JP5544625B2

JP5544625B2 - 綿花用機能性肥料および綿製品

Info

Publication number: JP5544625B2
Application number: JP2011241579A
Authority: JP
Inventors: 一之鳥井; 雪舟鳥井
Original assignee: オンリー株式会社
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: JP2013095645A

Description

本発明は、木綿に所定の機能を付与する綿花用の機能性肥料、および綿製品に関するものである。

綿すなわち木綿は衣料、医療等の色々な分野で利用されており、綿製品として衣服、帽子、靴、脱脂綿、ガーゼ等が知られている。綿はアオイ科ワタ属のワタの果実、いわゆる綿花から得られる。綿花の栽培には、数回にわたって適切な時期に灌水を施す必要があるが、収量を多くするために大量の化学肥料が撒布され、また雑草や害虫を駆除するために除草剤、殺虫剤も適宜撒布され、さらに綿花の収穫時には収穫しやすいように枯れ葉剤も撒布されている。近年、人体に有害な農薬や、環境に影響を与える化学肥料を使用しない、いわゆる有機栽培による綿花栽培が一部で実施されている。このような綿花から得られる綿、いわゆるオーガニックコットンは、従来の綿に比して収量が少なく高価ではあるが、肌への刺激が少ないので、アトピー性皮膚炎の患者、アレルギー体質の人達に人気を博している。

化学的に合成された化学肥料ではなく、天然物由来の肥料は、環境に対する影響が実質的に無いのでオーガニックコットンの栽培に利用することができ、このような肥料として牛糞、堆肥等が周知である。また綿花の肥料として利用された例があるか否かは不明であるが、天然鉱石を原料とする肥料も天然物由来の肥料ということができ、オーガニックコットンの栽培に利用できそうである。天然鉱石を原料とする肥料は、例えば特許文献１に記載されている。

特開２００７−１６９１２７号公報特開平８−１７０２１７号公報特開平１１−６０４２４号公報

特許文献１に記載の肥料は、橄撹岩または蛇紋岩を原料としており、これを粉砕したものに硫酸を添加して反応させ、その後、水を添加して粒状に加工されたものである。硫酸が添加されているので純粋に天然物由来では無いが、橄撹岩や蛇紋岩は天然鉱石であり、環境への影響はほとんど無いと考えられる。特許文献１に記載の肥料は、主としてマグネシウムを含んでおり、植物の生育を助けることになる。従って、綿花の収量を大きくすることができると考えられる。

綿製品には用途に応じて色々な処理が施され付加価値が高められている。例えば医療分野において利用されているガーゼ、マスク等の綿製品には、細菌の繁殖を防止する抗菌処理が施されている。抗菌作用を奏する綿製品は、乳児用衣料等にも利用され利用分野は広い。このような抗菌作用を付加するには、殺菌・抗菌作用を奏する薬液に綿繊維を含浸させたり、あるいは綿繊維に薬液をコーティングする必要がある。殺菌・抗菌作用を奏する薬液には色々なものがあり、特許文献２に記載されている綿繊維には、所定の化学式で表されるポリリジン化合物を含む薬液が含浸されている。また、特許文献３に記載されている綿製品には、天然霊芝から抽出された霊芝エキスパウダーを水で所定濃度で溶解した薬液が含浸されている。

従来の牛糞、堆肥のような有機肥料、あるいは特許文献１に記載の肥料は天然物由来の肥料であり環境に与える影響が実質的になく、そして綿花の生育に必要な栄養分を与えることができる。従って綿花の収量を大きくするという肥料本来の目的から見て適切であると言える。また特許文献２や特許文献３に記載の、所定の薬液が含浸された綿繊維も抗菌作用が付加されており、医療用あるいは特定の用途に使用する上で有用である。しかしながら解決すべき課題も見受けられる。例えば有機肥料や特許文献１に記載の肥料は、綿花の収量を大きくするという目的は達成できるが、綿花が生来的に有していない機能を新たに付加したり、綿花が備えている機能を向上させるものではない。例えば綿繊維に抗菌作用を付加したり、保温効果を高めることはできない。また特許文献１、２に記載の綿繊維あるいは綿製品のように、薬液によって抗菌作用は付加されているが、綿自体が抗菌作用を備えるように変化しているわけではないので、洗濯すると効果が減少してしまう。また薬液は綿由来の成分ではないので、汗等によって薬液がしみ出して皮膚に付着すると、新たなアレルゲンになってしまう可能性もある。

