(57)【要約】【課題】植物栽培用として用いられる場合、水道代を節約でき、かつ、ビルの屋上での栽培であっても栽培面積を大きくすることができる構造でありながら、肥料に多くのコストをかけなくても済む多孔質成形体を製造する方法、及び多孔質成形体、並びに粒状物を提供する。【解決手段】ガラス材と発泡剤とゼオライトとの混合物を焼成し冷却して多孔質成形体１を得る。例えば前記ガラス材は粉状であり、前記ゼオライトは粒状である。ガラス製品を粉砕して成る粒状のガラス材に前記発泡剤を加え、これらを粉砕することで、粉状のガラス材と発泡剤から成る粉状ガラス類を生成し、粉状ガラス類に粒状のゼオライトを混合して前記混合物を生成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス材と発泡剤とゼオライトとの混合物を焼成し冷却して多孔質成形体を得る多孔質成形体の製造方法。
【請求項２】
前記ガラス材は粉状であり、前記ゼオライトは粒状である請求項１記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項３】
ガラス製品を粉砕して成る粒状のガラス材に前記発泡剤を加え、これらを粉砕することで、粉状のガラス材と発泡剤から成る粉状ガラス類を生成し、前記粉状ガラス類に粒状のゼオライトを混合して前記混合物を生成する請求項１又は２記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項４】
前記粉状ガラス類とゼオライトとの重量混合比が７：３〜６：４の範囲内にある請求項３記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項５】
前記粒状のガラス材の粒子径は１．５ｍｍ〜２ｍｍ、前記粉状のガラス材の粒子径は２０μｍ〜３０μｍ、前記ゼオライトの粒子径は１ｍｍ〜１．５ｍｍである請求項２，３，４のいずれか一つに記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項６】
前記混合物を成形型に収容して７００℃〜９００℃の温度で１．７時間〜２．３時間焼成し自然冷却する請求項１〜５のいずれか一つに記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法で製造した多孔質成形体。
【請求項８】
請求項７に記載の多孔質成形体を粉砕して成る粒状物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質成形体の製造方法及び多孔質成形体、並びに粒状物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビルの屋上で植物を栽培し、太陽からの熱を植物で吸収して、ビルやその周囲の温度を下げる手段が採用されている。この手段では、屋上の花壇に収容された土に植物が植付けられる。そして肥料を施され、一定の時間ごとに潅水装置により潅水される。これにより、ビルの屋上を長期間にわたって緑化し、冷房に要する電気量を低減して省エネルギー化を図っている。
【０００３】
ところが上記の手段によれば、土の保水力があまり大きくないために、潅水の間隔を短くしなければならず、水道代が高くなっていた。また、重量のある土を強度の弱い屋上に大量に載せることは好ましくないために、栽培面積を大きくすることができなかった。
【０００４】
これらの問題を解消する技術として、土を使わずに多孔質成形体に植物を植付ける技術が提案されている［特許文献１参照］。この多孔質成形体は、石炭灰クリンカーアッシュ等の粗粒骨材にガラスを配合したものを成形し焼成して構成されている。詳しくは、前記粗粒骨材の表面は多孔質結晶化ガラスで覆われている。そして、それらの粗粒骨材同士が多孔質結晶化ガラスによって部分的に結合され、それらの粗粒骨材間に連続孔隙が多数形成されている。粗粒骨材は、微生物が棲みつく０．１〜１００μｍの多数の細孔を有し、多孔質結晶化ガラスは１０〜１００μｍの通孔を有している。前記連続孔隙は０．４〜１０ｍｍである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３３５７４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造の多孔質成形体は、多数の細孔、通孔、連続孔隙に水が貯えられることから保水性が高い。従って、灌水の間隔を長くすることができて水道代を節約することができる。また、土よりも軽量であるので屋上での植物の栽培面積を大きくすることができる。そのうえ、連続孔隙に植物の根が進入して根付く。そして細孔に微生物が棲み、これが栄養分となって植物が成長する。
