JP3822195B2 - 植物栽培装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として、建物の屋上等のコンクリート、あるいは地面のアスファルト等の人工地盤、庭園、公園、ゴルフ場、サッカー場、テニスコート等の競技場の表面緑化に使用される植物栽培装置に関する。

本発明者は、屋上や庭に構築しているコンクリート面に、芝等の植物を栽培する植物栽培装置を開発した（特許文献１参照）。この植物栽培装置は、合成繊維を含む繊維の織布の廃棄屑から分離された廃棄繊維を立体的に集合し、所定の圧力でプレスして廃棄繊維の間に無数の空隙ができる状態で廃棄繊維の交点をバインダーで結合している。この植物栽培装置は、廃棄屑から分離された廃棄繊維に、バインダーとして低融点のポリエステル系合成繊維を混合し、立体的に集合した廃棄繊維を加熱状態でプレスして、低融点のポリエステル系合成繊維を溶融して廃棄繊維を結合する。

この植物栽培装置をさらに改良する装置も開発している（特許文献２参照）。この植物栽培装置は、すのこ状部を備えた支持体の上に、繊維層を積層している。繊維層は、繊維を立体的に集合して繊維の間に無数の空隙ができる状態で繊維の交点をバインダーで結合したものてある。支持体は、すのこ状部に、繊維層で生育した植物の根が挿通し得る上方開口の透孔を設けている。さらに、支持体は、下方に空間形成部を有し、その空間形成部は、支持体を建物の屋上等に載置した状態で、透孔を通じて支持部の下方に伸びた植物の根が張ることができると共に、排水できるようにしている。

特開２００１−２５８３８７号公報 特開２００２−３３０６２７号公報

以上の構造の植物栽培装置は、全体を極めて軽くできるので、建物の屋上緑化に最適である。ただ、この構造の植物栽培装置は、繊維層に給水するために定期的に散水する必要がある。とくに、夏期の暑いとき等は頻繁に散水する必要がある。散水のためにスプリンクラーが使用される。ただ、スプリンクラーで散水すると、風で周囲に水が飛散する欠点がある。建物の屋上等で周囲に水が飛散すると、周囲の建物に好ましくない影響を与えることがある。とくに、全面に均一に散水すると、周囲に散水する水が建物の周囲から多量に外部に飛散してしまう。

この欠点は、繊維層の内部に潅水パイプを埋設し、潅水パイプから繊維層に給水する構造で解消できる。繊維層に埋設された潅水パイプは、外部に散水して水を周囲に飛散させることなく、繊維層に直接に給水できる。潅水パイプは、繊維層に直接に給水するので、スプリンクラーに比べると繊維層の広い部分に均一に給水するのが難しい。潅水パイプが繊維層の広い領域に給水するためには、潅水パイプの給水孔を多くする必要がある。繊維層には給水孔から給水されるからである。多数の給水孔を開口する潅水パイプは、給水孔を小さくする必要がある。大きい給水孔を多数に開口すると、潅水パイプの内部圧力が供給側から離れるにしたがって低くなるので、全ての給水孔から均一に給水できなくなり、また、供給量も多すぎることなる。このため、潅水パイプには極めて小さい給水孔を無数に開口する必要がある。ところが、困ったことに、極めて小さい給水孔は、使用するにしたがって詰まりやすい欠点がある。給水孔が詰まると繊維層に、最適量の給水ができなくなる。また、詰まった給水孔からは給水されなくなるので、繊維層に均一に供給することもできなくなる。

本発明の第１の目的はこの欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、潅水パイプの保守管理を簡単かつ容易に、しかも速やかに能率よくして、理想的な状態で給水できる植物栽培装置を提供することにある。

