JP2000119082A - 肥料及び土壌改質材用無機組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】室温付近で容易に合成できる、稲等の土壌中に
ケイ酸分が必要とされる作物に用いられるケイ酸質肥料
並びに土壌改良材を提供する。 【解決手段】非晶質ケイ酸水和物からなる肥料用又は土
壌改質材用の無機組成物であり、ケイ酸塩水和物がカル
シウム及び／又はマグネシウムを含有する、又、カリウ
ムを含有することを特徴とする前記の無機組成物であ
り、ケイ酸塩水和物中の全ＳｉＯ₂について、４重量％
クエン酸緩衝液（ｐＨの初期値が５．５）への溶出率が
極めて高いという特徴を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、稲等の土壌中から
のケイ酸分を必要とする作物に有用な肥料並びに土づく
り資材として用いることのできる無機組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】稲作に有用なケイ酸質肥料として、従来
からケイカル、並びにケイ酸カリ肥料が用いられてい
る。ケイカルはスラグを原料として製造され、Ｓｉ
Ｏ₂、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃を主成分とする、主としてアル
カリ分とケイ酸を補給するための土壌改質剤である。し
かしケイカルは塩酸可溶性ケイ酸分が３０重量％を越え
るものの、実際の土壌のｐＨに近い５〜７程度の領域で
は溶出量が極端に減少し、ケイ酸分の供給源としては非
常に効率の悪い資材である。従って、実際に使用する場
合には、田１０ａ当たり２００ｋｇと大量に施肥しなく
てはならず、それに要する労力が農業従事者の大きな負
担になっている。

【０００３】ケイカルは肥料の三要素のいずれをも含ま
ない資材であるため、他の肥料と混合して使用するのが
一般的であり、特にようりん４０ｋｇをケイカル２００
ｋｇと混合して散布するのが広く用いられている処方で
ある。ようりんは、それに含まれるケイ酸分の中性に近
いｐＨ域での溶出性が高い事が知られており、燐酸質肥
料であると同時にケイ酸質の供給源となっていることが
認められている。

【０００４】また、ケイ酸カリ肥料のケイ酸溶出性は、
ケイカルに比べると高いと言われているが、ようりんに
比べるとｐＨ５〜７では劣っており十分とは言えない。
ケイ酸カリ肥料も、ケイカルの場合と同様に、ようりん
と混合して施肥されることが多く、ここでもようりんが
ケイ酸質の供給源としての役割を果たしている。

【０００５】ケイカルの欠点であるケイ酸質溶出性が低
いことを改善するために各種の試みがなされ、中でもケ
イ酸カリ肥料の溶出性が比較的高いことに着目して、カ
リ成分を加える方法に基づいた、例えばケイ燐酸カリを
主成分とする新規肥料組成物（特公平１−２４７５９号
公報）や緩効性熔成ケイ酸カリ苦土肥料の製造法（特公
平２−２３５１４号公報）が開示されている。

【０００６】カリウム成分は、一般に組成物をガラス化
しやすくし、ケイ酸質の溶出性を改善するが、その反
面、カリ原料が高価であるため得られる製品も高価にな
る、十分に高いケイ酸溶出性を確保するにはカリ含有量
を高くしなければならず不経済である、カリウムが強ア
ルカリであるため製造設備の炉材を浸食する、カリを加
えると溶融物の粘度が上昇するため操業しにくく、それ
を下げようとして温度を上げるとカリが揮散する等の欠
点を有している。

【０００７】一方、ようりんに含まれるケイ酸分は溶出
性が高く、植物吸収性が高い事が知られている。市販さ
れているようりんに含まれるＳｉＯ₂は２０〜２５重量
％程度であるが、ケイ酸含有量を増やすとその溶出率が
低下する事が知られている。即ち、ようりん（溶成燐
肥）の一般的な原料配合にケイ石を加えて加熱溶融・急
冷して、２％クエン酸溶液へのケイ酸の溶出性を測定し
た試験例（工業化学雑誌第６０巻１１０９頁１９５７
年）によれば、２％クエン酸溶液（初期ｐＨが約２）へ
のケイ酸溶出量は３０重量％程度で頭打ちになると記載
されている。

