【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性脂肪族ポリエステル樹脂に各種の表面処理された充填剤を添加してなる樹脂材料と、紙または不織布とをラミネートした農業用生分解性シートに関し、特には、除草・遮光・温床用に使用されるシート、または田の畔に被せて漏水の防止、土竜による畔の孔開きを防止して、同様の漏水を防止するためのシートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、除草・遮光・温床用に使用される農業用シートとしては、比較的薄いポリエチレンシート、あるいは古紙をベースとした紙製のシートが使用されていた。 また、田の畔の漏水等を防止するために用いられる農業用シートとしても、同様の素材からなるシートや生分解性シートが使用されていた。

【０００３】これらの中で、ポリエチレンシートは、
土、泥が付着するため、回収するのが困難であり、しかも使用後に放置しておいても腐らないため、焼却処分するしか方法がなく、焼却時の発熱量が多く焼却炉を傷めたり、焼却時に有害物質を発生させるという問題があった。 一方、紙製のシートは、使用後に耕してしまえば土砂の中で分解するが、分解に要する時間がかかり過ぎるという不都合があった。 さらに、このシートの耐久性を保持するためには、ある程度の厚さが必要であり、分解し難いセルロースがさらに分解し難くなるという不利があった。 また、紙の場合、雨に濡れたりすると強度が低下してしまい、しかもこれが乾燥したときに硬くなって苗を傷める等の問題があった。 また、生分解性シートは、それ単独で使用する場合には、必要な強度を維持するためにある程度厚くしなければならず、そのため材料単価が高いので、コスト的に不利であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の課題は、上記従来の問題点を解決するものであり、使用後の処理が容易で、しかも強度を十分に維持できるとともに、コスト的に有利である農業用生分解性シートを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、生分解性脂肪族ポリエステル樹脂に対し、表面処理された特定量の充填剤を添加してなる樹脂材料と、紙または不織布とをラミネートしたシートを成形することにより、実用上極めて望ましい農業用生分解性シートを見いだし、本発明を完成させるに至った。 すなわち、本発明の農業用生分解性シートは、生分解性樹脂族ポリエステル樹脂１００
重量部に対し、表面処理された充填剤を１０〜１５０重量部添加してなる樹脂材料を、紙または不織布にラミネートしたものである。

【０００６】また、表面処理された充填剤は、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、クレー、タルク、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウムから選択される少なくとも１種を、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アセチレングリコール及びその誘導体から選択される少なくとも１種で表面処理したもの、
あるいはシリカ、セラミックバルーン、ガラスバルーン、ガラスビーズ及びシリカを主成分とする製紙ヘドロを焼却し得られる灰から選択される少なくとも１種を、
エポキシ系シランカップリング剤で表面処理したもの、
または澱粉をアセチレングリコール及びその誘導体から選択される少なくとも１種で表面処理したものが好ましく採用される。 これら表面処理された充填剤を用いることにより、物性低下を抑えて生分解性材料への高充填を可能にしている。 さらに、ラミネートされる紙または不織布は、その坪量が５〜５０ｇ／ｍ ²の範囲内であることが、強度上より好ましい。 これらの構成を採用することによりバランスの取れた好適な生分解性農業用シートを得ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられる生分解性脂肪族ポリエステル樹脂は、生分解性を有するものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、ドデカン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等で例示される多価カルボン酸及びこれらの無水物等と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の多価アルコールとの縮重合物、乳酸の環状二量体であるラクチドやε−カプロラクトン等の環状エステルの開環重合物（ポリカプロラクトン）、乳酸やヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸のようなヒドロキシ酸の縮重合物が例示され、１種または２種以上の混合物として使用される。

【０００８】本発明に使用される充填剤は、無機充填剤と有機充填剤とがあり、無機充填剤としては、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、クレー、タルク、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、シリカ、セラミックバルーン、ガラスバルーン若しくはガラスビーズ、製紙ヘドロの焼却灰等が挙げられ、有機充填剤としては、バレイショ、サツマイモ、小麦、トウモロコシ、タピオカ、糠類等の澱粉質の粉末等及びモミガラ粉末が挙げられる。 これらの充填剤は１種または２種以上の混合物として使用され、混合することによって互いに特性を補完することができる。