さらに、建物の屋上等のコンクリートに芝等の植物を植え付けする植物栽培装置は、重量の制限から薄くする必要がある。薄い植物栽培装置は、芝等の根が繁殖して短期間で根詰まりしやすい。根詰まりを起こすと植物の生育が悪くなり、部分的に枯渇する部分が発生する。この状態になると、屋上等を綺麗に緑化できなくなるばかりでなく、植物による屋上の冷却効果も低下してしまう欠点がある。しかしながら、従来の植物栽培装置は、この状態になっても根詰まりした部分を簡単には除去できない。このため、根詰まりを起こすようになると、この改修に極めて手間と費用がかかる欠点があった。

本発明の第２の目的は、さらにこの欠点を解消すること、すなわち根詰まりを起こしたときに、簡単かつ容易に、しかも低コストに根詰まりを解消できる植物栽培装置を提供することにある。

本発明の植物栽培装置は、合成繊維を含む繊維が立体的に集合されてなる繊維マット層１と、この繊維マット層１の上に所定の間隔で配管している無数の給水孔２Ａを有する潅水パイプ２と、この潅水パイプ２の間であって繊維マット層１の上に載置されてなる保水性と排水性とを有し、かつ植物の根を生育させる無数の空隙を有する植物栽培層３と、繊維マット層１と植物栽培層３との境界部分に設けてなる根の生育を抑制する抑制緩衝層６と、繊維マット層１の下面に敷設されて、それ自体を上下に貫通する排水開口４Ａを有する支持体４と、この支持体４の下に敷設している防根シート５とを備える。植物栽培装置は、潅水パイプ２を抑制緩衝層６を介して繊維マット層１の上に分離できるように載置すると共に、植物栽培層３も抑制緩衝層６を介して繊維マット層１に分離可能な層として載置している。植物栽培装置は、植物栽培層３と潅水パイプ２を繊維マット層１から分離して、潅水パイプ２と植物栽培層３を交換できるようにしている。

本発明の植物栽培装置は、繊維マット層１と植物栽培層３との境界部分に設けている抑制緩衝層６は、繊維マット層１の内部よりも高密度な高密度シートからなる。この構造は、植物栽培層３で生育された植物の根が繊維マット層１に侵入するのを抑制緩衝層６で有効に抑制できるので、植物の根が植物栽培層３と繊維マット層１とを結合するのを少なくして、植物栽培層３を繊維マット層１から簡単に分離できる。

さらに、本発明の植物栽培装置は、植物栽培層３を、繊維を立体的に集合してなる繊維集合層３Ａとすることができる。この植物栽培装置は、繊維集合層３Ａの下面に、内部よりも高密度な高密度表面層を設けて、この繊維集合層３Ａの高密度表面層を抑制緩衝層６とすることができる。さらに、本発明の植物栽培装置は、植物栽培層３を植物栽培用土３Ｂとすることができる。

さらにまた、本発明の植物栽培装置は、繊維マット層１の下面に敷設する支持体４は、それ自体を上下に貫通する排水開口４Ａを設けると共に、下面に支持脚４Ｂを突出させて、下面に排水層４Ｃを設けることができる。

本発明の植物栽培装置は、潅水パイプの保守管理を簡単にして、理想的な状態で給水できると共に、低コストに根詰まりを解消できる特長がある。それは、本発明の植物栽培装置が、繊維を立体的に集合している繊維マット層の上に、所定の間隔で配管された潅水パイプを分離できるように載置すると共に、植物の根を生育させる植物栽培層を分離可能な層として載置しており、植物栽培層と潅水パイプを繊維マット層から分離して、潅水パイプと植物栽培層を交換できるようにしているからである。この構造の植物栽培装置は、潅水パイプの給水孔が目詰まりし、あるいは植物栽培層が根詰まりを起こしたときに、植物栽培層と潅水パイプとを繊維マット層から簡単に分離して交換できる。したがって、簡単かつ容易に、しかも低コストに潅水パイプを補修し、あるいは根詰まりを解消できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための植物栽培装置を例示するものであって、本発明は植物栽培装置を下記のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１ないし図３に示す植物栽培装置は、合成繊維を含む繊維を立体的に集合している繊維マット層１と、この繊維マット層１の上に所定の間隔で配管している無数の給水孔２Ａのある有する潅水パイプ２と、この潅水パイプ２の間であって繊維マット層１の上に載置している植物栽培層３とを備える。図の植物栽培装置は、繊維マット層１をコンクリート等の人工地盤１０の上に直接には載せることなく、人工地盤１０の上に支持体４を配置し、この支持体４の上に繊維マット層１を積層している。さらに、図の植物栽培装置は、屋上等に設置されるもので、人工地盤１０の表面に防根シート５を敷設し、防根シート５の上に支持体４に載せる。防根シート５は、植物の根が屋根の防水を悪くするのを防止するプラスチック製のシートである。

