植物育成用の人工土壌体用ユニット及び人工土壌体

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【発明の名称】	植物育成用の人工土壌体用ユニット及び人工土壌体
【発明者】	【氏名】佐藤昌之
【要約】	【課題】軽量で、施工性に優れ、臭いや虫の発生等の恐れなくクリーンであり、給排水、入れ替え作業などの維持管理が容易であり、保水性、通気性に優れており、発根性に優れて植物の生育が良好であり、使用後の廃棄処理が容易で環境に優しく、かつ根切りが良く、密度を任意に調節できる植物育成用人工土壌体を提供すること。【解決手段】熱融着性合成繊維を含む表皮部分を、引裂強度が１０～４００ｇｆになるように熱融着し保形することにより人工土壌体用ユニットを形成し、その人工土壌体用ユニットの複数を、植物が生育可能な隙間を形成しつつ集合させることにより人工土壌体を構成した。植物は上記の隙間内で育成させる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】熱融着性合成繊維を含む表皮部分が、引裂強度が１０～４００ｇｆになるように熱融着され保形されてなる植物育成用の人工土壌体用ユニット。
【請求項２】スティック状、粒状、ボール状、ペレット状、又は紐状に保形されてなる請求項１記載の植物育成用の人工土壌体用ユニット。
【請求項３】スティック状に保形され、直径が５～４０ｍｍである請求項２記載の植物育成用の人工土壌体用ユニット。
【請求項４】スティック状に保形され、周面にシワを形成させてなる請求項２又は３記載の植物育成用の人工土壌体用ユニット。
【請求項５】熱融着性合成繊維を含む表皮部分が熱融着され、スティック状、粒状、ボール状、ペレット状、又は紐状に保形され、かつ周面にシワを形成させてなる植物育成用の人工土壌体用ユニット。
【請求項６】上記熱融着性合成繊維がポリオレフィン系合成繊維である請求項１乃至５記載の人工土壌体用ユニット。
【請求項７】密度が０．０１～０．１ｇ／ｃｍ³である請求項１～６記載の植物育成用の人工土壌体用ユニット。
【請求項８】密度に、０．０１～０．１ｇ／ｃｍ³の範囲において、疎密の分布がある請求項７記載の植物育成用の人工土壌体用ユニット。
【請求項９】請求項１～８に記載の植物育成用の人工土壌体用ユニットの複数を、植物が生育可能な隙間を形成しつつ集合させてなる植物育成用の人工土壌体。
【請求項１０】請求項１～８に記載の植物育成用の人工土壌体用ユニットの複数を、植物が生育可能な隙間を形成しつつ集合させ、かつ一体にしてなる植物育成用の人工土壌体。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、植物育成用の人工土壌体に関する。さらに詳しくは、例えば室内配置観葉植物、養液栽培、あるいはビル屋上緑化等の培地として好適に用いることのできる、植物育成用の人工土壌体に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、観葉植物が室内のインテリアとして多用されている。観葉植物等の植物を飾ることで、室内の空気がリフレッシュされ、ホルムアルデヒドやベンゼンといった有害物質も中和されるとの研究結果も出ており、観葉植物等の植物を飾ることは生活環境を快適にしてくれるものである。しかし、観葉植物等を通常の土に植えた場合は、土に起因する臭いや虫の発生等の恐れの問題から、室内に飾ること、とりわけ食卓や子供部屋に飾ることに抵抗があるのが現実である。
【０００３】近年、粘土を高温で焼き、発泡させた無機質発泡体の粒状物が開発され、ハイドロボールとの名の下に、上記通常の土の問題を解決した人工土壌体として市販されている。また、吸水性の高分子材料からなるものも開発され、上記通常の土の問題を解決した人工土壌体として、カラフルな形で市販されている。しかし、上記粒状無機質発泡体の人工土壌体には、カビが生え易い等の問題がある。ただし、当該人工土壌体には、カビが生える等の不都合が生じた場合、加熱して炒れば再生、再利用できるというメリットもある。また、上記吸水性高分子材料からなる人工土壌体には、それ自体の構造性が少ないので、植物の茎を真っ直ぐ安定させることが難しい等の問題があり、そのために例えばウレタン等を用いて支えている例も見られる。当該人工土壌体には、植物の根が常に肥料（水）と接しているために、根の生育がほとんど見られないという問題もある。
【０００４】また、例えば、花卉の養液栽培は、バラの栽培を中心に伸び率が高く、近年のバラの全栽培面積におけるロックウール栽培の導入割合は３０％を越えている。これは、養液栽培により、手間、煩わしさ、重労働からの解放と、快適な労働環境への脱皮を図るものと考えられる。この養液栽培の導入割合は今後一層増大し、バラ以外の他の草花への導入も一層加速されることが予測される。
