可降解的覆盖垫及其制备方法
阅读：984发布：2024-02-29
专利汇可以提供可降解的覆盖垫及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 所揭示的为一种具有改良的纸对 树脂 层的涂布性质及纸对 土壤 的亲 水 性质的农业用垫，其因此具有提高移栽机机械可操作性和有效的 杂草 防除。本发明的 覆盖 垫适合应用于旱地及稻田以供移栽和直接 播种 之用，并且是具有特定大小的标准卷筒形式，因此改良机械可操作性及有利覆盖和运输操作。另外，如农业覆盖所需的，该覆盖垫具有控制杂草生长和增加土壤 温度 的基本效果。再者，该覆盖垫在应用于田地之后数个月内会在环境中被 生物 降解 ，因此不污染环境，并且使得农夫不需使用高毒性的农业化学品如 除草剂 就可栽培 农作物 ，因此促进对环境友善的农产品的产量。，下面是可降解的覆盖垫及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种杂草防除用的可降解的覆盖垫，其特征在于：将经由部分或完全可降解的热塑性树脂与化学式1所示亲水性化合物共聚或混合所制备的树脂层叠在纸上：[化学式1]H-(O-R1)l-OH其中，l为重复单元，R1是C2的脂肪烃。
2.如权利要求1所述的可降解的覆盖垫，其中该可降解的热塑性树脂是选自下列各物所组成的组：淀粉、纤维素、聚羟基丁酸酯和聚羟基戊酸酯这样的天然材料及再生浆料；由化学式2和3所示的可生物降解的脂族聚酯；聚乳酸；聚己二酸丁二酯-共聚-对苯二甲酸酯；聚酯-氨基甲酸酯共聚物；可光降解的树脂，例如含有光催化剂的聚乙烯；以及其混合物：[化学式2]其中，m为重复单元，R2是C2至C6的脂肪烃，R3是C2至C8的脂肪烃；及[化学式3]其中，n为重复单元，R4是C2至C6的脂肪烃。
3.一种制备杂草防除用的可降解覆盖垫的方法，其包括下列步骤：通过挤压成形方法，在纸的一面熔涂上一种经由将部分或完全可降解的热塑性树脂与化学式1所示的亲水性化合物共聚或混合所制备的树脂；及卷绕所得产物：[化学式1]H-(O-R1)l-OH其中，l为重复单元，R1是C2的脂肪烃。
可降解的覆盖垫及其制备方法
技术领域
背景技术
可通过使用有机肥料代替化学肥料，减少一般用来控制会降低农作物产量的疾病和有害昆虫的农业化学品的量，或者栽培多种抗疾病农作物来部分地实现对环境友善的农业。因为用手工除草就成本和劳力而言是昂贵的，所以杂草防除一直依赖化学合成的除草剂。现在，不断增加地使用除草剂，而其他农业化学品的使用则持续下降。因此，急需减少除草剂的使用或者发展替代的农业技术。最近，一种追求环保农业的覆盖栽培技术已广泛地被利用。覆盖栽培通过以下方法实现：用透明或不透明的塑胶薄膜或纸覆盖农作物生长的土壤，以抑制杂草及栖息在土壤的致病昆虫的生长，因而促进农作物的生长并增加农作物的产量。然而，用于现有覆盖的黑色或透明塑胶薄膜在使用之后应被移除，而其即使用手通常也无法完全移除，而且其不会在土壤中降解。
覆盖栽培主要归类为两种技术。其中一种是为防除杂草使用纸作为覆盖材料，而另一种是制备仅供用于旱地的可光降解薄膜的技术。
如韩国专利申请号1999-0003319中所叙述的，可使用含聚乙烯的树脂来制备覆盖薄膜。聚乙烯在透光率、提高土壤温度的效果、杂草防除力及强度方面有优异的特性。在该韩国专利中所揭示的覆盖薄膜的特征在于进一步包含紫外光散射剂和红外光发射材料以控制疾病和有害昆虫。然而，聚乙烯制覆盖薄膜就在环境中不可降解且因此污染土壤和水而言，在应用于农作物作为一次性覆盖薄膜方面有其限制。
