JP3911850B2 - ピートモス代替材料 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性に優れた繊維よりなり植物栽培用の培養土を構成する土壌資材に配合することにより、優れた保水性や空気保持性を付与する新規なピートモス代替材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
園芸分野においては、一般的に成長の速度が遅く、外界の影響を受けやすい幼少期の植物をポットによって集約的に管理する「育苗」が行われており、次いで育てられた苗や苗木を、所定の土壌資材を人工的に配合した培養土に植え付けて栽培される。
【０００３】
この植え付けに際しては、苗や苗木の生育に好適な環境、特に給排水が重要な要素である。また、施設内で栽培されたり、鉢物容器内で栽培される植物では、降雨による天然の水分供給が得られないので、必要に応じて水分を補給しなければならないが、苗や苗木を植え付けた培養土の保水力が小さすぎたり、透水性が大きすぎたりすると、補給の回数が増え、労力やコストがかかり効率的に植物栽培を行うことができない事により、培養土の保水性や透排水性は特に重要である。
【０００４】
このため、苗や苗木を育てるための培養土は、保水性に優れたピートモスや透水性に優れた腐葉土を土壌に適度に配合することにより、保水性及び透水性を調整することが一般的に行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したピートモスは、湿地に生育している水苔が長期間堆積してできた有機物の土壌層であるため、性状も脆く搬送途中や土壌への混合操作や植物栽培途中において分解等によって崩れてしまい安定的な保水性能を確保することができない。又、各種用土と混合し培養土を製造する際にもほこりや歩留まり、取り扱い性の点で問題が多い。
【０００６】
また、上述した腐葉土は、樹種、分解の程度、小枝などの夾雑物の混入などのために品質が不均一であると共に安定的な供給が困難であり、さらに、白絹病、菌核病などの土壌病害に汚染されているおそれがあるといった問題がある。
【０００７】
本発明者らは、鋭意研究の結果本発明を完成するに至った。つまり、本発明の目的は、生分解性に優れた繊維を用いて、品質にばらつきがなく、壌土への混合の作業性や混合性に優れ、又、本発明品を配合することにより適正な保水性、透水性を備えた培養土を作ることのできる新規なピートモス代替材料を工業的安価に且つ安定して提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも３０重量％の生分解性合成繊維と高々７０％の天然繊維或いは再生繊維の混合物からなる繊維構造物であり、該構造物中の繊維の一定方向への配向度が少なくとも４０％であり、該構造物の少なくとも２辺の一部の生分解性繊維同士或いは他の繊維と圧（融）着しており、最大辺が高々１５ｍｍであり、嵩比重が少なくとも０．０１ｇ／ｃｃであるピートモス代替材料である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する生分解性合成繊維としては、現在開発されている生分解性合成繊維が使用可能である。例えばＬ―乳酸を主体としたポリ乳酸繊維（商品名：カネボウ合繊（株）ラクトロン）、バクテリア或いは化学的な方法により生産されるポリ（ヒドロキシブチレート）、ポリ（ヒドキシブチレート・バレート）（商品名：モンサント社バイオポール）、ポリカプロラクトン（商品名：ＵＣＣ社トーン）或いはポリエチレンサクシネート、ポリエチレンブチレート（商品名：昭和高分子（株）ビオノーレ）等が代表的なものである。これらの繊維は、耐熱性や強力、生分解性等が異なるので用途や目的に応じて単独でも或いは複数配合して用いる事が出来る。
【００１０】
一般的にポリ乳酸繊維やポリカプロラクトン繊維は分解速度が遅く、他のものは比較的分解速度が速く、この組み合わせにおいて適当に組み合わせればよい。しかし、通常は半年以上に亘って安定して使用されなければならない場合が多くポリ乳酸繊維が好ましく使用される。又、ポリ乳酸繊維は原因は不明であるが植物の生育に対してより好ましい結果が見られる。
【００１１】
生分解性合成繊維の該繊維構造物中での使用量は少なくとも３０重量％、好ましくは少なくとも４０重量％である。３０重量％より少ない場合は繊維構造物の収束性や切断面での融着や圧着が不十分である。使用する繊維の融点は通常７０℃以上、好ましくは１００℃以上のものがよい。７０℃以下では、製造工程や使用中の熱にて融着が進んだり、形態の変化が生じたりする場合がある。
