(57)【要約】  【課題】テルミット反応を起こす熱源を十分な量使用でき、着火性と破砕威力に優れ、取り扱い性にも優れる破砕具を提供すること。熱源に対する着火が安定して行え、破砕威力の高い被破砕物の破砕方法を提供すること。  【解決手段】テルミット反応を起こす熱源と、該熱源が起こすテルミット反応の反応熱により蒸発して高圧ガスを発生する前記熱源を収容する容器と、を備えてなる破砕具。テルミット反応を起こす熱源と、該熱源が起こすテルミット反応の反応熱により蒸発して高圧ガスを発生する前記熱源を収容する容器とを備えてなる破砕具の前記容器を岩石やコンクリート構造物などの被破砕物に装填し、前記容器が蒸発して発生する高圧ガスを利用する被破砕物の破砕方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
テルミット反応を起こす熱源と、該熱源が起こすテルミット反応の反応熱により蒸発して高圧ガスを発生する前記熱源を収容する容器と、を備えてなることを特徴とする破砕具。
【請求項２】
熱源が金属酸化物又は金属過酸化物の酸化剤と、粉状金属の還元剤とからなることを特徴とする請求項１記載の破砕具。
【請求項３】
金属酸化物が酸化鉄（Fe2O3）及び／又は酸化銅（CuO）であり、金属過酸化物が過酸化マグネシウム、過酸化カルシウム、過酸化ナトリウム、過酸化カリウムから選ばれた１種以上であり、また粉状金属が粉状アルミニウム及び／又は粉状マグネシウムであることを特徴とする請求項２記載の破砕具。
【請求項４】
容器がプラスチックで形成されてな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具。
【請求項５】
プラスチックが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４記載の破砕具。
【請求項６】
テルミット反応を起こす熱源と、該熱源が起こすテルミット反応の反応熱により蒸発して高圧ガスを発生する前記熱源を収容する容器とを備えてなる破砕具の前記容器を岩石やコンクリート構造物などの被破砕物に装填し、前記容器が蒸発して発生する高圧ガスを利用することを特徴とする被破砕物の破砕方法。
【請求項７】
破砕具が請求項１〜請求項５のいずれかに記載のものであることを特徴とする被破砕物の破砕方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩石やコンクリート構造物などの被破砕物を破砕するための破砕具及び破砕方法に関し、詳細には、テルミット反応を起こす熱源がテルミット反応の反応熱により蒸発して高圧ガスを発生する気体発生源の容器に収容される破砕具及び該破砕具の容器を被破砕物に装填し、テルミット反応の反応熱により容器を蒸発させて発生する高圧ガスを利用する被破砕物の破砕方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、岩石やコンクリート構造物など被破砕物の破砕には、火薬を使用したコンクリート破砕器やテルミット反応を利用した破砕用組成物などが用いられている。破砕用組成物は、酸化剤、還元剤及び気体発生剤を用い、テルミット反応による高温の反応熱で気体発生剤が蒸発して発生する高圧ガスを用いて岩石などを破砕するもので、本願出願人は無機過酸化物からなる酸化剤と、粉状金属からなる還元剤と、気体発生剤と、からなる破砕用組成物（特許文献１参照）及び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破砕用組成物（特許文献２参照）を提案している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２７７１８１号公報
【特許文献２】特開２００４−９９４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の破砕用組成物に、熱源に対する安定した着火性と高い破砕威力を付与するためには、気体発生剤の重量を熱源の重量とほぼ同重量にする必要があった。その結果、被破砕物に設けられた穿孔内に破砕用組成物を充填する際、充填できる熱源の割合は気体発生剤の存在で制約を受け、穿孔の全容積のおよそ半分程度に充填できるに過ぎず、気体発生剤によって発熱密度が低下させられ、破砕威力を減じられるという矛盾が生じていた。また、気体発生剤として用いるプラスチックは粉状にする必要があり、その作業は煩雑であった。また、酸化剤と還元剤と気体発生剤の３種を混合する作業は煩雑であった。さらに、作業現場で穿孔に破砕用組成物を充填する作業は煩雑であった。
【０００５】
本発明は、テルミット反応を起こす熱源を十分な量使用でき、着火性と破砕威力に優れ、取り扱い性にも優れる破砕具を提供することを課題とする。また、熱源に対する着火が安定して行え、破砕威力の高い被破砕物の破砕方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、従来、気体発生剤として用いたプラスチックを粉状にせず容器に成形し、この容器に熱源を収容してテルミット反応を起こさせたところ、容器が蒸発して高圧ガスを発生し、気体発生剤として十分に機能し得ることを見出し本発明に想到した。  
本発明は、テルミット反応を起こす熱源と、該熱源が起こすテルミット反応の反応熱により蒸発して高圧ガスを発生する前記熱源を収容する容器と、を備えてなることを特徴とする破砕具を要旨とする。
【０００７】
上記の発明で、熱源を金属酸化物又は金属過酸化物の酸化剤と、粉状金属の還元剤とからなるものとしても良い。また、金属酸化物は酸化鉄（Fe2O3）及び／又は酸化銅（CuO）で、金属過酸化物は過酸化マグネシウム、過酸化カルシウム、過酸化ナトリウム、過酸化カリウムから選ばれた１種以上で、また粉状金属は粉状アルミニウム及び／又は粉状マグネシウムとしても良い。また、容器をプラスチックで形成しても良く、プラスチック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）としても良い。
【０００８】
