(57)【要約】      （修正有）【課題】根や藻類が表面で繁殖することを抑制し、かつ、耐久性に優れた水耕栽培用定植板およびその製造方法を提供する。【解決手段】エタノールまたは２−プロパノールによって表面処理された基板１１と、該基板の少なくとも一面側に分散配置されたｐ−ｎ接合型粒子１２と、を備え、前記基板には、一面側と他面側との間で貫通する複数の定植孔が形成され、前記ｐ−ｎ接合型粒子は、ｐ型有機半導体化合物が主成分として凝集したｐ型有機半導体ナノ粒子、若しくはｐ型有機半導体化合物が凝集したｐ型有機半導体ナノ粒子と、ｎ型有機半導体化合物が主成分として凝集したｎ型有機半導体ナノ粒子、若しくはｎ型有機半導体化合物が凝集したｎ型有機半導体ナノ粒子とがｐｎ接合面を形成して会合していることを特徴とする。【選択図】図３
2020048438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エタノールまたは２−プロパノールによって表面処理された基板と、該基板の少なくとも一面側に分散配置されたｐ−ｎ接合型粒子と、を備え、
前記基板には、一面側と他面側との間で貫通する複数の定植孔が形成され、
前記ｐ−ｎ接合型粒子は、ｐ型有機半導体化合物が主成分として凝集したｐ型有機半導体ナノ粒子、若しくはｐ型有機半導体化合物が凝集したｐ型有機半導体ナノ粒子と、ｎ型有機半導体化合物が主成分として凝集したｎ型有機半導体ナノ粒子、若しくはｎ型有機半導体化合物が凝集したｎ型有機半導体ナノ粒子とがｐｎ接合面を形成して会合しており、且つ再沈殿法により粒子として取り出されたものであり、前記ｐ型有機半導体ナノ粒子の材料が、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、及びポルフィリン誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、前記ｎ型有機半導体ナノ粒子の材料が、フラーレン類、カーボンナノチューブ類、電子供与体をドープした導電性高分子、ペリレン誘導体、及びナフタレン誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする水耕栽培用定植板。
【請求項２】
前記ｐ−ｎ接合型粒子は、前記基板の一面側に直接接していることを特徴とする請求項１記載の水耕栽培用定植板。
【請求項３】
前記ｐ−ｎ接合型粒子は、前記基板の一面側に形成された可視光透過性樹脂を含むコーティング層に分散されていることを特徴とする請求項１記載の水耕栽培用定植板。
【請求項４】
前記可視光透過性樹脂は、ポリスチレン、またはポリプロピレンであることを特徴とする請求項３記載の水耕栽培用定植板。
【請求項５】
前記基板の少なくとも一面側は、粗面を成すことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一項記載の水耕栽培用定植板。
【請求項６】
前記ｐ−ｎ接合型粒子内の前記ｐ型有機半導体ナノ粒子と前記ｎ型有機半導体ナノ粒子との粒子数の比率は、１：１〜１：３の範囲内であることを特徴とする請求項１ないし５いずれか一項記載の水耕栽培用定植板。
【請求項７】
前記ｐ型有機半導体ナノ粒子、及び前記ｎ型有機半導体ナノ粒子の平均粒子径は、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし６いずれか一項記載の水耕栽培用定植板。
【請求項８】
請求項２記載の水耕栽培用定植板の製造方法であって、
前記ｐ−ｎ接合型粒子を分散させたエタノールまたは２−プロパノールを含む処理液に前記基板の少なくとも一面側を接触させて、前記基板に処理液層を形成する処理液層形成工程と、
前記処理液層に含まれる前記エタノールまたは前記２−プロパノールを揮発させる揮発工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする水耕栽培用定植板の製造方法。
【請求項９】
請求項３記載の水耕栽培用定植板の製造方法であって、
前記ｐ−ｎ接合型粒子を分散させたエタノールまたは２−プロパノール、および硬化前の可視光透過性樹脂を含むコーティング液を前記基板の少なくとも一面側に塗布する塗布工程と、前記硬化前の可視光透過性樹脂を硬化させて前記基板の少なくとも一面側にコーティング層を形成する樹脂硬化工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする水耕栽培用定植板の製造方法。
【請求項１０】
前記可視光透過性樹脂として、紫外線硬化性樹脂を用いることを特徴とする請求項９記載の水耕栽培用定植板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水耕栽培において苗を保持するための水耕栽培用定植板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土壌の代わりに水に養分を溶解させた培養液を用いて作物を育成する水耕栽培では、水槽内に貯められた培養液の液面に、育成対象の作物の苗を保持するための水耕栽培用定植板（以下、単に定植板と称することがある）が用いられる。
定植板は、例えば、矩形の板材の厚み方向に貫通する複数の定植孔を形成したものである。従来、定植板としては、培養液の液面に浮かせるために、軽量の樹脂板材、例えば発泡ポリスチレン系樹脂からなる板材が多く使われている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、こうした定植板は水耕栽培に用いるために、作物の根や培養液等に含まれる藻類が繁殖して定植板の表面に付着し、洗浄だけではこれらの根や藻類の除去が困難である。そして、定植板をリサイクル利用する際に、残留した作物の根によって定植板の衛生状態が低下するという課題があった。
【０００４】
このため、例えば特許文献２には、基体の表面に無溶剤タイプの合成樹脂塗料、例えば可視光応答型光触媒からなる塗膜体を形成し、定植板の表面で根や藻類が繁殖することを抑制できるとされた定植板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２４８４１６号公報
【特許文献２】特開２０１７−１２１２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載された定植板は、発泡性樹脂板からなる基材の表面に無溶剤タイプの合成樹脂塗料を塗布したため、この塗膜体が基材から剥離しやすく、耐久性が低いという課題があった。このため、定植板の複数回のリサイクル利用が困難である。
