JP2017063643A - Volcanic ash removal sheet for agricultural crops - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は農作物のための火山灰除けシートに関する。 The present invention relates to a volcanic ash repellent sheet for agricultural products.
活火山が多数存在する日本国においては、火山の近傍の農作地に降灰が生じ、それが農作物に悪影響を及ぼすことが懸念される。 In Japan, where there are many active volcanoes, there is a concern that ash falls on the agricultural land near the volcano, which adversely affects crops.
その対策として、特許文献1〜3には、合成樹脂フィルムにて形成された農作物のための火山灰除けシートが開示されている。 As countermeasures, Patent Documents 1 to 3 disclose volcanic ash repellent sheets for agricultural products formed of synthetic resin films.
しかし、これらの特許文献1〜3に記載された農作物のための火山灰除けシートは、上記のようにいずれも合成樹脂フィルムにて形成されているため、火山灰を良好に捕集して農作物への付着を良好に防止できるものの、農作物の生長に必要な通気性を有しないという問題がある。 However, since the volcanic ash repellent sheets for agricultural products described in these Patent Documents 1 to 3 are all formed of a synthetic resin film as described above, the volcanic ash is well collected and applied to the agricultural products. Although it can prevent adhesion well, there is a problem that it does not have the air permeability necessary for the growth of crops.
そこで本発明は、このような問題点を解決して、火山灰の捕集性と通気性とを兼ね備えた農作物のための火山灰除けシートを得ることを目的とする。 Then, this invention solves such a problem, and it aims at obtaining the volcanic ash repellent sheet | seat for agricultural products which has both the collection property and the breathability of volcanic ash.
本発明の要旨は、以下のとおりである。 The gist of the present invention is as follows.
(1)表面層と中間層と裏面層とを有し、表面層と裏面層とはスパンポンド不織布にて構成され、中間層はメルトブローン不織布にて構成されていることを特徴とする農作物のための火山灰除けシート。 (1) For crops having a surface layer, an intermediate layer, and a back layer, wherein the surface layer and the back layer are composed of spun pond nonwoven fabric, and the intermediate layer is composed of melt blown nonwoven fabric Volcanic ash protection sheet.
(2)シート面風速が0.0961cm/secのときにおける、粒径が0.3μm以上かつ0.5μm未満の塵の捕集効率と、粒径が0.5μm以上かつ1μm未満の塵の捕集効率とが、いずれも60%以上であることを特徴とする(1)の農作物のための火山灰除けシート。 (2) The collection efficiency of dust having a particle size of 0.3 μm or more and less than 0.5 μm and the collection of dust having a particle size of 0.5 μm or more and less than 1 μm when the sheet surface wind speed is 0.0961 cm / sec. The volcanic ash repellent sheet for agricultural products according to (1), wherein the collection efficiency is 60% or more.
(3)通気度が50〜300cc/cm2/sであることを特徴とする(1)または(2)の農業物のための火山灰除けシート。 (3) The volcanic ash repellent sheet for agricultural products according to (1) or (2), wherein the air permeability is 50 to 300 cc / cm 2 / s.
本発明の農作物のための火山灰除けシートによると、表面層と裏面層とのスパンボンド不織布によって所要のシート強度を保持しながら、これらのスパンボンド不織布と、特に中間層のメルトブローン不織布とによって、火山灰を効果的に捕集して、火山灰が農作物に到達しないようにすることができる。また表面層と中間層と裏面層とのすべてが不織布にて形成されているため、農作物に必要な通気性を確保することができる。さらに、不織布にて形成されているため、不織布の構成繊維同士の間に空気を保持することができ、それにより作物に対する保温効果、特に防霜効果を発揮することができる。 According to the volcanic ash repellent sheet for agricultural products of the present invention, while maintaining the required sheet strength by the spunbond nonwoven fabric of the front surface layer and the back surface layer, these spunbond nonwoven fabrics, particularly the meltblown nonwoven fabric of the intermediate layer, Can be collected effectively to prevent volcanic ash from reaching crops. Moreover, since all of the front surface layer, the intermediate layer, and the back surface layer are formed of a nonwoven fabric, it is possible to ensure the air permeability necessary for agricultural products. Furthermore, since it is formed of a non-woven fabric, air can be held between the constituent fibers of the non-woven fabric, thereby exhibiting a heat retaining effect on the crop, particularly a defrosting effect.
