植物栽培用基体
【課題】水の浸潤に優れ、植物に適した保肥力、保水性、通気性、排水性を有し、屋上、歩道や道路脇等の植物栽培場所、コンクリート製花壇、駐車場の駐車面等に載置されて土の代わりに使用することができる植物栽培用基体の提供を目的とする。
【解決手段】除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物とからなる二種類の粉砕物と、やし殻繊維から形成されている培地等からなる天然有機物との混合物を、バインダーで所定形状に固定して植物栽培用基体１０を形成した。
【解決手段】除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物とからなる二種類の粉砕物と、やし殻繊維から形成されている培地等からなる天然有機物との混合物を、バインダーで所定形状に固定して植物栽培用基体１０を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土に代えて使用される植物栽培用基体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、土に代わる植物栽培用基体として、ポリウレタン発泡体からなる製品の廃棄物やポリウレタン発泡体の製造時に生じた端材の粉砕物をバインダーと混合し、得られたバインダー混合物を成形型に充填してバインダーで結合させたリボンデッドフォームからなるものがある（特許文献１）。また、ポリウレタン発泡体のチップのみからなる植物栽培用基体もある（特許文献２）。
【０００３】
しかしながら、ポリウレタン発泡体を用いた植物栽培用基体は、ポリウレタンが疎水性であるため、一度乾燥すると撥水性を発揮して水の浸潤が悪くなり、次に植物を栽培する際に、保水させるのに手間取る問題がある。また、植物の育成には植物の根に酸素の供給が必要であるため、植物栽培用基体には通気性が求められるが、保水したポリウレタン発泡体では、土のような十分な通気性が得られない問題がある。さらに、ポリウレタン発泡体は保肥力がなく、肥料分が水で容易に流されるという問題がある。
【０００４】
また、軟質ポリウレタン発泡体の微粉砕物と有機物質粒体をバインダーで結合したブロック状の人工養土が提案されている（特許文献３）。しかしながら、軟質ポリウレタン発泡体は、十分すぎるくらいの保水量があるものの、樹脂そのものが疎水性であることから、すみやかに吸水する親水性のある素材とはいえなかった。さらに、軟質ポリウレタン発泡体に親水性を付与したとしても、植物が種もしくは苗から発根するためには水、酸素、栄養素が必要であり、これらが共存された環境を提供できる素材が必要である。
【０００５】
また、植物栽培用基体として、直方体形状をした連続気泡性親水性ポリウレタン発泡体の中央を円筒形にくり抜き、くり抜いた部分にピートモスを充填して鉢植え用の培地としたものが提案されている（特許文献４）。しかし、この栽培用基体は、製造に手間がかかる問題と、植物を植える位置の自由度が少ない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５９７６６号公報
【特許文献２】特開２００７−９７５５６号公報
【特許文献３】特開平９−１３１１２８号公報
【特許文献４】特開２００４−２９８１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、水の浸潤、吸水親水性に優れ、植物に適した保肥力、発根性を有する植物栽培用基体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と天然有機物との混合物をバインダーで固定、圧縮してなる植物栽培用基体に係る。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記天然有機物が、やし殻繊維、ピートモスであることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または請求項２において、前記混合物に、ゼオライト、粘土粉、パーライト、軽石、粉炭のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物とを含む混合物をバインダーで固定、圧縮したため、基体に部分的に空隙ができ空気を含みやすい構造となり、植物の発根性が大きく改善された。
【００１１】
請求項２の発明によれば、使用する天然有機物が、やし殻繊維、ピートモスであるため、吸水親水性、保肥力がより良好になる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、ゼオライト、粘土粉、パーライト、軽石、粉炭のうち、少なくとも１種を含むことにより、余剰の水分の排水性を高め、従来生じていた水分過剰による根腐りをより効果的に防ぐことができるようになる。また、ゼオライトは、保肥力をさらに高めることができ、発根、発芽後の生長を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る植物栽培用基体の斜視図である。
【図２】植物栽培用基体における粉砕物等の結合状態を示す概略図である。
【図３】混合材料と吸水親水性の試験結果を示す図である。
【図４】実施例における吸水親水性試験の結果を示す図である。
【図５】圧縮により密度を変化させた試験の結果を示す図である。
【図６】発根数の試験結果を示す図である。
【図７】保肥力の試験結果を示す図である。
