(57)【要約】【課題】強度を維持しながら、植物の生育に必要な水分を保持することができ、且つ植え付け等の作業の際に取り扱いが容易である安価な人工土壌粒子を提供する。【解決手段】無機多孔質体１を含む基部１０と、基部１０の表面の少なくとも一部を被覆する繊維２を含む被覆層２０と、を備えた人工土壌粒子５０である。無機多孔質体１はパーライトであり、繊維２は０．３〜１ｍｍの繊維長を有する親水性繊維である。被覆層２０の平均厚（ａ）と基部１０の平均径（ｂ）との比率（ａ／ｂ）は、１／２０〜１／２である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機多孔質体を含む基部と、
前記基部の表面の少なくとも一部を被覆する繊維を含む被覆層と、
を備えた人工土壌粒子。
【請求項２】
前記無機多孔質体は、パーライトである請求項１に記載の人工土壌粒子。
【請求項３】
前記繊維は、０．３〜１ｍｍの繊維長を有する請求項１又は２に記載の人工土壌粒子。
【請求項４】
前記繊維は、親水性繊維である請求項１〜３の何れか一項に記載の人工土壌粒子。
【請求項５】
前記被覆層の平均厚（ａ）と前記基部の平均径（ｂ）との比率（ａ／ｂ）は、１／２０〜１／２である請求項１〜４の何れか一項に記載の人工土壌粒子。
【請求項６】
前記無機多孔質体は、８０％以上の空隙率を有する請求項１〜５の何れか一項に記載の人工土壌粒子。
【請求項７】
２〜１０ｍｍの粒径を有する請求項１〜６の何れか一項に記載の人工土壌粒子。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の人工土壌粒子を使用した人工土壌培地。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工土壌粒子、及び当該人工土壌粒子を用いた人工土壌培地に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、居住空間を緑化する屋内緑化や、野菜等の植物を屋内で栽培する植物工場が増加している。このような屋内緑化や植物工場等において、天然土壌に代えて高度な機能を付加した人工土壌を用いる動きがある。人工土壌として、例えば、安価な無機多孔質体が用いられることがある。しかしながら、無機多孔質体は一般に十分な強度を備えていないため、搬送や植え付け作業中に無機多孔質体の多孔質構造が破壊され、保水性等の土壌としての機能が低下したり、微粉等が発生して作業性が低下することがあった。また、無機多孔質体は、表面の凹凸により粒子間の摩擦が大きいため、植物の植え付けがし難く、作業性が低下することがあった。
【０００３】
上記問題点を解消するため、例えば、特許文献１に記載の人工土壌では、粒状発泡資材の表面にパーライト等の緑化資材を被覆し、土壌としての形態を維持しながら、保水性を向上させようとしている。
【０００４】
また、特許文献２のように、合成樹脂製の発泡体粒子の表面に、ゼオライト及びポリエステル短繊維を付着させて粒状化した土壌代替物も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１１９０号公報
【特許文献２】特開平７−５０９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の人工土壌では、パーライトが発泡資材の表面側に存在しているため、搬送や植え付け作業、あるいは潅水等によって生じるパーライトの構造の破壊を完全には抑制することはできず、その結果、保水性等の人工土壌としての機能を維持することは困難である。また、パーライト等の無機多孔質体は、多孔質構造により水分を保持することができるが、水の吸収速度が遅いため、無機多孔質体が外部に露出していると、灌水等により水を供給しても早期に流失し、植物の成長に必要な水を十分保持できない虞がある。
【０００７】