【０００８】又、特公平２−２３５１４号公報には、ｐ
Ｈが４の酢酸ソーダ緩衝液を用いた可溶性ケイ酸の評価
法が植物吸収性との相関性が高いと記載されているが、
実際の土壌のｐＨはもっと中性に近く、たまたま試験に
使用した組成物のこの方法による溶出性が植物吸収性と
一致したと解釈するべきと思われる。ケイ酸質の溶出性
試験に関しては未だ公定法がなく、様々な方法が提案さ
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、室温付近で
容易に合成できる、稲等の土壌中にケイ酸分が必要とさ
れる作物に用いられるケイ酸質肥料並びに土壌改良材を
提供することを目的とするもので、特に、少量の施肥で
有効な、実際の土壌のｐＨ＝５〜７付近で溶出性の高い
ＳｉＯ₂を２５重量％以上含む無機組成物を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、各種の単肥と所望の
組成に配合して使用することのできる、ケイ酸を主体と
して、アルカリ分を含む資材を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、非晶質ケイ酸
塩水和物からなる肥料用又は土壌改質材用の無機組成物
であり、非晶質ケイ酸塩水和物がカルシウム及び／又は
マグネシウムを含有することを特徴とする前記の無機組
成物であり、また、カリウムを含有することを特徴とす
る前記の無機組成物である。

【００１１】本発明は、好ましくは、非晶質ケイ酸塩水
和物中の成分について、モル換算したときの（ＣａＯ＋
ＭｇＯ）／ＳｉＯ₂の比が、１．０〜２．５の前記の無
機組成物であり、又、カリウムを含有する非晶質ケイ酸
塩水和物中の成分について、モル換算したときの（Ｋ₂
Ｏ＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＳｉＯ₂の比が、１．０〜２．
５の前記の無機組成物である。

【００１２】更に、本発明は、ケイ酸塩水和物中の全Ｓ
ｉＯ₂について、４重量％クエン酸緩衝液（ｐＨの初期
値が５．５）への溶出率が５０％以上であることを特徴
とする前記の無機組成物である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、本発明者らが、ｐＨ５
以上の高いｐＨ域で高い溶出性を持つＳｉＯ ₂を含む組
成を探求した結果、同じ組成であってもその結晶性によ
って、溶出性が大きく変化すること、そして、特定組成
を有する非晶質の組成物が前記高ｐＨ域で高いケイ酸溶
出性を示すことを見出し、なされたものである。

【００１４】本発明は、非晶質ケイ酸塩水和物からなる
肥料用又は土壌改良材用の無機組成物である。従来公知
の肥料、土壌改質材用組成物でケイ酸溶出性を有するも
のの多くは、例えばケイ酸カリ肥料の如くに、水和した
鉱物を有しないが、本願発明の無機組成物は水和物であ
る非晶質ケイ酸塩であり、非晶質でありしかも水和物で
あるが故に優れたケイ酸溶出性を示す。

【００１５】本発明の非晶質ケイ酸塩水和物は、本発明
者らの実験的検討結果によれば、ＮＭＲ−２９Ｓｉのケ
ミカルシフト値（以下、単にＮＭＲ−Ｓｉという）につ
いて、−１１０〜−１００ｐｐｍの位置に明瞭なピーク
を有せず、非晶質シリカのようなＳｉＯ₄の網目構造を
有しておらず、後述するとおりに−８０ｐｐｍ以上−７
２ｐｐｍの領域に非晶質特有の幅広いピークを有してい
る。また、本発明の非晶質ケイ酸塩水和物の非晶質に関
しては、前記幅広いピークについて、その半値幅が８ｐ
ｐｍ以上の広がりを有する程度であれば十分である。

【００１６】更に、ＮＭＲによるＳｉの結合状態の測定
結果において、−８０ｐｐｍ以上−７２ｐｐｍ以下にケ
ミカルシフト値を有し、その半値幅が１０ｐｐｍ以上２
３ｐｐｍ以下の範囲のものが、極めて優れたケイ酸溶出
性を有するので好ましい。

