JP5669037B2

JP5669037B2 - 通気性・保水性・吸着性を有する木炭混練粒状資材の製造方法とその使用方法

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Publication number: JP5669037B2
Application number: JP2010045092A
Authority: JP
Inventors: 俊夫枝
Original assignee: 竹崎　悌二; 竹崎悌二; 上田三法
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2030-03-02
Also published as: JP2011177114A

Description

本発明は、植物育成用人工土壌と水の浄化基材と脱臭材として利用できる、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリエチレンテレフタレートを代表とするエチレン系の合成樹脂と麦藁、稲藁、籾殻、木屑、大鋸屑等の植物性材料とを利用して通気・保水性を有する粒状樹脂の使用方法とその製造する方法に関する。

従来、一般家庭や事業所等から排出される樹脂廃棄物は、ペットボトル等その一部をリサイクルしているが、そのほとんどが埋め立て処分場にて廃棄処理されている。また、稲作に伴って発生する稲藁、籾殻についても、また木屑や大鋸屑についても、近年バイオマス燃料として利用する試みがなされているものの、現状ではそのほとんどを廃棄処理している。

一方、近年、都市部の高層住居のベランダ等で鉢植え植物を育成することが流行しているが、ベランダ等で地上と同様に植物の育成を行うことは容易ではない。
その為、ベランダ等にて植物の育成を効率よく行うための植物育成容器や、植物育成用土壌等の開発がなされている。（例えば、特許文献１から４参照）

また、地球規模の人口増加と都市化による空気中の炭酸ガス濃度の上昇と水の汚染による気温上昇と動植物種の生存危機が危惧されている。

人間の生活排水や工場廃液の過去の直接放流は河川の汚染を招き、その結果は海の汚染と地下水の汚染を引き起こし、現在は水の浄化に努めているが人類はその存在意義と将来に疑問と不安を突き付けられて来ている。

また、河川のダム建設を含む人類が流す汚水による河川と海の汚染はそこに棲息する魚介類の生活循環を脅かしている。そこで、多くの水棲生物の生息が可能な循環水の浄化の技術開発も重要視されてきている。（例えば、特許文献５から１１参照）

特開平１１−１０３７０２号公報特開２００５−１３７３６３号公報特開２００７−１２４９８９号公報特開２００８−３０７０１３号公報特開平８−１４１５９４号公報特開平９−２９９９５７号公報特開２０００−１１６２７３号公報特開２０００−１５７１０１号公報特開２００３−２６５０７１号公報特開２００４−８１１０９号公報特開２００７−５０３６３号公報特開２００２−１７９４５２号公報

しかし、上記先行特許文献において、
特許文献１では人工土壌が多孔性セラミックから製造されておりその製造コストが高価であり、
特許文献２では人工土壌が複雑な構造になっておりコスト高になり実用的ではなく、
特許文献３は人工土壌ではなくて植物育成具であり、土壌は天然土壌を使用していて、
特許文献４では人工土壌と記載しているが事実は鉢状の支持体に土壌を収納した複合体を人工土壌と述べているが、土壌自体には人工土壌の具体的な工夫考案がなく、上記全ての先願特許文献には水耕栽培の具体的実施例が不明瞭である。

更に、上記先行特許文献において、
特許文献５と特許文献１０では閉鎖系循環水の浄化方法に関する提案は、閉鎖系循環水の浄化に寄与する硝酸菌のうち亜硝酸菌の高濃度培養法に関する考案であり、
特許文献６では循環水流路の水浄化装置器具に関する考案であり、
特許文献７では活魚介類の輸送タンク、輸送装置、輸送方法を用いた循環水の浄化システムに関する考案であり、濾過手段としてはフィルターマットを提案していて、
特許文献８と特許文献９では蛍の飼育養殖の装置に関する考案であり、循環水の浄化に関しては「細粒体層の記載と多孔体層としては、ガラス、煉瓦等を粉砕した無機系粉体を炭化珪素等の発泡剤と混合して加熱し溶融発泡して形成した発泡ガラス等の無機系発泡体、塊状に形成された木炭等の塊状炭、牡蠣殻等の貝殻、軽石、ラシヒリング状に形成された合成樹脂製やセラミック製の多孔体やそれらの混合物で単層や複数層の層状に形成されたもの等が用いられる。なかでも、無機系発泡体は、表面積が大きく微細孔も有しているので、アンモニア、有機物、藻類等を吸着して若しくはろ過して除去することができるとともにバクテリアが生息する生物膜を形成し、吸着されたアンモニアや有機物等は硝化細菌等のバクテリアによって分解することができ水の浄化性に優れるため好適に用いられる。」の記載のみで、従来の熱帯魚の濾過方法と大差なく、
特許文献１１ではセラミックを用いた浄化装置を提案しておりコスト高になっている。

