CN101516179B - 纸制农业用被覆材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无损作为农业用被覆材料的功能、且安全性高、并且具有能进行机械延展的强度的纸制农业用被覆材料。该纸制农业用被覆材料通过使在土中能降解的纸的部分或全部中含有油脂组合物而得到，该油脂组合物含有干性油、半干性油、及在常温下为固体且熔点小于100℃的蜡，其按质量比计的配合比是干性油∶半干性油∶蜡＝1.0∶1.0以下∶0.3以下。

Description

纸制农业用被覆材料

技术领域

本发明涉及纸制农业用被覆材料，特别是涉及具有农作物培育所必需的功能并且具有能够利用机械进行延展的强度的、以纸为骨材的纸制农业用被覆材料。

背景技术

作为农业用材料，被覆材料形成了很大的市场。其目的是，通过遮光抑制杂草的生长或调节地温，发挥保持土壤水分、防止土壤侵蚀、防止肥料流失、抑制病虫害发生等的效果，从而有助于作物的生长。

目前聚乙烯薄膜等聚烯烃系薄膜成为主流，广泛使用透明、黑、绿等根据用途而着色的薄膜。聚烯烃系薄膜具有廉价且轻量、保存时劣化少等的优点，此外，与作物的生长相关的问题少，对于农户来说是必不可少的材料。

然而，该聚乙烯薄膜等聚烯烃系薄膜的最大缺点是在土中不降解。也就是说，在使用后必须用机械或手卷绕来进行回收，这种回收作业的负担在体力上和金钱上都是巨大的。

此外，在这些回收作业中，无论怎样残边都会残留在土中，它们会永久地残留在农田中。作为回收后的被覆材料的处理，迄今为止允许的焚烧处理也随着法律修订而禁止了野外焚烧，所回收的使用后的薄膜必须进行适当处理。这还有处理场地的问题，该处理费用成为直接影响农户经营的较大问题。

进而，为了解决这些问题，还提出了将土去除后进行再利用的方法，但是存在如下较大问题：无法将土完全去除，或者为了用机械延展该被覆材料，必须很好地卷绕才能在第二年使用，因此实际情况是在再利用方面很难得到发展。

作为解决这种问题的方法，进行了利用生物降解高分子的被覆材料 的开发。实际上，市售有淀粉系、聚乳酸系等许多生物降解高分子的农业用被覆材料，特别是在夏季必需进行回收作业的玉米栽培中，直接能向土中犁入的这些商业材料开始部分投入使用。

然而，生物降解高分子制被覆材料由于价格高而成为障碍，还远没有在市场上广泛应用。此外，生物降解高分子在保持期间发生劣化，因此具有在流通中无法库存的巨大问题，实际状况是不得不说其实用化上还有很大的障碍。

作为在同样的土中容易降解的原材料，进行了大量的使用纸的被覆材料的开发。特别是，纸在流通中保存在仓库中的期间不会发生经时劣化，因此作为商品的价值与生物降解性高分子相比非常有利。实际上，使用纸的农业用被覆材料已经在各地的农业试验场所中供给实用化试验(纸制农业用被覆材料一般被称为纸地膜(paper mulch sheet)或育苗纸(mulching paper))。

然而，纸的最大缺点是由于伴随着日照的紫外线、热等或雨、风导致劣化加速，而且在与土接触的场所碎裂加剧，待农作物生长之前就发生劣化、碎裂。此外，有缺损时容易破裂，因此采用机械进行延展是困难的，实际情况是无法耐受实际的农户利用的状况。

为了解决这些问题，进行了如下尝试，即，通过使与土接触的部分含有防霉剂和/或抗菌剂的方法(参照专利文献1)、或进行沟槽加工或压花加工而减少与土的接触面积从而延迟降解(参照专利文献2)等。此外，还提出了通过使纸制被覆材料含有耐水·防水效果高、处理较容易的干性油，从而延迟农作物培育过程中的被覆材料的降解、劣化的方案(参照专利文献3)。

