JP4868817B2 - 覆土代替材料 - Google Patents

Description

本発明は覆土代替材料に関し、さらに詳しくは、廃棄物処理場において、廃棄物の飛散・流出防止のために、廃棄物の上に覆う土に替えて使用することが可能な覆土代替用材料に関する。

廃棄物処分場は一般に、地表を適度な深さに掘り下げて凹面を形成し、その底部から順に廃棄物を堆積して埋め立てる。そしてこのような廃棄物処分場においては、廃棄物の飛散防止のために、廃棄物の堆積量が一定量に達した場合や、日々の埋め立て作業終了時に廃棄物堆積層の上に覆層を設けており、この覆層には従来土を用いている。

しかしながら、覆層に土を用いることは次のような問題を抱えている。まず廃棄物処分場の利用効率の悪さである。土による覆土層は、上記のように被覆目的のため一定以上の厚み、通常は３００〜５００ｍｍの厚みを必要とする。しかし、このような厚みでは、覆土層は廃棄物容積の１８〜２５％に達することになり、その分廃棄物処分場における廃棄物そのものの埋め立て容量が制限されることになる。

次に、覆土に必要な土の確保や環境への影響である。廃棄物処分場の多くは５〜６０００ｍ^２以上、大きいものでは２００００ｍ^２超える面積を持つため、覆土層も１層につき、少なくとも２００ｍ^３場合によっては１００００ｍ^３以上もの土が必要となり、それに伴う土の確保が難しい。更に、土で焼却灰等の廃棄物を覆う作業の際に、舞い上がる土埃や廃棄物の飛散が問題となっている。

このような問題を解決する技術として、土の代わりに覆層を生分解性材で形成する方法（特許文献１）があるが、この方法においては澱粉や膠などの物質を散布すること自体が実使用上困難であり、仮に使用したとしても、斑無く均一に廃棄物を覆うように散布し膜化させるには、それなりの厚みを必要とする（特許文献１中には１〜１０ｍｍとある）。特に凹凸を有する廃棄物や液状物を吸収する廃棄物の上に、散布法により膜状を形成することは、技術的に困難であり、廃棄物の面積を考えると作業時間的にも不可能と言える。更には澱粉や膠の場合、容易にカビが発生する可能性や専用の散布機を用意する必要がある。

また、引裂強力が１００Ｎ以上ある不織布または織編物を用いる方法（特許文献２）があり、この方法では、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の厚み、５０ｇ／ｍ^２以上の目付を持った不織布または織編物を用いることにより、廃棄物が突起を有する場合や、覆土代替材上を重機が走行する場合でも、容易に破れることなく、良好に廃棄物を覆うことが可能であるとしている。しかしながら、引裂強力が高くてもその繊維を構成する単糸デシテックスが大きい場合や目付が大きすぎる場合は、代替材料は堅いものとなるため、廃棄物との密着性は低下してしまい、その結果、廃棄物と代替材料に隙間が生じ、廃棄物が風で飛散してしまったり、強風時には代替材料自身が破けたり、風で飛ばされたりしてしまう問題がある。つまり、廃棄物表面の密着性が不十分なため、代替材料を目串や重しで固定しても、風の侵入による廃棄物の飛散や、代替材料の破損が避けられないという問題がある。

上述のように、従来技術では、廃棄物上に高い密着性を持たせつつ、効率よく覆層を設ける手段は無かった。
特開平１１−２８４３４号公報 特開２００３−１０３２３０号公報

本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、廃棄物表面との密着性が高く、また代替材料の飛散する可能性の極めて少ない、堆積廃棄物の覆土代替材料を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために、廃棄物処分場の覆土代替材料として、種々の不織布を検討したところ、構成繊維の単糸繊度、目付及びその両者の積が特定の範囲を有し、さらに特定倍率の吸水性を有する不織布を用いることにより、上記課題が解決されることを見出し、本発明に到達した。すなわち、本願で特許請求される発明は以下の通りである。
（１）構成単糸繊度が０．０５〜２．８ｄｔｅｘ、目付けが２０〜１７５ｇ／ｍ^２で且つ、単糸繊度と目付の積が１５０ｄｔｅｘ・ｇ／ｍ^２未満であり、吸水倍率が自重の５倍以上の不織布を有することを特徴とする覆土代替用材料。
（２）前記不織布を構成する繊維が、生分解性を有するセルロース繊維からなることを特徴とする（１）記載の覆土代替用材料。
（３）湿潤時での被覆物からの剥離強力が０．５Ｎ以上であることを特徴とする（１）または（２）記載の覆土代替用材料。
（４）（１）ないし（３）のいずれかに記載の覆土代替用材料に、自重の１０倍以上の水を付与して廃棄物を被覆処理することを特徴とする廃棄物被覆処理方法。

