(57)【要約】      （修正有）【課題】改質土壌、改質土壌の製造方法、改良砂、改良混合土壌、土地造成方法及び土壌改良装置を提供すること。【解決手段】粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する土壌と、前記土壌粒子を結合するフルオロシリコーン樹脂とを含有し、見かけ比重が１．００〜１．４０であることを特徴とする改質土壌、粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する土壌とフルオロシリコーン樹脂とを混合器２５内で撹拌・混合され、その底部の排出口から温度を３０〜３００℃にし設定した加熱器２６に投入され、剪断作用下及び圧縮作用下に混練することによりフルオロシリコーン樹脂と前記混練物とを混練することを特徴とする改質土壌の製造方法、砂と、シリコーン樹脂、フルオロシリコーン樹脂及びフッ素樹脂よりなる群から選択される少なくとも一種と、イオン系界面活性剤と、マイナスイオン発生鉱物とを含有することを特徴とする改良砂である。【選択図】図３
2007255026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する土壌と、前記土壌粒子を結合するフルオロシリコーン樹脂とを含有し、見かけ比重が１．００〜１．４０であることを特徴とする改質土壌。
【請求項２】
前記土壌は、前記土壌粒子を、土壌に対して８０〜１００質量％の割合で含有してなる前記請求項１に記載の改質土壌。
【請求項３】
前記フルオロシリコーン樹脂は、前記土壌と前記フルオロシリコーン樹脂との合計に対して０．０３〜０．６０質量％の割合で含有されてなる前記請求項１〜２に記載の改質土壌。
【請求項４】
透水係数が０．００２〜１ｃｍ/ｓであり、飽和含水率が２０〜３０質量％である前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の改質土壌。
【請求項５】
粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する土壌とフルオロシリコーン樹脂とを剪断作用下及び圧縮作用下に混練することにより混練物の温度を３０〜３００℃にし、次いでフルオロシリコーン樹脂と前記混練物とを混練することを特徴とする改質土壌の製造方法。
【請求項６】
前記フルオロシリコーン樹脂は、前記土壌と前記フルオロシリコーン樹脂との合計に対して０．０３〜０．６０質量％の割合で、土壌に添加される前記請求項５に記載の改質土壌の製造方法。
【請求項７】
砂と、シリコーン樹脂、フルオロシリコーン樹脂及びフッ素樹脂よりなる群から選択される少なくとも一種と、イオン系界面活性剤と、マイナスイオン発生鉱物とを含有することを特徴とする改良砂。
【請求項８】
前記請求項７に記載の改良砂と、前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の改質土壌とを含有することを特徴とする改良混合土壌。
【請求項９】
前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の改質土壌及び／又は前記請求項７に記載の改良砂で土地造成することを特徴とする土地造成方法。
【請求項１０】
造成地から造成土壌を剥離し、前記剥離した造成土壌とフルオロシリコーン樹脂とを前記造成地で又は造成地近傍で混合・混練して改良し、改良された改良混合土壌を前記造成地に埋め戻すことを特徴とする土地造成方法。
【請求項１１】
前記フルオロシリコーン樹脂は、前記造成土壌と前記フルオロシリコーン樹脂との合計に対して０．０３〜０．６０質量％の割合で含有されてなる前記請求項１０に記載の土地造成方法。
【請求項１２】
前記フルオロシリコーン樹脂と混合される造成土壌は、粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する前記請求項１０又は１１に記載の土地造成方法。
【請求項１３】
前記混練は、３０〜３００℃で行われる前記請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の土地造成方法。
【請求項１４】
粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する土壌及び／又は造成土壌を秤量する計量器と、前記計量器で計量されたところの、粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する土壌及び／又は造成土壌とフルオロシリコーン樹脂とを加熱混練する混練器と、を備えて成ることを特徴とする土壌改良装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、改質土壌、改質土壌の製造方法、改良砂、改良混合土壌、土地造成方法、及び土壌改良装置に関し、さらに詳しくは、透水性、保水性の良好な地面を形成することのできる改質土壌、そのような土壌の簡便な製造方法、透水性及び濾過性に優れた改良砂、前記改良砂を含有することにより、均一に転圧状態を実現し、透水性、保水性の良好な地面を形成することのできる改良混合土壌、土地に存在する土壌を廃棄することなく、その土壌を改良して再利用することによりその土地の土壌を改良し、その土地を造成する方法に関し、またその土地造成方法を実施するにあたりその造成土地に隣接乃至近辺に設置することによりその土地に存在する土壌を遠隔地に搬出し、また改良された土壌を遠隔地から搬入することなくその造成土地の土壌を改良し再利用可能にすることのできる土壌改良装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、学校の校庭、競技場のグラウンド、児童、生徒等の遊び場、体育祭等における競技場グラウンド等には、一定の地面特性が必要とされてきた。この地面特性としては、例えば、水はけが良いこと、カラカラに乾かず、ある程度の湿り気があること、クッション性が良いこと、転倒者等に傷を付けることが少ないこと等を挙げることができる。