【０００７】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、根や藻類が表面で繁殖することを抑制し、かつ、耐久性に優れた水耕栽培用定植板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の水耕栽培用定植板は、エタノールまたは２−プロパノールによって表面処理された基板と、該基板の少なくとも一面側に分散配置されたｐ−ｎ接合型粒子と、を備え、前記基板には、一面側と他面側との間で貫通する複数の定植孔が形成され、前記ｐ−ｎ接合型粒子は、ｐ型有機半導体化合物が主成分として凝集したｐ型有機半導体ナノ粒子、若しくはｐ型有機半導体化合物が凝集したｐ型有機半導体ナノ粒子と、ｎ型有機半導体化合物が主成分として凝集したｎ型有機半導体ナノ粒子、若しくはｎ型有機半導体化合物が凝集したｎ型有機半導体ナノ粒子とがｐｎ接合面を形成して会合しており、且つ再沈殿法により粒子として取り出されたものであり、前記ｐ型有機半導体ナノ粒子の材料が、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、及びポルフィリン誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、前記ｎ型有機半導体ナノ粒子の材料が、フラーレン類、カーボンナノチューブ類、電子供与体をドープした導電性高分子、ペリレン誘導体、及びナフタレン誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の水耕栽培用定植板によれば、基板の表面をエタノールまたは２−プロパノールによって表面処理して粗面を形成することによって、ｐ−ｎ接合型粒子は、粗面を成す多数の窪みに入り込むように定着されるので、定植板の洗浄などを行ってもｐ−ｎ接合型粒子が基板の表面から離脱して流出することを防止できる。これにより、水耕栽培用定植板を洗浄して繰り返しリサイクル利用しても、ｐ−ｎ接合型粒子による藻類や根の付着防止効果を高く維持することができる。
【００１０】
また、本発明の水耕栽培用定植板によれば、基板の表面をエタノールまたは２−プロパノール（イソプロピルアルコール）によって表面処理して粗面を形成することにより、基板の表面積を平滑面と比較して高めることができる。これにより、基板の表面に定着できるｐ−ｎ接合型粒子の量を多くすることができ、水耕栽培用定植板への藻類や根の付着防止効果を高めることができる。
【００１１】
また、本発明では、前記ｐ−ｎ接合型粒子は、前記基板の一面側に直接接していることが好ましい。
【００１２】
また、本発明では、前記ｐ−ｎ接合型粒子は、前記基板の一面側に形成された可視光透過性樹脂を含むコーティング層に分散されていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明では、前記可視光透過性樹脂は、ポリスチレン、またはポリプロピレンであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明では、前記基板の少なくとも一面側は、粗面を成すことが好ましい。
【００１５】
また、本発明では、前記ｐ−ｎ接合型粒子内の前記ｐ型有機半導体ナノ粒子と前記ｎ型有機半導体ナノ粒子との粒子数の比率は、１：１〜１：３の範囲内であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明では、前記ｐ型有機半導体ナノ粒子、及び前記ｎ型有機半導体ナノ粒子の平均粒子径は、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の水耕栽培用定植板の製造方法は、前項記載の水耕栽培用定植板の製造方法であって、前記ｐ−ｎ接合型粒子を分散させたエタノールまたは２−プロパノールを含む処理液に前記基板の少なくとも一面側を接触させて、前記基板に処理液層を形成する処理液層形成工程と、前記処理液層に含まれる前記エタノールまたは前記２−プロパノールを揮発させる揮発工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の水耕栽培用定植板の製造方法は、前項記載の水耕栽培用定植板の製造方法であって、前記ｐ−ｎ接合型粒子を分散させたエタノールまたは２−プロパノール、および硬化前の可視光透過性樹脂を含むコーティング液を前記基板の少なくとも一面側に塗布する塗布工程と、前記硬化前の可視光透過性樹脂を硬化させて前記基板の少なくとも一面側にコーティング層を形成する樹脂硬化工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明では、前記可視光透過性樹脂として、紫外線硬化性樹脂を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、根や藻類が表面で繁殖することを抑制し、かつ、耐久性に優れた水耕栽培用定植板およびその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態の水耕栽培用定植板の使用状態を示す断面図である。
【図２】図１の水耕栽培用定植板の外観斜視図である。
【図３】図２の水耕栽培用定植板の要部拡大断面図である。
【図４】本発明に係るｐ−ｎ接合型粒子の模式的概念図である。
【図５】本発明に係るｐ−ｎ接合型粒子の模式的概念図である。
【図６】本発明に係るｐ型有機半導体ナノ粒子の模式的概念図である。
【図７】本発明に係るｎ型有機半導体ナノ粒子の模式的概念図である。
【図８】参考例である電荷移動錯体型粒子の模式的概念図である。
【図９】本発明の第２実施形態の水耕栽培用定植板を示す要部拡大断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の水耕栽培用定植板の製造方法を段階的に示した断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の水耕栽培用定植板の製造方法を段階的に示した断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の水耕栽培用定植板の製造方法を段階的に示した断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の水耕栽培用定植板の製造方法を段階的に示した断面図である。
【図１４】本発明の水耕栽培用定植板の検証結果（検証例１）を示す写真である。
【図１５】本発明の水耕栽培用定植板の検証結果（検証例２）を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態の水耕栽培用定植板およびその製造方法について説明する。なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２３】
（水耕栽培用定植板：第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の水耕栽培用定植板の使用状態を示す断面図である。また、図２は、図１の水耕栽培用定植板の外観斜視図である。図３は、図２の水耕栽培用定植板の要部拡大断面図である。
