JPH02276513A - 無土壌栽培用基体 - Google Patents

無土壌栽培用基体

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JPH02276513A
JPH02276513A JP2062859A JP6285990A JPH02276513A JP H02276513 A JPH02276513 A JP H02276513A JP 2062859 A JP2062859 A JP 2062859A JP 6285990 A JP6285990 A JP 6285990A JP H02276513 A JPH02276513 A JP H02276513A
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JP2062859A
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Saint Gobain Isover SA France
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本願は、無土壌または土壌を減らした栽培に用いられ、
植物の生長に満足すべき性質を有する基体に関するもの
である。
〔従来の技術〕
植物を生長させるための基体は空気を含むべきであり、
水または栄養分を含む水性水溶液も吸収および保持でき
ることが重要である。
無土壌栽培用に、岩綿またはガラスウールの様な鉱物繊
維のフェルトで構成された基体が提案されている。これ
らの基体は、繊維が基体全容量に対し占める比率が一般
的に５％以下の高度にポーラスであるという利点を有し
ている。これらの基体は、植物の根の支持体として、或
いは空気、水または栄養水溶液の貯蔵用として使用され
る。更にそれらは軽く化学的に不活性である。
植物の栽培用には種々の基体が必要であり、それは植物
の生長の状態に関連することは良く知られている。実際
に、植物の生長に伴い、基体はより大きな容量、植物が
必要とする要素（水、空気および栄養液）を供給するこ
とが可能な構造および根を発達させるのに十分な空間を
待たなければならない。
現在のところ、温室における無土壌栽培は少なくとも２
段階で構成されている。第１段階は植物の生長段階であ
り、基体としては、しばしばキュラブ（ｃｕｂｅ）と呼
ばれるものであまり大きなものではない。この段階はお
ける植物の根の組織はそれ程発達していない、第２段階
においては、前記小容量の基体は、より大きな基体の上
へ置かれる。
このものはブロック（ｂｌｏｃｋ）と呼ばれ、植物のよ
り完全な根の発達および植物の生長を可能にする。
このブロック基体は一般的に、多数の小さなキュラブを
含むものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、特にこの第２範噛の基体（ブロック）に関す
るもので、植物の根を発達させるのに十分な容量を提供
するだけでなく、植物の生長に必要な水および空気を与
え複数の植物に実施できることである。
基体が水または水分を保持することは、植物栽培を管理
する上で重要な性質の１つである。湿度条件は５種々の
要因例えば生長させる植物の種類、気候、季節および植
物の発育段階により変わる可能性がある。しかしながら
、個々のタイプの基体に要求される湿度条件が如何なる
ものであっても、水が基体にある程度吸収され保持され
ることが重要である。水が直ちに流出することなく植物
へ供給できる様に保持されなければならない。実際に、
水または溶液が基体に非常に強く結合されていたり非常
に速く流出するものは、満足すべき条件で植物に対して
使用できない。
水分保持が基体を構成するフェルトの毛管作用に関連す
ることは公知である０毛管作用は繊維の直径に関連し、
従ってこれら繊維の繊細度およびこれら繊維から得られ
るフェルトの容積質量に関連する。
同じ容積質量のものを例にとると、フェルトの水分保持
は繊維が繊細になる程増加する。繊維の平均直径が同じ
フェルトにおいては、水分保持は容積質量が増加する程
増加する。
栽培する植物の種類によっては、異なる構造、特に容積
質量と繊維の直径が変えられる構造の基体を使用するこ
