JP2023166970A - Soil conditioner and method for producing the same, and method for improving soil using the same - Google Patents
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Abstract
Description
特許法第３０条第２項適用申請有り ｈｔｔｐｓ：／／ｐｒｔｉｍｅｓ．ｊｐ／ｍａｉｎ／ｈｔｍｌ／ｒｄ／ｐ／００００００００１．００００８３３５５．ｈｔｍｌ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｋｅｎｊａ．ｔｖ／ｐｒｅｓｉｄｅｎｔ／ｄｅｔｊｘ４ｚｂ．ｈｔｍｌ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｈｅｄｇｅ．ｇｕｉｄｅ／ｎｅｗｓ／ｃｒｅｓａｖａ－ｆｕｎｄｉｎｎｏ－２５２．ｈｔｍｌ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｐｒｔｉｍｅｓ．ｊｐ／ｍａｉｎ／ｈｔｍｌ／ｒｄ／ｐ／００００００００２．００００８３３５５．ｈｔｍｌ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｊａｐａｎ－ｉｎｄｅｐｔｈ．ｊｐ／？ｐ＝６２８８７ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓａｎｋｅｉ．ｃｏｍ／ａｒｔｉｃｌｅ／２０２１１２０４－ＺＴＭＢＧＯＨＹＸＺＭ３５Ｌ３Ｉ７ＣＪＳＡＱ６２ＶＱ／ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｅｅｋｌｙ－ｅｃｏｎｏｍｉｓｔ．ｍａｉｎｉｃｈｉ．ｊｐ／ａｒｔｉｃｌｅｓ／２０２１１２２１／ｓｅ１／００ｍ／０２０／０６５０００ｃ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｆｏｒｂｅｓｊａｐａｎ．ｃｏｍ／ａｒｔｉｃｌｅｓ／ｄｅｔａｉｌ／４５４７３ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｄｉｍｅ．ｊｐ／ｇｅｎｒｅ／１３７１２９２／ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｐｒｔｉｍｅｓ．ｊｐ／ｍａｉｎ／ｈｔｍｌ／ｒｄ／ｐ／００００００００３．００００８３３５５．ｈｔｍｌ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｊａｐａｎ．ｃｎｅｔ．ｃｏｍ／ａｒｔｉｃｌｅ／３５１７９１５０／ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ＧｋＳＺｇｑ２ｐＦ９ｇ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝９ｕｄＩＵ５ｔＮＣｚｋ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ３．ｎｈｋ．ｏｒ．ｊｐ／ｎｈｋｗｏｒｌｄ／ｅｎ／ｏｎｄｅｍａｎｄ／ｖｉｄｅｏ／２０７４１２９／ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ＥＱＡｎ－ＴＺＨＳＣＹ ［刊行物等］ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝Ｘｏ－ＪｒＤ２ＫＨＧ０Application for application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act https://prtimes. jp/main/html/rd/p/000000001.000083355. html [Publications, etc.] https://www. Kenja. tv/president/detjx4zb. html [Publications, etc.] https://hedge. guide/news/cresava-fundinno-252. html [Publications, etc.] https://prtimes. jp/main/html/rd/p/000000002.000083355. html [Publications, etc.] https://japan-indepth. jp/? p=62887 [Publications, etc.] https://www. sankei. com/article/20211204-ZTMBGOHYXZM35L3I7CJSAQ62VQ/ [Publications, etc.] https://weekly-economist. Mainichi. jp/articles/20211221/se1/00m/020/065000c [Publications, etc.] https://forbesjapan. com/articles/detail/45473 [Publications, etc.] https://dime. jp/genre/1371292/ [Publications, etc.] https://prtimes. jp/main/html/rd/p/000000003.000083355. html [Publications, etc.] https://japan. cnet. com/article/35179150/ [Publications, etc.] https://www. youtube. com/watch? v=GkSZgq2pF9g [Publications, etc.] https://www. youtube. com/watch? v=9udIU5tNCzk [Publications, etc.] https://www3. nhk. or. jp/nhkworld/en/ondemand/video/2074129/ [Publications, etc.] https://www. youtube. com/watch? v=EQAn-TZHSCY [Publications, etc.] https://www. youtube. com/watch? v=Xo-JrD2KHG0
本発明は、土壌改質材及びその製造方法、並びにそれを用いた土壌の改良方法に関する。 The present invention relates to a soil reforming material, a method for producing the same, and a method for improving soil using the same.
持続可能な開発目標（Sustainable Development Goals : SDGs）の１つとして、「つくる責任つかう責任（Responsible Consumption and Production）」が掲げられており、大量消費社会のあり方が見直されている。 ``Responsible Consumption and Production'' has been set as one of the Sustainable Development Goals (SDGs), and the state of mass consumption society is being reconsidered.
それに対して、例えばファッション業界では、トレンドを先読みし、売れるとわかったものしか作らないマーチャンダイズプランを掲げており、これにより、ひたすらサンプルを作り続け、トレンドが過ぎたものは棄てるといった、大量生産・大量消費・大量廃棄が発生している。 On the other hand, in the fashion industry, for example, there is a merchandising plan in which trends are predicted and only products that are known to sell are produced. Mass consumption and mass disposal are occurring.
