JP4969928B2

JP4969928B2 - 生育基盤材料の製造方法

Info

Publication number: JP4969928B2
Application number: JP2006180890A
Authority: JP
Inventors: 達也笹谷; 智彦阿部; 義宏阿部
Original assignee: Nittoc Constructions Co Ltd
Current assignee: Nittoc Constructions Co Ltd
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2026-06-30
Also published as: JP2008005791A

Description

本発明は、法面緑化基盤材として、空気圧送により吹き付けを行うのに適した生育基盤材料さらに詳しくはリサイクル材料を主体として、安価で長期的な保持が可能である生育基盤材料の製造方法に関するものである。

法面緑化では、バーク堆肥とピートモスからなる有機質系生育基盤材や砂などを主体とした無機質系生育基盤材、伐採木材や現地発生土を使用する生育基盤材など多様な材料を使用する様々な法面緑化材料や工法が存在する。

このうち有機質系の生育基盤材料では、長期的には分解し基盤自体が減少する。そこで、本出願の発明者は生育基盤の主材料として、無機質の鉱物質であるペーパースラッジの填料に着目した。

ペーパースラッジ（製紙スラッジ）を利用した生育基盤材料としては、例えば下記特許文献１がある。
特開２００１−８６８５４号公報

前記特許文献１は、上水または工業用水製造時に排出される排泥に製紙スラッジを混合して脱水し、その脱水物に家畜糞尿を主体とする畜産廃棄物を混合、堆積して間欠的に攪拌しながら発酵させた発酵物で、ｐＨを４．０以上８．０以下かつ電気伝導率を３．０ｄＳ／ｍ以下に調整した培養土または緑化基盤材または上記発酵物に、電解質を含有しない物質を混合することにより、ｐＨを５．０以上７．５以下かつ電気伝導率を３．０ｄＳ／ｍ以下に調整した培養土または緑化基盤材である。

なお、ペーパースラッジを用いる技術は、これ以外でも、焼却・乾燥・生を問わず種々の方法が考えられる。

ペーパースラッジを用いるのに、特許文献１のように、他に、排泥や家畜糞尿、電解質を含有しない物質を必須の材料とするものでは、十分な用い方とは言えず、コスト的にさらに低減できる余地がある。

また、ペーパースラッジを混合して脱水する工程や、発酵させる工程を経なければならず、時間と手間のかかるものとなる。

従来のペーパースラッジの利用方法では、木質に着目した利用や繊維に着目した利用を行っているため、木質繊維を使用する例は乾燥・焼却・発酵など条件が異なるものの多く見られるが、填料も同時に使用しようとする試みのものはない。

しかし、生のペーパースラッジに含まれる填料を主材料とする場合は、填料が元々無機質の鉱物質の粉体であるため、吸水性はよいが乾燥収縮性も大きくなる特徴があり、温度や水分条件などの環境変化で体積変化を生じやすい特徴がある。

また、前記粉体が細かな粒子により構成されており、水分を与えると粘性を持つ特徴もあるため、大量の水を吸水した状態（泥状）では、生育基盤材料吹付作業等のための空気圧送時に材料ホース内で付着を起こし施工不能と陥る可能性が高く、吹付けが行えた場合でも、吹付後の材料では填料と水が体積の大部分を占め、基盤材料内部に植物の生育に必要な空気が確保されない。

このため、法面緑化基盤材の主材料に使用するためには、法面吹付後の生育基盤の体積変化を最小限に抑える必要や、スムーズなホースによる空気圧送を可能にするため粘性低下、植物の生育を可能とする吹付け後の空気量確保を施す必要がある。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、今までそのまま利用されることが少なかった生のペーパースラッジに含まれる填料を主材料としても、乾燥収縮による体積変化やひび割れ等を防止して、かつ空気圧送を可能にし、さらに、単位体積重量低下に伴う吹付け能率の向上や、吹付後の生育基盤の空気量確保や保水性・保肥力向上を図ることもできる安価な生育基盤材料の製造方法を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、填料を主体とするペーパースラッジに加水混合して泥状とし、これに高分子凝集剤を添加混合し、さらに、高分子吸水ポリマーを添加混合し、さらに、ピートモスおよびバーミュキュライトを添加混合してなることを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明は、ペーパースラッジ0.1ｍ³（真比重体積）に対して、水0.2〜0.7ｍ³、高分子凝集剤0.2〜5kg、高分子吸水ポリマー2〜15kg、ピートモス250〜1000Ｌ、バーミュキュライト0〜750Ｌであることを要旨とするものである。

