JP5576967B1 - 木製生ごみ処理容器 - Google Patents

Abstract

【課題】台所からの生ごみを、電気等のエネルギーに全く頼らず悪臭を放つ事もなく、日常的に継続的使用が可能な耐久力を備えた、安全で安価な簡易構造の無垢材の木製生ごみ処理容器の提供。
【解決手段】杉材の辺材部から板目挽きで厚み５〜６ミリメートルに製材した荒材の板を主要面として、無垢材の特性を考慮して構成した、好気性微生物による木製の生ごみ処理容器。容器に基材と生ごみを投入し堆肥化される過程において、木材の主成分のセルロースの水酸基による吸水性と調湿性が、水分調整を行い、生ごみの分解に伴う化学反応熱を、含気率の高い杉材の保温力により微生物に作用を及ぼす。液汁に富んだ辺材部から板材を製材している事、板目挽きで早材面を多く露出させ気体や液体の透過性を高めている事、リグニンの紫外線吸収効果が微生物活動のエネルギー源となる事等、様々な無垢材の特性と微生物の活性化とが作用し合い、効率よく生ごみを処理出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は、無垢材の木製生ごみ処理容器に関するものである。

循環型社会形成推進基本法の制定を受け、各地方自治体の生ごみ処理対策に関する取り組みも活発化してきている中、補助金交付対象の生ごみ処理法に、まず電力等のエネルギーを要する電動処理機があるが、冬季は特にランニングコストが家計を圧迫している。次に密閉容器型の嫌気性菌利用による方法は、臭気の問題を含め生活環境によって使える対象者が限定される。好気性菌利用の一つである特許文献１に開示されているダンボール処理箱は、耐久性に問題がある。プラスチック製の屋外設置型のコンポストは、切り返しが容易ではなく水分調整が難しい。またプラスチック製等の容器で電気等を全く使用しないタイプのものは、基材となるチップ等が高価であり、継続的使用が困難である。

特開２００８−２６４７０９号公報

佐伯浩著「この木なんの木」海青社出版１９９３年 深澤和三著「樹体の解剖しくみから働きを探る」海青社出版１９９７年 波多野信子 たらい由以子著「堆肥づくりのススメ〜コンポストのある循環生活」特定非営利活動法人循環生活研究 平成１８年８月改 神奈川県木材業協同組合連合会木材再認識研修会資料「調湿に寄与する木の厚さ」 東京農工大学教授原田隆英 講演 土井修一文責「木材の微生物的利用」 日本木材学会編「すばらしい木の世界」海青社出版１９９５年 福島和彦他５名編「木質の形成第２出版バイオマス科学への招待」海青社出版２０１１年 秋田県立大学木材高度加工研究所編「木材百科」財団法人秋田県木材加工推進機構発行２００２年９改 堀大才 三戸久美子著（社）ゴルファーの緑化促進協力会編「木質廃棄物の有効利用」（株）太洋社出版２００３年

本発明の課題は、前述のような生ごみ処理対策の中でも広く浸透しているダンボールコンポストが、家庭生ごみの減量化に経済面と機能面に優れている反面、素材の耐久性に問題があるということから、これらの問題を解決し効率よく生ごみを処理するとともに耐久性に優れた生ごみ処理容器を提供することである。この耐久性が弱まる原因としては、生ごみの約８０％以上が水分であるため、発酵温度の上昇によって生ごみから出る水蒸気の影響で、その容器の耐久力が弱くなり基材を保持することができず、形状を維持出来なくなり崩壊につながるためである。特に梅雨の季節には、ダニ等の懸念から屋外設置が条件にある事もあり、その劣化は速く、害虫の侵入にもつながってしまう。これではせっかく循環型社会形成の推進に賛同している者も、継続が困難である。

また、飽食化時代と言われつつも、「野菜摂取不足が引き起こすさまざまな病気」「日本の食糧自給率の低さ」「食品の安全性の問題」「食育という教育問題」等、私達の食に対する関心度は高まる一方、因果関係を持つ生ごみ処理については殆どの場合、行政任せにしてしまわざるを得ない状況にある。実際に現状で数ある家庭用生ごみ処理法の中に、電気等のエネルギーに頼らず、経済的負担が少なく、女性的立場から構造が単純で軽量かつ設置場所を選ばず、問題となる臭気もなく、安全で誰もが容易に生活に取り入れられ、手入れも楽で日課的レベルでの使用継続が可能な耐久力もあり、しかもその生ごみが再生資源物として有効利用、或いはそのまま自然に帰す事の出来る、循環型の環境が整えられた生ごみ処理の為の木製容器はまだない。また、木製容器を用いて、長期的スパンで生ごみを分解、発酵させるという取り組みは各所で行われているが、人は毎日食し当然生ごみも毎日出されるため、それを短期的スパンである終日レベルで処理出来る無垢材の生ごみ処理の為の木製容器はまだない。

