(57)【要約】【課題】  低コストで環境面にも考慮した植生マットであって、さらに優れた保型性および作業性を併せ持ち、田植え機におけるフィンガーのトラブルが発生しにくいものを提案することを課題とする【解決手段】  植物性粒状物と複合バインダー繊維とからなる植生マットであり、複合バインダー繊維は、高融点成分であるポリ乳酸と、低融点成分であるポリアルキレンサクシネートに乳酸が共重合した重合体とで構成され、植生マットは、低融点成分の溶融または軟化により植物性粒状物同士が接着されて、全体として一体化していることを特徴とする生分解性植生マット。  低融点成分においては、ポリアルキレンサクシネートに乳酸が１〜６モル％共重合した重合体であることが好ましい。  また、複合バインダー繊維が、高融点成分を芯部、低融点成分を鞘部に配した芯鞘型複合バインダー繊維であり、高融点成分と低融点成分との融点差が５０℃以上であることが好ましい。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物性粒状物と複合バインダー繊維とからなる植生マットであり、複合バインダー繊維は、高融点成分であるポリ乳酸と、低融点成分であるポリアルキレンサクシネートに乳酸が共重合した重合体とから構成され、植生マットは、低融点成分の溶融または軟化により植物性粒状物同士が接着されて、全体として一体化していることを特徴とする生分解性植生マット。
【請求項２】
複合バインダー繊維を構成する低融点成分において、ポリアルキレンサクシネートに乳酸が１〜６モル％共重合していることを特徴とする請求項１記載の生分解性植生マット。
【請求項３】
複合バインダー繊維が、高融点成分を芯部、低融点成分を鞘部に配した芯鞘型複合バインダー繊維であり、高融点成分と低融点成分との融点差が５０℃以上であることを特徴とする請求項1または２記載の生分解性植生マット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水稲などの作物の苗を育苗したり、あるいは緑化用植物を植生する時に用いられる所謂苗床で、生分解性能を有する生分解性植生マットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水稲などの作物の苗や、植物の苗を育苗する際、苗床を使用することが多く、一般的に、苗床の床土としては土壌培土が用いられていた。ところがこのような土壌培土には良質の土が求められコストが高いという問題があった。
【０００３】
このような土壌培土に代わって樹皮、パルプチップ、オガクズなどを堆肥化したバーク堆肥、あるいはこれらに類似の堆肥物、籾殻、切断わらなどのような所謂植物性粒状物を親水性ウレタンプレポリマーあるいはポリビニルアルコール、デンプンなどで結合させ蒸発乾固させた苗床が特許文献１に提案されている。しかしながら、このような樹脂結合剤等を使用した苗床は、蒸発乾固に時間がかかるため、やはりコストが高いという問題があった。さらに、乾固した苗床は、硬質であることから衝撃に弱く、破損しやすいため、取り扱いが困難であり、作業性が悪い。また、実際の使用においては、逆に、育苗のために水分を含ませるともろくなりすぎて、保型性に劣るという問題があり、自動田植え機にセットして移植作業を実施しようとしても、装置のフィンガーにより掴み取りにくく作業性に劣るものであった。
【０００４】
上記問題を解決するものとして、籾殻と芯鞘型バインダー繊維を混合、加熱成形した育苗用培土が、特許文献２に提案されている。特許文献２に記載の育苗用培土は、籾殻を芯鞘型バインダー繊維によって接着しているため、保型性に優れるというものである。そして、芯鞘型バインダー繊維が、土壌中で微生物により分解するものであれば、環境面からも良好であるとして、芯鞘型バインダー繊維として、生分解して長期の間には圃場で分解するビオノーレ（昭和高分子社製）を使用することが提案されている（特許文献２）。
【０００５】
しかし、提案されている生分解性を有する芯鞘型バインダー繊維は、鞘部は９０℃で軟化，溶融し、芯部は１１５℃で軟化溶融するものである。この場合、籾殻と、この芯鞘型バインダー繊維とを混合後、加熱成形時に、加熱温度を９０℃以上１１５℃未満という狭い温度幅内でコントロールすることは実際上、困難であり、鞘部を十分に軟化，溶融させるためには、芯部も熱の影響を受けてしまう。そして、芯部と鞘部の両方が軟化，溶融してしまい、芯部（繊維形態）が残らないため、結果として得られる育苗用培土は保形性が劣り、運搬、田植機への装填が困難で、作業性が劣ることとなる。
【０００６】
このように、植生マットの性能開発の進捗において、低コストで環境面にも考慮した生分解性を有する植生マットは提案されているが、さらに優れた保型性および作業性を併せ持つものは、いまだ提案がなされていない。
【０００７】
