JPH05317678A - 造粒物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表面強度に優れ、かつ、粉状物自体のかさ密度
と略同程度のかさ密度を有する造粒物およびその製造方
法を提供することを目的としている。 【構成】粉状物からなるコアを備え、このコアがコアを
構成する粉状物を含む合成樹脂外皮層によって被覆され
ている構成の造粒物或いは、この造粒物の合成樹脂外皮
層がセメント材料によってさらに被覆されている構成の
造粒ぶつとした。そして、上記造粒物を多量の粉状物
に、所定量の合成樹脂溶液を滴下または噴霧するととも
に粉状物を攪拌して合成樹脂溶液を介して粉状物を絡め
て粒状体を形成し、さらに、この粒状体から合成樹脂溶
液の溶媒を蒸発除去して合成樹脂を固化させて製造する
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート用軽量骨
材、または、コンクリート用軽量骨材の中心核、大型プ
ラスチック成形物の軽量化材として使用される造粒物お
よびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】発泡プラスチックの中でも繊維強化熱硬
化型のものは、強度特性に優れ、産業用資材関連で多く
使用されるが、加工工程で発生する屑や切断粉等の粉状
物が多量に発生する。このような粉状物は、一部の切断
粉が、熱硬化性樹脂フィラーとして選別して使用されて
いるが、その他は、廃棄物として埋め立てするか、焼却
などを行って処理しているのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
埋め立てるにしても、焼却するにしても非常にコストが
かかるとともに、環境破壊を起こしたり、資源の無駄使
いになると言う問題がある。そこで、この発明者らは、
上記のような屑や切断粉等の粉状物を造粒すれば、コン
クリート用軽量骨材や大型プラスチック成形物の軽量化
材として使用できるのではないかと考えた。

【０００４】ところが、粉状物をバインダーと混合して
バインダーでしっかりと固めたり、粉状物を加圧して固
めたりする従来から行われている造粒法で得た造粒物で
は、つぎのような問題が発生することが判った。すなわ
ち、前者の方法では、バインダーで粉状物を確りと固め
るため、造粒物が緻密なものになってしまい、軽量の粉
状物を使用したとしても軽量な造粒物を得ることができ
ないと言う問題がある。一方、後者の方法では、充分な
機械的強度が得られず、コンクリートなどと混合混練す
る際の破損してしまったりする問題がある。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みて、表面
強度に優れ、かつ、粉状物自体のかさ密度と略同程度の
かさ密度を有する造粒物およびその製造方法を提供する
ことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１の発明にかかる造粒物は、粉状物からな
るコアを備え、このコアがコアを構成する粉状物を含む
合成樹脂外皮層によって被覆されている構成とした。一
方、第２の発明にかかる造粒物は、第１の発明の造粒物
の合成樹脂外皮層がセメント材料によってさらに被覆さ
れている構成とした。

【０００７】他方、多量の粉状物に、所定量の合成樹脂
溶液を滴下または噴霧するとともに粉状物を攪拌して合
成樹脂溶液を介して粉状物を絡めて粒状体を形成し、さ
らに、この粒状体から合成樹脂溶液の溶媒を蒸発除去し
て合成樹脂を固化させる構成とした。上記構成におい
て、コアを構成する粉状物としては、特に限定されない
が、例えば、合成木材（ガラス繊維強化発泡硬質ウレタ
ン：積水化学工業（株）製エスロンネオランバーＦＦＵ
等）、レジンコンクリートパイプ、繊維強化プラスチッ
ク（ＦＲＰ）等の切屑、研磨粉などの合成樹脂製廃棄物
粉状物を用いることが資源保護や環境保護の上で好まし
い。また、造粒物の用途に応じて、粉状物や合成樹脂溶
液に抗菌剤や肥料等を混合するようにしても構わない。

【０００８】なお、上記切屑や研磨粉などは、そのほと
んどが滑性の無い粉状であるが、この中には数cm〜数１
０cmに及ぶ大きな異物を含んでいる場合がある。このよ
うな異物は、原料として不適であるため、５〜６メッシ
ュ程度の篩で除去し、通過物を原料として使用すること
が好ましい。また、通過残分が原料と同組成物であれ
ば、粉砕し、これを再度使用することもできる。

