JP2010166900A

JP2010166900A - 生分解性農業用被覆資材

Info

Publication number: JP2010166900A
Application number: JP2009151264A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Matsunaga; 篤松永; Akihiko Gondo; 壮彦権藤
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2029-06-25
Also published as: JP5350910B2

Abstract

【課題】初期強伸度が実用に耐えうる程度に高く、透光性や耐候性が良好であり、使用後には微生物の作用によりほぼ完全に分解されて廃棄処理が容易な生分解性農業用被覆資材を提供する。
【解決手段】複合繊維を構成繊維とするスパンボンド不織布からなる農業用被覆資材であり、前記複合繊維は、融点が１６０℃以上のポリ乳酸系重合体と、このポリ乳酸系重合体よりも融点が５０℃以上低い脂肪族ポリエステル重合体とを含むとともに、前記脂肪族ポリエステル重合体が繊維表面の少なくとも一部を形成しており、前記脂肪族ポリエステル重合体は、１，４−ブタンジオールとコハク酸とを構成成分とするとともに、高級脂肪酸またはその金属塩と、フェニルホスホン酸金属塩とから選ばれる少なくとも１つを０．１〜１質量％含有している生分解性農業用被覆資材。
【選択図】図１

Description

本発明は、露地栽培やトンネル栽培やハウス栽培等において用いられる被覆資材であって、使用後には、微生物の作用によりほぼ完全に分解されて廃棄処理が容易に行えるものであり、特に農作物に直接被覆して用いる、いわゆるべた掛けシートとして好適に用いられる農業用被覆資材に関するものである。

従来から、防草シート、ハウス内の内張りカーテン、水稲育苗要シート等の農業用資材として、各種の不織布が多用されている。そのひとつの用途として、べた掛けシートがある。べた賭けシートは、不織布が有する通気性、透水性、軽量性を活かしたものであり、シートを直接作物に被覆することで、保温、保水、防霜、防虫、防鳥、防風等の種々の効果を奏させて作物の成育促進、品質向上、収穫増大等を図ることができる。

また、近年、農業分野においても、使用済みの各種資材を、自然環境を汚染することなく如何に処理するかが大きな課題となっている。この課題に対応するために、自然界において生分解する脂肪族ポリエステルからなる繊維が開発されており、環境保護への貢献が期待されている。脂肪族ポリエステルの中でも、ポリ乳酸系重合体は、比較的高い融点を有することから、広い分野に応用されることが期待され、農業資材への適用について本件出願人も具体的に提案している（特許文献１）。

特許文献１は、ポリ乳酸系重合体のみによって構成される長繊維不織布からなるベタ掛けシートに関するものであり、このシートは、透光性と耐候性に優れている。しかし、ポリ乳酸系重合体のみによって構成される長繊維不織布からなるベタ掛けシートでは、家庭菜園のように使用面積が限られた小さい場合は良好に使用できるが、使用面積が広大な農場での使用の際には、広大な面積に展張するにあたりシートへの負荷が非常に大きくなり、展張の際の引っ張りに耐えられずに破れが発生する恐れがある。また、展張後も風雨等の外的な環境要因による負荷が大きいため、シートの初期強度が小さいと、これらに耐えることができず破れの発生原因となる。

特許第３４９４４０４号公報

本発明は、前記問題を解決し、初期強伸度が実用に耐えうる程度に高く、透光性や耐候性が良好であり、使用後には微生物の作用によりほぼ完全に分解されて廃棄処理が容易な生分解性農業用被覆資材を提供することを課題とする。

本発明者等は、上記課題を達成するために検討した結果、繊維表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル重合体として特定の重合体を選択し、さらにこの重合体に有機系添加剤を添加してスパンボンド法を適用することにより、初期強伸度を向上させた生分解性を有する不織布が得られることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、複合繊維を構成繊維とするスパンボンド不織布からなる農業用被覆資材であり、前記複合繊維は、融点が１６０℃以上のポリ乳酸系重合体と、このポリ乳酸系重合体よりも融点が５０℃以上低い脂肪族ポリエステル重合体とを含むとともに、前記脂肪族ポリエステル重合体が繊維表面の少なくとも一部を形成しており、前記脂肪族ポリエステル重合体は、１，４−ブタンジオールとコハク酸とを構成成分とするとともに、高級脂肪酸またはその金属塩と、フェニルホスホン酸金属塩とから選ばれる少なくとも１つを０．１〜１質量％含有していることを特徴とする生分解性農業用被覆資材を要旨とするものである。