第１実施形態の定植板（水耕栽培用定植板）１０は、例えば、水に養分を溶解させた培養液Ｑを貯めた水耕栽培用の水槽１に設置される。そして、培養液Ｑの水面に浮かべられた定植板１０に、栽培目的の野菜等の作物の苗Ｐを設置し、培養液Ｑ中に苗Ｐの根を伸ばすように育成する。育成にあたって、苗Ｐに人工光源や太陽光を照射することで行う。こうした水耕栽培による作物の育成は、天候などの影響を受けず、また、屋内で育成する場合には害虫の付着も防止できるため、無農薬の作物を安定して生産することができる。
【００２４】
こうした水耕栽培に用いる定植板１０は、基板１１と、この基板１１の表面に分散定着されたｐ−ｎ接合型粒子１２とを備えている。
基板１１は、例えば発泡合成樹脂を用いればよく、具体的には、発泡ポリスチレン系樹脂又は発泡ポリオレフィン系樹脂等を挙げることができる。本実施形態では、主にコスト面から発泡ポリスチレン系樹脂を用いている。なお、こうした基板１１を構成する材料は、後述する定植板１０の製造方法において、ｐ−ｎ接合型粒子１２を分散させる溶媒であるエタノールまたは２−プロパノールによって少なくともその表面が浸蝕される材料から選択される。
【００２５】
基板１１のサイズは、例えば、長辺が９００ｍｍ、短辺が６００ｍｍ、厚みが３０ｍｍのものや、長辺が１０００ｍｍ、短辺が５００ｍｍ、厚みが２５ｍｍの矩形板状のものを例示することができるが、これらの大きさのものに限定されるものではなく、水槽１のサイズに応じて適宜選択されればよい。
【００２６】
基板１１には、基板１１の一面側１１ａと他面側１１ｂとの間で厚み方向に沿って貫通する複数の定植孔１３，１３…が形成されている。定植孔１３，１３…には、作物の苗Ｐが載置され、基板１１の一面側１１ａから上方に向けて苗Ｐの葉部が伸ばされ、他面側１１ｂから下部に向けて苗Ｐの根が伸ばされる。
【００２７】
定植孔１３，１３…は、丸孔、角孔、楕円孔など各種形状の貫通孔であればよい。本実施形態では、定植孔１３，１３…として丸孔を形成している。こうした定植孔１３，１３…を成す丸孔の直径は、例えば２５〜３０ｍｍ程度であればよい。
【００２８】
また、定植孔１３，１３…形成数は、図２のような千鳥配置で形成したり、あるいは平行配置で形成することができる。それぞれの定植孔１３どうしの間隔は、育成する作物の種類や大きさによって適宜選択されればよい。
なお、定植孔１３，１３…には、網状の板や、苗Ｐをより安定して支持する突起などが更に形成されていることも好ましい。
【００２９】
基板１１の少なくとも一面側１１ａ、好ましくは表面全体は、エタノールまたは２−プロパノール（イソプロピルアルコール）によって表面処理され、粗面Ｒを形成している。この粗面Ｒは、エタノールまたは２−プロパノールによって基板１１の構成材料である発泡ポリスチレン系樹脂や発泡ポリオレフィン系樹脂を浸蝕させることで形成したものである。ｐ−ｎ接合型粒子１２は、このような粗面Ｒを成す多数の窪みに入り込むことによって、定植板１１の洗浄などを行っても流出することなく、基板１１の表面に安定して定着される。本実施形態の定植板１０では、こうしたｐ−ｎ接合型粒子１２は、基板１１の少なくとも一面側１１ａ、好ましくは表面全体に直接接するように形成されている。
【００３０】
こうした基板１１の表面を成す粗面Ｒの算術平均粗さ（Ｒａ）は、例えば５μｍ〜１５μｍの範囲であればよい。算術平均粗さ（Ｒａ）が５μｍ以下の場合、ｐ−ｎ接合型粒子１２の基板１１に対する定着性が小さくなりすぎて耐久性が低くなる。また、算術平均粗さ（Ｒａ）が１５μｍ以上の場合、基板１１の表面の凹凸が大きくなり過ぎて汚損しやすくなる。
【００３１】
本実施形態に係るｐ−ｎ接合型粒子１２は、複数のｐ型有機半導体化合物がドメインを形成したｐ型有機半導体ナノ粒子と、複数のｎ型有機半導体化合物がドメインを形成したｎ型有機半導体ナノ粒子が会合した粒子である。換言すると、ｐ−ｎ接合型粒子１２は、ｐ型有機半導体化合物が主成分，若しくは単独で凝集したｐ型有機半導体ナノ粒子と、ｎ型有機半導体化合物が主成分、若しくは単独で凝集したｎ型有機半導体ナノ粒子とがｐｎ接合面を形成し、会合しているものである。ｐ−ｎ接合型粒子は、ｐ型有機半導体ナノ粒子とｎ型有機半導体ナノ粒子の界面においてｐｎ接合面が形成されている。
【００３２】
ｐ−ｎ接合型粒子１２は、可視光域の光線の照射によって、ｐ型有機半導体ナノ粒子とｎ型有機半導体ナノ粒子それぞれにおいて励起子が生じる。この励起子は、ｐｎ接合面に移動して、電子キャリア及び正孔キャリアとなる。すなわち、ｐｎ接合面近傍で電荷分離が起こる。そして、単方向性の光誘起電子移動が起こり、キャリアによる酸化・還元反応により、被処理物である藻類や根（有機物、窒素、硫黄、リンを含む無機物）の分解等が行われる。
【００３３】
図４及び図５に、本発明に係るｐ−ｎ接合型粒子の一例を説明するための模式的概念図を示す。図４に示すｐ−ｎ接合型粒子１２Ａは、１つのｐ型有機半導体ナノ粒子２１と、１つのｎ型有機半導体ナノ粒子２２が会合体を形成している。ｐ型有機半導体ナノ粒子２１とｎ型有機半導体ナノ粒子２２は、互いに接触しているｐｎ接合面２０を有している。
【００３４】
一方、図５に示すｐ−ｎ接合型粒子１２Ｂは、２つのｐ型有機半導体ナノ粒子２１，２１と、２つのｎ型有機半導体ナノ粒子２２，２２が会合体を形成している。ｐ型有機半導体ナノ粒子２１と、ｎ型有機半導体ナノ粒子２２の会合する粒子数は、特に限定されるものではなく、任意である。すなわち、ｐ−ｎ接合型粒子１２は、Ｍ（正の整数）個のｐ型有機半導体ナノ粒子２１とＮ（正の整数）個のｎ型有機半導体ナノ粒子２２の会合体からなる。
【００３５】
ｐ−ｎ接合型粒子内のｐ型有機半導体ナノ粒子２１とｎ型有機半導体ナノ粒子２２の粒子数は、必ずしも一致している必要はなく、利用目的に応じてｐ型有機半導体ナノ粒子２１がｎ型有機半導体ナノ粒子２２よりも過多（Ｍ＞Ｎ）のｐ−ｎ接合型粒子とすることができる。同様に、ｎ型有機半導体ナノ粒子２２がｐ型有機半導体ナノ粒子２１よりも過多（Ｍ＜Ｎ）のｐ−ｎ接合型粒子とすることも可能である。
【００３６】
ｐ−ｎ接合型粒子内１２のｐ型有機半導体ナノ粒子２１とｎ型有機半導体ナノ粒子２２との粒子数の比率は、例えば、１：１〜１：３の範囲内であることが好ましい。ｎ型有機半導体ナノ粒子２２の数をｐ型有機半導体ナノ粒子２１の数よりも多くすることで活性度が増し、より効果的に被処理物である藻類や根（有機物、窒素、硫黄、リンを含む無機物）の分解を行うことができる。
また、ドメインを形成するｐ型有機半導体ナノ粒子２１及びｎ型有機半導体ナノ粒子２２の形状は、特に限定されず、結晶であっても、非晶質であってもよい。
【００３７】
こうしたｐ−ｎ接合型粒子１２を光触媒として利用する場合、実質的に同一の粒子数の会合体からなる単分散系としてもよいし、多分散系の会合体からなるものを用いてもよい。また、１種類のｐ−ｎ接合型粒子からなる光触媒の他、複数種類のｐ−ｎ接合型粒子をブレンドした光触媒を用いてもよい。
【００３８】
