JP2001275503A

JP2001275503A - 人工培地用不織布及び人工培地

Info

Publication number: JP2001275503A
Application number: JP2000096396A
Authority: JP
Inventors: Hisayuki Takigawa; 久幸瀧川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ロックウール培地と同等の形態安定性、吸水
性、保水性を確保しつつ、さらに成型性を向上し、大気
汚染の一因である炭酸ガスを生ずることなく安価に成型
可能にすると共に、使用済後土中で自然に分解可能にし
た人工培地用不織布及び人工ン培地を提供することを課
題とする。【解決手段】混合繊維ウェブを機械的に絡合した不織
布であって、混合繊維が植物質繊維と低融点ポリ乳酸系
生分解性繊維とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として植物工場
や野菜工場における養液栽培に用いる人工培地用不織布
及び人工培地の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、植物工場や野菜工場では、設備
費用の低減化と栽培期間の短縮化を図るため、養液を循
環するベッド型栽培方式が多く採用されている。そし
て、このベッド型栽培方式には、砂、礫の他に顆粒状の
人工土壌から成る人工培地（以下、人工土壌培地とい
う）が育苗ポットに詰められて使用されている。

【０００３】しかし、この人工土壌培地は、顆粒状であ
るため、育苗ポットに詰めるのに手数を要し、作業性が
悪いばかりでなく、人工土壌が吸水によって移動し、発
根・成育条件が安定せず、育苗期間が長くなる傾向にあ
った。また、育苗ポットから定植のために移すときに、
人工培地が脱落して、周辺を汚したり、根を損傷して、
定植期間が長くなる傾向にあった。

【０００４】そこで、顆粒状の人工培地の有する問題を
解決するために、ロックウールから成るマット状の人工
培地（以下、ロックウール培地という）が開発された。
このロックウール培地は、岩綿（玄武岩）を１，５００
℃以上で溶解して、肥料成分（炭酸カルシウム等）と繊
維結合剤（フェノール樹脂）と吸水性を付与する添加剤
等を含有した液状物質とを、高速回転しているドラムに
注いで繊維状に加工して、繊維間を結合してマット化し
たものである。このロックウール培地は、吸水性・保水
性が良好で、かつ吸水による形態変化がなく、発根・成
育条件が安定するため、汎用されている。

【０００５】しかし、ロックウール培地は、岩綿の溶解
に多量の熱量を消費して大気中に大量の炭酸ガスを放出
して大気汚染の一因になっているだけでなく、使用済後
廃棄しても土中で分解しないという問題があり、製品の
リサイクル化や自然環境の破壊防止という時代の趨勢に
合わなくなっているのが実情である。

【０００６】また、植物質繊維として、椰子殻繊維を樹
脂成型した人工培地も使用されている。しかし、椰子殻
繊維培地は、吸水性、保水性、取扱い性等がロックウー
ル培地に比べて悪く、繊維径が太く、もろいため、低目
付品のシート化、成型ができず、形状の小さな育苗ポッ
トや人工培地に適さないのが実情である。

【０００７】さらに、植物質繊維を使用した不織布とし
て、ジュート繊維とコイヤ繊維とを混合した不織布シー
ト（特開平６−１８１６２９号公報）が提案されてい
る。しかし、この不織布シートは、成型用材料（樹脂）
を使用しなければ成型できず、またジュート繊維とコイ
ヤ繊維が吸水性を有しているものの、その繊維径が太
く、保水性が悪いため、人工培地としては使用できな
い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ロックウー
ル培地と同等の形態安定性、保水性、吸水性を確保しつ
つ、さらに成型性を向上し、大気汚染の一因となる炭酸
ガスを生ずることなく安価に成型可能にすると共に、使
用済後土中で自然に分解可能にした人工培地用不織布及
び人工培地を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る人工培地用
不織布は、混合繊維ウェブを機械的に絡合した不織布で
あって、混合繊維ウェッブが植物質繊維と低融点ポリ乳
酸系生分解性繊維とから成る。