以下、本発明について、詳細に説明する。

本発明の生分解性農業用被覆資材は、複合繊維を構成繊維とするスパンボンド不織布からなり、複合繊維は、ポリ乳酸系重合体と特定の脂肪族ポリエステル重合体とを含む。

本発明に用いられるポリ乳酸系重合体は、融点１６０℃以上の重合体あるいは融点が１６０℃以上の重合体同士のブレンド体を用いる。ポリ乳酸系重合体の融点が１６０℃以上であることで、高い結晶性を有しているため、複合繊維の機械的強力を向上させる機能を担い、スパンボンド不織布の初期強度が向上する。また、複合する脂肪族ポリエステルとの融点差を十分に設けることができるため、不織布製造の際の溶融紡糸工程において、ポリ乳酸系重合体が熱による影響を受け難く、強度を十分に保持できる複合繊維を得ることができる。

ポリ乳酸のホモポリマーであるポリ−Ｌ−乳酸やポリ−Ｄ−乳酸の融点は、約１８０℃である。ポリ乳酸系重合体として、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共重合体を用いる場合には、共重合体の融点が１６０℃以上となるようにモノマー成分の共重合比率を決定する。すなわち、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共重合比が、モル比で、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝２／９８〜０／１００、あるいは（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝９８／２〜１００／０であるものを用いる。共重合比率が前記範囲を外れると、共重合体の融点が１６０℃未満となり、本発明の目的を達成し得ないこととなる。さらに好ましくは、融点が１６５℃以上である。

本発明に用いられる脂肪族ポリエステル重合体は、１，４−ブタンジオールとコハク酸を主たる構成成分とする重合体であり、ポリ乳酸系重合体よりも５０℃以上低い融点を有する。ポリ乳酸系重合体との融点差を５０℃以上設ける理由は、上記したように、不織布製造の際の溶融紡糸工程において、ポリ乳酸系重合体が熱による影響を受け難く、強度を十分に保持できる複合繊維を得ることができることにある。なお、脂肪族ポリエステル重合体の融点の下限は、実用性を考慮して、９０℃程度とする。本発明に用いる脂肪族ポリエステル重合体は、具体的には、三菱化学社製、商品名ＧＳＰｌａ（結晶融点１１０℃）を好ましく用いることができる。また、１，４−ブタンジオールとコハク酸を主たる構成成分とする脂肪族ポリエステル重合体として、イソシアナートが添加されていない重合体であれば、本発明にて使用することが可能である。イソシアナートが添加されることでウレタン結合を含む脂肪族ポリエステルでは、不織布化した際に、条件によっては、着色したり、ミクロゲルが発生したりする問題が発生する恐れがあるため好ましくない。なお、本発明における複合繊維は、ポリ乳酸系重合体と脂肪族ポリエステル重合体との融点差を十分に設けているため、脂肪族ポリエステル重合体を熱接着成分として用いるヒートシール性を具備することとなり、得られた農業用被覆資材はヒートシール可能である。

本発明に用いる脂肪族ポリエステルは、後述するように高級脂肪酸またはその金属塩と、フェニルホスホン酸金属塩とから選ばれる少なくとも１つを含むものであるが、その原料段階において（高級脂肪酸またはその金属塩と、フェニルホスホン酸金属塩の添加剤を含まない状態の脂肪族ポリエステル重合体において）、ＤＳＣ装置を用いて昇温速度５００℃／分で２００℃に昇温し、その状態で５分間ホールドさせた後、降温速度５００℃／分で９０℃に降温してホールドし、それによって等温結晶化させて示差熱分析したときの結晶化速度指数（以下、「ｔｍａｘ」と略記することがある）が、３〜１０分のものを選択するとよい。この結晶化速度指数ｔｍａｘは、重合体を２００℃の溶融状態から冷却し９０℃にて結晶化させたときに最終的に到達する結晶化度の２分の１に到達するまでの時間（分）で示され、指数が小さいほど結晶化速度が速いことを意味する。したがって、複合繊維の原料となる脂肪族ポリエステル重合体として、上記のように結晶化速度指数ｔｍａｘが３〜１０分となるような結晶化速度の高いものを用いることで、溶融紡糸したときの冷却性が良好になって、開繊時にブロッキングを生じにくくすることができる。さらにこの脂肪族ポリエステル重合体に後述する高級脂肪酸またはその金属塩と、フェニルホスホン酸金属塩を含ませることによって、結晶化速度がさらに高くなる。

