JP6556593B2

JP6556593B2 - 農業用被覆資材

Info

Publication number: JP6556593B2
Application number: JP2015211947A
Authority: JP
Inventors: 壮彦権藤
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2019-08-07
Anticipated expiration: 2035-10-28
Also published as: JP2017079647A

Description

本発明は、農業用被覆資材に関するものである。

従来から、発芽や育苗を促したり、栽培中の農作物を霜・雨・雹等から守る等の目的で、土壌および農作物や苗に直に触れるようにシートで被覆するべたがけ栽培が行われている。そして、この被覆シートは、べたがけシートと呼ばれるものである。べたがけシートは、農作物の成長速度や出荷時期を調整するために、覆っていたシートを剥がしたり、また覆ったりして、作物の状況を確認しながら、適宜、シートを取り付けたり取り外したりすることもある。

このようなべたがけシートとしては、ポリエチレン製等のフィルムを割繊化した不織布や、ポリエステル等によって構成される連続繊維からなる不織布が用いられており、特に連続繊維からなる不織布は、通気性や通水性があり、かつ透光性・保温性にも優れるという理由から多く用いられる。例えば、特許文献１には、複合フィラメントからなる不織布であって紫外線吸収剤が含有されることにより、耐候性と保温性が良好な、べたがけシートに用いられる農業用不織シートが提案されている。

特開平２−１３９４６８号公報

特許文献１記載のシートをべたがけシートとして敷設して使用中に、シートが風によって煽られるという現象が起こる。この現象は、シート自体は繊維間空隙を有するため通気性は有するものの、敷設時にシートの繊維間空隙を風が十分に通り抜けずに抵抗を受けて煽られることにより生じると考える。一般に、通気性を測定するときは、数ｃｍ〜十数ｃｍの試験片を用いて、この試験片の外周をしっかり固定した状態で強制的に通気した量を測るものであり、実際の敷設における通気（通風）とは固定状態が異なることから、一定の通気性を有するシートであっても、風の通り抜けやすさや風に対する抵抗が問題になるのである。

本出願人は、上記課題を達成すべく、不織布を構成する繊維の単繊維繊度を１３〜２０ｄｔｅｘとし、かつ特定の形状の熱圧着部を形成することにより、保温性、透光性、柔軟性を保持しながらも、敷設時に風によって煽られることなく良好に形態維持できる適度な剛性も有し、べたがけシートとして好適に使用できる農業用被覆資材を提案した（特願２０１４−１１１３５３号）。なお、このシートは、非常に風の通り抜けが良好であるが、風の通り抜けが良好であるために、より高度な保温性が求められる極寒地等においては、使用が限られることが予想される。

本発明は、上記課題を達成するものであって、以下を要旨とする。

すなわち、本発明は、芯鞘型複合連続繊維により構成される不織布からなる農業用被覆資材であり、
該不織布の目付が１０〜３０ｇ／ｍ^２であり、
該繊維の芯部がポリエステル系重合体、鞘部がポリオレフィン系重合体からなり、鞘部の重合体の融点が芯部の重合体の融点よりも４０℃以上低く、
不織布は、単繊維繊度が１３〜２０デシテックスの太繊度繊維と単繊維繊度が５〜１０デシテックスの細繊度繊維の２種の繊度の異なる芯鞘型複合連続繊維によって構成され、
構成繊維同士は、熱圧着部により一体化しており、該熱圧着部の面積率が１０〜３０％であることを特徴とする農業用被覆資材を要旨とするものである。

