(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維強化プラスチックと粘土とを含む混合物を焼成することにより得られる緑化用基盤材に植物を配置する緑化基盤の製造方法。
【請求項２】
植物がコケである、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
コケがスナゴケである、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法により製造された緑化基盤を備える建築物の建築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緑化用基盤材及び緑化基盤、並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部の温度が局所的に高くなるヒートアイランド現象は、一つの要因として都市部の建築物の屋上・壁面が太陽光などによって加熱・蓄熱されることによって生じると考えられている。このため近年ではこのヒートアイランド現象を緩和するために、日射熱の軽減や大気中の二酸化炭素量を削減することを目的として、建築物の屋上・壁面を植物によって緑化することが注目されている。
【０００３】
建築物の屋上・壁面を緑化するために、今日では様々な緑化基盤が開発されている。例えば、特許文献１では、基板平面上に設けた縫製部によってコケ植物配偶体が固定されている緑化用基板が開示されている。特許文献２では、廃プラ、廃ゴム、廃ＦＲＰなどのリサイクル品を利用し、コケを固定化した緑化構造物が開示されている。特許文献３では、コケを両面粘着シートの一方の面に圧着した粘着シートが開示されている。特許文献４では、化学合成繊維で構成されたネットを設置した多孔質セラミックレンガの受皿からなるコケ育成基盤が開示されている。
【０００４】
なお、緑化基盤に直接関係するものではないが、緑化用のコケを生育させるための方法も報告されている（例えば、特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２２７１４２号公報
【特許文献２】特開２００５−２７６２７号公報
【特許文献３】特開２００５−１９２４４３号公報
【特許文献４】特開２００７−３０６９０５号公報
【特許文献５】特開２００５−２５３４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下、植物で緑化する前の基盤自体を「緑化用基盤材」といい、植物で緑化した基盤を「緑化基盤」という。
【０００７】
現在、ビルや家屋などの屋上・壁面緑化に用いられる緑化用基盤材及び緑化基盤には、主に以下のことが要求されている。
１）軽量で強度が高いこと；
２）植物の生長に適した性質を持つ素材であること；
３）設置及び管理が容易であり、それらに要するコストが低いこと；並びに
４）温度低減効果が高いこと。
【０００８】
１）に関して、建築基準法施行令・第８５条により、緑化基盤の単位面積当たりの重量は６０ｋｇ／ｍ２以下と定められている。また、緑化基盤にはある程度の強度も要求される。緑化基盤に類似した製品として植生用タイプのインターロッキングブロックがあるが、この製品の曲げ強度は、日本建築学会の規格により、４ＭＰａ以上と定められている。この強度を目安にすると、緑化基盤の単位面積当たりの重量が６０ｋｇ／ｍ２以下であり、且つ曲げ強度が４ＭＰａ以上であることが望ましい。
【０００９】
２）に関して、植物は土壌を基盤として生長することから、緑化用基盤材は土の成分と類似した素材であることが好ましい。また、植物には水が必要であるため、緑化用基盤材が優れた吸水性と、適度な保水性を有していることが望ましい。
【００１０】
３）に関して、植物が脱落することなく緑化基盤を容易に設置できることが必要である。特に、壁面緑化の場合には、設置の際だけではなく、設置後においても植物が緑化基盤から脱落しないことが必要である。そのためには、緑化用基盤材に植物が十分な接着強度で活着することが望ましい。また、厳しい環境下においても枯れにくく、水を適度に与えさえすれば植物が生長できる緑化基盤が望ましい。
【００１１】
４）に関して、ヒートアイランド現象に対して温度低減効果の高い植物が望ましい。また、景観がよく、癒し効果が高いことが望まれている。
【００１２】
上記の要件を満足する緑化用基盤材及び緑化基盤の開発が望まれており、これまでに様々な研究開発が行われてきている。
