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【発明の名称】 浮島ユニット及びその製造方法
【発明者】 【氏名】堀内 澄夫
【住所又は居所】東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設株式会社内

【氏名】浅田 素之
【住所又は居所】東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設株式会社内

【氏名】川口 正人
【住所又は居所】東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設株式会社内
【要約】 【課題】製品リサイクルの観点から廃タイヤを用い、水生植物が植栽され周辺景観にマッチする人工浮島を構成し、力学的に安定性が良い浮島ユニットを製造する。

【解決手段】連結された複数の廃タイヤ１０の周囲に発泡浮力体１２が成形され、ヤシ繊維を含む不織布製の保護マット１８で被覆されたユニット本体の廃タイヤ１０内に植生基盤材１５を充填してなる浮島ユニット２の製造方法として、あらかじめ連結された複数の廃タイヤ１０を側板型枠内に載置し、廃タイヤ１０と型枠側板で囲まれた空間に発泡樹脂材を充填してユニット本体を成形する。発泡樹脂材の固化後のユニット本体を上下反転して、保護マットで覆われた廃タイヤ１０の上面開口を開放して、下面開口がメッシュ１３で閉塞された廃タイヤ１０内に植生基盤材１５を充填する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結部を介して連結された複数の廃タイヤの周囲に発泡浮力体が成形されたユニット本体を保護マットで被覆し、前記廃タイヤの上面開口を開放するとともに、下面開口をメッシュで閉塞して構成し、前記廃タイヤ内に植生基盤材を充填してなることを特徴とする浮島ユニット。
【請求項２】
前記保護マットは、ヤシ繊維を含む不織布マットからなることを特徴とする請求項１記載の浮島ユニット。
【請求項３】
前記ユニット本体の下面のほぼ全面が、その端部が前記発泡浮力体内に定着されたネットで覆われたことを特徴とする請求項１記載の浮島ユニット。
【請求項４】
保護マット上に、連結部を介して連結された複数の廃タイヤの周囲に所定厚さの発泡浮力体が成形可能な側板型枠を載置し、該側板型枠内に前記連結部を介して連結された複数の廃タイヤを載置し、該廃タイヤと型枠側板で囲まれた空間に発泡樹脂材を充填してユニット本体を成形し、該発泡樹脂材の固化後のユニット本体を上下反転して、前記保護マットで覆われた前記廃タイヤ上面開口を開放するとともに、下面開口がメッシュで閉塞された前記廃タイヤ内に植生基盤材を充填することを特徴とする浮島ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は浮島ユニット及びその製造方法に係り、その主体構造に、製品リサイクルの観点から廃タイヤを用いた浮島ユニットと、連結された状態の浮島ユニットが水生植物で覆われ、生育した際にも安定した構造を保持でき、また各ユニット間の製造、連結の合理化を図った浮島ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃タイヤは、年間１億本以上発生しており、傷みの少ない一部は更正タイヤとして所定の再生作業を経た後、タイヤとして再利用される。また、約半数はセメント製造工程等における熱源及びセメント原料の一部として利用される。しかし、二酸化炭素発生量の削減の意味から他の用途への転用が求められている。このため、廃タイヤを機械的処理することによりリサイクルする方法が種々実施されている。たとえば廃タイヤをカットしてタイヤチップとしたり、粉砕して再生ゴムや、ゴム粉を各種工業用品、資材に利用することも行われている。しかし、加工工程が必要な上、市場での材料使用量はそれほど多くない。また、廃タイヤを原形利用（プロダクトリサイクル）するものとして法面山留め材、遊具、防舷材としての用途もあるが、さらにその利用量は少ない。
