JP3758320B2

JP3758320B2 - 簡易被覆材

Info

Publication number: JP3758320B2
Application number: JP19562197A
Authority: JP
Inventors: 義和近藤; 宏史梶山; 秀樹日名子
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JPH1132596A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、良好な生分解性を有するポリ乳酸を主成分とするスパンボンドよりなる農業用簡易被覆材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
農業用簡易被覆材は、寒冷地の保温や防霜、及び防虫、遮熱、防乾、等に著しい効果を示し、野菜の収穫量のアップや品質向上、農薬の使用量削減、等に効果があり、広く使用されている。
【０００３】
従来の簡易被覆材としては、主にポリエチレンやポリプロピレン、等のポリオレフィンやポリエステルのスパンボンドが使用されている。しかし、ポリオレフィンよりなる簡易被覆材は、紫外線から可視光線の透過率はそこそこであるが、赤外線の透過率も大きく、寒冷地の保温等には余り効果がない。又、ポリエステルのスパンボンドよりなる簡易被覆材では、紫外線から可視光線の透過率が低く、同様に保温効果が少ない。
【０００４】
保温効果は、昼間の光（紫外線や可視光線）はよく通し、且つ、夜間の光（赤外線や遠赤外線）はなるべく通さない素材が優れていると言える。この観点からすると、ポリオレフィンやポリエステルや或いはポリ塩化ビニルよりなるスパンボンド製の被覆材は余り保温効果がないと言える。
【０００５】
又、ポリオレフィンやポリエステル或いはポリ塩化ビニル等の従来のプラスチックよりなる簡易被覆材は、使用後の廃棄にも問題がある。つまり、焼却するに際しても、各農家での焼却は困難であり、又、回収して焼却するにも、回収費用が過大になるばかりか、ポリオレフィン製の簡易被覆材では燃焼熱が１００００から１２０００Ｃａｌ／ｇと極めて大きく、焼却炉を傷めたり、燃焼ガス中にＮＯｘやＳＯｘ等のガスや発癌性が懸念されるダイオキシン等を発生させる等、問題が多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、良好な生分解性を有し、使用後の廃棄に問題が少なく、且つ大きな紫外線から可視光線の透過率と赤外線の遮蔽率を持つ事による良好な保温性を有する農業用簡易被覆材を提案する事を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、融点が１５０℃以上であり、且つ０．２〜０．９μｍの光透過率が少なくとも９０％であり、１．５〜２５μｍの光透過率が高々８０％である、乳酸を主成分としたポリ乳酸成分（Ａ成分）を少なくとも８０％と生分解性を有するポリマー（Ｂ成分）を高々２０％混合したポリマー組成物より製造されたスパンボンドよりなる農業用簡易被覆材である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
ポリ乳酸成分（以下、Ａ成分と省略称号する）は、融点が少なくとも１５０℃、好ましくは１６０℃以上である。このポリ乳酸繊維は例えば、Ｌ−乳酸／Ｄ−乳酸の共重合物、或いはＬ−乳酸（或いはＤ−乳酸）と他の共重合可能なモノマー、オリゴマー、ポリマーとのランダム共重合、ブロック共重合物が使用出来る。
【０００９】
融点が少なくとも１５０℃であるポリ乳酸は、例えばＬ−乳酸／Ｄ−乳酸の共重合物では、共重合されるＤ−乳酸の比率が、高々７％、好ましくは高々５％、更に好ましくは０．２〜２．０％である。又、他の共重合物を使用する場合は、使用するモノマー、オリゴマー、ポリマーの種類、分子量、重合形態により比率が異なり、それぞれの特性に合った比率で行う。
【００１０】
例えば、ポリエチレングリコールをポリ乳酸と共重合する場合は、ポリエチレングリコールの両末端の水酸基に乳酸が付加的に重合していく為に、ポリ乳酸−ポリエチレングリコール−ポリ乳酸型のＡＢＡ’ブロック共重合体を主に形成する。従って、ポリエチレングリコールの分子量が短い程ＡＢＡ’ブロック共重合体分子の数は増大し、一分子当たりの重合度は少なくなる。例えば、分子量１０００のポリエチレングリコールを使用した場合、ポリエチレングリコールの共重合比率が１〜３％で、分子量が８万〜１５万、融点が約１５０℃以上となる。又、分子量２００００のポリエチレングリコールを使用した場合は、共重合比率が１０〜１５％で、分子量が８〜１０万、融点が１５０℃となる。
【００１１】
又、他のポリエーテル、ポリエステル、ポリエーテル・エステル等、末端に水酸基やカルボキシル基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマーを利用する事が出来る。例えば、モノマーとしては、炭素数１２〜１８の天然に存在する飽和或いは不飽和の脂肪酸、脂肪族アルコール、或いはそれらの２量体成分等が利用できる。又、ポリエステルとしては、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸との共重合ポリマー、又、ポリエーテル・エステルとしては、ポリエーテルと脂肪族ジカルボン酸との共重合ポリマー等が利用出来る。しかし、いずれも原料においても生分解性を有する事が必要である。
【００１２】
又、極少量であれば、比較的低分子のジオール、トリオール、等の多価アルコールを分子量調節剤や結晶化度調節剤として使周する事が出来る。又、スルホン酸基やアミノ基等にて修飾した上述の化合物を使用すると酸性染料や塩基性染料で染色出来、更に付加価値を付ける事が出来る。