また、脂肪族ポリエステル重合体は、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８（Ｅ）に記載の方法に準じて測定した２３０℃のメルトフローレイトと２１０℃のメルトフローレイトとの差である溶融粘度勾配が１０ｇ／１０分以下の範囲であることが好ましい。このような特性を持つ重合体は、温度変化に応じた重合体の流動性の変化が小さく、架橋構造に近い高次構造といえ、このため結晶化速度指数ｔｍａｘを上述のように３〜１０分とすることができ、溶融紡糸したときの冷却性が良好になって、開繊時にブロッキングを生じにくくすることができる。

脂肪族ポリエステル重合体は、高級脂肪酸またはその金属塩と、フェニルホスホン酸金属塩とから選ばれる少なくとも１つを溶融混合することにより所定量含有している。脂肪族ポリエステルにこれを添加することによって、脂肪族ポリエステル重合体の結晶化速度をより速くすることと、開繊工程における繊維−繊維間の摩擦抵抗を小さくして、開繊工程におけるブロッキングの発生を効果的に防止することとを達成できる。その結果、低目付でありながら、繊維の存在に斑がなく、良好な地合いの不織布を得ることができ、透光性や強度斑のない農業用被覆資材を得ることができる。なお、高級脂肪酸またはその金属塩、フェニルホスホン酸金属塩から選ばれる少なくとも１つを溶融混合した脂肪族ポリエステル共重合体は、上記した結晶化速度指数（ｔｍａｘ）が２分以下とすることができる。

本発明において用いられる高級脂肪酸またはその金属塩としては、下記化学一般式（Ａ）で表される直鎖状のものが好適に用いられる。

（Ｃ_ｎ−１Ｈ_{２（ｎ−ｍ）−１}ＣＯＯ⁻）_ａＸ^ａ＋・・・・・・（Ａ）
ｎ：１０〜３０の整数
ｍ：脂肪鎖中の不飽和結合の数
Ｘ：水素原子あるいはＬｉ、Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｄから選ばれた少なくとも１種の金属原子
ａ：原子Ｘのイオン価数

前記化学一般式（Ａ）で示される直鎖状高級脂肪酸またはその金属塩の具体例としては、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ヘンエイコサン酸、ベヘン酸、トリコサン酸、リグノセリン酸、ペンタコサン酸、セロチン酸、ヘプタコ酸、モンタン酸、ノナコサン酸、メリシン酸、カプロレイン酸、９−ウンデシレン酸、リンデル酸、２−トリデセン酸、ミリストレイン酸、６−ペンタデセン酸、２−パルミトレイン酸、２−ヘプタデセン酸、オレイン酸、ｃｉｓ−9−ナデセン酸、ゴンドイン
酸、エルカ酸、セラコレイン酸、ｃｉｓ−7−キサコセン酸、リノール酸、リノレン酸、ならびに、これらの脂肪酸の、Ｌｉ、Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｄから選ばれた金属塩が挙げられる。金属塩としては、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ塩などが、非水溶性で、肌に触れた時に肌を刺激しないという点から好ましい。また、上記脂肪酸またはその金属塩の中でも、最も入手しやすく安価でありポリマー中に添加しやすく滑性付与効果も十分優れていると言う点からは、ステアリン酸、そのＣａ、Ｍｇ、Ｚｎ塩などが好適である。脂肪族ポリエステル重合体の結晶化速度を上げるという本発明の目的から、モンタン酸のＣａ塩を好適に用いることができる。

モンタン酸のＣａ塩を用いた場合は、他の添加剤よりも開繊性がさらに良好となる。その理由としては、複合繊維形態に起因すると推察する。すなわち、モンタン酸Ｃａ塩を上記特性をもつ脂肪族ポリエステル重合体に添加し、溶融紡糸することによって、理由はよくわからないが、
（ａ）繊維表面に微細な凹部が形成されること
（ｂ）繊維表面に微細な凸部が形成されること
（ｃ）繊維表面の繊維軸方向に筋状に凹部が形成されること
から選ばれた少なくとも１種の形状を呈するようにすることができる。そして、繊維表面にこれらの凹部や凸部が形成されると、不織布を構成する繊維−繊維間の表面摩擦が小さくなり、開繊時に良好な開繊状態になると推測される。

図１は、モンタン酸のＣａ塩を用いた場合に得られる複合繊維の表面の様子を示す。図示のように、繊維表面に微細な凹凸部が形成されている。

フェニルホスホン酸金属塩としては、フェニルホスホン酸亜鉛塩、フェニルホスホン酸カルシウム塩、フェニルホスホン酸マグネシウム塩等を使用することができる。脂肪族ポリエステル重合体の結晶化速度を上げるという本発明の目的からは、フェニルホスホン酸亜鉛が特に好適に用いられる。

