(57)【要約】【課題】  保水性、保肥性、通気性を保持し草木類の育成に優れるとともに、軽量で土壌への還元も可能な無機多孔性成形材及びその製造方法の提供。【解決手段】  その孔径が１０乃至１００μｍで且見掛比重が０．１乃至０．２に加熱発泡されたパーライトからなり、而もその粒径が１乃至１０ｍｍのパーライトの外表面にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液からなる接着剤が、パーライトの容量に対し５乃至１５容量％割合で混練塗着されたうえ、所望の寸法形状で通気性を有する成形具内に積合填入させて予備成形させたうえ１２０乃至１８０℃の加熱空気で加熱乾燥させ、パーライト相互の接着と且全体を一体的に接着固定させる構成。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真珠岩、頁岩、膨脹頁岩、黒曜岩若しくは松脂岩を加熱発泡させ、その孔径が１０乃至１００μｍの膨大数の連続気泡構造の微細孔隙を有し、且その見掛比重が０．１乃至０．２で而もその粒径が１乃至１０ｍｍのパーライトと、その分子量換算で略４０００程度に多分子量化された錯化合物状で、且シロキサン及びシラノール塩とからなる固形分が４５乃至６０重量％と、水分が４０乃至５５重量％の組成割合のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液からなる接着剤とを混練工程においてパーライトの容量に対して接着剤を５乃至１５容量％割合で分散滴下させ混練しパーライトの外表面に混練塗着させたうえ、予備成形工程において所望の寸法形状で且通気性を有する成形具内に積合填入させて予備成形のうえ、乾燥工程において１２０乃至１８０℃の加熱空気を通風せしめ、パーライト相互の接着及び全体を一体的に接着固定させることを特徴とする無機多孔性成形材の製造方法。
【請求項２】
乾燥工程において、混練塗着された接着剤の残留水分率を７乃至１５重量％の乾燥割合に留める、請求項１記載の無機多孔性成形材の製造方法。
【請求項３】
その孔径が１０乃至１００μｍの膨大数の連続気泡構造の微細孔隙を有し、且その見掛比重が０．１乃至０．２で而もその粒径が１乃至１０ｍｍのパーライトの外表面に、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液からなる接着剤がパーライトの容量に対し５乃至１５容量％割合で混練塗着されたうえ、所望の寸法形状の成形具に積合填入されて予備成形のうえ加熱乾燥させて、パーライト相互及び全体が一体的に且粗大な積合間隙と微細孔隙を保持するよう接着固定されてなることを特徴とする無機多孔性成形材。
【請求項４】
加熱乾燥により接着剤の残留水分が７乃至１５重量％割合に留められ、吸水により自己崩壊を可能としたことを特徴とする、請求項３記載の無機多孔性成形材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は無機多孔性成形材に係わるもので、更に詳しくは膨大な微細孔隙及び粗大な間隙が混在し、透水性や通気性、絡着性若しくは廃棄性の要求される製品には、極めて好適な無機多孔性成形材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  農業用の播種箱や育苗箱或いはポット若しくは花卉用の植木鉢等は耐久性や加工性に優れること、及び価格的にも安価なことから専ら合成樹脂素材が使用されてきており、これら製品には透水性や通気性が要求されるためその底面には排水孔や通気孔が形成されている。しかしながら播種箱や育苗箱等の内部には少なくとも３乃至５ｋｇ程度の培土や育成土が収納されたうえ、播種や移植等の作業には適宜数箱を重ね運搬させるもので、反面農業従事者も年々高齢化が進んでおり該播種箱や育苗箱の軽量化が強く求められている。