【０００９】これらの内、炭酸カルシウムについては、
平均粒径が０．１〜６μｍのものであれば重質、軽質、
コロイド質のいずれでもよく、表面処理のものが用いられるが、脂肪酸等による表面処理はなされていないほうが好ましい。 また、粒径の大小による比表面積の差異は成形時の粘度、物性に影響が出るので、粒径の小さな炭酸カルシウムは粒径の大きな炭酸カルシウムよりも添加量を少なくするのが望ましい。 水酸化カルシウム、クレー、タルク、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムまたはシリカについても、炭酸カルシウムと同様の粒径、表面処理のものが用いられる。

【００１０】セラミックバルーン、ガラスバルーン、ガラスビーズについては、平均粒径が１〜３０μｍの範囲のものがよい。 これら球状の充填剤は、充填時の粘度上昇が小さく、特にセラミックバルーン、ガラスバルーンは中空であるから比重が小さく、この添加によって生分解性樹脂の比重も小さくなるのでコスト面で有利になる。 また、真球のセラミックバルーン、ガラスバルーンを使用すれば、この添加によって生分解性樹脂中で方向性が現れないため、成型の際に方向性のない製品が得られる利点がある。

【００１１】有機充填剤としての澱粉質は、バレイショ、サツマイモ、小麦、トウモロコシ、タピオカ、糠等であり、その材料の種類によって種々の形状をとり、アミロース及びアミロペクチンの含量、その重合度も異なり、粒径も種々であるが、平均粒径は０．１〜３０μｍ
の範囲内であれば、いずれの澱粉質であってもよい。 また、澱粉質は滑性があるので、生分解性樹脂との混合物に滑剤を添加せずに成形時の滑性を付与することができるため、配合の手間やコスト面で有利となる。

【００１２】これらの充填剤を表面処理するための表面処理剤としては、充填剤がセラミックバルーン、ガラスバルーン、ガラスビーズ、シリカを主成分とする製紙ヘドロ焼却灰及びシリカの場合には、エポキシ系シランカップリング剤（表１）がよく、これら以外の無機充填剤の場合には、チタネート系カップリング剤（表２）、アルミニウムカップリング剤（表３）あるいはアセチレングリコール及びこの誘導体（表４）が適当である。

【００１３】これらの中で、エポキシ系シランカップリング剤とチタネート系カップリング剤は、無機の充填剤に対して、このカップリング剤の無機の部分が配向し、
有機の部分が樹脂中に向かう形を取る。 すなわち、無機物を有機物で包んだ構造となり、均一分散が可能となり、樹脂との相互作用により、物性低下を最小にすることができるため、好ましく採用される。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】

【表３】

【００１７】

【表４】

【００１８】一方、有機充填剤である澱粉質の表面処理剤としては、アセチレングリコール及びその誘導体が好ましい。 このアセチレングリコールは、強力な界面活性剤で、澱粉中のＯＨ基に配向し有機の部分が樹脂に向かう形となるため、樹脂中への均一分散及び相互作用が生じることにより物性低下が小さくなると考えられる。 このように有機充填剤である澱粉質の粉末を樹脂中に均一に分散させるということは、通常の表面処理剤には期待できないものであり、アセチレングリコールの大きな効果である。

【００１９】これら充填剤の表面処理の方法については、湿式法（加水分解による方法）、乾式法、ミキシングロール上でのインテグラルブレンド等、いずれの方法で処理しても差しつかえない。 この場合の表面処理剤の添加量は、０．５〜５ＰＨＲの範囲内であることが好ましく、添加量が０．５ＰＨＲ未満では表面処理剤としての効果があまり期待できず、逆に５ＰＨＲを超えると表面処理剤が高価であるため、低価格化が不可能となり、
経済性に劣ってしまう。

【００２０】本発明は、これらの表面処理された充填剤の添加量が、前記生分解性脂肪族ポリエステル樹脂１０
０重量部に対し、１０〜１５０重量部の範囲内で必要な特性に応じて添加されるもので、この添加量が１０重量部未満では充填剤の添加による粘度調整、強度、流動性等に及ぼす効果が少なくなってしまい、逆に１５０重量部を超えると粘度が上がり過ぎて、成形性、物性の低下が著しくなって実用性がなくなってしまう。

