JPH0750923A

JPH0750923A - 土壌代替物

Info

Publication number: JPH0750923A
Application number: JP5199384A
Authority: JP
Inventors: Kohei Ueda; 耕平上田; Yukitaka Kadowaki; 幸孝門脇; Masahiro Ikenaga; 昌弘池永
Original assignee: Sekisui Plastics Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1993-08-11
Filing date: 1993-08-11
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【構成】合成樹脂製の発泡体粒子１の表面に、ゼオラ
イト等の土壌改良材２と捲縮を有するポリエステル短繊
維３と、接着剤とを混合し、粒状化したもの。【効果】合成樹脂製の発泡体粒子１を用いることによ
って軽量化できる。接着剤によって発泡体粒子１と土壌
改良材２等との分離が回避されるので、上記発泡体粒子
１の流出を防止できて、培土の減少に起因する支承性の
劣化を防止できる。捲縮を有するポリエステル短繊維３
によって各発泡体粒子１間に空隙を形成できるので、上
記空隙によって優れた保水力を得ることができる。これ
らにより、軽量で、支承性の劣化も回避でき、保水力の
向上も図れるから、人工地盤上の庭園等の培土に好適に
用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土壌の代替物として、
もしくは土壌に添加して土壌改良材として使用される土
壌代替物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビルの屋上やマンションのベラン
ダ、テラス等の建物の一部に庭園等の緑化が施されるこ
とが多く、そのような緑化における人工地盤上には、当
然のことながら培土が客土として搬入され、その培土に
より植物が栽培される。

【０００３】そのような培土には、通常、排水性、保水
性、透水性、通気性、保肥性や支承性といった特性が要
求される。しかし、堆肥等の不足により、上記特性を有
する天然の良質な土壌の入手が困難なものとなってい
る。また、天然の土壌の嵩密度は１(g/cm³）を越えるこ
とが多く、そのような天然の土壌を人工地盤に培土とし
て客土した場合、上記客土の総重量が大となって建物に
悪影響を与えることがある。

【０００４】そこで、軽量化でき、かつ、人工的に製造
される培土として、例えば特公昭55-40005号公報に開示
されている土壌代替物が知られている。上記土壌代替物
は、疎水性ポリマーからなる発泡体粒子、親水性の無機
質発泡体粒子、天然有機質物質および無機質砂状物質を
混合した混合物であり、よって、天然の土壌より軽量な
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、コンクリー
ト地盤等の人工地盤では、自然地盤のように下層部から
の補給水が無く、かつ、コンクリートスラブの積載荷重
量の制限や栽培される植物が鑑賞用のため植物が目線よ
り下方とする必要から、客土の厚さを厚くできない。こ
のため、上記従来の構成では、人工地盤上の培土として
用いた場合、保水力が低く、頻繁に灌水する必要がある
という問題を生じている。

【０００６】また、上記従来の構成では、混合物の各組
成の比重が大きく異なり、灌水や雨により冠水すると、
比重の小さな発泡体粒子が上層に移行し、露出した発泡
体粒子が風等によって飛散したり、冠水によって流出し
たりし易いという問題も生じている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の土壌代替物は、
以上の課題を解決するために、合成樹脂製の発泡体粒子
と、土壌類および土壌改良材類からなる群から選択され
た少なくとも一つの改質材と、捲縮を有する短繊維と、
接着剤とが混合され、粒状化されていることを特徴とし
ている。

【０００８】上記短繊維の素材としては、例えば、ナイ
ロン、ビニロン、ビニリデン、ポリ塩化ビニル、アクリ
ル樹脂、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリウレタン等の合成繊維が、生分解し難いため好
ましい。また、セルロース、綿、カポック、羊毛、カシ
ミヤ、モヘア等の天然繊維や、ロックウール等の鉱物繊
維も用いることができる。

【０００９】上記短繊維の長さは、５mmから 200mmまで
のものが好ましく、さらに好ましくは、10mmから 100mm
までのものである。また、上記短繊維の太さは、 0.1デ
ニールから 150デニールまでのものが好ましく、さらに
好ましくは、１デニールから20デニールまでのものであ
る。

