JP2002142557A - 高吸水性縮形体、及びこれを用いた高吸水板、並びにこれらを用いた土嚢、及び高吸水性縮形体を用いた種苗、苗木等の育成床ピース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生分解性スポンジ材の有益な用途に着目し、よ
り二次加工性を高めることで高吸水性縮形体、高吸水
板、土嚢、及び種苗、苗木等の育成床ピースを提供す
る。 【解決手段】生分解性セルローススポンジ材を乾燥後、
プレス圧縮して縮形させてなる高吸水性縮形体を薄板状
のシート体に形成し、膨潤材（９）の付着層を形成して
高吸水板（１０）とする。また、付着層の形成ではシー
ト体の表面に膨潤しない程度の湿気を噴霧後、粉状又は
顆粒状の膨潤材を付着させる。さらに高吸水性縮形体や
高吸水板を用いて積層した内包体（１１ａ）を形成し、
包袋（１１ｂ）に収納して土嚢（１１）としてもよい。
また、対面させて保持一体化した高吸水板の吸水による
膨脹率を異なる設定としてもよい。加えて、高吸水性縮
形体をブロック状に形成し、開口凹部および切り込みを
形成した育成床ピースとしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、液体に触れた場
合に急激な吸水力を呈して膨張する高吸水性縮形体に関
し、及びこれを種や苗木を保持して育成床として利用す
る種苗、苗木等の育成床ピースと膨潤構造を有する高吸
水板に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、高
吸水力を呈するものとしては、種々のものがあるが、手
軽なものとしてはウレタンやポリウレタンなどの樹脂性
のスポンジ材がある。かかるスポンジ材は内部に多数の
微少空間や連通空間を有し、毛細管現象を利用してこの
空間に水を取り込むことにより吸水するものであった。
したがって、吸水し得る水量はスポンジ体に内在する上
記微少空間容積の総計に限られていた。

【０００３】しかし、かかる樹脂性スポンジ材は圧縮し
ても、その圧縮力を解除すると元の形状に復帰してしま
い、縮形（縮まって容積が小さくなること。）したまま
の状態を保つためには、周りをフィルム等の気密材で密
封するなど、一定の処置を施す必要があった。また、気
密を解除すると元の形状に復帰してスポンジ状になって
しまうため、この状態で切断したり、スライスしたり、
又は開口を形成するなどの二次加工を施すことが非常に
困難であった。

【０００４】例えば、生分解性（バクテリアにより分解
される性質）のセルローススポンジ材は、適度な水分を
含んだ状態のままで市場に供給されており、上記と同様
そのままでの二次加工は非常に困難なものであった。ま
た、水分を含んでいるため、カビ等の発生と劣化を招
き、長期間の保存に適さなかった。

【０００５】また、河川の増水時などに防災目的で使用
される土嚢は、筵等の包袋内に人力で土や砂を袋詰めし
て形成し、これを所定位置に積み上げて使用するのが一
般的であるが重さが１５〜２０ｋｇとなるため、運搬や
設置には大変な労力を要していた。そのため近年は、土
砂に替えて吸水性ポリマーを付着させた不織布シートを
透水性包袋内に収納して薄板軽量の土嚢を形成し、ポリ
マーが吸水膨潤することにより重量が増して土嚢として
機能するものが実用化されている。

【０００６】しかし、ポリマーを付着させたシートは高
価であり、これを用いた土嚢も高価なものと成らざるを
得なかった。さらに、使用後における廃棄に際しては環
境への配慮から、環境容量を越えたポリマーの使用を可
能な限り少なくする要請が高まってきており課題となっ
ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本願発明は、上
記問題点に鑑み、生分解性スポンジ材の有益な用途に着
目し、より二次加工性を高めることを目的とした高吸水
性縮形体、及びこれを用いた高吸水板、並びにこれらを
用いた土嚢、及び高吸水性縮形体を用いた種苗、苗木等
の育成床ピースを提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明にかかる高吸水性縮形体、及びこれを用い
た高吸水板、並びにこれらを用いた土嚢、及び高吸水性
縮形体を用いた種苗、苗木等の育成床ピースは、以下の
ように構成される。

【０００９】すなわち、請求項１では、水分を含んだ生
分解性セルローススポンジ材（１）を乾燥させた後、プ
レス圧縮して縮形してなることを特徴としている。

【００１０】また、請求項２では、この生分解性セルロ
ーススポンジ材（１）に炭素粉末およびセラミック粉末
が含有していることを特徴としている。

【００１１】請求項３では、請求項１、又は２の高吸水
性縮形体（４、８）を薄板状のシート体に形成し、該シ
ート体の片面又は両面に膨潤材（９）の付着層を形成し
てなる高吸水板としたことを特徴とする。