支持体４は、合成樹脂の射出成型により全体を一体的に成形している。支持体４は、それ自体を上下に貫通する排水開口４Ａを有すると共に、下面に支持脚４Ｂを突出させて、下面に排水層４Ｃを設けている。支持体４と繊維マット層１は、同じ外形の四角形で、互いに積層状態に連結している。支持体４と繊維マット層１は、繊維マット層１を貫通する止ピン７で支持体４に連結される。この構造は、支持体４を人工地盤１０に敷設して、繊維マット層１も一緒に敷設できる。支持体４は、隣の支持体４と連結できる連結部（図示せず）を一体的に成形して設けている。

繊維マット層１は、合成繊維で編み組みされた織布の廃棄屑から分離された廃棄繊維を立体的に集合して、所定の圧力でプレスして廃棄繊維の間に無数の空隙ができる状態で廃棄繊維の交点をバインダーで結合したものである。

繊維マット層１は、縫製工場で多量に発生している織布の切れ端である廃棄屑を有効利用して製造される。織布の廃棄屑は、開繊して繊維状に加工できる。ただ、繊維マット層は、廃棄屑から開繊した繊維だけでなく、バージン繊維を含有させることができるのはいうまでもない。開繊は、たとえば、織布の廃棄屑を表面から針で引っかいて繊維状に加工する。ただ、本発明は、廃棄屑を繊維状に分離する方法を特定しない。廃棄屑を廃棄繊維に加工する方法は、現在使用され、あるいはこれから開発される全ての方法を利用できる。

繊維マット層１は、合成繊維を含む織布の廃棄屑を利用する。廃棄屑に含まれる合成繊維は、ポリエステル系合成繊維、たとえばテトロン（登録商標）が適している。ポリエステル系合成繊維は、強靭性で耐久性に富み、しかも耐薬品性に優れているので、長期間安定して使用できる。したがって、廃棄屑には、好ましくは５０重量％以上、さらに好ましくは７０重量％以上、最適には８０重量％以上のポリエステル系合成繊維を含むものを使用する。ただ、廃棄屑には、ポリアミド系合成繊維やポリアクリル系合成繊維等の合成繊維、あるいは、天然繊維のものも使用できる。

繊維状に分離された廃棄繊維は、繊維の方向が揃わないように、方向性なく所定の厚さに集合する。このとき、廃棄繊維を結合するために、バインダー繊維を添加する。バインダー繊維には、低融点のポリエステル繊維を使用する。ただし、バインダー繊維には、低融点のポリエステル繊維以外の繊維、すなわち、廃棄繊維よりも低融点の繊維が使用できる。バインダー繊維の添加量は、全体の５〜３０重量％とする。バインダー繊維の添加量が少ないと、廃棄繊維を充分に結合できなくなる。バインダー繊維の添加量が多すぎると、廃棄繊維の間の空隙率が低下すると共に、原料コストが高くなる。バインダー繊維は、廃棄屑から製造したものでなくて、別に製造された原料として添加するからである。

