JPH0355085B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は人工培地に係り、更に詳細には、各種
植物に対して好適な栽培環境を与えると共に、有
害なかび類の発生のない人工培地に関する。 従来、人工培地資材としては種々のものが提案
されている。これらの人工培地資材は、いずれも
植物の良好な生育を促進する為に、植物の生存に
必要な保水性を有し同時にかかる保水性に起因し
て水に溶解した水溶性栄養分を保持する作用があ
る。しかし、かかる保水特性は、人工培地資材が
有害なかび類の繁殖にとつて極めて好適な環境と
なつていることを意味し、事実、従来の人工培地
資材は、長期間使用すると有害なかび類が繁殖
し、美観はもとより種々の弊害を諾起しているの
が現状である。 本発明者等は、かかる現状に鑑み、鋭意研究を
続けた結果、抗菌性金属イオンを担持したゼオラ
イト系粒子を培地資材中に配合すると、各種植物
に好適な栽培環境を与えると同時に、有害なかび
の発生がないことを見い出し、本発明を完成した
ものである。 本発明の目的は、各種植物に対して好適な栽培
環境を与えると同時に有害なかび類の発生しない
人工培地を提供するにある。 上述の目的は、培地資材と殺菌作用を有する金
属イオンを担持せしめたゼオライト系粒子とを主
成分とすることを特徴とする人工培地により達成
される。 本発明に適用される殺菌効果を有するゼオライ
ト系粒子（以下金属−ゼオライト粒子と略記す
る）は、アルミノシリケートよりなる天然または
合成ゼオライトのイオン交換可能な部分に殺菌効
果を持つ金属イオンの１種又は２種以上を保持し
ているものである。そして殺菌効果のある金属イ
オンの好適例としてAg、Cu、Znが挙げられ、こ
れらの金属イオンは単独または混合して使用でき
る。 ゼオライトは一般に三次元的に発達した骨格構
造を有するアルミノシリケートであつて、一般に
いAl₂O₃を基準にしてXM₂／nO・Al₂O₃・
ySiO₂・ZH₂Oで表わされる。Ｍはイオン交換可
能な金属イオンを表わし、通常は１価〜２価の金
属であり、ｎはこの原子価に対応する。一方Ｘお
よびｙはそれぞれ金属酸化物、シリカの係数、Ｚ
は結晶水の数を表わしている。ゼオライトは、そ
の組成比及び細孔径、比表面積などの異る多くの
種類のものが知られている。 しかし本発明で使用するゼオライト系固体粒子
の比表面積は150m²／ｇ（無水ゼオライト基準）
以上であつて、ゼオライト構成成分のSiO₂／
Al₂O₃モル比は好ましくは1.3以上14以下、更に好
ましくは1.3以上11以下である。 本発明で使用する殺菌力を有する金属たとえば
銀、銅および亜鉛の水溶性塩類の溶液は、ゼオラ
イトとは容易にイオン交換するので、かかる現象
を利用して必要とする上記の金属イオンを単独ま
たは混合型でゼオライトの固定相に保持させるこ
とが可能であるが、金属イオンを保持しているゼ
オライト系粒子は、比表面積が150m²／ｇ以上、
かつSiO₂／Al₂O₃モル比が1.3以上14以下であると
いう二つの条件を満すと特に好ましい結果が得ら
れこの範囲を逸脱すると殺菌作用が著るしく低下
する傾向がある。これは、効果を発揮できる状態
でゼオライトに固定された金属イオンの絶対量が
不足するためであると考えられる。つまり、ゼオ
ライトの交換基の量、交換速度、アクセシビリテ
イなどの物理化学的性質に起因するものと考えら
れる。 従つて、モレキユラシープとして知られている
SiO₂／Al₂O₃モル比の大きなゼオライトは、本願
発明に好ましいものではない。 そしてSiO₂／Al₂O₃モル比が1.3以上14以下のゼ
オライトは、殺菌作用を有する金属イオンを均一
に保持させることが可能であり、このためにかか
るゼオライトを用いることにより十分な殺菌効果
が得られる。一方ゼオライトのSiO₂／Al₂O₃モル
比が14を越えるシリカ比率の高いゼオライトの耐
