JP2002125485A - 藻添加マルチングシートの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】D-システノ−ル酸抽出後の藻残さを用いた藻添
加マルチングシートの製造方法を提供することを目的と
する。 【解決手段】マルチングシートの抄紙工程において、Ｄ
−システノール酸を抽出した藻と、パルプとを混合し、
藻添加紙を抄紙する工程を含むことを特徴とする藻添加
マルチングシートの製造方法を提供する。ここで、Ｄ−
システノール酸を抽出した前記藻が60〜90wt％で、前記
パルプが40〜10wt％の重量比で混合し、藻添加紙を抄紙
することが好ましく、さらに、抄紙された前記藻添加紙
の藻含有率が50〜80wt％であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、農業の畑作などに
用いられる藻添加マルチングシートの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】農業における畑作などにおいては、水分
の蒸散の防止やその他の目的で土壌被覆が行われ、その
土壌被覆材として従来からビニール製の農業用マルチン
グシートが用いられている。このビニール製マルチング
シートにおいて、使用後の剥離作業、回収、土落し(洗
浄)および焼却処理などが必要であり、手間がかかり、
焼却時にはダイオキシンなどの発生も懸念され、環境対
策上も問題となっている。また、再生紙を利用したマル
チングシートはその利用にあたって、段ボール、新聞紙
などにまだ利用できる紙を使用しており、木材保護の面
から問題になると考えられる。しかもパルプ繊維の分解
速度が非常に遅いので、畑作などの二期作、三期作など
を行うにあたってはパルプシートが残存してしまい、作
業性が非常に悪いという問題がある。このような木材保
護の面あるいは作業性の悪さを改良した微細藻添加マル
チングシートおよびその製造方法は、すでに提供されて
いる(特願平11-042872)。

【０００３】海岸や海水湖では窒素や燐を多く含有した
海水の富栄養化により海藻、特にアオサが多量に発生す
る。アオサの自然浄化作用としての役割は非常に重要で
あるが、一方でこのアオサの処理に苦慮しているのが現
状である。また海藻の緑藻や褐藻にはD-システノール酸
が存在することが明らかにされており、アオサの利用法
として、アオサに含有されているD-システノール酸を有
機溶媒または熱水で抽出する方法が提供されている(特
願平11-222470)。しかし、D-システノール酸が多量に含
まれているアオサの個体においても、その含有量は乾燥
重量当たり0.1〜0.6％と微量であるため、抽出後大量の
残さが発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
に鑑みなされたもので、D-システノール酸抽出後の藻残
さを添加剤として用いた藻添加マルチングシートの製造
方法の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、マルチングシートの抄紙工程におい
て、Ｄ−システノール酸を抽出した藻と、パルプとを混
合し、藻添加紙を抄紙する工程を含むことを特徴とする
藻添加マルチングシートの製造方法を提供する。本発明
に係る藻添加マルチングシートの製造方法では、好まし
くは、Ｄ−システノール酸を抽出した藻が60〜90wt％
で、パルプが40〜10wt％の重量比で混合し、藻添加紙を
抄紙することを特徴とする。また、好ましくは、抄紙さ
れた前記藻添加紙の藻含有率が50〜80wt％であることを
特徴とする。

【０００６】マルチングシートとは、上述したように、
主に農業で用いられ、畑の水分の蒸散防止や雑草の生育
防止に主に利用されるシートを表すが、この用途に限定
されるものではない。Ｄ−システノール酸とは、構造式
が次式（化１）で表され、医薬品、健康食品、家畜や魚
の飼料添加剤として用いられている物質である（特願平
11−222470）。また、Ｄ−システノール酸は、有害なヒ
ドロキシルラジカル発生反応であるフェントン反応や一
重項酸素の産生抑制（特願2000−103724）、成人病など
の要因となる中性脂肪や過酸化脂質の抑制（特願2000−
202404）などに応用される有用な物質である。

【化１】 D-システノール酸を抽出した藻とは、有機溶媒または熱
水中で攪拌することによりD-システノール酸を抽出した
藻の残さ（以下、藻残さという）をいう。熱水はD-シス
テノール酸の分解を防ぐため、50〜70℃のものを使用
し、有機溶媒としては、同じく50〜70℃の60〜75(v/v)
％エタノールまたはメタノール溶液を使用することがで
きる。しかし、抽出する有機溶媒はエタノール溶液また
はメタノール溶液に限定されずD-システノール酸を抽出
することができる有機溶媒なら限定されない。また、抽
出時の有機溶媒や熱水の温度は、50〜70℃が好ましいが
限定されるものではなく、この温度範囲は抽出する溶媒
によっても変化するのでD-システノール酸を抽出する目
的が達成できる温度範囲であれば良い。