【０００３】
これらの地面特性を実現する具体例としては、例えば、学校の校庭に特定産地で採取された砂を敷き詰めて、転圧して形成された校庭を挙げることができる。この校庭においては、校庭の土埃が舞い上がること、校庭の砂の粒粒によって、人が転倒すると怪我をするという問題点があった。
【０００４】
ところで、「発塵性粉体及びそれに対し少量のポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末を高速混合ミキサー中でせん断作用及び圧縮作用下に発熱させつつ混合し、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末をフィブリル化させることを特徴とする発塵性粉体の防塵処理方法。」（特許文献１参照）、および「発塵性粉体をフィブリル化性ポリテトラフルオロエチレン樹脂のフィブリルにて捕捉して防塵処理するに当り、水和反応により反応熱を発する物質にフィブリル化性ポリテトラフルオロエチレン樹脂及び水を混合して撹拌し、水和反応熱により混合物の温度を上昇させると共に、上記ポリテトラフルオロエチレン樹脂を混合撹拌時の圧縮一剪断作用によりフィブリル化しておき、残熱を有する間に処理すべき発塵性粉体を少なくとも２回以上に分割して添加し混合撹拌することを特徴とする発塵性粉体の防塵処理方法。」が提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
また、従来から、学校の校庭、競技場のグラウンド、野球場、公園、家庭用庭、園庭、競技場ダート、モータスポーツ用ダート、駐車場、歩道、建設現場等における仮設道路等の、特定の目的に向けて施工された造成土地においては、一定の地面特性が要求される。その地面特性の一つに、水はけが良いこと、完全に乾燥せずに一定の湿り気があること、空気を内包することによりクッション性が良好であること、土壌面から土壌微粒子が飛散しないこと等を挙げることができる。
【０００６】
これらの地面特性を改良するために、前記造成土地における表面土を剥離して除去し、その造成土地の目的に応じて改良された土壌が、表面土の除去された跡地に供給されてその土地の再造成がなされる。この場合、この再造成においては前記造成土地から剥離された表面土を通常は遠隔地である他の残土処理場に搬出していている。現今においては、この残土処理場の確保が、環境保全の観点から困難になりつつある。また、残土を遠隔地の残土処理場に搬出するために例えばダンプカー等を使用しなければならないので、交通安全上の問題、交通事故等の市民安全上の問題等が誘発される。また、再土地造成のために改良された土壌を遠隔地で製造し、此を再土地造成場に搬入することから、改良された土壌を製造するための土壌の確保を必要とし、その土壌の確保のために環境破壊を引き起こすと言う問題、また、改良された土壌を例えばダンプカー等で再造成土地に例えばダンプカーで搬入することによる前述したような問題を誘起する。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１０２０４７号公報
【特許文献２】特開平９−３２８３４０号公報  これらの特許文献１，２に記載された発明は、防塵処理方法であって、上記問題点を解消する土壌改良方法ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、このような従来の問題点を解消し、透水性、保水性の良好な地面を形成することのできる改質土壌を提供すること、そのような土壌の簡便な製造方法を提供すること、透水性、保水性の良好な土地を造成するのに有用な改良砂及び改良混合土壌を提供すること、例えば透水性の良好な土地を残土を生じることなく造成することのできる土地造成方法、前記土地造成方法を実施するに際して有用な土壌改良装置を提供することを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する土壌と、前記土壌粒子を結合するフルオロシリコーン樹脂とを含有し、見かけ比重が１．００〜１．４０であることを特徴とする改質土壌であり、
請求項２は、前記土壌は、前記土壌粒子を、土壌に対して８０〜１００質量％の割合で含有してなる前記請求項１に記載の改質土壌であり、
請求項３は、前記フルオロシリコーン樹脂は、前記土壌と前記フルオロシリコーン樹脂との合計に対して０．０３〜０．６０質量％の割合で含有されてなる前記請求項１又は２に記載の改質土壌であり、
請求項４は、透水係数が０．００２〜０．０１ｃｍ/ｓであり、飽和含水率が２０〜３０質量％である前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の改質土壌であり、
請求項５は、粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する土壌とフルオロシリコーン樹脂とを剪断作用下及び圧縮作用下に混練することにより混練物の温度を３０〜３００℃にし、次いでフルオロシリコーン樹脂と前記混練物とを混練することを特徴とする改質土壌の製造方法であり、
請求項６は、前記フルオロシリコーン樹脂は、前記土壌と前記フルオロシリコーン樹脂との合計に対して０．０３〜０．６０質量％の割合で、土壌に添加される前記請求項６に記載の改質土壌の製造方法であり、
請求項７は、砂と、シリコーン樹脂、フルオロシリコーン樹脂及びフッ素樹脂よりなる群から選択される少なくとも一種と、イオン系界面活性剤と、マイナスイオン発生鉱物とを含有することを特徴とする改良砂であり、
