专利名称：步行路用铺装材料及其制造方法
背景技术：
1.发明领域本发明涉及强度、轻质性、及透水性优良的步行路用铺装材料及其制造方法。
2.背景技术现有的步行路用铺装材料已知有，由(1)用聚氨酯树脂胶粘剂接合了橡胶碎片的上层和用胶粘剂接合了沙砾的下层构成的材料(实开平6-4105号公报)；由(2)用胶粘剂只接合了橡胶碎片的上层、用胶粘剂接合了橡胶碎片和沙砾的混合物的中间层、以及用胶粘剂接合了橡胶碎片的下层，该三层构成的材料(特开2000-204508号公报)；(3)用聚氨酯树脂胶粘剂接合了沙砾和橡胶碎片的混合物的材料(特开2001-270772号公报)；(4)用胶粘剂接合了橡胶碎片和人造大理石粉碎物的混合物的材料(特开平11-117219号公报)等。但是，这些步行路用铺装材料虽然其弹性优良，但不能够充分满足强度、轻质性、透水性中任意一项的性能。
3.发明内容本发明的目的在于，提供强度及轻质性优良的步行路用铺装材料。
本发明的其他目的在于，提供强度、轻质性、透水性及步行性优良的步行路用铺装材料。
本发明的其他目的在于，提供再利用废弃FRP成型物的强度、轻质性、透水性及步行性优良的步行路用铺装材料。
即本发明提供一种步行路用铺装材料，其是由上层和下层构成的步行路用铺装材料，其特征在于上层是由橡胶碎片(A1)和接合橡胶碎片(A1)的合成树脂(A2)构成，所述下层是由纤维增强塑料(B)构成。
进一步，本发明提供一种步行路用铺装材料的制造方法，其特征在于由把形成上层的橡胶碎片(A1)和接合橡胶碎片(A1)的合成树脂(A2)的混合物投入模具的第一工序、把形成下层的纤维增强塑料的粉碎物(B1)和热固性树脂(B2)的混合物投入模具的第二工序和把模具在加热下加压，把模具内的所述混合物整体成型的第三工序构成。
进一步，本发明提供一种步行路用铺装材料的制造方法，其特征在于由在需要铺装的基层上铺设形成下层的纤维增强塑料的粉碎物(B1)和热固性树脂(B2)的混合物的第一工序、在其上铺设形成上层的橡胶碎片(A1)和接合该橡胶碎片(A1)的合成树脂(A2)的混合物的第二工序和把所述混合物整体固化的第三工序构成。
本发明的步行路用铺装材料的强度、轻质性、耐久性及透水性优良，并且可以有效利用废橡胶或废FRP等。榠根据本发明，可以把多为填埋处理的废橡胶或热固性树脂废弃物利用于步行路用铺装材料。并且可以不使用石材用切断机，而可用木工用锯切断，即使在异形道路上做砌块铺装时，也能够根据异形地形或道路端部而容易地切断，从而容易施工，施工时间缩短的效果。进一步，本发明的步行路用铺装材料可以在使用后作为水泥原燃材料，直接焚烧有效利用，符合循环型社会的要求。
发明具体实施形式用于上层的橡胶碎片(A1)是切碎的，由如天然橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、乙烯丙烯双烯橡胶(EPDM)、氯磺化聚乙烯、聚氨酯橡胶、丙烯酸类橡胶、聚硫橡胶等成分构成的橡胶材料的碎片状物，优选由这些成分构成的废弃橡胶、报废轮胎、管子等橡胶制品的粉碎物。
橡胶碎片(A1)的形状是把橡胶制品用公知惯用的机械粉碎制造的，优选纤维状或粒状物，平均粒径优选0.5～20mm，更优选1～10mm的范围，把它们单独使用或混合使用。
用于上层的合成树脂(A2)只要能够接合橡胶碎片(A1)的合成树脂即可。作为合成树脂可以有，如聚氨酯树脂、环氧树脂、乙烯酯树脂、不饱和聚酯树脂等。优选聚氨酯树脂。这里使用的聚氨酯树脂，优选常温下为液状的，把公知的多元醇类和有机异氰酸酯化合物，优选以NCO/OH当量比1.5以上，更优选1.5～2.0的比例反应的、含有NCO端基的聚氨酯预聚体，可以是单独或由这些的混合物构成的一液形，或混合该聚氨酯预聚体和多元醇构成的二液形。所述有机异氰酸酯化合物是选自例如2，4-甲苯二异氰酸酯(简称TDI)、65/35-TDI、80/20-TDI、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(简称MDI)、联茴香胺二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、六甲撑二异氰酸酯、苯撑二异氰酸酯、1，5-萘基-二异氰酸酯、聚甲撑聚苯多异氰酸酯、氢化MDI、氢化TDI之类的芳香族二异氰酸酯类、脂环族二异氰酸酯类中的化合物的单独或其混合物。