【００１３】
Ｂ成分としては、生分解性を有するものであれば特に限定はしない。例えば、天然のでんぷん微粒子やセルローズ微粉末、ゼラチン、等や上述したＡ成分への共重合成分である
ポリエーテル、ポリエステル、ポリエーテル・エステル等、末端に水酸基やカルボキシル基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマーを利用する事が出来る。
【００１４】
Ｂ成分の要件としては、生分解性を有する事や成型中に分解しないこと、成型性が良好な事、等が必要である。
【００１５】
又、ポリエーテル、ポリエステル、ポリエーテル・エステル等、末端に水酸基やカルボキシル基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマーでは、Ａ成分との混和性が良好である事が必要である。混和性が良好であるとは、Ａ成分とＢ成分の融点、或いは軟化点が近い事、溶融混合時にゲル化しない事、混合物の曳糸性に優れる事を示す。
【００１６】
Ｂ成分のＡ成分への混合比率は、高々２０％好ましくは高々１５％、更に好ましくは高々１０％である。混合率が２０％を超えるとスパンボンドの強度や伸度といった物性の低下や可視光〜紫外線の透過率の低下等、性能の低下が生じる。
【００１７】
スパンボンドは、通常の製法で作られるスパンボンドであるが、スパンボンドを形成する繊維の太さ（織度）は、通常高々２０ｄ以下、好ましくは１〜１５ｄ、更に好ましくは、１．５〜１０ｄである。
目付けは少なくとも１０ｇ／ｍ²、好ましくは１５〜１５０ｇ／ｍ²程度であるが、用途によりこの範囲の外であっても適宜選択する事が出来る。
上述したスパンボンドの性状（目付け、繊維の太さ、目空き、厚み、等）は製造条件で任意に調整が可能である。
【００１８】
目付けが１０ｇ／ｍ²よりも少ないと、保温性の低下ばかりか、設置時の耐久性にも影響する。詰まり、設置していても強風のためにめくれたり、破損したりし易く、薄地の被覆材では、スパンボンドの耳部を強化する必要がある。
【００１９】
スパンボンドの製造は、通常の方法でよく、以下にその一例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定される物ではない。Ｌ−体９９．５％、Ｄ−体０．５％よりなるポリ乳酸と数平均分子量（Ｍｎ）９万のポリカプロラクトンを２１０℃にてスクリュー径３０ｍｍ、バレル長６００ｍｍの二軸混練機にて、フイード量１０Ｋｇ／ｈｒにて処理後水中に押し出しガット化した。ガットを長さ３ｍｍにカットし、脱水し、次いで８０℃の真空乾燥機にて２日間乾燥し、ポリマーの水分率を５０ｐｐｍとした。このチップを用いて、スパンボンド機にて、スパンボンドを製造した。押し出し口金は０．３５ｍｍのノズルを９００個有し、２２０℃の温度に加熱し、空中に押し出して、２５℃の空気にて冷却しながら、３５００ｍｍ／分の速度でエアーエジェクターにて吸引し、ネットコンベア上に吹きつけ、ウェブ化する。ウェブは、１３０℃に加熱したエンボスローラーにて、加熱圧着し、目付け３０ｇ／ｍ^２のスパンボンドを得た。
【００２０】
本発明のスパンボンドは、土中やコンポスト中にて良好な生分解性を有する。即ち、使用中は分解はしないが、使用後、畑の片隅に埋めたり、好ましくは家畜の糞やＥＭ菌に代表されるような醗酵菌と混合する事により、容易に分解したり、コンポスト化する事が出来る。従来の、プラスチックよりなるスパンボンドでは廃棄するのに、焼却したり、業者に引き取ってもらうしか方法がなかったが、本発明のスパンボンドを使用する事により、農家独自に処理する事が出来たり、コンポストとして、有機肥料として再利用できる等、自己完結的に処理でき、廃棄物を出す事がない等、多重のメリットがある。
【００２１】
本発明に用いられるポリ乳酸は、分解過程で乳酸のオリゴマー（オリゴ乳酸）を生じるが、これが、植物の成長に極めて有用であるとの知見もあり、この意味でも大きなメリットがある。
【００２２】
本発明のポリ乳酸の０．２〜０．９μｍの光透過率は、厚さ２０μｍの１軸延伸フィルムを用いて紫外・可視分光光度計により、又１．５〜２５μｍの光透過率は赤外分光光度計により光透過率を測定し、対象とする波長域での積分値により表す。
【００２３】
【実施例】
以下実施例により本発明を具体的に説明する。実施例中「部」とあるのはことわりのない限り「重量部」を意味し、「％」とあるのはことわりのない限り「重量％」を意味する。相対粘度：ηｒｅｌ．は、フェノール／１，１，２，２−テトラクロロエタン＝６／４（重量比）の混合溶剤中２０℃で常法により求めた。融点（Ｔｍ）は理学電気社製示差走査熱量計（以下ＤＳＣと記す）の吸熱ピークのピーク値より求めた。
【００２４】
実施例１
Ｄ−体を０・５％含有し、ηｒｅｌ．が３．３８で融点が１６７℃のポリＬ乳酸（Ａ成分）と数平均分子量１２．１万のポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ、融点１１５℃、Ｂ成分）とを表１に示す割合に、３５ｍｍのスクリュー径を有する２軸混練機に定量的に投入しつつ２３５℃の加熱溶融温度で８分間の滞留時間を持って混合・反応させ、Ａ成分／Ｂ成分の混合ポリマーを得た。該ポリマーを定法により１軸延伸後、厚さ２０μｍのフィルムを得、各々の光透過率を測定した。又、該チップを使用して２２５℃の温度に加熱後、直径０．３５ｍｍのノズルを９００個有するスパンボンド紡糸機にて空中に押し出して、２５℃の空気にて冷却しながら、３５００ｍ／分の速度でエアーエジェクターにて吸引しつつ、ネットコンベア上に吹きつけ、ウェブ化する。ウェブは、１２０℃に加熱したエンボスローラーにて、加熱圧着し、目付け２０ｇ／ｍ^２の薄いスパンボンドを得た。スパンボンドは、いずれも良好に製造することが出来た。
【００２５】
【表１】

