JPH04126022A - 再膨潤能を有するアルギン酸ゲル乾燥物の製造方法及び植物支持体 - 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、再膨潤能を有するアルギン酸ゲル乾燥物の製
造方法及び再膨潤能を有するアルギン酸ゲル乾燥物を含
む植物支持体に関するものである。

〔従来の技術〕

これまで、植物栽培用の人工培土または植物支持体とし
ては、粒状土やピートモスなどの天然物の他、ガラスピ
ーズ、多孔質シリカ、ロックウール、発泡フェノール樹
脂などが知られている。また、最近では、当初その保水
機能の利用が先行した高吸水性樹脂の植物支持体として
の利用も開示されている（特開昭５０−６８８１８、特
開昭６ｌ−１９４３０）。

高吸水性樹脂の植物支持体としての特徴は、その高い保
水性の他、再膨潤性やインテリア性である。

即ち、−度乾燥しても給水することにより再び膨潤する
性質は、支持体の長期保存やデリバリ−にとって有利で
ある。また、透明感やある程度の着色が容易な点で、優
れたインテリア性を持つ。ところが、実際に支持体とし
て実用化された高吸水性樹脂は少ないのが現状である。

この理由としては、支持体として高価であるほか、支持
体としての強度が足りない、自由な成形ができないこと
などが考えられる。

一方、一般にアルギン酸ゲルは、−度乾燥すると再び膨
潤することは無いか、またはその速度は非常に遅いこと
が知られている。この改良のため、特公昭４１−１５５
０１号には、アルギン酸水溶性塩と錯化剤の接触時間を
調節し、アルギン酸の水溶性塩と不溶性塩との比率を一
定の範囲（不溶性塩の比率か２０から５０％）にするこ
とで、−度乾燥させた後、使用に際して水浸すると再び
ゼリーを形成する方法が開示されている。しかしながら
、錯化剤による置換率が２０から５０％になるようにア
ルギン酸塩と錯化剤の接触時間を調節することは、確か
に有効であるが、大量に製造するには、その制御が難し
い。このことは、アルギン酸塩の濃度、重合度、温度、
カルシウム塩の種類、濃度、反応温度、硬化時間等の多
くの要因の組合せが難しい旨、特開昭５１−１２９６８
にも指摘されている。また、別の方法として、アルギン
酸塩と相当量の天然ペクチンを混合する方法が開示され
ている（特開昭５ｌ−１２９６８）が、再膨潤能を存す
るアルギン酸ゲル乾燥物の製造方法については開示され
ていない。

また、従来、再膨潤能を有するアルギン酸ゲル乾燥物を
植物支持体に使用することも知られていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来知られていなかった、再膨潤能を有する
アルギン酸ゲル乾燥物の製造方法、及び、再膨潤能を有
するアルギン酸ゲル乾燥物を含む植物支持体を提供する
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

一般に、アルギン酸水溶性塩は、マグネシウム及び水銀
以外の２価以上の金属塩や一部の塩基性高分子などの錯
化剤により、ゲルを形成する。本発明者は、再膨潤性の
機構について調べた結果、ゲル内の錯化剤の濃度を、ゲ
ルの形状を維持できる範囲内でゲル形成に関与しないカ
チオンに置換することが、再膨潤性にとって重要である
ことを認識した。そこで、アルギン酸塩からなる再膨潤
性ゲルの安定した製造方法について鋭意検討した結果、
アルギン酸をまず錯化剤で錯化した後、アルギン酸と架
橋性のないカチオン溶液で処理することにより、容易に
安定した再膨潤性ゲルか得られることを見いだした。こ
こで本発明でぃう再膨潤能とは、−度乾燥したゲル乾燥
物が水と接触することで再びゲルに再生する能力を示し
、アルギン酸ゲル乾燥物を含むことを特徴とする植物支
持体とは、前記植物支持体が再膨潤能を有するアルギン
酸ゲル乾燥物のみで構成されていても良いし、他の物と
の混合体で構成されていても良いことを意味する。

次に、本発明の再膨潤能を有するアルギン酸ゲル乾燥物
の製造方法の概要を説明する。錯化剤としては、カルシ
ウム塩、バリウム塩などが望ましく、たとえばアルミニ
ウム塩などを用いると再膨潤性は得られない。ゲルに添
加される色素、防腐剤等の添加物は、アルギン酸と錯体
を形成しないものが望ましいことも判明した。また、ゲ
ル内の錯化剤の濃度を低下させるために置換される、ゲ
ル形成に関与しないカチオンとして、カリウム塩、アン
モニウム塩、硝酸塩、マグネシウム塩などの植物にとっ
て無機栄養素である物質を単独あるいはその組合せで用
いることにより、得られたアルギン酸ゲル乾燥物を植物
支持体として使用した場合における植物への養分供給能
をもたせることができる。更に、再膨潤したゲルが、乾
燥前の状態に近い弾力性のある性質を示すためには、乾
燥工程で８０℃以上の熱かかからないことか重要であっ
た。以下、本発明の再膨潤能を有するアルギン酸ゲル乾
燥物の製造方法について更に詳細に説明する。

