(57)【要約】【課題】本発明は、培地用繊維の最大吸水率を短時間に求めることができる方法、即ち、培地用繊維の品質評価方法を提供することを目的とする。また、本発明は、培地用繊維の最大吸水率を短時間に求めることができる装置、即ち、培地用繊維の品質評価装置を提供することを目的とする。【手段】培地用繊維を透水性容器に詰め、該透水性容器内に通水する。透水性容器に培地用繊維を詰める工程と、透水性容器内の培地用繊維の質量Ｆ０を求める工程と、前記透水性容器内に通水する工程と、通水後の透水性容器内の培地用繊維に吸水した水の質量Ｗを求める工程と、を具備し、更に、吸水率Ａｂを算出する工程、液相率ＲＬを算出する工程、固相率ＲＦを算出する工程、気相率ＲＧを算出する工程、の１又は２以上の工程を具備する。また、培地用繊維を詰めるための透水性容器と、該透水性容器内に通水可能な通水手段とを具備する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）透水性容器に培地用繊維を詰める工程と、
（Ｂ）透水性容器内の培地用繊維の質量Ｆ０を求める工程と、
（Ｃ）前記透水性容器内を通水する工程と、
（Ｄ）通水後の透水性容器内の培地用繊維に吸水した水の質量Ｗを求める工程と、
を具備し、更に、下記工程
（Ｅ）吸水率Ａｂを算出する工程、
（Ｆ）液相率ＲＬを算出する工程、
（Ｇ）固相率ＲＦを算出する工程、
（Ｈ）気相率ＲＧを算出する工程、
の１又は２以上の工程を具備することを特徴とする培地用繊維の品質評価方法。
【請求項２】
培地用繊維を詰めるための透水性容器と、該透水性容器内に通水可能な通水手段とを具備することを特徴とする培地用繊維の品質評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培地用繊維の品質評価方法に関する。詳しくは、最大吸水率或いは吸水時の液相・固相・気相の比率を簡便に得ることができる培地用繊維の品質評価方法に関する。また、本発明は、培地用繊維の品質評価装置に関する。詳しくは、最大吸水率或いは吸水時の液相・固相・気相の比率を簡便に得ることができる培地用繊維の品質評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特定粒径の粒状化したロックウール等の鉱物質繊維を容器に充填後の嵩比重が特定の範囲内となるように充填する植物用培地が提案されている（例えば特許文献１及び２参照。）。ロックウールは、溶融炉で溶融された岩石や高炉スラグ等を主体とする材料を急冷しながら繊維化することで製造されている。高炉スラグ等を主体とする材料より製造されるものは、スラグウールと呼ばれることもある。ロックウールは現在市販されている培地用繊維の代表的なものの一つである。また、ロックウール以外に、ガラスウール（グラスウール）、合成樹脂製繊維（合成繊維）及び再生繊維等が植物を育成するための培地用繊維として提案されている（例えば特許文献３〜５参照。）。
【０００３】
ところで、植物用培地は、植物種類毎に、適した固相、液相及び気相の三相のバランスが異なる。培地の三相の各割合を求めるには、培地の液相率（培地中の液相の体積割合）を求める必要がある。培地の性能を把握するには、培地に水を最大限吸水させたときにおける液相率、即ち、最大吸水率を知る必要がある。培地の最大吸水率を求める方法としては、培地を水に２４時間沈没放置（浸漬）した後、重力水（自重で取り除ける水）を取り除き、水に浸漬前後の質量差を求め、水の密度及び培地試料片の体積から求めることが知られている（例えば、特許文献６参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１１２９３４号公報
【特許文献２】特開昭６３−２７６４２６号公報
【特許文献３】特開昭６２−１８１７２３号公報
【特許文献４】特開昭６２−１１５２１７号公報
【特許文献５】特開平０１−２８５１２０号公報