請求項８は、前記請求項７に記載の改良砂と、前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の改質土壌とを含有することを特徴とする改良混合土壌であり、
請求項９は、前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の改質土壌及び／又は前記請求項７に記載の改良砂で土地造成することを特徴とする土地造成方法であり、
請求項１０は、造成地から造成土壌を剥離し、前記剥離した造成土壌とフルオロシリコーン樹脂とを前記造成地で又は造成地近傍で混合・混練して改良し、改良された改良混合土壌を前記造成地に埋め戻すことを特徴とする土地造成方法であり、
請求項１１は、前記フルオロシリコーン樹脂は、前記造成土壌と前記フルオロシリコーン樹脂との合計に対して０．０３〜０．６０質量％の割合で含有されてなる前記請求項１０に記載の土地造成方法であり、
請求項１２は、前記フルオロシリコーン樹脂と混合される造成土壌は、粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する前記請求項１０又は１１に記載の土地造成方法であり、
請求項１３は、前記混練は、３０〜３００℃で行われる前記請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の土地造成方法であり、
請求項１４は、粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する土壌及び／又は造成土壌を秤量する計量器と、前記計量器で計量されたところの、粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する土壌及び／又は造成土壌とフルオロシリコーン樹脂とを加熱混練する混練器と、を備えて成ることを特徴とする土壌改良装置である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によると、防塵性、透水性、保水性の良好な地面を形成することのできる改質土壌を提供することができ、前記改質土壌と混合することによりさらに透水性及び保水性が向上し、防塵性にもすぐれた改質土壌とすることのできる改良砂を提供することができる。また、この発明によると、前記改質土壌を容易に製造することのできる改質土壌の製造方法を提供することができる。
【００１１】
この発明によれば、既存の造成地における表面土壌を透水性、保水性の良好な地面に改良することのできる土地造成方法を提供することができる。
【００１２】
この発明に係る土地造成方法においては、再造成の必要な造成地から剥離した土壌を、その造成地近傍で、所謂現場でフルオロシリコーン樹脂で改良するので、造成地から剥離した土壌を遠隔地に搬送し、且つ廃棄する必要が全くなくなる。したがって造成地から剥離した土壌を搬送する際の交通事情の悪化、搬送により生じる問題点が解消される。特に、造成地から搬送された土壌を例えば海洋河川に投棄することにより生じる環境破壊が防止される。また、この発明に係る土地造成方法によると、遠隔の地で改良された改良混合土壌を、再造成の必要な造成地から土壌を剥離してなる跡地に、交通機関を利用して搬送する必要がない。したがって、別異の場所で改良することにより別途に製造された改良混合土壌を前記跡地に搬送することにより生じる交通事情の悪化等を払拭することができる。
【００１３】
この発明においては、再造成の必要な造成地の近傍で、前記造成地から剥離した土壌にフルオロシリコーン樹脂を混合・混練して改良し、得られた改良混合土壌を前記造成地の跡地に埋め戻すのであるから、従来におけるように跡地に埋め戻すための他の土壌を消費することがなく、したがって、従来におけるように再造成地のために別の土地の土壌を使用することがなくなるので、別の土地の土壌を採取することによる環境破壊が防止される。しかもこの発明においては、再造成地から剥離した土壌をその再造成地近傍で改良するのであるから、再造成地での現場施工となって、効率的な造成作業を実現することができる。
【００１４】
この発明においては、再造成地から剥離した土壌とフルオロシリコーン樹脂とを混合・混練して改良しているので、かくして得られた改良混合土壌を再造成地に埋め戻して成るその再造成地においては、透水性、保水性、クッション性の良好な地面を形成することができる。
【００１５】
この発明によると、造成地近傍に設置することができ、透水性、保水性、クッション性の良好な地面を形成することのできる改良混合土壌を容易に製造することのできる、構造の簡単な土壌改良装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の一例としての改質土壌は、土壌と、フルオロシリコーン樹脂とを含有する。
【００１７】
前記土壌は、粒径が０．００１〜１０ｍｍであり、好ましくは０．００１〜０．１ｍｍである土壌粒子を含有する。前記土壌粒子としては、例えば、赤土、黒土、その他の土類の各単体、およびこれらの混合物等を挙げることができる。また、前記土壌粒子としては、他に、下水汚泥焼却灰、湿式砕石製造時に生ずる濁水の脱水ケーキ、乾式砕石製造時に生ずる微粉末、浄水場で生ずる脱水ケーキ、火山灰等を挙げることができる。
【００１８】
また、前記土壌は、前記土壌粒子を、土壌に対して８０〜１００質量％の範囲内で前記フルオロシリコーン樹脂及びその他の成分と合わせて１００質量％になるような割合で含有してなることが好ましい。この範囲内であると、より一層、透水性、保水性、クッション性の良好な地面を形成することのできる改質土壌とすることができる。
【００１９】
前記フルオロシリコーン樹脂は、前記土壌粒子を結合する。フルオロシリコーン樹脂としては、例えば、シリコーンオイルにフルオロアルキル基が導入されてなり、その粘度としては、例えば温度２５℃での粘度が１００〜１０００００ｃＳｔ、好ましくは１００〜２００００ｃＳｔが好適である。
