JP2015019652A - Artificial soil particles - Google Patents

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JP2015019652A JP2013153057A JP2013153057A JP2015019652A JP 2015019652 A JP2015019652 A JP 2015019652A JP 2013153057 A JP2013153057 A JP 2013153057A JP 2013153057 A JP2013153057 A JP 2013153057A JP 2015019652 A JP2015019652 A JP 2015019652A
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石坂 信吉
Shinkichi Ishizaka
信吉 石坂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide artificial soil particles capable of effectively suppressing generation of algae, such as algal bloom.SOLUTION: An artificial soil particles 51 is constructed by assembling a plurality of fillers 1 comprising narrow holes 2. A communicating hole 3 is formed between the fillers 1. Titanium oxide 6 having a function as an algaproof/antifungal agent is carried on at least a region from an opening part 3a of the communicating hole 3 to particle surface 51a. The narrow holes 2 have a size of sub nm order to sub μm order. The communicating hole 3 has a size of sub nm order to sub μm order. The titanium oxide 6 is a titanium oxide fine particle 6a having a smaller particle diameter than the size of the communicating hole 3.

Description

本発明は、天然土壌に代替される人工土壌として利用可能な人工土壌粒子に関する。   The present invention relates to artificial soil particles that can be used as artificial soil that is substituted for natural soil.

近年、生育条件がコントロールされた環境下で、野菜や花卉等の植物を栽培する植物工場が増加している。従来の植物工場は、レタス等の葉物野菜の水耕栽培が中心であったが、最近では人工土壌を使用し、花卉や根菜類等の様々な植物が栽培されるようになってきている。植物工場等で使用される人工土壌は、土壌としての基本性能に優れていることは勿論のこと、清潔感があり、且つ取り扱いが容易であることが求められる。例えば、透明ないし半透明のポットに人工土壌を入れ、室内で観葉植物を栽培する商品が開発されているが、このようなインテリア性の高い商品は、見た目の美しさや清潔感が特に要求される。ところが、人工土壌は湿度の高い環境に長期間曝されるため、植物の栽培中に人工土壌に細菌類や黴類が繁殖し、その結果、栽培植物が根腐れを起こし、観葉植物としての美観や衛生を損ねることがあった。   In recent years, plant factories that grow plants such as vegetables and flower buds in an environment in which growth conditions are controlled are increasing. Conventional plant factories have been centered on hydroponics of leafy vegetables such as lettuce, but recently, various plants such as flower buds and root vegetables have been cultivated using artificial soil. . Artificial soil used in plant factories and the like is required not only to have excellent basic performance as soil, but also to have a clean feeling and be easy to handle. For example, products have been developed in which artificial soil is placed in transparent or translucent pots and indoor plants are cultivated. Such products with high interior properties are particularly required to have a beautiful appearance and a clean feeling. The However, since artificial soil is exposed to a humid environment for a long period of time, bacteria and moss breed on the artificial soil during plant cultivation, resulting in root rot of the cultivated plant, resulting in the beauty of the houseplant. And sanitary hygiene.

そこで、植物の根腐れを防止するため、生分解性プラスチックと抗菌剤とを組み合わせた人工土壌が開発されている(例えば、特許文献1及び特許文献2を参照)。特許文献1の人工土壌は、生分解性プラスチック中に抗菌剤を分散させたものである。特許文献2の人工土壌は、生分解性プラスチックの表面に抗菌剤をコーティングしたものである。特許文献1及び特許文献2の人工土壌によれば、人工土壌粒子に含まれる抗菌剤の効果により細菌類や黴類等の微生物が死滅して栽培中に植物が根腐れを起こすことが防止され、抗菌効果が無くなると人工土壌を構成する生分解性プラスチックは、土壌中のバクテリアによって分解されるようになっている。   Then, in order to prevent the root rot of a plant, the artificial soil which combined the biodegradable plastic and the antibacterial agent is developed (for example, refer patent document 1 and patent document 2). The artificial soil of Patent Document 1 is obtained by dispersing an antibacterial agent in a biodegradable plastic. The artificial soil of Patent Document 2 is obtained by coating the surface of a biodegradable plastic with an antibacterial agent. According to the artificial soils of Patent Document 1 and Patent Document 2, microorganisms such as bacteria and moss are killed by the effect of the antibacterial agent contained in the artificial soil particles, and the plant is prevented from causing root rot during cultivation. When the antibacterial effect disappears, the biodegradable plastic that constitutes the artificial soil is decomposed by bacteria in the soil.

特開平9−183970号公報JP-A-9-183970 特開平9−183971号公報JP-A-9-183971

室内で栽培される植物においては、衛生的であることは勿論のこと、人工土壌の美観についても重要視される傾向にある。本発明者らは、人工土壌による植物栽培商品を開発する段階において、植物を太陽光や照明光に当てると、同時に人工土壌も光に曝されるため、人工土壌の表面に細菌類や黴類に加えてアオコ等の藻類が大量に発生するという新たな問題に遭遇した。藻類は細菌類や黴類と比べてバイオフィルムの発生量が多いため、衛生面において問題となる。また、藻類は濃い緑色を呈しているため、外観上敬遠されるという問題もある。藻類が増殖し易い環境下では、特許文献1や特許文献2の抗菌剤を含む人工土壌によって藻類の発生を完全に防止することは困難と考えられる。   In plants cultivated indoors, the aesthetics of artificial soil tend to be regarded as important as well as hygienic. In the stage of developing plant-cultivated products using artificial soil, the present inventors also expose the artificial soil to light when the plant is exposed to sunlight or illumination light. In addition to this, I encountered a new problem that a large amount of algae such as blue seaweed were generated. Algae are problematic in terms of hygiene because they produce more biofilm than bacteria and mosses. In addition, since algae has a dark green color, there is a problem that it is shunned in appearance. In an environment in which algae easily grow, it is considered difficult to completely prevent the generation of algae with artificial soil containing the antibacterial agents of Patent Document 1 and Patent Document 2.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、特に、アオコ等の藻類の発生を有効に抑制することが可能な人工土壌粒子を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at providing the artificial soil particle which can suppress especially generation | occurrence | production of algae, such as a sea lion.

上記課題を解決するための本発明にかかる人工土壌粒子の特徴構成は、
細孔を有するフィラーが複数集合してなる人工土壌粒子であって、
前記フィラーの間に連通孔が形成され、少なくとも前記連通孔の開口部から粒子表面に亘る領域に、防藻防黴剤として機能する酸化チタンを担持させてあることにある。
The characteristic configuration of the artificial soil particles according to the present invention for solving the above problems is as follows.
Artificial soil particles made up of a plurality of fillers having pores,
A communicating hole is formed between the fillers, and at least a region extending from the opening of the communicating hole to the particle surface is loaded with titanium oxide that functions as an anti-algae and fungicide.

酸化チタンの光触媒機能は、これまで主に抗菌や防汚等を目的として利用されてきたが、本発明者らは、酸化チタンがアオコ等の藻類の発生の抑制にも効果があることに着目し、衛生面や美観が要求される人工土壌に適用することを思い立った。
すなわち、本構成の人工土壌粒子は、細孔を有するフィラーが複数集合したものであり、これに防藻防黴剤として機能する酸化チタンを担持させている。ここで、酸化チタンは、少なくともフィラーの間に形成される連通孔の開口部から粒子表面に亘る領域に担持させてある。このような担持形態であるため、栽培植物に太陽光や照明光を当てた場合、人工土壌粒子にも光が当たり易く、酸化チタンの光触媒機能を効果的に発揮させることができる。
従って、本構成の人工土壌粒子を使用して観葉植物等の栽培を行うと、アオコ等の藻類の発生による人工土壌の汚染や着色が防止され、使用当初の衛生的な状態や美観が長期間維持された商品価値の高い人工土壌として利用することができる。
The photocatalytic function of titanium oxide has been used mainly for the purpose of antibacterial and antifouling, but the present inventors have focused on the fact that titanium oxide is also effective in suppressing the generation of algae such as blue sea bream. The idea was to apply it to artificial soil where hygiene and aesthetics are required.
That is, the artificial soil particle of this configuration is a collection of a plurality of fillers having pores, and carries titanium oxide that functions as an anti-algae and fungicide. Here, titanium oxide is supported at least in a region extending from the opening of the communication hole formed between the fillers to the particle surface. Since it is such a supporting form, when sunlight or illumination light is applied to the cultivated plant, the artificial soil particles are easily exposed to light, and the photocatalytic function of titanium oxide can be effectively exhibited.
Therefore, cultivation of foliage plants etc. using artificial soil particles of this structure prevents contamination and coloring of artificial soil due to the generation of algae such as sea lions, and the hygienic state and aesthetics at the beginning of use are prolonged. It can be used as maintained artificial soil with high commercial value.

本発明にかかる人工土壌粒子において、
前記細孔はサブnmオーダー乃至サブμmオーダーのサイズを有し、前記連通孔はサブμmオーダー乃至サブmmオーダーのサイズを有することが好ましい。
In the artificial soil particles according to the present invention,
The pores preferably have a size in the order of sub-nm to sub-μm, and the communication holes preferably have a size in the order of sub-μm to sub-mm.

本構成の人工土壌粒子によれば、フィラーの細孔の孔径がサブnmオーダー乃至サブμmオーダーであるため、当該細孔に植物の品質を向上させるために必要な養分を効果的に取り込むことができる。また、集合したフィラーの間に形成される連通孔の孔径がサブμmオーダー乃至サブmmオーダーであるため、当該連通孔に植物の生育に不可欠な水分を効果的に吸収することができる。このように、本構成の人工土壌粒子は、土壌としての基本性能をバランスよく発揮し得る(すなわち、保水性と保肥性とのバランスに優れた)、高品質で機能的な人工土壌を実現することができる。また、本構成の人工土壌粒子は、栽培対象の植物に対して水分や養分を適切に供給できるので、メンテナンスに手間が掛からず、取り扱いが容易なものとなる。   According to the artificial soil particle of this configuration, since the pore diameter of the pores of the filler is on the order of sub-nm to sub-μm, it is possible to effectively incorporate nutrients necessary for improving the quality of plants into the pores. it can. Moreover, since the hole diameter of the communicating hole formed between the aggregated fillers is on the order of sub-μm to sub-mm, moisture essential for the growth of plants can be effectively absorbed into the communicating hole. In this way, the artificial soil particles with this configuration can demonstrate the basic performance of soil in a well-balanced manner (that is, excellent balance between water retention and fertilizer retention), and realize high-quality and functional artificial soil. can do. Moreover, since the artificial soil particle of this structure can supply a water | moisture content and nutrients appropriately with respect to the plant of cultivation object, it does not take a maintenance effort and becomes easy to handle.