【０００９】外皮層を構成する合成樹脂としては、特に
限定されないが、酢酸ビニル、酢酸ビニル・アクリル共
重合物、またはこれらのメラミン架橋タイプ、エポキ
シ、ポリエステル等が挙げられる。合成樹脂外皮層の外
側に被覆されるセメント材料としては、セメント以外に
砂をセメントと混ぜて使用することもできる。砂の量
は、セメントに対し、６０wt％以下が好ましい。６０wt
％を越えるとセメント層が成型できない。

【００１０】セメント材料を被覆する方法としては、特
に限定されないが、例えば、第１の発明にかかる造粒物
（以下、「第１造粒物」）を予め作ったセメントスラリ
ーの中に浸漬して表面に付着させ、これを引上げ硬化さ
せる方法、一次造粒物を加湿し、この表面にセメントパ
ウダーをかけ付着させる方法がある。因に、セメント層
が薄い造粒物は、セメント／水＝２以下のスラリーを作
り、この中に一次造粒物を投入し、短時間緩やかに混
ぜ、一次造粒物の表面全体にセメントスラリーを付着さ
せる。その後、ネット状のものを用いて、これを引上
げ、これを篩運動をするネットの上に写し、表面がベト
つかなくなるまで続け、その後養生することで得ること
できる。

【００１１】一方、セメント層が厚い造粒物は、上記工
程を数回繰り返すか、一次造粒物をまず加湿（これは、
水滴が落ちない程度に濡らしたもの）し、これを篩運動
をするネットの上にのせ、この運動を続けながらセメン
トパウダーをこの上に散布し、一次造粒物に付着させ
る。最初の水分がセメントパウダー付着のために消費さ
れ、セメントパウダーが付着しなくなると、今度は少量
の水をスプレーで散布し、再度、セメントパウダーを散
布すると言う工程を繰り返すことで得ることができる。

【００１２】なお、原料となる一次造粒物の表面が耐水
性を有しているのであるならば、そのままセメント層を
形成する原料として使用できるが、一次造粒物の合成樹
脂外皮層が親水性の合成樹脂（結合剤）で形成されてい
る場合は、この合成樹脂外皮層に耐水剤処理して原料と
して用いなければならない。耐水剤は、セメント層を形
成する工程において、一次造粒物の形状を維持できる程
度の耐水性を付与できるもので、セメントに対して強い
反発性を持つものでなければ何でも良い。

【００１３】すなわち、例えば、ＰＶＡデンプン等の耐
水性のあまり良くない合成樹脂外皮層を有する一次造粒
物を用いる場合には、セメント層を形成する工程で水分
による変形や崩れが生じることがあるので、前もって、
合成樹脂エマルションで塗料用のビヒクルに用いられる
ようなもの（酢酸ビニル、酢酸ビニル・アクリル共重合
物、アクリル、エポキシ、ウレタン、ボリエステル等の
エマルション）を薄膜形成する濃度で適量散布し、これ
を硬化させて表面強化したものを原料として用いればよ
い。これらは、一次造粒物の重量に対し、５wt％以下で
その強度が出るものを使用することが好ましい。

【００１４】第３の発明にかかる造粒物の製造方法を実
施するにあたり、粉状物の大きさは特に限定されない
が、最終造粒径の１／３以下のものを７０％以上含むも
のが好ましい。また、粉状物の粒度分布も特に限定され
ない。一方、粉状物の形状は、長さ（Ｌ）と径もしくは
幅（ｄ）の比がＬ／ｄ＝５０以下とすることが望まし
い。

【００１５】さらに、合成樹脂溶液としては、特に限定
されず、造粒物がどのような用途に使用されるかによっ
て決定されるが、酢酸ビニル、酢酸ビニル・アクリル共
重合物、またはこれらのメラミン架橋タイプ、エポキ
シ、ポリエステル等のエマルションあるいは水溶化物が
好ましい。すなわち、溶剤系の合成樹脂溶液の場合、す
ぐに溶剤が揮発してしまって合成樹脂が固化してしまう
ため、作業性があまり良くない。