一方、特許文献２の土壌代替物は、基材として合成樹脂製の発泡体を使用しているため、ある程度の強度は維持されると考えられる。しかしながら、合成樹脂製の発泡体は、無機多孔質体と比較して保水性が劣るため、例えば、根菜類等を栽培する場合において、人工土壌として十分に機能し得るものではない。また、合成樹脂製の発泡体や、その表面に付着させるポリエステル短繊維は、無機多孔質体と比較して高価な材料であるため、大量に使用する人工土壌として普及させることも難しいと考えられる。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、強度を維持しながら、植物の生育に必要な水分を保持することができ、且つ植え付け等の作業の際に取り扱いが容易である安価な人工土壌粒子を提供することを目的とする。また、当該人工土壌粒子を使用した高性能且つ安価な人工土壌培地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】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明に係る人工土壌粒子の特徴構成は、
無機多孔質体を含む基部と、
前記基部の表面の少なくとも一部を被覆する繊維を含む被覆層と、
を備えたことにある。
【００１０】
本構成の人工土壌粒子によれば、無機多孔質体を含む基部の表面の少なくとも一部を繊維で被覆することにより、人工土壌粒子の強度を向上させている。このため、例えば、植栽等の作業時において外的な圧力が加わった場合でも、人工土壌粒子の構造は破壊され難いものとなり、人工土壌培地として安定した機能を発揮させることができる。また、被覆層の繊維は、無機多孔質体よりも摩擦が小さいため、人工土壌粒子が適度な流動性を備えることになり、スムーズな植え付けが可能となって、作業性が向上する。さらに、被覆層の繊維は、灌水時に速やかに水分を吸着し、繊維間の隙間に水を留めることができるため、灌水直後の水分の早期流失を抑制することができる。その結果、基部に含まれる無機多孔質体の細孔に水分を効率よく吸収、保持することができ、人工土壌粒子の保水性を向上させることができる。また、繊維は基部の表面を被覆することのみに使用されるため、比較的高価な繊維の使用量を削減でき、人工土壌粒子のコストダウンにも寄与し得る。
【００１１】
本発明に係る人工土壌粒子において、
前記無機多孔質体は、パーライトであることが好ましい。
【００１２】
本構成の人工土壌粒子によれば、無機多孔質体として高い空隙率及び適切なサイズの細孔を有するパーライトを基部に使用していることから、基部の保水力を十分に確保することができる。その結果、人工土壌粒子の保水性をさらに向上させることができる。また、パーライトは、無機多孔質体の中でも特に空隙率が高く、固形分が非常に少ないため、廃棄の際の廃棄物量を低減させることができる。さらに、パーライトは安価であるため、大量に使用する人工土壌に適しており、経済的にも有利となる。
【００１３】
本発明に係る人工土壌粒子において、
前記繊維は、０．３〜１ｍｍの繊維長を有することが好ましい。
【００１４】
本構成の人工土壌粒子によれば、繊維が適切な繊維長を有することから、基部を効果的に補強しながら、人工土壌粒子の水分吸着力を向上させることができる。その結果、強度及び保水性のバランスが優れた安価な人工土壌粒子を提供することができる。
【００１５】
本発明に係る人工土壌粒子において、
前記繊維は、親水性繊維であることが好ましい。
【００１６】
本構成の人工土壌粒子によれば、基部を被覆する繊維として親水性繊維を使用することで、基部を確実に補強しながら、人工土壌粒子の水分吸着力を確実に向上させることができる。その結果、強度及び保水性のバランスが優れた安価な人工土壌粒子を提供することができる。
【００１７】
本発明に係る人工土壌粒子において、
前記被覆層の平均厚（ａ）と前記基部の平均径（ｂ）との比率（ａ／ｂ）は、１／２０〜１／２であることが好ましい。
【００１８】
本構成の人工土壌粒子によれば、被覆層の平均厚と基部の平均径との比率が適切な範囲に設定されていることから、基部に起因する保水力と、被覆層に起因する強度、流動性、及び水分吸着力と、材料コストとの適切なバランスが維持される。その結果、強度、流動性、及び保水性のバランスが優れた安価な人工土壌粒子を提供することができる。
【００１９】
本発明に係る人工土壌粒子において、
前記無機多孔質体は、８０％以上の空隙率を有することが好ましい。
【００２０】
