JPH11206257A - 育苗マット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マットの吸水能力が大きく、浸漬して均一な発
芽を促し、苗がマットに充分保持され、且つ、自然界に
放置しても自然分解され、焼却しても燃焼熱量が小さ
く、窒素酸化物などの有害物質の発生もない育苗マット
を得る。 【解決手段】ポリ乳酸繊維からなるステープルとポリカ
プロラクトンのステープルを所定の割合で均一に配合
し、混合されたステープルがマットの上下表面に対して
垂直方向に配置されたものを所定の温度で加熱し、ステ
ープルを立体的に融着させた育苗マット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自然界に放置しても
環境汚染がなく、焼却しても窒素酸化物などの有害物質
の発生もなく、燃焼熱も小さい地球環境の負荷低減に寄
与する生分解性繊維から構成された、所定の立方体また
は直方体に分離可能な育苗マットに関するものであり、
発芽した種子の根が極めて成長しやすい構造からなる水
耕栽培用育苗マットに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、従来の農業方法と対比して水耕栽
培法による作物の生産が盛んに行われてきている。水耕
栽培は周知のごとく吸水性の培地に成育に必要な養分を
含んだ培養液を供給し、予め培地に成育されている作物
を育成する方法である。水耕栽培はその栽培方法の特性
からシーズンに依存することなく年間を通じて生産可能
なこと、従来の土壌法と異なり病害虫の予防が容易であ
ること、作物の均一性が得られやすいことなど数多くの
メリットがあげられており、急速に拡大しつつある。

【０００３】水耕栽培は、現在、Ｍ式水耕プラント、Ｎ
ＦＴ水耕システムプラントをはじめ数多くの方式が採用
され、それに伴い播種、育苗、定植用材は栽培作物の種
類も絡み、水苔、ヤシガラなどの植物体、ロックウール
をはじめとする鉱物質材料、プラスチック加工体など数
多くの素材が使用されている。

【０００４】しかし、葉菜類の栽培はその栽培効率から
単位面積当たりの栽植株数がきわめて多い。従って、定
植に供する育苗マットは一般に図１に例示したように、
所定の立方体または直方体に分離可能なマットが専ら使
用されており、該マット表面に種子を所定粒数播くか、
均一に播きつけて発芽、成長させる。所望の大きさまで
作物が成長すると、図２に例示したような定植パネルの
穴に育苗マットを小片に切り離しながら１個ずつ差し込
んだ後、定植パネルを培養液に接触させ水耕栽培を行う
のが通常である。

【０００５】この育苗マットに使用される素材は、一般
的にはウレタンが用いられてきた。該ウレタン育苗マッ
トは、安価に工業的に量産可能で、且つ、育苗された苗
はマットを個体に分離しながら定植パネルに定植され
る。育成後は株元に該マットがついたまま収穫、出荷さ
れるので、該マットを除去する必要もなく作業性はきわ
めて良好である。例えば、Ｍ式水耕プラントでは、葉菜
類の栽培でミツバで年１０回、ネギで年７回の収穫が可
能と言われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、該ウレタン育
苗マットは数多くの課題を抱えている。例えば、該ウレ
タン育苗マットは、通常、発泡した泡は、連結孔ではな
く独立気泡の状態でウレタン樹脂中に分散して存在する
ため、水または培養液に浸漬しても泡の中には該液は浸
入しない。従って、該ウレタン育苗マットの上表面に播
種しても水分または培養液が上表面まで吸いあげられ難
いため、発芽しにくい欠点を有する。この欠点を改善す
べく該ウレタン育苗マットに上下表面に対して垂直に貫
通する切れ込みを入れて水または培養液の毛細管現象に
よる吸水または吸液を図っているが充分とは言えないの
が現状である。更に言えば、発芽した根が本来ならマッ
トを貫通して伸びるのが好ましいが該ウレタン育苗マッ
トは貫通部がマットの切れ込みしかないため、根が切れ
込みの中を伸びる場合を除いて根の発育に伴って苗が上
方に持ち上がり倒れてしまう欠点もある。

【０００７】更に、昨今地球環境汚染の改善が叫ばれて
いるが、該ウレタン育苗マットを使用して水耕栽培され
た作物はそのまま消費者に渡るため、該ウレタン育苗マ
ットは回収されず埋め立て又は焼却される場合が多く、
埋め立てでは分解しにくく環境汚染の一因となり、焼却
では窒素酸化物の発生による大気汚染の懸念がある。

【０００８】一方、ウレタン発泡体に代わる素材として
ポリエチレンテレフタレート、ナイロンをはじめとする
合成繊維の不織布からなる育苗マットが考えられるが、
通常の水耕栽培に使用される育苗マットの厚みは２５ｍ
ｍ以上あるため、厚みが大きく均一な嵩密度を有する不
織布をメルトブローン方式、スパンボンド方式、ニード
ルパンチ方式等にて製造することは非常に困難である。