【００１３】
緑化用基盤材の開発にあたり、軽量で高い強度を持ち、且つ吸水性に優れた材料として、セメント又はコンクリートが考えられる。しかしながら、これらは土の組成と異なることや、アルカリ性であることなどから、植物の生育に適しているとは言い難い。また、代表的な植物としては芝が考えられるが、芝を含む緑化基盤は、緑化用基盤材、土、及び芝から構成されるため、重量が大きくなるという欠点が存在する。具体的には、芝を緑化用基盤材上で生長させるためにはかなりの量の土が必要となり、重量がかさむことになる。更に、土及び芝が緑化用基盤材から脱落しないような特別な工夫が必要となる。
【００１４】
以上を考慮すると、屋上・壁面緑化システムでは、建築物資源を直接緑化することが可能であり、更にその管理が容易である緑化基盤の開発が課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、ガラス繊維強化プラスチック及び粘土を含む混合物を焼成することにより、優れた緑化用基盤材が得られること、並びに前記緑化用基盤材を使用することにより優れた緑化基盤を製造できることを見出した。
【００１６】
すなわち、本発明は以下を包含する。
（１）ガラス繊維強化プラスチックと粘土とを含む混合物を焼成することにより得られる緑化用基盤材。
（２）（１）に記載の緑化用基盤材と、前記緑化用基盤材に配置した植物とを有する緑化基盤。
（３）植物がコケである、（２）に記載の緑化基盤。
（４）コケがスナゴケである、（３）に記載の緑化基盤。
（５）（２）〜（４）のいずれかに記載の緑化基盤を備える建築物。
（６）ガラス繊維強化プラスチックと粘土とを含む混合物を焼成することを含む、緑化用基盤材の製造方法。
（７）（１）に記載の緑化用基盤材に植物を配置することを含む、緑化基盤の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、軽量、高強度、且つ高吸水性の緑化用基盤材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】緑化用基盤材の密度（ｋｇ／ｍ３）を示す。
【図２】緑化用基盤材の曲げ強度（ＭＰａ）を示す。
【図３】緑化用基盤材の吸水率（％）を示す。
【図４】上方から見た緑化基盤を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明について詳細に説明する。
１．緑化用基盤材
本発明は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）と粘土とを含む混合物を焼成した焼成混合物からなる緑化用基盤材、及びその製造方法に関する。本発明の緑化用基盤材は軽く、高い強度を有する。また、多孔質であるため、高い吸水性も備える。
【００２０】
本発明において使用するガラス繊維強化プラスチックとしては、特に限定されず、一般的なガラス繊維強化プラスチックを使用することができる。ガラス繊維強化プラスチックのプラスチック成分としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などの汎用プラスチック、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂などのエンジニアリングプラスチック、及びフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂を挙げることができる。ガラス繊維強化プラスチックは１種を単独で使用してもよいし、複数種を組み合わせて使用してもよい。
【００２１】
本発明において使用する粘土としては、特に限定されず、一般的な粘土を使用することができる。特に、軽量で高い強度が得られる粘土を使用することが好ましい。粘土は１種を単独で使用してもよいし、複数種を組み合わせて使用してもよい。
【００２２】
緑化用基盤材はガラス繊維強化プラスチック及び粘土のみから製造することが可能である。しかしながら、本発明の効果を損ねない範囲で他の成分を含有していてもよい。
【００２３】
例えば、ガラス繊維強化プラスチックと粘土との混合物に、焼結の促進、組織の安定化、あるいは高密度化を図るための、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの焼結助剤を添加して緑化用基盤材を作製してもよい。また、粘土とガラス繊維との混合率を調整するためにガラス繊維を添加してもよい。更に、緑化用基盤材が植物の生育に適した化学的性質を持つように、化学成分調整用無機物を添加してもよい。
