(57)【要約】【課題】この発明は、十分な形態安定性を有し、切り花等を刺しやすくし、根を伸ばしやすくまた空気を通りやすくするための孔を有し、さらに、植物栽培に必要な保水性を有し、かつ、廃棄性に優れた繊維成形体を提供することを目的とする。【解決手段】天然繊維と水不溶化した親水性高分子とを主成分として、うち５０〜９５％が天然繊維となるように混合し、孔径が０．５〜５ｍｍである表面孔がみかけの表面積に占める割合が５０〜９５％であり、その表面孔が内部に繋がる構造を有し、密度が０．０５〜０．２０ｇ／ｃｍ３となる繊維成形体を作る。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然繊維と水不溶化した親水性高分子とを主成分とし、上記天然繊維と上記親水性高分子との混合比が質量比で５０：５０〜９５：５であり、孔径０．５〜５ｍｍである表面孔がみかけの表面積に占める割合を５０〜９５％とし、その表面孔が内部に繋がる構造を有し、密度が０．０５〜０．２０ｇ／ｃｍ３である繊維成形体。
【請求項２】
上記天然繊維は、ピートモス及び／又はヤシ繊維を主成分とする繊維である請求項１に記載の繊維成形体。
【請求項３】
上記天然繊維として、パルプを含む請求項１又は２に記載の繊維成形体。
【請求項４】
上記天然繊維の平均繊維長が１〜１０ｍｍである請求項１乃至３のいずれかに記載の繊維成形体。
【請求項５】
上記親水性高分子がポリビニルアルコール、セルロース、澱粉、又はそれらの誘導体から選ばれる１種又は２種以上の混合物である請求項１乃至４のいずれかに記載の繊維成形体。
【請求項６】
上記親水性高分子が架橋剤を含有するものである、請求項１乃至５のいずれかに記載の繊維成形体。
【請求項７】
保肥性を有する化合物を添加した、請求項１乃至６のいずれかに記載の繊維成形体。
【請求項８】
植物支持体または植物栽培用培地として用いる、請求項１乃至７のいずれかに記載の繊維成形体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、繊維成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
植物の生育場を提供する植物栽培用培地や植物支持体の材料としては、ロックウールや発泡フェノール樹脂などが知られている。しかし、これらの物質は土壌中で分解されることがなく、使用後の廃棄が問題となっている。
これに対して、主材料がパルプであり生分解性のあるパルプモールドを使用することが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、パルプモールドは構造が緻密なため、切り花を刺して生ける植物支持体等として用いようとすると、茎が折れ曲がることがある。また、植物栽培用培地として用いようとすると、根が伸びにくくなったり、空気が通りにくく根腐れをしたりする等の不都合が生じやすい。さらに、耐水性が不十分であるため、水遣りを行うと成形された形状を維持できずに、切り花が倒れ易くなるという欠点があった。
【０００４】
そこでこの発明は、十分な形態安定性を有し、切り花等を刺しやすくし、さらに植物栽培に適した通気性と保水性を有し、かつ、廃棄性に優れた繊維成形体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、天然繊維と水不溶化した親水性高分子とを主成分として、うち５０〜９５％が天然繊維となるように混合し、孔径０．５〜５ｍｍである表面孔がみかけの表面積に占める割合を５０〜９５％とし、その表面孔が内部に繋がる構造を有し、密度が０．０５〜０．２０ｇ／ｃｍ３となる繊維成形体を用いることにより、上記の課題を解決したのである。
【０００６】
上記天然繊維及び上記親水性高分子とを主成分とすると、これらが生分解性を有するので、得られる上記繊維成形体に生分解性を付与できる。これにより、上記繊維成形体の廃棄性を高めることができる。さらに、上記天然繊維や上記親水性高分子は親水性が高いので、上記繊維成形体の保水性が高くなる。
【０００７】
また、上記表面孔が内部に繋がる構造を有し、密度が０．０５〜０．２０ｇ／ｃｍ３となるため、切り花が刺しやすくなり、また根が伸ばしやすくなり、空気が通りやすくなる。表面孔が内部に繋がる構造とは、繊維間で形成される孔が、表面から内部まで連続的に繋がる構造である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を説明する。
この発明にかかる繊維成形体は、天然繊維と水不溶化した親水性高分子とを主成分とする成形体である。
