(57)【要約】【課題】「粉」分等の付加価値の少ない鹿沼土や赤玉土から、付加価値の高い規定サイズの硬質鹿沼土や赤玉土を製造する。【解決手段】粒径が「細」または「粉」の鹿沼土、或いは硬さが「通常」または「軟質」の鹿沼土を原料とし、これにバインダーと必要に応じて水を添加して混練・造粒した後、この混練・造粒物を乾燥させ、この乾燥物を破砕及び／又は篩い分けることにより、硬質鹿沼土製品を製造する。バインダー等を添加する際、同時にパーライトを添加しても良い。また、赤玉土についても同様な手順により「粉」から付加価値の高い赤玉土製品が製造可能である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒径が「細」または「粉」の鹿沼土、或いは硬さが「通常」または「軟質」の鹿沼土を原料とし、これにバインダーと必要に応じて水を添加して混練・造粒した後、この混練・造粒物を乾燥させ、この乾燥物を破砕及び／又は篩い分けることにより、硬質鹿沼土製品を製造することを特徴とする硬質鹿沼土の製造方法。
【請求項２】
粒径が「細」または「粉」の鹿沼土、或いは硬さが「通常」または「軟質」の鹿沼土を原料とし、これにバインダーとパーライトと必要に応じて水を添加して混練・造粒した後、この混練・造粒物を乾燥させ、この乾燥物を破砕及び／又は篩い分けることにより、硬質鹿沼土製品を製造することを特徴とする硬質鹿沼土の製造方法。
【請求項３】
粒径が「粉」の赤玉土を原料とし、これにバインダーと必要に応じて水を添加して混練・造粒した後、この混練・造粒物を乾燥させ、この乾燥物を破砕及び／又は篩い分けることにより、赤玉土製品を製造することを特徴とする赤玉土の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば園芸用土として「粉」等の付加価値の低い鹿沼土や赤玉土から、付加価値の高い規定サイズの硬質鹿沼土や赤玉土を製造する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、園芸用土として市販されている鹿沼土や赤玉土製品は、採取した天然原料を乾燥した後、破砕、篩い分けによって一定の粒径にサイズ分けするようにしており、これら鹿沼土の粒径のサイズ区分は、「大」（１１．００ｍｍ超〜１８．００ｍｍ以下）、「中」（５．１５ｍｍ超〜１１．００ｍｍ）、「小」（１．９７ｍｍ超〜５．１５ｍｍ以下）、「細」（１．０７ｍｍ超〜１．９７ｍｍ以下）、「粉」（０．００ｍｍ超〜１．０７ｍｍ以下）の５区分であり、このうち、「細」（１．０７ｍｍ超〜１．９７ｍｍ）は付加価値が低いものとされ、「粉」（０．００ｍｍ超〜１．０７ｍｍ以下）については、廃棄されるのが一般的である。
また、硬質鹿沼土は、硬さが「通常」や「軟質」の鹿沼土に較べて圧縮強度が高く耐久性が良くて型くずれしにくいことから保水、通気性が良く、付加価値が高い用土とされている。
そして、このような園芸用土の粒度を維持して粉末を少なくし、通気性や保水性を良好する技術として、粒状培用土をコンベア上に落下させ、乾燥装置で熱風を吹き付けて乾燥させるような技術が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２５３７４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、硬質鹿沼土や赤玉土の資源量は非常に少なく、希少であるとともに、天然資源の硬質鹿沼土や赤玉土を採取して一定サイズに破砕、篩い分けする際、付加価値の少ない「粉」が発生するため、資源の有効利用に限度があった。
【０００５】
そこで本発明は、園芸用土として付加価値の低い「粉」等の鹿沼土や赤玉土から、付加価値の高い規定サイズの硬質鹿沼土製品や赤玉土製品を製造することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、粒径が「細」または「粉」の鹿沼土、或いは硬さが「通常」または「軟質」の鹿沼土を原料とし、これにバインダーと必要に応じて水を添加して混練・造粒した後、この混練・造粒物を乾燥させ、この乾燥物を破砕及び／又は篩い分けることにより、硬質鹿沼土製品を製造するようにした。
