JP2006101857A - 人工土壌マット - Google Patents

Abstract

【課題】従来の方法は、土壌等を屋上まで運搬し、敷き詰め、整地し、当方法では必須である土壌流出防止、排水等の大掛かりな工事を実施する必要があった。又、土壌の保水能力が低いため、特に夏季においては高温直射日光による土壌中水分の蒸発が激しいことから、自動散水装置を設置する等して、頻繁に散水を行う必要性があった。
尚、初回搬入土のみでは、普通肥料の他に植物の生育に必須である微量元素（ミネラル元素）が短期間に不足するため良好な植生を得ることが困難であった。
【解決手段】保水性があり、微量元素を保有する多孔質鉱物粒に、植物が根差す目あい間隙を保持し養分となる細切木草類、水溶生分解性有機素材からなる接着剤を混合して、運搬の容易なマット状に成型し、屋上等に敷設するのみの簡単施工で、苗植、播種を可能とし、良好な植生を得られるものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋根面、ビル等の屋上コンクリート面、舗装道路歩道面等の非土壌面の緑化を図る人工土壌マット関する。

従来、非土壌であるビル等の屋上コンクリート面等の植生を図る場合、自然土、腐葉土又は袋詰めの保水性のあるピートモス混合土、堆肥混合土等を運搬し、敷き詰め、整地し、土壌流出防止工事、排水工事等を行い、ここに苗植か播種を行うことで実施していた。

又、舗装道路歩道面等の植生にあたっては、路面を掘削するか又は路面にコンクリート若しくはコンクリートブロック等で植生領域を造成してこれを実施していた。

上記は、近年の環境問題であるヒートアイランド現象、二酸化炭素による地球温暖化等の防止対策の一環としては良き方法と考えられる。

しかしながら、従来の方法は、土壌等を屋上まで運搬し、敷き詰め、整地し、当方法では必須である土壌流出防止、排水等の大掛かりな工事を実施する必要があった。

更には、土壌の保水能力が低いため、特に夏季においては高温直射日光による土壌中水分の蒸発が激しいことから、自動散水装置を設置する等して、頻繁に散水を行う必要性があった。

又、初回搬入土のみでは、普通肥料の他に植物の生育に必須である微量元素（ミネラル元素）が短期間に不足するため良好な植生を得ることが困難であった。

本発明は、かかる実情に鑑みて成されたものであり、保水性があり、微量元素を保有する多孔質鉱物粒に、植物が根差す目あい間隙を保持し養分となる細切木草類、水溶生分解性有機素材からなる接着剤を混合して、運搬の容易なマット状に成型し、屋上等に敷設するのみの簡単施工で、苗植、播種を可能とし、良好な植生を得られるものとした人工土壌マットを提供することを目的とするものである。

本発明の人工土壌マットは、上記目的を達成するために、多孔質鉱物粒に、細切木草類と接着剤を混入し成型したことを特徴とするものである。

請求項２に記載のとおり、多孔質鉱物粒としては、保水性が保持されるべく、粘土を多孔質に焼成焼結したセラミックスと自然多孔質岩石粒として、植物の根差しを良好とする目あい間隙を保持し養分となる細切木草類、水溶生分解性有機素材からなる接着剤を混合したものである。

又、請求項３に記載のとおり、多孔質鉱物粒が多孔質セラミックス粒と自然多孔質岩石粒の少なくても一つから成るものが挙げられる。

請求項４に記載のとおり、多孔質セラミックス粒には微量元素金属を付加混在させ、自然多孔質岩石粒においては微量元素金属が自然混在しているものを選定する。

請求項５においては、多孔質セラミックス粒、自然多孔質岩石粒を肥効物質液体中に含浸し、孔内に肥効物質を担持させるものである。

植物の根差し、余水疎水及び空気保持を良好とする目あい間隙を保持し、経年変化により養分となる生分解性細切木草類の形状は、請求項６に記載のとおり、繊維状、糸状、テープ状又は粒状の少なくても一つから成るものが挙げられる。

又、木草類の使用部分としては、請求項７記載のとおり、木本類の根、樹幹、樹皮、枝、葉、花、実、毛苞又は草本類の根、茎、枝、葉、花、実、毛苞の少なくても一つから成るものが挙げられる。