【００１７】本発明において、非晶質ケイ酸塩水和物は
鉱物成分（酸化物として表す）としてＳｉＯ₂以外にＭ
ｇＯ、ＣａＯ、必要に応じてＫ₂Ｏを含み、更に、前記
鉱物成分に結合したＨ₂Ｏで主に構成されている。前記
鉱物成分の合計は、非晶質ケイ酸塩水和物全体の７５重
量％以上、好ましくは８０重量％以上あれば良い。前記
Ｈ₂Ｏ量については、３重量％以上２５重量％であり、
好ましくは、５重量％以上２０重量％以下であれば良
い。

【００１８】本発明において、非晶質ケイ酸塩水和物中
の鉱物成分量については、鉱物成分の全量中に、Ｋ₂Ｏ
が０〜２０重量％であればよい。Ｋ₂Ｏが含まれない場
合には、ＭｇＯが３〜２０重量％で、しかもＳｉＯ₂を
２５〜５０重量％であることが好ましい。前記範囲を満
足しない場合には、ケイ酸溶出量が充分でなく、肥料或
いは土壌改質材としての商品価値が下がってしまうこと
がある。

【００１９】即ち、本発明の無機組成物のＫ₂Ｏは０〜
２０重量％であることが好ましい。Ｋ₂Ｏ量が２０重量
％を超える場合、条件によっては施肥した土壌のｐＨが
上昇して作物に害を与える場合があり、またカリウム量
が多くなると原材料コストが上がるので好ましくない。

【００２０】本発明の無機組成物は、ＳｉＯ₂含有量が
２５重量％以上である。２５重量％未満では、十分なケ
イ酸溶出量が確保できないことがあり、ケイ酸質資材或
いは肥料としての価値が減少することがある。５０重量
％を越えると大幅にケイ酸溶出性が下がり、中性に近い
領域での溶出性が悪くなることがある。３２〜４５重量
％が好ましい範囲である。

【００２１】ＭｇＯは、後述するとおりに、本発明の無
機組成物を得るために必要な機械的エネルギーを減少さ
せる効果があるし、得られた無機組成物のケイ酸溶出率
を増大させる効果があり、また肥料成分としても有効な
ので、適当量含有させるのが好ましい。３重量％以下で
はこれらの効果が十分ではなく、２０重量％をこえると
施用した植物の肥効成分の吸収性に拮抗作用を生じ、不
都合を生じることがある。上記バランスから７〜１８重
量％が好ましい範囲である。

【００２２】また、本発明の無機組成物について、モル
換算した（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＳｉＯ₂比が１．０〜
２．５であることが好ましい。前記比が１．０より小さ
くなるとケイ酸溶出量が減少する一方、２．５を超える
とＳｉＯ₂含有量が低下し商品価値が低下することがあ
る。１．３〜２．０が好ましい範囲である。

【００２３】また、本発明において、Ｋ₂Ｏが含まれる
場合には、モル換算した（Ｋ₂Ｏ＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）／
ＳｉＯ₂比が１．０〜２．５であることが好ましい。前
記比が１．０より小さくなるとケイ酸溶出量が減少する
一方、２．５を超えるとＳｉＯ ₂含有量が低下し商品価
値が低下することがある。１．３〜２．０が好ましい範
囲である。

【００２４】更に、本発明の無機組成物において、主成
分を構成する前記成分の他に、微量要素として有効な硼
素やマンガンを含有させることもできる。硼素やマンガ
ンの存在は得られる無機組成物の非晶質化を促し、ケイ
酸の溶出性を助長する効果がある。不可避的に混入する
鉄酸化物やアルミニウムの酸化物などが含まれてもよ
い。しかし、アルミニウムについては、肥料効果が無
く、有効成分の含有量を低下させ、また、量が多くなる
とケイ酸分の溶出性に悪影響を及ぼすので、Ａｌ₂Ｏ₃の
量は鉱物成分中の２重量％以下に抑制することが好まし
い。