加えてかかる合成樹脂素材からなる製品は自然崩壊や分解もなされぬため、結局は回収のうえ焼却処分をなさねばならぬものの、実情は広範囲に亘る農地の随所に散乱されてなり環境保全のうえからも大きな問題を抱えている。【０００３】  更に我が国では極度に都市化が進み道路の舗装化とともに鉄骨鉄筋コンクリート建物の林立と且冷暖房の完備による加熱空気の放散とも相俟って、都市部の高温化所謂ヒートアイランド現象が拡大化していることから、緑化による低温化とりわけ建物施設の屋上面への草木類の植生所謂屋上緑化政策が推進されつつあるが、建物施設屋上に草木を植生させるためには、少なくとも育成土壌を２０乃至３０ｃｍ以上に敷設させ特に樹丈の高い樹木では生長に伴い根部を十分に固定保持させる育成土壌を更に多量に敷設投入せねばならず、建物施設には膨大な重量が付加されることから、建物施設の構造強度が十分でないと実現も不能となる。【０００４】  これがため育成土壌を削減して植生を可能ならしめるうえから、ロックウールやガラスウールの如き嵩高で保水性や通気性を保持するマット材や発泡コンクリート板材、或いは合成繊維を絡合させ若しくは編織させてなるロック材等が提案されているものの、ロックウールやガラスウールからなるマット材或いは発泡コンクリート板材等では、ツタやヘデラ等蔓性植物では生長に伴う絡着が可能なるも草木類の如き立木性の植物では根拡生長に際して根の絡着による固定支持が不十分で特に風による折損や倒伏等が発生し、十分な植性に至らぬ危険があるばかりか、これら製品も依然として多重であって、建物施設への荷重付加も大きい。
他方合成繊維を絡合若しくは編織させたロック材は嵩高で空隙も多いものの草木類の植生には多量の育成土壌の併用が余儀なくされる等、十分な屋上緑化材としては言えない。【０００５】  発明者はかかる実情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、播種用若しくは育苗用培士には、土壌に還元しえる組成成分で且加熱発泡により連続気泡からなる膨大数の微細孔隙を有するパーライトが使用されており、且該パーライトは極めて軽量なうえ保水性や保肥性及び通気性に優れることに着目するとともに、このパーライトの適宜粒径の外表面にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を接着剤として塗着のうえ所望の成形具内に填入させ、該接着剤の残留水分率を１５％重量％以下に蒸散せしめることにより、パーライト相互を一体的に接着固定させることにより、使用経過とともに吸水自己崩壊させ、若しくは長期に亘って耐久使用しえることを究明し本発明に至った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明は保水性、保肥性、通気性、並びに根拡絡合性を保持し、草木類の生長に極めて優れ、而も軽量で土壌への還元も可能な無機多孔性成形材及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上述の課題を解決するために本発明が採用した技術的手段は、真珠岩、頁岩、膨脹頁岩、黒曜岩若しくは松脂岩等を加熱発泡させて、その孔径が１０乃至１００μｍの連続気泡構造で見掛比重が０．１乃至０．２のパーライトと、シロキサン及びシラノール塩とを分子量換算で４０００程度に多分子量化させた錯化合物状で、シロキサン及びシラノール塩からなる固形分が４５乃至６０重量％と水分４０乃至５５重量％の組成割合からなるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を接着剤として用い、粗大な接合間隙を形成するために、その粒径が１ｍｍ乃至１０ｍｍのパーライトの外表面に接着剤を該パーライト容量に対して５乃至１５容量％割合で混練塗着せしめたうえ、所要の寸法形状で且通気性を保持する成形具内に積合填入して予備成形のうえ、その温度が１２０乃至１８０℃の加熱空気で通風乾燥せしめ、パーライト相互の接着により全体を一体的に接着固定させる、無機多孔性成形材及びその製造方法に存し、更には混練塗着された接着剤の残留水分率を７乃至１５重量％に乾燥を抑制し、使用時における水分の吸水により所要の寸法形状に形成された無機多孔性成形材を吸水自己崩壊させる構成の、無機多孔性成形材及びその製造方法に存する。
【発明の効果】
