(57)【要約】【課題】ピートモスを加熱滅菌して繰り返し使用しても吸水性が高いピートモス組成物及びその使用方法を提供する。【解決手段】本発明のピートモス組成物は、ピートモスを主成分とし、繊維成分を含む組成物であって、前記繊維成分は再生セルロース繊維及び天然セルロース繊維を親水化した吸水性セルロース繊維から選ばれる少なくとも一つであり、前記繊維成分はピートモスに分散されている。本発明のピートモス組成物の使用方法は、前記のピートモス組成物を使用して植物を栽培した後、使用後のピートモス組成物を加熱滅菌して繰り返し植物の栽培に使用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピートモスを主成分とし、繊維成分を含む組成物であって、
前記繊維成分は、再生セルロース繊維及び天然セルロース繊維を親水化した吸水性セルロース繊維から選ばれる少なくとも一つであり、
前記繊維成分はピートモスに分散されていることを特徴とするピートモス組成物。
【請求項２】
前記吸水性セルロース繊維は、天然セルロース繊維にカルボン酸塩を化学結合させ、アルカリ水溶液によってアルカリ処理したものである請求項１に記載のピートモス組成物。
【請求項３】
前記ピートモスと前記繊維成分との混合比率は、全体を１００重量％としたとき、前記ピートモスが９０〜９９重量％、前記繊維成分が１〜１０重量％の範囲である請求項１又は２に記載のピートモス組成物。
【請求項４】
前記カルボン酸塩はメタクリル酸塩、アクリル酸塩及びイミノ二酢酸塩である請求項２又は３に記載のピートモス組成物。
【請求項５】
前記化学結合による重量増加率は、０．１〜６０重量％である請求項２〜４のいずれか１項に記載のピートモス組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のピートモス組成物を使用して植物を栽培した後、  使用後のピートモス組成物を加熱滅菌して繰り返し植物の栽培に使用することを特徴とするピートモス組成物の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然のピートモスに吸水繊維を加えたピートモス組成物及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピートモス(peat moss)は、ミズゴケ類などの蘚藻類、アシ、ヨシ、ヌマガヤ、ヤナギなどの植物が堆積し、腐敗化した泥炭を脱水、粉砕、選別したもので、農業用、園芸用土、もしくは土壌改良剤として用いられている。
【０００３】
ピートモスは撥水性を有するため、界面活性剤を付与することが提案され（特許文献１）、市販のピートモスにも界面活性剤を付与したものが販売されている。別の提案として、ピートモスにコットンリンタを所定量混合する提案もある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平9-74896号公報
【特許文献２】特開2002-238346号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ピートモスを用いて植物を繰り返し栽培するには、その都度、ピートモスを加熱滅菌することが必要となる場合があり、加熱滅菌して乾燥状態にすると前記特許文献１〜２のような処理をしたものであっても吸水性が低下し、元の撥水性に戻ってしまい、植物の栽培に支障が出る問題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の技術を解決するため、ピートモスを加熱滅菌して繰り返し使用しても吸水性が高いピートモス組成物及びその使用方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のピートモス組成物は、ピートモスを主成分とし、繊維成分を含む組成物であって、前記繊維成分は、再生セルロース繊維及び天然セルロース繊維を親水化した吸水性セルロース繊維からなる群から選ばれる少なくとも一つであり、前記繊維成分はピートモスに分散されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のピートモス組成物の使用方法は、前記のピートモス組成物を使用して植物を栽培した後、使用後のピートモス組成物を加熱滅菌して繰り返し植物の栽培に使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、主成分であるピートモスに再生セルロース繊維及び天然セルロース繊維を親水化した吸水性セルロース繊維から選ばれる少なくとも一つの繊維成分を分散させたことにより、ピートモスを加熱滅菌して繰り返し使用しても植物の栽培に支障が出ない程度の高い吸水性を有するピートモス組成物を提供できる。加えて、本発明の組成物はすべて生分解性であるので、使用後は土に廃棄できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のピートモス組成物は、ピートモスを主成分とし、再生セルロース繊維及び／又は天然セルロース繊維を親水化した吸水性セルロース繊維からなる繊維成分を含み、繊維成分はピートモスに分散されている。ここで主成分とは、９０重量％以上をいう。ピートモスと繊維成分との混合比率は、ピートモスと繊維成分の全体重量を１００重量％としたとき、ピートモスが９０〜９９重量％、繊維成分が１〜１０重量％の範囲が好ましい。
【００１１】
