(57)【要約】【課題】１つ１つを敷き並べることができ、播種した種子の発芽と生育が順調に進む植生用基盤を提供する。【解決手段】木質または／および草質の破砕チップと、肥料成分と、水との間で水和反応を起こして水和化合物を生成する物質を必須成分として含む結合材と、水との混合物の圧縮成形体である植生用基盤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質または／および草質の破砕チップと、肥料成分と、水和反応を起こして水和化合物を生成する物質を必須成分として含む結合材と、水との混合物の圧縮成形体であることを特徴とする植生用基盤。
【請求項２】
前記結合材が、フライアッシュ、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、シリカ粉末、およびセメント成分を必須成分として含む請求項１の植生用基盤。
【請求項３】
前期結合材には、更に、有機高分子糊剤が配合されている請求項１または２の植生用基盤。
【請求項４】
前記混合物には、更に、植物の種子や根茎が混合されている請求項１の植生用基盤。
【請求項５】
前記混合物には、生分解性樹脂が混合されている請求項１の植生用基盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は植生用基盤に関し、更に詳しくは、法面工事などで大量に発生する木材などの生チップを有効に利用した植生用基盤であって、そこに種子を播種すると種子の発芽・生育が順調に進み、また適度な強度を有しているので、１つ１つを持ち運んで敷き並べることも可能な植生用基盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
法面工事現場、街路樹整備現場、公園整備現場などの各種の工事現場では、伐採樹木、剪定枝葉などが大量に発生しているが、これらは中間処理業者へ持ち込まれて細かく破砕されてチップ化される。そして、これらの破砕チップの大半は焼却場まで運搬され、そこで大量の熱エネルギーを消費して焼却処分に付されている。
このようなことから、最近では、この破砕チップ（生チップ）から有価物を製造することにより、破砕チップを有効利用する試みがなされている。
【０００３】
例えば、木材チップと赤玉土などの粘性土と酢酸ビニルエマルジョンのような水性バインダーを混合し、その混合物を型枠に充填したのちプレス成形した植生盤が提案されている（特許文献１を参照）。そして、この植生盤に種子または苗を植え付けて、例えば斜面などに敷き並べて地盤面を緑化するために使用することが提案されている。
しかし、この植生盤の場合、木材チップの使用量は赤玉土の重量の１／４〜１／３程度と非常に少なく、事実上、赤玉土から成る植生盤といってもよいといえる。
【０００４】
しかも、バインダーとして酢酸ビニルエマルジョンを用いたプレス成形によって製造されているので、得られた植生盤は比較的高密度化し、また硬度も高くなり、１つ１つの取り扱いが可能であるという使用上の利便性を備えているとはいえ、播種した種子の発芽・生育という点では必ずしも良好であるとは言い難いという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−３２８７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した特許文献１の植生盤と同様に１つ１つを所望する場所に敷き並べることができる植生用基盤であるが、しかし特許文献１の植生盤とは異なって、土壌を使用することなく、破砕チップを主体とすることによって破砕チップの使用量が大幅に増量していて、しかも通気性、保水性、全体の硬度も適正であるため、種子の発芽・生育が順調に進む新規な植生用基盤の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記した目的を達成するために、土壌を全く使用することなく破砕チップだけを用いた植生用基盤を製造する研究を重ねる課程で、後述する結合材を用いると、得られた植生用基盤は、１つ１つを個別に取り扱うことができる程度の適正な強度を有しており、また通気性、保水性も優れ、全体として比較的軟質であり、種子の発芽・生育も順調に進むという事実を見出し、本発明の植生用基盤を開発するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の植生用基盤は、木質または／および草質の破砕チップと、肥料成分と、水和反応を起こして水和化合物を生成する物質を含む結合材と、水との混合物の圧縮成形体であることを特徴とする。
とくに、前記結合材が、フライアッシュ、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、シリカ粉末、およびセメント成分を必須成分として含むことを好適とする。
【発明の効果】
【０００８】
水の共存下で、後述する結合材と破砕チップを混合する過程で、結合材は破砕チップを巻き込みながら水との間の水和反応によって自硬性の水和化合物に転化していき、そして形状の異なる破砕チップは互いにこの自硬性の水和化合物によっていわば部分的に結着された状態になるので、得られた混合物は多孔質化する。