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであって、具体的には、通常の綿花だけでなくオーガニックコットンの栽培も可能なように１００％天然物由来の原料からなる肥料であって、綿花の収量を大きくするだけでなく、綿繊維に抗菌作用を発現させたり、保温効果を向上させたり、他の効果を向上させることができる綿花用の機能性肥料を提供することを目的としている。また、抗菌作用を奏し、保温効果が高く、肌に対する刺激が少ない綿製品を提供することも目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、いわゆる天降石、すなわち大分県あるいは宮崎県で産する所定の成分を有する変性砂岩を原料として、これを６０〜１０００メッシュに粉砕した粉末状の肥料として構成する。この肥料は綿花用の機能性肥料として提供し、具体的には綿繊維に抗菌作用を付与すると共に、生来有している保温効果等を向上させる、綿花用の機能性肥料として提供する。

すなわち、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、質量％で、ＳｉＯ_２：６２．０〜７５．８％、Ａｌ_２Ｏ_３：１２．０〜１５．４％、Ｆｅ_２Ｏ_３：３．０〜３．６％、ＴｉＯ_２：０．４〜０．５％、ＣａＯ：２．３〜２．９％、ＭｇＯ：１．６〜２．１％、Ｎａ２Ｏ：３．５〜４．５％、Ｋ_２Ｏ：２．２〜２．８％、ＭｎＯ：０．０３〜０．０６％、Ｖ _２Ｏ _５：０．０１〜０．０２％、ＺｒＯ _２：０．０２〜０．０４％、ランタノイド酸化物：０．０２％〜０．０４％（ただしＥｒ _２Ｏ _３：０．０１〜０．０４％）、および、Ｃｒ _２Ｏ _３、Ｒｂ _２Ｏ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＳＯ _３、を含有する大分県産あるいは宮崎県産の変成岩である天降石を原料とする綿花用機能性肥料として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の機能性肥料は、前記天降石が６０〜１０００メッシュに粉砕された粉末状を呈していることを特徴とする綿花用機能性肥料として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の綿花用機能性肥料が与えられて栽培された綿花を主たる原料として製造された綿製品として構成される。

以上のように本発明によると、綿花用機能性肥料は大分県産あるいは宮崎県産の変成岩である天降石を原料としているので、天然物由来の原料からなる。従ってオーガニックコットンの肥料として使用が可能である。この機能性肥料によって綿花を栽培すると収量が大きくなるだけでなく、後で説明するように綿繊維に抗菌作用を付加することができ、また保温効果も向上させることができる。さらにはこの綿花から得られる綿製品は着心地にも優れている。他の発明によると、機能性肥料は、天降石が６０〜１０００メッシュに粉砕された粉体状を呈している。そうすると、粉体の粒径は約２０〜２５０μｍになり撒布しやすい。特に粒径が２０μｍのように小さい場合には肥料の成分が綿花に吸収されやすく即効性が期待でき、粒径が２５０μｍのように大きい場合には長期間にわたって肥料が綿花に吸収される効果が得られる。他の発明によると、このような綿花用機能性肥料が与えられて栽培された綿花を主たる原料として製造された綿製品として構成されているので、綿製品は抗菌作用を奏し、保温効果が高く、衣類として提供される場合には着心地に優れている。

本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて栽培された綿花から製造されたタオルであって、ミネラルウォータで手洗いし軽く脱水してビニール袋に２０日間放置した後のタオルの写真である。従来の方法で栽培された綿花から製造されたタオルであって、ミネラルウォータで手洗いし軽く脱水してビニール袋に２０日間放置した後のタオルの写真である。本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて栽培された綿花から得られた布と、従来の方法で栽培された綿花から得られた布のそれぞれの、遠赤外線放射エネルギーを示すグラフである。

本発明の実施の形態に係る綿花用機能性肥料について説明する。本実施の形態に係る綿花用機能性肥料の原料は、天降石と呼ばれている岩石である。天降石は変成岩（ホルンフェルス）の一種であり、大分県および宮崎県から産出され、特に大分県と宮崎県の県境付近から多く産出される。本実施の形態に係る綿花用機能性肥料によって栽培された綿花は後で説明するように、収量が大きくなるだけでなく、綿繊維に抗菌作用が付加されたり、保温性が向上する。具体的な有効成分は特定されていないが、このように綿繊維に新たな機能を付与したり機能を向上させることができるのは、天降石が含有する所定の成分、あるいは複数の種類の成分の組合せによるものであることは疑いがない。一般的な天降石に含まれている酸化物の含有量を表１に示す。含有量は質量％で表されている。また、天降石の所定のサンプルについて分析した各成分の含有量を表２に示す。