【０００７】
ここで、硬さが「通常」の鹿沼土の圧縮強度は、硬質鹿沼土に較べて４０〜７０％程度の強度であり、「軟質」の鹿沼土の圧縮強度は、それ以下である。
また、バインダー等を添加して混練・造粒する装置としては、例えば脱水ケーキの解砕・混練・造粒（塊状化）を同時に行う特開２０００−１４０８２０号の「再生造粒物の製造装置」等を使用することが出来、水は、原料の含水量に応じて適切量を添加するか、または原料の含水量によっては添加しないでバインダーだけを添加するようにする。
また、バインダーとしては、例えばポリビニルアルコールを主成分とする事務用糊や合板用接着剤や紙用接着剤等を使用することが出来る。
【０００８】
そして、「軟質」または「通常」の鹿沼土、或いはサイズ区分が「細」または「粉」の鹿沼土にバインダーと必要に応じて水を添加して混練し、これを天日等で乾燥させた後、サイズの大きいものはクラシャー等で破砕し、適切なサイズのものは篩い分けることにより一定のサイズ区分の硬質鹿沼土製品を得る。
【０００９】
また本発明では、粒径が「細」または「粉」の鹿沼土、或いは硬さが「通常」または「軟質」の鹿沼土を原料とし、これにバインダーとパーライトと必要に応じて水を添加して混練・造粒した後、この混練・造粒物を乾燥させ、この乾燥物を破砕及び／又は篩い分けることにより、硬質鹿沼土製品を製造するようにした。
【００１０】
ここで、混練の際にパーライト（真珠岩を高温処理して多孔質にしたもの）を添加するのは、見掛比重の軽量化や、歩留りの向上や、通気性・吸水性の向上等の物性改善あるいは調整のためであり、このようにパーライトを添加することで、見掛比重が低下して取扱いが容易になるとともに、通気性や保水性が良好となる。
【００１１】
尚、硬質鹿沼土の製造の場合と同様に、粒径が「粉」の赤玉土を原料とし、これにバインダーと必要に応じて水を添加して混練・造粒した後、この混練・造粒物を乾燥させ、この乾燥物を破砕及び／又は篩い分けることにより、赤玉土製品を製造することも可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで、図１は硬質鹿沼土の製造方法を示し、（ａ）はバインダー等を添加して混練・造粒する場合の工程図、（ｂ）はバインダーとパーライト等を添加して混練・造粒する場合の工程図である。
【００１３】
本発明に係る硬質鹿沼土や赤玉土の製造方法は、「粉」等の付加価値の低い鹿沼土や赤玉土から、付加価値の高い硬質鹿沼土製品や赤玉土製品を製造出来るようにされ、以下、サイズ区分が「粉」の鹿沼土から所定サイズの硬質鹿沼土製品を製造する場合を代表例にとって説明する。
【００１４】
すなわち、本発明に係る硬質鹿沼土の製造方法は、付加価値の低い鹿沼土の原料に、少なくともバインダーと必要に応じて水を添加し、これを混練・造粒して小さな固まりの鹿沼土を製造し、これを乾燥させた後、クラッシャー等によって細粒化し、これを篩い分けて一定のサイズに選別して硬質鹿沼土を製造することを特徴としており、用土の物性等を改善、調整するため、バインダー等を添加する際にパーライトを加える方法も提案している。
【００１５】
そして、混練・造粒は、例えば脱水ケーキの土質改良を図るための装置として提案された特開２０００−１４０８２０号の「再生造粒物の製造装置」を利用するようにしており、ドラム内に鹿沼土の原料を投入するとともに、この原料にバインダー等を加えて混練し（混練工程）、小さい固まりに分断する（造粒工程）。この際、この装置では、ドラム内の攪拌翼やロータの回転速度、及び回転方向を変化させながら、混練、造粒を連続的に行うようにしている。
【００１６】
ここで、バインダーは、例えば主成分がポリビニルアルコール系の接着剤を使用するようにしており、また、水は、原料の含水量によって必要量を添加するようにし、原料の含水量が多い場合は添加しないようにする。