本発明の農作物のための火山灰除けシートは、農地・圃場・農作物を直接被覆することにより使用するものであるが、図1に示すように、互いに積層された表面層11と中間層12と裏面層13とを有し、これらの層11、12、13は、すべて不織布にて構成されている。本発明の効果を阻害しない範囲で他の不織布層を有することは差し支えない。ただし、フィルムにて構成された層は有しない。
The volcanic ash repellent sheet for agricultural products of the present invention is used by directly covering agricultural land / field / crop, but as shown in FIG. 1, the
表面層11と裏面層13とはスパンボンド不織布にて構成され、中間層12はメルトブローン不織布にて構成されている。スパンボンド不織布は、溶融させた熱可塑性樹脂をノズルから溶出させて紡糸させることで長繊維を形成し、この長繊維にてウェブを構成し、このウェブの構成繊維どうしを互いに熱接着させることで不織布化したものである。メルトブローン不織布は、溶融させた熱可塑性樹脂を高温高速の気流の作用によってダイから噴出させることによってミクロンオーダの極細繊維を形成するとともに、これら繊維どうしを自己接着させることでウェブを構成することにより得られるものである。
The
いずれの不織布においても、熱可塑性樹脂としては、紡糸可能な任意の樹脂を用いることができる。たとえばポリオレフィン系樹脂などを好適に用いることができ、詳細には、ポリエチレン、ポリプロピレン、複数種のポリオレフィン系樹脂を共重合した共重合ポリオレフィンなどを用いることができる。 In any nonwoven fabric, any resin that can be spun can be used as the thermoplastic resin. For example, a polyolefin-based resin can be preferably used. Specifically, polyethylene, polypropylene, a copolymerized polyolefin obtained by copolymerizing a plurality of polyolefin-based resins, and the like can be used.
スパンボンド不織布における構成繊維同士の熱接着の態様として、特に熱エンボス加工により熱接着されていることが好ましい。熱エンボス加工により熱接着されて得られた不織布は、その凹形状の熱接着部は熱と圧力が付与されて形成されているため、強度などの機械的特性や形態安定性が向上されたものとなっている。これに対し、熱接着されていない部分は、熱や圧力の影響をほとんど受けていないため、柔軟性に富むものとなっている。その結果、本発明の農作物のための火山灰除けシートは、使用時における機械的特性および形態安定性を維持しつつ、地面や農作物等の被覆対象物に対して追随しやすいものとなるために、地面や農作物等の被覆対象物と当該シートとの間に隙間が生じにくく、したがって容易に敷設作業を行うことができるという利点がある。 As a mode of thermal bonding between the constituent fibers in the spunbonded nonwoven fabric, it is particularly preferable that the thermal bonding is performed by heat embossing. The nonwoven fabric obtained by heat bonding by hot embossing is formed by applying heat and pressure to the concave heat-bonded part, so that mechanical properties such as strength and form stability are improved. It has become. On the other hand, the portion that is not thermally bonded is hardly affected by heat or pressure, and thus has high flexibility. As a result, the volcanic ash repellent sheet for the crops of the present invention is easy to follow the covering object such as the ground and crops while maintaining the mechanical properties and form stability during use. There is an advantage that a gap is unlikely to be generated between the sheet and the covering object such as the ground or agricultural products, and therefore the laying operation can be easily performed.
スパンボンド不織布の繊維の断面形状は、特に限定されるものではなく、一般的な丸型のみならず、偏平型、トロリーバル型、ヘキサローバル型、W型、H型等の異形断面であってもよい。また四角形や三角形などの多角形状であってもよいし、中空形状であってもよい。 The cross-sectional shape of the fibers of the spunbonded nonwoven fabric is not particularly limited, and not only a general round shape but also a flat shape, a trolley type, a hexaloval type, a W type, an H type, etc. Good. Moreover, polygonal shapes, such as a rectangle and a triangle, may be sufficient, and a hollow shape may be sufficient.