本件出願人は、安価で簡単に製造でき、生分解性を有し、かつ運搬時あるいは作業時の取扱性が良好な植生マットとして、植物性粒状物と、高融点と低融点のポリ乳酸からなる複合繊維とを混合し、低融点のポリ乳酸により、熱接着、保型してなる植生マットを提案している（特許文献３）。ポリ乳酸は、その化学構造上硬い性質を有しているため、得られる植生マットも全体として硬いものとなり、自動田植え機にて移植する際、田植え機に備えられたフィンガーによる掻き取りによって裁断されにくく、移植作業が連続して行えない場合がある。
【特許文献１】特公昭５６−１８１６５号公報
【特許文献２】特開２０００−３２４９４５号公報  特許請求の範囲、段落番号００１３、００１４
【特許文献３】特開２００１−３３３６３６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、低コストで環境面にも考慮した植生マットであって、さらに優れた保型性および作業性を併せ持ち、上記のような田植え機による移植作業が良好に行えるものを提案することを課題とする。
【０００９】
本発明者は、前記課題を達成すべく検討したところ、低融点成分（接着成分）として柔軟性の高い特定の重合体を採用することで、課題を達成できることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、植物性粒状物と複合バインダー繊維とからなる植生マットであり、複合バインダー繊維は、高融点成分であるポリ乳酸と、低融点成分であるポリアルキレンサクシネートに乳酸が共重合した重合体とから構成され、植生マットは、低融点成分の溶融または軟化により植物性粒状物同士が接着されて、全体として一体化していることを特徴とする生分解性植生マットを要旨とするものである。
【００１１】
以下、本発明について、詳細に説明する。
【００１２】
本発明の生分解性植生マットを構成する植物性粒状物としては、籾殻、樹皮、パルプチップ、オガクズ、裁断わらなど植物由来の粒状物であれば特に限定されるものではない。
【００１３】
本発明に用いる複合バインダー繊維は、高融点成分と低融点成分とから構成され、ポリ乳酸を高融点成分、ポリアルキレンサクシネートに乳酸が共重合した重合体を低融点成分とする。
【００１４】
高融点成分であるポリ乳酸としては、ポリＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸の共重合体であるポリＤＬ−乳酸、あるいはポリＬ乳酸とポリＤ乳酸の混合物（ステレオコンプレックス）等が挙げられる。ポリＤＬ−乳酸を用いる場合のＤ−乳酸とＬ−乳酸の共重合比（Ｄ−乳酸／Ｌ−乳酸）は、１００／０〜９５／５、５／９５〜０／１００であるとよい。上記共重合比を採用することで、結晶性が高く、高融点成分と低融点成分との融点差を十分に確保できるため、熱処理の際に設定温度の幅を十分に取ることができ、高融点成分が熱の影響を受けにくく、低融点成分のみを十分に溶融させて、接着性が良好で保型性に優れた植生マットを得ることができる。
【００１５】
本発明に用いるポリ乳酸は、耐久性の向上を目的として、脂肪族アルコール、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物、エポキシ化合物などの末端封鎖剤が添加されたものであってもよい。また、ポリ乳酸には、本発明の目的を損なわない範囲で、ε−カプロラクトン等の環状ラクトン類、α−ヒドロキシ酪酸、α−ヒドロキシイソ酪酸、α−ヒドロキシ吉草酸等のα−オキシ酸類、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール等のグリコール類、コハク酸、セバシン酸等のジカルボン酸類が含有されていてもよい。
【００１６】
低融点成分であるポリアルキレンサクシネートに乳酸が共重合した重合体は、熱接着成分として機能するものであるので、前記したポリ乳酸の融点よりも低い融点を有するものである。
【００１７】
ポリアルキレンサクネートとしては、エチレンサクシネート、ブチレンサクシネート、プロピレンサクシネート等の、エチレングリコール、ブタンジオール等のアルキレンジオールとコハク酸を共重合したものである。また、本発明の目的を損なわない範囲で、上の繰り返し単位に、ε−カプロラクトン等の環状ラクトン類、α−ヒドロキシ酪酸、α−ヒドロキシイソ酪酸、α−ヒドロキシ吉草酸等のα−オキシ酸類、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール等のグリコール類、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、リンゴ酸等のジカルボン酸類を共重合させてもよいが、これらの共重合量は３０モル％以下の範囲であることが好ましい。
【００１８】
