(57)【要約】【課題】  化学的に合成された材料を用いることなく、しかも簡便な工程で製造可能な、樹皮及び炭化物を用いた培地と当該培地を用いた成形体、及びそれらの製造方法を提供する。【解決手段】  樹皮を３５〜４５℃の温度範囲で、７〜８箇月間発酵させて炭化することにより得られる有機炭素繊維を、２５ｍｍ以下の長さに切断し、水に浸漬してから、型枠に充填し、加圧成形して培地として使用可能な成形体を得る。水に浸漬することにより、樹皮繊維に含まれる、水溶性樹脂などの接着剤として機能する成分が溶出して、樹皮繊維表面を被覆し、成形体の強度を確保できる。また、前記の方法で得られた培地は、セルロースからなる繊維や多孔質の炭化物が混在しているので、空隙率が大きく、水や空気の透過性に富み、炭化物の成長促進作用及び病原菌の繁殖抑制作用が利用できるので、培地として極めて有用である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹皮を３５〜４５℃の温度範囲で、７〜８箇月間発酵させて炭化することにより得られる有機炭素繊維を成形してなることを特徴とする樹皮培地の製造方法。
【請求項２】
前記樹皮は、スギを含む針葉樹の樹皮であること特徴とする、請求項１に記載の製造方法によって得られる樹皮培地。
【請求項３】
前記有機炭化繊維の長さは、２５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の製造方法によって得られる樹皮培地。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の樹皮培地を成形してなることを特徴とする樹皮培地の成形体。
【請求項５】
前記有機炭化繊維を水に、２〜３時間浸漬することにより、樹脂またはセルロースの少なくともいずれかを表面に溶出させた後、成形することを特徴とする、請求項４に記載の樹皮培地の成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、素材として樹皮を用い、培地に適した材料及びそれを用いた成形体と、その製造方法に関わるもので、特に樹皮に低温で炭化処理を施したものに関わる。
【背景技術】
【０００２】  樹木の用途として、建材、紙などがあるが、製材などの工程で除かれた樹皮は廃棄物として処理されている。これを有効に利用する方法として、様々な技術開発がなされ、実用に供されているものもある。【０００３】  その一例として、特許文献１には、粉砕した樹皮を土に混合して、緑化材や植栽土として活用し、樹皮をリサイクルシステムに繰り込む技術が開示されている。また、これとは異なる使用例として、腐食し難い樹皮を敷き詰めた、公園の遊歩道などがある。【０００４】  一方で、農業の省力化や生産性向上を目的として、農業用のハウスなどの屋内で、人工的な培地を用いて、野菜を生産するシステムが実用化されつつある。このような用途に適した例として、特許文献２には、植物繊維とバークまたはバーク堆肥と界面活性剤を混合した培地が開示され、これに凝固剤を加えて成形することも可能である旨が説明されている。【０００５】  しかし、ここに開示されている培地には、前記の要界面活性剤が混合され、成形に際しては凝固剤を加えることが必要であり、環境への負荷を減少するという視点から改善の余地がある。【０００６】  また、特許文献３には、粉砕した樹皮または木屑を、円錐台形などの形状に加圧成形した培地が開示されている。しかし、ここに開示されている培地は、成形体の側面や縁を、加熱などの手段で固化させる工程が必要になることがあり、製造コストの面で改善の余地がある。【０００７】  一方で、植物由来の炭化材料は、植物の生長促進や病原菌の繁殖抑制などの効果を示すことが知られ、農作物の品質向上に有益であると言われている。この炭化材料の機能を活用する方法として、特許文献４には、植物由来の材料の炭化物に、高吸水性高分子材料粉末を加えて成形した植物栽培用培地が開示されている。【０００８】  しかし、ここに開示されている培地においても、高吸水性高分子材料という、自然界には元来存在しない材料が含まれ、環境への負荷やコストという観点で改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】  特開２００１−０７８５６３号公報
【特許文献２】  特開２０００−２１７４２６号公報
【特許文献３】  特開２００３−１４３９６９号公報
【特許文献４】  特開２００２−３５４９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  従って本発明の課題は、前記のような化学的に合成された材料を用いることなく、しかも簡便な工程で製造可能な、樹皮及び炭化物を用いた培地と当該培地を用いた成形体、及びそれらの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明は、前記課題の解決のため、樹皮を適度に炭化させた材料を、培地として用いるために、炭化条件を再検討するとともに、セルロースが元来具備する接着機能の活用することを検討した結果なされたものである。【００１２】  即ち、本発明は、樹皮を３５〜４５℃の温度範囲で、７〜８箇月間発酵させて炭化することにより得られる有機炭素繊維を成形してなることを特徴とする樹皮培地の製造方法である。【００１３】  また、本発明は、前記樹皮が、スギを含む針葉樹の樹皮であること特徴とする、前記の製造方法によって得られる樹皮培地である。