請求項８記載の人工土壌マット中への肥効物質の混入は、液体肥効物質を浸透させるか又は、固形肥効物質を混合させて行う。

請求項９記載の多孔質鉱物粒と細切木草類に混入し、両者を接着する接着剤としては、澱粉糊等の水溶生分解性有機素材から成るものを使用し、人工土壌マットを成型するに足る分量とし、又、人工土壌マットの敷設後の散水直後に溶解し、多孔質鉱物粒と細切木草類が緩着状態となり、植物の根差し、余水疎水及び空気保持を良好とする目あい間隙を生じさせ、更に、播種時点で種子が貼着可能とするものである。

請求項１０記載のとおり、人工土壌マットの補強手段としては、生分解性有機素材である木質等の棒、格子状桟又は網の少なくても一つを埋設して行う。

又、人工土壌マットの外部補強の手段としては、請求項１１に記載のとおり、表側面、底面の少なくても一つに、生分解性有機素材である木板、段ボール板、厚紙、格子状桟等の少なくても一つから成る補強枠を設けたものが挙げられる。

上述したように、本発明の人工土壌マットは、多孔質鉱物粒には保水性のある微量元素金属混在のものである多孔質セラミックス粒又は自然多孔質岩石粒を使用し、経年変化により養分となる生分解性細切木草類を混入し、接着剤としては、澱粉糊等の水溶生分解性有機素材から成るものを使用し、人工土壌マットの成型を可能とし、又、人工土壌マットの敷設後の散水直後に溶解し、多孔質鉱物粒と細切木草類が緩着状態となり、植物の根差し、余水疎水及び空気保持を良好とし、根腐れを防止する目あい間隙を生じさせ、更に、播種時点で種子を貼着可能としたため、屋根面、ビル等の屋上コンクリート面、舗装道路歩道面等の非土壌面の緑化を安価に簡単に実施することが可能となり、近年の環境問題であるヒートアイランド現象、二酸化炭素による地球温暖化等の防止対策には最適なものとなる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１において、１は人工土壌マットで、多孔質鉱物粒２に細切木草類３と接着剤４を混入させマット状に成型してある。

前記多孔質鉱物粒２としては、多孔質セラミックス粒又は自然多孔質岩石粒の少なくても一つを選択できる。

又、多孔質セラミックス粒は、保水性のみを重点としたものと、更に微量元素金属を混在せたものを選択できる。

保水性のみを重点においた多孔質セラミックス粒について説明する。

セラミックス基材としては、粘土の他に、岩石、砂、が挙げられ、少なくてもこの一つから選択できるが、この実施の態様では粘土のうちのカオリン粘土を選択した。

カオリン粘土をボールミルで約２００μｍに微粒化し、カオリン粘土１０００ｇに対し３００ｍｌの水を加えニーダーで均一に混練した。次いでスクリュー押出し機で混練物を押出し、造粒機で平均粒径２．０〜５．０ｍｍの不定形粒状に成型した。この成型物を電気乾燥機で乾燥し、この後、電気炉中で約８００℃で１００分間焼成して得られた焼結体が多孔質セラミックスである。

この多孔質セラミックスの特性は、平均開孔径４０μｍ、気孔率４５％、比重１．１である。平均開孔径４０μｍ、気孔率４５％は、均一な２００μｍ微粉粒を加水混練及び成型し約８００℃で焼成すること等で得られた。開孔は２００μｍ微粉粒間の貫通孔及び入口孔を指す。

上記４０μｍ平均開孔により水分吸着機能を持つこととなる。

尚、上記では平均開孔径４０μｍとしているが、これは好適にはの意味であり、この孔径に限られるものではない。

また、上記においてのセラミックスの平均粒径は、好適には平均粒径２．０〜５．０ｍｍとしたものであり、これ以下でも以上でも差し支えはない。

保水機能を維持させ微量元素金属を混在させたものとしては、上記カオリン粘土に微量元素金属を適宜混入させ、上記と同様の方法で製造する。

微量元素金属混入量は表１のとおりである。

表１中の成分は一例であり、種類及び量共これに規定されるものではない。

自然多孔質岩石粒については、多孔質であり微量元素金属混在のものの一例として、石英斑岩を選択する。

石英斑岩の平均粒径２．０〜５．０ｍｍの不定形粒は、粉砕機で粉砕された細粒を篩機に通過させることで得られる。

また、上記の石英斑岩の平均粒径は、好適には平均粒径２．０〜５．０ｍｍとしたものであり、これ以下でも以上でも差し支えはない。

石英斑岩は多孔質であり、１ｇ当たりの合計孔面積は約３００ｍ^２程であり、高い保水能力を有する。

石英斑岩の一般的成分は表２のとおりである。

上記のとおり、多孔質鉱物粒２は、植物が生育するに当たり必須である、水分、酸素、肥効物質である窒素、燐酸、カリウム及び微量金属のうち、水分及び微量金属を十分に補えるものとなる。

