(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の骨材を用いたコンクリートの断熱性、ひび割性、防水性、重量が大きい等の問題を解決する方法を提供する。【解決手段】廃タイヤと廃石油製品のビニール・プポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類と粉砕スラグを一体の複合骨材とすることによって極性の異なる各廃棄物を巧みに組み合わせて結合し再生資源として有効利用できるのみならず断熱・軽量化・衝撃緩和等の新たなる価値を付加する利点を有する。課題に述べたような諸問題を解決するために複合骨材を適用できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃タイヤを細かく粒状態に破断または紐状態に裁断された物体１と廃棄合成樹脂等・ビニール・ポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類２と水砕等の方法で粉砕された製鉄高炉粉砕スラグ３が一体となった複合骨材形成の最大の利点は極性の異なる各廃棄物を巧みに組み合わせ加工することによって再生資源として有効利用できるのみならず断熱・軽量化・衝撃緩和等の新たなる価値を付加せしむる利点をもって特許請求の範囲とするものである。
廃タイヤを細かく粒状態に破断または紐状態に裁断された物体１を用意する。廃石油製品である廃棄合成樹脂等２を廃タイヤを細かく粒状態に破断または紐状態に裁断された物体１とともに過熱し過熱溶融させる。
加硫等の化学的処理のタイミングは廃タイヤを細かく粒状態に破断または紐状態に裁断された物体１を加熱し始める前の時期から廃棄合成樹脂等・ビニール・ポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類２の投入溶融までの時期とする。
製鉄高炉スラグを水砕等の方法によって粉砕する。これが製鉄高炉粉砕スラグ３である。ロータリキルンなどの加熱回転炉等で粒状態に破断または紐状態に裁断された廃タイヤ粉砕裁断物１に対して加硫等の化学処理後過熱溶融された石油製品である廃棄合成樹脂等２をからめて混合する。
廃タイヤを細かく粒状態に破断または紐状態に裁断された物体１と化学処理後過熱溶融された廃棄合成樹脂等・ビニール・ポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類２をからめた状態に水砕等の方法で粉砕された製鉄高炉粉砕スラグ３を付加して過熱攪拌混合して粒または紐状態の複合体を形成時する。
過熱温度を降下させながら水砕等の方法で粉砕された製鉄高炉粉砕スラグ３の量を少しずつ増量調節する。形成された複合骨材の表面に水砕等の方法で粉砕された製鉄高炉粉砕スラグ３の一部が廃棄合成樹脂等・ビニール・ポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類２溶融物から飛び出して、むき出しになった状態で冷却固結させる。
廃タイヤを細かく粒状態に破断または紐状態に裁断された物体１と化学処理後加熱溶融後固結した廃棄合成樹脂等・ビニール・ポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類２と水砕等の方法で粉砕された製鉄高炉粉砕スラグ３が冷えて固まることによって一体となった複合骨材として形成する。
この複合骨材をコンクリートならびにアスファルト等の瀝青材料の骨材として使用する。この複合骨材により従来の砕石骨材と比較して軽量化が実施できる。この複合骨材を使用したコンクリートは住宅の基礎や壁に使用すれば断熱効果や衝撃の緩和ならびにひび割れの抑制を実施できる。
この複合骨材を使用したアスファルト等の瀝青材料は住宅の屋根やベランダなどの場所で断熱効果ならびに、強度を保った防水材料の骨材として使用できる。また複合骨材を使用した瀝青材料やゴム加工製品は老人ホームの床材料として表面の柔らかさを保った状態で滑りにくい加工をすることができる。
複合骨材形成の簡略形成方法として廃タイヤを細かく粒状態に破断または紐状態に裁断された物体１の表面を加硫等の化学処理後に水砕等の方法で粉砕された製鉄高炉粉砕スラグ３と一緒にロータリーキルンなどの加熱回転炉等の熱で混合攪拌させる。
さらに簡略形成方法として廃タイヤを細かく粒状態に破断または紐状態に裁断された物体１の廃ゴムの一部をロータリーキルンなどの加熱回転炉等の熱で溶かして水砕等の方法で粉砕された製鉄高炉粉砕スラグ３を複合骨材形成し徐々に冷却固結させる。
さらに簡略形成方法として廃タイヤを細かく粒状態に破断または紐状態に裁断された物体１の表面に付着ならしめ混合攪拌し冷却して廃ゴムと高炉粉砕スラグ３の二相物体を一体化ならしめ冷却固結させ廃棄物再生利用複合骨材を形成する。