本発明にかかる人工土壌粒子において、
前記酸化チタンは、前記連通孔のサイズより小さい粒径を有する酸化チタン微粒子であることが好ましい。
In the artificial soil particles according to the present invention,
The titanium oxide is preferably titanium oxide fine particles having a particle size smaller than the size of the communication hole.

本構成の人工土壌粒子によれば、連通孔のサイズより小さい粒径を有する酸化チタン微粒子を用いることで、連通孔の内部に酸化チタン微粒子を担持させることができる。連通孔は水分が多く存在し、特に藻類や黴類が発生し易い環境にあるが、連通孔の内部に担持させた酸化チタン微粒子の光触媒効果によって藻類や黴類の発生が効果的に抑制され、人工土壌の汚染や着色を防止することができる。   According to the artificial soil particles of this configuration, the titanium oxide fine particles can be supported inside the communication holes by using the titanium oxide fine particles having a particle size smaller than the size of the communication holes. The communication holes are rich in moisture and are particularly prone to algae and moss generation, but the photocatalytic effect of the titanium oxide particles supported inside the communication holes effectively suppresses the generation of algae and moss. Can prevent contamination and coloring of artificial soil.

本発明にかかる人工土壌粒子において、
前記酸化チタンを0.1〜70重量%担持させてあることが好ましい。
In the artificial soil particles according to the present invention,
It is preferable that 0.1 to 70% by weight of the titanium oxide is supported.

本構成の人工土壌粒子によれば、上記の有効量の酸化チタンを担持させてあるため、藻類や黴類による人工土壌の汚染や着色を効果的に防止することができる。   According to the artificial soil particles of this configuration, the effective amount of titanium oxide is supported, so that contamination and coloring of the artificial soil by algae and moss can be effectively prevented.

本発明にかかる人工土壌粒子において、
前記酸化チタンとは異なる物質を有効成分とする抗菌剤をさらに含有することが好ましい。
In the artificial soil particles according to the present invention,
It is preferable to further contain an antibacterial agent containing a substance different from the titanium oxide as an active ingredient.

本構成の人工土壌粒子によれば、防藻防黴剤として機能する酸化チタンとは別に、酸化チタンとは異なる物質を有効成分とする抗菌剤を含有するため、酸化チタンによる防藻防黴効果が十分に発揮されない部位(すなわち、光が届かない部位)について、抗菌効果を発揮することができる。また、酸化チタンと抗菌剤との相乗効果も期待できるため、薬剤の使用量を低減することができる。   According to the artificial soil particles of this structure, in addition to the titanium oxide that functions as an anti-algae fungicide, it contains an antibacterial agent containing a substance different from titanium oxide as an active ingredient. The antibacterial effect can be exerted with respect to a portion where sufficient resistance is not exhibited (that is, a portion where light does not reach). Moreover, since the synergistic effect of a titanium oxide and an antibacterial agent can also be anticipated, the usage-amount of a chemical | medical agent can be reduced.

本発明にかかる人工土壌粒子において、
前記細孔にイオン交換能を付与してあることが好ましい。
In the artificial soil particles according to the present invention,
It is preferable that ion exchange capacity is imparted to the pores.

本構成の人工土壌粒子によれば、細孔にイオン交換能を付与することで、人工土壌粒子の保肥性が向上し、栽培植物への養分補給の手間を低減することができる。   According to the artificial soil particle of this structure, the fertilizing property of the artificial soil particle can be improved by imparting ion exchange ability to the pores, and the labor for supplementing nutrients to the cultivated plant can be reduced.

本発明にかかる人工土壌粒子において、
0.2〜10mmの粒径を有することが好ましい。
In the artificial soil particles according to the present invention,
It preferably has a particle size of 0.2 to 10 mm.

本構成の人工土壌粒子によれば、粒径を0.2〜10mmとすることで、特に根菜類の栽培に適した取り扱いの容易な人工土壌を実現することができる。   According to the artificial soil particle of this structure, the easy-to-handle artificial soil especially suitable for cultivation of root vegetables can be implement | achieved by making a particle size into 0.2-10 mm.

上記課題を解決するための本発明にかかる人工土壌粒子の特徴構成は、
繊維が塊状に集合してなる基部と、
前記基部を被覆する被覆層と、
を備えた人工土壌粒子であって、
少なくとも前記被覆層に、防藻防黴剤として機能する酸化チタンを担持させてあることにある。
The characteristic configuration of the artificial soil particles according to the present invention for solving the above problems is as follows.
A base formed by agglomerating fibers,
A coating layer covering the base;
Artificial soil particles with
That is, at least the coating layer carries titanium oxide that functions as an anti-algae and fungicide.

本構成の人工土壌粒子は、基部と被覆層とを備えるものであるが、少なくとも被覆層に、防藻防黴剤として機能する酸化チタンを担持させているため、栽培植物に太陽光や照明光を当てた場合、人工土壌粒子にも光が当たり易く、酸化チタンの光触媒機能を効果的に発揮させることができる。
本構成の人工土壌粒子を使用して観葉植物等の栽培を行うと、アオコ等の藻類の発生による人工土壌の汚染や着色が防止され、使用当初の衛生的な状態や美観が長期間維持された商品価値の高い人工土壌として利用することができる。
Artificial soil particles of this configuration are provided with a base and a coating layer, but at least the coating layer carries titanium oxide that functions as an anti-algae and fungicide, so that the cultivated plant is exposed to sunlight or illumination light. , The artificial soil particles are easily exposed to light, and the photocatalytic function of titanium oxide can be effectively exhibited.
When cultivating foliage plants using artificial soil particles of this configuration, contamination and coloring of artificial soil due to the generation of algae such as blue-green algae is prevented, and the hygienic state and aesthetics at the beginning of use are maintained for a long time. It can be used as artificial soil with high commercial value.

図1は、人工土壌粒子の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of artificial soil particles. 図2は、酸化チタンが担持された人工土壌粒子の一部拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of the artificial soil particles carrying titanium oxide.

以下、本発明に係る人工土壌粒子に関する実施形態を図1〜図2に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。   Hereinafter, the embodiment regarding the artificial soil particle which concerns on this invention is described based on FIGS. 1-2. However, the present invention is not intended to be limited to the configurations described in the embodiments and drawings described below.

図1は、本発明の人工土壌粒子50の概念図であり、基部10の構成が異なる2つのタイプの人工土壌粒子51,52を例示したものである。   FIG. 1 is a conceptual diagram of an artificial soil particle 50 according to the present invention, and illustrates two types of artificial soil particles 51 and 52 having different base 10 configurations.

〔フィラーをベースとする人工土壌粒子〕
図1(a)の人工土壌粒子51は、第一のタイプの人工土壌粒子であり、基部10としての多孔質体11を備えている。多孔質体11は、複数のフィラー1が集合して粒状に構成されたものである。多孔質体11中において、複数のフィラー1は、それらが互いに接触していることは必須ではなく、一粒子内でバインダー等を介して一定範囲内の相対的な位置関係を維持していれば、複数のフィラー1が集合して粒状になったものと考えることができる。
[Artificial soil particles based on filler]
An artificial soil particle 51 in FIG. 1A is a first type of artificial soil particle, and includes a porous body 11 as a base 10. The porous body 11 is constituted by a plurality of fillers 1 gathered to form a granular shape. In the porous body 11, it is not essential that the plurality of fillers 1 are in contact with each other, as long as they maintain a relative positional relationship within a certain range via a binder or the like within one particle. It can be considered that a plurality of fillers 1 are aggregated to become granular.

人工土壌粒子51の粒径は、0.2〜10mmであり、好ましくは0.5〜5mmであり、より好ましくは1〜5mmである。人工土壌粒子51の粒径の調整は、例えば、篩による分級で行うことができる。人工土壌粒子51の粒径が0.2mm未満の場合、人工土壌粒子51間の間隙が小さくなって排水性が低下することにより、栽培する植物が根から酸素を吸収し難くなる虞がある。一方、人工土壌粒子51の粒径が10mmを超えると、人工土壌粒子51間の間隙が大きくなって排水性が過剰になり過ぎることにより、植物が水分を吸収し難くなったり、人工土壌粒子51が疎になって植物が横倒れする虞がある。人工土壌粒子51の粒径は、例えば、光学顕微鏡観察及び画像処理法を用いて測定することができる。   The particle size of the artificial soil particles 51 is 0.2 to 10 mm, preferably 0.5 to 5 mm, and more preferably 1 to 5 mm. The adjustment of the particle size of the artificial soil particles 51 can be performed by classification with a sieve, for example. When the particle size of the artificial soil particles 51 is less than 0.2 mm, the gap between the artificial soil particles 51 becomes small and the drainage performance decreases, so that the plant to be cultivated may not easily absorb oxygen from the roots. On the other hand, if the particle size of the artificial soil particles 51 exceeds 10 mm, the gap between the artificial soil particles 51 becomes large and the drainage property becomes excessive, so that it becomes difficult for the plant to absorb moisture, or the artificial soil particles 51 There is a risk that the plant will fall on its side. The particle diameter of the artificial soil particles 51 can be measured using, for example, optical microscope observation and an image processing method.

人工土壌粒子51の多孔質体11を構成するフィラー1は、表面から内部にかけて多数の細孔2を有する。細孔2は、種々の形態を含む。例えば、フィラー1が図1に示すゼオライトの場合、当該ゼオライトの結晶構造中に存在する空隙が細孔2である。また、フィラー1がハイドロタルサイト(図示せず)の場合、当該ハイドロタルサイトの層構造中に存在する層間が細孔である。つまり、本発明において「細孔」とは、フィラー1の構造中に存在する空隙部、層間部、空間部等を意図し、これらは「孔状」の形態に限定されるものではない。   The filler 1 constituting the porous body 11 of the artificial soil particles 51 has a large number of pores 2 from the surface to the inside. The pore 2 includes various forms. For example, when the filler 1 is the zeolite shown in FIG. 1, the voids present in the crystal structure of the zeolite are the pores 2. Moreover, when the filler 1 is a hydrotalcite (not shown), the interlayer which exists in the layer structure of the said hydrotalcite is a pore. That is, in the present invention, “pores” mean voids, interlayers, spaces, etc. existing in the structure of the filler 1, and these are not limited to “pore-like” forms.

