JP7449573B2

JP7449573B2 - 植生カプセル及びそれを用いた植生方法と植生体

Info

Publication number: JP7449573B2
Application number: JP2021018217A
Authority: JP
Inventors: 晶永井
Original assignee: ロンタイ株式会社
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2024-03-14
Anticipated expiration: 2041-02-08
Also published as: JP2022121068A

Description

本発明は、植物種子などの植生材料を収容した植生カプセル、及び植生カプセルを土壌に散布する植生方法、並びに植生カプセルを含む植生体に関する。

特許文献１には、水溶性物質からなるカプセル体に、植物種子と該植物種子の培養土を収容した種子カプセルが提案されている。この種子カプセルは、薄肉に形成されて一端を開口して他端を閉じた２つの筒体（小径筒体と大径筒体）からなり、大径筒体の開口に小径筒体の開口に差し込んで結合したカプセル体と、カプセル体の中に収容された種子及び培養土から構成される。

この種子カプセルは、これを植生地盤に播くと、土中水分や雨水に接してカプセル体の一部が溶けて破れ、そこから水がカプセル内に侵入して種子の発芽を促進するという機能が期待されている。

ところが、土壌に播かれたカプセル体は雨水によって部分的に破壊されるものの、カプセル体の全体が破壊して内部の植物種子が土壌に根付くまでには相当な時間を要するものと考えられる。そのため、発芽した種子がカプセル体から抜け出せず、カプセル体に閉じ込められたまま死滅してしまうおそれがある。

実開平１－１０８０１４号公報

本発明は、従来の植生カプセルが有する上述の問題を解消し、カプセル体に収容された多くの種子が発芽し緑化に寄与できる植生カプセルを提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明の一実施形態に係る植生カプセルは、カプセル体と、前記カプセル体の中に収容された、少なくとも種子を含む植生材料と、高吸水性樹脂とを有し、
前記カプセル体は、
前記カプセル体の厚みを部分的に小さくした脆弱部、及び／又は
前記カプセル体の内部と外部を連通するスリット、ミシン目、又は穴の少なくとも一つを含む第１の貫通部、
を有する。

このような構成を備えた植生カプセルによれば、土壌に散布された植生カプセルの内部に水が侵入すると、この水は高吸水性樹脂に吸収される。高吸水性樹脂は、自身の体積の約５０倍から約１０００倍の水を吸収して膨張（ゲル化）してカプセル体をその内側から破壊する。また、膨張したゲルは、種子と一緒にカプセル体から溢れ出て周囲の土壌に広がり、それ自体が給水源となって種子の発芽を促進する。

図１は、本発明の実施形態に係る植生カプセルの縦断面図である。図２は、カプセル体の分解斜視図である。図３は、大径筒体に薄肉脆弱部を形成したカプセル体の分解正面図［図３（ａ）］と横断面図［図３（ｄ）］、大径筒体に細長いスリット（切断線）を形成したカプセル体の分解正面図［図３（ｂ）］、大径筒体に小さな穴を形成したカプセル体の分解正面図［図３（ｃ）］である。図４は、小径筒体に薄肉脆弱部、細長いスリット（切断線）、小さな穴を形成したカプセル体の分解正面図［図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）］である。図５は、大径筒体と小径筒体に薄肉脆弱部を形成したカプセル体の分解正面図［図５（ａ）］、大径筒体と小径筒体に細長いスリット（切断線）を形成したカプセル体の分解正面図［図５（ｂ）］、大径筒体に小さな穴を形成するとともに小径筒体にスリット（切断線）を形成したカプセル体の分解正面図［図４（ｃ）］である。図６は、小径筒体に細長いスリット（切断線）を形成したカプセル体の分解斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態に係る植生カプセルについて説明する。

図１は、一実施形態に係る植生カプセル１を示す。植生カプセル１はカプセル体１０を有する。カプセル体１０は、中心軸１１に沿って延びる中央の円筒部と該円筒部の両端にそれぞれ設けられた半球部とによって外形が構成された中空の容器である。

図１，２に示すように、カプセル体１０は２つのカプセル半部を組み合わせて構成される。具体的に、カプセル体１０は、薄肉の小径筒体（雄カプセル部）１２と薄肉の大径筒体（雌カプセル部）１３を組み合わせて構成される。小径筒体１２と大径筒体１３は、全体が中空円筒形を有し、一端に開口１４，１５を有し、他端が半球状の底部１６，１７によって閉じられている。大径筒体１３の内径は小径筒体１２の外径にほぼ等しく、小径筒体１２の開口端部を大径筒体１３の開口端部に差し込むことができ、差し込まれた状態で大径筒体１３の円筒内面と小径筒体１２の円筒外面がほぼ隙間なく接触するように、小径筒体１２の外径と大径筒体１３の内径が決められている。

