JP4651381B2

JP4651381B2 - 防草緑化シート及びその製造方法

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Publication number: JP4651381B2
Application number: JP2004378363A
Authority: JP
Inventors: 克昇鈴木; 典古吉田
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2024-12-28
Also published as: JP2006180787A

Description

本発明は防草緑化シート及びその製造方法に関し、特に、庭や公園等の地盤、ゴルフ場、圃場等の畦及び法面において使用可能な、防草緑化シート及びその製造方法に関する。

従来、公園等の緑化などを行う場合は、地盤上に厚さ２０ｃｍ程度の客土を敷きつめ、この客土に芝生等の植物を栽培すること等が行われていた。しかしながらこの方法では、雨により客土が流出したり、雑草が生えるので完全に緑化するまでの除草の労力が多大であったり、上記の雑草によって芝生等の生育に影響が出たりする場合があった。

また、圃場等の畦や法面での雑草の生育は作物に影響が出る場合があり、ここでも雑草の除去には多大な労力が必要である。一方、防草のみを行うと雨等により土の流出が起こり、圃場が安定しないため問題となっている。

このような問題を解決するために、特許文献１には、屋上などの人工地盤に適用するものであるが、地盤の上に遮水シートを敷き、その上に、芝生等を植栽する植物育成マットを敷き、遮水シート上に給水するようにした植生培地構造が記載されている。

また、特許文献２には、法面緑化用の植生基盤材とそれを用いた緑化工法として、法面の上に防草マットを敷き、この防草マットの表面側の法枠上に、防水性シートと補強ネットにより構成される袋体に植生基材を充填した植生袋を設置し、防草マットは根が通過可能な材料とした植生基盤材が記載されている。

しかしながら、特許文献１の植生培地構造では防草が出来ず、また特許文献１、２のいずれの方法も敷設に時間及び費用がかかるものであった。さらには、圃場等の畦や法面には利用が困難なものであった。
特開平９−３０８３７０号公報特開２００１−１３１９８４号公報

本発明は、上述のような現状を鑑みてなされたものであり、公園や圃場等における地盤の防草と緑化が同時に行え、しかも安価で敷設が容易であり、且つ緑化が十分進んだ後には資材が生分解され資材の回収も不要となる防草緑化シートを提供することを課題とするものである。

本発明は上記の課題を解決するものであり、下記を解決手段とするものである。
１．生分解性を有する長繊維不織布にて構成されかつ防草効果を有するとともに発芽促進用の微小孔が形成された第１の層と、生分解性を有するとともに植物種子を保持した第２の層と、生分解性を有するウェブにて構成され保水性能を有する第３の層とが積層され、第３の層の構成繊維と第１の層の構成繊維とが相互に交絡することにより、前記第１の層と第２の層と第３の層とが一体化されていることを特徴とする防草緑化シート。

２．第３の層が、生分解性を有する脂肪族ポリエステル系重合体からなる短繊維９０〜１０質量％と、セルロース系短繊維１０〜９０質量％とによって構成されていることを特徴とする１．の防草緑化シート。

３．生分解性を有する長繊維不織布にて構成されかつ防草効果を有するとともに発芽促進用の微小孔が形成された第１の層と、植物種子を保持した第２の層とが積層されて一体化されていることを特徴とする防草緑化シート。
４．第１の層の長繊維不織布が、生分解性を有する脂肪族ポリエステル系重合体にて構成されていることを特徴とする１．から３．までのいずれかの防草緑化シート。

５．第１の層の不織布を構成する長繊維が熱可塑性を有する重合体にて構成され、前記第１の層の不織布は構成繊維どうしが部分的に熱圧着されたものであることを特徴とする４．の防草緑化シート。
６．植物種子を保持した第２の層が、生分解性を有する種子テープまたは種子シートにて構成されていることを特徴とする１．から５．までのいずれかの防草緑化シート。

