(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙粘土又はこれと木屑、竹屑、籾殻等の繊維質植物細片とを混練した粘土状物を外形が植木鉢状、プランター状、吊鉢状又は板状の中実成形体に成型し、該成形体を炭化してその内部に気孔率４０〜８０％の気孔を形成させてなる炭素質植物栽培床。
【請求項２】
請求項１に記載の栽培床の製造方法であって、細断された古紙に水又は水と増粘剤を加えて紙粘土状に混練し、これを冷間又は熱間で所定の形状に成型し、該成型体を無酸化雰囲気で６００℃以上に加熱し炭化させることを特徴とする炭素質植物栽培床の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、古紙を紙粘土状に混練する際にこれに木屑、竹屑、籾殻等の繊維質植物細片を加えることにより、炭化された成型体中に植物の成育に適合した気孔を形成せしめることを特徴とする炭素質植物栽培床の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、古紙や木片・竹片等の炭化物であって、土やロックウール等に代えて植物の栽培に使用しうる炭素質植物栽培床とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、植物の種や苗の育苗床や水耕栽培、ハウス栽培等の栽培培地として、通常の土壌の他に、ロックウールや、みずごけ、ピートモス等の苔類が多く用いられている。
【０００３】
このうち、ロックウールは再生使用が困難で、使用後の廃棄処分が問題になっている。また、苔類はその多くが輸入に依存しているため、今後多量に供給できる見通しはない。したがって、上記のような培地材料に代って、廃棄処理の問題や資源面での制約が無くかつ安価な材料が求められている。
【０００４】
近年、廃棄物を植物栽培用材料として有効利用する試みが多数提案されている。例えば、特開平８−２２４０４４号公報には、紙および／または段ボール切断加工において排出される紙粉からなる、又はこれを湿潤・成型し乾燥固形化させてなる植物栽培用基材が提案されている。また、特開平９−２３７６９号公報には、軟質発泡体屑を加圧し接着剤で所望形状に成形してなる植物栽培用具が開示されている。さらに、特開平９−９８６８１号公報には、木材破砕粒が接着剤を加えずに加熱圧縮成形されてなる水耕栽培用培地が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
古紙や木屑、竹屑等の繊維質廃棄物は、そのリサイクルが問題となっている。古紙は再生使用の努力が重ねられているが、紙質や価格面で問題がある。また、木屑や竹屑等も何らかの用途を見出す努力がなされているが、未だ適切な再利用の手段が得られているとは言い難い。
【０００６】
かかる繊維質廃棄物の用途の一つとして、これを植物栽培用の材料として利用することが考えられるが、前述の特開平８−２２４０４４号公報の方法は、段ボール等の切断加工時に発生する紙粉を用いるもので、古紙をそのまま使用することができない。また、特開平９−９８６８１号公報の方法も、木材破砕粒を用いるもので古紙を利用することができない。
【０００７】
本発明者らは、かかる繊維質廃棄物を植物栽培用の材料として利用することについて種々検討した結果、これを適切な条件で炭化することにより、植物の成育に適合した気孔を有する栽培床の形成が可能なことを見出した。
【０００８】
すなわち本発明は、古紙や木屑、竹屑等の繊維質廃棄物を植物栽培床として再利用する手段であって、廃棄物の種類・形状を問わず広く利用することができ、植物の成育に好適な炭素質植物栽培床とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の要旨は、
紙粘土又はこれと木屑、竹屑、籾殻等の繊維質植物細片を混練した粘土状物を外形が植木鉢状、プランター状、吊鉢状又は板状の中実成形体に成型し、該成形体を炭化してその内部に気孔率４０〜８０％の気孔を形成させてなる炭素質植物栽培床である。
【００１０】
また、上記の栽培床の製造方法であって、細断された古紙に水又は水と増粘剤を加えて紙粘土状に混練し、これを冷間又は熱間で所定の形状に成型し、該成型体を無酸化雰囲気で６００℃以上に加熱し炭化させることを特徴とする炭素質植物栽培床の製造方法である。
【００１１】