【図８】発根数試験時の状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の植物栽培用基体の実施形態について説明する。図１に示す本発明の植物栽培用基体１０は、屋上、歩道や道路脇等の植物栽培場所、コンクリート製花壇、駐車場の駐車面等に載置されて土の代わりに使用されるものであり、所定厚みの板状体等、適宜の立体形状とされている。前記植物栽培用基体１０への植物の植え付けは、植物栽培用基体１０の上面に芝生等マット状植物を張り付けるか、スリット等からなる挿入口を形成して該挿入口に植物の根を挿入することにより、あるいは種子や球根を埋め込むことにより行われる。また前記植物栽培用基体１０の上面に種子を蒔いて、発芽、育成を行ってもよい。前記植物栽培用基体１０に適する植物は、限定されないが、芝生、タマリュウ等の地被植物、草花、低木等、高さが低い植物が好適である。
【００１５】
前記植物栽培用基体１０は、図２の概略図に示すように除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物１１と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物１３と天然有機物と１５を含む混合物を圧縮し、バインダー１７で所定形状に固定したものからなる。
【００１６】
除膜した軟質ポリウレタン発泡体は、軟質ポリウレタン発泡体に除膜処理を施すことによってセル膜（気泡膜）を除去したものであり、セル膜の無い三次元網目状骨格構造からなる。除膜処理は、セル膜を除去するための公知の処理であり、軟質ポリウレタン発泡体をアルカリ溶液に浸漬してセル膜を溶融する方法や、密閉容器に軟質ポリウレタン発泡体を収容し、酸素等の可燃ガスを密閉容器に充填した後に点火することにより爆発させてセル膜を破壊する方法等がある。除膜する軟質ポリウレタン発泡体としては、大気圧下、常温で発泡させるスラブ発泡で形成されたスラブポリウレタン発泡体が好ましく、ポリエーテルタイプあるいはポリエステルタイプの何れのタイプでもよい。また、除膜した軟質ポリウレタン発泡体は、一種類に限られず、複数種類を用いても良い。
【００１７】
除膜した軟質ポリウレタン発泡体は、密度（ＪＩＳ Ｋ ７２２２）２０〜９０ｋｇ／ｍ３、セル数（ＪＩＳ Ｋ ６４００−１）５〜８０個／２５ｍｍ、引張強度（ＪＩＳ Ｋ ６４００−５）４０〜２００ｋＰａ、伸び（ＪＩＳ Ｋ ６４００−５）４５〜２２０％、通気度（ＪＩＳ Ｋ ６４００−７ Ｂ法）１４０〜１５０ｍｌ／ｃｍ２／ｓのものが好ましい。除膜した軟質ポリウレタン発泡体の各種物性値を前記範囲とすることにより、植物の育成条件にふさわしい植物栽培用基体１０を得ることができる。
【００１８】
除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体は、除膜処理を施していないものである。除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体としては、スラブポリウレタン発泡体が好ましく、ポリエーテルタイプあるいはポリエステルタイプの何れのタイプでもよい。また、除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体は、一種類に限られず、複数種類を用いても良い。
【００１９】
除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体は、密度（ＪＩＳ Ｋ ７２２２）２０〜９０ｋｇ／ｍ３、セル数（ＪＩＳ Ｋ ６４００−１）３０〜８０個／２５ｍｍ、引張強度（ＪＩＳ Ｋ ６４００−５）６５〜２００ｋＰａ、伸び（ＪＩＳ Ｋ ６４００−５）８０〜２２０％、通気度（ＪＩＳ ６４００−７ Ｂ法）５〜１００ｍｌ／ｃｍ２／ｓのものが好ましい。除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の各種物性値を前記範囲とすることにより、植物の育成条件にふさわしい植物栽培用基体１０を得ることができる。
【００２０】
除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物の大きさは５〜２０ｍｍが好ましい。両粉砕物の大きさを前記範囲とすることにより、植物に良好な育成条件を付与できる。除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物を併用することにより、それぞれ単独では得られない植物栽培用基体とすることができ、土が持つ植物の育成条件を付与することができる。
【００２１】
天然有機物としては、やし殻（ヤシガラ）、ピートモス、水苔、腐葉土、パルプ、堆肥、もみ殻等を、単独でまたは複数種類組み合わせて用いることができる。これらのうち、吸水性、保水性及び取り扱い易さの点から、やし殻繊維（ヤシガラ繊維）のなかでも特に繊維の細いものが天然有機物として好ましいものである。
【００２２】
前記混合物には、さらにゼオライト、粘土粉、パーライト、軽石、粉炭からなる無機体のうち少なくとも１種類を含めてもよい。ゼオライト、パーライト、軽石のうち少なくとも１種類を含めることにより、植物栽培用基体１０の通気性と余剰の水分の排水性を高め、水分過剰による根腐りをより効果的に防ぐことができるようになる。また、ゼオライト、粘土粉は、保肥力を高め、肥培管理を容易にし生長を促す。
【００２３】
バインダーとしては、前記混合物に含まれる各成分、すなわち前記粉砕物、天然有機物、場合によってゼオライト等を互いに結合させて混合物を固定するためのものであり、ポリウレタン発泡体のチップを結合させるのに使用されている公知のものを使用することができる。例えば、一液性又は二液性のウレタン系バインダーであり、中でも湿気等の水分で硬化する一液性タイプのウレタン系バインダーは好適なものである。具体的には、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）もしくはそのプレポリマー（ＭＤＩプレポリマー）を挙げることができる。