図６に、ｐ型有機半導体ナノ粒子２１の模式的概念図を、図７に、ｎ型有機半導体ナノ粒子２２の模式的概念図を示す。ｐ型有機半導体ナノ粒子２１は、ｐ型有機半導体化合物２３が凝集した粒子、若しくはｐ型有機半導体化合物２３が主成分として凝集した粒子である。ｎ型有機半導体ナノ粒子２２は、ｎ型有機半導体化合物２４が凝集した粒子、若しくはｎ型有機半導体化合物２４が主成分として凝集した粒子である。他の成分としては、例えば、金属微粒子などを含有することができる。
【００３９】
ｐ型有機半導体化合物及びｎ型有機半導体化合物の凝集する分子数は、特に限定されないが、得られる平均粒子径は、ナノオーダー（１ｎｍ以上、１０００ｎｍ未満）となるようにすることが好ましい。励起子の拡散長は、通常１０ｎｍ前後であることが知られている。平均粒子径をナノサイズとすることにより、励起子のｐｎ接合面までの移動効率を高めることが可能となり、触媒効率を高めることができる。また、平均粒子径をナノサイズとすることにより、表面積拡大による触媒効率アップが期待できる。
【００４０】
ｐ−ｎ接合型粒子１２の製造工程の簡便化を図る観点からは、ｐ型有機半導体ナノ粒子２１及びｎ型有機半導体ナノ粒子２２の平均粒子径は、１０ｎｍ以上とすることが好ましい。また、触媒効率を高める観点からは、ｐ型有機半導体ナノ粒子２１及びｎ型有機半導体ナノ粒子２２の平均粒子径は、１００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００４１】
ところで、ｐ型有機半導体化合物とｎ型有機半導体化合物からなり、ｐｎ接合面を有する化合物として、図８に示すような粒子１００がある。この図８に示す粒子１００は、ｐ型有機半導体化合物１０１がドナーとして、ｎ型有機半導体化合物１０２がアクセプターとして電荷移動錯体を形成している。すなわち、図８の粒子１００は、ドナー・アクセプター相互作用により化合物間で会合体が形成しているものである。
【００４２】
本発明の定植板１０に用いられるｐ−ｎ接合型粒子１２は、このような電荷移動錯体型の粒子１００は含まず、前述のようなｐ型有機半導体ナノ粒子２１とｎ型有機半導体ナノ粒子２２が会合体を形成することによって得られる粒子をいう。本実施形態においては、ドナー・アクセプター相互作用により化合物間で会合体が形成している粒子１００（図８参照）を「電荷移動錯体型粒子」と称し、本発明の定植板１０に用いられる「ｐ−ｎ接合型粒子」と区別する。
【００４３】
本発明に係るｐ−ｎ接合型粒子１２の平均粒子径は、特に限定されない。ナノサイズであってもよいし、マイクロサイズ等であってもよい。
【００４４】
本発明に適用されるｐ型有機半導体化合物は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において特に制限されないが、好適な例として大環状の配位子化合物又はその金属錯体を挙げることができる。「大環状の配位子化合物」とは、金属の配位子となり得る不対電子を有する原子を環上に含む化合物であり、「その金属錯体」とは、大環状化合物上の配位原子が金属原子に配位した化合物である。不対電子を有する原子は、例えば、窒素原子、酸素原子であり、好ましい例として窒素原子を挙げることができる。金属原子としては、周期律表１〜１５族の各金属元素が挙げられる。好ましい金属原子は、周期律表４〜１４族の金属元素である。金属錯体は、通常、金属原子と大環状の配位子化合物とが１：１（モル比）からなり、平面４配位の錯体を形成するものが用いられる。
【００４５】
大環状の配位子化合物又はその金属錯体の具体例としては、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体等が挙げられる。
【００４６】
フタロシアニン誘導体とは、フタロシアニンの基本骨格を有する化合物を意味する。具体的には、例えば、下記式（１Ａ）又は（１Ｂ）：
【化１】
2020048438.tif 000003
（式中、Ｍ１は、周期律表４〜１４族からなる群から選ばれる金属原子又はその金属原子を含む原子団を示し、点線は配位結合を示す）で表されるフタロシアニン誘導体が挙げられる。
【００４７】
Ｍ１で示される「周期律表４〜１４族の金属原子」の好ましい例としては、４族（特に、Ｔｉ）、５族（特に、Ｖ）、６族（特に、Ｍｏ）、７族（特に、Ｍｎ）、８族（Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ）、９族（Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ）、１０族（Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ）、１１族（特に、Ｃｕ）、１２族（特に、Ｚｎ）、１３族（特に、Ａｌ）、１４族（特に、Ｐｂ）を挙げることができる。なお、「その金属原子を含む原子団」とは、金属に他の配位子（例えば、酸素、シアノ基）が配位したもの（例えば、Ｔｉ−Ｏ）を意味する。以降においても同様である。
【００４８】
フタロシアニン誘導体の好ましい例としては、上記式（１Ａ）で表されるフタロシアニン、上記式（１Ｂ）においてＭ１がＣｏ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ｍｎ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｒｈ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｐｄ又はＲｕであるフタロシアニン誘導体、クロロアルミニウムフタロシアニンを挙げることができる。これらの中でも、有機物酸化分解における活性の点からは、特に、無金属フタロシアニン、亜鉛フタロシアニン又は銅フタロシアニンが好ましく、水の分解における酸素の発生量の点からは、コバルトフタロシアニンが好ましい。これらの化合物は、いずれも市販されているか又は当業者が容易に製造することができる。
【００４９】
ナフタロシアニン誘導体とは、ナフタロシアニンの基本骨格を有する化合物を意味する。具体的には、例えば、下記式（２Ａ）又は（２Ｂ）：
【化２】
2020048438.tif 000004
（式中、Ｍ２は、周期律表４〜１４族からなる群から選ばれる金属原子又はその金属原子を含む原子団を示し、点線は配位結合を示す）で表されるナフタロシアニン誘導体が挙げられる。
【００５０】
「Ｍ２で示される周期律表４〜１４族の金属原子」の好ましい例としては、４族（特に、Ｔｉ）、５族（特に、Ｖ）、６族（特に、Ｍｏ）、７族（特に、Ｍｎ）、８族（Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ）、９族（Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ）、１０族（Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ）、１１族（特に、Ｃｕ）、１２族（特に、Ｚｎ）、１３族（特に、Ａｌ）、１４族（特に、Ｐｂ）を挙げることができる。
【００５１】