フィラー1の細孔2のサイズは、サブnmオーダー乃至サブμmオーダーとなる。フィラー1が図1(a)に示すゼオライトの場合、ゼオライトの結晶構造中に存在する空隙のサイズ(径)は、0.3〜1.3nm程度である。フィラー1がハイドロタルサイトの場合、当該ハイドロタルサイトの層構造中に存在する層間のサイズ(距離)は、0.3〜3.0nm程度である。この他に、フィラー1として有機多孔質材料を使用することもでき、その場合の細孔径は、0.1〜0.8μm程度となる。フィラー1の細孔2のサイズは、測定対象の状態に応じて、ガス吸着法、水銀圧入法、小角X線散乱法、画像処理法等を用いて、又はこれらの方法を組み合わせて、最適な方法により測定される。   The size of the pores 2 of the filler 1 is on the order of sub-nm to sub-μm. When the filler 1 is the zeolite shown in FIG. 1 (a), the size (diameter) of the voids present in the crystal structure of the zeolite is about 0.3 to 1.3 nm. When the filler 1 is hydrotalcite, the size (distance) between the layers present in the layer structure of the hydrotalcite is about 0.3 to 3.0 nm. In addition, an organic porous material can also be used as the filler 1, and the pore diameter in that case is about 0.1 to 0.8 μm. The size of the pores 2 of the filler 1 is optimal using a gas adsorption method, a mercury intrusion method, a small-angle X-ray scattering method, an image processing method, or a combination of these methods depending on the state of the object to be measured. Measured by the method.

複数のフィラー1の間には、水分を保持可能なサブμmオーダー乃至サブmmオーダーの連通孔3が形成されている。連通孔3の周囲には細孔2が分散配置されている。連通孔3には主に水分が保持されるため、人工土壌粒子51に一定の保水性を持たせることができる。連通孔3のサイズ(フィラー1間の距離の平均値)は、フィラー1やバインダーの種類、組成、造粒条件により変化し得るが、サブμmオーダー乃至サブmmオーダーとなる。フィラー1が図1(a)に示すゼオライトである場合、連通孔3のサイズは、0.1〜20μmである。連通孔3のサイズは、測定対象の状態に応じて、ガス吸着法、水銀圧入法、小角X線散乱法、画像処理法等を用いて、又はこれらの方法を組み合わせて、最適な方法により測定することができる。   Between the plurality of fillers 1, communication holes 3 of sub μm order to sub mm order capable of holding moisture are formed. The pores 2 are dispersedly arranged around the communication hole 3. Since moisture is mainly retained in the communication hole 3, the artificial soil particles 51 can have a certain water retention capacity. The size of the communication hole 3 (average value of the distance between the fillers 1) can vary depending on the type, composition, and granulation conditions of the filler 1 and the binder, but is on the order of sub μm to sub mm. When the filler 1 is the zeolite shown to Fig.1 (a), the size of the communicating hole 3 is 0.1-20 micrometers. The size of the communication hole 3 is measured by an optimal method using a gas adsorption method, a mercury intrusion method, a small-angle X-ray scattering method, an image processing method, or a combination of these methods depending on the state of the measurement object. can do.

フィラー1は、人工土壌粒子51が十分な保肥力を有するように、細孔2にイオン交換能が付与された材料を使用することが好ましい。この場合、イオン交換能が付与された材料として、陽イオン交換能が付与された材料、陰イオン交換能が付与された材料、又は両者の混合物を使用することができる。また、イオン交換能を有さない多孔質材料(例えば、高分子発泡体、ガラス発泡体等)を別に用意し、当該多孔質材料の細孔2に上記のイオン交換能が付与された材料を圧入や含浸等によって導入し、これをフィラー1として使用することも可能である。陽イオン交換能が付与された材料として、陽イオン交換性鉱物、腐植、及び陽イオン交換樹脂が挙げられる。陰イオン交換能が付与された材料として、陰イオン交換性鉱物、及び陰イオン交換樹脂が挙げられる。   As the filler 1, it is preferable to use a material in which the ion exchange capacity is imparted to the pores 2 so that the artificial soil particles 51 have sufficient fertilizer. In this case, as the material imparted with ion exchange ability, a material imparted with cation exchange ability, a material imparted with anion exchange ability, or a mixture of both can be used. In addition, a porous material having no ion exchange ability (for example, a polymer foam, a glass foam, etc.) is prepared separately, and a material in which the ion exchange ability is imparted to the pores 2 of the porous material is prepared. It is possible to use the filler 1 by introducing it by press-fitting or impregnation. Examples of the material imparted with the cation exchange ability include cation exchange minerals, humus, and cation exchange resins. Examples of the material imparted with the anion exchange ability include anion exchange minerals and anion exchange resins.

陽イオン交換性鉱物は、例えば、モンモリロナイト、ベントナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、スチブンサイト等のスメクタイト系鉱物、雲母系鉱物、バーミキュライト、ゼオライトなどが挙げられる。陽イオン交換樹脂は、例えば、弱酸性陽イオン交換樹脂、強酸性陽イオン交換樹脂が挙げられる。これらのうち、ゼオライト、又はベントナイトが好ましい。陽イオン交換性鉱物及び陽イオン交換樹脂は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。陽イオン交換性鉱物及び陽イオン交換樹脂における陽イオン交換容量は、10〜700meq/100gに設定され、好ましくは20〜700meq/100gに設定され、より好ましくは30〜700meq/100gに設定される。陽イオン交換容量が10meq/100g未満の場合、十分に養分を取り込むことができず、取り込まれた養分も灌水等により早期に流失する虞がある。一方、陽イオン交換容量が700meq/100gを超えるように保肥力を過剰に大きくしても、効果は大きく向上せず、経済的ではない。   Examples of the cation exchange minerals include smectite minerals such as montmorillonite, bentonite, beidellite, hectorite, saponite, and stevensite, mica minerals, vermiculite, and zeolite. Examples of the cation exchange resin include a weak acid cation exchange resin and a strong acid cation exchange resin. Of these, zeolite or bentonite is preferable. The cation exchange mineral and the cation exchange resin can be used in combination of two or more. The cation exchange capacity of the cation exchange mineral and the cation exchange resin is set to 10 to 700 meq / 100 g, preferably 20 to 700 meq / 100 g, and more preferably 30 to 700 meq / 100 g. When the cation exchange capacity is less than 10 meq / 100 g, the nutrients cannot be taken in sufficiently, and the taken-up nutrients may be lost early due to irrigation or the like. On the other hand, even if the fertilizer is excessively increased so that the cation exchange capacity exceeds 700 meq / 100 g, the effect is not greatly improved and it is not economical.

陰イオン交換性鉱物は、例えば、ハイドロタルサイト、マナセアイト、パイロオーライト、シェーグレン石、緑青等の主骨格として複水酸化物を有する天然層状複水酸化物、合成ハイドロタルサイト及びハイドロタルサイト様物質、アロフェン、イモゴライト、カオリン等の粘土鉱物が挙げられる。陰イオン交換樹脂は、例えば、弱塩基性陰イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂が挙げられる。これらのうち、ハイドロタルサイトが好ましい。陰イオン交換性鉱物及び陰イオン交換樹脂は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。陰イオン交換性鉱物及び陰イオン交換樹脂における陰イオン交換容量は、5〜500meq/100gに設定され、好ましくは20〜500meq/100gに設定され、より好ましくは30〜500meq/100gに設定される。陰イオン交換容量が5meq/100g未満の場合、十分に養分を取り込むことができず、取り込まれた養分も灌水等により早期に流失する虞がある。一方、陰イオン交換容量が500meq/100gを超えるように保肥力を過剰に大きくしても、効果は大きく向上せず、経済的ではない。   Anion-exchange minerals include, for example, natural layered double hydroxides that have double hydroxides as the main skeleton such as hydrotalcite, manaceite, pyroaulite, sjoglenite, patina, synthetic hydrotalcite and hydrotalcite-like Materials, clay minerals such as allophane, imogolite, kaolin and the like. Examples of the anion exchange resin include weakly basic anion exchange resins and strong basic anion exchange resins. Of these, hydrotalcite is preferred. An anion exchange mineral and an anion exchange resin can be used in combination of two or more. The anion exchange capacity of the anion exchange mineral and the anion exchange resin is set to 5 to 500 meq / 100 g, preferably 20 to 500 meq / 100 g, and more preferably 30 to 500 meq / 100 g. When the anion exchange capacity is less than 5 meq / 100 g, the nutrients cannot be taken in sufficiently, and the taken-up nutrients may be lost early due to irrigation or the like. On the other hand, even if the fertilizer is excessively increased so that the anion exchange capacity exceeds 500 meq / 100 g, the effect is not greatly improved and it is not economical.

フィラー1がゼオライトやハイドロタルサイトのような無機鉱物である場合、複数のフィラー1を集合して粒状物(人工土壌粒子51)を構成するために、高分子ゲル化剤のゲル化反応が好適に利用される。高分子ゲル化剤のゲル化反応として、例えば、アルギン酸塩と多価金属イオンとのゲル化反応、カルボキシメチルセルロース(CMC)のゲル化反応、カラギーナンなどの多糖類の二重らせん構造化反応によるゲル化反応が挙げられる。このうち、アルギン酸塩と多価金属イオンとのゲル化反応について説明する。アルギン酸塩の一つであるアルギン酸ナトリウムは、アルギン酸のカルボキシル基がNaイオンと結合した形態の中性塩である。アルギン酸は水に不要であるが、アルギン酸ナトリウムは水溶性である。アルギン酸ナトリウム水溶液を多価金属イオン(例えば、Caイオン)の水溶液中に添加すると、アルギン酸ナトリウムの分子間でイオン架橋が起こりゲル化する。本実施形態の場合、ゲル化反応は、以下の工程により行うことができる。初めに、アルギン酸塩を水に溶解させてアルギン酸塩水溶液を調製し、アルギン酸塩水溶液にフィラー1を添加し、これを十分攪拌して、アルギン酸塩水溶液中にフィラー1が分散した混合液を形成する。次に、混合液を多価金属イオン水溶液中に滴下し、混合液に含まれるアルギン酸塩を粒状にゲル化させる。その後、ゲル化した粒子を回収して水洗し、十分に乾燥させる。これにより、アルギン酸塩及び多価金属イオンから形成されるアルギン酸ゲル中にフィラー1が分散した粒状物としての人工土壌粒子51が得られる。   In the case where the filler 1 is an inorganic mineral such as zeolite or hydrotalcite, the gelation reaction of the polymer gelling agent is suitable for assembling a plurality of fillers 1 to form a granular material (artificial soil particle 51). Used for Examples of the gelation reaction of the polymer gelling agent include a gelation reaction between an alginate and a polyvalent metal ion, a gelation reaction of carboxymethylcellulose (CMC), and a gel formed by a double helical structure reaction of a polysaccharide such as carrageenan. Reaction. Among these, the gelation reaction between an alginate and a polyvalent metal ion will be described. Sodium alginate, which is one of alginates, is a neutral salt in which the carboxyl group of alginic acid is bonded to Na ions. Alginic acid is not required in water, but sodium alginate is water soluble. When an aqueous sodium alginate solution is added to an aqueous solution of polyvalent metal ions (for example, Ca ions), ionic crosslinking occurs between the molecules of sodium alginate and gelation occurs. In the case of this embodiment, the gelation reaction can be performed by the following steps. First, an alginate aqueous solution is prepared by dissolving alginate in water, filler 1 is added to the alginate aqueous solution, and this is sufficiently stirred to form a mixed solution in which filler 1 is dispersed in the alginate aqueous solution. . Next, the mixed solution is dropped into the polyvalent metal ion aqueous solution, and the alginate contained in the mixed solution is gelled in a granular form. Thereafter, the gelled particles are collected, washed with water, and sufficiently dried. Thereby, the artificial soil particle 51 as the granular material which the filler 1 disperse | distributed in the alginic acid gel formed from an alginate and a polyvalent metal ion is obtained.