小径筒体１２の開口１４の近くには該小径筒体１２の一部を変形させて外側に突出する環状の内側変形部（係合部）１８が形成され、大径筒体１３の開口１５の近くには該大径筒体１３の一部を変形させて外側に突出する外側変形部（被係合部）１９が形成されている。内側変形部１８の外面形状と外側変形部１９の内面形状はほぼ対応している。実施形態では、内側変形部１８は、周方向に連続した環状の凸部で構成されているが、周方向に不連続に配置された複数の点線状突出部又は破線状突出部であってもよい。したがって、小径筒体１２の開口端部を大径筒体１３の開口端部に差し込むと、小径筒体１２の内側変形部１８が大径筒体１３の外側変形部１９に係合し、小径筒体１２が大径筒体１３から簡単に脱落しないようになっている。

カプセル体１０は、それを構成する材料が水溶性材料か難水溶性材料かによって、水溶性カプセルと難水溶性カプセルに分類される。例えば、水溶性材料からなるカプセル体には、カプセル基剤にプルラン（グルコース３分子がα１－４結合したマルトトリオースがα１４結合で繋がった構造を持つ、グルコースのみからなる多糖類。）を用いたプルランカプセルがある。難水溶性材料かなるカプセル体には、カプセル基剤に（ＨＰＭＣ:ヒドロキシプロピルメチルセルロース）を用いたＨＰＭＣカプセル、又はカプセル基剤にゼラチンを用いたゼラチンカプセルがある。

図１に示すように、カプセル体１０の内部には、植生材料２１と、高吸水性樹脂２２が収容される。

植生材料２１は、少なくとも植物種子２３を含む。植生材料２１は、肥料２４、土壌改良材２５、その他の充填材（例えば、木質パルプ）の少なくとも一つを含むことができる。植物種子２３には、例えば、植生用のマメ科種子とイネ科の種子の少なくとも一方又は両方が含まれる。ただし、カプセル体１０の中に収容される植生材料２１は特定の植生材料に限定されるものではない。

種子の大きさは植物の種類によって異なる。したがって、播種する種子の大きさ、植生材料２１や高吸水性樹脂２２の量に応じて、カプセル体の大きさを選択することが好ましい。例えば、日本薬局方には容量に応じて８種類［０００号（１．３７ｍｌ）～５号（０．１３ｍｌ）］のカプセルが示されており、収容する植生材料２１や高吸水性樹脂２２の量に応じて適当な大きさのカプセルが選択される。

高吸水性樹脂２２は、特に高い水分保持性能（例えば、自身の体積の約５０倍から約１０００倍の吸水力）を有するように設計された高分子製品で、限定的ではないが、例えばポリアクリル酸ナトリウムの顆粒が好適に用いられる。

高吸水性樹脂２２の添加量は、カプセル体１０の中に水が入ると、水を吸収して膨張した高吸水性樹脂２２のゲルがカプセル体１０をその内側から破壊して、吸水ゲルが種子２３と一緒にカプセル体１０の外に溢れ出るように、決めることが好ましい。

このように構成された植生カプセル１は植生土壌に散布される。勿論、人が植生カプセル１を手にもって播くことも可能であるし、例えば山間部や被災地の緑化地盤にはドローン等の飛行体（図示せず）から空中散布することも可能である。

植生カプセル１は、既存の植生体に添加してもよい。例えば、複数枚のシート（例えば、紙、不織布）を重ねた植生体ではシートの間に、又はシートとネットを重ねた植生体ではそれらシートとネットの間に、若しくはシートに藁菰を載せた植生体ではシートと藁菰の間に植生カプセル１を保持してもよい。または、種子、土壌改良材、又は肥料の少なくとも一つを収容した袋体（例えば、特開２００３－１８９７３５号公報に開示されている植生用の袋体、特開２０１９-２１３５０５号公報に開示されている植生袋）に植生カプセル１を収容してもよい。

植生カプセル１に含める植物種子は野菜の種子であってもよい。軽量微細な種子を畝に溝や穴を形成することなく覆土もせず播種することが可能となる。鳥の食害を受けることもない。

植生カプセル１に含める植物種子は樹木の種子であってもよい。植物の種類は限定的ではなく、カプセル体１０に収めることができる大きさであればよい。ヤナギやシラカンバなど風により飛散する風散布種子に効果的である。

