JP2004254686A - 非木材繊維被覆マットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
非木材繊維の生物分解に生石灰と取合せて蒸解した後の繊維パルプを利用して、液体又は固体繊維被覆マットに製造することにより、非木材繊維の資源再生利用に寄与するほか、環境汚染問題を解決すること。
【解決手段】
非木材繊維植物が微生物（例えば高温細菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ５）、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ６）、バクテリア（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ（ＰＭＢＰ−ｍ７）等の菌株）により分解軟化された後、１％（ｗ／ｖ）生石灰水で得られた非木材繊維植物の繊維パルプを蒸解し、澱粉、高分子重合体等の成分を添加して液体又は固体繊維被覆マットを製造することを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は被覆マットの製造方法に関し、特に、非木材繊維被覆マット（より具体的には、植物繊維被覆マット）の製造方法に関する。

一般の農作物の生産過程は、整地、種蒔、施肥、除草及び収穫等のステップを必要とするが、各ステップはいずれも大量な人工、特に、除草は大量な人工を消耗しなければならない。この除草の目的を達成するために、農民は従来から雑草叢生の防止にプラスチック布を土面上に被せている。しかしながら農作物を収穫した後、該プラスチック布は利用価値がなくなり、そのために農民はその処置に困り、且つ自然分解できないので、捨てると容易に二次汚染を起していた。さらには透水及び透気不良を来すばかりでなく、土壌微生物、種苗根糸及び作物生長の生態環境を影響する。また、農業耕作栽培の他に、目前全部自然環境にも山坂地保持が容易でなく、かつ、乾燥地区（降水量が低く、雨量が小かつ不安定、短時間及び強大な風により乾燥した地区を指す）において水分の蒸散が大きく、常に沙漠化（砂漠化とも書く）を来たし、砂塵暴（砂が舞って視界が悪くなること。いわゆる砂嵐のこと、中国ではこのように表現する。中国では黄砂の影響が大きい。）等が発生する等の問題が存在している。

なお、紙製品は容易に自然環境中において自然分解する特性を有しているので、農業生産の目的を達した後、自然的に大自然に回帰して土壌中の有機質となり、回収及び廃棄処理の必要がなく、かつ環境汚染等の問題が存在しない。したがって、もしプラスチック布の代りに紙製品を研究開発できれば、経済効益及び環境保護上前瞻性の発展を有していると言える。

製紙の原料は一般に自然有機木質繊維を来源とする良好な微生物キャリヤ（carrier）であり、そして特殊目的の需要に応じて、原料又は製造プロセスにおいて機能性組成成分の添加及び調整を行い、この紙製品を十分効果的に農業及び自然環境上に応用して現在生態が面している問題を解決している。しかしながら、伝統の化学製紙プロセスはそのパルプ製造工場が常に黒水廃液を排出することに起因して環境汚染の来源となっている。したがって、環境保護意識が持上っている今日、常に製紙業者をして環境品質を改善するために巨額な経費を投資せしめている。これは間接又は直接的に紙業生産コストを増加させているので、全体の製紙産業に大きな衝撃を与えている。

本発明は如何に各種の除草機能を結合して目前の生態保護問題を解決すると共に、時間及び労力を短縮してコストを低下した経済効益に達し、農業生産の永続経営に自然環境の保護を兼ねた、非木材繊維被覆マットの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は非木材繊維の生物分解に生石灰と取合せて蒸解した後の繊維パルプを利用して、液体又は固体繊維被覆マットに製造することにより、非木材繊維の資源再生利用に寄与するほか、環境汚染問題を解決できることを目的とする。

本出願人は上記目的にかんがみ、鋭意試験と研究とを重ねた結果、ついに本発明の「非木材繊維被覆マットの製造方法」を案出した。

本発明の上記非木材繊維被覆マットの製造方法は、（ａ）非木材繊維植物の生物繊維パルプを提供するステップと、（ｂ）高分子重合体を該非木材繊維植物の生物繊維パルプ中に添加するステップと、（ｃ）特定量の水を注入するステップと、（ｄ）非木材繊維植物の生物繊維パルプ及び特定量の水を均一に混合して非木材繊維植物の液体繊維パルプを形成するステップと、（ｅ）該非木材繊維植物の液体繊維パルプを一表面にスプレーして液体繊維被覆マットを形成するステップと、を備えてなる（請求項１に対応）。