ゲル化反応に使用可能なアルギン酸塩は、例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸アンモニウムが挙げられる。これらのアルギン酸塩は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。アルギン酸塩水溶液の濃度は、0.1〜5重量%とし、好ましくは0.2〜5重量%とし、より好ましくは0.2〜3重量%とする。アルギン酸塩水溶液の濃度が0.1重量%未満の場合、ゲル化反応が起こり難くなり、5重量%を超えると、アルギン酸塩水溶液の粘度が大きくなり過ぎるため、フィラー1を添加した混合液の攪拌や、混合液を多価金属イオン水溶液中に滴下することが困難になる。   Examples of alginates that can be used in the gelation reaction include sodium alginate, potassium alginate, and ammonium alginate. These alginate can be used in combination of two or more. The concentration of the alginate aqueous solution is 0.1 to 5% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight, and more preferably 0.2 to 3% by weight. When the concentration of the alginate aqueous solution is less than 0.1% by weight, the gelation reaction hardly occurs. When the concentration exceeds 5% by weight, the viscosity of the alginate aqueous solution becomes too large. In addition, it is difficult to drop the mixed solution into the aqueous solution of the polyvalent metal ion.

アルギン酸塩水溶液を滴下する多価金属イオン水溶液は、アルギン酸塩と反応してゲル化が起きる2価以上の金属イオン水溶液であればよい。そのような多価金属イオン水溶液の例として、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化ストロンチウム、塩化ニッケル、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化コバルト等の多価金属の塩化物水溶液、硝酸カルシウム、硝酸バリウム、硝酸アルミニウム、硝酸鉄、硝酸銅、硝酸コバルト等の多価金属の硝酸塩水溶液、乳酸カルシウム、乳酸バリウム、乳酸アルミニウム、乳酸亜鉛等の多価金属の乳酸塩水溶液、硫酸アルミニウム、硫酸亜鉛、硫酸コバルト等の多価金属の硫酸塩水溶液が挙げられる。これらの多価金属イオン水溶液は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。多価金属イオン水溶液の濃度は、1〜20重量%とし、好ましくは2〜15重量%とし、より好ましくは3〜10重量%とする。多価金属イオン水溶液の濃度が1重量%未満の場合、ゲル化反応が起こり難くなり、20重量%を超えると、金属塩の溶解に時間が掛かるとともに、過剰の材料を使用することになるため、経済的でない。   The polyvalent metal ion aqueous solution to which the alginate aqueous solution is dropped may be a divalent or higher metal ion aqueous solution that reacts with the alginate and causes gelation. Examples of such polyvalent metal ion aqueous solutions include aqueous chloride solutions of polyvalent metals such as calcium chloride, barium chloride, strontium chloride, nickel chloride, aluminum chloride, iron chloride, cobalt chloride, calcium nitrate, barium nitrate, aluminum nitrate. Nitrate aqueous solutions of polyvalent metals such as iron nitrate, copper nitrate and cobalt nitrate, lactate aqueous solutions of polyvalent metals such as calcium lactate, barium lactate, aluminum lactate and zinc lactate, aluminum sulfate, zinc sulfate, cobalt sulfate etc. An aqueous solution of a valent metal sulfate is mentioned. These polyvalent metal ion aqueous solutions can be used in combination of two or more. The concentration of the polyvalent metal ion aqueous solution is 1 to 20% by weight, preferably 2 to 15% by weight, and more preferably 3 to 10% by weight. When the concentration of the polyvalent metal ion aqueous solution is less than 1% by weight, the gelation reaction hardly occurs. When the concentration exceeds 20% by weight, it takes time to dissolve the metal salt and excessive materials are used. Not economical.

人工土壌粒子51を形成するためのフィラー1の粒状化は、上述のゲル化反応の他、バインダーを用いた造粒法によって行うこともできる。これは、例えば、フィラー1にバインダーや溶媒等を加えて混合し、混合物を造粒機に導入し、転動造粒、流動層造粒、攪拌造粒、圧縮造粒、押出造粒、破砕造粒、溶融造粒、噴霧造粒等の公知の造粒法により行うことができる。得られた造粒体は、必要に応じて乾燥及び分級が行われ、人工土壌粒子51が完成する。また、フィラー1にバインダーを加え、さらに必要に応じて溶媒等を加えて混練し、これを乾燥してブロック状にしたものを、乳鉢及び乳棒、ハンマーミル、ロールクラッシャー等の粉砕手段で適宜粉砕して粒状物とすることも可能である。この粒状物は、そのまま人工土壌粒子51として用いることもできるが、篩にかけて所望の粒径に調整することが好ましい。   The granulation of the filler 1 for forming the artificial soil particles 51 can be performed by a granulation method using a binder in addition to the gelation reaction described above. For example, a filler or a solvent is added to the filler 1 and mixed, the mixture is introduced into a granulator, rolling granulation, fluidized bed granulation, agitation granulation, compression granulation, extrusion granulation, extrusion granulation, crushing It can carry out by well-known granulation methods, such as granulation, melt granulation, and spray granulation. The obtained granulated body is dried and classified as necessary, and the artificial soil particles 51 are completed. In addition, a binder is added to the filler 1 and, if necessary, a solvent or the like is added and kneaded, and the resulting dried and block-shaped material is appropriately pulverized by pulverizing means such as a mortar and pestle, a hammer mill, a roll crusher or the like. It is also possible to obtain a granular material. This granular material can be used as the artificial soil particle 51 as it is, but it is preferable to adjust to a desired particle size by sieving.

バインダーは、有機バインダー又は無機バインダーの何れも使用可能である。有機バインダーは、例えば、ポリオレフィン系バインダー、ポリビニルアルコール系バインダー、ポリウレタン系バインダー、ポリ酢酸ビニル系バインダー等の合成樹脂系バインダー、デンプン、カラギーナン、キサンタンガム、ジェランガム、アルギン酸などの多糖類、膠などの動物性たんぱく質等の天然物系バインダーが挙げられる。無機バインダーは、例えば、水ガラス等のケイ酸系バインダー、リン酸アルミニウム等のリン酸塩系バインダー、ホウ酸アルミニウム等のホウ酸塩系バインダー、セメント等の水硬性バインダーが挙げられる。有機バインダー及び無機バインダーは、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。   As the binder, either an organic binder or an inorganic binder can be used. Organic binders include, for example, synthetic resin binders such as polyolefin binders, polyvinyl alcohol binders, polyurethane binders, polyvinyl acetate binders, polysaccharides such as starch, carrageenan, xanthan gum, gellan gum, alginic acid, and animal properties such as glue. Examples include natural product-based binders such as proteins. Examples of the inorganic binder include silicate binders such as water glass, phosphate binders such as aluminum phosphate, borate binders such as aluminum borate, and hydraulic binders such as cement. An organic binder and an inorganic binder can be used in combination of two or more.

フィラー1が有機多孔質材料である場合、人工土壌粒子51の形成は、バインダーを用いた上述のフィラーの粒状化法と同様の方法で行ってもよいが、フィラー1を、当該フィラー1を構成する有機多孔質材料(高分子材料等)の融点以上の温度に加熱し、複数のフィラー1の表面同士を熱融着させて粒状化することにより、人工土壌粒子51を形成することも可能である。この場合、バインダーを使用しなくても、複数のフィラー1が集合した粒状物を得ることができる。そのような有機多孔質材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、セルロール等の有機高分子材料を発泡させた有機高分子発泡体、前記有機高分子材料の粉体を加熱溶融して連続気泡構造を形成した有機高分子多孔質体が挙げられる。   In the case where the filler 1 is an organic porous material, the artificial soil particles 51 may be formed by the same method as the above-described filler granulation method using a binder, but the filler 1 constitutes the filler 1. It is also possible to form artificial soil particles 51 by heating to a temperature equal to or higher than the melting point of the organic porous material (polymer material or the like) to be fused and granulating the surfaces of the plurality of fillers 1 by heat fusion. is there. In this case, a granular material in which a plurality of fillers 1 are assembled can be obtained without using a binder. As such an organic porous material, for example, an organic polymer foam obtained by foaming an organic polymer material such as polyethylene, polypropylene, polyurethane, polyvinyl alcohol, and cellulose, and the powder of the organic polymer material is heated and melted. An organic polymer porous body having an open cell structure is exemplified.

なお、図示しないが、人工土壌粒子51の基部10(多孔質体11)の外表部に、後述する第二のタイプの人工土壌粒子52と同様の被覆層を設けることも可能である。被覆層により、人工土壌粒子51の水分吸放出特性をより精密にコントロールすることが可能となる。   Although not shown, a coating layer similar to the second type artificial soil particles 52 described later can be provided on the outer surface of the base portion 10 (porous body 11) of the artificial soil particles 51. By the coating layer, the moisture absorption / release characteristics of the artificial soil particles 51 can be controlled more precisely.

〔繊維塊状体をベースとする人工土壌粒子〕
図1(b)の人工土壌粒子52は、第二のタイプの人工土壌粒子であり、基部10としての繊維塊状体12を備えている。繊維塊状体12は、複数本の繊維4を集合させたものである。繊維塊状体12を構成する繊維4の間には、空隙5が形成されている。繊維塊状体12は、空隙5に水分を保持することができる。従って、繊維塊状体12の空隙5の状態は、繊維塊状体12の保水性に関係する。空隙5の状態は、基部10を形成する際の繊維4の使用量(密度)、繊維4の種類、太さ、長さ等を変更することにより調整可能である。なお、繊維4のサイズは、太さが5〜100μmのものが好ましく、長さが0.5〜10mmのものが好ましい。
[Artificial soil particles based on fiber block]
The artificial soil particle 52 in FIG. 1B is a second type of artificial soil particle, and includes a fiber block 12 as the base 10. The fiber lump 12 is a collection of a plurality of fibers 4. Gaps 5 are formed between the fibers 4 constituting the fiber lump 12. The fiber lump 12 can retain moisture in the gap 5. Accordingly, the state of the gap 5 in the fiber lump 12 is related to the water retention of the fiber lump 12. The state of the gap 5 can be adjusted by changing the amount (density) of the fibers 4 used when forming the base 10, the type, thickness, length, and the like of the fibers 4. In addition, the size of the fiber 4 is preferably 5 to 100 μm in thickness, and preferably 0.5 to 10 mm in length.