已作过许多尝试来开发降解性改进的覆盖薄膜。例如，韩国专利申请号1996-064953和美国专利号5,384,183揭示可生物降解及可光降解的农业覆盖薄膜。这类可降解的覆盖薄膜是通过将不可降解的聚乙烯与可生物降解的脂族聚合物或可光降解的二氧化钛混合所制备的，因此维持一般覆盖物的优点特性并改良覆盖薄膜的降解性。然而，不可降解的聚乙烯在用于栽培农作物一年之后并未完全地降解于环境之中。因此，急需开发使用不可降解的聚乙烯的替代材料的完全可降解的覆盖薄膜。
制备纸覆盖薄板的技术发表于一些论文和专利中，包括JapaneseJournal of Crop Science，66(4)：710-713，1997；Korean Journal of WeedScience，17(4)：368-374，1997；Korean Journal of Crop Science，45(3)：216-219，2000；日本专利申请号Hei.4-264258和韩国专利号20-0207043。这种纸覆盖薄板就资源再生是有利的，且使得再生纸所制的纸板再应用于土壤是可行的。可使用松脂或聚丙烯酰胺，或者经由以烹饪用油处理纸板表面来改良纸板的强度。然而，由于以下的两个决定性缺点，将再生纸用作覆盖材料是有缺陷的。第一，该纸薄层具有超过100微米的厚度以提供适合旱地应用的强度，因此具有很差的悬垂性(drapery)，而造成可操作性和覆盖力的问题。第二，就在应该充满水的稻田中应维持的湿强度及良好机械可操作性所需的拉伸强度而言，纸薄板远比乙烯薄膜脆弱。
覆盖栽培主要归类为两种技术。其中一种是为防除杂草使用纸作为覆盖材料，而另一种是制备仅供用于旱地的可光降解薄膜的技术。
如韩国专利申请号1999-0003319中所叙述的，可使用含聚乙烯的树脂来制备覆盖薄膜。聚乙烯在透光率、提高土壤温度的效果、杂草防除力及强度方面有优异的特性。在该韩国专利中所揭示的覆盖薄膜的特征在于进一步包含紫外光散射剂和红外光发射材料以控制疾病和有害昆虫。然而，聚乙烯制覆盖薄膜就在环境中不可降解且因此污染土壤和水而言，在应用于农作物作为一次性覆盖薄膜方面有其限制。
已作过许多尝试来开发降解性改进的覆盖薄膜。例如，韩国专利申请号1996-064953和美国专利号5,384,183揭示可生物降解及可光降解的农业覆盖薄膜。这类可降解的覆盖薄膜是通过将不可降解的聚乙烯与可生物降解的脂族聚合物或可光降解的二氧化钛混合所制备的，因此维持一般覆盖物的优点特性并改良覆盖薄膜的降解性。然而，不可降解的聚乙烯在用于栽培农作物一年之后并未完全地降解于环境之中。因此，急需开发使用不可降解的聚乙烯的替代材料的完全可降解的覆盖薄膜。
制备纸覆盖薄板的技术发表于一些论文和专利中，包括JapaneseJournal of Crop Science，66(4)：710-713，1997；Korean Journal of WeedScience，17(4)：368-374，1997；Korean Journal of Crop Science，45(3)：216-219，2000；日本专利申请号Hei.4-264258和韩国专利号20-0207043。这种纸覆盖薄板就资源再生是有利的，且使得再生纸所制的纸板再应用于土壤是可行的。可使用松脂或聚丙烯酰胺，或者经由以烹饪用油处理纸板表面来改良纸板的强度。然而，由于以下的两个决定性缺点，将再生纸用作覆盖材料是有缺陷的。第一，该纸薄层具有超过100微米的厚度以提供适合旱地应用的强度，因此具有很差的悬垂性(drapery)，而造成可操作性和覆盖力的问题。第二，就在应该充满水的稻田中应维持的湿强度及良好机械可操作性所需的拉伸强度而言，纸薄板远比乙烯薄膜脆弱。
发明内容
因此，将现有技术中所遇到的问题列入考量，本发明的目的在于提供一种新颖的覆盖垫，其容易应用于旱地及稻田供移栽和直接播种之用，能够标准化至特定大小的卷筒形式而因此增加农业机械可操作性及方便覆盖和运输，具有控制杂草和增加地表温度的基本性质，典型覆盖垫的特性，以及能够在覆盖之后数个月内自然地被生物降解，因此适合用于农业应用且不会造成环境污染。