７．生分解性を有する長繊維不織布にて構成され防草効果を有する第１の層と、生分解性を有するとともに植物種子を保持した第２の層と、生分解性を有するウェブにて構成され保水性能を有する第３の層とを積層し、積層状態の３層にわたってニードルパンチ処理を施して第３の層の構成繊維と第１の層の構成繊維とを相互に交絡させることにより、前記第１の層と第２の層と第３の層とを一体化させることを特徴とする防草緑化シートの製造方法。

８．ニードルパンチ処理によって第１の層に発芽促進用の微小孔を形成することを特徴とする７．の防草緑化シートの製造方法。
９．発芽促進用の微小孔が予め形成された長繊維不織布を第１の層として用いることを特徴とする７．の防草緑化シートの製造方法。

本発明によれば、防草効果を有する第１の層と植物種子を有する第２の層と保水性を有する第３の層で構成され、構成繊維の三次元交絡により一体化されるとともに第１の層には発芽しやすいように微小孔を有するため、地盤の防草と緑化が同時に行え、しかも安価で敷設が容易であり、且つ各層は生分解性を有するため、緑化が十分進んだ後には資材が生分解され、資材の回収を不要とすることができる。

場合によっては、保水のための第３の層を省略することもできる。

本発明の防草緑化シートは、３つの層または２つの層にて構成されたシートである。
３層構造の場合は、防草効果を有する第１の層と、植物種子を保持した第２の層と、保水のための第３の層とが積層されて一体化されており、第３の層が地面側かつ第１の層が表側として使用される。２層構造の場合は、第３の層が省略されて、防草効果を有する第１の層と、植物種子を保持した第２の層とが積層されて一体化されており、第２の層が地面側かつ第１の層が表側として使用される。植物種子が芝などの発芽の早いものやその他のものである場合には、保水のための第３の層を有した構成とする。これに対し植物種子が発芽の遅いものである場合などにおいては、第３の層を省略して２層構造としただけでも足りる場合がある。

第１の層は、生分解性を有する長繊維不織布にて形成される。このような長繊維不織布として、生分解性を有する熱可塑性重合体、たとえば一種又は二種以上の熱可塑性脂肪族ポリエステル系重合体からなる長繊維不織布が好適に用いられる。熱可塑性脂肪族ポリエステル系重合体としては、例えば、ポリグリコール酸やポリ乳酸のようなポリ（α−ヒドロキシ酸）からなる重合体またはこれらの共重合体が、また、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリ（β−プロピオラクトン）のようなポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）が、さらに、ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシカプロレート、ポリ−３−ヒドロキシヘプタノエート、ポリ−３−ヒドロキシオクタノエートおよびこれらとポリ−３−ヒドロキシバリレートやポリ−４−ヒドロキシブチレートとの共重合体のようなポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）が挙げられる。またグリコールとカルボン酸の縮重合体からなるものとして、例えば、ポリエチレンオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンアゼペート、ポリエチレンアゼレート、ポリブチレンオキサレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサメチレンセバケート、ポリネオペンチルオキサレートまたはこれらの共重合体が挙げられる。さらに、前記脂肪族ポリエステルと、ポリカプラミド（ナイロン６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリウンデカナミド（ナイロン１１）、ポリラウロラクタミド（ナイロン１２）のような脂肪族ポリアミドとの共縮重合体である脂肪族ポリエステルアミド系共重合体が挙げられる。

本発明においては、第１の層を構成する生分解性を有する熱可塑性重合体として、前述した以外の熱可塑性重合体であっても、それが生分解性を有するものであれば用いることができる。尚、本発明においては、前述したところの生分解性を有する熱可塑性重合体に、必要に応じて、例えば艶消し剤、顔料、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤等の各種添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲内で添加することができる。例えば、第１の層を構成する重合体に顔料としてのカーボンブラックなどを添加すると、遮光性を付与することができるため、防草効果を向上させることができる。また顔料を適宜選択して、黒、緑、茶等の色となるようにすることで、美観を呈したり、敷設される場所と周囲との調和を図るようにしてもよい。

