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発明の名称 樹脂舗装材、樹脂舗装方法、アスファルト舗装の表面処理方法及び土木・建築用材
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−241005(P2001−241005A)
公開日 平成13年9月4日(2001.9.4)
出願番号 特願2000−55415(P2000−55415)
出願日 平成12年3月1日(2000.3.1)
代理人 【識別番号】100093665
【弁理士】
【氏名又は名称】蛯谷 厚志
【テーマコード(参考)】
2D051
4J002
【Fターム(参考)】
2D051 AA06 AF01 AF09 AG06 AG11 
4J002 AC001 AH001 BG041 BG042 CK051 CK052 CN011 CN012 CN021 CN022 DA066 DL006 DM006 FA011 FA016 FA081 FA086 FB071 FB076 FB261 FB266 FD011 FD016 GL00
発明者 釜石 忠美 / 長田 秀晴 / 石井 清堅
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 心材表面に接着剤を介して表面材が固着された骨材と、樹脂であるバインダーを混合したことを特徴とする樹脂舗装材。
【請求項2】 表面材のうち最表面に位置するものは、その表面の一部が接着剤で覆われていないものであることを特徴とする請求項1に記載の樹脂舗装材。
【請求項3】 心材がゴム製品の破砕物であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂舗装材。
【請求項4】 バインダーが水分の存在下においても反応硬化する樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂舗装材。
【請求項5】 請求項1に記載の樹脂舗装材を、舗装の表面に積層塗工することを特徴とする樹脂舗装方法。
【請求項6】 請求項1に記載の樹脂舗装材を、アスファルト舗装の表面の骨材の間隙に充填塗工することを特徴とするアスファルト舗装の表面処理方法。
【請求項7】 請求項1に記載の樹脂舗装材を、型に入れて成型したものであることを特徴とする土木・建築用材。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂舗装材、樹脂舗装方法、アスファルト舗装の表面処理方法及び土木・建築用材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】道路の舗装は、道路を平坦にし、人間や車の通行を安全、迅速にするためのものであり、所定の強度が出れば安価な方が好ましい。このため、従来はアスファルト舗装が大部分であった。
【0003】しかし、近年その騒音が問題となり単に強度があり平坦であるだけでなく、沿道周辺の環境問題をも配慮した騒音の少ない舗装方法が模索されてきている。例えば、アスファルト舗装層に多くの連続した空隙(間隙)をつくり、その空隙に音を吸収させて騒音を減少させるものや、タイヤと直接接する路面の硬さから発生する衝撃音の関係から、路面を柔らかくして発生音を小さくするためにゴムシートを道路に敷設する等である。
【0004】更に、アスファルトやセメント系のものでなく、樹脂を結合材として、骨材をゴムチップに変える方法も提唱されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した空隙を多くしたアスファルト層では、はじめは騒音防止効果があるものの、しだいに効果が低減し、舗装体表面の空隙くずれや舗装体内部に空隙詰まりを起こして短期間でその機能を低下させているのが現状である。また、ゴムシートを敷設する方法も、車道では寿命が短く、且つ非常に高価なものとなる。更に、樹脂とゴムチップを混合した方法では、ゴムチップ自体が弾性を有しているため、道路に敷設する場合転圧ができない(きかない)。そのため、ゴム粒子は点接着となり、その強度は硬化した樹脂の点接着部分の強度に依存しているため、ソフトではあるが耐久性に乏しく車道に使用できない。このようなことから、施工が容易で騒音低減効果が大きい車道にも使用でき耐久性のある舗装方法がなかったのである。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上のような状況に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果、本発明の樹脂舗装材を完成させたものであり、その特徴とするところは、心材表面に接着剤を介して表面材が固着された骨材と、樹脂であるバインダーを混合した樹脂モルタルを舗装材として使用する点にある。さらに該樹脂舗装材を舗装の表面に積層塗工する樹脂舗装方法、該樹脂舗装材をアスファルト舗装の表面の骨材の間隙に充填塗工するアスファルト舗装の表面処理方法、該樹脂舗装材を型に入れて成型したものである土木・建築用材を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の第1の特徴は、舗装材のバインダーとして樹脂を使用することと、特殊骨材を使用する点である。この2つの組合せが新しく、従来の舗装材にはない点である。その結果、無理に締め固める必要がなく硬化すれば車両の交通に十分供用できる非常に堅固な舗装層を形成できる。