酸、耐アルカリ性はSiO₂の増大とともに増大す
るが、これの合成に長時間を要し、経済的にみて
もかかる高シリカ比率のゼオライトの使用は得策
ではない。前述したSiO₂／Al₂O₃≦14の天然また
は合成ゼオライトは本構造物の通常考えられる利
用分野では、耐酸性、耐アルカリ性の点よりみて
も安価であり得策である。この意味からも
SiO₃／Al₂O₃モル比は14以下のものが好ましい。 本発明で使用するSiO₂／Al₂O₃のモル比が14以
下のゼオライト素材としては天然または合成品の
何れのゼオライトも使用可能である。例えば天然
のゼオライトとしてはアナルシン（Analcime：
SiO₂／Al₂O₃＝3.6〜5.6）、チヤパサ
（Chabazite：SiO₂／Al₂O₃＝3.2〜6.0および6.4〜
7.6）、クリノプチロライト（Clinoptilolite：
SiO₂／Al₂O₃＝8.5〜10.5）、エリオナイト
（Erionite：SiO₂／Al₂O₃＝5.8〜7.4）、フオジヤ
サイト（Faujasite：SiO₂／Al₂O₃＝4.2〜4.6）、
モルデナイト（mordenite：SiO₂／Al₂O₃＝8.34
〜10.0）、フイリツプサイト（Phillipsite：
SiO₂／Al₂O₃＝2.6〜4.4）等が挙げられる。これ
らの典型的な天然ゼオライトは本発明に好適であ
る。一方合成ゼオライトの典型的なものとしては
Ａ−型ゼオライト（SiO₂／Al₂O₃＝1.4〜2.4）、Ｘ
−型ゼオライト（SiO₂／Al₂O₃＝２〜３）、Ｙ−
型ゼオライト（SiO₂／Al₂O₃＝３〜６）、モルデ
ナイト（SiO₂／Al₂O₃＝９〜10）等が挙げられる
が、これらの合成ゼオライトは本発明のゼオライ
ト素材として好適である。特に好ましいものは、
合成のＡ−型ゼオライト、Ｘ−型ゼオライト及び
合成又は天然のモルデナイトである。 本発明で使用する殺菌力を有する金属−ゼオラ
イト粒子は、前述の如く、イオン交換反応を利用
して調製することが可能である。上記の金属−ゼ
オライト粒子（100℃乾燥品基準）中に占める金
属の量は、銀については0.001〜５重量％にある。
一方本発明で使用する亜鉛および銅については金
属−ゼオライト粒子（100℃乾燥品基準）中に占
める亜鉛または銅の量は25重量％以下で充分であ
り、好ましい範囲は0.01〜15重量％にある。 本発明において用いられる培地資材とは保水
性、通気性、形状保持性等各種植物の地下部に対
して好適な栽培環境を与えるものを意味し、その
一例を挙げるならば、パルプ等の天然重合体、セ
ルロース等の半合成重合体ビニルアセタール系重
合体、アクリル系重合体、尿素系重合体、ウレタ
ン系重合体等の合成重合体を成形して得られるフ
レーク状、粒状、ペレツト状、繊維状のものが挙
げられる。そして本発明に適用される上記培地資
材は特に限定されるものではなく、例えば、特公
昭57−402343号公報、特公昭57−37291号公報等
に記載の公知の培地資材のなかから適宜選定して
使用すればよい。本発明に係る人工培地に於いて
は、培地資材と殺菌作用を有する金属−ゼオライ
ト粒子とは単に両者を混合しただけでもよいが、
両者を固着一体化せしめると一層好ましい結果が
得られる。即ち本発明の人工培地を用いて実際に
植物を栽培する場合、単に両者を混合しただけで
はいかに均一に混合したとしても給水等により、
両者の比重の相違等に起因して、時間が経過する
につれて、両者が分離する傾向があるのに対して
予め固着一体化しておくと、この様な現象を生起
しないからである。固着一体化は例えば以下に記
載する方法により行えばよい。例えば培地資材が
非発泡生の重合体の繊維又はその集合体である場
合には、繊維又はその集合体を加熱し重合体か半
溶融状態にある間に、金属−ゼオライト粒子又は
それの集合体を散布して固着させる方法、又例え
ば培地資材が発泡体の場合には金属−ゼオライト
粒子をスラリー化しこれに発泡体をデイツピング