低融点成分は、ポリアルキレンサクシネートに乳酸が共重合されているものであるが、乳酸が共重合していることによって、低融点成分と高融点成分（ポリ乳酸）との相溶性が飛躍的に良化する。両者の相溶性が低い場合、植物性粒状物と複合バインダー繊維とを混合後、熱処理を施した際に、溶融した低融点成分が、高融点成分との界面を小さくするために、流動して島状に凝集するという現象が起こるため、接着強力が低くなり、結果、植生マットの保型性に劣る傾向となる。本発明の複合バインダー繊維では、低融点成分を構成する重合体において、乳酸を含有させることで、すなわち、高融点成分であるポリ乳酸と共通の成分を含有させることにより、低融点成分である重合体と高融点成分であるポリ乳酸との相溶性が良化し、前述のような現象が起こりにくく、接着強力が向上し、植生マットの保型性が向上し、取扱い性、作業性に優れる。
【００１９】
低融点成分において、ポリアルキレンサクシネートに共重合する乳酸は、１モル％〜６モル％であることが好ましい。共重合する乳酸が１モル％未満であると、高融点成分（ポリ乳酸）との相溶性が十分に良化せず、上記の効果が得られにくい。一方、共重合する乳酸が６モル％を超えると、高融点成分（ポリ乳酸）との相溶性はより良好となるが、ポリアルキレンサクシネートの本来有する柔軟性が損なわれ、得られる植生マットは必要以上に固くなり、田植機の掻き取りによって裁断されないにくくなり、移植作業が連続して行えない場合もある。
【００２０】
なお、ポリアルキレンサクシネートに共重合する乳酸は、Ｌ−乳酸であっても、Ｄ−乳酸でもよい。また、乳酸は、モノマー単位で共重合してなるものを基本とするが、本発明の効果を損なわない範囲でオリゴマー単位（２個〜１０個程度）のものが一部含まれていてもよい。
【００２１】
低融点成分の融点は、１２０℃以下であることが好ましい。植生マットを作成する際、熱処理前に種籾等の種子を熱処理前のマット内に含有させることが、マット内に種子を良好に保持できるため好ましく、熱処理時の熱によって、マット内の種子に熱によるダメージを受けにくくすることが好ましい。すなわち、低融点成分の融点が１２０℃を超えると、熱接着のための熱処理温度もそれ以上（融点より２０℃程度高い温度）に設定することを要し、このような高温で処理することによって、種子が熱の影響を受けて発芽しない等の恐れがあるからである。一方、低融点成分の融点の下限は特に限定されないが、繊維の製造上、融点が低くなると紡糸や延伸時の密着等が発生しやすくなるため、９０℃程度が現実的である。
【００２２】
複合バインダー繊維を構成する高融点成分と低融点成分との融点差は、５０℃以上であることが好ましく、融点差を５０℃以上とすることにより、熱処理の際に設定温度の幅を十分に取ることができ、高融点成分が熱の影響を受けにくく、低融点成分のみを十分に溶融させて、接着性が良好で保型性に優れた植生マットを得ることができる。
【００２３】
複合バインダー繊維の複合形態は、低融点成分が熱処理の際に接着成分として機能するような形態であれば、特に限定されず、芯鞘型、貼合型、分割型等の複合形態が挙げられる。中でも、高融点成分を芯部、低融点成分を鞘部に配した芯鞘型の複合バインダー繊維であることが、植生マットの保型性の点で好ましい。また、高融点成分と低融点成分との複合比率については、植生マットの保型性を考慮すると、高融点成分／低融点成分（容積比）は３０／７０〜７０／３０が好ましい範囲である。
【００２４】
また、複合バインダー繊維の形状は、円形断面に限定されるものではなく、扁平形、多角形、多葉形、ひょうたん形、アルファベット形、その他各種の非円形（異形）などであってもよい。
【００２５】
さらに、複合バインダー繊維を構成する重合体には、目的に応じて、各種顔料、染料、撥水剤、吸水剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、金属粒子、結晶核剤、滑剤、可塑剤、抗菌剤、香料その他の添加剤を混合、添加してもよい。
【００２６】
複合バインダー繊維は、芯部にポリ乳酸、鞘部がポリアルキレンサクシネートを主たる繰り返し単位とし、これに乳酸が共重合した重合体となるように、両成分を常法によって複合紡糸することにより得られる。すなわち、まず、両重合体を、複合口金を用いて、従来公知の溶融複合紡糸法で溶融紡糸し、横吹付や環状吹付等の従来公知の冷却装置を用いて、吹付風により冷却した後、油剤を付与し、引き取りローラを介して未延伸糸として巻取機に巻取る。巻取った未延伸糸は、公知の延伸機にて周速の異なるローラ群間で延伸し、押し込み型の捲縮機などで捲縮を付与した後に、ＥＣカッターなどのカッタ−で目的とする長さに切断すればよい。
【００２７】
本発明の植生マットは、植物性粒状物と複合バインダー繊維とからなり、複合バインダー繊維を構成する低融点成分の溶融または軟化により植物性粒状物同士が接着されて、全体として一体化している。
【００２８】
植生マットにおいて、複合バインダー繊維の混合比率は、質量比で１％〜５０％程度の範囲が好ましい。１％未満であると、植物性粒状物同士が十分に接着されず、保型性、形態保持性に劣るものとなり、一方、混合比率が５０％を超えると、植生マットが固くなりすぎ、マットの空隙内に根が入りにくくなり、根上がりの現象が発生しやすく、苗の育成が悪くなる。また、田植機の掻き取りによって裁断されない場合があり、移植作業が連続して行えないという問題が発生しやすくなる。