テルミット反応を起こす熱源と、該熱源が起こすテルミット反応の反応熱により蒸発して高圧ガスを発生する前記熱源を収容する容器とを備えてなる破砕具の前記容器を岩石やコンクリート構造物などの被破砕物に装填し、前記容器が蒸発して発生する高圧ガスを利用することを特徴とする被破砕物の破砕方法を要旨とする。この発明で、破砕具を上記のいずれかとしても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の破砕具は、熱源のみを容器に充填できるので、十分な量の熱源を使用でき、ひいては安定した着火性と高い破砕威力を有し、取り扱い性にも優れる。また、被破砕物に容器を装填するだけで破砕が行えるので、破砕のための準備作業が簡単かつ効率的に行える。プラスチックを粉状にする必要がない上、廃プラスチックを容器に成形して気体発生源として利用できるので、廃プラスチックの処理が促進できる。酸化剤に金属過酸化物を用いた場合、反応残渣は狭義のテルミット反応のような土壌に好ましくない鉄や銅などではなく、地質構成成分に限りなく近いので土壌汚染の可能性が低く、地球環境に優しい態様で岩石等を破砕できる。
【００１０】
本発明の被破砕物の破砕方法は、安定した着火性と高い破砕威力で被破砕物を破砕でき、また、廃プラスチックの処理を促進できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本明細書におけるテルミット反応は、金属酸化物とアルミニウム粉とによる狭義のテルミット反応のみならず、酸化剤と金属の還元剤とによる発熱を伴う反応を含む広義のテルミット反応である。  
【００１２】
熱源を構成する酸化剤の金属酸化物は、粉状金属の還元剤とテルミット反応を起こす限り特に限定はないが、酸化鉄、酸化銅などを例示でき、これらの併用もできる。
【００１３】
熱源を構成する酸化剤の金属過酸化物は、粉状金属の還元剤とテルミット反応を起こす限り特に限定はないが、アルカリ土類金属又はアルカリ金属の過酸化物あるいはマグネシウムの過酸化物を例示できる。また、これらには、過酸化カルシウム、過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、過酸化マグネシウムなどを例示でき、特に取り扱いの容易性から過酸化カルシウムが好ましい。また、これらの併用もできる。なお、これらの酸化剤が還元剤のアルミニウム又はマグネシウムと反応して生成するのは、各々酸化カルシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウムあるいは酸化アルミニウムで、これらはいずれも土壌の化学組成物として存在する。
【００１４】
熱源を構成する還元剤は、酸化剤とテルミット反応を起こす限り特に限定はないが、粉状アルミニウム又は粉状マグネシウムなどを挙げることができ、これらの併用もできる。
【００１５】
熱源を収容する容器は、熱源のテルミット反応で発生する高熱により蒸発して高圧ガスを発生する気体発生源として機能し得る素材から構成される。このような素材としては、プラスチックが好ましい。プラスチックは、比熱容量が小さいものが好ましく、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリオキシメチレン（POM）、ABS、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン等を例示できる。特に、ポリエチレンテレフタレート（PET）は、使用量が多いので、廃プラスチックの処理を促進する点から、また、ポリオキシメチレン（POM）は高圧ガス化しやすい点からより好ましい。
【００１６】
熱源とこれを収容する容器で構成される破砕具は、該容器を岩石やコンクリート構造物などの被破砕物に装填し、容器内の熱源に着火することにより発生する高熱で容器が蒸発して高圧ガスとなり被破砕物を破砕できる。酸化剤に金属酸化物を用いる場合、金属酸化物としてFe2O3、還元剤として粉状アルミニウムを例にとり、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＋Q1（発熱量）    
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で成形された容器を容易に高圧ガス化できる。
また、酸化剤に金属過酸化物を用いる場合、金属過酸化物として過酸化カルシウム、還元剤として粉状アルミニウムを例にとり、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。
3CaO2＋2Al→Al2O3＋3CaO＋Q2（発熱量）  
発熱量Q2は、狭義のテルミット反応の酸化鉄と粉状アルミニウムの反応における発熱量の約60％である。
【００１７】
以上説明した通り、本発明の破砕具は、容器を気体発生源としたことにより容器に熱源のみを収容すればよいので、熱源の割合が気体発生剤の存在で制約を受けることもなく、安定した着火性と高い破砕威力を有する。
【実施例】
【００１８】
次いで、本発明を実施例を挙げて説明するが、以下の実施例に限定されるものではない。
【００１９】
〔実施例１〕  
酸化銅（CuO）81重量部、紛状アルミニウム（Al)19重量部の割合からなる熱源60gをポリエチレンテレフタレート（PET）で成形された容器に収容して破砕具を構成した。一辺60cmのコンクリート製の立方体構造物に複数の穿孔を形成し、これら穿孔に上記の熱源を収容する容器を装填した。装填後、モリブデン線からなる高融点電熱線で熱源を加熱し、破砕試験を行った。その結果、コンクリート製の立方体構造物は破砕され5〜6個の破砕片となった。破砕されたコンクリート片の傍らにはテルミット反応による高熱でほぼ炭化した容器片が散らばっており、容器が気体発生源として機能したことが示された。また、破砕試験を繰り返し行った結果、再現性良く立方体構造物を破砕できた。
【００２０】
〔実施例２〕
過酸化カルシウム(CaO2)82重量部、粉状アルミニウム(Al)18重量部の割合からなる熱源60gをポリオキシメチレン（POM）で成形された容器に収容して破砕具を構成した。熱源を収容する容器を実施例１と同様に一辺60cmのコンクリート製の立方体構造物に形成された複数の穿孔に装填し破砕試験を行った。その結果、コンクリート製の立方体構造物は破砕され2〜3個の破砕片となり、再現性も良好であった。