本発明の農業用被覆資材は、芯鞘型複合連続繊維により構成される不織布からなる。連続繊維を構成する芯部はポリエステル系重合体、鞘部はポリオレフィン系重合体からなる。

芯部を構成するポリエステル系重合体としては、酸成分としてテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタリン−２，６ジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸もしくはアジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル類と、アルコール成分としてエチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール等のジオール化合物とから合成されるホモポリエステルないしは共ｎ重合ポリエステルがあり、上記ポリエステルにパラオキシ安息香酸、５−ソジュームスルフオイソフタール酸、ポリアルキレングリコール、ペンタエリスリトール、ビスフエノールＡなどが添加あるいは共重合されていてもよい。また、ポリエステル系重合体としては、芳香族ポリエステルだけではなく、脂肪族ポリエステルを用いてもよい。

鞘部を構成するポリオレフィン系重合体としては、炭素原子数が２〜１６の脂肪族α−モノオレフイン、たとえばエチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、３−メチル１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ドデセン、１−オクタデセンのホモポリオレフィン又は共重合ポリオレフィンなどがある。脂肪族α−モノオレフインは、他のオレフィンおよび、または少量（重合体重量の約１０重量％まで）の他のエチレン系不飽和モノマー、たとえばブタジエン、イソプレン、ペンタジエン−１，３、スチレン、α−メチルスチレンの如き類似のエチレン系不飽和モノマーと共重合されていてもよい。特にポリエチレンの場合は、重合体重量の約１０重量％までのプロピレン、ブテン−１、ヘ
キセン−１、オクテン−１または類似の高級α−オレフィンと共重合させたものが好ましい。

なお、ポリエステル系重合体およびポリオレフィン系重合体には、本発明の目的を阻害しない範囲で、艶消し剤、顔料、防炎剤、消臭剤、帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、抗菌剤などの任意の添加物が添加されていてもよい。

芯部と鞘部の組合せとしては、上記の重合体から、融点差が４０℃以上あるものを選択する。すなわち、芯部を構成するポリエステル系重合体の融点よりも鞘部を構成するポリオレフィン系重合体の融点が４０℃以上低いものを選択する。不織布を構成する連続繊維同士は、熱圧着部を有することにより一体化して不織布として形態を保持している。熱圧着部は、熱エンボス加工により形成されるものであるが、熱圧着部においては、鞘部は溶融または軟化して接着に寄与するが、芯部は熱の影響を完全に受けて溶融するのではなく繊維形態を維持させて、不織布の引裂強力を向上に寄与する。このように熱圧着部において、鞘部は溶融または軟化し、一方、芯部は繊維形態を維持させるために、両者の融点に４０℃以上の差を設けることにより、好ましくは５０℃以上の差を設けることにより、熱エンボス加工の際に、芯部を熱の影響を受けさせずに、かつ鞘部を確実に溶融させて熱圧着部で溶融固着による熱接着固定することができる。

連続繊維における芯鞘複合比率（質量比）は、芯部／鞘部＝７０／３０〜５０／５０がよい。鞘部よりも芯部の比率を同等以上にすることにより、機械的物性に優れ、実用的な強度が維持できる。なお、芯部の比率が７０質量％を超えると、接着成分となる鞘部の比率が小さくなるため、熱圧着部での接着強力が低下する傾向となるため、芯部の比率の上限は７０質量％がよい。

本発明の農業用被覆資材は、繊度の異なる２種の芯鞘型複合連続繊維によって構成することを特徴とする。すなわち、単繊維繊度が１３〜２０デシテックスの太繊度繊維と、単繊維繊度が５〜１０デシテックスの細繊度繊維とによって構成される。

１３〜２０デシテックスの太繊度繊維を有することにより、風が抜けるための繊維間の空隙を十分に確保することができる。したがって、展張時に、風の抵抗を受けて煽られることにより、資材が地面や作物を傷つけたり、また資材が引裂かれて破れる恐れ等の問題が生じない。そして、１３デシテックス以上とすることにより、資材に良好な形態安定性を付与でき、上限を２０デシテックス以下にすることにより、敷設した資材内部の保温性をある程度確保できる。