【０００５】そして、上記養液栽培において、ロックウール、すなわち、一般に玄武岩、鉱滓等を１５００℃程度で溶融し、遠心力、高圧空気等を利用して直径数μｍの繊維状に加工された人造鉱物繊維が、最もポピュラーな培地として用いられている。しかし、養液栽培の導入割合が増大し、ロックウールの使用量が増大するに従って、使用後のロックウールの、燃えない、腐らない、処理コストが高いという廃棄処理上の問題がクローズアップされてきている。環境に優しい養液栽培の培地の試作、開発も進められているが、従来提案されている培地は、ピートモス、ヤシ殻、クリプトモス等の有機物が主であって、これらの有機物は、栽培面積・普及率の点でロックウール耕ほどではない。
【０００６】また、例えば、ビルの屋上に植物を植えてビルの屋上を緑化することがしばしば行われている。その際、植物を植えるために通常の土を用いたのでは、土の荷重でビルの構造に負担がかかる、ビルの屋上への土の搬入等施工が煩雑である、給水、排水、土の入れ替え等の維持管理が煩雑である等の問題がある。したがって、軽量で、施工が容易で、維持管理も容易であるようなビル屋上緑化のための土壌が求められている。
【０００７】また、従来、合成繊維の不織布からなるマット状の人工土壌体が知られている（例えば特開平７－１６３２３５号公報）。しかし、このマット状人工土壌体は、その施工が煩雑であり、施工性に劣るという問題がある。例えば、室内配置観葉植物の培地として用いる場合、該観葉植物を植える植木鉢の形状に適合するよう、マット状人工土壌体の形状を切断等により整形、加工する必要があり、その際、切り端等の無駄ないし廃棄物が生じることがあるという問題がある。また、マット状人工土壌体を構成する合成繊維の長軸が垂直方向に向くように培地を形成しようとするとき、かかる培地の形成は一層煩雑となる。また、例えば、当該マット状人工土壌体を養液栽培の培地あるいはビル屋上緑化の培地として用いる場合も、上記の室内配置観葉植物の培地に用いる場合と同様の問題がある。
【０００８】また、上記の不織布からなるマット状人工土壌体は、植物が生育するに伴って根が不織布内部の繊維の間に絡み入り、そのため植物を収穫もしくは移植する際に、根の絡みをほどいて植物を引き抜くのが容易ではなく、しばしば根の一部が切れて不織布内に残ってしまう、いわゆる根切りが悪いという問題がある。
【０００９】さらに、育成する植物の生長段階によって人工土壌体の密度を変えたい場合、例えば、根が太くなるのに伴い土壌体の密度を小さくしたい場合等に、不織布からなる人工土壌体では、後から密度を変更することは不可能である。また、育成する植物の種類によって、それに適する密度の人工土壌体をそれぞれ用意しなければならず煩雑である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記従来の状況に鑑み、軽量で、施工性に優れ、臭いや虫の発生等の恐れのないクリーンなものであり、給排水、入れ替え作業等の維持管理が容易であり、保水性、通気性に優れており、発根性に優れて植物の生育が良好であり、かつ使用後の廃棄処理が容易で環境に優しい人工土壌体を提供することにある。
【００１１】また本発明は、植物を収穫・移植する際に、根が土壌体と複雑に絡まることがなく容易に引き抜くことができ、さらに植物の種類や生長段階の違いによって密度を任意に変更することのできる植物育成用の人工土壌体を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らが鋭意研究を行った結果、熱融着性合成繊維を含む表皮部分が、特定の引裂強度になるように熱融着され保形されたものを人工土壌体用のユニットとし、その複数を集合させることによって人工土壌体を構成し、上記ユニット間に形成する隙間において植物を育成するようにすれば、上記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。また、本発明者らは、かかる構成の人工土壌体用ユニットにおいて、その密度は０．０１～０．１ｇ／ｃｍ³の範囲であることが適当であり、その密度に、上記範囲内において、疎密の分布がある方が一層植物の生育が良好となることがあることを知見している。
【００１３】すなわち、本発明は、上記目的を達成するために、次の植物育成用の人工土壌体用ユニット及び人工土壌体を提供する。
（１）熱融着性合成繊維を含む表皮部分が、引裂強度が１０～４００ｇｆになるように熱融着され保形されてなる植物育成用の人工土壌体用ユニット。
（２）スティック状、粒状、ボール状、ペレット状、又は紐状に保形されてなる上記（１）に記載の植物育成用の人工土壌体用ユニット。
（３）スティック状に保形され、直径が５～４０ｍｍである上記（２）に記載の植物育成用の人工土壌体用ユニット。
（４）スティック状に保形され、周面にシワを形成させてなる上記（２）又は（３）に記載の植物育成用の人工土壌体用ユニット。
（５）熱融着性合成繊維を含む表皮部分が熱融着され、スティック状、粒状、ボール状、ペレット状、又は紐状に保形され、かつ周面にシワを形成させてなる植物育成用の人工土壌体用ユニット。