本構成の人工土壌粒子によれば、無機多孔質体は、８０％以上の空隙率を有することから、無機多孔質体に保持可能な水分量、いわゆる保水力を十分に確保することができる。その結果、人工土壌粒子の保水性をさらに向上させることができる。
【００２１】
本発明に係る人工土壌粒子において、
２〜１０ｍｍの粒径を有することが好ましい。
【００２２】
本構成の人工土壌粒子によれば、粒状体の粒径を適切な範囲に調整していることから、強度及び保水性のバランスが維持され、根菜類の栽培に適した取り扱いの容易な人工土壌培地を提供することができる。
【００２３】
上記課題を解決するための本発明に係る人工土壌培地の特徴構成は、
上記の何れか一つの人工土壌粒子を使用したことにある。
【００２４】
本構成の人工土壌培地によれば、無機多孔質体を含む基部の表面の少なくとも一部を繊維で被覆した人工土壌粒子を使用していることから、例えば、植栽等の作業時において外的な圧力が加わった場合でも、人工土壌粒子の構造は破壊され難いものとなり、人工土壌培地としての安定した機能を発揮させることができる。また、人工土壌粒子の被覆層の繊維は、無機多孔質体よりも摩擦が小さいため、人工土壌粒子が適度な流動性を備えることになり、スムーズな植え付けが可能となって、作業性が向上する。さらに、被覆層の繊維は、灌水時に速やかに水分を吸着し、繊維間の隙間に水を留めることができるため、灌水直後の水分の早期流失を抑制することができる。その結果、人工土壌粒子の基部に含まれる無機多孔質体の細孔に水分を効率よく吸収、保持することができ、人工土壌培地の保水性を向上させることができる。また、人工土壌粒子に使用される繊維は基部の表面を被覆することのみに使用されるため、比較的高価な繊維の使用量を削減でき、人工土壌培地のコストダウンにも寄与し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明に係る人工土壌粒子を模式的に示した説明図である。
【図２】図２は、本発明に係る人工土壌粒子を使用した人工土壌培地を模式的に示した説明図である。
【図３】図３は、本発明に係る人工土壌粒子の散水保水量を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る人工土壌粒子、及び当該人工土壌粒子を用いた人工土壌培地に関する実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。
【００２７】
＜人工土壌粒子＞
図１は、本発明に係る人工土壌粒子５０を模式的に示した説明図である。図１（ａ）は、粒状物である無機多孔質体１をそのまま基部１０として使用した人工土壌粒子５０であり、図１（ｂ）は微小な複数の無機多孔質体１を集合して基部１０を形成した人工土壌粒子５０である。図２は、図１（ａ）の本発明に係る人工土壌粒子５０を使用した人工土壌培地１００を模式的に示した説明図である。人工土壌粒子５０は、無機多孔質体１を含む基部１０と、基部１０の表面の少なくとも一部を繊維２で被覆する被覆層２０とを備えている。無機多孔質体１は、表面から内部にかけて多数の細孔３を有しており、当該細孔３に水分を保持することができる。被覆層２０は、基部１０の表面の一部又は全体を繊維２で被覆することで、基部１０を構成する無機多孔質体１を補強し、人工土壌粒子５０としての強度を維持している。基部１０は、図１（ａ）に示すように無機多孔質体１の粒状物でも、図１（ｂ）に示すように微小な複数の無機多孔質体１をバインダー等で造粒して形成した造粒物でもよい。基部１０を図１（ｂ）に示す造粒物として形成する場合、無機多孔質体１の間には空隙４が形成され、当該空隙４にも水分を保持することができる。従って、空隙４の状態（例えば、空隙４の大きさ、数、形状等）は、人工土壌粒子５０が保持可能な水分量、いわゆる保水力に関係する。空隙４の状態は、基部１０を造粒する際の無機多孔質体１の使用量、種類、大きさ等を変更することにより調整可能である。
【００２８】