バインダー繊維は、廃棄繊維に添加して均一に分散される。バインダー繊維の添加された廃棄繊維は、所定の厚さに立体的に方向性なく集合した後、加熱、加圧して、廃棄繊維の交点を熱溶融されたバインダー繊維で結合する。所定の厚さに集合した廃棄繊維をプレスして薄くする割合は、繊維マット層の用途によって最適値に設定されるが、たとえば、集合した状態の厚さに対して１０〜５０％、最適には約２５％とする。

集合した廃棄繊維を薄くプレスすると廃棄繊維の空隙が小さくなって密に集合される。このため、廃棄繊維の空隙が微細になって、保水性が向上して排水性が低下する。反対に、厚くプレスすると、排水性が良くなるが保水性が低下する。したがって、集合した廃棄繊維をプレスする割合は、保水性と排水性とを考慮して、栽培する植物に最適な値とする。本発明の植物栽培装置は、種々の植物の栽培に使用されるので、栽培する植物に最適な保水性と排水性に繊維マット層１を調整して、植物をより快適な環境で生育できる。

廃棄繊維を集合する厚さは、繊維マット層１の厚さが最適な厚さとなるように調整される。たとえば、コンクリート等の人工地盤１０に芝マット１２を載せて生育させ、あるいは、コンクリート等の人工地盤１０に花等の種を蒔いて、これを生育させる植物栽培装置は、繊維マット層１の好ましい厚さが１〜５ｃｍ、最適な厚さが１．５〜３ｃｍである。したがって、プレスしてこの厚さとなるように、バインダー繊維を添加して廃棄繊維を集合させる。

廃棄繊維にバインダー繊維を添加して所定の厚さに集合し、その後、加熱加圧して廃棄繊維を交点で結合する方法は、廃棄繊維の間の空隙を少なくすることなく、すなわち、保水性と排水性を低下することなく、廃棄繊維を所定の厚さに結合できる。バインダー繊維を熱で溶融して、廃棄繊維を結合する方法は、たとえば、所定の厚さに集合した廃棄繊維を、バインダー繊維が溶融する温度まで加熱し、その後、プレスしてバインダー繊維を冷却、硬化させて廃棄繊維を結合できる。この方法は、集合した廃棄繊維をコールドプレスで加圧して、能率よく製造できる。ただ、ホットプレスを使用して、集合した廃棄繊維を熱板で加熱しながら加圧して、バインダー繊維を溶融させて、廃棄繊維を結合することもできる。

さらに繊維マット層１は、バインダー繊維を使用することなく、未硬化の状態では液状ないしペースト状のバインダーを廃棄繊維を集合するときに噴霧し、その後、プレスしてバインダーを硬化させて、廃棄繊維を結合することもできる。

潅水パイプ２は、所定の間隔で、繊維マット層１の上に、平行あるいは碁盤格子状に配管される。全ての潅水パイプ２は、互いに直列あるいは並列に連結されて給水装置９に連結される。潅水パイプ２は、繊維マット層１に均一に広い領域に給水するために、無数の空隙のある多孔質パイプが使用される。また、潅水パイプ２には、無数の微細な貫通孔、たとえば０．１〜０．６ｍｍφ、好ましくは０．１５〜０．４ｍｍφの貫通孔を無数に開口しているパイプも使用できる。複数本の潅水パイプ２は、図４の平面図に示すように、太い供給管８に分岐して連結される。

供給管８は、給水装置９に連結される。給水装置９はタイマー（図示せず）を備えており、一定の時間経過する毎に、潅水パイプ２に所定量の水を供給する。給水装置９は、タイマーで開閉される開閉弁を備えており、あるいはタイマーで運転を制御する水ポンプを備える。開閉弁は水道に連結され、タイマーが開閉弁を開いて潅水パイプ２に給水し、開閉弁を閉弁して給水を停止する。水ポンプを備える給水装置９は、タイマーで水ポンプを運転して、潅水パイプ２に水を供給し、水ポンプの運転を停止して水の供給を停止する。潅水パイプ２は、繊維マット層１の上に載せて配管し、あるいは繊維マット層１を貫通する線材やひも材で支持体４に連結して、所定の位置に配管することができる。ただ、潅水パイプ２は繊維マット層１の上に、繊維マット層１から分離できるように配管されるので、線材やひも材は、結束状態を解除して、潅水パイプ２を繊維マット層１から分離できるように支持体４に連結する。

