で記載したのと同じく舗装体の表面温度を測定することにより評価した（赤外線照射時間１２０分）。表面温度の測定結果を図１０に示す。赤外線を１２０分照射後の表面温度は、５０〜５５℃となっており、温度上昇が抑制されている。また、実施例１−１０、１−９、１−８の順、すなわち中空体の添加量の多い順に表面温度が低く、温度上昇抑制効果が大きくなっている。
【実施例２】
【００９４】
２．実施形態２に係る実施例
以下に、吸水ポリマーを含有する実施形態２にかかる実施例を示す。
（１）吸水ポリマー添加による遮熱効果
実施形態１と同じ、粒径が１〜５ｍｍの廃ゴム材（タイヤ粉砕材）１００重量部を心材として、これに表４に示すように樹脂（実施形態１と同じゴムモルタル成型用のウレタン樹脂）１８重量部を加え、モルタルミキサーを用いて攪拌した。
【００９５】
【表４】
0005159328.tif 000005
【００９６】
次に吸水ポリマーとしてポリマー重量の４００倍の水を吸収可能な住友精化株式会社製「アクアキープＳＡ−６０Ｎ」（吸水前の状態で平均直径１００μｍ）２重量部にその重量の２０倍（４０重量部）の水を吸水させた。そして実施例２−１では、この吸水させた吸水ポリマーを上記の心材と樹脂の混合物に更に混合し攪拌した。一方、比較例２−１には、吸水ポリマーは混合しなかった。
【００９７】
舗装材を舗装材構成粒子が一粒一粒が分離した粒状にするために、両方のサンプルにそれぞれ７０重量部の炭酸カルシウムを添加し、混合、攪拌後、２４時間気中養生し樹脂を硬化させて舗装材を得た。実施例２−１および比較例２−１の舗装材の外観は灰色であった。
【００９８】
さらに表４に示すように、それぞれの舗装材１００重量部に対して、バインダーとしてウレタン樹脂を１８重量部添加し、モルタルミキサー内で攪拌した後、厚さ３０ｍｍのポリエチレン製断熱体上に厚さ１０ｍｍ、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍの直方体を成形し、これを１週間養生し、バインダーを硬化させることでそれぞれのサンプルの舗装体を得た。なお何れのサンプルも舗装体に加工しても舗装材とほぼ同じ灰色であった。
【００９９】
次に舗装体の温度上昇抑制効果を評価した。実施形態１に示したのと同じ評価方法を用いた。図１１に評価結果を示す。赤外線を１２０分照射後の表面温度は、実施例２−１では、５０℃であり、比較例２−１の６９℃と比べ約２０℃と顕著な温度上昇抑制効果を示した。
【０１００】
（２）吸水ポリマーと赤外線遮蔽粒子および中空体による遮熱効果
表５は、実施例２−２〜２−４にかかる舗装材および舗装体の組成を示す。以下の手順で製造した。特に記載のない場合は「（１）吸水ポリマー添加による温度上昇抑制効果」に記載したのと同じ材料を用い、同じ製造方法で製造した。
【０１０１】
心材１００重量部に、樹脂２７重量部を混合し、攪拌した。次に、表５に示すように吸水ポリマー２重量部に対し、吸収させる水の量を２０重量部〜８０重量部と変えて水を吸収させた吸水ポリマーを混合し攪拌した。
【０１０２】
さらに、実施例１と同じ中空体を１２重量部混合、攪拌した後、実施例１と同じ灰色赤外線遮蔽粒子を７０重量部混合、攪拌した。そして、舗装材構成粒子が一粒一粒分離した粒状にした後、２４時間気中養生し樹脂を硬化させて舗装材を得た。実施例２−１〜２−３かかる舗装材は、いずれも外観は、添加した灰色赤外線遮蔽粒子と略同じ灰色であった。
【０１０３】
さらに表５に示すように、それぞれの舗装材１００重量部に対して、バインダーとしてウレタン樹脂を１８重量部添加し、モルタルミキサー内で攪拌した後、厚さ３０ｍｍのポリエチレン製断熱体上に厚さ１０ｍｍ、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍの直方体を成形し、これを１週間養生し、バインダーを硬化させることでそれぞれのサンプルの舗装体を得た。なお何れのサンプルも舗装体に加工しても舗装材とほぼ灰色であった。