上层是由橡胶碎片(A1)和所述合成树脂(A2)构成，但进一步出于防滑、调整弹性的目的，优选混合硬质的粒状物(A3)。
作为硬质的粒状物(A3)的具体例，如热固性树脂成型物的粉碎物、热固性树脂的纤维增强塑料的粉碎物、无机物(沙子、石头、矿石等骨料、碳酸钙等填料)。用于热固性树脂成型物的粉碎物的热固性树脂的具体例有，如不饱和聚酯树脂、乙烯酯树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、丙烯酸类树脂等。优选纤维增强塑料的粉碎物。这里指的纤维增强塑料是成型物，是优选在不饱和聚酯树脂、乙烯酯树脂、交联型丙烯酸类树脂(丙烯酸シラツプ)等游离基固化型不饱和树脂中混合玻璃纤维增强材料，将其固化的成型物(以下为FRP成型物)。特别优选不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强成型物。所述硬质的粒状物(A3)优选上述FRP成型物的粉碎物，不仅包括其回收物，还包括成型时的失败废弃物。
橡胶碎片(A1)和硬质的粒状物(A3)的混合比例优选(A1)∶(A3)＝50～100∶0～50(重量份)，更优选(A1)∶(A3)＝70～95∶5～30(重量份)。通过在上层中含有硬质的粒状物(A3)，可以使其具有介于橡胶和塑料之间的类似木质的硬度、触感，改善耐摩擦性、抗滑性等特性，因此是优选的。还有，通过把硬质的粒状物(A3)和橡胶碎片(A1)的比例定在上述范围，可以使本发明步行路用铺装材料的上层具有适度的弹性，从而使使用该铺装材料的铺装具有优良的步行感。还有，用于上层的硬质的粒状物(A3)的形状比用于下层的形状优选更小孔眼的粒状物，平均粒径为0.05～10mm，如果是丝状、纤维状、板状，则为1～10mm。形成上层时，使用所述比例混合该橡胶碎片(A1)和由纤维增强塑料的粉碎物构成的硬质的粒状物(A3)的混合物，优选作为合成树脂(A2)以固化性聚氨酯树脂作为胶粘剂，在上层中含有5～30重量％，更优选7～25重量％。固化性聚氨酯树脂的使用量若处于上述范围，固化性良好，富于弹性，难以发泡，透水性优良。
用于下层的纤维增强塑料(B)优选把纤维增强材料和所述热固性树脂的混合物压制成型的热固性树脂纤维增强成型物。如由片状模塑料(SMC)或预制整体模塑料(BMC)等成型材料形成的成型物。进一步优选自由基固化不饱和树脂玻璃纤维增强成型物，特别优选由玻璃纤维增强材料和乙烯酯树脂、不饱和聚酯树脂等自由基固化不饱和树脂形成的成型物。
所述的热固性树脂成型物的粉碎物或纤维增强塑料的粉碎物可以用任意一种粉碎方法粉碎，优选使用以通常使用的粉碎机粉碎的廉价的粉碎片。此时不必分离玻璃纤维等复合物。该粉碎物可以是粉状、纤维状、分枝状、板状、粒状的单体或混合物的任意一种。粒状物的平均粒径为0.05～20mm，优选0.05～15mm，丝状、纤维状的长度为1～20mm，优选1～15mm，板状的直径为1～20mm，厚度为0.5～10mm，优选1～15mm，厚度0.5～7mm。与橡胶碎片混合的上层用粉碎物可以是粉状、丝状、纤维状、板状、粒状的单独或混合物的任意一种，下层用粉碎物优选平均粒径1～15mm的粒状物为主体。
还有，该粉碎物尺寸分布范围为，只要是处于最小0.05～最大20mm的范围内，可以是任何分布。如果最小侧(0.05～1mm)占全体的20％以上，呈孔眼细的外观，在不到20％时孔眼呈稍微粗的外观，但作为铺装材料也没有问题。粉碎方法优选使用如具有孔眼粗细为4～20mm的筛网的粉碎机的方法。使用不到2mm的筛网的方法因粉碎效果差而不可取。
