KR101900279B1 - 식물 재배용 배지, 및 이를 사용한 식물 재배 장치 및 식물 재배 방법 - Google Patents

Abstract

에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 수지를 사용한 식물 재배용 배지로서, 상기 열가소성 수지 10g을 이온 교환수 50mL에서 95℃로 4시간 처리하여 수득된 추출액의 pH가 25℃에서 4 이상 9 이하인 식물 재배용 배지, 및 이를 사용한 식물 재배 장치 및 식물 재배 방법에 의해 식물의 종류에 관계없이 효율적으로 식물을 생육시킬 수 있는 식물 재배용 배지, 및 이를 사용한 식물 재배 장치 및 식물 재배 방법을 제공한다.

Description

식물 재배용 배지, 및 이를 사용한 식물 재배 장치 및 식물 재배 방법 {CULTURE MEDIUM FOR PLANT CULTIVATION, AND PLANT CULTIVATION DEVICE AND PLANT CULTIVATION METHOD USING SAME}

본 발명은, 화훼, 근채류를 포함한 야채, 과실류, 곡류 등 각종 작물을 재배할 때에, 종래의 토양이나 암면 대신에 사용할 수 있는 식물 재배용 배지, 및 이를 사용한 식물 재배 장치 및 식물 재배 방법에 관한 것이다.

양액 재배는, 작물을 재배하는데 토양을 사용하지 않기 때문에 연작 장해가 없고, 토양병, 생육 조건에 따라 좌우되지 않고, 재배 환경이나 양분 물관리를 컨트롤하기 쉽다. 또한, 자동화, 생력화(省力化)가 가능하여, 수확물의 청정성이나 비료 효율이 높은 재배 방법으로서 주목을 받고 있다.

양액 재배용의 고형 배지는 물에 침지되기 때문에, 어느 정도의 내수성이 필요한 동시에, 투수성, 보수성(保水性), 통기성, 강도 등이 요구된다. 종래, 양액 재배용의 고형 배지로서는 천연석(주로 현무암)을 섬유상으로 한 것을 결속시킨 암면 등이 알려져 있다.

양액 재배에서는 뿌리가 고형 배지의 내부에 깔리기 때문에 새로운 고형 배지로 교환할 필요가 생기는 경우가 있지만, 암면을 고형 배지에 사용한 경우에는 리사이클이 곤란하다는 문제가 있다. 게다가, 암면은 무기물이기 때문에 사용 후의 암면의 유효한 처분 방법이 없다. 현재, 사용 후의 암면의 처분 방법으로서는, 산업 폐기물로서 폐기하는, 밭에 소량씩 일구어 넣는 등의 방법이 채택되고 있지만, 이와 같은 방법으로 처분하는데에도 한계가 있다. 또한, 암면은 물의 보지량(保持量)이 지나치게 양호하여 물이 다량으로 존재하기 때문에, 근채류는 비대화할 수 없어, 재배가 곤란하다. 따라서, 식물 재배용 배지로서 필요한 내수성, 투수성, 보수성, 통기성, 강도 등의 물성을 보지하고, 이화학적으로도 안정되어 작물을 충분히 생장시킬 수 있고, 또한, 환경으로의 부하가 적은 배지가 요구되고 있다.

일본 공개특허공보 특개평8-280281호(특허문헌 1)에는, 폴리비닐알코올을 사용한 식물 재배용 배지가 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, 예를 들면 목탄분(木炭粉)의 결합제로서 비누화도 98몰% 이상의 완전 비누화형 폴리비닐알코올 수지를 사용하고, 이러한 비누화도 98몰% 이상의 완전 비누화형 폴리비닐알코올 수지가 친수성 이면서 물에 용해되기 어려우며, 목탄분의 결합제로서 사용한 경우에는, 목탄분 입자표면의 물에 대한 흡습성을 향상시킴과 동시에 수중에 침지되어도 용이하게는 도괴(倒壞)하지 않는 배지가 되는 것이 기재되어 있다. 그러나, 가령 비누화도 98몰% 이상의 완전 비누화형 폴리비닐알코올 수지를 사용하였다고 해도 수용성 중합체인 것에는 변함이 없고, 특허문헌 1에 기재된 배지를 장기간 사용한 경우에는, 폴리비닐알코올 수지가 서서히 용출하기 때문에, 장기간에 걸쳐 작물을 생장시키는 것은 곤란하였다.

또한, 일본 공개특허공보 특개평2-109920호(특허문헌 2)에는, 배지로서 입자상 또는 칩상의 다공체를 사용하는 양액 재배 방법이 기재되어 있고, 당해 다공체로서는, 폴리비닐알코올을 소재로 하는 것이 흡수성 및 흡습성의 보지력의 점에서 바람직한 것이 기재되어 있다. 그러나, 상기한 바와 같이 폴리비닐알코올은 수용성 중합체이기 때문에 습윤하에 장기 안정성이 부족하고, 장기간에 걸쳐 작물을 생장시키는 경우에는, 배지의 형상을 유지하는 것이 곤란하며, 실용성이 부족하였다.

일본 공개특허공보 특개평6-98627호(특허문헌 3)에는, 흡수성 재료에 물 및 향료를 포함시켜서 이루어지는 급수 겔을 사용한 방향성(芳香性) 인공 배지가 개시되어 있고, 흡수성 재료로서 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 사용할 수 있는 것이 기재되어 있다. 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 사용한 경우에는, 상기한 폴리비닐알코올과 같이 서서히 용출하는 것은 방지할 수 있다.

출원인은, 국제공개 제2012/108374호(특허문헌 4)에서, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩을 포함한 식물 재배용 배지에 대해 제안하고 있다. 이 특허문헌 4에 기재된 식물 재배용 배지에 의하면, 작물을 충분히 생장시킬 수 있는 동시에, 리사이클성도 우수하여 반복 사용할 수 있고, 사용 후에 소각 등에 의해 용이하게 폐기할 수 있어, 환경으로의 부하가 적은 식물 재배용 배지를 제공할 수 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개평8-280281호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 특개평2-109920호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 특개평6-98627호 특허문헌 4: 국제공개 제2012/108374호

그러나, 열가소성 수지를 사용한 식물 재배용 배지에 관한 견지는 아직 충분하지 않아, 본 발명자들은, 열가소성 수지의 pH의 변동이 당해 식물 재배용 배지에서 재배된 식물에 공급하는 물의 pH를 변화시켜, 식물의 생육 상태에 영향을 끼친다는 문제를 찾아내었다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 이의 목적으로 하는 것은, 식물의 종류에 관계없이 효율적으로 식물을 생육시킬 수 있는 식물 재배용 배지, 및 이를 사용한 식물 재배 장치 및 식물 재배 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 식물 재배용 배지에 사용되는 열가소성 수지의 pH의 변동에 착목하여, 특정 범위 내의 pH를 규정함으로써, 식물의 종류에 관계없이 식물을 생육시킬 수 있는 식물 재배용 배지를 제공할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시켰다. 즉, 본 발명은 이하와 같다.

본 발명의 식물 재배용 배지는, 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 수지를 사용한 식물 재배용 배지로서, 상기 열가소성 수지 10g을 이온 교환수 50mL에서 95℃로 4시간 처리하여 수득된 추출액의 pH가 25℃에서 4 이상 9 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 식물 재배용 배지는, 상기 열가소성 수지를 포함하는 칩을 사용한 것이 바람직하다.

본 발명의 식물 재배용 배지는, 상기 열가소성 수지가, 이의 전체 구성 단위 중, 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 20몰% 이상 포함하는 올레핀 공중합체인 것이 바람직하다.

본 발명의 식물 재배용 배지에 있어서, 상기 열가소성 수지가 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 식물 재배용 배지에 있어서, 상기 칩의 형상은 주상(柱狀), 편평상(扁平狀) 또는 플레이크상이며, 주상의 칩에서는 측면, 편평상의 칩에서는 단수방향(短手方向)을 중심축으로 한 둘레방향(周方向)의 곡면, 플레이크상의 칩에서는 주면(主面)의 JIS B0601에 준거하여 측정되는 산술 평균 조도(Ra)가 0.05㎛ 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 식물 재배용 배지에 있어서, 상기 산술 평균 조도는 0.05㎛ 내지 10㎛인 것이 바람직하다.