無機多孔質体１は、高い空隙率を備えているため、大きな保水力を有している。例えば、無機多孔質体１としてパーライトを採用する場合、空隙率、つまり単位体積あたりの空間の占める割合は８０〜９０％であり、当該空間に水分を保持することができる。従って、パーライト等の無機多孔質体１は、優れた保水材として利用することができる。しかし、パーライト等は、火山岩原石を粉砕、焼成した後、発泡させて空隙率を高めているため、その構造は非常に脆く、搬送や植え付け作業中に無機多孔質体の多孔質構造が破壊され、保水性等の土壌としての機能が低下する場合がある。また、無機多孔質体１の中でも、特に真珠岩パーライト等は、表面の凹凸がいびつであるため粒子間の摩擦が特に大きくなり、植物の根を無機多孔質体１の土壌に直接植え付けることが難しく、根を入れてから真珠岩パーライト等の土壌を被せる必要があった。そこで、本発明の人工土壌粒子５０では、無機多孔質体１の表面に被覆層２０を設け、人工土壌粒子５０の強度を向上させるとともに、人工土壌粒子５０間の摩擦を低減させて人工土壌粒子５０の流動性を向上させている。その結果、保水性等の土壌としての機能を維持しながら、植物のスムーズな植え付けが可能となる。繊維２は、基部１０の表面にバインダー等で固定され、基部１０の表面を補強する補強材及び人工土壌粒子５０間の摩擦を低減する摩擦低減材として機能する。被覆層２０は、例えば、基部１０に、繊維２とバインダーとを添加して造粒することにより形成することができる。なお、本実施形態の人工土壌粒子５０の形状は、図１に示すように、球状に近い立体形状に構成されているが、例えば、扁平したラグビーボール形状、突起を有する金平糖形状、多面体形状、一定以上の厚みを有する板状、不定形状等に構成することも可能である。また、繊維２を予め色素や染料等で染色することで、カラフルで美観に優れた人工土壌粒子５０を作製することができる。
【００２９】
図２に示すように、人工土壌培地１００は、複数の人工土壌粒子５０が集合した団粒構造の状態で、人工土壌粒子５０間に一定の間隙３０を形成する。当該間隙３０は、空気及び水が通過することができるため、植物Ｐに必要な水を保持しながら余分な水を排出することができる。人工土壌粒子５０の基部１０に使用するパーライト等の無機多孔質体１は、高い空隙率を備えているため保水力は大きいが、細孔３のサイズが比較的小さく、細孔３内への水の吸収速度が遅い。このため、灌水等により水を供給しても、水が無機多孔質体１内に十分吸収しきれず、間隙３０から流失して、植物が水を有効に利用できない場合がある。そこで、基部１０を被覆する被覆層２０に使用する繊維２としては、親水性繊維を使用することが好ましい。被覆層２０に親水性繊維を使用すると、図２に示すように、被覆層２０の繊維２に水分Ｗが吸着し、複数の人工土壌粒子５０間に形成される間隙３０にも水分Ｗが保持される。つまり、繊維２は、水に対する吸着材として機能する。これにより、人工土壌培地１００からの水分Ｗの早期流失を抑制することができる。被覆層２０の繊維２に吸着した水分Ｗは、徐々に無機多孔質体１の細孔３に吸収され、人工土壌粒子５０の基部１０内で保持される。人工土壌培地１００を構成する人工土壌粒子５０が図１（ｂ）の造粒物である場合は、水分Ｗは毛細管現象により無機多孔質体１間に形成される空隙４に吸収され、さらに無機多孔質体１の細孔３に吸収される。また、間隙３０に水分Ｗが過剰に存在する状態となっても、人工土壌粒子５０の基部１０に水分Ｗが吸収されるため、人工土壌培地１００の通気性を一定以上確保することができ、栽培植物の根腐れ等が生じる虞も少ない。人工土壌培地１００の間隙３０に存在する水分Ｗが少なくなると、基部１０内に保持されている水分Ｗが徐々に放出され、植物に供給される。このような現象を利用すれば、植物への水遣りを低減することが可能となる。
【００３０】
無機多孔質体１の空隙率は、基部１０の保水力と関係している。基部１０に使用する無機多孔質体１の空隙率が低いと、基部１０の保水力が低下し、人工土壌粒子５０としての保水性を十分に維持できない虞がある。そこで、基部１０に使用する無機多孔質体１は、空隙率が８０％以上を有するものが好ましく、より好ましくは８５〜９５％の空隙率を有するものを使用する。無機多孔質体１の空隙率が８０％に満たないと、人工土壌粒子５０としての保水性を十分に維持できない虞がある。
【００３１】