表１、２から分かるように天降石は、従来の岩石にも比較的多く含まれているＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）、Ａｌ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム）、Ｆｅ_２Ｏ_３（三酸化二鉄）、Ｋ_２Ｏ（酸化カリウム）を含む他に、バナジウム、ルミジウム、チタン、ジルコニウムという一般の岩石では見られない微量金属元素が含まれ、さらにエルビウムのような希土類元素も含まれている。天降石についてγ線を放出する核種についても調査した。天降石の所定のサンプルについて、Ｇｅ半導体検出器を用いてγ線スペクトルを得、γ線放出核種のそれぞれの放射能濃度を測定した結果を表３に示す。表３から分かるように、カリウム４０の放射能濃度が比較的大きい。一般的な天降石についてもカリウム４０の放射能濃度は６．５×１０ ^−１Ｂｑ／ｇ以上ある。

このような天降石を砕石機によって砕石し、粉砕機によって粉砕する。あるいは天降石を直接粉砕機によって粉砕する。そして６０〜１０００メッシュのフィルタによって篩下として得られる粉体が、本実施の形態に係る綿花用機能性肥料である。従って、粉体の粒径は約２０〜２５０μｍになる。綿花用機能性肥料は、粒径が小さい方が即効性が高く、粒径が大きい方が効果の持続性が高いことが推測されるが、実際には粒径の大きさによる効果の違いは小さい。このような粒径に選定されているのは、撒布のし易さを考慮しているからである。

パキスタンにおいて、本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて綿花を栽培した。現地においては、綿花には６月までに３回の灌水を実施しているが、第３回目の灌水直前に本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えた。綿花用機能性肥料は平均粒径４５μｍに粉砕されたものを使用し、圃場１０００ｍ^２当たり７．５ｋｇを撒布した。撒布後に灌水することによって綿花用機能性肥料は土中に効率よく沈着した。従来周知のように綿花を収穫した。本実施の形態に係る綿花用機能性肥料で栽培した綿花は平均で、苗の高さが１２７ｃｍ、苗１本当たり２５個の綿花が付き、綿花１個当たりの重量は３．７ｇ、苗１本当たりの収穫量は９２．５ｇであった。比較のため、隣接する圃場において本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えずに従来の方法によって綿花を栽培し、綿花を収穫した。この綿花は平均で、苗の高さが１２０ｃｍ、苗１本当たり１８．１個の綿花が付き、綿花１個当たりの重量は３．６ｇ、苗１本当たりの収穫量は６５．２ｇであった。本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えると、約４０％収量が大きくなることが分かった。本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて栽培された綿花の綿繊維と、従来の方法によって栽培された綿花の綿繊維とのそれぞれについて綿繊維に含まれているミネラル分を測定した。測定結果を表４に示す。

表４において「本発明の綿繊維」は綿花用機能性肥料を与えて栽培された綿花の綿繊維を、「比較対象の綿繊維」は従来の方法で栽培された綿繊維を表し、「倍率」は、比較対象の綿繊維に含まれているミネラル分に対する、本発明の綿繊維に含まれているミネラル分の比率である。表から分かるように、本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えると、一部のミネラル分を除いてほとんどの種類のミネラル分が増加することが分かる。特にマグネシウム、カルシウム、クロム、マンガン、ストロンチウム、バリウムは顕著に増加していることが分かる。

本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて栽培された綿花から布を製造した。この布を試験対象布として抗菌性試験を実施した。比較対象の標準布は、従来の方法で栽培された綿花から製造した。
試験対象布は、洗濯していないもの、１０回洗濯したもの、２０回洗濯したもの、以下３０回、４０回、５０回のそれぞれの回数洗濯したものを用意した。それぞれの試験対象布に、黄色ぶどう球菌を接種し生菌数をカウントした。その後、３７℃にして１８時間経過させ生菌数をカウントした。標準布についても同様に菌を接種した後、３７℃にして１８時間経過させ生菌数をカウントした。
以下の計算式によって、いわゆる静菌活性値を計算した。
静菌活性値＝ｌｏｇ（Ｂ／Ｃ）
ただし、Ｂ：試験対象布の１８時間経過後の生菌数、Ｃ：標準布の１８時間経過後の生菌数。
以下の計算式によって、いわゆる殺菌活性値を計算した。
殺菌活性値＝ｌｏｇ（Ａ／Ｂ）
ただし、Ａ：試験対象布の接種直後の生菌数、Ｂ：試験対象布の１８時間経過後の生菌数。
同様にして、肺炎桿菌、ＭＲＳＡのそれぞれについても試験して静菌活性値、殺菌活性値を得た。静菌活性値、殺菌活性値のそれぞれを表５に示す。静菌活性値は２．２以上になると、また殺菌活性値は０以上になると、それぞれ抗菌効果があるとされているが、表から読み取れるように１０回洗濯すると抗菌効果が現れ始め、２０回洗濯すると抗菌効果が顕著になる。そして５０回洗濯しても抗菌効果は低下しないことが分かる。本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて綿花を栽培すると、綿繊維自体に抗菌作用が付加されることが分かる。