【００２５】本発明の無機組成物は、４重量％クエン酸
緩衝液（ｐＨの初期値が５．５）へのケイ酸分の溶出率
は５０％以上、好ましい組成範囲の無機組成物では６５
％以上であるという特徴を有し、また、ＮＭＲによるＳ
ｉの結合状態の測定結果によれば、−８０ｐｐｍ以上−
７２ｐｐｍ以下にケミカルシフト値が見られ、またその
半値幅は１０ｐｐｍ以上２３ｐｐｍ以下を示す。ここ
で、本発明の溶出率とは前記クエン酸緩衝液中に溶出し
たケイ酸の量を、無機組成物中の全ＳｉＯ₂量に対して
百分率で表したものである。

【００２６】無機組成物、特に肥料、土壌改質剤等のケ
イ酸分の溶出性を調べる方法としては、前述したとおり
に、２％クエン酸水溶液（ｐＨが約２）を用いる方法、
ｐＨ初期値が４の酢酸ソーダ緩衝液を用いる方法が知ら
れているが、いずれも溶出時のｐＨが低く、土壌のｐＨ
に近いｐＨ＝５〜７付近でのケイ酸の溶出性の評価方法
としては不適切である。本発明者らは、いろいろ検討し
た結果、４重量％クエン酸緩衝液（ｐＨの初期値が５．
５）を用いる方法が好適であることを見出したものであ
る。この方法により、肥料、土壌改質剤の土壌へのケイ
酸分の溶出性について、その評価が可能となる。

【００２７】本発明における可溶性ケイ酸の評価方法
は、４重量％クエン酸緩衝液（ｐＨの初期値が５．５）
を用いることを特徴とし、次に例示するように行えばよ
い。即ち、多量の肥料或いは土壌改質材の場合につい
て、前記の肥料或いは土壌改質材より約１００ｇのサン
プルを従来公知の方法で採取し、前記サンプルを振動ミ
ルで粉砕し、目開き１５０ミクロンの篩下とし、可溶性
ケイ酸の評価試料とする。前記評価試料を１ｇはかりと
り、クエン酸水溶液に２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を加
えてｐＨを５．５に調整した４重量％クエン酸緩衝液１
５０ｍｌを加え、３０℃水浴中で１時間揺動する。前記
溶液をろ紙でろ過して得られるろ液を純水で希釈した
後、ろ液中に含まれるＳｉＯ₂量をＩＣＰ（誘導結合プ
ラズマ発光分光法）で測定する。

【００２８】また、ＮＭＲ−２９Ｓｉの測定は、無機組
成物を振動ミルで粉砕して、目開き１５０ミクロンの篩
下とし、例えば、日本電子製ＧＸ２７０を用いて、マジ
ックアングルスピニング下にハイパワーデカップリング
を組み合わせたモードで１０秒間隔に約８０００回の積
算を行い、ケミカルシフトの調整としてポリジメチルシ
ランを−３３．８ｐｐｍとして、測定すればよい。尚、
アダマンタンを用いて ¹³Ｃの高磁場側共鳴ピークの半値
幅が０．１４７〜０．０７２ｐｐｍとなる様に調整す
る。この条件下で調整したときに、単結晶シリコンの半
値幅は０．７ｐｐｍであった。本発明の無機組成物は、
前記条件で測定したときに得られるＮＭＲ−２９Ｓｉが
−８０ｐｐｍ以上−７２ｐｐｍ以下にケミカルシフト値
を示し、その半値幅は１０〜２３ｐｐｍの間で様々な値
を示す。

【００２９】本発明の無機組成物のＮＭＲ−Ｓｉについ
て、その形状は略組成によって決まるが、製造方法によ
っても影響される。特に後述する本発明の製造方法によ
れば、同じ組成物であってもよりピークの半値幅の大き
いものが得られる。

【００３０】更に、本発明者らは、無機組成物のケイ酸
の溶出率とＮＭＲ−Ｓｉのケミカルシフト値が相関する
事を見いだしたものであり、具体的には、−８０ｐｐｍ
以上−７２ｐｐｍ以下にケミカルシフト値を有し、かつ
ピークの半値幅が１０ｐｐｍ以上２３ｐｐｍ以下である
無機組成物は、ケイ酸分のｐＨ＝５．５（初期値）のク
エン酸緩衝液溶出率が６５％以上である。