本発明によれば、廃棄物処理場等において堆積した廃棄物表面との密着性が高く、また飛散する可能性の極めて少ない覆土代替材料を提供することができる。このため、廃棄物処理場の利用効率を高め、作業性を改善するとともに、廃棄物や覆土の飛散防止など、環境への影響を少なくすることができる。

本発明に用いる不織布としては、その形態・組織は特に限定されず、通常公知のものを用いることができる。本発明においては、特に繊維同士が紡糸後に自己交絡することにより一体化してなる連続長繊維不織布を用いることが、凹凸のある廃棄物の上を覆った際にその凹凸面に追随することができ、良好に設置することができることから好ましい。

本発明における不織布を構成する単糸繊度（ｄｔｅｘ）は、０．０５〜２．８ｄｔｅｘであり、好ましくは０．１〜２．６ｄｔｅｘである。単糸繊度が２．８デシテックスを超えると、代替材が本発明の目的である密着性を得ることができず、また０．０５デシテックス未満であると、強度不足のため廃棄物処分場では使用することが困難になる。

本発明の不織布の目付は、処分場の規模や被覆物などにより適宜選択が可能であるが、廃棄物処分場での覆層に求められる性能を満足させるためには、１０〜３００ｇ／ｍ^２であり、好ましくは２０〜１７５ｇ／ｍ^２である。目付が１０ｇ／ｍ^２未満であると、例え密着性があっても、軽すぎて代替材が飛散してしまう恐れがあり、３００ｇ／ｍ^２を超えると、代替材が堅すぎて本発明の目的である密着性を得ることが困難になる。

更に好ましい範囲としては、単糸繊度と目付がある一定の関係を満足すること、すなわち、不織布の単糸デシテックス（Ａ）と目付け（Ｂ）の積が、密着性との関係から、式（１）を満たすことが好ましい。
（Ａ）×（Ｂ）＜１５０ｄｔｅｘ・ｇ／ｍ^２ （１）

繊度と目付の積が一定範囲以内とは、例えば、単糸デシテックスが１．４デシテックス、且つ目付が５０ｇ／ｍ^２といった条件であり、その意味することは、不織布に柔軟性と、曲面追従性を与えることにある。特にこれらパラメーターが、覆層の持つ密着性に大きな影響を与えることを発明者は鋭意研究の上見出した。

厚みは廃棄物処分場の利用効率の面から０．０３〜１ｍｍが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．８ｍｍである。１ｍｍを超える厚みになると代替材が堅くなり、廃棄物との密着性を損なってしまい、また０．０３ｍｍ未満になると十分な空隙をもたず、保水性が不足し、強度の点でも容易に破損してしまうことがある。

本発明における吸水倍率とは、２０±２℃、６５±２％ＲＨに１６時間以上放置し、１０ｃｍ×１０ｃｍにサンプリングした試料の重量（Ｗ１）を測定し、充分に水を満たしたパットの中へ試料を１０分間浸漬させたあと取り出し、試料より水滴の落下が無くなるまで放置した後の試料の重量（Ｗ２）を測定し、（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１で示した吸水倍率を意味する。

この吸水倍率の値が自重の５倍以上の性能を有するものであれば、その素材は特に限定されない。倍率が５倍未満の場合、廃棄物に対する密着性不足のために代替材が飛散してしまう。特に、廃棄物に代替材を敷いた後、十分な水分を付与することにより初期の密着性が発生するため、吸水性が不足することは好ましくない。

不織布の吸水倍率が自重の５倍以上であると、吸水された不織布は、柔らかくなると同時に、水の重みが加わり、湿潤時のドレープ性が非常に良好になり、凹凸部位への曲面追従性、密着性が大幅に向上する。吸水倍率は、好ましくは７倍以上であり、より好ましくは１０倍以上である。吸水率の上限は特にないが、通常は取扱い性の理由から３０倍以下である。