본 발명의 식물 재배용 배지는, 상기 식물 재배용 배지의 체적 100mL에 대한 보수량(保水量)이 5g 이상 50g 이하인 것이 바람직하다.

본 발명은, 또한, 상기한 본 발명의 식물 재배용 배지를 사용하는 식물 재배 장치에 대해서도 제공한다.

본 발명은, 추가로, 상기한 본 발명의 식물 재배용 배지를 사용하는 식물 재배 방법에 대해서도 제공한다.

본 발명에 의하면, 화훼, 근채류를 포함한 야채, 과실류, 곡류 등의 각종 작물을 재배함에 있어서, 후술하는 실시예 및 비교예에 실증되도록, 고효율로 충분히 이들 작물을 생장시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 리사이클성도 우수하여 반복 사용할 수 있고, 사용 후에 소각 등에 의해 용이하게 폐기할 수 있어, 환경으로의 부하가 적은 식물 재배용 배지를 제공할 수 있다.

[도 1] 본 발명의 식물 재배용 배지에 사용되는 칩의 형상을 모식적으로 도시한 도면이고, 도 1(a)이 원주상, 도 1(b)가 편평상, 도 1(c)가 플레이크상을 각각 도시하고 있다.
[도 2] 본 발명의 바람직한 일례의 식물 재배 장치(1)를 모식적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 식물 재배용 배지는, 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 수지를 사용한 것이다. 본 발명의 식물 재배용 배지는, 이러한 열가소성 수지를 사용한 것이면 그 형태는 제한되는 것이 아니고, 당해 열가소성 수지의 칩을 복수 채운 것이라도 좋고, 당해 열가소성 수지를 사용한 부직포의 형태라도 좋지만, 식물 생육의 효율의 관점에서는, 당해 열가소성 수지의 칩을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 식물 재배용 배지는, 상기 열가소성 수지 10g을 이온 교환수 50mL에서 95℃로 4시간 교반, 추출하여 수득된 추출액의 pH가 25℃에서 4 이상 9 이하다. pH의 하한값으로서는 4.3인 것이 바람직하고, 4.5인 것이 보다 바람직하고, 4.7인 것이 더욱 바람직하다. pH의 상한값으로서는 8.8인 것이 바람직하고, 8.5인 것이 보다 바람직하고, 7.5인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 이온 교환수는 원수(原水)에 포함되는 양이온을 수소 이온으로 치환하는 양이온 교환 수지와, 음이온을 수산이온으로 치환하는 음이온 교환 수지에 의해 탈이온화된 정제수를 가리킨다. 상기 추출액의 pH가 4 미만인 경우에는, 식물이 뿌리가 썩는다는 문제가 있고, 또한, pH가 8을 초과하는 경우에는, 식물의 뿌리 신장에 장해를 초래한다는 문제가 있다. 이 pH의 구체적인 측정 방법에 대해서는 실시예에서 후술한다.

상기한 열가소성 수지의 칩을 식물 재배용 배지로 한 경우에는, 이의 숭비중(嵩比重)의 하한값이 0.1g/㎤인 것이 바람직하고, 0.2g/㎤인 것이 보다 바람직하다. 또한, 숭비중의 상한값이 1.1g/㎤인 것이 바람직하고, 0.9g/㎤인 것이 보다 바람직하다. 칩의 숭비중이 0.1g/㎤ 미만인 경우에는 근채류의 뿌리가 비대하기 어려운 경향이 있고, 또한 1.1g/㎤를 초과하는 경우에는 식물의 뿌리 신장에 장해를 초래하는 경향이 있기 때문이다. 또한, 칩의 숭비중의 구체적인 측정 방법은 실시예에서 자세히 설명한다.

본 발명에서의 열가소성 수지는, 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이면 좋고, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)과 같은 단독중합체라도 좋지만, 이의 전체 구성 단위 중, 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 20몰% 이상(보다 바람직하게는 20 내지 60몰%, 더 바람직하게는 22 내지 58몰%) 포함하는 올레핀 공중합체인 것이 바람직하다. 올레핀 공중합체에 있어서, 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나가 20몰% 이상인 경우에는, 습윤하에 장기 안정성이 우수하고, 장기간에 걸쳐 작물을 생장시키는 경우에 배지의 형상을 유지할 수 있기 때문이다. 에틸렌 함유량이 상기 범위를 하회하는 경우에는, 수득되는 식물 재배용 배지의 내구성이 부족하여, 장시간 연속하여 사용했을 때에 에틸렌-비닐알코올 공중합체가 용출할 우려가 있다. 또한, 에틸렌 함유량이 상기 범위를 상회하는 경우에는, 수득되는 식물 재배용 배지의 친수성이나 강도가 저하할 우려가 있다.

에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 수지로서는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 에틸렌과 탄소수 4 이상의 α-올레핀과의 공중합체, 에틸렌-비닐에스테르 공중합체, 에틸렌-아크릴산에스테르 공중합체, 또는 이들을 불포화 카복실산으로 변성, 또는 이의 유도체로 그래프트 변성, 또는 무수말레산으로 변성시킨 것을 들 수 있다. 이들 중에서도 에틸렌-비닐알코올 공중합체인 것이 바람직하다.

여기서, 본 발명에서의 칩은, 에틸렌-비닐알코올 중합체만으로 이루어져도 좋고, 다른 수지 성분, 예를 들면 각종 폴리올레핀(폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리1-부틸렌, 폴리4-메틸-1-펜텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌과 탄소수 4 이상의 α-올레핀과의 공중합체, 에틸렌-비닐에스테르 공중합체, 에틸렌-아크릴산에스테르 공중합체, 또는 이들을 불포화 카복실산으로 변성, 또는 이의 유도체로 그래프트 변성, 또는 무수말레산으로 변성시킨 폴리올레핀 등), 각종 나일론(나일론-6, 나일론-66, 나일론-6/66 공중합체 등), 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리우레탄, 폴리아세탈 및 변성 폴리비닐알코올 등과의 조성물이라도 좋다. 에틸렌-비닐알코올 공중합체와 다른 수지 성분의 전체 질량에 대한 에틸렌-비닐알코올 공중합체의 함유량은, 수득되는 식물 재배용 배지의 보수량이 우수한 것이 된다는 이유로, 3질량% 이상인 것이 바람직하고, 5질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 10질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에서의 칩은 상기한 다른 수지 성분의 표면을 에틸렌-비닐알코올 공중합체로 코팅한 것이라도 좋다. 에틸렌-비닐알코올 공중합체의 코트 두께로서는 0.1㎛ 이상인 것이 바람직하고, 0.3㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.5㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 에틸렌-비닐알코올 공중합체의 코트 두께가 상기 두께보다 얇은 경우, 수득되는 식물 재배용 배지의 보수량이 저하할 우려가 있다.

본 발명의 열가소성 수지가, 주로 에틸렌 단위(-CH₂CH₂-)와 비닐알코올 단위(-CH₂-CH(OH)-)로 이루어지는 에틸렌-비닐알코올 공중합체인 경우, 당해 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 구성하는 전체 구조 단위의 몰(mol) 수에 대해 에틸렌 단위 및 비닐알코올 단위의 합계의 몰 수가 차지하는 비율은 80몰% 이상인 것이 바람직하고, 90몰% 이상인 것이 보다 바람직하고, 95몰% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 99몰% 이상인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에서의 에틸렌-비닐알코올 공중합체의 제조 방법은 특별히 제한되는 것은 아니며, 공지된 적당한 제조 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 에틸렌과 비닐에스테르계 단량체를 공중합하여 수득된 에틸렌-비닐에스테르 공중합체를 비누화 촉매의 존재하에 알코올을 포함하는 유기 용매 중에서 비누화하는 방법이 일반적이다.

상기한 비닐에스테르계 단량체로서는, 예를 들면 포름산비닐, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 이소부티르산비닐, 피발산비닐, 버사트산비닐, 카프론산비닐, 카프릴산비닐, 라우릴산비닐, 팔미트산비닐, 스테아르산비닐, 올레산비닐, 벤조산비닐 등을 들 수 있지만, 특히 아세트산비닐이 바람직하다.

