(57)【要約】【課題】高い透水性を有しながら、少なくとも表層部分に濃色系の意匠を有する透水性ブロックを提供する。【解決手段】  少なくとも表層部分を構成する骨材が無釉タイルの粉砕粒状物を含み、さらに少なくとも表層部分に顔料が含まれている透水性ブロックとする。ロックとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表層部分を構成する骨材が無釉タイルの粉砕粒状物を含み、さらに少なくとも表層部分に顔料が含まれている透水性ブロック。
【請求項２】
ガラス質の焼結バインダによって骨材間が結着されている、請求項１に記載の透水性ブロック。
【請求項３】
表層部分を構成する骨材のうち、前記粉砕粒状物が２０〜１００容積％を占めている、請求項１または２に記載の透水性ブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透水性を有したブロックに関し、詳しくは少なくとも表層部分が着色された透水性ブロックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透水性ブロックは、すでに多種類の製品が上市されており、透水性、保水性などに優れた舗装材として普及しつつある。しかしながら、ブロック中に透水、保水させる機能を持たせるために、空隙率の高い多孔質素材になっており、表層部分も骨材と空隙とが混在し、緻密質にはなり得ないことが特徴である。そのため、表層部分を加飾するにしても、ペイントや顔料により骨材への着色は可能であるが、空隙があるため濃色化を施すことが大変困難であり、色調コントロールが難しいという問題がある。
【０００３】
そこで、透水性セラミックブロックの表層部分に加飾を施したものとして、たとえば、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ブロックを製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法では、顔料を調製配合したのち焼成して得られるセラミック骨材を使用するか、あるいはセラミック骨材の表面および／または焼結バインダ中に顔料を分散させることにより、所定の着色が得られる。しかしながら、着色されたセラミック骨材はあらかじめ焼成して製造される骨材であり、高価格である。また、顔料を使用するにしても、濃色化のためには使用量が多くなることでコストアップになる。さらにセラミック骨材はあらかじめ焼成されていることから、骨材としての物理的、熱的な活性が低下し、ブロック骨材として使用するときのバインダとの接着性、融着性などが若干低下し、ブロック強度などの品質低下となることがある。
【特許文献１】特開２００５−１３９７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記した従来の問題を解決し、高い透水性を有しながら、少なくとも表層部分に濃色系の意匠をもたせることも可能な、色調コントロールの容易な透水性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】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明は、次の（１）〜（３）を特徴とするものである。
（１）少なくとも表層部分を構成する骨材が無釉タイルの粉砕粒状物を含み、さらに少なくとも表層部分に顔料が含まれている透水性ブロック。
（２）ガラス質の焼結バインダによって骨材間が結着されている、上記（１）に記載の透水性ブロック。
（３）表層部分を構成する骨材のうち、前記粉砕粒状物が２０〜１００容積％を占めている、上記（１）または（２）に記載の透水性ブロック。
【０００６】