【００２４】
前記混合物における各成分の量は、バインダーを除く混合物を１００重量％とした場合、以下の範囲が好ましい。除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物の合計は５５〜７８重量％、天然有機物は１２〜３５重量％、無機体は０〜１０重量％である。バインダーは５〜２０重量部である。バインダーの量が５重量部未満の場合、バインダーが不足して混合物の固定力が弱くなり、植物栽培用基体１０を構成する各成分が脱落しやすい。一方、バインダーの量が２０重量部を超えると、バインダーが多すぎて植物の育成に好ましくない。また、除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物の重量割合は、１：１〜１：１５が好ましく、より好ましくは、１：１〜１：６、さらに好ましくは１：２〜１：５である。除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物の割合が前記範囲よりも少なくなると、植物栽培用基体の通気性が劣るようになり、一方、前記範囲よりも多くなると、保水性が劣るようになる。
【００２５】
除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と天然有機物と、場合によってはさらに無機体との混合物を圧縮しバインダーで固定して植物栽培用基体とされる。
圧縮は、粉砕前の軟質ポリウレタン発泡体の密度よりも高い密度となるように圧縮することをいう。圧縮倍率は、２〜８倍が好ましい。より好ましくは、２〜６倍がよい。ここでいう圧縮倍率とは、粉砕前の軟質ポリウレタン発泡体の平均密度で、成形品の密度を除したときの値をいい、例えば、成形品の密度が粉砕前の軟質ポリウレタン発泡体の密度の３倍であるとき、圧縮倍率は３倍となる。なお、成形品には表１で示したヤシガラ繊維、無機体等が含まれる。
【００２６】
前記植物栽培用基体の製造は、粉砕物形成工程、混合物調製工程、バインダー混合工程、結合工程により行われる。
【００２７】
粉砕物形成工程では、除膜した軟質ポリウレタン発泡体と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体を、それぞれ粉砕装置で所定の大きさに粉砕し、除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物を形成する。
混合物調製工程では、除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と、除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と、天然有機物、場合よっては無機体の所定量を混合撹拌装置に投入して混合し、混合物を製造する。このように、バインダーの混合前に前記粉砕物や天然有機物等を先に混合することにより、粉砕物や天然有機物等を均一に混合することが可能になる。
バインダー混合工程では、混合物とバインダーの所定量を混合槽に投入し、ミキサー等の撹拌装置で混合撹拌し、バインダー混合物を製造する。
結合工程では、バインダー混合物をプレス圧縮可能な成形型に投入し、成形品が所望の密度となるように、圧縮するとともに、バインダーを硬化させることにより混合物を固定して、植物栽培用基体を形成する。その後、成形型から植物栽培用基体を取り出す。
【実施例】
【００２８】
スラブ発泡により得られたポリエーテルタイプの軟質ポリウレタン発泡体を除膜処理した軟質ポリウレタン発泡体（密度３０ｋｇ／ｍ３、セル数８個／２５ｍｍ、引張強度４０ｋＰａ、伸び１００％）を、粉砕装置により粒径１０〜１５ｍｍに粉砕し、除膜した軟質ポリウレタ発泡体の粉砕物を形成した。また、スラブ発泡により得られたポリエーテルタイプの軟質ポリウレタン発泡体（密度３０ｋｇ、セル数５０個／２５ｍｍ、引張強度８８ｋＰａ、伸び１５０％）を、粉砕装置により粒径１０〜１５ｍｍに粉砕し、除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物を形成した。このようにして得られた除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物及び除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と、ヤシガラ、パーライト、粘土粉、軽石、ゼオライト及び湿分硬化型の一液性タイプのイソシアネートプレポリマー系バインダー（商品名：ＫＦ−１、イノアックコーポレーション製）を、図３乃至図７の配合表に示す割合で混合してバインダー混合物を製造した。その際、まず前記ポリウレタン発泡体の粉砕物とヤシガラ等を混合して混合物を製造し、その後、この混合物にバインダーを混合した。
【００２９】
このようにして得られたバインダー混合物の３０３４ｇを、成形型のキャビティ（４５０×４５０×１００ｍｍ）に投入して圧縮し、水蒸気および加熱によってバインダーを硬化させて混合物を固定することにより、図３乃至図７に示す供試体番号の植物栽培用基体を形成し、その後、植物栽培用基体を成形型から取り出した。
【００３０】
