JP2019082046A - 土のう袋、土のう袋の形成方法、および土のうの形成方法 - Google Patents

土のう袋、土のう袋の形成方法、および土のうの形成方法 Download PDF

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Abstract

【課題】長期保存を可能とする吸水性ポリマーを使用した土のう袋、土のう袋の形成方法、および土のうの形成方法を提供することを目的とする。【解決手段】粉末状の高吸水性樹脂131で構成される吸水体130が水200を吸水し、粉末状の高吸水性樹脂131で構成される吸水体130をビニール製の内袋120が収容し、織布製の外袋110が粉末状の高吸水性樹脂131で構成される吸水体130を収容し、アルミ蒸着袋である真空包装袋140が織布製の外袋110の外側から内部を真空状態に保ったまま被覆する。【選択図】図1

Description

本発明は、土のう袋、土のう袋の形成方法、および土のうの形成方法に関し、特に吸水した水を内容物とする土のう袋、土のう袋の形成方法、および土のうの形成方法に関する。
従来から、布袋の中に土砂を詰めて用いる土木資材である土のうが知られている。土のうは、麻袋などの布袋に土砂を詰めて縛り、それらを並べて積み上げることで、大雨時の河川氾濫を防いだり、建物内への浸水を防止したりすることができる。
土砂を詰める土のうは、大量の土砂を必要とするため、災害時用に大量の土砂を保管しておく必要がある。近年では、土砂を布袋内に詰める作業を軽減したり、布袋内に詰める土砂の保管領域を少なくしたりするため、土砂を布袋内に詰めない吸水性ポリマーを使用した土のう袋が開発されている(たとえば、特許文献1参照)。
この土砂を布袋内に詰めない吸水性ポリマーを使用した土のう袋は、あらかじめ布袋の中に吸水性ポリマーを入れて保管しておき、災害時などに布袋の中に水を布袋内に水を入れることで、吸水性ポリマーが大量の水を吸収して布袋内でゼリー状になるため、土のうとしての機能を果たすことが出来るようになっている。
特開2001−59211号公報
しかし、水分を吸収する吸水性ポリマーは、空気中の水分までも吸収してしまうため保存性がよくない問題があった。
吸水性ポリマーを使用した土のうは、災害時にすばやく土のうを形成するために、土のう内に入れた水を吸水性ポリマーにすばやく吸収させて固化する必要がある。このため、あらかじめ布袋の中に入れておく吸水性ポリマーは、吸水スピードが速ければ速いほど、すばやく土のうが形成できることになる。
ところが、吸水性ポリマーの吸水スピードが速いと、災害時以外で土のう袋を保管している間に、布袋の中に吸水性ポリマーが空気中の水分を吸収してしまう問題がある。通常、土のう袋は複数まとめて保管するが、空気中の水分を吸収した土のう袋は体積を増し、複数束ねて保管しておいた土のう袋が崩れ落ちたり、布袋の中に収容した吸水性ポリマーが漏れ出してしまったりすることがあった。
また、保管中に体積が増加してしまう吸水性ポリマーを使用した土のう袋は、余裕のある保管スペースが必要となり、保管スペースが増大してしまう原因となっていた。
また、空気中の水分を吸収した吸水性ポリマーを布袋の中で長期保存すると、空気中の微生物により布袋の中でカビなどが増殖してしまい、非常に不衛生であった。また増殖したカビなどの微生物により、布袋が劣化してしまうため、必要時に布袋内に水を収容できなくなってしまう問題があった。
吸水性ポリマーの吸水スピードを低減させることで、長期保存を可能とすることも考えられるが、吸水スピードを低減させた吸水性ポリマーは、いざ災害現場などで土のうを使用する際、吸水性ポリマーの吸水スピードが遅いため、土のうの形成するために多くの時間を必要となってしまい、根本的な解決には至らなかった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、長期保存を可能とする吸水性ポリマーを使用した土のう袋、土のう袋の形成方法、および土のうの形成方法を提供することを目的とする。
本発明では上記問題を解決するために、吸水した水を内容物とする吸水性の土のう袋において、前記水を吸水する吸水体と、前記吸水体を収容する織布製の外袋と、前記外袋の外側から内部を真空状態で被覆する真空包装袋とを備えることを特徴とする吸水性の土のう袋が提供される。