上記本発明の非木材繊維液体繊維被覆マットの製造方法において、該高分子重合体は該非木材繊維植物の生物繊維パルプ中に２５００ｐｐｍ添加される（請求項２に対応）。

また上記本発明の非木材繊維液体繊維被覆マットの製造方法において、
該高分子重合体はアルギン酸、アルギン酸塩、ポリ電解質、とうもろこし麩又は澱粉の少なくとも何れかである（請求項３に対応）。

ここで、前記高分子重合体がとうもろこし麩である場合、該とうもろこし麩の濃度は０．５〜１．０％（ｗ／ｖ）である。

また、上記本発明の非木材繊維液体繊維被覆マットの製造方法において、
該特定量の水は該非木材繊維植物の生物繊維パルプの２〜１０倍体積の水が注入され、
この非木材繊維植物の液体繊維パルプには更に植被用草の種子が添加され、
該植被用草の種子は、アメリカスズメノヒエ（Ｐａｓｐａｌｕｍ ｎｏｔａｌｕｍ Ｆｌｕｇｇｅ）、パンゴラグラス（Ｄｉｇｉｔａｒｉａ ｄｅｃｕｍｂｅｎｓ Ｓｔｅｎｔ）、パラグラス（Ｂｒａｃｈｉａｒｉａ ｍｕｔｉｃａ （Ｆｏｒｓｋ．）Ｓｔａｐｆ）、 ギョウギシバ（Ｃｙｎｏｄｏｎ ｄａｃｔｙｌｏｎＬ）、 又はセントオーガスチングラス（Ｓｔｅｎｏｔａｐｈｒｕｍ ｓｅｃｕｎｄａｔｕｍ（ｗａｌｔ）Ｏ．Ｋｕｎｚｅ）である（請求項４に対応）。

さらには、上記目的を達成する本発明の非木材繊維液体繊維被覆マットの製造方法は（ａ）生物パルプ化繊維を提供するステップと、（ｂ）高分子重合体を該生物パルプ化繊維に添加するステップと、（ｃ）特定量の水を注入するステップと、（ｄ）該生物パルプ化繊維および該特定量の水を均一に混合して液体繊維パルプを形成するステップと、（ｅ）該液体繊維パルプを一表面にスプレーして液体繊維被覆マットを形成するステップと、を備えてなる（請求項５に対応）。

上記本発明の非木材繊維液体繊維被覆マットの製造方法において、
生物パルプ化繊維は、非木材繊維であり、
高分子重合体は、該生物パルプ化繊維中に２５００ｐｐｍ添加される（請求項６に対応）。

また、上記本発明の非木材繊維液体繊維被覆マットの製造方法において、
該高分子重合体はアルギン酸、アルギン酸塩、ポリ電解質、とうもろこし麩又は澱粉の少なくとも何れかであり、
前記高分子重合体がとうもろこし麩である場合、該とうもろこし麩の濃度は０．５〜１．０％（ｗ／ｖ）である。

また、上記本発明の液体マルチ・マットの製造方法において、
該特定量の水は該生物パルプ化繊維の２〜１０倍体積の水が注入され、
該液体繊維パルプにさらに植被用草の種子が添加され、
この植被用草の種子はアメリカスズメノヒエ（Ｐａｓｐａｌｕｍ ｎｏｔａｌｕｍ Ｆｌｕｇｇｅ）、パンゴラグラス（Ｄｉｇｉｔａｒｉａ ｄｅｃｕｍｂｅｎｓ Ｓｔｅｎｔ）、パラグラス（Ｂｒａｃｈｉａｒｉａ ｍｕｔｉｃａ （Ｆｏｒｓｋ．）Ｓｔａｐｆ）、 ギョウギシバ（Ｃｙｎｏｄｏｎ ｄａｃｔｙｌｏｎＬ）、 又はセントオーガスチングラス（Ｓｔｅｎｏｔａｐｈｒｕｍ ｓｅｃｕｎｄａｔｕｍ（ｗａｌｔ）Ｏ．Ｋｕｎｚｅ）である。

さらには本発明の目的を達成するための非木材繊維固体繊維被覆マットの製造方法は（ａ）非木材繊維植物の生物繊維パルプを提供するステップと、（ｂ）高分子重合体を非木材繊維植物の生物繊維パルプ中に添加するステップと、（ｃ）特定量の水を注入するステップと、（ｄ）該非木材繊維植物の生物繊維パルプ及び該特定量の水を均一に混合して非木材繊維植物の液体繊維パルプを形成するステップと、（ｅ）該非木材繊維植物の液体繊維パルプを平らに敷くステップと、（ｆ）圧搾脱水するステップと、（ｇ）乾燥して非木材繊維の固体繊維被覆マットを製造するステップと、を備えてなる（請求項７に対応）。