（６）熱融着性合成繊維がポリオレフィン系合成繊維である上記（１）～（５）に記載の人工土壌体用ユニット。
（７）密度が０．０１～０．１ｇ／ｃｍ³である上記（１）～（６）に記載の植物育成用の人工土壌体用ユニット。
（８）密度に、０．０１～０．１ｇ／ｃｍ³の範囲において、疎密の分布がある上記（７）に記載の植物育成用の人工土壌体用ユニット。
（９）上記（１）～（８）に記載の植物育成用の人工土壌体用ユニットの複数を、植物が生育可能な隙間を形成しつつ集合させてなる植物育成用の人工土壌体。
（１０）上記（１）～（８）に記載の植物育成用の人工土壌体用ユニットの複数を、植物が生育可能な隙間を形成しつつ集合させ、かつ一体にしてなる植物育成用の人工土壌体。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の植物育成用の人工土壌体用ユニットの構成には、種々の熱融着性合成繊維が好ましく用いられる。その例として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系合成繊維、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系合成繊維、ナイロン等のポリアミド系合成繊維、例えばポリプロピレンを芯成分としポリエチレンを鞘成分とするような複合繊維等が挙げられる。また、上記の熱融着性合成繊維の中でも捲縮のある熱融着性合成繊維は特に好ましく用いられる。さらに、上記ポリプロピレンを芯成分としポリエチレンを鞘成分とする複合繊維も含めて、ポリオレフィン系合成繊維は、耐薬品性に優れ、虫、カビ等にも抵抗性があり、リサイクルが容易であり、燃焼させてもダイオキシン等の有毒物質を発生しないので、好ましく用いられる。また、ポリプロピレンを芯成分としポリエチレンを鞘成分とする複合繊維（以下「ＰＰ／ＰＥ複合繊維」と略称する）は、極容易に繊維構造を保持したまま表面のみを融着させることができる点において一層好ましく用いることができる。これらの熱融着性合成繊維の繊度は適宜選択することができるが、一般に２～６デニールが適当である。
【００１５】また、本発明の植物育成用の人工土壌体用ユニットの構成には、必要に応じて、上記熱融着性合成繊維に加えて他の物質を併用することができる。この他の物質の例としては、レーヨン・麻・綿等のセルロース系繊維、あるいは根腐れ防止剤、水腐れ防止剤等として用いる、炭、ゼオライト等が挙げられる。
【００１６】上記の熱融着性合成繊維は、人工土壌体用ユニットの少なくとも表皮部分に含むものとする。ここでいう表皮部分とは、人工土壌体用ユニットの表面から０．５ｍｍ厚さの部分をいう。すなわち、人工土壌体用ユニットの表皮部分のみに熱融着性合成繊維を含み、ユニット内部は他の物質で構成する場合や、熱融着性合成繊維を含む原料繊維を用いて人工土壌体用ユニット全体を構成する場合、あるいは、表皮部分から内部に向かって熱融着性合成繊維の含有量が徐々に減少するような構成とする場合等が挙げられる。いずれの場合も、他の繊維を併用する場合、その量は、人工土壌体用ユニットの表皮部分において、繊維総重量の５０重量％以下、好ましくは３０重量％以下とされる。
【００１７】本発明の植物育成用の人工土壌体用ユニットは、上記のような熱融着性合成繊維と必要に応じて他の物質とを含む表皮部分が、熱融着され保形されている。そして、熱融着は人工土壌体用ユニットの表皮部分のみとすることもできるし、あるいは人工土壌体用ユニットの内部まで融着させることもできる。融着を表皮部分のみとした場合には、人工土壌体用ユニットが柔軟になりかつ保水性に富むので、人工土壌体用ユニットと育成する植物とが十分に密着して根が水分を吸収しやすくなり好ましい。一方、人工土壌体用ユニットの内部まで融着させた場合には、保水性は若干低下するものの、人工土壌体用ユニットが硬くなって扱いやすくなるため施工性が向上する。なお、内部まで熱融着する際は、熱融着性合成繊維を内部にも含むことは無論である。上記の融着させる程度は用途によって適宜選択することができる。
【００１８】また、熱融着は、熱融着性合成繊維同士の接点の一部とすることもできるし、繊維同士の接点の全部とすることもできる。一般に、繊維同士の接点を融着する度合いが低いと目的の人工土壌体用ユニットが柔軟性に富み、繊維同士の接点を融着する度合いが高いと目的の人工土壌体用ユニットが固くなる。以上の熱融着は、原料繊維を種々の形状に保形した後に、あるいは保形するのと同時に、公知の各種圧縮手段、加熱手段等を適宜選択して行うことができる。
【００１９】熱融着を行うにあたっての圧縮の度合い、加熱温度、加熱時間等の諸条件は、目的の人工土壌体用ユニットの所望の密度、柔軟性等の物性、原料の熱融着性合成繊維の溶融温度等に応じて適宜選択、設定することができる。例えば、原料の熱融着性合成繊維がＰＰ／ＰＥ複合繊維である場合、一般に、加熱温度は１３０～２３０℃が適当であり、好ましくは１３５～１５５℃である。