에틸렌과 비닐에스테르계 단량체를 공중합하는 방법으로서는, 용액 중합법, 괴상 중합법, 현탁 중합법, 유화 중합법 등 공지된 방법을 채용할 수 있다. 중합개시제로서는, 중합 방법에 따라, 아조계 개시제, 과산화물계 개시제, 레독스계 개시제 등이 적절히 선택된다. 이때, 티올아세트산, 머캅토프로피온산 등의 티올 화합물이나, 그 밖의 연쇄 이동제의 존재하에 중합을 실시해도 좋다.

비누화 반응으로서는, 유기 용매 중에서 공지된 알칼리 촉매 또는 산 촉매를 비누화 촉매로서 사용하는 가알코올 분해, 가수분해 등을 채용할 수 있고, 그 중에서도 메탄올을 용매로서 가성소다 촉매를 사용하는 비누화 반응이 간편하며 가장 바람직하다.

상기한 에틸렌-비닐알코올 공중합체의 멜트 플로우 레이트(온도 210℃, 하중 2.16kg의 조건하에 JIS K 7210에 기재된 방법에 의해 측정)는, 칩으로의 성형 가공이 양호해지기 때문에 0.1 내지 100g/10분의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.5 내지 50g/10분의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1 내지 20g/10분의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 멜트 플로우 레이트가 상기 범위를 하회하는 경우에는, 칩으로의 성형 가공을 용융 혼련에 의해 실시할 때에 성형 가공기의 토크가 너무 올라가는 경우가 있다. 또한, 멜트 플로우 레이트가 상기 범위를 상회하는 경우에는, 칩의 연속 생산성이 어렵고, 또한, 칩으로 한 경우의 강도가 부족하여 배지로서의 성능이 저하할 우려가 있다.

본 발명의 식물 재배용 배지가 상기한 칩인 경우, 그 형상은 특별히 제한되는 것이 아니고, 주상(원주상, 각주상), 구상, 편평상(단면이 타원상이 되는 형상), 플레이크상(표리 2개의 주면을 갖는 박편상의 형상), 다면체 등이라도 좋다. 여기서, 도 1은 본 발명에서의 칩의 바람직한 각 형상을 모식적으로 도시한 도면이고, 도 1(a)가 원주상, 도 1(b)가 편평상, 도 1(c)가 플레이크상을 각각 나타내고 있다. 본 발명의 식물 재배용 배지는, 주상, 편평상 또는 플레이크상의 칩에 있어서, 특정한 면이 일정 이상의 산술 평균 조도를 갖는 것이 바람직하다. 이하에 각 도면을 참조하면서 각 형상의 각각에 대해 설명한다.

도 1(a)에는, 주상의 일례로서 원주상인 경우의 칩(1)을 도시한다. 여기서, 「원주상」이란, 축선 방향(X)에 수직 방향에서의 단면이 원상(円狀)(완전히 둥근상, 타원상 중 어느 하나라도 좋다)인 주상의 형상을 가리킨다. 통상, 축선 방향(X)에 따른 직선 거리(A) 쪽이 원상인 단면의 직경(B)보다도 크지만, 단면의 직경(B)과 축선 방향(X)에 따른 직선 거리(A)가 같은 정도이거나, 또는, 단면의 직경(B) 쪽이 커도 물론 좋다. 본 발명의 식물 재배용 배지에서는, 원주상인 칩(1)의 경우, 측면(둘레방향의 면)(2)에서의 JIS B0601에 준거하여 측정되는 산술 평균 조도(Ra)가 0.05㎛ 이상인 것이 바람직하다. 산술 평균 조도의 하한값으로서는 0.10㎛인 것이 보다 바람직하고, 0.20㎛인 것이 더욱 바람직하고, 0.30㎛인 것이 특히 바람직하다. 산술 평균 조도의 상한값으로서는 10.00㎛인 것이 바람직하고, 7.00㎛인 것이 보다 바람직하고, 5.00㎛인 것이 더욱 바람직하다. 이 산술 평균 조도는 그 값이 크면 클수록 그 표면이 거칠다(평활함이 낮음)는 것을 의미한다. 또한, 본 발명에서의 「주상」은 이 원주상에 한정되는 것은 물론 아니고, 삼각 주상, 사각 주상, 육각 형상, 팔각 형상 등 적당한 각주상이라도 좋다.

또한, 원주상인 칩(1)의 경우, 측면(둘레방향의 면)(2)은, JIS B0601에 준거하여 측정되는 윤곽 곡선 요소의 평균 길이(RSm)가 20㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1.00 내지 20.00㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1.50 내지 15.00㎛의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 이 윤곽 곡선 요소의 평균 길이는 그 값이 작으면 작을수록 그 표면이 거칠다(평활함이 낮음)는 것을 의미한다.

원주상인 칩(1)은, 통상, 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 수지를 포함하는 스트랜드를 적당한 길이(상기 직선 거리(A))로 컷트(cut)하여 수득된다. 이 때문에, 컷트에 의해 생긴 단면(컷트 면)(3a, 3b)은 원래 거친 표면을 갖지만, 본 발명에서는, 단면(3a, 3b)에 비해 평활한 측면(둘레방향의 면)(2)에서, 0.05㎛ 이상의 산술 평균 조도를 가짐으로써, 특히 후술하는 칩의 보수량이 향상되어, 근채류 뿐만 아니라 식물 전반의 성장에 기여하기 때문에 바람직하다는 것을 찾아내었다. 또한, 원주상인 칩(1)의 측면(둘레방향의 면)(2)의 산술 평균 조도를 0.05㎛ 이상으로 하기 위해서는, 컷트 후의 칩(1)의 측면(둘레방향의 면)(2)에, 적당한 치구(治具)를 사용하여 적당한 상처를 내거나, 상기 스트랜드를 제작할 때의 금형 등 표면 조도가 칩의 측면을 상기 범위에 상처를 내는 정도의 거친 것을 사용하는 등으로 하면 좋다.

도 1(b)에는, 편평상인 경우의 칩(11)을 도시한다. 여기서, 「편평상」이란, 단면이 타원상의 형상을 가리킨다. 본 발명의 식물 재배용 배지에서는, 편평상인 칩(11)의 경우, 당해 편평상인 칩(11)을 수평면 위에 정치했을 때에, 수평 방향을 따라 가장 긴 직선 거리를 갖는 부분에 따른 방향을 장수방향(長手方向)(도 1(b) 중, 방향 D: 수평 방향과 평행)으로 하고, 그 장수방향(D)에 대해 수직 또한 수평면에 수직 방향에서, 가장 직선 거리가 긴 부분에 따른 방향을 단수방향(C)으로 한다. 본 발명에서의 편평상인 칩(11)은 단수방향(C)에 수직 또한 장수방향(D)에 따른 둘레방향의 곡면(즉, 도 1(b) 중, 파선으로 둘러싼 영역. 도 1(b)의 지면에 관해 뒷측에 해당하는 영역도 같음)(12)에서의 JIS B0601에 준거하여 측정되는 산술 평균 조도(Ra)가 0.05㎛ 이상인 것이 바람직하다. 산술 평균 조도의 하한값으로서는 0.10㎛인 것이 보다 바람직하고, 0.20㎛인 것이 더욱 바람직하고, 0.30㎛인 것이 특히 바람직하다. 산술 평균 조도의 상한값으로서는 10.00㎛인 것이 바람직하고, 7.00㎛인 것이 보다 바람직하고, 5.00㎛인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 편평상인 칩(11)의 경우, 둘레방향의 곡면(12)은 JIS B0601에 준거하여 측정되는 윤곽 곡선 요소의 평균 길이(RSm)가 20㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1.00 내지 20.00㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1.50 내지 15.00㎛의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

편평상인 칩(11)은, 통상, 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 수지를 포함하는 용융물을 핫(hot) 컷트하는 등으로 수득된다. 이 때문에, 핫 컷트에 의해 생긴 단면(컷트 면)(13a, 13b)은 원래 거친 표면을 갖지만, 본 발명에서는, 단면(13a, 13b)에 비해 평활한 둘레방향의 곡면(12)에서, 0.05㎛ 이상의 산술 평균 조도를 갖도록 함으로써, 특히 후술하는 칩의 보수량을 향상시킬 수 있어, 근채류 뿐만 아니라 식물 전반의 성장에 기여하기 때문에 바람직하다는 것을 찾아낸 것이다. 또한, 편평상인 칩(11)의 둘레방향의 곡면(12)의 산술 평균 조도를 0.05㎛ 이상으로 하기 위해서는, 절단 후의 칩(11)의 둘레방향의 곡면(12)에, 적당한 치구를 사용하여 적당한 상처를 내거나, 상기 칩을 제작할 때의 금형 등의 표면 조도가 칩의 측면을 상기 범위에 상처를 내는 정도의 거친 것을 사용하는 등으로 하면 좋다.