ナフタロシアニン誘導体の好ましい例としては、上記式（２Ａ）表されるナフタロシアニン、上記式（２Ｂ）においてＭ２がＣｏ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ｍｎ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｒｈ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｐｄ又はＲｕであるナフタロシアニン誘導体を挙げることができる。これらの中でも、有機物酸化分解における活性の点からは、無金属ナフタロシアニン、亜鉛ナフタロシアニン又は銅ナフタロシアニンが好ましく、水の分解における酸素の発生量の点からは、コバルトナフタロシアニンが好ましい。これらの化合物は、いずれも市販されているか又は当業者が容易に製造することができる。
【００５２】
ポルフィリン誘導体とは、ポルフィリンの基本骨格を有する化合物を意味する。具体的には、例えば、下記式（３Ａ）又は（３Ｂ）：
【化３】
2020048438.tif 000005
（式中、Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基、Ｍ３は、周期律表４〜１４族からなる群から選ばれる金属原子又はその金属原子を含む原子団を示し、点線は配位結合を示す）で表されるポルフィリン誘導体が挙げられる。
【００５３】
ここで、上記Ｒ３で示されるアルキル基としては、Ｃ１−２０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が挙げられ、好ましくはＣ１−１０のアルキル基である。具体的には、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチルなどが挙げられる。また、上記のＲ３で示されるアリール基としては、単環又は２環のアリール基が挙げられ、具体的にはフェニル、ナフチル等が挙げられる。また、上記のＲ３で示されるヘテロアリール基としては、ピリジル、ピラジニル等が挙げられる。
【００５４】
Ｍ３で示される周期律表４〜１４族の金属原子のうち好ましくは、４族（特に、Ｔｉ）、５族（特に、Ｖ）、６族（特に、Ｍｏ）、７族（特に、Ｍｎ）、８族（Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ）、９族（Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ）、１０族（Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ）、１１族（特に、Ｃｕ）、１２族（特に、Ｚｎ）、１３族（特に、Ａｌ）、１４族（特に、Ｐｂ）が挙げられる。
【００５５】
ポルフィリン誘導体の好ましい例としては、上記式（３Ａ）で表されるポルフィリン、上記式（３Ｂ）においてＭ３がＣｏ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ｍｎ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｒｈ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｐｄ又はＲｕ、Ｒ３がフェニル又は水素原子であるポルフィリン誘導体を挙げることができる。これらの中でも、有機物酸化分解における活性の点からは、特に、無金属ポルフィリン、亜鉛ポルフィリン又は銅ポルフィリンが好ましく、水の分解における酸素の発生量の点からは、コバルトポルフィリンが好ましい。これらの化合物は、いずれも市販されているか又は当業者が容易に製造することができる。
【００５６】
ｐ型有機半導体化合物のその他の好ましい例としては、導電性高分子を挙げることができる。導電性高分子の具体例としては、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン共重合体等を挙げることができる。
【００５７】
ポリチオフェン誘導体の具体例としては、例えば、下記式（３Ｃ）：
【化４】
2020048438.tif 000006
（式中、ｎは５０〜５００の整数を示し、Ｒ４は、へキシル、オクチル、メチル基等のＣ１−８の直鎖のアルキル基を示す。）で表されるポリチオフェン誘導体が挙げられる。
【００５８】
ｎ型有機半導体化合物は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において特に制限されないが、好適な例として多環式芳香族化合物（一部が飽和していてもよい）を挙げることができる。「多環式芳香族化合物」とは、少なくとも２個以上の芳香環が縮環した構造を有する化合物、或いは複数の芳香環が不飽和結合（二重結合、三重結合等）を介して結合した構造を有する化合物等を意味する。芳香環としては、ベンゼン環等のほかに、ピロール環、イミダゾール環、ピリジン環、キノキサリン環等の複素芳香環も含まれる（いずれの環も一部が飽和していてもよい）。
【００５９】
多環式芳香族化合物には、本発明に悪影響を与えない範囲で、種々の置換基を有していてもよい。置換基としては、電子吸引基が挙げられ、具体的にはカルボニル基、スルホン基、スルホキシド基等が挙げられる。
【００６０】
多環式芳香族化合物の具体例としては、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ８２、Ｃ８４などのフラーレン類；フラーレン誘導体；カーボンナノチューブ類；電子供与体（フェニレンジアミン、テトラアミノエチレン、トリス（２，２−ビピリジン）ルテニウムなど）をドープした導電性高分子（ポリイミド、ポリフェニレンビニレン、ポリパラフェニレン、ポリピロール等）；ペリレン誘導体；ナフタレン誘導体等が挙げられる。中でも、ペリレン誘導体、ナフタレン誘導体、フラーレン類（Ｃ６０等）等が好ましく採用され、特に、ヘキサペリヘキサベンゾコロネン（ＨＢＣ），ペリレン誘導体やフラーレン類（Ｃ６０等）が好ましい。
【００６１】
ペリレン誘導体とは、ペリレンの基本骨格を有する化合物を意味する。具体的には、例えば、下記式（４Ａ）〜（４Ｃ）：
【化５】
2020048438.tif 000007
（式中、Ｒ１は、アルキル基又はアリール基を示す）で表されるペリレン誘導体が挙げられる。
【００６２】
ナフタレン誘導体とは、ナフタレンの基本骨格を有する化合物を意味する。具体的には、例えば、下記式（５Ａ）：
【化６】
2020048438.tif 000008
（式中、Ｒ２は、アルキル基又はアリール基を示す）で表されるナフタレン誘導体が挙げられる。
【００６３】
ここで、上記Ｒ１又はＲ２で示されるアルキル基としては、Ｃ１−２０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が挙げられ、好ましくはＣ１−１０のアルキル基である。具体的には、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチルなどが挙げられる。また、上記のＲ１又はＲ２で示されるアリール基としては、単環又は２環のアリール基が挙げられ、具体的にはフェニル、ナフチル等が挙げられる。