とが有利かもしれない。
例えば、高い水分保持を有する基体は、小さな直径の繊
維を含み、高い容積質量を示す筈である。
生長を良くするために、植物が水を要求すると、空気も
また必要となる。植物のために有益な満足すべき水分保
持を有する高い容積質量の基体は、多分空気の賠蔵に不
足する。
基体中における根の通気量を増加させるために、例えば
基体の厚さ中に穴を作ることにより空気路を形成させる
ことは可能である。また容積質量の減少は水分保持の減
少にもつながることも考慮して、基体の容積質量を減少
させることも可能である。
しかしながら、基体中に穴を存在させることや、実際に
低い容積質量は、基体の機械的強度を減少させる危険性
がある。特に、毛管作用現象の増加およびその結果とし
て基体の水分保持の増加を可能にする小径の繊維からな
る低容精質量（空気の貯蔵を増加させるため）の基体の
場合は、機械的強度が減少する。基体に水を含浸した場
合、基体は凹む危険性があり、複数のキュラブを含むブ
ロックとして用いられる基体の場合は尚更である。Ｊ７
さの減少は貯蔵空気の実質的減少となり、基体がより低
い容積質量およびより小さい径の繊維になればなる程厚
さの減少は大となる。
〔課題を解決するための手段〕
負の水圧を受けた時に最小の凹みで耐えられる十分な機
械的強度を示し、一方において植物の良好な根の発達お
よび満足すべき生長のために十分な水および空気を貯蔵
する無土壌栽培用基体を製造するための多くの試みがな
された。
無土壌栽培用に、本発明は以下の品質を有する基体を提
供するものである。
本発明による無土壌栽培用基体は、固く架橋結合された
樹脂バインダーにより結合された無機質繊維よりなり、
本来繊維がシートの上下５面に平行な層または層状に配
置される傾向を有する無機質繊維シートを縦方向の少な
くとも１回の連続的圧縮により１．５乃至１５倍程度に
圧縮することにより得られ、必要に応じ湿潤剤を含むこ
とができる無機質繊維フェルトからなり、その圧縮はバ
インダーを架橋結合させるためにシートを熱処理する以
前に行うことを特徴とするものである。
用語「連続的縦方向の圧縮」とは、フェルト製造用に用
いられる無機質繊維のシートが、バインダーを架橋結合
させるための熱処理を受ける前に、その前の１対のコン
ベアーの速度よりも遅い速度の、シートの上下面を規制
する１対のコンベアー間を通すことにより、少なくとも
１回の連続的圧縮を受けることである。
用語「圧縮比」とは、圧縮前および圧縮後の単位表面積
当りの繊維の質量の比率である。
通常、特に繊維状断熱製品の製造においては、無機質繊
維のシートは、ガスは通すが繊維は留とめるようなコン
ベアーベルト上に、ガス流により運ばれる無機質繊維が
堆積することにより形成される。繊維は層状に堆積され
、実質的にコンベアーベルトの面に平行でありその面で
は如何なる方向性も持たない。シートの下面はベルトに
接触し繊維の重みを受けるので、実質上ベルト面に平行
に堆積される。
゛無機質繊維シートの除行による圧縮処理により、ベル
トコンベアー上のシートの移動方向に相当する縦断面厚
さ中に、小さなもつれた環または起伏が含まれる。これ
らの小さな起伏は、バインダーの存在による繊維の色の
僅かな変化により認めることができる。
無機質繊維シートに適用される圧縮率は、繊維の品質、
特に繊維の径により定められる。本願による基体の圧縮
率は、１゜５以上である。この圧縮率より低いと、小さ
な起伏の本質的な効果が不十分であり、基体に高い機械
的強度を与えることができず、基体の厚さ全体に良好な
根の発達の可能性も不十分となる。圧縮率は、好ましく
は７以下、特に好ましくは４〜５である。
縦方向の圧縮と厚さ方向の圧縮を組合わせることも可能
であり、連続的に好ましくは漸次圧縮することができる
。
フェルトに湿潤剤を含ませる場合、これはフェルトが本
質的に十分な親水性を示さない場合であるが、湿潤剤を
例えば欧州特許出願ＥＰ−＾−０９９８０１号に記載さ
れている様な公知の方法で使用することができる。
本願に基づく基体は、改良された機械的強度を有してい
る。特に、溶液を含浸した場合、より安定した状態を保
つことができる。
更に、基体を成形するために処理されたシートの切断方