上記本発明の非木材繊維固体繊維被覆マットの製造方法において、該高分子重合体は該非木材繊維植物の生物パルプ化繊維に２５００ｐｐｍ添加される。

また本発明の非木材繊維固体マルチ・マットの製造方法において、
該高分子重合体はアルギン酸、アルギン酸塩、ポリ電解質、とうもろこし麩又は澱粉の少なくとも何れかであり、
前記高分子重合体がとうもろこし麩である場合、該とうもろこし麩の濃度は０．５〜１．０％（ｗ／ｖ）である。

本発明の繊維被覆マットの製造方法、特に非木材繊維被覆マットの製造方法は以下に実施の形態の例（実施例）を挙げて添付図面を参照しながら説明することにより、十分に理解される。

本発明の該好適な実施例は繊維被覆マットの製造方法を提供するもので、その詳細な実施ステップを以下に説明する。

（１）非木材繊維植物の生物パルプ化フロー
稲茎を２〜３ｃｍの長さに切り、この稲茎を５％（ｗ／ｖ）の比率で１０⁶ｃｆｕ／ｍｌのＰＭＢＰIII菌株群｛高温細菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ５）、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ６）、バクテリア（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ（ＰＭＢＰ−ｍ７）等の３種菌株を含む）｝を含有したラクトース・ビーフ・エキス酒酵母エキス｛０．２５％（ｗ／ｖ）乳糖、０．２％（ｗ／ｖ）ラクトース・ビーフ・エキス及び０．０５％（ｗ／ｖ）酵母エキスを含む｝を三角フラスコ中に添加し、５０℃の温度、２００ｒｐｍの回転速度で震盪培養を４日行い、しかる後発酵した稲茎発酵培養液を生石灰で１４０℃の高温で３０分蒸解し、パルプを１５分間分散した後、１８、２００及び２７０篩目フイルタ・スクリーンで篩分して稲茎の生物パルプ化繊維を得た。

（２）液体繊維被覆マットの製作及び利用
非木材繊維植物の生物繊維パルプに２５００ｐｐｍ高分子重合体（例えば、アルギン酸や、アルギン酸塩、ポリ電解質、とうもろこし麩（０．５〜１．０％（ｗ／ｖ））、澱粉等）を添加した後、特定量の水（非木材繊維植物の生物繊維パルプの２〜１０倍体積の水）を注入し、それに植被用草種子１２（植被用草の種子）｛例えばアメリカスズメノヒエ（Ｐａｓｐａｌｕｍ ｎｏｔａｌｕｍ Ｆｌｕｇｇｅ）、パンゴラグラス（Ｄｉｇｉｔａｒｉａ ｄｅｃｕｍｂｅｎｓ Ｓｔｅｎｔ）、パラグラス（Ｂｒａｃｈｉａｒｉａ ｍｕｔｉｃａ （Ｆｏｒｓｋ．）Ｓｔａｐｆ）、 ギョウギシバ（Ｃｙｎｏｄｏｎ ｄａｃｔｙｌｏｎＬ）、 又はセントオーガスチングラス（Ｓｔｅｎｏｔａｐｈｒｕｍ ｓｅｃｕｎｄａｔｕｍ（ｗａｌｔ）Ｏ．Ｋｕｎｚｅ）｝を混入しての山坂地の土壌（表土層１３の上、表土層１３は岩石層１４の上に形成されている）表面にスプレーした。このようにして１乃至２週間経過した後、土壌表面に液体繊維被覆マット１１が形成され、混入した種子が所定時間経過後発芽して自然材木又は植被に寄与することとなり、土壌の崩潰を防止し、水土保持の効能があらわれた。

また、本発明の好適な実施例において、上記の非木材繊維植物の生物繊維パルプに２５００ｐｐｍの高分子重合体（例えば、アルギン酸や、アルギン酸塩、ポリ電解質、０．５〜１．０％（ｗ／ｖ）のとうもろこし麩、澱粉等）を添加した後、特定量の水（非木材繊維植物の生物繊維パルプの２〜１０倍体積の水）を注入し、これを直接沙漠又は乾燥地区（降水量が低く且つ降水量が小雨量、不定、短時間及び強大な暴風により湿気や水分が少ない地区を指す）等の土壌表面に均一にスプレーした。四週間経過後、土壌表面に液体繊維被覆マット１１が形成され、この液体繊維被覆マット１１の被覆により水分蒸散による水分の流失が減少した。これにより、沙漠化を防止し、砂塵暴の発生が減少した。

