(57)【要約】未使用の、再処理された、または廃物のパルプ基材を基材とする、液体を用いた圧縮システムによって形成された、セルロースを主成分とする結合剤または接着剤を含む乾燥した不織布の気体膨張システム、またはセルロースを主成分とするの結合剤または接着剤を含む乾燥した不織針パンチシステムを含む、人工播種ベッドが開示される。本播種ベッドは、種子、肥料、成長ホルモン、ハイドロゲル、除草剤、除菌剤、殺虫剤、または種子の発芽および成長ならびに周囲の景観を向上させる他の任意の添加物を含むこともできる。
2005515765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
種子、セルロース繊維、および100%生物分解性のセルロースベースを主成分とする結合剤を含む人工播種ベッド。
【請求項２】
播種ベッドが肥料、除草剤、農薬、殺虫剤、殺菌剤、および超吸収体からなる群からの添加剤の1つまたは複数の追加を含む、請求項1記載の人工播種ベッド。
【請求項３】
周囲の環境に実質的に調和するように着色される、請求項1記載の人工播種ベッド。
【請求項４】
牧草種子を含む、請求項1記載の人工播種ベッド。
【請求項５】
地域特異的な種子を含む、請求項1記載の人工播種ベッド。
【請求項６】
観賞植物種子を含む、請求項1記載の人工播種ベッド。
【請求項７】
野菜種子を含む、請求項1記載の人工播種ベッド。
【請求項８】
作物種子を含む、請求項1記載の人工播種ベッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、種子の組み込みのための培地としての100%セルロースの繊維、肥料、水分を吸収するハイドロゲル、および／または播種ベッドに必要な除草剤を含む不織布材料の製造および使用に関連する。特に、完全に生物分解性の合成材料を含まない基本的なセルロース基材を有する播種ベッドを提供することに関する。  
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
植物は、景観的価値および土壌の安定を得るために、多くの年月の間、利用されてきた。植物の一つの特別な問題は、植物が繁殖、および／または、土壌へ根付くために要する時間である。種子の発芽は、遅い根の成長および不適切な水分の保持の欠陥により被害を受ける。植物の成長を容易にするために、Nestorへの米国特許第2,648,165号、Chohaminへの米国特許第2,826,865号、Marshallへの米国特許第2,909,003号；およびMuldnerへの米国特許第3,914,901号に開示されるような組立式の種子キャリアーが開発された。
【０００３】
種子キャリアーは、当技術分野において周知であり、しばしば取り扱いが困難であり、非生物分解性の成分を含み、異質な混合物を含み、水分の保持特性が乏しく、貯蔵寿命が短いという問題が欠点である。
【０００４】
開発された種子キャリアー多くは、支持媒体として、合成ネット、織布、および他のシート材料を利用している。ネットは、十分な土壌の安定性を提供するにはしばしば弱すぎ使用中に破れる傾向があり、かつさもなければ通常取り扱いが困難である。合成材料は高価であり、非生分解性であり、植物の下方への成長によって上昇する傾向がある。ネットは増加する交通や高い風によって移動される可能性がある。結局、ネットは手、およびしばしば有効な腐食終了の制御により取り除かれなければならない。
【０００５】
支持媒体の生物分解を促進する試みの中、例えば、Knolleらへの米国特許第4,173,844号 、ならびにMuldnerへの米国特許第4,190,981号、および米国特許第4,318,248号に開示されるように、種子キャリアーは支持材料としての軽紙のような生物分解性の材料を利用する。
【０００６】
Fjeldsaへの米国特許第4,283,880号は、ミズゴケピートモスが種子の媒介材料として用いられる「ピートペーパー」を開示する。
【０００７】
既存のネットは、景観美化（landscaping）、公道の建築および維持管理、ならびに露天鉱の回復のような適用における用途のために使用または提案されてきた。特定の造園への適用の例外はありうるが、全てのそのような事例は、一度ネットで覆われた範囲に種をまけばほとんど維持管理を必要としないシステムを必要とする。完全に分解し、植物の十分な発育が可能であり、かつ実質的な腐食制御を提供する製品を得ることが非常に望ましい。