向により、およびこれら基体を９０°回転することによ
って基体中におけるフェルト面の各々の方向を変えるこ
とにより、その方向による構造の性質を利用することが
可能である。例えば厚さ全体に亘って根の発達を助長す
るために、重力方向への根の急速な発達を防止するもつ
れた起伏の利用である。このことは、特にコンベアーベ
ルト上のシートの移動方向に対して横または縦に切断し
た基体に観察される。
無土壌栽培用基体として有用な無機質繊維フェルトは、
好ましくは６０ｋｇ／ｍ’より小さく、特に好ましくは
１５〜３０ｋｔｔ／ｍ３の比重を有し、植物の生長に満
足すべき水分保持力を得るために通常２〜１２μ輪特に
好ましくは８μ輪の径を有する繊維を含むものである。
植物栽培用および１０ｃｆｆｌの負の水圧に適当な基体
の水分保持は少なくとも水量５０％である。基体が保持
する水量、これは水分保持力であるが、この水量を測定
するために基体はまず水で含浸され、次に吸引される。
水分量はこの吸引力の関数として測定される。この様に
、ｃｍ水で表される所定の負の圧力に対する、基体に含
まれる水の容量として定義され、基体容量の％として表
される。
〔作用〕
第１図に示す如く、厚さ方向にのみ圧縮される通常のフ
ェルトの繊維は、むしろフェルトの面に平行に配列され
る。繊維の配列は、フェルトの縦方向すなわち矢印の方
向或いは横方向（フェルトが製造されるコンベアーベル
トに関して）について本質的に同じである。この種のフ
ェルトは厚さ方向に、特に低密度の場合簡単に圧縮でき
る。
第２図は、バインダー組成物を架橋結合させる様に設計
された熱処理を受ける前に、縦方向に圧縮されたフェル
トを示す。縦に環状物またはもつれた起伏が見られ、繊
維は無方位に配列されている。横に、繊維の高い部分が
フェルトの上下面に平行して特徴的に残っている。前に
記載した如く、この構造は基体の全厚さに亘って根をが
なり発達させまたより良い機械的強度を与える。
本発明の無土壌栽培用基体に用いられる無機質繊維フェ
ルトの成形方法は、例えば欧州特許出願第ＥＰ−へ−１
３３０８３号に記載されている。無機質繊維のシートは
、前に記載した如くコンベアーベルト上に堆積される繊
維で形成される。
バインダー組成物は、繊維に対し繊維がコンベアーベル
トに向かう途中で適用される。厚さ方向に圧縮されたシ
ートは、シートの進行方向に向がって減速される各１対
のコンベアー間を通ることによ？、少なくとも１回の縦
方向の連続的圧縮を受ける。シートはその後バインダー
を架橋結合させるために熱処理され、製品フェルトの構
造に固定される。
第４図は、無土壌栽培用基体として使用される無機質繊
維フェルト製造に用いられる装置の図を示す。このこと
は欧州特許出願ＥＰ−＾−１３３０８３号に記載されて
いる。
この図は、３ケの全く異なる要部を示す。すなわち繊維
からフェルトが形成される工程、フェル１〜が縦方向に
圧縮される工程およびバインダーを架橋結合させるため
にフェルトが熱処理される工程である。
繊維製造工程は、図式的に３ケの遠心分離単位１により
示される。繊維の形成は特定方法に制限されるものでは
ない。ここに紹介する方法は、工業的にガラス繊維製造
用に最も広く用いられるものであり、他の方法、特に囲
まれた壁面の上に遠心分離単位が組入れられ、原料を加
速射出して繊維状にする通常岩綿の製造に用いられる方
法も同様に可能である６ ３ケの遠心分離単位１は連続して設置されている。大き
な装置では、１ｏケ以上の遠心分離単位を有する装置も
ある。
各遠心分離単位１で製造される繊維はまず環状の羊毛状
体２を形成する。それ等は受室（３）の底部に向かうガ
ス流に乗り、ガスを通すコンベアーベルト（４）により
保持される。ガスの循環はコンベアーベルト（４）の下
にあるタンク（５）が、室（３）の圧力よりも負の気圧
に維持されているために生じる吸引により行われる。
コンベアーベルト上に堆積する繊維の厚さは、受室の出
口に近付く程厚くなる。
室の中で、手段は示されていないが、液体バインダー組
成物が繊維に吹付けられる。
通常、室（３）から出てくるシート（６）は比較的軽い
ものである。そのことは、がなりの厚さに対して容積質
量が低いことを意味する。一方において、繊維は層状に