【００２０】さらに、人工土壌体用ユニットの表皮部分の引裂強度は、１０～４００ｇｆ、好ましくは１０～２００ｇｆになるように熱融着することが好ましい。ここでいう引裂強度は、人工土壌体用ユニットの表面から０．５ｍｍ厚さの部分を試験片として測定される値をいう。引裂強度が上記の範囲内であれば、人工土壌体用ユニットを集合させたときに、植物が、人工土壌体用ユニットと他の人工土壌体用ユニットとの間に形成される隙間において優先的に生育する。そのため植物の根が人工土壌体用ユニット自体に入り込んで熱融着性合成繊維等の原料繊維に絡みつき根切りが悪くなるようなことが起こらず、植物を収穫・移植する際に容易に引き抜くことができる。また、植物の生育がさらに進んで隙間が窮屈になった場合には、植物が人工土壌体用ユニットの表面を破ってその内部まで伸長することも可能であるため植物の生育を阻害することがない。すなわち、引裂強度が４００ｇｆ以上であると、人工土壌体用ユニットと他の人工土壌体用ユニットとの隙間だけでは植物が生育するのに窮屈になったとき、人工土壌体用ユニットの表面を破ってそれ以上生育することができないため植物の生育が阻害される可能性がある。また、１０ｇｆ以下であると、人工土壌体用ユニットと他の人工土壌体用ユニットとの隙間での生育が優先されず、人工土壌体用ユニット自体の内部に根が入りこみやすくなり、根切りが悪くなって本発明の目的を達成することができない場合がある。しかし、人工土壌体の用途や育成させる植物の種類によっては上記の範囲に限定されることなく熱融着することができる。
【００２１】本発明の人工土壌体用ユニットは種々の形状に保形されるが、その具体例としては、スティック状、粒状、ボール状、ペレット状、もしくは紐状等の形状が挙げられる。ここで、スティック状とは長短軸が存在するものをいい、粒状、ボール状、もしくはペレット状とは、長短軸の長さが近似しているか等しいため区別できないものをいい、紐状とは、スティック状よりも長軸が長く、屈曲自在なものをいう。これら種々の形状への保形は、手段自体は公知の各種手段を適宜選択、採用して行うことができる。
【００２２】また、本発明の人工土壌体用ユニットの断面の形状は、例えば円形、四角形、楕円形、三角形等、任意の形状とすることができる。その例をスティック状の人工土壌体用ユニットについて図示すれば、図１～３の通りであり、図１は断面形状が円形のスティック状人工土壌体用ユニット、図２は断面形状が四角形のスティック状人工土壌体用ユニット、図３は断面形状が楕円形のスティック状人工土壌体用ユニットである。
【００２３】上記のスティック状に保形された人工土壌体用ユニットの直径は、人工土壌体用ユニットを集合させた場合に形成される隙間が植物の生育にとって適当な大きさになるような値に設定するものとし、具体的には５～４０ｍｍ、好ましくは５～２０ｍｍとすることが好ましい。４０ｍｍ以上であると、隙間が大きすぎるため植物を植えても真っ直ぐに立たず、不安定になりやすい。また、人工土壌体用ユニットと植物が密着しにくいのでユニット中の水分が植物に供給されにくく生育に悪影響を与える。一方、５ｍｍ以下であると、人工土壌体用ユニットが原料繊維自体のように細くなるため、植物の根が絡みついた際に結局根切れが悪くなり本発明の目的を果たせないため不適当である。また、極端に細い人工土壌体用ユニットは、折れ曲がりやすく扱いにくいため施工性も悪くなる。もちろん育成する植物の種類によっては（例えば根の細いカイワレ大根等）、上記の範囲以外の直径とすることもできる。
【００２４】また、本発明の人工土壌体用ユニットにおいては、その密度も必要に応じて適宜選択、設定することができるが、一般に、０．０１～０．１ｇ／ｃｍ³の範囲が適当であり、好ましくは０．０２～０．０６ｇ／ｃｍ³である。種々の形状に保形する過程において、圧縮条件、加熱条件等を適宜選択することにより、目的の人工土壌体用ユニットの密度を所望の密度に調節することができる。
【００２５】また、密度の均一な人工土壌体用ユニットとすることもできるし、密度に疎密の分布のある人工土壌体用ユニットとすることもできる。密度に疎密の分布のある人工土壌体用ユニットの例を図示すれば、図４～９の通りである。図４は、密度に疎密の分布のあるスティック状の人工土壌体用ユニットの作製に用いた、断面形状が円形で密度の均一なスティック状人工土壌体用ユニットである。図５は、断面形状が円形で密度の均一なスティック状人工土壌体用ユニットを、受け台２の上で超音波のホーン１により溶着、切断し、断面がドロップ状で密度に疎密の分布のあるスティック状の人工土壌体用ユニットにする過程である。図６は、上記図５の過程を経て得られた２本の断面がドロップ状で密度に疎密の分布のあるスティック状の人工土壌体用ユニットであり、密度が疎の部分３と密度が密の部分４とを有している。図７は、断面形状が円形で密度の均一なスティック状の人工土壌体用ユニットの一部に、超音波溶着により密度が密の部分４を設け、それ以外の部分を密度が疎の部分３としたスティック状の人工土壌体用ユニットである。