また、５〜１０デシテックスの細繊度繊維を有することにより、保温性を向上させる。そして、細繊度繊維の単繊維繊度の下限を５デシテックスとすることにより過度に通気度が低下することなく適度な風抜け性も確保し、上限を１０デシテックスとすることで保温性を確保し、資材の機械的物性の向上にも寄与する。
上記した機能を効果的に発揮するには、太繊度繊維と細繊度繊維との質量比は、太繊度繊維／細繊度繊維＝３０／７０〜８０／２０が好ましい。

太繊度繊維と細繊度繊維とは、不織布中に混繊状態で混在していてもよく、また、一方の面に太繊度繊維が堆積してなるウェブとし、他方の面に細繊度繊維が堆積してなるウェブとする積層状態により両者が存在しているものであってもよく、積層状態により両者が存在しているものが好ましい。積層状態の不織布としたときは、べたがけシートとして敷設する際に、細繊度繊維側の面が農作物側に位置するように敷設し、柔軟性が良好な細繊度繊維が農作物に触れるようにすることが好ましい。

不織布を構成する繊維同士は、熱圧着部により熱接着固定され一体化している。熱圧着部では、芯鞘型複合繊維の鞘成分が溶融固化して接着成分として機能している熱接着部を形成している。熱圧着部は、熱エンボス加工あるいは超音波融着加工によって散点状の多数の熱融着部を形成するとよい。個々の熱圧着部の形状は円形、楕円形、菱形、三角形、織目形、井形、格子形など任意の形状であってよい。なお、不織布の柔軟性を考慮して、熱圧着部は連続線状であったり、個々の熱圧着部が非熱圧着部で分断されずに繋がっている形状のものではなく、個々の熱圧着部が非熱圧着部で分断され、散点状に存在していることが好ましい。個々の熱圧着部の面積は０．２〜３ｍｍ^２程度が好ましい。また、不織布の面積に対する熱圧着部の面積比率は、１０％以上３０％以下であることが好ましい。１０％未満では、本発明の目的である優れた機械物性と通気性と剛性を両立し難い。また、３０％を超えると、しなやかさを失う傾向となり取扱いにくく展張し難い。

上記した不織布の目付は１０〜３０ｇ／ｍ^２である。目付を１０ｇ／ｍ^２以上とすることにより、農業用資材として実用的な強度、保温性を確保することができ、一方、３０ｇ／ｍ^２以下とすることにより良好な通風性を維持するとともに、透光性も確保できる。

なお、不織布は、本発明の目的を阻害しない範囲で、親水剤、帯電防止剤など任意の剤が塗布等により付着していてもよい。

本発明の農業用被覆資材を構成する不織布は、以下の方法により製造できる。まず、不織布を構成する芯鞘複合連続繊維は、一般に使用されている芯鞘型複合紡糸口金を用いて溶融紡糸すればよい。例えば、溶融した熱可塑性重合体を紡糸孔へ導くための導入部分の上部で、溶融した鞘部の重合体の中央部分に溶融した芯部の重合体を注入するような構造を持ったものが多用されている。また、不織布は、いわゆるスパンボンド法により製造することができる。たとえば、空気圧を利用して連続繊維束を引き取りながら延伸し，コロナ放電等の方法で静電気的に開繊し、移動する捕集面上に堆積することでウエブ化した後、熱エンボス加工を施す。２種の繊度の異なる繊維が混合してなる混繊タイプとする場合は、紡糸口金として混繊タイプの口金を用い、適宜吐出量を調整して混繊タイプのウェブを得て、熱エンボス加工を施すとよい。また、２種の繊度の異なる繊維がそれぞれ多数堆積させてそれぞれの面を形成させる積層タイプとする場合は、繊度の異なるそれぞれのウェブを連続工程により積層堆積させて積層ウェブを得る、あるいは、それぞれのウェブをバッチ式で作成したものを積層して積層ウェブを得、この積層ウェブに熱エンボス加工を施すとよい。