、実質的にコンベアーベルトの面と平行でその層状内で
は無方向に堆積される。
シートの移行に伴い、容積質量はかなり増大し、繊維の
方向も異なってくる。
これらの変化は、繊維の厚さ方向におけるシートの圧縮
によるものと思われる。この圧縮は、例えば図４に示さ
れる如く、シート（６）が２ケのコンベアー（７）およ
び（８）を通ることにより得られる。２ケのコンベアー
間の距離は、繊維の損傷を避けるために、シートの移行
が進むにつれて減少させるのが好ましい。
シートの厚さ方向の圧縮は、シートが炉に向かって進む
全移行中に行われる。圧縮はシートの全移行中に大きく
変えることも、例えば向かい合っている２ケのコンベア
ー間の距離を一定に保つことにより移行の１部について
は変化させないこともできる。圧縮は１対のコンベアー
から他のコンベアーへの移行により変化させたり、例え
ば希望圧縮効果を得るために、減少させ次に増加させる
こともできる。
シートは次に１対のコンベアー間（９，１０）および（
１１，１２）間を通る。各１対のコンベアーの速度は先
行するコンベアーの方を早くしである。
そのことが、シートの連続的縦方向圧縮の原因となる。
シートは次に直接に加熱炉（１３）に入り、そこで熱処
理によりバインダーの架橋結合が行われ、製品が安定化
される。
加熱炉（１３）から出たところで、得られたフェルトは
用途に合わせて切断され準備される。
得られたフェルトの構造は、特に繊維シートの容積質量
およびその厚さに関連する。互いに向き合う２ケのコン
ベアー間の距離の調節により、シートが受室（３）を出
発するときの最初の厚さおよびシートが炉（１３）に入
るときの厚さを考慮して、容積質量および厚さを確立す
ることができる。
本発明による無土壌基体製造用に用いることができるフ
ェルトを得るための方法および装置の詳細は、上記した
如く、欧州特許出願ＥＰ−＾−１３３０８３号に記載さ
れている。
シートの厚さ方向の圧縮および縦方向の圧縮により、繊
維が実質的にコンベアーベルトの面と平行な上下面層を
有するフェルトの製造が可能となる。下面層はコンベア
ーベルトとの接触により形成される。上面層は厚さ方向
への圧縮により形成される。これら２ケの表面層は、縦
方向の圧縮中に、フェルト内部の繊維を無差別方向へ再
配列するのに役立つ。
無土壌栽培用基体として用いられるその様なフェルトは
、コンベアーベルトの面と実質的に平行な繊維を含むこ
れ等表面層の存在により、水または栄養液の基体全表面
に亘る拡がりを促進する。
〔実施例〕
以下説明する実施例により本発明は限定されない。
対象基体Ａは縦方向に圧縮されていないフェルトから作
られたものであり（図１）、本発明による基体Ｂは縦方
向に圧縮されたフェルトから作られたものである（図２
）。
基体ＡおよびＢは、共に平均径６μ輪のガラス繊維から
作られたものである。
対象基体Ａは公知の方式で得られた不連続ガラス繊維の
フェルトで作られている。すなわちコンベアーベルト上
で形成されたガラス繊維のシートがその厚さ方向に圧縮
されフェルトを作るために熱処理されたものである。こ
の容積質量は２８ｋｇ／ｌである。
本発明による基体Ｂが作られるフェルトは、欧州特許出
願第ＥＰ−＾−１３３０８３号に記載の方法により製造
され、図４に図式的に示される如き工程において作られ
る。
種々のコンベアーの速度は、最終圧縮比４が得られる様
に調節されている。受取り設備と最初の組（７，８）の
コンベアー速度は３０ｎ＋／分である。
第２組（９，１０＞のコンベアー速度は１−４ｍ／分で
あり、第３組（１１，１２）のコンベアー速度は６ｍ／
分である。フェルトが炉を通過する速度は、６ｍ／分で
ある。第１組の２ケのコンベアー間の差は一定でありｌ
ｏｏｍｍ＋であり、第２組のコンベアー間の差は１２０
ｍ＋ａであり、第３組のコンベアー間の差は８０＋＋ｖ
ｉである。炉を通った後のフェルトの容積質量は２２ｋ
ｙ／ｍ’である。
基体ＡおよびＢの公称厚さは７５ｍ＋ａである。これら
２ケの基体の圧縮強度は応力（ｋＮ／ｍ２）の函数とし
てそれ等の変形比（％）として調べることにより評価さ
れる（図３参照）。
測定はインストロン（ＩｎｓｔｒｏｎＮ１９５検力器を
用い、０．１６ｍ２の各試料に種々の圧力を加えること
により行われた。