【０００９】
上記天然繊維とは、羊毛、綿、麻、おがくず、木材や古紙から得られるパルプ、レーヨンパルプ、ピートモス、ヤシ繊維等の、動物繊維や植物繊維をいう。これらの中でも、ピートモスとヤシ繊維のいずれか一方、又は両方を主成分とすることが望ましい。これらは繊維が固いために、繊維同士が密に集まるのを阻害する。そのため、得られる繊維成形体は内部に細孔を有することになり、低密度になりやすい。これにより上記繊維成形体の通気性や保水量を高めることができる。
【００１０】
上記天然繊維は、ピートモスやヤシ繊維を主成分とするが、パルプを含んでもよい。パルプを含むことによって上記繊維成形体の強度が向上する。上記天然繊維中におけるパルプの重量含有率は０〜５０％であることが望ましく、１０〜４０％がより望ましい。パルプの重量含有率が５０％を超えると、緻密な構造になったり、湿潤時に柔らかくなったりするため、植物の突刺しやすさが低下する。また、吸水性等の性質を損なわない限りは、補強等の目的で合成繊維を混合してもよい。合成繊維としては、ポリエチレン、ポリエステル、ナイロン、ビニロン、ポリ乳酸等があげられる。
【００１１】
上記天然繊維の平均繊維長は１〜１０ｍｍであることが望ましく、１．５〜６ｍｍがより望ましい。平均繊維長が１ｍｍより小さいと、上記天然繊維同士が密に凝集し、出来上がる上記繊維成形体が高密度になって、通気性が悪くなる傾向がある。また、強度が低下し、微粉が発生しやすくなることがある。一方、平均繊維長が１０ｍｍを超えると、密度が低下し、強度が低下する恐れがある。
【００１２】
上記の水不溶化した親水性高分子とは、上記の天然繊維同士を接合させる役割を有するもので、水溶性の親水性高分子を水不溶化したものをいう。水不溶化とは、特に方法を限らず、水に溶解しない性質に変化させることをいう。ただし、水不溶化後の高分子も親水性は保持していることが望ましい。
【００１３】
上記親水性高分子とは、水との親和性が高い高分子のことをいう。親水性だと水をはじかないため、得られる上記繊維成形体を水の保持媒体として使用する場合に、保水性が高まる。
【００１４】
上記親水性高分子は水や熱水で溶解あるいは膨潤、糊化するものが好ましく、また、水不溶化可能であることが必要である。水不溶化できないと、得られる上記繊維成形体が水と接触した際に、上記親水性高分子が水に溶出して、上記繊維成形体が崩れてしまうおそれがある。
【００１５】
このような親水性高分子としては、澱粉、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸、グアーガム、アラビアゴム、寒天、カラギーナン、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール等の水溶性高分子があげられる。これら水溶性高分子は水不溶化できるものである。上記親水性高分子は上記の水溶性高分子のうち１種または２種以上を混合して使用しても良い。
【００１６】
上記繊維成形体に含まれる上記天然繊維と上記親水性高分子との混合比は、重量比にして、５０：５０〜９５：５であることが望ましく、６０：４０〜９０：１０であればより望ましい。ここで、上記親水性高分子に架橋剤等の水不溶化剤を添加する場合は、上記架橋剤等の重量も上記親水性高分子に含む。この比の範囲内における組成であれば、乾燥時にも湿潤時にも、必要な形態安定性と保水性を有しやすい。比が９５：５より大きくなると、上記親水性高分子が不足して接合力が不十分になり形態安定性が失われる場合がある。一方、上記親水性高分子が上記天然繊維より多くなると、上記繊維成形体内の細孔が塞がれ、吸水性や保水性が低下するおそれがある。
【００１７】
次に、上記繊維成形体の製造方法を示す。
まず、上記天然繊維を所定の形状に成形し、これに上記親水性高分子の水溶液を含浸させる。そして、上記親水性高分子を水不溶化させることにより製造する。また、上記天然繊維だけで成形しにくい場合は、上記天然繊維に上記親水性高分子の水溶液を混合した後、所定形状に成形し、上記親水性高分子を水不溶化させることによっても製造できる。或いは上記天然繊維と上記親水性高分子とその水不溶化剤とを混合し、所定形状に成形し、上記親水性高分子を水不溶化させることによっても製造できる。
【００１８】
上記の水不溶化させる方法としては、架橋、塩交換、疎水性の官能基の導入、相転移等がある。
