JP2002142556A - 植栽用多孔質セラミックスの製造方法 - Google Patents

植栽用多孔質セラミックスの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、厚さを薄くして軽量としても適度
の保水性と所定の強度を有し、上表面には多数の細孔が
あって容易に植物の根付きができ、しかも散水された水
の余剰分が徐々に底部から排出して長期にわたって植物
が生育されるような植栽用多孔質セラミックスを廉価に
得ようとするものである。 【解決手段】粒径５mm以下の溶融スラグまたは石炭灰を
主成分として、これに可塑性付与材を５〜３０重量％、
ガラス成形材を５〜１５重量％、粒径５mm以下の焼き抜
き材を５〜１５重量％含む原料を水で混練して押出成形
し、これを焼成して押出し方向により方向性をもった連
続気孔を形成した植栽用多孔質セラミックスの製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】この発明は、産業廃棄物である溶
融スラグまたは石炭灰を主成分とした原料を押出成形で
成形した植栽用多孔質セラミックスの製造方法に関し、
特に連続気孔が押出方向により方向性をもって形成され
た植栽用多孔質セラミックスの製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来から多孔質セラミックスは数多く提
案され、これらは透水材、ろ過材、吸水材、吸湿材、吸
音材、菌床材、建材その他各種の用途に広く用いられて
いる。また、これに用いる主原料についても、陶磁器廃
材（特開昭６３−１７６３８０号）、窯業スラッジ（特
開昭６１−２１９７７６号）、硅石および粘土（特開昭
５５−７５４９号）などが提案されている。しかしなが
ら、植栽用多孔質セラミックスを用いて例えば大都市の
ビルの屋上などを利用して都市の緑化を行うという提案
はいまだなされていない。
【０００３】上記のように、ビルの屋上を利用して大都
市の緑化を行なおうとする場合には、ここに土を運んで
植物を植えることは大都市の環境を考えると現実には出
来ず、ビル屋上のコンクリートの上に植物の生育に必要
な植栽用多孔質セラミックスなどの植栽ブロックを配置
することが必要となる。この植栽ブロックは、植物の生
育に必要な適度の保水性、適度の通水性を有するととも
に、その表面は植物の根付けに必要な細孔が無数に設け
られているなど、機能的に土に類似した特性を有するこ
とが必要である。
【０００４】さらに、この植栽ブロックはビルの屋上や
ベランダに付加して設置されるものとして、その厚さお
よびサイズは必要以上に大きくなることは好ましくな
く、そのうえで前記の適度な保水性とともに必要な強度
などが求められるものである。勿論、その前提として経
済性は当然に要求されるものである。中でも、通常は雨
水から供給される水を所定の期間保ちながら、何日にも
わたってその必要量を植物に持続的に供給できるように
しておくことは、植物の生育による緑化には不可欠であ
る。
【０００５】こうした条件を十分に満たす植栽ブロック
は、従来から公知な多孔質セラミックスには見出すこと
が出来なかった。即ち、従来の無機多孔質ブロックは、
一般に産業廃材を主原料として、これに適宜な気泡材或
いは気泡形成材を加えて混練し型枠に充填して成形し、
ついでこれを脱型して焼成するものであった。
【０００６】しかしながら、こうした従来の平板状の無
機質多孔体は、一般に内部の気孔が左右および上下に均
一に貫通しているために保水性が悪く、上面から散水す
るとその大部分が短時間のうちに下面からそのまま排出
されるようなものであった。また、下面を非通水性の皮
膜で被覆すると下面からの排水が実質的に出来なくなっ
て、今度は植物の根腐れを起こす恐れがあった。植栽に
用いるブロックは、底に孔の明いた植木鉢に見られるよ
うに余分な水分は植物の成長を阻害するために下部から
適当に排出されるとともに、その基材には土に類似した
適度な保水性があって植物に常に水が供給されることが
必要である。
【０００７】即ち、ビルの屋上またはベランダに設置し
て、これに樹木を生育させるための植栽ブロックは、厚
さを薄くして軽量の平板としたうえで適度の保水性と強
度を有し、しかも上表面には多数の細孔を有して容易に
植物の根付きができ、またブロックに散水された水の余
剰分は下面から排出されるなど、植物の生育に適合した
特殊な構造をもった無機多孔質ブロックであることが必
要である。しかしながら、これまで数多く提案されてい
る多孔質セラミックスはこうした条件を満足するもので
はなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、厚さを薄