本発明の防草緑化シートにおける第１の層である長繊維不織布の目付は３０〜１５０ｇ／ｍ^２が好ましい。この目付が３０ｇ／ｍ^２未満であると、目付が低すぎて十分な防草効果を得にくくなる。一方、目付が１５０ｇ／ｍ^２を超えると、防草効果は十分得られるものの、植物種子の発芽まで抑制されてしまうおそれがある。このことから第１の層の目付は３０〜１２０ｇ／ｍ^２がより好ましく、５０〜１００ｇ／ｍ^２がさらに好ましい。

第１の層の長繊維不織布は、この第１の層の機械的特性や形態保持性の観点から、部分的に熱圧着されたものが好適である。個々の熱圧着部分の面積は、特に限定はされないが、０．１〜１．０ｍｍ^２であるのが好ましい。熱圧着点密度は４〜８０点／ｃｍ^２であるのが好ましく、１０〜６０点／ｃｍ^２であるのがより好ましい。熱圧着点密度が４点／ｃｍ^２未満であると、不織布の繊維間空隙が多くなり、水の透過及び植物種子の発芽を促進することにはなるが、不織布の機械的特性や形態保持性が不足して取り扱い性が不良となりやすい。一方、熱圧着点密度が８０点／ｃｍ^２を超えると、不織布の繊維間空隙が少なくなり、飛来した雑草の種子の着地を防止することによる防草効果は十分得られるものの、水の透過や目的とする植物種子の発芽が抑制されやすくなる。熱圧着部分の面積比率は５〜４０％であるのが好ましく、１０〜３０％であるのがより好ましい。圧着部分の面積比率が５％未満であると、非圧着部分が多く水の透過や植物種子の発芽には好ましいが、不織布の機械的特性や形態保持性が不足しやすくなるる。一方、圧着部分の面積比率が４０％を超えると、不織布の繊維間空隙が少なくなり防草効果は十分得られるものの、水の透過や目的とする植物種子の発芽が抑制されやすくなる。

熱圧着部を形成させる方法としては、熱エンボス装置や超音波溶着装置を用いる方法が挙げられる。熱エンボス装置を用いる場合は、加熱された表面に彫刻模様が刻印されたエンボスロールと、加熱された表面が平滑なロールとの間にウェブを通すことにより、彫刻模様に該当する部分のウェブ構成繊維どうしを熱的に融着させて、部分的に熱圧着することができる。

第１の層は、第２の層や第３の層と一体化する前に、植物種子が発芽しやすいように微小孔をあけておいてもよい。このように微小孔をあける場合は、第１の層の目付は、微小孔をあけることによる機械的特性の低下を防止するために、上記とは異なって５０〜３００ｇ／ｍ^２が好ましい。この目付が５０ｇ／ｍ^２未満では、微小孔をあけたことによる機械的特性の低下により、他の層との一体化の工程で工程通過性が低下しやすくなる。また、３００ｇ／ｍ^２を超えると、生産性に劣る傾向が生じるとともにコスト的にも高くなる。このため、微小孔を開ける場合の目付は、より好ましくは７０〜２５０ｇ／ｍ^２である。この第１の層に微小孔をあける方法は、特に限定はしないが、第１の層の長繊維不織布ウェブを部分熱圧着した後に、ニードルパンチ処理を施す、或いはピンロールに通す、などの方法等が挙げられる。
本発明の防草緑化シートにおける第２の層は、植物種子を保持したものを用いる。たとえば、植物種子を保持した紐状の種子テープやシート状の種子シートなどを用いる。これらのテープやシートは、生分解性を有した材料にて形成されている。また、これらのテープやシートは、生分解性を有する資材により種子を保持固定させるものであるのが好適である。植物種子の種類及び固定する種子数は、任意に設定できる。