【００１０】上記短繊維の捲縮数は、４個／インチから
４０個／インチまでのものが好ましく、さらに好ましく
は、７個／インチから２５個／インチまでのものであ
る。

【００１１】上記の合成樹脂製の発泡体粒子は、粒状に
形成した合成樹脂製の発泡体、あるいは合成樹脂製の発
泡体を粉砕して粒状化したものである。使用される合成
樹脂としてはポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピ
レン、ポリウレタン、合成ゴム等が使用され、特に、ポ
リスチレン発泡体の粒子、または粉砕粒子が好適で、発
泡倍率２〜60倍、さらに好ましくは40〜50倍、粒径 0.1
〜40mm、さらに好ましくは１〜５mmのものが使用され
る。

【００１２】なお、上記発泡体粒子には、一旦使用した
発泡成形品を、粉砕機にて粉砕した再生品や、熱や溶媒
などにより減容した処理品も含む。また、前記の使用さ
れる合成樹脂としては、難燃剤等の助剤を有していても
よい。なお、上記発泡体粒子を製造するには、公知のい
かなる方法が採用されてもよく、その製造方法について
なんら制約を受けるものではない。

【００１３】上記接着剤としては、水反応性ウレタンプ
レポリマーと水との混合物等の反応型接着剤や、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン、ポバール、ア
クリル系樹脂、再生ゴム、ブチルゴム等の水系の蒸発型
接着剤を挙げることができる。なお、上記蒸発型接着剤
は、水等の分散媒により希釈して用い、接着後に上記分
散媒を飛散させるために乾燥工程を必要としている。し
たがって、反応型接着剤が、接着後の乾燥工程を省くこ
とができるので、より好ましい。

【００１４】上記水反応性ウレタンプレポリマーとして
は、遊離のイソシアネート基を有する物、例えば、親水
性ポリエーテルポリオールとそれに対し過剰量のイソシ
アネート化合物とを、遊離のイソシアネート基を生成す
るように反応させることにより得られる種々のウレタン
プレポリマーが使用される。

【００１５】上記親水性ポリエーテルポリオールとして
は、例えば、ポリエチレングリコール単独やプロピレン
グリコール、ポリプロピレングリコール、ブタンジオー
ル、1,6-ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、
トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、ソルビ
トール、ポリエステルポリオール、ビスフェノールＡ等
の多価アルコールが挙げられ、また、アルキレンオキサ
イド、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド等の単独重合体や共重合体等も挙げられる。

【００１６】また、上記イソシアネート化合物として
は、トリレンジイソシアネート、3,3'−ビトリレン-4,
4'-ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、
ジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネート、3,3'−ジメ
チル−ジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、ナフタリン−1,5-イソホ
ロンジイソシアネート等、イソシアネート基を複数有す
る化合物が挙げられる。

【００１７】なお、上記水反応性ウレタンプレポリマー
では、酸性亜硫酸ナトリウム等のマスク剤を添加し、水
反応性ウレタンプレポリマーのイソシアネート基が上記
マスク剤でマスクされて安定化されていてもよい。ま
た、上記水反応性ウレタンプレポリマーには、エチレン
グリコールモノメチルエーテルアジピン酸エステルや、
上記例示のイソシアネート化合物等の架橋助剤などの添
加剤を配合することができる。

【００１８】上記水反応性ウレタンプレポリマーと水と
の混合割合は、水反応性ウレタンプレポリマー 100重量
部に対し、水 500〜5000重量部、好ましくは1000〜4000
重量部となるように選定される。

【００１９】上記土壌類としては、植物栽培用の土壌で
あれば特に制限されないが、例えば、黒ボク土、褐色森
林土、黄色土、褐色低地土等を使用できる。また、土壌
改良材類としては、特に制限されないが、例えば、泥
炭、腐植酸質資材、木炭、木炭灰、ゼオライト、ベント
ナイト、モンモリロナイト、珪藻土、バーミキュライ
ト、パーライト、ピートモス、ヤシガラ、バーク堆肥、
樹皮層片、珪藻土焼成物などが使用される。

【００２０】また、上記土壌類および土壌改良材類の粒
子の大きさとしては、粒子径が大きすぎれば発泡体粒子
や隣接する各粒子との接合点が少なくなり接着力が低下
するので、発泡体粒子の粒子径の１／５以下が好まし
い。なお、本明細書では粒子径は粒状体の長径を示す。

【００２１】その他、添加材として化学肥料、動植物系
有機質肥料、あるいは、高分子系土壌改良材、例えば、
吸水性ポリマー、イオン交換樹脂などを本発明の構成に
付加してもよい。ただし、上記添加材の添加量は、短繊
維と、土壌類および土壌改良材類からなる群から選択さ
れた少なくとも一つとを発泡体粒子の表面に接着剤によ
って固定する際に、上記接着剤の接着性を阻害しない範
囲で用いる。

