JPH06503478A - 水耕栽培用基材として用いるガラスファイバ - 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】 水耕栽培用基材として用いるガラスファイバ本発明は農業に用いられるカラスフ ァイバに関する。

本発明は、より詳しくは、土を用いない栽培即ち水耕栽培（Ｓｏｉｌ−ｆｒｅｅ 　ｃｕｌｔｉ−ＶａｔｌＯｎ）用の基材ないし基層の不可欠な要素として用いら れるガラスファイバに関する。

一般的に言えば、水耕栽培用の基材は、基材中ての栄養分溶液の循環と湿潤効果 によりｌｆｉ械的応力を受ける二とと、根の発達との両方の影響で沈下するのを 避けるように十分な機械的抵抗力を持つ必要かある。更に、基材は、植物か栄養 分溶液を取入れることかできるようにすること、及び根の良好な曝気を保証する ことを必要とする。明らかに、最低の可能なコストと密度を見出すため努力か現 在なされている。

屋内栽培用基材は、一般に鉱物ウールから作られる。これらの基材は育利な性質 を有する。然しなから、鉱物ウールは、外的脱水法（ｅｘｔｅｒａｌ　ｈｙｄｒ ｏ−ｅｘｔｒａｃｔ−ｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ）又は遠心法により作られるファイ バから得られる。これらの方法を用いると、通常、結果として、基材中に存在す る比較的大きい割合の繊維化されない粒子を含むことになり、また、約６０〜８ ０ｋｇ／ｍ３の比較的小さい密度をもつ製品を得ることになる。

ガラスウールで形成される屋内栽培用の基材か提案された。これらのガラスウー ルは、内的脱水法（ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｈｙｄｒｏ−ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｍ ｅｔｈｏｄ）又は以下に詳述する遠心法として知られる方法により作られたファ イバから得られる。これらの基材の密度は、著しく小さく、１５〜５０ｋｇ／ｍ ”の密度であることか最も多い。

水１１ｕ、培Ｉｆｆの基トオど１２て用いるな、Ｖ）ｉ二要求される特性を満足 させる力４ス１アイハ組成物に″）いて以下に説明する。

ＥＰ　２０１４２６には、水耕栽培に関する水分要件と機械的要件とを明らつ１ に満足させる水耕代培用基を才どして用いられるファイバのためのガラス組成物 が記載されている。

吠しながら、栄養分溶Ｆｌｋとの接触により放出されるニオ１ら成分のうちの成 るちシー）は、成る栽培系にと−って望まし、ないことかある。

７ト望明の［］的は、内的脱水法によるファイバを含む二とかてきるようｔ特徴 を在するプＪ→ス組成をらつファイバを提イ＃することであり、二のファイバは 、土を用いない栽培即ち水耕栽培用の基材を構成するためのものである。

本発明の目的は、次のガ冊ス組成を存するファイバを用いる二とにより達成する こと１・できる。

Ｎａ、０　１３　−　１８．５９６ 不純物　≦　１９も Ｂ２０．、Ｌｉ：Ｏｌ及びＦの合計は１９６に等しいかまたはそれより小さい。

また不純物は、上述の表に特筆されていないす・＼ての化合物を含み、これらは ガラス組成物を作るために用いられた天然の原料により導入されるものである。

これらの不純物には、ガラス固化しうる原料の混合物の中・＼添加される硫酸塩 のような精製剤から生しる若干の成分も含まれる。

本発明のガラスファイバは、内的脱水法から得る二とかできる。この方法により 、繊維化されない粒子をほとんと含まないファイ１１を得ることかでき、また再 製することかできる。更に、これらの技術により、低塞度の基材を作ること力・ 可能となる。

二のタイプのファイバ製造技術は、非常に多数の刊行物に詳述されている。よた 詳しく言えば、フランス特許第１３８２９１７号及び第２４４３４３６号を特に 参照するとよい。これらの技術によれは、溶融ガラスか遠心機の内側に導入され 、遠心力の効果でその周囲のストリップ上に射出される。非常に多数のオリフィ スかこのストリップ上に設けられている。ガラスはこれらのすリフイスを通して 水平に射出される。その結果として生ずるガラスのネットは、気体の流れにより 好都合に引っ張られてファイバに変形する。

本発明のガラスファイバは、この方法により繊維化しうる物理的特徴を有するガ ラスの部分から得られる。これらの特徴を以下に定義する。特に、これらは、一 般に１２００°Ｃより低い温度、好ましくは＋１５０°Ｃ未満の温度て１０００ ポアズの粘性を有する。