この複合骨材をコンクリートおよび瀝青材料の骨材とする。廃タイヤ粉砕裁断物１の表面に水砕等の方法によって粉砕された製鉄高炉粉砕スラグ３の量を多く付着させしめるのは複合骨材としての重量を調整する目的と骨材として使用した場合にセメントモルタルやアスファルト等の瀝青材料との食いつきを良くする目的がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この廃タイヤ再生利用複合材料は建築・土木技術に関する内容である。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特許出願２００３−９７８２０
【特許文献２】特許出願２０００−４０２１７８
【特許文献３】特許出願２０００−９５８４２
【特許文献４】特許出願平８−３４４３１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
廃タイヤはゴミとしての処分に困っている。廃石油製品である各種合成樹脂、プラスチック製品・ペットボトルの原料であるポリエチレンテレフタレート・ビニール等はゴミとしての処分に困っている。製鉄高炉スラグは産業廃棄物として処分に困っている。住宅の基礎や壁や屋根は断熱問題に困っている。壁の防音や断熱に困っている。コンクリート基礎や壁などにはひび割れが入りやすいので困っている。従来の骨材を用いたコンクリート屋根の場合重量が大きいので困っている。コンクリート屋根やベランダはコンクリートの施工後に防水加工する必要がある。従来のシート防水では強度が弱く経年変化によってゴムシートが脆弱になり漏水することが多くこまっている。コンクリートの床は冷たく固く滑りやすくて老人に対して優しくなく困っている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
廃タイヤは粒状態の形状に破断せられるべきである。あるいは紐状態の形状に裁断されるべきである。これが廃タイヤ粉砕裁断物１である。その大きさは、使用用途によって、直径数ミリメートルからこぶし大またはそれ以上の大きさに加工されるべきである。
【０００５】
この破断裁断された廃タイヤの表面にはイオウ添加による加硫等の方法により化学処理がされるべきである。製鉄高炉のスラグは水砕等の方法によって粉砕されるべきである。これが製鉄高炉粉砕スラグ２である。形状は直径数ミリメートルの砂程度の形状、砕石程度の形状、あるいはこぶし大の形状、さらにもっと大きなものさまざまな形状が考えられる。骨材として再利用するときの重量バランスを考えると砂程度の形状の粉砕が好ましい。
【０００６】
一番肝心なのは、使用済み廃石油製品である合成樹脂ビニール・ポリエチレンテレフタレート等・プラスチック類２の加工である。熱によって「みずあめ」状態にする。このみずあめ溶融状態になった使用済みビニール・ポリエチレンテレフタレート等・プラスチック類を、先ほどの粒状態または紐状態にした廃タイヤ１を絡めるのである。その方法としてはセメントのクリンカーを焼成するようなロータリーキルンの様な回転式の高熱炉が好ましい。
【０００７】
粉砕裁断された廃タイヤのゴム１の表面と溶融状態になったビニール・プラスチック製品類は無極性の状態であるので、加硫によるある種の熱的化学結合を生じて分子レベルの架橋化が行われる。その結合を促進する化学物質である触媒の選択が必要になる。いったん粒状態または紐状態になった廃タイヤ１と溶融状態のビニール・プポリエチレンテレフタレート等・ラスチック製品類２は一定の時間回転攪拌されなければならない。混合攪拌過程においてもクリンカー製造用のロータリーキルンのような高熱の回転炉での成型が好ましい。
【０００８】
十分混合され廃タイヤ１と溶融状態になったビニール・プラスチック製品類２は有る程度にまで結合が促進された状態のときに、砂粒状態に水砕等の方法で粉砕された高炉スラグ３が投入されて攪拌されなければならない。廃タイヤを骨材として使用するためにはそのままでは軽いので、骨材としての重量バランスを考えて粉砕高炉スラグを付着せしめなければなければならない。
【０００９】
廃タイヤをそのまま粒または紐状態にしてコンクリートに混ぜても、粉砕破断された廃タイヤは軽いので浮力のせいで浮かんで分離してしまう。、廃タイヤ表面は無極性であるのでセメントペーストとは容易に結合しない。粉砕高炉スラブは表面に極性があるのでセメントモルタルとの結合の相性は良好である。溶融状態になったビニール・プポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類が冷えて固まるときに砂状態になった粉砕高炉スラブを取り込む。粒または紐状態になった廃タイヤの表面に廃合成樹脂を介して粉砕高炉スラグが取り込まれる。
【００１０】
骨材として使用可能な強度を有する状態になるまで廃タイヤ・溶融状態のビニール・プポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類・粉砕高炉スラグは回転攪拌されながら冷却されなけばならない。固有の固溶解状態を保ったままで、中心部に廃タイヤその表面に混合溶融状態のビニール・プポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類がまとわりつく。冷えて固まったビニール・プラスチック製品類に物理的にとりこまれた粉砕高炉スラグがからみつく。
【００１１】