【００２２】

【作用】上記の構成によれば、発泡体粒子と、短繊維
と、土壌類および土壌改良材類からなる群から選択され
た少なくとも一つの改質材とが接着剤によって相互に接
着されて、粒状化されているから、上記のように粒状化
されたものは灌水や雨によって冠水しても上記接着状態
が維持される。これにより、上記発泡体粒子が冠水によ
って分離して上層に移行することが回避される。

【００２３】また、上記短繊維は、捲縮によって、発泡
体粒子の表面や土壌類や土壌改良材との接触面積を増大
化できるので、より強固に発泡体粒子に接着剤によって
固定され、かつ、土壌類や土壌改良材等の改質材とも同
様に強固に接着されて、上記改質材を発泡体粒子により
強固に保持することになる。

【００２４】その上、上記構成は、短繊維および改質材
の固定された発泡体粒子から、上記短繊維の一部を捲縮
を有して突出した状態とすることができるので、上記発
泡体粒子間を、短繊維によって空隙を有して結合し、そ
の上、それらの結合も捲縮によって、複雑に絡み合った
状態で複数の発泡体粒子を結合できるようになってい
る。

【００２５】これにより、捲縮を有する短繊維によっ
て、短繊維および改質材を固定した各発泡体粒子間や、
絡み合った各短繊維間に水を保持する空隙を形成し得る
から、形成された上記空隙により保水力の向上を図るこ
とができる。

【００２６】また、上記構成では、合成樹脂製の発泡体
粒子が用いられ、上記発泡体粒子の比重を小さくできる
ので、軽量化を図ることができる。

【００２７】

【実施例】本発明の一実施例について図１および図２に
基づいて説明すれば、以下の通りである。土壌代替物で
は、図１に示すように、合成樹脂製の発泡体粒子１の表
面に、粉体状あるいは粒状の土壌改良材２と捲縮を有す
るポリエステル短繊維３と接着剤とが混合され、粒状体
化されている。よって、上記土壌改良材２とポリエステ
ル短繊維３とが接着剤によって発泡体粒子１の表面上に
固定されている。

【００２８】また、上記のようなポリエステル短繊維３
は、その一部が上記発泡体粒子１の表面に接着される一
方、その他の部位が発泡体粒子１の表面から捲縮を有し
て突出している。また、上記ポリエステル短繊維３にも
土壌改良材２が接着されている。

【００２９】上記の実施例の構成は、発泡体粒子１と、
ポリエステル短繊維３と、土壌改良材２とが接着剤によ
って相互に接着されて、粒状化されているから、灌水や
雨によって冠水しても上記接着状態が維持されるものと
なっている。これにより、上記構成を培土として用いた
場合、従来生じ易かった上記発泡体粒子１が冠水によっ
て分離して上層に移行することが回避されるので、上記
発泡体粒子１の外部への流出や飛散による培土の減少を
防止できる。したがって、上記構成では、上記培土の減
少に起因する支承性の劣化を回避できる。

【００３０】また、上記ポリエステル短繊維３は、捲縮
されて湾曲しているので、発泡体粒子１の表面や土壌改
良材２との接触面積を増大化でき、より強固に発泡体粒
子１に接着剤によって固定され、かつ、土壌改良材２と
も同様に強固に接着されて、上記土壌改良材２を発泡体
粒子１の表面に対し、より強固に保持できるようになっ
ている。

【００３１】その上、上記構成は、用いるポリエステル
短繊維３の捲縮数や長さを調整することによって、土壌
改良材２およびポリエステル短繊維３の固定された発泡
体粒子１から、上記ポリエステル短繊維３の一部を、捲
縮を有して突出した状態とすることができる。したがっ
て、上記各発泡体粒子１…間をポリエステル短繊維３に
よって結合した際、上記各発泡体粒子１…間は空隙を有
することができ、その上、それらの結合は、捲縮した各
ポリエステル短繊維３…が複雑に絡み合った状態で複数
の発泡体粒子１…を相互に結合できる。

【００３２】これにより、上記構成は、捲縮を有するポ
リエステル短繊維３によって、ポリエステル短繊維３お
よび土壌改良材２を固定した各発泡体粒子１…間や、絡
み合った各ポリエステル短繊維３…間に水を保持する空
隙を形成し得るから、形成された上記空隙により保水力
の向上を図ることができる。