【００１２】請求項４では、請求項３における高吸水板
（１０）への膨潤材（９）の付着層の形成において、シ
ート体の表面に膨潤しない程度の湿気を噴霧した後、こ
れに粉状又は顆粒状の膨潤材（９）を付着させたことを
特徴とする。

【００１３】請求項５では、請求項１、又は２の高吸水
性縮形体（４、８）、及び（又は）請求項３、又は４の
高吸水板（１０）を用い、これらのうちの単一枚で、若
しくは複数枚又はこれらの組み合わせを積層して内包体
（１１ａ）を形成し、該内包体（１１ａ）の１個又は複
数個を透水性材からなる包袋（１１ｂ）に収納してなる
土嚢（１１）としたことを特徴とする。

【００１４】請求項６では、請求項５における内包体
（１１ａ）の形成において、片面に膨潤材（９）の付着
層を形成した高吸水板（１０）の２枚を、互いの付着層
を対面させ、周辺部を接着して一体化させたことを特徴
とする。

【００１５】請求項７では、請求項５、又は６の吸水体
において、対面させて保持一体化させた２枚の高吸水板
（１４，１５）の吸水による膨脹率を、異なる設定とし
たことを特徴とする。

【００１６】さらに、請求項８では、請求項１、又は２
の高吸水性縮形体（４、８）を、所定形のブロック
（５）状に形成し、該ブロック（５）の１つの面に開口
した凹部（６）およびＸ状の切り込みを形成してなる種
苗、苗木等の育成床ピース（７）としたことを特徴とす
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】［実施形態１］以下に、本願発明
に係る高吸水性縮形体、及びこれを用いた高吸水板、並
びにこれらを用いた土嚢、及び高吸水性縮形体を用いた
種苗、苗木等の育成床ピースについて、図面に基づき詳
細に説明する。図１は本実施形態の高吸水性縮形体の製
造過程を示す説明図であり、図２は本実施形態の高吸水
性縮形体を用いた種苗、苗木等の育成床ピースを示す説
明図である。

【００１８】生分解性セルローススポンジ材（以下、
「スポンジ材」と略称する。）１は、通常、水分を含ん
だ状態（含水率約３０％〜４０％）で供給される。本実
施形態例ではスポンジ材１として東レファインケミカル
（株）製のセルローススポンジを用いている。また、こ
れらスポンジ材１には、木炭、竹炭、活性炭等の炭素粉
末、又はセラミック粉末を含有させたものを用いてもよ
い。

【００１９】先ず、かかるスポンジ材１を乾燥させて含
有する水分を蒸散させる。この乾燥手段は、加熱雰囲気
下に置くなどの強制的な乾燥手段もあるが、表層部２と
内部３の含水率（又は、乾燥の度合）の差が大きくなる
ため、この差を少なくすることができる自然乾燥が好ま
しい。これは、表層部２と内部３との含水率に大きな差
（通常、内部に多くの水分が残った状態）がある場合
は、後述のプレス圧縮して板状に縮形させた場合に、平
面性を維持できないからである。

【００２０】次に、正確な含水率は不明であるが、スポ
ンジ材１の表面に手などで触れた場合に、湿り気がなく
乾燥していると把握できる程度になったところで、プレ
ス機Ｐにてスポンジ材１の上面全面を均一な所定押圧力
で圧縮する。本実施形態例においては、縦５００ｍｍ×
横１８０ｍｍ×高さ７０ｍｍの矩形状のスポンジ材１に
対して、その上面に押圧力０．３Ｎ／ｍｍ^２を作用させ
ている。なお、この大きさのスポンジ材１は、約２〜３
日の常温放置により乾燥状態となる。この乾燥により、
スポンジ材１の縦横高さの寸法は約８５％〜９０％の収
縮率となる。押圧は静止した定圧で行っているが、この
ほか繰り返し作用させる可変圧力でもよい。

【００２１】上記圧縮行程の後、押圧を解除しても、膨
張してもとの状態に復帰することはなく、板状に縮形し
たままの状態を保った縮形体４が形成される。本実施形
態では、高さを１／５〜１／８にまで圧縮した状態とな
る。なお、上述した乾燥が十分でない場合、又は表層部
２と内部３との乾燥の度合に大きな差がある場合は、圧
縮を解除すると膨張して、板状に縮形した状態を保つこ
とができない問題が生じる。なお、所望の厚さの縮形体
４を得るため、圧縮行程の前に乾燥させたスポンジ材１
を所定の厚さにスライスすることから行うようにしても
よい。