【００２０】
フルオロシリコーン樹脂の一例として、例えば、式(１)；Ｔ［Ｆ（ＣＦ2）ａＣ2Ｈ4ＣＨ3ＳｉＯ］ｘ（ＲＣＨ3ＳｉＯ）ｙ（ＱＣＨ3ＳｉＯ）ｚＴで表すことができ、Ｔはトリアルキルシロキシ基または水酸基である。トリアルキルシロキシ基としては、トリメチルシロキシ基、ジメチルビニルシロキシ基、５−ヘキセニルジメチルシロキシ基、Ｆ（ＣＦ2）ａＣ2Ｈ4（ＣＨ3）2ＳｉＯ基などが例示される。Ｒは１価炭化水素基であり、メチル基、及びエチル基などのアルキル基、フェニル基、及びトリフルオロプロピル基などが例示され、好ましくは、メチル基である。Ｑは炭素原子数の数が４〜８のアルケニル基であり、具体的にはヘキセニル基，ヘプテニル基，ブテニル基，ペンテニル基が例示される。これらの中でもヘキセニル基が好ましく、ａは４以上の整数であるが、通常、１２以下であり、４、６、８が例示される。ｘは１以上の整数であり、ｙは０または１以上の整数であり、ｚは１以上の整数である。また、ｘとｙとｚの合計数である（ｘ＋ｙ＋ｚ）は５０以上の整数であり、ｘ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）は０.２５であり、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）は０.１以下である。
【００２１】
前記フルオロシリコーン樹脂は、前記土壌と前記フルオロシリコーン樹脂との合計に対して０．０３〜０．６０質量％の割合で含有されてなることが好ましい。この範囲内であると、より一層、透水性、保水性、クッション性の良好な地面を形成することのできる改質土壌とすることができる。
【００２２】
この発明に係る改質土壌の見かけ比重が１．００〜１．４０である。この範囲内であると、透水性、保水性の良好な地面を形成することのできる改質土壌とすることができる。
【００２３】
なお、この発明に係る改質土壌においては、透水係数が０．００２〜０．０１ｃｍ/ｓであり、飽和含水率が２０〜３０質量％であることが好ましい。この範囲内であると、より一層、透水性、保水性、クッション性の良好な地面を形成することのできる改質土壌とすることができる。
【００２４】
ここで、透水係数の測定方法としては、ＪＩＳ  Ａ−１２１８に規定された変水位透水試験法等を挙げることができる。また、飽和含水率の測定方法としては、以下に説明する方法等を挙げることができる。
【００２５】
まず、測定対象の土を充填する容器の底に孔を形成する。孔が形成された底部に布織布を敷き詰める。布織布を敷き詰めた上方から一定量の土を容器に充填する。土が充填された容器に十分な水を上方から加え、土に含まれることのない水、すなわち飽和水以外の水を容器の底部より排出する。この際、土に水を加える前と、土に水を加えた後とのそれぞれの土の重さを測定する。そして、以下の式（１）に基づいて、飽和含水率が測定される。
【００２６】
（土に水を加えた後の土の重さ−土に水を加える前の土の重さ）/土に水を加えた後の土の重さ×１００        ・・・（１）
一方、この発明に係る改質土壌の製造方法は、粒径が０．００１〜１０ｍｍである土壌粒子を含有する土壌とフルオロシリコーン樹脂とを剪断作用下及び圧縮作用下に混練することにより混練物の温度を３０〜３００℃、好ましくは７０〜２００℃にし、次いでフルオロシリコーン樹脂と前記混練物とを混練する。
【００２７】
剪断作用下及び圧縮作用下に混練するためには、投入する土壌とフルオロシリコーン樹脂を剪断作用下及び圧縮作用下におく、混練機等を使用する。この混練機としては、回転容器型混練機、固定容器型混練機、ロール型混練機等を挙げることができる。
【００２８】
回転容器型混練機としては、ボールミル、コンクリートミキサー等を挙げることができる。
【００２９】
固定容器型混練機としては、水平軸型混練機、垂直軸型混練機等を挙げることができる。水平軸型混練機としては、単軸型、複軸型、単複軸型等を挙げることができる。
【００３０】
水平軸型混練機における単軸型としては、リボンミキサー、コニーダー、ボテーター等を挙げることができる。また、水平軸型混練機における複軸型としては、バンバリーミキサー、双腕型ニーダー、セルフクリーニング型ニーダー、パグミル、ギヤコンパウンダー、オーガー等を挙げることができる。さらに、水平軸型混練機における単複軸型としては、スクリュー押出し機、スクリュー型ニーダー、ピンミキサー、ロッドミキサー等を挙げることができる。
【００３１】
垂直軸型混練機としては、単軸型、単複軸型等を挙げることができる。垂直軸型混練機における単軸型としては、クラッシャー、高速流動型ミキサー、ヘンシェルミキサー、シュギーミキサー等を挙げることができる。また、垂直軸型混練機における単複軸型としては、マラー、ワールミックス、アイリッヒミル等を挙げることができる。一方、ロール型混練機としては、ロールミル、テーパーロールミル等を挙げることができる。
【００３２】
これら混練機の中でも、水平軸型混練機が好ましく、水平軸型混練機における複軸型混練機がより好ましく、セルフクリーニング型ニーダーが最も好ましい。
【００３３】
土壌とフルオロシリコーン樹脂とを混練する際には、フルオロシリコーン樹脂自体を土壌と混合してもよく、フルオロシリコーン樹脂を溶媒に乳化してこれをフルオロシリコーン樹脂乳化液とし、このフルオロシリコーン樹脂乳化液と土壌とを混合するようにしてもよい。
【００３４】
フルオロシリコーン樹脂を溶媒に乳化して乳化液とする場合には、例えば、溶媒として、水を例に取ると、フルオロシリコーン樹脂乳化液におけるフルオロシリコーン樹脂の濃度は、５〜３００ｇ／Ｌであることが好ましい。
【００３５】
また、土壌と、このフルオロシリコーン樹脂乳化液との混合割合は、土壌１ｋｇに対して、フルオロシリコーン樹脂乳化液が３０〜１５０ｇであることが好ましい。
【００３６】