これにより、吸水体が水を吸水し、織布製の外袋が吸水体を収容し、真空包装袋が外袋の外側から内部を真空状態で被覆する。
また、本発明では、吸水した水を内容物とする吸水性の土のう袋の形成方法において、織布製の外袋に前記水を吸水する吸水体を収容する工程と、真空包装袋内に前記外袋を収容する工程と、前記真空包装袋内を真空にする工程と、前記真空包装袋内を真空にしたまま密閉する工程とを備えることを特徴とする吸水性の土のう袋の形成方法が提供される。
これにより、織布製の外袋に水を吸水する吸水体を収容し、真空包装袋内に外袋を収容し、真空包装袋内を真空にし、真空包装袋内を真空にしたまま密閉する。
また、本発明では、吸水した水を内容物とする吸水性の土のうの形成方法において、前記水を吸水する吸水体と、前記吸水体を収容する織布製の外袋と、前記外袋の外側から内部を真空状態で被覆する真空包装袋とを備え、前記真空包装袋を開封する工程と、前記内袋に水を注水する工程を備えることを特徴とする土のうの形成方法が提供される。
これにより、水を吸水する吸水体と、吸水体を収容する織布製の外袋と、外袋の外側から内部を真空状態で被覆する真空包装袋とを備え、真空包装袋を開封し、内袋に水を注水する。
本発明の土のう袋、土のう袋の形成方法、および土のうの形成方法によれば、吸水体が水を吸水し、織布製の外袋が吸水体を収容し、真空包装袋が外袋の外側から内部を真空状態で被覆するので、吸水体が空気に触れず、吸水性ポリマーを使用した土のう袋の長期保存が可能となる。
本実施の形態に係る土のう袋の構成を示す断面図である。 真空包装袋の詳細を示す図である。 外袋の詳細を示す図である。 内袋の詳細を示す図である。 吸水体の詳細を示す図である。 吸水体による吸水の前後を示す図である。 土のうの形成工程の一部である真空包装袋の開封工程を示す図である。 土のうの形成工程の一部である注水工程を示す図である。 土のうの形成工程の一部である注水工程の後の状態を示す図である。 吸水した吸水体を含んだ土のう袋を縛る状態を示す図である。 土のう袋の形成工程の一部である吸収体収容工程を示す図である。 土のう袋の形成工程の一部である吸引工程を示す図である。 土のう袋の形成工程の一部である閉封工程を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る土のう袋の構成を示す断面図である。
図1に示すように、土のう袋100は、外袋110、内袋120、吸水体130、および真空包装袋140を備えている。
土のう袋100による土のうの形成は、真空包装袋140を開封して内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110を取り出し、吸水体130を内部に備えた内袋120内に注水することで、注水した水を吸水体130が吸水して膨張し固化するものである。
これにより、従来で土のう袋の内部に詰めていた土砂の代わりに、水を吸水して固化した吸水体130が担うことができるので、全体として土のうの機能を果たすことが出来るものである。
外袋110は、例えば麻やポリエチレン材などで織り込まれた織布による袋であって、
外袋110の上部に設けられた開口部の下には、開口部を閉じるための綴じ紐111が備えられている。
また外袋110の外周面には、土のう袋100に注水した際に、水を入れる適切な量を示すための注水線112が備えられている。作業者は、この注水線112を確認しながら注水を行う。
内袋120は、例えばビニール製の袋のような不透水性の袋であって、外袋110の内側に収容される。本実施の形態では、外袋110に内袋120を収容する例で示すが、外袋110の内側に内袋120を圧着させ、一体化することもできる。
吸水体130は、注水された水を吸水するためのものであり、例えば吸水性ポリマーである。この吸水体130が、注水された水の中で攪拌されながら吸水し、やがて固化する。また吸水体130は、細断された吸水性ポリマーシートであってもよい。
真空包装袋140は、内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110の外側から、内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110全体を被覆するように設けられ、後に説明する吸引工程を経た後、内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110を完全に真空包装するためものである