【００２２】［実施形態１の作用］このように構成され
た縮形体４は、水や液体や油に触れると、これらを急速
に吸収して膨張し、縮形体４の体積の数倍の容積とな
る。そして、該スポンジ材１は生分解性を有するため、
そのまま地中に埋設させた場合はバクテリア（微生物）
分解され、一定の期間後は土に混合してしまう。また、
木炭粉を含有させたものは、木炭内部の微少空間（通
称、ポーラス）内に、スポンジ材１を分解させるバクテ
リアを定住させておくことができ、水分吸収によりその
バクテリアを活性化させて、生分解を促進させることに
なる。

【００２３】［実施形態１の用途］次に、かかる高吸水
性縮形体の用途としては、種苗、苗木等の育成床ピース
として利用することにある。すなわち、上記圧縮工程に
より板状にした縮形体４を適宜の大きさに裁断し、略矩
形状のブロック５を形成する。さらに、該ブロック５の
１つの面には、開口させた円柱状の凹部６を形成して育
成床ピース（以下、「ピース」と略称する。）７を形成
する。なお、本実施形態例では、サイコロ状のブロック
に形成しているが、これに限らず、円柱体、角柱体、な
ど種々の立体形状に形成してもよい。

【００２４】かかる構成のピース７を苗床として使用す
る場合は、凹部６に種子や苗木を充填して保持し、この
状態で畑、花壇、プランター、又は植木鉢に植え付け
る。そして、これら植え付け場所に散水すると、ピース
７が吸水すると共に保水するため、種子や苗木への水遣
りの煩雑さを回避することができる。また、吸水して膨
脹することにより種子等の保持力が増すと共に、土への
定着が良くなる。また該ピース７は生分解性であるた
め、一定期間後は分解して土と同化してしまう。さらに
木炭粉等の炭素粉末を混入させたものは、土壌改良材と
しても機能することになる。

【００２５】［実施形態２］次に、実施形態２は上記構
成の高吸水縮形体４を利用して土嚢を形成したものであ
る。図３、４は実施形態２の高吸水性縮形体を用いた土
嚢内包用の高吸水板の製造過程を示す概念図であり、図
５は実施形態２の土嚢を示す斜視図及び平面図である。

【００２６】上記実施形態１で形成した縮形体４を、約
５００ｍｍ×３５０ｍｍの矩形状で厚さが５〜１０ｍｍ
程度のシート状に裁断して縮形体８を形成する。縮形体
８は、乾燥およびプレス圧縮を経て乾燥したものであり
表面が乾燥しているため、この状態では膨潤材として用
いる吸水性ポリマー剤９を付着させることはできない。
そこで、図３（ａ）に示すように縮形体８の表面に水蒸
気Ｍを噴霧して若干湿らせた状態とする。この噴霧する
水蒸気量は、表面が吸水して膨潤しない程度の少量とす
る。このように制御した水分添加により、表面は糊状と
なる。この糊状を呈した表面全体に、図３（ｂ）に示す
ように紛状又は顆粒状にした吸水性ポリマー９剤をほぼ
均一厚となるように所定量を散布する。これにより、縮
形体８との界面側に存在する吸水性ポリマー剤９が吸水
して糊状となり縮形体８に付着して一体化する。

【００２７】次に、吸水性ポリマー剤９の表面側へ、さ
らに水蒸気Ｍを噴霧し（図３（ｃ）参照）、吸水性ポリ
マー剤９の表面側が糊状となるようにして、プレス機Ｐ
で押圧することで糊状となった吸水性ポリマー剤９同士
を十分に密着させ（図３（ｄ参照）、十分乾燥させて高
吸水板１０を製造する。

【００２８】このようにして、縮形体８の片側に吸水性
ポリマー剤９を付着させた高吸水板１０を二枚用意し
（図４（ａ）参照）、吸水性ポリマー剤９を付着させた
面同士を向かい合わせに重ねてから、その四辺付近を縫
い付け等により封口して袋状として、土嚢１１の内包体
１１ａを製造する（図４（ｂ）参照）。