【００２６】
実施例２
実施例１のＮｏ．１，２，５のスパンボンドを巾２ｍ長さ５ｍに切断し、１０月の初旬に路地に播いたほうれん草にべた掛けの被覆材（保温、成長促進材）として用いた。又、比較のために、被覆材を用いない物（Ｎｏ．７）や目付け２０ｇ／ｍ^２に合せた従来のポリエステル製のスパンボンドを用いたもの（Ｎｏ．８）も評価した。１２月の中旬迄栽培し、それぞれ素材での生育の状態と収量を観察した。結果を表２に示すが、本発明の物では、生育が早く、収量も上がっていることが判明した。
【００２７】
【表２】

【００２８】
実施例３
実施例２にて使用したスパンボンドと野菜屑、じゃがいもの屑（細片）およびおがくずを１／１／３０の比率で小型コンポスト試験機（ステンレス回転タンク）に投入した。その上からＥＭ発酵菌（ＥＭ発酵ぼかし：宮崎クリーン・ファーム製）１Ｋｇを振りまき、十分にかき混ぜた。初めは内部温度を３５〜４０℃に保つよう加熱し、３日目より発酵による発熱で温度が４５〜５５℃に上昇したがそのまま運転した。２５日目ごろから、また温度が４０℃前後に低下した、３５日間後に運転を停止し、内部の様子を観察した。その結果、従来のポリプロピレン製やポリエステル製スパンボンドでは、処理前の形が殆ど変わらずに残っていたが、本発明の物では全く形がなくなるまでに分解しており、良好な生分解性を示した。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の簡易被覆材は保温性に優れ寒冷地や秋〜春にかけての農件物の生育に大きな効果を持つばかりでなく、廃棄に際しても容易にコンポスト中で分解し、肥料として再利用が出来る等、環境的にも又、農業の生産性向上の点でも、又、農業に拘わる卜ータルコストの点でも大いにメリットがある。さらに本発明品の主要な原料は空気中の炭酸ガスを固定し、得たでんぷんが粗原料である為に、廃棄時に焼却したとしても、現行の石油系原料からなるポリオレフィン、ポリエステル製のゴミ袋の焼却と異なり、空気中の炭酸ガスを増加させることが少なく、地球の温暖化防止にも責献することが期待される。

Claims

融点が１５０℃以上であり、且つ０．２〜０．９μｍの光透過率が少なくとも９０％であり、１．５〜２５μｍの光透過率が高々８０％である、乳酸を主成分としたポリ乳酸成分（Ａ成分）を少なくとも８０％と生分解性を有するポリマー（Ｂ成分）を高々２０％混合したポリマー組成物より製造されたスパンボンドよりなる農業用簡易被覆材。
Ａ成分が、Ｌ−体を９５％以上含むポリ乳酸よりなる請求項１の被覆材。
Ｂ成分が、融点或いは軟化点が高々１２０℃である脂肪族ポリエステルであり、数平均分子量が高々１０万である請求項１の被覆材。
スパンボンドを構成する繊維が高々２０デニールである請求項１記載の被覆材。