くして軽量としても適度の保水性と所定の強度を有し、
上表面には多数の細孔があって容易に植物の根付きがで
き、しかも散水された水の余剰分が徐々に底部から排出
して長期にわたって植物が生育されるような植栽用多孔
質セラミックスを廉価に得ようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、粒径５mm以
下の溶融スラグまたは石炭灰を主成分として、これに可
塑性付与材を５〜３０重量％、ガラス成形材を５〜１５
重量％、粒径５mm以下の焼き抜き材を５〜１５重量％含
む原料を水で混練して押出成形し、これを焼成して押出
方向により方向性をもった連続気孔を形成することを特
徴とする植栽用多孔質セラミックスの製造方法（請求項
１）、粒径５mm以下の焼き抜き材は製材木屑、サトウキ
ビ搾り屑またはスチレン等の有機化合物の一種もしくは
二種以上であることを特徴とする請求項１記載の植栽用
多孔質セラミックスの製造方法（請求項２）、請求項１
または２で得られた多孔質セラミックスの下面又は側面
に通水性を低減するための皮膜を形成することを特徴と
する植栽用多孔質セラミックスの製造方法（請求項３）
である。
【００１０】以上の本発明によれば、押出方向により多
くの連続気孔を形成した植栽ブロックとなるので、薄く
て軽量のうえに高強度で適度の保水性を有し、植物の根
付きが容易で、しかも散水された水が徐々に底部から排
出されるような植栽ブロックを廉価に得ることができる
ものである。
【００１１】
【発明の実施の態様】この発明の植栽用多孔質セラミッ
クスの主原料は、産業廃棄物である高滓スラグまたは石
炭灰である。これらの原料の粒径はいずれも５mm以下の
ものを用いるが、好ましくは５〜１mmのものである。主
原料の粒径が5mmを超えると植栽用多孔質セラミックス
の強度が弱くなって、焼成前の工程のハンドリングで成
形体が破損し易い。石炭灰は火力発電所で発生する５〜
1mmクリンカアッシュが特に好ましい。これらの主原料
に可塑性付与材とガラス成形材を添加する。ここで用い
る可塑性付与材は無機系でも或いは有機系でもよく、例
えば無機系ではカオリナイト、ベントナイトなど、有機
系ではメチルセルロースなどが用いられる。これらの可
塑性付与材は単独または併用して使用される。可塑性付
与材は５〜３０重量％を用いる。これが５重量％未満で
は原料の可塑性が不足して押出成形ができにくくなり、
またこれが３０重量％を超えると原料が押出機につまっ
て成形がスムースに行われない。
【００１２】ガラス成形材は、得られる植栽用多孔質セ
ラミックスが多孔質であるところから、原料粒子を結合
して最終製品を所定の強度にするためのものである。ガ
ラス成形材としては、例えばシリカフラワー、ガラス粉
砕材、フリットなどが用いられる。これらのガラス成形
材は、この発明の焼成温度である６００℃以上で溶融し
てガラス化し多孔体に所定の強度特性を付与する。ガラ
ス成形材の添加量は５〜１５重量％とする。これが５重
量％未満であると製品の強度が低下し、またこれが１５
重量％を超えると製品の多孔性が失われ製品に適度な保
水性を保持させることができなくなる。
【００１３】焼き抜き材は、押出成形体を焼成した際に
焼去されて製品に連続気孔を形成するものである。焼き
抜き材は製材屑、サトウキビ搾り滓、廃材スチレン等の
有機化合物などの容易に大量入手できるものが好適に利
用できる。これらの焼き抜き材は、植物の根付きを考慮
すると粒径５mm以下に粉砕して用いるのが好ましい。焼
き抜き材の添加量は５〜１５重量％とする。焼き抜き材
の添加量が５％未満では製品の気孔率が不足して良好な
植栽用多孔質セラミックスとすることができない。ま
た、これが１５重量％を超えると気孔率が高すぎて強度
不足となる。植栽用多孔質セラミックスの見掛け気孔率
は３０〜５０％が好ましい。
【００１４】上記の原料に所定の水を加えてミキサーで
よく混練してさらに真空土練を行い、これを通常の押出
機で押出成形する。押出機による成形は、混合した原料
をホッパーから供給し、これをスクリューで連続して送
ってダイから所定の厚みをもって板状に押出し、その後
これを所定の長さで切断する。このサイズは、例えば厚
さ２０〜３０mm、長さ１０００mmである。この押出成形
で成形された成形体の焼き抜き材は、押出方向に繋がっ
た状態におかれるとともに、押出成形物の外表面はダイ
と強制的に接触するために製材屑、サトウキビ搾り滓な
ど比重の小さい焼き抜き材は内側に押し込められたもの
となる。
【００１５】次いで、この成形物を６００〜１２００℃
で加熱して焼成し、成形体の焼き抜き材を焼去してこの
部分に連続気孔を形成する。ここにおける焼成温度が６
００℃以下では原料のガラス成形材がガラス化せず焼成