作为所述热固性树脂成型物的具体例，如印刷电路基板(环氧树脂)、电气和电子机器部件(酚醛树脂)、装饰板(三聚氰胺树脂)、人造大理石(不饱和聚酯树脂、乙烯酯树脂)成型物等。
作为所述纤维增强塑料的成型物(FRP成型物)的具体例，如浴缸、浴室嵌板、防水垫、洗脸化装台、脸盆、厨房柜厨、洗涤槽等住宅用构件，管子、水槽等工业用构件，各种电气构件，船舶、小艇、汽车构件、安全帽、陈列用模特、椅子等。
所述FRP成型物中的纤维增强材料为无机纤维，如玻璃纤维、金属纤维陶瓷纤维等，其平均纤维长度优选10mm以下，更优选0.1～5mm。特别优选玻璃纤维。还有，纤维的形态可以是平纹组织、缎纹组织、无纺布、垫子、玻璃粗纱等的任何一种。
所述下层为纤维增强塑料(B)，优选用作为胶粘剂的常温下液状的热固性树脂(B2)接合的热固性树脂纤维增强塑料的粉碎物(B1)。该粉碎物(B1)的使用量，优选在除了热固性树脂(B2)的成分中占50～100体积％。还有，作为胶粘剂的热固性树脂(B2)的使用量为在下层中优选5～20重量％，更优选7～16重量％，纤维增强塑料的粉碎物(B1)为80～95重量％，更优选93～84重量％。
本发明的步行路用铺装材料优选在上层及下层间具有空隙。将其空隙的总计体积除以步行路用铺装材料的总体体积的值再乘以100作为“空隙率”。步行路用铺装材料全体的空隙率，优选5～40％，更优选10～30％。该下层的空隙率，优选5～40％。上层的空隙率，优选1～10％。使上述热固性树脂(B2)的使用量处于上述范围，可以得到保持适度空隙率，轻质性优良，并且令人满意的步行路用铺装材料。
步行路用铺装材料的空隙率是由下(式1)计算的。
(式1)空隙率＝[(X-Y)/X]×100X本发明步行路用铺装材料的体积(由长×宽×高计算)；Y将本发明步行路用铺装材料浸渍在盛满水的容器中时，从该容器溢出的水量，X-Y全体空隙的体积总计这里使用的热固性树脂纤维增强塑料的粉碎物(B1)，为了保持上述空隙率，优选比用于上层的材料粒子尺寸大的材料。使用粒子尺寸大的材料，因空隙增多，所以有利于轻质性和透水性等方面。该粒子尺寸优选比用于上层的大0.5～3mm左右的。
热固性树脂(B2)为，如不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂等，优选不饱和聚酯树脂。不饱和聚酯树脂为普通不饱和聚酯的苯乙烯单体溶液。在其中加入自由基聚合引发剂，根据需要进一步加入固化促进剂，在常温乃至加热下固化。
本发明步行路用铺装材料的上层和下层的厚度之比为，优选上层∶下层＝5～50∶50～95。上层和下层的厚度比是，考虑步行感、跑步感、耐久性及经济性后，适宜决定。
本发明步行路用铺装材料是上层和下层成为整体成型物的块状或板状，其大小优选长100mm～1000mm，宽100mm～1000mm，厚5mm～100mm，更优选10mm～60mm。厚度30mm以下的是用胶粘剂粘贴在基层上，厚度40mm以上的是优选采用在基层上设置沙层铺设的施工法。
下层是以纤维增强塑料(B)为主体，但使用纤维增强塑料粉碎物(B1)时，在无损于本发明目的的范围内，可以并用石头、矿物质的无机物的粒状物，但对于循环型再生为目标的情况，为了使本发明步行路用铺装材料在再循环的结束后，能够作为水泥产业、钢铁产业的原燃材料使用，优选并用塑料类、木质碎片类、稻草类等可燃性有机物。对于有关混合的情况，优选用捏合机、混合机等混合装置进行机械性混合。
本发明步行路用铺装材料主要用于室外的步行路，如适用于人行道、散步道、跑道、停车场、住宅周边外水沟、公园内外的人行道、阳台瓷砖等。