【００１０】この手段によれば、植物質繊維と低融点ポ
リ乳酸系生分解性繊維とが機械的に絡合されているか
ら、優れた吸水性と保水性と熱成型性と生分解性とを有
し、任意の立体形状の人工培地が炭酸ガス発生要因とな
る多量の熱量を消費することなく安価に成型される。

【００１１】本発明において、植物質繊維と低融点ポリ
乳酸系生分解性繊維との混合比（重量％）としては、５
０：５０〜７０：３０の範囲が好適である。というの
は、植物質繊維の配合割合が５０重量％未満になると、
低融点成分が熱成型により樹脂化して、繊維充填密度が
低下して、吸水性があっても保水性が低下する傾向にな
るからである。また、低融点ポリ乳酸系生分解性繊維の
配合割合が３０％未満になると、熱成型時の融着ポイン
トが少なくなるため、熱成型性が低下して高密度な培地
の成型がし難くなり、また吸水時の形態安定性も低下す
る傾向になるからである。

【００１２】本発明の人工培地用不織布は、育苗及び栽
培期間をより一層短縮化することを考慮すると、肥料成
分や成長促進剤等の栽培養分を含有することが好まし
く、さらには藻、水草、竹、木等の植物炭化粉末を含有
すると、粉末中のミネラル成分が成育をより一層増進し
て好適である。

【００１３】次に、本発明の人工培地は、上記人工培地
用不織布を、渦巻き状に巻回又は少なくとも２層以上積
層して立体形状に熱成型して成る。

【００１４】この場合、人工培地用不織布が栽培養分及
び植物炭化粉末を含有していると、栽培養分及び植物炭
化粉末は、その養分及びミネラル成分が溶出可能な状態
で、構成繊維に低融点ポリ乳酸系生分解性繊維の溶融固
化によって固着され、人工培地の取扱い時に脱落するこ
とがないから好ましい。

【００１５】この人工培地によると、吸水による形態変
化の問題が解消され、また良好な吸水性能と保水性能を
有するから、適度な湿り具合を保つことができる。さら
に使用済後に土中に埋設するだけで、炭酸ガスと水に分
解されるから、低融点ポリ乳酸系繊維の原料となるトウ
モロコシやジュート繊維の原料である麻の栽培地に埋設
すると、分解した炭酸ガスの有効利用を図ることがで
き、製品の完全リサイクル化が達成される。

【００１６】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。

【００１７】本発明に係る人工培地用不織布は、予め不
純物を除去し、平滑性を付与するために油剤処理を施し
た植物質繊維（ジュート、パーム等）５０〜７０重量％
と、重合度を変えることにより融点を下げた低融点ポリ
乳酸系生分解性繊維５０〜３０重量％とを混合した繊維
ウェッブを、機械的絡合手段によって交絡したものであ
る。

【００１８】上記機械的絡合手段としては、ニードルパ
ンチ法、ウォータジェットパンチ法、スパンレース法等
の公知の手段を適宜選択して使用することができる。

【００１９】この場合において、不織布の見掛け密度と
しては、０．０５〜０．３０ｇ／ｃｍ³に調整すれば、
低密度品から高密度品まで対応することができる。

【００２０】また、人工培地用不織布には、植物や野菜
の種類に応じて、リン酸カリウム、硫酸アンモニウム等
の肥料成分や成長促進剤等の栽培養分と、ミネラル成分
を含有する植物炭化粉末とを適宜調整して含浸すること
もある。

【００２１】また、本発明に用いる植物質繊維として
は、ジュート、パーム、コットン等を用いることができ
るが、均一な不織布シート化及びコストの点を考慮する
と、ジュート繊維が特に好ましい。

【００２２】次に、本発明に係る人工培地Ｓは、上記人
工培地用不織布１を、図１に示すように、帯状に裁断し
て渦巻き状に緊密に巻回して略円柱状に熱成型するか、
図２に示すように、例えば３枚重ねて略四角形に打ち抜
くか又は略四角形の打ち抜き品を積層して略立方体状に
熱成型して成る。