本発明が解決しようとする課題は、低コスト化で地球環境に優しい人工土壌の製造をすることである。

また、合成樹脂の産業廃棄物や木屑、大鋸屑、稲藁、籾殻等の多くを廃棄されているバイオマスを廃棄する地球環境の汚染進行を抑えて、大地土壌以外の都市部の高層住居のベランダや家庭菜園のみならずビルの屋上又は地下での種々の動植物の育成を可能にすることである。このことは、空気中の炭酸ガスの濃度削減や気温上昇の抑制にも寄与する。

また、本発明が解決しようとする課題は、粘土質の大地土壌に適度に混入することによって、土壌に通気性と保水性を持たせることである。

更に本発明が解決しようとする課題は、砂漠状の砂地の下層に上記通気性・保水性を有する前記人工土壌を適度に混入すると砂状土壌に保水性を持たすこととである。

更にまた本発明が解決しようとする課題は、従来の水耕栽培では生育しなかったメロンやスイカやトウモロコシや種々の豆類やお茶の木の育成をも可能な水耕栽培を可能にすることである。

また更に、本発明が解決しようとする課題は、閉鎖系循環水の浄化の為の循環水の安価な浄化・吸着基材を製造して、閉鎖系循環水の単純で安価な浄化システムや住宅用脱臭・湿度調整・シロアリ防止効果基材等を構築することである。

本発明は、前記樹脂廃棄物と前記植物性廃棄物を有効利用した混練物（木炭混練樹脂塊）である。該木炭混練樹脂塊は植物を効率よく育成することの出来る植物育成用粒状資材用にも有効に加工出来、前記植物性バイオマスである木屑・大鋸屑或いは麦藁・稲藁・籾殻等と前記ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリエチレンテレフタレートを代表とするエチレン系樹脂とを一緒に混入して３００℃から４００℃の熱処理で炭化した該植物性バイオマスである。

該木炭混練樹脂塊は前記３００℃から４００℃の熱処理で炭化した木屑・大鋸屑或いは麦藁・稲藁・籾殻と前記３００℃から４００℃の熱処理で軽度に分解して小分子化した該ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリエチレンテレフタレートを代表とするエチレン系樹脂の混練物である通気性・保水性・吸着性を有する木炭混練樹脂塊を先ず製造することである。

更に、本発明は、前記樹脂廃棄物と前記植物性廃棄物を有効利用した該樹脂廃棄物と該植物性廃棄物との混練物である木炭混練樹脂塊から造られ、植物を効率よく育成することの出来る植物育成用粒状資材にも有効に加工使用できる通気性・保水性・吸着性を有する炭化バイオバス粒状樹脂を製造するために、前記樹脂とバイオマスである前記植物性廃棄物の混練物である前記木炭混練樹脂塊を０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下程度の粒子状に破砕機で破砕・粉砕して、通気性・保水性・吸着性を有する炭化バイオバスを含む木炭混練粒状資材を製造することである。

更にまた、本発明は、前記樹脂廃棄物と前記植物性廃棄物を有効利用した該樹脂廃棄物と該植物性廃棄物との混練物である前記木炭混練樹脂塊を破砕機で０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下程度の粒子状に破砕・粉砕して木炭混練粒状資材粒子の木炭の表在面積を広げて通気性・保水性・吸着性を向上した。
炭化した前記植物性バイオマスである木屑・大鋸屑或いは麦藁・稲藁・籾殻は３００℃から４００℃の熱処理で軽度に分解して小分子化した樹脂から露出していて、その性質は木炭と同様な吸着性を保持しており、脱臭性も保持した木炭混練粒状資材粒子である。該木炭混練粒状資材粒子は炭化粒子を、熱処理で軽度に分解して小分子化した樹脂で、相互に接着させた粒状形状維持強度の高い木炭混練粒状資材であり、該木炭混練粒状資材を前記植物育成用粒状資材或いは閉鎖系循環水の浄化・吸着基材或いは住宅用脱臭・湿度調整・シロアリ防止効果基材として利用することである。