【特許文献６】特開２００２−２８１８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の培地の最大吸水率を求める方法は、１日以上の時間が掛かるという問題があり、より簡便に、より早く培地の最大吸水率を求めることができる技術が望まれていた。
【０００６】
本発明は、培地用繊維の最大吸水率を短時間に求めることができる方法、即ち、培地用繊維の品質評価方法を提供することを目的とする。また、本発明は、培地用繊維に水を最大限吸水させたときの液相率、固相率及び／又は気相率を、短時間に求めることができる方法、即ち、培地用繊維の品質評価方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、培地用繊維の最大吸水率を短時間に求めることができる装置、即ち、培地用繊維の品質評価装置を提供することを目的とする。また、本発明は、培地用繊維に水を最大限吸水させたときの液相率、固相率及び／又は気相率を、短時間に求めることができる装置、即ち、培地用繊維の品質評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、前記課題解決のため鋭意検討した結果、培地用繊維を透水性容器に詰め、該透水性容器内に通水することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、以下の（１）で表す培地用繊維の品質評価方法、及び（２）で表す培地用繊維の品質評価装置である。
（１）（Ａ）透水性容器に培地用繊維を詰める工程と、（Ｂ）透水性容器内の培地用繊維の質量Ｆ０を求める工程と、（Ｃ）前記透水性容器内に通水する工程と、（Ｄ）通水後の透水性容器内の培地用繊維に吸水した水の質量Ｗを求める工程と、を具備し、更に、下記工程、（Ｅ）吸水率Ａｂを算出する工程、（Ｆ）液相率ＲＬを算出する工程、（Ｇ）固相率ＲＦを算出する工程、（Ｈ）気相率ＲＧを算出する工程、の１又は２以上の工程を具備することを特徴とする培地用繊維の品質評価方法。
（２）培地用繊維を詰めるための透水性容器と、該透水性容器内に通水可能な通水手段とを具備することを特徴とする培地用繊維の品質評価装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、培地用繊維の最大吸水率を短時間に求めることができる方法、即ち、培地用繊維の品質評価方法が得られる。また、本発明によれば、培地用繊維に水を最大限吸水させたときの液相率、固相率及び／又は気相率を、短時間に求めることができる方法、即ち、培地用繊維の品質評価方法が得られる。
【００１０】
本発明によれば、培地用繊維の最大吸水率を短時間に求めることができる装置、即ち、培地用繊維の品質評価装置が得られる。また、本発明によれば、培地用繊維に水を最大限吸水させたときの液相率、固相率及び／又は気相率を、短時間に求めることができる装置、即ち、培地用繊維の品質評価装置が得られる。
【００１１】
本発明によれば、培地用繊維の最大吸水率を短時間に求めることができる。また、本発明によれば、培地用繊維に水を最大限吸水させたときの液相率、固相率及び／又は気相率を短時間に求めることができる。即ち、本発明によれば、培地用繊維の品質を短時間に評価できる。また、本発明によれば、容器内にどの程度の密度に培地用繊維を詰めれば培地用繊維に水を最大限吸水させたときの液相率、固相率及び気相率となるか短時間で分かるので、育成する植物に理想的な液相率、固相率及び気相率となる培地を製造し易い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】軽装嵩密度０．０４ｇ／ｃｍ３のロックウールを用いたときの最大含水率の測定結果を示すグラフである。
【図２】軽装嵩密度０．１５ｇ／ｃｍ３のロックウールを用いたときの最大含水率の測定結果を示すグラフである。
【図３】本発明の培地用繊維の品質評価方法に用いる装置（本発明の培地用繊維の品質評価装置）の一例の模式的な斜視図である。
【図４】図３に示した装置を用いた培地用繊維の品質評価方法の模式的な工程図である。