請求項１に記載の発明は、日本の生産高一位の杉の無垢板を荒材のまま主要材として構成した、好気性微生物による生ごみ処理容器である。杉材は針葉樹の中でも比重が小さく含気率が高い。即ち木材は、空気を多く含む事により保温効果を有し、微生物の生ごみ分解、発酵に作用する。

微生物の生ごみ分解、発酵について述べると、生ごみの堆肥化、いわゆる有機廃棄物の分解を促進する為に、水、温度、酸素は重要な環境要因であり、その中でも家庭で堆肥化を行う際に最も難しいとされるのが水分調整である。本来生ごみの８０％以上が水分である為に、水分量的には堆肥化に向かない。そのような水分量の多い生ごみに対応する処理容器の一例として、木材の主成分であるセルロースがもつ水酸基の特性を生かしたダンボール紙を用いたダンボールコンポストがある。ダンボールコンポストは、その保温性と余剰水分を壁面から排出出来る水分調整機能をもち、かつ経済面と機能面に優れていると言われている。しかし、実際に幾度となくダンボールコンポストによる生ごみ処理を試みたが、発酵温度の上昇によって生ごみから出る水蒸気の影響でその容器の耐久力が弱くなり基材を保持することができず、形状維持出来なくなり崩壊につながる。特に梅雨の季節には、ダニ等の懸念から屋外設置が条件にあることもあり、その劣化は早く、アメリカミズアブやショウジョウバエに卵を産み付けられないようにする事は、ダンボールコンポストには極めて困難である。

しかし今回発明の木製容器を用いることで、木材の水酸基による吸水性と調湿性によって水分調整が行われ、かつ水蒸気の影響による木材自体の膨張、収縮はあっても崩壊することはその木部組織からありえない為、安心して使用する事が出来る。また、アメリカミズアブ等の防御も可能にすることが出来る。

針葉樹の木部組織は、道管だけが水の通り道となる広葉樹とは違って、あらゆる細胞を動員することが出来る仮道管（体積比９０％以上、杉９５％以上）で構成されている。そして丸太の髄から樹皮方向に層をなす年輪の、なるべく樹皮側の部分から、接線方向に板目挽きという方法で製材した材は、柾目挽きの縞模様とは異なり、不規則な曲線模様となる。木材の年輪は必ず早材と晩材を形成しながら積み重ねられていくことにより、前述の板目挽きにより製材した材は柾目挽きにより製材した材より、多くの早材面が表れる。早材は、細胞も大形で、細胞壁も薄く粗く柔らかく、このような早材が多く表れる面を用いることにより、液体や気体の透過性を高くすることができる。

針葉樹の仮道管の構造とその役割に着目し、樹木の高さに値する原木の長径に対して垂直に、髄を輪切りにチェンソー挽きした、厚さ約１センチメートルの板材を主要面として容器を構成させ生ごみ処理を試みた。ストローの束状の仮道管の断面が板面となり、水分の排出はスムーズに行われた。しかし生ごみの分解、発酵には至らず、温度上昇も無く、結局何も分解されないまま乾燥により心髄から外周方向に亀裂が入り、年輪線から板面が外れてしまう結果となった。このことから、ただ単に水分の通り道の機能だけでは、生ごみ処理容器としての機能は果たせないことが考察された。

そもそも樹木にとって樹幹の機能は、１．樹体の支持、２．根から葉への水分の通り道となること、３．養分の貯蔵であり、心材は耐久性が高い事で１．の樹木の支持に大きく寄与していることは、柱、土台、桁等の構造材として用いられていることから誰もが容易に理解出来る。しかし今回発明の木製容器としての機能は、木材組織の細胞壁がリグニンを蓄積して組織が強化された比重の大きい心材にはなく、木の生命活動の場であり樹幹の三大機能をすべて果たしている辺材にこそあるのである。その辺材部から、なるべく樹皮に近い層を板目挽きに製材した材で構成された容器は、樹液が豊富である為に有機廃棄物の分解、発酵の効率化をはかることが出来る。

微生物活動によって行われる生ごみ処理の為の容器が木製であることによって木材組織である細胞壁中のリグニンによる紫外線吸収効果が生じ、そのリグニン自体がわずかに分解・溶出して糖等の低分子成分となり、これらが微生物にとって重要なエネルギー源となる。