実際に、日本における衣服の廃棄量は年間１００万トンを超えるとされており、世界で見ると年間１億トンに近い衣服が廃棄されている。その約７割は生産する企業側が生み出しており、トレンドに応じた売れる衣服を大量生産するために作られる多くのサンプル及び過剰な在庫品が廃棄されている。製造された衣服は、大量に消費者の元へ届き、消費されるものの、不要となる衣服は大量に生まれ、結果として廃棄物となっている。 In fact, the amount of clothing discarded in Japan is estimated to exceed 1 million tons per year, and worldwide, nearly 100 million tons of clothing are discarded annually. Approximately 70% of this is generated by manufacturing companies, and many samples and excess inventory that are made to mass produce clothes that sell according to trends are discarded. Although manufactured clothing is delivered to consumers in large quantities and consumed, a large amount of unnecessary clothing is produced, resulting in waste.
このような状況の下、様々な製品のリサイクル技術が開発されている。例えば、特許文献１は、有機廃棄物を成型、焼成等を行って土壌改良材として利用する技術を開示している。繊維のリサイクル技術を開示している。 Under these circumstances, various product recycling technologies have been developed. For example, Patent Document 1 discloses a technique for molding, burning, etc. organic waste and using it as a soil improvement material. Discloses textile recycling technology.
特許文献２は、いわゆる紙コップをパルプ土壌として再利用する技術を開示している。 Patent Document 2 discloses a technique for reusing so-called paper cups as pulp soil.
本発明は、循環型社会を構成することができる、新規な土壌改質材及びその製造方法、並びにそれを用いた土壌の改良方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a novel soil reforming material, a method for producing the same, and a method for improving soil using the same, which can constitute a recycling-oriented society.
本発明者らは、以下の態様を有する本発明により、上記課題を解決できることを見出した。
《態様１》
生分解性製品を破砕する工程、前記破砕した生分解性製品をペレット化する工程を含み、前記生分解性製品が、親水性の生分解性工業製品である、土壌改質材の製造方法。
《態様２》
前記生分解性製品が、衣服である、態様１に記載の方法。
《態様３》
前記衣服が、生分解性繊維を８０質量％以上で含む、態様２に記載の方法。
《態様４》
前記生分解性繊維が、和紙である、態様３に記載の方法。
《態様５》
前記生分解性製品を酵素と混合する工程をさらに含む、態様１～４のいずれか一項に記載の方法。
《態様６》
前記生分解性製品を糞尿と混合して前記糞尿を堆肥化する工程をさらに含む、態様１～５のいずれか一項に記載の方法。
《態様７》
態様１～６のいずれか一項に記載の方法によって改良された土壌で生産することを含む、農作物の生産方法。
《態様８》
態様１～６のいずれか一項に記載の方法によって製造された土壌改質材を、土壌に配置又は混合する工程を含む、土壌の改良方法。
《態様９》
親水性の生分解性繊維を８０質量％以上含む、ペレット状の土壌改質材又は人工土壌。
The present inventors have discovered that the above problems can be solved by the present invention having the following aspects.
《Aspect 1》
A method for producing a soil reforming material, comprising the steps of crushing a biodegradable product and pelletizing the crushed biodegradable product, wherein the biodegradable product is a hydrophilic biodegradable industrial product.
《Aspect 2》
A method according to aspect 1, wherein the biodegradable product is clothing.
《Aspect 3》
The method according to aspect 2, wherein the garment contains 80% by mass or more of biodegradable fibers.
《Aspect 4》
The method according to aspect 3, wherein the biodegradable fiber is Japanese paper.
《Aspect 5》
A method according to any one of aspects 1 to 4, further comprising the step of mixing the biodegradable product with an enzyme.
《Aspect 6》
A method according to any one of aspects 1 to 5, further comprising the step of mixing the biodegradable product with manure and composting the manure.
《Aspect 7》
A method for producing agricultural crops, which comprises producing in soil improved by the method according to any one of aspects 1 to 6.
《Aspect 8》
A method for improving soil, comprising a step of disposing or mixing in soil a soil improving material produced by the method according to any one of aspects 1 to 6.
《Aspect 9》
A pellet-shaped soil improvement material or artificial soil containing 80% by mass or more of hydrophilic biodegradable fibers.
本発明によれば、工業製品を土壌改質材に転換することができ、この土壌改質材で土壌の改質をして野菜等を生産することができる。これにより、循環型社会を構成することができるため本発明の方法は、非常に有益である。 According to the present invention, an industrial product can be converted into a soil improving material, and soil can be improved with this soil improving material to produce vegetables and the like. As a result, the method of the present invention is very useful because it is possible to construct a recycling-oriented society.
《土壌改質材の製造方法》
本発明の土壌改質材の製造方法は、生分解性製品を破砕する工程、前記破砕した生分解性製品をペレット化する工程を含む。ここで、生分解性製品とは、親水性の生分解性工業製品である。
《Method for manufacturing soil improvement material》
The method for producing a soil reforming material of the present invention includes the steps of crushing a biodegradable product and pelletizing the crushed biodegradable product. Here, the biodegradable product is a hydrophilic biodegradable industrial product.
