(57)【要約】      （修正有）【課題】保水性と抗菌性に優れた植栽基盤材、及び、それを用いた軽量で取り扱いの容易な植栽基盤マットを提供する。【解決手段】吸水性高分子ポリマーに竹炭粉末を混合する。吸水性高分子ポリマーは架橋構造を有する親水性ポリマーで、自重の１０倍以上の吸水力があり、圧力をかけても離水しにくく、竹炭は竹を人工的に炭化させた炭であり木を原料とする木炭よりも微細な孔径の多孔質で抗菌性に優れている。これら素材をヤシ繊維マットに内包させて植栽基盤マットとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸水性高分子ポリマーに竹炭粉末を混合したことを特徴とする抗菌性植栽基盤材。
【請求項２】
請求項１記載の抗菌性植栽基盤材をヤシ繊維マットに内包させたことを特徴とする植栽基盤マット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の壁面や屋上の緑化に用いるのに適した抗菌性及び保水性に優れる基盤材及びそれを用いた植栽基盤マットに関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部におけるヒートアイランド現象の対策や建築物内の空調に必要なエネルギー消費量の低減を目的に、さらには環境美化、温暖化ガス対策、汚染物質の吸収等を目的に建築物の壁面や屋上の緑化が推進されている。
このような緑化方法に植物を生育させる植栽マットが用いられている。
植栽マットの基盤材には、土に代わる軽量で潅水管理が容易なものが要求されている。
また、植栽される植物も刈り込みが不要で水分補給が少なくて済み、冬季にも枯れ難いとされているコケ植物が検討されている。
しかし、コケ植物であっても夏季の乾燥時には水不足になる場合があり、雨季にはカビ等が生え、根腐れする恐れがある。
例えば、特許文献１に表裏一対の透水シート体の間に吸水膨脹体と、この吸水膨脹体の膨脹部分が入り込む膨脹吸収空間を有する保形体を積層させた植栽基盤を開示する。
しかし、同公報に開示する植栽基盤は吸水性高分子ポリマーを用いた点では保水性に優れるものの、抗カビ性（抗菌性）に劣る問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９９９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、保水性と抗菌性に優れた植栽基盤材及びそれを用いた軽量で取り扱いの容易な植栽基盤マットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る抗菌性植栽基盤材は、吸水性高分子ポリマーに竹炭粉末を混合したことを特徴とする。
【０００６】
ここで吸水性高分子ポリマーは、架橋構造を有する親水性ポリマーで、自重の１０倍以上の吸水力があり、圧力をかけても離水しにくいものをいう。
具体的にはアクリル酸を部分中和させ、架橋性モノマーと共重合させたポリアクリル酸ナトリウム系吸水性ポリマーが現在主流となっている。
この吸水性ポリマーは、自重の１００倍以上の吸水性を示す。
その他には合成ポリマー系として、ポリスルホン酸塩系、無水マレイン酸塩系、ポリアクリルアミド系、ポリビニルアルコール系、ポリエチレンオキシド系のものがあり、天然物由来系ポリマーとして、デンプン系、セルロース系、ポリアスパラギン酸塩系、ポリグルタミン酸塩系、ポリアルギン酸塩系のものがある。
【０００７】
竹炭は竹を人工的に炭化させた炭をいい、いわゆる木を原料とする木炭よりも微細な孔径の多孔質であり、抗菌性に優れる。
本発明に用いる竹炭粉末は、この竹炭を粉砕し粉末状にしたものである。
【０００８】
本発明に係る植栽基盤材は、粉末状の吸水性高分子ポリマーと粉末状である竹炭粉末を混合したものに水を吸収させゲル状に膨潤させた状態で使用できることから、従来から使用されている多くの植栽マット素材と組み合せて使用が可能である。
現在、市販され比較的に入手しやすいものとして、いわゆるヤシ殻マットとも称されているヤシの繊維をマット状にプレス成形したものがある。
このようなヤシ繊維のマットは、繊維の間の空間部を利用して本発明に係る抗菌性植栽基盤材を内包保持させることができる。
従って本発明に係る植栽基盤マットは、請求項１記載の抗菌性植栽基盤材をヤシ繊維マットに内包させることができる。
なお、繊維状のマットであれば基盤材の保持マットとしてヤシ繊維マットに限定されない。
【０００９】