図８は、断面形状が円形で密度の均一なスティック状の人工土壌体用ユニットの一部に、加熱圧縮手段により括れ部を設け、この括れ部を密度が密の部分４とし、それ以外の部分を密度が疎の部分３としたスティック状の人工土壌体用ユニットである。図９は、上記図８の場合より一層極端な括れ部を設け、あたかもボールが繋がったような形状にした例であり、密度が疎の部分３と、密度が密の部分４とを有している。なお、図４～９はスティック状の人工土壌体用ユニットの場合であるが、上述のボール状や紐状等の形状についても同様に適用できる。また、密度に疎密の分布を設ける手段は、手段自体は公知の各種圧縮手段、加熱手段等を適宜選択、採用することができる。上記のように密度に疎密の分布のある人工土壌体用ユニットを用いれば、一層植物の生育が良好となることがあり、これは、密度の変化に応じて保水率が変化し、この変化が植物に良い刺激を与えるためではないかと推測される。一般に、本発明の人工土壌体用ユニットの湿潤時の保水率は、約６０～８０％と良好である。
【００２６】本発明の植物育成用の人工土壌体用ユニットは、一般に、上記熱融着性合成繊維を含む原料繊維から連続したウエブ状繊維集合体を形成する工程、連続したウエブ状繊維集合体を連続的に所定の幅に切断する工程、所定の幅に切断された連続したウエブ状繊維集合体を所定の断面形状になるように連続的に圧縮加熱する工程、所定の断面形状に保形された連続体を所定の長さに切断する工程を有する製造方法により製造することができる。図１０は、かかる製造方法の実施態様の一例をスティック状の人工土壌体用ユニットを製造する場合について示す図である。図１０の実施態様においては、ウエブ状繊維集合体形成工程にて、まず原料繊維のステープル・ファイバーがカード機５に供給される（図示省略）。この原料繊維のステープル・ファイバーの調製は公知手段によれば良い。供給された原料繊維のステープル・ファイバーからカード機５によりウエブ状繊維集合体６（非常に柔らかく、伸び縮みし易い）が形成され、ウエブ状繊維集合体６は、コンベアー等の搬送機７を備えた前処理予備加熱装置８に通され、ウエブ状繊維集合体９ａ（保形性が向上して伸び縮みに強い）が形成される。前処理予備加熱装置８においては、通常、加熱により原料繊維同士の接点の一部が融着され、その保形性が増強される。例えば原料の熱融着性合成繊維がＰＰ／ＰＥ複合繊維である場合、前処理予備加熱装置８においては、ウエブ状繊維集合体６の厚さにもよるが、一般に１３０～２３０℃で数秒～数分間、好ましくは１８０～２００℃で熱風により３０～４０秒間加熱される。上記のウエブ状繊維集合体９ａは、コンベアー等の搬送機１０により搬送され、ウエブ状繊維集合体を所定幅に切断する工程にて、切断機１１により所定幅に切断され、複数の所定幅に切断されたウエブ状繊維集合体９ｂとされる。この複数の所定幅に切断されたウエブ状繊維集合体９ｂは、所定断面形状に保形する工程にて、まずコンベアー等の搬送機１２を備えた成形予備加熱装置１３に通されて予備加熱され、次いで加熱成形機１４で円形等の断面形状に保形され、コンベアー等の搬送機１５を備えた冷却装置１６で冷却され、連続した人工土壌体用ユニット１７とされる。この連続した人工土壌体用ユニット１７は、切断工程にて、切断機１８により所定の長さに切断され、かくして目的のスティック状の人工土壌体用ユニット１９が得られる。なお、図１０はスティック状の人工土壌体用ユニットを作製する場合であるが、所定の長さに切断する最終工程において、その長さを適宜選択することによりボール状、紐状等とできることは無論である。
【００２７】上記の成形予備加熱装置１３及び加熱成形機１４における加熱温度、加熱時間等の諸条件は、人工土壌体用ユニットの所望の密度、原料繊維の種類、繊度等によって適宜設定でき特に限定されるものではない。成形予備加熱装置１３及び加熱成形機１４を通じての加熱により原料繊維同士の接点での融着が一層進み、保形する際の圧力に応じて密度が増加する。例えば原料の熱融着性合成繊維がＰＰ／ＰＥ複合繊維である場合、成形予備加熱装置１３においては１３０～２３０℃で数秒～数分間、好ましくは１４５～１５５℃で３０～４０秒間加熱され、加熱成形機１４においては、１３０～２３０℃、好ましくは１５０～１５５℃で加熱される。加熱成形機１４における圧力は、目的の人工土壌体用ユニットの所望の密度等に応じて適宜設定すれば良い。
【００２８】図１０の実施態様においては、得られたスティック状の人工土壌体用ユニット１９は、必要に応じて、密度可変用成形機２０に供給され、上記図８あるいは図９に示すような括れ部のある形状の、密度に疎密の分布がある人工土壌体用ユニットとされる。また、超音波により溶着・切断し、図６あるいは図７のような密度の疎密分布を形成する場合、その工程は、必ずしも上記の切断機１８による工程の後に行う必要はなく、前であっても良い。すなわち、密度に疎密分布がある連続した人工土壌体用ユニットとした後に、所定の長さに切断することもできる。密度可変用成形機２０の例としては、上記の超音波により溶着・切断する形式のものの他、部分的に熱をかけた型あるいはワイヤーをスティック状の人工土壌体用ユニット１９に押し当てる形式のものが挙げられる。以上はスティック状以外の形状についても同様である。