【０００９】もし、これら合成繊維からなる厚みが大き
く、且つ、均一な密度を有する不織布が安価に得られる
ならば、この不織布は毛細管現象による吸水能力が大き
いので優れた育苗マットとして充分に期待できる。

【００１０】更にまた、合成繊維のウェブを接着剤によ
り点接着し、嵩高で均一な密度を有する育苗マットを製
造することも考えられるが、該方法は一般に接着剤に使
用される溶剤を充分に除去する必要がありコスト高を招
くと共に食用葉菜を水耕栽培するには充分な安全管理が
必要である。

【００１１】また、該育苗マットは作物と共に消費者に
わたり、該育苗マットはゴミとして廃棄されるが、自然
界に放置または埋め立てされても自然分解しないと言う
課題を残している。

【００１２】本発明は、かかる欠点を解決した育苗マッ
ト、即ち、マットの吸水能力が大きく、ウレタン発泡マ
ットのごとく該マットが水または培養液に浮くこともな
く浸漬して均一な発芽を促し、発芽した種子の根がマッ
トの上表面から下表面に向かってほぼ垂直方向に伸びや
すく、そのため苗がマットに充分保持され、且つ、自然
界に放置しても自然分解され、焼却しても燃焼熱量が小
さく、窒素酸化物などの有害物質の発生もない地球環境
の負荷低減に寄与する生分解性繊維から構成された、所
定の立方体または直方体に分離可能な育苗マット及びそ
の製造方法を提案することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は生分解繊維の中
では高い融点を有するポリ乳酸繊維からなるステープル
とポリカプロラクトンのステープルを所定の割合で均一
に配合し、混合されたステープルがマットの上下表面に
対して垂直方向に配置されたものを所定の温度で加熱
し、ステープルを立体的に融着させ、均一で嵩高な育苗
マットを提供するものである。

【００１４】即ち本発明は、（Ａ）ポリ乳酸ステープル
と（Ｂ）ポリカプロラクトンステープルからなる、積層
した不織布を熱融着させて得られる所定の立方体または
直方体に分離可能な水耕栽培用育苗マットであって、
（Ａ）が融点１５０℃以上のポリ乳酸からなる単糸繊度
が５〜３０デニールのステープルであって、（Ｂ）が単
糸繊度１〜２０デニールのステープルであって、
（Ａ）：（Ｂ）＝１：１〜１：０．０５の割合で実質上
均一に分散、配合されていて、不織布の積層方向がマッ
トの水平面に対して平行であり、嵩密度が０．００５〜
０．０５ｇ／ｃｍ³ である事を特徴とする水耕栽培用育
苗マット、である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の育苗マットを構成する
（Ａ）の融点１５０℃以上のポリ乳酸ステープルにはモ
ノマー換算で乳酸に対して４モル％以下の共重合成分を
添加することが可能であり、例えばグリコール酸などの
ヒドロキシカルボン酸、グリコール及びジカルボン酸、
カプロラクトン、Ｄ体乳酸モノマーまたは数量体などが
ありいずれの化合物でも使用可能である。

【００１６】更に、柔軟性などの繊維性能改善のため、
ポリエチレングリコール、ポリエチレンアジペート、ポ
リブチレンアジペートなどの生分解性の高分子体をブレ
ンドすることも可能である。

【００１７】該ステープルの単糸繊度は５〜３０デニー
ルである。好ましくは１０〜２０デニールである。５デ
ニール未満では得られるマットの組織が緻密になり発芽
した種子の根の発育の妨げとなる。また、３０デニール
を超えると得られるマットが剛直となりすぎて取扱い上
好ましくない。

【００１８】一方、（Ｂ）のポリカプロラクトンは繊維
形成能を持つ樹脂であればいかなる品種でも使用可能で
ある。使用されるポリカプロラクトンステープルの単糸
繊度は１〜２０デニールが必要で、好ましくは２〜７デ
ニールである。１デニール未満では糸の生産性が悪く、
且つ、接着強度が小さく剥離強度が低下する傾向があり
好ましくなく、２０デニールを超えると接着強度は良好
であるが接着点が少ないため剥離強度が低下する。

【００１９】（Ａ）ポリ乳酸ステープルと（Ｂ）カプロ
ラクトンステープルの配合比率は１：１〜１：０．０
５、好ましくは１：０．４〜１：０．０５、更に好まし
くは１：０．２５〜１：０．１である。カプロラクトン
ステープル量がポリ乳酸ステープル量を超えると使用上
の効果は充分であるが、商業的に高価となるため好まし
くなく、カプロラクトンステープル量が１：０．０５未
満では接着点が減少し剥離強度が低下するので好ましく
ない。