【００３１】前記の相関性を用い、試料の固体ＮＭＲ測
定を行うことのみで、前記溶出率を容易に推定すること
ができ、手間のかかる可溶性ケイ酸の評価を省略する事
もできる。クエン酸溶液を用いるケイ酸の溶出性の測定
においては、溶液中の共存イオンの影響や、溶出後の溶
液のｐＨの変化、溶出したケイ酸の再重合等、分析状の
いろいろな問題が生じるが、ＮＭＲ−Ｓｉの測定におい
ては前記煩わしさがない。

【００３２】ＮＭＲ−Ｓｉに基づく可溶性ケイ酸の評価
方法に関しては、従来公知の方法に比較して、正確性に
おいても優れているという効果を有している。すなわ
ち、ＮＭＲ−Ｓｉのケミカルシフト値はＳｉＯ₄の４面
体構造のつながりの状態を反映し、半値幅は原子配置の
ランダムさを表していると考えられる。原子配置のラン
ダムさ、すなわち非晶質状態を判別する方法として、一
般にＸ線回折装置を用いて回折パターンを見る方法があ
る。しかし、同じ組成の試料でＸ線回折で同じ様なブロ
ードなパターンが得られた試料であっても、ケイ酸質の
溶出性が異なっている場合があった。また、他のガラス
化状態の判別法として、光学顕微鏡を用いブロモホルム
を滴下し透過光下で試料粒子一個一個の状態を調べて、
その個数からガラス化状態を定量的に把握する方法が知
られている（工業化学雑誌６３巻４７７頁１９６０年）
が、この方法は非常に手間がかかり、かつ熟練のいる方
法であった。

【００３３】以下、本発明の無機組成物を得る方法を例
示する。原料として、消石灰、生石灰、蛇紋岩、珪石、
非晶質シリカ粉、石灰石、フェロニッケル鉱滓、フェロ
マンガン鉱滓、各種高炉滓、各種製鋼滓、製リンスラ
グ、フライアッシュ、水酸化カリウム等のＣａＯ、Ｍｇ
Ｏ、ＳｉＯ₂、Ｋ₂Ｏを含有する通常の原料類を利用する
ことができる。上記原料の中にはアルミナ分（Ａｌ
₂Ｏ₃）を含むものもあるが、アルミナ分はケイ酸溶出率
を悪化させ、またＡｌ₂Ｏ₃含有量が増加すると他の成分
の含有量が実質的に減るので、Ａｌ₂Ｏ₃含有量の増大は
好ましくない。Ａｌ₂Ｏ₃が含まれていない原料を使用す
るか、またはＡｌ₂Ｏ₃が含まれている原料は少量に限定
して使用し、得られる無機組成物中の鉱物成分中のＡｌ
₂Ｏ₃量が２重量％以下とすることが好ましい。

【００３４】シリカ原料は、ウォラストナイト、セピオ
ライト、タルク等の天然ケイ酸塩鉱物や非晶質の合成シ
リカを用いる方が、ケイ石を用いるより反応が早く進
み、短時間に非晶質ケイ酸塩水和物を得ることができる
ので好ましい。また、カリウム、マグネシウム、カルシ
ウム源として水酸化物を用いると、製品中の不要なイオ
ンが少なくできること、反応が早く進行することから好
ましい。更に、前記非晶質シリカ、水酸化カルシウム、
水酸化マグネシウムについては、高比表面積の微粉末を
用いることが一層好ましい。非晶質合成シリカと、カリ
ウム、マグネシウム、カルシウムのいずれか１種以上の
水酸化物とを組み合わせて使用する場合が、最も短時間
に非晶質のケイ酸塩水和物を得ることができるので、好
ましい。

【００３５】前記原料には結晶水、水和水、遊離水等の
水分が若干含まれるので、ボールミル、振動ミル、アト
ライターミル等の粉砕機を初めとする機械的エネルギー
を加えて反応させることで、本発明の無機組成物を得る
ことができる。原料中に水が含まれない場合、或いは少
ない場合には、原料全量に対して３〜２５重量％、好ま
しくは５〜１０重量％の水を加えて粉砕すればよい。前
記水の存在下で粉砕することで、反応が進みやすくな
り、短時間で目的とする非晶質のケイ酸塩水和物を得る
ことができる。前記機械的エネルギーを加える装置につ
いては、前述のボールミル、振動ミル、アトライターミ
ル等の粉砕機以外に、爆発衝撃反応器等の爆発的な衝撃
を加える装置なども用いることができる。これらの装置
のうち、連続的に原料を供給しながら非晶質化したケイ
酸塩水和物を取り出すことのできる振動ミルが好適に選
択される。