【０００３】
そこで、出願人は、廃タイヤの周囲に、外縁の所定位置に連結部を有する発泡浮力体を形成するとともに、タイヤの一方の開口をメッシュ材で閉塞して底部を構成した前記廃タイヤ内に植生基盤材を充填した浮島状のユニットを製造し、その浮島ユニットを多数連結し、前記植生基盤材に植生を施した植生浮島を提案している（特許文献１参照）。
【０００４】
この植生浮島で生育する抽水植物としては、植生浮島を設置する湖沼等の湖岸の水域に根ざしている在来種が選定されることが多いが、植生浮島の下方の水中に活根しやすく、水上では葉茎が繁茂しやすい植物、たとえばヨシ、マコモ、ガマ等の一年草イネ科の植物がよく選定される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８８２５９公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の抽水植物は、生長すると高さが２ｍ以上になるものもあり、その場合、植生浮島の重心位置が高くなり、個々の浮島ユニットを連結して構築された従来の上述したような植生浮島では、浮遊安定性に問題があった。また、比較的広い水面を覆うように従来の浮島ユニットを連結して植生浮島を構築する場合、多数の単体浮島ユニットを、不安定な作業状態で行わなければならず、また連結治具等の取付位置等に誤差があると、誤差が累積し、うまく連結できない個所が生じるおそれもある。
【０００７】
また、複数の連結された浮島ユニット間は、ほぼピン構造に近い構造で連結されているため、強風等により湖面に大きな振幅の風波が生じた際、個々の浮島ユニット間に位相差が生じて各連結個所に繰り返し荷重が生じ、過度な荷重が作用した場合には、連結個所が破損し、植生浮島が分断されてしまう恐れもある。
【０００８】
さらに、従来の浮島ユニットを植生浮島として使用した場合、タイヤ開口部分に植え付けた植物が繁茂するまで、廃タイヤの黒色のサイドウォール部分と、その周囲の明色の発泡ポリウレタン表面が露出した状態にあり、植生浮島全体が、植物が繁茂した部分と浮体構造物としての浮島ユニット自体の色の部分とに区分けされた状態になり、景観上問題がある。また、夏期等、露出しているタイヤ表面に強い太陽光が当たり、廃タイヤ内の基盤材の温度が高温になり、植物の根に悪影響を及ぼすおそれもある。発泡ポリウレタン部分が、長期間、太陽光に曝された場合、ポリウレタンの劣化・変色が予想され、劣化部分が波浪などによって削り取られるおそれもある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、各ユニット間の連結作業の効率化を図り、さらに所定の形状に連結され植生浮島として使用された後において、比較的背の高い水生植物が生育しても安定性を保持でき、また強風時等においても、その安定性が確保でき、さらに植生浮島としての景観性、耐久性を考慮した浮島ユニット及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は連結部を介して連結された複数の廃タイヤの周囲に発泡浮力体が成形されたユニット本体を保護マットで被覆し、前記廃タイヤ上面開口を開放するとともに、下面開口をメッシュで閉塞して構成して前記廃タイヤ内に植生基盤材を充填してなることを特徴とする。
【００１１】
前記保護マットは、ヤシ繊維を含む不織布マットとすることが好ましい。
【００１２】
前記ユニット本体の下面のほぼ全面が、その端部が前記発泡浮力体内に定着されたネットで覆われるようにすることが好ましい。
【００１３】