专利文献1：特开平9-205901号公报

专利文献2：特开平10-94335号公报

专利文献3：特开2000-116249号公报

发明内容

然而，根据以往的纸制农业用被覆材料，在成本、安全性、强度方 面存在问题。例如，根据专利文献1和专利文献2，不仅成本都高，而且无法获得与其成本相当的强度，此外，根据专利文献3，虽然在成本方面得到降低，但是依然无法获得强度，因此状况是无法实用化。

因此，本发明的目的在于提供一种无损作为农业用被覆材料的功能、且安全性高、而且具有能机械延展的强度的纸制农业用被覆材料。

本发明为了实现上述目的，提供一种纸制农业用被覆材料，其使能在土中降解的纸的部分或全部中含有油脂组合物而成，该油脂组合物含有干性油、半干性油、以及在常温下为固体且熔点小于100℃的蜡，其配合比(质量比)是干性油∶半干性油∶蜡＝1.0∶1.0以下∶0.3以下。

此外，本发明为了实现上述目的，提供一种纸制农业用被覆材料，其特征在于，在土中能降解的纸的部分或全部的任意部位含有干性油、半干性油和在常温下为固体且熔点小于100℃的蜡，其含有质量比是干性油∶半干性油∶蜡＝1.0∶1.0以下∶0.3以下。

根据本发明，可以提供无损作为农业用被覆材料的功能、且安全性高、而且具有能机械延展的强度的纸制农业用被覆材料。

附图说明

图1是表示实地试验的结果的照片。

具体实施方式

[本发明的实施方式所述的纸制农业用被覆材料]

本发明的实施方式所述的纸制农业用被覆材料是使在土中能降解的纸的部分或全部中含有油脂组合物而成的，该油脂组合物含有干性油、半干性油、及在常温下为固体且熔点小于100℃的蜡，其配合比(质量比)是干性油∶半干性油∶蜡＝1.0∶1.0以下∶0.3以下。可以使在土中能降解的纸的部分或全部含有以配合比(质量比)是干性油∶半干性油＝1.0∶1.0以下含有干性油和半干性油的油脂组合物后，使该纸的含油脂组合物部分中含有蜡，使之与干性油的质量比为1.0∶0.3以下。

由此，可以得到如下的纸制农业用被覆材料，即，在在土中能降解 的纸的部分或全部的任意部位含有干性油、半干性油和在常温下为固体且熔点小于100℃的蜡，且其含有质量比是干性油∶半干性油∶蜡＝1.0∶1.0以下∶0.3以下的纸制农业用被覆材料。

(纸制农业用被覆材料)

所谓本发明的纸制农业用被覆材料，是指用在土中能够降解的纸制成的农业用被覆材料。所谓本发明的农业用被覆材料，是指在农作物的栽培中，能够被覆农作物以外的部分的土壤表面的材料。农业用被覆材料通过覆盖农作物以外的部分的土壤表面，从而具有抑制杂草生长、调节地温、保持土壤水分、防止土壤侵蚀、防止肥料流失、抑制病虫害发生等的效果，因此有助于农作物的生长而被利用。此外，本发明的农业用被覆材料有时被称为地膜(mulch sheet)或地面覆盖物(mulching)。

(干性油)

所谓干性油，是表示在涂料、油墨用途中使用植物油时，作为容易氧化聚合的物质而分类的油。作为定义，表示碘价为130以上的油，一般地说，有亚麻仁油、红花油、大豆油、桐油、葡萄籽油、胡桃油、月见草油、芥子油、麻籽油等，在学术上，漆树籽油、石榴种子油、烟草种子油等也相当于该干性油。这些干性油可以使用一种或两种以上。

(半干性油)

所谓半干性油，在相同的涂料领域中，虽然不像干性油那样容易氧化聚合而形成被膜，但是作为经时发生聚合的物质，通常与完全不干燥的不干性油明确区分。作为定义，表示碘价为100以上且小于130的油，有芝麻油、棉籽油、玉米油、菜籽油、米糠油、杏仁油等，在学术上，杏子油、橙子种子油等也相当于该半干性油。这些半干性油可以使用一种或两种以上。