することにより発泡体の気孔内に金属−ゼオライ
ト固体粒子を充填せしめる方法などにより培地資
材と金属−ゼオライト粒子を一体化することが出
来る。金属−ゼオライト粒子の形状は粉末粒子又
は集合体が好適である。集合体の形状としては例
えばペレツト、球状等が挙げられる。培地資材が
繊維又はその集合体の場合は繊維又はその集合体
内に安定に保持させるために粒子径が１ミクロン
以上であることが好ましい。又培地資材が発泡体
の場合は、発泡体気孔内に金属−ゼオライト粒子
を円滑に充填するために粒子径が50μ以下である
ことが好ましい。金属−ゼオライトが全体中に占
める割合は0.01〜50重量％（無水ゼオライト基
準）が好適である。 本発明によつて得られる金属−ゼオライト粒子
と培地資材を主成分とする人工培地は各種植物類
の成育に必要な保水性、通気性、形状繊維性を有
すると共に有害なかび類の発生防止に極めて顕著
な効果を有する。 ゼオライトと亜鉛、銀、銅等の抗菌性金属イオ
ンとの結合力は活性炭やアルミナ等の吸着物質に
単に物理吸着により保持させる方法と異なり、極
めて大きい。従つてかかる金属−ゼオライト粒子
を含有する人工培地は長時間に亘つて強力な抗菌
作用を有するものである。 以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。 製造例 １ 還流管付50のステンレス製撹拌機付重合槽を
用い、ジメチルホルムアミド溶媒中でアゾビスイ
ソブチロニトリルを開始剤とし、モノマー濃度30
重量％、モノマー組成アクリロニトリル50％、塩
化ビニリデン49％、アリルスルホン酸ナトリウム
１％、重合温度68℃の条件で16時間重合し、重合
ドープを得た。 次いでモノマー回収後ジメチルホルムアミドに
て粘度調節し直径0.06〜0.2mm、500ホールの各種
口金を用いDMF50％水溶液の凝固浴中に押し出
した後、沸水中で４倍延伸し、これを乾燥後スタ
ツフイングボツクス型捲縮機にて機械捲縮し、バ
ツチセツターで湿熱セツトした。これを50mmにカ
ツトし、以下の栽培試験を供した。（本製造例で
得られたアクリル繊維をAFと略記する。） 製造例 ２ PVAとして平均重合度1200、鹸化度99モル％
の完全鹸化PVAを、又気孔形成助剤として澱粉
をそれぞれ用い、硫酸触媒の存在下ホルマール化
を行つて気孔率約90％平均気孔径60μのPVFスポ
ンジ（シート状物を製造した。 その際ホルマール化条件を調整することによ
り、ホルマール化度65モル％の低ホルマール化ス
ポンジと同じく83％の高ホルマール化スポンジの
２種を得た。 これらスポンジを栽断して、それぞれ断面が２
〜３mm角で長さが10〜15cmの線状物（紐状物）と
し、これを以下の栽培試に供した。（本製造例で
得られたPVFスポンジをPS−１と略記する） 製造例 ３ 下記第１表の使用ゼオライト素材の欄に記載し
た６種類の天然及び合成ゼオライトの微粉末乾燥
品各250ｇを採取し、各々に1/10Ｍ硝酸銀水溶液
500mlを加えて得られた混合物を室温に23時間撹
拌下に保持してイオン交換を行つた。かかるイオ
ン交換法により得られた銀−ゼオライトを過し
た後、水洗して過剰の銀イオンを除去した。次に
水洗済みの銀−ゼオライトを100〜105℃で乾燥し
てから粉砕して銀−ゼオライトの微粉末を得た。
得られた銀−ゼオライト乾燥品の銀含有量及び比
表面積は第１表の如くであつた。（銀−ゼオライ
ト転換品のうち銀−Ａ型ゼオライトをZ₁、銀−Ｘ
型ゼオライトをZ₂、銀−Ｙ型ゼオライトをZ₃、銀
−天然モルデナイト（新東北化学工業(株)をZ₄、銀
−天然モルデナイト（Anaconda Minerals
Company）をZ₅、銀−天然チヤバサイトをZ₆と
略記する。）

【表】 製造例 ４ 下記第２表の使用ゼオライト素材の欄に記載し
た４種類の天然及び合成ゼオライトの微粉末乾燥
品250ｇを採取し、各々に1/20Ｍ硫酸銅水溶液１
を加えた。得られた混合物を室温で撹拌下に５