【００２９】本発明の植物育成用の人工土壌体用ユニットは、一般に、次のような方法により製造することもできる。すなわち、上記熱融着性合成繊維を含む原料繊維から連続したウエブ状繊維集合体を形成する工程、連続したウエブ状繊維集合体を紐状連続体にする工程、紐状連続体を所定の断面形状になるように連続的に圧縮加熱する工程、所定の断面形状に保形された連続した人工土壌体用ユニットを所定の長さに切断する工程を有する製造方法により製造することもできる。この製造方法は、図１０の製造方法と比べて、ウエブ状繊維集合体を所定の幅に切断することなく紐状連続体とする点が相違するのみで、その他の点は図１０の製造方法に準ずることができる。
【００３０】また本発明の人工土壌体用ユニットにおいては、形状を問わず、界面活性剤をウエブ生成時等に付着させて親水化処理を施し濡れ性を向上させることができる。界面活性剤で処理することにより、人工土壌体用ユニットの保水性が増大し植物の生育に好影響を与えることができる。界面活性剤の種類としては、植物に無害なものであれば特に制限する要なく適宜用いることができ、特にポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルやポリオキシエチレン脂肪酸エステル等の非イオン系界面活性剤は好適に用いられる。
【００３１】本発明の植物育成用の人工土壌体は、以上述べたような人工土壌体用ユニットの複数を、植物が生育可能な隙間を形成しつつ集合させて構成する。以下に人工土壌体の実施態様について説明する。図１１は、本発明の人工土壌体用ユニットであるスティック状の人工土壌体用ユニット１９の複数本を、植木鉢２１の中に縦に挿入して集合させることにより人工土壌体３１を構成し、植物２２を人工土壌体用ユニットと他の人工土壌体用ユニットとの間に形成される隙間にて育成させる例である。ここで植物の根は、人工土壌体用ユニットの周りに絡み付き、あるいは回り込むように伸長し、原料繊維自体と複雑に絡み合うことがないため、植物を収穫・移植する際に容易に引き抜くことができる。また、植物の生育が進んで根が太くなっても、人工土壌体用ユニットがそれに合わせて弾性変形し、根の伸長する空間を確保するため、植物の生育が阻害されることがない。さらに、人工土壌体用ユニットの弾性力により植物の根・茎がしっかりと保持され、植物を安定姿勢に保つことができる。なお、植木鉢２１は底に穴のあいている通常のものでも、底に穴のあいていないハイドロカルチャー用の器でも良い。また、養液栽培の場合は市販の角型プランター等を使用することも可能である。
【００３２】上記の人工土壌体は、同一の径を有するスティック状の人工土壌体用ユニットから構成しても良いし、あるいは相異なる径を有するスティック状の人工土壌体用ユニットから構成しても良い。
【００３３】また、図１２に示すように、スティック状の人工土壌体用ユニット１９の周面には、ランダムな方向にシワ３７を形成することができる。シワ３７により、相隣るスティック状の人工土壌体用ユニット１９の間に空隙３８が形成される。この空隙３８は、図１３に示すように、植物２２の根２２ａが伸長するための通路として作用する。また、ハイドロカルチャー等に用いる場合は、水・養液を溜め込む部位としても作用する。なお上述したように、シワ３７を形成しなくても、植物の根が人工土壌体用ユニットの外側を回り込んで伸長することは可能であるが、シワ３７を形成することにより、さらに容易に根を伸長させることができる。以上の、スティック状人工土壌体用ユニットから構成された人工土壌体における、植物が生育する過程について図１４及び図１５に基づいて説明する。図１４及び図１５は、相異なる径を有するスティック状の人工土壌体用ユニットから構成される人工土壌体を上から見た図である。まず、図１４に示すように、複数のスティック状の人工土壌体用ユニット１９の間に種３９を播く。すると、発芽した根はスティック状の人工土壌体用ユニット１９の間に入り込み、図の矢印方向に伸長する。このとき、シワ３７により空隙３８が形成されていれば、それを通過することにより根の伸長がさらに容易になる。さらに、植物の生育が進んで、図１５に示すように、根２２ａが太くなると、スティック状の人工土壌体用ユニット１９が根２２ａに合わせて弾性変形し、根２２ａのさらなる伸長を可能にするものである。
