特開 2024-164897 緑化基盤材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024164897

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】緑化基盤材

(51)【国際特許分類】

   A01G 24/10 20180101AFI20241121BHJP

   C09K 17/18 20060101ALI20241121BHJP

   C09K 17/42 20060101ALI20241121BHJP

   C09K 17/06 20060101ALI20241121BHJP

   E02D 17/20 20060101ALI20241121BHJP

   A01G 24/30 20180101ALI20241121BHJP

   C09K 17/02 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

A01G24/10

C09K17/18 P

C09K17/42 P

C09K17/06 P

E02D17/20 102F

A01G24/30

C09K17/02 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023080612

(22)【出願日】2023-05-16

(71)【出願人】

【識別番号】000195971

【氏名又は名称】西松建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】509298012

【氏名又は名称】公立大学法人宮城大学

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】大嶋 泰平

(72)【発明者】

【氏名】福本 正

(72)【発明者】

【氏名】北辻 政文

【テーマコード（参考）】

2B022

2D044

4H026

【Ｆターム（参考）】

2B022BA01

2B022BB01

2D044DA33

2D044DA39

4H026CA01

4H026CA04

4H026CB01

4H026CB08

4H026CC01

4H026CC02

4H026CC05

(57)【要約】

【課題】廃棄物を有効活用でき、環境汚染性が低く、かつ、法面の緑化に適している緑化基盤材を提供することである。
【解決手段】本発明の緑化基盤材は、母材と、接合材と、を含有する緑化基盤材であって、前記接合材として、少なくとも、ペーパースラッジ灰を含有し、前記ペーパースラッジ灰が、フッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下であり、六価クロム溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ以下であるものであることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

母材と、接合材と、を含有する緑化基盤材であって、
前記接合材として、少なくとも、ペーパースラッジ灰を含有し、
前記ペーパースラッジ灰が、フッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下であり、六価クロム溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ以下であるものである
ことを特徴とする緑化基盤材。

【請求項2】

前記接合材として、石膏を更に含有する
ことを特徴とする請求項１に記載の緑化基盤材。

【請求項3】

前記接合材として、合成樹脂を更に含有する
ことを特徴とする請求項２に記載の緑化基盤材。

【請求項4】

前記ペーパースラッジ灰の含有量が、母材１０００Ｌに対し、１５～３０ｋｇの範囲内である
ことを特徴とする請求項１に記載の緑化基盤材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、緑化基盤材に関する。

【背景技術】

【0002】

緑化基盤材は、植物の育成基盤となることで、法面の保持力を確保する。一般的な緑化基盤材は、主に母材（バーク堆肥、ピートモス等）及び接合材（セメント、合成樹脂等）で構成され、更に植物種子、化成肥料、吸水性材料等を含有し得る。

【0003】

特許文献１で開示されている緑化基盤材は、ペーパースラッジ（ＰＳ：ｐａｐｅｒ ｓｌｕｄｇｅ）を焼却して得られるペーパースラッジ灰（以下、「ＰＳ灰」ともいう。）を、吸水性材料として含有し得る。ＰＳは、製紙工程で生じる廃棄物である。そのため、ＰＳから得られるＰＳ灰の使用は、廃棄物の有効活用となる。

【0004】

しかしながら、通常のＰＳ灰は、ＰＳと共に焼却される石炭、ＲＰＦ（ｒｅｆｕｓｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｐａｐｅｒ ａｎｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ ｄｅｎｓｉｆｉｅｄ ｆｕｅl）、木屑等に起因する有害成分を多く含む。そのため、通常のＰＳ灰を含有する緑化基盤材は、環境汚染性が高いという問題を有していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１－２８００７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、廃棄物を有効活用でき、環境汚染性が低く、かつ、法面の緑化に適している緑化基盤材を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載の発明は、母材と、接合材と、を含有する緑化基盤材であって、
前記接合材として、少なくとも、ペーパースラッジ灰を含有し、
前記ペーパースラッジ灰が、フッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下であり、六価クロム溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ以下であるものであることを特徴とする。

【0008】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の緑化基盤材であって、
前記接合材として、石膏を更に含有することを特徴とする。

【0009】

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の緑化基盤材であって、
前記接合材として、合成樹脂を更に含有することを特徴とする。

