JP2000157078A - 植物栽培基材 - Google Patents

植物栽培基材

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JP2000157078A
JP2000157078A JP10332969A JP33296998A JP2000157078A JP 2000157078 A JP2000157078 A JP 2000157078A JP 10332969 A JP10332969 A JP 10332969A JP 33296998 A JP33296998 A JP 33296998A JP 2000157078 A JP2000157078 A JP 2000157078A
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pulp
foam
beads
plant cultivation
substrate
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JP10332969A
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English (en)
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Koji Sakairi
幸司 坂入
Yae Obinata
野枝 大日方
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/40Fertilisers incorporated into a matrix

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hydroponics (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】水耕栽培などの長時間の水への浸漬で崩壊した
り、あるいは吸水の速度が遅い等の問題点がなく、保水
性等の機能を保持した上で、使用後の処理に際しては、
易焼却性、あるいはリサイクル性のすぐれた植物栽培基
材の提供。 【解決手段】パルプと、加水分解によりその結合性が失
活する増粘剤を三次元網目構造の主原料とし、発泡によ
る空隙を内部に有するパルプ発泡体からなる植物栽培基
材とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用後の廃棄性が
良好で、環境への負荷の小さい植物栽培基材とりわけ易
処理性の水耕栽培用の植物栽培基材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より水耕栽培の基材としては、ポリ
ウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム等の連続気泡
の合成樹脂発泡体が用いられている。これらは、安価で
軽量であり、使用性も優れているが、栽培後の基材の廃
棄処理を考えると、自然界に放出されたとき、安定で、
分解をほとんど示さないばかりか、焼却処理時には、高
熱の発生により燃焼炉を傷めるなど、多くの懸念される
点を有している。このような課題に対し、特開平8−2
24044号に示されるような、紙粉を水で湿潤させ、
所望形状に成型させた植物栽培用基材も提案されてい
る。しかしながらこの基材においては、水耕栽培などの
長時間の水への浸漬で崩壊したり、あるいは吸水の速度
が遅い等の問題点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
各問題点を解決すべくなされたものであり、すなわち、
水耕栽培基材として、保水性等の機能を保持した上で、
使用後の処理に際しては、易焼却性、あるいはリサイク
ル性のすぐれた植物栽培基材を提供しようとするもので
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、パルプと、加
水分解によりその結合性が失活する増粘剤を三次元網目
構造の主原料とし、発泡による空隙を内部に有するパル
プ発泡体からなることを特徴とする植物栽培基材であ
る。
【0005】また本発明は上記発明において、パルプ発
泡体の形状がビーズ、もしくはビーズを集合体とした成
型物、もしくはシートの何れかである植物栽培基材であ
る。