【０００７】パルプとは、木材やその他の線維原料から
機械的・化学的に方法でセルロースをなるべく純粋にと
りだしたものをいい、製紙に利用できる原料ならば広く
含む。藻添加マルチングシートとは、本発明において、
アオサなどの藻類の藻残さとパルプとから作られた藻添
加紙からなるマルチングシートのことである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明はD−システノール酸の原
料となる藻に注目し、D−システノール酸抽出後の藻残
さを有効に利用して藻添加マルチングシートを得るもの
である。藻中に含まれるD−システノール酸は乾燥重量
当たり0.1％〜0.6％であるため、その藻残さの量は大量
である。

【０００９】本発明は、この藻残さの有効利用法とし
て、マルチングシートを作るもので、その抄紙工程の概
略は以下のとおりである。図１のような連続抄紙機を用
いて、図２、図３に表した工程のように抄紙する。ま
ず、図２に示すように、藻２０を洗浄する工程２１と、
この洗浄された藻を加熱し、除湿し、乾燥する工程２２
と、この乾燥された藻を有機溶媒または熱水中で撹拌
し、Ｄ−システノール酸を抽出する工程２３〜２４とを
行う。これらの工程により、Ｄ−システノール酸抽出後
に残った藻残さを得る。つぎに、図３に示すように、藻
残さと紙パルプを混合する工程３０と、混合された藻残
さと紙パルプとを叩解する工程３１と、叩解された藻残
さと紙パルプとを濃度調節やＰＨ調節する工程３２と、
歩留まり向上剤（パーコール）を添加する工程３３と、
除塵し、金網（ワイヤークロス）による脱水を行う工程
３４，３５と、プレスして脱水する工程３６と、乾燥さ
せる工程３７と、仕上げに巻き取る工程３８とを行う。

【００１０】［実施例］ アオサからＤ−システノール酸の抽出；藻の一例として
アオサを用いてD−システノール酸を抽出し、抽出後の
アオサ残さを利用して、アオサ添加紙を作るものを示
す。原料条件としてはアオサ残さ60〜90wt％、紙パルプ
40〜10wt％、パーコール(歩留まり向上剤)添加率5％以
下とし、抄紙工程を経て、製品としてアオサ添加率50〜
80wt％、坪量100〜150g／m ²のマルチングシートを得
た。

【００１１】アオサからのD−システノール酸の抽出は
図２に示す工程によって行われる。アオサは、乾燥工程
に先立って洗浄される（工程21）。洗浄後、アオサによ
り生産されたD-システノール酸の分解を防ぐことを目的
として、アオサを遮光した環境下で乾燥させるのが好ま
しい。遮光した環境とは、直射日光を遮断できる環境で
あれば特に限定されず、室内でも直射日光を遮る開放空
間でも良い。乾燥工程２２は、およそ24時間〜72時間で
完了する。

【００１２】使用する乾燥装置は直射日光を防御する構
造を有し、かつ通気のための開閉部を有する乾燥室と、
加熱・除湿手段とを具備する。通気のための開閉部は、
開閉部を開けて通気を促すことができるものであれば特
に限定されないが、例えば乾燥装置の側面部に位置させ
ることができる。また、扇風機を用いて乾燥を促進させ
ることもできる。加温の温度は、D-システノール酸の分
解を防ぐため、100℃以下にし、40〜60℃に制御するこ
とが好ましい。加温と同時に、乾燥効率を高めるために
除湿してもよい。乾燥装置の直射日光を遮断した構造に
より、D-システノール酸の分解を抑制しつつ、さらに通
気を促す構造および加熱・除湿手段により効率よくアオ
サを乾燥させることができる。

