(57)【要約】【課題】  従来技術の難点を解消し、長期にわたり格段の発塵防止効果を発揮し、併せてグランド土壌の固結防止や保湿性・透水性の改良等の効果も有する方法、及び、このような発塵防止処理を施した土壌を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の土壌の発塵防止方法の構成は、土壌に対し、樹脂成分及び水を含む処理剤を散布した後、当該土壌を細粒化することを特徴とし、本発明の発塵防止処理を施した土壌の構成は、土壌を樹脂成分及び水を含む処理剤で処理し、細粒化してなることを特徴とする。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌に対し、樹脂成分及び水を含む処理剤を散布した後、当該土壌を細粒化することを特徴とする土壌の発塵防止方法。
【請求項２】
樹脂成分が、アクリル酸エステル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂又はこれらの共重合体の１種以上である請求項１に記載の土壌の発塵防止方法。
【請求項３】
土壌を樹脂成分及び水を含む処理剤で処理し、細粒化してなることを特徴とする発塵防止処理を施した土壌。
【請求項４】
樹脂成分が、アクリル酸エステル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂又はこれらの共重合体の１種以上である請求項３に記載の発塵防止処理を施した土壌。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風による土壌の発塵を防止する方法及び発塵防止処理を施した土壌に関するものであり、更に詳しくは、土壌の土粒子を樹脂により改質して発塵を防止すると共に、他にもいくつかの良好な特性を土壌に付与することのできる方法、及び、このような発塵防止処理を施した土壌に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風による土壌の発塵現象は、人体や近隣環境へ多大な悪影響を与えることが知られていて、例えば学校の校庭やグランド等では、角膜の損傷、呼吸器官への影響、周囲住宅構造物や洗濯物の汚染等の問題が挙げられている。
【０００３】
一般に、学校の校庭やグランド等の表層土としてよく用いられる土壌としては、荒木田土、真砂土、赤土（ローム土）、黒土やアンツーカ等の単体土或いは混合土を主に挙げることができ、更に各種微細石類が混合される場合もあり、これらの土壌は、降雨、乾燥、靴による撹拌・転圧等により、除々に大きな土粒子が沈降する一方で、微細な土粒子が表面に集合し、これが風の作用で発塵の原因となる。
【０００４】
現在、上記のような風による土壌の発塵現象を抑制或いは防止するために、各種の発塵防止方法が試みられていて、例えば学校の校庭やグランド等に関する発塵防止方法は、おおむね以下の３種類に大別することができる。
【０００５】
1)時折散水する。
【０００６】
2)発塵しにくい土類、例えば岩瀬砂等を散布する。
【０００７】
3)塩化カルシウムや塩化マグネシウム等を散布し、その吸湿潮解性を利用する。
【０００８】
土壌中の土粒子はさまざまな粒径を有しており、発塵現象の原因となる土粒子径は、おおよそ0. 1 mm以下であり、上記1)〜3)の各法とも、この微細な土粒子が風により舞い上がることを防止するものである。しかしながら、上記上記1)〜3)の各法にはそれぞれに問題点があった。
【０００９】
即ち、上記1)の方法は、散布された水分により、大きな土粒子の間の空隙に発塵現象の原因となる微細な土粒子の集合体を形成し、この集合体を重量化すること及び粘着性をもたせることにより発塵を防止するものであるが、１日に何度もの散水が必要であって多大な手間を要する反面、通常のグラウンドでは、土壌（荒木田土・赤土等）の表層土における表面の乾燥につれ、微細土粒子集合体の影響により毛細管現象がより大きく表われ、特に夏場や乾燥時期は多量に放水しても、表層はただちに乾燥し、十分な発塵効果が発起されないのである。