【００２４】
緑化用基盤材は可能な限り軽量であることが好ましい。重量は緑化用基盤材の厚さに依存して変化するが、例えば、単位面積当たり３０ｋｇ／ｍ２以下であることが好ましく、具体的には、１〜２０ｋｇ／ｍ２、３〜１５ｋｇ／ｍ２、５〜１０ｋｇ／ｍ２などの重量範囲を挙げることができる。
【００２５】
緑化用基盤材は高い強度を有することが好ましい。例えば、曲げ強度が４ＭＰａ以上であることが好ましく、具体的には、４〜５０ＭＰａなどの範囲を挙げることができる。
【００２６】
緑化用基盤材は高い吸水性を有することが好ましい。具体的には、５〜６０％などの範囲を挙げることができる。
【００２７】
緑化用基盤材は、ガラス繊維強化プラスチックと粘土とを混合し、焼成することによって製造することができる。
【００２８】
ガラス繊維強化プラスチックと粘土との混合比はプラスチック中に含まれるガラス繊維の含有率と焼成温度に依存し、特に限定されない。しかし、本発明による製造方法では、ガラス繊維強化プラスチックの比率が増加すると共に、緑化用基盤材の強度は低下する。これは、緑化用基盤材の密度が低下する（より軽量になる）ことによる。一方、ガラス繊維強化プラスチックの比率が増加すると共に、緑化用基盤材はより多孔質になるため、吸水率が増加する。すなわち、緑化用基盤材の強度と吸水率は相反する性質を持つ。
【００２９】
したがって、緑化用基盤材の強度が４ＭＰａ以上であり、且つ１０％以上の高い吸水率を有するように、ガラス繊維強化プラスチックと粘土との混合比を決定することが好ましい。この条件を満足する混合比は、プラスチック中に含まれるガラス繊維の含有率と焼成温度によって異なる。
【００３０】
例えば、ガラス繊維を４０％（重量％）含むガラス繊維強化プラスチックと粘土を混合し、１０００℃で焼成する場合は、ガラス繊維強化プラスチックと粘土との混合比は重量比でおよそ１：９〜１：３の範囲、１１００℃で焼成する場合は、１：９〜３：２の範囲となる。
【００３１】
ガラス繊維強化プラスチックは、粘土と混合する際に適度な粒度に粉砕されていることが好ましい。ガラス繊維強化プラスチックが適度な粒度に粉砕されていることにより、粘土と均一に混合され、均質な緑化用基盤材を製造することができる。また、ガラス繊維強化プラスチックが適度な粒度に粉砕されていることにより、粘土とガラス繊維が焼結され、母材（粘土）がガラス繊維により強化された高強度の緑化用基盤材が作製可能である。更に、粘土と混合するガラス繊維強化プラスチックの粒度を変えることにより、緑化用基盤材の密度を変え、その重量と吸水率を調節することができる。
【００３２】
ガラス繊維強化プラスチックの粒度は、平均粒径が０．０１ｍｍ〜３ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００３３】
ガラス繊維強化プラスチックを粘土に混合する際には、ガラス繊維強化プラスチックの粒度は、１種類としてもよいし、２種類以上としてもよい。
【００３４】
ガラス繊維強化プラスチックの粒度を１種類とし、ガラス繊維強化プラスチックの粒子を粘土と均一に混合して焼成する場合は、均質な緑化用基盤材が作製できる。また、意図的に、粘土中のガラス繊維強化プラスチック粒子の分布状態を部分的に変えた場合には、組織及び性質が部分的に異なる機能性を有する緑化用基盤材が作製できる。
【００３５】
ガラス繊維強化プラスチックの粒度を２種類以上とし、粘土中のそれぞれのガラス繊維強化プラスチック粒子の分布（配置）を変えた場合も、組織及び性質が部分的に異なる機能性を有する緑化用基盤材が作製できる。
【００３６】
例えば、ガラス繊維強化プラスチックの粒度を１種類のみとし、粘土の内部ほどガラス繊維強化プラスチックの粒子の濃度が大きくなるように粘土とガラス繊維強化プラスチックの粒子を混合した場合（粘土の内部にガラス繊維強化プラスチックの粒子を集中的に配置した場合）には、内部ほど多孔質な組織となり、保水性に優れた緑化用基盤材が作製できる。また、ガラス繊維強化プラスチックの粒子を表面層に集中的に配置した場合には、表面と裏面の性状が異なる緑化用基盤材が作製できる。更に、ガラス繊維強化プラスチックの粒子を傾斜分布させた場合には傾斜機能材料が作製できる。
【００３７】