【００１６】因に、合成樹脂溶液としてエマルションタ
イプのものを用いる場合、最終的に造粒物が必要とする
強度を得るのに必要な結合剤としての合成樹脂を有効成
分として含む数倍の水で希釈したものを用いることが好
ましい。このように調整した合成樹脂溶液（水希釈物）
は、原料粉状物に対し、この容積比で0.5 〜3.0 倍程度
添加することが好ましく、この比率は、原料粉状体の粒
度分布及び合成樹脂溶液の希釈濃度で決まる。低濃度に
希釈した合成樹脂溶液を使用した場合は、そのすべてを
使用しなければ、最終的に必要とする強度の造粒物が得
られず、すべてを使用するためには、数回の造粒工程を
繰り返すことになる。一方、高濃度に希釈した合成樹脂
溶液を使用した場合は、原料の全体に行き渡る量に欠
き、非常に不均一なものになる。

【００１７】合成樹脂溶液と粉状物とを絡めるには、特
に限定されないが、例えば、皿状の容器に粉状物を入
れ、上方から合成樹脂溶液を滴下または噴霧するととも
に、まず、ガラス棒等で掻き混ぜて小さい核となる粒状
物を多数形成したのち、容器をし水平方向に振動させ、
粒状物を雪だるま式に大きくしていく方法等が挙げられ
る。

【００１８】なお、このような方法の場合、合成樹脂溶
液の滴下または噴霧は、何回かに別けて行うことができ
る。再び滴下または噴霧することで、１回目の滴下また
は噴霧で大きくなった粒状物が核となって更に大きな粒
状物を形成することができる。また、攪拌の時間を長く
すれば、しっかりとした緻密な粒状物が得られる。

【００１９】

【作用】第１の発明にかかる造粒物の構成によれば、外
皮層のみが強度的に優れた合成樹脂で形成されていて、
コアが多孔質でかさ密度が小さい粉状体で形成されてい
るため、軽量でかつ充分な強度を備えたものとなる。ま
た、コアとなる粉状物の材質は、特に限定されないの
で、上記した合成木材等の切粉や研磨粉等の産業廃棄物
をコアの粉状体として使用することができ廃棄や焼却な
どの処理が不要となる。

【００２０】一方、第２の発明にかかる造粒物の構成に
よれば、コンクリート製品の軽量骨材として用いると、
表面層がセメント材料で形成されているので、コンクリ
ートとの隣接界面は、同質であり、化学的に問題はな
く、コンクリートと相溶性がある。勿論、コアの粉状体
によって軽量化が可能であり、強度的にも優れたものと
なり、寸法変化がない。

【００２１】他方、第３の発明にかかる造粒物の製造方
法によれば、合成樹脂溶液を滴下または噴霧して攪拌を
行うことで、粉状物間に絡み合いを生じさせ球状の粒状
物に成長させていくのであるが、粒状物の大きさは、滴
下する或いは噴霧する合成樹脂の量によってコントロー
ルできるので、いろいろな大きさの造粒物の自由に作り
だすことができる。

【００２２】しかも、得られた粒状物を乾燥させるなど
して溶媒を蒸発除去すると、移行（ｍｉｇｒａｔｉｏ
ｎ、マイグレーション）が起こり、粒状物の内部の合成
樹脂は、溶媒とともに、粒状物表面側に出ていき表面層
の強度を強化する。従って、少ない量の合成樹脂で表面
層に強固な合成樹脂外皮層が形成された造粒物を得るこ
とができる。

【００２３】

【実施例】以下に、本発明を、その実施例を参照しつつ
詳しく説明する。 （実施例１）繊維強化熱硬化型発泡プラスチックの切
粉、研磨粉を回収して粉状物として用意した。なお、回
収された粉状物は、製品のカケラや製造工程で使用され
る異物を含んでいるため、５〜７メッシュの篩を用いて
粒度を調整した。