도 1(c)에는, 플레이크상인 경우의 칩(21)을 도시한다. 여기서, 「플레이크상」이란, 표리 2개의 주면을 갖는 박편상의 형상을 가리킨다. 본 발명의 식물 재배용 배지에서는, 플레이크상인 칩(21)의 경우에도, 그 주면(22a, 22b)(표면 및 이면)에서의 JIS B0601에 준거하여 측정되는 산술 평균 조도(Ra)가 0.05㎛ 이상인 것이 바람직하다. 산술 평균 조도의 하한값으로서는 0.10㎛인 것이 보다 바람직하고, 0.20㎛인 것이 더욱 바람직하고, 0.30㎛인 것이 특히 바람직하다. 산술 평균 조도의 상한값으로서는 10.00㎛인 것이 바람직하고, 7.00㎛인 것이 보다 바람직하고, 5.00㎛인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 플레이크상인 칩(21)의 경우, 주면(22a, 22b)은, JIS B0601에 준거하여 측정되는 윤곽 곡선 요소의 평균 길이(RSm)가 20㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1.00 내지 20.00㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1.50 내지 15.00㎛의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

플레이크상인 칩(21)은, 통상, 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 수지를 박막상의 성형체로 한 후, 이를 파쇄함으로써 수득된다. 박막상의 성형체는 적층체라도 좋다. 적층체를 제조하는 방법으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 수지를 박막상으로 성형 후, 복수매를 포개서 닙롤 등으로 압착하는 방법, 열가소성 수지로부터 수득되는 성형체(필름, 시트 등)에 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 수지를 용융 압출하는 방법, 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 수지와 다른 열가소성 수지를 공압출하는 방법, 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 수지와 다른 열가소성 수지를 공사출하는 방법, 에틸렌 단위 및 프로필렌 단위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열가소성 수지로부터 수득되는 상기 성형체와 다른 기재(基材)의 필름, 시트 등을 유기 티탄 화합물, 이소시아네이트 화합물, 폴리에스테르계 화합물 등의 공지된 접착제를 사용하여 라미네이트하는 방법 등을 들 수 있다. 본 발명에서는, 수득되는 주면(22a, 22b)이 상기한 바와 같이 0.05㎛ 이상의 산술 평균 조도를 갖도록 함으로써, 특히 후술하는 칩의 보수량을 향상시킬 수 있어, 근채류 뿐만 아니라 식물 전반의 성장에 기여하기 때문에 바람직하다는 것을 찾아내었다. 또한, 플레이크상인 칩(21)의 주면(22a, 22b)의 산술 평균 조도를 0.05㎛ 이상으로 하기 위해서는, 파쇄 후의 칩(21)의 주면(22a, 22b)에, 적당한 치구를 사용하여 적당한 상처를 내거나, 박막상을 성형할 때의 다이 등의 표면 조도가 박막상의 주면을 상기 범위에 상처를 내는 정도의 거친 것을 사용하는 등으로 하면 좋다.

또한, 칩의 형상이 상기한 바와 같이 주상, 편평상, 플레이크상 중 어느 하나이더라도, 산술 평균 조도(Ra) 및 윤곽 곡선 요소의 평균 길이(RSm)는, 예를 들면 형상 측정 레이저 마이크로스코프 「VK-X200」(가부시키가이샤 기엔스사 제조)을 사용하고, JIS 규격 B0601:2001에 준거함으로써 측정할 수 있다. 후술하는 실시예에서는 100개의 칩으로 측정을 실시하고, 그 평균값을 산술 평균 조도(Ra)로서 산출하였다.

본 발명의 식물 재배용 배지는 상기한 바와 같이 칩의 특정한 면이 일정 이상의 산술 평균 조도를 갖는 경우에는, 당해 산술 평균 조도를 갖지 않는 경우에 비해 칩의 보수량이 향상되어, 근채류 뿐만 아니라 식물 전반의 성장에 기여하기 때문에 바람직하다.

본 발명의 식물 재배용 배지는, 당해 식물 재배용 배지의 체적 100mL에 대한 보수량이 5g 이상 50g 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 보수량의 하한값으로서는 10g인 것이 보다 바람직하다. 보수량의 상한값으로서는 40g인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 보수량은, 예를 들면 상기한 열가소성 수지의 칩을 식물 재배용 배지로 한 경우에는, 칩의 내부에 유지하는 수분 및 칩간에 유지하는 수분의 양을 가리킨다. 이와 같이 보수량이 5g 이상임으로써 종래보다도 식물의 성장 효율이 개선된다. 이 보수량의 구체적인 측정 방법은 후술하는 실시예에서 자세히 설명한다.

또한 본 발명의 식물 재배용 배지는, 칩의 함수율의 하한값이 3질량%인 것이 바람직하고, 4질량%인 것이 보다 바람직하고, 10질량%인 것이 더욱 바람직하고, 20질량%인 것이 특히 바람직하다. 또한, 함수율의 상한값이 300질량%인 것이 바람직하고, 250질량%인 것이 보다 바람직하고, 200질량%인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 식물 재배용 배지의 함수율이란, 예를 들면 상기한 열가소성 수지의 칩을 식물 재배용 배지로 한 경우에는, 칩 내부에 형성되어 있는 중공 내로 들어간 물의 함유율을 가리킨다. 이 함수율의 구체적인 측정 방법에 대해서도 실시예에서 자세히 설명한다.

본 발명의 식물 재배용 배지가 상기한 칩인 경우, 어느 형상이라도, 그 사이즈는 특별히 제한되는 것이 아니지만, 그 최대 길이가 1 내지 50mm의 범위 내인 것이 바람직하고, 1 내지 20mm의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 당해 최대 길이는 노기스를 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명의 식물 재배용 배지는, 상기한 열가소성 수지만, 또는 상기한 열가소성 수지와 물만으로 구성되어도 좋지만, 필요에 따라, 알칼리 금속염, 탄산염, 탄산 가스, 가소제, 안정제, 계면활성제, 색제, 자외선 흡수제, 슬립제, 대전방지제, 건조제, 가교제, 충전제 등, 상기한 열가소성 수지 및 물 이외의 다른 성분을 추가로 포함해도 좋다.

본 발명의 식물 재배용 배지는, 상기한 열가소성 수지를 포함하는 칩만으로 구성되어도 좋지만, 당해 칩과 함께, 암면, 모래, 흙, 세라믹볼, 야자껍질, 바크(bark), 피트모스, 물이끼 등의 성분을 추가로 포함해도 좋다. 본 발명의 식물 재배용 배지에서의 상기한 열가소성 수지를 포함하는 칩의 함유율은 50질량% 이상인 것이 바람직하고, 80질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 95질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 식물 재배용 배지의 사용 형태에 특별히 제한은 없지만, 배양액을 사용한 양액 배양용의 배지로서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 식물 재배용 배지를 사용하여 재배하는 식물의 종류에 특별히 제한은 없고, 예를 들면 화훼, 근채류를 포함한 야채, 과일류, 곡류 등을 들 수 있고, 특히 무, 고구마, 우엉, 당근, 오이, 토마토, 가지, 피망 등 야채의 재배에 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 암면에서는 재배가 곤란했던 근채류에도 적합하게 사용할 수 있지만, 근채류에 한하지 않고 식물 전반에서 성장에 기여할 수 있다.