【０００８】  本発明は上述の如き構成からなるもので主たる素材としてのパーライトには、その孔径が１０乃至１００μｍの連続気泡構造の膨大数の微細孔隙を有し、且その粒径が１乃至１０ｍｍのパーライトを用いてその外表面にはシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液からなる接着剤がパーライトの容量に対し５乃至１５容量％割合で混練塗着されたうえ所要の寸法形状で且通気性を保持する成形具内に積合填入し、１２０乃至１８０℃の加熱空気により通気乾燥させてパーライト相互を接着させ、全体を一体的に且所要の寸法形状に接着固定させて成形材が形成されるものであるから、成形材全体に亘って膨大数の微細孔隙と、且パーライト粒体相互の粗大な積合間隙も全体に亘って形成される。本発明により播種箱や育苗箱、育苗…【０００９】  従って本発明により播種箱や育苗箱、育苗ポット或いは屋上緑化基材を形成させた場合には、僅かな育成土や培養土等を併用し花卉類や蔬菜類、草木類の播種育苗若しくは移植させた場合には、全体が極めて軽量であるから搬入や搬出作業が簡便になしえるばかりか、屋上緑化においては建物施設の加重付加が著しく軽減される。
そして播種された種や育苗若しくは移植された苗は、併用される育成土や培養土に加えて成形材の膨大数の微細孔隙と且パーライト粒体相互の粗大な積合間隙が大きな保水性や保肥性と通気性を保持するため、散水や施肥による長期の保水性や保肥性が発揮されて、散水作業や施肥作業が大幅に削減されるばかりか、露地環境においての長期に亘る干天でも播種や育苗或いは移植された花卉、蔬菜、草木等の枯死が防止される。【００１０】  加えて播種し育苗し若しくは移植された花卉、蔬菜或いは草木類は、その根拡成長に伴い微細孔隙内や積合間隙内に強固に絡合しつつ成長するため、風雨による倒れや折れが防止されるばかりか、更なる成長に伴う根拡成長力により積合間隙が破壊されるとともに、その組成成分が酸化珪素や酸化アルミであるため土壌改良材として土壌に還元されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  加熱発泡形成され、その孔径が１０乃至１００μｍの連続気泡構造からなる膨大数の微細孔隙を有し見掛比重が０．１乃至０．２で、且その粒径が１乃至１０ｍｍのパーライトの外表面に、シロキサン及びシラノール塩からなりその分子換算で略４０００程度に多分子量化させた錯化合物状のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液からなる接着剤をパーライトの容量に対して５乃至１５容量％割合で混練塗着のうえ、所要の寸法形状で通気性を有する成形具内に積合填入し、１２０乃至１８０℃の加熱空気を通気せしめて積合填入されたパーライト相互を接着させて全体を一体的に接着固定させた無機多孔性成形材及びその製造方法。
【実施例１】
【００１２】  以下に本発明実施例を製造方法の図とともに詳細に説明すれば、図１は本発明製造方法の概略説明図、図２はパーライトの拡大説明図、図３は接着剤の説明図であって、本発明無機多孔性成形材１の形成に使用するパーライト１Ａは真珠岩を初め頁岩や膨脹頁岩或いは黒曜岩若しくは松脂岩等を所要の粒径に破砕のうえ加熱発泡処理により、その孔径が１０乃至１００μｍの連続気泡構造からなる膨大数の微細孔隙１Ｃを形成させた見掛比重０．１乃至０．２程度のものが、軽量化と且育成面のうえから選択される。
加えて本発明においては播種の発芽と育成、育苗若しくは移植に係わる花卉類や蔬菜類或いは草木類等の成長に従って風雨等による倒れや折れを防止するうえからは、根部の十分な強固絡合をなさしめるため、成形材の形成に際して積合填入されるパーライト１Ａ相互の間に十分に粗大な積合間隙１Ｄを形成させてやる必要上、その粒径として１ｍｍから最大１０ｍｍのパーライト１Ａが用いられる。【００１３】  かくしてなるパーライト１Ａの外表面には、所望の寸法形状の無機多孔性成形材１を形成する場合に、所要のパーライト１Ａを予備成形工程３０において、所望の寸法形状に形成された成形具３内に積合填入させたうえ、パーライト１Ａ相互と且全体を一体的に接着し固定化させるための接着剤１Ｂが塗着される。この接着剤１Ｂは、その組成成分として耐水性や耐候性に加えて土壌への還元が可能なうえ、無機質からなるパーライト１Ａと強固に接着が出来且使用安全性の高いものが要望される。
この要件を具備する接着剤１Ｂとしては、ケイ酸やケイ酸ソーダ等をホウ酸やフッ酸の存在下に、その分子量換算で略４０００程度に多分子量化させた錯化合物状のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が好適であって、該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の組成としては、シロキサン及びシラノール塩とからなる固形分が４５乃至６０％重量割合と、水分が４０乃至５５重量％からなるものである。【００１４】  而して所要の粒径に選択されたパーライト１Ａの相互と且全体を一体的に接着固定させるために、パーライト１Ａの外表面には接着剤１Ｂがパーライト１Ａの容量に対して５乃至１５容量％割合で塗着される。