植物栽培層３は、潅水パイプ２から供給される水を保水する保水性と、余分の水を排水する排水性とを有し、かつ植物の根を生育させる無数の空隙を有する。この植物栽培層３は、繊維マット層１の上に分離できるように配管される潅水パイプ２の間で繊維マット層１の上に積層するように配置される。植物栽培層３は、繊維マット層１の上に分離できるように積層される。本発明の植物栽培装置は、植物栽培層３と潅水パイプ２を繊維マット層１から分離して、潅水パイプ２と植物栽培層３を交換できる構造としている。

植物栽培層３は、繊維を立体的に集合している繊維集合層３Ａ、あるいは植物栽培用土３Ｂである。繊維集合層３Ａの植物栽培層３は、繊維マット層１と同じもの、あるいは繊維マット層１よりも高密度に繊維を集合して、保水性を繊維マット層１よりも向上させたものが使用される。繊維集合層３Ａは、廃棄繊維等の繊維を所定の厚さに集合するときに、繊維の間に肥料粒１３を分散して供給することができる。この繊維集合層３Ａは、肥料粒１３を繊維の空隙に分散して配設する。このため、植物を生育させるときに、肥料粒１３から肥料成分が供給されて、植物をよく繁殖できる特長がある。肥料粒１３は、繊維の隙間から移動しない大きさの粒として、繊維集合層３Ａの内部に保持される。

植物栽培層３の植物栽培用土３Ｂは、無機あるいは有機の粉粒体を所定の厚さの板状に成形している。この植物栽培用土３Ｂは、繊維マット層１の上に載せて簡単に配置できる。ただ、粉粒体である植物栽培用土３Ｂを繊維マット層１の上に所定の厚さに敷設することもできる。粉粒体である植物栽培用土３Ｂは、この上に芝マット１２などを載せて、芝１１等の植物を生育させると植物の根が生育する。生育した植物の根は、粉粒体の植物栽培用土３Ｂを板状に結合する。このため、植物栽培層３が根詰まりし、あるいは潅水パイプ２が詰まる状態まで長期間使用されると、粉粒体の植物栽培用土３Ｂは板状に結合される。このため、繊維マット層１から分離するとき、植物栽培用土３Ｂは板状に結合している。このため、植物栽培用土３Ｂの植物栽培層３も、繊維マット層１から簡単に分離できる。

図に示す植物栽培層３は、上に芝マット１２を載せて芝１１を生育させているが、植物栽培層３は、上に種を蒔いて、あるいは、植物栽培層３に種を埋め込んで植物を生育させることもできる。

図の植物栽培装置は、繊維マット層１と植物栽培層３との境界部分に、根の生育を抑制する抑制緩衝層６を設けている。抑制緩衝層６は、植物栽培層３で生育する植物の根が、植物栽培層３から繊維マット層１に成長するのを抑制する。植物の根は、植物栽培層３で繁殖し、抑制緩衝層６を通過して繊維マット層１に成長するのが抑制される。このため、抑制緩衝層６のある植物栽培装置は、植物栽培層３を繊維マット層１から簡単に分離できる。それは、植物の根が植物栽培層３と繊維マット層１とを結合するのを少なくできるからである。

