JP2003079243A - 植物栽培用材料 - Google Patents
植物栽培用材料Info
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- Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
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Abstract
られる植物栽培用材料の提供。 【解決手段】 (A)最大長さが20mm以下のセルロ
ースアセテート繊維80〜20質量%及び(B)最大長
さが20mm以下の細片状ポリウレタンフォーム20〜
80質量%を含有する植物栽培用材料。
Description
園芸分野において土壌代替品として使用できる植物栽培
用材料、その製造法及び植物栽培用成形体に関するもの
である。
て見られる局所的高温化現象、いわゆるヒートアイラン
ド現象は深刻さを増してきており、都市における生活環
境保全、地球環境問題等から、その緩和策が求められて
いる。緩和策の一つとして、ビルの屋上、ベランダ等を
緑化することが提案されており、一部地域では、義務付
けられるに至っている。しかし、単に天然土壌を土盛り
し、植物栽培を行うと建造物自体の強度の問題、雨等に
よる土砂の流出とそれに伴う排水設備の問題、乾燥する
と風により土砂が飛び散るといったような、解決困難な
問題が山積している。
された人工土壌や植物栽培用成型資材が提案されてい
る。すなわち、ビルの屋上やベランダ等に大きな重量負
荷を与えず、また、壁面や堀面等のような、通常土壌を
盛り上げることが不適切な場所にも利用できるという考
えで、各種のプラスチック類の連続気泡体をブロック化
し、人工土壌として利用する検討が行われている。
には、ポリウレタンフォームを基材とし、特定量の天然
繊維を含有させた植物栽培用成形体が開示され、特開昭
57−22621号公報には、ビル屋上等のコンクリー
ト表面に、ウレタンや尿素樹脂の連続気泡性の発泡樹脂
原液に植物種を混合して塗布発泡させる工法が開示さ
れ、特開平6−212510号公報には、生分解性が調
節されたセルロースアセテート繊維を用いた緑化用シー
トが開示されている。
やベランダ等で利用する植物栽培用成形体には、植物育
成に好適な、通気性、通水生、保水性、保肥性を有する
こと、発芽した根が内部に入り込みしっかり固定化され
ること、人が歩く場合のように使用する場所に適した強
度、硬度等を備えていることが必要である。しかし、上
記した従来技術では、それら性能のすべてを満足するま
でには至っていない。
等に優れ、実用上必要な強度や硬度を有する成形体が得
られる植物栽培用材料、その製造法、植物栽培用材料を
用いた植物栽培用成形体を提供することにある。
アセテート繊維と細片状ポリウレタンフォームを最適な
割合で混合し、成形したものが、通気性、通水性、保水
性等に優れた特性を示すこと、更に軽量で実用上必要な
強度や硬度を有することを見出し、先述の課題を解決し
たものである。
て、(A)セルロースアセテート繊維及び(B)細片状
ポリウレタンフォームを含有する植物栽培用材料を提供
する。
して、上記植物栽培用材料の製造法、上記植物栽培用材
料を用いた植物栽培用成形体を提供する。
ロースアセテート繊維は、天然繊維に比し疎水性が高い
が、合成繊維に比べるとその疎水性は低く、植物栽培に
際して適度な疎水性を有している。このため、セルロー
スアセテート繊維を用いると、通水性、保水性、保肥性
が過大でもなく、また不足することもなく、植物栽培に
適した特性を示す。
は、アセテートフィラメント(長繊維)、アセテートフ
ィラメントを集束したアセテートトウ、アセテートステ
ープル(短繊維)を含むもので、これらの繊維には捲縮
はあってもなくても良いが、通気性、通水性、保水性の
点からは、捲縮があるアセテートステープルが好まし
い。また、セルロースアセテート繊維としては、ステー
プル工場等の屑繊維、たばこフィルター工場の屑フィル
ター等の廃材を用いることもできる。これらのセルロー
スアセテート繊維は、植物栽培用材料中における分散性
を高めるため、カード等でよく解して使用することが好
ましい。
繊維、セルロースジアセテート繊維又はこれらの混合物
であっても良いが、セルロースジアセテート繊維が好ま
しい。
混合物を含むものであるとき、最大長さが20mm以下
であることが好ましく、5〜20mmであることがより
好ましく、10〜15mmであることが更に好ましい。
最大長さが20mm以下であると、植物栽培用材料中に
おける分散性を高めることができると共に、成形時にお
ける復元性が抑制されるので、成形性が向上され、成形
体にしたときには通気性、通水性、保水性等が向上し、