繊維塊状体12は、その内部に水分を保持できるように構成するため、繊維4として親水性の繊維を使用することが好ましい。繊維4の種類は、天然繊維又は合成繊維が適宜選択される。好ましい親水性の繊維として、例えば、天然繊維として綿、羊毛、レーヨンが挙げられ、合成繊維として、例えば、ビニロン、ウレタン、ナイロン、アセテートが挙げられ、これらのうち、綿及びビニロンがより好ましい。天然繊維と合成繊維とを混繊したものでも構わない。   Since the fiber lump 12 is configured so that moisture can be retained therein, it is preferable to use a hydrophilic fiber as the fiber 4. As the type of the fiber 4, a natural fiber or a synthetic fiber is appropriately selected. Examples of preferable hydrophilic fibers include cotton, wool, and rayon as natural fibers, and examples of synthetic fibers include vinylon, urethane, nylon, and acetate. Of these, cotton and vinylon are more preferable. What mixed the natural fiber and the synthetic fiber may be used.

繊維塊状体12を構成するに際し、繊維4の間に別の保水性材料(保水性材料である繊維4と区別するため、以後、第二保水性材料とする)を導入することも可能である。この場合、繊維塊状体12は、本来有する繊維4間の空隙5による保水性に加え、第二保水性材料による保水力を備えることができる。第二保水性材料を繊維塊状体12に導入する方法として、例えば、繊維4を造粒によって基部10となる繊維塊状体12を形成し、造粒中に第二保水性材料を添加する。また、繊維4の表面を第二保水性材料でコーティングしても構わない。これらの方法により繊維塊状体12に導入された第二保水性材料は、繊維4間の空隙5において露出していることが好ましい。この場合、繊維塊状体12は空隙5の保水力が大きく向上する。   When configuring the fiber lump 12, it is also possible to introduce another water retention material (hereinafter referred to as a second water retention material in order to distinguish it from the fibers 4 that are water retention materials) between the fibers 4. . In this case, the fiber lump 12 can be provided with water retention by the second water retention material in addition to the water retention by the gaps 5 between the fibers 4 that are originally present. As a method for introducing the second water-retaining material into the fiber lump 12, for example, the fiber lump 12 that forms the base 10 is formed by granulating the fibers 4, and the second water-retaining material is added during the granulation. Moreover, you may coat the surface of the fiber 4 with a 2nd water retention material. The second water-retaining material introduced into the fiber mass 12 by these methods is preferably exposed in the gaps 5 between the fibers 4. In this case, the fiber lump 12 greatly improves the water retention capacity of the gap 5.

第二保水性材料は、吸水性を有する高分子保水材を使用することができる。例えば、ポリアクリル酸塩系ポリマー、ポリスルホン酸塩系ポリマー、ポリアクリルアミド系ポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマー、ポリアルキレンオキサイド系ポリマー等の合成高分子系保水性材料、ポリアスパラギン酸塩系ポリマー、ポリグルタミン酸塩系ポリマー、ポリアルギン酸塩系ポリマー、セルロース系ポリマー、デンプン等の天然高分子系保水性材料が挙げられる。これらの第二保水性材料は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。また、第二保水性材料として、セラミックス等の多孔質材を使用することも可能である。   As the second water retaining material, a polymer water retaining material having water absorption can be used. For example, polyacrylate polymer, polysulfonate polymer, polyacrylamide polymer, polyvinyl alcohol polymer, polyalkylene oxide polymer and other synthetic polymer water retention materials, polyaspartate polymer, polyglutamate Natural polymer water-retaining materials such as polymer, polyalginate polymer, cellulose polymer and starch. These 2nd water retention materials can also be used in combination of 2 or more types. Further, a porous material such as ceramics can be used as the second water retention material.

繊維塊状体12は、公知の造粒法により形成される。例えば、長繊維をカーディング装置等で引揃え、3〜10mm程度の長さに切断し、生成した繊維を転動造粒、流動層造粒、攪拌造粒、圧縮造粒、押出造粒等の方法で造粒することにより形成する。造粒の際、繊維4に樹脂や糊等のバインダーを混合して造粒を行ってもよいが、繊維4は互いに絡まり合って固着化し易いため、バインダーを使用しない場合でも、繊維4を塊状に加工することが可能である。   The fiber lump 12 is formed by a known granulation method. For example, long fibers are aligned with a carding device or the like, cut to a length of about 3 to 10 mm, and the produced fibers are tumbled granulated, fluidized bed granulated, stirred granulated, compressed granulated, extruded granulated, etc. It forms by granulating by the method of. During granulation, the fiber 4 may be mixed with a binder such as a resin or glue, but the fibers 4 are entangled with each other and easily fixed, so that the fibers 4 are agglomerated even when no binder is used. Can be processed.

基部10として構成される繊維塊状体12の外表部には、図1(b)に示すように、被覆層20が形成される。被覆層20を設けることで、繊維塊状体12の急激な乾燥を防止し、水分吸放出特性をコントロールすることができる。被覆層20は、水分子が通過可能な超微細孔を有する膜である。あるいは、水分が一方側から浸透して他方側に移動可能な浸透性膜とすることもできる。被覆層20は、例えば、以下の方法により繊維塊状体12の外表部に形成される。先ず、造粒した繊維塊状体12を容器に移し、繊維塊状体12の体積(占有容積)の半分程度の水を加え、繊維塊状体12の空隙5に水を浸み込ませる。次に、水を浸み込ませた繊維塊状体12に、繊維塊状体12の体積の1/3〜1/2の樹脂エマルジョンを添加する。樹脂エマルジョンには、顔料、香料、殺菌剤、抗菌剤、消臭剤、殺虫剤等の添加物を混合しておくことも可能である。次に、繊維塊状体12の外表部に樹脂エマルジョンが均一に付着するように転動させながら、繊維塊状体12の外表部から樹脂エマルジョンを含浸させる。このとき、繊維塊状体12の中心部には水が浸み込んでいるため、樹脂エマルジョンは繊維塊状体12の外表部付近で留まる。その後、樹脂エマルジョンが付着した繊維塊状体12をオーブンで乾燥させ、次いで、樹脂を溶融させ、繊維塊状体12の外表部付近の繊維4に樹脂を融着させて被覆層20としての樹脂被膜を形成する。これにより、繊維塊状体12は外表部が被覆層20で被覆され、人工土壌粒子52が完成する。被覆層20は、樹脂が溶融する際に樹脂エマルジョンに含まれていた溶媒が蒸発し、多孔質構造が形成される。得られた人工土壌粒子52は、必要に応じて、乾燥及び分級が行われ、粒径が調整される。被覆層20は、繊維塊状体12を構成する繊維4の絡み合い部分(繊維4同士が接触する部分)を補強するように、繊維塊状体12の外表部から若干内側に浸透した状態にまで厚みを形成してもよい。これにより、人工土壌粒子52の強度及び耐久性を向上させることができる。被覆層20の膜厚は、1〜200μmに設定され、好ましくは10〜100μmに設定され、より好ましくは20〜60μmに設定される。なお、被覆層20は必要に応じて設ければよく、被覆層20が存在しない繊維塊状体12をそのまま人工土壌粒子52とすることも可能である。   As shown in FIG. 1B, a coating layer 20 is formed on the outer surface of the fiber lump 12 configured as the base 10. By providing the coating layer 20, the fiber lump 12 can be prevented from being rapidly dried and the moisture absorption / release characteristics can be controlled. The coating layer 20 is a film having ultrafine pores through which water molecules can pass. Or it can also be set as the permeable membrane which water | moisture content permeates from one side and can move to the other side. The coating layer 20 is formed on the outer surface portion of the fiber lump 12 by the following method, for example. First, the granulated fiber lump 12 is transferred to a container, and water about half the volume (occupied volume) of the fiber lump 12 is added, so that water is immersed in the gap 5 of the fiber lump 12. Next, a resin emulsion of 1/3 to 1/2 of the volume of the fiber lump 12 is added to the fiber lump 12 soaked with water. Additives such as pigments, fragrances, bactericides, antibacterial agents, deodorants, and insecticides may be mixed in the resin emulsion. Next, the resin emulsion is impregnated from the outer surface of the fiber lump 12 while rolling so that the resin emulsion uniformly adheres to the outer surface of the fiber lump 12. At this time, since the water has soaked into the center of the fiber lump 12, the resin emulsion remains near the outer surface of the fiber lump 12. Thereafter, the fiber lump 12 to which the resin emulsion is adhered is dried in an oven, the resin is then melted, and the resin is fused to the fibers 4 near the outer surface of the fiber lump 12 to form a resin film as the coating layer 20. Form. Thereby, the outer surface of the fiber lump 12 is covered with the coating layer 20, and the artificial soil particles 52 are completed. In the coating layer 20, when the resin is melted, the solvent contained in the resin emulsion is evaporated, and a porous structure is formed. The obtained artificial soil particles 52 are dried and classified as necessary to adjust the particle size. The covering layer 20 has a thickness that is slightly infiltrated inward from the outer surface of the fiber lump 12 so as to reinforce the entangled portions of the fibers 4 constituting the fiber lump 12 (the portions where the fibers 4 contact each other). It may be formed. Thereby, the strength and durability of the artificial soil particles 52 can be improved. The film thickness of the coating layer 20 is set to 1 to 200 μm, preferably set to 10 to 100 μm, and more preferably set to 20 to 60 μm. The covering layer 20 may be provided as necessary, and the fiber lump 12 without the covering layer 20 may be used as the artificial soil particle 52 as it is.

繊維塊状体12を造粒するにあたり、繊維4として短繊維を使用することも可能である。この場合、短繊維を撹拌混合造粒装置で撹拌しながら樹脂エマルジョンを少量ずつ投入して造粒する。これにより、繊維塊状体12を形成する短繊維同士が一部で固定化され、強固な基部10を形成することができる。なお、短繊維に先に水を加えて造粒し、その後、被覆層20にエマルジョンを添加して繊維塊状体12を仕上げることも可能である。   In granulating the fiber lump 12, it is possible to use short fibers as the fibers 4. In this case, the resin emulsion is added in small amounts and granulated while stirring the short fibers with a stirring and mixing granulator. Thereby, the short fibers forming the fiber lump 12 are partially fixed, and the strong base 10 can be formed. It is also possible to add water to the short fibers and granulate them first, and then add an emulsion to the coating layer 20 to finish the fiber mass 12.

