JP2011125265A - 保水板とそれを用いた保水方法 - Google Patents

Abstract

【課題】土中に設置され、或いは土中に混合分散されて用いる保水板であって、保水性や設置場所に合わせて簡単に加工ができて施工性に優れ、しかも根が入り込み易くて植物の成長を妨げることがなく、長期間の放置の時は土中で分解されて自然に還元されるような保水材の提案をその課題とする。
【解決手段】保水板が木質繊維板(1)からなるものであり、絡み合った木質繊維（2）間に多量な空気や水分を含ませることができ、それ故、水やりの回数や量を減らすことができ、特に、夏場のように乾燥しやすく、水を特に必要とする場合には有効である。更に、土中において長期に使用すると、地中細菌により次第に腐敗・分解・還元して肥料となり、肥料を与える回数や量を減らすことができると共に地球環境にもやさしい。加えて、木質繊維板(1)は容易に切断可能なので、現場に合わせて施工しやすいし、蓄熱性を有するため、土中の保温性にも寄与する。
【選択図】図１

Description

本発明は、土中に設置され、或いは土中に混合分散されて用いる保水板であって、保水性や施工性がよく、しかも植物の成長を妨げることがなく、そのまま放置しておけば土中で分解されて自然に還元する材料による保水材及びそれを用いた保水方法に関する。

植木鉢やプランター、花壇や畑で植物を育てる場合の保水材としては様々なものが検討されている。例えば、特開２００４−３１３１３４のような木材チップを圧縮成形加工したマットや、特開２００８−０１７８１９のような木材チップで充満されている袋体など、木材チップを利用した保水材、実開昭６１−４３８６８のような保水性ポリマを利用したシートや、特開２００２−１２５４５７のような吸水性樹脂と無機物質や有機物質とからなる成形体を被覆剤で被覆されたものなど、吸水性を有する樹脂材料を利用した保水材が知られている。

しかし木材チップを利用したマットや袋体の場合は、木材チップ間の隙間が大きいため、それを土中に埋めて利用した場合、水の多くが木材チップによって保水される前に流れてしまって保水効率がよくない。そこでこの隙間を埋めるために木材チップボードのように圧縮加工して密度を高めることも考えられるが、その場合は隙間に根が入り込めず、逆に植物の根の成長を妨げる場合もある。また、高密度の木材チップボードでは強度が高くなり過ぎて、植木鉢やプランターに合わせて分割しようとすると手間取ってしまい、施工性が低下する。

保水材に樹脂（吸水性高分子等）を使用したものは、その種類によっては分解・溶解せずに長期にわたって残留物として土の中に残る可能性があるし、石化原料からなるものが多く、その場合には大量に使用すると土壌の劣化や資源枯渇を助長させる恐れもある。

特開２００４−３１３１３４号公報 特開２００８−０１７８１９号公報 実開昭６１−４３８６８号公報 特開２００２−１２５４５７号公報

そこで本発明では、土中に設置され、或いは土中に混合分散されて用いる保水板であって、保水性や設置場所に合わせて簡単に加工ができて施工性に優れ、しかも根が入り込み易くて植物の成長を妨げることがなく、長期間の放置の時は土中で分解されて自然に還元されるような材料による保水材及びそれを用いた保水方法の提案をその課題とする。

「請求項１」に記載した発明は、「土中に設置され、或いは土中に混合分散されて用いる保水板であって、湿式抄造による密度０．１５〜０．４０ｇ／ｃｍ³の板状体である木質繊維板(1)からなる保水板」であるが、保水板となる木質繊維板(1)は、チップ状の木片を高温で煮詰めて解繊し、その繊維(2)を絡み合わせ抄造乾燥させて所定の幅および厚さの板状にしたもの（湿式抄造法）であって、絡み合った繊維(2)間に多量な空気を含む多孔質の板状であるから、吸水性能、保水性能が高く、水やりの回数や量を減らすことができる。特に、夏場のように乾燥しやすく、水が特に必要とする場合には有効である。更に、土中において長期に使用すると、地中細菌により次第に腐敗・分解・還元して肥料となり、肥料を与える回数や量を減らすことができると共に地球環境にもやさしい。加えて、木質繊維板(1)は容易に切断可能なので、現場に合わせて施工しやすいし、蓄熱性を有するため、土中の保温性にも寄与する。そして、保水板として使用される木質繊維板(1)は土(3)の中なので、直接雨水に当ったり太陽光の直接的照射もなく、これによる劣化もなくてある程度の期間は形状を維持できて高い保水性能を発揮する。