【００２０】本発明の育苗マットを製造する時には、予
め所定の割合で混合させたポリ乳酸ステープルとポリカ
プロラクトンステープル混合物から不織布を作製し、こ
れを幾重にも積層させることにより嵩高な不織布塊状物
を得る。

【００２１】不織布を積層する際には不織布の積層方向
が、最終的に得られる育苗マットの水平面に平行である
ことが肝要である。ここでいう不織布の積層方向とは、
不織布平面の法線方向の事である。不織布をこのような
方向に積層して得られる育苗マットは溶液に浸した時に
優れた浸漬性を有し、また発芽した種子の根がマット内
をまっすぐに成長しやすいので好ましい。

【００２２】本発明の育苗マットを製造する際には、所
定の割合で均一に配合したステープル混合物からなる不
織布積層体を加熱媒体で熱処理して立体的で形状安定性
の良い不織布塊を製造するが、熱処理温度はカプロラク
トンの融点以上使用するポリ乳酸の融点以下でよいが実
際上は７０〜１２０℃が好ましく使用される。処理温度
は、樹脂の加水分解による劣化を防ぐために可能な限り
低温が好ましい。

【００２３】加熱媒体は使用するポリエステルを侵さな
い媒体であればいずれでも良いが、加熱空気、水蒸気が
安全性、経済性の面から使用される。加熱処理時間は、
使用する繊維構成、配合比率などにより決定されるので
一義的ではないが５〜１５分が目安となる。

【００２４】本発明の育苗マットの嵩密度は０．００５
〜０．０５ｇ／ｃｍ³ である。好ましい嵩密度の範囲は
０．００８〜０．０３ｇ／ｃｍ³ である。嵩密度が０．
００５ｇ／ｃｍ³ 未満では根の成長は良好であるが育苗
マットとしての形状を保ちにくく作業に支障を来すおそ
れがあり、０．０５ｇ／ｃｍ³ を超えると育苗マット形
状は問題ないが組織が緻密となり発芽した種子の根がマ
ットの上表面より下表面に向かって自由に伸長しにくい
ので好ましくない。

【００２５】また、本発明の育苗マットを構成する分離
可能な所定の立方体または直方体の上表面のほぼ中央部
に窪みを設けることにより、種蒔きされた種子の安定し
た定着化を図ることができるので好ましい。

【００２６】本発明のマットを形成するステープルには
酸化チタン、カーボンのような無機顔料または有機染
料、有機顔料を添加することは可能であり、またヒンダ
ードフェノール化合物等の抗酸化剤、ゼオライト銀また
は銅塩、水溶性ガラスの銀イオン配合物などの抗菌剤、
更には紫外線吸収剤を添加してもよい。更に他の繊維素
材を混合して使用することも可能である。

【００２７】本発明の水耕栽培用育苗マットは主として
葉菜作物の栽培に使用され、該作物は育苗マットを付け
たまま市場に出荷され消費者に購買される。該育苗マッ
トは最終的には生ゴミとして廃棄され、大部分焼却か埋
め立てにて処理される。本発明の育苗マットは、焼却さ
れても窒素酸化物が発生せず、他の素材に比して燃焼熱
量が小さいこと、埋め立て処理されても微生物等により
分解され易いこと等から他の素材に較べて地球環境に与
える負荷が小さい。

【００２８】

【実施例】水耕栽培用育苗用マットの製造方法について
は、以下に一例を示すがこれになんら拘束されるもので
はない。

【００２９】実施例１、比較例１ 融点１７２℃のポリ乳酸からなる単糸繊度１５デニー
ル、カット長５１ｍｍ、捲縮数８〜１０個／インチのス
テープル８５部と、ポリカプロラクトンからなる単糸繊
度３デニール、カット長５１ｍｍ捲縮数１０〜１５個／
インチのステープル１５部とを均一混合し、カード機に
て２０ｇ／ｍ² のウェブを作製しクロスレイヤーにて幾
重にも積層する。積層したウェブを所定の厚さに圧縮し
てセッター釜に挿入し７０℃の温度にて１０分間熱セッ
トをし、その後冷却して嵩密度０．０１３ｇ／ｃｍ³ の
縦９２ｃｍ、横９０ｃｍ、高さ８５ｃｍの不織布塊状物
を得た。該塊状物をスライスカッターにて繊維方向がマ
ットの上下表面に対して垂直方向となるように厚さ３０
ｍｍにカットした。得られたマットを高さ方向に一部が
残るように工夫された升目状のカッターにて縦、横各々
２５ｍｍの直方体に分離可能な縦２５０ｍｍ、横５００
ｍｍの水耕栽培用育苗マットを得た。