浮島ユニットの製造方法として、保護マット上に、連結部を介して連結された複数の廃タイヤの周囲に所定厚さの発泡浮力体が成形可能な側板型枠を載置し、該側板型枠内に前記連結部を介して連結された複数の廃タイヤを載置し、該廃タイヤと型枠側板で囲まれた空間に発泡樹脂材を充填してユニット本体を成形し、該発泡樹脂材の固化後のユニット本体を上下反転して、前記保護マットで覆われた前記廃タイヤ上面開口を開放するとともに、下面開口がメッシュで閉塞された前記廃タイヤ内に植生基盤材を充填することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、連結された状態の浮島ユニットが水生植物で覆われ、生育した際にも安定した構造を保持でき、また各浮島ユニット間の連結の合理化を図り、植生浮島を効率よく構築でき、植生浮島の植物の生長過程における景観にも配慮でき、さらに浮島ユニットを構成する部材の劣化、変色等の防止を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の浮島ユニット及びその製造方法の実施するための最良の形態として、以下の実施例について添付図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１（ａ）及び（ｂ）は、３個の廃タイヤ１０を連結金具１９で直線状（一列）に連結した状態で成形された浮島ユニット２の平面図である。同図（ａ）には、表面全体が保護マット１８で被覆され、廃タイヤ１０の上面開口に相当する位置が切り取られ、３個所の開口を有する浮島ユニット２が、同図（ｂ）には、説明のために、保護マット１８が取り除かれた浮島ユニット２のユニット本体が示されている。図２（ａ）は、図１（ａ）のIIa-IIa断面線で示した断面図である。これら各図を参照して浮島ユニット２の構成について説明する。
【００１７】
浮島ユニット２の外観は、図１（ａ）に示したように、３個の正六角形が一列に、一辺が隣接した状態で一体的に成形されたユニット本体に、保護マット１８が一体的に被覆された構成からなる。円形に切り取られた保護マット１８の各開口１８ａからは、廃タイヤ１０の下面開口に固着された底面メッシュ１３の一部と、タイヤ１０内に充填された植生基盤材１５とが見える。なお、最終的にはすべてのタイヤ内に植生基盤材１５が充填される。
【００１８】
浮島ユニット２のユニット本体は、図１（ｂ）に示したように、３本の廃タイヤ１０が連結金具１９で一列に固定された状態で、その周囲がタイヤトレッドの厚みにほぼ等しい発泡ポリウレタン樹脂製の発泡浮力体１２で構成されている。発泡浮力体１２は、図１（ｂ）から明らかなように、廃タイヤ１０の周囲に最低限厚さが確保された平面寸法からなる略正六角形部が直線状に３個並んだ形状で、各廃タイヤ１０の下面開口には底面メッシュ１３が固着されている。
【００１９】
廃タイヤ１０としては、車両用タイヤとして使用され、たとえばトレッドパターンの摩耗により乗用に不適とされ廃棄されたタイヤであって、原形利用（プロダクトリサイクル）を意図してリサイクルされたものをさす。原形利用される廃タイヤ１０には各種のサイズがあるが、隣接する廃タイヤ１０同士を連結する連結治具（図示せず）の寸法調整を行った状態で略正六角形の型枠内に収容可能な寸法のタイヤであれば、多少のサイズが異なったタイヤでも適宜使用することができる。一般的にはタイヤ直径７０cm、タイヤ幅２０cm程度までの一般的な乗用車用タイヤを用いることが好ましい。
【００２０】
発泡浮力体１２としては、廃タイヤ１０が図示しない型枠内に収容された状態で、廃タイヤ１０と型枠との隙間に吹付け充填され、発泡成形された発泡ポリウレタン樹脂が使用されている。発泡浮力体１２は型枠内に発泡させる際、樹脂が廃タイヤ１０のタイヤ外周面に密着するので構造上、底板を必要としない。図２の実施例では、発泡浮力体１２の厚さが廃タイヤ１０のトレッド幅と等しいので、タイヤのサイドウォール部分が発泡浮力体の厚さより露出したような形状になっているが、発泡浮力体１２の成形厚さは、植生浮島１としての喫水、すなわち植栽する水生植物の生育環境にふさわしい浸水条件が実現できるように適宜設定することが好ましい。
【００２１】