【００３６】前記操作で得られるケイ酸塩水和物は、通
常は平均粒子径が４μｍ以下の粉末状であり、そのまま
でも肥料または土壌改質材として利用できる。しかし、
このままでは微粉末であるため施肥の際に飛散するとい
う欠点があるので、サッカロース、メチルセルロース、
ポバール等をバインダーとして造粒することもできる。
特に、サッカロース等の糖類を使用して造粒する場合に
は、施肥後に糖類が分解して生じる炭酸ガスが溶出した
アルカリ分を中和して、ケイ酸溶出性を高めるという効
果をも有するので、好ましい。又、必要に応じて、窒
素、リン、カリなどを含む他の肥料を混合して、所望の
組成の複合肥料とすることもできる。

【００３７】

【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明
を更に詳細に説明する。

【００３８】〔実施例１〕水酸化カルシウム（和光純薬
製）、非晶質シリカ（日本シリカ工業、ＮＩＰＳＩＬ−
ＶＮ３）を、それぞれ５．７ｇ、３．２ｇはかりとって
混合し、振動ミル（ヘイコー製作所製、内容積５０ｃ
ｃ）で４時間処理した。振動ミルから取り出した組成物
は、ＳｉＯ₂、ＣａＯをそれぞれ３４．２重量％、４
７．２重量％含んでいた。従って、モル比ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ₂は１．４８となる。得られた粉末のＸ線回折結果か
ら、水酸化カルシウム由来のピークがほとんど痕跡をと
どめないまで非晶質化していた。

【００３９】この粉末の４％クエン酸ソーダ緩衝液（ｐ
Ｈ５．５）への溶出ケイ酸量（以下Ｃ−ＳｉＯ₂と呼
ぶ）は２５．９重量％、溶出率（以下ク溶率と呼ぶ）は
７６％だった。ＮＭＲ−Ｓｉの測定を行ったところ、ピ
ーク位置は−７５．１ｐｐｍ、半値幅は１２．０ｐｐｍ
であった。

【００４０】〔実施例２〕水酸化カルシウム、蛇紋岩、
ケイ石、水を、それぞれ３．３５ｇ、２．８１ｇ、２．
３１ｇ、０．３ｇ混合し、振動ミルに仕込み、４０時間
振動した。得られた粉末は、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ
をそれぞれ３９．２重量％、１３．３重量％、２８．９
重量％含んでいた。従って、モル比（ＣａＯ＋ＭｇＯ）
／ＳｉＯ₂は１．３０となる。

【００４１】この粉末のＣ−ＳｉＯ₂は２７．４重量
％、ク溶率は７０％であった。ＮＭＲ−Ｓｉの測定を行
ったところ、ピーク位置は−７７．１ｐｐｍ、半値幅は
９．３ｐｐｍであった。

【００４２】〔実施例３〕水酸化カルシウム、ケイ石
を、それぞれ５．４１ｇ、３．３８ｇ混合し、振動ミル
に仕込み、３２時間振動した。この粉末は、ＳｉＯ₂、
ＣａＯをそれぞれ３７．４重量％、４５．４重量％含ん
でいた。従って、モル比（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＳｉＯ₂
は１．３０となる。

【００４３】この粉体のＣ−ＳｉＯ₂は２５．１重量
％、ク溶率は６７％であった。ＮＭＲ−Ｓｉの測定を行
ったところ、ピーク位置は−７６．８ｐｐｍ、半値幅は
１０．２ｐｐｍであった。