上述したように本発明の木炭混練粒状資材は、図１に示す様にバイオマスである前記植物性木屑・大鋸屑或いは麦藁・稲藁・籾殻（図１のP）と前記ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリエチレンテレフタレートを代表とするエチレン系樹脂（図１のR）とを一緒に混入して熱処理で炭化したバイオマス混練樹脂である。
該植物性バイオマスである木屑・大鋸屑或いは稲藁・籾殻（図１のP）と該ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリエチレンテレフタレートを代表とするエチレン系樹脂（図１のR）とを圧力約５０ｋｇ／cm^２、３００℃以上４００℃以内の条件下で混練機（ルーダー）（図１の1）を用いて混練してあるので植物バイオマス材は炭化され、該炭化バイオマスはエチレン系樹脂が軽度に分解して小分子化して炭化粒子同士を相互接着した混練物である。
通気性・保水性・吸着性を有する木炭混練樹脂塊（図１のM）から破砕機（図１の2）で０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下程度の粒子状に破砕・粉砕製造された木炭混練粒状資材（図１のS）は製造コストが安価であり、合成樹脂の分解毒素も無く、粒状形状維持強度も高い。

また、本発明の木炭混練粒状資材（図１のS）は、木炭の性格である通気性・吸着性を保持しており、炭化粒子が低分子化されたエチレン系樹脂（図１のR）で相互に接着された構造になっているので保水性も高まっている。

更にまた、本発明の木炭混練粒状資材（図１のS）は、従来のセラミックス性粒状資材より軽く安価で、木炭より形状維持強度が高く安価である。

故に、本発明の木炭混練粒状資材（図１のS）は、粘土質が多く含まれる土壌に適度に混ぜると粘土質土壌（図７のA2）の性質である通気性・水捌けが悪い性質が改善される。

故にまた、本発明の木炭混練粒状資材（図１のS）は、砂地の多い土壌の３０ｃｍ程度の下層に敷き詰めるとその砂地に保水性を持たすことができる。

更にまた、本発明の前記木炭混練樹脂塊（図１のM）を０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下程度の粒子状に粉砕した木炭混練粒状資材（図１のS）は、腐葉土や培養土、鹿沼土等の天然土壌と一緒に同量分を混ぜて人工土壌（Sa）を造ると、水耕栽培に最適な植物育成用人工土壌（図２、３、４のSa）ができ、従来の水耕栽培では生育しなかったメロンやスイカやトウモロコシや種々の豆類やお茶の木の育成も可能になった。
更に、農耕用土壌のみを用いた水耕栽培鉢と該木炭混練樹脂塊（図１のM）を０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下程度の粒子状に粉砕した該木炭混練粒状資材（図１のS）と前記腐葉土を等量に混和して造った人工土壌（Sa）を用いた水耕栽培鉢で（ニガウリ）ゴーヤを同時栽培したところ、該木炭混練樹脂塊（図１のM）を０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下程度の粒子状に粉砕した該木炭混練粒状資材（図１のS）と前記腐葉土を等量に混和して造った人工土壌（Sa）で水耕栽培した（ニガウリ）ゴーヤの方が、農耕用土壌のみを用いた水耕栽培鉢の（ニガウリ）ゴーヤよりも成長が早く約2倍の速さで成長してその大きさも約2倍に成長した。
木炭混練粒状資材（図１のS）のみを植物育成用粒状資材（人工土壌Sa）として使用する場合には、木炭混練粒状資材（図１のS）自体は本来、植物の栄養素は含まれていないんので肥料の配合が必要である。

更にまた、本発明の木炭混練粒状資材（図１のS）には、通気性・保水性・吸着性があり、この性格を利用して閉鎖系循環水（図８、9の6e、図１０の7、図１１の9h）の浄化材として効果的に使用できる。これは該木炭混練粒状資材（図１のS）の前記植物性バイオマスである木屑・大鋸屑或いは麦藁・稲藁・籾殻等の炭化構成部分がアンモニア、有機物、藻類等を吸着して若しくはろ過して除去するとともに、バクテリアが生息する生物膜を形成し、吸着されたアンモニアや有機物等は亜硝酸態窒素の酸化浄化バクテリア（亜硝酸菌等硝化細菌）によって分解することができる水の浄化システムを積極的に構築することを助けるからである。この時、該木炭混練粒状資材（図１のS）の粒状径は４から５mm程度の大きさに統一することが望ましい。