なお、本発明の好適な実施例において、上記の非木材繊維植物の生物繊維パルプに０．５〜１．０％（ｗ／ｖ）のとうもろこし麩及び澱粉を添加した後、均一に農地の土壌表面にスプレーした。１乃至２週間経過後、液体繊維被覆マット１１が形成され、これにより農業栽培において、雑草を防除できる外、透気性を有し、透水透気不良の問題を解決した。そして、この被覆マットが良好な微生物キャリヤであることから、作物の収穫後該被覆マットは自然環境において容易に自然分解する特性を有し、自然的に大自然に回帰して土壌中の有機質となり、環境保護に役立つことが立証された。

また、本発明の好適な実施例において、粗放地区の農耕の場合、種子は通常ばら蒔の方式で蒔かれるが、好ましくは非木材繊維植物の生物繊維パルプに２５００ｐｐｍの高分子重合体（例えば、アルギン酸、アルギン酸塩、ポリ電解質、０．５〜１．０％（ｗ／ｖ）のとうもろこし麩、澱粉）を添加した後、特定量の水（非木材繊維植物の生物繊維パルプの２〜１０倍の体積の水）を注入し、しかる後農作物の種子を混入して田圃にスプレーし、一気に播種を完成すると同時に防草の工作を完成した。これにより人工と生産コストが減少されたばかりでなく、工作の効率も向上され、農業生産コストが日増しに高くなっている今日、生産コストを降下するルートを提供した。

本発明の好適な実施例の液体繊維被覆マット１１は、実施使用において大面積の田圃、家庭園芸、ゴルフ球場等の各方面の作物栽培領域に応用され、又は有機土もしくは有機媒体が被覆してある私人用の立体栽培箱、或いは温度制御、光制御装置を有している工業生産用の人工室内栽培系統に応用され得る。この液体繊維被覆マット１１は液体繊維パルプに高分子等の物質を添加した後、直接土壌の表面にスプレーしてなるマットであるので、比較的広い地区に応用される場合、一般の噴水車を利用してスプレーの工作を効率よく施行でき、他方、小範囲の地区、例えば小面積の農地、家庭の花壇等に利用される場合、施薬等のスプレーヤ又は一般家庭用の噴水つぼを利用して液体繊維パルプを土壌表面にスプレーすることができる。従って、本発明の液体繊維被覆マット１１は使用が便利且つ効果が顕著な発明である。

また、本発明の好適な実施例において、上記の廃棄稲茎生物パルプ化繊維を抄紙して固体繊維被覆マットを製作した。この固体繊維被覆マットを水田に使用して次のように処理した。即ち、水田を整地した後、固体繊維被覆マットを１．５ｍ×１．５ｍのサイズに剪裁し、これに刀片で種植孔をセン孔して土面上に平らに敷き、水稲の苗を該種植孔に移植した。この場合、この被覆マットを平らに土壌表面に敷く時は人工又は機会方式を採用してもよいが、敷設時水田の水はなるべく減少し、空隙を形成して紙蓆が翻えり又は破裂しないように紙蓆と土壌表面とを密接させ、操作時は被覆マットの下に中空又は気泡を形成して被覆マットが破裂してしまうようなことがないように、土面の平坦さに気をつけ、適当株距に苗を移植すると、雑草防除の目的を達成することができる。また、水田中に固体繊維被覆マットとして防草被覆紙蓆を利用すれば、太陽の光線が土壌表面を照射するのを遮断でき、雑草が発芽するのを抑制して防除の効果を奏することが出来る。被覆マットは自然環境で容易に自然分解するので、稲刈の時には被覆マットは既に小繊維に分解されて水田の土壌と混合してしまい、結塊又は紙片の懸濁状況がなく、次期の水田整地時に農業操作を影響しない。したがって、二次汚染の状況が発生しないのは言うまでもない。