【００４４】〔実施例４〕水酸化カリウム（和光純薬
製）、水酸化カルシウム、非晶質シリカ粉（日本シリカ
工業、ＮＩＰＳＩＬ−ＮＲ３）をそれぞれ１．６ｇ、
３．９ｇ、３．４ｇ混合し、振動ミルにいれ、４時間振
動した。振動ミルから取り出した粉末は、ＳｉＯ₂、Ｋ₂
Ｏ、ＣａＯをそれぞれ３６．３重量％、１４．５重量
％、３２．２重量％含んでいた。従って、モル比（Ｃａ
Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）／ＳｉＯ₂は１．２となる。得られた粉末の
Ｘ線回折結果から、水酸化カリウムおよび水酸化カルシ
ウム由来のピークがほとんど痕跡をとどめないまで非晶
質化していた。

【００４５】前記粉末のＣ−ＳｉＯ₂は２８．９重量
％、ク溶率は８０％であった。ＮＭＲ−Ｓｉの測定を行
ったところ、ピーク位置は−７４．２ ｐｐｍ、半値幅
は１０．６ｐｐｍであった。

【００４６】〔実施例５〕水酸化カリウム、水酸化カル
シウム、蛇紋岩、ケイ石、水を、それぞれ１．２ｇ、
２．７ｇ、２．２ｇ、２．６ｇ、０．２ｇ混合し、振動
ミルに仕込み、４０時間振動した。得られた粉末は、Ｓ
ｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯをそれぞれ３８．８重量
％、１１．０重量％、２２．８重量％、１０．２重量％
含んでいた。従って、モル比（Ｋ₂Ｏ＋ＣａＯ＋Ｍｇ
Ｏ）／ＳｉＯ₂は１．２となる。

【００４７】この粉末のＣ−ＳｉＯ₂は２６．２重量
％、ク溶率は６８％であった。ＮＭＲ−Ｓｉの測定を行
ったところ、ピーク位置は−７４．６ｐｐｍ、半値幅は
１０．４ｐｐｍであった。

【００４８】〔実施例６〕水酸化カリウム、消石灰、蛇
紋岩、ケイ石、水を、それぞれ１．０ｇ、３．４ｇ、
２．２ｇ、２．０ｇ、０．２ｇ混合し、振動ミルで４０
時間処理した。この粉末は、ＳｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ、ＣａＯ、
ＭｇＯをそれぞれ３２．５重量％、重量％、９．２重量
％、２８．９重量％、１０．３重量％含んでいた。従っ
て、モル比（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＳｉＯ₂は１．６とな
る。

【００４９】この粉体のＣ−ＳｉＯ₂は２６．３重量
％、ク溶率は８１％であった。ＮＭＲ−Ｓｉの測定を行
ったところ、ピーク位置は−７３．９ｐｐｍ、半値幅は
１０．１ｐｐｍであった。

【００５０】〔実施例７〕消石灰（和光純薬製）、非晶
質シリカ（日本シリカ工業、ＮＩＰＳＩＬ−ＶＮ３）
を、それぞれ４．６ｇ、４．２ｇはかりとって混合し、
振動ミルで４時間処理した。この組成物は、ＳｉＯ₂、
ＣａＯをそれぞれ４５．４重量％、３８．４重量％含ん
でいた。従って、モル比ＣａＯ／ＳｉＯ₂は０．９とな
る。

【００５１】この粉末のＣ−ＳｉＯ₂は１１．８重量
％、ク溶率は２６％であった。ＮＭＲ−Ｓｉの測定を行
ったところ、ピーク位置は−８１．０ｐｐｍ、半値幅は
１３．６ｐｐｍであった。

【００５２】〔実施例８〕水酸化カリウム（和光純薬
製）、水酸化カルシウム（和光純薬製）、非晶質シリカ
（日本シリカ工業、ＮＩＰＳＩＬ−ＮＲ３）を、それぞ
れ２．５ｇ、２．４ｇ、３．７ｇ混合し、振動ミルで４
時間処理した。この組成物は、ＳｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ、ＣａＯ
をそれぞれ４０．９重量％、２３．４重量％、２０．５
重量％含んでいた。従って、モル比（Ｋ₂Ｏ＋ＣａＯ）
／ＳｉＯ₂は０．９となる。この粉末のＣ−ＳｉＯ₂は１
５．５重量％、ク溶率は３８％であった。