【００１３】次いで、乾燥後のアオサからD-システノー
ル酸を抽出する工程は、アオサを有機溶媒または熱水中
で攪拌することにより行う（工程23〜24）。抽出は、約
1時間〜2時間で完了する。このとき抽出効率を高めるた
め、アオサを数ミリ大に粉砕しておくことが好ましい。
熱水はD-システノール酸の分解を防ぐため、50〜70℃の
ものを使用し、有機溶媒としては、同じく50〜70℃の60
〜75(v/v)％エタノールまたはメタノール溶液を使用す
ることができる。上記抽出後、アオサ残さはマルチング
シ−トの材料として使用することができる。

【００１４】アオサを利用したマルチングシート製造；
図1に示す連続抄紙装置は、叩解装置1、原料タンク2、
濃度調整槽3、パーコール添加槽4、スクリーン5、ヘッ
ドボックス6、局所排気装置7、ワイヤーパート8、プレ
スパート9、ドライパート10、巻き取りパート11、フロ
ーボックス12、白水戻り13、減圧ポンプ14、減圧部15、
ベビープレス16からなるものである。

【００１５】上記叩解装置1はパルプを叩きもみほぐし
て繊維相互の絡み合いを増し、ついで原料タンク2に叩
解され膨潤されたパルプ繊維およびアオサが入れられ
（工程31）、濃度調節やpHの調整し（工程32）、歩留り
向上剤であるパーコールを添加し（工程33）、除塵（工
程34）がそれぞれ槽3、槽4、スクリーン5にて行われ
て、抄紙機に送られる。抄紙機におけるワイヤーパート
8では、縦横に張られた金網(ワイヤークロス)などによ
り脱水が行われ（工程35）、プレスパート9にてさらに
水が絞り取られ（工程36）、ドライパート10では乾燥さ
れ（工程37）、連続紙として巻き取られる（工程38）。

【００１６】藻添加マルチングシートの品質；ここで、
藻添加マルチングシートの抄紙に当たって、藻添加紙と
しての抄紙可能性や強さについての可能性に関し考察し
た。叩解装置1による叩解の結果、叩解濾水度約400ml
(落下水)パルプの使用により紙として必要な濾水度や歩
留り率の条件を双方共満たすことができると考えられ
る。歩留り率向上剤を5000ppm添加することで、手抄き
紙を作成したときのアオサ歩留り率は約70％程度示して
おり、例えば40％アオサ添加紙について実機での抄造は
可能であると予測される。そしてアオサ混入紙の湿紙強
度は35％のドライネスが確保できれば、NBKP(晒し針葉
樹クラフトパルプ)60g/m²に相当する強度が得られるた
め、搬送時の強度上の問題はない。これらの考察の結果
により、抄紙幅44cm、ライン長さ25mの連続抄紙装置に
より実施した。以後はその概要である。

【００１７】藻添加紙の目標仕様；本発明に係る藻添加
紙の目標とする１例は以下のとおりである。 坪量：100g/m² 藻添加量：40％(藻40g/m²、パルプ60g/m²) 製造量：幅約44cm×800m 原料：パルプ(NUKP(未晒し針葉樹クラフトパルプ))：9k
g アオサ残さ(60℃の60(v/v)％エタノールを溶媒とした抽
出残さ)を利用する。歩留り向上剤(パーコール47)を用
いる。

【００１８】連続抄紙の準備作業；本発明に係る連続抄
紙をする際の準備作業の１例として以下の準備が望まし
い。まず、機器点検、原料調達、アオサによる抄紙機ベ
ルト汚染対策を実施する。 1.パルプ(NUKP)の叩解 以下のパルプ原料の仕様で、まずパルプの叩解を行う。
スラリー濃度4％、スラリー量3m²(パルプ120kg-dry)、
叩解度280ml(目標400ml)、原料チェスト移送分 約2m
²(約90kg-dryパルプ)でパルプの叩解を行う。 2.アオサ添加 次に叩解されたパルプの原料に、以下の仕様であるアオ
サの原料を添加する。アオサは、アオサスラリー濃度11
6g/l、原料チェスト投入液量508.85kg、投入アオサ59.0
kg-dryで行う。 3.抄紙機関係 叩解されたパルプとアオサである原料を図１のような連
続抄紙機に通す前に、パーコールの溶解および添加ライ
ンの設置、プレスパート9のベルトへキャンパスコ−テ
ィング剤の塗布を予め行っておく。