【００１２】
又、高融点のポリ乳酸繊維と比較的低融点のポリカプロラクトン繊維やポリエチレンサクシネート繊維、ポリブチレンサクシネート繊維等を混合して使用する事も好ましい。
【００１３】
本発明に使用する天然繊維は、繊維構造物中の高々７０％、好ましくは高々６０％であり、綿、麻、ウール、或いは芭蕉繊維、ケナフ、バガス、パルプ等が使用できる。これらは、生分解性繊維との混合・カーディングに悪影響を及ぼさない限り、回収繊維品や製造工程で屑となった物（反毛等）等を使用できる。又、使用に関しては生分解性合成繊維との混合・カーディングにおいて問題がないような繊維構成（デニール、繊維長）を考慮すべき事は言うまでもない。
【００１４】
再生繊維も量がまとまっており、又、分解性や取り扱い性、均一性、コストに優れており、天然繊維の代わりに又はそれと混合して使用できるが、例えば、レーヨン、キュプラ或いはアセテート等がある。
【００１５】
繊維構造物を構成する繊維は、その繊維径が小さいほど保水性が向上するが、圧力により形状が押し潰れやすい。通常少なくも１デニール、好ましくは２〜１５デニール、更に好ましくは３〜１０デニールである。１デニールに満たない繊維は製造も難しくコストも高くなる。一方、１５デニールよりも大きい場合は繊維構造物を作る場合に他の繊維に対して本数が少なくなり、融着による形状保持が不十分な場合があり、又保水性も不十分な場合がある。従って、好ましくは３デニール以下の繊維を５０％以上、１０デニール以上の繊維を５０％以下、更に好ましくは３デニール以下の繊維を６０％以上、１０デニール以上の繊維を４０％以下と混合して使用した方がよい。
【００１６】
繊維の形状としては、通常の丸断面は勿論、扁平、三角、中空、Ｈ型、Ｌ型、等様々な形のものが単独で或いは混合して使用する事が出来る。コスト的には、丸断面が有利であるが保水性、空気含有率、肥料保持率等の観点から考慮するとＨ型、Ｌ型、中空型繊維も有利である。
【００１７】
繊維は、土壌の色になじむように、黒、茶、褐色等の色を付けておく事も可能であり、場合によっては好ましい。繊維の着色は原着（製造段階での着色）でもよいし、製造後の染色等によってもよいが、環境に適合する顔料や染料を選ぶことが重要である。
【００１８】
本発明に使用する生分解性繊維の繊維長は、デニールによりほぼ規定され、通常２デニール以下では３８ｍｍ以下、３〜７デニールでは５１〜７６ｍｍ程度、１０デニール以上では７６ｍｍ程度でも良いがそれ以上のカット長でも良い。カット長は上述したものが一般的であるが必ずしもこれに限定されるものではない。又、サイドバイサイド型複合繊維による潜在捲縮糸の使用も好ましい。
【００１９】
繊維構造物の大きさは、混合する壌土等の粒径を考慮すると、最大の辺の長さは高々１５ｍｍ、好ましくは２〜１０ｍｍ、更に好ましくは３〜８ｍｍである。１５ｍｍより大きいと、土壌との混合性も保水性も低くなる。
【００２０】
繊維構造物の形状は、少なくとも１組の向かい合う２辺において切断面があり、且つその切断面において生分解性合成繊維の一部が他の繊維を融着している形状を有するものであればよく、箱型、棒状或いは半球形等どんな形状でも良い。但し、壌土等の土壌資材との混合性を考慮すると、繊維構造物の形状は、図１〜４に図示する様なものが好ましい。
【００２１】
従来、例えば、特開平９−２２８２１５号公報、特開平９−２９９６３０号公報、特開平３−７８０９０号公報、特開平８−２２９２５５号公報、特開昭６０−１３９２７８号公報等に、詰め綿等に用いる繊維構造物が提案されている。これらは非常に嵩比重が小さく、又形状としては球状、いびつな球状、或いは玉状を呈しており、本発明が目的とする土壌改質材的な使用法ではこれらの形状のものではお互いの絡み合いが強いために壌土等と混合する際に均一に土壌中に分散しなかったり、土壌と分散させても土壌の圧力により変形し、保水性や通水性、排水性等の性能が低下する。
【００２２】
繊維構造物を形成する繊維は構造物の向かい合う少なくとも１組の融（圧）着辺の方向に、少なくとも４０％、好ましくは少なくとも５０％の配向度を有する事が必要である。配向度が４０％に満たない場合は、繊維が構造物の表面に毛羽状に多く出ており、嵩高性が大きくなり土壌と混合した場合にヘタリが大きく性能の劣化がある。又、構造物間の絡みが大きくなり独立性が少なくなり、土壌との混合の際に、バラケが悪く均一な混合が困難になる。