本発明に係る植栽基盤マットに植栽する植物には、コケ植物が適している。
コケ植物には、スナゴケ（キボウシゴケ科）、フジノマンネンゴケ（マンネンゴケ科）、ハイゴケ（ハイゴケ科）、ホソバオキナゴケ（シラガゴケ科）、タマゴケ（タマゴケ科）、コミゴケ（シッポゴケ科）、マンネンゴケ（マンネンゴケ科）、シッポゴケ（シッポゴケ科）、ウマスギゴケ（スギゴケ科）、オオスギゴケ（スギゴケ科）等が例として挙げられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る植栽用の基盤材は、保水性の高い、高吸水性高分子ポリマーに抗菌性の高い竹炭の粉末を混合したので、カビの発生を抑え植物の根腐れを防止する。
また、このような基盤材を繊維マットの内部空間に内包保持させた基盤マットは、軽量で取り扱い易く、建築物等の壁面や屋上の緑化に適用しやすい。
本発明に係る植栽基盤マットにスナゴケ等のコケ植物を植栽すると、保水性に優れることから夏季等の乾燥時にも殆ど水をやる必要がなくなり、雨季のカビ発生による根腐れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】竹炭粉末の混合割合に対するイースト菌コロニー数（ＣＦＵ）を示す。
【図２】竹炭粉末を含まないもの及び竹炭粉末の各混合培地の２日経過後のコロニー写真を示す。
【図３】竹炭粉末を含まないもの及び竹炭粉末の各混合培地の２日経過後のコロニー拡大写真を示す。
【図４】ボルト降下による保水性評価結果を示す。
【図５】蒸発量の経時変化を示す。
【図６】緑化部表面（ｓｕｒｆａｃｅ）及び模擬建築物内（ｉｎｓｉｄｅ）の温度の経時変化を示す。
【図７】緑化部水分割合の経時変化を示す。
【図８】スナゴケのみ（ａ）の蒸発量の経時変化を示す。
【図９】スナゴケのみ（ａ）の表面と模擬建築物の温度の経時変化を示す。
【図１０】スナゴケのみ（ａ）の緑化部水分割合の変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、本発明に係る基盤材の抗菌性と保水性について評価した。
＜竹炭の抗菌効果の評価＞
竹炭には、強い抗菌力のある活性珪酸成分が含まれ、かつ、菌類の繁殖に適さないアルカリ性をもつことから、その竹炭の抗菌効果についてイースト菌を対象に評価する。
［実験方法］
ＣＰ加ポテトデキストロース寒天液化培地に、粒径１ｍｍ以下の竹炭粉末を１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％まで５ｗｔ％刻みで混合した５種類の試料と、竹炭を混合しない培地の６試料を作製し、それらが固体化した後、寒天培地の表面上に０．０００１ｗｔ％濃度のイースト菌溶液を０．１ｍｌ塗布し、雰囲気温度２５℃の一定条件下で培養し、コロニーカウント法により菌の繁殖状態を二日間にかけて観察した。
［実験結果］
培地への竹炭混合重量割合に対する２日間経過後のイースト菌のコロニー数との関係を図１に、また、その観察写真を図２、図３に示す。
竹炭の混合割合の増加によりコロニー数は急激に減少し、混合２５ｗｔ％以上で零を示しており、これよりイースト菌を対象とした竹炭の抗菌効果が明らかと言える。
なお、ＣＰ加ポテトデキストロース寒天培地はその組成の約８６％が水で密度が約０．９７ｋｇ／ｍ３であり、ほぼ水に近い性状であることから、水に竹炭粉末を添加した実験においても同様な効果がえられるものと考えられる。
なお、図１のグラフに示すようにイースト菌に対して、寒天培地における竹炭粉末の混合割合が１５ｗｔ％から、抗菌効果が現れていることから竹炭粉末は吸水性高分子ポリマーに対しても同様の割合にて効果があると推定される。
【００１３】
＜吸水性高分子ポリマーの保水性能への竹炭粉末混合の影響の評価＞
次に竹炭粉末を吸水性高分子ポリマーに混合した場合の保水性を調査した。
［実験方法］
試験管内にポリマーと竹炭（粒径１ｍｍ）をポリマー１００ｗｔ％から５０ｗｔ％までの６ケースに対して竹炭をトータル１００ｗｔ％になるように１０〜５０ｗｔ％を混入し、その後、水を１０ｍｌ入れて試料を十分に膨潤させた。
所定の時間経過後、ポリマーが膨潤したことを確認し、ステンレス製のボルト（φ８×５０ｍｍ）をゆっくり降下させた。
１０秒後の時点でのボルトの沈み長を測定した。
Ａ）  膨潤ポリマー１００ｗｔ％
Ｂ）  膨潤ポリマー９０ｗｔ％＋竹炭１０ｗｔ％
Ｃ）  膨潤ポリマー８０ｗｔ％＋竹炭２０ｗｔ％
Ｄ）  膨潤ポリマー７０ｗｔ％＋竹炭３０ｗｔ％