【００２９】次に、図５（ａ）に示すように、内包体１
１ａを土嚢袋１１ｂの開口部から挿入し、土嚢袋１１ｂ
の開口部をミシン縫製により封口して膨潤構造を有する
土嚢１１とした。なお、この土嚢袋１１ｂは、不織布や
筵やメッシュ地などの透水性材で形成される。また、上
記のように構成した土嚢１１は、単独で使用に供しても
よいが、これを、図５（ｂ）に示すように、四隅に設け
た連結穴１２をひも１３で結んで、複数個の土嚢１１を
一列に連結して、いわゆる数珠つなぎにし、これらを折
り畳んで、紐で結束したり段ボール箱等（図示省略。）
に収納するようにしてもよい。これにより、保管のコン
パクト性と取出しの迅速性を追求した製品とすることが
できる。

【００３０】［実施形態３］図６は実施形態３における
土嚢用の内包体を示す概念図である。実施形態３は、実
施形態２における高吸水板１０に替えて上側高吸水板１
４および下側高吸水板１５として土嚢袋１６ｂに内蔵し
土嚢１６としたものである。上側高吸水板１４は、下側
高吸水板１５よりも吸水後の伸び率が大きくなるように
下側高吸水板１５よりも上側高吸水板１４を薄く成形
し、下側高吸水板１５側の膨張を抑制している（図６
（ａ））。

【００３１】これにより土嚢１６の使用時には、内包体
１６ａの下側高吸水板１５側の吸水に伴う膨張が抑制さ
れて、土嚢１６の裏面側がより広く地面に当接するので
地面Ｓと土嚢１６との間からの水の浸入を効果的に抑制
することとなる（図６（ｂ））。かかる構成により、吸
水後は伸び率の大きい上側高吸水板１４の方が湾曲状に
盛り上がる結果、下側高吸水板１５の接地性を高め土嚢
周辺部の反り上がりを阻止して漏水の侵入を防止するこ
とができる。

【００３２】

【他の実施例】上記実施形態２では、土嚢１１の内包体
１１ａを片面に膨潤材としての吸水性ポリマー剤９の付
着層を形成した高吸水板１０の２枚を、互いの付着層を
対面させて袋状したものを用いているが、これに限ら
ず、シート状の高吸水性縮形体８、及び（又は）高吸水
板１０を用い、これらのうちの単一枚で、若しくは複数
枚又はこれらの組み合わせを積層して内包体１１ａを形
成するようにしてもよい。また、吸水性ポリマー剤９の
付着層は高吸水板の片面に限らず両面に形成してもよい
し、シート状の高吸水性縮形体８を組み合わせた内包体
１１ａの内部にロックウール、不織布、綿等の吸水体を
内包させてもよい。

【００３３】さらにまた、上記高吸水板１０は、土嚢の
内包体として用いるほかに、設置した後に適宜吸水させ
て区画フェンスや衝撃フェンス、例えば、スケートリン
クの区画体やコースアウトの干渉フェンス、法面及び屋
上緑化の保水材として用いることも可能である。また、
実施形態３において、下側高吸水板１５よりも上側高吸
水板１４の伸び率が大きくなるようにする方法として
は、例えば、上側高吸水板１４の材質を伸び率が大きい
ものに変更したり、又は密度状態の異なる高吸水板１４
を対面させて用いるようにしてもよい。あるいは、同材
質の縮形体を用いる場合には、上側高吸水板１４を下側
高吸水板１５よりも乾燥させた状態で吸水体にまで成形
することで、吸水後の伸び率を異ならしめることもでき
る。

【００３４】

【効果】本願発明は上記のように構成しているため、セ
ルローススポンジ材を乾燥して縮形させたままの状態で
長期間維持することが可能であり、種々の加工を容易に
行うことができる。また、カビ等の発生と劣化を防止し
て長期間の保存可能とする効果を有する。

【００３５】また、この縮形体を水や液体に触れさせる
と急速に吸水して膨張する性質を発揮するので、高吸水
材としても利用することができる。さらに、この縮形体
を加工して苗床として利用した場合は、吸水と保水を同
時に行うことができ、また育成床ピースや高吸水板は、
生分解性を有するため、一定期間後、例えば、蒔いた種
や植えた苗木が根を張り地面に十分に定着した頃には生
分解して土の一部となるので、木炭粉等の炭素粉末を混
入させたものは土壌改良材としても機能する効果を有す
る。