ゲル調製に用いられるアルギン酸塩は、ナトリウム塩、
カリウム塩なとの水溶性塩が一般的であり、通常０．５
％から３．５％、望ましくは１．０％から２．５％で使
用される。ゲルが再膨潤性を持つためには適切な錯化剤
が選ばれなければならず、塩化カルシウム、塩化バリウ
ムなどは好適であるが、ミョウバンや塩化アルミニウム
などのアルミニウム塩では、再膨潤性は得られない。こ
れらの錯化剤は通常２５ｍＭからＩＭ、望ましくは５０
ｍＭから３００ｍＭで使用される。ゲルの形態は特に限
定されず、用途に応じて適宜選択されるが、例えば、多
孔板上にアルギン酸ゾルを供給することにより得られる
ビーズ、ノズルから錯化液中にゾルを噴出させることに
より得られる麺様体、薄いアルギン酸塩の層に錯化剤を
接触させることによるシート状ゲルなとが例示される。

形成されたゲルは、内部まで十分に錯化するまで錯化液
と接触させることが一般的であるが、この間、外層付近
には過剰の錯化剤か存在する。このため、錯化時間をア
ルギン酸塩の半分から４分の３程がゲル化する程度とす
ることは、その後の再膨潤処理を容易にする。例えば、
約５市のゲル球を２．０％のアルギン酸ナトリウム溶液
を用いて作成する場合、５０ｍＭから３００ｍＭの濃度
の塩化カルシウム溶液で約５分から約３０分間接触させ
ることが適当である。また、錯化後の一定時間、該ゲル
を水と接触させて、過剰な錯化剤を除去することは、該
処理を効率的に行い、良好な再膨潤性ゲルを得る上で有
効であり、例えば、上記条件で作成したゲルの場合、数
時間の水洗処理で良好な結果が得られる。

次の工程は再膨潤能の付与のための処理、即ち、アルギ
ン酸をゲル化する能力を有しないカチオンを含む溶液に
接触させるのであるが、再膨潤能の付与に用いられるカ
チオン溶液は、アルギン酸と架橋性のないものであれば
、特に限定されることはない。例えば、上記条件で錯化
、水洗したゲルの場合、ナトリウム塩、カリウム塩、ア
ンモニウム塩なとの、２５ｍＭから２Ｍ、望ましくは５
０ｍＭからＩＭの濃度の溶液中に２０分から２時間程接
触させることにより好適な結果か得られる。このとき、
植物栄養素としての構成を考えると、塩化カリウム、燐
酸カリウムなとのカリウム塩、硫酸アンモニウムなとの
アンモニウム塩、硝酸カリウム、硝酸アンモニウムなと
の硝酸塩などの無機塩類の単独または組合せての使用が
望ましい。再膨潤能の付与処理の後、一定時間水と接触
させることは、該処理を効率的に行い、良好な再膨潤性
ゲルを得る上で有効であり、たとえば、上記条件で再膨
潤能を付与したゲルの場合、２０分から２時間程度の流
水中の浸漬は良好な結果をもたらす。

また、ゲルに添加される色素、防腐剤等の添加物は、再
膨潤性ゲルの性質上アルギン酸と錯体を形成して再膨潤
能を妨げることのないものが望ましい。例えば、色素と
しては溶解度が低く、がっ、前記のように再膨潤能を妨
げないものかよく、たとえばレーキ顔料はカルシウム、
アルミニウムを含んでいて再膨潤能を妨げるので好まし
くない。

乾燥方法は特に限定されないが８０℃以下で乾燥するこ
とで、乾燥前の状態に近い弾力性のある再膨潤性ゲルを
得ることができるが８０℃を超えると再膨潤能が劣り、
１００℃以上では再膨潤しない。

得られたアルギン酸ゲルは、乾燥処理により約１００分
の１の重量となる。

乾燥したゲルは膨潤に十分な水と接触させることにより
、常温で数時間でもとの形状に再生される。また、沸騰
水中では、強度が劣るものの、数分以内にもとの形状に
再生される。本発明で製造した再膨潤能を有するアルギ
ン酸ゲル乾燥物は、植物栽培用或いは切花用等の植物支
持体の他、食品、飼料など幅広い用途にも利用可能であ
る。