【００２３】この場合、人工培地Ｓは、帯状の巾と巻回
回数、あるいは積層枚数と一辺の長さを適宜調整するこ
とにより任意の高さと大きさを有する立体形状に熱成型
することができる。また、打ち抜き形状を円形、多角形
等に変えることにより、所望の立体形状の人工培地Ｓを
簡単に得ることができる。

【００２４】次に、図３は本発明の人工培地Ｓの使用方
法の一例を示す。この例によるときは、人工培地Ｓは、
養液栽培槽Ａの適所に配置したマット台Ｃ上に、一部を
養液Ｂに浸漬した吸水不織布Ｅを介して載置したもので
ある。なお、図中Ｄは、養液栽培槽Ａの上部をカバーす
るように設けた反射シートである。

【００２５】

【実施例】（実施例１）１．ウェッブ形成工程ジュート繊維６０％とポリ乳酸系生分解性繊維４ｄｔｅ
ｘ×５１ｍｍ４０％との混合繊維をウェッブ形成装置
（カード）にかけて、重量３００ｇ／ｍ²の繊維ウェッ
ブを作製した。

【００２６】２．不織布加工工程上記繊維ウェブをニードルパンチ装置にかけて、両面に
各々パンチ数５０ｐ／ｍ²，打ち込み深さ１５ｍｍの加
工を施して、厚み３ｍｍに調整したニードルパンチ加工
不織布を作製した。

【００２７】３．油剤洗浄及び養液含浸加工工程上記ニードルパンチ加工不織布を下記配合条件の液に含
浸加工し、養分付着量を２ｇ／ｍ²になるようにマング
ルで調整した後、ポリ乳酸系生分解性繊維の融点以下の
温度（例：１００℃）にて乾燥して、人工培地用不織布
を作製した。配合条件重量部養分（リン酸カリウム）１００部植物炭化粉末２部ＰＨ調整剤（水酸化ナトリウム）ＰＨ５．５に調整濃度２％

【００２８】４．成型加工工程所定巾に裁断した人工培地用不織布を、所定の大きさに
なるように渦巻状に巻回した後、ポリ乳酸系生分解性繊
維の融点以上の温度（例：１５０℃）にて熱成型加工を
施して、直径３．０ｃｍ×厚み２．０ｃｍの円柱状の人
工培地を作製した。

【００２９】（実施例２）１．ウェッブ形成加工工程ジュート繊維５０％とポリ乳酸系生分解性繊維４ｄｔｅ
ｘ×５１ｍｍ５０％との混合繊維をウェッブ形成装置
（ランド）にかけて、重量３００ｇ／ｍ²の繊維ウェッ
ブを作製した。

【００３０】２．不織布加工工程上記繊維ウェブをスパンレース装置にかけて、片面から
ウォータジェットパンチ加工を施して、厚み３ｍｍに調
整したニードルパンチ加工不織布を作製した。

【００３１】３．油剤洗浄及び養液含浸加工工程上記ニードルパンチ加工不織布を下記配合条件の液に含
浸加工し、養分付着量を２ｇ／ｍ²になるようにマング
ルで調整した後、ポリ乳酸系生分解性繊維の融点以下の
温度（例：１００℃）にて乾燥して、人工培地用不織布
を作製した。配合条件重量部養分（リン酸カリウム）１００部濃度２％

【００３２】４．成型加工工程人工培地用不織布の複数枚（例：３枚）を積層して円
形、四角形、多角形等所定形状に打ち抜いて、ポリ乳酸
系生分解性繊維の融点以上の温度（例：１５０℃）にて
熱成型加工を施して、厚み２．７ｃｍ×縦３．０ｃｍ×
横３．０ｃｍの立方体状の人工培地を作製した。

【００３３】次に、本発明品である実施例１の人工培地
の（直径３．０ｃｍ×厚み２．７ｃｍの円柱状）と下記
の比較品１，２及び従来品１，２を用いて下記の保水性
試験と吸水性試験を行ったところ、表１の結果を得た。