【００３３】また、上記構成では、合成樹脂製の発泡体
粒子１が用いられ、上記発泡体粒子１の比重を小さくで
きるので、軽量化を図ることができる。

【００３４】したがって、上記構成は、土壌改良材２に
よって保肥性や保水性を有し、その上、捲縮を有するポ
リエステル短繊維３によって、各発泡体粒子１…間や各
ポリエステル短繊維３…間に空隙を形成できるので、上
記空隙によって保水性をさらに向上させることができ
る。

【００３５】その上、各発泡体粒子１…を、各ポリエス
テル短繊維３…によって、上記空隙を形成し、かつ、各
発泡体粒子１…間を弾性を有して一体化できるから、植
物の根を支える支承性をさらに向上させることが可能と
なる。

【００３６】これらの結果、上記構成は、軽量で、保水
性や支承性に優れているので、建物の屋上やベランダ等
の人工地盤上の培土として好適に用いることができる。

【００３７】次に、本発明の土壌代替物の製造方法につ
いて説明する。まず、上記製造方法に用いたミキサーに
ついて説明すると、図２に示すように、上記のミキサー
４は、ステンレス製の有底円筒状に成形され、その上部
から原料を投入できる一方、その側部から加工物を排出
できるようになっている。

【００３８】また、上記ミキサー４の底部には、投入さ
れた各原料を攪拌することにより混合するミキシングア
ジテータ５が、ほぼ同軸状に回転するように取り付けら
れている。そして、上記ミキサー４の内周面には、各原
料を分散させるためのチョッパ６が、上記ミキシングア
ジテータ５の回転軸に対してほぼ直角の回転軸にて回転
するように取り付けられている。

【００３９】上記ミキシングアジテータ５は、３枚羽根
からなり、周速度６〜７ｍ／ｓの低速度の回転により、
投入される原料である粉体や粒状体や繊維状物を、それ
らの形状を破壊することなしに混合分散できるようにな
っている。

【００４０】一方、前記チョッパ６には、２〜７段のイ
ンペラ６ａが、上記ミキシングアジテータ５に対して、
ほぼ垂直方向の回転軸にてより高速に回転するように取
り付けられている。上記各インペラ６ａ…は、繊維状物
の長さに応じて上記各インペラ６ａの回転軸方向の間隔
の調整することにより、上記繊維状物を、その形状を破
壊することなく開繊しながら、つまり解きほぐしながら
他の原料と混合することが可能となっている。

【００４１】次に、上記土壌代替物の製造方法について
説明する。上記製造方法では、発泡ポリスチレン成形体
（発泡倍率50倍、見掛け比重0.02）を粉砕機にかけた
後、直径５mmの丸穴が多数穿設された節目皿を通過させ
て、図１に示すように、粒子径５mmアンダーの合成樹脂
からなる発泡体粒子１を得た。

【００４２】上記発泡体粒子１ 15000ｍｌと、土壌改良
剤２としての珪藻土 700ｇ、土壌改良剤２としてのゼオ
ライト 700ｇ、土壌改良剤２としての木炭灰1000ｍｌ、
土壌改良剤２としての真珠岩パーライト1800ｍｌと、接
着剤としての水1500ｇおよび水反応性ウレタンプレポリ
マー（液温20℃、東邦化学社製、商品名Hycel-OH-1）18
0ｇと、捲縮を有するポリエステル短繊維３（繊維太さ1
8デニール、繊維長38mm、捲縮数21個／インチ）２５ｇ
とをミキサー４内に投入し混合して混合物を得た。

【００４３】次に、上記ミキサー４内で、上記ミキシン
グアジテータ５とチョッパ６とを回転することにより、
上記混合物は、そのポリエステル短繊維３を開繊しなが
らほぼ均一に分散して混合された。このとき、水反応性
ウレタンプレポリマーが水との反応によって架橋して、
水に不溶なウレタンポリマーとなることにより、発泡体
粒子１の表面に、ポリエステル短繊維３、土壌改良材２
が上記ウレタンポリマーによって接着された前述した土
壌代替物が得られた。

【００４４】比較例として、上記実施例のポリエステル
繊維を除いた他は同様に製造して土壌代替物を得た。上
記比較例の土壌代替物を土の遠心含水当量試験（JIS A1
207)により、保水力（有効水分量）を測定したところ、
その結果は８ｇ／100ml を示した。