【００２１】表面処理された充填剤を添加した生分解性脂肪族ポリエステル樹脂は、通常使用時に光劣化を起こしてはならないものであるため、例えば紫外線吸収剤、
酸化防止剤等を添加してもよく、また着色のための顔料や柔軟性を付与するための可塑剤等を添加してもよい。
さらに、生分解性脂肪族ポリエステル樹脂は、通常発熱量がポリエチレン等の約１／２であるが、表面処理された充填剤を添加した生分解性脂肪族ポリエステル樹脂は、発熱量がさらに少なく、ポリエチレン等の１／３〜
１／４となり、焼却炉での焼却処理も全く問題ない。 また無機充填剤の種類によってはｐＨが８以上のアルカリ性のものがあり、これらは土壌中で樹脂の加水分解を促進させ、微生物による分解速度を速めることができる。
さらに、有機充填剤である澱粉質等の添加は、微生物による樹脂の分解をし易くするため、分解がより促進されるという効果も期待できる。

【００２２】本発明は、生分解性脂肪族ポリエステル樹脂に対して、上記で例示した特定量の表面処理された充填剤を添加してなる樹脂材料を、紙または不織布にラミネートすることにより生分解性シートが得られる。 この紙または不織布は、上記生分解性の樹脂材料と押出しラミネートされたときに、紙または不織布の目の間に十分に入り込んで樹脂との結合を強固にする目的で使用される。 このため、目の比較的粗い、具体的にはその秤量が５〜５０ｇ／ｍ ²の範囲内のものを用いるのが強度上より好ましい。 ラミネートされる紙としては、生分解性を有するものであればよく、何ら表面処理されていない天然セルロースまたは再生セルロースであるレーヨン等からなる未塗工のもの、あるいはセロハン等が挙げられる。 また、不織布としては、湿式法または乾式法のいずれで製造されたものでもよく、繊維が生分解性を有するものであればよい。 特に、乾式法で製造された不織布の場合は、これに使用されるバインダーも生分解性を有することが必要である。

【００２３】本発明の農業用生分解性シートを製造するには、上記の表面処理された充填剤を所定量配合した生分解性脂肪族ポリエステル樹脂からなる樹脂材料を、Ｔ
−ダイ等を用いた成形により、紙または不織布と押出しラミネートあるいはドライラミネートして、農業用生分解性シートに作製される。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらの記載にのみ限定されるものではない。 ［実施例１］脂肪族ポリエステル樹脂：ビオノーレ１０
０１（昭和高分子社製、商品名、１，４−ブタンジオールとコハク酸の縮重合物）１００重量部、チタネートカップリング剤としてのテトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート１重量部を添加した平均粒径２μｍの重質炭酸カルシウム１２０重量部、ステアリン酸２重量部及びアルキルベンゼンスルホン酸カルシウム：７７６４（昭島化学工業社製、商品名）３重量部を１２０℃のミキシングロールで樹脂の溶融後５分間混練した。 これをシート状として取り出し、厚さ２ｍｍの型枠に入れ１４０℃で５分間プレスして厚さ２ｍｍのシートとした。 このシートからＪＩＳ規定の２号ダンベルで打抜き試験サンプルを作製し、２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張試験を行い、引張強度、１００％モジュラス、伸びを測定し、その結果を表５に示した。

【００２５】次に、前記シートを室温まで冷却した後、
粉砕してペレットを作製した。 これをスクリュー径６５
ｍｍの押出機を用いて、シリンダー温度１４０〜２３０
℃、ダイス温度２３５℃の条件で、厚さ４０μｍに押し出すとともに、ラミネート用の坪量２０ｇ／ｍ ² 、厚さ５０μｍ、幅７００ｍｍの回収古紙からなるパルプとラミネートして、総厚７０μｍのラミネートシートを得た。 （ただし、樹脂が紙の繊維中に入り込んでいるため、ラミネートシートの総厚は単純な総和にはならなかった。） 得られたラミネートシートについて、ＪＩＳ Ｋ６７３
４に基づいて上記と同様の条件で引張試験を行なったところ、農業用シートとして十分満足できる強度のものであった。