引き取る際の牽引速度は、２０００〜５０００ｍ／分に設定することが好ましく、３０００〜５０００ｍ／分であることがさらに好ましい。牽引速度が２０００ｍ／分未満であると、糸条において、十分に分子配向が促進されず、得られる不織布の寸法安定性が劣りやすくなる。一方、牽引速度が５０００ｍ／分を超えると紡糸安定性に劣りやすくなる。

牽引細化した多数本の連続繊維は、公知の開繊器具にて開繊した後、スクリーンコンベアなどの移動式捕集面上に開繊、堆積させて不織ウエブを形成する。その後、この不織ウエブを熱エンボス装置に通して、熱エンボス加工を施して不織布とする。熱エンボス加工の際は、鞘部の重合体のみが溶融し、芯部の重合体は熱の影響を受けない温度や条件を設定して加工する。

本発明の農業用被覆資材は、べたがけシートとして用いることにより、特に機能を良好に発揮しうる。また、べたがけシート以外の被覆資材、例えば、直に被覆するのではなくトンネル状に被覆する資材やハウス内の天井部分等にカーテンのごとく被覆する被覆資材、地面を被覆するマルチング資材等の農業用被覆資材としても用いることができる。

本発明の農業用被覆資材は、柔軟性と保温性を保持しながらも、敷設時に風によって煽られることなく良好に形態維持できる適度な剛性も有し、特にべたがけ用シートとして好適に使用できる。

次に、実施例に基づき本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、実施例において、各特性値の測定を次の方法により実施した。
（１）目付（ｇ／ｍ^２）：１０ｃｍ×１０ｃｍの試料片１０点を作成し、標準状態における各試料片の質量（ｇ）を秤量し、得られた値の平均値を単位面積当たりに換算して、不織布の目付（ｇ／ｍ^２）とした。
（２）単繊維繊度（デシテックス）：顕微鏡を用いて繊維ウェブを観察し、５０本の繊維の繊維径をそれぞれ測定し、密度補正して求めた繊度の平均値を単糸繊度（デシテックス）とした。
（３）引張強力（Ｎ／５ｃｍ幅）および伸度（％）：幅５ｃｍ×長さ２０ｃｍの試験片を１０個準備し、定速伸長型引張試験機（オリエンテック社製、商品名「ＵＴＭ−４−１−１００」）を用いて、ＪＩＳ−Ｌ−１９１３に準じて測定した。このときの条件は、つかみ間隔が１０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分であった。伸張−荷重曲線を描き、得られた伸長−荷重曲線から、求められる最大荷重時の強さ（Ｎ／５ｃｍ幅）を測定し、１０点の平均値を引張強力とした。また、最大荷重時の伸びを測定し、この伸びから伸度を求めて、１０点の平均値を伸度（％）とした。
（４）風抜け性：不織布から１５０ｍｍ（ＭＤ）×１５０ｍｍ（ＣＤ）の試験片を３０点採取した。採取した試験片６枚を重ね、その重ねた試験片（５点）を測定用試験片として用い、ＪＩＳＬ１０９６に記載のＡ法(フラジール法)で通気度〔ｃｍ³／ｃｍ²／秒〕を測定した。各試験片の通気度の平均値を求め、小数点第１位を四捨五入して不織布の風抜け性として下記の基準により評価した。
○：２５０〔ｃｍ³／ｃｍ²／秒〕以上
△：１５０〔ｃｍ³／ｃｍ²／秒〕以上２５０〔ｃｍ³／ｃｍ²／秒〕未満
×：１５０〔ｃｍ³／ｃｍ²／秒〕未満
（５）保温性：試験場にて、夜間の平均気温が５℃以下の時期に２週間被覆し、ネギの生育具合を観察し、３段階評価を行った。
○：生育が、露地栽培よりも顕著に促進されている。
△：生育が、露地栽培よりは促進されている。
×：路地栽培と同等