【００３４】また、図１６に示すように、スティック状の人工土壌体用ユニット１９には、その長軸に沿ってシワ３２を形成させることができる。長軸に沿ったシワを設けることにより、スティック状の人工土壌体用ユニットを集合させて人工土壌体とした際に、図１７の断面拡大図に示すように、植物２２とスティック状の人工土壌体用ユニット１９との接触面においてシワ３２の部分に空隙３３が形成され、この空隙３３が通気孔として作用するため、人工土壌体の通気性が確保され植物の生育に良い影響を与えることができる。また、空隙３３は植物２２が伸長するための空間をも保証している。
【００３５】上記のような、周面に形成するランダムなシワ、あるいは長軸に沿ったシワは、スティック状の人工土壌体用ユニットの複数本を容器等に押し込んで人工土壌体とする際に、ランダムかつ自然に形成ささせることができる。また、別の方法として、人工土壌体用ユニットを製造する際の成形型等に溝を形成しておくことによっても得ることができる。さらには、スティック状の人工土壌体用ユニットを製造した後に、シワを形成させることもできる。具体的な方法として、スティック状の人工土壌体ユニットの周面を、加熱した櫛状のものでスジを付ける方法が挙げられる。
【００３６】以上、周面にシワを形成させることについて、スティック状の人工土壌体用ユニットを例に説明したが、その他の粒状、ボール状、ペレット状、又は紐状等の人工土壌体用ユニットについても同様である。
【００３７】さらに、図１７に示すように、植物２２とスティック状の人工土壌体用ユニット１９との密着面３４では、水・養液が毛細管現象により重力に抗して引き上げられるので、人工土壌体の下方に水・養液が単に溜まっている場合等と比較すると、植物表面の広い面積での水・養液の吸収が可能となり、植物の生育にとって好ましい。
【００３８】図１８は、支持板２３に設けられた複数の穴２３ａの中に、本発明の人工土壌体用ユニットであるスティック状の人工土壌体用ユニット１９複数本を縦に挿入して集合させ人工土壌体３１とし、植物２２の培地とした例であり、屋上施工用の培地に適した例である。
【００３９】この図１１あるいは図１８の例のように、スティック状の人工土壌体用ユニット１９複数本を縦に並べ集合させて人工土壌体３１とした場合、縦に並べたスティックとスティックの間隙の空気層が断熱層となり、冬季植物の根を寒さから保護できる。
【００４０】また、縦に並べるスティック状の人工土壌体用ユニット１９の本数を増減することにより、人工土壌体３１の密度を任意に調整（増減）することができる。すなわち、育成する植物の種類の違いや生育段階によって密度を増減する必要が生じた時に、新たにスティック状の人工土壌体用ユニットを挿入して追加するか、又は何本か引き抜くことによって非常に簡単に密度を調整することができる。密度の変化量はスティック状の人工土壌体用ユニットを増減する本数に対応している。
【００４１】さらに、図１１あるいは図１８に示す人工土壌体を一つの単位として複数枚並べることにより、屋上緑化等に対応でき、施工性も良好である。例として、図１８の人工土壌体を複数枚並べた場合について図１９に示す。
【００４２】また本発明の人工土壌体は、上記のごとく複数の人工土壌体用ユニットを植物の生育可能な隙間を形成しつつ集合させて用いるのに加えて、さらに一体化して用いることもできる。一体化する方法の具体例としては、接着剤による接着や、人工土壌体用ユニット同士を加熱圧縮等により熱融着する方法が挙げられる。これらの例として、複数本のスティック状人工土壌体用ユニットを一体化させた場合を図２０及び図２１に示す。図２０は市販の植木鉢に適合するように集合させ一体にした場合であり、一本一本施工する場合に比較すると運搬や施工が極めて簡便である。なお、図２０のような場合、一体化処理を施す部分は全体であっても良いし、一部であっても良い。すなわち、図２０の外周部分のみを一体化させ、内周部分は束ねられ外周部分により保持されるような構造にすることもできる。また図２１はスティック状の人工土壌体用ユニット１９の４本を集合させ、加熱により互いに一体化させた場合である。この場合、中央部に隙間２９を形成するように一体化させ、その隙間に種を播くようにすると発芽した植物も保持され易いため育苗用等に好適である。
【００４３】さらに、人工土壌体用ユニットを集合させ一体化させた別の実施形態を図２２に示す。図２２の人工土壌体３５は、スティック状の人工土壌体用ユニット３６の集合体であり、それらの下部は互いに一体化されている。植物は人工土壌体用ユニット３６間の隙間で育成される。この人工土壌体は、一体化されているため、運搬や施工を極めて簡便に行うことができる。上記の人工土壌体は次のような方法で作製できる。すなわち、原料繊維からブロック状の繊維集合体を作製し、その繊維集合体を加熱されたカッター等で格子状に途中まで切断することにより得ることができる。ここで、人工土壌体用ユニット３６の側面３６ａは加熱されたカッター等によって表皮部分が熱融着されている。