经由本发明人对于达成上述目的的彻底且完全的研究，本发明人预先发现到一种通过在纸上铺一层可降解树脂薄膜所制备的垫符合大多数所需的性质，如在国际专利申请号PCT/KR02/00631中所揭示的。对具有改良的机械可操作性的覆盖垫的持续研究中发现：一种具有改良的纸对树脂薄膜的涂布性质及纸对土壤的亲水性质的覆盖垫作为杂草防除用覆盖物是非常有用的。
附图说明
本发明的上述和其他目的、特征及其他优点由以下配合附图的详细说明当可更清楚地了解，其中：图1是显示本发明一个实施方案的覆盖垫的概略图；图2是一张照片，其中是以本发明的具有改良的亲水性的覆盖垫来覆盖土壤表面；图3是一张照片，其中是以具有低亲水性的覆盖垫来覆盖土壤表面；图4是一张照片，显示经由机械操作以覆盖垫覆盖的稻田。
经由本发明人对于达成上述目的的彻底且完全的研究，本发明人预先发现到一种通过在纸上铺一层可降解树脂薄膜所制备的垫符合大多数所需的性质，如在国际专利申请号PCT/KR02/00631中所揭示的。对具有改良的机械可操作性的覆盖垫的持续研究中发现：一种具有改良的纸对树脂薄膜的涂布性质及纸对土壤的亲水性质的覆盖垫作为杂草防除用覆盖物是非常有用的。
附图说明
本发明的上述和其他目的、特征及其他优点由以下配合附图的详细说明当可更清楚地了解，其中：图1是显示本发明一个实施方案的覆盖垫的概略图；图2是一张照片，其中是以本发明的具有改良的亲水性的覆盖垫来覆盖土壤表面；图3是一张照片，其中是以具有低亲水性的覆盖垫来覆盖土壤表面；图4是一张照片，显示经由机械操作以覆盖垫覆盖的稻田。
具体实施方式
根据本发明，提供一种杂草防除用的可降解的覆盖垫，其特征在于：将经由部分或完全可降解的热塑性树脂与化学式1所示亲水性化合物共聚或混合所制备的树脂层叠在纸上。
[化学式1]H-(O-R1)l-OH其中，l为重复单元，R1是C2的脂肪烃。
除此之外，作为制备覆盖垫的优选方法，本发明提供一种制备杂草防除用的可降解覆盖垫的方法，其包括下列步骤：经由挤压成形方法，在纸的一面熔涂(melt coating)上一种经由将部分或完全可降解的热塑性树脂与化学式1所示亲水性化合物共聚或混合所制备的树脂；并卷绕所得产物。
本文中所使用的“降解性”一词，包括所有的生物降解性、生物分解性和光降解性。
如图1所示，本发明的覆盖垫是一种有树脂层叠于纸的一面上的薄膜形式。该覆盖垫的特征在于以下述方式制备所欲层叠于纸上的树脂：在制备部分或完全可降解的热塑性树脂时，加入化学式1所示的亲水性化合物作为共聚成分；或者是将部分或完全可降解的热塑性树脂与化学式1所示的亲水性化合物混合。
图3显示以具有未与化学式1所示亲水性化合物共聚或混合的可降解树脂的覆盖垫所覆盖的土壤表面，其中该覆盖垫是漂浮在土壤表面的水上。相反地，当使用本发明经由将已经与化学式1所示亲水性化合物共聚或混合的可降解树脂层叠于纸的一面上所制备的覆盖垫时，如图2所示，发现该覆盖垫与土壤表面紧密接触，而得到成功的移栽。因此，当将本发明的覆盖垫应用至田地时，改良了机械可操作性且增加了土壤的温度，并且有效地控制杂草的生长。
根据本发明，为了改良层叠于纸上的树脂的涂布性质及土壤表面的亲水性质，可降解的树脂是经由将可降解的热塑性树脂与化学式1所示的亲水性化合物共聚或混合所制备的。该亲水性化合物优选是以占该树脂重量的1.0-30.0重量％的量使用。当该亲水性化合物是以占该树脂重量的低于1.0重量％或超过30.0重量％的量使用时，可制得覆盖垫，但是所得覆盖垫缺乏防除杂草和增加土壤温度的本质，典型覆盖垫的特性，以及良好的机械可操作性。特别是，由化学式1所示的亲水性化合物优选是具有400-20000的分子量。当具有低于400的分子量时，该亲水性化合物经常在共聚或混合期间损失。另外，当其分子量超过20000时，该亲水性化合物在所得混合产物中造成相分离，因而在形成适合农业应用的薄膜时有困难。