表面層11と中間層12と裏面層13とは、熱接着によって積層一体化されていることが好適である。あるいは、接着剤などによって一体化された構成であっても差し支えない。
It is preferable that the
表面層11と裏面層13とのスパンボンド不織布は、本発明の農作物のための火山灰除けシートに所要の機械的強度を付与するためのものである。農作物のための火山灰除けシートに求められる強力は1kgf/5cm幅以上であり、また農作物のための火山灰除けシートは地形に追従した状態で敷設されることが必要であるため、求められる伸度は30%以上である。このような機械的特性を示すためには、たとえばポリオレフィン系樹脂にて形成される不織布の場合は、構成繊維の単糸繊度が1〜10デシテックスの範囲であることが好適である。2〜6デシテックスであることがより好ましい。単糸繊度が1デシテックス未満であると紡糸工程において紡出糸条が延伸張力に耐えきれない場合があり、それにより糸切れが発生して操業性が悪化する場合がある。一方、単糸繊度が10デシテックスを超えると、紡糸工程における紡出糸条の冷却性に劣る場合がある。その結果、糸条が熱により密着した状態で開繊装置から出てくるようになるため、得られる不織布の品位が劣る場合がある。そして不織布の目付は、表面層11の不織布と裏面層13の不織布との合計で6〜30g/m2の範囲であることが好適である。このような特性を有するスパンボンド不織布であると、本発明の農作物のための火山灰除けシートに求められる通気性も発揮することができる。
The spunbond nonwoven fabric of the
中間層12のメルトブローン不織布は、農作物のための火山灰除けシートに所要の通気性を付与したうえで、求められる火山灰捕集特性を発揮するためのものである。このような性能を発揮するためには、たとえばポリオレフィン系樹脂にて形成される不織布の場合は、構成繊維の単糸繊度が0.01〜1デシテックスの範囲であることが好適である。そして不織布の目付は3〜20g/m2の範囲であることが好適である。
The melt-blown nonwoven fabric of the
このような中間層12においては、図2に示すように、極細繊維21が緻密に集合して不織布が形成される。これにより、上述のように、所要の通気性と火山灰捕集特性とを兼ね備えることができる。これらの性能を満足するためには、中間層12を有する本発明の農作物のための火山灰除けシートにおける後述の通気度が50cc/cm2/s以上であることが好ましい。すなわち、本発明の農作物のための火山灰除けシートは、シート面風速が0.0961cm/secのときにおける、粒径が0.3μm以上かつ0.5μm未満の塵の捕集効率と、粒径が0.5μm以上かつ1μm未満の塵の捕集効率とが、いずれも60%以上であることが好ましく、また通気度が50〜300cc/cm2/sであることが好ましい。
In such an
これに対し表面層11および裏面層13においては、図2に示すように、中間層12よりも太径の繊維22が中間層12よりも「まばら」に集合した状態で不織布が形成される。
On the other hand, in the
各層11、12、13を構成する不織布には、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、スリップ剤、熱安定剤、難燃剤、核剤、殺虫剤、殺菌剤、除草剤、肥料などの添加剤が添加されていてもよい。これらの添加剤の添加方法は、特に限定されるものではない。
In the nonwoven fabric constituting each of the
以下の実施例、比較例における各種の評価は、下記の手法によって行った。
(1)繊度[デシテックス(dtex)]
不織布を製造する過程において、不織ウェブより20本の繊維を採取し、その繊維径を光学顕微鏡で測定した。その測定値を密度補正した値の平均値を繊度とした。
Various evaluations in the following examples and comparative examples were performed by the following methods.
(1) Fineness [decitex (dtex)]
In the process of manufacturing the nonwoven fabric, 20 fibers were collected from the nonwoven web, and the fiber diameter was measured with an optical microscope. The average value of values obtained by density correction of the measured values was defined as the fineness.