しかも前記特性が偏在することがなくなる。
が切断、破砕、解砕、粉砕等の手段により機械的に細片
化されたものを用いることができる。
好ましくは1.5〜10デニール、より好ましくは2〜
8デニール、更に好ましくは2.5〜5デニールの範囲
から選択することができ、繊度の異なるものを混合して
使用しても良い。
が、通気性、通水性、保水性の点からは、Y字型が好ま
しい。
レタンフォームは、成形体に強度、硬度、耐久性を付与
するもので、原料となるポリウレタンフォームは、ポリ
オールとイソシアネートの反応発泡体である軟質ポリウ
レタンフォームからなるものである。
ールやポリエステルポリオール等を挙げることができ、
ポリエーテルポリオール系のものが好ましい。ポリエー
テルポリオールは、ポリプロピレングリコール、グリセ
リン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール等の多価ア
ルコール類、エチレンジアミン、エタノールアミン等の
アミン類を出発原料とし、これにエチレンオキシドやプ
ロピレンオキシド等のアルキレンオキシドを開環重合し
たものが用いられる。ポリオールは、数平均分子量が2
00〜10,000の範囲のものが好ましい。
ネート、代表的にはTDI(トリレンジイソシアネー
ト)、MDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)等
を挙げることができる。
ームは、例えば、発泡工程で出る屑、荷物等の緩衝材と
して使用されたもの、家具等に充填材として使用された
ものを用いることもできる。
はないが、最大長さが20mm以下の細片状であること
が好ましく、5〜20mmの細片状であることがより好
ましく、10〜15mmの細片状であることが更に好ま
しい。最大長さが20mm以下であると、植物栽培用材
料中における分散性を高めることができると共に、成形
時における復元性が抑制されるので、成形性が向上さ
れ、成形体にしたときには通気性、通水性、保水性等が
向上し、しかも前記特性が偏在することがなくなる。
3g/cm3の範囲が好ましく、0.015〜0.02
5g/cm3の範囲がより好ましく、0.015〜0.
02g/cm3の範囲が更に好ましい。
体が切断、破砕、解砕、粉砕等の手段により機械的に細
片化されたものを用いることができるほか、細片状に成
形したものを用いることもできる。
(A)成分が好ましくは80〜20質量%、より好まし
くは70〜30質量%、更に好ましくは60〜40質量
%であり、(B)成分が好ましくは20〜80質量%、
より好ましくは30〜70質量%、更に好ましくは40
〜60質量%である。
で、(B)成分の含有割合が20質量%以上であると、
(A)及び(B)成分を均一に混合することができ、接
着剤との混合性も良いので、成形性が向上する。また、
(A)成分の含有割合が20質量%以上で、(B)成分
の含有割合が80質量%以下であると、保水性を高める
ことができるので、植物の発芽や生育にとって好適な状
態を保持できる。
囲内であると、植物栽培用材料から得られる成形体の通
気性、通水性、保水性、保肥性と、強度及び硬度とをバ
ランス良く付与することができる。
めるため、更に接着剤を配合することができる。接着剤
は、酢酸ビニル系、ポリビニルアルコール系、セルロー
ス系、オレフィン樹脂系、エポキシ樹脂系、ニトリルゴ
ム系、ウレタン樹脂系等の親水性高分子系並びに疎水性
高分子系接着剤を挙げることができる。これらの中で
も、成形体にしたときに十分な引張強度、曲げ強度及び
適度な硬度を得るため、エポキシ樹脂系、ニトリルゴム
系、ウレタン樹脂系等の疎水性高分子系接着剤が好まし
い。
の合計量100質量部に対し、10〜30質量部が好ま
しく、15〜30質量部がより好ましく、20〜25質
量部が更に好ましい。
助剤として、活性炭のような多孔質粒状体、紙片や不織
布片のような天然繊維細片、窒素、リン酸、カリ等の粒
状肥料を配合することもできる。
合計100質量部に対し、5〜20質量部が好ましく、
7〜18質量部がより好ましく、10〜15質量部が更
に好ましい。
セルロースアセテート繊維と(B)成分のポリウレタン
フォームとを、それぞれ個別に細片化し、混合した後、
又は両成分を混合した状態で破砕細片化した後、必要に
応じて接着剤や他の助剤を混合して得ることができる。
(A)及び(B)成分の細片化に用いる破砕機は、回転
式破砕機、反毛式破砕機等を用いることができる。
容器に上記植物栽培用材料を充填する方法、又は所望形
状に成形する方法を適用して得ることができる。ここ
で、前記の所望形状の容器は特に制限されるものではな
く、木製、プラスチック製、金属製、セラミックス製等
のものを用いることができるほか、上記植物栽培用材料