【０００７】
しかしながら、多孔質成形体は焼成物であり、成形当初から内部に土壌並の微生物が存在することはない。そのために、有機肥料等の充填材を連続孔隙に十分充填しないと、植物が成長不良になりやすかった。つまり、従来の多孔質成形体では、肥料に要するコストが高くなっていた。
【０００８】
ところで、この種の多孔質成形体は植物栽培用としてではなく、脱臭処理・汚水処理・浄水処理など、別の目的で用いられることも多い。上記従来の構造の多孔質成形体をこれらの処理を目的として用いた場合、細孔等にアンモニア等の成分を吸着させるだけで、処理効果が十分ではなく、より処理効果を上げる多孔質成形体の開発が望まれていた。
【０００９】
本発明は上記実状に鑑みて成されたものである。その目的は、植物栽培用として用いられる場合、水道代を節約でき、かつ、ビルの屋上での栽培であっても栽培面積を大きくすることができる構造でありながら、肥料に多くのコストをかけなくても済む多孔質成形体を製造する方法、及び多孔質成形体、並びに粒状物を提供する点にある。
【００１０】
そして、本発明の目的は、脱臭処理・汚水処理・浄水処理等のために用いられる場合、これらの処理効果をより上げることができる多孔質成形体を製造する方法、及び多孔質成形体、並びに粒状物を提供する点にもある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、ガラス材と発泡剤とゼオライトとの混合物を焼成し冷却して多孔質成形体を得る点にある。
【００１２】
この手段により製造した多孔質成形体を植物栽培のために用いる場合、例えば多孔質成形体に穴を開け、この穴に植物の根を嵌め込んで栽培する。穴には土を入れなくてもよい。
【００１３】
上記の手段によれば、発泡剤の作用で多孔質成形体に多数の空隙が形成される。その結果、多孔質成形体の保水性を大きく、重量を軽くすることができる。多孔質成形体は焼成物であるが、多孔質成形体のゼオライトには成形当初からカリウム・カルシウム・ナトリウム・亜鉛・鉄分・銅分・ミネラル等の栄養分が含まれている。この栄養分を植物が吸収して成長し、植物の根が多数の空隙に進入して根付く。従って、土が不要になるとともに、少しの肥料を与えるだけで植物を十分成長させることができる。そして、ゼオライトは強度が強いから多孔質成形体の構造を強くすることができる。
【００１４】
例えば、ガラス材と発泡剤の混合物を生成し、この混合物を焼成し冷却して多孔質成形体（ゼオライトが含まれていない多孔質成形体）を成形することも考えられる。しかしながら、この構造では、保水性を大きく、重量を軽くすることができるものの、栄養分がなくて植物の根が付きにくい。そのために土や肥料が必要で、植物を植付けた状態では重量化する。そして肥料にコストがかかり、強度も弱い。これに対して本発明にかかる上記の手段で製造した多孔質成形体ではこのような問題は生じない。
【００１５】
ゼオライトが含まれていない上記の多孔質成形体の植物収容穴に粒状のゼオライトを収容し、そこに植物の根を植付けることも考えられるが、多孔質成形体とゼオライトとが別体になっていると、多孔質成形体の多数の空隙に侵入した植物の根がゼオライトの栄養分を吸収することができない。そのために、肥料なしでは植物の成長が止まりやすい。そのうえ、植物の植付け時に多孔質成形体のほかにゼオライトを準備しなければならず、取り扱いが煩雑で作業に手間がかかる。これに対して本発明にかかる上記の手段で製造した多孔質成形体では、多孔質成形体内にゼオライトが存在するから、多孔質成形体内の多数の空隙に侵入した植物の根がゼオライトから栄養分を吸収しやすい。そして、植物の植付け時の取り扱いが簡単で植付け作業を簡単化できる。