なお、図３の供試体Ｄ−１、Ｄ−２、Ｄ−４は、ポリウレタンフォームが除膜なしのみで構成されるため比較例に相当し、一方供試体Ｄ−３はポリウレタンフォームが除膜なしと除膜ありとで構成されるため実施例に相当する。図４の供試体Ｅ−１及びＥ−２は何れもポリウレタンフォームが除膜なしと除膜ありとで構成され、しかも天然有機物を含むため、実施例に相当する。図５の供試体Ａ−１乃至Ａ−３は、何れもポリウレタンフォームが除膜なしと除膜ありで構成され、しかも天然有機物を含むため、実施例に相当する。図６の供試体Ｃ−１は、ポリウレタンフォームが除膜なしのみで構成されるため比較例に相当し、一方、供試体Ｃ−２及びＣ−３はポリウレタンフォームが除膜なしと除膜ありとで構成され、しかも天然有機物を含むため実施例に相当する。図７の供試体Ｂ−１乃至Ｂ−５は、何れもポリウレタンフォームが除膜なしと除膜ありとで構成され、しかも天然有機物を含むため実施例に相当し、一方、供試体Ｂ−６は天然有機物を含まないため比較例に相当する。また、図３乃至図７における密度は、植物栽培用基体の密度である。
【００３１】
図３の供試体Ｄ１乃至Ｄ４は、ポリウレタンフォームに混合するヤシガラ等の混合材料の種類を異ならせて作成したものであり、この供試体Ｄ１乃至Ｄ４に対して吸水親水性試験を行った。吸水親水性試験は、供試体サイズを１００×１００×２０ｍｍとし、供試体を垂直にして下部を水中に２ｃｍ水没させ、水が垂直方向に吸い上がる高さを３０分後と３時間後に測定した。図３の試験結果のグラフにおけるヤシガラの供試体は供試体Ｄ−１、パーライトの供試体は供試体Ｄ−２、ピートモスの供試体は供試体Ｄ−３、混合無の供試体は供試体Ｄ−４に相当する。試験結果のグラフに示すように、混合材料の無い供試体Ｄ−４が最も吸水親水性に劣り、混合材料をピートモスとした供試体Ｄ−３（実施例）は吸水親水性が最も良好であった。
【００３２】
図４の供試体Ｅ−１は混合材料がヤシガラのみからなり、一方、供試体Ｅ−２は混合材料がヤシガラと粘土粉からなるものであり、この供試体Ｅ−１及びＥ−２に対して前記吸水親水性試験を行った。図４の試験結果のグラフにおけるヤシガラの供試体は供試体Ｅ−１、ヤシガラ＋粘土粉の供試体は供試体Ｅ−２である。試験結果のグラフに示すように、供試体Ｅ−１及びＥ−２の何れも吸水親水性が良好であった。
【００３３】
図５の供試体Ａ−１乃至Ａ−３（何れも実施例）は、製造時の圧縮を変化させることにより植物栽培用基体の密度を異ならせたものであり、この供試体Ａ−１乃至Ａ−３に対して前記吸水親水性試験を行った。図５の試験結果のグラフにおける密度９０ｋｇ／ｍ３の供試体は供試体Ａ−１、密度１２０ｋｇ／ｍ３の供試体は供試体Ａ−２、密度１５０ｋｇ／ｍ３の供試体は供試体Ａ−３に相当する。試験結果のグラフに示すように、植物栽培用基体の密度が高くなるほど吸水親水性が高くなった。
【００３４】
図６の供試体Ｃ−１乃至Ｃ−３は、植物栽培用基体中の除膜処理されたポリウレタンフォームの混合量（％）を変化させたものであり、この供試体Ｃ−１乃至Ｃ−３に対して発根数試験を行った。発根数試験は、図８に示すように、２５０ｍｍ×２５０ｍｍに切断した各供試体Ｓを、樹脂製排水用基材Ｍの上に設置し、各供試体Ｓが、飽水状態となるまで潅水した後に、同じく２５０ｍｍ×２５０ｍｍに切断した、高麗芝（ＴＭ−９（登録商標）トヨタルーフガーデン製）Ｔを各供試体Ｓの上に設置し、朝夕２回、各供試体Ｓが飽水状態となるまで手潅水による潅水を行い、２週間毎に各供試体Ｓの裏側へ貫通した根系の本数を目測により測定した。なお、発根数試験は平成２１年６月１８日から４週間に亘って行った。図６の試験結果のグラフにおける除膜あり混合量０％の供試体は供試体Ｃ−１（比較例）、混合量１２％の供試体は供試体Ｃ−２（実施例）、混合量１８％の供試体は供試体Ｃ−３（実施例）である。試験結果のグラフに示すように、除膜処理されたポリウレタンフォームの混合量が多くなるにしたがって発根数が多くなり、発根性が良好であった。
【００３５】
図７の供試体Ｂ１乃至Ｂ６は、ヤシガラ等の混合材料を異ならせたものであり、この供試体Ｂ１乃至Ｂ６に対して保肥力試験を行った。保肥力試験は、ショーレンベルガー法により陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を測定することにより行った。図７の試験結果のグラフにおけるヤシ殻の供試体は供試体Ｂ−１、ピートモスの供試体は供試体Ｂ−２、粘土粉の供試体は供試体Ｂ−３、ゼオライトの供試体は供試体Ｂ−４、粉炭の供試体は供試体Ｂ−５、対照区の供試体は供試体Ｂ−６に相当する。試験結果に示すように、ヤシガラ等の混合材料が混合された供試体Ｂ１乃至Ｂ５（何れも実施例）は、ヤシガラ等の混合材料が混合されてない供試体Ｂ−６（比較例）よりも保肥力が高かった。特にヤシガラとゼオライトの両方を含む供試体は、保肥力が最も高いものであった。
尚、日本造園学会の客土（培土）用材料の品質基準は、陽イオン交換容量の値を６cmolc/kg以上と定めており、Ｂ−１乃至Ｂ−４は、この基準値より高く植物の栽培に適した栽培用基体になっている。
【符号の説明】
【００３６】
１０ 植物栽培用基体
１１ 除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物
１３ 除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物
１５ 天然有機物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土に代えて使用される植物栽培用基体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、土に代わる植物栽培用基体として、ポリウレタン発泡体からなる製品の廃棄物やポリウレタン発泡体の製造時に生じた端材の粉砕物をバインダーと混合し、得られたバインダー混合物を成形型に充填してバインダーで結合させたリボンデッドフォームからなるものがある（特許文献１）。また、ポリウレタン発泡体のチップのみからなる植物栽培用基体もある（特許文献２）。
【０００３】