これは、混練時の含水比によって造粒の粒径が左右されるとともに、混練時の含水比が高くなりすぎるとハンドリングが悪くなり、塊状化後の乾燥に要する時間もより長くなるからであり、また水を添加する場合は、ポリビニルアルコール成分を土の粒子間に均等に混入させ、また、固化後の接着を安定させるため、バインダーを約８０℃の温水に溶解した水溶液とすることが好ましい。
また、水を添加しない場合は、バインダーを水溶液とせずに直接粉末のまま原料に混入・混練し、その後、必要に応じて混合物を加熱することにより、バインダーを自然含有水に溶解させると好適である。
【００１７】
そして、造粒物が製造されるとこれを天日等で乾燥し、乾燥が終えると、サイズの大きい塊はクラッシャーにより細粒化し、細かいサイズの粒状物は篩い分ける等によって一定のサイズのものに選別し、袋詰めを行って製品として出荷する。
次に、各試験例を示す。
【００１８】
（試験例１）
鹿沼土の「粉」３００リットルを準備した。この鹿沼土は、乾燥後、破砕・篩い分けによりサイズ分けされた「粉」（０．００ｍｍ〜１．９７ｍｍ以下）であり、含水比は２１．５％、重量が２２５．８１Ｋｇで、ＰＨは６．７であった。
また、バインダーとしては、商品名：日本合成Ｎ３００（日本合成化学株式会社製）を約８０℃の温水にて溶解し濃度２％水溶液としたものを、原料容積比で３％の９リットル準備するとともに、水を原料容積比で１５．５％の４６．５０リットル準備した。ここで、バインダーはポリビニルアルコールを主成分とするものであった。
そして、これら原料や水溶液を脱水ケーキ改良装置のドラム内に投入した。
この使用原料等は表１の通りである。
【００１９】
【表１】
2004229621.tif 000003
【００２０】
尚、この水の量を定めるにあたり、当初、メーカー蓄積データに基づいて原料容積比１４．７５％としたが、この結果は、造粒の粒径が全体的に小さいため、加水量を段階的（０．１〜０．２リットル刻み）に増やし、粒径２０〜３０ｍｍ程度の造粒が全体的に確認された量（原料容積比１５．５％）で試験１を行った。尚、本試験における加水量の範囲内では、加水量の増加に対応して粒径が大きくなる傾向が顕著であった。
また、水の温度を８０℃以下にすると、バインダーの溶解性が悪かった。
【００２１】
（試験例２）
試験例１と同様の鹿沼土の「粉」（０．００ｍｍ〜１．９７ｍｍ以下）３００リットルを準備するとともに、物性を改善、調整するためのパーライトを原料容積比３０．０％の９０リットル準備した。また、バインダーは、試験例１と同様、商品名：日本合成Ｎ３００（日本合成化学株式会社製）を約８０℃の温水にて溶解し濃度２％水溶液としたものを原料容積比で３％の９リットル準備するとともに、水を原料容積比で１８％の５４リットル準備した。
そして、これら原料等を再生造粒物の製造装置（脱水ケーキ改良装置）のドラム内に投入した。
この使用原料等は表２の通りである。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
以上の試験１及び試験２でドラムに投入した材料を攪拌翼やロータで混練・粒造し、塊状化した粒造物をビニールハウス内等で約３０日かけて乾燥させるとともに、クラッシャーによって破砕・篩い分けし、塊状化の３日後、及び塊状化の３０日後、及び破砕・篩い分け後の容積変化を調べた。これを天然の硬質鹿沼土と対比しつつ表３に示す。
また、破砕・篩い分け後のサイズ別の容積を調べた。これを天然の硬質鹿沼土と対比しつつ表４に示す。
【００２４】
【表３】
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【００２５】
【表４】
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【００２６】
尚、表３中、試験２の容積変化について、塊状化３日後では９８．３３％と減少しているものの、塊状化３０日後、及び破砕・篩い分け後は１０３．３３％、１０２．６３％と１００％を越えているのは、乾燥してパーライト中の水分が無くなる代わりに、空気を含むことにより体積が膨張するものと考えられる。