본 발명은 또한 상기한 본 발명의 식물 재배용 배지를 사용한 식물 재배 장치에 대해서도 제공한다. 본 발명의 식물 재배 장치는, 상기의 본 발명의 식물 재배용 배지를 사용한 것이면 특별히 제한되는 것이 아니고, 식물 재배용 배지 이외의 구성은, 종래 공지된 적당한 식물 재배 장치의 구성을 구비하고 있어도 좋다.

여기서, 도 2는, 본 발명의 바람직한 일례의 식물 재배 장치(51)를 모식적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시한 예의 식물 재배 장치(51)는, 위쪽에 개구(53)를 갖는 상자형 물질이고, 측벽(54)의 적당한 높이에 배수구(55)를 갖는 플랜터(52)를 구비하고, 플랜터(52) 안에, 배수구(55)로부터 흘러넘치지 않을 정도의 높이(깊이)까지, 양분을 포함한 물(양액)(56)이 수용된다. 플랜터(52)의 저벽(57)에는, 물(56)의 면보다도 위에 그 재치면(載置面)(58a)이 배치되도록 선반(58)이 설치되고, 선반(58) 위에, 급수 시트(59)가, 위쪽으로부터 보아서 플랜터(52)의 저벽(57)을 거의 덮도록 설치된다. 이 급수 시트(59)는, 예를 들면 셀룰로오스 섬유, 나일론 섬유, 비닐론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리올레핀 섬유, 레이온 섬유, 아라미드 섬유, 유리 섬유 등의 재료로 형성된 시트상 물질이고, 그 중앙부(59a)는 선반(58)의 재치면(58a) 위에 있고, 또한, 그 단부(59b)가 플랜터(52) 안의 물(56)에 잠기도록 설치되고, 단부(59b)로부터 흡수한 물(56)을 중앙부(59a)로 보내도록 구성되어 있다.

도 2에 도시한 예에서는, 급수 시트(59) 위에, 그 단부(60a)가 플랜터(52)의 측벽(54)의 상단(54a)에 걸리도록 하여 방근투수(防根透水) 시트(60)가 배치된다. 방근투수 시트(60)는, 당해 식물 재배 장치(51)에서 근채류를 생육시킬 때에 설치되는 것이 바람직하고, 생육시키는 식물(61)이 근채류가 아닌 경우에는 반드시 설치하지 않아도 좋다. 이러한 방근투수 시트(60)가 설치되는 경우, 플랜터(52) 안의 물(56)은 급수 시트(59)를 통해 방근투수 시트(60)로 보내진다.

방근투수 시트(60)는, 섬유상 물질으로 구성되는 직포, 부직포, 매트상 물질, 또는, 예를 들면 각종 폴리올레핀(폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 에틸렌-비닐에스테르 공중합체, 에틸렌-아크릴산에스테르 공중합체, 또는 이들을 불포화 카복실산으로 변성, 또는 이의 유도체로 그래프트 변성, 또는 무수말레산으로 변성한 변성 폴리올레핀 등), 각종 나일론(나일론-6, 나일론-66, 나일론-6/66 공중합체 등), 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리우레탄, 폴리아세탈 및 변성 폴리비닐알코올 등의 수지로 이루어지는 시트 등이며, 친수성, 투수성, 유연성을 갖고, 뿌리를 통하지 않는 시트이다. 상기 수지로 이루어지는 시트를 방근투수 시트(60)로서 사용하는 경우, 미세공(微細孔)을 무수하게 균일한 분포로 갖고 있는 것이 바람직하고, 이 경우, 미세공의 최대 직경은 20㎛ 이하인 것이 바람직하다. 미세공의 최대 직경이 20㎛을 초과하면, 식물의 뿌리가 방근투수 시트(60)를 관통하고, 급수 시트(59)에 침입하여 휘감기고, 뿌리가 과잉으로 급수함으로써 식물의 성장에 문제가 생길 우려가 있다. 또한 미세공의 최대 직경이 매우 작은 경우, 예를 들면 5㎛ 이하의 경우에는, 급수 시트로부터의 물의 침출이 저해되어 식물의 생육에 문제가 생길 우려가 있다. 이러한 방근투수 시트(60)는, 결이 곱기 때문에 물을 통하게 하기 어려워, 물이 보지되기 쉬워진다는 성질을 갖는다.

도 2에 도시한 예에서는, 방근투수 시트(60) 위에 상기한 본 발명의 식물 재배용 배지(62)가 놓이고, 그 속에서 식물(61)이 생육된다. 도 2에는, 본 발명의 식물 재배용 배지(62)로서, 복수개의 원주상인 칩(63)이 사용된 예가 나타나 있다.

본 발명은, 상기한 본 발명의 식물 재배용 배지를 사용한 식물 재배 방법에 대해서도 제공한다. 본 발명의 식물 재배 방법에 있어서, 상기한 본 발명의 식물 재배용 배지를 양액 재배용의 배지로서 사용하는 경우, 예를 들면 본 발명의 식물 재배용 배지를 포트 등의 용기에 넣고, 이것에 배양액을 첨가한 후에, 파종하거나 모종을 이식하는 방법 등을 예시할 수 있다. 또한 본 발명의 식물 재배용 배지가 전면에 깔려진 재배용 베드를 준비하고, 이것에 생육한 모종을 이식하여 각종 작물을 재배하는 방법 등도 예시할 수 있다.

실시예

이하에, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

[함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩의 제작]

에틸렌 함유량 32mol%, 비누화도 99mol% 이상의 에틸렌-비닐알코올 공중합체 20kg을, 물/메탄올 = 32/68(중량비)의 혼합액에 80℃에서 12시간 교반하면서 용해시켜서, 35중량%의 에틸렌-비닐알코올 공중합체 용액을 수득하였다. 다음에, 교반을 멈추어 용해조의 온도를 65℃로 낮추어 5시간 방치하고, 상기의 에틸렌-비닐알코올 공중합체 용액의 탈포를 실시하였다. 그리고, 직경 2.5mm인 원형의 개구부를 갖는 금판(金板)으로부터, 5℃의 물/메탄올 = 9/1(중량비)의 혼합 용액 중에 압출하여 스트랜드상으로 석출시키고, 절단함으로써 원주상의 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩을 수득하였다.

[함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩의 정제]

상기에서 수득된 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩 40.2kg에 200L의 이온 교환수를 가하고, 25℃에서 2시간 교반하면서 세정해서 탈액하는 조작을 2회 반복하였다. 다음에, 1g/L의 아세트산 수용액에서, 25℃에서 2시간 교반하면서 세정해서 탈액하는 조작을 2회 반복하였다. 또한, 200L의 이온 교환수에서, 25℃에서 2시간 교반하면서 세정해서 탈액하는 조작을 6회 반복하고, 원주상의 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(정제품)을 수득하였다.

[숭비중(嵩比重)의 측정 방법]

메스실린더로 상기에서 수득된 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(정제품)을 1000㎤ 측량하여 취하고, 그 중량을 측정하여 W₁(g)로 하여, 하기 수식(1)에 따라 산출한 값을 숭비중으로 하였다.

숭비중(g/㎤) = W₁/1000 (1)

[pH의 측정 방법]

상기에서 수득된 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(정제품)을 동결 분쇄에 의해 분쇄하고, 수득된 분쇄물을 공칭지수 1mm의 체(표준 체 규격 JIS Z8801 준거)로 선별하였다. 체를 통과한 파쇄물 10g(건조 질량 기준의 질량)과, 체를 통과한 파쇄물에 포함되는 물 및 이온 교환수의 합계량이 50g이 되도록 조정한 이온 교환수를 공마개 부착 100mL 삼각 플라스크에 투입하여, 냉각 콘덴서를 붙이고, 95℃에서 4시간 교반, 추출하였다. 그 후에, 추출액이 25℃가 될 때까지 식히고, 이온 분석계(MA235, 메틀러 톨레도사 제조)를 사용하여, 수득된 추출액의 25℃하에서의 pH를 측정하였다. 또한, 파쇄물의 건조 질량 기준의 질량을 산출함에 있어서는, 할로겐 수분율 분석 장치(HR73, 메틀러 톨레도사 제조)를 사용하여, 건조 온도 180℃, 건조 시간 20분간, 파쇄 후의 칩 10g의 조건으로 함수율을 측정하였다.