【００２４】図１のような底に0.5 〜１mm程度のピラミ
ッド状、もしくは、波形の突条１１を畝状に設けた容器
（縦400 mm、横700 mm、深さ100 mm）１に、このように
して用意した粉状物２を、５〜10mmのほぼ均一な厚さに
なるように入れた。そして、これを容器ごと、縦横の振
幅巾が200 mm程度で、１サイクル約２秒で水平８の字運
動させるとともに、有効成分としての合成樹脂を５％に
調整した酢酸ビニル．アクリル共重合エマルションを、
粉状体に対して約80wt％散布した。エマルションが粉状
体全体に行き渡ると、粉状体は全く揺れ動かなくなる
が、このままでは容器全体として固まってしまうため、
ガラス棒でかき混ぜ、不定形の大小様々な塊を作り、容
器１の８の字運動により球状の粒状物へと変化させてい
った。

【００２５】全てのエマルションが消費されると、それ
以上粒状物の大きさが大きくならなくなるため、再びエ
マルションを少量散布し、８の字運動のみを継続してさ
らに大きな粒状物とした。そして、直径１０mm程度にな
った時点時点で作業を終了して容器１の運動を止め、篩
分けを行い、直径１０mm程度の一定の粒子径のものを選
別し、１３０℃で約２時間乾燥を行い、図２にみるよう
になコアに粉状物２を配し、コアの周囲に粉状物２を含
む酢酸ビニル．アクリル共重合体からなる合成樹脂外皮
層３が形成された構成比重が０．７の造粒物４を得た。
また、この造粒物４の合成樹脂外皮層３の厚みは、0.2
mm、造粒物４の原料粉状物からの収率は９５％以上であ
った。

【００２６】なお、篩分けで取り除かれた残りの粒径の
ものは、小さい物はさらに成長させ、大きいものはつぶ
して再び核として用いるようにした。上記実施例１で得
た造粒物４を図３にみるように、植木鉢４１の底部と表
面層に敷き詰めて、観葉植物４２を育てたところ、造粒
物４が多孔質であるので、保温性がよく、しかも、保湿
性に優れているので、成長がよく、多量に水をやり過ぎ
てもも根腐れ等を起こしたりすることがなかった。図３
中４３は土である。 （実施例２）繊維強化熱硬化型発泡プラスチックの切
粉、研磨粉を回収して粉状物として用意し、８メッシュ
の篩で通過させたものに、約３mmカットのガラス繊維を
２０wt％混ぜ、これを上記と同様の方法で熱硬化型の水
溶性エポキシ樹脂を合成樹脂溶液として使用し、約５mm
の粒状物を作り、１３０℃で２時間乾燥し、しっかりと
した表面が緻密な球状の造粒物を得た。これを常温硬化
型に調整した不飽和ポリエステル樹脂にほぼ等量投入
し、混ぜ合わせ注型して図４にみるようなブロック状の
成形物８を得たところ、この成形物８は水に浮いた。

【００２７】しかも、この成形物８を切断してその断面
を観察したところ、図５にみるように、造粒物８１が壊
れずに成形物８内に均一に分散していた。 （実施例３）実施例１と同様にして直径５mmの一次造粒
物を得た。この一次造粒物を、セメント／水＝１のセメ
ントスラリー中に、セメントスラリートと略同体積投入
し、約３０秒緩やかに混ぜ、これを約3.2 mm角のネット
で引上げ、これをセメントスラリーの滴が切れるまで篩
運動をして、その後、プラスチックの密閉容器に入れ養
生を室温で１週間行って、図６にみるような一次造粒物
５の表面層に0.27〜0.32 mm のセメント層６を持つ造粒
物７が得られた。

【００２８】このようにして得た造粒物７を、軽量骨材
としてコンクリートに混ぜて、公知の方法でスレート瓦
を形成したところ、充分な強度のあるスレート瓦を得る
ことができた。しかも、スレート瓦を切断して断面を見
たところ、造粒物７は、全く破損せず、スレート瓦の内
部に均一に分散しているとともに、セメントと強固に一
体化していた。 （実施例４）実施例１で得た直径約１０mmの一次造粒物
をを水の中に入れ、表面が水に濡れるように混ぜ、これ
を約８mmの篩運動をするネットの上に取り出し、篩運動
をさせつつこれにセメントパウダーをかけて、セメント
を表面に付着させた。