又、1)の方法にはスプリンクラー等の散水器具の使用も考えられるが、散水中はグラウンドの使用ができなくなるだけではなく、散水器具が運動の障害にならないようにその都度、設置と撤去を繰り返す必要があり、多大の労力を要し、特に水道を使用の場合は、その料金も多大である。更に、散水による含水土壌は、運動者の靴底に付着し、運動性に支障をきたすという難点も指摘されている。
【００１０】
上記2)の方法は、グラウンド表面を他の土類、例えば岩瀬砂等で被覆し、発塵を抑えるものであり、他の土類を大量に散布すれば十分な発塵抑制効果が期待されるが、反面、運動靴の当該散布された土壌の層内へのめり込みにより、運動に不適切なグラウンドとなり好ましくない。従って、現状では、他の土類、例えば岩瀬砂等は下地土層より数mm厚程度に散布するにとどめられているので、運動や降雨により容易に下地層が露出したり、散布された他の土類が下地土と混合したりする結果、十分な発塵防止効果はなく、又、散布された他の土類が運動時に摩擦を受けることにより生じた新たな微細粒子が、再び発塵の原因となるという問題もある。
【００１１】
上記3)の方法は、グラウンドに塩化カルシウムや塩化マグネシウム等の塩化物を散布すると、これらが土中及び空気中の水分を吸収して潮解するので、発塵現象の原因となる微細な土粒子をその溶解成分により結着させることにより、発塵を防止するものであるが、草木に有害な物質である塩化物を土壌に散布すること自体が、環境面で非常に問題であり、降雨の度に塩化物が土中に含浸、浸透し、短期間でその効力を失うと共にその一部が水溶液となって周囲に流出する恐れが十分に考えられ、従って、この方法は除々に消えつつある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような従来技術を背景としてなされたもので、従来技術による方法と比較して、長期にわたり格段の発塵防止効果を発揮し、併せてグランド土壌の固結防止や保湿性・透水性の改良等の効果も有する方法、及び、このような発塵防止処理を施した土壌を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明が採用した土壌の発塵防止方法の構成は、土壌に対し、樹脂成分及び水を含む処理剤を散布した後、当該土壌を細粒化することを特徴とするものである。
【００１４】
又、同じく上記目的を達成するために本発明が採用した発塵防止処理を施した土壌の構成は、土壌を樹脂成分及び水を含む処理剤で処理し、細粒化してなることを特徴とすることを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１６】
本発明による土壌の発塵防止方法の対象となる土壌としては、学校の校庭やグランド等の表層土としてよく用いられる、荒木田土、真砂土、赤土（ローム土）、黒土やアンツーカ等の単体土或いは混合土を主に挙げることができるが、更に各種微細石類が混合されていてもよく、すでに説明したように、これらの土壌は、降雨、乾燥、靴による撹拌・転圧等により、除々に大きな土粒子が沈降する一方で、微細な土粒子が表面に集合し、これが風の作用で発塵の原因となるのである。
【００１７】
本発明の土壌の発塵防止方法では、例えば上記のような土壌に対して、まず、樹脂成分及び水を含む処理剤を散布するのであり、この処理剤に使用する樹脂成分としては、水に乳化分散可能な、例えば、アクリル酸エステル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂及びこれらの共重合体を挙げることができ、又、この樹脂成分には、これらの樹脂における樹脂分子に若干の親水性基を付与し、水溶性又は自己分散型にした樹脂を用いることも可能である。
【００１８】