この発明に係る改質土壌の用途としては、学校の校庭、競技場、公園、暗渠等を挙げることができる。学校の校庭にどのようにしてこの発明に係る改質土壌を使用するかを以下に説明する。図１（Ａ）に示されるように、校庭の地面１から土を掘り返す。次に、図１（Ｂ）に示されるように、掘り返された校庭の地面１に、改質土壌２を散開させる。図１（Ｃ）に示されるように、改質土壌２の上面側から転圧し、平らにする。または、校庭の地面に、この発明に係る改質土壌を単に敷均して、転圧する。このように、この発明に係る改質土壌が転圧された校庭は、透水性、保水性、クッション性の良好な地面とすることができる。
【００３７】
また、暗渠に、どのようにして、この発明に係る改質土壌を使用するかを以下に説明する。図２に示されるように、暗渠を設ける箇所３を掘り返した後、暗渠管４を配置する。暗渠管４が配置された上方から、この発明に係る改質土壌５をかぶせ、暗渠管４を埋設する。このように、この発明に係る改質土壌により埋設された暗渠管４は、改質土壌５が透水性、保水性、クッション性に関して良好であるので、水分を良好に通すことができる。
【００３８】
この発明に係る改良砂は、砂と、シリコーン樹脂、フルオロシリコーン樹脂及びフッ素樹脂よりなる群から選択される少なくとも一種と、イオン系界面活性剤と、マイナスイオン発生鉱物とを含有する。
【００３９】
前記砂としては、海砂及び川砂のいずれであってもよく、また、岩石の粉砕物であってもよい。砂の粒径は、一般的には、０．０７４ｍｍ〜２ｍｍが好ましい。前記粒径範囲内の粒径を有する砂は、透水性、保湿性、防塵性等に特に優れる。
【００４０】
前記シリコーン樹脂としては、ポリオルガノシロキサン等の重合製品を挙げることができ、信越化学工業（株）製の例えばＫＭ−７４０Ｔ、ＫＭ−７４２Ｔ、ＫＭ−７８０、ＫＭ−７８２、ＫＭ−７８５、ＫＭ−７９７、ＫＭ−９７０５等を挙げることができ、また、ＫＭ−９７３６、ＫＭ−９７３７、ＫＭ−９７３８、ＫＭ−９７３９、ＫＭ−７２２Ｔも使用することができる。
【００４１】
前記フルオロシリコーン樹脂については既に説明したとおりである。またフッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、六フッ化エチレン共重合体(ＦＥＰ)、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体(ＰＦＡ)、三フッ化塩化エチレン(ＰＣＴＦＥ)、エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ＥＴＦＥ)、アクリル変性ポリテトラフルオロエチレン等を挙げることができる。この中でも、前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。また、このようなフルオロシリコーン樹脂はダイキン工業（株）から入手することができる。
【００４２】
前記イオン系界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤及びカチオン系界面活性剤等を挙げることができ、中でもカチオン系界面活性剤が好ましい。このカチオン系界面活性剤としては、ハロゲン化アルキルトリアルキルアンモニウム例えば塩化ドデシルトリメチルアンモニウム、塩化オクタデシルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム等を挙げることができる。これらの中でも好ましいのは、炭素数が７〜１５のアルキル基と炭素数が１〜５のアルキル基とを有するアンモニウム塩である。
【００４３】
前記マイナスイオン発生鉱物としては、ジルコサンド、トルマリン等を好適例として挙げることができ、マイナスイオンを空中に発することのできる限り前記好適例に限られない。
【００４４】
前記改良砂における砂の含有量は、前記改良砂全体に対して６０〜９９質量％、好ましくは７０〜９０質量％であり、シリコーン樹脂、フルオロシリコーン樹脂及びフッ素樹脂よりなる群から選択される少なくとも一種の含有量は、前記改良砂全体に対して１〜３０質量％、好ましくは３〜１５質量％であり、前記イオン系界面活性剤の含有量は、前記改良砂全体に対して１〜７０質量％、好ましくは１０〜３０質量％であり、マイナスイオン発生鉱物の含有量は、前記改良砂全体に対して０．１〜５０質量％、好ましくは１〜１０質量％である。改良砂中の前記各成分が前記含有量範囲を外れると、砂の改良を十分に行うことのできないことがある。
【００４５】
この改良砂は、前記改質土壌と同様にして製造することができ、また、砂と、シリコーン樹脂、フルオロシリコーン樹脂及びフッ素樹脂よりなる群から選択される少なくとも一種と、イオン系界面活性剤と、マイナスイオン発生鉱物と水とを、例えば１０〜３０℃の温度に加熱しながら、例えば２〜１０分の時間をかけて混合し、得られる混合物をその含水量が好ましくは３０〜４０質量％程度になるまで乾燥処理することにより製造することができる。
【００４６】
前記混合物を得るための混合機としては、通常のミキサー及び混練機等を採用することができ、乾燥処理する際の乾燥機としても通常の乾燥装置を採用することができる。
【００４７】
この発明に係る改良混合土壌は、前記改質土壌と前記改良砂とを含有する。改良混合土壌における改質土壌の含有割合は、改質土壌と改良砂との合計に対して１〜９９質量％、好ましくは１０〜９０質量％である。改質土壌の含有割合が前記範囲よりも少ないと相対的に改良砂の含有量が多くなって改良混合土壌の弾力性が失われることがあり、改質土壌の含有割合が前記範囲よりも多いと、改良混合土壌が流亡し易くなることがある。
【００４８】
この改良混合土壌は、後述するこの発明の土壌改良装置で製造することができる。この土壌改良装置を使用する場合、計量器には前記改質土壌及び改良砂が投入される。この土壌改良装置で改良混合土壌を製造する場合、混練時の温度は前記と同様の例えば１０〜３０℃であり、加熱時間は２〜１０分が良好である。