ファイバの製造のためのもう１つの重要な物理的特徴は、失透（ｄｅｖｉ　ｊｒ ｉｆ　１ｃａ−＋１ｏｎ）温度、即ちガラス状の固まりの中ての結晶の形成に対 応する温度である。

実際、これらの結晶は、遠心機のオリフィスを封鎖するおそれがある。

い・（つかの温度により、二の失透を特徴つけることかできる−結晶の生長速度 かセロの温度て、これは現在液相線（ｌｉｑｕｉｄｕｓ）と（７て知られている 。

ｍ＝結晶の生長速度か最大の温度である。

一般的に言えば、＋０００ポアズの粘性に対応する温度と液相線の温度との差か ５０°Ｃに等しいかまたはそれより大きいことが好ましい。

結晶の最小生長速度即ち毎分３ミクロン未満の生長速度を得ることか望ましい。

考膚に入れる・＼きもう１つの重要な特徴は、組成物の耐加水分解抵抗性であり 、特にその組成物か水耕栽培用の基材として用いられるように意図されている場 合は特に然りである。二の抵抗は、ドイツガラス技術協会（ＤＧＧ）の標準的方 法に従って測定される。

本発明のファイバを構成するＤＧＧは、３０ミリグラムに等しいか又はそれより 小さいことか好ましい。

本発明のガラスファイバの組成は、酸化ホウ素の割合か小さいのか特徴である。

実際、Ｂ２０．とＬｉ＋ＯとＦの含有量の合計か１９６重量を越えると、栄養分 溶液内でガラスファイバから遊離するこれら元素の優は、若干の植物の許容限界 を越える。

（立続的に用いられるガラスファイ／＜の組成は、Ｂ２Ｏ３か約５９６重量で、 Ｌ１２０とＦか２９６〜３９６重量である。これらの元素は、ガラスの種々の性 質について重要な役割を演する。特に、これらは、粘性と失透の危険を減少させ 、耐加水分解抵抗性を改善する。

これらの組成物の割合の著しい減少とその抑制にも拘らず、正しい化学的及び物 理的性質を保持することかできる。

かくして、アルカリ酸化物の割合を増大させると、失透のカロ速を誘発する二と なく粘性を許容限界内に維持することかでき、酸化ナトリウム含有量は少なくと ちまた１３９６はある。

Ｎａ　２０の含有量は約１８．５９６を越えてはならない。この値を越えると、 ガラスのＤＧＧか高くなり丁ぎてファイバのＩｌｉ！械的性質的性質響を及はす 。

池のアルカリ酸化物は、本発明のファイバの構成中・＼導入してもよい。かくし て、１ｘ２０及びＬ１２０は、ＤＧＧの著しい減少を生しさせることなく粘性を 低下させることかできる。

粘性及び失透ちまた、ＣａＯ及びＭｇＯの生状のアルカリ酸化物によって許容限 界内に維持される。特に、ＣａＯ含有量は、粘性の余りにも著しい増大を避ける ように少なくとも５０６重量に等しくなけれはならない。９％を越えると、Ｃａ Ｏは、失透の危険の著しい増大を生しさせる。

Ａｊ？２０ｚは、少なくとも１％重量の割合で本発明のガラスファイノ１の組成 中に導入される。これは主として、アルカリ酸化物の割合が高いにも拘らず、Ｄ ＧＧを３０ミリグラム未満の値に維持する効果を有する。本発明の組成中のＡ　 ｆ　２０３の割合は８％を越えてはならない。二の値を越えると、粘性と失透の 危険とか著しく増大する。

ＺｎＯ１Ｍｎ０１Ｆｅ２０．、ＴｉＯ□及びＰ２Ｏ５のような池の酸化物を本発 明のファイバの組成中に導入してもよい。

これらの酸化物は、ＤＧＧを改善する一方で、ガラスの失透に影響を及はすこと なくカラスを流動化させる効果を存する。

表に列挙した一連のテストは、ガラス組成物中に存在する化合物か以下に定義す る物理的４′！徴に及はす影響を示している。

本発明の好ましいガラス組成物は、以下の化合物を重量％て表した以下の限界内 で包含する。

５ｉ０２　５８　−６７％ Ａ１２０ｉ　４．５　−　７．５％ Ｃａｏ　５　−　９０４５ 不純物　≦　＋９＜ Ｂ、０３．Ｌ　ｉ。０、及びＦの含有量の合計は１％又はそれ未満である。