フェニルホスホン酸金属塩を用いた場合も、他の添加剤よりも開繊性が良好となる。他の添加剤よりも良好となる理由としては、不織布を構成する繊維の表面形態がモンタン酸Ｃａのときと同様となっていることからして、同様の理由であると推測される。

図２は、フェニルホスホン酸金属塩を用いた場合に得られる複合繊維の表面の様子を示す。図示のように、繊維表面に微細な凹凸が形成されている。この場合の凹凸部は、モンタン酸のＣａ塩を用いた場合に得られる長繊維の表面の凹凸部よりも細かな凹凸部となる。

本発明においては、上記したように、特定の添加剤を含ませることによって脂肪族ポリエステル重合体の結晶化速度をより速くして、また、繊維表面に微細の凹凸が形成されることによって、開繊工程における繊維−繊維間の摩擦抵抗を小さくして、開繊工程におけるブロッキングの発生を効果的に防止でき、低目付でありながら、繊維の存在に斑がなく、良好な地合いの不織布を得ることができ、透光性や強度斑のない農業用被覆資材を得ることができる。

脂肪族ポリエステル重合体が含む高級脂肪酸またはその金属塩、フェニルホスホン酸金属塩の量は、０．１〜１質量％であり、０．１〜０．７質量％であることが好ましく、０．１〜０．５質量％であることがより好ましい。配合量が０．１質量％未満では、繊維−繊維間の摩擦抵抗を小さくすることができず、開繊工程におけるブロッキングの発生を抑制するには不十分である。上限は、１質量％以下とすることによって、コストとのバランスも考慮して添加剤を含ませる効果をより効果的に奏することができる。

本発明では、上記したポリ乳酸系重合体および脂肪族ポリエステル重合体には、各々必要に応じて、艶消し剤、顔料、結晶核剤等の各種添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で添加してもよい。とりわけ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の結晶核剤を添加することは、紡出冷却工程での糸条間の融着（ブロッキング）を防止するために、効果がある。結晶核剤は、０．１〜３質量％の範囲で用いると有用である。

本発明における複合繊維は、脂肪族ポリエステル重合体が、繊維の表面の少なくとも一部を形成する。このような形態を構成するための繊維断形状として、例えば、ポリ乳酸系重合体と脂肪族ポリエステル重合体とが貼り合わされたサイドバイサイド型複合断面、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し脂肪族ポリエステル重合体が鞘部を形成してなる芯鞘型複合断面、ポリ乳酸系重合体と脂肪族ポリエステル重合体とが繊維表面に交互に存在する分割型複合断面や多葉型複合断面等が挙げられる。不織布の初期強度を向上させることを考慮すると、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、脂肪族ポリエステル重合体が鞘部を形成する芯鞘型複合断面であることが好ましい。複合繊維を構成するポリ乳酸系重合体と脂肪族ポリエステル重合体との複合比（質量比）は、ポリ乳酸系重合体／脂肪族ポリエステル重合体＝３／１〜１／３であることが好ましい。

本発明における複合繊維の単糸繊度は、３〜１０デシテックスであることが好ましい。単糸繊度が３デシテックス未満になると、目付にもよるが、単位面積に占める構成繊維の本数が相対的に増加するため、繊維間の空隙が小さくなる傾向にあり透光性や通気性が低下する傾向となる。一方、単糸繊度が１０デシテックスを超えると、逆に単位面積に占める構成繊維の本数が相対的に減少するため、繊維間の空隙が大きくなり保温性、防霜性等の機能が十分に果たせなくなりやすい。これらの理由により、単糸繊度は、５〜８デシテックスであることがより好ましい。

本発明の農業用被覆資材は、前述した複合繊維が堆積されたスパンボンド不織布である。不織布の形態としては、脂肪族ポリエステル重合体成分が溶融または軟化することにより繊維同士が熱接着して形態保持しているものがよい。熱接着の形態としては、繊維同士の接点において、溶融または軟化した脂肪族ポリエステル重合体を介して熱接着したものであってもよいし、また、熱エンボス装置を通すことにより、部分的に形成される熱接着部と、それ以外の非熱接着部とを有し、熱接着部において脂肪族ポリエステル重合体成分が溶融または軟化して不織布として形態保持しているものであってもよい。熱エンボス装置を通すことにより熱接着したものは、熱接着部にて繊維同士が形態保持して寸法安定性が良好で、非熱接着部は、繊維が熱の影響を受けないため不織布としての機械的強度が保持されかつ柔軟性に富むため、農業用被覆資材として好ましい形態である。