【００５３】〔比較例１〕主成分が１１Ａトバモライト
（５ＣａＯ・６ＳｉＯ₂・５Ｈ₂Ｏ）である軽量気泡コン
クリート（ＡＬＣ）を粉砕して試料とした。この組成物
は、ＳｉＯ₂、ＣａＯをそれぞれ５２重量％、３７重量
％含んでいた。従って、モル比ＣａＯ／ＳｉＯ₂は０．
８となる。この粉末のＣ−ＳｉＯ₂は４．２重量％、ク
溶率は８％であった。

【００５４】〔比較例２〕ＳｉＯ₂を８８重量％含む非
晶質シリカ（日本シリカ工業、ＮＩＰＳＩＬ−ＶＮ３）
を、試料とした。この粉末のＣ−ＳｉＯ₂は１重量％、
ク溶率は１％であった。ＮＭＲ−Ｓｉの測定を行ったと
ころ、ピーク位置は−１１０．４ｐｐｍ、半値幅は７．
６ｐｐｍであった。

【００５５】〔比較例３〕ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯを
それぞれ３４．０重量％、５．３重量％、４１．８重量
％含むケイカルを、試料とした。ケイカルは高炉スラグ
を原料としており、結晶水は含まない。モル比（ＣａＯ
＋ＭｇＯ）／ＳｉＯ₂は１．６である。この粉末のＣ−
ＳｉＯ₂は１３．３重量％、ク溶率は３９％であった。
ＮＭＲ−Ｓｉの測定を行ったところ、ケミカルシフトは
−７４．０ｐｐｍ、半値幅は１４．８ｐｐｍであった。

【００５６】

【発明の効果】本発明の無機組成物は、全ＳｉＯ₂中の
４重量％クエン酸緩衝液（ｐＨの初期値が５．５）への
溶出率が高く、好適な組成範囲のものでは５０％以上、
更に６５％以上もの溶出率を有するので、土壌中への可
溶性ケイ酸を多く含むという特徴を有し、土壌中のケイ
酸分が有用な働きをする作物、特に稲作用の土づくり資
材あるいは肥料として有用である。しかも、本発明の無
機組成物は、従来公知のケイカルのように高温で溶融す
ることなく、室温近くで製造出来るという大きな特徴を
有し、産業上有用である。

【００５７】また、本発明の無機組成物を用いた肥料、
土壌改質材はいずれも、土壌中への可溶性ケイ酸を多く
含むという特徴を有するので、少ない施肥量で充分であ
り農家での省力化が可能となる特徴がある。また、燐酸
分を含まない、もしくは少量であることから、各種単肥
との混合散布により個々の土地に適した施肥が可能であ
ること、ケイ酸質の作物吸収性が良いので病虫害発生が
抑制されること、各種の肥料成分の吸収を助長し、収量
を増加させることができること、緩効性であり肥あたり
を起こさないこと、水には難溶であるので雨水に流亡せ
ず肥料散布の回数を減らすことができること等の利点を
有する。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０５Ｄ 3:00 5:00） Ｃ０９Ｋ 101:00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非晶質ケイ酸塩水和物からなることを特徴
   とする肥料用又は土壌改質材用の無機組成物。
2. 【請求項２】非晶質ケイ酸塩水和物がカルシウム及び／
   又はマグネシウムを含有することを特徴とする請求項１
   記載の無機組成物。
3. 【請求項３】非晶質ケイ酸塩水和物中の成分について、
   モル換算したときの（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＳｉＯ₂の比
   が、１．０〜２．５であることを特徴とする請求項２記
   載の無機組成物。
4. 【請求項４】非晶質ケイ酸塩水和物がカリウムを含有す
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の無機組成物。
5. 【請求項５】非晶質ケイ酸塩水和物中の成分について、
   モル換算したときの（Ｋ₂Ｏ＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）／Ｓｉ
   Ｏ₂の比が、１．０〜２．５であることを特徴とする請
   求項４記載の無機組成物。
6. 【請求項６】非晶質ケイ酸塩水和物中の全ＳｉＯ₂につ
   いて、４重量％クエン酸緩衝液（ｐＨの初期値が５．
   ５）への溶出率が５０％以上であることを特徴とする請
   求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５記
   載の無機組成物。