本発明における不織布は、従来技術に記載したようなでんぷん膜などと比べて、特に貫通孔を開けなくとも繊維間の空隙が大きく、透水性・通気性が良好である。したがって廃棄物よりガスが発生する場合もそれを容易に通過させたり、また、雨水を良好に透過させたりすることができる。
本発明における不織布を構成する繊維の形態は、長繊維あるいは短繊維であってもよいが、好ましくは長繊維である。

また繊維の素材は、ポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体、ポリオレフィン系重合体、脂肪族ポリエステル系重合体等の合成重合体からなる合成繊維や、綿、毛、絹等の天然繊維、レーヨン、キュプラ、溶剤紡糸セルロース等の再生セルロース系繊維等いずれでも用いることができるが、本発明においては、脂肪族ポリエステル系重合体や、天然繊維、再生繊維等の微生物により分解可能な、生分解性を有する繊維を構成繊維とするものが環境の面から好ましく、更に好ましくは湿潤時の廃棄物への密着性が高いセルロース系繊維であり、特にセルロース繊維の中でも重合度が低いために生分解速度が極めて高い再生セルロース系繊維が好適である。

本発明の不織布の製造方法は特に限定されず、湿式法、乾式法、抄紙法、のいずれで作られたものでもよく、またこれらが複合されたものでもよいが、好ましくは生分解性を低下させるようなバインダーを用いない、高圧流体による複合やエンボス等による圧着方法がよい。

また、密着性の向上を目的とし、代替材料構造体の片面に水溶性のフィルムを張り合わせたり、水溶性材料をコーティングしてもよい。この際の水溶性フィルムや水溶性材料としてはＰＶＡ系、でんぷん系等が挙げられる。
本発明における不織布の形態は特に限定されず、適宜用途に応じて使いやすい形状を選択することができる。例えば広げた場合の形状が、正方形や長方形等の多角形、円形や楕円形等でも問題なく使用でき、用途によって適宜選択することができる。

また本発明の不織布において、本発明の目的を損なわない限り、不織布の繊維に追加的に付与することができる各種の機能付加を任意に行うことができる。例えば、水及び／又は種々溶剤で予め湿潤させて供されたもの、電子線照射や酸・アルカリ処理等によって生分解性能を向上させたもの、表面のフィブリル化等により廃棄物へのアンカー効果を更に増大させたもの、染色にて着色料を含有させたもの、防臭剤やセルロース分解促進剤を含有させたものも、本発明の繊維に包含される。

本発明における廃棄物への密着性を評価する指標としての剥離強力とは、１ｍ×１ｍに切断したサンプルを、サンプル重量の１００倍の水にて湿潤させ、被覆物に張り付かせた後、サンプルの中央にフックをかけ、サンプルに対して垂直方向に５ｃｍ剥離させた際の値を言う。剥離強力は０．５〜５０．０Ｎが好ましく、更に好ましくは０．８〜１０．０Ｎである。０．５Ｎ未満であると、少しの外力で容易に剥がれてしまうため好ましくない。

本発明の覆土代替材の施工方法としては、埋め立てられた廃棄物に対して、不織布からなる覆土代替材を２００〜３００ｃｍ巾程度のロール巻きにしたものを、廃棄物上で転がして敷設することが好ましい。敷設した本発明の覆土代替材は、特に処理しなくとも一定の剥離強力を得ることができるが、自重の１０倍以上、好ましくは５０倍以上、更に好ましくは１００倍以上の水を含ませた方が、より密着性が上がるという点で好ましい。
水分を大量に付与して、凹凸被覆性、曲面追従性を高めることができるのは、吸水倍率が自重の５倍以上という優れた吸水特性を有することによる。