しかしながら、ポリウレタン発泡体を用いた植物栽培用基体は、ポリウレタンが疎水性であるため、一度乾燥すると撥水性を発揮して水の浸潤が悪くなり、次に植物を栽培する際に、保水させるのに手間取る問題がある。また、植物の育成には植物の根に酸素の供給が必要であるため、植物栽培用基体には通気性が求められるが、保水したポリウレタン発泡体では、土のような十分な通気性が得られない問題がある。さらに、ポリウレタン発泡体は保肥力がなく、肥料分が水で容易に流されるという問題がある。
【０００４】
また、軟質ポリウレタン発泡体の微粉砕物と有機物質粒体をバインダーで結合したブロック状の人工養土が提案されている（特許文献３）。しかしながら、軟質ポリウレタン発泡体は、十分すぎるくらいの保水量があるものの、樹脂そのものが疎水性であることから、すみやかに吸水する親水性のある素材とはいえなかった。さらに、軟質ポリウレタン発泡体に親水性を付与したとしても、植物が種もしくは苗から発根するためには水、酸素、栄養素が必要であり、これらが共存された環境を提供できる素材が必要である。
【０００５】
また、植物栽培用基体として、直方体形状をした連続気泡性親水性ポリウレタン発泡体の中央を円筒形にくり抜き、くり抜いた部分にピートモスを充填して鉢植え用の培地としたものが提案されている（特許文献４）。しかし、この栽培用基体は、製造に手間がかかる問題と、植物を植える位置の自由度が少ない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５９７６６号公報
【特許文献２】特開２００７−９７５５６号公報
【特許文献３】特開平９−１３１１２８号公報
【特許文献４】特開２００４−２９８１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、水の浸潤、吸水親水性に優れ、植物に適した保肥力、発根性を有する植物栽培用基体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と天然有機物との混合物をバインダーで固定、圧縮してなる植物栽培用基体に係る。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記天然有機物が、やし殻繊維、ピートモスであることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または請求項２において、前記混合物に、ゼオライト、粘土粉、パーライト、軽石、粉炭のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物とを含む混合物をバインダーで固定、圧縮したため、基体に部分的に空隙ができ空気を含みやすい構造となり、植物の発根性が大きく改善された。
【００１１】
請求項２の発明によれば、使用する天然有機物が、やし殻繊維、ピートモスであるため、吸水親水性、保肥力がより良好になる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、ゼオライト、粘土粉、パーライト、軽石、粉炭のうち、少なくとも１種を含むことにより、余剰の水分の排水性を高め、従来生じていた水分過剰による根腐りをより効果的に防ぐことができるようになる。また、ゼオライトは、保肥力をさらに高めることができ、発根、発芽後の生長を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る植物栽培用基体の斜視図である。
【図２】植物栽培用基体における粉砕物等の結合状態を示す概略図である。
【図３】混合材料と吸水親水性の試験結果を示す図である。
【図４】実施例における吸水親水性試験の結果を示す図である。
【図５】圧縮により密度を変化させた試験の結果を示す図である。
【図６】発根数の試験結果を示す図である。
【図７】保肥力の試験結果を示す図である。
【図８】発根数試験時の状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の植物栽培用基体の実施形態について説明する。図１に示す本発明の植物栽培用基体１０は、屋上、歩道や道路脇等の植物栽培場所、コンクリート製花壇、駐車場の駐車面等に載置されて土の代わりに使用されるものであり、所定厚みの板状体等、適宜の立体形状とされている。前記植物栽培用基体１０への植物の植え付けは、植物栽培用基体１０の上面に芝生等マット状植物を張り付けるか、スリット等からなる挿入口を形成して該挿入口に植物の根を挿入することにより、あるいは種子や球根を埋め込むことにより行われる。また前記植物栽培用基体１０の上面に種子を蒔いて、発芽、育成を行ってもよい。前記植物栽培用基体１０に適する植物は、限定されないが、芝生、タマリュウ等の地被植物、草花、低木等、高さが低い植物が好適である。
【００１５】
前記植物栽培用基体１０は、図２の概略図に示すように除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物１１と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物１３と天然有機物と１５を含む混合物を圧縮し、バインダー１７で所定形状に固定したものからなる。
【００１６】
除膜した軟質ポリウレタン発泡体は、軟質ポリウレタン発泡体に除膜処理を施すことによってセル膜（気泡膜）を除去したものであり、セル膜の無い三次元網目状骨格構造からなる。除膜処理は、セル膜を除去するための公知の処理であり、軟質ポリウレタン発泡体をアルカリ溶液に浸漬してセル膜を溶融する方法や、密閉容器に軟質ポリウレタン発泡体を収容し、酸素等の可燃ガスを密閉容器に充填した後に点火することにより爆発させてセル膜を破壊する方法等がある。除膜する軟質ポリウレタン発泡体としては、大気圧下、常温で発泡させるスラブ発泡で形成されたスラブポリウレタン発泡体が好ましく、ポリエーテルタイプあるいはポリエステルタイプの何れのタイプでもよい。また、除膜した軟質ポリウレタン発泡体は、一種類に限られず、複数種類を用いても良い。
