(57)【要約】【課題】ロックウール等の人造鉱物繊維に添加することにより添加した人造鉱物繊維のｐＨを植物の育成に適正な範囲に調整でき、且つ当該人造鉱物繊維の損失が少ない人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を提供すること。また、ｐＨが植物の育成に適正な範囲であり且つ損失の少ない人造鉱物繊維を提供すること。また、ｐＨが植物の育成に適正な範囲であり且つ損失の少ない人造鉱物繊維が得られる人造鉱物繊維の製造方法を提供すること。ｐＨが植物の育成に適正な範囲であり且つ用いる人造鉱物繊維の損失の少ない植物栽培装置を提供すること。【手段】特定の酸性の水溶液を用いる。ｐＨが１．０〜５．０の範囲にあると好適である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸性の緩衝溶液からなる人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤。
【請求項２】
前記緩衝溶液のｐＨが１．０〜５．０の範囲にある請求項１記載の人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤。
【請求項３】
請求項１又は２記載の人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を添加した人造鉱物繊維。
【請求項４】
人造鉱物繊維に、請求項１又は２記載の人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を添加することを特徴とする人造鉱物繊維の製造方法。
【請求項５】
請求項３記載の人造鉱物繊維からなる植物栽培用培地と、水供給手段とを具備することを特徴とする植物栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤に関する。詳しくは、培地用人造鉱物繊維に添加することにより添加した人造鉱物繊維のｐＨを植物の育成に適正な範囲に調整でき且つ当該人造鉱物繊維の損失を抑制できる人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤に関する。また、本発明は、人造鉱物繊維及びその製造法に関する。詳しくは、そのｐＨを植物の育成に適正な範囲に調整され且つ損失の少ない人造鉱物繊維及びそのような人造鉱物繊維が得られる製造法に関する。また、本発明は、植物栽培装置に関する。詳しくは、培地のｐＨが植物の育成に適正な範囲に調整された植物栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特定粒径の粒状化したロックウールやグラスウール（ガラスウール）等の人造鉱物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、グラスウールは、廃ガラス及び石灰石を主な原料としてロックウールと類似の方法で製造される。
【０００３】
ところで、植物の栽培において、植物の種類毎に適したｐＨが異なる。例えば、レタスでは６．５〜７．０、イチゴでは５．５〜６．５、バラでは５．５〜７．０である。ロックウールやグラスウールは充分に水に浸漬させると、その水のｐＨは高い値を示す。そこで、ロックウールに、食酢等の酸性化剤を中性以上アルカリ性を示す物質（例えば活性炭）に吸着・反応させて、該物質（例えば活性炭）内にｐＨ３．５以上５未満の酸性液を担持させたロックウール培地用酸性担持体が開示されている（例えば特許文献３参照。）。また、ロックウールを硫酸、硫酸鉄、クエン酸、リンゴ酸、フマール酸等の酸性化剤で処理することにより、ｐＨを３．５〜７未満の酸性に調整する技術がある（例えば特許文献４参照。）。特開昭６１−０８１７３３号公報（特許文献４）には、酸性担持体に担持（保持）させる酸性液のｐＨが３．５よりも低いと、ロックウール繊維そのものを溶かしてしまうことが開示されている（第２頁左下欄乃至同頁右下欄参照。）。しかし、添加する酸性物質のｐＨが小さい値のものの方が、より少量で培地のｐＨを小さくすることができる点では好ましい。
【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５８−１５２４１６号公報
【特許文献４】特開昭６１−０８１７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ロックウール等の人造鉱物繊維に添加することにより添加した人造鉱物繊維のｐＨを植物の育成に適正な範囲に調整でき、且つ当該人造鉱物繊維の損失が少ない人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を提供することを目的とする。また、本発明は、ｐＨが植物の育成に適正な範囲であり且つ損失の少ない人造鉱物繊維を提供することを目的とする。また、本発明は、ｐＨが植物の育成に適正な範囲であり且つ損失の少ない人造鉱物繊維が得られる人造鉱物繊維の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ｐＨが植物の育成に適正な範囲であり且つ用いる人造鉱物繊維の損失の少ない植物栽培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】
【０００６】