さらに、上記の製造方法において、古紙を紙粘土状に混練する際に、これに木屑、竹屑、籾殻等の繊維質植物細片を加えることにより、炭化された成型体中に植物の成育に適合した気孔を形成せしめることを特徴とする炭素質植物栽培床の製造方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の炭素質植物栽培床（以下、本栽培床という）の性状について説明する。本栽培床は、紙粘土又はこれと繊維質植物細片とを混練した粘土状物を、所定の形状に成型し該成型体を炭化させてなるものであって、その内部に無数の気孔を有することが特徴である。
【００１３】
図１は、植木鉢状に成型された本栽培床における気孔の生成状況を例示する断面模式図である。図に見られるように、成型体１の断面全体に無数の気孔２が形成されており、気孔の径は０．１〜２ｍｍ程度、気孔の長さは０．５〜１０ｍｍ度である。
【００１４】
気孔率は、成型圧力にもよるが、４０〜８０％程度で、本栽培床の嵩密度は０．５〜１．５ｇ／ｃｍ3程度である。一般に、紙粘土のみを用いた場合は、気孔が小さく気孔率も低いが、これに木屑、竹屑、籾殻等の乾燥した繊維質植物細片を混入した場合は、気孔が大きく気孔率も高くなって、より植物の成育に適合するようになる。
【００１５】
また、気孔の生成状況を詳しく観察すると、成型体１の外側部分（図１の破線の外側）は、比較的大きな気孔が形成され、気孔数も少ないが、内部（破線の内側）は気孔が小さく気孔数も多い。これは、炭化過程で生成したガスが合体し、成型体の外側部分の方が通過ガス量が多くなるため、大きな気孔が形成されるものと推測される。
【００１６】
さらに、連続相である炭素質も、外側の方が硬度・強度が大きく、内側の方が強度が小さい。そのため、本栽培床の内部で植物の根が成長する際に、連続相が容易に破壊されて、根の成長を阻害しないという効果が得られると考えられる。
【００１７】
さらに、成型体１の密度が低く過ぎると、ハンドリングに耐えられない場合がある。この時は、図２に示すように、外側に高密度部分３を形成し、内側に低密度部分４が存在するようにして炭化させることも可能である。
【００１８】
本栽培床の形状は、その使用目的によって、種々のものを選択することができる。例えば、播種して苗を育成する育苗床として用いる場合は、厚さ３〜１０ｃｍ程度の長方形等の板状にすればよい。また、室内、ベランダ等での草花の観賞用に用いる場合は、植木鉢状や、長方形等のプランター状又は吊鉢状に成型すればよい。その大きさも、対象となる草花によって適宜選択すればよい。
【００１９】
次に、本発明の炭素質植物栽培床の製造方法について説明する。
まず、古紙をシュレッダー、ミキサー等を使って細断する。これに水又は水と増粘剤（例えばパルプ排液、熱硬化性樹脂液など）を添加し、十分に混練して紙粘土状とする。この際の水の添加量は、紙粘土の変形性を指触等で判断しつつ、適宜調節すればよいが、通常は古紙に対する重量比で２〜５０倍程度添加する。
【００２０】
次いで、この紙粘土を冷間又は熱間で、所定の型枠を用いて成型する。通常は、冷間で容易に成型することができるが、大量生産の場合には熱間で成型して、炭化工程に直結させることも可能である。冷間成型の場合は、型枠の材料に特殊なものを用いる必要はなく、例えば通常の素焼きの鉢を用いてもよい。
【００２１】
成型圧力によって、炭化後の本栽培床の気孔率や強度が大幅に相違するため、これを気孔率や強度の制御手段とすることができるが、通常は圧縮板を人力で押圧する程度で、適当な気孔率と強度を有するものが得られる。
【００２２】
さらに、この成型体を必要に応じて、天日又は乾燥器で乾燥した後、炭化炉を用いて炭化する。炭化炉は、無酸化雰囲気（Ｏ2濃度が１％程度以下の不活性雰囲気）下で加熱することが必要である。加熱時に昇温速度が大き過ぎると、製品に割れを生じるおそれがあるため、２５０℃から４５０℃の間は、２０℃／分以下の昇温速度であることが望ましい。
【００２３】
炭化温度は６００℃以上であることが必要で、この温度域で所定時間保持して、ほぼ揮発ガスが発生しなくなる状態とする。炭化温度は、より高い温度例えば８００℃以上であることが好ましいが、６００℃以上で、ある程度保定時間を長くすることより十分に炭化可能である。
【００２４】
本発明の製造方法において、気孔の大きさや気孔率をより植物の成育に適合するようにする手段として、上述の古紙を紙粘土状にする工程において、木屑、竹屑、籾殻等の乾燥した繊維質植物細片を加えることが有効である。木屑、竹屑は鋸屑をそのまま用いてもよく、鋸屑以外の加工屑や廃棄木竹材を適当な大きさ（１〜１０ｍｍ程度）に破砕したものを用いてもよい。
【００２５】