【０００８】
米国特許第4,786,550号--McFarlandら、--は、人工播種ベッドを製造するためのメルトブラウン（melt-blown）およびコフォルム（coform）の材料の使用を開示する。播種ベッドは、種子、肥料、除草剤、超吸収剤、およびセルロース繊維とポリエチレンやポリプロピレンのような適切なポリマーとの組み合わせであるコフォルムとの組み合わせを含む。これらの組み合わせは適切な播種ベッドを提供するが、生物分解時間はそこに含まれるポリマーのために高いままである。
【０００９】
人工播種ベッドを製造するためにセルロース繊維およびセルロースを主材料とした材料がこれまで用いられており、これらの材料は有益であるが、生物分解をのばす、または織布材料もしくは網によって互いに保持する他の合成材料と共に常に用いられてきた。したがって、播種時期の間安定であり、適切な時間内に分解し、合成繊維を含まず、かつ発芽および新芽の間に種子に保護および栄養を提供する人工播種ベッドの必要性が相変わらず存在する。
【発明の開示】
【００１０】
発明の簡単な概要
人工播種ベッドは、液体を用いた圧縮システム、セルロースを主成分とする結合剤または接着剤を含む乾燥不織布の気体膨張システム、またはセルロースを主成分とする結合剤または接着剤を含む乾燥不織針パンチシステムによって形成された未使用の、再処理された、または廃物木材パルプ繊維の基材を含むことが開示される。播種ベッドは、種子、肥料、成長ホルモン、ハイドロゲル、除草剤、除菌剤、殺虫剤、または種子の発芽および成長を促進するための他の任意の添加物、ならびに周囲の造園を含むこともできる。
【００１１】
人工播種ベッドは、100%生物分解性のセルロース繊維、セルロースを主成分とする結合剤、種子、肥料、除草剤、ハイドロゲル、および均一に混合されかつ延長された貯蔵寿命を有する組み立て式の播種ベッドに形成された成長培地を含むキャリアー培地を含む。新規な播種ベッドを製造する方法は、通気プロセス（air lay process）を介してセルロース繊維、種子、肥料、除草剤、ハイドロゲル、および成長培地の導入を含む方法であって、成分が生物分解性のセルロースを主成分とする結合剤で互いに結合される方法である。
【００１２】
本発明は先行技術に対して多くの利点を有する。本発明の人工播種ベッドは種子散布の一定の制御を提供する。種子は材料のなかに埋め込まれているため、ベッドの部位から洗い流されない。材料は重量として軽く、かつ芝生よりも播種のための設置が極めて容易である。本発明は頻繁な散水の必要性を減少させ、急な斜面への播種を可能にする。農場の牧草は日陰では良好に成長しないため、日陰の斜面の播種は芝生の使用と比較して著しく改良された。本発明の物品は、播種後の乾燥を防ぐための追加的な覆いを必要としない。
【００１３】
さらに、わらまたは他の材料が必要ではないので、そのような材料が周囲に吹き飛ばされて目障りであるという問題は減少する。さらなる利点は、本発明が発芽の間、種子を鳥から保護するということである。さらに本発明の材料は迅速に分解し、その分解は使用するセルロース結合システムにより制御可能である。
【００１４】
本発明の物品は、雑草の生長を阻害するための農薬または除草剤のような添加剤をさらに含み、かつ牧草の成長の前に牧草の外見を得るため着色されてもよい。牧草種子との組み合わせにおけるハイドロゲルの使用により、牧草の成長の季節は通常の秋および春の播種期を越えて延長しうる。  
【００１５】
したがって、低コストの生物分解性人工播種ベッドを提供することによって先行技術の材料、プロセス、および機器の欠点を克服することが本発明の目的である。
【００１６】
先行技術の播種ベッドよりも散水を必要としない、100%生物分解性のセルロース繊維から構成される人工播種ベッドを提供することも、本発明の目的である。
【００１７】
本発明のさらなる目的および利点は、本発明の以下の詳細な説明および添付の図面への参照により明らかであると思われる。
【００１８】
発明の詳細な説明