【0008】ここでいうバインダーとは、舗装材の結合材であり、本発明では樹脂である。アスファルト舗装で言えばアスファルト結合材にあたるものである。バインダー樹脂自体は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等一般に土木・建築用に使用できるものであれば何でもよい。勿論、舗装に使用するものであるため耐候性や耐衝撃性、耐摩耗性に優れ、剥離抵抗の大きいものが望ましい。
【0009】更に、本発明ではこのバインダーとして、水分の存在下においても反応硬化する樹脂を用いることもできる。水分の存在下においても反応硬化する樹脂とは、硬化前の樹脂が水分と接していても実質的に硬化阻害を受けないものをいう。本発明では、このようなものであれば何でもよいが、ポリサルファイド変成した樹脂が好適である。これは、主鎖又は側鎖中に、Sを含む単位が1又は複数含まれているものである。勿論、ポリマーは種々の分子量の集まりであり、モノマー単位中のS含量が異なる場合があるため、Sの平均量としては、0〜3程度の単位ということとなる。更に詳しくは、−X−(R1 −Sa b −R2 −Y−(ポリサルファイド連鎖)という基が主鎖又は側鎖に含まれているものである。ここで、R1 、R2 は、2価のメチレン基 (−CH2 −)、2価のジメチルエーテル基(−CH2 OCH2 −)、2価のイソプロパノール基(−CH2 CH(OH)CH2 −)、2価のエタノール基(−CH2 CH(OH)−)、また、(−CH2CH2 OCH2 OCH2 CH2 −)、(−CH2 CH2 O−)等であり、これらは1又は複数でよく、組み合わされたものでもよい。また、R1 、R2 は同じでも異なっていてもよい。X及びYは、−S−、−O−、−NH−から選ばれる基である。a は、繰り返し単位ごとに0〜5の整数であり、b は1〜50の整数である。但し、a が繰り返し単位すべてについて0の場合、X又はYの一方は−S−基である。a は1〜2.5が好ましい。以上のポリサルファイド連鎖が樹脂の構造中のどこかに入っていればよい。
【0010】上記の樹脂の合成法は、例えば、エポキシ樹脂の場合、反応可能な官能基を有するイオウ含有モノマー又はオリゴマー(プレポリマーも含む)と、分子内に2個以上のエポキシ基を有するエポキシプレポリマーとの付加反応又は例えばポリサルファイドポリチオールとエポキシプレポリマーとの付加反応等によって合成される。
【0011】ウレタン樹脂の場合には、1液型ウレタンでは分子の一部ないし全部の主鎖中にポリサルファイド連鎖を含み、2液型ウレタンでは、プレポリマー中及び/又は硬化剤中に同様にポリサルファイド連鎖を含めばよい。2液型の場合では、ポリサルファイド樹脂(末端SH)自体を硬化剤としてもよい。
【0012】心材とは、本発明の骨材の本体ともいうべき部分であり、従来はこの部分のみが骨材として使用されてきたものである。材質としては、何でもよく、従来では使用できなかったものも含むため、現在骨材と認識されていないようなものも含むこととなる。例えば、小石、岩、セラミック、パーライト等の無機物、ゴム、プラスチック等の合成有機高分子物質、植物や動物の繊維、おが屑や木片等の木材、ガラス、金属等どのようなものでもよい。また、所謂産業廃棄物と称される固体類でもよい。更に、大きさや形状はバインダー樹脂の種類や用途によって決めればよい。通常は、平均粒径0.2〜30mm程度であるが、0.5〜20mmが好適である。形状は、球状でも、偏平でも破砕形でも、又繊維形状でもよい。
【0013】心材として、ゴム製品の破砕物であるところの廃タイヤの破砕物を使用すれば、コスト低減だけでなく、廃棄物処理ができ、環境問題も軽減できるという効果もある。
【0014】この心材に付着させる接着剤は、どのようなものでもよく、心材と後述する表面材とを固着させる機能があればよい。固着は確実な方がよいが、必ずしも確実に接着する必要はなく、ある程度の力で付着していればよい場合もある。本来的に前記バインダー樹脂のなかでは、骨材表面から表面材を剥離、飛散させる大きな力がかからない場合があるためである。よって、接着でも粘着でもよい。