一方、廃タイヤ１０内に植生基盤材１５を収容するために廃タイヤ１０の下面開口には底面メッシュ１３が取り付けられている。この底面メッシュ１３として、本実施例では、粒状の植生基盤材１５を通過させない程度の目開きからなるポリエチレン樹脂製の延伸成形された格子状メッシュが使用されている。底面メッシュ１３の周縁は廃タイヤ１０のビード１０ａの内面に接着されている。このときタイヤ１０内に粒状の植生基盤材１５を詰めて水面に浮かせた場合にも十分な強度が得られるようにメッシュの材質、接着強度等を適切に設定することが好ましい。メッシュの目開きとしては植生基盤材１５をタイヤ内に保持でき、かつ水生植物の根が十分通過できるように十分粗くすることが好ましく、１．０〜３．０mm程度のメッシュを使用することが好ましい。なお、粗目のメッシュを複数枚重ねることで目開き調整するようにしてもよい。
【００２２】
保護マット１８は、本発明では天然ヤシ繊維を、不織布として加工した厚さ数mm〜１cm程度のロール状マットを、後述するように発泡浮力体１２を成形加工する際に、発泡浮力体１２の表面に一体化させたもので、最終的に浮島ユニットの立体形状に合わせてカットされ、浮島ユニットの上面及び側面が保護マット１８で被覆されるようになっている。この保護マットの厚さとしては、好ましくは５〜６mm程度が好ましく、あまり薄いと流出物等が衝突した場合に十分な保護が果たせないおそれがあり、厚さ１cm以上のマットの場合、製作時に発泡浮力体１２の形状に合わせた折り曲げ加工が難しい。また、保護マット１８の材質としては、他の各種の天然繊維、たとえばジュート（黄麻）、トウモロコシ繊維等を程度の割合で混合させてマット色を調整したり、耐久性の向上のために合成樹脂繊維を混合させて使用することもできる。
【実施例２】
【００２３】
図２（ｂ）は、他の実施例として、発泡浮力体１２と廃タイヤ１０の下面全体を覆うように浮島ユニットの下面に被覆ネット１６が張設された浮島ユニットの断面図である。同図に示したように、被覆ネット１６を上述の底面メッシュ１３と併用することにより、底面メッシュ１３の破損が生じた場合に、タイヤ内に充填された粒状の植生基盤材１５が水中に落下してしまうのを防止できる。この被覆ネット１６には、本実施例では、ポリアミド樹脂繊維（商品名：ナイロン）ネット、ポリビニルアルコール樹脂繊維（商品名：ビニロン繊維）等の合成樹脂繊維ネットが使用されている。被覆ネット１６の端部１６ａは図３に示したように、廃タイヤ１０の周囲に形成された発泡浮力体１２内に埋設するようにして定着されている。すなわち、後述する浮島ユニットの製造段階において、底面メッシュ１３が上面に位置するように、上下を逆さまにして廃タイヤ１０を設置した状態で、連結された３個の廃タイヤ１０の上面全面（出来上がり時の下半分）を覆うように被されている。これにより、発泡ポリウレタン樹脂を型枠内に吹き付け充填した際に、被覆ネット端部１６ａが型枠内の中央部に位置するようにして、発泡ウレタン内に確実に埋設させるようにして製造される。この被覆ネット１６は、ネットの目開きとしては、底面メッシュ１３が破損し、大量の植生基盤材１５がこぼれて被覆ネット１６に溜まった状態でも、過度に変形せず、また破損しない程度の強度を有し、目開きも、溜まった植生基盤材１５が落下せず、かつ底面メッシュ１３を通過して生長した水生植物の根がさらにネット外に通過できるように十分粗くすることが好ましい。
【実施例３】
【００２４】
浮島ユニットの安定性をより向上させるために、廃タイヤ１０を２段重ね構造とし、それら直線状に連結し、これらを被覆するような高さの発泡ウレタン製の発泡浮力体１２を構成することも可能である。本実施例で示したような、廃タイヤ１０を２段重ねした構造では、浮島ユニット２の浮力に対して廃タイヤ１０の重量が大きくなるため、浮島ユニット２の喫水が低くなり、浮島ユニット２は安定性がより向上する。なお、この場合、浮島ユニット２の平面当たりの重量が通常の２倍となるため、完成した浮島ユニットの運搬に支障がない程度の連結数とすることが好ましい。
【００２５】
