JPH0740830B2 - 植栽用保水材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の目的 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、緑化または園芸等用の土壌に施して、その植
栽環境を良好に維持し、または、その向上を図るもの。
また、市街地，山間地等の植栽土壌に施すことにより地
盤改良材としての効用も奏し得る植栽用保水材に関する
ものである。

＜従来の技術＞ 近来、澱粉グラフト重合系，カルボキシメチル化多糖化
系，ポリアクリル酸塩系，非イオンポリマー系等々の高
吸水性ポリマーまたは高含水性のポリマーが開発され、
その吸水性はポリマーの組成や製造法によっても若干異
なるが、ポリマー重量に対して数十倍ないし数百倍もあ
る。それは紙，スポンジなどの毛管現象によって物質の
隙間に水を取込む物理的吸水と異なり、物質の分子ぞの
ものの化学的結合による吸水なので、一度吸水すると簡
単には押出されない、と云った特性がある。そこで前記
高吸水性または高含水性ポリマーの性質を利用して従
来，園芸，農業あるいは林業の分野に応用する試みがな
されている。

すなわち、前記ポリマーを所要の土壌と並置することに
よって、当該植物に対して適度の水分を補給しながら過
湿にならず、長期にわたり保水性を失わないという特徴
が生じることが見出されている。

たとえば、苗木の根の部分に高吸水性ポリマー粉末を付
着させて移植し乾燥を防止するとか、芝の根付けや鉢植
え植物の枯死防止または街路樹の植樹の際の乾燥防止な
どの目的で高吸水性または高含水性ポリマーの粉末、ペ
レット等を当該土壌に混入するなど利用分野も拡がって
来ている。

ところで従来、研究されている高吸水性ポリマーを用い
た土壌環境改良方法は、数％（重量比）の前記ポリマー
粉末またはペレットを当該土壌に添加混合して、ここに
吸水した水分を徐々に土壌中に吐出すようにし、それに
よって栽培された植物に対する潅漑回数を節減しようと
云うものであり、それには、次に述べるような問題点が
ある。

（１）土壌，植物の種類に応じた前記ポリマーの添加量
が必要とされるが、既存の植物に対する土壌環境の改
良，すなわち、現状を乱すことなく必要量のポリマーを
土壌に混入するのは非常に困難である。

（２）混入後に再度，添加量の調整をしようとしても極
めて困難。

（３）一度混入した後には、当該土壌の特性を旧に戻す
ことが困難。

（４）粉，粒状または繊維状であるから施工時の計量，
取扱いが面倒であるなど、家庭園芸向けとしての配慮が
欠けている。

（５）トラクター等を用いる大規模な撹拌・混合作業で
の使用や大深度を対象とした使用では、徒らに大量のポ
リマーを消費することになり経済的でない。

と云った不都合が生じることを免れ難い。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明は、上記従来技術に内在する問題点を解決し、特
に鉢植えなど家庭園芸用にも使用できるよう充分に配慮
して開発されたものであって、取扱いが極めて容易であ
り既存の植栽物への使用の場合も当該土壌を乱すことな
く、土壌，植物の特性に応じて最適な使用が可能であ
り、かつ、長期にわたる水分保持のほか、適宜、栄養剤
（肥料）の補給・施肥ができ、しかも比較的に安価で必
要に応じて何時でも旧の状態に土壌特性を戻すことがで
きる、特に家庭園芸，街路の緑地帯，植樹等に対する土
壌環境改良のために施して効果が顕著である植裁用保水
材を提供することを目的とするものである。

（ロ）発明の構成 ＜問題点を解決するための手段＞ 高吸水性ポリマーは溶剤に溶けず、通常、粉末状（ペレ
ットを含む）、繊維状またはシート状をなしているが、
緑化・園芸用土壌環境改良のため、あらかじめ粉末状ま
たはペレット状のポリマーを当該土壌に混合・撹拌する
従来の使用法では、植栽物をそのままにして後から施工
することが困難であったり、作業が大規模になって経済
的でなかったり、また、後から土壌を旧に戻そうとして
も土壌からポリマーを分離することができないなどの問
題が生じる。本発明植栽用保水材では、これらの問題点
を改善するため、上記ポリマーの粉末または繊維束をま
とめて、透水性が大で、一応の保形性を備えた保護シー
トによって、その外周の一部または全部を被覆した保水
材を提供し、従来のポリマーの取扱い上の不便さを解消
し、かつ、その使用効果の改善を図ったものである。

