JPH07170853A - 植物育成床 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 古紙を利用して軽量で、適宜な保水性と通気
性とを有し、根をしっかりと保持し、風によって塵状物
が舞い上がらない植物育成床を提供する。 【構成】 機械パルプ古紙を乾式で解繊した綿毛状のパ
ルプ繊維をオゾンと接触させて、パルプ繊維中に含まれ
るリグニンをオゾン酸化し、このリグニンがオゾン酸化
したパルプ繊維に合成樹脂よりなるバインダーを混入し
て、加圧加熱した成型体の下面に防水層を設けると共
に、下面側をパルプ繊維密度が高く上面側をパルプ繊維
密度が低いようになす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は植物を天然土壌によら
ず、リサイクル古紙を利用した繊維よりなる成型体で育
成するようになした植物育成床に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、植物の水耕栽培が注目され、この
水耕栽培ではロックウールや連続気泡性合成樹脂製スポ
ンジや天然綿等の不織布材（以下、これらを総称して
「水耕栽培用マット」という。）を播種床として利用し
ている。

【０００３】また、屋上緑化として建築物の屋上に植物
を植えることが奨励されているが、屋上に大量の天然土
壌を敷設することは、既設の建て物では建て物の強度が
足りず、新設の建て物の強度を屋上緑化に抗する強度を
有するようになすには相当なる建築費の増加をともな
い、天然土壌を用いて屋上緑化を行うことは実際には不
可能とされている。そこで、従来は植物育成土壌を軽量
化として、天然土壌に不織布材等を混入して軽量化して
屋上緑化を行う例も報告されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の水
耕栽培用マットは、保水性が大きすぎて通気性がほとん
ど期待できないので、植物育成用の土壌を全て不織布材
に変更することができないという課題を有している。

【０００５】すなわち、水耕栽培では水耕栽培用マット
を突き抜けて張り出した根に空気を充分溶存させた育成
用液が流動接触するようになす必要性を有し、根が全て
水耕栽培用マット中にあると、植物の空気摂取が阻害さ
れて成長が遅れたり、根腐れが発生することが知られて
いる。

【０００６】また、天然土壌中に不織布材等を混入した
ものは、保水性と通気性とを適宜に設定できるが、な
お、天然土壌を相当量使用しなくてはならないので、軽
量化になお満足できないという課題を有している。

【０００７】さらに、屋上やベランダで天然土壌を使用
して植物を育成するには以下のごとき課題を有すること
が指摘されている。 １．流出する土が排水管等を詰まらせる原因となる。 ２．土が風で舞い上り、埃となる。

【０００８】また天然土壌中に不織布材等を混入した軽
量化土壌は、根をしっかりと保持できないので風で植物
が揺れ、根が傷んだり抜け易いという課題を有してい
る。

【０００９】そこで、本発明は上記課題を解決すべくな
されたもので、古紙を利用して軽量で、適宜な保水性と
通気性とを有し、根をしっかりと保持し、風によって塵
状物が舞い上がらない植物育成床を提供することを目的
としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的に沿い、先述
特許請求の範囲を要旨とする本発明の構成は機械パルプ
古紙を乾式で解繊した綿毛状のパルプ繊維をオゾンと接
触させて、パルプ繊維中に含まれるリグニンをオゾン酸
化し、このリグニンがオゾン酸化したパルプ繊維に合成
樹脂よりなるバインダーを混入して、加圧加熱した成型
体の下面に防水層を設けると共に、下面側をパルプ繊維
密度が高く上面側をパルプ繊維密度が低いようになした
技術的手段を講じたものである。

【００１１】

【作用】次に本発明の作用を説明する。先ず、本発明は
機械パルプ古紙を乾式で解繊した綿毛状のパルプ繊維を
使用するが、このパルプ繊維は筒状（通常、二重筒状）
のセルロース及びヘミセルロースよりなる繊維素の外周
面に天然高分子物質であるリグニンが付着した構造とな
っており、このパルプ繊維（一度、製紙したパルプ繊維
は、製紙のために加熱加圧工程を経ることで筒状構造が
押し潰された形状となっている。）を水に漬けると、パ
ルプ繊維の筒状部に水が入り込んで膨潤する。すなわ
ち、繊維素の筒状部内に水が入り込んで保水する作用を
呈する。