【図５】図３に示した装置とは別の本発明の培地用繊維の品質評価方法に用いる装置（本発明の培地用繊維の品質評価装置）の一例の模式的な斜視図である。
【図６】図５で示した培地用繊維の品質評価装置を用いたときの、軽装嵩密度０．０４ｇ／ｃｍ３のロックウールの最大含水率の測定結果を示すグラフである。
【図７】図５で示した培地用繊維の品質評価装置を用いたときの、軽装嵩密度０．１５ｇ／ｃｍ３のロックウールの最大含水率の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の培地用繊維の品質評価方法は、
（Ａ）透水性容器に培地用繊維を詰める工程（Ａ工程）と、
（Ｂ）透水性容器内の培地用繊維の質量Ｆ０を求める工程（Ｂ工程）と、
（Ｃ）前記透水性容器内に通水する工程と（Ｃ工程）、
（Ｄ）通水後の透水性容器内の培地用繊維に吸水した水の質量Ｗを求める工程（Ｄ工程）と、
を具備し、更に、下記工程
（Ｅ）吸水率Ａｂを算出する工程（Ｅ工程）、
（Ｆ）液相率ＲＬを算出する工程（Ｆ工程）、
（Ｇ）固相率ＲＦを算出する工程（Ｇ工程）、
（Ｈ）気相率ＲＧを算出する工程（Ｈ工程）、
の１又は２以上の工程を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明で使用する透水性容器は、容器内に培地用繊維を詰めることができ、容器内に水を通すことができ、且つＣ工程における通水により培地用繊維が流出しない容器であれば、材質、構造及び大きさは特に限定されない。好ましい材質としては、例えばステンレス等の金属、樹脂、ガラス、磁器やファインセラミックス等のセラミックス、天然繊維、石、炭素等が挙げられる。また、透水性容器は、透水性を有する材質のみで構成されている必要は無く、透水性の無い材質と透水性を有する材質とを組み合わせてもよい。また、透水性の無い材質のみからなるが、全体又は部分的に構造的に透水性を備えさせてもよい。透水性とする構造としては、水は通すが培地用繊維は通らない大きさ・形状の微小な孔、メッシュ構造、布状構造、不織布状の構造等が挙げられる。透水性容器としては、ガラス管、樹脂管、鋼管、セラミックス管等の透水性の無い材質からなる管の管路２箇所を、透水性板２枚により塞ぐ構造の容器も、本発明で使用する透水性容器の好ましい一例である。この容器の場合は、透水性板２枚の間の管路に培地用繊維を詰める。
【００１５】
Ａ工程で透水性容器に培地用繊維を詰める方法は特に限定されない。透水性容器に培地用繊維を詰めていない部分ができないように、透水性容器に培地用繊維を詰めることが好ましい。Ａ工程は、Ｂ工程と合わせて行ってもよく、透水性容器内の培地用繊維の質量Ｆ０を測定しながら透水性容器に培地用繊維を詰めることでもよい。
【００１６】
Ｂ工程は、上記の通りＡ工程と合わせて行ってもよいが、Ａ工程とは別に行ってもよい。Ｂ工程は、透水性容器の質量を予め測定しておき、Ａ工程の後に、培地用繊維を詰めた透水性容器の質量を測定し、空の透水性容器の質量を差し引くことで求めることでもよい。
【００１７】
Ｃ工程は、透水性容器内の培地用繊維全てに通水できるものであれば、特に限定されない。例えば、透水性容器の内容積以上の水を貯水容器に溜め、透水性容器の上部に貯水容器を接続した後、貯水容器内の水を自重により透水性容器を通し、透水性容器内の培地用繊維全てに通水する方法、管の管路２箇所を２枚の透水性板で塞ぎ、透水性板２枚の間の管路に培地用繊維を詰めた透水性容器の管路の一方より、ポンプ等により圧力を掛けられた水を透水性容器の内容積以上の量通す方法、培地用繊維を詰めた透水性容器を管路又は貯水用容器に設置し、該透水性容器が浸漬するように当該管路又は貯水用容器に水を通水する方法、貯水用容器に水を入れ培地用繊維を詰めた透水性容器を浸漬した後に、貯水用容器内の水に水流を起こさせる方法、貯水用容器内の水に水流を起こした後に、培地用繊維を詰めた透水性容器を浸漬させる方法等が好ましい例として挙げられる。通水のときの水圧は、あまり高いと、通水により培地用繊維が変形又は破損してしまう虞があることから、０．１ＭＰａ以下、即ち１０ｍＨ２Ｏ以下が好ましく、０．０１ＭＰａ以下、即ち１ｍＨ２Ｏ以下がより好ましい。しかし通水することから、０．１ｋＰａ以上、即ち１ｃｍＨ２Ｏ以上の水圧で通水することが好ましい。
