JP5280331B2 - 育苗箱用シート及びその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、育苗箱用シート及びその使用方法に関し、特に、稲作の田植機に利用するマット状苗を育成するため、育苗箱内に配置される育苗箱用シート及びその使用方法に関する。

我が国では、稲作の機械化が進展しており、稲の苗を田圃に植える作業では、田植機の利用が普及している。田植機は、植え付け爪によって苗を挟み持ち、土に挿し込むものであり、挿し込まれる苗は、マット状苗とポット状苗があるが、苗の育成し易さ、田植機へのセットのし易さ、また、大量の苗がセットできるなどの理由から、マット状苗が多用されている。

マット状苗は、育苗箱と呼ばれる、幅約３０ｃｍ、長さ約６０ｃｍ、厚さ約３ｃｍの浅い盆状の箱に、床土を入れ、その上に種をまき、さらにその上に薄く覆土をし、発芽させたものである。

通常、苗床を土のみで行った場合には、育苗箱から苗を取り外すと、苗がバラバラになり易く、田植機に円滑にセットすることが難しいという問題がある。

このため、育苗箱の内底に透水性のシートを配置し、苗の根を当該シートに絡むように成長させ、育苗箱から苗を取り出しても、苗がバラバラになり難くすることが行われている。

育苗箱用シートの例としては、特許文献１に示すように、繊維状のパルプ材に、木酢液又は竹酢液を混ぜ合わせ、プレス成形したものや、特許文献２に示すように、コットンリンターと生分解性繊維（木綿，レーヨン短繊維，ポリ乳酸系短繊維又は脂肪族ポリエステル系短繊維など）を組み合わせた不織布、特許文献３に示すように、生分解性複合繊維（レーヨン、デュラセル、木綿、羊毛あるいは各種パルプ等の天然繊維、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ（ε−カプロラクトン）などの各種脂肪族ポリエステル又はそのコポリエステル、ポリビニルアルコール系ポリマー等からなる合成繊維）を１０質量％以上含む不織布などが提案されている。

また、特許文献４のように、生分解性ポリマー（コーンスターチ）発泡体を利用し、さらに当該発泡体中に植物の生育に寄与する有効微生物群（主として、光合成細菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌等の混合菌体群）をさせ、生分解性を向上させることも提案されている。

しかしながら、特許文献１のシートでは、製造工程が複雑であり、生分解性が遅く、マット状苗から苗を掻き取って植え付ける田植機の掻き取り爪に繊維が絡まり易いなどの不具合がある。また、特許文献２又は３のように生分解性繊維を利用した不織布では、繊維間の結合力が弱く、育苗箱から取り出した際にバラバラになり易い。これを防止するため、繊維を長くすると、田植機の掻き取り爪に絡まり易いなどの弊害を生じていた。しかも、これらの原材料は高コストであり、シート自体のコストが高くなるという問題も生じていた。

特許文献４のコーンスターチを利用した発泡体では、それ自体が脆く、水分を吸収するとシートの結合力が低下し、シートがバラバラとなる。しかも、吸水性が高いため、長期間の保存が難しいなどの問題があった。

特許第３８１１８０２号公報 特開２００１−６４８６２号公報 特開２００２−２０９４６０号公報 特開平８−２０５６７３号公報 特開２００４−１６８９９１号公報 特開２００３−１４５６０４号公報

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、生分解性を有すると共に、長期保存が可能であり、製造コストが安く、しかも、育苗箱から苗を取り出した際にバラバラになり難く、田植機の掻き取り爪への絡みも抑えた育苗箱用シート及びその使用方法を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、育苗箱の内底に配置するシートであって、澱粉を５５〜８５重量部、ポリ乳酸を１５〜４５重量部、及び発泡用核剤を０．５〜５重量部の割合で混合し、水を加えて押出機で押し出し発泡させ、シート状に形成した発泡性シートであり、シートの発泡倍率は２０〜４０倍であることを特徴とする育苗箱用シートである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の育苗箱用シートにおいて、該澱粉は、コーンスターチであり、該発泡用核剤は、タルク又は炭酸カルシウムのいずれかであることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の育苗箱用シートにおいて、該シートは、田植機で使用する稲のマット状苗を育成する育苗箱に使用されることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の育苗箱用シートを、育苗箱の内底に配置し、該シートの上に床土及び籾を配置し、田植機で使用する稲のマット状苗を育成することを特徴とする育苗箱用シートの使用方法である。