【００１２】そして、パルプ繊維の外周面に付着するリ
グニンは高分子物質で疎水性を有しているので多数のパ
ルプ繊維が複雑に絡み合って形成されたパルプ繊維とパ
ルプ繊維との間に形成された空隙部に入り込んだ水は直
ちに流れ出る傾向を有し、この空隙部には水がいつまで
もとどまらず空気を導き入れ通気性を確保する作用を呈
する。

【００１３】また、リグニンは元来化学的に非常に安定
した物質であるが、オゾンと接触させることでその芳香
核が開裂して反応性を増す作用を呈し、合成樹脂のバイ
ンダーを混入し加圧加熱すると、バインダ−が開裂した
芳香核どうしを重合反応してつなぎ合わせ、各パルプ繊
維を連結する作用を呈する。

【００１４】そして、この成型体１の下面に防水層２を
設けると共に、下面側をパルプ繊維密度が高く上面側を
パルプ繊維密度が低いようになしたので、植物は上面側
からあるパルプ繊維密度の部位まで（「図２」では最下
部のもっともパルプ繊維密度が高い部位１ｂの上ま
で）、根が成長し、それより下方には根が延びないよう
作用する。

【００１５】すなわち、上記成型体１の下面側のパルプ
繊維密度が高い部位は、防水層２とともに防水を行う作
用を呈し、またこのパルプ繊維密度が高い部位は防根作
用をも呈し、潅水した水や植物の根が屋上外面等の下面
側に影響を及すのを阻止する作用を呈するもので、根が
成型体１を突き破らないことは防水機能を損なうのを防
ぐよう作用するものである。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の実施例を添附図面にしたがっ
て説明すれば、以下の通りである。先ず、本発明は機械
パルプ古紙を乾式で解繊した綿毛状のパルプ繊維を用意
する。

【００１７】紙（古紙）には、新聞用紙・雑誌用紙に代
表される機械パルプ紙と、上質紙として事務用に使用さ
れる化学パルプ紙とがあり、機械パルプ紙は木材を機械
的にすり潰してパルプを得てこれを抄紙したものである
が、化学パルプ紙は薬剤処理でパルプに含まれるリグニ
ンを除去してある。そして、本発明に使用する機械パル
プ紙は化学パルプ紙に比べて、ねずみ色乃至薄い茶色を
呈しているが、現在このような機械パルプ古紙は再製紙
の原料に使用すると紙力が低減する等の理由であまり再
利用されていない。そこで、本発明は機械パルプ古紙の
有効再利用するものであるが、古紙ではなく使用前の
紙、または機械パルプ紙の抄紙前のパルプを乾燥（通
常、高温蒸気を掛けて機械的にすり潰すので湿潤した状
態で提供される。）したものを使用してもよいのは無論
である。しかし、前記したように機械パルプ古紙は一部
は再製紙の原料に使用されているが、現在大量に廃棄さ
れているので、本発明では天然の資源である木材の有効
利用のため敢えて古紙を利用している。

【００１８】また、機械パルプ紙は化学パルプ紙に比較
して低品位とされているが、本発明では天然の高分子で
あるリグニンをも有効に活用するために、機械パルプ紙
を使用したものであるが、強度向上のために一部化学パ
ルプ古紙を混入したり、機械パルプ古紙の回収段階で多
少の化学パルプ古紙が混入してしまうものまでも排除す
るものではない。

【００１９】そして、通常古紙を製紙原料に再利用する
場合は、回収した機械パルプ古紙をパルパーと称する撹
拌機に大量の水と共に投入し、パルプ繊維を結合してい
る糊材等の填料を水で溶かして、比重分離によりパルプ
繊維を選別するが、この方法は大量の水資源を必要とし
かつ大量の排水が出る。したがって、パルパーで解繊す
るには、処理工場を水資源が大量に使用できる郊外に設
置し、大型な排水処理設備を必要とするので、従来この
ような処理は主に遠隔地の製紙工場に古紙を運搬しなく
てはならず、運賃がかさみ、再製紙の原料以外への応用
がなかなか普及しなかった。