このようにして製造された土壌改質材を土壌に配置又は混合すると、一定期間後に分解されて土壌に還る。したがって、本発明の方法によって用いられる工業製品は、大量に生産されたとしても、土壌で分解されるため廃棄物とはならない。ここで、本発明で用いられる工業製品は親水性で水を含むことができるため、土壌に配置又は混合された場合には、土壌の含水率を向上及び又は維持することができ、野菜の生産をするために有効に利用することができる。また、本発明の方法によって得られた土壌改質材は、ペレット化されていることで、トラクターによって大量に農地に散布することができる。本発明者らの検討によれば、１反（約１０００ｍ２）の農地当たり、１～２ヶ月で、１トンもの生分解性製品を分解させることができた。 When the soil reforming material produced in this manner is placed or mixed in soil, it is decomposed and returned to the soil after a certain period of time. Therefore, even if the industrial products used by the method of the present invention are produced in large quantities, they will not become waste because they will be decomposed in the soil. Here, since the industrial products used in the present invention are hydrophilic and can contain water, when placed in or mixed with soil, they can improve and/or maintain the moisture content of the soil, and produce vegetables. It can be used effectively to Moreover, the soil reforming material obtained by the method of the present invention is pelletized, so that it can be sprayed on farmland in large quantities by a tractor. According to studies conducted by the present inventors, it was possible to decompose one ton of biodegradable products per one farmland (approximately 1000 m 2 ) in one to two months.
〈生分解性製品〉
本発明で用いられる生分解性製品は、親水性の生分解性工業製品である。親水性の生分解性工業製品とは、親水性の生分解性材料のみで実質的に構成された工業製品をいうが、野菜等の農作物の生育に悪影響を与えないのであれば、その一部が親水性である必要はなく、また生分解性材料でなくてもよい。
<Biodegradable products>
The biodegradable product used in the present invention is a hydrophilic biodegradable industrial product. A hydrophilic biodegradable industrial product is an industrial product that is substantially composed only of hydrophilic biodegradable materials, but if it does not adversely affect the growth of agricultural products such as vegetables, a portion of the product may be does not need to be hydrophilic or a biodegradable material.
例えば、生分解性製品は、生分解性材料のみから構成されていることが好ましいが、その大部分が生分解性材料で構成されていればよい。例えば、生分解性製品は、上記のような生分解性材料を８０質量％以上、８５質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、９８質量％以上、又は９９質量％以上含むことが好ましい。生分解性製品のうち、生分解性材料ではない部分については、農作物を栽培する土壌に悪影響を与えない材料であることが好ましい。 For example, a biodegradable product is preferably composed only of biodegradable materials, but it is sufficient if the majority of the product is composed of biodegradable materials. For example, the biodegradable product may contain 80% by weight or more, 85% by weight or more, 90% by weight or more, 95% by weight or more, 98% by weight or more, or 99% by weight or more of the biodegradable materials as described above. preferable. The portion of the biodegradable product that is not a biodegradable material is preferably a material that does not adversely affect the soil in which agricultural crops are grown.
工業製品としては、親水性の生分解性の材料で工業的に製造されうる全ての製品であってよく、例えば、衣服、食器、容器、家具、建材、玩具、本等を挙げることができる。 The industrial product may be any product that can be industrially manufactured using hydrophilic biodegradable materials, such as clothing, tableware, containers, furniture, building materials, toys, books, etc.
生分解性材料としては、自然環境下で土壌の微生物によって分解される材料であれば特に限定されない。例えば、生分解性材料としては、合成系生分解性ポリマー及び天然系生分解性ポリマーの両方を挙げることができる。 The biodegradable material is not particularly limited as long as it can be decomposed by microorganisms in soil in a natural environment. For example, biodegradable materials can include both synthetic and natural biodegradable polymers.
本明細書において、親水性とは、その製品が水を蓄えることができる性質をいい、材質自体が吸水性である場合だけではなく、材質が撥水性であってもその材質が多孔質で水を保持できる場合を含む。例えば、親水性とは、土壌に混合された際に、その製品が混合されていない状態の土壌と比較して、土壌の含水率を少しでも長く維持できる性質であってもよい。ただし、生分解性製品は、撥水性ではなく、吸水性であることが好ましい。 In this specification, hydrophilicity refers to the ability of a product to store water, and refers not only to cases where the material itself is water-absorbing, but also when the material is water-repellent but is porous and water-absorbing. including cases where it is possible to retain For example, hydrophilicity may be a property that, when mixed with soil, allows the product to maintain the moisture content of the soil for as long as possible compared to the soil without the product mixed therein. However, it is preferable that the biodegradable product is water absorbent rather than water repellent.
工業製品としては、親水性の生分解性の材料で工業的に製造されうる全ての製品であってよく、例えば、衣服、食器、容器、家具、建材、玩具、本等を挙げることができる。 The industrial product may be any product that can be industrially manufactured using hydrophilic biodegradable materials, such as clothing, tableware, containers, furniture, building materials, toys, books, etc.