【0006】また本発明は上記発明において、肥料成分
を含有させた植物栽培基材である。
【0007】また本発明は上記発明において、抗菌性物
質を含有させた植物栽培基材である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の植物栽培基材を、一実施
形態に基づいて以下に詳細に説明する。
【0009】まず本発明の植物栽培基材において、基材
の構成素材であるパルプ発泡体とは、パルプと、加水分
解によりその結合性が失活する増粘剤を三次元網目構造
の主原料とし、内部に発泡による空隙を有する構造であ
り、これは本発明者等が、特開平5−271457号、
特開平5−271458号、特開平6−93124号に
より提案しているビーズ、もしくはシートの製造方法に
より得られたものである。
【0010】すなわち発泡体を構成するパルプとして
は、針葉樹、または広葉樹を用いた晒、または未晒であ
るクラフトパルプ、ソーダパルプ、スルファイトパル
プ、砕木パルプ、レファイナー砕木パルプ、サーモメカ
ニカルパルプ等のバージンパルプ、あるいは、故紙、古
段ボール紙、古雑誌等に由来する再生パルプ等が使用可
能である。あるいはまた、紙加工などの工程で生じた
り、あるいは適切な装置により繊維状、あるいは綿状に
加工されるパルプも使用可能である。この再生パルプを
含むパルプに対し、適当な量の溶媒を加え、懸濁、混練
する。溶媒としては、特に限定されないが、原料が凝集
等の影響を受けないように選択する。具体的には、水
や、エチルアルコール等のアルコール類が例示でき、こ
れら混合して用いてもよい。
【0011】次いで、これに増粘剤を加えて混合する。
添加量は添加物質、または後に得ようとするパルプ発泡
緩衝材の強度に応じて変更すればよい。この増粘剤とし
ては、加水分解によりパルプを結合する性質を失活する
ものが好ましく、さらには生分解性であるとなお好まし
い。具体的には、アルギン酸ナトリウム塩、澱粉、寒
天、マンナン等の天然多糖類、カルボキシメチルセルロ
ースなどの天然多糖類の処理物、ゼラチン、膠などの蛋
白質、もしくはポリビニルアルコールなどの合成水溶性
ポリマー等が例示できる。
【0012】これらを、内部に空隙をもつ構造である三
次元網目構造とするために、代表的なものとして、次の
二つの方法が挙げられる。一つは、発泡剤を添加し、所
望の大きさの粒状もしくはシート形状に成形後、発泡さ
せる方法である。もう一つは、界面活性剤を添加して撹
拌して起泡させ、その後、所望の形状に成形する方法で
ある。
【0013】発泡剤を添加する場合は、その添加量は限
定されるものではない。パルプ100重量部に対し、1
0〜20重量部程度の添加が好ましいが、これは強度に
応じて変更しうる。発泡剤としては、具体的には加熱分
解型の発泡剤が好ましく用いられ、例えば重炭酸ナトリ
ウム、炭酸アンモニウムなどの無機発泡剤、アゾジカル
ボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジッドなどの有
機発泡剤等が挙げられ、その他原料に混合後、成型し、
加熱、乾燥し発泡させることで、パルプ発泡体が得られ
る。
【0014】界面活性剤を添加する場合も、添加量は特
に限定はされない。パルプ100重量部に対し、5〜2
0重量部の添加が好ましいが、これも希望する発泡の程
度によって変更すればよい。界面活性剤としては、具体
的には石鹸(高級脂肪酸塩)、「ツィーン」(関東化学
(株))系や「スパン」(関東化学(株))系の脂肪酸
エステル等の非イオン性界面活性剤や両性の界面活性
剤、スルホン化物等のアニオン性界面活性剤やカチオン
性界面活性剤等が使用可能である。
【0015】この界面活性剤と前述のパルプ懸濁液に混
合、さらに激しく撹拌して、起泡させる。撹拌による起
泡の割合も、希望により加減することができる。この気
泡を含有した原料を、成型し、加熱乾燥することで、パ
ルプ発泡ビーズないしはパルプ発泡シートが得られる。
このようにして得られたパルプビーズやシートをそのま
ま基材として用いることができるが、パルプビーズを集
合体として用いることも可能である。
【0016】これらのパルプビーズ同士を、相互に結合
して集合体とする方法は、ビーズ表面に、噴霧等により
新たに接着剤を介在させ、ビーズ同士を結合させる方法
や、あるいは、予めパルプビーズにコーティング層を設
けておき、これを接着に利用する方法が挙げられる。