本発明者は、前記課題解決のため鋭意検討した結果、特定の酸性の水溶液を用いることにより、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）又は（２）で表す人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤、（３）で表す人造鉱物繊維、（４）で表す人造鉱物繊維の製造方法、及び（５）で表す植物栽培装置である。
（１）酸性の緩衝溶液からなる人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤。
（２）前記緩衝溶液のｐＨが１．０〜５．０の範囲にある上記（１）の人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤。
（３）上記（１）又は（２）の人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を添加した人造鉱物繊維。
（４）人造鉱物繊維に、上記（１）又は（２）の人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を添加することを特徴とする人造鉱物繊維の製造方法。
（５）上記（３）の人造鉱物繊維からなる植物栽培用培地と、水供給手段とを具備することを特徴とする植物栽培装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ロックウール等の人造鉱物繊維に添加することにより添加した人造鉱物繊維のｐＨを植物の育成に適正な範囲に調整でき、且つ当該人造鉱物繊維の損失が少ない人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤が得られる。また、本発明によれば、ｐＨが植物の育成に適正な範囲であり且つ損失の少ない人造鉱物繊維が得られる。また、本発明によれば、ｐＨが植物の育成に適正な範囲であり且つ損失の少ない人造鉱物繊維が得られる人造鉱物繊維の製造方法が得られる。また、本発明によれば、ｐＨが植物の育成に適正な範囲であり且つ用いる人造鉱物繊維の損失の少ない植物栽培装置が得られる。また、本発明によれば、人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤の緩衝作用により、人造鉱物繊維、当該人造鉱物繊維からなる植物育成用培地のｐＨの変動を抑制し得る。また、本発明によれば、人造鉱物繊維の損失が少ないことから、経済的なメリットがあるとともに、ｐＨ調整前の元の人造鉱物繊維の量を同一としたときに、植物育成用培地の保水量が高い。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ｐＨ調整した人造鉱物繊維の吸水率の測定の模式的な工程である。
【図２】本発明の植物栽培装置の一例の模式的な斜視図を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤は、酸性の緩衝溶液からなることを特徴とする。人造鉱物繊維の損失が少なく、且つより少量で人造鉱物繊維（培地）のｐＨを小さくすることができることから、ｐＨ１．０〜５．０の緩衝溶液からなることが好ましく、ｐＨ１．５〜４．０の緩衝溶液からなることが更に好ましく、ｐＨ２．０〜３．４の緩衝溶液からなることが最も好ましい。
【００１０】
本発明に用いることのできる緩衝溶液としては、例えば、鉱酸と鉱酸塩からなる水溶液、有機酸と有機酸塩からなる水溶液、鉱酸と有機酸塩からなる水溶液、有機酸と鉱酸塩からなる水溶液、鉱酸と有機酸並びに有機酸塩からなる水溶液、鉱酸と有機酸並びに鉱酸塩からなる水溶液、鉱酸並びに鉱酸塩と有機酸塩からなる水溶液、有機酸並びに鉱酸塩と有機酸塩からなる水溶液、鉱酸と有機酸並びに鉱酸塩と有機酸塩からなる水溶液が挙げられ、鉱酸、鉱酸塩、有機酸及び有機酸塩は２種以上を併用してもよい。鉱酸としては、例えば塩酸、硫酸、ホウ酸、リン酸等が挙げられる。又、鉱酸塩としては、例えば塩化物、硫酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩等が挙げられる。又、有機酸としては、例えば酢酸、蟻酸、フタル酸、乳酸、酒石酸、クエン酸等が挙げられる。又、有機酸塩としては、例えば酢酸塩、蟻酸塩、フタル酸塩、乳酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩等が挙げられる。人造鉱物繊維の損失が少ないことから、有機酸を用いた緩衝溶液が好ましい。
【００１１】
本発明の人造鉱物繊維は、上記の人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を添加した人造鉱物繊維である。本発明に用いる人造鉱物繊維としては、例えばロックウール、グラスウール又はセラミックスウールが繊維が綿状（ウール状）であることから好ましい例として挙げられ、コストが低いにも拘らず高い含水率の植物用培地が得られ易いことからロックウール又はグラスウールがより好ましく、ロックウールが特に好ましい。また、ロックウール（特に高炉スラグを原料に用いたロックウール（スラグウール））又はグラスウールは、省資源及び省エネルギーの点からも好ましい。また、本発明において、人造鉱物繊維としては、短繊維でも長繊維でもよいが、高い含水率が得られ、植物が根を張りやすいことから、綿状（ウール状）の繊維が好ましい。また、綿状の人造鉱物繊維としては、綿状の人造鉱物繊維を圧密したものでも、圧密したものを解砕したもの（例えば、粒状綿、微粒綿等）でも、或いは、これらに尿素樹脂等のバインダーを添加しボード状、ブロック状又はパイプ状等に成型したものでもよい。