抑制緩衝層６は、植物栽培層３と繊維マット層１との境界部分に設けた密度に差のある層である。密度に差のある抑制緩衝層６は、図１に示すように、繊維集合層３Ａの下面に、内部よりも高密度な高密度表面層を設け、この高密度表面層を抑制緩衝層６とすることができる。この抑制緩衝層６は植物栽培層３に設けられる。また、図２に示すように、繊維マット層１の上面を内部よりも高密度にして、繊維マット層１に高密度の抑制緩衝層６を設けることもできる。この抑制緩衝層６は、繊維マット層１の上面に設けられる。高密度な抑制緩衝層６のある植物栽培層３や繊維マット層１は、繊維を高密度に集合してなる高密度シートを製作し、これを表面に通水性のある状態で接着して製作される。また、繊維を所定の厚さに立体的に集合した後表面をヒータで加熱し、表面部分の繊維を内部の繊維よりも変形しやすくし、この状態で加圧して繊維の交点を熱溶融されたバインダー繊維で結合して表面に高密度な抑制緩衝層６を設けることもできる。

植物栽培層３を植物栽培用土３Ｂとする植物栽培装置は、図３に示すように、繊維マット層１の上に粒度の異なる粉粒体を敷設して抑制緩衝層６とすることができる。この抑制緩衝層６には、植物栽培用土３Ｂよりも小さい粒の粉粒体を、たとえば０．５〜２ｃｍの厚さに敷設し、あるいは、植物栽培用土３Ｂよりも大きい流体を１〜２ｃｍの厚さに敷設し、あるいはまた、植物栽培用土３Ｂとは異なる材質であって、平均粒径を０．５〜２ｃｍとする大きな合成樹脂製の粒体を１〜２ｃｍの厚さに敷設して抑制緩衝層６とすることができる。

本発明の一実施例にかかる植物の栽培装置の拡大断面図 本発明の他の実施例にかかる植物の栽培装置の拡大断面図 本発明の他の実施例にかかる植物の栽培装置の拡大断面図 潅水パイプの配設状態を示す平面図

符号の説明

１…繊維マット層
２…潅水パイプ ２Ａ…給水孔
３…植物栽培層 ３Ａ…繊維集合層 ３Ｂ…植物栽培用土
４…支持体 ４Ａ…排水開口 ４Ｂ…支持脚
４Ｃ…排水層
５…防根シート
６…抑制緩衝層
７…止ピン
８…供給管
９…給水装置
１０…人工地盤
１１…芝
１２…芝マット
１３…肥料粒

Claims (4)

1. 合成繊維を含む繊維が立体的に集合されてなる繊維マット層(1)と、この繊維マット層(1)の上に所定の間隔で配管している無数の給水孔(2A)を有する潅水パイプ(2)と、この潅水パイプ(2)の間であって繊維マット層(1)の上に載置されてなる保水性と排水性とを有し、かつ植物の根を生育させる無数の空隙を有する植物栽培層(3)と、繊維マット層(1)と植物栽培層(3)との境界部分に設けられて、繊維マット層(1)の内部よりも繊維を高密度に集合してなる高密度シートからなる根の生育を抑制する抑制緩衝層(6)と、前記繊維マット層(1)の下面に敷設されて、それ自体を上下に貫通する排水開口(4A)を有する支持体(4)と、この支持体(4)の下に敷設している防根シート(5)と備えており、
   潅水パイプ(2)を抑制緩衝層(6)を介して繊維マット層(1)の上に分離できるように載置すると共に、植物栽培層(3)も抑制緩衝層(6)を介して繊維マット層(1)に分離可能な層として載置しており、植物栽培層(3)と潅水パイプ(2)を繊維マット層(1)から分離して、潅水パイプ(2)と植物栽培層(3)を交換できるようにしてなる植物栽培装置。
2. 植物栽培層(3)が、繊維を立体的に集合してなる繊維集合層(3A)である請求項１に記載される植物栽培装置。
3. 植物栽培層(3)が植物栽培用土(3B)である請求項１に記載される植物栽培装置。
4. 繊維マット層(1)の下面に支持体(4)を敷設しており、この支持体(4)は、それ自体を上下に貫通する排水開口(4A)を有すると共に、下面に支持脚(4B)を突出させて、下面に排水層(4C)を設けている請求項１に記載される植物栽培装置。

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