(2)シートの目付[g/m2]
標準状態の試料から試料長10cm、試料幅5cmの試料片を10点採取した。各試料片の質量[g]を評量し、得られた値の平均値を単位面積あたりに換算して、目付とした。
(2) Sheet weight [g / m 2 ]
Ten sample pieces having a sample length of 10 cm and a sample width of 5 cm were collected from the standard sample. The mass [g] of each sample piece was weighed, and the average value obtained was converted per unit area to obtain the basis weight.
(3)シートの厚み[μm]
厚さ測定器を用い、荷重10kPa時の厚みを10箇所測定し、その平均値を厚みとした。
(3) Sheet thickness [μm]
Ten thicknesses at a load of 10 kPa were measured using a thickness measuring instrument, and the average value was taken as the thickness.
(4)シートの強伸度[kgf/5cm幅][%]
標準状態の試料から試料長20cm、試料幅5cmの試料片を3点採取した。各試料片を掴み間隔100mmでつかみ、引張速度200mm/分で引張り、破断したときの伸度(%)を求めた。得られた値の平均値を不織布の強伸度とした。また、測定の際に得られた引張伸長曲線から、5%伸長時応力、10%伸長時応力の平均値を求めた。
(4) Strength of sheet [kgf / 5cm width] [%]
Three sample pieces having a sample length of 20 cm and a sample width of 5 cm were collected from the standard sample. Each sample piece was held at a grip interval of 100 mm, pulled at a pulling speed of 200 mm / min, and the elongation (%) when it broke was determined. The average value of the obtained values was defined as the strong elongation of the nonwoven fabric. Moreover, the average value of the stress at the time of 5% elongation and the stress at the time of 10% elongation was obtained from the tensile elongation curve obtained at the time of measurement.
(5)シートの通気度[cc/cm2/s]
JIS L 1913 フラジール法に基づき測定した。
(5) Sheet air permeability [cc / cm 2 / s]
Measured based on JIS L 1913 Frazier method.
(6)シートの透水率[%]
JIS L 1013 透水率に基づき、シートの両面側について測定し、その平均値をシートの透水率とした。
(6) Water permeability of sheet [%]
Based on JIS L 1013 water permeability, it measured about the both surfaces side of the sheet | seat, and made the average value the water permeability of the sheet | seat.
(7)シートの透光率、遮光率[%]
光電池照度計(東京光学機械社製、型番:SPI5)を用い、光源から試料までの距離を300mmとした。そして、透光率は照度2000ルクスの条件で測定し、遮光率は照度10000ルクスの条件で測定した。
(7) Light transmittance and light shielding ratio [%] of the sheet
A photocell illuminometer (manufactured by Tokyo Optical Machinery Co., Ltd., model number: SPI5) was used, and the distance from the light source to the sample was set to 300 mm. The light transmittance was measured under the condition of illuminance 2000 lux, and the light shielding rate was measured under the condition of illuminance 10000 lux.
(8)シートの耐水圧[cm]
耐水圧試験機(大栄科学精器製作所社製、型番:WP−5k)を用い、水柱高さの上昇速度を100mm/分として、漏水3箇所目までを測定した
(8) Water pressure resistance [cm] of the sheet
Using a water pressure tester (manufactured by Daiei Kagaku Seiki Seisakusho Co., Ltd., model number: WP-5k), the rising speed of the water column height was set to 100 mm / min.