本発明で使用する天然セルロース繊維は、木綿、麻（亜麻、ラミー、ジュート、ケナフ、大麻、マニラ麻、サイザル麻、ニュージーランド麻を含む）、カポック、バナナ、ヤシなどの天然繊維である。このうち木綿を用いるのが好ましい。木綿は、綿（ワタ）の状態が好ましい。
【００１２】
天然セルロース繊維にカルボン酸を化学結合させ、アルカリ水溶液による中和処理又はアルカリ水溶液によるマーセル加工をすると吸水性が高いものとなる。
【００１３】
再生セルロース繊維としては、レーヨン繊維、キュプラ繊維などが挙げられ、そのままの状態で使用できる。好ましくはレーヨン繊維である。レーヨン繊維は普通レーヨン、溶剤を使用して紡糸したレーヨン繊維（例えば商品名“リヨセル”）などを使用できる。
【００１４】
本発明においては、天然セルロース繊維の親水化は、天然セルロース繊維に少なくともカルボン酸塩を化学結合により固定することにより行う。カルボン酸塩としてはメタクリル酸塩、アクリル酸塩及びイミノ二酢酸塩が好ましい。化学結合による重量増加率は、０．１〜６０重量％であるのが好ましい。この範囲であると親水性は高く保持できる。単なるカルボン酸（例えばアクリル酸）を化学結合させただけでは親水性は発現されない。
【００１５】
天然セルロース繊維の親水化の方法においては、天然セルロース繊維に電子線照射する工程と、前記繊維にカルボキシル基を含む有機基を接触させて化学結合、好ましくはグラフト重合させる工程を含む。電子線照射工程は、カルボキシル基を含む有機基を接触させる工程の前及び／又は後であっても良い。いずれの順序としてもグラフト重合させることができる。
【００１６】
カルボキシル基を含む有機基を有する化合物として、例えばアクリル酸を使用した場合（化１）、電子線照射により下記（化２）及び／又は（化３）のようにセルロースにアクリル酸がグラフト重合し、次いで中和処理により下記（化４）及び／又は（化５）のようにカルボン酸塩となると推測される。
【００１７】
【化１】
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【００１８】
【化２】
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【００１９】
【化３】
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【００２０】
【化４】
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【００２１】
【化５】
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【００２２】
カルボキシル基を含む有機基を有する化合物として、例えばメタクリル酸グリシジルをセルロース繊維にグラフト重合させ、イミノ二酢酸（キレート基）を導入して中和処理した場合（化６）、電子線照射により下記（化７）及び／又は（化８）のようにセルロースにメタクリル酸グリシジルがグラフト重合し、次いで下記（化９）及び／又は（化１０）のようにイミノ二酢酸（キレート基）が導入され、次いで中和処理により下記（化１１）及び／又は（化１２）のようにカルボン酸塩となると推測される。
【００２３】
【化６】
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【００２４】
【化７】
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【００２５】
【化８】
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【００２６】
【化９】
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【００２７】
【化１０】
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【００２８】
【化１１】
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【００２９】
【化１２】
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【００３０】
電子線を照射する場合、通常は１〜２００ｋＧｙ、好ましくは５〜１００ｋＧｙ、より好ましくは１０〜５０ｋＧｙの照射線量が達成されればよい。雰囲気条件は、窒素雰囲気下で照射を行うことが好ましく、また透過力があるため、素材の片面に照射するだけでよい。電子線照射装置としては市販のものが使用可能であり、例えば、エリアビーム型電子線照射装置としてＥＣ２５０／１５／１８０Ｌ（岩崎電気（株）社製）、ＥＣ３００／１６５／８００（岩崎電気（株）社製）、ＥＰＳ３００（（株）ＮＨＶコーポレーション製）などが使用される。
【００３１】
電子線を照射した後にカルボキシル基を含む有機基を付与する場合はカルボキシル基を含む有機基を付与後、水洗により未反応成分を除去し、乾燥が行われる。また、電子線照射前又は電子線照射と同時にカルボキシル基を含む有機基を付与する場合は、そのまま水洗により未反応を除去し、乾燥が行われる。乾燥は例えば、素材を２０〜８５℃で０．５〜２４時間保持することによって達成される。
【００３２】