更に、覆土代替材料の密着性を向上させるために、ＰＶＡ系・でんぷん系等の水溶性糊材や焼却灰を固める団粒化作用を有する薬剤（一般名称：団粒化剤）を併用することもできる。また、動物の忌避を目的とした忌避剤を付与することもできる。
処分場の環境等により不織布の万が一のめくれを防止するために、土のうを適宜の位置に配置したり、釘、ワイヤー、ネット等で固定することもできる。ここで固定のために用いる土嚢、釘、ワイヤー、ネット等は、生分解性を有する素材を用いることが好ましい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、例中の処理物（不織布）の評価は、下記のようにして行った。
１）目付
１ｍ×１ｍにサンプリングしたサンプルの四隅と中央を測定し、平均値を算出する。
２）単糸デシテックス：構成単糸を拡大して、ｄｅｔｘとして算出する。

３）ＷＥＴ初期密着性
サンプル重量の１００倍の水にて湿潤させた後、被覆物（砂：小川工業所社製砂、粒径１ｍｍ程度、石：小川工業所社製バラス、粒径３ｃｍ程度、凹凸：左記砂及び石を３０：７０の割合で混合したもので、凹部と凸部の高低差が３ｃｍ未満であるもの）に張り付かせた際の貼りつき性を下記のように判断した。
◎：非常に優れている。
○：優れている。
×：不適である

４）ＷＥＴ剥離強力
タテ１ｍ×ヨコ１ｍにサンプルを切断後、サンプル重量の１００倍の水にて湿潤させる。次に被覆物にサンプルを張り付かせた後、サンプルの中央にフックをかけ、サンプルに対して垂直方向に５ｃｍ引張った際の剥離強力の値（Ｎ）を測定する。

５）貼りつき保持性
タテ１ｍ×ヨコ１ｍにサンプルを切断後、サンプル重量の１００倍の水にて湿潤させる。次にサンプルを無風下で一昼夜放置乾燥後、サンプルに対し横方向から風速１０ｍの風を３０秒当てた際のサンプルの剥離性を下記の様に判断する。
◎：剥離しない。
○：部分的に剥離する。
×：完全に剥離し飛散する。

６）総合評価
上記１）〜４）の項目について下記のように総合判断する。
◎：非常に優れている。
○：優れている。
×：不適である

［実施例１］
平均目付５０ｇ／ｍ^２で、単糸デシテックス１．４ｄｔｅｘの再生セルロース連続長繊維不織布（ベンリーゼ（登録商標）、旭化成せんい（株）社製 、品番ＮＥ５０７）を本発明の覆土代替材として用意し（長さ１ｍ、幅１ｍ）、その吸水倍率を測定したところ、１１倍であった。
廃棄物処分場おいて、廃棄物上に、ロール巻きにした上記不織布（本発明の覆土代替材）を転がして敷設したのち、シャワーにて水を５リットル／ｍ^２（自重の１００倍に相当）散布した。本発明の覆土代替材は、廃棄物の凹凸に対して極めて良好に追随することができ、作業性も容易で、極めて良好に敷設することができた。

次に覆土代替材の中心にフックを引掛け、バネばかりにて廃棄物上から覆土代替材が剥離するまでサンプルに対して垂直方向に引張り上げた。その結果、表１に示すような極めて良好な貼りつき性を有することが確認された。
更に水散布後の覆土代替材を一昼夜放置乾燥後、横方向から風速１０ｍの風を３０秒当てた際にも、代替材は極めて良好な貼りつき性を維持していた。

［実施例２］
実施例１において、覆土代替材に、平均目付１００ｇ／ｍ^２で、単糸デシテックス１．４ｄｔｅｘの再生セルロース連続長繊維不織布（ベンリーゼ（登録商標）、旭化成せんい（株）社製 、品番ＮＥ１０７、吸水倍率１２倍）不織布を用いること、シャワーにて水を１０リットル／ｍ^２（自重の１００倍に相当）散布すること以外は実施例１と同条件にて処理を行った。結果覆土代替材は、廃棄物の凹凸に対して良好に追随することができ、作業性が容易で良好に敷設することができた。
また、覆土代替材の中心にフックを引掛け、バネばかりにて廃棄物上から覆土代替材が剥離するまでサンプルに対して垂直方向に引張上げた結果、表１に示すような良好な貼りつき性を得ていることが確認された。
更に水散布後の覆土代替材を一昼夜放置乾燥後横方向から風速１０ｍ／秒の風を３０秒当てた際にも、代替材は良好な貼りつき性を維持していた。