[보수량의 측정 방법]

이온 교환수 500mL를 넣은 1L 비이커에, 메스실린더로 측량한 상기 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(정제품) 200mL를 가하고, 25℃에서 4시간 방치하였다. 그 후에, 회전식 물기제거기 「스피드스터」(가부시키가이샤 카쿠세 제조)에서 30회 회전 탈수하였다. 광구병 250mL(폴리에틸렌제, 구내경: 30.5mm, 몸통직경: 61.5mm, 전체 높이: 125mm)의 저부에 구멍과 구멍의 간격이 1cm 이상이 되도록 전동 드릴을 사용하여 2mm 직경의 구멍을 40개 내고, 메스실린더로 100mL 용량의 상기 탈수 후의 칩을 측량하고, 구멍을 낸 광구병에 넣었다. 상기 탈수 후의 칩이 들어간 광구병의 중량을 측정하여, W₂로 하였다. 그 후에, 3L 비이커에 이온 교환수 2L를 넣고, 칩이 들어간 광구병의 입구부의 3cm 아래까지 조용히 가라앉혀, 상기 칩이 광구병 내에서 이온 교환수에 잠기고 있는 것을 확인하였다. 1분 후에 광구병을 비이커로부터 꺼내고 정치함으로써, 전동 드릴로 뚫은 2mm 직경의 구멍으로부터 광구병 내의 이온 교환수를 제거하였다. 5시간 후에 상기 칩이 들어간 광구병의 중량을 측정하여 W₃으로 하고, 하기 수식(2)에 따라 산출한 값을 보수량으로 하였다.

보수량(g/100mL) = W₃ - W₂ (2)

[물 처리 및 탈수 처리 후의 함수 칩의 함수율 측정 방법]

이온 교환수 500mL를 넣은 1L 비이커에 메스실린더로 측량하여 취한 상기 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(정제품) 200mL를 가하여, 25℃에서 4시간 방치하였다. 그 후에, 회전식 물기제거기에서 30회 회전 탈수하고, 탈수 후의 칩을 할로겐 수분율 분석 장치(HR73, 메틀러 톨레도사 제조)를 사용하여, 건조 온도 180℃, 건조 시간 20분간, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수 칩 10g의 조건으로, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수 칩의 함수율을 측정하였다. 여기서, 함수율은 칩의 건조 질량 기준의 질량%로 나타낸다.

[산술 평균 조도(Ra)의 측정 방법]

주상의 칩에서는 측면, 편평상의 칩에서는 단수방향을 중심축으로 한 둘레방향의 곡면, 플레이크상의 칩에서는 주면을, 형상 측정 레이저 마이크로스코프 「VK-X200」(키엔스사 제조)을 사용하고, JIS 규격 B0601:2001에 준거하여 산술 평균 조도(Ra)의 측정을, 100개의 칩에 대해 실시하였다. 그 평균값을 산술 평균 조도(Ra)로 하였다.

[비대근(肥大根) 수의 평가 방법]

무 '탄신'을 사용하여 하우스 내에서 재배 시험을 실시하였다. 저부로부터 1cm에 배수구를 설치한 플랜터(상부 폭 28.5cm×상부 세로 46.5cm×깊이 26cm, 용량 28L)를 사용하여, 선반의 재치면보다도 크게 자른 급수 시트 「Germ Guard」(도요보스페셜티즈트레이딩 가부시키가이샤 제조)를 선반에 씌우고, 나머지를 저부에 뒤집어 접어서 플랜터에 설치하였다. 또한 그 위에 방근투수 시트(도요보스페셜티즈트레이딩 가부시키가이샤 제조)를 플랜터 내측에 깐 후, 열가소성 수지를 깊이 20cm까지 충전하였다. 파종은 2013년 7월 26일, 폭 7cm×세로 8cm 간격으로 15 구멍, 1 구멍당 3개를 직접 뿌렸다. 솎아내기는 2013년 8월 12일에 실시하고, 관수는 1일 3 내지 6회 정도, 날씨 및 생육 상황에 따라 「톰보조로 4호」(신키고세이사 제조)로 오츠카아그리테크노가부시키가이샤 제조의 양액 재배용 비료 「오츠카하우스 1호」, 「오츠카하우스 2호」 및 「오츠카하우스 5호」를 혼합 용해한 양액(N: 98.7ppm, P: 19.4ppm, K: 125.7ppm, Ca: 63.0ppm, Mg: 13.4ppm, Mn: 0.709ppm, B: 0.487ppm, Fe: 2.025ppm, Cu: 0.018ppm, Zn: 0.048ppm, Mo: 0.019ppm)을 공급하고, 수확 조사는 2013년 9월 14일에 실시하였다. 수확 조사에서는, 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수를 세고, 그 결과를 비대근 수의 평가로 하였다.

실시예 1의 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(정제품)에 대해, 상기의 순서로 각각 측정한 바, 숭비중은 0.52g/㎤, pH는 6.2, 보수량은 12g/100mL, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 102질량%이었다. 원주상의 칩의 측면(둘레방향의 면)에서의 산술 평균 조도(Ra)는 0.12㎛이었다. 또한, 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 15개였다. 결과를 표 1에 기재한다.

<실시예 2>

원주상의 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(EVAH F101; 에틸렌 함량: 32몰%, 비누화도: 99몰% 이상, 가부시키가이샤 쿠라레 제조)을 식물 재배용 배지로서 사용하였다. 실시예 1과 마찬가지로 각각의 물성을 측정한 바, 숭비중은 0.69g/㎤, pH는 5.0, 보수량은 11g/100mL, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 4질량%이었다. 원주상의 칩의 측면(둘레방향의 면)에서의 산술 평균 조도(Ra)는 0.09㎛이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 14개였다.

<실시예 3>

실시예 2에서 사용한 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(EVAH F101)을, 25mm 압출기 「D2020」(도요세이기세이사쿠쇼사 제조)(D(mm) = 25, L/D = 25, 스크류: 같은 방향 완전 맞물림형, 벤트 수: 1구, 다이 홀 수: 2 구멍(구멍직경:3mm))을 사용하여, 이하의 조건으로 재펠렛화를 실시하였다.

[재펠렛화 조건]

· 압출 온도: 공급부/압축부/계량부/다이 = 180℃/220℃/220℃/220℃

· 벤트 진공도: 50Torr

· 스크류 회전수: 100rpm

· 토출량: 5.2kg/hr

실시예 1과 마찬가지로 각각의 물성을 측정한 바, 숭비중은 0.75g/㎤, pH는 5.8, 보수량은 9g/100mL, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 3질량%이었다. 원주상의 칩의 측면(둘레방향의 면)에서의 산술 평균 조도(Ra)는 0.07㎛이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 11개였다.

<실시예 4>

편평상의 폴리프로필렌 칩 「노바텍 PP EA7A」(제펜 폴리프로필렌 가부시키가이샤 제조)를 식물 재배용 배지로서 사용하였다. 실시예 1과 마찬가지로 각각의 물성을 측정한 숭비중은 0.51g/㎤, pH는 7.8, 보수량은 2g/100mL, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 1질량%이었다. 편평상의 칩의 단수방향을 중심축으로 한 둘레방향의 곡면에서의 산술 평균 조도(Ra)는 0.18㎛이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 7개였다.

<실시예 5>

편평상의 폴리에틸렌 칩 「노바텍 PE LF128」(제펜 폴리프로필렌 가부시키가이샤 제조)를 식물 재배용 배지로서 사용하였다. 실시예 1과 마찬가지로 각각 측정한 숭비중은 0.52g/㎤, pH는 7.6, 보수량은 1g/100mL, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 1질량%이었다. 편평상의 칩의 단수방향을 중심축으로 한 둘레방향의 곡면에서의 산술 평균 조도(Ra)는 0.19㎛이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 6개였다.