【００６４】
フラーレン誘導体とは、フラーレンの基本骨格を有する化合物を意味する。具体的には、例えば、下記式（６Ａ）：
【化７】
2020048438.tif 000009
（式中、Ｒ５は、メチル、ｎ−ブチル、イソブチル基等のＣ１−４の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す。）で表されるフラーレン誘導体が挙げられる。
【００６５】
ｐ型有機半導体化合物の好ましい例としては、前述したように、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体が挙げられる。より好ましくは、式（１Ａ）、（１Ｂ）、（２Ａ）、（２Ｂ）、（３Ａ）、（３Ｂ）、（３Ｃ）で表される化合物が挙げられる。特に、式（１Ａ）の無金属フタロシアニン、式（１Ｂ）の鉄フタロシアニン、亜鉛フタロシアニン、銅フタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシアニン又は式（１Ｂ）のコバルトフタロシアニンが好ましい。
【００６６】
ｎ型有機半導体化合物は、上記のｐ型有機半導体化合物との間において良好なｐ−ｎ接合粒子を形成するものが用いられる。ｎ型有機半導体ナノ粒子としては典型的には、ペリレン誘導体、ナフタレン誘導体、フラーレン類が挙げられる。より好ましくは、式（４Ａ）、（４Ｂ）、（４Ｃ）、（５Ａ）、（６Ａ）で表される化合物が挙げられる。
【００６７】
特に、効率的なキャリア生成の点から、式（４Ａ）で示されるペリレン誘導体（３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシル−ビスベンズイミダゾール）又はフラーレン類（Ｃ６０等）が好適に用いられる。なお、本発明に係るｐ−ｎ接合型粒子１２は、光触媒の活性を上げるために、上記のｎ型有機半導体及びｐ型有機半導体以外に、必要に応じて銀、銅等の金属微粒子などを添加してもよい。
【００６８】
次に、本発明の定植板１０に用いられるｐ−ｎ接合型粒子１２の製造方法の一例について説明する。なお、以下の製造方法は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において他の製造方法を制限なく適用することができる。
【００６９】
まず、ｐ型有機半導体化合物２３（図６参照）、ｎ型有機半導体化合物２４（図７参照）を用意する。ｐ型有機半導体化合物２３、ｎ型有機半導体化合物２４は、それぞれ独立に１種の化合物、若しくは２種類以上の化合物によって構成することができる。好ましいｐ型有機半導体化合物２３、ｎ型有機半導体化合物２４の例については上述したとおりである。
【００７０】
次に、ｐ型有機半導体化合物２３を良溶媒Ｓｖαに溶解させた溶液Ｓｏαを調製する。この際、良溶媒Ｓｖαは、ｎ型有機半導体化合物２４に対しても良溶媒となるものを適用する。良溶媒Ｓｖαに対するｐ型有機半導体化合物２３の濃度は、特に限定されないが、例えば、０．０１ｗｔ％以上、１０ｗｔ％以下とすることができる。
【００７１】
同様に、ｎ型有機半導体化合物２４を良溶媒Ｓｖβに溶解させた溶液Ｓｏβを調製する。この際、良溶媒Ｓｖβは、ｐ型有機半導体化合物２３に対しても良溶媒となるものを適用する。良溶媒Ｓｖβに対するｎ型有機半導体化合物２４の濃度は、特に限定されないが、例えば、０．０１ｗｔ％以上、１０ｗｔ％以下とすることができる。
【００７２】
良溶媒Ｓｖα、良溶媒Ｓｖβは、特に限定されないが、好適な例としては、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ホルムアミド、２−ピロリジロン、１，３-ジメチル−２−イミダゾリジノン、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、アセトアミド、Ｎ−メチルプロパンアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミドの群から選ばれる１種、又は２種以上の溶媒を挙げることができる。
【００７３】
続いて、溶液Ｓｏα及び溶液Ｓｏβを混合撹拌することにより、混合溶液Ｓｏ（α＋β）を得る。
【００７４】
その後、この混合溶液Ｓｏ（α＋β）に貧溶媒Ｓｖγを加える。貧溶媒Ｓｖγは、良溶媒Ｓｖα及び良溶媒Ｓｖβに対して相溶性があり、ｐ型有機半導体化合物２３及びｎ型有機半導体化合物２４に対して貧溶媒となるものを選定する。混合溶液Ｓｏ（α＋β）と貧溶媒Ｓｖγの割合は、特に限定されないが、例えば、混合溶液Ｓｏ（α＋β）：貧溶媒Ｓｖγ＝１：４〜１：１０００とすることができる。特に限定されるものではないが、通常は、大量の貧溶媒Ｓｖγに、混合溶液Ｓｏ（α＋β）を滴下注入する。
【００７５】
貧溶媒Ｓｖγとしては、上記条件を満たしていれば特に限定されないが、好ましい例として水を挙げることができる。水は、超純水、蒸留水、脱イオン水等の精製水を好適に適用することができるが、水道水などを利用してもよい。貧溶媒Ｓｖγの他の好ましい例としては、エタノール、メタノール、アセトン、ヘキサン等を挙げることができる。
【００７６】
これにより、ｐ型有機半導体ナノ粒子２１とｎ型有機半導体ナノ粒子２２が会合したｐ−ｎ接合型粒子１２を容易に得ることができる。
【００７７】
その後、さらにｐ型有機半導体ナノ粒子２１とｎ型有機半導体ナノ粒子２２の会合促進処理を行う。この際、溶媒中に粒子を攪拌等により分散させておく。例えば、ｐ型有機半導体ナノ粒子２１とｎ型有機半導体ナノ粒子２２の表面電位（ゼータ（ζ）電位）を変えて会合を促進させることができる。
【００７８】
貧溶媒が水系の場合には、ｐＨ調整によりｐ型有機半導体ナノ粒子２１とｎ型有機半導体ナノ粒子２２の表面電位を調整することができる。ｐＨ調整は、酸性水溶液、若しくはアルカリ水溶液を滴下することにより行うことができる。表面電位を変えることにより、ｐ型有機半導体ナノ粒子２１とｎ型有機半導体ナノ粒子２２の会合が促進され、粒径の大きなｐ−ｎ接合型粒子１２を得ることができる。なお、会合促進処理の他の方法としては、界面活性剤を添加する方法、遠心分離を行う方法、時間的放置による方法等を挙げることができる。
【００７９】
次に、分散溶媒を除去することによりｐ−ｎ接合型粒子１２を得る。分散溶媒を除去する方法としては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において特に限定されないが、フィルターを用いて濾別する方法が簡便である。得られたｐ−ｎ接合型粒子１２は、必要に応じて精製を行う。以上の工程等を経て、本発明の定植板１０に好適なｐ−ｎ接合型粒子１２を得ることができる。
【００８０】