本発明によれば、生のペーパースラッジに含まれる填料を主材料とすることで安価に製造でき、リサイクルも図れる。また、高分子吸水ポリマーと高分子凝集剤により内部に水分を保持した粒状構造とすることにより、空気圧送を可能として、乾燥収縮による体積変化やひび割れ防止することができ、ピートモスと場合によりバーミュキュライトを添加することにより、吹付後の生育基盤の空気量確保や保水性・保肥力向上を図ることができる。

さらに詳しく述べると、生のペーパースラッジに加水調整したものに高分子凝集剤を添加混合し、ペーパースラッジに含まれる填料を凝集効果で粘性を低下させ、さらに高分子ポリマーを加えることで、ペーパースラッジから吸水がなされ、材料が粒状化して自立性が得られ、空気圧送が可能となる。

生のペーパースラッジの填料の配合割合が多い場合は、法面に吹付け後の生育基盤の土壌硬度が１５ｍｍ以上となり硬くなるが、かかる場合にピートモスを加えることで、ピートモスの有する高い空気の連行性により土壌硬度が低下できる。このようにピートモスを加えることで、性状や填料の混合比が異なる生のペーパースラッジを主材料とするものであっても、適度の硬度の使用可能なものにできる。

このようにして、本発明の生育基盤材料は法面緑化基盤材として、従来のバーク堆肥とピートモスを主材料とする法面緑化基盤材に比べ、安価に製造可能であり、施工性や品質に優劣はない。

以上述べたように本発明の生育基盤材料およびその製造方法は、生のペーパースラッジに含まれる無機物の填料を主材料とすることで有機質系の基盤材料と比べ長期的な保持が可能でさらに安価に、しかも容易に製造でき、法面等の緑化に寄与できるものであるが、生のペーパースラッジに含まれる填料を主材料としても、乾燥収縮による体積変化やひび割れ防止して空気圧送を可能し、さらに、単位体積重量低下に伴う吹付け能率の向上や吹付後の生育基盤の空気量確保や保水性・保肥力向上を図ることもできるものである。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明の生育基盤材料は、生のペーパースラッジに含まれる填料を主材料としてもしくは填料を主体とするペーパースラッジを主材料として、空気圧送を可能し乾燥収縮による体積変化やひび割れ防止するための粒状化を行う高分子吸水ポリマーと高分子凝集剤、単位体積重量低下に伴う吹付け能率の向上や吹付後の生育基盤の空気量確保や保水性・保肥力向上を図るためのピートモスとバーミュキュライトからなるものである。

このように、本発明は、填料を主体とするペーパースラッジ、高分子吸水ポリマー、高分子凝集剤、ピートモス、バーミュキュライトという5種類の材料（場合により4種類の材料）から構成される。
各材料の説明は以下の通りである。
填料を主体とするペーパースラッジ・・・紙を製造する際に発生する汚泥で、主に紙に含まれる鉱物質の粉体（白土・滑石・炭酸カルシウム等）より構成される。本発明では、生育基盤材料を構成する主材料である。
高分子吸水剤・・・社会一般に使用されている吸水性ポリマーと同じものである。
高分子凝集剤・・・水処理などで一般的に使用されている凝集剤と同じものである。土の団粒構造を造るために用いられる場合もある。
ピートモス・・・土壌改良に広く用いられる材料で、土壌の通気性の改善などに用いられる。
バーミュキュライト・・・土壌改良に広く用いられる材料で保水性や保肥性を向上させるために用いられる。