本発明の農業用被覆資材の目付は、用いる場所に応じて適宜選択すればよいが、例えば、べた掛けシートとして用いる場合は、１０〜３０ｇ／ｍ^２の範囲が好ましい。

本発明の農業用被覆資材をべた掛け用シートとして用いる場合で、目付が１０〜３０ｇ／ｍ^２の範囲の不織布で構成される場合は、透光率は７０％以上であることが好ましい。透光率７０％以上とすることにより、太陽光線を十分透過させて作物の生育に十分な光を与えることができる。

本発明の農業用被覆資材は、上記した構成をしているため、初期の引張強伸度に優れる。すなわち、本発明のスパンボンド不織布からなる農業用被覆資材は、例えば目付２０ｇ／ｍ^２の不織布において、ＣＤ方向（機械方向（ＭＤ方向）と直行する方向）において、初期引張強力が２０Ｎ以上、初期伸度が２０％以上６０％以下を達成することができ、初期引張強力、初期伸度を上記の値とすることにより、広大な面積に敷設する場合でも、その展張時の張力に耐えることができ、かつ展張後も破れ等が発生しにくいものが得られる。なお、ＣＤ方向の下限値を規定するのは、スパンボンド不織布においては、その製造方法の特徴上、通常、機械方向に連続繊維が配列しやすくＭＤ方向の強力がより高くなり、繊維の軸方向が配列しにくいＣＤ方向の強力は機械方向よりも劣るためである。

本発明の農業用被覆資材は、ＭＤ方向の初期引裂強力が１Ｎ以上であることが好ましい。１Ｎ以上とすることにより、被覆資材を展張した後に、展張時に使用した杭の部分から資材が引き裂かれることや、風の強い時期に破れて使用不可となるようなことが生じにくい。また、初期引裂強力は強い程よいが、その上限は、実用上５Ｎ程度であれば使用に耐えうるものとなる。

本発明の被覆資材は、ＪＩＳＢ７７５３に準じて行われる耐候性試験において、３００時間照射後の引張強力保持率、伸度保持率、引裂強力保持率が、それぞれ８０％以上であることが好ましい。なお、それぞれの保持率は下記式にて表される。
引張強力保持率（％）＝（Ｓ_３００／Ｓ_０）×１００≧８０
伸度保持率（％）＝（Ｅ_３００／Ｅ_０）×１００≧８０
引裂強力保持率（％）＝（ＴＳ_３００／ＴＳ_０）×１００≧８０
Ｓ_３００：３００時間照射後の試料の引張強力（Ｎ）
Ｓ_０：照射前の試料の引張強力（Ｎ）
Ｅ_３００：３００時間照射後の試料の伸度（％）
Ｅ_０：照射前の試料の伸度（％）
ＴＳ_３００：３００時間照射後の試料の引裂強力（Ｎ）
ＴＳ_０：照射前の試料の引裂強力（Ｎ）

被覆資材の耐候性を示す上記各種保持率は、被覆資材が生分解によって崩壊する前に気候の変化等によって強力及び伸度が低下することが無いかどうかを示す指標であり、生分解によって崩壊する前に被覆資材の引張強力、伸度及び引裂強力が低下すると、資材が破損しやすくなって、使用中に本来の透光性や保温性が発揮されないことにもなり、作物の成育に良好に寄与できなくなる。本発明では、引張強力保持率、伸度保持率、引裂強力保持率が、それぞれ８０％以上とすることにより、継続使用において良好に作物の生育に寄与することが可能となる。

本発明の農業用被覆資材は、柔軟性をも併せもつ。農業用被覆資材に求められる柔軟性とは、路地栽培やトンネル栽培あるいはハウス栽培において、作物を植える畝の形にある程度追随する柔軟性を意味する。また、展張して使用時に、風等の外的な環境要因に対応できることを意味する。特に、展張された被覆資材は風によってなびくため、柔軟な資材であると作物を傷つけることなく作物の品質を保持することができる。本発明の農業用被覆資材は、ポリ乳酸系重合体と、このポリ乳酸系重合体よりも低融点の特定の脂肪族ポリエステル重合体とからなる複合繊維からなる不織布にて構成され、構成繊維の少なくとも一部を柔軟な脂肪族ポリエステル重合体が占めているため、柔軟性に優れたものとなる。また、この特定の脂肪族ポリエステル重合体が、その理由は定かではないが弾性的性質を強く有していることから、その性質が不織布へも反映して、柔軟でありながら弾性的な性質をもつ不織布となり、被覆資材としての使用の際に、外的な環境要因（風等）に晒されたとしても、破れが発生することや、作物を傷つけるということがなく、被覆資材として必要な期間にわたって十分使用することができる。