【００３０】該育苗マットを縦２７０ｍｍ、横５３０ｍ
ｍ、高さ５０ｍｍの容器に表面が水平になるように静置
し、各直方体の上表面にビタミン大根の種子（トーホク
社製）１粒ずつを乗せた後、水を静かに注入し水レベル
を２７〜２８ｍｍに保持し、温度２０〜２３℃、直射日
光の当たらない半日陰の場所に５日間保持した。該育苗
マットは水を容器に注入しても水より浮き上がることは
なく、水を充分に吸水し種子のある上表面も湿潤してい
た。２日目より発芽し始め、根は該育苗マットの上表面
よりした表面に向かって成長しているのが観察され、５
日後には９５％の直方体で成長した根が該育苗マットを
貫通し、苗が倒れていたのは１％の直方体だけであっ
た。各直方体を切り離し、発芽した苗を持ち上げても該
育苗マットから離れることはなく、根はしっかりと直方
体を保持していた。

【００３１】同様の方法によりウレタン発泡育苗マット
の評価を行ったが、水を注入したところでマットが水よ
り浮き上がってしまった。そこで充分に水に湿らせて実
験を再開した。発芽状況は本発明と同程度であったが、
根の成長と共に発芽部分が持ち上がり倒れる苗が多数発
生した。５日後の時点で根が該育苗マットを垂直方向に
貫通した割合は５２％、苗が倒れた割合は２８％であっ
た。それ以外のマットでは種子が発芽しなかった。

【００３２】更に、使用後の育苗マットを活性汚泥中に
浸漬して微生物による分解の度合いを検討した。６ケ月
間後、本発明の育苗マットは分解して殆ど形態がなくな
っていたが、ウレタン発泡育苗マットは殆ど分解されず
に元の形態をとどめていた。

【００３３】実施例２、比較例２ Ｄ体で乳酸換算値４モル％を共重合した融点１５３℃の
ポリ乳酸を使用する以外は実施例１と同様な操作を行い
水耕栽培用育苗マットを得た。該マットの各直方体の上
表面にミツバの種子を１直方体に対して１０粒前後播種
した後、実施例１と同様な操作を実施した。２日目より
発芽し始め、根は該育苗マットの上表面より下方向に成
長しているのが観察され、発芽部分が倒れている苗は殆
ど見られなかった。一方、比較対照としてウレタン発泡
育苗マットを使用した試験では、発芽状況は本発明品と
同程度であったが、根の成長と共に発芽部分が持ち上が
り倒れる苗が多数発生した。倒れた苗は根が該育苗マッ
ト中に充分には伸びていなかった。

【００３４】

【発明の効果】本発明の水耕栽培用育苗マットを使用す
れば、発芽した苗の根が該育苗用マットの垂直方向へ伸
びやすく、貫通するので定植した後も作物の成長が充分
に行われる。また、本発明の水耕栽培用育苗マットは使
用後焼却しても窒素酸化物のような有害物質の発生もな
く燃焼熱も低い。また、埋め立てても自然界中で生分解
され、環境汚染を起こしにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水耕栽培用育苗用マットの一例

【図２】水耕栽培用定植パネルの一例

【符号の説明】

１０ 本発明の一実施態様 ２０ 定植パネルの一例 ２１ 育苗マットの定植用穴

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）ポリ乳酸ステープルと（Ｂ）ポリ
   カプロラクトンステープルからなる、積層した不織布を
   熱融着させて得られる所定の立方体または直方体に分離
   可能な水耕栽培用育苗マットであって、（Ａ）が融点１
   ５０℃以上のポリ乳酸からなる単糸繊度が５〜３０デニ
   ールのステープルであって、（Ｂ）が単糸繊度１〜２０
   デニールのステープルであって、（Ａ）：（Ｂ）＝１：
   １〜１：０．０５の割合で実質上均一に分散、配合され
   ていて、不織布の積層方向がマットの水平面に対して平
   行であり、嵩密度が０．００５〜０．０５ｇ／ｃｍ³ で
   ある事を特徴とする水耕栽培用育苗マット。
2. 【請求項２】 （Ａ）の単糸繊度が１０〜２０デニール
   であることを特徴とする請求項１記載の水耕栽培育苗用
   マット。
3. 【請求項３】 （Ａ）：（Ｂ）＝１：０．４〜１：０．
   ０５である請求項１または２記載の水耕栽培用育苗マッ
   ト。
4. 【請求項４】 嵩密度が０．００８〜０．０３ｇ／ｃｍ
   ³ であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載
   の水耕栽培用育苗マット。
5. 【請求項５】 マットの上部中央に窪みが設けられてい
   ることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の水耕
   栽培用育苗マット。