【０１０４】
図１２は、それぞれのサンプルについて実施形態１と同じ方法により舗装体の温度上昇抑制効果を評価した結果を示す。赤外線を１２０分照射後の表面温度は、実施例２−２〜２−４の全てで４３〜４７℃と５０℃より低く顕著な遮熱効果を示した。なお、僅かな差であるが、吸水ポリマーに予め吸収させた水の量が多いほど、赤外線を１２０分照射後の表面温度が低くなっている。
【０１０５】
（３）圧縮強度
上記の実施例２−２〜２−４と同じ製造方法で舗装体を作製した。但し、舗装体の形状は、圧縮強度を評価するために直径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの円柱状とした。さらに、吸水ポリマーの影響を明確にするために、実施例２−２〜２−４と同じ重量部の心材、樹脂、灰色赤外線遮蔽粒子、中空体を含有し、吸水ポリマーを含有しない舗装材を実施形態１にかかる実施例１−１１として作製し、さらにこの舗装材に１８重量部のバインダーを混合後攪拌し、これを上述の実施例２−２〜２−４にかかる円柱状の舗装体と同じ方法で、同じ形状の円柱状の舗装体を得た。
【０１０６】
得られた舗装体を、ＪＩＳ  Ａ  １１０８に準拠し圧縮試験を行った。表５は、圧縮強度を示す。何れのサンプルも０．６Ｎ／ｍｍ２以上と通常の使用であれば実用上問題のない強度を示した。特に実施例２−３と２−４は、吸水ポリマーを含有しているにもかかわらず１．２Ｎ／ｍｍ２以上、すなわち吸水ポリマーを含有していない実施例１−１１の８５％以上という優れた強度を示した。
【０１０７】
【表５】
0005159328.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施形態１にかかる舗装材を構成する舗装材構成粒子１００の断面図である。
【図２】本発明の実施形態１にかかる別の舗装材を構成する舗装材構成粒子２００の断面図である。
【図３】本発明の実施形態２にかかる舗装材を構成する舗装材構成粒子３００の断面図である。
【図４】吸水ポリマーが水を排出した状態の舗装材構成粒子３００の断面図である。
【図５】図３のＡ部の拡大図である。
【図６】本発明の実施形態２にかかる別の舗装材を構成する舗装材構成粒子４００の断面図である。
【図７】本発明の実施形態２にかかる別の舗装材を構成する舗装材構成粒子５００の断面図である。
【図８】実施例１−１、１−２および比較例１−１、１−２にかかる舗装体の表面温度測定結果を示すグラフである。
【図９】実施例１−３〜１−７および比較例１−３にかかる舗装体の表面温度測定結果を示すグラフである。
【図１０】実施例１−８〜１−１０にかかる舗装体の表面温度測定結果を示すグラフである。
【図１１】実施例２−１、および比較例２−１にかかる舗装体の表面温度測定結果を示すグラフである。
【図１２】実施例２−２〜２−４にかかる舗装体の表面温度測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０９】
１  心材、２  樹脂、３  中空体、４  吸水ポリマー、５  赤外線遮蔽粒子、１０  気泡、１００，２００，３００，４００，５００  舗装材構成粒子
【図１】
0005159328.tif 000007
【図２】
0005159328.tif 000008
【図３】
0005159328.tif 000009
【図４】
0005159328.tif 000010
【図５】
0005159328.tif 000011
【図６】
0005159328.tif 000012
【図７】
0005159328.tif 000013
【図８】
0005159328.tif 000014
【図９】
0005159328.tif 000015
【図１０】
0005159328.tif 000016
【図１１】
0005159328.tif 000017
【図１２】
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