［実施例３］
実施例１において、覆土代替材に、平均目付５０ｇ／ｍ^２で、単糸デシテックス２．４ｄｔｅｘのレーヨンスパンレース不織布（吸水倍率７．８倍）を用いる以外は実施例１と同条件（自重の１００倍）にて処理を行った。結果覆土代替材は、廃棄物の凹凸に対して良好に追随することができ、作業性も容易で、良好に敷設することができた。
また、覆土代替材の中心にフックを引掛け、バネばかりにて廃棄物上から覆土代替材が剥離するまでサンプルに対して垂直方向に引張り上げた結果、表１に示すような良好な貼りつき性を有することが確認された。
更に水散布後の覆土代替材を一昼夜放置乾燥後横方向から風速１０ｍ／秒の風を３０秒当てた際にも、代替材は良好な貼りつき性を維持していた。

［比較例１］
実施例１において、覆土代替材に、平均目付１５０ｇ／ｍ^２で、単糸デシテックス４．１ｄｔｅｘのレーヨンスパンレース不織布（吸水倍率９.４倍）を用い、シャワーにて水を１５リットル／ｍ^２散布する以外は実施例１と同条件にて処理を行った。その結果、覆土代替材は、廃棄物の凹凸に対して良好に追随することができず、また貼りつき性も不十分であった。
また、覆土代替材の中心にフックを引掛け、バネばかりにて廃棄物上から覆土代替材が剥離するまでサンプルに対して垂直方向に引張り上げた結果、表１に示すように簡単に廃棄物表面から剥離してしまった。
更に水散布後の覆土代替材を一昼夜放置乾燥後横方向から風速１０ｍ／秒の風を３０秒当てた際、代替材はすぐに飛散してしまった。

［比較例２］
実施例１において、覆土代替材に、平均目付２００ｇ／ｍ^２で、単糸デシテックス３．０ｄｔｅｘのポリ乳酸重合体からなるポリ乳酸不織布（テラマック（登録商標）、ユニチカ（株）社製、吸水倍率１倍以下）を用い、シャワーにて水を１５リットル／ｍ^２散布する以外は実施例１と同条件にて処理を行った。その結果、覆土代替材は、廃棄物の凹凸に対して良好に追随することができず、貼りつき性も不十分であった。
また、覆土代替材の中心にフックを引掛け、バネばかりにて廃棄物上から覆土代替材が剥離するまでサンプルに対して垂直方向に引張り上げた結果、表１に示すように簡単に廃棄物表面から剥離してしまった。
更に水散布後の覆土代替材を一昼夜放置乾燥後横方向から風速１０ｍ／秒の風を３０秒当てた際、代替材はすぐに飛散してしまった。

［比較例３］
廃棄物処分場において、廃棄物上に、実施例３で得られたレーヨンスパンレース不織布、ロール巻きにしている本発明の覆土代替材を転がして敷設したのち、ジョウロにて水を１５０ｃｃ／ｍ^２（自重の３倍に相当）散布した。本発明の覆土代替材は、廃棄物の凹凸に対して追随できず、ＷＥＴ剥離強力は測定不能（０．１Ｎ／ｍ^２以下）で、更に２時間後には乾燥し、端部で剥がれが生じてしまった。散水処理が不十分な場合（自重の５倍未満）では、密着性が不十分になる。

本発明の覆土代替用材料は、廃棄物処理場等に用いる、廃棄物の表面を覆う覆土代替材料として有用である。

Claims (4)

1. 構成単糸繊度が０．０５〜２．８ｄｔｅｘ、目付けが２０〜１７５ｇ／ｍ^２で且つ、単糸繊度と目付の積が１５０ｄｔｅｘ・ｇ／ｍ^２未満であり、吸水倍率が自重の５倍以上の不織布を有することを特徴とする覆土代替用材料。
2. 前記不織布を構成する繊維が、生分解性を有するセルロース繊維からなることを特徴とする請求項１記載の覆土代替用材料。
3. 湿潤時での被覆物からの剥離強力が０．５Ｎ以上であることを特徴とする請求項１または２記載の覆土代替用材料。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の覆土代替用材料に、自重の１０倍以上の水を付与して廃棄物を被覆処理することを特徴とする廃棄物被覆処理方法。