【００２６】［実施例２］脂肪族ポリエステル樹脂：ビオノーレ１００１（前出）１００重量部、アセチレングリコールの酸化エチレン付加体：サーフィノール４４０
（日信化学工業社製、商品名）１重量部を添加したコーンスターチＹ１００重量部（日本食品化工社製）を１２
０℃のミキシングロールで樹脂の溶融後５分間混練した。 これをシート状として取り出し、実施例１と同様にして打抜き試験用サンプルを作製し、同様の測定を行い、その結果を表５に示した。 次に、上記シート状物を室温まで冷却した後、粉砕してペレットを作製した。 これを実施例１と同様に厚さ４０μｍに押し出すとともに、ラミネート用の坪量１２ｇ／ｍ ² 、厚さ３０μｍ、
幅７００ｍｍの回収古紙からなるパルプとラミネートして、総厚５０μｍのラミネートシートを得た。 （ただし、樹脂が紙の繊維中に入り込んでいるため、ラミネートシートの総厚は単純な総和にはならなかった。） 得られたラミネートシートについて、ＪＩＳ Ｋ６７３
４に基づいて上記と同様の条件で引張試験を行なったところ、農業用シートとして十分満足できる強度のものであった。

【００２７】［実施例３］脂肪族ポリエステル樹脂：ビオノーレ３０１０（昭和高分子社製、商品名、１，４−
ブタンジオールとコハク酸及びアジピン酸の共重合体）
１００重量部、高分子量エポキシ系シランカップリング剤：ＭＡＣ２１０１（日本ユニカー社製、商品名）１重量部を添加したガラスバルーン：Ｘ−３９（旭硝子社製、商品名）６０重量部、ステアリン酸２重量部、アルキルベンゼンスルホン酸カルシウム：７７６４（前出）
３重量部を１００℃のミキシングロールで樹脂の溶融後５分間混練した。 これをシート状として取り出し、実施例１と同様にして打抜き試験用サンプルを作製し、同様の測定を行い、その結果を表５に示した。

【００２８】次に、上記シート状物を室温まで冷却した後、粉砕してペレットを作製した。 これを実施例１と同様に厚さ１２０μｍに押し出すとともに、ラミネート用の坪量１２ｇ／ｍ ² 、厚さ３０μｍ、幅７００ｍｍの回収古紙からなるパルプとラミネートして、総厚１２０μ
ｍのラミネートシートを得た。 （ただし、樹脂が紙の繊維中に入り込んでいるため、ラミネートシートの総厚は単純な総和にはならなかった。） 得られたラミネートシートについて、ＪＩＳ Ｋ６７３
４に基づいて上記と同様の条件で引張試験を行なったところ、農業用シートとして十分満足できる強度のものであった。

【００２９】

【表５】

【００３０】なお、上記実施例１〜３で得られたラミネートシートを２０ｃｍ角に切り、腐葉土中に埋設し３３
℃×７５％ＲＨの恒温室中に放置したところ、３ケ月後において、若干紙の繊維分は残っていたが、分解はかなり進行していた。

【００３１】

【発明の効果】本発明の農業用生分解性シートによれば、表面処理された充填剤を生分解性ポリエステル樹脂中に多量に添加しても物性の低下が抑えられ、さらにこの樹脂を紙または不織布でラミネートすることにより、
安価で、しかも樹脂層を薄くしても十分な強度が得られる。 また、農業用生分解性シートを構成する樹脂層、紙または不織布の厚さは必要最小限でよいため、土中埋設した場合の分解速度は速く、アルカリ性の充填剤を添加してあれば、土壌中での加水分解を促進するので微生物による分解がより速くなり、澱粉質の充填剤を添加してあれば微生物による分解をさらに速くすることができる。 さらに、本発明の農業用生分解性シートは、紙のみの場合と比較すると、樹脂がラミネートされているので、雨に濡れても強度低下を起こさず使用時に破れることがない。 また、焼却したときの発熱量も通常の生分解性樹脂の１／２程度と焼却炉を痛めることがなく、使用後の処理が容易である。

フロントページの続き (72)発明者 権田 貴司 埼玉県大宮市吉野町１丁目406番地１ 信 越ポリマー株式会社東京工場内