真空包装袋140は、吸引工程で内部の空気を吸引し、吸引状態のまま密閉するためのチャック部141を備える。このように真空包装袋140は、内部を真空状態にしたままチャック部141により密閉することで、カビの繁殖、害虫による虫食い穴の防止、異臭、腐食などを防止することができる。
なお、真空包装袋140で内部を真空状態にする際に、外袋110に生じる細かい凹凸面や外袋110に付着した吸水体130による細かい凹凸面と真空包装袋140とが密着することでピンホールと呼ばれる小さな穴があいてしまうことがある。
ピンホールが生じてしまうと、その小さな穴から空気が入ってしまい真空状態を維持することができないので、外袋110と真空包装袋140との間に、緩衝材150を設けるとよい。
緩衝材150は、例えば内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110全体を被覆できる十分な大きさの紙材であって、内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110全体を緩衝材150で被覆することで、真空状態時に外袋110や吸水体130に生じる凹凸面と真空包装袋140とが直接接触してしまうことを避けることができる。これにより吸引工程におけるピンホールの発生を防止することができる。
図2は、真空包装袋の詳細を示す図である。
図2に示すように、真空包装袋140はチャック部141を備えている。
真空包装袋140は、例えばフィルムにアルミを蒸着させたアルミ蒸着袋であって、内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110を完全に被覆可能、または内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110を折りたたんだ状態で完全に被覆可能な大きさで構成され、三方が閉じられた袋体である。
真空包装袋140は、アルミ蒸着袋で構成することによって、空気や光を通すことなく内部に収容した内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110を紫外線や外気から保護することができる。
真空包装袋140の上部には開口部が設けられ、開口部の下には開口部を閉じるためのチャック部141が設けられている。真空包装袋140は、真空包装袋140の開口部から内部の空気を吸引することで真空状態にし、真空包装袋140の開口部をチャック部141で閉封することで、真空包装袋140の内部を真空状態のまま密閉することができる。
チャック部141は、真空包装袋140の開口部に密封チャックを設け、真空包装袋140の内部を真空状態にして密封チャックを閉封することで、真空包装袋140の内部を真空状態のまま維持することができる。また、シーラーなどを用いて真空包装袋140の開口部を熱圧着することで、真空包装袋140の内部を真空状態のまま閉封することができる。
真空包装袋140は、チャック部141を開口することで、真空包装袋140の内部に収容した内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110を容易に取り出すことができる。
図3は、外袋の詳細を示す図である。
図3に示すように、外袋110は、綴じ紐111および注水線112を備えている。
外袋110は、縦幅600mm×横幅480mmで形成される麻やポリエチレン材などで織り込まれた織布による袋である。
織布による袋を外袋110とすることで、内容物を詰めた土のう袋100を積み上げた際に、織布の摩擦力によって土のう袋100の位置ズレや崩壊などを防止することができる。
外袋110の上部には開口部が設けられ、開口部の下には開口部を閉じるための綴じ紐111が巾着袋のように設けられている。綴じ紐111は、外袋110に設けられた筒状の紐通し部に綴じ紐111が通され、綴じ紐111を一方向に引っ張ることで開口部を閉じることができる。