植生土壌に散布された植生カプセル１は、降雨に晒されると、雨水が植生カプセル１の内部に侵入する。例えば、水溶性カプセル基剤からなるカプセル体１０の場合、カプセル体１０の水に接触した箇所が溶けて穴があき、そこからカプセル体１０の内部に水が侵入する。難水溶性カプセル基剤からなるカプセル体の場合、小径筒体１２と大径筒体１３の隙間２０（図１参照）からカプセル体の内部に水が侵入する。カプセル体の内部に侵入した水は、高吸水性樹脂２２に吸収される。高吸水性樹脂２２は、自身の体積の約５０倍から約１０００倍のゲルに膨張する。これにより、膨張したゲルはカプセル体１０を内部から破壊する。例えば、水溶性カプセル体の場合、カプセル体に生じた穴を拡大し、そこから膨張したゲルが植物種子２３やその他の植生材料（肥料２４、土壌改良材２５）と一緒に地面上に溢れ出る。カプセル体１０から溢れ出たゲルは植物種子２３を乾燥から保護するとともに、それ自身が水源となって種子の発芽発育に必要な水を継続的に供給する。一方、難水溶性カプセル体の場合、膨張したゲルの圧力によって小径筒体１２が大径筒体１３から外れて両者が分離し、小径筒体１２の開口１４と大径筒体１３の開口１５から、膨張したゲルと一緒に植物種子２３やその他の植生材料２１（肥料２４、土壌改良材２５）が地面上に溢れ出る。

水溶性カプセル体と難水溶性カプセル体のいずれにあっても、カプセル本体１０の中に水が容易に侵入するように、また高吸水性樹脂２２の膨張ゲルから受ける圧力によってカプセル本体１０（筒体１２、１３の少なくとも一方）が容易に破壊するように、カプセル本体１０（筒体１２、１３の少なくとも一方）の周壁（筒部）又は端部半球壁（底部１６，１７）若しくはそれらの両方に、薄肉脆弱部、スリット（又は切断線）又はミシン目（図示せず）、円形または長円形の穴などの少なくとも一つの易破壊部を形成することが好ましい。穴の大きさは限定的ではないが、植生カプセル１の保管中に高吸水性樹脂２２が大気中の水分を吸収するのを出来るだけ避けるためには、例えば針を刺してあけた程度の小さな穴（ピンホール）が好ましい。

例えば、図３（ａ）及び図３（ｄ）に示す実施形態では、小径筒体１２を大径筒体１３に組み合わせたときにできる両筒体の重複領域３０のうち、大径筒体１３の重複領域３０ｂに、薄肉脆弱部２６が形成されている。この実施形態では、薄肉脆弱部２６が他の部分よりも早期に溶解してそこに穴が形成され、この穴に侵入した雨水が小径筒体１２を溶解し、または小径筒体１２と大径筒体１３の間から、カプセル体１０の内部に雨水が容易に侵入し、その結果カプセル体１０の破壊が促進される。

図３（ｂ）と図３（ｃ）に示す実施形態では、大径筒体１３の重複領域３０ｂにスリット２７、穴２８がそれぞれ形成されている。これらの実施形態では、スリット２７と穴２８に侵入した雨水が小径筒体１２を溶解し、または小径筒体１２と大径筒体１３の間から、カプセル体１０の内部に雨水が容易に侵入し、その結果カプセル体１０の破壊が促進される。

図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、薄肉脆弱部２６、スリット２７、穴２８は、小径筒体１２の重複領域３０ａ以外の領域に形成してもよい。これらの実施形態でも、薄肉脆弱部２６が溶解して形成された穴、スリット２７、穴２８からカプセル体１０の内部に雨水が容易に侵入し、その結果カプセル体１０の破壊が促進される。図示しないが、小径筒体１２に代えて、又は小径筒体１２と同様に、大径筒体１２の重複領域３０ｂ以外の領域にも、薄肉脆弱部２６、スリット２７、穴２８を形成してもよい。

図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、薄肉脆弱部２６、スリット２７、穴２８は、小径筒体１２と大径筒体１３のそれぞれの重複領域３０ａ、３０ｂに形成してもよい。これらの実施形態でも、小径筒体１２と大径筒体１３を組み合わせた状態で、小径筒体１２に形成された薄肉脆弱部２６、スリット２７、穴２８と大径筒体１３に形成された薄肉脆弱部２６、スリット２７、穴２８が重なるようにすることが好ましい。そのために、図５（ａ）、図５（ｂ）に示す実施形態では、小径筒体１２の薄肉脆弱部２６とスリット２７を斜めに（らせん状）形成し、少なくとも数カ所で内側と外側の薄肉脆弱部２６とスリット２７が重なるようしてもよい。例えば、図５（ｃ）に示すように、小径筒体１２にスリット２７又は薄肉脆弱部を形成し、大径筒体１３に穴２８を形成した実施形態にあっては、周方向に関するスリット２７や穴２７の間隔を違えることによって、両者の連通箇所を得ることができる。