ｐ−ｎ接合型粒子１２は、光触媒能を高める観点から、吸着材と共に用いることもできる。吸着材の材料は、特に限定されないが、一例として、活性炭、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、シリカゲル、粘土などの吸着能が高い材料や、イオン交換樹脂、キトサン、ポリプロピレン、有機ゲルなどの薄膜化できる高分子材料等を挙げることができる。
【００８１】
このうち被処理物がアミン類やカルボン酸類の場合には、特にイオン交換樹脂が好適である。被処理物がアミン類の場合には陽イオン交換樹脂が好ましく、具体的には、パーフルオロスルホン酸又はその塩／ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の共重合体（例えば、ナフィオン（登録商標））や、パーフルオロカルボン酸又はその塩／ＰＴＦＥの共重合体（例えば、フレミオン（登録商標））等が挙げられる。被処理物がカルボン酸類の場合には陰イオン交換樹脂が好ましい。吸着材の形態は特に限定はなく、基体として任意の形状であってもよいし、層状又は粉末であってもよい。
【００８２】
以上のようなｐ−ｎ接合型粒子１２を、基板１１の粗面Ｒに定着させてなる本発明の定植板１０によれば、定植孔１３に野菜などの苗Ｐを設置して水耕栽培する際に、定植板１０全体に照射される可視光によって、基板１１の表面に定着されたｐ−ｎ接合型粒子１２のｐ型有機半導体ナノ粒子とｎ型有機半導体ナノ粒子それぞれにおいて励起子が生じる。これによってｐ−ｎ接合型粒子１２のｐｎ接合面近傍で電荷分離が起こり、単方向性の光誘起電子移動によって生じるキャリアによる酸化・還元反応により、定植板１０の表面に付着する藻類や根（有機物、窒素、硫黄、リンを含む無機物）が分解される。
【００８３】
これにより、定植板１０の表面に藻類が固着して繁殖することを防止する。また、定植板１０に苗Ｐの根が食い込むことを防止する。苗Ｐを育成するための可視光によって定植板１０の表面に藻類や根が固着することを防止できるので、定植板１０をリサイクル利用する際の洗浄が容易になり、固着する藻類等の有機物を低減させ、リサイクル利用する定植板１０に衛生状態を向上させることができる。
【００８４】
そして、本発明の定植板１０では、基板１１の表面をエタノールまたは２−プロパノール（イソプロピルアルコール）によって表面処理して粗面Ｒを形成している。こうした粗面によって、ｐ−ｎ接合型粒子１２は、粗面Ｒを成す多数の窪みに入り込むように定着されるので、定植板１０の洗浄などを行ってもｐ−ｎ接合型粒子１２が基板１１の表面から離脱して流出することを防止できる。これにより、定植板１０を洗浄して繰り返しリサイクル利用しても、ｐ−ｎ接合型粒子１２による藻類や根の付着防止効果を高く維持することができる。
【００８５】
また、本発明の定植板１０では、基板１１の表面をエタノールまたは２−プロパノール（イソプロピルアルコール）によって表面処理して粗面Ｒを形成することにより、基板１１の表面積を平滑面と比較して高めることができる。これにより、基板１１の表面に定着できるｐ−ｎ接合型粒子１２の量を多くすることができ、定植板１０への藻類や根の付着防止効果を高めることができる。
【００８６】
また、本実施形態では、ｐ−ｎ接合型粒子１２が基板１１の表面に直接接し、外部に直接露呈するように定着されているので、バインダー材料などを介してｐ−ｎ接合型粒子が定着される構成などと比較して、定植板１０の表面に付着する藻類や根の分解作用をより一層高めることができる。
【００８７】
（水耕栽培用定植板：第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態の水耕栽培用定植板を示す要部拡大断面図である。
第２実施形態の定植板（水耕栽培用定植板）３０は、基板１１と、この基板１１の表面に形成されたコーティング層３３とを備えている。
【００８８】
基板１１には、基板１１の一面側１１ａと他面側１１ｂとの間で厚み方向に沿って貫通する複数の定植孔１３，１３…が形成されている。そして、基板１１の少なくとも一面１１ａ、好ましくは表面全体は、エタノールまたは２−プロパノール（イソプロピルアルコール）によって表面処理され、粗面Ｒを形成している。
【００８９】
コーティング層３３は、２−プロパノール（イソプロピルアルコール）を例えば７０容量％以上含む紫外線硬化性樹脂を硬化させてなる可視光透過性樹脂を有し、このコーティング層３３にｐ−ｎ接合型粒子１２が分散定着されている。コーティング層３３を構成する可視光透過性樹脂としては、例えば、ポリスチレン、またはポリプロピレンが好ましく挙げられる。
【００９０】
このような構成の第２実施形態の定植板３０によれば、基板１１の表面をエタノールまたは２−プロパノール（イソプロピルアルコール）によって表面処理して粗面Ｒを形成している。こうした粗面によって、ｐ−ｎ接合型粒子１２を分散させたコーティング層３３は、粗面Ｒを成す多数の窪みに入り込むように積層されるので、定植板３０の洗浄などを行ってもコーティング層３３が基板１１の表面から容易に剥離することを防止できる。これにより、定植板１０を洗浄して繰り返しリサイクル利用しても、コーティング層３３に分散されたｐ−ｎ接合型粒子１２による藻類や根の付着防止効果を高く維持することができる。
【００９１】
また、第２実施形態の定植板３０によれば、ｐ−ｎ接合型粒子１２がコーティング層３３を構成する可視光透過性樹脂によって保護されるので、定植板３０の洗浄などを行ってもｐ−ｎ接合型粒子１２が基板１１の表面から離脱することを防止できる。
【００９２】
（水耕栽培用定植板の製造方法：第１実施形態）
次に、本発明の水耕栽培用定植板の製造方法を説明する。まず、第１実施形態に示した構成の水耕栽培用定植板を製造するための製造方法を説明する。
図１０、図１１は、第１実施形態の水耕栽培用定植板の製造方法を段階的に示した断面図である。
定植板１０を製造する際には、まず、基板１１を用意する（図１０（ａ）参照）。基板１１としては、予め所定の間隔で定植孔１３，１３…を形成した発泡性樹脂板、例えば発泡ポリスチレン系樹脂板や発泡ポリオレフィン系樹脂板が用いられる。
【００９３】
また、処理液Ｆを調整する。処理液Ｆは、基板１１に対して浸蝕性のある有機溶媒であるエタノールまたは２−プロパノールに、ｐ−ｎ接合型粒子１２を分散させたものを用いる。例えば、処理液Ｆとして、２−プロパノールにｐ−ｎ接合型粒子１２を濃度が０．００１重量％〜０．０３重量％の範囲で分散させたものを用いる。
【００９４】
次に、調整した処理液Ｆに、基板１１を浸漬する（図１０（ｂ）参照）。あるいは、調整した処理液Ｆを基板１１に噴霧、あるいは塗布する。これにより、基板１１の表面は処理液Ｆで覆われた処理液層が形成される（処理液層形成工程）。
【００９５】
基板１１がエタノールや２−プロパノールを含む処理液Ｆに接すると、発泡性樹脂板からなる基板１１の表面は、処理液Ｆに含まれるエタノールや２−プロパノールに浸蝕される（表面処理）。そして、発泡性樹脂板の微細な空隙が浸蝕によって拡大され、基板１１の表面に粗面Ｒが形成される（図１１（ａ）参照）。粗面Ｒは、例えば算術平均粗さ（Ｒａ）が５μｍ〜１５μｍの範囲になるように形成される。処理液Ｆに基板１１を浸漬する時間を調節することによって、粗面Ｒの算術平均粗さを制御することができる。