第２の層は、上記に代えて、第１の層と同様の生分解性を有する不織布にて形成することができる。この場合に、たとえば、抄造により不織布を形成し、その抄造工程で植物種子を撒布すれば、不織布の形成と同時にこの不織布に種子を保持させることができる。

本発明の防草緑化シートにおける第３の層は、生分解性能と保水性能とを有する層にて構成される。このような層として、例えば、生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル系重合体からなる短繊維９０〜１０重量％と、セルロース系短繊維１０〜９０重量％とからなる短繊維不織ウェブが挙げられる。この不織ウェブにおける生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル系重合体としては、第１の層に用いられる重合体を使用できる。セルロース系短繊維としては、コットン、麻等の天然繊維や、各種レーヨン繊維や、キチン等の天然物からなる化学繊維などを用いることができる。このようなものであると、第３の層を嵩高に構成することができるため、地盤の凹凸に良好に追従することができる。

第３の層を構成する短繊維不織ウェブにおいて、生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル系重合体からなる短繊維の構成比率が１０％未満であると、その分だけセルロース系短繊維の構成比率が高くなって不織布の保水性能が高くなるものの、保水したときのシートの嵩が低下して地面の凹凸に追従できず、このため植物の根が地面に入りにくくなる。一方、この短繊維の比率が９０％を超えると、その分だけセルロース系短繊維の構成比率が低くなって、不織布の保水性が劣ることになる。

第３層の短繊維不織ウェブの目付は、３０〜５００ｇ／ｍ^２がよい。この目付が３０ｇ／ｍ^２未満であると、低目付ゆえに十分な保水性が得られにくくなるだけでなく、嵩が低いため地面の凹凸に追従しにくくなる。一方、目付が５００ｇ／ｍ^２を超えると、保水性及び嵩は高くなるが、コスト的に高くなるだけでなく、繊維量が多く保水層の密度が高くなって植物の根の成長の妨げとなりやすくなる。このことから第３層の目付は、より好ましくは、５０〜３００ｇ／ｍ^２である。

各層どうしの一体化について説明する。
２層構造の場合は、テープ状やシート状に形成された第２の層を、接着やその他の手段によって、長繊維不織布にて形成された第１の層に一体化させればよい。

３層構造の場合は、長繊維不織布にて形成された第１の層と短繊維不織ウェブにて形成された第３の層とで第２の層を挟み込んだうえで、ニードルパンチ処理によって例えば第３の層の構成繊維を第２の層を貫通させたうえで第１の層に入り込ませ、この第１の層に入り込んだ第３の層の構成繊維と、第１の層の構成繊維とを相互に交絡させることで、これら第１〜第３の層を一体化させるのが好適である。

ニードルパンチ処理を施してニードルを貫通させることによって、第１の層を形成する不織布に発芽促進用の微小孔を形成することができる。この微小孔は、不織布における所定の面積で部分的に熱圧着された熱圧着部分をニードルが貫通することによって、確実に形成される。

パンチ条件は、パンチ密度が１０〜２００パンチ／ｃｍ^２であるのが好ましい。パンチ密度が１０パンチ／ｃｍ^２未満では、構成繊維どうしの交絡が不充分となり、積層体としての一体性が良好でなくなるため、敷設の際の作業性に劣ることになる。反対にパンチ密度が２００パンチ／ｃｍ^２を超えると、植物種子へのダメージが大きく、発芽率が低下する傾向が生じる。このことから、ニードルパンチのパンチ密度は、１５〜１００パンチ／ｃｍ^２がより好ましい。ニードルパンチの針深は５〜５０ｍｍが良い。針深が５ｍｍ未満であると、交絡度が少なく、一体化したシートの形態の安定性に劣って敷設時の作業性が悪くなりやすい。一方、針深が５０ｍｍを超えると、生産性の観点から好ましくない。このことから針深は５〜２０ｍｍがより好ましい。