【００２３】
ここで言う配向度とは、繊維構造物を構成する繊維の何％が上述の向かい合う２辺の圧（融）着辺を貫通しているかで表示する。例えば、繊維構造物を形成する全繊維をＮ１本とし、その内Ｎ２本が圧（融）着している向かい合う２辺を貫通しているときは、配向度はＮ２／Ｎ１×１００（％）となる。又、圧（融）着した向かい合う２辺が２組以上ある場合は、それぞれの方向に対しての配向度を出して最大の配向度を採用する。
【００２４】
本発明のピートモス代替材料の嵩比重は、少なくとも０．０１ｇ／ｃｃ、好ましくは少なくとも０．０２ｇ／ｃｃ、更に好ましくは０．０３〜０．２ｇ／ｃｃである。嵩比重が０．０１ｇ／ｃｃより低い場合は、土壌との比重差があり過ぎ、均一に混合されにくい。又、土壌と混合した後も、土壌の圧力により変形されやすく保水性や排水性、空気保持性等の性能が変化する。尚、ここで言う嵩比重は、繊維構造物に３ｇ／ｃｍ²の加重をかけて測定した時の値である。
【００２５】
本発明の土壌改質材の製造方法は、上述した形状に成型できる方法であれば特に限定されないが、工業的安価に且つ大量に製造する方法としては、生分解性繊維と他の繊維を通常のカード機にかけて混合し、得られたウェブを次の工程にかけやすいように、軽いニードルパンチをかけたり、ジェット水流にて繊維同士を軽く交絡したり、或いは熱ローラーや熱板、オーブン中を通し熱により一部の繊維を圧（融）着させたりする事により、ウェブの厚さを高々１５ｍｍとした後、長さ方向及び／又は巾方向カットする事により、目的とするピートモス代替材料が得られる。
【００２６】
或いは、一工程多くなるがカードをかけてウェブにしたものを更に練条機にかけてスライバー状にし、その両端或いは必要であれば巾方向に下記の方法にてカットする。この時は、スライバーに大きな引っ張りの力はかからないので、上述したようにニードルパンチやジェット水流等により繊維同士を交絡させる必要はないが、熱ローラーや熱板或いはオーブン中を通してスライバーの収束性を高める事やエンボスローラーを通して部分的に繊維を融着させておく事は好ましい。
【００２７】
カットの方法としては、回転する刃物や加圧式のカッター或いは特定のパターンを有するエンボスローラー等により押し切る方法やニクロム線を加熱したものに当ててカットする方法或いはレーザー、高周波等によりカットする事ができるが、回転歯のカッターや押し切り方式により切断する方法がより安価に大量に生産可能である。
【００２８】
カットした後のカット面では少なくとも生分解性繊維の一部が生分解繊維同士或いは他の繊維と圧（融）着し、粒状にした後の取り扱い性や土壌との混合性を改善する事になる。圧（融）着とは、大部分の繊維同士が外からの圧力と熱により強固に融着・密着している状態や繊維の少なくとも一部が融着し密着している事、或いは融着まで至らなくても繊維同士が接着している状態の事を言う。いずれにしても、目的である繊維のバラケを抑制する様な状態に有ればよい。
【００２９】
本発明のピートモス代替材料は、天然のピートモスの代替材として土壌、腐葉土、肥料、堆肥等と混合して農園芸用土を製造する事が出来る。ピートモスの全量を代替する事も可能であるが、通常高々８０％程度、好ましくは１０〜６０％程度代替して使用する。尚、ピートモスは弱酸性を示し、それを中和する為に石灰等のアルカリ性薬剤を添加していたが、本提案の土壌改質材を使用する事によってその中和も少なくてすむ等、自然環境にも非常に優しい素材である。
【００３０】
【実施例】
以下、発明の実施の形態について本発明を更に詳細説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例中の部、％は特に断らない限り重量基準である。
【００３１】
（実施例１）
Ｌ―乳酸を９９．５％含む分子量７．５万のポリ乳酸から通常のステープル紡糸法にて、３デニール、繊維長５１ｍｍ、捲縮数１２ヶ／インチのステープル（Ａ）を得た。又、Ｌ―乳酸／Ｄ―乳酸＝９０／１０％からなる分子量８．３万のポリ乳酸からステープル紡糸機により、３デニール、繊維長５１ｍｍの低温融着タイプのステープル（Ｂ）を得た。ステープル（Ａ）／（Ｂ）の８５／１５％混合物を通常の１山カード機にかけて幅約２５ｃｍのウェブを形成した。
【００３２】