【００９６】
次に、処理液Ｆに含まれるエタノールまたは２−プロパノールを揮発させる（揮発工程）。この揮発工程では、基板１１に向けて送風を行ったり、加熱することによってエタノールまたは２−プロパノールを揮発させることができる。あるいは、自然乾燥によってエタノールまたは２−プロパノールを揮発させてもよい。
【００９７】
このような揮発工程を経た基板１１の粗面Ｒには、ｐ−ｎ接合型粒子１２が直接定着された状態になる（図１１（ｂ）参照）。このような工程を経て、第１実施形態に示すような定植板１０を製造することができる。
【００９８】
（水耕栽培用定植板の製造方法：第２実施形態）
次に、第２実施形態に示した構成の水耕栽培用定植板を製造するための製造方法を説明する。
図１２、図１３は、第２実施形態の水耕栽培用定植板の製造方法を段階的に示した断面図である。
定植板３０を製造する際には、まず、基板１１を用意する（図１２（ａ）参照）。基板１１としては、予め所定の間隔で定植孔１３，１３…を形成した発泡性樹脂板、例えば発泡ポリスチレン系樹脂板や発泡ポリオレフィン系樹脂板が用いられる。
【００９９】
また、コーティング液Ｃを調整する。コーティング液Ｃは、基板１１に対して浸蝕性のある有機溶媒であるエタノールまたは２−プロパノールを含む硬化前の可視光透過性樹脂にｐ−ｎ接合型粒子１２を分散させたものを用いる。例えば、コーティング液Ｃとして、２−プロパノールを７０容量％含む紫外線硬化性樹脂に、ｐ−ｎ接合型粒子１２を濃度が０．００１重量％〜０．０３重量％の範囲で分散させたものを用いる。
【０１００】
次に、調整したコーティング液Ｃを基板１１の表面に塗布する（塗布工程）。これにより、基板１１の表面はコーティング液Ｃで覆われる（図１２（ｂ）参照）。基板１１がエタノールや２−プロパノールを含むコーティング液Ｃに接すると、発泡性樹脂板からなる基板１１の表面は、コーティング液Ｃに含まれるエタノールや２−プロパノールに浸蝕される（表面処理）。そして、発泡性樹脂板の微細な空隙が浸蝕によって拡大され、基板１１の表面に粗面Ｒが形成される（図１３（ａ）参照）。粗面Ｒは、例えば算術平均粗さ（Ｒａ）が５μｍ〜１５μｍの範囲になるように形成される。
【０１０１】
次に、コーティング液Ｃに含まれる硬化前の可視光透過性樹脂を硬化させて基板１１の表面にコーティング層３３を形成する（樹脂硬化工程）。本実施形態では、基板１１に向けて紫外線を溶射して、コーティング液Ｃに含まれる硬化前の紫外線硬化性樹脂（可視光透過性樹脂）を硬化させる。
【０１０２】
このような樹脂硬化工程を経た基板１１の粗面Ｒには、ｐ−ｎ接合型粒子１２が分散されたコーティング層３３が食い込むように形成された状態になる（図１３（ｂ）参照）。これによって、基板１１とコーティング層３３とが強固に固着して、コーティング層３３が容易に剥離することの無い、第２実施形態に示すような定植板３０を製造することができる。
【０１０３】
（水耕栽培用定植板の製造方法：他の実施形態）
水耕栽培用定植板の製造方法の他の実施形態として、第１実施形態の製造方法で得られた定植板１０に対して、更に、第２実施形態の製造方法で用いたコーティング液Ｃを基板１１の粗面Ｒに塗布し、可視光透過性樹脂を硬化させてコーティング層３３を形成した定植板を製造することもできる。こうした定植板は、基板１１に直接定着されたｐ−ｎ接合型粒子１２と、これを覆うように形成されたコーティング層３３に分散されたｐ−ｎ接合型粒子１２によって、より一層効率的に定植板の表面に付着する藻類や根を分解することができる。
【０１０４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【実施例】
【０１０５】
（検証例１）
本発明の効果を検証した。検証にあたって、本発明の実施例として、エタノールにｐ−ｎ接合型粒子を分散させた処理液を２５ｍｍ角の濾紙に染み込ませて９０°で１時間放置し、エタノールを揮発させた。そして、濾紙表面にｐ−ｎ接合型粒子が定着されたサンプルを得た。また、比較例として、ルネキャット（登録商標：東芝株式会社製）を２５ｍｍ角の濾紙に噴霧したサンプルを得た。なお、このルネキャット（登録商標）は、タングステンを含む無機材料系の光触媒である。
【０１０６】
次に、得られた実施例および比較例のそれぞれのサンプルにメチレンブルー水溶液（濃度１００μｍｏｌ／Ｌ）を染み込ませ、乾燥させた後、ＬＥＤから可視光をそれぞれのサンプルに向けて照射した。ＬＥＤは、植物工場向けの照度７０００〜１００００Ｌｘの可視光を照射するものを用いた。
【０１０７】
これら実施例および比較例のそれぞれのサンプルの光触媒形成後の状態、メチレンブルー浸漬ごの状態、および可視光を３日（７２ｈ）照射した後の状態を、図１４に示す。なお、図１４に示すそれぞれのサンプルの数値（ｍｇ）は、濾紙に定着させた光触媒の質量を示している。
【０１０８】
図１４に示す結果によれば、実施例のサンプルは、３日間の可視光照射でｐ−ｎ接合型粒子によってメチレンブルーがほぼ完全に光分解されて青色部分が残っていない。一方、比較例のサンプルは、３日間の可視光照射後も光分解しきれないメチレンブルーがあり、一部に青色部分が残っている。本発明の水耕栽培用定植板に用いたｐ−ｎ接合型粒子の高い光分解性能が確認された。
【０１０９】
（検証例２）
検証例２として、発泡ポリスチレン系樹脂片に第２実施形態で用いたコーティング液（紫外線硬化型樹脂およびｐ−ｎ接合型粒子を４０：８の割合で混合、ｐ−ｎ接合型粒子はｐ型有機半導体ナノ粒子とｎ型有機半導体ナノ粒子２２とを１：３の割合で混合）を塗布して樹脂を硬化させてコーティング層を形成したサンプル（実施例）と、コーティング層を形成しない発泡ポリスチレン系樹脂片のサンプル（比較例）とを、それぞれ植物工場で用いる培養液に浸漬し、検証例１で用いたＬＥＤから可視光を照射した。
これら実施例および比較例のそれぞれのサンプルの可視光照射６日後、および８日後の様子を図１５に示す。
【０１１０】
図１５に示す結果によれば、実施例のサンプル（コートあり）は、６日後では藻類の繁殖は見られず、８日後であってもごくわずかに藻類が付着しているに留まった。一方、比較例のサンプル（コートなし）は、６日後の段階で既に藻類が広く繁殖している。これにより、本発明の水耕栽培用定植板に用いたｐ−ｎ接合型粒子の高い光分解性能が確認された。
【符号の説明】
【０１１１】
１０…定植板（水耕栽培用定植板）
１１…基板
１２…ｐ−ｎ接合型粒子
１３…定植孔
２１…ｐ型有機半導体ナノ粒子
２２…ｎ型有機半導体ナノ粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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