可用于本发明的可降解树脂包括；淀粉、纤维素、聚羟基丁酸酯和聚羟基戊酸酯这样的天然材料及再生浆料；天然可生物降解的树脂，如淀粉或纤维素；作为由天然材料所衍生的合成树脂的聚乳酸，及其共聚物；聚己内酯，其是一种具有可生物降解特性的石化合成树脂；脂族聚酯；聚己二酸丁二酯-共聚-对苯二甲酸酯(polybutyleneadipate-co-terephthalate)；可生物分解的材料，如聚酯-氨基甲酸酯共聚物；可光降解的树脂，如含有光催化剂的聚乙烯；及其混合物。这类可降解的树脂显示不同的加工性能及降解特性，但是因为具有对环境友善的特性，所以就应用于覆盖栽培之后可自然地降解而言，它们全部均是非常有利的。
可生物降解的脂族聚酯的优选实例包括化学式2所示的缩聚聚酯及化学式3所示的开环聚合聚酯。
[化学式2]其中，m为重复单元，R2是C2至C6的脂肪烃，R3是C2至C8的脂肪烃。
[化学式3]其中，n为重复单元，R4是C2至C6的脂肪烃。
典型地用于制备化学式2所示缩聚脂族聚酯的单体包括二价醇，其以乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇和环己烷二甲醇为例示，以及二价羧酸，如丁二酸或己二酸。
典型地用于制备化学式3所示开环聚合的脂族聚酯的单体包括己内酯、丙交酯和乙交酯。
尽管具有不同的加工性能，但所有由化学式2和化学式3所示的可生物降解树脂因为具有相似的降解性而都可用于本发明中。
除此之外，本发明的覆盖垫可通过进一步包含有机和/或无机化合物作为对其提供多种功能性的添加剂来制备。添加剂的优选实例包括：增量剂，其是以碳化钙、滑石和淀粉为例示；植物由来的肥料成份，其是以木炭、尿素、铵盐、硝酸盐、磷酸盐、钼酸盐和硼酸盐为例示；远红外线辐射组份，如锆或锗；以及其混合物。当被包含于覆盖垫之中时，这类添加剂在调节覆盖垫于土壤中的降解程度及农作物生长方面是有用的。
如果希望修改且因此改良本发明覆盖垫的物理性质，则可形成一个或多个具有合适大小的孔隙。为了播种或移除在覆盖垫和土壤之间的空气，可实施穿孔，因此增加其与地表的接触面积。
本发明的覆盖垫可包含纸层和可生物降解薄膜层的两不同层，并且，若需要，可将此二层的许多单位层叠而得到多层结构。
本发明的覆盖垫可通过挤压成形方法，将几种热塑性可生物降解树脂或其混合物之一熔涂在纸上来制备，其中这种制备覆盖垫的方法是本发明非常重要的部分。
优选地，熔涂用的挤压成形开始是使用欲层叠于纸上的树脂，其仅包含上述的几种可降解树脂和化学式1所示的亲水性化合物，或与有机和/或无机添加剂结合。使用捏合机将包含有可降解树脂及亲水性化合物或另外包含有添加剂的树脂充分捏合，然后将其通过双螺杆挤压机来产生母料片(masterchip)，或使用Henschel混合机来制备。在挤压成形期间，树脂是由料斗式装填机传送至加料斗，然后注入挤压机中，其中该树脂是熔化的。最后，使用T型模口来挤压树脂，并同时将卷筒形式的再生纸供应于下部，其中在该再生纸的一面上进行挤压树脂涂布。这种涂布称为熔涂，其中涂层的厚度可依挤压树脂的量及卷绕速率而决定；但在大多数情况下，伴随许多试验和错误。可降解树脂的涂层厚度可根据覆盖栽培条件考虑降解性来决定。形成非常厚的可降解树脂层是不经济的，并且需要更多时间来降解。相反地，当可降解的树脂层过分地薄时，则难以控制杂草的生长。树脂层的厚度优选约5至约100μm。
本发明将参照下列配合附图的实施例做更详细的解释。然而，下列的实施例仅用来说明本发明，且本发明并不限于下列实施例。
