(57)【要約】【課題】肥料や各種の薬剤を半自動にて適切な時期に供給することができる薬剤供給装置が望まれていた。【解決手段】本発明に係る薬剤供給装置は、微生物の栄養素、肥料、薬剤、水質調整剤から選択される少なくとも一種以上の物質を、水溶性または／および生分解性を有する被覆材によって被覆したカプセル部材と、上端部分および下端部分を開口とした筒状部材を備え、起立した筒状部材の中空部分にカプセル部材を充填した薬剤供給装置であって、筒状部材の最下部に位置するカプセル部材の被覆材が破壊した際に、該カプセル部材の上部に位置するカプセル部材が自重によって筒状部材の最下部に装填されることを特徴とする。【選択図】図１
2015092851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物の栄養素、肥料、薬剤、水質調整剤から選択される少なくとも一種以上の物質を、
水溶性または／および生分解性を有する被覆材によって被覆したカプセル部材と、
上端部分および下端部分を開口とした筒状部材を備え、
起立した前記筒状部材の中空部分に前記カプセル部材を充填した薬剤供給装置であって、
前記筒状部材の最下部に位置するカプセル部材の被覆材が破壊した際に、該カプセル部材の上部に位置するカプセル部材が自重によって前記筒状部材の最下部に装填されることを特徴とする薬剤供給装置。
【請求項２】
前記筒状部材の下端部分の開口に、
柵が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の薬剤供給装置。
【請求項３】
前記被覆材の一の部分が、
生分解性または／および水溶性を有する材料で形成されており、
他の部分が、
非生分解性材料または／および非水溶性材料で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薬剤供給装置。
【請求項４】
前記被覆材が、
生分解性材料または／および水溶性材料と非生分解性材料または／および非水溶性材料の混合比率を変化させた混合材料を、
層状に配置したものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薬剤供給装置。
【請求項５】
前記筒状部材を、
柱材として用いることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の植物栽培装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の薬剤供給装置を、
植物栽培装置における微生物の栄養素、肥料、薬剤、水質調整剤から選択される少なくとも一種以上の物質の供給手段として用いることを特徴とする薬剤供給装置の使用方法。
【請求項７】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の薬剤供給装置を、
汚染土壌の浄化に用いることを特徴とする薬剤供給装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肥料や各種の薬剤を半自動にて適切な時期に供給することができる薬剤供給装置に係る。
さらに詳しくは、草花や青果物などの植物に肥料や薬剤などを供給する際に、肥料や薬剤などを半自動にて適切な時期に供給することができる薬剤供給装置およびこの薬剤供給装置の使用方法、さらにこの薬剤供給装置を用いた植物栽培装置に係る。
【０００２】
また、汚染土壌の浄化において微生物の栄養剤や各種の薬剤を供給する際に、これらの薬剤などを半自動にて適切な時期に供給することができる薬剤供給装置およびこの薬剤供給装置の使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
草花や青果物などの植物を栽培する際に必要となる肥料や各種の薬剤を供給するための手段が各種開発されている。
例えば、特許文献１においては、水を供給する主管に薬液を混合する薬液供給ラインを複数接続するとともに、薬液供給ラインの上流側にはかかる薬液選択弁を、下流側には流量計と流量調整弁をそれぞれ設け、制御装置にて薬液選択弁と流量調整弁を調整することで必要な養水分や液肥を適切な希釈率で草花や青果物などの植物に供給することができる装置が開示されている。
また、特許文献２においては、多孔質焼成体に給水タンクなどの給水手段を組み合わせ、多孔質焼成体による毛細管現象を利用することによって、適切な時期に必要な養水分や液肥を植物に供給する装置が開示されている。