特に、本発明の方法で用いられる生分解性製品は、衣服である。流行のファッション性を考慮する消費者は、流行に応じて新しい衣服を購入して、流行が過ぎた衣服を処分することが一般的である。しかしながら、このような消費者が、環境面を考慮して、流行遅れの衣服を着用し続けることもファッション業界の意図と反してしまう。それに対して、本発明の方法は、消費者が短期間に新しい衣服を購入し続けても、地球環境保護をすることができ、短期間で新しい衣服を購入してもらえるファッション業界としても有益となる。 In particular, the biodegradable product used in the method of the invention is clothing. Consumers who take fashion trends into account generally purchase new clothing according to trends and dispose of clothing that is no longer fashionable. However, it also goes against the intentions of the fashion industry for such consumers to continue wearing out-of-fashion clothing in consideration of the environment. On the other hand, the method of the present invention allows consumers to protect the global environment even if they continue to purchase new clothes in a short period of time, and is also beneficial for the fashion industry as it allows consumers to purchase new clothes in a short period of time. Become.
生分解性材料としては、自然環境下で土壌の微生物によって分解される材料であれば特に限定されない。例えば、生分解性材料としては、合成系生分解性ポリマー及び天然系生分解性ポリマーの両方を挙げることができる。 The biodegradable material is not particularly limited as long as it can be decomposed by microorganisms in soil in a natural environment. For example, biodegradable materials can include both synthetic and natural biodegradable polymers.
合成系生分解性ポリマーとしては、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリビニルアルコール、ポリグリコール酸、ポリ（カプロラクトン／ブチレンサクシネート）、ポリ（ブチレンサクシネート／アジペート）、ポリ（エチレンテレフタレート／サクシネート）、ポリ（テトラメチレンアジペート／テレフタレート）等を挙げることができる。 Synthetic biodegradable polymers include polylactic acid, polycaprolactone, polybutylene succinate, polyethylene succinate, polyvinyl alcohol, polyglycolic acid, poly(caprolactone/butylene succinate), poly(butylene succinate/adipate), and poly(butylene succinate/adipate). (ethylene terephthalate/succinate), poly(tetramethylene adipate/terephthalate), and the like.
天然系生分解性ポリマーとしては、セルロース系材料、澱粉系材料等の炭水化物系化合物、ポリペプチド、タンパク質等のアミノ酸系化合物を挙げることができる。 Examples of natural biodegradable polymers include carbohydrate compounds such as cellulose materials and starch materials, and amino acid compounds such as polypeptides and proteins.
生分解性材料としては、特に天然繊維を挙げることができ、例えば綿、麻、絹、ウール、又はこれらに由来する材料を挙げることができる。本発明者は、これらの中でも特に綿及び麻、特に和紙として用いられる繊維が特に土壌における生分解性に優れており、かつ非常に吸水性が高いため、特に好適に用いられることを見出した。 As biodegradable materials, mention may be made in particular of natural fibers, such as cotton, linen, silk, wool or materials derived therefrom. The present inventor has found that among these, cotton and hemp, especially fibers used for Japanese paper, are especially suitable for use because they have excellent biodegradability in soil and very high water absorption.
ここで、和紙とは、こうぞ、みつまた、麻類、針葉樹、笹等の和紙に適した原料植物から得られる繊維からなる和紙原料を漉いて作られる紙をいう。特に、生分解性製品が衣服である場合、近年、マニラ麻を原料とした和紙が衣服用として知られており、この生分解性及び吸水性は非常に高いため好適である。 Here, washi refers to paper made from washi raw materials made from fibers obtained from raw material plants suitable for washi, such as kozo, mitsumata, hemp, coniferous trees, and bamboo. In particular, when the biodegradable product is clothing, Japanese paper made from Manila hemp has recently been known for use in clothing, and is suitable because it has very high biodegradability and water absorption.
〈破砕工程〉
本発明の方法において、生分解性製品を破砕する工程は、生分解性製品を土壌に配置又は混合しやすいような大きさにする工程である。破砕工程は、単に切断するだけであってもよく、又は粒状に粉砕する工程であってもよい。好ましくは、破砕工程は、小さく切断した後に、粒状に粉砕する工程である。
<Crushing process>
In the method of the present invention, the step of crushing the biodegradable product is the step of reducing the biodegradable product to a size that facilitates placement or mixing in soil. The crushing step may be simply cutting or pulverizing into particles. Preferably, the crushing step is a step of cutting into small pieces and then pulverizing them into particles.
破砕に使用する機械は、破砕する製品に応じて変更することができる。例えば、破砕工程は、シュレッダー、ロータリーカッター、又はスリッターカッター等の裁断機を使用することができ、またカッターミル、ハンマーミル、ピンミル等の衝撃式粉砕機を使用することができる。また、破砕工程は、一軸式又は二軸式のせん断式粉砕機を用いることができる。また、破砕工程は、一次的な粗破砕工程を上記のように行った後に、二次的な微破砕工程を行うことができる。 The machine used for crushing can be changed depending on the product to be crushed. For example, in the crushing step, a cutting machine such as a shredder, a rotary cutter, or a slitter cutter can be used, and an impact crusher such as a cutter mill, hammer mill, or pin mill can be used. Moreover, a single-screw type or two-screw type shear type crusher can be used in the crushing step. Further, in the crushing process, after performing the primary coarse crushing process as described above, a secondary fine crushing process can be performed.