本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて栽培された綿花からタオルを製造し、試験対象のタオルとした。試験対象のタオルと、従来のタオルとを一緒にミネラルウォータで手洗いし軽く脱水した。そしてそれぞれを別のビニール袋に入れて室温で放置した。２０日後に試験対象のタオルの写真を図１に示す。同様に２０日後の従来のタオルの写真を図２に示す。それぞれの上段はタオル全体の写真、下段はタオルの一部を拡大した写真である。従来のタオルにはカビの増殖によって染みが生じているが、試験対象のタオルには染みが生じていないことが分かる。すなわちカビの増殖が抑制されている。なおカビの胞子は、手洗い時に自然に付着したものと推測される。

本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて栽培された綿花から得られた布の保温効果を調べるため、遠赤外線の放射率を測定した。布を５０℃にし、布から放射される遠赤外線の放射エネルギーを各波長毎に測定した。波長が６〜１４μｍの範囲の遠赤外線の放射エネルギーを図２に示す。符号Ｌ１で示されるグラフが、本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて栽培された綿花から得られた布の遠赤外線放射エネルギーのグラフである。比較対象として従来の方法で栽培された綿花から得られた布の遠赤外線放射エネルギーのグラフが符号Ｌ２で示され、黒体が放射する理想的な遠赤外線放射エネルギーのグラフが符号Ｌ３で示されている。本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて栽培された綿花から得られた布は、遠赤外線の各波長において高い放射率を備えていることが分かる。波長域５．９８〜１４．４μｍにおける遠赤外線放射率は、従来の布が７７％であるのに対し、本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて栽培された綿花の布は８９％であり、保温効果が高いことが分かる。

本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて栽培された綿花から下着を製造し、検査対象下着として着心地についてテストした。１２人の被験者に検査対象下着と、従来の下着のそれぞれを着用させ、快適を感じる度合いについて１００点満点で評価させた。従来の下着の平均値は４０点であるのに対し検査対象下着の平均値は５０点であった。この状態で６分間運動させ再び快適を感じる度合いについて１００点満点で評価させた。従来の下着の平均値は４０点と運動前の点数と変化がなかったのに対し、検査対象下着の平均値は６３点になった。快適度は主観的なものであるが、検査対象下着は着心地が優れていると言える。

本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて綿花を栽培すると、綿花の収量が大きくなるだけでなく、綿繊維に抗菌作用が付加される。そしてこの綿花から製造された綿製品は保温効果が高く、綿製品が衣類の場合着心地に優れることになる。

Ｌ１本実施の形態に係る綿花用機能性肥料を与えて栽培された綿花から得られた布の遠赤外線放射エネルギーのグラフ
Ｌ２従来の方法で栽培された綿花から得られた布の遠赤外線放射エネルギーのグラフ
Ｌ３黒体が放射する理想的な遠赤外線放射エネルギーのグラフ

Claims

質量％で、
ＳｉＯ_２：６２．０〜７５．８％、
Ａｌ_２Ｏ_３：１２．０〜１５．４％、
Ｆｅ_２Ｏ_３：３．０〜３．６％、
ＴｉＯ_２：０．４〜０．５％、
ＣａＯ：２．３〜２．９％、
ＭｇＯ：１．６〜２．１％、
Ｎａ２Ｏ：３．５〜４．５％、
Ｋ_２Ｏ：２．２〜２．８％、
ＭｎＯ：０．０３〜０．０６％、
Ｖ _２Ｏ _５：０．０１〜０．０２％、
ＺｒＯ _２：０．０２〜０．０４％、
ランタノイド酸化物：０．０２％〜０．０４％（ただしＥｒ _２Ｏ _３：０．０１〜０．０４％）、
および、Ｃｒ _２Ｏ _３、Ｒｂ _２Ｏ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＳＯ _３、
を含有する大分県産あるいは宮崎県産の変成岩である天降石を原料とする綿花用機能性肥料。
請求項１に記載の機能性肥料は、前記天降石が６０〜１０００メッシュに粉砕された粉末状を呈していることを特徴とする綿花用機能性肥料。
請求項１または２に記載の綿花用機能性肥料が与えられて栽培された綿花を主たる原料として製造された綿製品。