【0015】接着剤の例としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル系樹脂(MMA樹脂等)、ポリエステル樹脂、更に、クロロプレンやネオプレンゴム等の天然又は合成のゴム等が用いられ、固体ポリマーの溶液化や粘度調整のため溶剤を混合してもよい。
【0016】更に、本発明ではこの接着剤として、水分の存在下においても反応硬化する樹脂を用いることもできる。このようなものを使用すれば、骨材自体が少々濡れていても使用でき乾燥工程等が不要になる。
【0017】心材に接着剤を付着させる方法は、噴霧、塗布、浸漬(所謂どぶ漬)、容器内(大量の場合にはミキサ)での撹拌付着等どのような方法でもよい。付着の厚みも、表面材が固着できる程度あればよく、厚く付着させる必要はない。勿論、厚く塗布してもよい。心材のサイズ、量、種類、形状、更に接着剤の量等によって物性は種々変化するので、その中の適切なものを選択すればよい。
【0018】表面材とは、珪砂の粒や粉、セメントの粉、炭カル、シリカ、セラミック等の無機粉体、またプラスチックの粉砕品やゴム粉等の有機粉体でもよく、粉体、粒体やいびつな形状のものでもよい。繊維等の長形のものでも、フライアッシュ等の微粉末でもよい。化学的な性質や反応を必ずしも求めているのではなく、その物理的な存在、形状そのものを第1に求めているためである。勿論、化学的にも固着するものであればなお好ましい。
【0019】表面材のサイズは、0.01μm〜1mm程度であるが、心材のサイズによってはより大きくてもよい。表面材のサイズはあくまでも、心材との相対的な関係で定めればよい。また、繊維等では、心材の径(最も長い対角線)と同じオーダーの長さのものでもよい。
【0020】表面材は、1種類とは限らず、複数種使用してもよい。特に、大きいものを最初に固着させ、その後より小さなものを部分的に固着させてもよい。このようにすれば、骨材全体としてより大きな凹凸表面を有することとなる。特に、大きな表面材として繊維様のものを使用すれば、骨材が離脱する時の抵抗が大きいと思われる。
【0021】接着剤が付着した心材に表面材を固着させるには、それに表面材をまぶせばよいのである。例えば、樹脂コーティングした心材を表面材中を転がす、心材に表面材を噴霧する、表面材の入った容器内に心材を入れて撹拌する等自由である。大量混合の場合には生産量に適したバッチミキサ或いはアイリッヒミキサ等を使用する。表面材の固着は、心材の周囲全体に付着すればよいため、簡単である。余分なものは固着しないし、樹脂が露出している部分は自然に表面材が固着する。固着させた後、ふるいのようなもので余分な表面材を除去してもよい。
【0022】この接着剤と表面材の固着作業(工程)は、1回とは限らず、複数回行なってもよい。接着剤塗布後に大小の表面材を混合して付着させてもよい。表面材粒子は、その重量に対する付着面積の大きいものほど優先して接着剤表面に付着する傾向にある。
【0023】接着剤を付着後、表面材を周囲にまぶす場合、表面材が1層となって全表面を均一に覆うとは限らない。即ち、樹脂中に埋没するものが存在する場合がある。本発明では、全てが埋没していてもよいが、最も表面に位置する表面材の一部が樹脂で覆われていないようにすれば、表面材の表面の物理的、化学的性質が生かされ、固化材との接着等が良好となる場合が多い。
【0024】更に、心材に表面材(1種でも、大小2種でも、多種でもよい)を固着した後ブラスト処理等を行なうことによって、その表面材の1部を除去し、骨材の表面により大きな凹凸を形成してもよい。
【0025】バインダー樹脂と骨材の混合割合は、この樹脂舗装材に通水性を持たせるか否かによって大きく異なる。また、心材の比重やサイズ、バインダー樹脂の比重によっても異なる。通水性を有する場合には、骨材/バインダー樹脂が25/1〜3/1程度であり、通水性を有しない場合には7/1〜1/1程度である。
【0026】更に、バインダー樹脂と本発明の骨材を混合する場合、そこに従来の骨材(砂や小石等)も混合してもよい。また、本発明の樹脂舗装材を塗工した後に従来の骨材を散布、充填等行なってもよい。
【0027】本発明の樹脂舗装材は舗装の表面に積層塗工(敷設)する。舗装としては、アスファルト舗装、セメントコンクリート舗装、樹脂舗装はいうまでもなく、鋼床板、コンクリート床板等もここでいう舗装とする。いずれの場合も接着面との接着力増強のため適切な材料でタックコートを行なうことが望ましい。
【0028】更に、従来の通水性アスファルト舗装(排水性舗装)表面の骨材の間隙に、この舗装材を充填塗工してもよい。この場合にはそれに見合う程度の骨材のサイズにすればよい。また、全体としての通水性を失わないように、充填する舗装材も通水性にすることが望ましい。勿論、非通水の舗装間隙に充填しても構わない。