図３～図５の実施形態では、小径及び大径の筒体に薄肉脆弱部、スリット、穴のいずれか一つの易破壊部を形成したが、一つの筒体に複数種類の易破壊部を組み合わせて形成してもよい。

カプセル体１０に、内部と外部を連通するスリット（切断線）、穴等の貫通部を形成する場合、それらの貫通部は、小径筒体１２と大径筒体１３の重複領域３０における大径筒体部分に形成することが好ましい。この場合、貫通部を通してカプセル体１０の内部に侵入する湿気を最小限に抑えることができる。

植生カプセル１が植生地盤に散布されたときの衝撃によって小径筒体１２が大径筒体１３から外れるように、また、植生地盤に散布された植生カプセル１の内部に容易に水が浸入できるように、図６に示すように、小径筒体１２の重複領域３０a（図３～図５参照）に、上述したスリットである易変形部３１を形成してもよい。

製造された植生カプセル１の高吸水性樹脂２２が大気中の湿気を吸収するのを防止するために、製造された植生カプセル１を、シリカゲル等の乾燥剤とともにパッケージ（例えば、プラスチック包装）に収容してもよいし、植生カプセル１を封入したパッケージ内の空気を不活性ガスで置換してもよい。

以上の説明では、カプセル体として両端が半球状の２分割型円筒体を採用したが、カプセル体は楕円形の２分割型カプセル体や球形の２分割型カプセル体であってもよい。

以上の説明では、カプセル体１０の中に高吸水性樹脂２２と植生材料２１を一緒に収容したが、カプセル体１０を大径カプセルと該大径カプセルの中に収容される小径カプセルからなる２重カプセル体（カプセル・イン・カプセル）で構成してもよい。この場合、大径カプセル体のカプセル基剤と小径カプセル体のカプセル基材は同じでも違ってもよい。また、小径カプセル体に収容する材料と、大径カプセル体の内側で小径カプセル体の外側に収容する材料を違えてもよい。例えば、ゼラチンを用いた小径カプセルに肥料成分を収容することで肥料効果を遅らせ、ある程度生育して肥料が必要な時期に施肥できるようにすることができる。

１：植生カプセル
１０：カプセル本体
１２：小径筒体（雄カプセル部）
１３：大径筒体（雌カプセル部）
２１：植生材料
２２：高吸水性樹脂
２３：植物種子
２４：肥料
２５：土壌改良材
２６：薄肉脆弱部
２７：スリット（又は切断線）
２８：穴

Claims

カプセル体と、
前記カプセル体の中に収容された、少なくとも種子を含む植生材料と、高吸水性樹脂とを有し、
前記カプセル体は、
前記カプセル体の厚みを部分的に小さくした脆弱部、及び／又は
前記カプセル体の内部と外部を連通するスリット、ミシン目、又は穴の少なくとも一つを含む第１の貫通部、
を有する植生カプセル。
前記植生材料が肥料、土壌改良材の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の植生カプセル。
前記カプセル体は水溶性材料からなる水溶性カプセルであることを特徴とする請求項1又は２に記載の植生カプセル。
前記カプセル体は難水溶性材料からなる難水溶性カプセルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の植生カプセル。
前記カプセル体は、中空筒状の雄カプセル部と中空筒状の雌カプセル部を有し、
前記雄カプセル部の一端は開口され他端は閉鎖されており、
前記雌カプセル部の一端は開口され他端は閉鎖されており、
前記雄カプセル部と前記雌カプセル部は、前記雄カプセル部の開口端部を前記雌カプセル部の開口端部に差し込んで組み合わされており、
前記雄カプセル部が前記雌カプセル部に差し込まれた状態で前記雄カプセル部と前記雌カプセル部が重なり合う前記雄カプセル部の重複領域と前記雌カプセル部の重複領域の少なくとも一方には、他の部分よりも肉厚の薄い脆弱部又は内外を貫通する第２の貫通部を含む易破壊部が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の植生カプセル。
前記第２の貫通部がスリット、ミシン目、又は穴のいずれかを含むことを特徴とする請求項５に記載の植生カプセル。
請求項１から６のいずれかに記載の植生カプセルを土壌に散布することを特徴とする植生方法。
請求項１から６のいずれかに記載の植生カプセルを飛行体から土壌に散布することを特徴とする植生方法。
請求項１から６のいずれかに記載の植生カプセルを、二枚のシートの間、シートとネット、又はシートと藁菰の間に保持した、又は袋体に収容した植生体。