【００１９】抄紙実施；表1に示す初期条件にて運転を
開始し、不具合調整後調整条件により本運転を行う。

【表1】

【００２０】フローボックス12出口で紙幅44cmである
が、耳切りおよび乾燥で38.5cmに縮む。巻き取り部で坪
量92g/m²(風乾)、幅38.5cmの添加紙を約900m製造でき
た。また、抄紙後プレスパート9のフェルトに着色が強
く認められたが、専用洗剤、高圧水の洗浄によって、ほ
ぼ回復することができた。

【００２１】アオサ添加紙の物性測定および耐久性試
験；作成したアオサ添加紙の物性を測定した。測定結果
は表2に示す。なお、市販の再生紙マルチングシートの
例につき物性測定結果を併記した。

【表2】

【００２２】表2から判明するように、作成したアオサ
添加紙は強度の面と平滑度が向上し、透気度と白色度が
低下する特徴があった。作成したアオサ添加紙をビニー
ルハウス内に28日間天日下に静置して、経時的にサンプ
ルを取得した。取得サンプルの色変化については、開始
11日後にすでに退色がおきており、28日後ではパルプ(N
UKP)の色に近くなった。この期間ではアオサの緑色が失
われており、アオサの色素であるクロロフィルが分解し
たと考えられる。また、紙に細かいしわが現れ、紙の感
触はしなやかさが失われた。因みに、再生紙マルチング
シートは、かかる時間ではアオサ添加紙と比較して分解
は極めて難しい。

【００２３】こうして、次の結果を得た。 (a) 連続抄紙機を使用し坪量約100g/m²、アオサ添加率4
0wt％のアオサ添加紙を約900m×0.39m製造し、取得し
た。 (b) 物性測定の結果、市販再生紙に比べ強度の面と平滑
度が向上し、透気度と白色度が低下する特徴があった。 (c) アオサ添加紙は、屋外では約1ヶ月で緑色を失っ
た。

【００２４】上述の説明では、藻添加マルチングシート
のアオサ添加紙のアオサ添加率40wt％の添加紙につき述
べたのであるが、この添加率は分解のしやすさと抄紙の
可能性や紙の強さなどとのバランスにより設定され、藻
添加マルチングシートのアオサ添加紙について言えば50
〜80wt％の添加率にて抄紙と分解との双方共しやすく、
例えば80％にては分解速度も極めて早い。

【００２５】また、アオサの添加により再生紙マルチン
グシートに比べて透気度が低下しており、添加率が高く
なるほど透気度が低下することが予想されるので、これ
を加味して対象栽培植物に応じて添加量を調整すること
も必要と考えられる。

【００２６】上述の例は、アオサについての例示であっ
たが、先述した緑藻や褐藻も、原料としてアオサ同様用
いることができることも試験により判明している。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
の効果を有する。 (1) 藻添加マルチングシートは原料に藻を用いることに
より紙パルプの使用量を減少できるため木材保護にな
る。 (2)廃棄藻残さの有効利用が図れることから、生産性向
上と共にコストダウンが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図1】連続抄紙装置の簡略構成図である。

【図２】藻からＤ−システノール酸を抽出する工程図で
ある。

【図３】藻残さとパルプを原料としたマルチングシート
を製造するための工程図である。 １ 叩解装置 ２ 原料タンク ３ 濃度調整装置 ４ パーコール添加槽 ５ スクリーン ６ ヘッドボックス ７ 局所排気装置 ８ ワイヤパート ９ プレスパート １０ ドライパート １１ 巻き取りパート １２ フローボックス １３ 白水戻り １４ 減圧ポンプ １５ 減圧部 １６ ベビープレス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鵜川 直彦 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 平山 伸 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１ 三菱重工業株式会社基盤技術研究所内 Ｆターム(参考） 2B024 DB03 4L055 AC06 AG43 EA32 FA30 GA25

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチングシートの抄紙工程において、
   Ｄ−システノール酸を抽出した藻と、パルプとを混合
   し、藻添加紙を抄紙する工程を含むことを特徴とする藻
   添加マルチングシートの製造方法。
2. 【請求項２】 Ｄ−システノール酸を抽出した前記藻が
   60〜90wt％で、前記パルプが40〜10wt％の重量比で混合
   し、藻添加紙を抄紙することを特徴とする請求項１記載
   の藻添加マルチングシートの製造方法。
3. 【請求項３】 抄紙された前記藻添加紙の藻含有率が50
   〜80wt％であることを特徴とする請求項1または２に記
   載の藻添加マルチングシートの製造法。