請求項１に係る発明により、澱粉を５５〜８５重量部含む発泡体であるため、原材料費や製造コストの上昇を抑制し、生分解性の高いシートが得られる。しかも、ポリ乳酸を１５〜４５重量部配合することで、生分解性を維持しながら、澱粉の発泡体の吸水時の脆弱性を改善し、長期保存も可能としている。

しかも、澱粉とポリ乳酸の配合割合を本発明のように調整することで、田植機の掻き取り爪に繊維が絡むのを効果的に抑制することが可能である。しかも、ポリ乳酸の融点が１００℃より十分高いため、押出し水発泡により十分な発泡を形成することが可能となる。

さらに、発泡用核剤を０．５〜５重量部含むことで、肌理が細かい発泡体を得ることができ、シート自体の機械的強度が増し、育苗箱から苗を取り出した際にも苗がバラバラになり難くなる。

請求項２に係る発明により、澱粉として、コーンスターチを、発泡用核剤として、タルク又は炭酸カルシウムのいずれかを使用することで、原材料が容易に入手可能であり、原価も安いため、コスト的に優れた育苗箱用シートを提供することが可能となる。

請求項３に係る発明により、育苗箱用シートは、田植機で使用する稲のマット状苗を育成する育苗箱に使用されるため、育苗箱から苗を取り出し田植機にセットする際に、苗がバラバラになり難く、マット状苗から苗を掻き取る際に、掻き取り爪にシートの繊維が絡み付くことも無い。

上記請求項１乃至３のいずれかに記載の育苗箱用シートを、育苗箱の内底に配置し、該シートの上に床土及び籾を配置し、田植機で使用する稲のマット状苗を育成することで、田植機に適したマット状苗を育成することが可能となる。

本発明の育苗箱用シートを製造する様子を示す概略図である。 図１の製造装置で使用されるサイジングダイの形状を説明する図である。

以下、本発明の育苗箱用シートについて、好適例を用いて詳細に説明する。
本発明の育苗箱用シートは、育苗箱の内底に配置するシートであって、澱粉を５５〜８５重量部、ポリ乳酸を１５〜４５重量部、及び発泡用核剤を０．５〜５重量部の割合で混合し、水を加えて押出機で押し出し発泡させ、シート状に形成した発泡性シートであり、シートの発泡倍率は２０〜４０倍であることを特徴とする。

特に、好ましくは、本発明の育苗箱用シートは、田植機で使用する稲のマット状苗を育成する育苗箱に使用されることを特徴とする。

本発明の育苗箱用シートに用いる澱粉は、コーンスターチ、小麦澱粉、米澱粉、豆類澱粉、馬鈴薯澱粉、タピオカ澱粉などが利用可能である。材料が入手し易く、安価なコーンスターチが最も好ましい。本発明では、澱粉を５５〜８５重量部使用している。これは、澱粉、特にコーンスターチが、特許文献１乃至３に開示される原材料より比較的安価であること、また、特許文献１乃至３のような不織布よりも、本発明の発泡体の方が製造が容易な上、均一なシートを連続的に、かつ大量に製造することが可能であるためである。さらに、澱粉は、パルプ等の天然繊維よりも生分解性が高く、田植機の掻き取り爪にも絡み難い。

ただし、澱粉のみでは、発泡体のシートが脆弱であり、特に、澱粉の特性から吸水時にボロボロになり易く、長期保存も難しい。保存に際しては、乾燥状態を維持することが必要となり、取扱いが煩雑なものとなる。このため、原材料に合成樹脂を混合することが好ましいが、ポリオレフィン樹脂などのポリマーでは、生分解性が低下すること、また、田植機の掻き取り爪に繊維が絡み易くなることなど問題がある。また、ポリブチレンサクシネートなどのポリマーでは、融点が低く、コーンスターチと混合して押出し水発泡を行う際に、十分な発泡体シートが得られないという問題がある。