しかしながら、このように必要な薬剤を機械的に供給する手段においては、自動化が可能である反面、複雑な配管や制御機構などが必要となることから設備が大掛かりになるという問題がある。また、電気等の動力や定期的なメンテナンスも必要になることから、結果的に栽培する草花や青果物の価格が高くなってしまう問題がある。
【０００４】
一方、このような機械的な手段を用いずに肥料や各種の薬剤を供給する手段としては、原始的に手作業で肥料や各種の薬剤を適切な濃度などに調整し、土壌などに散布する手段があるが、手間と時間がかかってしまうという問題がある。なお、特許文献３においては、ｐＨ調整剤を使用しなくてもｐＨの変動が少ない液体肥料が開示されているが、かかる液体肥料においても使用する際には配合作業などの手間や時間がかかってしまうという問題がある。
【０００５】
ここで、特許文献３〜５などにおいて、分解性プラスチックなどで作製した被覆材に薬剤などを封入した組成物を土壌中に混合する手段が開示されている。本願出願人においても、特許文献６において被覆材の形態に特徴を有する土壌改質組成物を開示している。
このような手段においては、分解性プラスチックなどの被覆材の種類、形態などを適宜変更することによって土壌中にて分解性プラスチックが分解する時期を調整することができることから、大掛かりな設備を用いずに適切な時期に必要な肥料や各種の薬剤を土壌に供給することができるという長所がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−４７１２１号公報
【特許文献２】特開平１０−１５０８７１号公報
【特許文献３】特開２００１−２４７３９３号公報
【特許文献４】特開平９−２３８５８０号公報
【特許文献５】特開２０００−２６１８４号公報
【特許文献６】特開２０１２−２０１７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３〜６に記載されているような組成物は、予め土壌中に混合しておくことによって使用するものであることから、混合した全ての組成物について被覆材が分解した後は、新たな組成物を土壌に追加混合しなければならないという問題がある。
なお、被覆材の種類や形態などを変えた複数の種類の組成物を土壌に混合しておくことによって新たな組成物の土壌への追加混合時期を遅らせることはできるが、新たな組成物を土壌に追加混合しなければならない時期は必ず訪れることから、やはり追加混合時においては手間や時間がかかってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、肥料や各種の薬剤を半自動にて適切な時期に供給することができる薬剤供給装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る薬剤供給装置は、微生物の栄養素、肥料、薬剤、水質調整剤から選択される少なくとも一種以上の物質を、水溶性または／および生分解性を有する被覆材によって被覆したカプセル部材と、上端部分および下端部分を開口とした筒状部材を備え、起立した筒状部材の中空部分にカプセル部材を充填した薬剤供給装置であって、筒状部材の最下部に位置するカプセル部材の被覆材が破壊した際に、該カプセル部材の上部に位置するカプセル部材が自重によって筒状部材の最下部に装填されることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項２に係る薬剤供給装置は、筒状部材の下端部分の開口に、柵が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３に係る薬剤供給装置は、被覆材の一の部分が、生分解性または／および水溶性を有する材料で形成されており、他の部分が、非生分解性材料または／および非水溶性材料で形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項４に係る薬剤供給装置は、被覆材が、生分解性材料または／および水溶性材料と非生分解性材料または／および非水溶性材料の混合比率を変化させた混合材料を、層状に配置したものであることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項５に係る植物栽培装置は、筒状部材を、柱材として用いることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項６に係る薬剤供給装置の使用方法は