【００２７】
この結果、破砕・篩い分け後の原料に対する容積比については、試験１では８２．１７％であり、天然の硬質鹿沼土に比較するとやや劣っていた。また、試験２では、パーライトの効果によって１０２．６３％と増加していた。
また、破砕・篩い分け後のサイズ区分では、試験１の「粉」分が２１．１０％、試験２の「粉」分が２０．３０％と、いずれも天然の硬質鹿沼土の３．００％を超えているが、これら「粉」分は、再度、混練・造粒工程に戻して再利用することが出来る。
【００２８】
また、上記各表には示していないが、「粉」分を除く「大」〜「細」の見掛比重は、試験１では、０．７５（重量１４６．０１Ｋｇ／容積１９４．５０リットル）であり、試験２では、０．６５（重量１５９．２４Ｋｇ／容積２４５．５０リットル）であった。これに対し、天然の硬質鹿沼土の場合、０．３５〜０．４５であった。
この際、園芸用土の取扱いは、見掛比重が小さい方が軽量で、労力の負担も小さく有利であるが、植物を支持するにはある程度の重量があった方が有利であり、よって、園芸用土として見掛比重の大小による優劣は、いちがいには判断できない。
【００２９】
以上のことから、従来廃棄されていた鹿沼土の「粉」（０．００〜１．０７ｍｍ以下）を原料として、試験１では、「大」〜「小」の鹿沼土製品を対原料容積比６４．８％（１９４．５リットル／３００リットル×１００）の最終歩留で製造出来ることが確認でき、また物性改善を目的とするパーライトを添加する試験２の場合では、対原料容積比８１．８％（２４５．５リットル／３００リットル×１００）の最終歩留に向上し、しかも見掛比重も、パーライトを添加しない場合の０．７５から０．６５と軽量化が図れることが確認できた。
また、この製造方法において発生する粉分は、全てリサイクルされるので、実質的な最終歩留は、原料に対する破砕・篩い分け後の全製品の容積比である８２．１７％（試験１）、１０２．６３％（試験２）であるということができ、非常に効率的であると判断できる。
【００３０】
次に、以上のような手順で製造した硬質鹿沼土の物性等を測定した結果を天然の硬質鹿沼土と対比して示す。
まず、試験１で得られたドライ状態の硬質鹿沼土（以下、試験物１という。）、試験２で得られたドライ状態の硬質鹿沼土（以下、試験物２という。）と、ドライ状態の天然の硬質鹿沼土（以下、天然物という。）の各試料（サイズ区分：大）２００ｃｃを５分間水に浸して吸水させて吸水試験を行った。この結果を表５に示す。
【００３１】
【表５】
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【００３２】
この結果、試験物１の吸水量は４０．００ｇ、試験物２の吸水量は４５．００ｇ、天然物の吸水量は４０．００ｇで、殆ど遜色なかった。また、試験物２の試料の吸水性は天然の硬質鹿沼土の吸水性より約１０％程度高く、パーライトの効果が発揮されていることが判る。
尚、この吸水した試料から水が沁み出す沁み出し状況を観察したところ、各試料とも水の沁み出しは認められず、保水性は共に良好であることが確認された。
【００３３】
次に、ドライ状態の試験物１、試験物２の硬質鹿沼土と天然の硬質鹿沼土の各試料１，５００ｃｃ（容積比において、サイズ区分「大」２５％、「中」２５％、「小」２５％、「細」２５％をよく混合したもの）に水１，０００ｃｃを繰り返して５回給水し、排水に要した時間を測定することで、排水性を比較した。尚、排水の完了は目視による流水の停止であり、沁み出し程度の流水は排水時間に含めなかった。
この結果は、表６の通りであり、試験物１は、回数を繰り返すに連れて順次排水時間が短くなる傾向にあり、試験物２は、回数を繰り返すに連れて順次排水時間が長くなる傾向にあるものの、大差はないことが確認された。
尚、試験物２では、４回目、５回目になると天然物に較べて排水時間が若干長くなっていることが判る。
【００３４】
【表６】