更にまた、本発明の木炭混練粒状資材（図１のS）には、住宅用合併浄化槽（11）の排水口に該木炭混練粒状資材（図１のS）を設置（11h）して排水液（図１４の11k）を通過させると排水液内の窒素濃度を下げることができることが解っている。

更にまた、本発明の木炭混練粒状資材（図１のS）には、図１４の住宅（12）1の壁板（12a）や床（12b）の下部に広げて敷き詰めると、室内の脱臭・湿度調整・シロアリ防止に効果があることが解っている。

更にまた、本発明の木炭混練粒状資材（図１のS）を破砕機（図１の2）で破砕・粉砕する前の木炭混練樹脂塊（図１のM）の段階で、図１２のM の溶岩状形状ができる。これは園芸鉢として過去に富士山溶岩等が使われていたが現在は採取禁止である。また、溶岩粒体を含んだ園芸鉢の先行技術として特許文献１２があるが、これは溶岩粒体とセメント粒体との合成加工品であり重量も重い。本願発明の木炭混練樹脂塊（図１のM）段階で造られる形状は自然界の溶岩石の様に同じ形状の鉢は出来ないが、非常に趣のある恰も溶岩鉢の様であり重量も軽く園芸用植木鉢として使えるものである。

本発明に関わる木炭混練粒状資材（S）の製造方法を説明するためのフローチャートである。本発明に関わる木炭混練粒状資材（S）と天然土壌（A）との配合で造る植物育成用人工土壌（Sa）と水盤箱（３）とその上部に重なり嵌合するネット状有底枠体（４）の二重構造水耕栽培用植木箱の断面図である。図２を用いた植物の育成方法を説明するための概略断面図である。図３の他の実施例の断面図である。図２、図３の水耕栽培用植木箱の平面図である。図２の水盤箱（３）とその上部に重なり嵌合するネット状有底枠体（４）の二重構造水耕栽培用植木箱の他の実施例の断面図である。本発明に関わる粘度質土壌（A2）に木炭混練粒状資材（S）を混入させて土壌改良を示している概念図である。本発明に関わる木炭混練粒状資材（S）を用いた他の使用実施例である閉鎖系循環水浄化型水棲生物飼育槽の平面図である。図８の循環水浄化機能部の側面概念図である。本発明に関わる木炭混練粒状資材（S）を観賞魚水槽（８）の循環水浄化フィルター機能に用いた断面概念図である。図８、図９の他の実施例であり、住宅用雨水再利用閉鎖系循環水浄化方法を説明する断面概念図ある。本発明に関わる木炭混練粒状資材（S）を住宅用合併浄化槽の排水の最終浄化に利用使用した説明概念図である。本発明に関わる木炭混練粒状資材（S）を住宅用脱臭・湿度調整・シロアリ防止の効果基材に利用使用した説明概念断面図である。本発明に関わる木炭混練樹脂塊（図１のM）を利用使用した説明概念図である。

本発明を実施するための形態について、図面１から１４に基づいて詳細に説明する。尚、以下の説明においては、まず、本発明にかかる木炭混練粒状資材の製造方法について説明し、その後、製造した木炭混練粒状資材の利用方法について説明する。

（製造方法の実施例）
図１はポリプロピレン、ポリエチレン又はポリエチレンテレフタレートを代表とするエチレン系の合成樹脂の新材も使用できますが、リサイクル材（R）を主に用いる。植物材としてはバイオマスであるがまだ多くが廃棄されている麦藁、稲藁、籾殻、木屑、大鋸屑等の植物性材料（P）を用いてこの合成樹脂（R）と植物性材料（P）とを圧力約５０ｋｇ／平方センチメートル、３００℃以上４００℃以内の条件下で混練機（ルーダー）（図１の1）を用いて混練後徐冷した混練物（M 木炭混練樹脂塊）を破砕機（図１に1）で破砕・粉砕して木炭混練粒状資材（図１のS）を製造することを特徴とする。そして、本発明によれば、樹脂（R）と植物性材料（P）とを３００℃以上４００℃以内の温度条件下で混練するため、植物性材料が炭化し、その部分に保水性を持たせることが出来て混練物（M 木炭混練樹脂塊）の保水性が向上する。

また、混練物（M 木炭混練樹脂塊）を破砕機（図１の2）で０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下程度の粒子状に破砕・粉砕することで、木炭混練粒状資材（図１のS）の木炭の表在面積が広がり通気性、保水性、吸着性が向上して、例えば図２のA の木炭混練粒状資材（S）と天然土壌（A）との配合物である人工土壌（Sa）を根の張り具合、通気性、保水性を植物の生育環境に好ましい寸法に調接することが出来る。