基部１０に使用する無機多孔質体１は、多孔質鉱物、無機発泡体、無機多孔質骨材を含む。多孔質鉱物として、例えば、パーライト、珪藻土、バーミキュライト、パミスが挙げられ、無機発泡体として、例えば、ガラス発泡体、頁岩発泡体、シラスバルーンが挙げられ、無機多孔質骨材として、例えば、発泡コンクリート、発泡レンガが挙げられ、その中でも、パーライトが好ましい。上掲の無機多孔質体１は二種以上を混合した状態で使用することも可能である。これら無機多孔質体１の中でも、パーライトは、特に空隙率が高いため、基部１０の保水力を十分確保することができる。また、パーライトは、保肥性、微生物の活性化、根の伸長の促進、肥料焼けの防止等、優れた機能を備えるとともに、火山岩原石を焼成、発泡して形成したものであるため清潔感もある。したがって、パーライトは、植物工場や屋内で使用する人工土壌粒子５０の基部１０として好適に利用することができる。さらに、パーライトは安価であるため、大量に使用する人工土壌に適しており、経済的にも有利となる。無機多孔質体１はミネラル成分を多く含んでいるため、人工土壌粒子５０の基部１０として無機多孔質体１を使用すると、植物の栽培時にミネラル成分を別途添加しなくとも、植物を成長させることができる。例えば、真珠岩パーライトの組成は、ＳｉＯ２：７５％、Ａｌ２Ｏ３：１４％、Ｆｅ２Ｏ３：０．９％、ＣａＯ：０．１％、Ｋ２Ｏ：４．２％、Ｎａ２Ｏ：３．５％であり、植物の必須元素であるカリウム、カルシウム、鉄等を多く含んでいる。本発明の人工土壌粒子５０の基部１０にパーライトを使用すると、パーライトの優れた機能を維持しながら、パーライトの欠点である、強度、流動性、及び吸水速度を補うことが可能となり、優れた人工土壌粒子を得ることができる。
【００３２】
被覆層２０を構成する繊維２には、合成繊維、又は天然繊維が適宜選択される。合成繊維として、例えば、ビニロン、ポリエステル、ナイロン、アクリル、アセテート、ウレタン、ポリオレフィン等が挙げられ、天然繊維として、例えば、羊毛、綿、レーヨン、セルロース等が挙げられる。これら繊維のうち、好ましい親水性繊維として、例えば、ビニロン、ウレタン、ナイロン、アセテート、綿、羊毛、レーヨン、セルロースが挙げられ、その中でもビニロンがより好ましい。
【００３３】
被覆層２０の繊維２は、上述の如く、人工土壌粒子５０の補強材としての機能と、人工土壌粒子５０間の摩擦を低減する摩擦低減材としての機能と、水分に対する吸着材としての機能とを備えている。ここで、人工土壌粒子５０の強度及び保水性は、基部１０を被覆する繊維２の繊維長及び繊維径を変更することにより調整可能である。繊維２の繊維長は、好ましくは０．３〜１ｍｍであり、より好ましくは０．４〜０．６ｍｍである。繊維２の繊維長が、０．３ｍｍより短いと、被覆層２０の繊維２の水分吸着力が低下し、人工土壌培地１００の間隙３０に水分Ｗを十分保持できなくなる虞がある。また、繊維２が固定され難くなり、人工土壌粒子５０の強度を十分向上させることができなくなる虞がある。一方、繊維２の繊維長が１ｍｍより長いと、人工土壌粒子５０の基部１０の表面に繊維２が十分固着せず、毛羽立った状態となり、人工土壌粒子５０の強度を十分向上させることができなくなる虞がある。繊維２の繊維径は、好ましくは１５μｍ以上である。繊維２の繊維径が、１５μｍより小さいと、人工土壌粒子５０の乾燥時に水の表面張力で収縮して繊維２間に形成される隙間が小さくなり、繊維２間の隙間に水分Ｗを十分留めることができなくなって、灌水直後の水分Ｗの早期流出を抑制することが困難になる虞がある。
【００３４】
人工土壌粒子５０の強度、流動性、及び保水性を向上させるためには、被覆層２０の平均厚ａ及び基部１０の平均径ｂを適切なサイズに設定し、基部１０に起因する保水力と、被覆層２０の繊維２に起因する強度、流動性、及び水分吸着力とのバランスを考慮する必要がある。本実施形態では、被覆層２０の平均厚ａは、５００〜３０００μｍ、好ましくは１０００〜２０００μｍに設定される。被覆層２０の平均厚ａを５００μｍより小さく設定すると、人工土壌粒子５０の外部に存在する水分Ｗを十分に吸着、保水することができなくなり、水分Ｗの間隙３０からの早期流失を抑制することが困難になる虞がある。また、被覆層２０は、人工土壌粒子５０に剛性及び流動性を付与しているため、平均厚ａを５００μｍより小さく設定すると、人工土壌粒子５０の十分な強度及び流動性が得られなくなる虞がある。