【００１８】
Ｄ工程は、通水後の透水性容器内の培地用繊維に吸水した水の質量Ｗを求めることができるものであれば特に限定されない。通水後、水が垂れなくなったことを確認した後又は水が垂れなくなるであろう時間経過後に、遅滞なく濡れた培地用繊維が詰まった透水性容器の質量を測定し、予め測定しておいた通水前の培地用繊維を詰めた透水性容器の質量を差し引くことでＷを求めることでもよい。また、通水後、水が垂れなくなったことを確認した後又は水が垂れなくなるであろう時間経過後に、遅滞なく濡れた培地用繊維を漏れなく別な容器に取り出し、その容器の質量変化によりＷを求めることでもよい。
【００１９】
Ｅ工程は、Ｄ工程で求めた通水後の透水性容器内の培地用繊維に吸水した水の質量Ｗと、培地用繊維を詰めた空間の容積Ｖ０及び水の密度ρＷ（＝１．００ｇ／ｃｍ３）を用いて、次式（１）により吸水率Ａｂを算出する工程である。
Ａｂ＝（Ｗ÷ρＷ）÷Ｖ０×１００  （％）  ・・・・  （１）
もしも、培地用繊維を詰めた空間の容積Ｖ０と透水性容器の内容積Ｖ１が一致、即ち、透水性容器内に培地用繊維が満たされた状態で詰められている場合は、吸水率Ａｂは次式（２）により算出する。
Ａｂ＝（Ｗ÷ρＷ）÷Ｖ１×１００  （％）  ・・・・  （２）
【００２０】
Ｆ工程で求める液相率ＲＬは、Ｅ工程で求める吸水率Ａｂと同じであり、実質的にＦ工程はＥ工程と同じである。
【００２１】
Ｇ工程は、透水性容器内の培地用繊維の質量Ｆ０、培地用繊維を詰めた空間の容積Ｖ０及び培地用繊維の真密度ρＦを用いて、次式（３）により固相率ＲＦを算出する工程である。もしも、培地用繊維を詰めた空間の容積Ｖ０と透水性容器の内容積Ｖ１が一致、即ち、透水性容器内に培地用繊維が満たされた状態で詰められている場合は、固相率ＲＦは次式（４）により算出する。
ＲＦ＝（Ｆ０÷ρＦ）÷Ｖ０×１００  （％）  ・・・・  （３）
ＲＦ＝（Ｆ０÷ρＦ）÷Ｖ１×１００  （％）  ・・・・  （４）
【００２２】
Ｈ工程は、液相率ＲＬ及び固相率ＲＦを用いて、次式（５）により気相率ＲＧを算出する工程である。もしも、Ｅ工程（Ｆ工程）又は／及びＧ工程を行っていない、即ち、吸水率Ａｂ（液相率ＲＬ）又は／及び固相率ＲＦを算出していない場合は、式（１）〜式（４）を式（５）に組み込んで気相率ＲＧを算出する。
ＲＧ＝１００−（ＲＬ＋ＲＦ）  （％）  ・・・・  （５）
【００２３】
本発明の培地用繊維の品質評価装置は、培地用繊維を詰めるための透水性容器と、該透水性容器内に通水可能な通水手段とを具備する。ここで、培地用繊維を詰めるための透水性容器は、上記の透水性容器である。
【００２４】
本発明における透水性容器内に通水可能な通水手段としては、透水性容器の内容積以上の水を溜め透水性容器に接続した貯水容器、例えば透水性容器及び水道管と連通する管のように透水性容器と連通しポンプ等により圧力を掛けられた水を通すことができる通水管等が好ましい例として挙げられる。また、本発明における培地用繊維を詰めるための透水性容器は、上記の透水性容器である。
【００２５】
本発明の培地用繊維の品質評価装置は、上記の培地用繊維の品質評価方法に用いる装置である。
【実施例】
【００２６】
以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
【００２７】
［実施例１］