<비교예 1>

0.95g/L이 되도록 아세트산을 첨가한 수용액 200L에, 실시예 1의 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(정제품)을 40.4kg 투입하여, 25℃에서 6시간, 가끔 교반하면서 침지를 실시하였다. 침지 후의 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩을 원심 탈수하여, 식물 재배용 배지로서 사용하였다. 실시예 1과 마찬가지로 각각의 물성을 측정한 바, 숭비중은 0.52g/㎤, pH는 3.8, 보수량은 12g/100mL, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 102질량%이었다. 원주상의 칩의 측면(둘레방향의 면)에서의 산술 평균 조도(Ra)는 0.12㎛이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 0개였다.

<비교예 2>

0.50g/L이 되도록 탄산나트륨을 첨가한 수용액 200L에, 실시예 1의 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(정제품)을 투입하고, 25℃에서 6시간, 가끔 교반하면서 침지를 실시하였다. 침지 후의 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩을 원심 탈수하여, 식물 재배용 배지로서 사용하였다. 실시예 1과 마찬가지로 각각의 물성 측정한 숭비중은 0.52g/㎤, pH는 9.2, 보수량은 12g/100mL, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 102질량%이었다. 원주상의 칩의 측면(둘레방향의 면)에서의 산술 평균 조도(Ra)는 0.12㎛이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 0개였다.

<비교예 3>

암면 배지(니치아스가부시키가이샤 제조, 사이즈: 7cm×6.5cm×7.5cm, 측면에 비닐 포장 있음)를 식물 재배용 배지로서 사용하였다. 실시예 1과 마찬가지로 각각의 물성을 측정한 바, 숭비중은 0.08g/㎤, pH는 6.8, 보수량은 62g/100mL, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 2질량%이었다. 암면 배지표면의 산술 평균 조도(Ra)는 3.61㎛이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 0개였다.

<비교예 4>

원주상의 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩(쿠라펫 236R, 가부시키가이샤 쿠라레 제조)을 식물 재배용 배지로서 이용하였다. 실시예 1과 마찬가지로 각각의 물성을 측정한 바, 숭비중은 0.93g/㎤, pH는 7.1, 보수량은 6g/100mL, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 3질량%이었다. 원주상의 칩의 측면(둘레방향의 면)에서의 산술 평균 조도(Ra)는 0.07㎛이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 2개였다.

표 1에서, 「EVOH」는 「에틸렌-비닐알코올 공중합체」, 「PP」은 「폴리프로필렌」, 「PE」는 「폴리에틸렌」, 「PET」는 「폴리에틸렌테레프탈레이트」를 나타내고 있다.

<실시예 6>

[함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩의 제작]

에틸렌 함유량 32mol%, 비누화도 99mol% 이상의 에틸렌-비닐알코올 공중합체 20kg을, 물/메탄올 = 32/68(중량비)의 혼합액에 80℃에서 12시간 교반하면서 용해시켜서, 37중량%의 에틸렌-비닐알코올 공중합체 용액을 수득하였다. 다음에, 교반을 멈추어 용해조의 온도를 65℃로 낮추어 5시간 방치하고, 상기의 에틸렌-비닐알코올 공중합체 용액의 탈포를 실시하였다. 그리고, 직경 2.5mm인 원형의 개구부를 갖는 금판으로부터, 5℃의 물/메탄올 = 9/1(중량비)의 혼합 용액 중에 에틸렌-비닐알코올 공중합체 용액을 1시간당 15kg으로 압출하여 스트랜드상으로 석출시키고, 절단함으로써, 칩의 축선 방향(X)에 따른 직선 거리(A)가 4.5mm, 직경(B)이 1.7mm인 원주상의 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩을 수득하였다.

[함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(세정품)의 제작]

상기에서 수득된 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩 38.0kg에 200L의 이온 교환수를 가하고, 25℃에서 2시간 교반하면서 세정해서 원심 분리기로 탈액하는 조작을 2회 반복하였다. 다음에, 1g/L의 아세트산 수용액에서, 25℃에서 2시간 교반하면서 세정해서 원심 분리기로 탈액하는 조작을 2회 반복하였다. 또한, 200L의 이온 교환수에서, 25℃에서 2시간 교반하면서 세정해서 원심 분리기로 탈액하는 조작을 6회 반복하고, 원주상의 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(세정품)을 수득하였다.

[건조 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩의 제작]

0.1g/L의 아세트산나트륨 및 0.5g/L의 아세트산을 함유하는 수용액 200L에 상기 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(세정품) 38.0kg을 투입하고, 25℃에서 5시간, 침지 및 교반을 실시하였다. 침지 및 교반 처리한 칩을 원심 분리기로 탈액하여 꺼내고, 80℃에서 3시간 건조한 후, 계속해서 120℃에서 24시간 건조함으로써, 원주상의 건조 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩을 수득하였다.

상기에서 수득된 원주상의 건조 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩의 축선 방향(X)에 따른 직선 거리(A)는 3.78mm, 직경(B)은 1.31mm(종횡비(A/B): 2.88)이었다. 또한, 당해 칩의 측면(둘레방향의 면)에 대해, 산술 평균 조도(Ra)는 0.04㎛, 보수량은 4g/100mL, 숭비중은 0.67g/㎤, pH는 5.0, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 4질량%이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 11개였다. 이 칩을 사용하여 이하와 같이 하여 모종의 생장 정도를 평가한 바, 지상부(地上部) 생체중(生體重)은 9.4g, 지상부 건물중(乾物重)은 0.79g, 지상부 건물율(乾物率)은 8.4%이고, 터키 검정으로 우위차 판정을 실시하여 서열한 바 E 판정이었다. 결과를 표 2에 기재한다. 또한, 실시예 6 내지 11에 있어서, 비대근 수의 평가는 파종을 2014년 4월 17일, 수확 조사는 2014년 6월 25일에 실시하였다.

[모종의 생장 정도의 평가 방법]

2013년 1월 11일에 30℃로 설정한 인큐베이터 내에서 오이(품종 「신류(新龍)」)의 종자를 싹 틔우고, 2013년 1월 13일에 싹 틔우기 종자를, 육묘용 바크 퇴비를 충전한 육묘 배드에 파종하였다. 본잎이 전개 시작한 2013년 1월 28일에, 실시예 6 내지 11에서 제작한 칩을 사용한 식물 재배 장치에 이식하여, 각각의 배지에 대해 모종을 9개 준비하여 양액 재배하였다. 관수는 점적(點滴) 튜브를 사용하여 배양액을 날씨에 따라 1일당 1 내지 4회, 오츠카아그리테크노가부시키가이샤 제조의 양액 재배용 비료 「오츠카하우스 1호」, 「오츠카하우스 2호」 및 「오츠카하우스 5호」를 혼합 용해한 양액(N: 98.7ppm, P: 19.4ppm, K: 125.7ppm, Ca: 63.0ppm, Mg: 13.4ppm, Mn: 0.709ppm, B: 0.487ppm, Fe: 2.025ppm, Cu: 0.018ppm, Zn: 0.048ppm, Mo: 0.019ppm)을 공급하였다. 그리고, 2013년 3월 3일에 육성 모종의 지상부 생체중(경엽 부분의 무게)과 지상부 건물중을 측정하고, 지상부 건물율을 산출하여 모종의 생장 정도를 평가하였다. 또한, 오이의 생육에 관한 판정은 지상부 생체중을 터키 검정으로 우위차가 있었던 순서로 실시예 11을 기준이 되는 A로 하여, 실시예 6 내지 11을 A, B, C, D 또는 E로 판정하였다.

<실시예 7>

실시예 6에서 사용한 원주상의 건조 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩을 텀블러(닛스이카코 가부시키가이샤 제조)에서 1분간 60 회전 속도로 1시간 회전 교반하였다. 당해 원주상의 칩의 축선 방향(X)에 따른 직선 거리(A)는 3.78mm, 직경(B)은 1.31mm(종횡비(A/B): 2.88)이었다. 이 칩의 측면(둘레방향의 면)에서의 산술 평균 조도(Ra)는 0.09㎛, 보수량은 11g/100mL, 숭비중은 0.67g/㎤, pH는 5.0, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 4질량%이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 14개였다. 또한 이 칩을 사용하여 모종의 생장 정도를 평가한 바, 지상부 생체중은 12.1g, 지상부 건물중은 0.98g, 지상부 건물율은 8.0%이며, 터키 검정으로 우위차 판정을 실시하여 서열한 바 D 판정이었다.