ここで図1を参照すると、本発明に従った人工播種ベッドの断片的な断面が示され、通常参照番号10として示される。図1の播種ベッド10は、木材パルプ（セルロース）繊維20およびセルロースを主成分とする接着剤（示されず）の網状組織から構成される。播種ベッド10は、種子21をさらに含み、かつ任意で肥料23、ハイドロゲル22、または除草剤、農薬、殺虫剤、および成長ホルモンのような種子の発芽および生長に有益な他の添加剤を含むことも可能である。乾燥ハイロドゲル22および種子21は、繊維20の網状組織内に確実に保持される。繊維20は、押し出しの間セルロースを主成分とする接着剤により共に保持される。木材パルプ繊維およびセルロース接着剤の気体形成の組み合わせは、本明細書においてコフォルムとして示される。ハイドロゲルの混成材料への注入のためのシステムは、参照として本明細書に組み入れられる米国特許第4,604,313号に開示される。
【００１９】
図2は本発明に従った播種ベッド110を示す。種子121は成長した根124および新芽125を有する。根124は土壌Tを貫通している。混和された木材パルプ繊維120およびセルロース接着剤（示されず）は、著しい程度までには分解されない。ハイドロゲル122は水を吸収して膨張し、肥料123は栄養を提供し続ける。
【００２０】
図3は、層230、231、および232から構成される本発明のシート210の断面である。粒子222は、下側層232中のハイドロゲルである。粒子221は中間層222中の種子であり、一方粒子223は最上層230の肥料である。
【００２１】
あるいは、二層構造が本発明に従って形成されうる。二層構造は、混成木材パルプ繊維およびセルロースを主成分とする結合剤である最初の層で形成される。上方層は、種子、肥料、およびハイドロゲルを含む。種子のようないくつかの粒子は、形成中の本構造を通した空気の回収によって低いレベルに移行しうることが注意される。本構造は、2バンク（two-bank）形成システムまたは1バンクが機能しない3バンクシステムのいずれかにおいて形成されうる。
【００２２】
ここで図4を参照すると、他の代替の態様において、播種ベッド310もまた木材パルプ繊維320およびセルロースを主成分とする結合剤（示されず）を含む各々の層により多層式になっている。上方層は肥料323により提供される。中間層331はハイドロゲル322により提供され、一方下方層332は土壌Tの次に置かれ、木材パルプ繊維320およびセルロースを主成分とする結合剤（示されず）のみを含む。上方層330および中間層331の間の領域340、ならびに中間層331および下方層332の間の領域341に示されるように、種子331または他の望ましい材料は添加剤の様々な特性の利用するために設置されうる。種子321が上部のハイドロゲル322によって継続的に湿気を含んだ状態を維持されているので、本構造は望ましいと考えられる。可溶性の形態の肥料は成長時に種子に提供される。本形態の他の変形物においては、実質的にその土壌に調和しかつ新芽前により満足のできる人工ベッドを提供するために、適用する前にパルプを特定の色で染色することも可能である。本発明の他の変形物は、押し出しバンク（extrusion bank）の数、注入ノズルの数、および多様な添加剤を変更することにより可能である。
【００２３】
任意の適切な添加剤を、不織布メルトブラウンポリマーおよび本発明の牧草種子複合物により提供してもよい。そのような添加剤は、着色、ダイアジノンのような農薬、除草剤、ナフテン酸銅（copper naphthenate）のような殺菌剤、および殺鼠剤である。さらに、新しく成長した植物に犬または猫のような動物を寄せ付けない臭気忌避剤も添加されうる。好ましい添加剤は、種子ための湿った播種ベッド、および栄養を提供するための肥料を提供するので、特にハイドロゲルである。
【００２４】
基材に添加された種子は、任意の望ましい種類の種子であってもよい。グランドカバーにおける使用に適した典型的な種子は、ベンケイソウ属、クローバー、キヅタ属、オオゴンハギ、およびフロックス属のような花である。好ましい材料は、広く成長し、種子のサイズが小さく、かつ通常の粒子送達システムにより対応しうるので牧草種子である。地域特異的な種子は環境に調和させ、かつ発芽および成長の可能性を高めるために利用されうる。
【００２５】
グランドカバーを提供する播種ベッドの使用に加え、他の種子を播種ベッドに挿入することも可能である。例えば、当業者に公知のような種子により繁殖させた観賞区画は、人工播種ベッドに含まれうる。これらの種子は非排他的にアリッサム（Alyssum）、アスター（Aster）、カスミソウ（Baby's Breath）、ヤグルマギク、ドスモス、オシロイバナ、マリーゴ−ルド、ユウガオ（Moonflower）、アサガオ、デイジー（Daisy）、ヒマワリ、スイートピー、ヒャクニチソウ（Zinnia）、キンギョソウ、ワスレナグサ、ポピー（Poppy）、野草、ヤハズカズラ（Black-eyed Susan）等を含む。