上記植栽用保水材の外形は好ましくはスティック状であ
って、ポリマーは当該土壌の中に、まとまって、または
固まって介在させるようにするので、使用には植物近辺
の地表に穴を明けて挿入することも可能であり、したが
って地表には何等目触りな物件が現われることなく、ま
た、後からも必要量の追加ができ、さらに必要に応じ当
該ポリマーを土壌中から回収することも容易である。使
用の時期も播種の前後は勿論、移植，その他必要な時に
任意に施すことができる。要は、高吸水性ポリマーの使
用を取扱い容易な程度の塊状，スティック状の単位形状
のまま土壌中に挿入することを可能にした点に特徴を有
するものである。

本発明植栽用保水材の径および長さは、土壌，植物の種
類，特性に応じて各種，成形できるが、長さは必要に応
じ切断して現場に適合させることも可能である。また、
同材は単に潅水回数の節減だけでなくあらかじめ肥料を
混入するとか液肥混入の潅水により長期にわたる施肥の
作用を保持させることもできる。このため砂丘の緑化作
業などに適用しても効用が顕著である。

当然，大規模園芸，果樹園等における土壌環境の改良，
林業における植樹，地形の緑化，砂漠化の防止のための
施工等に使用すれば、地盤改良としても相当の効果が認
められよう。さらに保護シートに強度を持たせ、これを
地盤崩壊防止のため傾斜地等に施して植林・緑化作業を
進めるときは、土壌が水を飽和する前に水分を吸収して
崩壊を防ぐ上に、保護シートの強度の為に地盤改良の効
果も生じ、土木工事用としても有用であると云う複合的
効果を奏し得る。

本発明植栽用保水材の外周保護シートは、高透水性の紙
またはプラスチック，ゴム，金属材シート等に透水孔を
複数個穿設したもの、前記材料より成る網等を有底筒状
に形成したものより成り、その内部に粉末状または繊維
状のポリマーを詰め、スポンジ，苔その他のパッキング
材または粒状肥料等を混入し、これに前記保護材の材質
により保形性を持たせて、保管および取扱い運搬，使用
等を容易にするか、保護材には保形性を求めず，繊維状
またはシート状ポリマーを巻いて、それ自体に保形性を
持たせ、その外周を高吸水性の紙とか布，プラスチック
網，ゴムなどにより被覆するか、より広く考えた場合は
布または細目のプラスチック網の袋状容器に粉末，繊維
状ポリマーを詰めたものか等々，種々の変形と、それに
応じた各利用法が考えられる。

＜作 用＞ 本発明植栽用保水材は、植木鉢，園芸，庭木，果樹園，
道路の緑地帯または砂漠（丘）の緑化等における土壌環
境改良を目的として使用することができ、所定の土壌の
地表から前記植栽用保水材の径が挿入可能な程度の直径
の穴を垂直または傾けて所要深さまで突設して、その穴
に単位の植栽用保水材を挿入するか、土壌が軟かければ
保護材の保形性を利用して圧入する。またもし当該土壌
が移動可能であるならば、土壌中に単位の保水材を埋込
こともできる。同材の上端は通常地表よりも低く土壌中
に埋込むが、必ずしも埋込まなければ効果を奏し得ない
ものではない。

植栽用保水材は通常、スティック状または塊状に保形さ
れているので、その際，穴への前記保水材の挿入または
土壌内への埋込みが極めて容易であり、また、単位の保
水材の量は、あらかじめ解っているので使用時には土壌
または植物の特性に応じて穴の深さ、および使用のピッ
チ等を任意に調整することができる。

上記ポリマーは自重の数百倍の水を吸水し、常温下で前
記保水した水分を徐々に土壌中に発散させるが、その発
散の度合は土壌だけの場合よりも著しく遅いのが一般で
ある。第１図は、前記ポリマーおよび土壌における水分
発散特性の一例を示したものでｘ軸に時間ｙ軸に飽和度
を採り、Ｐ曲線は高吸水性ポリマーのみ、Ｇ曲線は土壌
単独の、Ｓ曲線は土壌に適宜量の植栽用保水材を施した
ときの土壌の時間に対する水分飽和度特性を表わしてい
る。図示のように土壌だけの場合、飽和度が零になって
植物に供給する水分が無くなった時点t₁以後でも、高吸
水性ポリマーが並置されていれば、Ｓ曲線に示すように
ポリマーに含水された水分が徐々に土壌側に供給される
ため当該土壌の乾燥される時間がt₂まで延長し、その間
潅水の間隔を延ばすことが可能となることが知られる。