また、図１に示すように、まず、本発明にかかる木炭混練粒状資材（図１のS）の材料として、樹脂廃棄物（Ｒ）と、植物性材料（Ｐ）とを用意する。樹脂廃棄物Ｒは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等であって、一般成型工場よりスクラップ等から受け入れる。また、植物性材料Ｐは、稲作に伴って発生する稲藁、籾殻、製材に伴って発生するチップ、木屑、大鋸屑等であって、一般農家、製材所等から受け入れることができる。

次に、受け入れた樹脂廃棄物（R）および植物性材料（P）を混練機（図１の1）に投入し、圧力約５０kg／cm^２、３００℃以上４００℃以内の高圧高温下で混練する。これによって、植物性材料（P）が炭化するとともに、樹脂廃棄物と炭化物とが均一に混合されて塊状となった混練物（M 木炭混練樹脂塊）が生成される。尚、混練機（１）内の圧力は、混練機（１）から粘性を有する樹脂混練物（M 木炭混練樹脂塊）が押し出し排出可能であれば５０kg／cm^２程度に限定されない。また、混練機（１）内の温度は、３００℃以上４００℃以内に設定するが、この温度が高すぎるとエネルギー損失が大きくなるので、３００℃を僅かに超えた値に維持することが望ましい。

次に、上記混練物（M 木炭混練樹脂塊）を、徐冷した後、破砕機（２）（１３ｍｍメッシュ）、破砕機（２）（８ｍｍメッシュ）で破砕・粉砕して木炭混練粒状資材（S）を得ることが出来る。

尚、上記実施の形態においては、ポリプロピレン等の樹脂廃棄物（R）を用いる場合について説明したが、廃棄物ではない樹脂を用いることが出来、植物性材料（P）に付いても、稲藁、籾殻、麦藁、チップ、木屑、大鋸屑等通常廃棄される物を用いたが、廃棄物ではない植物性材料を用いることが出来ることは勿論である。

以上のように、本発明によれば、廃棄物を有効利用しながら木炭混練樹脂塊（M）から木炭混練粒状資材（S）を製造することができる。

上述のようにして得られた木炭混練粒状資材（S）は、保水性が少なくとも３０％以上と高く、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下に粉砕しているため通気性や吸着性も高く、
該木炭混練粒状資材（S）の機能的性格は木炭混練樹脂であるので、
１）保水性が高い性格。
２）通気性が高い性格。
３）吸着性が高い性格。
４）木炭単品より硬度があり粒状形状維持強度が高い性格。
上記１）２）３）４）記載の性格により、木炭混練粒状資材（S）には水や空気の浄化性能力が高い機能的性格があり、
１〕水耕栽培に適した植物育成用粒状資材（人工土壌Sa）（使用法の実施例１）のみならず、
2〕水の浄化に適した水浄化粒状資材（浄化基材 Sb）（使用法の実施例２）や
3〕住宅の脱臭材や湿度調整材やシロアリ防止の効果材（Sc）（使用法の実施例３）に使用出来る。
また、木炭混練樹脂塊（M）も木炭混練樹脂であるので、通常の素焼き鉢やプラスチック鉢より通気性と殺菌性があり、
4〕植物園芸用鉢（Ma）（使用方法の実施例４）として機能性の高い木炭混練樹脂鉢になる。

（使用方法の実施例１）
次に、本発明の上記木炭混練粒状資材（S）の利用方法について、図２から図１３を参照しながら説明する。

本発明の木炭混練粒状資材（S）は植物育成用粒状資材（人工土壌Sa）として使用できる。

図２のAは天然土壌（a）と木炭混練粒状資材（S）との配合で出来上がる植物水耕栽培用人工土壌（Sa）を表現しているが、木炭混練粒状資材（S）は約３００℃の高熱処理されているため、元来の木炭混練粒状資材（S）自体には植物に必要な栄養素は含まれていないので天然土壌との配合をするか、或いは肥料を木炭混練粒状資材（S）重量の１０％程度の固形肥料を混ぜる必要がある。図２のBはネット状有底枠体（4）であり、C は水盤箱（3）であり、ネット状有底枠体（4）は水盤箱（3）上部に重なり嵌合して、二重構造の水耕栽培用植木箱である。この場合、栽培植物の根は背光性の性格であるので、ネット状有底枠体（4）と水盤箱（3）上部の重なり嵌合部から外の光が二重構造の水耕栽培用植木箱の内部に差し込まないように設置しなければ成らない。