これらの不具合を解消する材料として、ポリ乳酸が好適であり、融点も１７０℃程度と比較的高い。澱粉とポリ乳酸との配合割合は、澱粉を半分以上、好ましくは、５５〜８５重量部含有させることにより、原材料コストを抑制でき、かつ、生分解性を高くすることができる。ポリ乳酸は、１５〜４５重量部であり、ポリ乳酸が多くなり過ぎると、生分解に時間が掛かり、田植機の掻き取り爪にも樹脂が絡み易くなる。他方、ポリ乳酸の含有量が少ないと、発泡体シートの機械的強度が改善できず、水分に対しても脆弱なシートとなる。

本発明の育苗箱用シートでは、押出し水発泡を行うため、発泡時の核となる発泡用核剤を０．５〜５重量部含むことが好ましい。発泡用核剤としては、タルク又は炭酸カルシウムが好適に利用可能である。また、他の無機紛体や有機紛体を用いることが可能である。さらに、古紙の粉末や籾殻粉など植物由来材料を用いることも可能である。このような発泡用核剤を含むことで、肌理が細かい発泡体を得ることができる。このような発泡体シートは、シート自体の機械的強度が高く、育苗箱から苗を取り出した際にも苗がバラバラになり難くい。

本発明の育苗箱用シートの原料としては、上述したものに加え、生分解性を有する植物由来の材料を加えることが可能である。例えば、植物の実、葉、茎・幹又は皮など種々のものが利用可能であり、これらを紛体あるいは繊維を残した状態で他の材料に添加する。だだし、植物繊維が残る場合には、田植機の掻き取り爪に絡まないような長さの繊維に裁断して利用することが好ましい。

本発明の育苗箱用シートは、上述した材料以外に、シートの付加価値を高めるため、肥料や生分解性用の微生物など、種々の材料を混入することも可能である。また、混入するタイミングも、発泡体シートの形成時でも良いし、シートを形成した後に添加しても良い。

本発明の育苗箱用シートの使用方法は、従来のシートと同様に、育苗箱の内底に本発明のシートを配置し、該シートの上に床土及び籾を配置する。育苗箱全体に散水又は育苗箱自体を浸水させることで、灌水を行い、苗を成長させる。田植時には、育苗箱からシートと一緒に苗（マット状苗）を取り出し、田植機にセットする。田植機は、マット状苗から順次、苗を掻き取り、田圃に植え付ける。

育苗箱用シートは、育苗箱の内底に配置されるため、シートの厚みが１ｃｍ以下、好ましくは、０．５ｃｍ以下とする。これは、配置したシート上に床土を配置する必要があるため、シートの厚みが厚くなると、従来の育苗箱（深さ３ｃｍ程度）が使用できず、また、シートを含むマット状苗の厚みが増すため、田植機自体にセットできない可能性があるためである。また、シートの厚みが増すと、田植機の掻き取り爪にシートが絡み易く、適切な本数ずつ苗を掻き取ることが出来なくなるなど、不具合も生じ易い。

次に、図１により、本発明の育苗箱用シートの製造方法を説明する。
符号１は二軸又は一軸の押出機であり、ホッパー２よりコーンスターチやポリ乳酸、及びタルクなどを別々、あるいは予備混合したものを投入する。原材料を全て投入して混合している途中で、原材料の総重量に対して約１０重量％程度の水を供給手段３により供給する。コーンスターチには、通常、１２〜１３重量％程度の水分が含まれている。本製造方法では、混合物の発泡を促進するため、さらに上記水を加えて発泡させている。

水を含む原材料は、１７０〜１８０℃程度に加熱され、押出機１より押し出される。この際、加熱水蒸気により材料が発泡し、発泡体が形成される。発泡体は、シート状に形成するため、押出機１の出口にサイジングダイ４を配置し、断面が長方形の発泡体を発生させている。これらの製造方法につて、特許文献５又は６に開示されている技術が、好適に利用可能である。