本发明步行路用铺装材料的制造方法是由把形成上层的橡胶碎片(A1)和接合橡胶碎片(A1)的合成树脂(A2)的混合物投入模具的第一工序和、把形成下层的纤维增强塑料的粉碎物(B1)和热固性树脂(B2)的混合物投入模具的第二工序、以及把模具在加热下加压，把模具内的所述混合物整体成型的第三工序构成。该模具是取型为块状或板状的压制成型用模具，模具的表面温度为常温～200℃，优选100～200℃。投入模具作为上层及下层的原料的混合物的顺序是由模具的设计而定。可以是把作为上层原料的混合物先投入到模具内，接着把作为下层原料的混合物投入到模具内的顺序，也可以是相反的顺序。例如把橡胶碎片(A1)和纤维增强塑料的粉碎物(B1)和在常温下为液状的合成树脂(A2)的混合物作为上层材料投入到模具内，接着把纤维增强塑料的粉碎物(B1)和在常温下为液状的热固性树脂(B2)的混合物作为下层材料投入到模具内，接着通过在加热下加压模具的热压制成型法，把模具内的所述混合物材料整体成型为块状或板状。
还有，本发明的另一步行路用铺装材料的制造方法是，由在坚固调整的需要铺装的基层(如混凝土、沥青)上铺设形成下层的纤维增强塑料的粉碎物(B1)和热固性树脂(B2)的混合物的第一工序、在其上铺设形成上层的橡胶碎片(A1)和接合该橡胶碎片(A1)的合成树脂(A2)的混合物的第二工序和把所述混合物做成整体固化的第三工序构成。这样，通过在施工现场直接把形成下层的混合物及形成上层的混合物以一定厚度顺次铺设均匀，用普通碾压机碾压铺装施工，能够制造具有无缝表面的步行路用铺装材料。
本发明步行路用铺装材料还可以进行着色加工。例如，可以在上层用及下层用混合物中加入颜料粉、或者液状或糊状的颜料进行着色。此时，作为颜料的替代品，也可以使用从颜料制造工序或使用颜料的其他制品的制造工序排出的损耗物或废料。也可以在成品铺装材料上进行涂装或粘贴薄膜。
本发明使用的橡胶碎片(A1)和纤维增强塑料的粉碎物(B1)、以及可能混合的石头、矿物质的无机物、塑料类、木质碎片类、稻草类等干燥后粒状物，可以对其用表面处理剂处理，该粒状物也可以含有湿气。有关表面处理剂可以使用以提高与胶粘剂的润湿性、更加强固地粘接固化为目的的表面活性剂，如可以使用有机硅烷偶合剂，并且在无损于本发明效果的范围内，可以进一步并用增塑剂、操作油剂、稳定剂、紫外线吸收剂等其他添加剂。
本发明步行路用铺装材料一大特征是无须使用石材切断用切断机，而是用木材切断用的普通锯，在不产生严重的灰尘的情况下就可以容易地使用如便携式木工用旋转电锯对该成型物加工、切断。
实施例下面通过实施例进一步详细说明本发明，但本发明并不局限于此。文中的“份”、“％”在没有预先说明的情况下是重量标准。
实施例1在从乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)的废橡胶得到的平均粒径1～3mm的白色橡胶碎片350份、粉碎淡茶色的不饱和聚酯树脂制FRP槽单元成型品得到的粉碎物的过4mm筛品200份中，将分子内含有NCO基的一液形聚氨酯预聚体(“パンデツクスTP-1737”，大日本油墨化学工业(株)制)100份及红色颜料粉3份，使用灰浆混合用简易混合机，在室温下混合约5分钟使其均匀，调制块状铺装材料的上层用混合物。
接着，向与前面所述相同的另一混合机中投入粉碎厨房柜厨(人造大理石调BMC)成型品得到的粉碎物的过12mm筛品1350份，在搅拌下依次加入不饱和聚酯树脂(“ポリライトMPS180”，大日本油墨化学工业(株)制)150份、固化促进剂(“パ-ブチルZ”，日本油脂(株)制)4.5份，在室温下混合约5分钟使其均匀，调制下层用混合物。
在另行进行脱膜剂处理的长15cm×宽22cm×深4cm，容积1320cc的模具内注入上述下层用混合物1214份，使用金属抹子等轻轻碾压使其平滑后，在其上注入上述上层用混合物264份，使其平滑后闭合模具。在设置成下板170℃、上板150℃的成型用压力机上以下层用混合物在下面的状态安装模具，用7kgf/cm2的压力保持15分钟后，解除压力，得到在长15cm×宽22cm×厚4cm的上层具有弹性的步行路用铺装材料。
该步行路用铺装材料的厚度构成是，上层为平均8mm，下层为平均32mm。这样得到的步行路用铺装材料的物理性能如下，可以作为步行路用砌块使用。