図３（A）に示すように、水盤（3）に水（W）を張り、その上方の網目状の底を有する有底枠体（4）に上記木炭混練粒状資材（S）を１００〜１３０ｍｍ程度の厚さに敷き詰め、その中に植物の種子Seを蒔く。木炭混練粒状資材（S）そのものには肥料分がないため、木炭混練粒状資材（S）のみを植物育成用粒状資材（人工土壌Sa）として使用する場合には、肥料を木炭混練粒状資材（S）の重量に対して１０％程度まぜる必要がある。

また、上記状態で水耕栽培を行うと、木炭混練粒状資材（S）である植物育成用粒状資材（人工土壌Sa）は保水率が高いため、種子（Se）の発芽に要する水分と、上記肥料による養分を種子（Se）に与えることが出来、種子（Se）の発芽を促し、発芽後の生育に寄与する。そして、図３（B）に示すように、植物（P1）が生育して根が水（W）に達すると、水（W）から直接水分を補給することが出来、順調に育成する。

上記種子（Se）の発芽及び植物（P1）が生育の祭には、上記木炭混練粒状資材（S）である植物育成用粒状資材（人工土壌Sa）が炭化物を含むため、水の浄化作用があり、該木炭混練粒状資材（S）を浸した水のサンプルを採取して化学分析を行ったところ特性の元素は検出されず、２１．４℃でｐＨが６．９４であった。又、下の水盤の水がある限り蒸発した水分がその上のネットを通して保水性樹脂が保水することによって、水分を保っていきます。

次の図４は、上記木炭混練粒状資材（S）からなる植物育成用粒状資材（人工土壌Sa）を用いて水耕栽培をすると従来水耕栽培が出来なかったメロンやスイカやトウモロコシや種々の豆類やお茶の木の育成も可能になった。
図４はその中でトウモロコシ（P2）を水耕栽培した説明図である。P2a はトウモロコシ（P2）の根を示し、3 は水盤箱、4 はネット状有底枠体、4a はネット状有底枠体の底部ネット、4b は育成植物トウモロコシ（P2）の支え棒、4c は支え棒の支持部、5 は肥料、Saは木炭混練粒状資材（S）からなる植物育成用粒状資材（人工土壌Sa）、W は水を示している。図５はネット状有底枠体（4）の平面図である。

図６は図２Bのネット状有底枠体（4）と図２Cの水盤箱（3）からなる二重構造の水耕栽培用植木箱の機能を高めて、隣同士に連続して水耕栽培可能にした二重構造の水耕栽培用植木箱の説明断面図である。3aは水盤箱（3）の水連結孔であり、3bはその連結孔を使用しない場合の閉じ蓋である。

また、図７は上記木炭混練粒状資材（S）の製造方法において、前記樹脂（R）と、前記植物性材料（P）との混練物（M）を破砕機（図１の2）で０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下に破砕・粉砕すると通気性・保水性・吸着性を有する木炭混練粒状資材（S）が出来る。そこで、該通気性・保水性・吸着性を有する木炭混練粒状資材（S）を大地土壌に適度に混入することによって、例えば粘土質の土壌に通気性と保水性を持たせる為に、通気性の無い粘土質の土壌（A2）に木炭混練粒状資材（S）を適度に配合すると、粘土質の土壌（A2）の中に木炭混練粒状資材（S）の性格が加わり通気性のある部分が出来て、通気性の無い粘土質の土壌（A2）の土壌改良ができること説明している。

（使用方法の実施例２）
また、本発明の木炭混練粒状資材（S）は水の水浄化粒状資材（浄化基材 Sb）として使用出来る。

上記木炭混練粒状資材（S）の水の浄化基材として使用する利用方法について説明する。図８は閉鎖系循環水の浄化槽付き水棲生物飼育水槽（6）の平面概念図で図９はその浄化機能部側面図である。6aは沈澱槽、6bはナイロンマット濾過槽、6cは吸着・通液濾過槽で水浄化粒状資材（浄化基材 Sb）が収納設置されている。6dは水車、6eは閉鎖循環水流路、6fは第一飼育槽、6gは第二飼育槽、6hは水位調整仕切板、6iは水棲生物区分け保護ネット、6jは循環水循環流出口、6kは循環水の浄化機能部入路口、6lは循環水温度調節器（チラー）、6mはバルブ、6nは循環水通路屈曲接合部（エルボー）、6oは水の補充通路、6pは浄化機能部下部仕切板、6qは浄化機能部の上部仕切板を示しておる。
本発明の木炭混練粒状資材（S）はこの循環水の浄化機能槽の中で最も重要な機能を担当する吸着・通液濾過槽（6c）に水浄化粒状資材（浄化基材 Sb）として収納設置されて汚水のナイロンマット濾過槽（6b）では取り除けなかった細かい汚れの吸着と亜硝酸体窒素の酸化分解無毒化するバクテリア（亜硝酸菌等の硝化細菌）の繁殖を助ける重要な水の浄化基材（Sb）としての機能を司る。