特に、破砕する生分解性製品が比較的硬質である場合には、破砕機として、媒体式粉砕機を用いてもよい。媒体式粉砕機には容器駆動式粉砕機と媒体攪拌式粉砕機とがある。容器駆動式粉砕機としては、転動ミル、振動ミル、遊星ミル、遠心流動ミル等を挙げることができ、媒体攪拌式粉砕機としては、タワーミル等の塔型粉砕機；アトライター、アクアマイザー、サンドグラインダー等の攪拌槽型粉砕機；ビスコミル、パールミル等の流通槽型粉砕機；流通管型粉砕機；コボールミル等のアニュラー型粉砕機；連続式のダイナミック型粉砕機等を挙げることができる。 In particular, when the biodegradable product to be crushed is relatively hard, a media type crusher may be used as the crusher. Media type crushers include container driven type crushers and media agitation type crushers. Examples of container-driven crushers include rolling mills, vibration mills, planetary mills, centrifugal fluid mills, etc., and examples of media agitation type crushers include tower-type crushers such as tower mills; attritors, aquamizers, Examples include stirring tank type pulverizers such as sand grinders; flow tank type pulverizers such as Visco Mill and Pearl Mill; flow tube type pulverizers; annular type pulverizers such as Coball Mill; and continuous dynamic type pulverizers.
破砕工程は、後に破砕した生分解性製品をペレット化する場合、そのまま土壌に配置又は混合する場合の作業性等に応じて、適宜、最終的に得られる粒径を選択することができる。例えば、一次的な破砕工程によって、２０ｍｍ～３００ｍｍ程度の大きさに破砕した後に、二次的な破砕工程によって２～２０ｍｍ程度の大きさにしてもよい。 In the crushing step, the final particle size can be appropriately selected depending on workability, etc. when the crushed biodegradable product is later pelletized or placed or mixed in soil as it is. For example, it may be crushed into a size of about 20 mm to 300 mm by a primary crushing process, and then reduced to a size of about 2 to 20 mm by a secondary crushing process.
〈ペレット化工程〉
本発明の方法において、破砕した生分解性製品をペレット化する工程を含むことができる。破砕した生分解性製品をペレット化することによって、土壌に配置又は混合する工程を非常に効率的かつ機械的に大規模に行うことができる。また、ペレット化された生分解性製品は、均一な量で、かつ大量に、土壌に配置又は混合させることができるため、土壌の水分保持をするために、ペレット化工程を行うことは非常に有効である。
<Pelletization process>
The method of the invention may include the step of pelletizing the crushed biodegradable product. By pelletizing the crushed biodegradable product, the process of placing or mixing it into the soil can be carried out very efficiently and mechanically on a large scale. Also, since pelletized biodegradable products can be placed or mixed into the soil in uniform amounts and in large quantities, it is very difficult to perform the pelleting process to retain moisture in the soil. It is valid.
ペレット化は、破砕した生分解性製品を溶融混練した後にペレット化することができる。また、ペレタイザーは、破砕工程で用いられる破砕機と一体型となっていてもよい。 Pelletization can be performed by melt-kneading the crushed biodegradable product and then pelletizing it. Further, the pelletizer may be integrated with a crusher used in the crushing process.
溶融混練装置としては、単軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどが挙げられる。また、生分解性製品が水分等の揮発成分を含む場合には、溶融混練装置に脱揮装置を取り付けることが好ましい。 Examples of the melt-kneading device include a single-screw extruder, a twin-screw extruder, a kneader, and a Banbury mixer. Further, when the biodegradable product contains volatile components such as water, it is preferable to attach a devolatilization device to the melt-kneading device.
溶融混練時の温度は、生分解性製品の溶融温度に応じて適宜設定され、例えば、９０～３００℃の範囲内でとすることができる。 The temperature during melt-kneading is appropriately set depending on the melting temperature of the biodegradable product, and can be, for example, within the range of 90 to 300°C.
生分解性製品は、各種のペレタイザーにて直径１ｍｍ～３０ｍｍ又は５ｍｍ～２０ｍｍの粒状のペレットに裁断される。ペレタイザーとしては特に限定されず、公知の方法が適用できる。具体的には混練装置のダイスから直接水中に押出してカットするアンダーウォーターペレタイザー、ダイスから棒状のストランドとして押出し、互着しない温度まで水冷または空冷で冷却した後に回転刃でカットするストランドペレタイザー、ダイスから空気中に押出しすぐカットするホットカットペレタイザー等のペレタイザーをいずれも好適に用いることができる。ペレタイザーの形式によりペレットは円柱状、レンズ状、球状など各種の形状を取るが、いずれも好適に用いることができる。 The biodegradable product is cut into granular pellets with a diameter of 1 mm to 30 mm or 5 mm to 20 mm using various pelletizers. The pelletizer is not particularly limited, and any known method can be applied. Specifically, there are underwater pelletizers, in which strands are extruded directly into water from the die of the kneading device and then cut, strand pelletizers, in which rod-shaped strands are extruded from the die, cooled with water or air cooling to a temperature at which they do not stick to each other, and then cut with a rotating blade, and from the die. Any pelletizer such as a hot-cut pelletizer that cuts immediately after extrusion into the air can be suitably used. Depending on the format of the pelletizer, the pellets can take various shapes such as cylindrical, lenticular, and spherical, and any of them can be suitably used.