被覆層20の材質は、水に不溶性で酸化され難いものが好ましく、例えば、樹脂材料が挙げられる。そのような樹脂材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリスチレン等のスチロール系樹脂が挙げられる。これらのうち、ポリエチレンが好ましい。また、樹脂材料に代えて、ポリエチレングリコール等の合成高分子系のゲル化剤、又はアルギン酸ナトリウム等の天然ゲル化剤を使用することも可能である。   The material of the covering layer 20 is preferably insoluble in water and hardly oxidized, and examples thereof include a resin material. Examples of such a resin material include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, vinyl chloride resins such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polyester resins such as polyethylene terephthalate, and styrene resins such as polystyrene. Of these, polyethylene is preferred. In place of the resin material, a synthetic polymer gelling agent such as polyethylene glycol or a natural gelling agent such as sodium alginate can be used.

繊維塊状体12及び被覆層20には、イオン交換能を付与することもできる。繊維塊状体12及び被覆層20の少なくとも何れか一方にイオン交換能を付与することで、人工土壌粒子52に植物の育成に必要な肥料成分を担持させることができるので、天然土壌と同等の植物育成力を備えた人工土壌を実現することが可能となる。   The fiber block 12 and the coating layer 20 can also be provided with ion exchange capacity. By providing ion exchange capacity to at least one of the fiber lump 12 and the coating layer 20, the artificial soil particles 52 can support a fertilizer component necessary for plant growth, so that the plant is equivalent to natural soil. It becomes possible to realize artificial soil having a growing ability.

〔人工土壌粒子への酸化チタンの担持〕
光触媒として知られている酸化チタンは、これまで主に抗菌や防汚等を目的として利用されてきたが、酸化チタンの光触媒機能は、黴類の発生の防止や、アオコ等の藻類の発生の抑制にも非常に有効である。そこで、本発明者らは、酸化チタンの新たな用途として、衛生面や美観が要求される人工土壌への適用を検討した。図2は、酸化チタン6を担持した本発明の人工土壌粒子50の一部拡大図である。人工土壌粒子50に担持された酸化チタン6は、防藻防黴剤として機能する。
[Support of titanium oxide on artificial soil particles]
Titanium oxide, known as a photocatalyst, has been used mainly for the purpose of antibacterial and antifouling, but the photocatalytic function of titanium oxide is to prevent the generation of moss and the generation of algae such as blue-green algae. It is also very effective for suppression. Then, the present inventors examined the application to the artificial soil in which hygienic aspect and aesthetics are requested | required as a new use of a titanium oxide. FIG. 2 is a partially enlarged view of the artificial soil particle 50 of the present invention carrying the titanium oxide 6. The titanium oxide 6 supported on the artificial soil particles 50 functions as an algae and fungicide.

図2(a)は、人工土壌粒子50に酸化チタン6を担持したものであり、図1(a)の人工土壌粒子51に相当する。図2(a)の点線円中に、人工土壌粒子51の表面近傍を拡大した状態で示してある。酸化チタン6は、光触媒用として市販されているアナターゼ型の結晶構造を有する酸化チタン微粒子6aを使用することができる。   FIG. 2A shows an artificial soil particle 50 carrying titanium oxide 6 and corresponds to the artificial soil particle 51 shown in FIG. In the dotted circle of FIG. 2A, the vicinity of the surface of the artificial soil particle 51 is shown in an enlarged state. As the titanium oxide 6, titanium oxide fine particles 6 a having an anatase type crystal structure commercially available for photocatalyst can be used.

上述のように、人工土壌粒子51は、細孔2を有するフィラー1が複数集合してなる基部10としての多孔質体11を備えており、当該多孔質体11において、各フィラー1の間に連通孔3が形成されている。ここで、酸化チタン微粒子6aは、人工土壌粒子51の全体に担持されていてもよいが、図2(a)に示すように、少なくとも連通孔3の開口部3aから粒子表面51aに亘る領域に担持されていることが必要となる。このような担持形態とすれば、人工土壌で栽培する植物に太陽光や照明光に当てると、人工土壌を構成する人工土壌粒子51に担持された酸化チタン微粒子6aにも光が当たり易くなる。そうすると、酸化チタン微粒子6aの光触媒機能が効果的に発揮され、黴類やアオコ等の藻類の発生が防止される。その結果、人工土壌の汚染や着色が防止され、使用当初の衛生的な状態や美観を長期間維持することができる。   As described above, the artificial soil particle 51 includes the porous body 11 as the base 10 formed by a plurality of fillers 1 having the pores 2, and in the porous body 11, between the fillers 1. A communication hole 3 is formed. Here, although the titanium oxide fine particles 6a may be carried on the whole artificial soil particles 51, as shown in FIG. 2A, at least in the region extending from the opening 3a of the communication hole 3 to the particle surface 51a. It must be supported. If it is such a carrying | support form, when it exposes to the sunlight and illumination light to the plant cultivated by artificial soil, it will become easy to hit light also to the titanium oxide fine particle 6a carry | supported by the artificial soil particle 51 which comprises artificial soil. Then, the photocatalytic function of the titanium oxide fine particles 6a is effectively exerted, and the generation of algae such as moss and blue-green algae is prevented. As a result, contamination and coloring of the artificial soil can be prevented, and the hygienic state and aesthetics at the beginning of use can be maintained for a long time.

酸化チタン微粒子6aのサイズ(粒径)は、連通孔3のサイズ(孔径)より小さいものが好ましい。例えば、フィラー1がゼオライトの場合、連通孔3のサイズは0.1〜20μm程度となるため、この場合、0.005〜10μmの粒径を有する酸化チタン微粒子を使用することができる。このようなサイズ関係とすれば、連通孔3の内部に酸化チタン微粒子6aを担持することができるので、多量の水分の存在により藻類や黴類が発生し易い環境にある連通孔3付近において、酸化チタン微粒子6aによる光触媒効果(防藻防黴効果)が直接作用し、藻類や黴類による人工土壌の汚染や着色を効果的に防止することができる。   The size (particle diameter) of the titanium oxide fine particles 6a is preferably smaller than the size (pore diameter) of the communication hole 3. For example, when the filler 1 is zeolite, the size of the communication hole 3 is about 0.1 to 20 μm. In this case, titanium oxide fine particles having a particle size of 0.005 to 10 μm can be used. With such a size relationship, since the titanium oxide fine particles 6a can be carried inside the communication hole 3, in the vicinity of the communication hole 3 in an environment where algae and moss are easily generated due to the presence of a large amount of water, The photocatalytic effect (anti-algae and anti-fungal effect) by the titanium oxide fine particles 6a acts directly, and it is possible to effectively prevent contamination and coloring of artificial soil by algae and moss.

人工土壌粒子51における酸化チタン微粒子6aの担持量(含有量)は、0.1〜70重量%、好ましくは0.1〜30重量%、より好ましくは0.5〜20重量%とする。この範囲であれば、藻類による人工土壌の汚染や着色を効果的に防止することができる。酸化チタン微粒子6aの担持量が0.1重量%より少ないと、酸化チタン微粒子6aの光触媒機能が十分に発揮できない虞がある。一方、酸化チタン微粒子6aの担持量を70重量%より多くすると、人工土壌の機能に影響することは無いが、光が当たり難い人工土壌粒子51の内部に酸化チタン微粒子6aが大量に含まれることになるため、防藻防黴剤として非効率的であり、コスト面でも不利となる。   The supported amount (content) of the titanium oxide fine particles 6a in the artificial soil particles 51 is 0.1 to 70% by weight, preferably 0.1 to 30% by weight, and more preferably 0.5 to 20% by weight. If it is this range, the contamination and coloring of the artificial soil by algae can be prevented effectively. If the supported amount of the titanium oxide fine particles 6a is less than 0.1% by weight, the photocatalytic function of the titanium oxide fine particles 6a may not be sufficiently exhibited. On the other hand, if the loading amount of the titanium oxide fine particles 6a is more than 70% by weight, the function of the artificial soil is not affected, but a large amount of the titanium oxide fine particles 6a are contained in the artificial soil particles 51 that are difficult to receive light. Therefore, it is inefficient as an anti-algae fungicide and is disadvantageous in terms of cost.

人工土壌粒子51への酸化チタン微粒子6aの担持方法としては、フィラー1を粒状化する工程において、フィラー1に酸化チタン微粒子6aを混合しておく。例えば、上述したアルギン酸塩と多価金属イオンとのゲル化反応を利用してフィラー1を粒状化する場合では、アルギン酸塩水溶液にフィラー1及び酸化チタン微粒子6aを分散させ、その分散液を多価金属イオン水溶液中に滴下する。そうすると、フィラー1と酸化チタン微粒子6aとが混合した状態でアルギン酸塩が粒状にゲル化し、酸化チタン微粒子6aが担持された人工土壌粒子51が生成する。また、バインダーを用いたフィラー1の造粒法では、フィラー1又はバインダーに酸化チタン微粒子6aを混合しておけばよい。この場合、フィラー1と酸化チタン微粒子6aとがバインダーを介して粒状化し、酸化チタン微粒子6aが担持された人工土壌粒子が生成する。   As a method for supporting the titanium oxide fine particles 6 a on the artificial soil particles 51, the titanium oxide fine particles 6 a are mixed with the filler 1 in the step of granulating the filler 1. For example, when the filler 1 is granulated by utilizing the gelation reaction between the alginate and the polyvalent metal ion described above, the filler 1 and the titanium oxide fine particles 6a are dispersed in the alginate aqueous solution, and the dispersion is polyvalent. It is dropped into an aqueous metal ion solution. Then, the alginate gels in a granular state in a state where the filler 1 and the titanium oxide fine particles 6a are mixed, and artificial soil particles 51 carrying the titanium oxide fine particles 6a are generated. Moreover, in the granulation method of the filler 1 using a binder, the titanium oxide fine particles 6a may be mixed with the filler 1 or the binder. In this case, the filler 1 and the titanium oxide fine particles 6a are granulated through a binder, and artificial soil particles carrying the titanium oxide fine particles 6a are generated.