次いで、このウェブを長さ方向に平行に３枚重ねて次いでニードルパンチ処理を施して、厚さを５ｍｍ程度に調整した。次いで、該ウェブを回転する刃を有するカッターを通して縦方向の長さ５ｍｍ及び横方向に巾４ｍｍになるよう、圧力をかけながら切断した。切断面は、大部分のポリ乳酸繊維同士が圧（融）着しており、簡単にはほつれない程度に収束していた。又、配向度は９３％であり、殆ど表面への毛羽立ちは見られなかった。嵩比重は０．０２ｇ／ｃｃであった。
【００３３】
（実施例２）
実施例１のステープル（Ａ）／（Ｂ）及び２デニール、カット長３８ｍｍのレーヨン糸を５０％、１０％、４０％の比率で混合し、ややニードルパンチの回数を増やして実施例１と同様に加工した。配向度は９５％であり、切断面ではポリ乳酸繊維同士或いは、レーヨンとの適度の圧着及び融着がみられ、殆ど表面への毛羽立ちは殆ど見られなかった。嵩比重は０．０４ｇ／ｃｃであった。
【００３４】
（実施例３）
実施例１のポリ乳酸を用いて繊維中に凹部のへこみを有するＵ断面の形状を有する１２デニール×７６ｍｍのステープル（Ｃ）を得た。
ステープル（Ｃ）／（Ｂ）及び１．５デニールの綿糸を３０％、３０％、４０％の比率で混合し、実施例１と同様に加工した。
配向度は９５％であり、切断面ではポリ乳酸繊維同士或いは、綿糸との適度の圧着及び融着がみられ、殆ど表面への毛羽立ちは見られなかった。嵩比重は０．０２ｇ／ｃｃであった。
【００３５】
（実施例４）
実施例１のステープル（Ｂ）及び綿の紡績工程で発生する反毛を５０％、５０％の比率で混合し、実施例２と同様に加工した。
配向度は７５％であり、切断面ではポリ乳酸繊維同士或いは、綿糸との適度の圧着及び融着がみられ、表面への毛羽立ちはわずかに見られたが実質的に粒状物のお互いの絡み合いは非常に小さいものであった。嵩比重は０．０３ｇ／ｃｃであった。
【００３６】
（実施例５）
実施例１で得たカード上がりのウェブ二枚を平行に置きその間にそれらに直交する方向に実施例４で得たウェブ一枚をはさみ実施例２と同様に加工した。配向度は５０％であり、切断面ではポリ乳酸繊維同士或いは、他繊維との適度の圧着及び融着がみられ、毛羽立ちはわずかに見られたが実質的に粒状物のお互いの絡み合いは非常に小さいものであった。嵩比重は０．０２ｇ／ｃｃであった。
【００３７】
（実施例６）
実施例１〜５で製造したピートモス代替材料１０ｋｇ、天然のピートモス（カナダ産ＢＥＲＧＥＲ社製）３００Ｌ、土３００Ｌ、パーライト２００Ｌを京和製スーパーミキサー混合機により混合した。実施例１〜５のいずれのピートモス代替材料共取り扱い性は問題なく、又混合性も良好であった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によるピートモス代替材料を使用する事によって、従来使用してきたピートモスの欠点、例えば、天然物の為に品質のバラツキがある、水分を約５０％含む為に輸送時に重量がかさむ、非常に弱くゴミや土ぼこり等の発生が多く作業性が悪い、元の原料により性能、取り扱い性にバラツキがある等を改善する事ができ、作業の均一性、効率化が達成される。
【００３９】
更にピートモスは草木類、木本類、水苔類等の植物が永年湿地に堆積して分解したものであり、水中で弱酸性（ｐＨ３〜４）を示し、これを混合して使用する場合石灰等を併用して中和する必要があるが、本発明の土壌改質材を使用すれば石灰を用いる必要もなく、コストも作業性も改善される。又、生分解性合成繊維と綿、ウール、麻等の天然繊維、レーヨン、アセテート、キュプラ等の再生繊維等の組み合わせが自由であり、目的、用途に合った最適のものが出来る。更に、綿やウール、レーヨン等の反毛も使用する事が出来、リサイクルやコストダウンに非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明のピートモス代替材料の１例である。
【図２】本願発明のピートモス代替材料の１例である。
【図３】本願発明のピートモス代替材料の１例である。
【図４】本願発明のピートモス代替材料の１例である。
【符号の説明】
ａ 繊維
ｂ、ｃ 切断面
ｄ、ｅ、ｆ 構造体の各辺

Claims (1)

1. 少なくとも３０重量％の生分解性合成繊維と高々７０％の天然繊維或いは再生繊維の混合物からなる繊維構造物であり、該構造物中の繊維の一定方向への配向度が少なくとも４０％であり、該構造物の少なくとも２辺の一部の生分解性繊維同士、或いは他の繊維と圧（融）着しており、最大辺が高々１５ｍｍであり、嵩比重が少なくとも０．０１ｇ／ｃｃであるピートモス代替材料。

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