ペレット化をする際に又はペレット化した後に、生分解性製品に結着剤を添加してもよい。生分解性製品の種類によっては、加熱してペレット化してもペレットの形成が難しい場合があり又は散布の際にペレットの形が崩れ、機械による大量の散布が難しくなる場合があるが、結着剤を用いることによってこのような課題を解決することができる。結着剤としては、生分解性又は揮発性であることが好ましく、例えば水、植物性油脂又は動物性油脂等の油脂、ゼラチン等であってもよい。 A binder may be added to the biodegradable product during or after pelletizing. Depending on the type of biodegradable product, it may be difficult to form pellets even when heated and pelletized, or the pellets may lose their shape during dispersion, making it difficult to spray large quantities by machine. These problems can be solved by using agents. The binder is preferably biodegradable or volatile, and may be water, oil such as vegetable oil or animal oil, gelatin, or the like.
〈酵素混合工程〉
本発明の方法は、生分解性製品に酵素を含有させる工程を含むことができる。これにより、土壌に配置又は混合される生分解性製品は、農作物の生育に非常に高い効果を提供できることができ、かつ生分解性製品の分解性も高くなるため、生分解性製品を短期間に土壌で消費できることがわかった。また、このような酵素は、土壌微生物の働きを活性化させ、有用菌を増やし、有害菌の繁殖を抑えて土壌微生物のバランスを保ち、それにより有害ガスの発生を防ぎ、土壌に活力を与えることができる。
<Enzyme mixing process>
The method of the invention can include the step of incorporating an enzyme into the biodegradable product. This allows biodegradable products that are placed or mixed into the soil to provide very high effects on crop growth, and the degradability of biodegradable products is also high, so biodegradable products can be used for a short period of time. It was found that it can be consumed in the soil. In addition, these enzymes activate the function of soil microorganisms, increase the number of useful bacteria, suppress the proliferation of harmful bacteria, and maintain the balance of soil microorganisms, thereby preventing the generation of harmful gases and revitalizing the soil. be able to.
酵素混合工程は、典型的には、生分解性製品を酵素含有液、特に酵素含有水溶液に浸漬することによって行うことができる。 The enzyme mixing step can typically be performed by immersing the biodegradable product in an enzyme-containing liquid, particularly an aqueous enzyme-containing solution.
酵素混合工程は、配置又は混合工程の前であれば、どの段階で行ってもよいが、例えば破砕工程の前に、生分解性製品をそのまま酵素含有液に浸漬させてもよく、又は破砕工程の後に、破砕された生分解性製品を酵素含有液に浸漬させてもよい。 The enzyme mixing step may be performed at any stage before the placement or mixing step, but for example, the biodegradable product may be immersed in the enzyme-containing liquid as it is before the crushing step, or the biodegradable product may be immersed in the enzyme-containing liquid as it is, or the After that, the crushed biodegradable product may be immersed in an enzyme-containing solution.
破砕工程の前に生分解性製品を酵素含有液に浸漬する場合、生分解製品を液に濡らした状態で破砕することができ、破砕時の熱で生分解性製品を乾燥させることができる。例えば、衣服を酵素含有液に浸漬して裁断機等で一次的に粗粉砕した後、カッターミル等で二次的に微粉砕する場合、一次的破砕時には、液が６０質量％程度喪失しており、二次破砕時には、液が８０質量％以上喪失させることができる。これにより、乾燥工程を実質的に省略させることができる。一方で、必要に応じて、乾燥工程を行って、酵素含有水溶液の水分を乾燥させてもよい。 When a biodegradable product is immersed in an enzyme-containing liquid before the crushing process, the biodegradable product can be crushed while wet with the liquid, and the heat generated during crushing can dry the biodegradable product. For example, when clothing is immersed in an enzyme-containing liquid and first coarsely pulverized using a cutter or the like, and then secondarily finely pulverized using a cutter mill or the like, approximately 60% by mass of the liquid is lost during the primary pulverization. During secondary crushing, more than 80% by mass of liquid can be lost. Thereby, the drying step can be substantially omitted. On the other hand, if necessary, a drying step may be performed to dry the water content of the enzyme-containing aqueous solution.
用いられる酵素としては、農作物を生育するのに適した酵素であれば特に限定されないが、農業用酵素であることが好ましい。農業用酵素は、農薬、除草剤、化学肥料等で処理された土壌を無害化することで、農作物の収穫量と品質を向上できると考えられている。 The enzyme used is not particularly limited as long as it is suitable for growing agricultural crops, but agricultural enzymes are preferred. Agricultural enzymes are thought to be able to improve the yield and quality of agricultural crops by rendering soil treated with pesticides, herbicides, chemical fertilizers, etc. harmless.
農業用酵素の製造に使用される微生物は、砂糖、デンプン、大豆、トウモロコシなどの栄養分を含む密閉されたタンク中で成長させることができ、バイオベースの薬品であることから、化学肥料よりも安全性が高いと考えられているため、本発明の方法とも親和性が高いといえる。 The microorganisms used to make agricultural enzymes can be grown in sealed tanks containing nutrients such as sugar, starch, soybeans, and corn, making them safer than chemical fertilizers because they are bio-based. Since it is considered to have high properties, it can be said that it has high affinity with the method of the present invention.