また、一時的に過剰潅水を施した場合も、土壌中に飽和
した水分を高吸水性ポリマー側に吸水して土壌中の水分
を適正量まで下げる作用を奏する。

この事は地滑り対策として植木，緑化の目的で当該土壌
に植栽用保水材を施した場合、その保護材に強度のある
材質を用いることにより地盤改良のためのドレーン杭と
しても働くことになり植林等の目的の土壌環境改良との
複合的効用を期待できることを示すものである。

以上，説明したとおりであるから、既存の植栽物に手を
加えること無しに簡単に使用することができ、後から土
壌改良も可能であるばかりでなく、重ねて所要量を追加
使用でき、また必要に応じ使用した植栽用保水材を後か
ら撤去して、その土壌の状態を旧に戻すことができるメ
リットもある。その為には、高吸水性ポリマーの保護材
は長期にわたり土壌中に埋込まれていても消失しない方
が好ましいが、そうでなくとも前記ポリマーは特定位置
に塊状または棒状に埋込まれているので、その撤去は比
較的に容易である。

高吸水性ポリマーは含水により膨潤するので、その保護
材内容積を広く形成する。たとえば繊維状ポリマーであ
れば空隙比が大であるので緩く詰めれば膨出する余地が
あるが、粉，粒状である場合は苔とかスポンジ等のパッ
キン材と混合して保護材で被覆することによりポリマー
が吸水したとき膨潤の余地を与えることができる。ま
た、パッキン材と共に粉粒状肥料を混入すれば長期にわ
たる施肥も兼ねることが可能である。

保護材が目の粗い多孔シートまたは網である場合、粉，
粒状ポリマー等が目から漏れ出ないように、あらかじめ
薄紙などを用いて所要量毎に包被してから保護材で被覆
することが望ましい。

保護材が固い金属、プラスチックなどにより成形されて
いる場合は、先端を尖らせて、そのまま土壌中に押入す
ることができる。また、保護材が比較的に軟かな場合に
も本発明植栽用保水材の先端に係止部を施し、これを内
径がほぼ同じ程度のパイプに収納して、その端縁に保水
材の係止部を係合させ、パイプを、そのまま土壌中に挿
込んだ後に、これを引抜くようにすれば前記保水材だけ
が土壌中に残留する使用法も採用することができる。

＜実施例Ｉ＞ 第２図は本発明植栽用保水材の一実施例の側断面図を示
し、図中、１は高吸水性ポリマーの２〜３φmmの粉末ま
たはペレット、繊維状物あるいはシート状巻回物で、前
記高吸水性ポリマーとしては、たとえば澱粉・アクリル
酸塩のグラフト重合体、カルボキシメチルセルロース架
構体，ビニールアルコール・アクリル酸塩共重合体，ポ
リアクリルニトリル加水分解物，架橋ポリアクリル酸
塩，変性ポリビニールアルコール等々物質が知られてい
る。

２は、上記ポリマー１の保護材で、高透水性と、常態で
保形性とを備えた紙、メッシュの金属またはプラスチッ
クシート，ゴムシート，または網状材で必要に応じて強
度を持たせる。３は弱い材質の高透水性の紙または溶け
る紙であってもよいし、ときには、布のようなものでも
使用可能で、保護材２との間に隙間を保って形成し高吸
水性ポリマー粉粒状物を一応、スティック状または塊状
に包被しているが水分の吸収でポリマーが膨張したとき
は破れる。

本実施例は保護材の外形はステック状であって、それぞ
れ単位の長さに予め成形し、保管，取扱い並びに土壌に
穿設した穴に滑込ませるのに便利な形に形成されている
が、使用目的によっては袋状，塊状であってもよく、要
するに、それぞれが一まとまりに、かためて取扱い使用
することが可能なところに特徴がある。

＜実施例II＞ 実施例Ｉの植栽用保水材において、保護材２と高透水性
の紙・布３との間の隙間にスポンジ，苔等のパッキング
材を詰めた点を特徴とし、本実施例ではポリマー１が吸
水膨潤したときにも前記パッキング材が緩衝作用を奏す
るほか、実施例Ｉに説明した作用，効果をすべて具備す
る。