【００４９】
この発明の一例である土地造成方法は、先ず、造成地から造成土壌を剥離する工程を含む。
【００５０】
前記造成地として、所定の目的を達成することができるように造成された土地を挙げることができる。ここで、所定の目的として、例えば公園乃至園庭としての用途の実現、スポーツの実演、実行に適した用途の実現、家庭的乃至個人的用途の実現、公共目的としての用途の実現等を挙げることができる。これらの目的を達成することの出来るように造成された土地として、例えば学校の校庭、競技場のグラウンド、野球場、公園、家庭用庭、園庭、競技場ダート、モータスポーツ用ダート、駐車場、歩道、建設現場等における仮設道路等を挙げることができる。
【００５１】
造成地から剥離される造成土壌は、その造成地の使用目的に合致するように改良されるべき土壌であり、多くの造成土壌が達成すべき改良点の一つは、微粒土壌の飛散防止である。
【００５２】
造成地から造成土壌を剥離する方法としては特に制限がなく、一般的な土木工事作業車例えばブルドーザ等を挙げることができる。造成土壌を剥離する方法として人手による作業、つまりスコップによる土地表面はつり作業を採用することもできる。
【００５３】
造成土壌を造成地から剥離するその土壌の深さとしては、その土壌改良目的に応じて適宜に決定することができ、通常の場合、２〜１５ｃｍ程度を挙げることができる。
【００５４】
この発明の一例である土地造成方法においては、前記造成地で、つまりその造成地の敷地内で又はその造成地近傍で、剥離した造成土壌とフルオロシリコーン樹脂とが混合・混練される。
【００５５】
混合・混練される造成土壌は造成地から剥離したままの土壌であっても良いが、好ましくは土壌を形成する土壌粒子の粒径を０．００１〜１０ｍｍ、特に０．００１〜０．１ｍｍに調整しておくのが良い。
【００５６】
また、造成地から剥離した前記造成土壌は、前記粒径を有する土壌粒子を、造成土壌に対して８０〜１００質量％の範囲内であって、前記フルオロシリコーン樹脂及びその他の成分と合わせて１００質量％の範囲内になるような割合で含有してなることが好ましい。この範囲内であると、より一層、透水性、保水性、クッション性の良好な地面を形成することのできる改質土壌とすることができる。なお、造成地から剥離した造成土壌中に岩石、樹木の根等の異物が含まれているときには、これらを除去しておくことが望ましい。
【００５７】
前記フルオロシリコーン樹脂は、前記土壌粒子を結合する。このフルオロシリコーン樹脂は前記したのと同様である。
【００５８】
前記フルオロシリコーン樹脂は、前記造成土壌と前記フルオロシリコーン樹脂との合計に対して０．０３〜０．６０質量％の割合で含有されてなることが好ましい。この範囲内であると、より一層、透水性、保水性、クッション性の良好な地面を形成することのできる改質土壌とすることができる。
【００５９】
造成土壌とフルオロシリコーン樹脂との混合・混練して改良混合土壌にするには、この発明の一例である土壌改良装置を使用するのが好適である。
【００６０】
図３及び図４に示されるように、前記土壌改良装置２１は、造成土壌計量器２２とフルオロシリコーン樹脂計量器２３と、搬送手段の一例であるコンベアー２４と、混合器２５と加熱装置２６とを備える。
【００６１】
前記造成土壌計量器２２は、造成土壌の重量を計量することができるように設計され、例えば風袋であり、且つ造成土壌を収容するとともに計量された造成土壌をコンベアー２４に放出する底面開口部を備えた容器であるタンクと造成土壌を収容するタンク全体の重量を測定することのできるロードセル等とを組み合わせて設計することができる。
【００６２】
この造成土壌計量器２２は、この土壌改良装置２１においては、地面に設置される。
【００６３】
前記フルオロシリコーン樹脂計量器２３は、例えばフルオロシリコーン樹脂とこれを溶解又は懸濁する溶媒とから成るフルオロシリコーン樹脂含有液を計量することができるように、フルオロシリコーン樹脂含有液を収容し、たとえば内壁に容積を示す目盛りを形成し、底面から混合器２５にフルオロシリコーン樹脂含有液を投入する投入口を備えて成る容器を採用することができる。
【００６４】
造成土壌とフルオロシリコーン樹脂とを混練する際には、溶媒を使用せずにフルオロシリコーン樹脂自体と造成土壌と混合してもよく、一方、フルオロシリコーン樹脂を溶媒に溶解乃至懸濁して溶液乃至懸濁液とし、このフルオロシリコーン樹脂含有液と造成土壌とを混合するようにしてもよい。フルオロシリコーン樹脂を溶媒に溶解乃至懸濁してフルオロシリコーン樹脂含有液とする場合には、例えば、溶媒として、水を例に取ると、フルオロシリコーン樹脂含有液はフルオロシリコーン樹脂乳化液である。フルオロシリコーン樹脂乳化液の濃度は、５〜３００ｇ/Ｌであることが好ましい。
【００６５】
このフルオロシリコーン樹脂計量器２３は、この土壌改良装置２１においては、作業足場７の上に設置される。
【００６６】
前記混合器２５は、前記作業足場７上に設置され、計量済みの造成土壌とフルオロシリコーン樹脂含有液とを混合することができるように、たとえば撹拌器とその撹拌器を収容するタンクとタンクの底部に形成された開閉可能な排出口とを備えた構造に設計される。
【００６７】
この混合器２５の上部は開口されていて、その開口に、前記フルオロシリコーン樹脂計量器２３で計量されたフルオロシリコーン樹脂含有液と前記コンベアー２４で搬送されて来た計量済みの造成土壌とが、投入される。投入されたフルオロシリコーン樹脂含有液と計量済みの造成土壌とは、この混合器２５内で撹拌・混合され、混合器２５の底部にある排出口から加熱器２６に投入される。
【００６８】
前記混合器２５で混合される造成土壌とフルオロシリコーン樹脂との混合割合は、フルオロシリコーン樹脂がフルオロシリコーン樹脂乳化液として混合されるときに、土壌１ｋｇに対して、フルオロシリコーン樹脂乳化液が３０〜２００ｇであることが好ましい。