かかる接着剤１Ｂの塗着に際しては多様な手段が提案されるが、簡便且能率的に塗着をなす手段としては、図１の混練工程２０に示す混練塗着機２の使用が好適であって、該混練塗着機２は特段の制約は無く、図４に示す如く所要の収納容量で且上部に開口部２Ｂ，下部に排出部２Ｃが形成された収納ドラム２Ｄ内に撹拌翼２Ｅが回転可能に装着されたもので、該収納ドラム２Ｄ内に収納されたパーライト１Ａに接着剤滴出管２Ｆを配位させたうえ、収納ドラム２Ｃ内に収納されたパーライト１Ａの容量に対して、５乃至１５容量％割合の接着剤１Ｂを分散滴下させ、撹拌翼２Ｄにより混練させることにより混練塗着２Ａがなされる。混練塗着機２としては、他に収納ドラムが横方向に形成配位されたうえ収納ドラム自体が回転するものや、リボンブレンダー或いはヘンシェルミキサー等でも混練塗着２Ａは可能である。【００１５】  図５にはパーライト１Ａの外表面に接着剤１Ｂが混練工程２０で混練塗着２Ａされた状態が示されてなるもので、かかる如く混練塗着２Ａがなされたうえは、所望の寸法形状に形成された成形具３内に粗大な積合間隙１Ｄが形成されるよう積合填入がなされる。
かかる場合に塗着される接着剤１Ｂの塗着量がパーライト１Ａの容量に対して５容量％以下になると、パーライト１Ａ相互の接着性及び全体の一体的接着固定力が不足し、取扱中における損壊や崩壊の危険が生じ、反面塗着量がパーライト１Ａの容量に対して１５容量％を超えると、通気性や根拡絡合性を高める積合間隙１Ｄの閉塞ばかりかパーライト１Ａの保持する保水性や保肥性或いは通気性に係わる微細孔隙１Ｃも閉塞される結果ともなる。【００１６】  所要の混練塗着２Ａがなされたうえは予備成形工程３０において、所望の寸法形状に形成された成形具３内に積合填入させて予備成形をなすもので、かかる積合填入に際してはパーライト１Ａ相互により形成される粗大な積合間隙１Ｄが保持形成されるよう僅かな填入圧力で填入させるもので、且積合填入されたうえはパーライト１Ａの外表面に塗着された接着剤１Ｂを、短時間内に乾燥させてパーライト１Ａ相互及び全体を一体的に接着固定させるうえから加熱乾燥工程４０で加熱空気４Ａを通風させる必要上該成形具３は加熱空気４Ａが容易に通風できるよう、その形成素材としては金属線条を織成させてなる金網３Ａが好適であるが、該金網３Ａ以外にも適宜の金属溥板材に通気孔を打抜き形成させた所謂パンチング金属板も使用できる。当然に金網３Ａの網目合やパンチングの通気孔の孔径は、パーライト１Ａの粒径より小さく形成されるものである。【００１７】  図６には金網３Ａを使用した成形具３の例示図が示されてなるもので、同図６のＡには、屋上緑化基板等に用いる平板状の無機多孔性成形材１を形成する場合の成形具３の見取図が示されてなるもので、平板状の無機多孔性成形材１の形成では、金網３Ａを所要の寸法形状を以て底面３Ｂ及び壁面３Ｃを形成し、且望ましくは開閉自由の蓋３Ｄを形成させたもので良い。他方播種箱や育苗箱等は、所要の寸法形状で且適宜の厚さを保持した容器状の無機多孔性成形材１を形成するものであるから、同図６のＢに描かれてなる如く、金網３Ｂを用いて、無機多孔性成形材１の外寸法に適合する外型３０Ａと所望の厚さが形成されるよう無機多孔性成形材１の内寸法に適合する内型３１Ａとを形成し、この外型３０Ａと内型３１Ａとで形成される間隙３１Ａ間に積合填入させてやれば良い。無論必要により蓋型３２Ａを用意することも考慮される。【００１８】  成形具３内に積合填入させたうえはパーライト１Ａ外表面に塗着されてなる接着剤１Ｂの水分を短時に蒸散せしめて、接着剤１Ｂのシロキサン結合の促進によるパーライト１Ａ相互の接着及び全体を一体的に接着固定させるうえから乾燥工程４０で加熱乾燥４が施されるもので、該加熱乾燥４の手段も多様な方法が提案されるが、簡便且安価な手段としては加熱空気４Ａを通風させる手段が好適で、かかる加熱空気４Ａの通風には送風ファン４Ｂの前面に通風可能な加熱ヒーター４Ｃを設けたうえその温度が１２０乃至１８０℃の加熱空気４Ａを通風させる手段であって、成形具３はネット状のベルトコンベア４Ｄ上に載置移動させつつ加熱空気４Ａを通風させるものである。更にネット状ベルトコンベア４Ｄ上を載置移動させる手段に代えて加熱空気４Ａが流通する区画内の天井面に配置された軌道を移動可能に形成された移動フックに成形具３を吊下げて加熱乾燥４をなす方法も使用可能である。