ガラス繊維強化プラスチックの粒度を２種類以上とする場合も、粘土中の各粒子の分布状態を変える（各粒子の配置を部分的に変える）ことにより、上記と同じように吸水性、保水性、表面性状などが均質材とは部分的に異なる緑化用基盤材が作製できる。
【００３８】
すなわち、粘土内のガラス繊維強化プラスチック粒子の大きさとその分布（配置）を変えることにより、コケの活着と生長に適した緑化用基盤材が作製可能となる。
【００３９】
ガラス繊維強化プラスチックと粘土との混合物は、焼成の前に適当な形状に成形することができる。形状は、緑化する建築物の箇所によって適宜決定することができる。
【００４０】
焼成温度は、特に限定されないが、７００〜１２００℃で焼成することができる。高温で焼成することによって、高強度の緑化用基盤材を製造することができる。例えば、７００〜１０００℃で焼成してガラス繊維強化プラスチックのプラスチック成分を分解し、続いて１０００〜１２００℃で焼成することによって、ガラス繊維成分が緑化用基盤材の強度を向上させることができる。また、ガラス繊維成分が部分的に溶融する１２００℃を超える温度で焼成することによって、部分的に溶融したガラス繊維成分が緑化用基盤材の強度を更に向上させることもできる。
【００４１】
焼成時間は、特に限定されず、焼成する混合物の量や形状などによって適宜変更される。特に限定するものではないが、例えば、５０〜２００℃／ｈ（好ましくは、８０〜１２０℃／ｈ）で加熱していき、最高温度（焼成温度）で０．５〜３時間（好ましくは１〜２時間）保持することなどが挙げられる。
【００４２】
２．緑化基盤
本発明は、緑化用基盤材と前記緑化用基盤材に配置された緑化用植物とを有する緑化基盤、及びその製造方法にも関する。
【００４３】
緑化用基盤材上に配置される緑化用植物としては、温度低減効果の高い植物であれば、特に限定されず、例えば、コケなどを挙げることができる。コケは、水、又は肥料を混入した水（液肥）を与えて日光を当てるだけで生育可能であること、過剰に伸びたりしないために必要最小限のメンテナンスで済むこと、及び乾燥条件に強いことなどの利点を有する。
【００４４】
コケとしては、蘚類、苔類、ツノゴケ類などを挙げることができる。蘚類としては、例えば、ミズゴケ類（ミズゴケ亜綱）、クロゴケ類（クロゴケ亜綱）、ナンジャモンジャゴケ類（ナンジャモンジャゴケ亜綱）、マゴケ類（マゴケ亜綱）などを挙げることができる。苔類としては、例えば、ゼニゴケ類（ゼニゴケ亜綱）、ウロコゴケ類（ウロコゴケ亜綱）などを挙げることができる。ツノゴケ類としては、例えば、ツノゴケ亜綱などを挙げることができる。より具体的には、スナゴケ、ハイゴケ、ヤノウエノアカゴケ、ホンモンジゴケ、ハマキゴケ、クロゴケ、ギンゴケ、ウマスギゴケ、スギゴケ、ヤマトフデゴケ、ゼニゴケ、ヒノキゴケ、ホソバオキナゴケ、カモジゴケ、ミノゴケ、ナガバチヂレゴケ、シナチヂレゴケなどを挙げることができる。特に限定するものではないが、乾燥などの環境変化に強いスナゴケを使用することが特に好ましい。
【００４５】
緑化用植物としてコケを使用すると、緑化用基盤材上に土を配置する必要がなくなり、緑化用基盤材自体を直接緑化することが可能になる。つまり、建築物資源を直接緑化することが可能となる。これにより、緑化基盤の重量から緑化用基盤材の重量が差し引かれた（水を含んだ状態の）コケのみの重量が建築基準法施行令・第８５条に適用される。水を含んだ状態のコケは最大でも約１３ｋｇ／ｍ２に過ぎない。一方、現在多く流通している緑化基盤の重量は約３０ｋｇ／ｍ２であるため、本発明の緑化用基盤材を使用することにより、５０％以上もの軽量化が可能となる。また、土を配置せずに緑化用基盤材の直接緑化が可能であるため、緑化基盤の設置及び管理も容易になる。
【００４６】
緑化基盤は、緑化用基盤材に緑化用植物を配置することにより製造することができる。緑化用植物を配置する際に、土などを介してもよいが、緑化用基盤材上に直接配置することが軽量化などの観点から好ましい。緑化用植物の配置方法は特に限定されず、どのような方法を使用してもよい。例えば、コケを配置する場合には、コケを緑化用基盤材に散布、塗布、又は噴霧する方法などを挙げることができる。より具体的には、コケの緑色部を粉砕し、植物用接着剤と混合し、これを緑化用基盤材に直接散布した後、適宜水分を供給したハウス内で養生させる方法を挙げることができる。このような方法を使用すると、緑化用基盤材に緑化用植物が十分な接着強度で活着し、生長することができる。