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の薬剤供給装置を、植物栽培装置における微生物の栄養素、肥料、薬剤、水質調整剤から選択される少なくとも一種以上の物質の供給手段として用いることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項７に係る薬剤供給装置の使用方法は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の薬剤供給装置を、汚染土壌の浄化に用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る薬剤供給装置によれば、起立した筒状部材の中空部分に、溶解性や分解性などを有する被覆材で肥料などを被覆したカプセル部材を充填することによって、適正な量の肥料などを適正なタイミングで半自動的にて土壌や水中に供給することができる。
また、かかる効果を、電気等の動力や定期的なメンテナンスを必要としない簡便な機構によって実現することができる。その結果、栽培する草花や青果物の価格を下げることができる。
【００１７】
また、本発明の請求項３、４に係る薬剤供給装置によれば、被覆形態や被覆材の物性を変化させることによって、栄養素などをより効果的に供給することができる。
【００１８】
また、本発明の請求項５に係る植物栽培装置によれば、筒状部材を柱材として用いることによって、複雑な栄養素や肥料の供給設備や制御設備を設けることなく、省力化した植物栽培装置を得ることができる。
【００１９】
また、本発明の請求項６、７に係る薬剤供給装置の使用方法によれば、複雑な栄養素や肥料などの供給設備や制御設備を設けることなく、植物の栽培や汚染土壌の浄化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る薬剤供給装置を示す模式図である。
【図２】本発明の薬剤供給装置に用いるカプセル部材の形態を示す図である（なお、ａ）はメッシュタイプの被覆材を用いたカプセル部材の形態を示す模式図、ｂ）はシームレスタイプの被覆材を用いたカプセル部材の形態を示す断面図、ｃ）は一の部分を分解（溶解）性材料で形成し、他の部分を非分解（非溶解）性材料で形成したタイプの被覆材を用いたカプセル部材の形態を示す断面図、ｄ）は分解（溶解）性材料と非分解（非溶解）性材料の混合比率を変化させた混合材料を層状に配置したタイプの被覆材を用いたカプセル部材の形態を示す断面図である）。
【図３】本発明の薬剤供給装置の使用方法を示す模式図である。
【図４】本発明の薬剤供給装置を用いた植物栽培装置（薬剤供給装置を微生物の栄養素または／および肥料の供給手段として用いる場合）の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の薬剤供給装置の使用方法の別の一例（薬剤供給装置を観賞魚などの飼育用具に用いる場合）を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。
図１は本発明に係る薬剤供給装置を示す模式図であり、図２は本発明の薬剤供給装置に用いるカプセル部材の形態を示す図である（なお、ａ）はメッシュタイプの被覆材を用いたカプセル部材の形態を示す模式図、ｂ）はシームレスタイプの被覆材を用いたカプセル部材の形態を示す断面図、ｃ）は一の部分を分解（溶解）性材料で形成し、他の部分を非分解（非溶解）性材料で形成したタイプの被覆材を用いたカプセル部材の形態を示す断面図、ｄ）は分解（溶解）性材料と非分解（非溶解）性材料の混合比率を変化させた混合材料を層状に配置したタイプの被覆材を用いたカプセル部材の形態を示す断面図である）。
【００２２】
（基本構造）
本発明に係る薬剤供給装置１は、筒状部材２とカプセル部材３によって構成されており、図１に示す通り、筒状部材２の中空部分４にカプセル部材３が充填されている構造となっている。
【００２３】
次に、筒状部材２とカプセル部材３について詳しく説明する。
【００２４】
（筒状部材）
筒状部材２は、図１に示す通り、中空部分４を有するとともに上端部分５および下端部分６に開口７を有している構造となっている。
ここで、中空部分４は、カプセル部材３を整列させる機能を有すると共に、筒状部材２の最下部に位置するカプセル部材３１の被覆材１０が破壊された際に、該カプセル部材３１の上部に位置するカプセル部材３２を筒状部材２の最下部に装填する機能も有するものである。