サイジングダイ４の形状は、図２（ａ）に示すように、内部が空洞となった直方体部分４１と多数の細孔が形成されたプレート４２とが結合された形状となっている。サイジングダイ４の押出機側（図２（ａ）の矢印Ｂ）は、図２（ｂ）のように、直径２ｍｍ程度の細孔４４が多数形成されている。また、サイジングダイ４の出口側（図２（ａ）の矢印Ｃ）は、図２（ｃ）のように、長方形の開口４３が形成されている。長方形のサイズは、形成するシートのサイズにも依存するが、幅３０ｃｍ、高さ１ｃｍ程度である。

図２に示すようなサイジングダイを利用することで、押出機１を出た材料は、細孔４４を出て、直方体４１の内部空間で急速に膨張し、直方体内で形を整えながら、開口４３から押し出される。

サイジングダイ４から押し出された発泡体１０を、矢印Ａの方向に、連続的に引き出すため、ローラ５で発泡体を送り出している。ローラ５では、発泡体を搬送可能な程度に挟む必要がある。ただし、特許文献４のように、ローラ５を用いてシートを圧縮すると、シートの表面の繊維密度（発泡体材料の密度）が高くなり易く、生分解性が悪くなるとと共に、田植機の掻き取り爪にもシート材料が絡み易くなるなどの問題を生じる。

シートの発泡倍率は、２０〜４０倍程度であり、２５〜３５倍前後が好適に利用可能である。上述したように、本発明では、シートを圧縮することはあまり好ましくは無いが、もし、シートを圧縮する必要がある場合には、圧縮後の最終的な発泡倍率が２０〜４０倍程度となるように、発泡倍率を予め高めに設定することが好ましい。

ローラ５を通過した発泡体シートはさらに別のローラ６で搬送され、これらの搬送途中で、発泡体シートは空気で冷却される。最後に、シートは、適当な長さにカットされて積層状態で蓄積される。

育苗箱内でシートが占めるスペースを少なくし、その分、床土などを入れる空間を確保するため、育苗箱用シートの厚みは、上述したように１ｃｍ以下、好ましくは０．５ｃｍ以下が好ましい。発泡体のシートの厚みをこれらの条件に設定するには、サイジングダイ４の長方形の開口４３の高さを１ｃｍ〜０．５ｃｍの範囲に設定する方法や、厚手の発泡体シートを形成し、スライス状に切断して、厚みを所定の範囲内に設定する方法などがある。

以上説明したように、本発明によれば、生分解性を有すると共に、長期保存が可能であり、製造コストが安く、しかも、育苗箱から苗を取り出した際にバラバラになり難く、田植機の掻き取り爪への絡みも抑えた育苗箱用シートを提供することが可能となる。

１ 押出機
２ ホッパー
３ 給水手段
４ サイジングダイ
５，６ ローラ
１０ 発泡体

Claims (4)

1. 育苗箱の内底に配置するシートであって、澱粉を５５〜８５重量部、ポリ乳酸を１５〜４５重量部、及び発泡用核剤を０．５〜５重量部の割合で混合し、水を加えて押出機で押し出し発泡させ、シート状に形成した発泡性シートであり、シートの発泡倍率は２０〜４０倍であることを特徴とする育苗箱用シート。
2. 請求項１に記載の育苗箱用シートにおいて、該澱粉は、コーンスターチであり、該発泡用核剤は、タルク又は炭酸カルシウムのいずれかであることを特徴とする育苗箱用シート。
3. 請求項１又は２に記載の育苗箱用シートにおいて、該シートは、田植機で使用する稲のマット状苗を育成する育苗箱に使用されることを特徴とする育苗箱用シート。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の育苗箱用シートを、育苗箱の内底に配置し、該シートの上に床土及び籾を配置し、田植機で使用する稲のマット状苗を育成することを特徴とする育苗箱用シートの使用方法。

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