ここで特筆すべきは、木質繊維板(1)が「湿式抄造による密度０．１５〜０．４０ｇ／ｃｍ³の板状体である」点にある。係る構成により、保水板が軽量で取り扱いや切断が容易であるだけでなく、吸水性能も高く、少量の雨水や水やりであってもこれを高い効率で吸水し、且つある程度の期間高い保水性を有する。また、木質繊維間に適度な隙間があるので、通気性にも優れ且つ隙間に根が入り込めるため植物(4)の根(5)の成長を邪魔することがない。むしろ保水板の木質繊維(2)と根(5)が馴染んで絡まることで、より強固に植物を根付かせることができる。また、乾式の木質繊維板に比べて湿式のものの方が木質繊維(2)の方向性が揃いやすく、また、繊維(2)同士が絡みやすいので吸水した水分の保水性能が高い。

「請求項２」に記載の発明は、「木質繊維板(1)に界面活性剤が塗布または含浸されているもの」であるが、界面活性剤の作用により水の表面張力が低下して木質繊維板(1)の保水性能や吸水性能が高まるため、水やりの回数を更に減らすことができる。

「請求項３」に記載の発明は、「木質繊維板(1)に水抜き用の穴(6)を設けた」ものであるが、この穴(6)により過剰な水分を下に流しやすく、適当な保水力を保つことができる。又、穴(6)の箇所では植物(4)の根(5)の成長を阻害することがない。加えて地中に埋設するとこの穴(5)の中に土(3)が入り込むため、土(3)の床として安定する。

「請求項４」に記載の発明は、「土(3)を用いて植物(4)を育てる場合の保水方法であって、請求項１〜３に記載のいずれかの木質繊維板(1)を敷設した後、その上に土(3)を盛った」もので、地中の木質繊維板(1)は、その上部で成長する植物のための保水板として上記の優れた性能を発揮する。そして、保水板として使用される木質繊維板(1)は土(3)の中なので、直接雨水に当ったり太陽光の直接的照射もなく、これによる劣化もなくてある程度の期間は形状を維持できて上記高い保水性能を発揮する。しかも植物の栽培が終了した後、これを放置していたとしても地中細菌によって自然に生分解するので、通常のごみのように分別破棄をする必要もないし、高級水性樹脂のように地中に長く残留することもなく土壌劣化の原因にならないだけでなく、保水板の体積の分だけ土の使用量、特に、家庭菜園のように腐葉土や培養土を購入する場合にはその購入量を減らすことができる。

「請求項５」に記載の発明は、「土(3)を用いて植物(4)を育てる場合の保水方法であって、請求項１〜３に記載のいずれかの木質繊維板(1)を複数に分割して土(3)に混入混合分散した」ものであって、この場合は複数に分割した木質繊維板(1)と土(3)とが混合しているので、植物(4)の下部だけでなく分割した木質繊維板(1)からの水分の徐放により周囲全般の土(3)での保水性が得られるので、特に根が広がるタイプの植物に有用である。

本発明の一例を示す斜視図である。 本発明の他の例を示す斜視図である。

以下、本発明を図示実施例に従って説明する。本発明で使用される木質繊維板(1)とは、前述のように、チップ状の木片を高温で煮詰めて解繊し、その繊(2)維を絡み合わせ抄造乾燥させて所定の幅および厚さの板状にしたもの（湿式抄造法）であって、木質繊維(2)の吸水・保水能力に着目し、板状に成形することで取り扱いも向上させたものである。木質繊維板(1)の製法は湿式抄造で製造されるものであれば特に限定されない。このように木質繊維板(1)の製法を湿式抄造に限定するのは、乾式抄造に比べて湿式抄造の方が木質繊維(2)の方向性が揃いやすく、また、繊維同士が絡みやすいので吸水した水分の保水性能が高くなるからである。

また、湿式抄造は製造工程上において湿潤状態（ウェットマット）で界面活性剤等を塗布することができ、浸透させやすいので、保水性能や吸水性能等を高めることが可能となるからである。