【0010】

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の緑化基盤材であって、
前記ペーパースラッジ灰の含有量が、母材１０００Ｌに対し、１５～３０ｋｇの範囲内であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、廃棄物を有効活用でき、環境汚染性が低く、かつ、法面の緑化に適している緑化基盤材を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】ペーパースラッジ灰の写真

【図2】緑化基盤材の吹き付け作業の写真

【図3】室内試験における土壌硬度の測定結果を示すグラフ

【図4】室内試験における土壌ｐＨの測定結果を示すグラフ

【図5】室内試験における発芽率の測定結果を示すグラフ

【図6】室内試験における草丈の測定結果を示すグラフ

【図7】フィールド試験における施工後の法面の写真

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明を実施するための形態について説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態に限定するものではない。

【0014】

本発明の緑化基盤材は、母材と、接合材と、を含有する緑化基盤材であって、前記接合材として、少なくとも、ペーパースラッジ灰を含有し、前記ペーパースラッジ灰が、フッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下であり、六価クロム溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ以下であるものであることを特徴とする。

【0015】

＜母材＞
母材としては、緑化基盤材の母材として一般的に用いられるものを制限なく使用できる。母材の例としては、バーク堆肥、ピートモス等が挙げられる。母材は、二種以上を混合して用いることもできる。例えば、母材として、バーク堆肥及びピートモスを混合して用いることもできる。

【0016】

＜接合材；ＰＳ灰＞
本発明の緑化基盤材は、接合材として、少なくとも、ペーパースラッジ灰（ＰＳ灰）を含有することを特徴とする。また、本発明に係るＰＳ灰は、フッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下であり、六価クロム溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする。

【0017】

ＰＳ灰とは、ペーパースラッジ（ＰＳ）を焼却して得られる灰のことをいう。ＰＳ灰の主成分は、生石灰（酸化カルシウム：ＣａＯ）である。図１は、ＰＳ灰の写真である。

【0018】

ＰＳ灰は、その主成分である生石灰が含水することで強度を生じ、緑化基盤材の降雨等による流出を防ぐ。

【0019】

フッ素溶出量及び六価クロム溶出量は、それぞれ、環境省告示第４６号に準拠して測定される値である。具体的には、ＰＳ灰を試料とし、環境省告示第４６号に準拠して試料液の調製、溶出、検液の作成、及び、対象成分の検出を行うことによって、各溶出量は測定される。

【0020】

フッ素溶出量及び六価クロム溶出量が上記条件を満たすＰＳ灰は、例えばＰＳを他の廃棄物（石炭、ＲＰＦ、木屑等）と一緒に焼却せずに、ＰＳ単体で焼却することで得られる。

【0021】

フッ素溶出量及び六価クロム溶出量が上記条件を満たすＰＳ灰は、例えば上山製紙社から入手できる。上山製紙社から入手したＰＳ灰のサンプル１～６におけるフッ素溶出量及び六価クロム溶出量を下記表Ｉに示す。

【0022】

【表1】

【0023】

緑化基盤材におけるＰＳ灰の含有量は、特に限定されないが、母材１０００Ｌに対し、１５～３０ｋｇの範囲内であることが好ましい。ＰＳ灰の含有量がこの範囲内であることによって、植物の発芽率が良好となる。

【0024】

＜接合材；ＰＳ灰以外＞
本発明の緑化基盤材は、ＰＳ灰以外の接合材を更に含有し得る。ＰＳ灰以外の接合材の例としては、合成樹脂、石膏、セメント等が挙げられる。

【0025】

本発明の緑化基盤材は、植物の発芽率の観点からは、接合材として、石膏を更に含有することが好ましい。また、本発明の緑化基盤材は、植物の発芽率及び生育性の観点からは、接合材として、石膏及び合成樹脂を更に含有することが好ましい。

【0026】

本発明の緑化基盤材に好適に用いられる合成樹脂の例としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。

【0027】

緑化基盤材におけるＰＳ灰以外の接合材の含有量は、特に限定されない。石膏の含有量は、母材１０００Ｌに対し、例えば１．５～３ｋｇの範囲内とし得る。合成樹脂の含有量は、母材１０００Ｌに対し、例えば０．４～１．５ｋｇの範囲内とし得る。セメントの含有量は、母材１０００Ｌに対し、例えば７．５～１５ｋｇの範囲内とし得る。