【００１６】
また、ゼオライトだけから成る多孔質成形体では、強度が強く、肥料を節約できるものの、重量化する。そしてゼオライトに要するコストが高くなる。これに対して、本発明にかかる上記の手段で製造した多孔質成形体ではこのような問題は生じない。
【００１７】
このように、ガラスとゼオライトとの組み合わせにより、互いに相手側の短所を補い合って上記の優れた効果を得ることができる。すなわち、軽量であるからビルの屋上に広い面積にわたって載せることができて、屋上での栽培面積を大きくすることができる。しかも潅水間隔を短くできて、水道代を低く抑えることができる。そして、肥料に要するコストを少なくすることができる。さらに製作コストを低廉化できる。
【００１８】
以上、多孔質成形体を植物栽培のために用いる場合を例に挙げて説明したが、脱臭処理・汚水処理・浄水処理等のために用いる場合であっても上記の作用効果とほぼ同様の作用効果を奏することができる。つまり、多孔質成形体を軽量化できるとともに製作コストを低廉化できる。また、汚水処理（水の浄化）には、従来、活性炭・砂等が浄化媒体として使われていたが、砂で有害微粒子を１２〜１４μｍレベルで篩にかけるのに対し、ゼオライトは４μｍレベルで篩にかける。かつ、ゼオライトの一大特徴であるイオン交換能力（ＣＥＣ）に優れ、アンモニア等の成分に対する吸着力が強いので、脱臭効果・汚水処理効果・浄水処理効果等をより上げることができる。
【００１９】
本発明において、前記ガラス材が粉状であり、前記ゼオライトが粒状であると、前記混合物を焼成しやすくなる。そして、ゼオライトを多孔質成形体の全体にわたって分散させやすくすることができる。
【００２０】
本発明においては、ガラス製品を粉砕して成る粒状のガラス材に前記発泡剤を加え、これらを粉砕することで、粉状のガラス材と発泡剤から成る粉状ガラス類を生成し、前記粉状ガラス類に粒状のゼオライトを混合して前記混合物を生成する手段を取ることができる。
【００２１】
この手段により、廃棄されたガラス製品を粒状に粉砕すれば、ガラス製品をリサイクルすることができ、環境保護の面で有利になる。しかも製作コストを低く抑えることができる。また、粒状のガラス材に発泡剤を加え、これらをさらに粉状に粉砕するから、両者を十分混合させることができ、前記多数の空隙を分散配置させやすくなる。
【００２２】
本発明においては、前記粉状ガラス類とゼオライトとの重量混合比が７：３〜６：４の範囲内に設定することができる。
【００２３】
この手段によれば、粉状ガラス類の特性を活かして、軽量化を十分図ることができる。さらに、ゼオライトの特性を活かして、植物に栄養分を十分供給できるとともに、十分強い構造体にすることができる。
【００２４】
前記粒状のガラス材の粒子径が１．５ｍｍ〜２ｍｍであると、ガラス材を粉状にしやすく、ガラス材に発泡剤を均一に混合させやすい。また、粉状のガラス材の粒子径が２０μｍ〜３０μｍであると、粉状ガラス類の上記の特性を活かしやすい。すなわち、２０μｍ未満では粉砕にかかる費用が高くなるという問題があり、３０μｍを超えると混合時に均一に分散しにくいという問題があるが、粉状のガラス材の粒子径を２０μｍ〜３０μｍにすることで、これらの問題を解消することができる。
【００２５】
そして、前記ゼオライトの粒子径が１ｍｍ〜１．５ｍｍであると、上記のゼオライトの特性を活かしやすい。すなわち、１ｍｍ未満ではガラス粒子との混合焼成にむらがでやすいという問題があり、１．５ｍｍを超えてもガラス粒子との混合焼成にむらがでやすいという問題があるが、ゼオライトの粒子径を１ｍｍ〜１．５ｍｍにすることで、これらの問題を解消することができる。
【００２６】
前記混合物を成形型に収容して７００℃〜９００℃の温度で１．７時間〜２．３時間焼成し自然冷却すると、ゼオライトや空隙が均一に分布した多孔質成形体を得やすくなる。
【００２７】
上記の手段で製造した多孔質成形体の構成によれば、上記の作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
【００２８】