本発明の方法で使用する処理剤は、樹脂成分以外に水を含んでおり、更に適宜の添加剤を必要に応じ添加しても差し支えない。このような添加剤としては、上記樹脂成分の水との乳化重合のための界面活性剤や防腐剤、凍結防止剤等を挙げることができる。
【００１９】
尚、本発明の方法で使用する処理剤における上記樹脂成分及び水の割合については、特に限定されるものではないが、例えば
樹脂成分  ０．１〜５重量％
水  ９９．９〜９５．０重量％
という範囲を挙げることができる。
【００２０】
本発明の方法において、上記処理剤を土壌に散布するための手段としては、特に限定されることはなく、水等を土壌に散布するために汎用されている手段をそのまま或いは適宜に変更して採用することができる。
【００２１】
本発明の方法において、上記処理剤を土壌に散布する量としては、特に限定されることはなく、当該土壌の状態や土壌層としての厚みその他に応じて適宜に決定をすることができるが、例えば、１ｍ２当たり０．５リットルから４リットルという範囲を挙げることができる。
【００２２】
本発明の土壌の発塵防止方法では、次いで、上記処理剤が散布された当該土壌を細粒化するのであるが、この細粒化に先立ち或いは細粒化の後に、処理剤が散布された当該土壌を適宜の手段で乾燥してもよい。
【００２３】
上記「細粒化」とは、上記処理剤が散布され、ある程度に凝集した当該土壌の土粒子を、上記処理剤が散布される前の土粒子（上記1)の方法にいう大きな土粒子）と同様の大きさの土粒子とすることを示し、好適には耕運機等を用いて行われる。尚、土壌の状態に応じて、同様の「細粒化」を上記処理剤を散布する前の土壌に対して行ってもよい。
【００２４】
最後に、必要に応じローラー等で土壌を転圧し、本発明の土壌の発塵防止方法の適用を終了する。
上記のようにして本発明の土壌の発塵防止方法を適用した土壌においては、上記処理剤中の樹脂の作用で、発塵現象の原因となる微細な土粒子が、発塵現象の原因とならない、微細な土粒子以外の大きな土粒子の表面に付着し固定されるか、或いは、微細な土粒子同士が固着して、発塵現象の原因とならない程度にまで大きさや重量を増加させることにより、発塵現象を防止するものである。
【００２５】
又、本発明の土壌の発塵防止方法を適用する前の土壌の粒子は、発塵現象の原因となる微細土粒子と、他の小、中、大粒子から構成されているが、これに本発明で使用する樹脂成分を含む処理剤が散布されると、小、中、大粒子土表面に存在する割れの原因となる微細クラックに浸透し、乾燥後に強固な樹脂含侵体を形成し、微細クラックの割れを防止し、発塵現象の原因となる微細土粒子の発生を防止する。
【００２６】
更に、本発明で使用する樹脂成分を含む処理剤が土粒子全体を被覆すれば、土粒子自体の割れや摩耗を防ぐべく機能し、又、本発明で使用される樹脂成分に、乾燥後ゴム弾性を有するものを使用した場合は、本発明の土壌の発塵防止方法を適用した土粒子も外圧により破壊しにくい構造となる。
【００２７】
加えて、本発明の土壌の発塵防止方法を適用した土壌においては、実質的に発塵現象の原因となる微細な土粒子がそれ単独で存在することがなくなるため、発塵防止されるばかりではなく、更に別の効果をももたらす。即ち、降雨後の排水性を良くするために、一般にグラウンドにはその地中内に暗渠配管を埋設することが多く、発塵現象の原因となる微細な土粒子が多い場合は次第に微細な土粒子が大きな土粒子間に充填され、数年で透水性の低下を招き、暗渠配管もその役目を果たせなくなるのであるが、本発明の土壌の発塵防止方法を適用した土壌においては、このような現象が起きないため、長期間にわたって暗渠配管がその役目を果たすことができる。
【００２８】
又、発塵現象の原因となる微細な土粒子が多く、微細な土粒子が大きな土粒子間に最密状態にまで充填された場合は、大きな土粒子同士が固結された、運動に不適なグランドとなってしまうのであるが、本発明の土壌の発塵防止方法を適用した土壌においては、このような現象が起きないため、長期間にわたって運動に適したグラウンド状態を保つことができる。
【００２９】