なお、本発明における透水性ブロックとは、アルキメデス法により求めた空隙率が１０容積％以上の多孔質体であり、かつＪＩＳ  Ａ１２１８に記載の定水位透水試験の方法に準じた方法にて計測された透水係数が、０．００５ｃｍ／ｓｅｃ以上であるものをいう。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高い透水性を有し、かつ、濃色系の意匠をもたせることも可能な色調コントロールの容易なブロックを提供することができる。さらに、本発明の透水性ブロックにはタイル廃材を活用することが可能であるので、廃棄物の有効利用につながるうえに、低コスト化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の透水性ブロックは、骨材原料を成形することで得られるものであるが、その表面を発色させるために、少なくとも表層部分を構成する骨材が無釉タイルの粉砕粒状物を含み、さらに少なくとも表層部分に顔料が含まれている。このような透水性ブロックは、少なくとも表層部分を構成する骨材として、たとえば有色タイル生地から製造された無釉タイルを粉砕、分級して得られた粒状物を使用するとともに、少なくとも表層部分にさらに顔料を加え、粒状物を含む骨材表面や焼結バインダ中などに顔料を分散させる。粒状物の有色生地の色とさらに加えた顔料の作用によって、濃色化や独特の意匠になる発色が可能となる。
【０００９】
少なくとも表層部分を構成する骨材が上述の条件を満足すればよく、ブロックの基層部分については、表層と同一でもよいし別の原料構成になっていてもかまわない。表層部分とはブロック全体のうちの最表面層の部分のことであり、舗装材として使用されるときに最上層に位置する部分である。ブロックが、異なる原材料構成で最表面層とそれ以外の基層とに区分できる場合は、最上層に位置する部分を表層部分とする。すなわち。たとえばブロック形状へのプレス成形の際に、まず基層に相当する部分の原料を金型に充填し、その上に表層に相当する原料を金型に充填することがあるが、そういった場合は、表層原料が充填されて成形された部分が表層部分となる。そして、そのような多層構造の場合、表層部分の厚さは、ブロック全厚の５〜２０％程度であることが多い。
【００１０】
無釉タイルについて以下に説明する。タイルは、表面に釉薬を施しているか否かで、施釉タイルと無釉タイルに大別される。施釉タイルは、釉薬によりタイル表面を加飾しているのに対し、無釉タイルは、その多くが、タイル原料に顔料を事前に練り込んで、そのあと成形、焼成して製造されたものであり、タイルの表面だけでなく、生地全体を有色化させたものである。本発明においては、有色、無色のものに関わらず無釉タイルの粉砕粒状物を用いる。施釉タイルでは主に釉薬が色具合を決定するのでその粉砕粒状物を透水性ブロック表層に用いてもその施釉タイル表面の色具合を活かすことができないが、釉薬が塗られていないタイルは基本的に生地そのものが色具合を決定するので、釉薬が塗られていないタイルの粉砕粒状物を用いると、そのタイルの色具合を透水性ブロックにおいても活かすことができ、色調のコントロールが容易となる。中でも、顔料を事前に練り込んで焼成した有色無釉タイルの粉砕粒状物は、生地全体が有色化されているため粉砕してタイル内部が露出しても同様の有色生地となるので、濃色系の意匠を有する透水性ブロックを得るうえでより好ましい。
【００１１】
本発明において、無釉タイルの粉砕粒状物は、透水性ブロックの表層部分を構成する骨材の２０〜１００容積％を占めることが好ましい。無釉タイルの粉砕粒状物が２０容積％未満になると、他の骨材の色の影響が大きくなり、発色の調整が難しい。
【００１２】
無釉タイルの粉砕粒状物が２０〜１００容積％であることは、奥行き方向にその構成が均質であると仮定して、ブロック断面における無釉タイルの粉砕粒状物と他の骨材との面積比で代替できる。なお、ブロック断面から無釉タイルの粉砕粒状物と他の骨材との面積比を算出するにあたっては、断面写真を用いて画像処理するか、断面写真を該当粒子ごとに切り分けて重量比を計測することで面積比を導く。
【００１３】
なお、この無釉タイルは、本発明に使用する目的で製造される必要はなく、本来の建築用途などに使用される目的で製造された無釉タイルの中で、何らかの理由により、廃棄されることになった製品を使用することが可能である。すなわち、工場から発生する不良品、売れなくなった長期在庫品や、使用中に破損したものなどを回収し再利用することもできる。これにより、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ができ、廃棄物の減量に貢献するとともに、原料コストを低減でき、原料使用量が大量となる土木建築用原料としても好適である。
【００１４】