【００２６】
播種ベッドに配置される種子の他の例は、菜園で用いられる種子である。これらの種子は、非排他的にアスパラガス、豆、ビート、ブロッコリ、芽キャベツ、キャベツ、カンタループ、ニンジン、カリフラワー、コラード、トウモロコシ、カウピー、キュウリ、ナス、エンダイブ、ウリ、ハーブ、ケール、コールラビ、ネギ、レタス、メロン、カナシナ（Mustard）、オクラ、タマネギ、パースニップ、エンドウマメ、カボチャ（Pumpkin）、ラディッシュ、ルタバガ、ホウレンソウ、カボチャ（Squash）、トマト、カブ、スイカ等を含む。
【００２７】
農家もまた本発明の使用により利益を得ることができる。使用の容易性は播種時間および器具の必要性を減少させる。さらに、環境的に貧弱な土地の農家は、環境的な欠点を克服するために作物種子が挿入された播種ベッドを用いることが可能である。例えば、世界の乾燥地帯の農家は、灌漑の必要性を減少させるために作物種子およびハイドロゲルを含む播種ベッドを利用することができ、かつ不毛な土地の農家は、発芽の間中栄養を種子に提供するために、播種ベッドにゆっくりと放出される肥料を含むことができる。種子カバーに含まれうる作物種子は、トウモロコシ、オオムギ、コムギ、ダイズ、アルファルファ、エンバク、ライムギ、綿花、モロコシ、タバコ、アブラナ属、ソラマメ、サイレージ等を含む。
【００２８】
本発明のシート産物は、回収後、シートの厚さを制御するために熱および圧力によって圧縮することにより、さらに処理されうる。さらに、シートはその強度、摩滅抵抗性、および測定および分離の容易性を向上するために型押ししてもよい。
【００２９】
超吸収剤またはハイドロゲルの粒子は、好ましくは多量の液体を迅速に吸収し保持する粒子であることが好ましい。粒子の好ましい群は、その実例が米国特許第3,981,100号に記載される加工でんぷん、および親水基を含む高分子量アクリルポリマーを含む。水溶性ハイドロゲル粒子の多様な種類は市販されており、その重量の20倍を上回る、好ましくはその重量の100を上回る水を吸水する。吸収性粒子はサイズが変化しうるが、一般に、播種ベッドにおける良好な保持、および製造中の大気へのダストの発生を伴わない取り扱いの容易性のためには、約50ミクロン〜約500ミクロンが好ましい。
【００３０】
種子、ハイドロゲル、および他の材料の粒子は、任意の都合の良い部位で、繊維の流れに導入してもよい。種子は繊維がいくぶん結合した後の点で導入されるので、上昇した温度は種子に損傷を与えない。しかし、通常乾燥断熱殻により保護された種子へ熱が伝達して損傷を与える前に冷却が発生するので、その流れがいくぶん熱い場合でも、処理中の極めて高い割合の冷却は実質的な損傷を種子に与えることを防ぐ。種子および他の粒子は、粒子を場所に保持するためのセルロース接着結合を通常必要としない機械的な力により十分に捕捉される。さらに、図4に示されるように、壊れやすく気流に吹き飛ばされる添加剤は層の間に配置してもよい。
【００３１】
本発明の人工播種ベッドは、望ましいならば他の製品と組み合わせても良い。さらに、薄葉紙基材もしくは他の生物分解性の透過性のセルロース基材、またはさもなければ100%生物分解性のメンバー上に形成することも可能である。薄織物または透過性基材の構成は、ハイドロゲルまたは牧草種子が小孔のあるベルト下の気体形成システムを通して抜け落ちる可能性を減少させる。
【００３２】
本発明の人工ベッドは様々な方法において利用されうる。典型的には、混成シートは地面の上に置かれ、牧草または他の種子材料が芽を出し根付くまで散水される。散水された場合、種子ベッドはその土壌の形状に形成され、そこに付着し、それによって移動の可能性を減少させる。セルロース繊維および結合剤はその後分解され分散される。さらに、人工播種ベッドの全体的な役割は予め発芽させ、その後促進されたグランドカバーを提供する土壌に適用されるということが可能である。そのような方法は、迅速に根づくことが特に望ましい播種領域において有利である可能性がある。さらに、播種ベッドは生物彫刻またはトピアリー（tpiary）を形成する特殊な基材形状に適用されうる。