本発明の１ｌｌｆましいカラス組成物のもう１つのグループを以下に説明する。

これらの組成物は、フープの一部かカリウムにより置き換えられている屯で異な り、このカリウムは、栄養分溶液と接触しているファ４ｔ＜によるすＩ・リウム の遊離を制限する二とつ＼てきる。これらの限界は重量９６て表されている。

＼１ｎｏ（つ□３０６ Ｔ　＋　０２０　３９６ 不純物　≦　＋ｏ６ Ｂ２０３、Ｌ１□Ｏ１及びＦの含有量の合計は１％又はそれ未満である。

本発明はまた、本発明によるカラス組成物から得らオ］たファイバにより構成さ れた水耕栽培用の基トオにも関する。

内的遠心・法により作られたこれらの基材は、好都合にも低密度を有し、栄養分 溶液を容易に含浸させる二とかできる。本発明のこれらの基材は、植物に関して 栄養的役割を演することなく、また植物の生長を妨げることもない。そして、栄 養分溶液と接触したとき、植物の生長を妨けうる量の有害な元素か放出される恐 れかない。

特に本発明者は、栄養分溶液と接触して放出されるホウ素、リチウム、及びフッ 素の割合が０．５ｍｇ、・Ｃより大きいとき、これか成る栽培系に有害であるこ とを示した。同様に、リチウム及びフッ素の過大な放出か成る栽培系に像影ｉを 存する栄養分溶液と接触するとき、本発明の基材は、０．５ｍｇ／’　１又はそ れ以下の量のホウ素、リチウム及び７ノ素を放出する。

植物に有害な効果を及はさない二とか、栽培された植物の挙動の注意深い観察と その生長の観察を通してテストされた。

本発明による基材は、その機減的抵抗力を改善するような有利な特定の構造を育 する。

本発明による基材は、フニ／ス特許出願ＦＲ８９０３３７２に定義されているよ うな構造をもつことかでき、二の構造においては、ファイバは、材料に等方性を 与え特に改善された＠質的抵抗力を与えるようにランダムな方向に沿って配向さ れている。

公開されていないフランス特許出願ＦＲ９０１５８９０９には、基ｔオの機械的 抵抗力を改善するためのもう１つの構造か記載されている。この基材は、微細な ファイバとより太いファイバとのｌ昆合物で形成されている。太い方のファイノ ＼か基けに改善された機械的抵抗力を与える。

本発明の利占は、ｕ下に詳述する実験テストにより明らかになる。

栄養分溶液との接触中に基１才から放出されるホウ素、り子カム、及びフ・素が テスＩ−された。基材の２つのサンプルＡとＢ（これは寸法か等しく且つ本発明 に適合しており、表中の組成４と１１に夫々対応している）は別々にｐ）１５． ９の等しい組成の栄養分溶液中に６週間浸漬された。

２つのテストされた基材により６週間の終わりまでに放出されたホウ素、リチウ ム及０トフノ素の量は次の表に示される（栄養分溶液１ｆ当たりｍｇで）基トオ 　ＡＢ フッ素　０．０６　０．０３ ホウ素　０．０７　０．０９ リチウム　０．０＋８　０．０４０ 合計　０．１４８　０．１６０ これらのテストは、基材を構成するガラスファイバの組成か、栄養分溶液中で前 記ファイバにより放出さ第１るホウ素、リチウム及びフ７・素の量に及はす影響 を示しており、このテス］・により、丁へての栽培系と適合するガラスウール基 トオを作る二とか可能となる。