本発明では、表層部分に顔料を加えて発色を調整するが、そのためには、ブロック形状へのプレス成形に供する前の原料の段階で顔料を加え、骨材の表面に顔料を分散付着させたり、バインダ中に分散させたりする。
【００１５】
本発明の透水性ブロックを構成する骨材原料としては、上記無釉タイルの他に、施釉タイルから得られる粒状物や、鉄鋼スラグ、下水汚泥・都市ゴミ溶融スラグなどを用いることができる。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。また、都市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。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。
【００１６】
表層を構成する骨材は、最大粒径が５ｍｍ以下であることが好ましく、また、平均粒径（ＪＩＳ  Ｚ８８０１で規格されているふるいを用いたふるい分け法で求めた累積粒度分布から得られる５０％径）が０．５〜３ｍｍの範囲内であることが好ましい。したがって、無釉タイルの粉砕粒状物の平均粒径も０．５〜３ｍｍの範囲内であることが好ましい。表層を構成する骨材の最大粒径が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、粒度むらが生じたり、結合強度が不足し粒子欠落などのおそれが出てくる。平均粒径が０．５ｍｍを下回ると、強固な結合は得られるものの、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、焼成工程においては大きく収縮し、得られるブロックの形状や寸法が不安定となり易い。
【００１７】
そして、上記原料には、粘土、樹脂、水ガラス、でんぷん質などの粘着バインダを必要に応じて使用してもよい。焼結しなくても固化するようにセメントや樹脂を配合してブロック製品とする場合もあるが、８５０〜１２００℃程度で焼結し強固なブロックとすることができるように、ガラス粉、粘土、その他焼結温度以下で溶融する性状を有するバインダを用いることができる。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るとともに、連続気孔を多数有した素地となる。さらに、ブロックとしての透水性能、強度、形状安定性など、より品質が優れた舗装ブロックを得るためには、焼結バインダとしてガラス粉を使用することが特に好ましい。
【００１８】
本発明において、ブロック厚みは２０〜８０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。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、ブロック重量が大きくなり施工性が悪くなる易い。また、焼成して製造する際には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、結果的に強度が低下しやすい。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
まず、表層材料を以下のように準備した。
【００２０】
濃灰色の生地である無釉モザイクタイル（東レＡＣＥ（株）製、商品名「トレノーヴァＴＮ−０３」）を調達し、これを機械粉砕し、１０ｍｅｓｈふるい（目開き１．７ｍｍ）を通過し、３２ｍｅｓｈ（目開き０．５ｍｍ）の上に残る粒状物を取り出し、濃灰色生地の骨材を得た。この骨材１００重量部に水ガラス５重量部、ガラス粉１０重量部を加え、モルタルミキサーで混合した。これに組成比が酸化クロム６０重量％、酸化鉄３０重量％である黒色顔料（株式会社イワサキ製の顔料ＢＫ３５６５）を２重量部加え、さらにモルタルミキサーで混合し、表層材料とした。
【００２１】
次いで、基層材料を以下のように準備した。
【００２２】
上述の工程で得た濃灰色生地の骨材５０重量部と、平均粒径が１．５ｍｍの都市ゴミ溶融スラグ５０重量部とを混合した。これに水ガラス５重量部、ガラス粉１０重量部を加え、モルタルミキサーで混合し、基層材料とした。
【００２３】
次に、面サイズ２００×１００ｍｍで厚さ６０ｍｍのブロックが成形できる金型を準備し、振動プレス機にセットした。この金型内にまず上記基層材料を１．８ｋｇ充填し、軽く振動加圧したのち、その上に上記表層材料を０．２ｋｇ充填し、振動加圧し、ブロック成形体を得た。