＜実施例III＞ 第３図は本発明保水材の他の実施例の側断面図であっ
て、図中，第２図と同一符号を付した部材は、実施例Ｉ
に説明したとおりである。４は粉，ペレット状ポリマー
と混合した苔，スポンジ等のパッキング材で、前記ポリ
マーを保護材空隙内に均等に分布させることおよび吸水
時ポリマーが膨潤したときの逃げ作用を奏する。パッキ
ング材の一部または全部を速効性ないし遅効性の粒状肥
料に代えれば潅水と同時に徐々に施肥する事になり、要
すれば長期にわたり肥料の効果を持続するものとする。

＜実施例IV＞ 第４図は本発明保水材の別の実施例の側断面図で、図
中、１は繊維状ポリマーで、これを保護材２の空隙内に
緩やかに詰めたものである。前記空隙容量は前記ポリマ
ーが含水膨潤したときの容積に相当するものであり、勿
論、そこに粉粒状肥料を混合することは自由である。

＜実施例Ｖ＞ 第５図は、本発明保水材のその他の実施例の側断面図を
示し、図中、２はプラスチック網筒または麻網等、５
は、保水材先端に設けた係止キャップ、６は施工パイプ
で、係止キャップ５の縁に施工パイプ６の端面を係止
し、そのままパイプ６を土壌中に押込めば、植栽用保水
材も一緒に地中に装入されるので、その後パイプ６を引
抜く事によって保水材を土壌中に残置させることができ
るから施工が非常に簡単である。また保護材２には必ず
しも保形性のある材質の使用を要しない。

＜実施例VI＞ 第６図は、本発明植栽用保水材の使用状態を示す略図で
あって、同材は、植物３の根の周囲の位置に、地表に垂
直に穿設した複数の穴を通して埋込まれ、その後、地表
の穴は土壌によって埋戻し、植栽用保水材に吸水された
水分が無用に空気中に放散することのないように設けら
れる。

＜実施例VII＞ 第７図は、本発明植栽用保水材の植木鉢への適用実験例
であって、その（ａ）は直径10cm、深さ10cmの鉢に土壌
を詰め夕顔の苗を植えたもので、無処理状態、その
（ｂ）は、（ａ）と同一条件で、そのほか直径1cmの植
栽用保水材３本を6cm深さに設置したものである。
（ａ）および（ｂ）には同日に同量の水を施して飽和さ
せ、同一の環境に置いて、その後、水を供給していな
い。10日後に（ａ）は夕顔がしおれてしまったが、
（ｂ）の方は元気であった。14日後には（ａ）の夕顔は
枯死してしまったが、（ｂ）の方は元気である。ただし
９枚の葉のうち２枚は黄色になっている。

実験は、この後も継続中で、本発明植栽用保水材が、従
来使用されている粉末状混入、またはシート状埋込みの
場合と同等または、それ以上の保水特性を備えている事
を実証した。

＜実施例VIII＞ 第８図は、植木鉢に本発明植栽用保水材を付加した場合
を示し、この際は高吸水性ポリマー１の保護材は袋状物
であって良い。

上述、各実施例の使用法および作用は、さきの＜作用＞
の項に詳細に説明したとおりであるので再説しない。

＜実施例IX＞ 第９図（ａ）、（ｂ）に示す実施例は、地盤中の地下水
を利用して植物への水分補給を行うことを目的とするも
ので、図（ｂ）の有孔（透水性）パイプの内部には少な
くとも高吸水性ポリマーを含む吸水性物質を隙間なく詰
めてあり、図（ａ）に示すように、その下端を地盤中の
地下水または地下水位に達する深さ迄埋込む。同パイプ
の上端部は地表または植物の根付近に近接した位置を占
め、環境からの潅水が困難な場合でも、常時、地下水を
汲上げて植物の根付近に給水し、植物の生育を支えるこ
とができる。前記パイプの上端部が地表に開放されてい
る場合は、その開口部から水が空気中に蒸発するのを防
ぐために、前記開放部に蓋または詰物をして、これを閉
鎖する。

本実施例では透水性パイプの中途のみを遮水性構造とし
てもよい。

また、有孔パイプの内部には、植物の根付近の深度にお
ける吸水性ポリマーが吸水状態になり易いよう、ポリマ
ーと共に長手軸方向に他の透水性材料（毛管現象を利用
して地下水深度から植物の根付近の深さまで水を吸上げ
易い材料）を充填しておくことも効果的である。