このように構成された浮島ユニット２同士を、連結治具１４（たとえば図１各図参照）を用いて連結して所定平面形状の植生浮島１のベースとなる浮体構造を構築する。この浮体構造の各廃タイヤ１０内部に植生基盤材１５を充填し、植生基盤部を形成する。植生基盤材１５としては人工軽量骨材や焼成粒状材等が用いられている。さらにこれらにチップ状にしたヤシ繊維や水ごけ等の有機基盤材を所定割合で混合することが好ましい。このようにして形成された植生基盤部に、抽水植物２１を植栽する。抽水植物２１としては、植生浮島１を設置する湖沼等の湖岸の水域に根ざしている在来種を選定することが好ましい。
【００２６】
図３は植生浮島１を所定水域に設置し、一定期間が経過した植生浮島１を示した部分断面図である。植生浮島１は同図に示したように、アンカーケーブル３により、設置水域に定置されている。植物２１がある程度生育した植生浮島１では、水上において葉茎２１ａが十分生育するとともに基盤材内を生長した根２１ｂがさらに底面メッシュ１３を通過して水中に伸長している。図３に示した段階では、繁茂した植物全体で植生浮島全体が覆われる程度まで植物が生長していないため、植生浮島を構成する浮島ユニットの表面が露出した状態にあるが、上述したように、浮島ユニットの表面が、暗褐色のヤシ繊維等からなる保護マット１８で覆われているため、景観上は地山が露出しているように見え、自然な感じが得られる。また、廃タイヤ１０と発泡浮力体１２とが保護マット１８で覆われていることにより、太陽光に曝された状態での劣化の進行も確実に防止できる。
【００２７】
図４は、浮島ユニット２の連結形状の変形例を示した模式平面図である。この浮島ユニット２は、同図に示したように、３個の廃タイヤ１０をほぼ正三角形状に連結し、その外形部を構成するように、正六角形の発泡浮力体１２を略Ｙ字形に一体成形し、全体を保護マット１８で被覆したものである。この場合、成形された浮島ユニット２を図示したような組み合わせで連結したり、図１（ａ）に示した直線状の浮島ユニット２（図１（ａ））と組み合わせて連結したり、任意の平面レイアウトからなる植生浮島を構成することができる。なお、浮島ユニット２を構成するために連結する廃タイヤ１０の数、連結形状としては、完成後の構造に問題がないこと、運搬、設置等の作業に支障がない程度の形状寸法とすることが必要である。
【００２８】
なお、浮島ユニット２同士を連結するための連結治具１４（図１各図参照）としては、連結治具１４の取り付け作業、浮島ユニット間の連結作業が容易に行え、植生浮島の完成後において植生浮島に作用する荷重（作業時の荷重、風波、船等の衝突荷重等）に対しても連結構造が十分保持できるような強度を備えた構造、形状であれば、たとえば所定長さのスリーブ等を用いて連結位置を調整可能な鋼製ボルトや、形鋼の形状を利用して連結係止部とした鋼製加工部材等、種々のタイプの治具を用いることができる。
【００２９】
次に、図１（ａ）に示した浮島ユニット２の製造手順について、図５〜図８を参照して説明する。図５は廃タイヤ１０を、３連に直列に連結したタイプの浮島ユニット２を製造するための型枠を示した模式斜視図である。同図に示したように、この型枠は側板３１とその側板を補強する枠体３２から構成された底板のない型枠である。以下、この型枠３０を用いて浮島ユニット２を製造する手順について、図６（ａ），（ｂ）を参照して説明する。まず、型枠形状より大きい面積に広げた保護マット１８上に型枠３０を載置し、その型枠３０内に廃タイヤ１０を設置し、連結金具１９を介して各廃タイヤ１０を連結する。このとき廃タイヤ１０には底面メッシュ１３が取り付けられており、その底面メッシュ１３が上側になるように、各廃タイヤ１０を設置する。その際、隣接する浮島ユニット２との連結治具１４あるいは後に取り付けるための箱抜き部を、廃タイヤ１０と型枠側板３１との間に設置しておく。さらに図６（ｂ）に示したように、廃タイヤ１０と型枠側板３１との間に発泡ポリウレタンを所定層にわけて吹き付け充填する。このとき充填された発泡ポリウレタンの一部は底部に敷かれた不織布状の保護マット１８のヤシ繊維の目に浸透し、保護マット１８と発泡浮力体１２部分とは確実に密着する。所定の養生期間をおいて発泡浮力体１２部分が十分硬化した段階で脱枠する。このとき浮島ユニット２の上下を反転し、ユニット本体の保護マット１８が上面を覆った状態にしてタイヤ上面開口に相当する位置の保護マット１８を円形に切り取り、開口１８ａを形成するとともに、必要に応じて浮島ユニットの側面を覆うような形状に保護マット１８を裁断して発泡浮力体１２に接着して浮島ユニット２を完成させる（図７参照）。