また、図１０は従来から使用されている観賞魚の循環水濾過浄化水槽であり、7は循環水槽水、7aは曝気泡、8は観賞魚（F1）飼育水槽、8aは水棲生物区分け保護ネット付き循環水循環流出口、8bは循環水通路、8cは図８、９の水車の役目の循環水送り出し羽モーター部、8dは循環水の浄化機能部入路口、8eは浄化基材の設置部で浄化基材流出防止ネットになっており、図８、９の浄化機能部の上部仕切板に相当する。8fは浄化循環水の流入路である。これは上記図８、９の閉鎖系循環水の浄化槽付き水棲生物飼育水槽（6）と根本的には同じであるが、従来の観賞魚の循環水濾過浄化水槽では上記図８、９の閉鎖系循環水の浄化槽付き水棲生物飼育水槽（6）のナイロンマット濾過槽（6b）のみで浄化しているが、このナイロンマットを本発明の木炭混練粒状資材（S）からなる水浄化粒状資材（浄化基材Sb）に置き換えると上記観賞魚（F1）の循環水濾過浄化水槽の水の交換を約一年間交換しなくても、蒸発分を追加するのみで魚は生育しており、該賞魚の循環水濾過浄化水槽の循環水の亜硝酸態窒素濃度は魚が生育できる濃度（０．２６ ppm）以下の一定に保たれていた。

また、本発明の木炭混練粒状資材（S）の循環水の浄化基材としての能力と粒状形状維持強度とを合わせって考えると、図１１に説明する様に住宅用の雨水貯留水の循環浄化システムに利用できる。そのことを以下に説明する。
図１１の9は住宅の屋根、9aは雨水を受ける樋、9bは樋から雨水が流れ落ちる雨水通路、9cは雨水を地下貯留槽に落とす入路口、9dは雨水の貯留槽への導入口、9eは沈澱槽、9fはナイロンマット濾過槽、9gは吸着・通液濾過槽、9hは浄化された雨水と循環水の貯留槽、9iは浄化完了水の外部引き上げ口、9jは浄化完了水の引き上げ蛇口、9kは浄化完了水の庭池への出水口、9lは池の出水近辺の水性植物、9mは魚（F2）が棲息する庭池、9nは庭池水の浄化槽への返還入口、9oは庭池の循環水の浄化槽への返還路、9pは庭池の循環水の浄化槽返還出口、9qは浄化槽の掃除・点検用開口部蓋、9rは住宅の自家用車、10は庭の大地断面である。この説明図からも理解できるように、循環水の浄化システムの基本は大小有るが同じである。しかし、住宅用の雨水貯留水の循環浄化システムの浄化基材として、本発明の木炭混練粒状資材（S）である水浄化粒状資材（浄化基材 Sb）を用いれば、その吸着力による浄化機能性と粒状形状維持強度と安価の製造コストを考えると有効である。
廃棄物とバイオマスとの再利用製品で雨水の浄化と再利用が出来ることは、現在の地球環境問題から考えて大事な事と考える。

また、図１２は既に多くの住宅で普及使用されている住宅用生活排水合併浄化槽（11）の概念断面図である。11aは第一脱窒濾床槽、11bは第二脱窒濾床槽、11cは接触曝気槽、11dは沈澱槽、11eは消毒槽、11fは塩素剤、11gは生活廃液流入、11hは木炭混練粒状資材（S）からなる水浄化粒状資材（浄化基材 Sb）設置位置、11i はブロワー、11jは接触曝気槽液返還路を示している。この11hの位置に本発明の木炭混練粒状資材（S）を設置して、その木炭混練粒状資材（S）層を通過した生活廃液（11k）の窒素濃度は通過処理をしていない廃液の窒素濃度より低下していた。

