JPH04106189A - 土壌改良セラミック材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は土壌と混合して使用することにより植物の生育
を促進させるというセラミック材に関するものである。

［従来の技術］ 従来、園芸用の土壌改良材としては、ヒュウガ士や粒状
の軽石などが代表的なものとしてあげられる。

このヒュウガ士や軽石は通風性、排水性、給水性も良く
、土壌に混合することによりこれらの物性を向上させ植
物の生育に良い効果をもたらすものとして知られている
。

［発明が解決しようとする課題］ ヒュウガ土や粒状軽石は、確かに土壌を改良し植物生育
に好結果を与えるが、自然物であるためその効果のバラ
ツキも大きく、また多孔質の度合も充分とは言えず吸水
性も決して高くはなく、酸素（空気）保持量もさらに向
上することが望まれるのである。

さらに、これらは熱処理などは全く施されていないため
、有害な細菌や有機物も混在し植物生育に障害が発生す
ることも起こるのである。

本発明は上記の様な問題点を解決することを目的として
なされたものであり、均一性のすぐれた多孔質材料であ
って、しかもその多孔質の度合が大きくしたがって吸水
性と酸素保持性にすぐれ、通風性、給排水性も顕著であ
るという新規な土壌改良セラミック材を提供しようとす
るものである。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、種々なるＳｅｔ原料の粉
末を造粒して焼成する実験を繰返して研究した結果、石
炭灰の微粉末を有機バインダーの粘着力のみで雪ダルマ
式に造粒して成形し、高温焼成すれば非常に好適な土壌
改良材になることを見い出したのである。

すなわち本発明は、石炭灰の微粉末を原料とし、これを
加圧することなしに有機バインダーの粘着力のみで造粒
して粒径約１〜２０ｍｍ好ましくは３〜１５層■の粒状
体に成形し、ついで高温焼成して多孔質粒状体としたこ
とを特徴とする土壌改良セラミック材、を要旨とするも
のである。

本発明における石炭灰とは、石炭や石油ピッチなどを燃
焼させた後に残る灰であり、謂ゆるプライアッシュと称
されるもので、その主成分は酸化珪素（ＳｉＯｚ）と酸
化アルミニウム（Ａ１１０３）であるが、この石炭灰の
成分を詳細に示すと、下記の表の如くである。

石炭灰の組成 この様な組成からなる石炭灰の微粉末（通常０．３〜２
ルの粒径）を原料として使用し、まずこれに有機バイン
ダーを混合して造粒するのである。

この有機バインダーとしてはデンプン、メトキシメチル
セルローズ、カルボキシメチルセルローズ（ＣＭＣ）、
アルギン酸ソーダ、トラカントガムなどの糊剤、又はポ
リアクリル酸エステル系、ポリウレタン系、ポリ酢酸ビ
ニル系。

その他各種の合成樹脂系のエマルジョン、又は合成ゴム
や天然ゴムのラテックスなどが使用できるものである。

例えば、原料石炭灰に対して固形分比で０．５〜２％量
の有機バインダーを同じく原料石炭灰に対して１０〜１
５％量の水に溶解又はエマルジ、ン化したものを用いて
石炭灰に混合して、造粒機にて造粒するのである。

この場合、圧力を加えないことが重要な条件であり、単
に有機バインダーの粘着力のみで微粒子の石炭灰を層状
に積層し、丁度雪ダルマ式にほぼ球形状態に造粒するこ
とが望ましいのである。

なお、加圧を与えながら造粒すると石炭灰の微粒子間隙
が密になりすぎて多孔質の度合が不適切になるのである
。

この様に造粒して５粒径１〜２０ｔｗの粒状体に成形す
るのであるが、この粒径が１１未満では粒度が低すぎて
このセラミック材の見掛は比重も大きくなり、また焼成
時に粒状体同志が塊まりやすくなって好ましくないし、
一方、この粒径が２０■■をこえる大きなものになると
そのセラミック材が土壌になじみにくくなり、また植物
の根の伸長の障害物になり生育上に悪影響を及ぼすので
ある。

この粒状体の最も好ましい粒径は３〜１５鵬腫位である
。

次に、造粒成形した粒状体を高温焼成するのであるが、
予め乾燥してから焼成窯に収納しても良いし、乾燥せず
にそのまま焼成窯に入れて焼成の昇温段階により乾燥し
ても良いものである。

この高温焼成の方法としては、徐々に昇温して１０００
℃で約２時間焼成し、さらに昇温して１３００℃にて約
２時間焼成し、その後、自然に降温させる方法が好適で
あり、最初の昇温から降温まで約２４時間を要するもの
である。

なお、この焼成による粒状体の収縮はほとんどないもの
である。

この様にして焼成して得られたセラミック材は非常に多
孔質な粒状体であり、土壌改良用として使用でき、土壌
に混合して使用すれば植物の生育が大きく促進されるの
である。

［作用］ 本発明は以上の様な構成からなり、無機原料である石炭
灰の微粉末を適度な粒径に造粒して高温焼成したもので
あり、その構造は微粒子と微粒子とが加圧なしで多数繋
がった積層構造であるためその間隙が大きく空孔率の高
い多孔質粒状体となっている。