尚、靴やこれによる砂同士の摩擦による土粒子の摩耗や割れ、崩壊等に対処するため、適所に上記処理液の希薄溶液を年１度程度散布することが望ましい。
【００３０】
一方、上記はすでに施工が終了しているグラウンド等の土壌を対象に本発明の土壌の発塵防止方法を適用する場合について説明したが、本発明の土壌の発塵防止方法を適用する対象はこれに限定されず、グラウンド等に積層する前の土壌を対象として、必要に応じてまず当該土壌を細粒化し、上記のように構成される処理剤を当該土壌に散布し、必要に応じて乾燥した後、更に細粒化することにより、発塵防止処理を施した土壌を得、これをグラウンド等に積層するようにしても良く、このように予め発塵防止処理を施した土壌を準備しておくことにより、雨天時及び降雨直後でもグラウンド等の発塵を有効に防止することができる。
【００３１】
上記のようにあらかじめ発塵防止処理を施した土壌を準備しておく場合は、混合性の面から螺旋帯型撹拌機の使用が好ましいが、重粉粒体を混合できるものであれば、例えば捏和機等や更には、生コンクリート調合用のミキサーも使用可能であり、既存の生コンプラントもそのまま利用することができる。
【００３２】
又、必要に応じて採用される乾燥のための装置としては、大量処理及び経済性等の面から内熱式単筒型ロータリーキルン方式が好ましいが、他の各種乾燥機も使用可能である。
【実施例１】
【００３３】
以下に本発明を実施例により更に詳細に説明する。
【００３４】
以下の表１のような成分より構成される処理剤を調製した。
【００３５】
【表１】
2005076312.tif 000002
実施例１、２及び比較例１
対象土としては一般によく用いられる荒木田土、赤土（ローム土）の各々単体及び混合品を使用し、各対象土とも含水量を12重量％に調整した後、この対象土を表２の配合に従い処理を施した。
【００３６】
【表２】
2005076312.tif 000003
処理方法は、各例とも対象土1,000gをガラスビーカー(1,000mL)に取り、処理剤を加えてガラス製撹拌棒で２分間良く混ぜ合わせた後、ポリエチレン製皿に2cm厚に敷のばし、自然乾燥させた。比較例１は、実質的に無処理と同様であるが、各実施例で処理剤添加後の撹拌により多少の砂同士の摩耗があり、これを同条件にするために水を加えた。乾燥後は、各処理土とも全量を400メッシュの金網を通してふるい、細粒化した。得られたそれぞれの対象土について、発塵性、透水性、保水性を測定した。
【００３７】
(発塵性試験−その１)
木製容器１に各対象土２500 g を、図１に示すように平坦に敷きならし、図２に示すように容器の開ロ部３より1mの距離に、羽根を水平面より20度の角度に設定した扇風機４を設置した。扇風機の風速を、風速計５で測定しながら風速12m/秒に調節し、このまま１０分間放置した後、残留した対象土の量を測定した。結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】
2005076312.tif 000004
尚、試験中の対象土の挙動としては、時間の経過につれ側面開口部の土が除々に奥壁部に押しやられ、終了時には底面の奥半分近くまで全量が移動していた。この間、実施例１−１〜実施例２−３の対象土については、目視での発塵は観察されなかったが、一方、比較例１−１〜１−３の対象土では、扇風機の稼動と同時に大量の発塵を程し、終了時はほとんど観察されなかった。これは発塵微細粒子量が10分間でほとんど飛んでしまった為である。又、試験中、全対象土とも表層部の土は容器内で風により常に移動し、約10 mm程度舞い上っていた。
(発塵性試験−その２)
図３に示すような装置を使用して発塵の程度を測定した。即ち、アクリル製の二分割式球形容器６内に資料としての対象土７を５０g入れ、吹出しノズル８を取り付けた上蓋６’を取り付け、吹出しノズル８を、弁９及び圧力計１０を介して圧力タンク１１に接続し、圧力タンク１１内の圧力をポンプ１２により２kg／ｃｍ２に設定した。そして、弁９を一気に開放して圧力タンク１１内の圧力を１kg／ｃｍ２にまで低下させ、二分割式球形容器６内の浮遊粉塵を散乱光式デジタル粉塵計１３を用いて計測した。計測は、吹出し後の浮遊粉塵の相対濃度（CPM = count per minutes）を、１分間隔で合計５回測定した。尚、資料としての対象土７としては実施例１−３、同２−３及び比較例１−３のものを使用した。結果を表４に示す。