【００１２】
人造鉱物繊維に対し人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を添加する割合（添加率）は、育成する植物の適するｐＨの範囲、元の人造鉱物繊維のｐＨ等により調整することができる。
【００１３】
本発明の人造鉱物繊維の製造方法は、人造鉱物繊維に、上記の人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を添加することを特徴とする。人造鉱物繊維に人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を添加する方法としては、例えば、人造鉱物繊維に人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を噴霧する方法、人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤に人造鉱物繊維を浸漬させる方法、人造鉱物繊維に人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を滴下する方法、人造鉱物繊維に人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を掛け流す方法、人造鉱物繊維を人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤のエアロゾル（霧）が充満している部屋（容器）内を通過させる方法等が好ましい例として例示できる。
【００１４】
本発明の植物栽培装置は、上記の人造鉱物繊維からなる植物栽培用培地と、水供給手段とを具備することを特徴とする。上記の人造鉱物繊維からなる植物栽培用培地としては、上記の人造鉱物繊維そのものでも、上記の人造鉱物繊維を容器に充填したものでも、バット状又は皿状容器に上記の人造鉱物繊維を載せたものでもよい。ここで用いる容器としてはその材質は限定されず、例えば、ステンレス等の金属、樹脂、モルタル、コンクリート、木、竹、石、ガラス、陶磁器を含むセラミックス等の１種又は２種以上を用いた容器が使用できる。また、容器の形状も特に限定されず、例えばバット状又は皿状、箱状、筒状等が例示できる。
【００１５】
本発明において、水供給手段としては、水を供給できるものであれば、自動で水を供給するものでも、手動で水を供給するものでもよく、これらの２種以上を組み合わせたものでもよい。例えば、貯水容器（タンク）とこれに連通するホース又は管を具備し貯水容器内の水の位置エネルギーにより水を供給するもの、貯水容器（タンク）とこれに連通するホース又は管並びにポンプを具備しこのポンプにより水を供給するもの、密閉貯水容器（タンク）とこれに連通するホース又は管並びに加圧装置を具備し該加圧装置により貯水容器内の空気を加圧することにより水を供給するもの、水道の蛇口に連通するホース又は管を具備し水道の水圧により水を供給するもの等が挙げられる。また、これらに霧化手段を具備し、水を霧状にして供給させてもよい。供給する水としては、水道水、地下水、河川や湖沼の水、雨水を貯めた水、再生水等様々な水が使用でき、単なる水のほか、肥料が含まれているものでもよい。
【実施例】
【００１６】
［実施例１］
・人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤の作製
２．０Ｍクエン酸水溶液と０．５Ｍリン酸二水素ナトリウム水溶液を体積比７：３で混合することで緩衝溶液を作製し、人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤とした。作製した緩衝溶液のｐＨは２．１であった。
【００１７】
・ｐＨ調整した人造鉱物繊維の作製
ロックウール（微粒綿、太平洋マテリアル社製）１００ｇをステンレス製バットに入れ、作製した人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を所定量（１０ｇ及び２０ｇ）市販の霧吹きにより噴霧した。人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を噴霧したロックウールが均質になるように攪拌することで、ｐＨ調整した人造鉱物繊維（ｐＨ調整ロックウール）を作製した。試験に用いたロックールは、軽装かさ密度０．１０ｇ／ｃｍ３、真密度２．９７ｇ／ｃｍ３のものを用いた。尚、軽装かさ密度は、次のように測定する。内容積が判っている容器に、落差がつかないよう、静かに、溢れるまで、ロックウール（微粒綿）を充填する。容器上面から食み出した試料を、定規ですり切ることで、取り除く。この時の容器内部に充填した試料の質量を求める。前記質量／前記内容積で求められた値が軽装かさ密度である。
比較として、同じロックウール（微粒綿）１００ｇに４．０Ｍリン酸水溶液を所定量（１０ｇ及び２０ｇ）市販の霧吹きにより噴霧した後、ロックウールが均質になるように攪拌することで、リン酸によりｐＨ調整した人造鉱物繊維（リン酸噴霧のｐＨ調整ロックウール（比較品））を作製した。
【００１８】
・ｐＨ測定