前記多孔質鉱物粒２に、肥効物質の一例として、窒素、燐酸、カリウムから成る液体化成肥料を、多孔質鉱物粒２を液体化成肥料中に含浸させることにより担持させれば、所謂土壌の五要素を満足することになる。

前記多孔質鉱物粒２に混入する細切木草類３について説明する。

前記細切木草類３は、繊維状、糸状、テープ状又は粒状の少なくても一つから成るものであり、

又、使用部分は、木本類においては、根、樹幹、樹皮、枝、葉、花、実、毛苞、又、草本類においては、根、茎、枝、葉、花、実、毛苞の少なくても一つから成る。

前記細切木草類３の繊維状、糸状、テープ状の概略寸法は、好適には、全長１０〜５００ｍｍ、厚さ０．１〜２．０ｍｍのものが使用される。この細切木草類３は、繊維状、糸状、テープ状の種類により木毛製造機により適宜寸法を定め製造する。

前記細切木草類３の粒状のものは、好適には、粒径を３．０〜５．０ｍｍのものを使用し、これは、木材チッパーにより適宜寸法を定め製造する。

前記細切木草類３は、人工土壌マット１中において、多孔質鉱物粒２に混入されるものであるが、これは目あい間隙を保持し、植物の人工土壌マット１中の根差しを容易にし、又降雨時、散水時の余水疎水の効果をなし、従って空気を保持する間隙となり根腐れを防止する。更には、経年変化により生分解をなし植物生育のための養分となる。

次に肥効物質混入の人工土壌マット１ついて説明する。

人工土壌マット１中に、肥効物質の一例として、窒素、燐酸、カリウムから成る液体化成肥料を浸透させるか、又は、固形肥効物質として、固形化成肥料、堆肥等を混合させれば、所謂土壌の五要素を満足する人工土壌マット１となる。

前記多孔質鉱物粒２に混入する接着剤４について説明する。

接着剤４は、水溶生分解性有機素材から成る接着剤に代表される澱粉糊を選択した。

澱粉糊は、人工土壌マット１を成型しやすく、又、固化した後、加水により容易に溶解する性質を持つところから、人工土壌マット１の敷設後の散水直後に溶解し、多孔質鉱物粒２と細切木草類３が緩着状態となり、植物の根差しを良好とする目あい間隙を生じさせ、又、播種時点で種子５が貼着可能となる。

更には、澱粉糊は生分解性有機素材から成る接着剤であるから、経年変化により植生植物の養分となる。

本人工上壌マット１に、最近、繊維接着や洗濯糊に多く使用されている水溶性接着剤とされているポリビニルアルコールを選択しないことは、液体状のポリビニルアルコールは加工時には使いやすいが、一旦、固化してしまうと水に溶解しにくくなるという点からである。

次に、図示はしていないが、人工土壌マット１に補強材を埋設した実施の形態について説明する。

補強材として、生分解性有機素材である木質等の棒、格子状桟又は網の少なくても一つを埋設したものである。

補強材を設ける方法の一つとしては、人工土壌マット１中の高さ方向の概略中央に、概略水平に埋設すればよい。

このように補強材を埋設すれば、人工土壌マット１は崩壊しにくくなり、取扱い、搬入、搬送が容易となる。

又、図示はしていないが、人工土壌マット１の表側面、底面の少なくても一つに、生分解性有機素材である木板、段ボール板、厚紙、格子状桟等の少なくても一つから成る補強枠を設ければ、更に取扱い、搬入、搬送が容易となる。

人工土壌マット１の製法の一例は、多孔質鉱物粒２に細切木草類３（好適には、重量比率は６対４）と１０〜２０％重量の接着剤４を混入して混練し、混練物を蒸気プレス中の金型中に注流し、適宜の厚さとなるように加圧をし、蒸気熱により乾燥させる。