用いられる酵素としては、酵素としては、ホスファターゼ、デヒドロゲナーゼ、スルファターゼ、プロテアーゼ等を挙げることができるが、竹から抽出された液、あるいは各種の農作物に発酵作用を加えて得られたもの、たとえば万田酵素（商標）、大石酵素（商標）等であってもよい。これらの酵素は市販されており、当業者は、適宜、用途に応じて酵素を選択することができる。 Examples of enzymes used include phosphatase, dehydrogenase, sulfatase, protease, etc., and enzymes obtained from liquid extracted from bamboo or by fermenting various agricultural products, such as Manda Koso. (trademark), Oishi Kozo (trademark), etc. may be used. These enzymes are commercially available, and those skilled in the art can appropriately select an enzyme depending on the intended use.
同様にして、酵素に加えて又は酵素に替えて、農作物生育用の液体肥料を生分解性製品に混合してもよい。液体肥料は、栄養成分を含む水溶液であり、農作物に栄養成分を供給する役割を果たす。液体肥料は、かかる役割を果たす限り特に限定する必要はなく、種々の栄養成分を含んだ液肥を用いることができる。このような栄養素として、例えば、窒素、カリウム、リンなどが挙げられる。 Similarly, in addition to or instead of enzymes, liquid fertilizers for growing crops may be mixed into the biodegradable product. Liquid fertilizer is an aqueous solution containing nutrients, and serves to supply nutrients to agricultural crops. The liquid fertilizer does not need to be particularly limited as long as it fulfills this role, and liquid fertilizers containing various nutritional components can be used. Examples of such nutrients include nitrogen, potassium, and phosphorus.
〈堆肥化する工程〉
本発明の方法は、破砕した生分解性製品、特に破砕してペレット化した生分解性製品を糞尿と混合して糞尿を堆肥化する工程をさらに含むことができる。本発明で用いられる生分解性製品は、親水性であるため糞尿とよく馴染ませることができ、その後、糞尿が堆肥となって得られた生分解性製品は、土壌の水分を好適に保持することができる有機肥料として用いることができる。
<Composting process>
The method of the invention may further include the step of mixing the crushed biodegradable product, particularly the crushed and pelletized biodegradable product, with manure to compost the manure. The biodegradable product used in the present invention is hydrophilic, so it can be well mixed with manure, and the biodegradable product obtained by turning the manure into compost retains moisture in the soil. It can be used as an organic fertilizer.
糞尿と混合して糞尿を堆肥化する工程は、例えば、牛舎、豚舎、厩舎等の畜舎において、破砕した生分解性製品を数日～数週の間、敷料として用いて、これを回収し、必要に応じてさらに堆肥のための熟成期間を設けることによって行うことができる。畜舎等では、敷料が、動物の糞尿などの汚物と混合するため、所定の期間ごとにこれを交換して、堆肥と混合した生分解性製品を得ることができる。また、糞尿と混合して糞尿を堆肥化する工程は、動物の糞尿と単に混合して、それを数日～数週の間、放置することでこの工程を行うことができる。 The process of composting the manure by mixing it with manure involves, for example, using the crushed biodegradable product as bedding for several days to several weeks in a livestock building such as a cow shed, a pigsty, or a stable, and then collecting it. This can be done by providing an additional ripening period for compost, if necessary. In livestock barns and the like, bedding mixes with filth such as animal excrement and urine, so by replacing it at predetermined intervals, it is possible to obtain a biodegradable product mixed with compost. Further, the step of composting the manure by mixing it with animal manure can be carried out by simply mixing it with animal manure and leaving it for several days to several weeks.
本発明の方法は、さらに、上記のような生分解性製品を配置又は混合した土壌で農作物を生産する方法に関する。上記のようにして改良された土壌は、水分保持性が高く、このような土壌では、農作物の生産が容易となる。 The method of the present invention further relates to a method for producing agricultural crops in soil in which a biodegradable product as described above is placed or mixed. The soil improved as described above has a high water retention property, and it is easy to produce agricultural products in such soil.
農作物としては、米、小麦等の穀物、野菜、果物、花等を挙げることができるが、これらに限定されない。生分解性製品を多く消費させる観点からは、農作物は、１年草であってもよい。 Agricultural products include, but are not limited to, grains such as rice and wheat, vegetables, fruits, and flowers. From the viewpoint of consuming a large amount of biodegradable products, agricultural crops may be annual plants.
《土壌の改良方法》
本発明の土壌の改良方法は、生分解性製品を破砕する工程、及び前記破砕した生分解性製品を土壌に配置又は混合する工程を含む。本明細書において、土壌とは、農作物及び微生物を生育できる土をいい、このような土は、微生物によって上記のような生分解性製品を分解することができる。
《Soil improvement method》
The soil improvement method of the present invention includes the steps of crushing a biodegradable product and placing or mixing the crushed biodegradable product in soil. As used herein, soil refers to soil that can grow agricultural products and microorganisms, and such soil can degrade biodegradable products such as those described above by microorganisms.
〈配置又は混合工程〉
本発明の方法において、生分解性製品を土壌に配置又は混合する工程は、単に土壌の表面上に生分解性製品を配置するだけであってもよく、土壌に生分解性製品を埋めるだけであってもよいが、土壌と積極的に混合する工程であることが好ましい。混合は、人力で行ってもよく、機械的に行うこともできる。
<Arrangement or mixing process>
In the method of the present invention, the step of placing or mixing the biodegradable product in the soil may simply be placing the biodegradable product on the surface of the soil, or may simply be burying the biodegradable product in the soil. However, it is preferable to actively mix it with the soil. Mixing may be performed manually or mechanically.
