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発明の名称 ピートモス代替材料
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−178261(P2001−178261A)
公開日 平成13年7月3日(2001.7.3)
出願番号 特願平11−363404
出願日 平成11年12月21日(1999.12.21)
代理人
発明者 吉田 広治 / 谷山 陽一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 生分解性合成繊維或いは天然繊維或いは再生繊維から選ばれる一種以上と、生分解性熱融着合成繊維の混合物からなる繊維構造物からなるピートモス代替材料。
【請求項2】 該繊維構造物中の繊維の一定方向への配向度が少なくとも40%であり、該繊維構造物の一部の繊維同士が熱融着しており、最大辺が高々10mmであり、嵩比重が少なくとも0.01g/ccである請求項1記載のピートモス代替材料。
【請求項3】 生分解性熱融着合成繊維の混合割合が、少なくとも10重量%以上であることを特徴とする請求項1または2記載のピートモス代替材料。
【請求項4】 生分解性熱融着合成繊維の80℃×15分処理後の熱収縮率が5%以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のピートモス代替材料。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性に優れた繊維よりなり植物栽培用の培養土を構成する天然土壌資材に配合することにより、優れた保水性や空気保持性を付与する新規なピートモス代替材料に関する。
【0002】
【従来の技術】園芸分野においては、一般的に成長の速度が遅く、外界の影響を受けやすい幼少期の植物をポットによって集約的に管理する「育苗」が行われており、次いで育てられた苗や苗木を、所定の土壌資材を人工的に配合した培養土に植え付けて栽培される。
【0003】この植え付けに際しては、苗や苗木の生育に好適な環境、特に給排水が重要な要素である。また、施設内で栽培されたり、鉢物容器内で栽培される植物では、降雨による天然の水分供給が得られないので、必要に応じて水分を補給しなければならないが、苗や苗木を植え付けた培養土の保水力が小さすぎたり、透水力が大きすぎたりすると、補給の回数が増え、労力やコストがかかり効率的に植物栽培を行うことができない事により、培養土の保水性や透排水性は特に重要である。
【0004】このため、苗や苗木を育てるための培養土は、保水性に優れたピートモスや透水性に優れた腐葉土を土壌に適度に配合することにより、保水性及び透水性を調整することが一般的に行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述したピートモスは、湿地に生育している水苔が長期間堆積してできた有機物の土壌層であるため、性状も脆く搬送途中や土壌壌土への混合操作や植物栽培途中において分解等によって崩れてしまい安定的な保水性能を確保することができない。又、各種用土と混合し培養土を製造する際にもほこりや歩留まり、取り扱い性の点で問題が多い。
【0006】また、上述した腐葉土は、樹種、分解の程度、小枝などの夾雑物の混入などのために品質が不均一であると共に安定的な供給が困難であり、さらに、白絹病、菌核病などの土壌病害に汚染されているおそれがあるといった問題がある。
【0007】本発明者らは、鋭意研究の結果本発明を完成するに至った。つまり、本発明の目的は、生分解性に優れた繊維を用いて、品質にばらつきがなく、壌土への混合の作業性や混合性に優れ、又、それを配合することにより適正な保水性、透水性を備えた培養土を作ることのできる新規なピートモス代替材料を工業的安価に且つ安定して提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、生分解性合成繊維或いは天然繊維或いは再生繊維から選ばれる一種以上と、生分解性熱融着合成繊維の混合物からなる繊維構造物からなるピートモス代替材料,該繊維構造物中の繊維の一定方向への配向度が少なくとも40%であり、該繊維構造物の一部の繊維同士が熱融着しており、最大辺が高々10mmであり、嵩比重が少なくとも0.01g/ccである該ピートモス代替材料,生分解性熱融着合成繊維の混合割合が、少なくとも10重量%以上である該ピートモス代替材料,生分解性熱融着合成繊維の80℃×15分処理後の熱収縮率が5%以上である該ピートモス代替材料である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明に使用する生分解性合成繊維としては、現在開発されている生分解性合成繊維が使用可能である。