本発明の生分解性農業用被覆資材は、複合繊維を構成繊維としてスパンボンド法により形成された不織布からなり、前記複合繊維は、融点が１６０℃以上のポリ乳酸系重合体と、このポリ乳酸系重合体よりも融点が５０℃以上低い脂肪族ポリエステル共重合体とを含むとともに、前記脂肪族ポリエステル共重合体が繊維表面の少なくとも一部を形成しており、前記脂肪族ポリエステル共重合体は、１，４-ブタンジオールとコハク酸を主たる構成成分とするとともに、高級脂肪酸またはその金属塩、フェニルホスホン酸金属塩とから選ばれる少なくとも１つを０．１〜１．０質量％含有しているため、初期強力及び初期伸度が実用に耐えうる程度に高く、透光性や耐候性が良好であり、使用後には微生物の作用によりほぼ完全に分解されて廃棄処理が容易な、生分解性農業用被覆資材を提供することができる。

モンタン酸のＣａ塩を用いた場合に得られる複合繊維の表面の様子を示す図である。フェニルホスホン酸金属塩を用いた場合に得られる複合繊維の表面の様子を示す図である。

次に、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

以下の実施例、比較例における各種物性値の測定は、以下の方法により実施した。
（１）融点（℃）：示差走査型熱量計（パーキンエルマ社製、ＤＳＣ−２型）を用いて、試料質量を５ｍｇ、昇温速度を１０℃／分として測定し、得られた吸熱曲線の最大値を与える温度を融点（℃）とした。

（２）メルトフローレイト（ｇ／１０分）：ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８（Ｅ）に記載の方法に準じて、温度２１０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇｆ）の条件で測定したメルトフローレイト「ＭＦＲ１」と、２３０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇｆ）の条件で測定したメルトフローレイト「ＭＦＲ２」とを求めた。

（３）結晶化速度指数（分）：示差走査型熱量計（パーキンエルマ社製、ＤＳＣ−２型）を用いて、試料５ｍｇを昇温速度５００℃／分で２００℃に昇温し、その状態で５分間ホールドさせた後、降温速度５００℃／分で９０℃に降温し、９０℃でホールドして等温結晶化させて示差熱分析することにより結晶化速度指数（ｔｍａｘ）測定した。なお、測定にあたっては、脂肪族ポリエステル重合体自体の結晶化速度指数（ｔｍａｘ）と、脂肪族ポリエステル重合体に、高級脂肪酸またはその金属塩、フェニルホスホン酸金属塩から選ばれる少なくとも１つを溶融混合させて、溶融温度２００℃で押し出した溶融混合物の結晶化速度指数（ｔｍａｘ）とを求めた。

（４）単糸繊度（デシテックス）：ウエブ状態における繊維５０本の径を光学顕微鏡にて測定し、密度補正して求めた平均値を繊度とした。

（５）目付（ｇ／ｍ^２）：標準状態の試料から長さ１０ｃｍ、幅５ｃｍの試料片１０点を作成し、各試料片の質量（ｇ）を秤量し、得られた値の平均値を単位面積あたりに換算して、目付（ｇ／ｍ^２）とした。

（６）ＣＤ方向の引張強力（Ｎ/５ｃｍ幅）および伸度（％）：ＪＩＳ−Ｌ−１０９６引張り強さおよび伸び率Ｂ法（グラブ法）に準じて測定した。長さ方向がＣＤ方向となるように、長さ１５ｃｍ×幅１０ｃｍの試料片１０点を作製し、定速伸張型引張試験機（オリエンテック社製テンシロンＵＴＭ−４−１−１００）を用い、つかみ間隔７．６ｃｍ、つかみの大きさは、上下ともに表側は２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ、裏側は５．１ｃｍ×２．５４ｃｍとして、引張速度３０ｃｍ／分で伸張し、得られた切断時破断荷重(Ｎ)の平均値を引張強力(Ｎ／５ｃｍ幅)とし、切断時の破断伸度の平均値を伸度（％）とした。

（７）ＭＤ方向の引裂強力（Ｎ）：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に記載のペンジユラム法に準じて測定した。すなわち、長さ方向がＣＤ方向となるように、長さ６．５ｃｍ×幅１０ｃｍの試料片を５点作成し、各試料片毎に引裂強力を求め、得られた値の平均値を試料のＣＤ方向の引裂強力（Ｎ）とした。

（８）透光率（％）：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に記載の透光性に準じて、光源の照度を２０００ルクスとして測定した。