【0028】

＜植物種子＞
本発明の緑化基盤材は、植物種子を更に含有し得る。植物種子は、法面の緑化に通常用いられるものを制限なく使用できる。植物種子の具体例としては、トールフェスク、ケンタッキーブルーグラス等の種子が挙げられる。

【0029】

なお、植物種子は、緑化基盤材に含有させず、緑化基盤材を吹き付けた後に別途散布してもよい。また、植物種子は、風や鳥に運ばれて来ることもあるため、必ずしも、緑化基盤材に含有させたり、別途散布したりしなくてもよい。

【0030】

緑化基盤材に植物種子を含有させる場合、植物種子の含有量は、母材１０００Ｌに対し、例えば０．０１～１０ｋｇの範囲内とし得る。

【0031】

＜その他の成分＞
緑化基盤材は、上記の成分の他、天然肥料、化成肥料、吸水性材料等の成分を、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜含有し得る。

【0032】

＜緑化基盤材の用途＞
本発明の緑化基盤材は、法面の緑化工法に好適に使用できる。法面の緑化工法は、例えば法面に緑化基盤材を吹き付け、当該緑化基盤材を基盤として植物を発芽及び生育させることで実施できる。図２は、緑化基盤材の吹き付け作業の写真の写真である。緑化基盤材の吹き付けにおいては、一例として、緑化基盤材をホースで空気により圧送し、ノズルガンから法面に吹き付ける。

【0033】

本発明の緑化基盤材は、製紙工場からの廃棄物であるＰＳ灰を含有する。そのため、本発明の緑化基盤材を緑化工法に用いることによって、廃棄物を有効活用できる。廃棄物を有効活用できることによって、本発明の緑化基盤材は、低コストで製造できる。また、廃棄物を有効活用できることによって、本発明の緑化基盤材は、資源循環や二酸化炭素排出量低減に寄与する。

【0034】

本発明の緑化基盤材は、含有するＰＳ灰が、フッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下であり、六価クロム溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ以下であるものである。含有するＰＳ灰におけるフッ素及び六価クロムの溶出量が低いことによって、本発明の緑化基盤材は、通常のＰＳ灰を含有する緑化基盤材と比べて、緑化工法に用いた際、環境汚染性が低く、また、植物の発芽及び生育を阻害しにくい。

【0035】

ＰＳ灰は、施工後の緑化基盤材に１０～２５ｍｍの土壌硬度を付与する。土壌硬度が１０ｍｍ以上である緑化基盤材は、勾配が急な法面に適用した場合でも流れにくく、保持されやすい。土壌硬度が２５ｍｍ以上である緑化基盤材は、植物の根の伸びを阻害しにくく、ひいては植物の発芽及び生育を阻害しにくい。施工後の緑化基盤材の土壌硬度は、１１～２０ｍｍの範囲内であることが特に好ましい。

【0036】

施工後の緑化基盤材の土壌硬度は、山中式土壌硬度計で測定できる。具体的には、まず、土壌断面に対し垂直に土壌硬度計の円錐部を土壌断面につばが密着するまで確実に押しつける。次いで、遊動指標が移動しないように静かに円錐部を引き抜き、硬度目盛（ｍｍ又はｋｇ／ｃｍ^２）の値を読む。測定は、同一層位に対し３回反復する。３回の平均値を土壌硬度として採用する。

【実施例0037】

以下、実施例を挙げて本発明を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。

【0038】

＜材料＞
実施例で用いた材料の詳細は以下のとおりである。
・ＰＳ灰
上山製紙社から入手、環境省告示第４６号に準拠して測定したフッ素溶出量：０．６６ｍｇ／Ｌ、環境省告示第４６号に準拠して測定した六価クロム溶出量：検出限界（０．００５ｍｇ／Ｌ）以下、蛍光Ｘ線試験で測定した酸化カルシウム含有量：５９．９％
・バーク堆肥
アグリテック社製、グリーンテック１号
・合成樹脂
ジャパンコーティングレジン社製、ルナゾールＳ、エチレン・酢酸ビニル共重合体
・石膏
関東化学社製、焼き石膏
・セメント
ポルトランドセメント
・化成肥料１
福栄肥料社製、高度化成５５５
・化成肥料２
ジェイカムアグリ社製、バーディグリーン