【００２９】
本発明の植生マットは、植物性粒状物と複合繊維とを所定の割合で攪拌混合し堆積させ、低融点成分のみが溶融または軟化する温度で熱処理することで、容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、植物性粒状物と複合バインダー繊維とからなる植生マットであり、複合バインダー繊維は、高融点成分であるポリ乳酸と、低融点成分であるポリアルキレンサクシネートに乳酸が共重合した重合体とから構成され、植生マットは、低融点成分の溶融または軟化により植物性粒状物同士が接着されて、全体として一体化しているため、低コストであり、土中で分解するため環境面にも配慮したものである。また、植物性粒状物を、複合バインダー繊維の低融点成分のみにより接着しているため、優れた保型性を有するものとなり、作業性が良好となる。また、接着成分として機能する低融点成分として、ポリアルキレンサクシネートに乳酸が共重合した重合体を用いているため、高融点成分であるポリ乳酸との相溶性が良好で、溶融した際に島状に凝集して部分的に偏在するという現象は起こりにくいため、斑なく接着できて、保型性も良好となる。また、この低融点成分は、溶融により樹脂化した際、硬くなりすぎず、田植え機による移植作業が良好に行えるという効果も奏する。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例によって本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例に記述した諸物性および評価法は、次のとおりである。
（１）ポリ乳酸の溶融粘度（ＭＦＲ）：ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８に記載の方法に準じて、温度２１０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇ）で測定。
（２）ポリアルキレンサクシネートに乳酸が共重合した重合体の溶融粘度（ＭＦＲ）：ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８に記載の方法に準じて、温度１９０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇ）で測定。
（３）植生マットの保形性および作業性（湿潤状態）
１：良好（両手で植生マットを把持する際、崩れない。）
２：やや不良（両手で植生マットを把持する際、かなり慎重に取り扱わないと崩れる。）
３：不良（手で把持すると崩れ、把持する際には支持体を要する。）
（４）土中埋設による生分解性
１：良好（処理日数１年以内で分解する）
２：やや不良（分解必要日数１年以上３年以下）
【００３２】
実施例
植物性粒状物として、籾殻を用意した。一方、複合バインダー繊維として、ポリ乳酸（ＭＦＲ２１ｇ／１０分、Ｄ−乳酸／Ｌ乳酸の共重合比＝１．３／９８．７、融点１７０℃）を芯部とし、Ｌ−乳酸を３．０モル％共重合したポリブチレンサクシネート（ＭＦＲ３２ｇ／１０分、融点１０９℃）を鞘部とする複合バインダー繊維(芯鞘比率が溶融容積比として芯：鞘＝５０：５０、円形芯鞘構造で、繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍ)を用意した。
【００３３】
籾殻９８質量％、複合バインダー繊維２質量％の割合で攪拌混合し、混合した混合物を堆積させてエアスルー型熱処理装置により１３０℃×２分間の条件で熱処理を行ない、目付５ｋｇ／ｍ2の本発明の植生マットを得た。
【００３４】
比較例
実施例において、複合バインダー繊維として、昭和高分子(株)製ビオノーレ（芯部：融点１１５℃、鞘部：融点９０℃）からなるバインダー繊維（繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）を用いたこと、熱処理１０５℃×２分間の条件で熱処理したこと以外は、実施例と同様にして、比較例の植生マットを得た。
【００３５】
得られた実施例と比較例の植生マットについて評価したところ、実施例の植生マットは、「植生マットの保形性および作業性（湿潤状態）」は「１：良好」であり、乾燥時および湿潤時の両者において、適度な保形性を有しており、取扱いの時にも型くずれすることなく作業性が良好であった。また、「土中埋設による生分解性」は「１：良好」で土中埋設による生分解性も良好であった。
【００３６】
一方、比較例の植生マットは、「土中埋設による生分解性」は「１：良好」であったが、「植生マットの保形性および作業性（湿潤状態）」は「３：不良」で、乾燥時と特に湿潤時、保形性に乏しく、作業時におい型くずれしたため、作業性が顕著に劣るものであった。