（９）引張強力保持率（％）、伸度保持率（％）、引裂強力保持率（％）：耐候性の指標である強力保持率を次のようにして求めた。すなわち、ＪＩＳ−Ｂ−７７５３に準じて、スガ試験機社製の型式Ｓ８０ＤＨＢサンシャインウェザーメータを用いて耐候性試験を行い、耐候性試験後の試料について、上記（６）ＣＤ方向の引張強力（Ｎ/５ｃｍ幅）および伸度（％）記載の試験方法、および上記（７）ＣＤ方向の引裂強力（Ｎ）記載の試験方法によってそれぞれの値を求め、下式より３００時間照射後の保持率（％）をそれぞれ求めた。
引張強力保持率（％）＝（Ｓ_３００／Ｓ_０）×１００≧８０
伸度保持率（％）＝（Ｅ_３００／Ｅ_０）×１００≧８０
引裂強力保持率（％）＝（ＴＳ_３００／ＴＳ_０）×１００≧８０
Ｓ_３００：３００時間照射後の試料の引張強力（Ｎ）
Ｓ_０：照射前の試料の引張強力（Ｎ）
Ｅ_３００：３００時間照射後の試料の伸度（％）
Ｅ_０：照射前の試料の伸度（％）
ＴＳ_３００：３００時間照射後の試料の引裂強力（Ｎ）
ＴＳ_０：照射前の試料の引裂強力（Ｎ）

（１０）生分解性：約５８℃に維持された熟成コンポスト中に試料を埋設し、３ヶ月後に取り出し、試料としての不織布がその形態を保持していない場合、あるいは、その形態を保持していも引張強力が埋設前の強力初期値に対して５０％以下に低下している場合は、生分解性が良好であると評価し○で示した。これに対し、強力が埋設前の強力初期値に対して５０％を超えている場合は、生分解性能が不良であると評価し×で示した。

実施例１
融点１６８℃、ＭＦＲ１が２３ｇ／１０分、ＭＦＲ２が５２ｇ/分の、ポリ乳酸系重合体（NatureWorks社製商品名Ｕ６２０１Ｄ；以下、「Ｐ１」と略記する）を、芯成分として用意した。

また、融点１１０℃、ＭＦＲ１が２２ｇ／１０分、ＭＦＲ２が２５ｇ/分である、脂肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸を構成成分とする脂肪族ポリエステル重合体（三菱化学社製商品名ＧＳＰｌａ、ＦＺ７１ＰＤ；以下、「Ｐ２」と略記する）を用意した。この脂肪族ポリエステル重合体の結晶化速度指数は、７．４分であった。

さらに、Ｐ１をベースとして結晶核剤としてのタルク（ＴＡ）を２０質量％練り込み含有したマスターバッチを用意した。

そして、Ｐ１とＰ２との複合比が質量比でＰ１：Ｐ２＝１：１となるように、またＰ１の溶融重合体中にタルクが０．５質量％含まれることになるように、Ｐ２の溶融重合体中に高級脂肪酸の金属塩であるモンタン酸Ｃａ塩（クラリアンド社製商標名：「リコモントCaＶ１０１」）が０．５質量％含まれることになるように、個別に計量した後、それぞれを個別のエクストルーダー型溶融押し出し機を用いて温度２００℃で溶融し、芯鞘型複合繊維断面となる紡糸口金を用いて、ポリ乳酸系重合体が芯部を構成し、脂肪族ポリエステル重合体が鞘部を構成するように、単孔吐出量１．５６ｇ／分の条件で溶融紡糸した。

紡出糸条を公知の冷却装置にて冷却した後、引き続いて紡糸口金の下方に設けたエアーサッカーにて牽引速度２０００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊し、移動するスクリーンコンベア上にウエブとして捕集堆積させた。開繊の際に、構成繊維の大部分が分繊され、密着糸および収束糸は認められず、開繊性は良好であった。堆積させた複合繊維の単糸繊度は、７．７デシテックスであった。

次いで、このウエブをエンボスロールと表面平滑な金属ロールとからなる熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付２０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布からなる農業用被覆資材を得た。熱エンボス条件としては、両ロールの表面温度を９０℃とし、エンボスロールは、個々の面積が０．６ｍｍ^２の円形の彫刻模様で、圧接点密度が２０個／ｃｍ^２、圧接面積率が１５％のものを用いた。