块状步行路用铺装材料的物理性能外观 印度红颜色弯曲强度 4MPa(JASS7M101标准)抗滑性 干70(ASTM E303标准)湿64(ASTM E303标准)比重 1.10透水性 1.82×10-2(JASS7M101标准)空隙率 22％实施例2使用前面所述的混合机，把粉碎FRP制洗脸化装台(人造大理石调BMC)得到的粉碎物的过12mm筛品1200份和粉碎淡茶色的FRP槽单元成型品得到的粉碎物的过4mm筛品500份的混合物中，依次加入预先以0.2％的量加入6％环烷酸钴的不饱和聚酯树脂(“ポリライトPM400”，大日本油墨化学工业(株)制)300份、固化促进剂(“パ-メツクN”，日本油脂(株)制)4.5份，使用前面所述的混合机，在室温下混合约5分钟使其均匀，调制下层用混合物。把该混合物通过铁制碾压机在坚固的沥青混凝土上铺设成其厚度为20mm。该铺装体在室温下5小时后完全固化。
接着，把粉碎废轮胎得到的平均粒径1～3mm的橡胶碎片1000份和聚氨酯树脂(“パンデツクスTP-1221”，大日本油墨化学工业(株)制)230份，用与前面所述相同方法混合得到的混合物，在上述的下层的上面用铁制碾压机铺设成其厚度为20mm。该上层在室温下约15小时后完全固化，得到步行路用铺装材料。
该步行路用铺装材料为，比重0.98，具有透水性，下层具有刚性并且坚固，上层具有弹性，是耐于穿着高尔夫球鞋、田径比赛用钉鞋的步行及跑步的层。
权利要求
1.一种步行路用铺装材料，由上层和下层构成，其特征在于所述的上层是由橡胶碎片(A1)和接合橡胶碎片(A1)的合成树脂(A2)构成，所述的下层是由纤维增强塑料(B)构成。
2.如权利要求1记载的步行路用铺装材料，所述的下层的纤维增强塑料(B)是由纤维增强塑料的粉碎物(B1)和热固性树脂(B2)的固化物构成。
3.如权利要求1记载的步行路用铺装材料，所述的上层和下层各自都有空隙，上层和下层的空隙的总计体积占步行路用铺装材料全体体积的5～40％。
4.如权利要求1记载的步行路用铺装材料，所述的下层的纤维增强塑料(B)是由80～95重量%的纤维增强塑料的粉碎物(B1)和5～20重量％的热固性树脂(B2)的固化物构成。
5.如权利要求1记载的步行路用铺装材料，所述的上层进一步含有硬质的粒状物(A3)。
6.如权利要求5记载的步行路用铺装材料，所述的上层的橡胶碎片(A1)和硬质的粒状物(A3)的混合比例以重量计为(A1)∶(A3)＝70～95∶5～30。
7.如权利要求2记载的步行路用铺装材料，所述的纤维增强塑料的粉碎物(B1)为废弃的纤维增强塑料的粉碎物。
8.如权利要求1记载的步行路用铺装材料，所述的合成树脂(A2)为固化性聚氨酯树脂。
9.如权利要求2记载的步行路用铺装材料，所述的热固性树脂(B2)为不饱和聚酯树脂。
10.如权利要求1记载的步行路用铺装材料，上层和下层的厚度之比为，上层∶下层＝5～50∶50～95。
11.一种步行路用铺装材料的制造方法，其特征在于由把形成上层的橡胶碎片(A1)和接合橡胶片(A1)的合成树脂(A2)的混合物投入模具的第一工序、把形成下层的纤维增强塑料的粉碎物(B1)和热固性树脂(B2)的混合物投入模具的第二工序、以及把模具在加热下加压，把模具内的所述混合物整体成型的第三工序构成。
12.一种步行路用铺装材料的制造方法，其特征在于由在需要铺装的基层上铺设形成下层的纤维增强塑料的粉碎物(B1)和热固性树脂(B2)的混合物的第一工序、在其上铺设形成上层的橡胶碎片(A1)和接合该橡胶碎片(A1)的合成树脂(A2)的混合物的第二工序、以及把所述混合物做成整体并固化的第三工序构成。
全文摘要
目的在于提供强度及轻质性优良的步行路用铺装材料。步行路用铺装材料是由上层和下层构成的，所述的上层是由橡胶碎片(A1)和接合橡胶碎片(A1)的合成树脂(A2)构成，所述的下层是由纤维增强塑料(B)构成。
文档编号E01C5/22GK1407178SQ02147040
公开日2003年4月2日 申请日期2002年6月25日 优先权日2001年6月27日
发明者金子正市, 伊藤哲夫, 间平耕一 申请人:大日本油墨化学工业株式会社