【0029】施工方法(塗工、充填方法等)は、ローラー方式、鏝塗り、塗布と均し具による敷き均し、スタンプ方式等自由であり、表面に滑り止めのため凹凸(溝等)を設けてもよい。
【0030】更に、本発明の樹脂舗装材を型に入れて、板状、ブロック状、インターロッキングブロック状、その他の形状に成型し、土木・建築用の資材としてもよい。例えば、舗道敷設用のブロック、壁材その他に使用できる。この場合でも、バインダー樹脂と骨材の混合比率は、全体として通水性を持たせるか否か、用途による必要強度等によって決めればよい。製法としては、バインダー樹脂が硬化すればよいだけであるため非常に簡単で、型によって種々の形状にできる。
【0031】以下図面に示す実施の形態に基づいて、本発明をより詳細に説明する。
【0032】図1は、本発明に用いる骨材1の拡大断面図である。心材2に接着剤3を介して表面材4が周囲を覆うように固着している。この例では、心材2としてゴムチップ(タイヤの破砕品)を使用し、接着剤としてはウレタン樹脂、粉体は珪砂粉末を使用した。ゴムチップのサイズは、0.5〜2cmであった。この例では、粉体は1層として均一に付着しており、完全に樹脂中に埋没している粉体はほとんどない。
【0033】図2は、この骨材1をバインダー樹脂(ここではウレタン樹脂)と混合した舗装材5を、舗装面に塗工したところを示す。図2(a)は通水性のアスファルト舗装の骨材6の間隙に充填塗工する例である。この例では、全体として通水性にするため、骨材とバインダー樹脂の混合比率を5/1程度に調整されている。即ち、アスファルトが点接着して空隙(連通)が存在するのである。構造的には通常の通水性のアスファルト舗装と同様である。舗装材5は、アスファルト舗装の骨材6のほぼ1層目の下方まで充填されている。図2(b)はアスファルト舗装の骨材6の間隙にも充填されるが、更にその上に舗装材5を積層塗工する例であり、図2(c)はセメントコンクリート舗装7の表面上に舗装材5を積層塗工する例である。なお、セメントコンクリート舗装7の表面には、舗装材5として樹脂と類似のタックコートが塗布されている。
【0034】図3は、本発明の骨材の他の例を示す部分断面図である。この例では、表面材4である粉体が1層として均一に付着しているのではなく、接着剤に埋没しているものがある例である。この例でも最外層の表面材は、ほとんどの粒が埋没していない。
【0035】図4は、大きな表面材8を最初に付着させ、その後再度接着剤を塗布し、小さい表面材4を付着した例である。大きな凹凸ができている。この図では接着剤は省略している。このような大きな凹凸を作ることによって、骨材の飛散を防止し、舗装路の耐久性を向上させる。
【0036】
【発明の効果】本発明の樹脂舗装材には次のような大きな利点がある。
(1)骨材に小石を使用する従来の樹脂舗装と比較すると、本発明は骨材(心材)の周囲の表面材の付着により接着力が増強されているため、骨材の飛散、脱落が大きく軽減される。
(2)骨材にゴムを使用する従来の樹脂舗装と比較すると、本発明はゴム等の周囲に粉体等を固着し、卵の殻のように心材を包んでいるため、硬化後の樹脂混合物が既存のものと比べて、硬質である上、弾力性があり、引き裂き、圧縮、剪断、繰り返し曲げ応力など機械的作用に対しても優れた性能を有している。この樹脂舗装材の敷設方法は、従来の方法でよく、特別に締固め機械を必要としないにもかかわらず、硬化した混合物は強度が大きく、車道舗装にも十分適用できる。また、従来の樹脂舗装より強度があるのは、本発明では表面材が接着剤樹脂と混合され、全体として単なる樹脂というより樹脂モルタルのようになるためと推測される。
(3)従来のアスファルト舗装との比較をすると、従来のアスファルト舗装では、ゴム等は骨材として使用できなかった。これはアスファルトと馴染みが悪く飛散、脱落するためである。本発明では周囲の表面材によって固着されるため、ゴム等も使用できる。このため、舗装層全体がバインダー樹脂とゴム等により柔軟性を持ち、大きな消音効果を発揮し、冬期には路面の凍結抑制効果も期待できる。
(4)このように、従来使用できなかった骨材が使用できるようになったことで、舗装表面の耐久性を向上させるばかりでなく、ゴムチップその他の骨材についても、その使用量や用途が大きく拡大する。また、樹脂舗装自体に新しい物性(柔軟性等)を付与することができ、樹脂舗装の用途が広がる。
(5)廃タイヤ等の産業廃棄物の破砕物も使用できるようになり、廃棄物処理にもなり、環境問題の解決という側面もある。
(6)心材が接着剤で覆われているため、そのカバーの方法や使用する接着剤を選択すれば、塩化ビニル、ポリカーボネート等の(廃)プラスチック、各種固形物等使用に問題があると言われているようなものでも骨材として使用できるようになる。




 

 


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