表 表（続き）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．水耕栽培用基材の構成要素として用いられるガラスファイバであって、その 組成は主として、重量％て表示した下記の割合の次の化合物を含むこと：ＳｉＯ ２　　５５−７０％ Ａｌ２Ｏ３　１−８％ ＣａＯ　　　５−９％ ＭｇＯ　　　１．５−４％ Ｎａ２Ｏ　　１３−１８．５％ Ｋ２Ｏ　　　０．５−１０％ Ｆｅ２Ｏ３　０−４％ ＺｎＯ　　　０−４％ ＭｎＯ　　　０−４％ ＴｉＯ２　　０−４％ Ｐ２Ｏ５　　０−４％ 不純物　　　≦１％ 及びＢ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、及びＦの含有量の合計が１％又はそれ以下てあること ：を特徴とするガラスファイバ。
2. ２．請求の範囲第１項に記載のガラスファイバにおいて、その組成は主として、 重量％て表示した下記の割合の次の化合物を含むこと：ＳｉＯ２　　５８−６７ ％ Ａｌ２Ｏ３　４．５−７．５％ ＣａＯ　　　５−９％ ＭｇＯ　　　１．５−４％ Ｎａ２Ｏ　　１７−１８．５％ Ｋ２Ｏ　　　０．５−４％ Ｆｅ２Ｏ３　０−３％ ＺｎＯ　　　０−３％ ＭｎＯ　　　０−３％ ＴｉＯ２　　０−４％ Ｐ２Ｏ５　　０−４％ 不純物　　　≦１％ 及びＢ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、及びＦの含有量の合計が１％又はそれ以下であること ；を特徴とするガラスファイバ。
3. ３．請求の範囲第１項に記載のガラスファイバにおいて、その組成は主として、 重量％で表示した下記の割合の次の化合物を含むこと；ＳｉＯ２　　５５−６５ ％ Ａｌ２Ｏ３　４．５−７．５％ ＣａＯ　　　５−８％ ＭｇＯ　　　１．５−４％ Ｎａ２Ｏ　　１３−１７．５％ Ｋ２Ｏ　　　４−１０％ Ｆｅ２Ｏ３　０−３％ ＺｎＯ　　　０−３％ ＭｎＯ　　　０−３％ ＴｉＯ２　　０−３％ Ｐ２Ｏ５　　０−３％ 不純物　　　≦１％ 及びＢ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、及びＦの含有量の合計か１％又はそれ以下であること ：を特徴とするガラスファイバ。
4. ４．主として次の化合物を含む組成をもつガラスファイバにより構成された水耕 栽培用基材であって、前記化合物の割合か重量％で下記のように表示されている こと； ＳｉＯ２　　５５−７０％ Ａｌ２Ｏ３　１−８％ ＣａＯ　　　５−９％ ＭｇＯ　　　１．５−４％ Ｎａ２Ｏ　　１３−１８．５％ Ｋ２Ｏ　　　０．５−１０％ Ｆｅ２Ｏ３　０−４％ ＺｎＯ　　　０−４％ ＭｎＯ　　　０−４％ ＴｉＯ２　　０−４％ Ｐ２Ｏ５　　０−４％ 不純物　　　≦１％ 及ひＢ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、及びＦの含有量の合計が１％又はそれ以下てあるニと ：を特徴とする水耕栽培用の基材。
5. ５．請求の範囲第４項に記載の水耕栽培用基材において、該基材を構成するがニ スファイバの組成か主として次の化合物を含み、該化合物の割合が重量％て次の ように表示されていること： ＳｉＯ２　　５５−６７％ Ａｌ２Ｏ３　４．５−７．５％ ＣａＯ　　　５−９％ ＭｇＯ　　　１．５−４％ Ｎａ２Ｏ　　１７−１８．５％ Ｋ２Ｏ　　　０．５−５％ Ｆｅ２Ｏ　　０−３％ ＺｎＯ　　　０−３％ ＭｎＯ　　　０−３％ Ｔ１Ｏ２　　０−３％ Ｐ２Ｏ５　　０−３％ 不純物≦１％ 及びＢ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、及びＦの含有量の合計が１％又はそれ以下であること ：を特徴とする水耕栽培用基材。
6. ６．請求の範囲第４項に記載の水耕栽培用基材において、該基材を構成するガラ スファイバの組成が主として次の化合物を含み、該化合物の割合か重量％て次の ように表示されていること： ＳｉＯ２　　　５５−６５％ Ａ１２Ｏ３　　４．５−７．５％ ＣａＯ　　　　５−８％ ＭｇＯ　　　　１．５−４％ Ｎａ２Ｏ　　　１３−１７．５％ Ｋ２Ｏ　　　　４−１０％ Ｆｅ２Ｏ　　　０−３％ ＺｎＯ　　　　０−３％ ＭｎＯ　　　　０−３％ ＴｉＯ２　　　０−３％ Ｐ２Ｏ５　　　０−３％ 不純物≦１％ 及びＢ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、及びＦの含有量の合計が１％又はそれ以下てあること ；を特徴とする水耕栽培用基材。
7. ７．請求の範囲第４項、第５項又は第６項に記載の水耕栽培用基材において、前 記基材は、ファイバて形成され、該ファイバは、栄養分溶液と接触したとき放出 する元素の性質と濃度か植物の生成を妨げる効果をもたないこと、を特徴とする 水耕栽培用基材。
8. ８．請求の範囲第７項に記載の水耕栽培用基材において、基材が栄養分溶液によ り７５％の体積飽和されたとき、栄養分溶液中へ放出されるホウ素、リチウム又 はフッ素の量か０．５ｍｇ／ｌ又はそれ以下てあること、を特徴とする水耕栽培 用基材。