【００３６】加えて、この縮形体を加工して膨潤構造を
有する土嚢用の高吸水板として利用する場合は、保管場
所も節約できる上、１ｋｇ以下と軽量であるため取り扱
いが容易であり、従来の土嚢のように現場で砂を詰める
必要もない。水があればその場で自然に１〜２分で膨潤
して１５ｋｇ程度となるので迅速な対応が可能となり、
都市型の内水による洪水や地下道への水の流入を効果的
に防ぐことができる。また、高吸水板にセルローススポ
ンジを使用しているので、麻などの天然繊維や生分解性
の樹脂製の外袋とすることで、使用後は一般廃棄物とし
ての処分や土壌へ還元することも可能となる等、その効
果は顕著なものである。

【００３７】さらに、土嚢の下側高吸水板よりも上側高
吸水板の吸水後の伸び率を大きくすることで、土嚢の使
用時には内包体の下側高吸水板側の膨らみが抑制され
て、土嚢の裏面側（接地面側）をより広く地面に当接さ
せ、土嚢の地面周辺部の反り上がりを防止して、地面と
の隙間を解消して地面との密着性を高めて水の浸入を効
果的に阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の高吸水性縮形体の製造過程を示
す説明図である。

【図２】 実施形態１の高吸水性縮形体を用いた種苗、
苗木等の育成床ピースを示す説明図である。

【図３】 実施形態２の高吸水性縮形体を用いた土嚢内
包用の高吸水板の製造過程を示す概念図である。

【図４】 実施形態２の高吸水性縮形体を用いた土嚢内
包用の高吸水板の製造過程を示す概念図である。

【図５】 実施形態２の土嚢を示す斜視図及び平面図で
ある。

【図６】 実施形態３における土嚢用の内包体を示す概
念図である。

【符号の説明】

１ スポンジ材 ２ 表層部 ３ 内部 ４ 縮形体（実施形態１） ５ ブロック ６ 凹部 ７ （育成床）ピース ８ 縮形体（実施形態２） ９ 吸水性ポリマー剤 １０ 高吸水板 １１ 土嚢 １１ａ 内包体 １１ｂ 土嚢袋 １２ 連結穴 １３ ひも １４ 上側高吸水板 １５ 下側高吸水板 １６ 土嚢（実施形態３） １６ａ 内包体（実施形態３） １６ｂ 土嚢袋（実施形態３） Ｍ 水蒸気 Ｐ プレス機 Ｓ 地面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500523102 伊藤 熊男 福島県郡山市富久山町久保田字大原11番地 ４ (72)発明者 上嶋 宏靖 福島県東白川郡塙町大字塙字代官町26番地 １ Ｆターム(参考） 2B022 BA04 BA07 BA22 BB02 BB03 BB05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水分を含んだ生分解性セルローススポン
   ジ材（１）を乾燥させた後、プレス圧縮して縮形してな
   ることを特徴とする高吸水性縮形体。
2. 【請求項２】 生分解性セルローススポンジ材（１）に
   炭素粉末およびセラミック粉末が含有していることを特
   徴とする請求項１記載の高吸水性縮形体。
3. 【請求項３】 請求項１、又は２記載の高吸水性縮形体
   （４、８）を薄板状のシート体に形成し、該シート体の
   片面又は両面に膨潤材（９）の付着層を形成してなるこ
   とを特徴とする高吸水板。
4. 【請求項４】 膨潤材（９）の付着層の形成において、 シート体の表面に膨潤しない程度の湿気を噴霧した後、
   これに粉状又は顆粒状の膨潤材（９）を付着させたこと
   を特徴とする請求項３記載の高吸水板。
5. 【請求項５】 請求項１、又は２記載の高吸水性縮形体
   （４、８）、及び（又は）請求項３、又は４記載の高吸
   水板（１０）を用い、これらのうちの単一枚で、若しく
   は複数枚又はこれらの組み合わせを積層して内包体（１
   １ａ）を形成し、該内包体（１１ａ）の１個又は複数個
   を透水性材からなる包袋（１１ｂ）に収納したことを特
   徴とする土嚢。
6. 【請求項６】 内包体１１ａの形成において、 片面に膨潤材（９）の付着層を形成した高吸水板（１
   ０）の２枚を、互いの付着層を対面させ、周辺部を接着
   して一体化させたことを特徴とする請求項５記載の土
   嚢。
7. 【請求項７】 対面させて保持一体化させた２枚の高吸
   水板（１４，１５）の吸水による膨脹率を、異なる設定
   としたことを特徴とする請求項５、又は６記載の土嚢。
8. 【請求項８】 請求項１、又は２記載の高吸水性縮形体
   （４、８）を、所定形のブロック（５）状に形成し、該
   ブロック（５）の１つの面に開口した凹部（６）を形成
   してなることを特徴とする種苗、苗木等の育成床ピー
   ス。