要するに、本発明においては、非木材繊維植物が微生物（例えば高温細菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ５）、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ６）、バクテリア（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ（ＰＭＢＰ−ｍ７）等の菌株）により分解軟化された後、１％（ｗ／ｖ）生石灰水で得られた非木材繊維植物の繊維パルプを蒸解し、澱粉、高分子重合体等の成分を添加して液体又は固体繊維被覆マットを製造することを特徴としており、
（１）農業栽培に用いると、雑草を防除することができる。
（２）山坂地に用いると、自然材木又は植被を維持して土壌崩潰を防止することが出来る。
（３）乾燥又は沙漠地区に用いると、水分の蒸散を減少して、沙漠化を防止し、砂塵暴の発生を減少することができる。

上記実施例は本発明の技術的手段をより具体的に説明するために挙げたもので、当然本発明の技術的思想はこれに限定されず、クレームの範囲を逸脱しない限り当業者による単純な設計変更、付加、置換等はいずれも本発明の技術的範囲に属する。

本発明の一実施例である好適な実施例の土壌断面図である。

Claims (7)

1. 非木材繊維植物の生物繊維パルプを提供するステップと、
   高分子重合体を前記非木材繊維植物の生物繊維パルプ中に添加するステップと、
   特定量の水を注入するステップと、
   前記非木材繊維植物の生物繊維パルプ及び特定量の水を均一に混合して前記非木材繊維植物の液体繊維パルプを形成するステップと、
   前記非木材繊維植物の前記液体繊維パルプを一表面にスプレーして液体繊維被覆マットを形成するステップとを備えることを特徴とする非木材繊維液体繊維被覆マットの製造方法。
2. 高分子重合体は非木材繊維植物の生物繊維パルプ中に２５００ｐｐｍ添加されることを特徴とする請求項１記載の非木材繊維液体繊維被覆マットの製造方法。
3. 高分子重合体はアルギン酸、アルギン酸塩、ポリ電解質、とうもろこし麩又は澱粉であり、
   前記とうもろこし麩の濃度は０．５〜１．０％（ｗ／ｖ）である。
   ことを特徴とする請求項１記載の非木材繊維液体繊維被覆マットの製造方法。
4. 特定量の水は非木材繊維植物の生物繊維パルプの２〜１０倍体積の水が注入され、
   前記非木材繊維植物の液体繊維パルプには更に植被用草の種子が添加され、
   該植被用草の種子は、アメリカスズメノヒエ（Ｐａｓｐａｌｕｍ ｎｏｔａｌｕｍ Ｆｌｕｇｇｅ）、パンゴラグラス（Ｄｉｇｉｔａｒｉａ ｄｅｃｕｍｂｅｎｓ Ｓｔｅｎｔ）、パラグラス（Ｂｒａｃｈｉａｒｉａ ｍｕｔｉｃａ （Ｆｏｒｓｋ．）Ｓｔａｐｆ）、 ギョウギシバ（Ｃｙｎｏｄｏｎ ｄａｃｔｙｌｏｎＬ）、 又はセントオーガスチングラス（Ｓｔｅｎｏｔａｐｈｒｕｍ ｓｅｃｕｎｄａｔｕｍ（ｗａｌｔ）Ｏ．Ｋｕｎｚｅ）であることを特徴とする請求項１記載の非木材繊維液体繊維被覆マットの製造方法。
5. 生物パルプ化繊維を提供するステップと、
   高分子重合体を前記生物パルプ化繊維中に添加するステップと、
   特定量の水を注入するステップと、
   前記生物パルプ化繊維及び前記特定量の水を均一に混合して液体繊維パルプを形成するステップと、
   前記液体繊維パルプを一表面に均一にスプレーして液体繊維被覆マットを形成するステップとを備えることを特徴とする非木材繊維液体繊維被覆マットの製造方法。
6. 生物パルプ化繊維は非木材繊維であり、
   高分子重合体は生物パルプ化繊維中に２５００ｐｐｍ添加されることを特徴とする請求項５記載の非木材繊維液体繊維被覆マットの製造方法。
7. 非木材繊維植物の生物繊維パルプを提供するステップと、
   高分子重合体を前記非木材繊維植物の生物繊維パルプ中に添加するステップと、
   特定量の水を注入するステップと、
   前記非木材繊維植物の生物繊維パルプ及び前記特定量の水を均一に混合して前記非木材繊維植物の液体繊維パルプを形成するステップと、
   該非木材繊維植物の液体繊維パルプを平らに敷くステップと、
   圧搾脱水するステップと、
   乾燥して非木材繊維の固体繊維被覆マットを製造するステップとを備えることを特徴とする非木材繊維固体繊維被覆マットの製造方法。

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