例えば、このような繊維質植物細片を古紙に対する重量比で１０％程度加えることにより、気孔径は１．５倍程度大きくなり、気孔率も３０％程度増加することが確かめられている。
【００２６】
次に、本栽培床の使用方法および作用効果について説明する。
本栽培床の表面には、気孔の開口部や小さな凹凸が無数に形成されている。したがってこれに播種した場合、植物の種は細孔や凹部に滞留して発芽する。発芽時に通常の土壌よりも無菌であり、成育時にも黴、雑菌、病害虫等の影響を受けにくいため、発芽率は良好である。
【００２７】
図３は、本栽培床における植物の根の成育状況を示す説明図である。植物の根５は、当初は成型体１の気孔２に沿って成長するが、ある程度根が太くなったところで、連続相である炭素質を破壊して成長するようになる。そのため、図３に示すように、根が密集した部分には、炭素質の崩壊部６（図の破線の内側）が形成され、この部分では、根は比較的自由に成育しうるようになる。
【００２８】
本栽培床の内部には多数の気孔が形成されており、その通気性は良好である。また、適度の保水性と排水性を有するため、本栽培床における根の成育は、従来の栽培培地の場合と同等若しくはそれ以上に良好である。なお、本栽培床自体は養分を含まないため、水耕栽培等と同様に、養液の供給が必要である。また、水やりは従来の栽培培地の場合と同様に行えばよい。上記のように、本栽培床は植物の発芽から成育まで、植え替えをしないで栽培を行なうことができる。
【００２９】
また本栽培床は、発芽から所定の大きさの苗まで成育させる育苗床としても用いることができる。この場合苗の植え替え時には、図４(ａ)に示すように、苗の主茎７の周囲の栽培床表面部分（図の斜線部分）をナイフ等で削り取れば、根の周囲には炭素質の崩壊部が形成されているため、さほど根を痛めずに苗を取出すことができる。この崩壊部は、ある程度は粉化しているが、大部分は根に付着した状態を維持しているため、これをプラスチック容器等に収容せず、この状態のまま苗の取引を行うこともできる。
【００３０】
さらに本栽培床は、別の場所で育てた苗の成育床としても用いることができる。この場合は、図４(ｂ)に示すように、予め本栽培床の表面に所定の大きさの凹部８を形成し、これに育苗床培地材料９が付着した苗１０を植え込めばよい。
【００３１】
本栽培床は繰返し使用することもできる。すなわち、植物体を取り除いた後、本栽培床を不活性雰囲気で再加熱すれば、気孔に詰まった根は分解し、通気性を回復する。したがって、必要に応じて表面に生成した凹部を適当な材料で補填することより、再度栽培床として用いることができる。最終的には、炭として燃やしても何の問題も生じない。
【００３２】
また、本栽培床を室内園芸用に用いた場合には、室内の環境浄化に役立つという作用を有する。すなわち、本栽培床は炭としての吸着作用があるから、室内の消臭剤として有効である。また、室内の微細な浮遊物を吸着し、灌水時にこれを洗い流す作用があるから、空気の清浄化とともに室内の黴や菌類、微小な害虫等を低減する効果も期待できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明により、古紙や木屑、竹屑等の繊維質廃棄物を有効に活用して、これを植物栽培床として再使用することが可能になった。また、これを室内園芸用に用いた場合には、室内の環境浄化の効果も大きい。
【００３４】
本発明の植物栽培床は、安価で資源上の制約もなく、かつ繰返し使用することができ、室内園芸用のみならず、一般農業用の植物栽培床としても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の炭素質植物栽培床における気孔の生成状況の例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の炭素質植物栽培床において、外側部分を高密度にした場合の断面構造の説明図である。
【図３】本発明の炭素質植物栽培床における植物の根の成育状況の説明図である。
【図４】本発明の炭素質植物栽培床の使用方法の説明図であり、図４(ａ)は育苗床として用いた場合の苗の取出し方法を、図４(ｂ)は苗の植え替え方法を説明する図である。
【符号の説明】
１  成型体
２  気孔
３  高密度部分
４  低密度部分
５  植物の根
６  炭素質の崩壊部
７  苗の主茎
８  栽培床の凹部
９  育苗床培地材料
１０  苗
【図１】
0004209049.tif 000002
【図２】
0004209049.tif 000003
【図３】
0004209049.tif 000004
【図４】
0004209049.tif 000005