【００２０】そこで、本発明では古紙が大量に出る都会
地でも容易に処理できる乾式解繊を採用したものである
が、さらには、以後の製造工程でパルプ繊維は乾燥して
いることが必要なのも本発明が乾式解繊を採用した主な
理由である。

【００２１】この乾式の解繊は従来公知な粉砕機を使用
することで、機械パルプ古紙を綿毛状のパルプ繊維に解
繊することができるが、解繊に際してパルプ繊維を小さ
く分断しないことが望ましく、そのためには機械的にす
り潰したり、機械的に剪断して解繊するのではなく、高
速気流に機械パルプを伴送させ、壁面等の固定部位に衝
突させて解繊する方式等の小さい力を長時間加えて解繊
する方法を採用するのが望ましい。

【００２２】そして、上記綿毛状のパルプ繊維はオゾン
と接触させて、パルプ繊維中に含まれるリグニンをオゾ
ン酸化する。リグニンは先にも記載しように非常に安定
した化学的性質を有するが、オゾンの強力な酸化力はこ
のリグニンをも分解する。すなわち、リグニンにオゾン
を接触させると高分子のリグニンが低分子に分断される
ものであるが、本発明ではリグニンを低分子化するほど
のオゾン酸化は予定しておらず、リグニン表面の芳香核
の一部が開裂する程度の酸化を利用しており、そのため
には、高濃度（例えば５０００ＰＰＭ）のオゾンガスを
短時間（例えば２分間）接触させればよく、この程度の
オゾン酸化ではオゾンがリグニンを選択的に酸化する現
象を呈するもので、パルプ繊維自体（リグニンは分離し
てオゾンと接触させるのではなく、セルロース等に付着
した状態でオゾンと接触する。）がオゾンによって損傷
されることはなかった。

【００２３】そして本発明は上記リグニンをオゾン酸化
したパルプ繊維に合成樹脂よりなるバインダーを混入し
て、加圧加熱して成型体１となしたものを使用する。

【００２４】上記バインダーは熱硬化性合成樹脂または
熱可塑性合成樹脂等の各種合成樹脂が使用できるが、パ
ルプ繊維との混合を確実にするため微粉末状または液状
のもを使用する。

【００２５】そして、上記加圧加熱の条件は使用する合
成樹脂の種類によって適宜設定するが、先ず合成樹脂の
混入量は成型体１の繊維密度に影響を与えるのでその混
入量を重量比で５〜２０％の範囲（５％未満であると、
各パルプ繊維どうしの結合が不十分で一部繊維が脱落で
きる状態となり、１５〜２０％程度では比重０．８程度
の天然木材より組織が密な板状体となる。）で選定すれ
ばよい。

【００２６】また、加熱温度は具体的にはフェノール樹
脂を使用した場合は１４０℃で１０分程度、ポリエチレ
ン等の熱可塑性合成樹脂を使用した場合は１３０℃で５
〜１０秒程度の加熱が必要であった。

【００２７】さらに加圧は、これも成型体１の繊維密度
に影響を与えるので、綿毛状パルプ繊維をその体積が数
分の１程度に圧縮される数ｇ／ｃｍ²より、パルプ繊維
が空隙を残さずに完全に全てが密着する１５Ｋｇ／ｃｍ
²の範囲で適宜選定すればよい。

【００２８】そして、本発明は上記成型体１の下面に防
水層２を設けると共に、下面側をパルプ繊維密度が高く
上面側をパルプ繊維密度が低いようになしてある。

【００２９】上記防水層２を設けるには、成型体１の上
記加圧加熱に際して熱可塑性の合成樹脂製のシートを下
面に敷いて行うか、オゾン酸化したパルプ繊維を仮圧縮
してマット状となした物の下面側に液状の合成樹脂を噴
霧して、さらに加圧加熱するようになせばよい。

【００３０】そして、下面側をパルプ繊維密度が高く上
面側をパルプ繊維密度が低いようになすには、そのパル
プ繊維の密度濃度を段状に変化させても順次密となるよ
うに変化させてもよい。