外袋110の外周面には、土のう袋100に注水した際に、水を入れる適切な量を示すための注水線112が備えられている。外袋110の外周面だけでなく、内周面にも注水線112を備えることで、土のう袋100の内側からも注水量を確認しながら注水することができる。
図4は、内袋の詳細を示す図である。
図4に示すように、内袋120は、縦幅600mm×横幅500mmで形成されるビニールのような不透水性の材質による袋である。
内袋120は、外袋110の内部に収容され、注水した水が外部に漏出することを防ぐことができる。
本発明の実施の形態では、注水線112を外袋110の外周面に設けたが、注水線112を内袋120に設けることもできる。
また注水線112を外袋110の内周面に設け、内袋120を透明または半透明の袋を用いることで、土のう袋100の内側からも注水量を確認しながら注水することができる。
図5は、吸水体の詳細を示す図である。
図5に示すように、吸水体130は、粉末状に形成されたSAP(Superabsorbent polymer)と呼ばれる高吸水性高分子から構成される粉末状の高吸水性樹脂131の集合体であって、高吸水性樹脂131から構成される吸水体130は内袋120内に収容される。
吸水体130を内袋120内への主要する収容量は、吸水体130が吸水する吸水量によって適宜調節される。本実施の形態では、高吸水性樹脂131で構成される吸水体130を内袋120内へ320g収容する。
高吸水性樹脂131は、特に高い水分保持性能を備えており、自重の約350倍から600倍の水を吸収しゲル状態を形成するものである。高吸水性樹脂131から構成される吸水体130が吸収した水は、多少の圧力をかけても水を放出することなくゲル状態を保持することができる。
高吸水性樹脂131は、アクリル塩酸系で3次元に架橋された分子構造により、高吸水性樹脂131が水に触れると、カルボキシル基がイオン化し親水性が高まった分子鎖が水に溶けようと広がる。
これと同時にイオン濃度差によって生じる浸透圧で分子鎖間に水が入り込むとともに、マイナスイオン同士であるイオンの反発力によって3次元架橋で制限された領域まで分子鎖が広がり、分子鎖の内部に水が取り込まれた状態になる。
これにより、水に溶けようとして広がる分子鎖の作用と、架橋構造によって分子鎖の広がりを制限する作用とによって、高吸水性樹脂131は、速い吸水スピードと、高い吸水力とを得ることができる。
図6は、吸水体による吸水の前後を示す図である。
図6に示すように、吸水体130を構成する高吸水性樹脂131は、注水された水を分子鎖の内部に取り込むことで吸水し膨張する。
高吸水性樹脂131が吸水して膨張することで、吸水体130の容積は増加する。これにより水を溜め込んだ吸水体130が、土のう袋100の内部を満たすことができる。
また、高吸水性樹脂131が吸水してゲル化することで、吸水体130が土のう袋100内で安定し、土のう袋100が一定の形状を保持することができる。
図7は、土のうの形成工程の一部である真空包装袋の開封工程を示す図である。
図7に示すように、真空包装袋140の内部に真空状態で収容されている内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110を取り出す。
真空包装袋140に備えられたチャック部141を開封することで、内部に収容された
内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110を容易に取り出すことができる。
内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110は、真空包装袋140を開封するまでは真空状態で真空包装袋140に収容されており、内袋120および吸水体130を内部に備えた外袋110は空気に触れることがない。
このため吸水体130は、空気中の水分を吸水することなく真空状態のまま保存されている。真空包装袋140を開封後は、速やかに内袋120ないに注水することで、土のうを形成することができる。
図8は、土のうの形成工程の一部である注水工程を示す図である。
図8に示すように、真空包装袋140から取り出した土のう袋100の内部に水200を注水線112まで注水するために、外袋110と内袋120との開口部を一緒に外側に折り込むことで、外袋110と内袋120とに折曲部113と折曲部121とを形成する。