このニードルパンチ処理においては、種子へのダメージを極力少なくして３層の一体化を行うために、上記のパンチ密度、針深の範囲内でも、出来るだけ低いパンチ数で針深は深い程良く、一体化したシートの使用に十分耐えうる交絡度が得られれば良い。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。以下の実施例、比較例中の各特性値は、以下のような方法にて求めた。

・メルトフローレート値（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）で測定した。

・融点（℃）：
パーキンエルマー社製示差走査型熱量計ＤＳＣ−２型を用い、試料質量を５ｍｇ、昇温速度を２０℃／分として測定して得た融解吸熱曲線の極値を与える温度を融点（℃）とした。

・目付（ｇ／ｍ^２）：
標準状態の試料から縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの試料片各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。

・植物種子発芽状況：
防草緑化シートを敷設してから１ヶ月後に発芽状況を観察し、以下の基準で判定した。

◎：全体の７割以上が発芽しており順調に生長している。
○：全体の３割以上が発芽しており順調に生長している。
△：全体の３割未満の発芽が見られ順調に生長している。

×：発芽が全く見られない。

・防草効果：防草緑化シートを敷設してから１ヶ月後の防草状態を観察し、以下の基準で判定した。

◎：全く雑草が生えていない。
○：わずかに雑草が見られるが防草効果は十分ある。
△：雑草の生育が見られ、除草作業が必要で防草効果は低い。

×：防草効果が全く見られない。

（実施例１）
融点が１６８℃、ＭＦＲ値が６５ｇ／１０分のポリ乳酸にカーボンブラックを０．５質量％添加し、公知のスパンボンド法にて、単糸繊度３．５デシテックスの長繊維不織ウェブを得た。このウェブに、０．６ｍｍ^２の円形彫刻模様が、圧着点密度２５点／ｃｍ^２、圧着面積率１５％で配置された金属製エンボスロールと、金属製フラットロールとからなるエンボス装置を適用し、ロール表面温度を１３５℃に設定して部分熱圧着処理を施すことで、部分的に熱圧着された、目付５０ｇ／ｍ^２の、第１の層としての長繊維不織布を得た。

また、融点が１７０℃、ＭＦＲ値が２０ｇ／１０分のポリ乳酸を用い、公知の紡糸・延伸方法にて繊度２．２デシテックス、カット長５１ｍｍの短繊維を得た。この短繊維と、平均繊度１．７デシテックス、平均繊維長２５ｍｍの木綿の晒し綿とを、５０／５０の質量比で混綿した後、パラレルカード機により目付５０ｇ／ｍ^２の、第３の層としての短繊維ウェブを得た。

第２の層としては、西洋芝の種を固定した生分解性を有するテープ状のものを使用した。

次いで、これら３層を、第１の層、第２の層、第３の層の順で重ね、第３の層の側より、針深６ｍｍ、パンチ密度６０パンチ／ｃｍ^２の条件でニードルパンチ処理を施し、第１〜第３の層を一体化するとともに第１の層に微小孔を形成して、本発明の実施例１の防草緑化シートを得た。

このシートを圃場の法面に敷設して、植物種子発芽状況と防草効果とを調べた。その結果を表１に示す。

（実施例２）
第１の層の目付を１００ｇ／ｍ^２、ニードルパンチ処理の針深を１２ｍｍとした。そして、それ以外は実施例１と同様にして、防草緑化シートを得た。

同様に、このシートを圃場の法面に敷設して、植物種子発芽状況と防草効果とを調べた。その結果を表１に示す。

（実施例３）
第１の層の目付を１００ｇ／ｍ^２とし、この第１の層について予めパンチ密度３０パンチ／ｃｍ^２の条件のニードルパンチ処理によって微小孔をあけた。そして、第３の層の目付を１００ｇ／ｍ^２とした。また、第１〜第３の層を一体化するためのニードルパンチ処理のパンチ密度を３０パンチ／ｃｍ^２、針深を１２ｍｍとした。そして、それ以外は実指例１と同様にして、防草緑化シートを得た。