上記架橋とは、架橋剤によって上記親水性高分子を水不溶化させる方法をいい、上記架橋剤としては、アルデヒド化合物、エポキシ化合物、Ｎ−メチロール化合物、ジカルボン酸、ハロゲン化合物、イソシアネート化合物、カルボニル化合物等があげられる。上記エポキシ化合物の具体例としては、グリシジルエーテル類、エポキシ樹脂、ポリアミドエポキシ樹脂等があげられる。
【００１９】
上記塩交換とは、上記親水性高分子を塩交換により水不溶化させる方法をいう。この例としては、アルギン酸ナトリウムやポリアクリル酸ナトリウムを用い、その溶液等をカルシウムやマグネシウム等の多価金属イオンで塩交換して水不溶化させる方法があげられる。
【００２０】
また、上記疎水性の官能基の導入とは、上記親水性高分子へ疎水性官能基を導入することにより水不溶化させる方法をいう。その例としては、親水性を大幅に低下させない程度に、親水性官能基の代わりにアルキル基を導入して水不溶化する方法があげられる。
【００２１】
さらに、上記親水性高分子を相転移により水不溶化させる方法としては、例えば、寒天の熱水溶液等を冷却して水不溶化させる方法があげられる。
【００２２】
上記繊維成形体は、孔径０．５〜５ｍｍの表面孔を有することが望ましく、１〜４ｍｍの表面孔がより望ましい。孔径が５ｍｍを超える細孔は、切り花等を支持することができない場合がある。また、孔径が０．５ｍｍ未満の細孔があっても構わないが、０．５ｍｍ未満の細孔のみがあるだけでは切り花等を刺すことができなくなるおそれがある。
【００２３】
上記繊維成形体は、上記の孔径０．５〜５ｍｍである表面孔が、みかけの表面積に占める割合は、５０〜９５％であることが望ましい。ここでみかけの表面積とは、上記繊維成形体において、表面積全体から表面孔の内部面積を除いた面積のことをいう。上記の孔径０．５〜５ｍｍである表面孔のみかけの表面積に占める割合が９５％を超えると上記繊維成形体の強度が不足し、５０％未満だと切り花を刺すことができなくなるおそれがある。
【００２４】
上記繊維成形体の密度は０．０５〜０．２０ｇ／ｃｍ３であることが望ましく、０．０６〜０．１５ｇ／ｃｍ３であればより望ましい。密度が０．２０ｇ／ｃｍ３を超えると、切り花等を生ける場合に刺しにくくなり、また、植物が根を張るにあたって障害となる可能性があり、さらに、通気性が悪くなるおそれがある。また、密度が０．０５ｇ／ｃｍ３未満だと脆くなりすぎて上記繊維成形体の形態を安定させることが難しくなる。
【００２５】
上記繊維成形体を植物支持体や植物栽培用培地として使用する場合は、上記繊維成形体の厚みは、１〜３０ｃｍが望ましく、２〜２０ｃｍがより望ましい。厚みがこの範囲であれば、上記の特性を保って利用することが可能である。しかし、厚みが１ｃｍ未満であると、生けた切り花等が倒れる場合がある。一方、３０ｃｍを超えても構わないが、そのような上記繊維成形体は製造が困難である。
【００２６】
この発明にかかる繊維成形体は、吸水性及び保水性が良好であり、生分解性を持つものの、その分解速度はそれほど速くなく、植物支持体や植物栽培用培地として使用中は、上記特性を維持することができる。さらに、使用後に廃棄しても自然環境下で分解する。
【００２７】
上記繊維成形体に保肥性を有する化合物を添加すると、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、鉄イオン、マグネシウムイオン、燐酸イオン、硝酸イオンなどの肥料成分を吸着することができるのでより望ましい。上記の保肥性を有する化合物とは、イオン交換能や吸着性のある化合物をいい、例えばゼオライト、白土、活性炭等があげられる。さらに、植物の成長を促進させるために、成形時にｐＨ調整剤や栄養剤、肥料等を添加することも可能である。
【００２８】
上記繊維成形体を植物支持体や植物栽培用培地として使用する場合は、内部に水や養分を蓄えることができ、形状はブロック状、シート状のものとなる。上記植物支持体としては、切り花等を生けることができ、上記植物栽培用培地としては、種又は挿し木等から植物を栽培することができる。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例及び比較例をあげてこの発明をさらに具体的に説明する。細孔の割合と、平均繊維長の測定は以下のような手順で行い、各々の得られた成形体に対して、下記の挿し木試験と発芽発根試験を行った。
【００３０】
［細孔の割合の測定］
繊維成形体の表面を塗料により着色させ、デジタルマイクロスコープ（（株）キーエンス製：ＶＨ−６３００）により表面孔を観察した時の、みかけの表面積１ｃｍ２内に存在する、孔径０．５〜５ｍｍである表面孔の面積を測定して、上記の細孔の割合を算出した。
【００３１】
［平均繊維長の測定］