作製したｐＨ調整ロックウール２０ｇに１００ｇのイオン交換蒸留水をビーカー内で加え攪拌後にｐＨメーターで当該水のｐＨを測定した。比較として、比較品を用い、同様にｐＨを測定した。ｐＨの測定結果を表１に示した。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
・ｐＨ調整した人造鉱物繊維の収率測定
上記と同様に作製したｐＨ調整ロックウール（ロックウール１００ｇに対し人造鉱物繊維用ｐＨ調整剤を２０ｇ添加したもの。）を作製に用いたバットに入れたまま、１０５℃に設定した乾燥器に入れ乾燥させた。乾燥器から取り出した後、ｐＨ調整ロックウールのうち植物用培地として使用可能な状態、即ち、綿状のままのｐＨ調整ロックウールと、バットに残った残渣とを選別し、その質量を測定し求め、その割合を求めた。バットに残った残渣、即ち、植物用培地として使用できない状態のｐＨ調整ロックウールの割合は、３．２質量％で低い割合であった。また、比較品（ロックウール１００ｇに対し４．０Ｍリン酸水溶液を２０ｇ添加したもの。）についても同様に、バットに残った残渣、即ち、植物用培地として使用できない状態のｐＨ調整ロックウール（比較品）の割合を求めたところ、７．３質量％と高い割合であった。
【００２１】
・ｐＨ調整した人造鉱物繊維の吸水率の測定
内容積（Ｖ０）２５０ｃｍ３の円筒容器（ガラス管）１０１の一方の開口を通水性布地（ナイロンメッシュ）１０４を取り付け塞いだ後に、もう一方の開口より乾燥後のｐＨ調整ロックウール１０６を円筒容器内１０１に充填した。ｐＨ調整ロックウール１０６を充填後に、円筒容器１０１の開いている開口を通水性布地（ナイロンメッシュ）１０７を取り付け塞いだ。（以上、図１（１）乃至図１（２））このとき、ｐＨ調整ロックウールの体積（嵩）Ｖと円筒容器の内容積Ｖ０は等しい。また、このとき、ｐＨ調整ロックウール１０６を充填した円筒容器１０１の質量（浸漬前の質量）Ｗを測定しておく（図１（３））。ｐＨ調整ロックウールのかさ密度は０．１６ｇ／ｃｍ３であった。ｐＨ調整ロックウール１０６を詰めた円筒容器１０１を水中に完全に１時間水没させた（水中に浸漬した。）（図１（４））。浸漬後、円筒容器を略鉛直に立たせ水（重力水）１０５を排出した（図１（５））。水の落下が見られなくなった後、浸漬後のｐＨ調整ロックウールを充填した円筒容器の質量Ｗ１を速やかに測定し、次式（１）により体積含水率Ｒを算出した（図１（６））。その結果、体積含水率Ｒは７１．１％と高かった。また、同様に、ｐＨ調整前のロックウール（微粒綿）の体積含水率Ｒを求めたところ、ｐＨ調整ロックウール（本発明品）と略同じ７１．２％であった。
Ｒ＝（（Ｗ１−Ｗ）÷ρＷ）÷Ｖ×１００  （％）  ・・・・  （１）
（ここで水の密度ρＷ（＝１．００ｇ／ｃｍ３）とする。）
【００２２】
また、同様に求めた、比較品（ロックウール１００ｇに対し４．０Ｍリン酸水溶液を２０ｇ添加したもの。）の体積含水率Ｒは６７．１％と低い値であった。
【００２３】
このｐＨ調整した人造鉱物繊維の吸水率の測定工程を、図１に模式的に示した。
【００２４】
［実施例２］
実施例１で作製したｐＨ調整ロックウール２０６を窓（開口）２０２の開いている樹脂性円筒容器（樹脂管）２０１に充填した。樹脂性円筒容器２０１の両端の開口２０５及び２０８はナイロンメッシュ２０４及びナイロンメッシュ２０９を取り付け塞いである。樹脂管２０１の両端に、樹脂管２０１と同じ内径の漏斗２１２を接着テープ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。蛇口２１１を開けると、水がビニールホース２１０、漏斗２１２、樹脂性円筒容器２０１を通り、ｐＨ調整ロックウール２０６に供給される。余分な水２０７は、蛇口２１１と反対側の漏斗２１２及びビニールホース２１０を通じて排出される。植物の苗又は種を窓（開口）２０２の部分のｐＨ調整ロックウール２０６に設置する。この植物栽培装置２０３を図２に示した。
【００２５】
［実施例３］
実施例１で作製したｐＨ調整ロックウールを不織布からなる透水性容器に充填した。該容器の上部をカッターナイフで小窓を空け、そこに植物の苗を定植した。苗から１ｃｍ程度のところに細管が挿してある。この細管は、液体肥料（水溶液）のタンクと連通し、その間に液体肥料供給用ポンプが備わっている。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、ビニールハウスや植物工場等で、葉菜類（レタス、ホウレンソウ、韮、ミツバなど）、果実類（イチゴ、トマト、ナス、パプリカ、柿など）並びに観賞用植物（バラ、ガーベラ、マリーゴールド、スパティフィラムなど）等の植物の栽培に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０１  ガラス製円筒容器（ロックウール充填用ガラス管）
１０２  浸漬用容器
１０３  水
１０４  ナイロンメッシュ
１０５  重力水
１０６  ｐＨ調整ロックウール
１０７  ナイロンメッシュ
１０８  電子天秤
２０１  樹脂製円筒容器（ロックウール充填用樹脂管）
２０２  窓（開口）
２０３  植物栽培装置
２０４  ナイロンメッシュ
２０５  開口
２０６  ｐＨ調整ロックウール
２０７  水
２０８  開口
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】
2015116160.tif 000004
【図２】
2015116160.tif 000005