（実施例４）
第１の層の目付を１００ｇ／ｍ^２とした。また、第３の層のポリ乳酸よりなる短繊維と木綿の晒し綿との比率を、質量比で、（ポリ乳酸よりなる短繊維）／（木綿の晒し綿）＝７０／３０とし、第３の層の目付を１００ｇ／ｍ^２とした。そして、それ以外は実施例１と同様にして、防草緑化シートを得た。

（実施例５）
第１の層の目付を２００ｇ／ｍ^２とし、この第１の層に予めパンチ密度６０パンチ／ｃｍ^２で微小孔をあけた。そして、それ以外は実施例３と同様にして、防草緑化シートを得た。

（比較例１）
第１の層の目付を、防草効果が無くなる程度に低くした。すなわち、第１の層の目付を２０ｇ／ｍ^２とした。また、第３の層の目付は５０ｇ／ｍ^２とした。また、３つの層の一体化のためのニードルパンチ処理の条件は、実施例３と同じにした。そして、それ以外は実施例１と同様にして、防草緑化シートを得た。

（比較例２）
第１の層の目付を２００ｇ／ｍ^２と高くした。また第３の層の目付を、２０ｇ／ｍ^２と、所要の保水効果が無くなる程度に低くした。そして、それ以外は実施例１と同様にして、防草緑化シートを得た。

上記の通り、本発明の実施例１〜５は防草及び緑化の性能を兼ね備えたものであった。これに対し、比較例１は防草効果が得られず、また、比較例２は、第３の層の目付が低く法面への追従及び保水性に劣り且つ第１の層の目付が高く発芽状況が悪いものであった。

Claims

生分解性を有する長繊維不織布にて構成されかつ防草効果を有するとともに発芽促進用の微小孔が形成された第一の層と、生分解性を有するとともに植物種子を保持した第２の層と、生分解性を有するウェブにて構成され保水性能を有する第３の層とが積層され、第３の層の構成繊維と第１の層の構成繊維とが相互に交絡することにより、前記第１の層と第２の層と第３の層とが一体化されていることを特徴とする防草緑化シート。
第３の層が、生分解性を有する脂肪族ポリエステル系重合体からなる短繊維９０〜１０質量％と、セルロース系短繊維１０〜９０質量％とによって構成されていることを特徴とする請求項１記載の防草緑化シート。
生分解性を有する長繊維不織布にて構成されかつ防草効果を有するとともに発芽促進用の微小孔が形成された第１の層と、植物種子を保持した第２の層とが積層されて一体化されていることを特徴とする防草緑化シート。
第１の層の長繊維不織布が、生分解性を有する脂肪族ポリエステル系重合体にて構成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の防草緑化シート。
第１の層の不織布を構成する長繊維が熱可塑性を有する重合体にて構成され、前記第１の層の不織布は構成繊維どうしが部分的に熱圧着されたものであることを特徴とする請求項４記載の防草緑化シート。
植物種子を保持した第２の層が、生分解性を有する種子テープまたは種子シートにて構成されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の防草緑化シート。
生分解性を有する長繊維不織布にて構成され防草効果を有する第１の層と、生分解性を有するとともに植物種子を保持した第２の層と、生分解性を有するウェブにて構成され保水性能を有する第３の層とを積層し、積層状態の３層にわたってニードルパンチ処理を施して第３の層の構成繊維と第１の層の構成繊維とを相互に交絡させることにより、前記第１の層と第２の層と第３の層とを一体化させることを特徴とする防草緑化シートの製造方法。
ニードルパンチ処理によって第１の層に発芽促進用の微小孔を形成することを特徴とする請求項７記載の防草緑化シートの製造方法。
発芽促進用の微小孔が予め形成された長繊維不織布を第１の層として用いることを特徴とする請求項７記載の防草緑化シートの製造方法。