【００１７】
除膜した軟質ポリウレタン発泡体は、密度（ＪＩＳ Ｋ ７２２２）２０〜９０ｋｇ／ｍ３、セル数（ＪＩＳ Ｋ ６４００−１）５〜８０個／２５ｍｍ、引張強度（ＪＩＳ Ｋ ６４００−５）４０〜２００ｋＰａ、伸び（ＪＩＳ Ｋ ６４００−５）４５〜２２０％、通気度（ＪＩＳ Ｋ ６４００−７ Ｂ法）１４０〜１５０ｍｌ／ｃｍ２／ｓのものが好ましい。除膜した軟質ポリウレタン発泡体の各種物性値を前記範囲とすることにより、植物の育成条件にふさわしい植物栽培用基体１０を得ることができる。
【００１８】
除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体は、除膜処理を施していないものである。除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体としては、スラブポリウレタン発泡体が好ましく、ポリエーテルタイプあるいはポリエステルタイプの何れのタイプでもよい。また、除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体は、一種類に限られず、複数種類を用いても良い。
【００１９】
除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体は、密度（ＪＩＳ Ｋ ７２２２）２０〜９０ｋｇ／ｍ３、セル数（ＪＩＳ Ｋ ６４００−１）３０〜８０個／２５ｍｍ、引張強度（ＪＩＳ Ｋ ６４００−５）６５〜２００ｋＰａ、伸び（ＪＩＳ Ｋ ６４００−５）８０〜２２０％、通気度（ＪＩＳ ６４００−７ Ｂ法）５〜１００ｍｌ／ｃｍ２／ｓのものが好ましい。除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の各種物性値を前記範囲とすることにより、植物の育成条件にふさわしい植物栽培用基体１０を得ることができる。
【００２０】
除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物の大きさは５〜２０ｍｍが好ましい。両粉砕物の大きさを前記範囲とすることにより、植物に良好な育成条件を付与できる。除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物を併用することにより、それぞれ単独では得られない植物栽培用基体とすることができ、土が持つ植物の育成条件を付与することができる。
【００２１】
天然有機物としては、やし殻（ヤシガラ）、ピートモス、水苔、腐葉土、パルプ、堆肥、もみ殻等を、単独でまたは複数種類組み合わせて用いることができる。これらのうち、吸水性、保水性及び取り扱い易さの点から、やし殻繊維（ヤシガラ繊維）のなかでも特に繊維の細いものが天然有機物として好ましいものである。
【００２２】
前記混合物には、さらにゼオライト、粘土粉、パーライト、軽石、粉炭からなる無機体のうち少なくとも１種類を含めてもよい。ゼオライト、パーライト、軽石のうち少なくとも１種類を含めることにより、植物栽培用基体１０の通気性と余剰の水分の排水性を高め、水分過剰による根腐りをより効果的に防ぐことができるようになる。また、ゼオライト、粘土粉は、保肥力を高め、肥培管理を容易にし生長を促す。
【００２３】
バインダーとしては、前記混合物に含まれる各成分、すなわち前記粉砕物、天然有機物、場合によってゼオライト等を互いに結合させて混合物を固定するためのものであり、ポリウレタン発泡体のチップを結合させるのに使用されている公知のものを使用することができる。例えば、一液性又は二液性のウレタン系バインダーであり、中でも湿気等の水分で硬化する一液性タイプのウレタン系バインダーは好適なものである。具体的には、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）もしくはそのプレポリマー（ＭＤＩプレポリマー）を挙げることができる。
【００２４】
前記混合物における各成分の量は、バインダーを除く混合物を１００重量％とした場合、以下の範囲が好ましい。除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物の合計は５５〜７８重量％、天然有機物は１２〜３５重量％、無機体は０〜１０重量％である。バインダーは５〜２０重量部である。バインダーの量が５重量部未満の場合、バインダーが不足して混合物の固定力が弱くなり、植物栽培用基体１０を構成する各成分が脱落しやすい。一方、バインダーの量が２０重量部を超えると、バインダーが多すぎて植物の育成に好ましくない。また、除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物の重量割合は、１：１〜１：１５が好ましく、より好ましくは、１：１〜１：６、さらに好ましくは１：２〜１：５である。除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物の割合が前記範囲よりも少なくなると、植物栽培用基体の通気性が劣るようになり、一方、前記範囲よりも多くなると、保水性が劣るようになる。
【００２５】
除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と天然有機物と、場合によってはさらに無機体との混合物を圧縮しバインダーで固定して植物栽培用基体とされる。
圧縮は、粉砕前の軟質ポリウレタン発泡体の密度よりも高い密度となるように圧縮することをいう。圧縮倍率は、２〜８倍が好ましい。より好ましくは、２〜６倍がよい。ここでいう圧縮倍率とは、粉砕前の軟質ポリウレタン発泡体の平均密度で、成形品の密度を除したときの値をいい、例えば、成形品の密度が粉砕前の軟質ポリウレタン発泡体の密度の３倍であるとき、圧縮倍率は３倍となる。なお、成形品には表１で示したヤシガラ繊維、無機体等が含まれる。