Ｅ）  膨潤ポリマー６０ｗｔ％＋竹炭４０ｗｔ％
Ｆ）  膨潤ポリマー５０ｗｔ％＋竹炭５０ｗｔ％
［実験結果］
実験結果を図４の写真に示す。
沈み長としてＢ）が最も大きく、次いでＣ）、Ａ）、Ｄ）、Ｅ）、Ｆ）の順となった。
Ｂ）が最も沈んだことについては、竹炭とポリマーの混合が不十分で図６に示すように試験管の下部層にポリマーが溜まったためと考えられる。
Ｄ）、Ｅ）、Ｆ）がポリマーのみのＡ）より沈んでいないことから、竹炭粉末はポリマー剤に対して離水作用がないと言える。
これより、ポリマーに竹炭を所定の割合で混合しても保水性は失われないことが判明した。
【００１４】
＜抗菌性と保水性に優れた「竹炭粉末混合高分子ポリマー」の緑化コケ（スナゴケ）への性能評価＞
竹炭の抗菌効果と保水性に優れたポリマーを混合した緑化基盤材の性能について、スナゴケを対象にその有効性を明らかにするとともに、保水性能（蒸散時間）と基盤材の量との関係について追求した。
なお、竹炭粉末量を水に対して２５ｗｔ％以上の割合で混合すると、抗菌性が得られることから膨潤ポリマーに対して竹炭粉末を２５ｗｔ％で実験した。
［実験方法］
夏季の環境に設定した人工気象器内（日射量７００Ｗ／ｍ２、気温２８±２℃、湿度７０±１０％）で、飽和吸水状態のスナゴケ（Ｒａｃｏｍｉｔｒｉｕｍ）を模擬建物上に設置し、スナゴケ底部に敷設するポリマー量を変えて質量の経時変化を測定した。
スナゴケ＋ヤシ殻マット＋竹炭粉末混合ポリマーを緑化試料とする。
ポリマーは水平面に隙間なく広げられる最低限度量を１００％（膨潤ポリマーで２７６０ｇ／ｍ２）とし、以下の４ケースを対象とした。
なお、それぞれのケースにおける湿潤状態と乾燥状態の質量を示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
［実験結果］
図５、６、７に、表１に示した４つのケース（ａ）〜（ｄ）における蒸発量、スナゴケ表面と模擬建物内温度、及び緑化部水分割合のそれぞれ経時変化を示す。
いずれのケースにおいても加熱初期には、蒸発速度及びスナゴケ表面温度が徐々に上昇し、緑化体の水分割合が緩やかに減少した。
それも時間の経過とともに、蒸発速度及びスナゴケ表面温度がほぼ一定値をとり、緑化体の水分割合が直線的に急速に低下した。
ついには、蒸発速度が小さく、表面温度が上昇し、水分割合が緩やかに低下する傾向を示している。
以上の過程は初期の材料予熱期間から中期の定率乾燥期間、そして最終的に減率乾燥期間の３期間からなる乾燥プロセスに類似する（表２参照）。
高分子ポリマーの保水性の効果については、これを敷設していない（ａ）ではスナゴケ表面温度が上昇、すなわち表面が乾燥し始めるまでの時間は、ポリマー２００％を敷設した（ｄ）よりも２１０分も短くなっており、ヤシ殻マット１３ｍｍ厚に封入できるポリマー量限度が２００％であることから（膨潤ポリマー２．８５９×１０４ｋｇ／ｍ３−ヤシ殻マット）、保水性を最大限に発揮できるポリマー量が２００％となる５．５２ｋｇ／ｍ２であることが判明した。
なお、参考のため（ａ）スナゴケのみの乾燥過程について、図８に蒸発量の経時変化、図９にスナゴケ表面と模擬建物内温度の経時変化、図１０に緑化部水分割合の経時変化を示す。
【００１７】
【表２】
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【００１８】
これらの評価結果から、竹炭の抗菌効果について、イースト菌を対象にその有効性が明らかにされた。
また、最も効果的となる培地への混合割合は２５ｗｔ％以上であった（竹炭粉末φ１ｍｍサイズ）。
吸水性高分子ポリマーの保水性能に及ぼす竹炭粉末混合の影響について、対ポリマー２０ｗｔ％程度以上ではポリマーの高い吸水性能が維持され、影響が無いことが明らかにされた。
以上の抗菌性と保水性に優れた「竹炭粉末混合高分子ポリマー」を基盤材としてヤシ殻マットに生育した緑化苔（スナゴケ）を設置した緑化体の性能について、１３ｍｍ厚のヤシ殻マットに封入できる限界ポリマー量５．５２ｋｇ／ｍ２（＋竹炭２５ｗｔ％＝１．３８ｋｇ／ｍ２）の条件下において蒸発時間が最長に維持できることが明らかにされた。
なお、ヤシ殻マットに封入できる膨潤ポリマー量の限度は、２．８５９×１０４ｋｇ／（ｍ３−ヤシ殻マット）であった。
【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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