図３は、試料が同じ応力を受けた時に、少なくとも低い
応力においては、対象基体Ａは高い容積質ＦＪ　（２８
ｋｇ／　ｍ３）を有しているにも拘わらず、本発明の基
体Ｂよりも変形が大きい。
本発明による基体Ｂは、従って圧縮に対してより抵抗性
があり、無土壌栽培用として有利に使用できる。実際に
、今迄に示した如く、本発明の基体は機械的抵抗性が強
く、水または溶液を含浸させた場合凹みに対する抵抗性
が大きい。
従って、本基体は冒頭に記載した特徴をより多く有する
ものであり、特に植物の°根の発達および満足すべき生
長に必要な空気：水の比率を保持している。更に機械的
強度の改善された基体は、低い容積質！！ｋ（例えば２
２　ｋＦＩ／　ｍ’）のフェルトが比較的細い平均径（
６μｌ１１）を含むフェルトから得ることができる。こ
の様に本発明は、特に複数のキュラブを受いれるのに適
するブロックとして使用することができ、またより多く
の空気を保留するばかりでなく水分保持も良好で、植物
の根の発達および生長も良い基体を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
図１は、縦方向の圧縮なしに得られたフェルトの対照試
料の斜視図である。 図２は、本発明による縦方向に圧縮されたフェルト試料
の斜視図である。 図３は、対照試料と、本発明による試料に適用された応
力と変形比（％）の関係を示す図である。 図４は、フェルトの製造のための設備の全般的な図であ
る。 １：遠心分離単位　　　２：環状の羊毛状体３：受室　
　　　　　　４：コンベアーベルト５：タンク　　　　
　　６：シート ７．８，９，１０：コンベアー １３：加熱炉 Ｇｊ Ｇ−２ Ｇ−３

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）無機質繊維から作られ、熱的に架橋された樹脂バ
    インダーにより結合された無土壌栽培用基体において、
    本来繊維がシートの上下面に平行な層または層状に配置
    される傾向を有する無機質繊維シートを、縦方向の少な
    くとも１回の連続的圧縮により１．５乃至１５倍程度に
    圧縮することにより得られ、必要に応じ湿潤剤を含むこ
    とができる無機質繊維フェルトからなり、その圧縮はバ
    インダーを架橋させるためにシートを熱処理する以前に
    行うことを特徴とする、無土壌栽培用基体。
  2. （２）平均繊維径が２〜１２μｍであることを特徴とす
    る、請求項（１）に記載の基体。
  3. （３）フェルトの容積重量が６０ｋｇ／ｍ＾３以下であ
    ることを特徴とする、請求項（１）または（２）に記載
    の基体。
  4. （４）フェルトの容積重量が１５〜３０ｋｇ／ｍ＾３で
    あることを特徴とする、請求項（３）に記載の基体。
  5. （５）フェルトが、連続的縦方向圧縮比７以下、特に約
    ４〜５で得られることを特徴とする、請求項（１）乃至
    （４）の１項に記載の基体。
  6. （６）フェルトが、連続的縦方向の圧縮および厚さ方向
    の圧縮により得られることを特徴とする、請求項（１）
    乃至（５）の１項に記載の基体。
  7. （７）ガラス繊維からなることを特徴とする、請求項（
    １）乃至（６）の１項に記載の基体。
  8. （８）シートが形成されるコンベアーの進行方向に対し
    て横方向に切断された無機質繊維のフェルトからなるこ
    とを特徴とする、請求項（１）乃至（７）の１項に記載
    の基体。
  9. （９）シートが形成されるコンベアーの進行方向に対し
    て縦方向に切断された無機質繊維のフェルトからなるこ
    とを特徴とする、請求項（１）乃至（７）の１項に記載
    の基体。
  10. （１０）横方向または縦方向に切断されたフェルトが９
    ０°回転させられることを特徴とする、請求項（８）ま
    たは（９）の１項に記載の基体。
JP2062859A 1989-03-15 1990-03-15 無土壌栽培用基体 Pending JPH02276513A (ja)

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