実施例１
芯部に配するポリエステル系重合体として、融点が２５８℃、固有粘度が０．７０のポリエチレンテレフタレートを使用した。鞘部に配するポリオレフィン系重合体として、融点が１２８℃、メルトインデックス値が２５ｇ／１０分の高密度ポリエチレンを使用した。鞘／芯＝３５／６５（質量比）となるように個別に計量した後、個別のエクトル−ダー型押出機を用いて溶融し、芯鞘形複合断面となるように溶融紡糸した。その紡糸糸条を冷却した後、エアーサッカーにより３５００ｍ／分の速度で引き取り、公知の開繊器にて開繊させ、移動する捕集面上に捕集・堆積させて連続繊維からなる不織ウエブとした。得られた芯鞘型複合連続繊維の単繊維繊度は１５ｄｔｅｘ（太繊度繊維）であった。さらに、同様の方法で、吐出量を変えて、単繊維繊度が７ｄｔｅｘの細繊度の芯鞘型複合連続繊維からなる不織布ウエブを得た。

得られたそれぞれの不織ウエブについて、太繊度繊維からなる不織ウェブ（目付約８ｇ／ｍ^２）と細繊度繊維からなる不織ウェブ（目付約７ｇ／ｍ^２）とを積層し、エンボスロールとフラットロールとからなる熱エンボス装置に通して熱圧着部を形成し、目付が１５ｇ／ｍ^２の不織布を得た。熱エンボス装置については、エンボスロールは、柄：六角形のポイント柄（個々の面積０．８ｍｍ^２）、圧接面積率：１５％であり、両ロールのロール設定温度：１２３℃の条件で熱圧接した。

比較例１
実施例１において、太繊度繊維の連続繊維みからなるウェブ（目付１５ｇ／ｍ^２）のみを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の不織布を得た。

比較例２
実施例１において、細繊度繊維の連続繊維みからなるウェブ（目付１５ｇ／ｍ^２）のみを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の不織布を得た。

得られた実施例１、比較例１、２の不織布の物性を表１に示す。

実施例１の不織布は、実用的な強伸度、保温性、風抜け性を有するものであった。また、保温性評価における試験場での敷設時にも、風によりシートが煽られることはなかった。

一方、比較例１は、風抜け性は優れるものの強度が劣るものであり、また、実施例を比較して保温性に劣るものであった。

比較例２は、保温性、強度は優れるものの、実施例１と比較して風抜け性に劣っていた。したがって、被覆した際に風に煽られることによりバタツキが懸念されるものであり、保温性評価における試験場での敷設時に、風によってシートが煽られていた。

Claims

芯鞘型複合連続繊維により構成される不織布からなる農業用被覆資材であり、
該不織布の目付が１０〜３０ｇ／ｍ^２であり、
該繊維の芯部がポリエステル系重合体、鞘部がポリオレフィン系重合体からなり、鞘部の重合体の融点が芯部の重合体の融点よりも４０℃以上低く、
不織布は、単繊維繊度が１３〜２０デシテックスの太繊度繊維と単繊維繊度が５〜１０デシテックスの細繊度繊維の２種の繊度の異なる芯鞘型複合連続繊維によって構成され、
構成繊維同士は、熱圧着部により一体化しており、該熱圧着部の面積率が１０〜３０％であることを特徴とする農業用被覆資材。
不織布の一方の面は太繊度繊維が堆積してなり、他方の面は細繊度繊維が堆積してなることを特徴とする請求項１記載の農業用被覆資材。
不織布を構成する太繊度繊維と細繊度繊維との質量比が、太繊度繊維／細繊度繊維＝３０／７０〜８０／２０であることを特徴とする請求項１または２記載の農業用被覆資材。
請求項１〜３のいずれか１項記載の農業用被覆資材により構成され、農作物あるいは苗に直に触れるように覆って敷設するシートであることを特徴とするべたがけシート。