<실시예 8>

250L 반응 용기에 실시예 7에서 제조한 원주상의 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩 20kg과 이온 교환수 200L를 첨가하고, 75℃에서 4시간 가열 교반하였다. 원심 분리기로 탈액하여 꺼내고, 원주상의 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩을 수득하였다. 당해 원주상의 칩의 축선 방향(X)에 따른 직선 거리(A)는 3.92mm, 직경(B)은 1.59mm(종횡비(A/B): 2.47)이었다. 이 칩의 측면(둘레방향의 면)에서의 산술 평균 조도(Ra)는 0.12㎛, 보수량은 12g/100mL, 숭비중은 0.71g/㎤, pH는 5.0, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 17질량%이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 14개였다. 이 칩을 사용하여 모종의 생장 정도를 평가한 바, 지상부 생체중은 14.8g, 지상부 건물중은 1.18g, 지상부 건물율은 8.0%이며, 터키 검정으로 우위차 판정을 실시하여 서열한 바 C 판정이었다.

<실시예 9>

압출하여 석출시키는 공정에서, 1시간당 16kg으로 압출하여 절단한 간격을 2.2배에 변경한 것 이외에는, 실시예 6에 따라 칩을 제조함으로써, 칩의 축선 방향(X)에 따른 직선 거리(A)가 10.0mm, 직경(B)이 2.0mm인 원주상의 칩을 수득하였다. 수득된 원주상의 칩에 대해, 실시예 6의 함수 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩(세정품)의 제작과 같이 하여 칩의 세정을 실시하여, 축선 방향(X)에 따른 직선 거리(A)가 10.02mm, 직경(B)이 1.95mm(종횡비(A/B): 5.14)인 칩을 수득하였다. 이 칩의 측면(둘레방향의 면)에서의 산술 평균 조도(Ra)는 1.99㎛, 보수량은 12g/100mL, 숭비중은 0.74g/㎤, pH는 5.0, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 90질량%이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 14개였다. 이 칩을 사용하여 모종의 생장 정도를 평가한 바, 지상부 생체중은 17.6g, 지상부 건물중은 1.37g, 지상부 건물율은 7.8%이었다. 터키 검정으로 우위차 판정을 실시하여 서열한 바 B 판정이었다.

<실시예 10>

실시예 6에서 사용한 원주상의 건조 에틸렌-비닐알코올 공중합체 칩을, 20mm 압출기 「D2020」(도요세이기세이사쿠쇼사 제조)(D(mm) = 20, L/D = 20, 압축비 = 2.0, 스크류: 풀 플라이트))을 사용하여, 이하의 조건으로 단층 제막하였다.

[제막 조건]

· 압출 온도: 공급부/압축부/계량부/다이 = 180℃/220℃/220℃/220℃

· 스크류 회전수: 80rpm

· 토출량: 2.6kg/hr

· 테이크업 롤 온도: 80℃

· 테이크업 롤 속도: 1.2m/min

다이로부터 테이크업 롤 위에 압출함과 동시에 에어나이프에 의해 공기를 30m/초로 분무하여, 두께 0.10mm의 에틸렌-비닐알코올 공중합체 단층 필름을 수득하였다. 그 후에, 상기 에틸렌-비닐알코올 공중합체 단층 필름을 6매 포개고, 80℃로 가열한 닙롤을 통과시키고, 필름·시트용 분쇄기(가부시키가이샤호라이 제조)로 스크린 구명 직경을 15mm로 조정하여 분쇄하여, 적층한 플레이크상의 칩을 수득하였다. 수득된 칩의 주면에서의 최대 길이는 10.6mm, 두께는 0.60mm(종횡비: 17.67)이었다. 이 칩의 주면에서의 산술 평균 조도(Ra)는 0.32㎛, 보수량은 14g/100mL, 숭비중은 0.26g/㎤, pH는 5.0, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 4질량%이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 14개였다. 이 칩을 사용하여 모종의 생장 정도를 평가한 바, 지상부 생체중은 18.3g, 지상부 건물중은 1.58g, 지상부 건물율은 8.5%이며, 터키 검정으로 우위차 판정을 실시하여 서열한 바 B 판정이었다.

<실시예 11>

제막 조건을 이하와 같이 변경하고, 다이로부터 테이크업 롤 위에 압출함과 동시에 에어나이프에 의해 공기를 30m/초로 분무하는 것을 실시하지 않은 것 이외에는 실시예 10과 마찬가지로 하여, 두께 0.11mm인 에틸렌-비닐알코올 공중합체 단층 필름을 수득하였다.

[제막 조건]

· 압출 온도: 공급부/압축부/계량부/다이 = 180℃/220℃/220℃/220℃

· 스크류 회전수: 80rpm

· 토출량: 2.6kg/hr

· 테이크업 롤 온도: 80℃

· 테이크업 롤 속도: 1.1m/min

수득된 단층 시트를 실시예 10에서 사용한 필름·시트용 분쇄기의 내부에 있는 스크린 구명 직경을 5mm로 조정하여 분쇄함으로써, 칩의 주면에서의 최대 길이가 3.51mm, 두께가 0.11mm(종횡비: 31.91)인 플레이크상의 칩을 수득하였다. 이 칩의 주면에서의 산술 평균 조도(Ra)는 3.21㎛, 보수량은 28g/100mL, 숭비중은 0.26g/㎤, pH는 5.0, 물 처리 및 탈수 처리 후의 함수율은 4질량%이었다. 생육한 15 구멍에 대한 비대근이 1g 이상인 무의 수는 14개였다. 이 칩을 사용하여 모종의 생장 정도를 평가한 바, 지상부 생체중은 23.2g, 지상부 건물중은 1.81g, 지상부 건물율은 7.8%이며, 터키 검정으로 우위차 판정을 실시하여 서열한 바 A 판정이었다.

1: 칩, 2: 측면, 3a, 3b: 단면(컷트 면), 11: 칩, 12: 단수방향을 중심축으로 한 경우의 둘레방향의 곡면, 13a, 13b: 단면(컷트 면), 21: 칩, 22a, 22b: 주면, 51: 식물 재배 장치, 52: 플랜터, 53: 개구, 54: 측벽, 54a: 측벽의 상단, 55: 배수구, 56: 물, 57: 저벽, 58: 선반, 58a: 선반의 재치면, 59: 급수 시트, 59a: 급수 시트의 중앙부, 59b: 급수 시트의 단부, 60: 방근투수 시트, 60a: 방근투수 시트의 단부, 61: 식물, 62: 식물 재배용 배지, 63: 칩

Claims (9)

1. 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 포함하는 열가소성 수지를 포함하는 칩을 사용한 식물 재배용 배지로서, 상기 칩의 형상이 주상(柱狀), 편평상(扁平狀) 또는 플레이크상이며, 주상의 칩에서는 측면, 편평상의 칩에서는 단수방향(短手方向)을 중심축으로 한 둘레방향(周方向)의 곡면, 플레이크상의 칩에서는 주면(主面)에서, JIS B0601에 준거하여 측정되는 산술 평균 조도(Ra)가 0.10㎛ 내지 10㎛이고, 상기 열가소성 수지 10g을 이온 교환수 50mL에서 95℃로 4시간 처리하여 수득된 추출액의 pH가 25℃에서 4 이상 9 이하인, 식물 재배용 배지.
2. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌-비닐알코올 공중합체의 에틸렌 함량이 20몰% 이상인, 식물 재배용 배지.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 식물 재배용 배지의 체적 100mL에 대한 보수량(保水量)이 5g 이상 50g 이하인, 식물 재배용 배지.
4. 제1항 또는 제2항에 기재된 식물 재배용 배지를 사용하는, 식물 재배 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 기재된 식물 재배용 배지를 사용하는, 식물 재배 방법.
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