【００３９】
【表４】
2005076312.tif 000005
尚、一般に相対濃度が３００CPMを超えると目視による発塵現象が観察されるといわれる。
（透水性試験）
底部に直径5mmの排水孔を20個設けた内径70mm、高さ200mmの透明プラスチック製円筒容器を９本用意した。この各内底部にポリエチレン製不織布を内径に合わせて張り置き、筒内に実施例１−１〜実施例２−３の対象土及び比較例１−１〜１−３の対象土を同一の充填条件実現のために各lOOgずつ投入し、その都度、計９本の円筒を高さ10 cmより底部を机上に計30回打撃し、計500g充填した。９本の円筒の各々に水300mLを投入し、排水が円筒管底部より抜けきる時間を測定した。結果を表５に示す。
【００４０】
【表５】
2005076312.tif 000006
表５が示すように、実施例１−１〜実施例２−３の対象土の透水性は、比較例１−１〜１−３の対象土のそれに較べ大幅に改良されていることがわかる。
(保水性試験)
透水性試験終了後の各対象土が充填された円筒容器を、そのまま保水性試験に利用し、排水終了後の円筒内の試料土の乾燥性を測定した。各円筒容器の重量は何れも含まれていた水の蒸発により除々に減量し、最後は乾燥土重量と容器の合計重量になるので、その間の時間を測定した。結果を表６に示す。
【００４１】
【表６】
2005076312.tif 000007
表６が示すように、実施例１−１〜実施例２−３の対象土は比較例１−１〜１−３の対象土の平均約７倍ほど保水性が高まっている。又、実施例１−１〜実施例２−３の対象土と比較例１−１〜１−３の対象土の見掛上の容量比は、同重量の対象土で10:8であり、処理土が多量の空隙を有することがわかる。
【００４２】
更に又、実施例１−１〜実施例２−３の対象土と比較例１−１〜１−３の対象土の耐摩耗性を比較するため、次の試験を実施した。即ち、実験用小型ボールミルの陶製回転容器（1,000mL）内に比較例１−１の対象土300 gを投入し、60回転／分で３０分間作動させた後、摩耗による微細上粒子の測定のために全量をビーカーに取り、水を加えて2,OOOmLとした後にガラス棒で良く撹拌し、10秒間放置後、水中に浮遊している微細土粒子を含む上澄液を除去し、これを上澄液が清澄になるまで数回繰り返した。残溜土を乾燥してその重量を測定した。尚、ミル容器投入前の対象土の同法による残留土重量は258gであった。次に、同様の試験を実施例１−１の対象土についても実施した。以上の試験の測定値を表７に示す。
【００４３】
【表７】
2005076312.tif 000008
表７が示すように、実施例１−１の対象土はほとんど摩耗せず（摩耗率1.3%）、これに対して比較例１−１の対象土は明らかに高摩耗率（摩耗率16%）であることがわかる。これは、実施例の対象土では発塵処理によりグランド上での運動による砂の耐摩耗が向上し、新たな発塵微細土粒子の生成を抑制できることを表している。
【００４４】
更に又、自然下での処理土の経年変化を見るため次の試験を実施した。即ち、底面に排水孔（径8mm）を50個設けたプラスチック製容器（300×300×100 mm）の底部に、ポリエチレン製不織布を敷き、これを２個用意した。この各容器内に、実施例１−１の処理土及び実施例２−1の処理土を各3,000g入れ、均しコテで転圧し、これを屋外に10ヶ月間（1月〜10月）放置した。この間、７日おきに表面（深さI O mm程度）を金ブラシでほぐした後、小型の木製コテで均しながら表面を強く摩擦（1分間）した。又、周囲からの風により飛来する発塵土の試験容器への混入を防ぐため、３階建ビルの屋上に容器を設置した。  この試料土の発塵性、透水性、保水性を測定した。結果を表８に示す。