カヤーニ社製繊維長測定機により測定した。
【００３２】
［挿し木試験］
下記の実施例及び比較例で得られた繊維成形体に、観葉植物であるサンデリアーナの枝を長さ１０ｃｍに調整して、これを挿し木する際の刺しやすさを評価した。良好であれば○とし、不良であれば△とし、刺さらなければ×とした。また、その後毎日水遣りを行い１０日後の挿し木の状態を観察した。良好であれば○とし、不良であれば×とした。
［発芽発根試験］
下記の実施例及び比較例で得られた成形体に、カイワレ大根の種をまいた。その後毎日水遣りを行い１０日後の発芽、発根状態を観察した。良好であれば○とし、不良であれば△とし、発芽しなければ×とした。
【００３３】
［使用した試薬等の銘柄と内容］
・ピートモス…カナダ産，平均繊維長２ｍｍ
・解繊パルプ…サーモメカニカルパイプ，平均繊維長２．１ｍｍ
・ポリビニルアルコール…クラレ（株）製：ＰＶＡ−１１７
・ポリアミドエポキシ樹脂…住友化学（株）製：スミレーズレジン６７５Ａ（以下、「架橋剤」とする）
【００３４】
・ピートモス粉…上記ピートモスを粉砕し、０．５ｍｍのスクリーンを通過したもの
・解繊パルプ粉…上記解繊パルプを粉砕し、０．５ｍｍのスクリーンを通過したもの
・ヤシ繊維…（株）フジック、商品名：ベラボン，平均繊維長５ｍｍ
・馬鈴薯澱粉…ナカライテスク（株）製
・ゼオライト…日東粉化（株）製：日東ゼオライト＃７０，粒径０．２ｍｍ以下
【００３５】
（実施例１）
ピートモス３５ｇと解繊パルプ３５ｇとを混合し、これに、ポリビニルアルコール２７ｇと架橋剤３ｇとを添加、混合し、型に入れ成形し、蒸気を吹き付けた後、乾燥した。得られた成形体の物性と試験結果とを表１に示す。また、上記細孔の割合の測定を行ったデジタルマイクロスコープによる写真を図１に示す。なお、図１中白っぽい（白から青白）部分は、測定のために塗料を塗布したところである。
【００３６】
（比較例１）
ピートモス４８ｇと解繊パルプ４８ｇとを混合し、これに、ポリビニルアルコール３．６ｇと架橋剤０．４ｇとを添加、混合し、型に入れて成形し、蒸気を吹き付け後、乾燥したが、成形体は崩壊して取り出せなかった。
【００３７】
（比較例２）
ピートモス２０ｇと解繊パルプ２０ｇとを混合し、これに、ポリビニルアルコール５４ｇと架橋剤６ｇとを添加、混合し、型に入れて成形し、蒸気を吹き付け後、乾燥した。得られた成形体の物性と試験結果とを表１に示す。
【００３８】
（比較例３）
ピートモス粉３５ｇと解繊パルプ粉３５ｇとを混合し、これに、ポリビニルアルコール２７ｇと架橋剤３ｇとを添加、混合し、型に入れて成形し、蒸気を吹き付け後、乾燥した。得られた成形体の物性と試験結果とを表１に示す。
【００３９】
（実施例２）
ヤシ繊維７０ｇに、馬鈴薯澱粉２７ｇと架橋剤３ｇとを添加、混合し、型に入れて成形し、蒸気を吹き付け後、乾燥した。得られた成形体の物性と試験結果を表１に示す。
【００４０】
（実施例３）
ピートモス３５ｇと解繊パルプ３５ｇ、さらに、保肥性を有する化合物としてゼオライト２０ｇを混合し、これに、ポリビニルアルコール２７ｇと架橋剤３ｇとの混合物である親水性高分子３０ｇを添加、混合し、型に入れて成形し、蒸気を吹き付け後、乾燥した。得られた成形体の物性と試験結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2004277978.tif 000002
【００４２】
【発明の効果】
この発明による繊維成形体は、天然繊維及び親水性高分子とを主成分としており、これらが生分解性を有するので、生分解性のある上記繊維成形体である。これにより、廃棄性の高い上記繊維成形体となる。
さらに、上記天然繊維や上記親水性高分子は親水性が高いので、保水性の高い上記繊維成形体となる。
【００４３】
また、繊維長が１〜１０ｃｍの上記天然繊維を使うことによって、出来上がる上記繊維成形体において、孔径０．５〜５ｍｍである表面孔がみかけの表面積に占める割合は５０〜９５％となり、その表面孔が内部に繋がる構造を有し、密度を０．０５〜０．２０ｇ／ｃｍ３とするので、切り花等を刺しやすくなり、また、根がはりやすく、空気が通りやすくなる。さらに、得られる上記繊維成形体は形態が安定したものとなる。
【００４４】
また、上記天然繊維及び上記親水性高分子に保肥性を有する化合物を添加することで、保肥性のある上記繊維成形体とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の繊維成形体の表面構造のデジタルマイクロスコープによる写真
【図１】
2004277978.tif 000003