【００２９】一次造粒物表面の水分がセメントの付着に
より消費されてそれ以上セメントパウダーが付着しなく
なると、スプレーにて水を散布して水分を過剰な状態に
し、さらにセメントパウダーを付着させると言う工程を
４回繰り返して行い、表面がセメント層によって覆われ
た造粒物を得た。得られた造粒物のセメント層の厚み
は、約1.5 〜2.0 mmであった。 （実施例５）スプレーにて水を散布して水分を過剰な状
態にしてさらにセメントパウダーを付着させると言う工
程を６回繰り返して行った以外は、実施例４と同様にに
して表面をセメント層によって覆われた造粒物を得た。

【００３０】得られた造粒物のセメント層の厚みは、約
2.9 〜3.3 mmであった。 （実施例６）レジンコンクリートパイプの切粉を回収し
て粉状物として用意した。なお、回収された粉状物は、
製品のカケラや製造工程で使用される異物を含んでいる
ため、２０メッシュの篩を用いて粒度１mm以下に調整し
た。この調整した粉状物を実施例１と同様にして５mm程
度の大きさの造粒物を得た。

【００３１】この造粒物は、比重が１．３、外皮層の厚
みが０．３mmであった。本発明にかかる造粒物およびそ
の製造方法は、上記の実施例に限定されない。例えば、
造粒物の表面に高級脂肪酸等の電蝕防止剤を担持させ、
これを骨材として用いるようにすれば、鉄筋コンクリー
ト構造体の内部に容易に電蝕防止剤を分散させることが
できる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように構成されているので、第１
の発明にかかる造粒物は、軽量の粉状物を使用すれば、
軽量な粉状物と略同程度のかさ密度で、表面強度に優れ
たものとなり、コンクリート用軽量骨材、または、コン
クリート用軽量骨材の中心核、大型プラスチック成形物
の軽量化材として有用に使用することができる。しか
も、粉状物として従来廃棄していた合成樹脂建材等の加
工粉を使用しれば、省資源、環境保護の役目も果たすこ
とができる。

【００３３】一方、第２の発明にかかる造粒物は、第１
の発明の造粒物の効果に加えて、コンクリートと相溶性
があり、コンクリート用軽量骨材として有用である。他
方、第３の発明にかかる造粒物の製造方法は、合成樹脂
溶液を滴下または噴霧して攪拌を行うことて、粉状物間
に絡み合いを生じさせ球状の粒状物に成長させていくの
であるが、粒状物の大きさは、滴下する或いは噴霧する
合成樹脂の量によってコントロールできるので、大き
さ、外皮層の厚みや強度が異なる第１の発明にかかる造
粒物を自由にかつ簡単に得ることができる。しかも、少
量の合成樹脂によって充分な表面強度を有する造粒物を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる造粒物の製造方法の１実施例を
説明する図であって、造粒用容器の断面図である。

【図２】実施例１で得られた造粒物の断面図である。

【図３】実施例１で得られた造粒物を人工土壌として植
木鉢に入れた状態をあらわす断面図である。

【図４】実施例２で得られた成形物の斜視図である。

【図５】図４の成形物の断面図である。

【図６】実施例３で得られた造粒物の断面図である。

【符号の説明】

２ 粉状物 ３ 合成樹脂外皮層 ４ 造粒物 ５ 一次造粒物 ６ セメント層 ７ 造粒物 ８１ 造粒物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉状物からなるコアを備え、このコアがコ
   アを構成する粉状物を含む合成樹脂外皮層によって被覆
   されていることを特徴とする造粒物。
2. 【請求項２】請求項１記載の造粒物の合成樹脂外皮層が
   セメント材料によってさらに被覆されていることを特徴
   とする造粒物。
3. 【請求項３】多量の粉状物に、所定量の合成樹脂溶液を
   滴下または噴霧するとともに粉状物を攪拌して合成樹脂
   溶液を介して粉状物を絡めて粒状体を形成し、さらに、
   この粒状体から合成樹脂溶液の溶媒を蒸発除去して合成
   樹脂を固化させることを特徴とする造粒物の製造方法。