(9)シートの塵捕集効率[%]
塵発生装置と、試料を取付可能な透過装置)とを準備した。まず、試料を取り付けていない透過装置を塵発生装置の出口に設置し、試料を用いた測定を行う前の透過前塵数を、粒子計数器(Met One237B)を用いて測定した。次に透過装置に30cm角の試料を取り付け、資料における測定面積を491cm2、シート面風速(濾過風速)を0.0961cm/secとして、透過後の塵数を測定した。さらに、透過装置から試料を取り外して、透過前塵数を計算するための、試料測定後の塵数を測定した。
塵捕集効率[%]は、次式により求めた。
塵捕集効率[%]={(透過前塵数−透過後塵数)/透過前塵数}×100
なお、透過前塵数は、試料を用いた測定の前と測定の後とについて、1分間ずつの15回連続の各測定値からそれぞれ最大値と最小値とを2つずつ合計4つカットした残りの11回分の測定値の平均値を用いた。透過後塵数は、試料を用いた測定中について、同様に1分間ずつの15回連続の各測定値からそれぞれ最大値と最小値とを二つずつ合計四つカットした残りの11回分の測定値の平均値を用いた。
粒径区分が0.3μm以上かつ0.5μm未満の塵と、同区分が0.5μm以上かつ1μm未満の塵と、同区分が1μm以上かつ3μm未満の塵と、同区分が3μm以上かつ5μm未満の塵と、同区分が5μm以上の塵とを用いて、それぞれ測定を行った。
(9) Sheet dust collection efficiency [%]
A dust generation device and a transmission device to which a sample can be attached were prepared. First, the permeation | transmission apparatus which has not attached the sample was installed in the exit of the dust generator, and the number of pre-permeation | transmission dust before measuring using a sample was measured using the particle | grain counter (Met One237B). Next, a 30 cm square sample was attached to the permeation device, the measurement area in the material was 491 cm 2 , the sheet surface wind speed (filtration wind speed) was 0.0961 cm / sec, and the number of dust after permeation was measured. Furthermore, the sample was removed from the transmission device, and the number of dust after the sample measurement for calculating the number of dust before transmission was measured.
The dust collection efficiency [%] was obtained by the following equation.
Dust collection efficiency [%] = {(number of dust before transmission−number of dust after transmission) / number of dust before transmission} × 100
Note that the pre-permeation dust count is the remainder after cutting a total of four maximum and minimum values from each of 15 consecutive measurements for 1 minute before and after measurement using the sample. The average value of the measured values of 11 times was used. The number of dust after permeation is the measured value for the remaining 11 measurements, in which the maximum value and the minimum value are cut from each of the 15 consecutive measurements for 1 minute, a total of 4 each in total during the measurement using the sample. The average value of was used.
Particle size classification 0.3 μm or more and less than 0.5 μm, dust classification 0.5 μm or more and less than 1 μm, dust classification 1 μm or more and less than 3 μm, dust classification 3 μm or more and 5 μm Measurement was performed using less than dust and dust having the same category of 5 μm or more.
(実施例1)
<スパンボンド不織ウェブ(裏面層)の作製>
エクストルーダ型溶融押出機を用いて、原料ポリマーであるポリプロピレン(融点:169℃)を溶融し、繊維断面が円形となる紡糸口金より230℃の溶融温度でスパンボンド法により溶融紡出し、単糸繊度が3dtexになるように延伸しながら引き取り、延伸後の繊維を金網上に捕集して、目付が約5g/m2の不織ウェブを得た。
Example 1
<Preparation of spunbond nonwoven web (back layer)>
Using an extruder-type melt extruder, the raw material polypropylene (melting point: 169 ° C) is melted and melt spun by a spunbond method at a melting temperature of 230 ° C from a spinneret having a circular fiber cross section. Was drawn while being drawn to 3 dtex, and the drawn fibers were collected on a wire mesh to obtain a nonwoven web having a basis weight of about 5 g / m 2 .
<メルトブローン不織ウェブ(中間層)の作製>
エクストルーダ型溶融押出機を用いて、原料ポリマーであるポリプロピレン(融点:164℃、)を溶融し、繊維断面が円形となる紡糸口金より245℃の溶融温度でメルトブローン法により溶融紡出し、単糸繊度が0.3dtexになるように細化した。そして細化した繊維を上述のスパンボンド法により作製した不織ウェブの上に重ねて捕集することで、目付が約3g/m2の不織ウェブを得た。
<Production of meltblown nonwoven web (intermediate layer)>
Using an extruder-type melt extruder, the raw material polypropylene (melting point: 164 ° C) is melted and melt-spun by a melt blown method at a melting temperature of 245 ° C from a spinneret having a circular fiber cross section. Was reduced to 0.3 dtex. The thinned fibers were collected on the nonwoven web produced by the spunbond method described above to obtain a nonwoven web having a basis weight of about 3 g / m 2 .