から得られたものであっても良い。
体状、直方体状、柱状、球状等の所望形状にすることが
できるほか、植木鉢やプランター等の中に配置するのに
好適な形状等、設置場所に適応した形状にすることもで
きる。
好ましい。成形条件は、(A)及び(B)成分の割合、
成形体の大きさ、厚み等と接着剤の種類により若干の差
異があるが、例えば、30cm×30cm×10cm程
度の成形体の場合には、温度80〜110℃、圧力1〜
10kg/cm2、時間3〜10分で十分である。
m3の範囲が好ましく、0.08〜0.18g/cm3の
範囲がより好ましく、0.12〜0.18g/cm3の
範囲が更に好ましい。密度が前記範囲内にあれば、軽量
性と共に、通気性、通水性、強度、硬度を満足させるこ
とができる。
繊維が吸水しても膨潤しないので、成形体とした場合に
も使用時に変形したり、植物の根を圧迫することで悪影
響を及ぼしたりすることがない。
後であっても廃棄することなく、洗浄、破砕機等のよる
細片化の後、必要に応じて接着剤を添加して再成形する
ことで、植物栽培用の成形体として再利用することがで
きる。
測定方法は下記のとおりである。各測定結果を表1に示
す。各測定結果は、それぞれ5個の試料の平均値であ
る。
mm×100mmに切り取ったものを水槽に浸漬し、飽
和状態まで含水させた。その後、成形体を水槽から取出
し、常温常圧下、金網上に24〜72時間放置した。放
置前の重量(W 1)と放置後の重量(W2)の比(W2/
W1)を求め、24時間ごとの保水性を評価した。前記
比の数値が大きいほど、保水性が良いことを示す。な
お、浸漬後の膨潤の有無も観察した。
100mmの円盤状に切り取ったものを、図1に示すよ
うな上下の透明プラスチック管で挟み込んだものを測定
装置とした。この測定装置の下部透明プラスチック管に
設けた穴から火の付いたタバコを入れ、上部透明プラス
チック管から煙が出るまでの時間を測定した。なお、成
形体の周囲と上下のプラスチック管との接続部分を含む
側面は、透明な防水性粘着テープを巻き付けて、煙が漏
れないようにした。
い)を受け皿内に置き、上方の透明プラスチック管から
100mlの水道水を入れた。5分間経過後、下部プラ
スチック管に溜まった水道水を受け皿で受け、その量を
計って通水性を評価した。
70質量%と、グリセリンのプロピレンオキサイド付加
体(分子量3,500)とTDI(トリレンジイソシア
ネート)から製造した軟質ポリウレタンフォーム成形体
(5cm×10cm×20cm;密度0.020g/c
m3)30質量%とを混合した後、刃渡り600mmの
回転式破砕機(浅井製作所製)を用いて最大長さが20
mm以下になるように破砕して細片にした。
リンのプロピレンオキサイド付加体(分子量3,50
0)とMDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)か
ら製造した湿気硬化型ポリウレタン系接着剤(商品名リ
ボンデックス,トーケン樹脂化学(株)製)220質量
部を加えて均一に混合し、本発明の植物栽培用材料を得
た。
0cm×30cm×10cmの圧縮成型機に投入し、水
蒸気を加えて、温度105℃、圧力4kg/cm2の条
件下、2分間かけて成形し、密度0.18g/cm3の
本発明の成形体を得た。
類の種子とライグラス類の種子を任意に混ぜたものを1
m2当たり10gとなるように均一に散布した。このも
のを1日室温に放置した後、上部から適量散水しなが
ら、21〜30℃の条件で約1週間放置した。放置後、
成形体表面は、長さ約10mmに発芽した天然芝で完全
に覆われた。また芝の根は約15mmほど成形体内部に
入り込み、しっかりと固定されていた。芝に覆われた成
形体の上を人が歩行しても強度は十分であり、心地よい
弾性を感じた。
質ポリウレタンフォーム成形体50質量%とを、別々に
回転式破砕機で破砕して、最大長さの平均が7mmの細
片にした後、混合した。
が7mmになるように粉砕した紙片5質量部と、遅効性
の粒状肥料(窒素/リン酸/カリ/マグネシウムの割合
が質量比で10/10/10/2)10質量部を加え、
均一に混合し、更にこの混合物1215gに実施例1と
同じ湿気硬化型ポリウレタン系接着剤135gを加え
て、本発明の植物栽培用材料を得た。
じ条件で成形して、本発明の成形体(密度0.15g/
cm3)を得た。この成形体の表面にリュウノヒゲ(ユ
リ科の常緑多年生植物)を2cm間隔で植え込み、適度
に散水しながら21〜30℃の条件で一ヶ月間放置して
観察した。リュウノヒゲは完全に活着し、発根及び新芽
が確認された。
と軟質ポリウレタンフォーム50質量%の混合物100
質量部に対し、硬化剤を配合したエポキシ系接着剤(商
品名エピコート,シェル社製)を30質量部の割合で添
加し、均一に混合して、本発明の植物栽培用材料を得