【００２６】
前記植物栽培用基体の製造は、粉砕物形成工程、混合物調製工程、バインダー混合工程、結合工程により行われる。
【００２７】
粉砕物形成工程では、除膜した軟質ポリウレタン発泡体と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体を、それぞれ粉砕装置で所定の大きさに粉砕し、除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物を形成する。
混合物調製工程では、除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と、除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と、天然有機物、場合よっては無機体の所定量を混合撹拌装置に投入して混合し、混合物を製造する。このように、バインダーの混合前に前記粉砕物や天然有機物等を先に混合することにより、粉砕物や天然有機物等を均一に混合することが可能になる。
バインダー混合工程では、混合物とバインダーの所定量を混合槽に投入し、ミキサー等の撹拌装置で混合撹拌し、バインダー混合物を製造する。
結合工程では、バインダー混合物をプレス圧縮可能な成形型に投入し、成形品が所望の密度となるように、圧縮するとともに、バインダーを硬化させることにより混合物を固定して、植物栽培用基体を形成する。その後、成形型から植物栽培用基体を取り出す。
【実施例】
【００２８】
スラブ発泡により得られたポリエーテルタイプの軟質ポリウレタン発泡体を除膜処理した軟質ポリウレタン発泡体（密度３０ｋｇ／ｍ３、セル数８個／２５ｍｍ、引張強度４０ｋＰａ、伸び１００％）を、粉砕装置により粒径１０〜１５ｍｍに粉砕し、除膜した軟質ポリウレタ発泡体の粉砕物を形成した。また、スラブ発泡により得られたポリエーテルタイプの軟質ポリウレタン発泡体（密度３０ｋｇ、セル数５０個／２５ｍｍ、引張強度８８ｋＰａ、伸び１５０％）を、粉砕装置により粒径１０〜１５ｍｍに粉砕し、除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物を形成した。このようにして得られた除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物及び除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と、ヤシガラ、パーライト、粘土粉、軽石、ゼオライト及び湿分硬化型の一液性タイプのイソシアネートプレポリマー系バインダー（商品名：ＫＦ−１、イノアックコーポレーション製）を、図３乃至図７の配合表に示す割合で混合してバインダー混合物を製造した。その際、まず前記ポリウレタン発泡体の粉砕物とヤシガラ等を混合して混合物を製造し、その後、この混合物にバインダーを混合した。
【００２９】
このようにして得られたバインダー混合物の３０３４ｇを、成形型のキャビティ（４５０×４５０×１００ｍｍ）に投入して圧縮し、水蒸気および加熱によってバインダーを硬化させて混合物を固定することにより、図３乃至図７に示す供試体番号の植物栽培用基体を形成し、その後、植物栽培用基体を成形型から取り出した。
【００３０】
なお、図３の供試体Ｄ−１、Ｄ−２、Ｄ−４は、ポリウレタンフォームが除膜なしのみで構成されるため比較例に相当し、一方供試体Ｄ−３はポリウレタンフォームが除膜なしと除膜ありとで構成されるため実施例に相当する。図４の供試体Ｅ−１及びＥ−２は何れもポリウレタンフォームが除膜なしと除膜ありとで構成され、しかも天然有機物を含むため、実施例に相当する。図５の供試体Ａ−１乃至Ａ−３は、何れもポリウレタンフォームが除膜なしと除膜ありで構成され、しかも天然有機物を含むため、実施例に相当する。図６の供試体Ｃ−１は、ポリウレタンフォームが除膜なしのみで構成されるため比較例に相当し、一方、供試体Ｃ−２及びＣ−３はポリウレタンフォームが除膜なしと除膜ありとで構成され、しかも天然有機物を含むため実施例に相当する。図７の供試体Ｂ−１乃至Ｂ−５は、何れもポリウレタンフォームが除膜なしと除膜ありとで構成され、しかも天然有機物を含むため実施例に相当し、一方、供試体Ｂ−６は天然有機物を含まないため比較例に相当する。また、図３乃至図７における密度は、植物栽培用基体の密度である。
【００３１】
図３の供試体Ｄ１乃至Ｄ４は、ポリウレタンフォームに混合するヤシガラ等の混合材料の種類を異ならせて作成したものであり、この供試体Ｄ１乃至Ｄ４に対して吸水親水性試験を行った。吸水親水性試験は、供試体サイズを１００×１００×２０ｍｍとし、供試体を垂直にして下部を水中に２ｃｍ水没させ、水が垂直方向に吸い上がる高さを３０分後と３時間後に測定した。図３の試験結果のグラフにおけるヤシガラの供試体は供試体Ｄ−１、パーライトの供試体は供試体Ｄ−２、ピートモスの供試体は供試体Ｄ−３、混合無の供試体は供試体Ｄ−４に相当する。試験結果のグラフに示すように、混合材料の無い供試体Ｄ−４が最も吸水親水性に劣り、混合材料をピートモスとした供試体Ｄ−３（実施例）は吸水親水性が最も良好であった。
【００３２】
図４の供試体Ｅ−１は混合材料がヤシガラのみからなり、一方、供試体Ｅ−２は混合材料がヤシガラと粘土粉からなるものであり、この供試体Ｅ−１及びＥ−２に対して前記吸水親水性試験を行った。図４の試験結果のグラフにおけるヤシガラの供試体は供試体Ｅ−１、ヤシガラ＋粘土粉の供試体は供試体Ｅ−２である。試験結果のグラフに示すように、供試体Ｅ−１及びＥ−２の何れも吸水親水性が良好であった。