【００２４】
この成形体を、乾燥、固化したのち、ローラハースキルンに投入し、最高温度が１１００℃の条件で８時間焼成し、透水性ブロックを得た。
【００２５】
得られた透水性ブロックは、ガラス粉が焼結バインダとなって骨材を結着させており、かつ連続気孔を有し高い透水性能を発揮する透水性ブロックであった。またアルキメデス法により求めた空隙率が１８容積％、ＪＩＳ  Ａ１２１８に記載の定水位透水試験の方法に準じた方法による透水係数が、０．０２ｃｍ／ｓｅｃであった。さらに、この透水性ブロックの表層部分は、原料とした濃灰色生地の骨材表面に黒色顔料が分散されており、骨材自体の濃灰色よりさらに濃いグレーが発色していることが、目視で確認できた。
【００２６】
（実施例２）
まず、表層材料を以下のように準備した。
【００２７】
濃灰色生地の骨材は、実施例１で用いたものと同一とした。次に、施釉モザイクタイル（東レＡＣＥ（株）製、商品名「トレクレールＴＣＳ−３６」）を準備した。このタイルは、表面にのみ釉薬で着色されており、表面の色は、濃灰色骨材の原料とした無釉モザイクタイル（東レＡＣＥ製、商品名「トレノーヴァＴＮ−０３」）とほぼ同等の色合い、濃灰色であり、釉薬面を除くタイル生地の色は薄灰色であった。この施釉モザイクタイルを濃灰色生地の骨材の製造工程と同一の条件で粉砕、分級して骨材を得た。この骨材は、釉薬面より生地内部の露出の影響が大きく、薄灰色の骨材となった。以上の濃灰色生地の骨材３０重量部と薄灰色の骨材７０重量部とを混合した。これに水ガラス５重量部、ガラス粉１０重量部を加え、モルタルミキサーで混合した。これに実施例１で用いた組成比が酸化クロム６０重量％、酸化鉄３０重量％である黒色顔料（株式会社イワサキ製の顔料ＢＫ３５６５）を２重量部加え、さらにモルタルミキサーで混合し、表層材料とした。
【００２８】
基層材料は、実施例１で用いたものと同一とした。
【００２９】
以上の材料を実施例１と同等の工程によりブロックとした。すなわち、振動加圧にて基層材料、その上に表層材料としたブロック成形体とし、乾燥、固化したのちローラハースキルンにより焼成し、透水性ブロックを得た。
【００３０】
得られた透水性ブロックは、実施例１と同様、ガラス粉が焼結バインダとなって骨材を結着させており、かつ連続気孔を有した透水性ブロックであった。また、この透水性ブロックの表層部分は、原料とした薄灰色の骨材の集合体中に濃灰色生地の骨材が多数分布して、濃淡の分布のある独特の風合いになっているとともに、両骨材表面に黒色顔料が分散されており、骨材自体の薄灰色や濃灰色がさらに濃くなっていることが、目視で確認できた。
【００３１】
（比較例１）
表層材料、基層材料として実施例１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、黒色顔料を加えなかった。以上の材料から実施例１と全く同等の製造工程にて透水性ブロックを得た。
【００３２】
得られたブロックの表層部分は、原料とした濃灰色生地の骨材の色が残っているものの、実施例１で得られた透水性ブロックに比べ、グレーの濃さで劣るものであった。また再熱処理されたりガラスバインダに覆われたりしているからか、若干、当初の骨材自体の濃灰色よりもかすれたように見えるものであった。
【００３３】
（比較例２）
表層材料に用いる骨材として、濃灰色生地の骨材は使用せず、薄灰色の骨材を１００重量部とした以外は、実施例２と全く同等の製造工程にて透水性ブロックを得た。
【００３４】
得られたブロックの表層部分は、顔料を添加しているので若干グレーがかってはいるが、濃い色にはなっていなかった。
【００３５】
さらに、上記実施例１、２および比較例１，２で得られた透水性ブロックについて、ミノルタ製の色差計「ＣＲ−３１０」を用いて明度Ｌ値を計測したところ、実施例１ではＬ値＝４２、実施例２ではＬ値＝４７、比較例１ではＬ値＝５１、比較例２ではＬ値＝５７であった。すなわち、実施例１と比較例１とを比較すると、明らかに顔料添加による濃色化の効果が確認でき、また、実施例２と比較例２とを比較すると、無釉タイル粉砕粒状物を含んでいないと濃色化の効果が十分に得られないことを確認できた。