【００４５】
【表８】
2005076312.tif 000009
表８が示すように、前記表3、4、5に示した結果と比べ、各性能とも特に格段の低下を招いていないと判断された。
【００４６】
実施例３
(実際のグラウンドでの処理) 
赤土グラウンド約500m2をトラクターにより深さ５０mm程度耕運し、酢酸ビニル・エチレン共重合エマルション水溶液系の発塵防止剤を、前記実施例と同様の濃度にて平米当り３Ｌとなるように散布してから混合し、乾燥促進のため再び耕運した。24時間放置後、ローラーにて複数回転圧し、グラウンドとして使用可能な状態に整地した。この土壌を採取して、発塵性・透水性・保水性を測定した。結果を表９に示す。
【００４７】
【表９】
2005076312.tif 000010
表９が示すように、上記実施例と比較して各性能が若干低下していたが、比較例のそれと較べれば無視できる程度の値である。
【００４８】
尚、実施例３では、更に排水不能となっていた暗渠管再生のため、暗渠管管上層部の土層を幅800 mm、深さ250 mmまで掘り起こし、この掘削土を左管用ミキサーを用いて現場で発塵防止処理を施し、この処理済乾燥土を埋戻した。その結果、従来は大雨後のグラウンド上に２日程度点在していた多数の雨だまりが、処理後は同じような降雨後も多数の雨だまりが数時間で消滅した。これは、グラウンド表層部５０mm厚の土壌透水性が、前記処理により改良され、雨水が地層内をめぐり、暗渠管に集水した結果である。
【００４９】
又、実際の現場においては、雨天等の影響により施工が不能となる場合が十分ありえる。そこで、以下に示すように、あらかじめ工場等の実際の現場以外の場所において、発塵防止処理を施した土壌を製造し、これを現場に搬送後敷き均し、転圧することで発塵をおさえ、同時に透水性、保水性をも確保させることもできる。
【００５０】
実施例４
200 L の容量を備えた螺旋帯型撹拌機に、赤土270 kgを投入し撹拌し、実施例同様の濃度（21 kg）の処理剤を加え３分間撹拌した。この乾燥品をふるいにかけ、実施例と同じ性能測定をした。結果を表１０に示す。
【００５１】
【表１０】
2005076312.tif 000011
表１０が示すように、あらかじめ工場等の実際の現場以外の場所において、発塵防止処理を施した土壌を製造しても、十分に良好な諸性能を有する製品が生産可能であることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上の結果から明らかなように、本発明の土壌の発塵防止方法を適用することにより、健康や環境に悪影響を及ぼす発塵性の微細土粒子を大幅に低減させることができ、更には本発明の土壌の発塵防止方法を適用しない土壌と比較して、透水性、保水性をも飛躍的に向上させ、グラウンド土として最適な土壌を提供することが可能である。
【００５３】
又、本発明の土壌の発塵防止方法を適用のための工事も、現場で簡易に行うことができ、天候の影響によりこの工事が不能な場合でも、あらかじめ発塵防止処理を施した土壌を製造し、これを現場に提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】土壌の発塵性を測定するための木製容器に関する説明図
【図２】図１の土壌を敷き均した木製容器と扇風機の配置図
【図３】発塵の程度を測定するための装置の配置図
【符号の説明】
【００５５】
１    木製容器
２    試料土
３    試料土入木製容器
４    扇風機
５    風速計
６    球形容器
７    対象土
８    吹出しノズル
９    弁
１０  圧力計
１１  圧力タンク
１２  ポンプ
１３  散乱光式デジタル粉塵計
【図１】
2005076312.tif 000012
【図２】
2005076312.tif 000013
【図３】
2005076312.tif 000014