一方、被覆層２０の平均厚ａを３０００μｍより大きく設定すると、基部１０の通水性が悪くなって保持できる水分量が減少する虞がある。また、比較的高価な繊維２を多く使用することになるため、経済的にも不利になる。基部１０の平均径ｂは、１．５〜９ｍｍ、好ましくは３〜６ｍｍに設定される。基部１０の平均径ｂを１．５ｍｍより小さく設定すると、基部１０内に十分な水分を蓄えることが難しくなる。一方、基部１０の平均径ｂを９ｍｍより大きく設定すると、人工土壌粒子５０間の間隙３０が大きくなり過ぎて人工土壌培地１００の排水性が過剰となり、植物が水を吸収し難くなって枯死する虞がある。また、被覆層２０の平均厚ａと基部１０の平均径ｂとの関係において、両者の比率ａ／ｂを適切な範囲に設定することも重要であり、本実施形態では、比率ａ／ｂは、１／２０〜１／２に、好ましくは１／１０〜１／５に設定される。比率ａ／ｂを１／２０より小さく設定すると、基部１０に対して被覆層２の厚みが薄くなり過ぎて外部に存在する水分Ｗを十分に吸着することができず、人工土壌粒子５０の保水性が低下する虞がある。また、人工土壌粒子５０としての強度及び流動性を維持できなくなる虞もある。一方、比率ａ／ｂを１／２より大きく設定すると、基部１０が被覆層２に対して相対的に小さくなり、人工土壌粒子５０が十分に水分Ｗを保持することができなくなる虞がある。
【００３５】
人工土壌粒子５０の粒径は、２〜１０ｍｍに設定される。人工土壌粒子５０の粒径を２ｍｍより小さく設定すると、人工土壌粒子５０間に形成される間隙３０が小さくなり過ぎて、人工土壌培地１００の通気性が低下し、栽培植物の根腐れが生じる虞がある。また、基部１０に被覆層２０を形成することが難しくなる。一方、人工土壌粒子５０の粒径を１０ｍｍより大きく設定すると、人工土壌粒子５０間に形成される間隙３０が大きくなり過ぎて人工土壌培地１００の排水性が過剰となり、植物が水分を吸収し難くなって枯死する虞がある。また、植物の支持力も低下する虞がある。
【００３６】
＜人工土壌粒子の製造方法＞
本発明の人工土壌粒子５０の製造方法について説明する。基部１０に無機多孔質体１の粒状物を使用する場合、篩などにかけて所望の粒径の粒状物を選別し、基部１０としてそのまま使用する。また、人工土壌粒子５０の基部１０を微小な複数の無機多孔質体１を集合して形成する場合、無機多孔質体１にバインダーや溶媒等を加えて混合し、混合物を造粒機に導入し、転動造粒、流動層造粒、攪拌造粒、圧縮造粒、押出造粒、破砕造粒、溶融造粒、噴霧造粒等の公知の造粒法により造粒物を形成することができる。得られた造粒物は、必要に応じて乾燥及び分級が行われ、基部１０として用いられる。また、無機多孔質体１にバインダーを加え、さらに必要に応じて溶媒等を加えて混練し、これを乾燥してブロック状にしたものを、乳鉢及び乳棒、ハンマーミル、ロールクラッシャー等の粉砕手段で適宜粉砕して造粒物とすることも可能である。当該造粒物は、そのまま基部１０として用いることもできるが、篩にかけて所望の粒径に調整することが好ましい。
【００３７】
バインダーとしては、例えば、ポリオレフィン系バインダー、ポリビニルアルコール系バインダー、ポリウレタン系バインダー、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル等の酢酸ビニル系バインダー、ウレタン樹脂、ビニルウレタン樹脂等のウレタン樹脂系バインダー、アクリル樹脂系バインダー、シリコーン樹脂系バインダー等の合成樹脂系バインダー；デンプン、カラギーナン、キサンタンガム、ジェランガム、アルギン酸塩等の多糖類、ポリアミノ酸、膠等のたんぱく質等の天然物系バインダーが挙げられる。
【００３８】
被覆層２０を形成するにあたっては、得られた基部１０の表面を繊維２で被覆して被覆層２０を形成する。例えば、基部１０に繊維２とバインダーとを添加して混合し、基部１０の表面に繊維２を付着させる。このとき、水不溶性のバインダーを用いることが好ましい。これにより、灌水等によって被覆層２０が崩壊することを防止することができるため、人工土壌粒子５０の強度及び耐久性を維持することができる。水不溶性のバインダーとして、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリウレタン、ビニルウレタン等のウレタン系樹脂等を主成分とするバインダーが挙げられる。これらのうち、ポリエチレンを主成分とする水不溶性バインダーが好ましい。