そしてこの混合物を適正な圧縮力で圧縮成形して得られた成形体は、やはり多孔質状態にあるため、通気性と保水性は確保され、また主成分である破砕チップの弾力性によって全体の成形体は軟質であり、そして破砕チップは自硬性の水和化合物によって互いに結着されているので、この成形体は適度な強度を備えており、ここに播種された種子の発芽・生育にとって好適な植生用基盤として機能する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の植生用基盤は、破砕チップと肥料成分と結合材と水とを混合し、得られた混合物を圧縮成形して製造される。
破砕チップとしては格別限定されるものではないが、例えば、法面工事、道路工事、街路樹整備などで発生した伐採樹木や剪定枝葉を破砕した生チップをあげることができ、また各種の野草の裁断チップをあげることができる。
【００１０】
破砕チップが大きすぎると、混合物の嵩密度が小さくなってそれを圧縮成形して所望形状に賦形することが困難になるとともに、得られた成形体の強度も弱くなる。また破砕チップが小さすぎると、成形体は高密度になるので,その強度は高くなるが、他方では種子の発芽や生育が阻害される。
このようなことから、破砕チップの大きさは、５〜４０mm程度であることが好ましい。
【００１１】
肥料成分としては、播種する種子や苗の生育に必要な肥料であれば何であってもよく、例えば、ハイコントロール（商品名、チッソ旭肥料株式会社製）やタキポリン（商品名、多木化学株式会社製）などは好適である。
次に本発明で用いる結合材について説明する。
この結合材は、水との間で水和反応を起こして水和化合物に転化する物質を必須成分として含んでいる。具体的には、フライアッシュ、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、シリカ粉末、およびセメント成分を必須成分として含んでいることを好適とする。
【００１２】
フライアッシュは、この結合材の主成分であって、混合物の調製時に、用いた水にコロイド状に分散し、同時に水との間で水和反応を起こして、少なくとも表面部分はエトリンジャイト（etringite）やケイ酸カルシウム水和物のような水和化合物に転化し、自硬していく。
その過程で、水和化合物が混合物中の破砕チップなどを巻き込みながら生成していくので、結局、多数の破砕チップと水和化合物が複合化した構造の多孔質な団粒が形成されることになる。
【００１３】
なお、このフライアッシュに代えて、製紙スラジの焼却灰や高炉スラグなどを使用してもよい。
硫酸アルミニウムは、混合物の調製時に、水に溶解して凝集剤として機能し、水に分散するフライアッシュとの間でエトリンジャイトを生成してその凝集を促進する。そして同時に、硫酸アルミニウムは加水分解して水酸化アルミニウムになるが、その過程で、アルミニウムの重縮合イオンが高分子体として生成し、これが破砕チップを巻き込みながら凝結していく。
【００１４】
結合材におけるこの硫酸アルミニウムの含有量が少なすぎると上記した効果は充分に発揮されず、逆に多すぎても上記した効果は飽和に達するので、含有量はフライアッシュ１００質量部に対して０．１〜１０質量部とする。
硫酸カルシウムも、硫酸アルミニウムの場合と同様に、混合物の調製時に水に溶解し、解離してフライアッシュと水和反応を起こして破砕チップを巻き込みながらエトリンジャイトやケイ酸カルシウム水和物に転化していく。
【００１５】
この硫酸カルシウムが少なすぎると上記した効果は充分に発揮されず、逆に多すぎると、硫酸カルシウムはそれ自体が石膏成分であるため混合物が硬くなってしまい、種子の発芽・生育を阻害するようになるので、含有量はフライアッシュ１００質量部に対して０．１〜１０質量部とする。
シリカ粉末は、混合の過程で生成する水和化合物と破砕チップの多孔質な団粒の中に分散してその団粒の強度を高くする。
【００１６】
用いるシリカ粉末としては格別限定されるものではないが、ヒュームドシリカや天然シラスは好適である。とくにヒュームドシリカは非晶質であるため、混合物の調製時に結晶化しながらフライアッシュや後述するセメント成分と結合して水和化合物と破砕チップの団粒の強度を高めるので好適である。
シリカ粉末が少なすぎると上記した効果は充分に発揮されず、逆に多すぎても効果は飽和に達するので、その含有量はフライアッシュ１００質量部に対して０．１〜１０質量部とする。
【００１７】
セメント成分は、混合物を圧縮成形したときに、成形体を短時間で凝結させるとともに、その強度を確保するために配合される。セメント成分としては、例えばポルトランドセメントや早強セメントなどをあげることができる。
このセメント成分の含有量が少なすぎると、上記した効果が充分に発揮されず、逆に多すぎると、圧縮成形後の成形体が硬くなりすぎて種子の発芽や生育を阻害するようになるので、その含有量はフライアッシュ１００質量部に対して１〜４０質量部とする。