木製容器を用いた長期的スパンでの有機廃棄物処理の取り組みは各所で行われているが、人は毎日食し、当然生ごみも毎日出される。それを短期的スパンである終日レベルで処理する為には、構成容器の主要面の板材の厚さを、５〜６ミリメートルにすることが、最も重要なことである。実際に、主要面の板材の厚さを、６ミリメートルと８ミリメートルの２種類用意し、容器を構成させ、分解、発酵の経過を観察したところ、分解速度、発酵にともなう温度上昇速度に差がつき、分解速度と発酵温度上昇速度並びに主要面の板材の厚さとの間に因果関係がある事が考察された。
また、柾目挽きの板材で構成させた容器は、速度的にはかなりゆっくりだが分解、発酵をするのに対し、鉋等で表面を平らにした板材で構成させた容器は、全く分解、発酵が進まず、生ごみの腐敗臭が日増しに強くなる、という結果となった。

生ごみ処理容器に投入される基材としては、木質バイオマスとしての利用がある半面、一部では産業廃棄物として処理せざるを得ない状況にある木の皮を粉砕したものを利用する事で、より効率的な有機廃棄物の分解、発酵が可能になる。

木材内の水分移動によって生じる板材の膨張、収縮、反りといった木材の変形に対応出来る容器を構成する為に、「図４」のように、正面板１，側面板２，背面板３等の主要面を構成する板の厚みをＸ、凹加工軸５，６の溝幅をＹとした場合、Ｙの幅を、厚みＸに前記木材の変形による移動量を考慮した幅、即ち、主要面を構成する板と溝との間に適正な空隙が確保されるような幅にすることが必要である。

容器の蓋部は、害虫の嗅覚等から守る為にも、容器本体の主要面を構成する板の厚みより厚い板材で構成させる。好気性微生物による分解、発酵熱によって生じる水蒸気は時には大量であり、内面の表面積を出来るだけ多く確保することで、調湿効果を高めることが出来る。また、生ごみの分解、発酵は毎日持続されることから、蒸気の排出がスムーズに行える様にするために、蓋部内面側に蓋の厚みを貫通させない深さを限度とした、仮道管組織を横断する鋸挽き加工を施す。

本発明は前記のような無垢材の木製容器に、基材と生ごみを投入するだけで微生物等による生ごみの分解、発酵が始まり、翌日新たな生ごみを投入する際、蓋を開けても悪臭を放つことなく、一定範囲の温度を保った状態で発酵分解が持続され、確実に生ごみの堆肥化が行われる。

夏の間は特に、行政によるごみ回収も1週間に１〜２日である為、悪臭と小バエの増殖につながり不衛生であり、処分して下さる方にも心が痛む。
しかし、この木製容器に投入さえしてしまえば、問題となるような悪臭も虫の増殖も防ぐ事が可能になる。ダニ等の懸念から屋外に設置する場合も、雨風を凌げる構造となっており、天候もしくは外気温との関連性はあるものの、直接的に左右されることなく、効率的に堆肥化が行われる。

人が快適に暮らす為に、昔から木は重要な役割を果たしてきている。快適に暮らすという事の要因の一つに湿度があるが、かつては電気等のエネルギーに頼らなくても、大気に比べて著しく大きい湿気保持能力をもつ木材を随所に生活に取り入れることで、四季を感じながら快適な暮らしをしてきた。
微生物にとっても天然素材の木製容器内は調湿効果によって快適な空間となり、理想的な分解、発酵を行ってくれる。

このような方法で生ごみの処理を行うことが、循環型社会形成推進法に基づく一取り組みに相当し、一人でも多くの人の力によって、生ごみ焼却に伴うさまざまな自然環境破壊の減少をはかる事が出来る。

本実施例の木製生ごみ処理容器の全体を示す斜視図である。 本実施例の木製生ごみ処理容器の内部を示す斜視図である。 凹加工軸５，６の断面図及び側面図であり、斜線部分は窪み部分である。 正面板1，側面板２，背面板３，凹加工軸５，６の配置図である。

以下、本発明の実施例を「図１」乃至「図４」に示し説明する。

日本の生産高一位の入手が容易で安価な杉材を、年輪に近い辺材部分から厚さ５〜６ミリメートル幅約６０ミリメートルに板目挽きで製材し、荒材の状態で「図１」に示すように、正面板１、側面板２、背面板３、底面板４を配置する。容器を構成する為に凹加工を施した凹加工軸５、６、７を主軸とする。

内部底板１２も同じ厚さで容器内部に配置するが、生ごみの過剰水分や排油等の流出を防ぐ目的で、基材の一部を底敷きとして投入した上に、底面板４の板材の配置方向に対して９０度回転させた方向に配置する。