内径４６ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、内容積約２５０ｃｍ３のガラス製円筒容器（ガラス管）１０１の一方の開口部に、１７５メッシュのナイロンメッシュ１０４を取り付け塞いだ（図４（１）参照。）。取り付けたナイロンメッシュ１０４を底面として、ガラス管１０１のもう一方の開口部（上面側開口部）よりロックウール１０６をガラス管１０１に充填した後に、底面の開口部と同様に上面側開口部を１７５メッシュのナイロンメッシュ１０９を取り付け塞いだ（図４（２）参照。）。このとき、ガラス管１０１に充填したロックウールの質量を電子天秤により測定した。用いたロックウールは、軽装嵩密度の異なる２種類（Ａ及びＢ）を用い、充填密度を軽装、圧密、中間の３種類として、合計６水準で試験を行った。このときの軽装は、軽装嵩密度となる充填密度で充填したときであり、ロックウールを静かに落下させずに充填させた。圧密は軽装嵩密度より高い充填密度となるようにロックウールを充填したときであり、中間は、軽装と圧密の間の充填密度となるようにロックウールを充填したときである。測定した６水準について、表１に示した。用いたロックウールの真密度ρＦは、何れも２．９７ｇ／ｃｍ３であった。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
次に、内径４６ｍｍ、高さ３００ｍｍ、内容積約５００ｃｍ３のガラス製円筒容器（ガラス管）１０２の一方の開口部をゴム栓で塞いだ上で水２５０ｃｍ３を注ぎ入れ（図４（３）参照。）、ロックウール１０６を詰め開口部をナイロンメッシュを取り付け塞いだガラス管１０１を、ガラス管１０２の上部に載せ、接着テープ１０５を巻いて２つのガラス管１０１とガラス管１０２を繋ぎ止めた（図４（４）参照。）。
【００３０】
次に、ガラス管１０１とガラス管１０２を繋いだものを、上下逆さまにした上で、ガラス管１０２の一方の開口部を塞いでいたゴム栓と取り去り、中の水を自重により流下させ、ロックウールの詰まったガラス管１０１の内部を通過させその開口部より排出した（図３及び図４（５）参照。）。
【００３１】
水を排出後、水の落下が見られなくなってから速やかに、通水後のガラス管１０１内部のロックウール１０６に吸水した水の質量Ｗを電子天秤により測定した（図４（６）参照。）。何れの水準も、通水前後とも、ガラス管１０１はロックウール１０６で満たされていた。つまり、培地用繊維を詰めた空間の容積Ｖ０と透水性容器の内容積Ｖ１が一致しており、吸水率Ａｂ（液相率ＲＬ）を上記式（１）又は式（２）により求めた。ロックウールＡ（軽装嵩密度０．０４ｇ／ｃｍ３のロックウール）の吸水率Ａｂについて求めた結果を図１に示した。また、ロックウールＢ（軽装嵩密度０．１５ｇ／ｃｍ３のロックウール）の吸水率Ａｂについて求めた結果を図２に示した。図１及び図２には、合わせて、ロックウールを２４時間沈没放置（浸漬）した後に重力水を取り除いたときの吸水率（最大吸水率）を示した。また、図３には培地用繊維の品質評価装置（本発明の培地用繊維の品質評価方法に用いる装置）の一例の模式的な斜視図を、図４には培地用繊維の品質評価方法の模式的な工程図を示した。
【００３２】
真密度ρＦ及び通水した後に求めた吸水率Ａｂを用いて、上記式（３）〜式（５）から、各水準における固相率ＲＦ及び気相率を求め、表２に液相率ＲＬとともに示した。
【００３３】
【表２】
2015047156.tif 000004
【００３４】
図１及び図２から、通水した後に求めた吸水率Ａｂと、２４時間浸漬後に求めた吸水率（最大吸水率）は略等しいことが分かる。
【００３５】
［実施例２］
実施例１と同様に、内径４６ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、内容積約２５０ｃｍ３のガラス製円筒容器（ガラス管）２０１の一方の開口部に、１７５メッシュのナイロンメッシュ２０４を取り付け塞いだ。取り付けたナイロンメッシュ２０４を底面として、ガラス管２０１のもう一方の開口部（上面側開口部）よりロックウール２０６をガラス管２０１に充填した後に、底面の開口部と同様に上面側開口部を１７５メッシュのナイロンメッシュ２０９を取り付け塞いだ。このとき、ガラス管２０１に充填したロックウール２０６の質量を電子天秤１０８により測定した。用いたロックウール２０６は、実施例１で用いたものと同じ軽装嵩密度の異なる２種類（Ａ及びＢ）を用い、充填密度を圧密の１種類として、合計１水準で試験を行った。このときの充填密度は、実施例１における圧密と同じとした。即ち、ロックウールＡを用いたものの充填密度は０．３２ｇ／ｃｍ３、ロックウールＢを用いたものの充填密度は０．４５ｇ／ｃｍ３であった。