図１と図２に示される、粉砕裁断された廃ゴムタイヤ１と石油製品廃棄樹脂混合溶融物２と製鉄高炉粉砕スラグ３のこれらが同心円状態につらなった三相の三層が一体の複合体となこる。この複合骨材はコンクリートまたは瀝青材料と混ぜ合わされた状態になったときに廃ゴムと粉砕高炉スラグは重量調整してあるので骨材として分離しない。廃タイヤとビニール・プポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類と粉砕高炉スラグが一体となった複合骨材は溶融状態が冷えて固まりつつあるビニール・プポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類２にさらに粉砕高炉スラグが添加されることによってこの複合骨材の表面から粉砕高炉スラグ３の一部分がむきだしの状態を維持することができる。
【００１２】
製鉄高炉粉砕スラグ３の一部をこの複合骨材の表面から露出させることによって、この複合骨材をモルタルペーストや瀝青材料の骨材として使用した際に食いつきが良くなる。この廃タイヤ粉砕裁断物１とビニール・プポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類２と製鉄高炉粉砕スラグ３が一体となった骨材の最大の利点は極性の異なる各廃棄物を巧みに組み合わせることによって再生資源として利用できるのみならず新たなる価値を付加せしむる点にある。
【００１３】
この廃棄物再生利用複合骨材の使用目的は一般住居用住宅の断熱基礎である。強度的には16N/平方メートル程度あれば十分であると考える。住居用住宅の場合、基礎は強度としても重要であるが、冬場の地面への熱の放散そ考えるうえで断熱はかなり重要である。壁にこの複合骨材を用いることによって防音・断熱する効果がある。
【００１４】
第二の使用目的は住宅のルーフイングである。廃タイヤ粉砕裁断物１とビニール・プポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類２と製鉄高炉粉砕スラグ３が一体となった複合骨材とアスファルト等の瀝青材料を混合することによって一般のフーフィング以上の強度を有する一般住居用住宅の屋根の断熱防水加工が可能になる。
【００１５】
屋根には防水・断熱・耐火性能が求められる。屋根の下地は普通木材が使用されるので屋根の下層はアスファルト等の瀝青材料成分の大なる素材、中間層にこの粉砕裁断廃タイヤ物１とビニール・プポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類２と製鉄高炉粉砕スラグ３が一体となった複合骨材とアスファルト等の瀝青材料混合物を用いる。上層は廃タイヤとビニール・プポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類と水砕スラグが一体となった複合骨材の製鉄高炉粉砕スラグ３の混合量を多くして紫外線対策と耐火対策とする。
【００１６】
例えばその用途としては、この複合骨材のうちの廃棄石油製品の合成樹脂類ビニール・ポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類２のうちでビニールやポリエチレンテレフタレートの成分を多くした複合骨材とアスファルト等の瀝青材料を混合形成することによって、老人ホーム・保育園等の歩道や床材料として用いることによって、冷たくなく、柔らかく、滑りにくい老人や子供に優しい床を実現できる。
【００１７】
この複合骨材形成の簡略形成方法として破断裁断された廃タイヤ１の表面を加硫等の化学処理後に製鉄粉砕炉スラグ３と一緒に混合攪拌しロータリーキルンなどの加熱回転炉等の熱で廃ゴムの一部を溶かし粉砕高炉スラグ３を破断裁断された廃タイヤ１の表面に付着ならしめる。混合攪拌し冷却して廃ゴムと高炉スラグの二相物体を一体化ならしめ冷却固結させ廃棄物再生利用複合骨材を形成する。
【００１８】
この複合骨材をコンクリートおよびアスファルト等の瀝青材料の骨材とする。廃ゴムの表面に粉砕スラグを付着させしめる理由は複合骨材としての重量を調整する目的である。また複合骨材として使用した場合にセメントモルタルやアスファルト等の瀝青材料と製鉄高炉粉砕スラグ３との食いつきを良くする目的がある。
【発明の効果】
【００１９】
廃タイヤを有効に再資源化することが出来る。廃石油製品である合成樹脂などを有効に再資源化することができる。産業廃棄物である製鉄高炉スラグを有効に再資源化することができる。
【００２０】
本発明の廃棄物利用再生複合骨材を用いることによって、従来の骨材と比較してコンクリートならびに瀝青形成物の軽量化を実施することができる。
【００２１】
従来の骨材と比較してコンクリートならびにアスファルト等の瀝青形成物の断熱化と防音化を実施することができる。
【００２２】
本発明の廃棄物利用再生複合骨材をアスファルト等の瀝青材料とともに用いることによって強度を保ちつつ防水効果を実施することができる。
【００２３】
本発明の廃棄物利用再生複合骨材と従来の砕石骨材とセメントモルタル用いることによってひび割れを抑制したコンクリートを形成実施するこができる、