また、開口７はカプセル部材３を充填する際においては充填口としての機能を有すると共に、使用時においては筒状部材２の最下部に位置するカプセル部材３１と、土壌や水との接触場所としての機能も有するものである。
【００２５】
なお、図１においては、カプセル部材３を充填した筒状部材２を起立させた際に開口７からカプセル部材３がこぼれ出ない様に、下端部分６の開口７には柵８が設けられている。なお、かかる柵については必要に応じて設けないこともできる。
【００２６】
また、図１においては、開口７が筒状部材２の上端部分５および下端部分６の中でも天井面および底面に設けられているが、これに限定されるものではなく、図４に示すように筒状部材２の上端部分５および下端部分６の側面に設けても良い。
【００２７】
さらに、筒状部材については、上端部分および下端部分に開口を有し、中空部分を有しているものであれば、材料や形状については特に限定されず、必要に応じて各種の材料や形状のものを採用することができる。
【００２８】
（カプセル部材）
カプセル部材３は、図１および図２に示す通り、肥料や薬剤などの内容物９を被覆材１０によって被覆した構造となっている。
【００２９】
内容物９としては、ＬＢ培地、酵母エキス、イーストエクストラクト、ミネラルなどの微生物の栄養剤、窒素、燐、カリウムなどが含まれている有機系または無機系の肥料、過酸化カルシウムや過酸化マグネシウムに代表される酸素供給剤、農薬などの各種の薬剤、炭酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、リン酸などのｐＨ調整剤に代表される水質調整剤が挙げられる。
これらの内容物については単独で用いても併用してもよく、形態も固体、液体、粉体、ゲル状体など各種の形態のものを用いることができる。
【００３０】
また、被覆材１０については、微生物や水によってその全部または一部が破壊されるものである必要がある。
このような被覆材１０の材料としては、水溶性材料、生分解性材料が代表的な材料として挙げられる。
具体的には、水溶性材料としてはポリエチレンイミンなどのアルキレンイミンポリマー、ポリリジン、ポリアルギニンなどのポリアミノ酸、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ)、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ)、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、メチルセルロース（ＭＣ）、デキストラン、プルラン、コーンスターチ、マンナン、ペクチン、水溶性大豆多糖類、寒天、アルギン酸、にかわ、ゼラチンなどが挙げられる。
生分解性材料としてはデンプン、ポリ乳酸、酢酸セルロース、脂肪族エステル、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリブチレンアジベートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアリルアミン（ＰＡＡｍ）などが挙げられる。
【００３１】
なお、必要に応じて、メタクリル酸のコポリマー、ビスコースレーヨン、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体などのアルカリ溶解性材料や、キチン、キトサン、ツェイン、セラック、各種のセルロース誘導体、各種のポリビニル誘導体などの酸溶解性材料、常温では固体であるが加温することによって液状となるパラフィンやワックスなどの熱溶解性材料などを用いることもできる。
【００３２】
被覆材１０の形態としては特に限定されず各種の形態を採用することができる。
例えば、図２のａ）に示すように筒状部材２の最下部に位置するカプセル部材３が微生物や水と接触した直後から内容物９が放出されるように、メッシュタイプの被覆材１０ａ（カプセル部材３ａ）としても良いし、図２のｂ）に示すように繋ぎ目のないシームレスタイプの被覆材１０ｂ（カプセル部材３ｂ）としても良いし、図２のｃ）に示すように一の部分を分解（溶解）性材料１０ｃで形成し、他の部分を非分解（非溶解）性材料１０ｄで形成したタイプの被覆材１０ｅ（カプセル部材３ｃ）としても良いし、図２のｄ）に示すように分解（溶解）性材料と非分解（非溶解）性材料の混合比率を変化させた被覆材１０ｆ、１０ｇを層状に配置したタイプの被覆材１０ｈ（カプセル部材３ｄ）としても良い。