<スパンボンド不織ウェブ(表面層)の作製>
上記裏面層の不織ウェブの作製手法と同じ手法によって、上述の二層の不織ウェブ上に繊維を捕集して、目付が約5g/m2の不織ウェブを得た。そして、合計で目付が12.9g/m2の三層構造の不織ウェブを得た。
<Preparation of spunbond nonwoven web (surface layer)>
Fibers were collected on the above-mentioned two-layer nonwoven web by the same method as that for producing the nonwoven web of the back layer, and a nonwoven web having a basis weight of about 5 g / m 2 was obtained. Then, a nonwoven web having a three-layer structure having a total basis weight of 12.9 g / m 2 was obtained.
<農作物のための火山灰除けシートの作製>
エンボスロールと平滑ロールとを備えたエンボス装置を用い、両ロールの表面温度を135℃に設定し、部分熱圧着率を22%として、上記のようにして得られた積層構造の不織ウェブに部分熱圧着処理を施すことにより、不織布を得て、農作物のための火山灰除けシートを得た。
<Preparation of volcanic ash protection sheet for agricultural products>
Using an embossing apparatus equipped with an embossing roll and a smooth roll, setting the surface temperature of both rolls to 135 ° C. and setting the partial thermocompression bonding rate to 22%, the laminated structure nonwoven web obtained as described above By applying a partial thermocompression treatment, a non-woven fabric was obtained, and a volcanic ash repellent sheet for agricultural products was obtained.
(実施例2)
実施例1と比べ、中間層の不織ウェブの目付を約5g/m2として、合計で目付が14.8g/m2の三層構造の不織ウェブを得た。そして、それ以外は実施例1と同様として、農作物のための火山灰除けシートを得た。
(Example 2)
Compared with Example 1, the nonwoven webs of basis weight of the intermediate layer as about 5 g / m 2, a basis weight in total to obtain a nonwoven web of three-layer structure of 14.8 g / m 2. And the other than that was carried out similarly to Example 1, and obtained the volcanic-ash removal sheet for agricultural products.
実施例1、2の農作物のための火山灰除けシートの物性の測定結果を表1に示す。 Table 1 shows the measurement results of the physical properties of the volcanic ash repellent sheets for the crops of Examples 1 and 2.
(比較例1)
ポリエチレン製のフィルム(厚み20μm)を比較例1としたが、通気度が測定不能で通気度ゼロであり、このようなフィルムは、農作物に被覆したままであると、内部が蒸れるため、長期に亘って敷設すると農作物に成長を阻害するものであった。
(Comparative Example 1)
A polyethylene film (thickness: 20 μm) was used as Comparative Example 1, but the air permeability was not measurable and the air permeability was zero. When laid over, it hindered the growth of crops.
実施例1、2の農作物のための火山灰除けシートにおける、通気度、透水率、透光率、遮光率、耐水圧の測定結果を表2に示す。 Table 2 shows the measurement results of air permeability, water permeability, light transmittance, light shielding rate, and water pressure resistance in the volcanic ash repellent sheets for the crops of Examples 1 and 2.
実施例1、2の農作物のための火山灰除けシートにおける、塵捕集効率の測定結果を表3に示す。 Table 3 shows the measurement results of dust collection efficiency in the volcanic ash repellent sheets for the agricultural products of Examples 1 and 2.
表1〜3に示すように、実施例1、2の農作物のための火山灰除けシートは、所要の機械的性能を備えたうえで、通気性を有し、かつ十分な塵捕集性能を有するものであり、農作物を火山灰から保護する目的に良好に使用できるものであった。また通気性を有するものの透水性は有さず、さらに耐水圧も十分であったため、降灰後に降雨があっても、火山灰が透過して農作物に悪影響を及ぼすというおそれの無いものであった。 As shown in Tables 1 to 3, the volcanic ash repellent sheets for the crops of Examples 1 and 2 have the required mechanical performance, have air permeability, and have sufficient dust collection performance. It can be used well for the purpose of protecting agricultural products from volcanic ash. Moreover, although it has air permeability, it did not have water permeability and sufficient water pressure resistance, so even if there was rainfall after ash fall, there was no fear that the volcanic ash would permeate and adversely affect crops.
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