た。
mm×200mm×500mmのプランターに押し込
み、根を水洗した蕾を持ったさつき(ツツジ科の常緑低
木)の苗3本を植え込んだ。21〜30℃の条件で約1
時間放置した後に観察したところ、植物栽培用材料は接
着硬化して、プランター内部と同形状に成形されてい
た。(密度0.166g/cm3)その後、さつきに定
期的に散水し、市販の液肥を与えながら、21〜30℃
の条件で一ヶ月間放置して観察した。蕾は開花し、新芽
の発生も観察され、土を用いない軽量のプランター培地
としての実用性が確認された。
実施例1と同様にして最大長さが平均12mmになるよ
うに破砕した。この破砕物と実施例1と同じ湿気硬化型
ポリウレタン系接着剤製を用い、実施例1と同様にして
成形体を得た。
て、天然芝ベントグラス類の種子とライグラス類の種子
を混合したものを播種し、栽培した。その結果、発芽し
て約5mmまで成長したものの、根は約1mmしか成長
せず、2週間ほどで全て枯死した。
エステル繊維に替えた他は実施例1と同様にして、成形
体を得た。この成形体を用い、実施例1と同様にして、
天然芝ベントグラス類の種子とライグラス類の種子を混
合したものを播種し、栽培した。その結果、発芽して約
5mmまで成長したものの、根の成長は見られず、2週
間ほどで全て枯死した。
密度0.02g/cm 3のポリスチレンフォーム成形体
(5cm×10cm×20cm)50質量%を用いた他
は実施例1と同様にして、成形体を得た。この成形体を
用い、実施例1と同様にして、天然芝ベントグラス類の
種子とライグラス類の種子を混合したものを播種し、栽
培した。その結果、ジアセテートステープルに接した箇
所のみが良好に発芽・発根し、ポリスチレンフォームに
接した箇所の発芽・発根は不良となったため、全体とし
て斑状となった。
は実施例1と同様にして、成形体を得た。得られた成形
体は強度が劣り、人が歩いたときには沈み込むような不
快感がした。
成形体は、保水性、通気性、通水性の全てをバランス良
く具備しているため、植物栽培用として好適であった。
一方、比較例1〜4の成形体は、いずれか1つの測定項
目では優れたものがあるものの、他の測定項目では劣っ
ているため、植物栽培用としては不適であった。特に比
較例4は保水性が良すぎるため、逆に水腐れが生じ易
く、その結果、根腐れし易いという問題がある。
に優れ、吸水しても膨張しない特性を有している。更に
所望形状に成形できる特徴と、成形体は軽量であると同
時に強度や硬度等の機械的特性が優れているため、ビル
の屋上、壁面、塀面、法面、起伏のある面等での植物栽
培用に用いることができる。
Claims (11)
- 【請求項1】 (A)セルロースアセテート繊維及び
(B)細片状ポリウレタンフォームを含有する植物栽培
用材料。 - 【請求項2】 (A)成分のセルロースアセテート繊維
が、短繊維及び/又は長繊維を含むものであり、最大長
さが20mm以下のものである請求項1記載の植物栽培
用材料。 - 【請求項3】 (A)成分のセルロースアセテート繊維
が機械的に細片化されたものである請求項1又は2記載
の植物栽培用材料。 - 【請求項4】 (B)成分の細片状ポリウレタンフォー
ムが、最大長さが20mm以下のものである請求項1〜
3のいずれか1記載の植物栽培用材料。 - 【請求項5】 (B)成分の細片状ポリウレタンフォー
ムが機械的に細片化されたものである請求項1〜4のい
ずれか1記載の植物栽培用材料。 - 【請求項6】 (A)成分の含有量が80〜20質量%
であり、(B)成分の含有量が20〜80質量%である
請求項1〜5のいずれか1記載の植物栽培用材料。 - 【請求項7】 更に接着剤を含有する請求項1〜6のい
ずれか1記載の植物栽培用材料。 - 【請求項8】 接着剤の含有量が、(A)及び(B)成
分の合計100質量部に対して、10〜30質量部であ
る請求項7記載の植物栽培用材料。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれか1記載の植物栽
培用材料の製造法であり、(A)成分のセルロースアセ
テート繊維と(B)成分の細片状ポリウレタンフォーム
を別々に機械的に細片化した後に混合するか、又は前記
(A)成分と前記(B)成分を混合した後に機械的に細
片化する工程を含む植物栽培用材料の製造法。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれか1記載の植物
栽培用材料を容器に充填するか又は成形してなる植物栽
培用成形体。 - 【請求項11】 密度が0.05〜0.2g/cm3で
ある請求項10記載の植物栽培用成形体。
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