なお、内容物に液体肥料などの水溶液を用いる場合には、被覆材に分解性材料などの水溶性材料以外の材料を用いるか、または中間層に非水溶性材料を用いた３層構造としておくことが好ましい。
【００３３】
カプセル部材３の粒径については特に限定されず、必要に応じて適宜設定することができるが、内容物を効率的に拡散させるためには、０．５ｍｍ〜１５ｍｍ程度の粒径とすることが好ましい。
【００３４】
カプセル部材３の厚みについても特に限定されず、必要に応じて適宜設定することができるが、筒状部材２に充填する際における強度などを考慮すると１０μｍ〜５ｍｍであることが好ましい。
【００３５】
そして、これらの材料、形態、粒径、厚みなどから内容物の種類、内容物を供給したい場所や供給したい期間などに応じて最適な材料、形態、粒径、厚みなどが適宜選択されることになる。
【００３６】
次に、上記のように構成された薬剤供給装置１の使用方法および動作を説明する。
図３は本発明の薬剤供給装置の使用方法を示す模式図であり、図４は本発明の薬剤供給装置を用いた植物栽培装置（薬剤供給装置を微生物の栄養素または／および肥料の供給手段として用いる場合）の一例を示す模式図であり、図５は本発明の薬剤供給装置の使用方法の別の一例（薬剤供給装置を観賞魚などの飼育用具に用いる場合）を示す模式図である。
【００３７】
まず、図３に示すように、内容物９を供給したい対象物１１（土壌またはロックウールやバーミキュライトなどが浸漬されている水耕栽培用の栽培槽）に薬剤供給装置１（カプセル部材３を充填した筒状部材２）を起立させて設置する。
【００３８】
そうすると、筒状部材２の最下部に位置するカプセル部材３は土壌や水と接触することになり、被覆材１０がメッシュタイプの被覆材１０ａの場合には接触した直後から、それ以外の被覆材１０の場合には被覆材が徐々に溶解または分解されていくにつれて、内容物９が対象物１１に供給されることになる。
【００３９】
その後、最下部に位置するカプセル部材３の被覆材１０の溶解または分解がさらに進むと、かかる被覆材１０の強度が該カプセル部材の上部に位置するカプセル部材の重みに耐えられなくなり、かかる被覆材１０は破壊されることになる。
そうすると、該カプセル部材の上部に位置するカプセル部材が自重によって筒状部材の最下部に装填されることになり、装填されたカプセル部材の被覆材１０の溶解または分解が始まることになる。そして、この一連の動作を繰り返すことになる。
【００４０】
従って、草花や青果物などの植物に肥料や薬剤を供給する際や汚染土壌を浄化する際に、対象物（土壌またはロックウールやバーミキュライトなどが浸漬されている水耕栽培用の栽培槽）に応じた内容物（肥料や各種の薬剤など）を半自動にて適切な時期に供給することができることになるのである。
【００４１】
また、図４に示すように、薬剤供給装置１の筒状部材２を柱材１２として利用し、各栽培槽１３内の対象物１１に内容物９が供給される構成とすることによって、複雑な配管や制御設備を設けることなく、ＬＥＤ等の照明１４を設置するだけで省力化した植物栽培装置１５を作製することができる。
【００４２】
また、図５に示すように、餌や水質調整剤を内容物９としたカプセル部材３を充填した薬剤供給装置１を水槽１６に設置すれば、餌や水質調整剤を半自動にて適切な時期に供給することができる飼育用具１７を作製することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の薬剤供給装置は、植物栽培や汚染土壌の浄化に用いることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１    薬剤供給装置
２    筒状部材
３    カプセル部材
３１  カプセル部材
３２  カプセル部材
３ａ  カプセル部材
３ｂ  カプセル部材
３ｃ  カプセル部材
３ｄ  カプセル部材
４    中空部分
５    上端部分
６    下端部分
７    開口
８    柵
９    内容物
１０  被覆材
１０ａ  被覆材
１０ｂ  被覆材
１０ｃ  被覆材
１０ｄ  被覆材
１０ｅ  被覆材
１０ｆ  被覆材
１０ｇ  被覆材
１０ｈ  被覆材
１１  対象物
１２  柱材
１３  栽培槽
１４  照明
１５  植物栽培装置
１６  水槽
１７  飼育用具
【図１】
2015092851.tif 000003
【図２】
2015092851.tif 000004
【図３】
2015092851.tif 000005
【図４】
2015092851.tif 000006
【図５】
2015092851.tif 000007