【0039】

＜室内試験＞
２０２１年１０月から、下記の手順で、室内試験を行った。

【0040】

下記表II～IVに示す組成となるように材料を混合し、各緑化基盤材（比較例１～４、実施例１～１０）をそれぞれ製造した。表II～IVに示す組成の値のうち、括弧書きの値は、母材１０００Ｌに対する量として換算した値である。

【0041】

２６５ｍｍ×１８３ｍｍの面積の容器に、それぞれ、緑化基盤材を敷き詰めた。各容器の緑化基盤材の上に、植物種子を、１５個ずつ播いた。植物種子には、トールフェスクの種子及びケンタッキーブルーグラスの種子を用いた。各比較例及び実施例において、トールフェスクの種子を播いたサンプルと、ケンタッキーブルーグラスの種子を播いたサンプルと、をそれぞれ準備した。

【0042】

屋外の簡易温室で、適宜灌水しながら、栽培した。栽培しながら週２回の経過観察を行い、発芽率を測定した。発芽率は、播いた種の数（１５個）のうち、発芽した種の比率である。各緑化基盤材における各植物の発芽率は、表II～IVに示すとおりであった。

【0043】

栽培を続け、播種から２月後に、各緑化基盤材における土壌硬度、土壌ｐＨ、及び各植物の草丈を測定した。土壌硬度は、山中式土壌硬度計を用いる上述の方法で測定した。土壌ｐＨは、土壌ｐＨメーター（ＦＵＳＯ社製、ＰＨ－２１２）を用いて、センサーを土壌に直接刺して測定した。草丈は、測定時における生育した植物の各緑化基盤材における平均高さである。各緑化基盤材における土壌硬度、土壌ｐＨ、及び各植物の草丈は、表II～IVに示すとおりであった。

【0044】

【表2】

【0045】

【表3】

【0046】

【表4】

【0047】

図３～６は、室内試験における各評価結果のグラフである。室内試験の結果から、実施例の中でも、特に、ＰＳ灰の含有量が母材１０００Ｌに対して１５～３０ｋｇの範囲内であるである場合や、ＰＳ灰に加えて石膏を更に含有する場合に、発芽率がより良好になることが確認できた。また、実施例の中でも、特に、ＰＳ灰に加えて石膏及び合成樹脂を更に含有する場合に、発芽率及び生育性がより良好になることが確認できた。

【0048】

＜フィールド試験＞
２０２２年７月から、下記の手順で、フィールド試験を行った。

【0049】

下記表Ｖに示す組成となるように材料を混合し、各緑化基盤材（比較例５、実施例１１、１２）をそれぞれ製造した。表Ｖに示す組成の値うち、括弧書きの値は、母材１０００Ｌに対する量として換算した値である。

【0050】

フィールド試験は、勾配が八分（約５０°）であり、複数の法枠が形成された法面で行った。１つの法枠のサイズは、１．７ｍ×１．７ｍであった。

【0051】

製造した緑化基盤材を、１サンプル当たり８つの法枠に、厚さが７ｃｍとなるように吹き付けた。図７に、当該法面の施工後の写真を示す。施工した６列のうち、左側２列が比較例５の緑化基盤材を、中央２列が実施例１１の緑化基盤材を、右側２列が実施例１２の緑化基盤材を施工した法枠である。

【0052】

材料コストは、比較例５を基準として、実施例１１では２．５％減であり、実施例１２では０．７％増であった。

【0053】

施工性は、実施例１１及び実施例１２のいずれも、基準である比較例５と同等であった。

【0054】

施工後、２月に１回程度の頻度で、植物の生育の様子を確認した。生育性は、実施例１１は基準である比較例５と同等であり、実施例１２は基準である比較例５にやや劣っていた。

【0055】

施行から２月後に、各緑化基盤材における土壌硬度を、山中式土壌硬度計を用いる上述の方法で測定した。各緑化基盤材における土壌硬度は、表Ｖに示すとおりであった。

【0056】

【表5】

【0057】

フィールド試験の結果、本発明の緑化基盤材はフィールドにおいても問題なく使用できることが確認できた。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】