図2(b)は、人工土壌粒子50に酸化チタン6を担持したものであり、図1(b)の人工土壌粒子52に相当する。図2(b)の点線円中に、人工土壌粒子52の表面近傍を拡大した状態で示してある。酸化チタン6は、光触媒用として市販されているアナターゼ型の結晶構造を有する酸化チタン微粒子6aを使用することができ、図2(a)で説明したものと同様のものが使用される。   FIG. 2B shows the artificial soil particles 50 carrying the titanium oxide 6 and corresponds to the artificial soil particles 52 shown in FIG. In the dotted circle of FIG. 2 (b), the surface vicinity of the artificial soil particle 52 is shown in an enlarged state. As the titanium oxide 6, titanium oxide fine particles 6a having an anatase type crystal structure that are commercially available for photocatalysts can be used, and those similar to those described in FIG.

上述のように、人工土壌粒子52は、繊維4が塊状に集合してなる基部10と、基部10を被覆する被覆層20とを備えている。ここで、酸化チタン微粒子6aは、基部10及び被覆層20の全体に亘って担持されていてもよいが、図2(b)に示すように、少なくとも被覆層20に担持されている必要がある。このとき、酸化チタン微粒子6aの担持形態は、被覆層20の表面に付着した状態でもよいし、被覆層20が透光性を有するものである場合は、被覆層20の内部に酸化チタン微粒子6aが練り込まれた状態でも構わない。このような担持形態とすれば、人工土壌で栽培する植物に太陽光や照明光に当てると、人工土壌を構成する人工土壌粒子52に担持された酸化チタン微粒子6aにも光が当たり易くなる。そうすると、酸化チタン微粒子6aの光触媒機能が効果的に発揮され、黴類やアオコ等の藻類の発生が防止される。その結果、人工土壌の汚染や着色が防止され、使用当初の衛生的な状態や美観を長期間維持することができる。   As described above, the artificial soil particle 52 includes the base portion 10 in which the fibers 4 are aggregated in a lump shape and the coating layer 20 that covers the base portion 10. Here, the titanium oxide fine particles 6a may be carried over the entire base 10 and the coating layer 20, but as shown in FIG. 2 (b), at least the coating layer 20 needs to be carried. . At this time, the titanium oxide fine particles 6a may be supported on the surface of the coating layer 20, or when the coating layer 20 is translucent, the titanium oxide fine particles 6a are contained inside the coating layer 20. It does not matter even if it is kneaded. If it is such a carrying | support form, when it exposes to the sunlight and illumination light to the plant cultivated by artificial soil, it will become easy to hit light also to the titanium oxide fine particle 6a carry | supported by the artificial soil particle 52 which comprises artificial soil. Then, the photocatalytic function of the titanium oxide fine particles 6a is effectively exerted, and the generation of algae such as moss and blue-green algae is prevented. As a result, contamination and coloring of the artificial soil can be prevented, and the hygienic state and aesthetics at the beginning of use can be maintained for a long time.

上記の人工土壌粒子51及び52は、防藻防黴剤として機能する酸化チタン微粒子6aを担持させたものであるが、酸化チタンに加えて、酸化チタンとは異なる物質を有効成分とする他の抗菌剤を担持させることも可能である。例えば、人工土壌粒子51においては、基部10を構成する多孔質体11の全体に抗菌剤を担持させることができる。人工土壌粒子52においては、基部10を構成する繊維4どうしの空隙5に抗菌剤を担持させることができる。酸化チタンと他の抗菌剤とを組み合わせると、光が当たり難い人工土壌粒子51及び52の内部においても黴の発生等を防止することができる。さらに、酸化チタンと抗菌剤との相乗効果も期待できるため、薬剤の使用量を低減することができる。酸化チタンと組み合わせ可能な抗菌剤としては、土壌中での安定性や栽培植物への安全性の点から、例えば、銀、銅、亜鉛、ニッケル等の金属イオンを含有する無機物、抗菌性を有するゼオライト、パラベン、ブタンジオール等の合成系抗菌剤、カテキン、キチン、キトサン等の天然系抗菌剤等を使用することができる。   The artificial soil particles 51 and 52 carry titanium oxide fine particles 6a that function as an anti-algae and fungicide. In addition to titanium oxide, the artificial soil particles 51 and 52 include other substances having an active ingredient other than titanium oxide. It is also possible to carry an antibacterial agent. For example, in the artificial soil particle 51, an antibacterial agent can be carried on the entire porous body 11 constituting the base 10. In the artificial soil particles 52, an antibacterial agent can be carried in the gaps 5 between the fibers 4 constituting the base 10. Combining titanium oxide with other antibacterial agents can prevent the occurrence of wrinkles even in the artificial soil particles 51 and 52 that are difficult to receive light. Furthermore, since a synergistic effect between titanium oxide and the antibacterial agent can be expected, the amount of the drug used can be reduced. As an antibacterial agent that can be combined with titanium oxide, from the viewpoint of stability in soil and safety to cultivated plants, for example, inorganic substances containing metal ions such as silver, copper, zinc, nickel, etc. have antibacterial properties Synthetic antibacterial agents such as zeolite, paraben and butanediol, and natural antibacterial agents such as catechin, chitin and chitosan can be used.

防藻防黴剤として機能する酸化チタンを担持させた本発明の人工土壌粒子について、藻類及び黴類の抑制効果を検証した。人工土壌粒子として、図1(a)及び図2(a)に示した人工土壌粒子51に相当する〔1〕基部に酸化チタンを担持させた混合系微粒子(実施例1〜21、比較例1〜4)、並びに図1(b)及び図2(b)に示した人工土壌粒子52に相当する〔2〕基部を被覆する被覆層に酸化チタンを担持させた被覆系微粒子(実施例22〜48、比較例5及び6)を調製した。   The artificial soil particles of the present invention carrying titanium oxide that functions as an algal and fungicidal agent were examined for the algal and algal inhibitory effects. As the artificial soil particles, mixed fine particles (Examples 1 to 21, Comparative Example 1) in which titanium oxide is supported on the base [1] corresponding to the artificial soil particles 51 shown in FIGS. 1 (a) and 2 (a). To 4), and [2] coating fine particles in which titanium oxide is supported on the coating layer covering the base portion corresponding to the artificial soil particles 52 shown in FIGS. 1B and 2B (Examples 22 to 48, Comparative Examples 5 and 6) were prepared.

混合系微粒子(実施例1〜21、比較例1〜4)について、夫々の人工土壌粒子を構成するにあたって使用した材料、及び調製した人工土壌粒子の特性を表1及び表2に示す。表1及び表2に示す配合に従って、フィラー及び防藻防黴剤をバインダーに混合して混合液を調製し、次いで混合液を5%塩化カルシウム水溶液中に滴下して粒状にゲル化させ、ゲル化物を回収し、乾燥して人工土壌粒子を得た。この人工土壌粒子において、連通孔のサイズは0.3μm、担持した酸化チタン微粒子のサイズは70nmであった。人工土壌粒子の形状については、顕微鏡観察と画像処理法とを組み合わせて測定した。人工土壌粒子の外観については、人工土壌粒子を透明なポットに充填し、植物としてラディッシュを植栽し、太陽光が差し込む屋内にて灌水を行いながら24日間栽培し、目視にてアオコ及び黴の発生を確認した。保水性については、クロマト管に測定用の人工土壌を140cc入れ、管の上部から散水(10ml×5回+20ml×3回)を行い、人工土壌が吸収できなかった水を管の下部から排水し、所定時間経過後の人工土壌の重量を測定することにより、保水量とした。   For mixed fine particles (Examples 1 to 21, Comparative Examples 1 to 4), Table 1 and Table 2 show the materials used to construct the artificial soil particles and the characteristics of the prepared artificial soil particles. According to the formulation shown in Table 1 and Table 2, the mixture is prepared by mixing the filler and the anti-algae fungicide with the binder, and then the mixture is dropped into a 5% calcium chloride aqueous solution to form a gel. The chemicals were collected and dried to obtain artificial soil particles. In this artificial soil particle, the size of the communication hole was 0.3 μm, and the size of the supported titanium oxide fine particles was 70 nm. The shape of the artificial soil particles was measured by combining microscopic observation and an image processing method. As for the appearance of artificial soil particles, artificial soil particles are filled in a transparent pot, radish is planted as a plant, cultivated for 24 days while irrigating indoors where sunlight is inserted, The occurrence was confirmed. For water retention, 140 cc of artificial soil for measurement is placed in the chromatograph tube, water is sprayed from the top of the tube (10 ml x 5 times + 20 ml x 3 times), and water that the artificial soil has not absorbed is drained from the bottom of the tube. The amount of water retained was determined by measuring the weight of the artificial soil after a predetermined time.

Figure 2015019652
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表1及び表2中の「材料」として使用した製品を以下に示す。
ゼオライト:株式会社エコウエル製の人工ゼオライト「琉球ライトCEC600」
ハイドロタルサイト:和光純薬工業株式会社製の試薬ハイドロタルサイト
アルギン酸ナトリウム:和光純薬工業株式会社製の試薬アルギン酸ナトリウム
塩化カルシウム:和光純薬工業株式会社製の試薬塩化カルシウム
酸化チタン微粒子:和光純薬工業株式会社製の酸化チタン(アナターゼ型)
銀イオン含有無機物:東亜合成化学株式会社製の銀系無機抗菌剤「ノバロン(登録商標)AGZ」
抗菌ゼオライト:株式会社エコウエル製の抗菌ゼオライト「琉球ライト」
エチルパラベン:和光純薬工業株式会社製の試薬エチルパラベン
カテキン:和光純薬工業株式会社製の試薬カテキン
The products used as “materials” in Tables 1 and 2 are shown below.
Zeolite: Artificial zeolite "Ryukyu Light CEC600" manufactured by Ecowell Co., Ltd.
Hydrotalcite: Reagent hydrotalcite manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Sodium alginate: Reagent sodium alginate manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Calcium chloride: Reagent calcium chloride manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Titanium oxide fine particles: Wako Pure Titanium oxide (anatase type) manufactured by Yakuhin Kogyo Co., Ltd.
Silver ion-containing inorganic material: Silver-based inorganic antibacterial agent “NOVALON (registered trademark) AGZ” manufactured by Toagosei Co., Ltd.
Antibacterial zeolite: Antibacterial zeolite "Ryukyu Light" manufactured by Ecowell Co., Ltd.
Ethylparaben: Reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Ethylparaben Catechin: Reagent catechin manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

表1及び表2より、酸化チタン微粒子を担持した実施例1〜21の本発明の人工土壌粒子は、いずれもアオコの発生が少なく、さらに黴の発生は全く確認されなかった。一方、酸化チタン微粒子を担持していない比較例1〜4の人工土壌粒子は、人工土壌全体に亘ってアオコが発生し、さらに黴の発生も確認された。なお、酸化チタン微粒子を担持した本発明の人工土壌粒子は、陽イオン交換容量(CEC)及び保水性において、酸化チタン微粒子を担持していない人工土壌粒子と略同等のレベルを維持しており、酸化チタン微粒子の担持による人工土壌としての性能低下は見られなかった。従って、本発明の人工土壌粒子は、通常どおりに取り扱うことが可能であることが確認された。   From Tables 1 and 2, all of the artificial soil particles of the present invention of Examples 1 to 21 carrying titanium oxide fine particles had little occurrence of aquatic, and no generation of wrinkles was confirmed. On the other hand, in the artificial soil particles of Comparative Examples 1 to 4 that did not carry titanium oxide fine particles, aquatic was generated over the entire artificial soil, and generation of soot was also confirmed. In addition, the artificial soil particles of the present invention supporting titanium oxide fine particles maintain a level substantially equal to that of artificial soil particles not supporting titanium oxide fine particles in cation exchange capacity (CEC) and water retention, No performance degradation as artificial soil due to the loading of titanium oxide fine particles was observed. Therefore, it was confirmed that the artificial soil particles of the present invention can be handled as usual.