【００３３】
図５の供試体Ａ−１乃至Ａ−３（何れも実施例）は、製造時の圧縮を変化させることにより植物栽培用基体の密度を異ならせたものであり、この供試体Ａ−１乃至Ａ−３に対して前記吸水親水性試験を行った。図５の試験結果のグラフにおける密度９０ｋｇ／ｍ３の供試体は供試体Ａ−１、密度１２０ｋｇ／ｍ３の供試体は供試体Ａ−２、密度１５０ｋｇ／ｍ３の供試体は供試体Ａ−３に相当する。試験結果のグラフに示すように、植物栽培用基体の密度が高くなるほど吸水親水性が高くなった。
【００３４】
図６の供試体Ｃ−１乃至Ｃ−３は、植物栽培用基体中の除膜処理されたポリウレタンフォームの混合量（％）を変化させたものであり、この供試体Ｃ−１乃至Ｃ−３に対して発根数試験を行った。発根数試験は、図８に示すように、２５０ｍｍ×２５０ｍｍに切断した各供試体Ｓを、樹脂製排水用基材Ｍの上に設置し、各供試体Ｓが、飽水状態となるまで潅水した後に、同じく２５０ｍｍ×２５０ｍｍに切断した、高麗芝（ＴＭ−９（登録商標）トヨタルーフガーデン製）Ｔを各供試体Ｓの上に設置し、朝夕２回、各供試体Ｓが飽水状態となるまで手潅水による潅水を行い、２週間毎に各供試体Ｓの裏側へ貫通した根系の本数を目測により測定した。なお、発根数試験は平成２１年６月１８日から４週間に亘って行った。図６の試験結果のグラフにおける除膜あり混合量０％の供試体は供試体Ｃ−１（比較例）、混合量１２％の供試体は供試体Ｃ−２（実施例）、混合量１８％の供試体は供試体Ｃ−３（実施例）である。試験結果のグラフに示すように、除膜処理されたポリウレタンフォームの混合量が多くなるにしたがって発根数が多くなり、発根性が良好であった。
【００３５】
図７の供試体Ｂ１乃至Ｂ６は、ヤシガラ等の混合材料を異ならせたものであり、この供試体Ｂ１乃至Ｂ６に対して保肥力試験を行った。保肥力試験は、ショーレンベルガー法により陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を測定することにより行った。図７の試験結果のグラフにおけるヤシ殻の供試体は供試体Ｂ−１、ピートモスの供試体は供試体Ｂ−２、粘土粉の供試体は供試体Ｂ−３、ゼオライトの供試体は供試体Ｂ−４、粉炭の供試体は供試体Ｂ−５、対照区の供試体は供試体Ｂ−６に相当する。試験結果に示すように、ヤシガラ等の混合材料が混合された供試体Ｂ１乃至Ｂ５（何れも実施例）は、ヤシガラ等の混合材料が混合されてない供試体Ｂ−６（比較例）よりも保肥力が高かった。特にヤシガラとゼオライトの両方を含む供試体は、保肥力が最も高いものであった。
尚、日本造園学会の客土（培土）用材料の品質基準は、陽イオン交換容量の値を６cmolc/kg以上と定めており、Ｂ−１乃至Ｂ−４は、この基準値より高く植物の栽培に適した栽培用基体になっている。
【符号の説明】
【００３６】
１０ 植物栽培用基体
１１ 除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物
１３ 除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物
１５ 天然有機物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と天然有機物との混合物をバインダーで固定、圧縮してなる植物栽培用基体。
【請求項２】
前記天然有機物が、やし殻繊維、ピートモスであることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用基体。
【請求項３】
前記混合物に、ゼオライト、粘土粉、パーライト、軽石、粉炭のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の植物栽培用基体。
【請求項１】
除膜した軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と除膜処理されていない軟質ポリウレタン発泡体の粉砕物と天然有機物との混合物をバインダーで固定、圧縮してなる植物栽培用基体。
【請求項２】
前記天然有機物が、やし殻繊維、ピートモスであることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用基体。
【請求項３】
前記混合物に、ゼオライト、粘土粉、パーライト、軽石、粉炭のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の植物栽培用基体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２３９６８７（Ｐ２０１１−２３９６８７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１１８５６（Ｐ２０１０−１１１８５６）
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００１１９２３２）株式会社イノアックコーポレーション (1,145)
【出願人】（５００１４６４８４）ダイトウテクノグリーン株式会社 (12)
【出願人】（３０００１３２５８）大島造園土木株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００１１９２３２）株式会社イノアックコーポレーション (1,145)
【出願人】（５００１４６４８４）ダイトウテクノグリーン株式会社 (12)
【出願人】（３０００１３２５８）大島造園土木株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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