例えばL―乳酸を主体としたポリ乳酸繊維(商品名:カネボウ合繊(株)製,ラクトロン)、バクテリア或いは化学的な方法により生産されるポリ(ヒドロキシブチレート)、ポリ(ヒドロキシブチレート・バレート)(商品名:モンサント社製,バイオポール)、ポリカプロラクトン(商品名:UCC社製,トーン)或いはポリエチレンサクシネート、ポリエチレンブチレート(商品名:昭和高分子(株)製,ビオノーレ)等が代表的なものである。これらの繊維は、耐熱性や強力、生分解性等が異なるので用途や目的に応じて単独でも或いは複数配合して用いる事が出来る。
【0010】一般的にポリ乳酸繊維やポリカプロラクトン繊維は分解速度が遅く、他のものは比較的分解速度が速く、この組み合わせにおいて適当に組み合わせればよい。しかし、通常は半年以上に亘って安定して使用されなければならない場合が多くポリ乳酸繊維が好ましく使用される。又、ポリ乳酸繊維は原因は不明であるが植物の生育に対してより好ましい結果が見られる。
【0011】生分解性熱融着合成繊維の該繊維構造物中での使用量は10重量%以上が好ましく、更に好ましくは20重量%以上である。10重量%以上の場合、繊維構造物の収束性や融着に優れているからである。また、使用する繊維の80℃×15分熱処理後の収縮率は5%以上が好ましく、更に好ましくは10%以上のものがよい。5%以上であると繊維構造物の毛羽立ちが少ないからである。使用する繊維の融点は通常90℃以上が好ましく、更に好ましくは110℃以上のものがよい。90℃以上では、製造工程や使用中の熱にて融着が進む恐れがなく、形態の変化が生じないからである。
【0012】又、高融点のポリ乳酸繊維と比較的低融点のポリカプロラクトン繊維やポリエチレンサクシネート繊維、ポリブチレンサクシネート繊維等を混合して使用する事も好ましい。
【0013】本発明に使用する生分解性合成繊維は、繊維構造物中の90重量%以下であることが好ましく、更に好ましくは80重量%以下である。また、天然繊維も、繊維構造物中の90重量%以下が好ましく、更に好ましくは80重量%以下である。綿、麻、ウール、或いは芭蕉繊維、ケナフ、バガス、パルプ等が使用できる。これらは、生分解性繊維との混合・カーディングに悪影響を及ぼさない限り、回収繊維品や製造工程で屑となった物(反毛等)等を使用できる。又、使用に関しては生分解性合成繊維との混合・カーディングにおいて問題がないような繊維構成(デシテックス、繊維長)を考慮すべき事は言うまでもない。
【0014】再生繊維も量がまとまっており、又、分解性や取り扱い性、均一性、コストに優れており、天然繊維の代わりに又はそれと混合して使用できるが、例えば、レーヨン、キュプラ或いはアセテート等がある。
【0015】繊維構造物を構成する繊維は、その繊維径が小さいほど保水性が向上するが、圧力により形状が押し潰れやすい。通常1.1デシテックス以上が好ましく、更に好ましくは2.7〜15デシテックス、特に好ましくは3.3〜11デシテックスである。1.1デシテックス以上の繊維は製造も容易であり、コストも安い。一方、17デシテックス以下の場合は繊維構造物を作る場合に他の繊維に対して本数が多くできるため、熱融着による形状保持が十分となり、又保水性も十分となるからである。従って、好ましくは3.3デシテックス以下の繊維を50重量%以上、11デシテックス以上の繊維を50重量%以下、更に好ましくは3.3デシテックス以下の繊維を60重量%以上、11デシテックス以上の繊維を40重量%以下と混合して使用した方がよい。
【0016】繊維の形状としては、通常の丸断面は勿論、扁平、三角、中空、H型、L型、等様々な形のものが単独で或いは混合して使用する事が出来る。コスト的には、丸断面が有利であるが保水性、空気含有率、肥料保持率等の観点から考慮するとH型、L型、中空型繊維も有利である。
【0017】繊維は、土壌の色になじむように、黒、茶、褐色等の色を付けておく事も可能であり、場合によっては好ましい。繊維の着色は原着(製造段階での着色)でもよいし、製造後の染色等によってもよいが、環境に適合する顔料や染料を選ぶことが重要である。
【0018】本発明に使用する生分解性繊維の繊維長は、デシテックスによりほぼ規定され、通常2.2デシテックス以下では38mm以下、3.3〜8デシテックスでは51〜76mm程度、11デシテックス以上では76mm程度でも良いがそれ以上のカット長でも良い。カット長は上述したものが一般的であるが必ずしもこれに限定されるものではない。又、サイドバイサイド型複合繊維による潜在捲縮糸の使用も好ましい。