水200の水は、注水線112まで注水することで、約15リットルの水200を土のう袋100の内部に注水することができる。また本実施の形態では、水200を注水する例として挙げたが、水200の代わりに泥水をくみ上げて用いてもよい。また尿などの水分を利用することもできる。
このように折曲部113および121を形成することで、外袋110と内袋120とが開口部で一体化し、注水しても外袋110と内袋120とが位置ズレが生じることがない。
また折曲部113および121を形成することで、ここでは図示しない綴じ紐111が外側に折り込まれるので、土のう袋100の内部で吸水体130を攪拌しても、綴じ紐111が汚れることがない。このため、綴じ紐111が吸水したゲル状の吸水体130によって汚れてしまうと土のう袋100の開口部を縛り上げる際に、縛りづらくなるという問題を解消することができる。
また、真空包装袋140から取り出した土のう袋100の内部に水200を注水線112まで注水することで、粉末状の吸水体130は内袋120の内部で水200と攪拌される。
高吸水性樹脂131は粉末状に形成されているため、水200を内袋120の内部に注することで水200と高吸水性樹脂131とが自然と攪拌される。このため、高吸水性樹脂131の給水時間を短縮することができる。また攪拌されながら高吸水性樹脂131が吸水することで、土のう袋100の吸水体130が均一した状態で水200を吸水することができる。
図9は、土のうの形成工程の一部である注水工程の後の状態を示す図である。
図9に示すように、注水工程を行うと、すぐに吸水体130は水200を吸水して膨張してゲル化する。
注水することで水200を均等に吸水した高吸水性樹脂131による吸水体130の体積は増加し、土のう袋100の内部に吸水した吸水体130が安定するため、膨張した吸水体130は、高吸水性樹脂131を含んだ状態でゲル状になって土のう袋100の内部で留まる。
図10は、吸水した吸水体を含んだ土のう袋を縛る状態を示す図である。
図10に示すように、水200を吸水した吸水体130を内部に含んだ土のう袋100の綴じ紐111を一方向に引っ張りながら開口部を閉じる。
引っ張った綴じ紐111は、絞って閉じられた土のう袋100の口の下を2〜3回廻し、廻した綴じ紐111の端を絞った元の綴じ紐111に巻き込むように通して強く引っ張り上げることで、土のう袋100の開口部を閉じることができる。
図11は、土のう袋の形成工程の一部である吸収体収容工程を示す図である。
図11に示すように、まず外袋110の内部に内袋120を収容する。次に内袋の内部に、吸水体130を320g収容する。なお、320gの吸水体130を収容した内袋120を外袋110に収容してもよい。
吸水体130を内部に収容した外袋110および内袋120は、吸水体130と空気との接触を少しでも少なくするため、外袋110および内袋120を開封部と平行に半分に折り曲げるとよい。
外袋110および内袋120を折り曲げた後は、内部に収容した吸水体130が平らになるようにする。真空包装袋140の内部に複数の外袋110および内袋120を入れる際は、吸水体130が平らにすることで、安定した形状で収容することができる。
図12は、土のう袋の形成工程の一部である吸引工程を示す図である。
図12に示すように、内部に吸水体130を収容した外袋110および内袋120は、複数まとめて真空包装袋140の内部に収容される。
本実施の形態では、10枚の吸水体130を収容した外袋110および内袋120を、1枚の真空包装袋140に収容したが、収容する外袋110および内袋120の数は適宜変更される。1枚の真空包装袋140に1組の吸水体130を収容した外袋110および内袋120を収容することもできる。
真空包装袋140に吸水体130を収容した外袋110および内袋120を収容した後、吸引器300で真空包装袋140の内部にある空気の吸引を行う。吸引器300による空気の吸引は、90秒から120秒程度吸引を行うことで、真空包装袋140内の空気が完全に吸引され、真空包装袋140の内部は完全に真空状態とすることができる。
図13は、土のう袋の形成工程の一部である閉封工程を示す図である。
図13に示すように、真空包装袋140の内部が吸引器300によって完全に真空状態なった後、真空状態を保ったままチャック部141を閉封する。