【００６９】
前記加熱器６は、混合器２５で混合されたフルオロシリコーン樹脂含有液と造成土壌との混合物を所定温度に混練処理する。加熱温度としては、３０〜３００℃、好ましくは５０〜２００℃を挙げることができる。この温度範囲内の温度に加熱すると、剪断作用下及び圧縮作用下に混練することにより造成土壌を構成する土壌粒子同士がフルオロシリコーン樹脂により相互に結合されるものと推測される。
【００７０】
前記加熱器２６は単なる加熱器であるよりも、剪断作用及び圧縮作用を造成土壌に及ぼすことのできる加熱混練器であるのが好ましい。このような加熱混練器としては、回転容器型混練機、固定容器型混練機、ロール型混練機等を挙げることができる。
【００７１】
回転容器型混練機としては、ボールミル、コンクリートミキサー等を挙げることができる。
【００７２】
固定容器型混練機としては、水平軸型混練機、垂直軸型混練機等を挙げることができる。水平軸型混練機としては、単軸型、複軸型、単複軸型等を挙げることができる。
【００７３】
水平軸型混練機における単軸型としては、リボンミキサー、コニーダー、ボテーター等を挙げることができる。また、水平軸型混練機における複軸型としては、バンバリーミキサー、双腕型ニーダー、セルフクリーニング型ニーダー、パグミル、ギヤコンパウンダー、オーガー等を挙げることができる。さらに、水平軸型混練機における単複軸型としては、スクリュー押出し機、スクリュー型ニーダー、ピンミキサー、ロッドミキサー等を挙げることができる。
【００７４】
垂直軸型混練機としては、単軸型、単複軸型等を挙げることができる。垂直軸型混練機における単軸型としては、クラッシャー、高速流動型ミキサー、ヘンシェルミキサー、シュギーミキサー等を挙げることができる。また、垂直軸型混練機における単複軸型としては、マラー、ワールミックス、アイリッヒミル等を挙げることができる。一方、ロール型混練機としては、ロールミル、テーパーロールミル等を挙げることができる。
【００７５】
これら混練機の中でも、水平軸型混練機が好ましく、水平軸型混練機における複軸型混練機がより好ましく、セルフクリーニング型ニーダーが最も好ましい。
【００７６】
加熱器２６、好ましくは加熱混練器で加熱下に混練されることにより形成された改良混合土壌は、加熱器２６、好ましくは加熱混練器の排出口から排出される。
【００７７】
なお、図３及び図４において、２８で示されるのは作業足場２７と地面との間で作業員等が昇降するための階段（ステップ）であり、２９で示されるのは加熱器２６を移動させるのに便ならしめる車輪である。
【００７８】
排出された改良混合土壌は、土壌粒子がフルオロシリコーン樹脂で相互に結合し、しかも土壌粒子間に空隙が生じている。したがって、得られる好適な改良混合土壌は、その見かけ比重が通常の場合、１．００〜１．４０である。得られる改良混合土壌の見かけ比重がこの範囲内であると、透水性、保水性の良好な再造成地を形成することのできる改良混合土壌とすることができる。
【００７９】
また、良好な改良混合土壌は、透水係数が０．００２〜０．０１ｃｍ/ｓであり、飽和含水率が２０〜３０質量％であることが好ましい。この範囲内であると、より一層、透水性、保水性、クッション性の良好な地面を形成することのできる改質土壌とすることができる。
【００８０】
ここで、透水係数の測定方法としては、ＪＩＳ  Ａ−１２１８に規定された変水位透水試験法等を挙げることができる。また、飽和含水率の測定方法としては、以下に説明する方法等を挙げることができる。
【００８１】
まず、測定対象の土を充填する容器の底に孔を形成する。孔が形成された底部に布織布を敷き詰める。布織布を敷き詰めた上方から一定量の土を容器に充填する。土が充填された容器に十分な水を上方から加え、土に含まれることのない水、すなわち飽和水以外の水を容器の底部より排出する。この際、土に水を加える前と、土に水を加えた後とのそれぞれの土の重さを測定する。そして、前記式（１）に基づいて、飽和含水率が測定される。
【００８２】
かくして得られた改良混合土壌は、造成地で土壌を剥離することにより形成されている窪み地に埋め戻される。
【００８３】
この発明により製造された改良混合土壌は土壌粒子が相互にフルオロシリコーン樹脂で結合されているので、空気を含んだ土壌であり、土壌粒子が風等により飛散することがない。したがって、この改良混合土壌が埋め戻されて形成された再造成地は、透水性、保水性、クッション性の良好な地面となる。
【実施例１】
【００８４】
以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は実施例の内容に限定されるものではない。
【００８５】
［実施例１］
本実施例に係る改質土壌を、以下に示す製造装置を使用して製造した。図５に示されるように、改質土壌製造装置１０は、粉砕機１１と、加熱炉１２と、混練機１３とを備えて成る。
【００８６】
ここで、粉砕機１１に質量比で、赤土：黒土＝１：１の土壌、１５ｋｇを投入した。投入された土壌は、さらに細かく粉砕機１１で粉砕された。粉砕機１１で粉砕された。土壌は、次いで、加熱炉１２内に投入された。加熱炉１２内に投入された土壌は、５分間、２００℃で加熱された。
【００８７】
加熱された土壌は、次いで、混練機１３に投入された。なお、図６に示されるように、混練機１３は、二軸のスクリュー羽根１４を有するセルフクリーニング型ニーダーである。
【００８８】
混練機１３に投入された土壌は、さらに混練機１３に注入された１０００ｇのフルオロシリコーン樹脂乳化液と混合される。なお、フルオロシリコーン樹脂乳化の濃度３０ｇ／Ｌの乳化液であった。
【００８９】
混練機１３の二軸のスクリュー羽根１４のそれぞれを反対方向に回転させ、土壌とフルオロシリコーン樹脂乳化液とを剪断作用下及び圧縮作用下で混練した。混練された土壌とフルオロシリコーン樹脂乳化液とによって、本発明に係る改質土壌が得られた。