【００４７】
植物接着剤としては、例えば、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アクリル酸系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂などを挙げることができる。より具体的には、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エステル、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリウレタンなどを挙げることができる。
【００４８】
本発明は、緑化基盤を備える建築物にも関する。建築物としては、例えば、家屋、アパート、マンション、ビル、駅、空港、橋、競技場、工場、学校、美術館、博物館、図書館などを挙げることができる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
【００５０】
１．緑化用基盤材の製造
ガラス繊維強化プラスチック（ガラス繊維４０％含有ポリアミド樹脂、商品名：Ｒｅｎｙ、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製）、及び宮崎県都城地区産の粘土（高砂工業株式会社製）を混合し、異なる質量の試験片を作成した：
試験片１：質量１５ｇ（寸法２０ｍｍ×７０ｍｍ、厚さ５ｍｍ〜７ｍｍ）
試験片２：質量６０ｇ（寸法６０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ８ｍｍ〜１５ｍｍ）
試験片３：質量６７２ｇ（寸法２４５ｍｍ×２４５ｍｍ、厚さ７ｍｍ）。
【００５１】
試験片１を約１００℃／ｈで加熱し、各焼成温度（９００℃、１０００℃、１１００℃、１１５０℃、又は１２００℃）で１時間保持した。試験片２は９００℃、１０００℃、又は１１００℃の各焼成温度で試験片１と同様に焼成した。試験片３は１０００℃の焼成温度で試験片１と同様に焼成した。焼成後の試験片１（緑化用基盤材）の密度、曲げ強度、及び吸水率を以下の方法で測定した。
【００５２】
２．密度測定
緑化用基盤材の質量と寸法（幅、長さ、及び厚さ）を測定した。次に、緑化用基盤材の寸法から体積を求めた。そして、緑化用基盤材の質量を体積で割ることにより密度を求めた。
【００５３】
試験片１から得た緑化用基盤材についての結果を図１に示す。なお、緑化用基盤材（厚さ１０ｍｍ）の単位面積当たりの重量は１２〜２２ｋｇ／ｍ２であり、緑化用基盤材（厚さ５ｍｍ）の単位面積当たりの重量は６〜１１ｋｇ／ｍ２であった。
【００５４】
３．曲げ強度測定
緑化用基盤材の曲げ強度を求めるために四点曲げ試験を行った。四点曲げ試験は、万能試験機（島津製作所製ＡＧＸ−５０ｋＮ）を用いて、緑化用基盤材に０．５ｍｍ／ｍｉｎの速度で荷重を加えることにより行い、各緑化用基盤材の最大荷重から式（１）を用いて最大曲げ応力を算出し、緑化用基盤材の曲げ強度とした。
【００５５】
【数１】
0005984103.tif 000002
[式中、Ｐ：最大荷重、Ｌ：下部支点間距離（２６ｍｍ）、ａ：上部荷重点間距離（１０ｍｍ）、ｂ：緑化用基盤材の幅、ｈ：緑化用基盤材の厚さ]
なお、緑化用基盤材の幅と厚さは曲げ試験前に測定した。
試験片１から得た緑化用基盤材についての結果を図２に示す。
【００５６】
４．吸水率測定
緑化用基盤材を２４時間以上乾燥器に入れた後、質量を測定した。次に、緑化用基盤材を約２０℃の静水中の水面下約１０ｃｍの位置に２４時間以上置き、その後、湿った布で表面の水滴を拭き取って質量を測定した。そして、式（２）から吸水率を算出した。
【００５７】
【数２】
0005984103.tif 000003
[式中、ｍ０：乾燥時の緑化用基盤材の質量、ｍ：吸水後の緑化用基盤材の質量]
試験片１から得た緑化用基盤材についての結果を図３に示す。
【００５８】
５．緑化基盤の製造
スナゴケの緑色部のみを１０ｍｍ程度以下に粉砕し、植物用接着剤（ルナゾールパウダーＢ１、日本合成化学工業株式会社製）と混合した。混合物を緑化用基盤材に直接散布した後、適宜水分を供給したハウス内で１〜４ヶ月間養生させた。得られた緑化基盤を図４に示す。
【図１】
0005984103.tif 000004
【図２】
0005984103.tif 000005
【図３】
0005984103.tif 000006
【図４】
0005984103.tif 000007