【0017】新たに接着剤を介在させる方法において、
接着剤としては特に限定されないが、ポリビニルアルコ
ールやカルボキシメチルセルロース、可溶性澱粉等の水
溶性の物質や、あるいは酢酸ビニルエマルジョン等の水
分散型の接着剤、さらにはいわゆる溶剤型の接着剤等が
挙げられる。
【0018】また、パルプビーズにあらかじめコーティ
ング層を設けてこれを利用する場合の、コーティングさ
れる樹脂としては、水溶性増粘剤もしくは熱可塑性樹
脂、あるいは熱可塑性樹脂と発泡性中空粒子の混合物が
挙げられる。
【0019】水溶性増粘剤としては、アルギン酸ナトリ
ウム塩、澱粉、寒天、マンナン等の天然多糖類、カルボ
キシメチルセルロースなどの天然多糖類の処理物、もし
くはポリビニルアルコールなどの合成水溶性ポリマー等
が例示できる。
【0020】また熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン
樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル酸エステル、ポ
リ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチ
ラール、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン
などのポリアミド、ポリビニルピロリドン等が挙げら
れ、またこれらが共重合したもの、例えば、酢酸ビニル
−ポリエチレン共重合物、ポリエチレン−アクリル酸共
重合物等が例示でき、特に限定されない。また、これら
を単独で用いても、あるいは混合して用いてもよい。
【0021】さらに熱可塑性樹脂に発泡性粒子を混合し
て用いてもよい。発泡性粒子としては、マイクロカプセ
ル内に低沸点の溶剤が封入された熱膨張性のマイクロカ
プセルを使用することができる。すなわち外殻のポリマ
ーが加熱により軟化するとともに内殻の溶剤がガス化
し、体積が数十倍に膨張するものである。具体的には、
内殻の溶剤としては、イソブタン、ペンタン、石油エー
テル、ヘキサン等の有機溶剤を、塩化ビニリデン、アク
リロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エス
テル等からなる熱可塑性樹脂で包み込んだ熱膨張性マイ
クロカプセルを好ましく使用できる。熱可塑性樹脂に対
する発泡性粒子の混合比率も特に限定されない。
【0022】これらの樹脂をコーティングするに当たっ
ては、これらの樹脂が水を含めた適当な溶剤に溶解され
たもの、エマルジョンとしたもの等、あるいはさらに発
泡性粒子を混合したものを準備し、スプレーコーティン
グ、含浸等の方法により、塗布する。あるいは、粉末化
された樹脂をディスパージョンとし、噴霧、あるいはさ
らにここに発泡性粒子を混合して用意し、噴霧等により
塗工してもよい。塗布後は適当な温度で乾燥して溶剤を
蒸発させ、熱可塑性樹脂層とする。そして成型に当たっ
ては、そのコーティング層の性質に応じて接着のための
操作を行えばよい。例えば、水溶性のコーティング層で
あれば、適量の水分を与えてコーティング層を軟化さ
せ、適当な型内に充填し、乾燥させて成型物とする。
【0023】あるいはコーティング層が熱可塑性樹脂
や、発泡性粒子を混合した熱可塑性樹脂である場合は、
希望する形状に用意した枠型内に投入し、樹脂の溶融温
度に応じた適当な温度、適当な方法で加熱し、樹脂を溶
融、あるいは発泡性粒子を膨張させ、その後冷却して固
化させ、パルプビーズ同士を接着し、パルプ発泡ビーズ
が集合した成型体として得る。
【0024】植物栽培基材の使用条件によって、発泡体
の形状を使い分ければよく、例えば、空き容器を利用す
る少量栽培であれば、ビーズ形状で形態に対応すればよ
く、また大面積での栽培が想定される場合であれば、シ
ートやブロック形状等を用いるとよい。
【0025】またこのようにして得られたパルプ発泡体
に肥料を保持させると生育促進に効果が得られる。肥料
としては、粉末や顆粒の緩効性肥料、微粉砕有機肥料、
液状肥料、その他水溶性肥料等が例示できる。これらを
保持させる方法としては、パルプ発泡体を形成する工程
中に混合して成型してもよいし、パルプ発泡体に吹き付
けてもよい。また栽培中の、汚染微生物の繁殖を防ぐた
め、抗菌性物質を保持させてもよい。抗菌性物質として
は食品添加物として許可されているものが好ましく、芳
香族エステル系、非イオン型特殊脂肪族化合物、キノン