木質繊維板(1)からなる保水板の密度は０．１５〜０．４０ｇ／ｃｍ³が好ましい。密度が０．１５ｇ／ｃｍ³より低いと保水板としての強度が不足して取り扱いが難しくなるだけでなく、繊維(2)間の隙間が大きくなり過ぎて、水が流れ出してしまい保水性能が低下するからである。０．４０ｇ／ｃｍ³を超えると逆に繊維(2)間が緻密となり過ぎて繊維(2)間の隙間における保水力が低下して木質繊維(2)自体への吸水力に頼ることとなり、結果として吸水性能が低下してしまって、少量の雨水では保水力を十分に発揮できなくなるからである。

また、板としても緻密で強固となり、植物(4)の下に敷いた場合には、植物(4)の根(5)が繊維(2)間の隙間に入り込めず成長を妨害する。

木質繊維板(1)からなる保水板の厚さは、特に指定されるものではないが、５〜２５ｍｍがよい。５ｍｍより薄いと総保水量が少なくて乾燥しやすくなるからである。２５ｍｍを超えると切断がしにくくなり、現場での取り扱い等の効率性が低下するだけでなく、保水量が多くなり過ぎて、植物(4)の種類によっては根腐れの心配が生じるからである。

主成分となる木質繊維(2)の長さは特に指定するものではないが、０．４〜３０ｍｍがよい。０．４ｍｍより短いと繊維(2)同士が絡みにくくなり、湿式での製造では困難になるだけでなく、保水板として取り扱う必要な強度が不足する。３０ｍｍより長いと、比重の低い木質繊維板(1)では繊維(2)間の隙間が大きくなり過ぎて、保水性能が低下するからである。

木質繊維板(1)からなる保水板を製造するには、通常の湿式抄造で行うことができる。例えば、木質繊維(2)を水中に投入してスラリーとして、丸網式抄造機によって抄造してウェットマットとした後、脱水、乾燥を施すことで成形可能である。尚、０．４ｍｍ〜３０ｍｍ長さの範囲にある木質繊維(2)で製造すれば、木質繊維(2)が適度に絡まり木質繊維板(1)として成形することが可能なので、バインダーは必ずしも必要がない。

バインダーを用いる場合には、スターチ等の植物由来のものを用いることが土中環境上望ましいがポリビニルアルコールのような生分解性を有する樹脂も可能である。また、木質繊維板(1)には界面活性剤を塗布又は含浸させてもよい。これにより、水の表面張力を低下させて保水性能や吸水性能（吸水量や吸水速度）が高まるからである。界面活性剤としてはイオン性でも非イオン性でもよく、特に指定されるものではないが、抗菌性を有さない非イオン性であれば、土中の植物の生育に有用な菌に影響を与えないので好ましい。添加量あるいは塗布量としては、有効成分量として０．０５〜２重量％がよい。この範囲により適度な保水性能や吸水性能が得られると共に経済的でもあるからである。

湿式抄造製法においては、界面活性剤をウェットマットに塗布すれば、マットプレス等の脱水時に内部まで界面活性剤が浸透するので、より均一な保水性能を有するボードが生産できる。

保水板となる木質繊維板(1)には適宜穴(6)を開けてもよい。穴(6)を開けることで植物(4)の根(5)がより成長しやすくなる。また、余分な水分が土(3)内に入り込んだとしても、排水しやすくなって根腐れを防止することができる。また、穴(6)の中に土(3)が入り込むため、土(3)の床として安定する。穴(6)の大きさや量は、対応する植物(4)に必要な保水量や保水時間に応じて適宜設計すればよい。

保水板となる木質繊維板(1)には、必要により肥料や除草剤などを添加混合して成形したり、塗布含浸することも可能である。これにより肥料や除草剤をまく手間が低減する。

土(3)を用いて植物を育てる場合の保水方法は、保水板となる木質繊維板(1)を敷いた後、土を盛り、そこに植物の苗を植えたり、種を蒔く事でよい。例えば、植木鉢やプランター(7)においては、必要により排水確保用の網(8)（メッシュ）を底に敷いた後、適度な大きさにした保水板となる木質繊維板(1)を載せて、そこに更に土(3)を盛り、苗(4)を植えたり種を蒔いたりする。地植えの場合は地面に保水板となる木質繊維板(1)を敷いた後、土(3)を盛って畝(9)を作り、後は必要に応じて水をやるなど植物(4)に応じた通常の育て方でよい。

他の保水方法としては、保水板となる木質繊維板(1)を複数に分割して土に混入混合分散させて、そこに植物(4)の苗を植えたり種を蒔く。後は必要に応じて水をやるなど、植物(4)に応じた通常の育て方でよい。これにより、植物(4)の下部だけでなく周囲全般の土での保水性が得られるので、特に根(5)が下方に伸びるタイプよりも広がるタイプの植物(4)に有用である。