【００４５】一方、前記実施例にて得られた土壌代替物
を、同様にJIS A1207 により、保水力（有効水分量）を
測定したところ、その結果は20ｇ／100ml を示した。こ
れにより、上記実施例の土壌代替物は、ポリエステル短
繊維３を加えることによって、比較例の土壌代替物よ
り、大きな保水力を有することが判った。

【００４６】このように上記実施例の方法は、前述した
構成のように保水力の向上した土壌代替物を得ることが
できる。このとき、上記方法は、発泡体粒子１、土壌改
良材２、ポリエステル短繊維３および水と水反応性ウレ
タンプレポリマーとを混合した混合物を、チョッパ６に
よってポリエステル短繊維３を開繊しながら、上記水反
応性ウレタンプレポリマーが水と反応して固化したウレ
タンポリマーによって発泡体粒子１上に土壌改良材２お
よびポリエステル短繊維３を接着できる。

【００４７】このことから、上記方法は、チョッパ６に
よって上記混合物が団子状となることを防止して、得ら
れた土壌代替物を、空隙を有する粒状体の集合体とする
ことができる。

【００４８】すなわち、上記方法は、捲縮を有するポリ
エステル短繊維３の一部を発泡体粒子１上に接着し、上
記ポリエステル短繊維３の他の部位を、上記発泡体粒子
１の表面から捲縮を有して突出した状態とすることがで
きる。

【００４９】これにより、前述したように、発泡体粒子
１から突出した各ポリエステル短繊維３…が相互に絡み
合ったり、隣接する各発泡体粒子１…を相互に弾性を有
して結合したりすることによって、土壌改良材２の固定
された各発泡体粒子１…間や各ポリエステル短繊維３…
間に、保水性を有する空隙を形成することができる。

【００５０】この結果、上記方法では、上記空隙を形成
することができるので、保水性に優れた土壌代替物を得
ることができる。なお、上記ポリエステル短繊維３に
は、保水性を高めるために親水性処理を施してもよい。

【００５１】

【発明の効果】本発明の土壌代替物は、以上のように、
合成樹脂製の発泡体粒子と、土壌類および土壌改良材類
からなる群から選択された少なくとも一つの改質材と、
捲縮を有する短繊維と、接着剤とが混合され、粒状化さ
れている構成である。

【００５２】それゆえ、上記構成は、合成樹脂製の発泡
体粒子を用いたから、上記発泡体粒子の比重が小さくで
きることにより、軽量化を図ることができる。

【００５３】また、上記のように粒状化されたものは灌
水や雨によって冠水しても上記接着状態が維持される。
これにより、上記構成を培土に用いた場合、上記発泡体
粒子が冠水によって分離して上層に移行することが回避
されるから、上層に移行した発泡体粒子が、その比重が
小さいことによる流出や飛散を防止できる。よって、上
記培土の流出等による減少を回避できて、上記培土の減
少に起因する支承性の劣化を防止できる。

【００５４】また、上記構成は、短繊維および改質材の
固定された発泡体粒子から、上記短繊維の一部を捲縮を
有して突出した状態とすることができるので、上記発泡
体粒子間を、短繊維によって空隙を有して結合し、その
上、それらの結合も捲縮によって、複雑に絡み合った状
態で複数の発泡体粒子を結合できる。

【００５５】これにより、捲縮を有する短繊維によっ
て、短繊維および改質材を固定した各発泡体粒子間や、
絡み合った各短繊維間に水を保持する空隙を形成し得る
から、形成された上記空隙により保水力の向上を図るこ
とができ、かつ、上記短繊維によって各発泡体粒子間に
空隙を有しながら上記各発泡体粒子を一体化できるの
で、上記構成を培土として用いた場合、植物を支える支
承性の向上も図れる。

【００５６】これらの結果、上記構成は、軽量化でき、
支承性の劣化も防止でき、その上、優れた保水力や支承
性を有することができるので、人工地盤上の庭園等の培
土に好適に用いることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の土壌代替物の模式断面図である。

【図２】上記土壌代替物の製造に用いたミキサーの一部
破断面を示した正面図である。

【符号の説明】

１発泡体粒子２土壌改良材３ポリエステル短繊維

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂製の発泡体粒子と、土壌類および
土壌改良材類からなる群から選択された少なくとも一つ
の改質材と、捲縮を有する短繊維と、接着剤とが混合さ
れ、粒状化されていることを特徴とする土壌代替物。