時間保持した。かかるイオン交換法により得られ
た銅−ゼオライトは吸引過後硫酸イオンがなく
なるまで水洗された。次に水洗済みの銅−ゼオラ
イトを100〜105℃で乾燥した後粉砕して微粉末の
銅−ゼオライト転換品を得た。 上述の方法で得られた銅−ゼオライト転換品の
銅含有量及び比表面積を第５表に示した。（銅−
ゼオライト転換品のうち、銅−Ａ型ゼオライトを
Z₇、銅−Ｙ型ゼオライトをZ₈、銅−天然モルデナ
イトをZ₉、銅−天然チヤバサイトをZ₁₀と略記す
る。）

【表】 製造例 ５ 製造例３及び４で得られた各種金属−ゼオライ
トに水を加え、50％濃度の水性スラリーを得た。
次いで製造例２と同様にしてPVFスポンジを製
造し、該スラリー中にPVFスポンジを浸漬し、
含浸−絞りの工程を繰り返しスポンジ気孔中に金
属−ゼオライトを充填せしめた。得られた金属−
ゼオライト含有スポンジの種類及び金属−ゼオラ
イトの含有率を第３表に示す。No.21〜30）これら
スポンジを栽断してそれぞれ断面が２〜３mm角の
長さが10〜15cmの綿状物（紐状物）とし、これを
以下の栽培試験に供した。（本製造例で得られた
PVFスポンジをPS−２と略記する）尚、スポン
ジ中の金属−ゼオライトの含有率は次の様にして
測定した。すなわち、製造例２で得られた水性ス
ラリー含浸前のPVFスポンジの絶乾重量を予め
測つておき、水性スラリー含浸後の金属−ゼオラ
イト含有スポンジを再び絶乾し、その重量差から
求めた。 実施例 １ 製造例１で得られたアクリル繊維を充分に吸水
させた後、製造例３、４で得られた各種金属−ゼ
オライトを添加混合したものを培地として栽培試
験を行つた。栽培物は１年間天然水苔で栽培した
サンスベリアを用い、各種培地にて２日に１回
100mlの水道水を注ぎ、成長の変化及び外観を観
察した。その結果を第３表に示す。（No.１〜10） 実施例 ２ 製造例２で得られたPVFスポンジを充分に吸
水させた後、製造例３及び４で得られた各種金属
−ゼオライトを添加配合したものを培地として用
いる以外は、実施例１と全く同様にして栽培試験
を行つた。その結果を第３表に示す。（No.11〜20） 実施例 ３ 製造例５で得られた金属−ゼオライト含有スポ
ンジを培地資材として用いる以外は実施例１と全
く同様にして栽培試験を行つた。その結果を第３
表に示す。（No.21〜30）

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 培地資材と殺菌作用を有する金属イオンを担
   持せしめたゼオライト系粒子とを含有することを
   特徴とする人工培地。 ２ 培地資材が合成重合体の発泡体よりなるもの
   である特許請求の範囲第１項に記載の人工培地。 ３ 合成重合体の発泡体が多孔性のポリビニルア
   セタール系重合体である特許請求の範囲第２項に
   記載の人工培地。 ４ 培地資材が非発泡性の重合体よりなるもので
   ある特許請求の範囲第１項に記載の人工培地。 ５ 非発泡性の吸水性重合体が吸収性アクリル系
   重合体又はポリビニルアセタール系重合体である
   特許請求の範囲第４項に記載の人工培地。 ６ 金属イオンが銀イオン、銅イオン又は亜鉛イ
   オンである特許請求の範囲第１項乃至第５項の何
   れかに記載の人工培地。 ７ ゼオライト系粒子が150m²／ｇ（無水ゼオラ
   イト基準）以上の比表面積で且つゼオライト構成
   成分のSiO₂／Al₂O₃モル比が1.3以上14以下のもの
   である特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れか
   に記載の人工培地。 ８ 金属イオンを担持せしめたゼオライト系粒子
   が0.001重量％以上15重量％以下（100℃乾燥品基
   準）の金属イオンを含有したものである特許請求
   の範囲第１項乃至第７項の何れかに記載の人工培
   地。