实施例1将555克丁二酸(HOOC(CH2)2COOH)，217克己二酸(HOOC(CH2)4COOH)，782克1，4-丁二醇(HO(CH2)4OH)，87克具有化学式1结构的聚乙二醇-1000，以及0.43克作为催化剂的钛酸四丁酯混合于热熔融缩合反应器中，然后在氮气氛围，在200℃下反应直到水的流出量达到理论量。在完成酯交换反应之后，将0.43克作为催化剂的钛酸四丁酯、0.41克作为稳定剂的磷酸三甲酯和0.13克乙酸钴的淤浆加至1，4-丁二醇中，并在230℃下充分混合，随后在0.3mmHg压力下缩聚反应4小时，其间温度缓慢地上升至250℃，如此产生具有数均分子量20,000的可生物降解脂族聚酯共聚物。通过在170℃条件下将所得可生物降解树脂球(pellet)喷射在呈卷筒形式的再生纸(46g/m2，PanAsia Korea)的一面上的挤压成形方法来熔涂，如此产生总计1,900毫米宽和65微米厚的覆盖垫。
实施例2使用Henschel混合机，将5重量％具有化学式1结构的聚乙二醇-1000和95重量％具有化学式2结构的聚丁二酸丁二酯(SG-100，SKChemical，Korea)充分地混合，得到共混聚合物。其后，通过在170℃条件下将所得共混聚合物喷射在呈卷筒形式的再生纸(46g/m2，PanAsia Korea)的一面上的挤压成形方法来熔涂，如此产生总计1,900毫米宽和100微米厚的覆盖垫。
实施例3使用捏合机，将7重量％具有化学式1结构的聚乙二醇-10000，30重量％具有化学式3结构的聚己内酯(UCC tone-787)和63重量％具有化学式2结构的聚丁二酸丁二酯(SG-100，SK Chemical，Korea)充分地捏合，得到共混聚合物，然后使用双螺杆挤压机，由该共混聚合物来制备母料片。其后，通过在170℃条件下将所得母料片从溶涂设备喷射在呈卷筒形式的再生纸(46g/m2，PanAsia Korea)的一面上的挤压成形方法来熔涂，如此产生总计1,900毫米宽和100微米厚的覆盖垫。
实施例4使用捏合机，将5重量％具有化学式1结构的聚乙二醇-10000，15重量％具有化学式3结构的聚交酯(Resomer R-206，BoehringerIngelheim)和80重量％具有化学式2结构的聚丁二酸丁二酯(SG-100，SK Chemical，Korea)充分地捏合，得到共混聚合物，然后使用双螺杆挤压机，由该共混聚合物来制备母料片。其后，通过在210℃条件下将所得母料片从熔涂设备喷射在呈卷筒形式的再生纸(46g/m2，PanAsiaKorea)的一面上的挤压成形方法来熔涂，如此产生总计1,900毫米宽和100微米厚的覆盖垫。
比较例1除了不加入化学式1所示的化合物之外，根据实施例1相同的步骤来制备覆盖垫。
比较例2除了不加入化学式1所示的化合物之外，根据实施例2相同的步骤来制备覆盖垫。
比较例3除了不加入化学式1所示的化合物之外，根据实施例3相同的步骤来制备覆盖垫。
比较例4除了不加入化学式1所示的化合物之外，根据实施例4相同的步骤来制备覆盖垫。
实验例使用可装设覆盖垫的移栽机，将实施例1至4及比较例1至4中所制备的覆盖垫应用于水稻“Chujung-Byoe”的移栽。根据下列的方法来评估机械可操作性(故障频率)、覆盖垫对土壤的接触程度及杂草防除效率(％)。结果列于下表1中。
*覆盖垫对机械可操作性(故障频率)的影响：机械操作的效率是经由研究使用移栽机同时进行覆盖和移栽操作时发生操作故障的频率来评估的。根据纸对于树脂层的涂布性质及对于土壤的亲水性特性，覆盖垫可与土壤表面接触或从土壤表面分离。测量10公亩土壤的故障频率，并用作评估覆盖垫对机械可操作性影响中的标准。