体に十分な強度付与の特性を与えることが出来ない。ま
た、１２００℃を超えた温度で焼成すると、主原料にフ
ライアッシュクリンカを用いた場合などはクリンカの収
縮が大きくなって焼成体の亀裂や開気孔の消失といった
現象が生じる恐れがあるとともに、燃料消費も多くなっ
て経済的でない。この焼成によって、得られた平板状の
焼成体の押出方向により多くの連続気泡が形成されると
ともに、上下方向では前記の押出方向と比較して少ない
連続気泡しか形成されない。このため平板状の焼成体
は、成形体の押出方向には通水性が良好である反面、こ
れと直交する上下方向では通水は少ないといった特性を
有する多孔体となるものである。
【００１６】なお、この多孔体をより良好な植栽用多孔
質セラミックスとするためには、多孔体の下面又は側面
に通気孔を低減する薄膜を形成する。これによって、上
面から補給される散水の下面又は側面からの流失をさら
に少なくすることができる。この方法は、例えば押出し
た成形品の焼成前、その下面に彩薬を塗布し、これを焼
成してここにガラス膜を形成させる方法、成形品の焼成
後に撥水性のあるシリコン樹脂を塗布する方法などがあ
る。また、その生育に多くの水を必要とする植物に適す
る植栽ブロックとする場合には、散水をさらに吸収しや
すくするために多孔質セラミックスの上面を多数の針を
植設した治具で孔明けて用いると好ましい。
【００１７】
【実施例】（実施例１〜４、比較例１〜３）表１に示す
原料に同表に示す水を加えミキサーで十分に混練した。
これをスクリュー押出機で厚さ２０ｍｍで連続的に押出
し、これを長さ５０ｍｍに切断して押出成形体を成形し
た。この押出成形体を表１に示す温度で３時間焼成して
多孔体とした。この多孔体の製品特性は表１の通りであ
った。また、この多孔体の気孔の性状を目視で観察した
ところ表１の気孔の特性の通りであった。さらに、実施
例１の多孔体を長手方向に二分割し、その分割側の断面
を１０倍の顕微鏡で観察したところ図１の通りであっ
た。
【００１８】
【表１】
【００１９】以上のように、この発明の植栽用多孔質セ
ラミックスは、見掛け気孔率が高くて曲げ強さが大であ
る。また、形成される気孔も長手方向に帯状の気孔が形
成されていることが分かる。
【００２０】実施例３の多孔体を用いて洋芝を植栽した
結果を図２に示した。種まきから１５日後には長さ５ｃ
ｍまで育ち、多孔体にしっかり根づいていることが確認
された
【００２１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば多気泡
で軽量な植栽用多孔質セラミックスが産業廃棄物を用い
て容易に廉価で製造することができる。この植栽用多孔
質セラミックスは、気孔が横方向にはより多く連通し、
他方上下方向では横方向と比較して連通孔が少ないため
に植栽用多孔質セラミックス内に侵入した水の保水性は
適度に維持されて、この上に生育する植物は長い期間に
わたって水の補給を受けることが可能となるものであ
る。従って、この植栽用多孔質セラミックスを用いるこ
とにより大都市のビルの屋上やベランダなどを、土を用
いて埃を巻上げることもなく人工的な植木場に変えるこ
とができて、都市部の緑化を現実することが期待される
ことになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の一実施例になる植栽用多孔
質セラミックスの切断面の顕微鏡写真である。
【図２】図２は、この発明の一実施例になる植栽用多孔
質セラミックスを用いて植栽した洋芝の斜視図。
【符号の説明】
１…多孔体、２…洋芝。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】粒径５mm以下の溶融スラグまたは石炭灰を
    主成分として、これに可塑性付与材を５〜３０重量％、
    ガラス成形材を５〜１５重量％、粒径５mm以下の焼き抜
    き材を５〜１５重量％含む原料を水で混練して押出成形
    し、これを焼成して押出方向により方向性をもった連続
    気孔を形成することを特徴とする植栽用多孔質セラミッ
    クスの製造方法。
  2. 【請求項２】粒径５mm以下の焼き抜き材が製材木屑、サ
    トウキビ搾り屑またはスチレン等の有機化合物の一種も
    しくは二種以上であることを特徴とする請求項１記載の
    植栽用多孔質セラミックスの製造方法。
  3. 【請求項３】請求項１または２で得られた多孔質セラミ
    ックスの下面又は側面に通水性を低減するための皮膜を
    形成することを特徴とする植栽用多孔質セラミックスの
    製造方法。
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