保水板となる木質繊維板(1)を土(3)に混入混合分散させるには、植木鉢内や現地（花壇や畑等の植物を生育させる場所）において混ぜてもよいし、予め土(3)と保水板となる木質繊維板(1)を混合させた後、混合土を植木鉢内やプランター(7)或いは現地にて畝(9)内に混ぜるなど直接的に使用することもできる。

保水板となる木質繊維板(1)の分割は使用しやすければ特に形状やサイズに制限があるわけではなく、サイコロ状、角柱状、球、円柱状など自由であり、大きさも必ずしも同一に揃える必要はなく、土(3)との混ぜやすさや必要となる保水能力等を勘案して適宜決定すればよい。

保水板となる木質繊維板(1)は多少形状が崩れたとしても使用可能なので、最初の植物(4)の生育サイクル終了後に連作障害を起こさない限りそのまま引続き新たな植物を生育させてもよい。勿論、最初の植物(4)と共に掘り起こし、新たな保水板となる木質繊維板(1)を埋めてから新たな植物(4)を生育させてもよい。

比重０．２５、厚さ９×幅５０×長さ２００ｍｍの湿式抄造で製造したバインダーレスの木質繊維板を２枚用意し、これを重ねることで１８ｍｍ厚さの保水板を得、高さ１００×幅６０×長さ２２０ｍｍのプラスチック製プランターを用意し、その底に幅５０×長さ２００ｍｍ排水用メッシュを敷き、排水用メッシュの上に該木質繊維板を載せ、その上に園芸用のプランター土を深さ４０ｍｍになるまで盛った。植物としては、朝顔と夕顔の苗を用意し、これらを植えた。

根付きするまで１４日間毎日水やりし、１５日後からは毎日水やりするものと、７日ごとに水やりするものに分けて育てた。どちらも順調に生育した。約２０日後に保水板の様子を観察してみると、保水板は湿り気があると共に、植物の根も保水板にしっかりと入り込んでいた。
［比較例１］
木質繊維板の代わりに、厚さ２０×幅５０×長さ２００ｍｍのポリウレタン性スポンジを保水材として用意し、実施例と同様に、プランター内の底部に排水用メッシュを敷いた上に保水材を敷いて、更に同じ土を深さ４０ｍｍになるまで載せた。そこに同様に朝顔と夕顔の苗を植え、根付きするまで１４日間毎日水やりした。１５日後からは毎日水やりするものと、７日ごとに水やりするものに分けて育てた。毎日水やりした苗は順調に生育したが、７日ごとに水やりした苗は元気がなくなり、約２０日後に枯れてしまった。保水材の様子を観察してみると、保水板は乾燥しており、植物の根は保水材に入り込んでいなかった。
［比較例２］
保水板を用いずに、プランター内の底部に排水用メッシュを敷いた上に直接土を深さ４０ｍｍになるまで載せた。そこに同様に朝顔と夕顔の苗を植えた。根付きするまで１４日間毎日水やりし、１５日後からは毎日水やりするものと、７日ごとに水やりするものに分けて育てた。毎日水やりした苗は順調に生育したが、７日ごとに水やりした苗は元気がなくなり、約２０日後に枯れてしまった。

以上の実験から、比較例１、２では保水能力が乏しいため根の発育が阻害されたが、実施例の場合は、保水板となる木質繊維板の適切な保水と根の発育促進が見られ、保水材としての能力は十分であった。

(1) 木質繊維板
(2) 木質繊維
(3) 土
(4) 植物
(5) 根
(6) 穴

Claims (5)

1. 土中に設置され、或いは土中に混合分散されて用いる保水板であって、
   湿式抄造による密度０．１５〜０．４０ｇ／ｃｍ³の板状体である木質繊維板からなる事を特徴とする保水板。
2. 木質繊維板に界面活性剤が塗布または含浸されていることを特徴とする請求項１に記載の保水板。
3. 木質繊維板に水抜き用の穴を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の保水板。
4. 土を用いて植物を育てる場合の保水方法であって、請求項１〜３に記載のいずれかの木質繊維板を敷設した後、その上に土を盛ることを特徴とする保水方法。
5. 土を用いて植物を育てる場合の保水方法であって、請求項１〜３に記載のいずれかの木質繊維板を複数に分割して土に混入混合分散したことを特徴とする保水方法。
   
   

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