住宅ベランダに本発明の廃棄物利用再生複合骨材を瀝青材料とともに用いることによって従来のシート防水と比較して有る程度の柔らかさを保った状態で表面を滑りにく加工実施することが可能である。
【００２４】
本発明による廃棄物再生利用骨材をアスファルト等の瀝青材料とともに用いることによって、病院・保育園等の床材ならびに歩道に使用することによって、冷たくなく・柔らかく・滑りにくいお年寄りや子供に優しい床や歩道を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
廃タイヤは一般の砕石程度の形状に破断されるのが好ましい。これが廃タイヤ粉砕裁断物１である。衝撃の緩和により急激な破壊を防止することができる。また、ひび割れ抑制を主たる目的とするのであれば廃タイヤは紐状態に裁断されるのが好ましい。廃棄石油製品である合成樹脂２は各種あるけれども強度を期待するのであれば合成樹脂であるプポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品が好ましい。
【００２６】
老人ホームの床などで柔らかさと滑りにくさを期待するのであればビニールやプポリエチレンテレフタレート等の成分を多くしたものが好ましい。水砕等で粉砕された製鉄高炉スラグ３は砂粒の形状が好ましい。
【００２７】
骨材の強度や重さを追求する目的であれば、製鉄高炉スラグはにぎりこぶしより大きいものが好ましい。ひび割れの抑制や断熱や防水の目的でこの複合骨材をしようするのであれば製鉄高炉粉砕スラグ３は砂粒の大きさが好ましい。
【００２８】
破断裁断された廃ゴムの化学処理としてはイオウの加硫が好ましい。複合材料の加熱混合攪拌にはロータリーキルン等の加熱回転炉が好ましい。
【００２９】
加熱回転炉への材料投入は、一番目に化学処理後の破断裁断された廃ゴム、二番目には柔らかさが調整された廃棄石油製品であるビニール・プポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類、三番目には粉砕高炉スラグの順番が好ましい。
【００３０】
簡略的方法においては加硫等の化学処理後の破断裁断された廃ゴム１と製鉄高炉粉砕スラ３グを同時に混合過熱付着固結させてもよい。粉砕高炉スラグの投入は徐々に行い最後に冷えて固まったときにスラグの一部が骨材からむき出しになって飛び出ている状態が好ましい。こうすれば複合骨材をコンクリートやアスファルト等の瀝青材料とともに使用したときに複合骨材との食いつきが良いからである。
【実施例】
【００３１】
コンクリート製の住宅の基礎や壁に本発明の廃棄物利用再生複合骨材を用いることによって断熱効果を実施し、ひび割れ抑制機能を実施することができる。
【００３２】
屋根材下部にはアスファルト等の瀝青材料の成分を多くする。中間層はこの複合材料を用いる。上層部にはこの複合骨材でも製鉄高炉粉砕スラグ３の成分を多くした複合骨材をもちいることで住宅の屋根材料として用いることができる。
【００３３】
ベランダに本発明の廃棄物利用再生複合骨材をアスファルト等の瀝青材料とともに用いることによって従来のシート防水等よりも強度を保ちつつ防水加工や耐火耐紫外線加工を実施することができる。
【００３４】
本発明の廃棄物利用再生複合骨材をアスファルト等の瀝青材料とともに用いることによって有る程度の柔らかさを保った状態で表面を滑りにく加工実施することが可能である、これは老人ホームの床材料として断熱防水効果がありある程度の柔らかさを保ちつつ滑りにくいので老人・病院等にに優しい歩道や床を実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
住宅の基礎や壁等、コンクリート用複合骨材としては断熱・防音およびひび割れ抑制に利用可能である。住宅の屋根材料やベランダの防水材料として瀝青形成材料の複合骨材にもちいることで断熱や強度を有する防水に利用可能である。
【００３６】
老人ホームや病院の床材料として瀝青材料のなかに柔らかい複合骨材を使用することで施工後の表面の柔らかさを保って同時に滑りにくくすることで利用可能である。この複合骨材はコンクリートや瀝青材料の複合骨材として利用することで幅広い産業上の利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】廃棄物利用再生複合骨材の全体図である。
【図２】複合骨材の粒状態のA-A断面図である
【図３】複合骨材の紐状態のA-A断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１は粒状態に破断または紐状態に裁断された廃タイヤである。
２は石油製品の廃棄合成樹脂等のビニール・プポリエチレンテレフタレート等・プラスチック製品類が溶融後に固結したものである。  
３は水砕等の方法で粉砕された製鉄高炉粉砕スラグである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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