上記の手段で製造した多孔質成形体を粒状に粉砕して成る粒状物を、砂地や砂漠に蒔くと、保水性や栄養分供給作用により植物の種子が成長して、砂地や砂漠を緑化しやすい。そして、花壇や田畑や鉢の土に蒔くと、保水性や栄養分供給作用により植物が成長しやすくなる。この場合、ゼオライトとガラスが一体になっているから、粒状のゼオライトだけを蒔いた場合よりも、比重を小さくできて屋上の緑化に適する。また、製作コストを低廉化することができる。前記粒状物を容器に入れ、その中に植物を植付けることもできる。
【００２９】
上記の粒状物に水を通して浄水することで、浄水効果を上げることができる。同様に、粒状物でアンモニア等を吸収して脱臭効果を上げることができ、汚水処理効果を上げることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に、本発明にかかる方法で製造された直方体状の多孔質成形体１を示し、図２に、この多孔質成形体１で栽培されている観葉植物３を示してある。多孔質成形体１はゼオライトを含んでおり、複数の丸い穴２が開けられている。そして、それぞれの穴２に複数の観葉植物３の根４が嵌め込まれている。穴２には土を入れてない。５は穴２に連通する排水口である。
【００３１】
前記多孔質成形体１の製造方法は、ガラス材と発泡剤とゼオライトとの混合物を焼成し冷却して多孔質成形体１を得る方法であり、次の工程から成る。
【００３２】
［原料選別工程］
ガラス製品を選別する。ガラス製品としては廃棄されたガラス瓶や板ガラスや蛍光灯を挙げることができる。ガラス瓶の場合、異なる種類のものを混ぜない。例えばビール瓶ならビール瓶だけを選別する。ガラス以外の不純物やガラスに付いている金属をガラスから十分に除去する。
【００３３】
［粉砕工程］
ガラス製品を粒状に粉砕する。粒状のガラス材の粒子径は１．５ｍｍ〜２ｍｍである。この工程でも、ガラス材以外の不純物やガラス材に付いている金属があれば、これらをガラス材から除去する。
【００３４】
そして、その粒状のガラス材に発泡剤を加え、これらをさらに粉砕し、粉状のガラス材と発泡剤とから成る粉状ガラス類を生成する。粉状のガラス材と発泡剤との重量混合比は９９：１〜９５：５の範囲内にある。粉状のガラス材の粒子径は２０μｍ〜３０μｍである。例えば、縦横１ｍ、厚さ５ｃｍの直方体の多孔質成形体１を成形する場合、粉状ガラス類の重量は１２．６Ｋｇである。
【００３５】
［混合工程］
前記粉状ガラス類に粒状のゼオライトを混合し攪拌して前記混合物を生成する。混合攪拌はコンクリートミキサーで行う。バインダー（結合剤）としてベントナイトを発泡剤に加えてある。ベントナイトと発泡剤との重量混合比は１：９〜９：１である。
【００３６】
ゼオライトの粒子径は１ｍｍ〜１．５ｍｍである。粉砕工程で一例として挙げた大きさの直方体の多孔質成形体１を成形する場合、ゼオライトの重量は５．４Ｋｇである。つまり、粉状ガラス類とゼオライトとの重量混合比は７：３である（９：１〜５：５の範囲内にあってもよい）。
【００３７】
［成形工程］
前記混合物を成形型に収容し、７００℃〜９００℃の温度で約２時間焼成する（１．７時間〜２．３時間であってもよい）。
【００３８】
［冷却工程］
焼成後に４〜５時間自然冷却する。
【００３９】
（表１）に上記の方法で製造した多孔質成形体１の特性を示してある。
【００４０】
上記の多孔質成形体１を粉砕することで、ゼオライトを含んだ粒状物を得ることができる。粒子径は例えば（１．４ｍｍ〜２．５４ｍｍ）にする。この粒状物を容器に入れ、その中に植物を植付けてもよい。また、この粒状物を砂地や砂漠に蒔くと、これらを緑化しやすくなる。
【００４１】
【表１】
2004323305.tif 000003
【００４２】
［別実施形態］
上記の実施形態で挙げた数値は一例であり、別の数値であってもよい。ゼオライトは天然のゼオライトであっても人工のゼオライトであってもよい。天然のゼオライトを用いるとコストを低く抑えることができる。前記発泡剤としては炭酸カルシウムやドロマイト等を挙げることができる。前記多孔質成形体１を鉢形に成形することもできる。また、多孔質成形体１で観葉植物以外の植物も栽培することができる。前記成形型で成形する際に、前記植物の根を嵌め込む穴２を成形工程で成形してもよい。すなわち、図１の前記穴２（あるいは穴２と排水口５）に対応する中型を下型と上型との間にセットし、これらから成る成形型に前記混合物を収容し、焼成して穴２等を成形してもよい。