【００１４】  また、本発明は、前記有機炭化繊維の長さが、２５ｍｍ以下であることを特徴とする、前記の製造方法によって得られる樹皮培地である。【００１５】  また、本発明は、前記の樹皮培地を成形してなることを特徴とする樹皮培地の成形体であり、前記有機炭化繊維を水に、２〜３時間浸漬することにより、樹脂またはセルロースの少なくともいずれかを表面に溶出させた後、成形することを特徴とする、前記の樹皮培地の成形体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】  前記の従来技術による樹皮を用いた培地の多くは、単にスギやヒノキの樹皮をチップ状、または繊維状に粉砕して得られる材料に、水溶性高分子材料のような接着成分を加えることで成形性を付与し、適当な形状に成形したものである。このような加工品は樹皮繊維と樹皮肉質部が混合した状態であるため、培地として必ずしも最適な材料とは言えない。また、スギ、ヒノキ、ヒバなどの針葉樹の樹皮を、高温発酵菌を用いて、６５〜８０℃の温度領域で高温発酵させた場合では、バーク堆肥と同様の状態まで、樹皮繊維が生物分解を起こして腐敗に至り、やはり培地としては、必ずしも最適ではない。【００１７】  このような課題に対処するため、本発明においては、３５〜４５℃という温度領域で低温処理を施すので、樹皮は繊維の形状が保持された状態で炭化し、炭化物とセルロースが混在した状態であり、培地として必要な特性を具備したものと言える。【００１８】  つまり、植物の生育には、根から水や酸素を十分に供給する必要があるが、本発明の培地には、セルロースからなる植物由来の繊維が含まれる他、多孔質の炭化物が混在するので、水や酸素を透過させるための空隙が十分に存在する。また炭化物が植物の生長促進や病原菌の繁殖抑制などの効果を発現するのは前記の通りである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】  次に本発明の実施の形態について説明する。本発明に係る樹皮繊維建材は、基本的には、前記のように、樹皮を３５〜４５℃の温度範囲で、７〜８箇月間低温発酵させることにより炭化して得られる樹皮繊維を、型に充填して成形するという方法で得られる。
【００２０】  一例として、スギの樹皮を、３５〜４５℃の温度範囲で、７箇月保持し発酵させたもの試料として、１０５℃で重量減少がなくなるまで、水分を除き、炭素の含有量を測定したところ、９０％という数値が得られた。植物の細胞を構成する主成分であるセルロースは、（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎという組成式で示されるように、炭素：水素：酸素の重量比が、概ね７２：１０：６０となるので、炭素の重量分率は、約５１％ということになる。従って、セルロース換算の重量で、酸素及び水素の約８９％が発酵過程で除かれたことになる。
【００２１】  このようにして得られた樹皮繊維は、当然のことながらグラファイトのような脆弱さが認められず、可撓性を具備している。この樹皮繊維を、長さが２５ｍｍ以下になるように、切断して成形工程に供した。切断した理由は、あまりに長いと、繊維の端部が成形体表面から飛び出して外観を損なうことがあるからである。ただし、あまりに短いと、個々の樹皮繊維の接点の面積が小さくなることから、繊維同士の相互作用が小さくなり、成形体の強度低下に繋がるので、本発明者の検討結果によると、７〜８ｍｍ以上とするのが望ましい。
【００２２】  次に、切断処理を施した樹皮繊維を、約４０℃に保持した温水に約２時間浸漬した後、十分に水分を除いてから、直径が６０ｍｍ、高さが６０ｍｍの円筒形の型枠に充填して、２ＭＰａの圧力で加圧成形を行い、培地からな実施例の成形体を得た。比較のために、ピートモス、黒土、籾殻を原料とした燻炭を１：１：２の比率で混合した培地を同様に成形して比較例の成形体を得た。
【００２３】  次に実施例と比較例の成形体をそれぞれ１２０箇調製し、大豆を播種して２週間後の発芽状態を確認した。結果として、実施例においては、１１０箇の成形体で発芽が認められたのに対し、比較例の場合では、発芽が認められたのは、４２箇であり、明らかな差異が生じた。
【００２４】  また、比較例では発芽した成形体の約半数が成形体の形状を保持できなかったのに対し、実施例の成形体は、成形直後の形状を全数ほぼ維持していた。これは成形体に含まれるセルロースの接着機能に起因すると考えられる。さらに、試みに発芽後の成形体を、畑にそのまま移植したところ、根が成形体の外部に伸長し、最初から畑に播種した場合に比較して、生育状態が劣ることはまったくなかった。
【００２５】  また、実施例と比較例の培地を用いて、スイカを栽培し、２０箇の果実について、その糖度を測定したところ、平均値で、実施例が１４．２で比較例が１２．５という結果が得られ、やはり、本発明の有用性を示す結果となった。
【００２６】  以上に説明したように、本発明によれば、従来は廃棄物として処理されていた樹皮を有建材として利用することが可能となり、資源の有効利用や環境への負荷低減に資することができる。しかも、従来行なわれていた焼却処分が不要となるので、炭酸ガス排出量減少、ひいては地球の温暖化抑制にも寄与することができる。
【００２７】  なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。