【００３４】比較品１：ポリ乳酸系生分解性繊維１００
％で熱融着処理して立方体状に成型したもの（厚み２．
７ｃｍ×縦３．０ｃｍ×横３．０ｃｍの立方体状）比較品２：ジュート繊維１００％でニードルパンチ加工
を施し、円柱状に樹脂成型したもの（直径３．０ｃｍ×
厚み２．７ｃｍの円柱状）従来品１：ロックウール培地（厚み２．７ｃｍ×縦３．
０ｃｍ×横３．０ｃｍの立方体状）従来品２：椰子殻繊維培地（厚み２．７ｃｍ×縦３．０
ｃｍ×横３．０ｃｍの立方体状）

【００３５】保水性試験：各試料に水を十分に吸収させ
て１分間吊るして、水を切った前後の重量を測定して、
保水率（％）＝（吸水後の重量／吸水前の重量）×１０
０により求めた。吸水性試験：各試料を肥料養液に下端一部を浸漬して、
１０分間放置後の液の吸い上げ高さを測定した。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１から明らかなように、本発明品は、ロ
ックウール培地と同等の保水性と吸水性を有しているこ
とが判明した。

【００３８】次に、本発明品と比較例品１，２と従来品
１，２を用いて、育苗ポットに装填して上から吸水させ
て、播種、約１０〜２０日間育苗後、ポットから取り出
して、図３に示すような養液栽培の栽培試験を行ったと
ころ、表２の結果を得た。

【００３９】

【表２】

【００４０】表２の結果から明らかなように、本発明品
は、ロックウール培地と同等の成育結果が得られた。な
お、評価方法は、従来品１の成育状態を標準（５）にし
て、５段階評価によって行った。

【００４１】

【発明の効果】本発明の人工培地用不織布によるとき
は、優れた吸水性と保水性と熱成型性と生分解性とを有
するから、炭酸ガス発生要因となる多量の熱量を消費す
ることなく、任意の立体形状の人工培地を安価に、簡単
に成型することができる。

【００４２】また、本発明の人工培地によるときは、天
然素材で構成されているから、安価に大量生産できるだ
けでなく、さらに使用済後に土中に埋設するだけで炭酸
ガスと水に分解され、低融点ポリ乳酸系繊維の原料とな
るトウモロコシやジュート繊維の原料である麻の栽培地
に埋設すると、製品の完全リサイクル化を達成すること
ができる。また、立体形状の成型品であるから、育苗ポ
ットにも簡単に装填でき、作業性を向上することができ
ると共に、育苗・定植後の栽培においても吸水による形
態変化が生じず、発根・成育条件が安定して植物の成長
を早めることができる。さらに、栽培養分や植物炭化粉
末を含有したときには、植物の成長をより一層促進する
ことができ、植物の成長が早く生産性の高い植物工場や
野菜工場に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】人工培地の一実施の形態を示す斜視図である。

【図２】人工培地の他の実施の形態を示す斜視図であ
る。

【図３】本発明に係る人工培地の使用方法の一例を示す
説明図である。

【符号の説明】

１・・・人工培地用不織布Ａ・・・養液栽培槽Ｂ・・・養液Ｃ・・・マット台Ｄ・・・反射シートＥ・・・吸水不織布Ｓ・・・人工培地

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】混合繊維ウェブを機械的に絡合した不織
布であって、混合繊維ウェッブが植物質繊維と低融点ポ
リ乳酸系生分解性繊維とから成ることを特徴とする人工
培地用不織布。
【請求項２】植物質繊維と低融点ポリ乳酸系生分解性
繊維との混合比（重量％）が、５０：５０〜７０：３０
である請求項１に記載の人工培地用不織布。
【請求項３】肥料成分、成長促進剤等の栽培養分を含
有した請求項１に記載の人工培地用不織布。
【請求項４】藻、水草、竹、木等の植物炭化粉末を含
有した請求項１又は３に記載の人工培地用不織布。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の人工
培地用不織布を、渦巻き状に巻回又は少なくとも２層以
上積層して立体形状に熱成型したことを特徴とする人工
培地。
【請求項６】養分及びミネラル成分が溶出可能な状態
で、栽培養分及び植物炭化粉末が低融点ポリ乳酸系生分
解性繊維の溶融固化によって構成繊維に固着された請求
項３又は４に記載の人工培地。