【００４４】図２３は、瓶２５の中に、本発明の人工土壌体用ユニットであるペレット状の人工土壌体用ユニット２６を多数個入れて人工土壌体３１とし、植物２２の培地とした例である。瓶２５に入れるペレット状の人工土壌体用ユニット２６の数を増減することにより、人工土壌体３１の密度を調整（増減）することができる。また、ペレット状の人工土壌体用ユニット２６は、瓶２５に限らず、任意の形状の容器に容易に入れることができ、取り扱い易い。同様に、ペレット状の人工土壌体用ユニットの代わりにボール状の人工土壌体用ユニット２７を用いた場合を図２４に示す。この場合も人工土壌体３１の密度は任意に変化させることができる。
【００４５】さらに、本発明の一態様である紐状の人工土壌体用ユニットの利用例としては、図２５もしくは図２６に示すごとく、紐状の人工土壌体用ユニット２８を任意に曲げて面状の人工土壌体３１を形成し、折り曲げた人工土壌体用ユニットの間にできる隙間３０に種を直播き等して植物を育成する。
【００４６】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４７】（実施例１）熱融着性合成繊維として繊度２デニールの捲縮のあるＰＰ／ＰＥ複合繊維を用い、該複合繊維を切断、攪拌してステープル・ファイバーを調製し、該ステープル・ファイバーを用いてカード機にてウエブを作製し、該ウエブを搬送ローラにてスライバ状にまとめて、加熱炉にて１４０℃で１２０秒間加熱して紐状の連続体を得た。この得られた紐状の連続体を１５０℃に加熱した円筒形の型に通すことにより、断面形状が円形で、表皮部分が熱融着された、外径１６ｍｍ、密度０．０２ｇ／ｃｍ³の連続成形体を得た。この得られた連続成形体を８０ｍｍの長さに切断して、スティック状（円形断面、外径１６ｍｍ、長さ８０ｍｍ）の人工土壌体用ユニットを得た。この人工土壌体用ユニットの表皮部分の引裂強度を測定したところ、１５０～２００ｇｆであった。
【００４８】得られたスティック状の人工土壌体用ユニット５５本を、上記図１１の利用例の場合のように、相隣るスティック状人工土壌体用ユニットの外周が相互にほぼ密着するように縦に並べて、底面積が６４ｃｍ²（８ｃｍ四方）のプラスチック製容器に収納して人工土壌体とし、この人工土壌体の隙間に観葉植物（ドラセナサンデリアーナ）を植えた。根腐れ防止剤及び肥料を追加し、３ヶ月間観葉植物の成長を観察したところ、新葉も増え、発根性も良好であり、観葉植物の良好なる成長が確認された。これは、水分、養分、空気が根にバランス良く行きわたった結果と考えられる。また、成長した観葉植物を引き抜いたところ、抵抗なく容易に引き抜くことができ、根切れも少なく抑えられた。
【００４９】（実施例２）実施例１で得られたのと同様のスティック状の人工土壌体用ユニット（密度０．０２ｇ／ｃｍ³、円形断面、外径１６ｍｍ、長さ８０ｍｍ）を、加熱した型にて圧縮し、上記図８に示すような弧状の括れ部を等間隔で３個設けて、密度に疎密の分布のある人工土壌体用ユニットを得た。弧状の括れ部は、幅１０ｍｍ、最深部の深さ４ｍｍであり、最深部の密度０．０８ｇ／ｃｍ³であった。
【００５０】上記により得られた、密度に疎密の分布のある人工土壌体用ユニットを用いて、実施例１と同様に、人工土壌体を構成し、隙間に観葉植物を植え、観葉植物の成長を観察した。その結果、実施例１の場合より若干優れていると見受けられる観葉植物の良好なる成長が確認された。これは、用いた人工土壌体用ユニットの疎密な密度分布（保水率の高低の分布）が観葉植物の成長に良い刺激を与えたためではないかと推測される。
【００５１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の植物育成用の人工土壌体用ユニットは、表皮部分が特定の引裂強度になるように熱融着され種々の形状に保形されてなるので、それらの人工土壌体用ユニットを集合させ、植物を人工土壌体用ユニット間に形成する隙間で育成させるようにすれば、植物を収穫・移植する際に、根などが原料繊維に絡み入って切れにくく、容易に引き抜くことができる。また、集合させた人工土壌体用ユニットを増減させることにより、施工した後であっても任意にかつ簡便に人工土壌体の密度を調節することができる。
【００５２】また、本発明によれば、軽量で、施工性に優れ、臭いや虫の発生等の恐れなくクリーンであり、給排水、入れ替え作業等の維持管理が容易であり、通気性、保水性に優れており、発根性に優れて植物の生育が良好であり、かつ使用後の廃棄処理が容易で環境に優しい植物育成用人工土壌体が提供される。
【００５３】本発明の人工土壌体を構成する人工土壌体用ユニットは、一般に密度０．０１～０．１ｇ／ｃｍ³と軽量であるため、運搬や荷揚げが容易であり作業性に優れる。また、密度に疎密の分布を形成すれば、植物を刺激してより良好な生育が得られる。

【出願人】	【識別番号】０００１２８３５９【氏名又は名称】株式会社エムジー
【出願日】	平成１１年７月２２日（１９９９．７．２２）
【代理人】	【識別番号】１０００８１２７１【弁理士】【氏名又は名称】吉田芳春
【公開番号】	特開２００１－２８９４４（Ｐ２００１－２８９４４Ａ）
【公開日】	平成１３年２月６日（２００１．２．６）
【出願番号】	特願平１１－２０７６３８