*杂草防除：分别测定在以覆盖垫覆盖或未以覆盖垫覆盖的土壤上生长的杂草干重作为试验组或控制组(非试验组)，并且根据下式1来计算杂草防除效率(％)。
[式1]杂草防除效率(％)={1-(试验组的杂草干重/非试验组的杂草干重)}×100*覆盖垫对土壤的接触力：在以该覆盖垫覆盖土壤之后，以肉眼来评估覆盖垫对土壤的接触程度，并且区分为四级，其中⊙：优良；○：良好；△：普通；和×：不良。
表1
工业实用性如上文中所叙述，根据本发明，经可降解的树脂薄膜涂布或覆盖的覆盖垫，在其应用于田地之后数个月内可完全地生物降解，因此不造成环境污染，且有效地控制杂草生长。除此之外，该覆盖垫具有改良的纸对于树脂层的涂布性质及纸对于土壤的亲水性质，因此改良机械可操作性及对土壤的接触力。因此，该覆盖垫适合应用于旱地及稻田中。再者，因为有可能通过各种不同的挤压成形方法在短时间之内大量生产该覆盖垫，所以可容易地实现工业化。
[化学式1]H-(O-R1)l-OH其中，l为重复单元，R1是C2的脂肪烃。
除此之外，作为制备覆盖垫的优选方法，本发明提供一种制备杂草防除用的可降解覆盖垫的方法，其包括下列步骤：经由挤压成形方法，在纸的一面熔涂(melt coating)上一种经由将部分或完全可降解的热塑性树脂与化学式1所示亲水性化合物共聚或混合所制备的树脂；并卷绕所得产物。
本文中所使用的“降解性”一词，包括所有的生物降解性、生物分解性和光降解性。
如图1所示，本发明的覆盖垫是一种有树脂层叠于纸的一面上的薄膜形式。该覆盖垫的特征在于以下述方式制备所欲层叠于纸上的树脂：在制备部分或完全可降解的热塑性树脂时，加入化学式1所示的亲水性化合物作为共聚成分；或者是将部分或完全可降解的热塑性树脂与化学式1所示的亲水性化合物混合。
图3显示以具有未与化学式1所示亲水性化合物共聚或混合的可降解树脂的覆盖垫所覆盖的土壤表面，其中该覆盖垫是漂浮在土壤表面的水上。相反地，当使用本发明经由将已经与化学式1所示亲水性化合物共聚或混合的可降解树脂层叠于纸的一面上所制备的覆盖垫时，如图2所示，发现该覆盖垫与土壤表面紧密接触，而得到成功的移栽。因此，当将本发明的覆盖垫应用至田地时，改良了机械可操作性且增加了土壤的温度，并且有效地控制杂草的生长。
根据本发明，为了改良层叠于纸上的树脂的涂布性质及土壤表面的亲水性质，可降解的树脂是经由将可降解的热塑性树脂与化学式1所示的亲水性化合物共聚或混合所制备的。该亲水性化合物优选是以占该树脂重量的1.0-30.0重量％的量使用。当该亲水性化合物是以占该树脂重量的低于1.0重量％或超过30.0重量％的量使用时，可制得覆盖垫，但是所得覆盖垫缺乏防除杂草和增加土壤温度的本质，典型覆盖垫的特性，以及良好的机械可操作性。特别是，由化学式1所示的亲水性化合物优选是具有400-20000的分子量。当具有低于400的分子量时，该亲水性化合物经常在共聚或混合期间损失。另外，当其分子量超过20000时，该亲水性化合物在所得混合产物中造成相分离，因而在形成适合农业应用的薄膜时有困难。
可用于本发明的可降解树脂包括；淀粉、纤维素、聚羟基丁酸酯和聚羟基戊酸酯这样的天然材料及再生浆料；天然可生物降解的树脂，如淀粉或纤维素；作为由天然材料所衍生的合成树脂的聚乳酸，及其共聚物；聚己内酯，其是一种具有可生物降解特性的石化合成树脂；脂族聚酯；聚己二酸丁二酯-共聚-对苯二甲酸酯(polybutyleneadipate-co-terephthalate)；可生物分解的材料，如聚酯-氨基甲酸酯共聚物；可光降解的树脂，如含有光催化剂的聚乙烯；及其混合物。这类可降解的树脂显示不同的加工性能及降解特性，但是因为具有对环境友善的特性，所以就应用于覆盖栽培之后可自然地降解而言，它们全部均是非常有利的。