（使用方法の実施例３）
更にまた、本発明の木炭混練粒状資材（S）は住宅の脱臭材や湿度調整材やシロアリ防止の効果材（Sc）として使用できる。

図１３は、12は住宅の一部の屋根裏、12aは室内の壁板、12bは住宅室内の床板、12cは住宅室内の天井板、Scは木炭混練粒状資材（S）からなる脱臭材や湿度調整材やシロアリ防止の効果材を示している。
本発明の木炭混練粒状資材（S）には前述したように１）保水性が高い性格、２）通気性が高い性格、３）吸着性が高い性格、４）木炭単品より硬度があり粒状形状維持強度が高い性格という機能特性があります。
これは住宅の屋根裏上部と床下や壁板下部に前記木炭混練粒状資材（S）を脱臭・湿度調整・シロアリ防止の効果材（Sc）として敷き詰めると住宅室内の脱臭、湿度調整が出来て、シロアリ防止に効果も期待できる。

（使用方法の実施例４）
更にまた、本発明の木炭混練樹脂塊（M）は植物園芸用鉢（Ma）として機能性の高い木炭混練樹脂鉢に成形できる。

図１４は、Maは植物園芸用鉢、Saは植物育成用粒状資材（人工土壌Sa）、P3は生育植物、P4は他の生育植物を示している。

本発明のポリプロピレン、ポリエチレン又はポリエチレンテレフタレートを代表とするエチレン系の合成樹脂と麦藁、稲藁、籾殻、木屑、大鋸屑を代表とする植物性材料とを３００℃以上の温度条件下で混練することを特徴とする木炭混練樹脂塊（M）は、木炭混練樹脂であるので、通常の素焼き鉢やプラスチック鉢より通気性と殺菌性があり、他の園芸鉢より植物園芸用鉢（Ma）として機能性の高い木炭混練樹脂鉢に制作できる。

この時、植物生育土壌として植物育成用粒状資材（人工土壌Sa）を用いても良い。この植物園芸用鉢（Ma）は同一形状に成形することは難しいが、その方が一見自然界の溶岩石で製造したように見えて溶岩石様風情がでる。

河川の流域に浄化材として設置して河川の浄化、魚の養殖池の循環水の浄化材、高層ビルの屋上の緑化で空気の浄化と炭酸ガスの削減、都市での上昇気流の減少と農産物の水耕栽培による安定確保の利用に適す。

１混練機
２粉砕機
３水盤箱
４ネット状有底枠体
Ｍ混練物（木炭混練樹脂塊）
Ｓ木炭混練粒状資材
Ｓｅ種子
Ｐ植物性材料
Ｐ１植物
Ｒ樹脂廃棄物
Ｗ水

Claims

圧力約５０Kg/cm ² ,３００℃以上４００℃以内の高圧高温下で、混練機を用いてエチレン系合成樹脂と植物性材料からなる材料を混練して、植物性材料の炭化と合成樹脂の分解低分子化を同時に進行させ、低分子化された合成樹脂で植物性材料の炭化粒子同士を相互に接着した木炭混練樹脂塊であって、保水性と通気性と吸着性とを有し、木炭単品より形状維持力が高く、水の浄化基材、脱臭剤・湿度調整・シロアリ防止効果材、土壌改良材、人工土壌、植物栽培用の鉢の材料となることを特徴とする溶岩様構造物である木炭混練樹脂塊。
前記木炭混練樹脂塊は徐冷後破砕機で粒状に破砕することができる木炭混練樹脂塊で、該木炭混練樹脂塊を使用目的に合わせて粒状に破砕して形成されることを特徴とする請求項１記載の木炭混練樹脂塊を破砕した木炭混練粒状資材。
前記木炭混練樹脂塊を使用目的に合わせて粒状に破砕して用いられる前記木炭混練粒状資材は、破砕機で破砕する粒状資材の直径の大きさで、水の浄化基材と脱臭材・湿度調整・シロアリ防止効果材と土壌改良材と或いは人工土壌とに使い分けができることを特徴とする請求項２記載の木炭混練樹脂塊を破砕した木炭混練粒状資材。
請求項１記載の木炭混練樹脂塊を鉢状に加工形成して造ることを特徴とする溶岩風木炭混練樹脂塊鉢。
前記エチレン系合成樹脂がポリプロピレン、ポリエチレン又はポリエチレンテレフタレートからなり、前記植物性材料が麦藁、稲藁、籾殻、木屑、大鋸屑からなる、請求項１に記載の木炭混練樹脂塊。