したがって、通風性が特に優秀であり、しかもこの多孔
質粒状体の孔径の大きさもほぼ均一であってこれが空孔
率の高いことと相乗的に作用して、吸水性、保水性、保
肥性が著るしく向ｈＬ、　また水や肥料を保有する量が
多いにもかかわらず周囲に向って給排水する作用も高い
のである・ この様な作用効果により本発明セラミック材はこれを土
壌に混合して使用すると植物の生育にきわめて顕著な効
果を発揮するのである。

つまり土壌内に混合された本発明セラミック材は、土壌
が乾燥して来るとこのセラミック材中の保有水等を排出
して土壌に水分を補給し、土壌の水分が多い場合には逆
に吸水して土壌に含まれる水分を一定に保つ作用を発揮
し、しかもこの多孔質中には空気（酸素）も多く含まれ
その通風性により常に新鮮な空気を保有し植物の根に必
要な酸素を供給するのである。

また、このセラミック材は高温処理されているので無菌
性素材であり、造粒に使用した有機バインダーも当然に
焼失しており、完全な無機物であってその作用効果は半
永久的に継続するのである。

本発明のセラミック材はその材質自体の比重は重いもの
であるが、見掛は比重は小さく軽量で取扱いやすいもの
となっている。

［実施例］ 下記の主要成分からなる組成の石炭灰であって粒径的０
．５〜２ＡＬの微粉末を原料として使用した。

石炭灰の主要成分 耐化珪素　　　　　　　５５．９１％ 酸化アルミニウム　　　２９．４２％ 酸化チタン　　　　　　　２．１８％ 酸化第二鉄　　　　　　　２．３４％ 酸化カルシウム　　　　　１，０９％ （他の成分は１％未満のため省略） この石炭灰５Ｋｇに対して、トラカントガムの７％水溶
液６５０ｇを用いて造粒機にて混合しながら加圧なしで
造粒し、この石炭灰微粉末を粒径３〜１５ｔｗの粒状体
に成形した。

この粒状体を焼成窯に収納して乾燥しながら昇温し、約
６時間後に１０００”Ｃ！にしてこの温度で２時間焼成
をつづけ、さらに約２時間かけて昇温し１３００℃とし
た。

この１３００℃にて２時間焼成してのち加熱を徐々に弱
めて止め、約６時間放置後に窯から取り出した。

その結果、この粒状体はほとんど収縮せずに焼成されて
いた。

この様にして得られたセラミック材の諸物性を測定した
ところ下記の表の様な結果が得られた。

なお、比較のため従来品であるヒュウガ土について測定
した物性も併記する。

（ただし硬度は旧モース硬度である。）この表から、本
発明によるセラミック材が従来のヒュウガ土に比べて非
常にすぐれた多孔質性を有し、通風性、吸水性にすぐれ
、保水性保肥性も大であり、しかもその多孔性が均一で
あるため周囲の環境に応じた給排水作用を発揮すること
が認められるのである。

なお、化学組成的に本発明のセラミック材に近いと考え
られる硬質粘土（アイオンクレー）と比較したところ、
この硬質粘土は見掛は比重が２，５３〜２．５５であり
、本発明セラミック材の０．６〜０，７とは比較になら
ないほど重く、この硬質粘土はほとんど多孔質ではない
材料であることが認めら・れたのである。

この実施例で得られた３〜１５ｍｍの粒径のセラミック
材を、３〜５■層、６〜１０薦鵬、１１〜１５ｍｍの３
種類に選別し、それぞれ土壌と混合し、その粒径に適し
た植物を生育したところ、単なる土壌だけの場合や従来
の土壌改良材の場合と比べていずれもきわめてすぐれた
植物成長が得られたのである。

なお、この植物実験については、植物自体の個別差、肥
料、水、日光、温度など各種の条件があって詳細なデー
タを示すことは困難であるが、本発明セラミック材の使
用の有無で明白な差異が生じたことは明らかである。

［発明の効果］ 本発明の効果については「作用［Ｊで詳述した通りであ
るが、簡単にまとめると下記の如くである。

（ａ）微粉末である石炭灰を加圧せずに適切な大きさに
造粒して焼成しであるため、多孔質の度合がきわめて高
くかつその孔径もほぼ均一なセラミ−２り材となってい
る。

（ｂ）したがって通風性、吸水性、保肥性、保水性、Ｉ
’ｆｆ素保有性にすぐれ、しかも環境に応じた給排水作
用を有している。

（Ｃ）この様な物性を有するため土壌に混合して使用す
れば、植物生育にきわめて高い効果を与えるものであり
、しかも人工的なものであるためこの効果にバラツキは
ないのである。

（ｄ）高温焼成により、有害な菌や有機物等を含まない
ので、植物に悪影響を及ぼすことは全くなく、無機質で
あるため半永久的に使用できる。

以上の様に本発明は種々なるすぐれた効果を奏し、農業
、園芸などの産業分野においてきわめて高い有用性を発
揮するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、石炭灰の微粉末を原料とし、これを加圧することな
   しに有機バインダーの粘着力の みで造粒して粒径約１〜２０ｍｍ好ましくは３〜１５ｍ
   ｍの粒状体に成形し、ついで高温焼成して多孔質粒状体
   としたことを特徴と する土壌改良セラミック材。