次に、本発明の生育基盤材料の製造手順について説明する。
材料を以下の手順で混合することにより、生育基盤材料としての法面緑化基盤材を製造する。
（１）填料を主体とするペーパースラッジに加水混合し、泥状とする。
（２）高分子凝集剤を添加混合し、ペーパースラッジを団粒化させ、凝集効果により鉱物質の粒子が機械内部へ付着しないようにする(粘性を低下させる)。
（３）高分子吸水ポリマーを添加混合し、ペーパースラッジの水分を奪うことで粒状化させる。粒状にすることで、乾燥時のひび割れや収縮を防止する。（例：空気をあまり含まないスラリー状である水田の土は乾燥により大きく収縮しひび割れるが、粒状構造である畑の土は乾燥しても、空気量が増加するだけで大きく収縮せずひび割れない）粒状の団粒構造となることで、通気性・保水性も若干向上する。
（４）ピートモス・バーミュキュライトを添加混合し、保水性・保肥性を向上させ、空気を取り込みやすい性状を付与する。また、単位体積重量を低下させることで、よりスムーズな吹き付け施工を可能とする。

施工方法としては、本発明の生育基盤材料は、施工地や工場で製造し、従来の厚層基材吹付工と同様の施工システムにて、法面への吹付を実施する。なお、適用地山地質と吹付け厚さ、勾配条件は同じである。

本発明の生育基盤材料の配合を下記表１に示す。なお、ペーパースラッジの主成分は、填料である。

本発明の生育基盤材料の効果を確認するための、品質及び試験データおよび実施した試験の一例を下記表２に示す。以下の表２は、試験を実施した時の配合である。

接合剤１kg：肥料（化成肥料２kg・遅効性肥料２kg）４kg：填料が主成分のペーパースラッジ

試験項目および結果の一覧を下記表３にまとめる。

施工性は目視による確認を実施し、材料吹き付け時のホース内での詰まりや脈動などがないか確認した。すべての試験パターンで良好であり、問題ないと判断された。

土壌硬度は、山中式土壌硬度計を用い、吹付け直後の材料を測定した。すべての試験パターンで10mm以下であり、非常に軟らかく植物の発芽生育に問題ない硬さであることが確認された。

ｐＨは、材料製造直後のサンプルからH₂Oについて測定した。すべての試験パターンで中性を示すため、植物の生育基盤としては問題ないと判断される。

空気量は、吹付け後の生育基盤からサンプルを抜き取り、土壌三相分布測定器を用いて計測した。ピートモスの増加と比例して、空気量は増加する傾向が示され、バーミュキュライトの添加により、効率的により多くの空気量が確保できることが確認された。

耐侵食性は、吹付け後から72時間経過した生育基盤を時間100mmの降雨を1時間人工的に降らし、侵食された生育基盤材を採取し、乾燥重量を測定した。なお、本試験は、比較のため、従来の有機質系基盤でも実施した。なお、従来の有機質系基盤材では30.2gで浸食厚さ0.1mm以下であった。これに対して、今回の材料でも(3)が41.5g、(4)25.2gと共に浸食厚さ0.1mm以下であり、従来工法同様の耐浸食性を有していることが確認された。

現在、試験パターン(3)〜(4)と従来の有機質系基盤材で、1ｍ³当り緑化植物として一般的に用いられるトールフェスク33ｇ・メドハギ12ｇ・ヤマハギ66ｇを混合した試験体を作成し、植物の生育比較試験を実施しているが、発芽や生育初期の状況から差は確認されていない。

Claims

填料を主体とするペーパースラッジに加水混合して泥状とし、これに高分子凝集剤を添加混合し、さらに、高分子吸水ポリマーを添加混合し、さらに、ピートモスおよびバーミュキュライトを添加混合してなることを特徴とした生育基盤材料の製造方法。
ペーパースラッジ0.1ｍ³（真比重体積）に対して、水0.2〜0.7ｍ³、高分子凝集剤0.2〜5kg、高分子吸水ポリマー2〜15kg、ピートモス250〜1000Ｌ、バーミュキュライト0〜750Ｌである請求項１記載の生育基盤材料の製造方法。