【００３３】
ここで図5を参照すると、播種ベッドの製造のための器具が説明され、通常参照番号450により示される。材料は入り口460に注入され、移動ベルト461上へ木材パルプ繊維にそって適用される。追加の入り口（示されず）は、材料の混合を変更するか、または工程の間材料を階層化するために用いてもよい。移動ベルト461は装置450中を進む際、材料は適切な密度を確保するため、ローラー462により圧縮してもよい。材料が器具450を通り過ぎる前に、材料は結合材料の適切な賦活を確保するために、加熱装置463により加熱される。一度加熱されると、材料は冷却し、出口ベルト465において排出される前に強度のための打ち出しが行われるか、または分離についてスコアリングする打ち出し装置（embosser）464を通して加圧してもよい。
【００３４】
本発明は、一般的に木材パルプ繊維へのセルロース結合剤の添加により記載したが、ピーナツ種子、ピートモス、および新聞紙のような他のセルロース繊維源を利用することも可能である。他のセルロース材料は、吸収性および播種ベッドへの強度を提供する限り、本発明に適すると考えられる。
【００３５】
前述の開示は、本発明を実施するために本発明者により考案された最良の様式を示し、関連する分野の当業者が実施することを可能とすることが意図されるため、修飾や変更を取り入れた方法が当業者に明らかであることが明らかである。そのため、本開示は制限されて解釈されるべきでなく、前述の明らかな変更を含み、本出願の精神および範囲ならびに添付の特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の物品の断片的な断面である。
【図２】新芽形成後の本発明の物品の断片的な断面である。
【図３】本発明に従う多層構造の播種ベッドの断片的な断面である。
【図４】本発明に従う多層構造の播種ベッドの断片的な断面である。
【図５】本発明の物品の形成機器の略図である。
【図１】
2005515765.tif 000003
【図２】
2005515765.tif 000004
【図３】
2005515765.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005515765.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月13日(2004.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
種子を基材層ではさむことによって人工播種ベットとして機能するシートが形成される、下記の段階を含む人工播種ベットの製造法：
セルロース線維および生物分解性のセルロースを主成分とした結合剤を表面に吹き付けることによって基材層を形成する段階であって、ここでセルロース線維およびセルロースを主成分とする結合剤を含む生物分解性基材が形成される段階；
セルロース線維および生物分解性のセルロースを主成分とする結合剤を含む基材層に種子を配置する段階；
セルロース繊維および生物分解性のセルロースを主成分とする結合剤を含む別の基材層で種子を覆う段階；ならびに
圧力で基材層を圧縮する段階。
【請求項２】
基材層を加熱する段階をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項３】
シートを型押しする段階をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項４】
シートをスコアリングする段階をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項５】
肥料、除草剤、農薬、殺虫剤、殺菌剤、および超吸収体からなる群より選択される1つまたは複数の添加剤を加える段階をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項６】
前記配置する段階が、基材層上における肥料および種子の均一な適用をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項７】
セルロース線維が木材パルプ線維である、請求項1記載の方法。
【国際調査報告】
2005515765.tif 000008
2005515765.tif 000009
2005515765.tif 000010