誘導体などの抗菌剤が例示できる。
【0026】以上のようにして得られたパルプを主体と
する植物栽培基材を、栽培条件に応じた形状、量を選択
し、水、もしくは養液を供給、播種して使用する。
【0027】
【作用】以上に示したように、再生パルプを含むパルプ
を主な原材料とする内部に空隙を有する構造のパルプ発
泡体を植物栽培基材としたことで、栽培、収穫後の基材
の処理性が優れた基材を提供することが可能となる。
【0028】
【実施例】以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
【0029】 <実施例1> パルプ:段ボール由来再生パルプ 100重量部 増粘剤:アルギン酸ナトリウム0.5重量%溶液 1000重量部 界面活性剤:脂肪酸エステル(「ツィーン80」関東化学(株)) 5重量部 以上を激しく撹拌し、起泡させた後、粒状に成形し、こ
れを塩化カルシウム2水和物2%溶液中に浸す。アルギ
ン酸ナトリウムは不溶性のアルギン酸カルシウムとなる
ので、これによって形状が安定する。これを140℃の
オーブンで乾燥させ、ビーズ形状の植物栽培基材とし
た。
【0030】<実施例2>実施例1で得たパルプビーズ
表面に、 熱可塑性樹脂:乳化ポリエチレン(「ザイクセンA」住友精化(株))固形分 25%溶液 100重量部 発泡性粒子:熱膨張性マイクロカプセル(「マイクロスフィアF1400」松 本油脂(株)固形分70%) 35重量部 を混合したものを噴霧した。噴霧量は、パルプビーズ1
リットル当たり上記混合物固形分が5gとなるように調
製した。これを300×300×30mmの板状に用意
した枠型に、その容積の1.1倍の容積のビーズを充填
し、加熱してビーズ表面の樹脂を融着させ成型体とし、
ブロック状の植物栽培基材として得た。
【0031】<実施例3>実施例1で用意されたパルプ
発泡体起泡材料を、幅100mm、厚さ5mmの排出口
を持つアプリケーターより、塩化カルシウム2水和物2
%溶液中に押し出し、凝固させた後、乾燥させてシート
形状の植物栽培基材として得た。
【0032】<実施例4>実施例1で得たパルプビーズ
の表面に、液状緩効性肥料「原液ハイポネックス」
((株)ハイポネックスジャパン)をビーズ重量に対し
1%噴霧して乾燥させ、肥料含有する植物栽培基材とし
て得た。
【0033】<実施例5>実施例1で得たパルプビーズ
の表面に、天然系抗菌剤である「竹伝説」(日本油脂
(株))を水で希釈して、有効成分重量がビーズ重量の
1%がになるよう噴霧し、乾燥させて抗菌性を有する植
物栽培基材として得た。
【0034】これら実施例1から5で得られたそれぞれ
の栽培基材を、直径90mmのシャーレ中に敷き詰め、
基材重量の10倍の水を供給した後、カイワレダイコン
の種子((株)トーホク)を播種したところ、何れも良
好に発芽し、生育することが確かめられた。また本発明
の植物栽培基材の燃焼熱量は、1gあたり約4000c
alであり、比較のウレタンフォームの約1/2であっ
た。
【0035】
【発明の効果】本発明の易処理性の植物栽培基材は以上
のようなものであり、パルプと、加水分解によりその結
合性が失活する増粘剤を三次元網目構造の主原料とし
て、内部に発泡による微細な空隙を多数有する構成の植
物栽培用の基材であり、内部に空隙があるため吸水機能
が充分にあり、また増粘剤を併用しているので、水との
接触での崩壊性が抑えられている。またパルプを積極的
に使用したことで、燃焼熱量が抑えられ、またそのまま
埋め立てられても分解性のあるものであり、使用後の処
理性が優れたものとなったのである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パルプと、加水分解によりその結合性が失
    活する増粘剤を三次元網目構造の主原料とし、発泡によ
    る空隙を内部に有するパルプ発泡体からなることを特徴
    とする植物栽培基材。
  2. 【請求項2】パルプ発泡体の形状がビーズ、もしくはビ
    ーズを集合体とした成型物、もしくはシートの何れかで
    ある請求項1に記載の植物栽培基材。
  3. 【請求項3】肥料成分を含有させた請求項1または2に
    記載の植物栽培基材。
  4. 【請求項4】抗菌性物質を含有させた請求項1乃至3の
    いずれかに記載の植物栽培基材。
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