閉封は真空包装袋140の内部に空気が入り込まないように行われ、真空包装袋140の開口部に設けられた密封チャックを閉封することで、真空包装袋140の内部を真空状態のまま維持することができる。
また、シーラーなどを用いて真空包装袋140の開口部を熱圧着することで、真空包装袋140の内部を真空状態のまま閉封することができる。
これにより、真空包装袋140の内部に真空状態で収容された吸水体130を収容した外袋110および内袋120は、空気に触れることなく状態を維持することができる。このため、吸水体130は空気中の水分を吸水することないので、土のう袋にカビの発生、カビによる袋体の腐食などがなくなり、土のう袋100を長期的に安定した保存することができる。
また、長期保存しても吸水体130を収容した外袋110および内袋120は劣化することがなく、吸水体130が素早く見吸水するので、非常時に土のうを容易に形成することができる。
また、真空包装袋140の内部を真空状態にして密閉することにより、真空包装袋140の内部に収容された吸水体130を収容した外袋110および内袋120は圧縮され、土のう袋100全体の容積は小さくなる。これにより保管スペースを減少させることができる。
なお、本実施の形態では、吸水体130をあらかじめ内袋120の内部に収容し、吸水体130を収容した外袋110および内袋120を真空包装袋140の内部に収容し、真空包装袋140の内部を真空状態にしたが、内袋120を収容した外袋110と、必要容量にまとめた吸水体130とを、真空包装袋140の内部で別々に収容した後に、真空包装袋140の内部を真空状態して保存することもできる。
この場合、真空包装袋140を開封した後、内袋120を収容した外袋110を取り出し、内袋120内に吸水体130と水200とを入れて土のうを形成することもできる。この場合、内袋120内に入れる吸水体130と水200とに順位性はなく、内袋120に吸水体130を先に入れても、と水200を先に入れてもよい。
100 袋
110 外袋
111 紐
112 注水線
113 折曲部
120 内袋
121 折曲部
130 吸水体
131 高吸水性樹脂
140 真空包装袋
141 チャック部
200 水
300 吸引器

Claims (9)

  1. 吸水した水を内容物とする吸水性の土のう袋において、
    前記水を吸水する吸水体と、
    前記吸水体を収容する織布製の外袋と、
    前記外袋の外側から内部を真空状態で被覆する真空包装袋と、
    を備えることを特徴とする吸水性の土のう袋。
  2. 前記真空包装袋は、
    アルミ蒸着袋であることを特徴とする請求項1記載の土のう袋。
  3. 前記吸水体は、
    粉末状の高吸水性樹脂であることを特徴とする請求項1記載の土のう袋。
  4. 前記吸水体と前記外袋の間に、前記吸水体を収容する不透水性の内袋、
    を備えることを特徴とする請求項1記載の土のう袋。
  5. 前記内袋は、
    ビニール袋であることを特徴とする請求項4記載の土のう袋。
  6. 前記吸水体に注水する際に適切な注水量を示す注水線、
    を備えることを特徴とする請求項1記載の土のう袋。
  7. 前記外袋と前記真空包装袋との間に、緩衝材、
    を備えることを特徴とする請求項1記載の土のう袋。
  8. 吸水した水を内容物とする吸水性の土のう袋の形成方法において、
    織布製の外袋に前記水を吸水する吸水体を収容する工程と、
    真空包装袋内に前記外袋を収容する工程と、
    前記真空包装袋内を真空にする工程と、
    前記真空包装袋内を真空にしたまま密閉する工程と、
    を備えることを特徴とする吸水性の土のう袋の形成方法。
  9. 吸水した水を内容物とする吸水性の土のうの形成方法において、
    前記水を吸水する吸水体と、
    前記吸水体を収容する織布製の外袋と、
    前記外袋の外側から内部を真空状態で被覆する真空包装袋と、
    を備え、
    前記真空包装袋を開封する工程と、
    前記内袋に水を注水する工程、
    を備えることを特徴とする土のうの形成方法。
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