【００１８】
なお、この結合材には更に、例えば酢酸ビニルエマルジョン、カルボキシメチルセルロースのような有機高分子糊剤などを配合すると、成形体の強度が高くなり、衝撃を受けても簡単に損壊しなくなる。しかし、あまり多量に配合すると、得られた成形体は硬くなり、高密度化して、播種した種子の発芽・生育を阻害するようになるので、その配合量はフライアッシュ１００質量部に対し、１０００質量部を上限とする。
【００１９】
また、この結合材には、ポリ乳酸系エマルジョンやでんぷん系エマルジョンのような生分解性樹脂を配合してもよい。こうすると、これら樹脂の生分解が進んで、当該破砕チップを播種した種子にとっての栄養分にすることができる。
また、パイナップル酵素のような酵素を配合してもよい。
本発明の植生用基盤は次のようにして製造することができる。
【００２０】
まず、破砕チップ、結合材、肥料成分を充分に混合し、ついでそこに水を投入して更に混合する。なお、このとき同時に種子や植物の根茎を混合してもよい。この混合に際しては、重量比で、結合材１に対して、４５〜１００倍量の水、８０〜２５０倍量の破砕チップの割合で混合すればよい。
充分に混合したのち、混合物を圧縮成形して所望する形状に賦形する。このときの成形圧が小さすぎると、成形体の強度が弱くなって持ち運び時に崩れることがあり、また逆に成形圧が大きすぎると成形体が高密度化して播種した種子の発芽や生育が阻害されるようになる。このようなことから、成形圧は概ね０．３〜０．７Pa程度にすることが好ましい。
【実施例】
【００２１】
フライアッシュ（常磐火力産業社製）２４．８kg、硫酸アルミニウム（日本軽金属社製）０．２kg、硫酸カルシウム（内藤商店社製）０．６kg、ヒュームドシリカ（ネオライト興産社製）０．６kg、早強セメント（住友セメント社製）３．８kgを混合して、全量が３０kgの結合材を調製した。
一方、伐採樹木の生チップ（大きさ５〜３０mm程度、嵩密度は約０.５g／cm3）７５０kg（１５００Ｌ）を用意した。
【００２２】
容量３１００Ｌのタンクに、生チップ７５０kgと結合材３０kgと肥料（タキポリン）４kgを投入して撹拌し、更にここに水４００kg（４００Ｌ）を加えて０．２時間撹拌し、全量１１８４kgの実施例混合物を調製した。
比較のために、実施例混合物の調製時に用いた生チップ２００kg（４００Ｌ）と赤玉土６４０kg（８００Ｌ）と肥料４kgと酢酸ビニルエマルジョン１４０kgと水２００kg（２００Ｌ）をタンクに投入して撹拌して、全量１１８４kgの比較例混合物を調製した。
【００２３】
これら混合物のそれぞれから一部を取り出し、圧０．５ＭPaで圧縮成形し、その状態のまま約１時間放置したのち、型から取りだし、直径１３０mm、高さ４０mmの植生用基盤を３個ずつ成形した。
得られた成形体は手で持ち運ぶことができ、例えばこぶしで少々の衝撃を加えても崩れ落ちたり分解したりすることはなかった。
【００２４】
ついで、これらの実施例基盤と比較例基盤の中央部に凹みを付け、そこに配合種子０．５２ｇを散布し、その上を近所の農土で薄く覆ったのち、マンションのベランダ（午後から日陰）に敷き並べて発芽と生育を観察した。
配合種子は、１個の基盤当たり、ＴＦ０．１ｇ（種子約４０個に相当）、ＣＲＦ０．０２ｇ、ＢＧ０．０８ｇ、ヤマハギ０．２５ｇ、メトハギ０．０７ｇ（種子約４２個に相当）となるような配合種子である。
【００２５】
種子の散布から１０日経過後に、いずれの基盤でもＴＦとメドハギのみの発芽が認められ、日を追ってそれらの生育は進んだ。
種子の散布から４週間経過後に、各基盤の成立種の高さと本数を測定し、基盤における繁茂の状態を計測した。
なお、繁茂の状態を表す指標に関しては、成立種の高さ×本数の合計値をもって数値化した値を採用した。平均値の結果を、発芽率と併せて表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
また、各基盤につき、山中式土壌硬度計を用いて各基盤の３ヶ所の硬度を測定し、その平均値を求めた（測定時の気温２７℃）。
実施例基盤の場合は、基盤３個の平均値（全部で９ヶ所を測定）が２１.７cmと軟質であり、比較例基盤の場合は、３個の平均値が２９.７cmと高い硬度であった。
以上の結果から明らかなように、実施例基盤は、比較例基盤に比べて軟質であり、したがって根系の伸長にとって好適な環境を形成し、種子の発芽・生育にとって優れた基盤になっている。これは、比較例基盤の場合は、結合材として酢酸ビニルエマルジョンを用い、実施例基盤の場合は、水との間で水和化合物を形成する成分を含む結合材を用いたことに基づく違いであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の植生用基盤は、従来は最終的に焼却処分されていた破砕チップを有効利用して、種子の発芽・生育にとって有効な環境を形成することができる。そして、適度な強度を備えているので道路の外側の地盤と法面、公園内の緑地、工場敷地内の緑地、一般家庭の緑地など緑化を図りたい箇所に敷き並べることができ、緑化環境の形成にとって有用である。