被覆系微粒子(実施例22〜48、比較例5及び6)について、夫々の人工土壌粒子を構成するにあたって使用した材料、及び調製した人工土壌粒子の特性を表3〜表5に示す。表3〜表5に示す配合に従って、初めに上述の混合系微粒子と同様の方法で微粒子を調製し、次いで、表3〜表5に示す酸化チタンを含有する被覆用の液剤を微粒子の表面にコーティングした。コーティングした被覆用の液剤を夫々所定の方法で乾燥又は硬化させ、基部の表面に被覆層が形成された人工土壌粒子を得た。この人工土壌粒子において、連通孔のサイズは0.3μm、担持した酸化チタン微粒子のサイズは70nmであった。人工土壌粒子の形状、人工土壌粒子の外観、及び保水性の測定は、上記の混合系微粒子(実施例1〜21、比較例1〜4)の場合と同様とした。   Tables 3 to 5 show the materials used to construct the artificial soil particles and the characteristics of the prepared artificial soil particles for the coated fine particles (Examples 22 to 48, Comparative Examples 5 and 6). In accordance with the formulation shown in Tables 3 to 5, first, fine particles are prepared in the same manner as the above-mentioned mixed fine particles, and then a coating solution containing titanium oxide shown in Tables 3 to 5 is applied to the surface of the fine particles. Coated. The coated coating solution was dried or cured by a predetermined method to obtain artificial soil particles having a coating layer formed on the surface of the base. In this artificial soil particle, the size of the communication hole was 0.3 μm, and the size of the supported titanium oxide fine particles was 70 nm. The shape of the artificial soil particles, the appearance of the artificial soil particles, and the water retention measurement were the same as in the case of the mixed fine particles (Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 4).

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表3〜表5中の「材料」として使用した製品を以下に示す。
タルク:日本タルク株式会社製の汎用タルク「SW」
珪藻土:昭和化学工業株式会社製の珪藻土「ラジオライト(登録商標)#300」
セルロースファイバー:昭和化学工業株式会社製のセルロースファイバー「アボセルB800」
ゼオライト:株式会社エコウエル製の人工ゼオライト「琉球ライトCEC600」
ハイドロタルサイト:和光純薬工業株式会社製の試薬ハイドロタルサイト
アルギン酸ナトリウム:和光純薬工業株式会社製の試薬アルギン酸ナトリウム
塩化カルシウム:和光純薬工業株式会社製の試薬塩化カルシウム
酢酸ビニル:和光純薬工業株式会社製の酢酸ビニル
ポリエチレンエマルジョン:住友精化株式会社製のポリオレフィン系エマルジョン「セポルジョン(登録商標)G315」
寒天:和光純薬工業株式会社製の寒天
酸化チタン微粒子:和光純薬工業株式会社製の試薬酸化チタン(アナターゼ型)
銀イオン含有無機物:東亜合成化学株式会社製の銀系無機抗菌剤「ノバロン(登録商標)AGZ」
抗菌ゼオライト:株式会社エコウエル製の抗菌ゼオライト「琉球ライト」
エチルパラベン:和光純薬工業株式会社製の試薬エチルパラベン
カテキン:和光純薬工業株式会社製の試薬カテキン
The products used as “materials” in Tables 3 to 5 are shown below.
Talc: General-purpose talc “SW” manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.
Diatomaceous earth: Diatomaceous earth "Radiolite (registered trademark) # 300" manufactured by Showa Chemical Industry Co., Ltd.
Cellulose fiber: Cellulose fiber "Abocel B800" manufactured by Showa Chemical Industry Co., Ltd.
Zeolite: Artificial zeolite "Ryukyu Light CEC600" manufactured by Ecowell Co., Ltd.
Hydrotalcite: Reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Hydrotalcite Sodium alginate: Reagent sodium alginate manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Calcium chloride: Reagent calcium chloride, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Vinyl acetate: Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Vinyl acetate polyethylene emulsion manufactured by Kogyo Co., Ltd .: polyolefin emulsion “Sepoljon (registered trademark) G315” manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.
Agar: Agar manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Titanium oxide fine particles: Reagent titanium oxide manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (anatase type)
Silver ion-containing inorganic material: Silver-based inorganic antibacterial agent “NOVALON (registered trademark) AGZ” manufactured by Toagosei Co., Ltd.
Antibacterial zeolite: Antibacterial zeolite "Ryukyu Light" manufactured by Ecowell Co., Ltd.
Ethylparaben: Reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Ethylparaben Catechin: Reagent catechin manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

表3〜表5より、被覆層に酸化チタン微粒子を担持した実施例22〜48の本発明の人工土壌粒子は、いずれもアオコの発生が少なく、さらに黴の発生は全く確認されなかった。一方、被覆層に酸化チタン微粒子を担持していない比較例5及び6の人工土壌粒子は、人工土壌全体に亘ってアオコが発生し、さらに黴の発生も確認された。なお、被覆層に酸化チタン微粒子を担持させた本発明の人工土壌粒子は、陽イオン交換容量(CEC)及び保水性において、酸化チタンを担持していない人工土壌粒子と略同等のレベルを維持しており、酸化チタン微粒子の担持による人工土壌としての性能低下は見られなかった。従って、本発明の人工土壌粒子は、通常どおりに取り扱うことが可能であることが確認された。   From Tables 3 to 5, all of the artificial soil particles of Examples 22 to 48 of the present invention in which titanium oxide fine particles were supported on the coating layer were less likely to cause aquatic growth, and no occurrence of soot was observed. On the other hand, in the artificial soil particles of Comparative Examples 5 and 6 in which the titanium oxide fine particles were not supported on the coating layer, aquatic was generated over the entire artificial soil, and generation of soot was also confirmed. In addition, the artificial soil particles of the present invention in which titanium oxide fine particles are supported on the coating layer maintain substantially the same level as artificial soil particles not supporting titanium oxide in cation exchange capacity (CEC) and water retention. The performance as artificial soil due to the loading of titanium oxide fine particles was not observed. Therefore, it was confirmed that the artificial soil particles of the present invention can be handled as usual.

本発明の人工土壌粒子は、植物工場等で使用される人工土壌やインテリア用土壌として好適に利用されるが、その他の用途として、施設園芸用土壌、緑化用土壌、成型土壌、土壌改良剤にも利用可能である。   The artificial soil particles of the present invention are suitably used as artificial soil and interior soil used in plant factories, etc., but as other uses, for facility horticultural soil, greening soil, molded soil, soil improver Is also available.

1 フィラー
2 細孔
3 連通孔
3a 連通孔の開口部
4 繊維
5 空隙
6 酸化チタン
6a 酸化チタン微粒子
10 基部
11 多孔質体
12 繊維塊状体
50 人工土壌粒子
51 人工土壌粒子
51a 粒子表面
52 人工土壌粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Filler 2 Fine pore 3 Communication hole 3a Opening part of communication hole 4 Fiber 5 Cavity 6 Titanium oxide 6a Titanium oxide fine particle 10 Base 11 Porous body 12 Fiber aggregate 50 Artificial soil particle 51 Artificial soil particle 51a Particle surface 52 Artificial soil particle

Claims (8)

細孔を有するフィラーが複数集合してなる人工土壌粒子であって、
前記フィラーの間に連通孔が形成され、少なくとも前記連通孔の開口部から粒子表面に亘る領域に、防藻防黴剤として機能する酸化チタンを担持させてある人工土壌粒子。
Artificial soil particles made up of a plurality of fillers having pores,
Artificial soil particles in which communication holes are formed between the fillers, and titanium oxide that functions as an antialgal and fungicidal agent is supported at least in a region extending from the opening of the communication holes to the particle surface.
前記細孔はサブnmオーダー乃至サブμmオーダーのサイズを有し、前記連通孔はサブμmオーダー乃至サブmmオーダーのサイズを有する請求項1に記載の人工土壌粒子。   2. The artificial soil particle according to claim 1, wherein the pores have a size of sub nm order to sub μm order, and the communication holes have a size of sub μm order to sub mm order. 前記酸化チタンは、前記連通孔のサイズより小さい粒径を有する酸化チタン微粒子である請求項2に記載の人工土壌粒子。   The artificial soil particles according to claim 2, wherein the titanium oxide is titanium oxide fine particles having a particle size smaller than the size of the communication hole. 前記酸化チタンを0.1〜70重量%担持させてある請求項1〜3の何れか一項に記載の人工土壌粒子。   The artificial soil particles according to any one of claims 1 to 3, wherein the titanium oxide is supported by 0.1 to 70% by weight. 前記酸化チタンとは異なる物質を有効成分とする抗菌剤をさらに含有する請求項1〜4の何れか一項に記載の人工土壌粒子。   The artificial soil particle according to any one of claims 1 to 4, further comprising an antibacterial agent containing a substance different from the titanium oxide as an active ingredient. 前記細孔にイオン交換能を付与してある請求項1〜5の何れか一項に記載の人工土壌粒子。   The artificial soil particles according to any one of claims 1 to 5, wherein ion exchange capacity is imparted to the pores. 0.2〜10mmの粒径を有する請求項1〜6の何れか一項に記載の人工土壌粒子。   The artificial soil particle according to any one of claims 1 to 6, which has a particle size of 0.2 to 10 mm. 繊維が塊状に集合してなる基部と、
前記基部を被覆する被覆層と、
を備えた人工土壌粒子であって、
少なくとも前記被覆層に、防藻防黴剤として機能する酸化チタンを担持させてある人工土壌粒子。
A base formed by agglomerating fibers,
A coating layer covering the base;
Artificial soil particles with
Artificial soil particles in which titanium oxide that functions as an anti-algae and fungicide is supported on at least the coating layer.
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