可生物降解的脂族聚酯的优选实例包括化学式2所示的缩聚聚酯及化学式3所示的开环聚合聚酯。
[化学式2]其中，m为重复单元，R2是C2至C6的脂肪烃，R3是C2至C8的脂肪烃。
[化学式3]其中，n为重复单元，R4是C2至C6的脂肪烃。
典型地用于制备化学式2所示缩聚脂族聚酯的单体包括二价醇，其以乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇和环己烷二甲醇为例示，以及二价羧酸，如丁二酸或己二酸。
典型地用于制备化学式3所示开环聚合的脂族聚酯的单体包括己内酯、丙交酯和乙交酯。
尽管具有不同的加工性能，但所有由化学式2和化学式3所示的可生物降解树脂因为具有相似的降解性而都可用于本发明中。
除此之外，本发明的覆盖垫可通过进一步包含有机和/或无机化合物作为对其提供多种功能性的添加剂来制备。添加剂的优选实例包括：增量剂，其是以碳化钙、滑石和淀粉为例示；植物由来的肥料成份，其是以木炭、尿素、铵盐、硝酸盐、磷酸盐、钼酸盐和硼酸盐为例示；远红外线辐射组份，如锆或锗；以及其混合物。当被包含于覆盖垫之中时，这类添加剂在调节覆盖垫于土壤中的降解程度及农作物生长方面是有用的。
如果希望修改且因此改良本发明覆盖垫的物理性质，则可形成一个或多个具有合适大小的孔隙。为了播种或移除在覆盖垫和土壤之间的空气，可实施穿孔，因此增加其与地表的接触面积。
本发明的覆盖垫可包含纸层和可生物降解薄膜层的两不同层，并且，若需要，可将此二层的许多单位层叠而得到多层结构。
本发明的覆盖垫可通过挤压成形方法，将几种热塑性可生物降解树脂或其混合物之一熔涂在纸上来制备，其中这种制备覆盖垫的方法是本发明非常重要的部分。
优选地，熔涂用的挤压成形开始是使用欲层叠于纸上的树脂，其仅包含上述的几种可降解树脂和化学式1所示的亲水性化合物，或与有机和/或无机添加剂结合。使用捏合机将包含有可降解树脂及亲水性化合物或另外包含有添加剂的树脂充分捏合，然后将其通过双螺杆挤压机来产生母料片(masterchip)，或使用Henschel混合机来制备。在挤压成形期间，树脂是由料斗式装填机传送至加料斗，然后注入挤压机中，其中该树脂是熔化的。最后，使用T型模口来挤压树脂，并同时将卷筒形式的再生纸供应于下部，其中在该再生纸的一面上进行挤压树脂涂布。这种涂布称为熔涂，其中涂层的厚度可依挤压树脂的量及卷绕速率而决定；但在大多数情况下，伴随许多试验和错误。可降解树脂的涂层厚度可根据覆盖栽培条件考虑降解性来决定。形成非常厚的可降解树脂层是不经济的，并且需要更多时间来降解。相反地，当可降解的树脂层过分地薄时，则难以控制杂草的生长。树脂层的厚度优选约5至约100μm。
本发明将参照下列配合附图的实施例做更详细的解释。然而，下列的实施例仅用来说明本发明，且本发明并不限于下列实施例。
实施例1将555克丁二酸(HOOC(CH2)2COOH)，217克己二酸(HOOC(CH2)4COOH)，782克1，4-丁二醇(HO(CH2)4OH)，87克具有化学式1结构的聚乙二醇-1000，以及0.43克作为催化剂的钛酸四丁酯混合于热熔融缩合反应器中，然后在氮气氛围，在200℃下反应直到水的流出量达到理论量。在完成酯交换反应之后，将0.43克作为催化剂的钛酸四丁酯、0.41克作为稳定剂的磷酸三甲酯和0.13克乙酸钴的淤浆加至1，4-丁二醇中，并在230℃下充分混合，随后在0.3mmHg压力下缩聚反应4小时，其间温度缓慢地上升至250℃，如此产生具有数均分子量20,000的可生物降解脂族聚酯共聚物。通过在170℃条件下将所得可生物降解树脂球(pellet)喷射在呈卷筒形式的再生纸(46g/m2，PanAsia Korea)的一面上的挤压成形方法来熔涂，如此产生总计1,900毫米宽和65微米厚的覆盖垫。