【実施例】
【００３９】
本発明の人工土壌粒子に関する実施例について説明する。実施例では、人工土壌培地の散水時の保水量（散水保水量）を測定し、人工土壌粒子の構造の違いによる人工土壌培地の保水性を評価した。
【００４０】
〔人工土壌粒子の作製〕
人工土壌粒子の基部を構成する無機多孔質体として、パーライト（太平洋マテリアル株式会社製）を使用し、人工土壌粒子の被覆層を構成する繊維として、ビニロン短繊維（長さ０．５ｍｍ  株式会社クラレ製）を使用した。パーライトを篩にかけて、基部の平均粒径が、２〜４ｍｍとなるように調整した。次いで、パーライトを撹拌混合造粒装置（有限会社Ｇ−Ｌａｂｏ製）で撹拌しながら、ポリエチレンエマルジョン（セポルジョン（登録商標）Ｇ３１５、住友精化株式会社製、濃度４０重量％）をスプレーで塗布するとともにビニロン短繊維を投入してパーライトの表面にビニロン短繊維を均一に付着させた。ポリエチレンエマルジョンのスプレー及びビニロン短繊維の投入は、人工土壌粒子の粒径が所望の大きさになるまで繰り返し実行した。使用したポリエチレンエマルジョン及びビニロン短繊維の量は、パーライトの重量に対して、それぞれ１０重量％及び２０重量％に調整した。ビニロン短繊維が付着したパーライトを、６０℃で乾燥した後、１００℃に加熱し、ポリエチレンエマルジョン中のポリエチレン樹脂を溶融させてビニロン短繊維を融着して固定化し、ビニロン短繊維でパーライトの表面全体が被覆された人工土壌粒子を作製した。人工土壌粒子を篩がけし、粒径が３〜５ｍｍの範囲となるように調整したものを実施例の人工土壌粒子とした。比較例１の人工土壌粒子は、パーライトの基部を繊維で被覆せず、パーライトの表面が露出している粒子をそのまま人工土壌粒子として使用した。比較例２の人工土壌粒子は、市販のハイドロコーン（有限会社三浦園芸社製）をそのまま使用した。
【００４１】
＜散水保水量＞
クロマト管に試験対象の各人工土壌粒子を１４０ｃｃ充填し、水１１０ｍｌ（１０ｍｌ×６回＋２０ｍｌ×３回）を３分〜５分間隔でクロマト管上部より注入し、注入した水がクロマト管の下部から落水する間隔が３分以上となった時の保水量を測定し、試験対象の土壌１００ｃｃに対する保水量に換算して散水保水量（容量％）とした。保水量の測定は、上記試験を行った土壌の重量から予め測定しておいた試験対象の土壌の重量を差し引くことにより算出した。
【００４２】
＜試験結果＞
図３は、本発明に係る人工土壌粒子の散水保水量を示したグラフである。図３に示すように、実施例の人工土壌粒子の散水保水量は３５容量％であった。これに対し、比較例１の人工土壌粒子では、散水保水量は２５容量％であり、実施例の人工土壌粒子の約７割の性能に留まっていた。これは、パーライトの水の吸収速度が遅いため、十分に水分を吸収しきれず、系外に排出されたものと考えられる。比較例２の人工土壌粒子においては、散水保水量は１０容量％であり、実施例の人工土壌粒子の３割未満の性能に過ぎなかった。このように、本発明の人工土壌粒子は、従来の人工土壌粒子と比べて高い散水保水量を有するものであり、安価な材料を使用しながら高い保水性を実現可能であることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る人工土壌粒子、及び当該人工土壌粒子を用いた人工土壌培地は、家庭菜園、植物工場、屋内緑化等における農業、園芸分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１              無機多孔質体
２              繊維
４              空隙
１０            基部
２０            被覆層
５０            人工土壌粒子
１００          人工土壌培地
ａ              被覆層の平均厚
ｂ              基部の平均径
【図１】
2015195779.tif 000003
【図２】
2015195779.tif 000004
【図３】
2015195779.tif 000005