「図２」に示すように、蓋部８の内面側に仮道管組織を横断する様な鋸挽き加工１３を施す。

凹加工軸５，６，７の溝幅は、主要面板（正面板１，側面板２，背面板３，底面板４，内部底板１２）の厚みをＸとした場合、２Ｘ−０．５ミリメートルが望ましい。

構成された容器の開閉は、生ごみが片手で容易に投入出来る様、開閉用取手９と蝶番１１によって行えるようにする。

容器の移動を容易に行えるように、運搬用取手１０を付属してもよい。

投入する生ごみは、相手が微生物である為に、出来るだけ小さく刻んだ方が分解、発酵速度が速い。

本実施例では、基材に木の皮を乾燥して粉砕したものと燻炭を使用し、１日１回生ごみを投入した後、生ごみを基材で覆い蓋をする。生ごみ投入後、約１２時間後に１日計２回攪拌することで、酸素供給につながり、より効率的に分解、発酵を行うことができる。

本発明の木製容器に、基材と生ごみを投入して、１日１〜２回容器内を攪拌するだけで、堆肥化が可能となるという使用方法が簡単な生ごみ処理容器である為、一般家庭の生ごみ処理ばかりでなく、調理が行われるすべてのどんな場所にも設置可能であり、子供から高齢者まで安全に使用する事が出来る。そして、材料さえ揃えば誰でも簡単に組立てられる構造である為、気軽に生活に取り入れられる。また、カレーやおかゆ等の流動体の食品、脂を多く含むスープ類等は、屋内排水管の詰まりや汚れ、悪臭の原因となる為、一旦それらを処理出来る容器が生活に取り入れられると、その便利さに生活必需品となる。

生ごみが特定の場所に大量に集められる今の体制では、その施設付近の住人にとってあるいは、車等で通過する際にも、環境が良いとは決して言えない。生ごみは当然時間とともに腐敗が進み悪臭を放つことからも環境が良いとは決して言えない。
農学分野から引用すると、数ある微生物の中に発酵微生物と腐敗微生物が存在しており、二者の違いが、人間から見て合目的的に分解をおこすか、人間にとって不本意な分解をおこすかの違いであるとするならば、たとえ腐敗微生物であっても、本発明の木製生ごみ処理容器になるべく早く投入する事で、発酵微生物に一変すると言うことになる。

生ごみ処理を家庭や学校で行えるようになれば、子供達にもその好奇心から、野菜や食に対する興味も広がり、小学校等の公共施設においては、見る側も癒される木製ベンチや木製観覧車等、遊具感覚で構成させる事も可能になり、木と土と人とのふれあいと、正しい木材普及も含めて有意義な生ごみ処理が可能になる。

ところで、ダンボールコンポストによって作られた堆肥は、土づくりの為の３大栄養素である、窒素、リン、カリが他の方法で作られた堆肥と比較して高濃度であることが非特許文献３に示されている。科学的ではなく、有機的栄養の高濃度の土で育った野菜を食べることは、免疫力の向上につながり健康的な体力づくりの一要因となる事は否定できない。

再生可能エネルギー法の固定価格買取制度等の影響で、林業及び製材業界も騒々しい。その矛先は木質バイオマスにある。周知のとおり木材は何年も何十年もの年月をかけて光合成によって太陽エネルギーを固定したすばらしい資源である。もし仮に生ごみ焼却の為の火力燃料として木質バイオマスが製造されるとしたら、果たして木質バイオマスが木材の有効利用といえるのであろうか。

ダンボールコンポストの有力基材の一つにピートモスがあるが、これは有限資源であることが問題となっている。国内生産量では需要を満たせない為、ノコ屑やチップ、米ぬか、バーク堆肥等で代用されているが効率は思うようには上がらない。産業廃棄物として扱われている木の皮を乾燥させ粉砕させたものを基材として用いることで、より多くの需要に対応出来るだけの基材の確保が可能になる。しかしこの基材で効率よく生ごみを分解、発酵させられるのはダンボールコンポストではなく、今回発明の木製生ごみ処理容器である。

木製生ごみ処理容器を使うことで、有機微生物の恩恵が身近に感じられ、ひとりから出来る地球を救う第一歩、に託したい。

１ 正面板
２ 側面板
３ 背面板
４ 底面板
５ 凹加工軸
６ 凹加工軸
７ 凹加工軸
８ 蓋部
９ 開閉用取手
１０ 運搬用取手
１１ 蝶番
１２ 内部底板
１３ 鋸挽き加工

Claims (1)

1. 無垢材の特性を考慮した構造の木製容器で、主要面を構成する材は、針葉樹である杉材の、心材部ではなく辺材部を、柾目挽きではなく板目挽きで、かつ板材の厚み５〜６ミリメートルで製材した荒材を用いた、好気性微生物による木製生ごみ処理容器。