【００３１】パルプ繊維の密度濃度を段状に変化させる
には、先ず、パルプ繊維をバインダーの混入量を多くし
て高い圧力で加圧加熱し、その上に、バインダーの混入
量が少ないパルプ繊維を一定の高さに載せ、今度は前よ
りも小さい圧力で加圧加熱する工程を必要回数繰り返す
ことで実施できる。

【００３２】なお、バインダーの混入量を変化させたも
のを複数段積層して、これを一度に加圧加熱しても段状
にパルプ繊維の密度濃度を変化したものを得ることがで
きるが、この場合は前記方法に比べてはそのパルプ繊維
の密度濃度に変化を持たせることが現在のところできな
い。

【００３３】また、パルプ繊維の密度濃度を順次密とな
るように変化させるには、ある高さに積み上げたパルプ
繊維に上から液状のバインダーを噴霧し、上方ほどバイ
ンダーの混入量が多くなるようにして、これを加圧加熱
することで実現できるが、この場合もあまりそのパルプ
繊維の密度濃度に変化を持たせることが現在のところで
きない。

【００３４】そこで、先ず、パルプ繊維を高い圧力で加
圧し、その上に、パルプ繊維を一定の高さに載せ、今度
は前よりも小さい圧力で加圧する工程を必要回数繰り返
し、上から液状のバインダーを噴霧して、上方ほどバイ
ンダーの混入量が多くなるようにして、これを加圧加熱
することでパルプ繊維の密度濃度を順次密となるように
変化させことができる。

【００３５】なお、上面側のパルプ繊維密度が低い部分
１ａは、比重が０．４〜０．７程度となすことで植物の
根がパルプ繊維中に張ることができるものであり、下面
側のパルプ繊維密度が高い部分１ｂでは比重０．８程度
で根が成長に伴って侵入することはなかった。

【００３６】なお、図中、３は播種用の溝を示すもの
で、この溝３はマット状に加工した後に削成するように
なしてある。そしてこの溝３内に種をまき、上面のパル
プ繊維を毛羽立たせるように均すと、溝３の上端部がパ
ルプ繊維で塞がれるので、これを適所に設置して潅水等
の育成管理を行えばよいものである。なお、この溝３は
格子状、よろけ縞状等各種変化させてもよく、さらには
一定間隔で配した小孔に代えてもよいものである。

【００３７】

【発明の効果】本発明は上記のごときで、原料は、古紙
と少量のオゾンとバインダーのみであるので安価に製造
でき、比重０．４〜０．６程度の非常に軽量な植物育成
床を提供できるものである。

【００３８】また、本発明は各パルプ繊維が相互にバイ
ンダーで連結されているので、パルプ繊維が風で舞った
り潅水で流失せず、屋上やベランダでの植物育成にはま
さに好適な植物育成床を提供できるものである。

【００３９】さらに、各パルプ繊維が相互にバインダー
で連結されているのでこの成型体１内に延びた根は、し
っかりと張って風等で抜けたり痛んだりする心配が少な
い植物育成床を提供できるものである。

【００４０】なお、軽量化したことで成型体１ごと風に
よって倒れたり、飛ばされたりすることが心配される
が、本発明は下面に防水層２を設けてあるので、屋上外
面に糊着することで確実に固定でき、また、下面側のパ
ルプ繊維密度が高い部分は天然木材と同程度の強度を有
するので、螺子止め、釘富め等も可能な植物育成床を提
供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明植物育成床の一実施例を示す平面図であ
る。

【図２】縦断面図である。

【符号の説明】

１ 成型体 ２ 防水層 ３ 溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿原 與志人 兵庫県高砂市新井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械パルプ古紙を乾式で解繊した綿毛状
   のパルプ繊維をオゾンと接触させて、パルプ繊維中に含
   まれるリグニンをオゾン酸化し、このリグニンがオゾン
   酸化したパルプ繊維に合成樹脂よりなるバインダーを混
   入して、加圧加熱した成型体（１）の下面に防水層
   （２）を設けると共に、該成型体（１）の下面側をパル
   プ繊維密度が高く上面側をパルプ繊維密度が低いように
   なした植物育成床。