＜実施例Ｘ＞ 前述、実施例IXにおいて地下水に換えて給水手段をパイ
プの一端に継ぐときには第10図示のような実施例が得ら
れる。本実施例は連通管方式により各植物への水分補給
を意図したもので、少量の水を有効に利用するため配管
は原則的に遮水性材料を使用し、その端末に本考案保水
材を複数本連通する。砂漠の緑化のために実施するとき
には、塩害の防止に役立つし、また、集中潅水が可能で
あり、保水性を良好にすることができるので人手による
管理作業を節減することができる。

本実施例中、植物の根付近のパイプ立ち上がり部分は透
水性であり、その内部には吸水性ポリマーを含む保水材
が隙間なく詰めてあることは、いうまでもない。

本実施例は、砂漠緑化以外にも種々利用方法があり得
る。

＜実施例XI＞ 第11図は、道路路面の排水を街路樹等への水分補給とし
て利用しようとするもので、路面に降った雨水等を側溝
の水溜函に集中すると共に、前記函内と街路樹の根に近
接して埋込んだ有孔パイプとの間を導水管により連通し
て、導水管からの水を透水性パイプ内に詰めた吸水性ポ
リマーを含む保水材により汲上げて、常時、植物の根に
補給する。前記有孔パイプの末端が地表に露出している
ときには、当該開口部から空気中に水分が無用に蒸発し
ないように開口部に蓋を施すか、詰物をしておくことが
望ましい。

（ハ）発明の効果 以上、説明したとおりであるから本発明植栽用保水材を
土壌に適用することで潅水の回数を減少させることがで
き、潅水の手間を省いて、たとえば鉢植えの植物を栽培
している場合でも、高価な自動潅水装置の設備なしで、
従来よりも長期の旅行も可能となる。

一度、使用すれば半永久的に効用が認められ、かつ、既
存の植栽物相を変える事なく重ねて施すことができるか
ら、園芸，庭木，街路樹の移植，砂丘または崩壊地表の
緑化等々の作業に当り土壌・植物の特性に応じ最適の使
用が可能である。

保水材は水分の他に栄養材（液肥等）の長期保持にも利
用できる。使用法は簡易であって、要すれば旧状に戻す
ことも容易であるから、従来技術にみられるように一度
使用したら、その後の再調整は極めて困難であると云っ
た不都合が生じない。

局所だけの使用で済むので比較的に安価に実施可能であ
る。等々、従来の土壌環境改良技術には期待することが
できなかった、格別の作用，効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、高吸水性ポリマーおよび土壌における水分発
散特性の一例を示す図、第２図ないし第５図は、本発明
植栽用保水材の実施例の側断面図、第６図は本発明植栽
用保水材の施工状態を示す略図、第７図は、同じく植木
鉢に適用した実験例で、その（ａ）は無処理、その
（ｂ）は植栽用保水材を３本使用したもの、第８図は、
別の植木鉢に植栽用保水材を付加した場合の断面図、第
９図は本発明植栽用保水材を立木に実施した場合を示す
もので、その（ａ）は立木を含めた施工状態の断面図、
その（ｂ）はそのとき使用される保水材の一例断面図、
第10図は本発明保水材を利用した集中潅水方式の場合の
断面図、第11図は排水を集めて街路樹等に給水するのに
本発明保水材を使用した場合の断面図を示したものであ
る。 １……高吸水性ポリマー ２……保護材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高吸水性ポリマーよりなる粉末、フィラメ
   ントまたはフィルム等を一まとめにして、その外側を透
   水性の良好なシート等によって一部または全部を被覆・
   成形した芯部材と、透水性外被との間に空間またはスポ
   ンジ、苔等のスペーサを介在させたことを特徴とする植
   裁用保水材。
2. 【請求項２】高吸水性ポリマーには、粉粒状肥料を混入
   したものを含む特許請求の範囲第１項記載の植栽用保水
   材。
3. 【請求項３】金属またはプラスチック、ゴム等より成る
   多孔板または網を用いて外被の一部または全部を被覆
   し、成形したことよりなる特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の植栽用保水材。
4. 【請求項４】植栽用保水材の一方端に外向き先尖りの係
   止キャップを連結すると共に、施工パイプの一端開口部
   から前記植栽用保水材の他方端を挿入し、その係止キャ
   ップの縁を前記施工パイプの一端開口縁に着脱可能に係
   止したことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のうちの何れか一項記載の植栽用保水材。