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【００３５】
次に、試験物１の硬質鹿沼土と天然の硬質鹿沼土のサイズ区分「大」の試料を用いて強度試験を行った。この試験は、コーンペネトロメーターの先端を平坦な形状に変えて、大きさの近い検体を１０粒選び出し、破壊検査を行ってダイヤルゲージの読み値の平均値を強度差として表現した。因みに、コーンペネトロメーターのダイヤルゲージの読み単位はＫｇ／ｃｍ２であるが、検体は荷重を受ける面積が一定でないため、強度に単位はなく、ダイヤルゲージの読み値を強度差として表現したものである。
この結果を表７に示す。
【００３６】
【表７】
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【００３７】
この結果、平均値は試験物１の硬質鹿沼土が２０．０、天然の硬質鹿沼土が１４．６で、試験物１の硬質鹿沼土の方が天然の硬質鹿沼土より強度が高く、また、検体個々の強度についても、試験物１の方が、天然の鹿沼土に較べてバラツキが少なく、安定性があることが立証された。
【００３８】
次に、混練・造粒後３日経過した時の試験物１と試験物２のＰＨを測定した。
この結果、試験物１のＰＨは６．６であり、試験物２のＰＨは６．８であり、いずれも一般的植物の生育に適した弱酸性であって、問題がないことが確認された。
【００３９】
以上の製造試験の結果から、現状では破棄されている鹿沼土製品の「粉」（０．００〜１．９７ｍｍ以下）を原料として、これを混練・造粒することにより硬質鹿沼土が製造出来ることが確認された。また、同様な手順により、硬さが「軟質」または「通常」の鹿沼土を原料として硬質鹿沼土を製造することが出来る。
また、園芸用の調整用土であるパーライトを基本用土である鹿沼土に混ぜ込むことにより、物性の改善または調整がなされることも確認できた。
そして、本試験に使用した再生造粒物の製造装置（脱水ケーキ改良装置）は、その他の調整用土や改良用土を単品で、或いは２種以上を混ぜ込むことが容易に可能であるため、任意の調整用土や改良用土等を使用して物性の改善等を図ることが出来る。
また、同様に、任意の養分等を混ぜ込むことも可能であり、この場合は、従来にない園芸用土の製造が可能である。
【００４０】
また、鹿沼土の場合と同様に、赤玉土についても「粉」を原料として、規定サイズの赤玉土製品を製造することが可能である。
この場合、本出願人は既に特願２００２−２８２１２６において、ローム土から赤玉土代用品を製造する方法を提案しているが、ローム土から製造することに較べて、赤玉土の「粉」から製造する場合は、ハンドリングが非常に良好であり、生産性が良いことが確認されている。
【００４１】
尚、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば、鹿沼土の原料に含まれる含水量が多いときは、必ずしも水を添加する必要はなく、また、バインダー（接着剤）の具体的種類等は任意である。
更に、混練・造粒する脱水ケーキ改良装置等は一例である。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る硬質鹿沼土の製造方法は、粒径が「粉」等の鹿沼土、或いは硬さが「軟質」等の付加価値の低い鹿沼土を原料として硬質鹿沼土製品を製造するようにしたため、資源の有効利用が図られるようになった。
また、製造工程において、パーライトを混入させるようにすれば、軽量化や、歩留りの向上や、通気性・吸水性の向上等の物性改善あるいは調整が図られる。
また、赤玉土の「粉」からもサイズ区分の大きい赤玉土製品が得られるので便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】硬質鹿沼土の製造方法を示し、（ａ）はバインダー等を添加して混練・造粒する場合の工程図、（ｂ）はバインダーとパーライト等を添加して混練・造粒する場合の工程図
【図１】
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