【0019】繊維構造物の大きさは、混合する壌土等の粒径を考慮すると、最大の辺の長さは10mm以下が好ましく、更に好ましくは2〜8mm、特に好ましくは3〜6mmである。10mm以下だと、土壌との混合性も保水性も高いからである。
【0020】繊維構造物の形状は、生分解性熱融着合成繊維の一部が他の繊維と熱融着している形状を有するものであればよく、箱型、棒状或いは半球形等どんな形状でも良い。但し、壌土等の土壌資材との混合性を考慮すると、繊維構造物の形状は、添付図1〜4に図示する様なものが好ましい。
【0021】従来、例えば、特開平9−228215号公報、特開平9−299630号公報、特開平3−78090号公報、特開平8−229255号公報、特開昭60−139278号公報等に、詰め綿等に用いる繊維構造物が提案されている。これらは非常に嵩比重が小さく、又形状としては球状、いびつな球状、或いは玉状を呈しており、本発明が目的とする土壌改質材的な使用法ではこれらの形状のものではお互いの絡み合いが強いために壌土等と混合する際に均一に土壌中に分散しなかったり、土壌と分散させても土壌の圧力により変形し、保水性や通水性、排水性等の性能が低下する。
【0022】繊維構造物を形成する繊維は構造物の向かい合う少なくとも1組の辺の方向に、少なくとも40%、好ましくは少なくとも50%の配向度を有する事が好ましい。配向度が40%以上の場合は、繊維が構造物の表面に毛羽状に出難く、嵩高性とならず、土壌と混合した場合にヘタリが少なく、性能の劣化がないからである。又、構造物間の絡みが少なく、独立性が高くなり、土壌との混合の際に、バラケがない均一な混合が可能となる。
【0023】ここで言う配向度とは、繊維構造物を構成する繊維の何%が上述の向かい合う2辺を貫通しているかで表示する。例えば、繊維構造物を形成する全繊維をN1本とし、その内N2本が向かい合う2辺を貫通しているときは、配向度はN2/N1×100(%)となる。又、向かい合う2辺が2組以上ある場合は、それぞれの方向に対しての配向度を出して最大の配向度を採用する。
【0024】本発明のピートモス代替材料の嵩比重は、好ましくは、0.01g/cc以上、更に好ましくは0.02g/cc以上、特に好ましくは0.03〜0.2g/ccである。嵩比重が0.01g/cc以上の場合は、土壌との比重差がなく、均一に混合し易い。又、土壌と混合した後も、土壌の圧力により変形し難く、保水性や排水性、空気保持性等の性能が変化し難い。尚、ここで言う嵩比重は、繊維構造物に3g/cm2の加重をかけて測定した時の値である。
【0025】本発明の土壌改質材の製造方法は、上述した形状に成型できる方法であれば特に限定されないが、工業的安価に且つ大量に製造する方法としては、生分解性合成繊維と他の繊維を通常のカード機にかけて混合し、得られたウェブを次の工程にかけやすいように、軽いニードルパンチをかけたり、ジェット水流にて繊維同士を軽く交絡したする。そして、ウェブの厚さを高々10mmとした後、長さ方向及び/又は巾方向にカットし、熱板、オーブン中を通し熱により一部の繊維を熱収縮融着させたりする事により目的とするピートモス代替材料が得られる。
【0026】或いは、一工程多く長くなるがカードをかけてウェブにしたものを更に練条機にかけてスライバー状にし、その両端或いは必要であれば巾方向に下記の方法にてカットすることもでき、熱板或いはオーブン中を通して繊維を熱収縮融着さる。
【0027】カットの方法としては、回転する刃物や加圧式のカッター或いは特定のパターンを有するエンボスローラー等により押し切る方法やニクロム線を加熱したものに当ててカットする方法或いはレーザー、高周波等によりカットする事ができるが、回転歯のカッターや押し切り方式により切断する方法事がより安価に大量に生産可能である。
【0028】カット後の熱処理したものは、一部が生分解合成繊維同士或いは他の天然繊維と熱融着し粒状となり、その後の取り扱い性や土壌との混合性を改善する事になる。熱融着とは、大部分の繊維同士が外からの圧力と熱により融着・密着している状態や繊維の少なくとも一部が融着し密着している事、或いは融着まで至らなくても繊維同士が接着している状態の事を言う。いずれにしても、目的である繊維のバラケを抑制する様な状態に有ればよい。
【0029】本発明のピートモス代替材料は、天然のピートモスの代替材として土壌、腐葉土、肥料、堆肥等と混合して農園芸用土を製造する事が出来る。ピートモスの全量を代替する事も可能であるが、好ましくは、80重量%以下、更に好ましくは10〜60重量%程度代替して使用する。尚、ピートモスは弱酸性を示し、それを中和する為に石灰等のアルカリ性薬剤を添加していたが、本提案の土壌改質材を使用する事によってその中和も少なくてすむ等、自然環境にも非常に優しい素材である。