尚、人工土壌マット１の好適な寸法は、縦横長は約５００ｍｍ、厚さは約５０ｍｍである。

寸法は、上記に規定されるものではなく、必要に応じて適宜定めればよい。

使用方法及び作用について説明する

屋根面、ビル等の屋上コンクリート面、舗装道路歩道面（好適にはコンクリートブロック等の枠を設ける。）等の非土壌面に敷設する。

植生する植物の種類により、人工土壌マット１を適宜の厚さとなるように積重する。

又、平面的寸法調整が必要となれば、鋸、カッター等で切断して行えばよい。

人工土壌マット１上面に散水し、人工土壌マット１を構成する多孔質鉱物粒２、細切木草類３及び接着剤４において、接着剤４を溶解させ、固着している多孔質鉱物粒２と細切木草類３を緩着状態にし、図２に示すように、種子５が貼着可能なように人工土壌マット１の表面粘性を復帰させ、更に、植物の根差しと空気の保持を良好とする目あい間隙を生じさせ播種をする。

播種は、吹付機に種子５接着剤を混合させた混合物を入れ、人工土壌マット１上に展着させる方法を利用しても差し支えはない。

苗植をする場合は、庭土を掘るが如くして人工上壌マット１に穴を明けて行えばよい。
好適には前記に示したように事前に散水することである。

播種、苗植後の人工土壌マット１における植物は、降雨、散水により多孔質鉱物粒２中に保水された水分、又、多孔質鉱物粒２から溶出する微量元素金属、更には、多孔質鉱物粒２中に担持された若しくは人工土壌マット１中に混入された肥効物質、その他肥効物質化した細切木草類及び接着剤、更には目あい間隙中の酸素を植物体内に吸収して生育する。

又、人工土壌マット１における植物は、図３に示すように、多孔質鉱物粒２と細切木草類３が緩着状態となり構成した目あい間隙に根６が根差して生育する。

人工土壌マット１は、経年変化をし、マット中に含まれる生分解物質、肥効物質の減少及び微量元素金属の微少減少はするが、多孔質鉱物粒２は多孔質セラミックス粒又は自然多孔質岩石粒であり、物質的には天然土壌と変わるものではなく、保守としては、施肥そして単体の多孔質鉱物粒を適宜追加すればよく、よって、本発明の人工土壌マットは永久的に使用できるものである。

本発明の実施形態を示す人工土壌マットの部分断面図 人工土壌マット上の種子貼着状態を示す切欠図 人工土壌マット中の根差し状態を示す断面切欠図

符号の説明

１ 人工土壌マット
２ 多孔質鉱物粒
３ 細切木草類
４ 接着剤
５ 種子
６ 根

Claims (11)

1. 多孔質鉱物粒に、細切木草類と接着剤を混入し成型した人工土壌マット。
2. 前記多孔質鉱物粒が多孔質セラミックス粒又は自然多孔質岩石粒である請求項１記載の人工土壌マット。
3. 前記多孔質鉱物粒が多孔質セラミックス粒と自然多孔質岩石粒の少なくても一つから成る請求項２記載の人工土壌マット。
4. 前記多孔質セラミックス粒と自然多孔質岩石粒が、微量元素金属混在のものである請求項２又は請求項３記載の人工土壌マット。
5. 前記多孔質セラミックス粒又は自然多孔質岩石粒に、肥効物質を担持させた請求項２乃至請求項４記載の人工土壌マット。
6. 前記細切木草類が、繊維状、糸状、テープ状又は粒状の少なくても一つから成る請求項１乃至請求項５記載の人工土壌マット。
7. 前記細切木草類が、木本類の根、樹幹、樹皮、枝、葉、花、実、毛苞又は草本類の根、茎、枝、葉、花、実、毛苞の少なくても一つから成る請求項６記載の人工土壌マット。
8. 肥効物質を混入させた請求項１乃至請求項７記載の人工土壌マット。
9. 前記接着剤が、澱粉糊等の水溶生分解性有機素材である請求項１乃至請求項８記載の人工土壌マット。
10. 補強材として、生分解性有機素材である木質等の棒、格子状桟又は網の少なくても一つを埋設した請求項１乃至請求項９記載の人工土壌マット。
11. 表側面、底面の少なくても一つに、生分解性有機素材である木板、段ボール板、厚紙、格子状桟等の少なくても一つから成る補強枠を設けた請求項１乃至請求項１０記載の人工土壌マット。

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