【００９０】
［比較例１］
比較例１においては、未処理の赤土：黒土＝１：１である混合土を使用した。
【００９１】
［各評価］
前記実施例１に係る改質土壌と、比較例１に係る混合土とを各評価方法によって、評価した。評価結果を以下の表１に示す。
【００９２】
【表１】
2007255026.tif 000003
【００９３】
なお、表１における飽和含水率は、以下に説明する方法で測定した。
【００９４】
まず、測定対象の土を充填する容器の底に孔を形成する。孔が形成された底部に布織布を敷き詰める。布織布を敷き詰めた上方から一定量の土を容器に充填した。土が充填された容器に十分な水を上方から加え、土に含まれることのない水、すなわち飽和水以外の水を容器の底部より排出した。この際、土に水を加える前と、土に水を加えた後とのそれぞれの土の重さを測定した。そして、前記式（１）に基づいて、飽和含水率が測定される。
【００９５】
表１における透水係数は、ＪＩＳ  Ａ−１２１８に規定された変水位透水試験法に基づいて測定した。
【００９６】
表１における減量率は、容器（２５×２５×５ｃｍ）にそれぞれすりきりの状態で、前記実施例１に係る改質土壌と、比較例１に係る混合土とを別々に十分に締め固め充填した。充填された容器をそれぞれ、風雨のあたる屋外に６０日間放置した。放置後、各重量が減った分を質量％に換算した。
【００９７】
この表１によれば、実施例１は、比較例１と比べて、飽和含水率および透水係数が大きく、減量率が小さいことがわかった。このことから、実施例１に係る改質土壌は、比較例１に係る混合土と比べて、保水性、透水性、流亡性の点で優れることがわかった。
【００９８】
また、上記した減量率を測定する際と同様の容器に、前記実施例１に係る改質土壌と、比較例１に係る混合土とを別々に１００ｇ、十分に締め固め充填した。その後、充填された容器にそれぞれ、水分を含ませ、飽和状態としてから、それぞれ、風雨のあたる屋外に放置した。放置後、２時間、４時間、８時間の経時変化を各重量が減った分を質量％に換算した。この評価結果を以下の表２に示す。
【００９９】
【表２】
2007255026.tif 000004
【０１００】
この表２によれば、実施例１は、比較例１と比べて、飽和状態となる重量が大きい。このことから、実施例１に係る改質土壌は、比較例１に係る混合土と比べて、水分を多く含むことができることが分かる。また、実施例１は、比較例１と比べて、２〜８時間後においても、あまり重量が減らない。このことから、実施例１に係る改質土壌は、比較例１に係る混合土と比べて、保湿性の点で良好であることが分かる。
【０１０１】
[実施例２]
改良砂を以下のようにして製造した。ポリオルガノシロキサン重合シリコーン樹脂１ｋｇ、カチオン系界面活性剤４ｋｇを５リットルの水に入れ乳化させた混合物を、予めミキサーに投入しておいた粒形０．０１ｍｍ〜２ｍｍの川砂１０ｋｇに対し、乳化混合物を２ｋｇ投入し、更にジルコサンドのパウダーを１ｋｇ散布し、常温状態で混練することにより改良砂を得た。
【０１０２】
前記改良砂３ｋｇと前記実施例１で製造された改良土壌７ｋｇとを混ぜ、１００℃にて
約５分混練させることにより、改良混合土壌を得た。
【０１０３】
＜透水性試験＞
ＪＩＳ  Ａ−１２１８に従って定水位透水性試験を行った。すなわち、内径１０ｃｍ及び高さ１２．７３ｃｍの内容積を有する円筒体に前記改良混合土壌を詰めた。一定の水位差（５．４ｃｍ）の下で一定時間（１時間）内に円筒体内の改良混合土壌に浸透する推量を測定した。測定結果から透水計数ｋ１５は６．７２×１０−３と算出された。
【０１０４】
＜保湿性試験＞
前記改良混合土壌を飽和水状態にした。飽和水状態になっている改良混合土壌を容器に入れて屋外に５時間放置した。１時間ごとにその容器の重量を測定してその改良混合土壌に含まれる水分の重量を算出した。算出結果を図７に示した。
【０１０５】
[比較例２]
一般山土について前記実施例２におけるのと同様の保湿性試験を行った。結果を図７に示した。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】図１は、本発明に係る改質土壌を学校の校庭に使用する際の説明図である。
【図２】図２は、本発明に係る改質土壌を暗渠に使用する際の説明図である。
【図３】図３は、この発明に係る土壌改良装置の一例を示す側面説明図である。
【図４】図４は、この発明に係る土壌改良装置の一例を示す平面説明図である。
【図５】図５は、本発明に係る改質土壌を製造する製造装置を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明に係る改質土壌を製造する製造装置における混練機を示す概略図である。
【図７】図７は実施例２で製造された改良・混合土壌及び比較例２における一般土壌の保湿性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０７】
１    校庭の地面
２    人工土壌
３    暗渠を設ける箇所
４    暗渠管
５    人工土壌
１０  人工土壌製造装置
１１  粉砕機
１２  加熱炉
１３  混練機
１４  スクリュー羽根
２１  土壌改良装置
２２  造成土壌計量器
２３  フッ素樹脂計量器
２４  コンベアー
２５  混合器
２６  加熱装置
【図１】
2007255026.tif 000005
【図２】
2007255026.tif 000006
【図３】
2007255026.tif 000007
【図４】
2007255026.tif 000008
【図５】
2007255026.tif 000009
【図６】
2007255026.tif 000010
【図７】
2007255026.tif 000011