【0030】
【実施例】以下、本発明の実施形態を更に詳細説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例中の部、%は特に断らない限り重量基準である。
【0031】(実施例1)L―乳酸を99.5%含む分子量7.5万のポリ乳酸から通常のステープル紡糸・延伸機にて、3.3デシテックス、繊維長51mm、捲縮数12ヶ/25mmのステープル(A)を得た。又、L―乳酸/D―乳酸=94/6%からなる分子量8.3万のポリ乳酸を鞘成分とする芯鞘構造のステープルを紡糸・延伸機により、3.3デシテックス、繊維長51mmの低温融着タイプのステープル(B)を得た。融点は120℃であり、80℃×15分熱処理後の収縮率は18%であった。ステープル(A)/(B)の85/15%混合物を通常の1山カード機にかけて幅約25cmのウェブを形成した。
【0032】次いで、このウェブを長さ方向に平行に3枚重ねて次いでニードルパンチ処理を施して、厚さを5mm程度に調整した。次いで、該ウェブを回転する刃を有するカッターを通して縦方向の長さ5mm及び横方向に巾4mmになるよう、圧力をかけながら切断した。その後、オーブンに入れ130℃×5分熱風処理した。配向度は93%であり、殆ど表面への毛羽立ちは見られなかった。嵩比重は0.02g/ccであった。
【0033】(実施例2)実施例1のステープル(A)/(B)及び2.2デシテックス、カット長38mmのレーヨン糸を50%、10%、40%の比率で混合し、ややニードルパンチの回数を増やして実施例1と同様に加工した。その後、オーブンに入れ130℃×5分熱風処理した。配向度は95%であり、殆ど表面への毛羽立ちは見られなかった。嵩比重は0.04g/ccであった。
【0034】(実施例3)実施例1のポリ乳酸を用いて繊維中に凹部のへこみを有するU断面の形状を有する13デシテックス×76mmのステープル(C)を得た。ステープル(C)/(B)及びコットンを30%、30%、40%の比率で混合し、実施例1と同様に加工した。その後、オーブンに入れ130℃×5分熱風処理した。配向度は95%であり、殆ど表面への毛羽立ちは見られなかった。嵩比重は0.02g/ccであった。
【0035】(実施例4)実施例1のステープル(B)及び紡績工程で発生する反毛を50%、50%の比率で混合し、実施例2と同様に加工した。その後、オーブンに入れ120℃×5分熱風処理した。配向度は75%であり、ポリ乳酸繊維同士或いは他の繊維が融着し毛羽立ちはわずか見られたが実質的に粒状物のものであった。嵩比重は0.03g/ccであった。
【0036】(実施例5)実施例1で得たカード上がりのウェブ二枚を平行に置き、その間にそれらに直交する方向に実施例4で得たウェブ一枚をはさみ実施例2と同様に加工した。その後、オーブンに入れ120℃×5分熱風処理した。配向度は50%であり、ポリ乳酸繊維同士或いは他の繊維との融着がみられ毛羽立ちはわずか見られたが実質的に粒状物のものであった。嵩比重は0.02g/ccであった。
【0037】(実施例6)実施例1〜5で製造したピートモス代替材料10kg、天然のピートモス(カナダ産BERGER社製)300L、土300L、パーライト200Lを京和製スーパーミキサー混合機により混合した。実施例1〜5のいずれのピートモス代替材料共取り扱い性は問題なく、又混合性も良好であった。
【0038】
【発明の効果】本発明によるピートモス代替材料を使用する事によって、従来使用してきたピートモスの欠点、例えば、天然物の為に品質のバラツキがある、水分を約50%含む為に輸送時に重量がかさむ、非常に弱くゴミや土ぼこり等の発生が多く作業性が悪い、元の原料により性能、取り扱い性にバラツキがある等を改善する事ができ、作業の均一性、効率化が達成される。
【0039】更にピートモスは草木類、木本類、水苔類等の植物が永年湿地に堆積して分解したものであり、水中で弱酸性(pH3〜4)を示し、これを混合して使用する場合石灰等を併用して中和する必要があるが、本発明の土壌改質材を使用すれば石灰を用いる必要もなく、コストも作業性も改善される。又、生分解性合成繊維と綿、ウール、麻等の天然繊維、レーヨン、アセテート、キュプラ等の再生繊維等の組み合わせが自由であり、目的、用途に合った最適のものが出来る。更に、綿やウール、レーヨン等の反毛も使用する事が出来、リサイクルやコストダウンに非常に有効である。




 

 


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