【００３６】
次に、ガラス管２０１の両端に、ガラス管２０１と同じ内径の金属性漏斗２１２を接着テープ２０５を用いて取り付けた。各漏斗には、ビニールホース２１０をホースバンドを用いて取り付けた。一方のビニールホース２１０の先を上水道の蛇口２１１にホースバンドを用いて取り付けた。次に、図５に示すようにガラス管２０１を略水平に寝かせたまま蛇口２１１を徐々に開け、ガラス管２０１内部に略水が充満するようになるまで通水した。このとき水圧は約０．０３ＭＰａであった。
【００３７】
通水終了後、接着テープを取り除き両端に取り付けた漏斗２１２を外し、ガラス管２０１を略鉛直に立たせて水を排出した。実施例１と同様に、水の落下が見られなくなってから速やかに、通水後のガラス管２０１内部のロックウール２０６に吸水した水の質量Ｗを電子天秤により測定した。何れの水準も、通水前後とも、ガラス管２０１はロックウール２０６で満たされていた。つまり、培地用繊維を詰めた空間の容積Ｖ０と透水性容器の内容積Ｖ１が一致しており、吸水率Ａｂ（液相率ＲＬ）を上記式（１）又は式（２）により求めた。ロックウールＡ（軽装嵩密度０．０４ｇ／ｃｍ３のロックウール）の吸水率Ａｂについて求めた結果を図６に示した。また、ロックウールＢ（軽装嵩密度０．１５ｇ／ｃｍ３のロックウール）の吸水率Ａｂについて求めた結果を図７に示した。図６及び図７には、図１又は図２同様に、ロックウールを２４時間沈没放置（浸漬）した後に重力水を取り除いたときの吸水率（最大吸水率）を合わせて示した。
【００３８】
真密度ρＦ及び通水した後に求めた吸水率Ａｂを用いて、上記式（３）〜式（５）から、各水準における固相率ＲＦ及び気相率を求め、表３に液相率ＲＬとともに示した。
【００３９】
【表３】
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【００４０】
図６及び図７から、実施例１と同様に、通水した後に求めた吸水率Ａｂと、２４時間浸漬後に求めた吸水率（最大吸水率）は略等しいことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、培地用繊維の品質評価するために用いることができる。また、どの程度の充填密度（嵩密度）となるように植物栽培に用いる培地用繊維を容器に充填すればよいか、そのときの培地としての最大吸水率（液相率）、固相率、気相率を短時間に把握できるので、植物栽培用の培地の製造に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０１  ガラス製円筒容器（ロックウール充填用ガラス管）
１０２  ガラス製円筒容器（水充填用ガラス管）
１０３  ゴム栓
１０４  ナイロンメッシュ
１０５  接着テープ
１０６  ロックウール
１０７  水
１０８  電子天秤
１０９  ナイロンメッシュ
２０１  ガラス製円筒容器（ロックウール充填用ガラス管）
２０４  ナイロンメッシュ
２０５  接着テープ
２０６  ロックウール
２０７  水
２０９  ナイロンメッシュ
２１０  ビニールホース
２１１  上水道の蛇口
２１２  金属性漏斗
【図１】
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【図２】
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【図６】
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【図７】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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