【００４３】
これまで、植物栽培用の多孔質成形体１を例に挙げて説明したが、前記多孔質成形体１を次のようにして用いることもできる。（１）畜舎の壁材等として用いてアンモニア等を吸収させ、脱臭効果を得る。（２）浄水処理材として用いる。（３）汚水処理材として用いる。（４）核廃棄物処理材として用いる。この場合、ＣＥＣ（ｃａｔｉｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｃａｐａｃｉｔｙ  陽イオン交換作用）が１６０〜１８０ｍｅｑ／１００ｇ程度のものであれば、よい効果を得ることができる。（５）これらに限られず、その他の処理等を目的として多孔質成形体１を用いることもできる。
【００４４】
屋上緑化植物栽培用以外の多孔質成形体やその粒状物に合成ゼオライトを含ませると、よりよい効果を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、植物栽培用として用いられる場合、水道代を節約でき、かつ、ビルの屋上での栽培であっても栽培面積を大きくすることができる構造でありながら、肥料に多くのコストをかけなくても済む多孔質成形体を製造する方法、及び多孔質成形体、並びに粒状物を提供することができた。
【００４６】
そして、脱臭処理・汚水処理・浄水処理等のために用いられる場合、これらの処理効果をより上げることができる多孔質成形体を製造する方法、及び多孔質成形体、並びに粒状物を提供することができた。
【００４７】
また、本発明にかかる粒状物によって、砂地や砂漠を緑化することができ、花壇や田畑や鉢植えの植物を成長しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多孔質成形体を示す斜視図
【図２】多孔質成形体で植物を栽培している状態を示す縦断面図
【符号の説明】
１      多孔質成形体
２      多孔質成形体に開けられた穴
３      植物
４      植物の根
５      排水口
【図１】
2004323305.tif 000004
【図２】
2004323305.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月24日(2003.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子径が２０μｍ〜３０μｍの粉状のガラス材と、発泡剤と、粒子径が１ｍｍ〜１．５ｍｍの粒状のゼオライトとの混合物を焼成し冷却して多孔質成形体を得る多孔質成形体の製造方法。
【請求項２】
ガラス製品を粉砕して成る、粒子径が１．５ｍｍ〜２ｍｍの粒状のガラス材に前記発泡剤を加え、これらを粉砕することで、前記粉状のガラス材と発泡剤から成る粉状ガラス類を生成し、前記粉状ガラス類に前記粒状のゼオライトを混合して前記混合物を生成する請求項１記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項３】
前記粉状ガラス類とゼオライトとの重量混合比が７:３〜６:４の範囲内にある請求項２記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項４】
前記混合物を成形型に収容して７００℃〜９００℃の温度で１．７時間〜２．３時間焼成し自然冷却する請求項１〜３のいずれか一つに記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法で製造した多孔質成形体。
【請求項６】
請求項５に記載の多孔質成形体を粉砕して成る粒状物。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、粒子径が２０μｍ〜３０μｍの粉状のガラス材と、発泡剤と、粒子径が１ｍｍ〜１．５ｍｍの粒状のゼオライトとの混合物を焼成し冷却して多孔質成形体を得る点にある。