实施例2使用Henschel混合机，将5重量％具有化学式1结构的聚乙二醇-1000和95重量％具有化学式2结构的聚丁二酸丁二酯(SG-100，SKChemical，Korea)充分地混合，得到共混聚合物。其后，通过在170℃条件下将所得共混聚合物喷射在呈卷筒形式的再生纸(46g/m2，PanAsia Korea)的一面上的挤压成形方法来熔涂，如此产生总计1,900毫米宽和100微米厚的覆盖垫。
实施例3使用捏合机，将7重量％具有化学式1结构的聚乙二醇-10000，30重量％具有化学式3结构的聚己内酯(UCC tone-787)和63重量％具有化学式2结构的聚丁二酸丁二酯(SG-100，SK Chemical，Korea)充分地捏合，得到共混聚合物，然后使用双螺杆挤压机，由该共混聚合物来制备母料片。其后，通过在170℃条件下将所得母料片从溶涂设备喷射在呈卷筒形式的再生纸(46g/m2，PanAsia Korea)的一面上的挤压成形方法来熔涂，如此产生总计1,900毫米宽和100微米厚的覆盖垫。
实施例4使用捏合机，将5重量％具有化学式1结构的聚乙二醇-10000，15重量％具有化学式3结构的聚交酯(Resomer R-206，BoehringerIngelheim)和80重量％具有化学式2结构的聚丁二酸丁二酯(SG-100，SK Chemical，Korea)充分地捏合，得到共混聚合物，然后使用双螺杆挤压机，由该共混聚合物来制备母料片。其后，通过在210℃条件下将所得母料片从熔涂设备喷射在呈卷筒形式的再生纸(46g/m2，PanAsiaKorea)的一面上的挤压成形方法来熔涂，如此产生总计1,900毫米宽和100微米厚的覆盖垫。
比较例1除了不加入化学式1所示的化合物之外，根据实施例1相同的步骤来制备覆盖垫。
比较例2除了不加入化学式1所示的化合物之外，根据实施例2相同的步骤来制备覆盖垫。
比较例3除了不加入化学式1所示的化合物之外，根据实施例3相同的步骤来制备覆盖垫。
比较例4除了不加入化学式1所示的化合物之外，根据实施例4相同的步骤来制备覆盖垫。
实验例使用可装设覆盖垫的移栽机，将实施例1至4及比较例1至4中所制备的覆盖垫应用于水稻“Chujung-Byoe”的移栽。根据下列的方法来评估机械可操作性(故障频率)、覆盖垫对土壤的接触程度及杂草防除效率(％)。结果列于下表1中。
*覆盖垫对机械可操作性(故障频率)的影响：机械操作的效率是经由研究使用移栽机同时进行覆盖和移栽操作时发生操作故障的频率来评估的。根据纸对于树脂层的涂布性质及对于土壤的亲水性特性，覆盖垫可与土壤表面接触或从土壤表面分离。测量10公亩土壤的故障频率，并用作评估覆盖垫对机械可操作性影响中的标准。
*杂草防除：分别测定在以覆盖垫覆盖或未以覆盖垫覆盖的土壤上生长的杂草干重作为试验组或控制组(非试验组)，并且根据下式1来计算杂草防除效率(％)。
[式1]杂草防除效率(％)={1-(试验组的杂草干重/非试验组的杂草干重)}×100*覆盖垫对土壤的接触力：在以该覆盖垫覆盖土壤之后，以肉眼来评估覆盖垫对土壤的接触程度，并且区分为四级，其中⊙：优良；○：良好；△：普通；和×：不良。
表1
工业实用性如上文中所叙述，根据本发明，经可降解的树脂薄膜涂布或覆盖的覆盖垫，在其应用于田地之后数个月内可完全地生物降解，因此不造成环境污染，且有效地控制杂草生长。除此之外，该覆盖垫具有改良的纸对于树脂层的涂布性质及纸对于土壤的亲水性质，因此改良机械可操作性及对土壤的接触力。因此，该覆盖垫适合应用于旱地及稻田中。再者，因为有可能通过各种不同的挤压成形方法在短时间之内大量生产该覆盖垫，所以可容易地实现工业化。
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