ところで、既述のように、再膨潤性のあるアルギン酸ゲ
ル乾燥物を植物支持体に用いた例は、いままで知られて
いなかったが、本発明による方法では再膨潤性を有する
アルギン酸乾燥物を安価に製造することができる。一方
、高吸水性樹脂の成形や着色か概して難しいのに比して
、本発明のアルギン酸ゲルは、容易にビーズ状や麺状の
成形か可能であり、一般色素による着色が可能である。

植物支持体としての強度を高めることは、一般の高吸水
性樹脂ではその作成時において架橋度をあげることで達
成されるが、架橋度の上昇は吸水倍率の低下を招く。こ
れに対して、本発明によるアルギン酸ゲルでは、再膨潤
の後、アルミニウムイオンなどのアルギン酸ゲ！ルの硬
度をあげるような薬剤で処理することで、強度が更に増
大した植物支持体が得られる。

このように、本発明による再膨潤能を有するアルギン酸
ゲル乾燥物を含む植物支持体は、従来の植物支持体に無
い特徴を持つ。以下、実施例をあげる。

〔実施例〕

実施例１ ２００ｐｐｍの赤色２２６号を含む１．５％アルギン酸
ナトリウム（紀文フードケミファ株式会社製Ｎ５ＰＨ）
溶液１００１を約５化の径の孔を育する多孔板を通して
ｌｏｏｍＭの塩化カルシウム溶液に滴下して多数のアル
ギン酸ビーズを作成した。得られたビーズは約１０分間
錯化し、３時間流水中に浸漬した後、２００ｍＭの硝酸
カリウム溶液に４０分間浸漬し、さらに１時間流水中に
浸漬して、再膨潤能を付与した。得られたビーズを６０
℃で乾燥し乾燥ビーズを得た。このものは−ケ月の常温
保存の後、２００倍量の水道水に浸漬することにより、
数時間で５０倍から１００倍に膨潤し、もとの形態に復
元した。

このものを０．５％の明春溶液で１０分間処理後、２０
分間水洗したものを鉢に敷き詰め、半日間吸水させた落
花生の種を植え付けた。数日後発芽し、適宜潅水するこ
とにより、約２カ月間鑑賞することが出来た。

実施例２ ２％アルギン酸ナトリウム（同）溶液１０１を約３ｍｍ
の口径のノズルから２００ｍＭ塩化カルシウム中に押し
だし、麺状体を得た。このものを５分間の錯化後１時間
流水中で浸漬した。続いて５００ｍＭの硝酸ナトリウム
溶液に３０分間浸漬し、４０分間水洗した後５０℃で乾
燥し、乾燥麺様体を作成した。このものは、２力月の常
温保存の後、水道水中で一晩浸漬することにより、ピー
トモス状の人工培土が得られた。このものを透明なガラ
ス製の鉢に敷き詰め、胡蝶間を移植した。このものは、
適宜潅水することにより、３力月間鑑賞することかでき
た。

実施例３ ３％の小麦粉を含む２％アルギン酸ナトリウム（同）溶
液５０ｆを約４ｍｍの口径のノズルから３００ｍＭ塩化
カルシウム中に押しだし、麺状体を得た。

このものを５分の錯化後２時間流水で浸漬した。

続いて５００ｍＭの塩化ナトリウム溶液に３０分浸漬し
、４０分の水洗の後７０℃で乾燥し、乾燥麺様体を作成
した。このものは、２力月の常温保存の後、熱湯中で３
分間煮沸することにより、食感のよい麺機食品が得られ
た。

〔発明の効果〕

本発明の再膨潤能を有するアルギン酸ゲル乾燥物の製造
方法により、容易に良好な再膨潤能を有するアルギン酸
ゲル乾燥物を大量に生産することか可能であり、また、
必要に応じ、各種の形状や色彩に着色したものを容易に
得ることもできる。

また、本発明の再膨潤能を有するアルギン酸ゲル乾燥物
を含む植物支持体は、乾燥状態で流通させることが可能
で、必要に応じて再膨潤し植物栽培用の人工培土、切花
用の支持体等として使用することが出来る。さらに、前
記再膨潤の後、薬剤処理することにより更に強度が増大
した植物支持体を得ることもできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルギン酸水溶性塩を錯化剤で錯化した後、得られ
   たアルギン酸ゲルをアルギン酸と架橋性のないカチオン
   溶液で処理し、ついで、８０℃以下の温度で乾燥するこ
   とを特徴とする再膨潤能を有するアルギン酸ゲル乾燥物
   の製造方法。 ２、再膨潤能を有するアルギン酸ゲル乾燥物を含むこと
   を特徴とする植物支持体。