【００３０】
図８（ａ），（ｂ）は図２（ｂ）に示した被覆ネット１６を浮島ユニット製造時に同時に取り付けるようにした手順を示した図である。同図に示したように、図６（ａ）に示した工程に引き続き、被覆ネット１６で廃タイヤ１０全体を覆う（図８（ａ）参照）。このとき被覆ネット１６の端部１６ａは、タイヤ側面と側板３１間の型枠空間の中央部に位置するようにしておく。この状態から、図８（ｂ）に示したように、廃タイヤ１０と型枠側板３１との間に発泡ポリウレタンを吹き付け充填する。これにより、図２（ｂ）に示したように、被覆ネット端部１６ａを確実に発泡浮力体１２内に定着させることができる。
【００３１】
図９は、湖面に浮かべた植生浮島の一例を示している。同図に示したように、この植生浮島は、３連タイプの浮島ユニットや２連タイプの浮島ユニットの各辺が接するように連結して構築したもので、同図では、説明のためにタイヤ内部に植生基盤材１５を充填した状態と、保護マット１８に形成された開口１８ａから底面メッシュ１３が露出した状態が示されている。植生基盤材１５としては人工軽量骨材や焼成粒状材等が用いられている。さらにこれらにチップ状にしたヤシ繊維や水ごけ等の有機基盤材を所定割合で混合することも好ましい。また、粒状材として、間伐材や流木を炭化したリサイクル資材を活用することもできる。そしてこの基盤材部分に抽水植物を植栽し、植生浮島を構成することが好ましい。
【００３２】
また、この植生浮島を、ダム湖を農作物の生産場として活用したり、流れ込んだ富栄養成分を吸収させて水質を改善し、さらに小魚等の繁殖の場を確保するために利用する場合がある。このような用途を想定した場合、岸から離れた場所に農業生産あるいは養殖用の浮遊地盤施設を設置し、各施設へのアクセスに小型船舶等を利用するが、施設への接岸時、作業時の安全性を確保するため、上述の浮島ユニットは、構造上一体化された部分が多いため、このような施設の設計に大変有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の浮島ユニットの一実施例を示した平面図。
【図２】図１に示したIIa-IIa断面線に沿って示した横断面図。
【図３】定置された植生浮島において植物が生育した状態を示した部分断面図。
【図４】本発明の浮島ユニットの他の実施例およびその連結例を示したを示した平面図。
【図５】本発明の浮島ユニットの製造に用いる型枠の一例を示した模式斜視図。
【図６】浮島ユニットの製造工程の状態を示した状態説明図。
【図７】図５の型枠を用いて製造された浮島ユニットの全体斜視図。
【図８】他の製造方法の実施例による製造工程の状態を示した状態説明図。
【図９】浮島ユニットの連結状態を模式的に示した斜視図。
【符号の説明】
【００３４】
２ 浮島ユニット
１０ 廃タイヤ
１２ 発泡浮力体
１３ 底面メッシュ
１４ 連結治具
１５ 植生基盤材
１６ 被覆ネット
１８ 保護マット
１９ 連結金具
２１ 植物
３０ 型枠
【出願人】 【識別番号】０００００２２９９
【氏名又は名称】清水建設株式会社
【住所又は居所】東京都港区芝浦一丁目２番３号
【出願日】 平成１６年４月８日（２００４．４．８）
【代理人】 【識別番号】１０００９８２４６
【弁理士】
【氏名又は名称】砂場 哲郎
【公開番号】 特開２００５−２９５８３６（Ｐ２００５−２９５８３６Ａ）
【公開日】 平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願番号】 特願２００４−１１３８３２（Ｐ２００４−１１３８３２）