本発明の方法で用いられる土壌改質材は、ペレット化されていることによって、機械的に大量に土壌に散布できる。例えば、肥料散布機付きのトラクターによって、土壌改質材を大量に散布させることができる。 Since the soil reforming material used in the method of the present invention is pelletized, it can be mechanically applied to soil in large quantities. For example, a tractor with a fertilizer spreader can spread a large amount of soil amendment material.
《土壌改質材又は人工土壌》
本発明は、上記のような方法で用いることができる土壌改質材又は人工土壌にも関する。本発明の土壌改質材又は人工土壌の構成は、上記の方法に関する破砕された生分解性製品についての記載を参照することができる。
《Soil reforming material or artificial soil》
The present invention also relates to a soil amendment material or artificial soil that can be used in the method described above. For the composition of the soil reforming material or artificial soil of the present invention, reference can be made to the description of the crushed biodegradable product regarding the above method.
例えば、本発明の土壌改質材又は人工土壌は、親水性の生分解性繊維を８０質量％以上含み、ペレット状である。このペレット状の土壌改質材又は人工土壌は、上記のような農業用酵素も含むことができ、このような土壌改質材又は人工土壌は、綿、麻、和紙等の親水性の生分解性繊維から製造された衣服を酵素含有液に浸漬した後、裁断して粉砕し、ペレタイザーによってペレット化することによって得ることができる。 For example, the soil reforming material or artificial soil of the present invention contains 80% by mass or more of hydrophilic biodegradable fibers and is in the form of pellets. This pelleted soil amendment material or artificial soil may also contain agricultural enzymes such as those mentioned above, and such soil amendment material or artificial soil may contain hydrophilic biodegradable materials such as cotton, hemp, and Japanese paper. It can be obtained by immersing clothing made from synthetic fibers in an enzyme-containing solution, cutting it, crushing it, and pelletizing it with a pelletizer.
土壌改質剤又は人工土壌は、土壌に混合又は配置されて用いることができるが、土壌に混合せずに、鉢植え等の土の代わりにそのまま使用することができる。ベランダ菜園では、栽培後の土の処理に悩まされることがあるが、この土壌改質剤又は人工土壌は、燃えるゴミとして捨てることができるため、非常に処理が容易である。 A soil conditioner or artificial soil can be used by being mixed or placed in soil, but it can also be used as it is instead of soil for potted plants, etc., without being mixed with soil. In veranda vegetable gardens, it is sometimes a problem to dispose of the soil after cultivation, but this soil conditioner or artificial soil is very easy to dispose of because it can be disposed of as combustible garbage.
本発明を以下の実施例でさらに具体的に説明をするが、本発明はこれによって限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.
マニラ麻を原料とした和紙１００質量％で構成された衣服を、農業用酵素（万田アミノアルファ、万田発酵株式会社）を含む酵素含有液に数時間浸漬した。 Clothes made of 100% by mass Japanese paper made from Manila hemp were immersed for several hours in an enzyme-containing solution containing agricultural enzymes (Manda Amino Alpha, Manda Hakko Co., Ltd.).
酵素含有液から取り出した衣服を脱水して、破砕機によって１００ｍｍ～１０ｍｍ程度に粗粉砕をして、さらに粉砕機（ＤＡＳＥシリーズ、西邦エンジニアリング株式会社）によって微粉砕した。これにより、１０ｍｍ以下に破砕された生分解性繊維を得た。 The clothes taken out of the enzyme-containing solution were dehydrated, coarsely ground to about 100 mm to 10 mm using a crusher, and further finely crushed using a crusher (DASE series, Seiho Engineering Co., Ltd.). As a result, biodegradable fibers crushed into pieces of 10 mm or less were obtained.
その生分解性繊維を、ペレタイザーによってペレット化して、和紙と酵素を含む、ペレット状の土壌改質材を得た。その写真を図１に示す。 The biodegradable fibers were pelletized using a pelletizer to obtain a pelleted soil reforming material containing Japanese paper and enzymes. The photograph is shown in Figure 1.
このようにして得られた土壌改質材を、肥料散布機付きのトラクターで１トン／反（約１０００ｍ２）程度の量で土壌に散布して、ナス、大根、白菜等の野菜を製造したところ、いずれも非常に美味しい野菜が収穫できた。また、上記の土壌改質材は、１．５ヶ月～２ヶ月で消失した。なお、綿１００％で構成された衣服によって同様にして製造した土壌改質材は、２～４ヶ月で消失した。 The soil reforming material thus obtained was spread on the soil in an amount of about 1 ton/tan (approximately 1000 m 2 ) using a tractor equipped with a fertilizer spreader to produce vegetables such as eggplants, radishes, and Chinese cabbage. However, we were able to harvest some very delicious vegetables. In addition, the above-mentioned soil reforming material disappeared in 1.5 to 2 months. Note that the soil improvement material produced in the same manner using clothing made of 100% cotton disappeared within 2 to 4 months.
また、上記のペレット状の土壌改質材を畜舎に１ヶ月間敷料として用いて、これを回収して、土壌に混合した。 In addition, the above pelletized soil reforming material was used as bedding material in a livestock barn for one month, and then collected and mixed with soil.
Claims (9)
A pellet-shaped soil improvement material or artificial soil containing 80% by mass or more of hydrophilic biodegradable fibers.
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