本発明においては、予め天然セルロース繊維に対して電子線を照射した後、上記のようにカルボキシル基を含む有機基を付与することが好ましく、さらにカルボキシル基を含む有機基を付与後に再度電子線を照射することが特に好ましい。これによって、ラジカル重合性化合物の天然セルロース繊維へのグラフト重合による化学的結合が促進され、吸水性がより有効に発現する。
【００３３】
前記セルロース繊維に必要な吸水性は、好ましくは天然セルロース繊維にカルボキシル基を含む有機基を結合させた後、アルカリ処理（特にマーセル加工）を行うことにより発現する。アルカリ処理は、一例として木綿(ワタ)を、水酸化ナトリウム水溶液に浸漬又は接触させ、水洗し、中和処理する加工である。水酸化ナトリウムの濃度は１５〜２５重量％が好ましい。処理条件は、０〜２５℃で１０〜３０時間程度が好ましい。
【００３４】
アルカリ処理する際には浸透剤を併用しても良い。浸透剤を併用する場合は天然セルロース繊維を浸漬し、絞るだけで良い。処理温度は０〜２５℃の範囲が好ましい。浸透剤は例えばハンツマン・ジャパン社製、商品名“INVADINE650”などがある。浸透剤の添加量は０．０５〜５重量％が好ましい。
【００３５】
本発明で得られるセルロース繊維のグラフト化物の割合（グラフト率）は下記の式によって算出できる。
グラフト率(owf%)＝[(EB加工後の繊維重量−EB加工前の繊維重量)/(EB加工前の繊維重量)]×100
但し、ＥＢ加工とは、電子線照射をしてカルボン酸塩（例えば、アクリル酸塩）をセルロース繊維に共有結合させる加工のことである。また、owfはon the weight of fiberの略である。
【実施例】
【００３６】
以下実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。なお本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１〜２、比較例１〜６）
１．使用原料
（１）ピートモス
市販のミズゴケを原料とするピートモスを使用した（全実施例及び比較例）。
（２）木綿
米国産の木綿（平均繊維長３８ｍｍ）の未加工品（比較例４）、アクリル酸グラフト５０重量％品（比較例５）、親水化品（実施例１）を使用した。
（３）レーヨン
普通レーヨン（繊度１．７deci tex,平均繊維長３９ｍｍ）の未加工品（実施例２）とアクリル酸グラフト５０重量％品（比較例３）を使用した。
（４）吸水ポリマー
サンテクノ社製、商品名“ウォーターキープ”を使用した（比較例１）。
（５）吸水性合成繊維
帝人社製、商品名“ベルオアシス”を使用した（比較例２）。
【００３８】
２．木綿のグラフト重合
（１）電子線照射処理(EB)に使用した薬剤
ナカライテスク社製のアクリル酸（ＡＡＣ）に浸透剤（ハンツマン・ジャパン社製、商品名“INVADINE650”）を０．５重量％となるように添加し、水溶液を作製した。アクリル酸の濃度は１６重量％であった。
（２）電子線照射条件
綿状態の木綿に対して、エリアビーム型電子線照射装置ＥＣ２５０／１５／１８０Ｌ（岩崎電気（株）製）により窒素雰囲気下で電子線を照射線量４０ｋＧｙ、加速電圧２００ＫＶで照射した。
（３）グラフト重合処理工程
アクリル酸（ＡＡＣ）水溶液を用いて、前照射でＥＢ加工した。具体的には、電子線照射した後、電子線照射処理薬剤を含む水溶液に木綿をパディングし、３５℃で１２時間エージングし、洗浄し、１５０℃で９０秒間乾燥した。
【００３９】
３．木綿のアルカリ処理
２０重量％の苛性ソーダ水溶液を調整し、これに浸透剤（ハンツマン・ジャパン社製、商品名"INVADINE650"）を０．５重量％になるように添加し、均一溶液になるまで撹拌した。木綿に対して重量比で１：１０（１０が苛性ソーダ水溶液）となるように苛性ソーダ水溶液を供給し、撹拌し、苛性ソーダ水溶液が木綿に浸透したら、直ちに湯洗い２回、１ｇ／Ｌ酢酸で中和し、水洗し、脱水、乾燥をした。
【００４０】
４．評価
（１）吸水試験方法
界面活性剤が混入されている市販のピートモス５ｇに対して表１に記載の繊維又は吸水ポリマーを事前に水を含ませて混ぜ合わせた。そのピートモス混合物をディスポトレイに入れ、さらにピートモスが完全に湿潤するように全体に十分量の水を含浸させた。１回の試験数ｎ＝３とした。この試料を乾燥機にて加熱滅菌（７０℃で１２時間熱風乾燥）し、ピートモスの水分を完全に除去した。その後、試料を乾燥機から取り出し、１時間放置して冷却した。常温に戻った試料にマクロピペットを用いて５ｍｌの水を滴下し、表面の水が浸み込んで消失するまでの時間を測定し、吸水時間とした。測定時間は最大で１８０秒とした。測定終了後、再び十分量の水を含浸させ、１時間放置して完全に吸水していることを確認した。吸水が不十分な場合は手で揉んで吸水させた。吸水後、再び乾燥機にて加熱滅菌（７０℃で１２時間熱風乾燥）し、吸水試験を繰り返した。これらの工程を最高５回繰り返した。
【００４１】
以上の実験結果を表１に示す。表１において、「−」は、測定時間内に試料の表面の水が消失していないことを意味する。
【００４２】
【表１】
2016015952.tif 000014
【００４３】
表１に示す通り、実施例１〜２は４回以上繰り返し使用しても吸水性を保持し、生分解性も有することが分かった。これに対して比較例１は生分解性が無く、取扱い時にポリマーが脱落する問題があった。比較例２は生分解性が無かった。比較例３〜６は２〜３回処理で吸水性が低下してしまった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のピートモス組成物は、イチゴなどの栽培に好適である。