実施例２
実施例１において、ポリ乳酸系重合体として、融点１７６℃、ＭＦＲ１が２２ｇ／１０分、ＭＦＲ２が４５ｇ/分の、ポリ乳酸系重合体（トヨタ社製商品名「Ｕ’zＳ-１７」；以下、「Ｐ３」と略記する）を用意したこと、溶融紡糸の際の単孔吐出量を０．７０ｇ／分としたこと、エアーサッカーにて牽引速度を１９９０ｍ／分としたこと以外は、実施例１と同様にして、単糸繊度３．５デシテックスの複合繊維からなるスパンボンド不織布によって構成された目付２０ｇ／ｍ^２の農業用被覆資材を得た。

実施例３
実施例１において、脂肪族ポリエステル重合体に添加するモンタン酸Ｃａ塩の量を０．３質量％としたこと、単孔吐出量を変更して、単糸繊度を３．５デシテックスの複合繊維としたこと以外は、実施例１と同様にして、スパンボンド不織布によって構成された目付２０ｇ／ｍ^２の農業用被覆資材を得た。

実施例４
実施例１において、ポリ乳酸系重合体に添加する結晶核剤として、タルクに換えてフェニルホスホン酸亜鉛塩（日産化学社製、商標名ＰＰＡ-Ｚｎ）を溶融重合体中に１質量％添加したこと、脂肪族ポリエステル重合体に添加する添加剤として、モンタン酸Ｃａ塩に換えてフェニルホスホン酸亜鉛塩（日産化学社製、商標名「ＰＰＡ-Ｚｎ」）を溶融重合体中に０．５質量％含まれるように添加したこと、エクストルーダー型溶融押し出し機を用いて温度２１０℃で溶融して単孔吐出量０．７０ｇ／分としたこと以外は、実施例１と同様にして、単糸繊度３．５デシテックスの複合繊維からなるスパンボンド不織布によって構成された目付２０ｇ／ｍ^２の農業用被覆資材を得た。

実施例５
実施例２において、スパンボンド不織布の目付を１５ｇ／ｍ^２としたこと以外は、実施例２と同様にして、単糸繊度３．５デシテックスの複合繊維からなるスパンボンド不織布によって構成された目付１５ｇ／ｍ^２の農業用被覆資材を得た。

比較例１
融点１６８℃、ＭＦＲ１が６５ｇ／１０分、ＭＦＲ２が１００ｇ以上／１０分のＬ−乳酸／Ｄ−乳酸＝９８．４／１．６モル％のＬ−乳酸／Ｄ−乳酸共重合体のみを用い、その溶融重合体中にタルク０．５質量％含まれるようにして、温度２１０℃で溶融し、単孔吐出量１．７０ｇ／分の条件で単相の糸条を溶融紡糸した。そして、牽引速度を５０００ｍ／分とし、熱エンボス条件としては、両ロールの表面温度を１３０℃とした以外は実施例１と同様にして、単糸繊度３．３デシテックス、目付２０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。

得られた実施例１〜５、比較例１の性能を表１に示した。

表１から明らかなように、本発明の実施例１〜５の農業用被覆資材は、ポリ乳酸系重合体のみからなる比較例１のものを比べて、２倍以上の初期強力を有している。また、耐候試験での結果も良好であり、長期に亘って初期の強力を維持できることがわかる。

Claims

複合繊維を構成繊維とするスパンボンド不織布からなる農業用被覆資材であり、前記複合繊維は、融点が１６０℃以上のポリ乳酸系重合体と、このポリ乳酸系重合体よりも融点が５０℃以上低い脂肪族ポリエステル重合体とを含むとともに、前記脂肪族ポリエステル重合体が繊維表面の少なくとも一部を形成しており、前記脂肪族ポリエステル重合体は、１，４−ブタンジオールとコハク酸とを構成成分とするとともに、高級脂肪酸またはその金属塩と、フェニルホスホン酸金属塩とから選ばれる少なくとも１つを０．１〜１質量％含有していることを特徴とする生分解性農業用被覆資材。
高級脂肪酸金属塩がモンタン酸カルシウム塩であることを特徴とする請求項１記載の生分解性農業用被覆資材。
フェニルホスホン酸金属塩がフェニルホスホン酸亜鉛塩であることを特徴とする請求項１または２記載の生分解性農業用被覆資材。
複合繊維は、ポリ乳酸重合体が芯部を形成し、脂肪族ポリエステル重合体が鞘部を形成した芯鞘型複合繊維であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の生分解性農業用被覆資材。
複合長繊維の表面に微細な凹部および、または凸部が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の生分解性農業用被覆資材。
複合繊維の単糸繊度が３〜１０デシテックス、不織布の目付が１０〜３０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の生分解性農業用被覆資材。
請求項６の生分解性農業用被覆資材からなることを特徴とするべた掛けシート。