加熱乾燥４における加熱空気４Ａの温度は、形成される無機多孔性成形材１の成形厚さや接着剤１Ｂの塗着量によっても多少異なるが、一般的には１２０乃至１５０℃で略５乃至７分間程度の加熱乾燥時間により、十分な接着と且接着固化が可能である。かかる場合に無機多孔性成形材を短期間に吸水崩壊させる必要がある場合には、加熱乾燥４において接着剤１Ｂの残留水分を７乃至１５重量％程度に留めることにより、短期に自己崩壊を促進させることが可能となる。【００１９】  図７は本発明の使用態様図であって、同図７のＡは屋上緑化基板における態様が示されてなるもので、本発明無機多孔性成形材１の上面に適宜量の育成土壌５を敷設して草木類の苗５Ａを移植させ、且予め散水及び液肥を与えることにより根部からの水分や肥料の吸収がなされるとともに、根拡成長する毛根や根枝が該無機多孔性成形材１からなる屋上緑化基板のパーライト１Ａ相互により形成される粗大な積合間隙１Ｄ及び微細孔隙１Ｃに絡着しつつ生長し、風雨による倒れや折れに対抗して十分な生長がなしえるとともに多量の降雨に際してはその透水性により排水が十分になされ、且長期に亘る日照りによる乾燥が続いても無機多孔性成形材１を形成するパーライト１Ａの保水性や保肥性が働き枯死も防止される。
そして本発明の無機多孔性成形材１は酸化珪素と酸化アルミニウムが主成分であるから、育成土や培養土と同様の成分であって該無機多孔性成形材１は移植された草木類の根拡成長力で次第に破砕や崩壊され、育成土壌に同化還元される。【００２０】  更に図７のＢには播種箱の場合の使用態様が示されてなるもので、該播種箱においても、その内部に育成土壌５を収納させた場合にも極めて軽量であるから搬入搬出作業が簡単になしえ、且播種とともに一旦散水や液肥を施すことにより、余剰の水分や肥料分は播種箱外に排出され、且適宜容量の水分や肥料が該無機多孔性成形材１自体に保水保肥されるため灌水や施肥作業も著しく削減されるばかりか長期に亘る乾燥や日照りにおいても枯死が防止され、而も長期に使用し生長による根拡とともに破砕や崩壊されて、育成土壌５と同化還元されるため耕地への移植も可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】  播種箱や育苗箱、育苗ポット或いは屋上緑化基材の寸法形状に合わせて形成すれば、即時に使用可能である。無論本発明無機多孔性成形材は、これら使用途に加え油吸着フィルター材や水の濾過材にも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】  本発明製造方法の概略工程説明図である。
【図２】  パーライトの拡大説明図である。
【図３】  接着剤の説明図である。
【図４】  混練塗機の説明図である。
【図５】  混練塗着されたパーライトの拡大説明図である。
【図６】  成形具の説明図である。
【図７】  本発明の使用態様図である。
【符号の説明】
【００２３】  １      本発明無機多孔性成形材
１Ａ    パーライト
１Ｂ    接着剤
１Ｃ    微細孔隙
１Ｄ    積合間隙
２      混練塗着機
２Ａ    混練塗着
２Ｂ    開口部
２Ｃ    排出部
２Ｄ    収納ドラム
２Ｅ    撹拌翼
２Ｆ    接着剤滴出管
２０      混練工程
３      成形具
３Ａ    金網
３Ｂ    底面
３Ｃ    壁面
３Ｄ    蓋
３０      予備成形工程
３０Ａ    外型
３０Ｂ    内型
３１Ａ    間隙
３２Ａ    蓋型
４      加熱乾燥
４Ａ    加熱空気
４Ｂ    送風ファン
４Ｃ    加熱ヒーター
４Ｄ    ネット状ベルトコンベア
４０      乾燥工程
５      育成土壌
５Ａ    苗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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