(蜡)

所谓蜡，是常温下为固态的物质，虽然没有明确的定义，但是在本实施方式中，将常温(20～35℃左右)下为固体且熔点小于100℃的有机化合物定义为蜡。作为相当于该蜡的物质，有小烛树蜡、巴西棕榈蜡、米糠蜡、霍霍巴油、木蜡、羊毛脂、蜂蜡、褐煤蜡、白地蜡(ceresin wax)、石 蜡、微晶蜡、硬化蓖麻油等。这些蜡可以使用一种或两种以上。

(油脂组合物的组合)

干性油、半干性油、蜡的组合没有特别限定，有很多。它们由于以天然产物作为起始原料因而价格根据状况不同而大幅变动，所以希望根据当时的情形而进行变更。其中，从干燥作业时的适应性的观点出发，优选干性油为亚麻仁油、半干性油为菜籽油、蜡为石蜡的组合。

(油脂组合物的配合比)

为了确保能够进行机械延展的强度，纸中所含的油脂组合物中的干性油、半干性油、蜡的配合比例是非常重要的。即，将其配合比(质量比)设为干性油∶半干性油∶蜡＝1.0∶1.0以下∶0.3以下。如果超过半干性油与蜡的配合比上限，则在干燥工序中会发生破裂等问题。更优选干性油∶半干性油∶蜡＝1.0∶1.0以下∶0.2以下，进一步优选干性油∶半干性油∶蜡＝1.0∶0.9以下∶0.15以下。

下限值没有限定，但优选其配合比(质量比)是干性油∶半干性油∶蜡＝1.0∶0.6以上∶0.03以上。半干性油与蜡的配合比越接近0，则机械延展强度越低，因此作为适于实用的下限值，优选如上设定。还根据向纸涂布的状况(含量)多少会有些差异。更优选干性油∶半干性油∶蜡＝1.0∶0.6以上∶0.05以上，进一步优选干性油∶半干性油∶蜡＝1.0∶0.7以上∶0.07以上。

如上，可以设为如下比例(质量比)：相对于干性油100质量份，半干性油为60～100质量份，蜡为3～30质量份。此外，作为向纸的着色还可以使用少许颜料等。

(纸制农业用被覆材料中的油脂组合物的含量)

纸制农业用被覆材料中的油脂组合物的含量虽然没有特别限定，但是优选相对于纸的干燥质量为2～20质量％，更优选为2～10质量％，特别优选4～8质量％。纸制农业用被覆材料中的油脂组合物的含量超过上述范围时，被覆材料在农作物的培育过程中不会降解、劣化，可以保持作为被覆材料的功能，而且机械延展的作业性也良好。虽然涂厚时强度上升，但是原纸本身的质量增大，因此有时作业性会变差。

其中，所谓含有并不限于涂布于纸的表面。即，作为使纸制农业用被覆材料含有油脂组合物的方法，可以列举含浸、涂布(涂装)、喷雾、印 刷等。在工业上优选采用印刷或含浸后使之干燥的工序。

使纸的部分或全部含有油脂组合物。所谓部分，尤指埋入土中的端部或与土接触的部分。

(纸)

作为可以使用的纸，是以所谓的木浆作为原料的纸(以纤维素作为主体的纸)，是在土中能够降解的纸。即，可以使用以木浆作为原料，使其分散于水中并经过脱水、干燥而使纤维缠绕而成的纸。例如，可以列举牛皮纸、报纸、涂料纸、质量上乘纸、英国图画纸(Kent paper)、和纸、红麻纸(kenafpaper)等。还可以使用旧纸纸浆。用在土中不降解的合成树脂系粘接剂压合而成的无纺布等，由于在农田中不降解而不优选。

[本发明的实施方式的效果]

根据本发明的实施方式，显示以下的效果。

(1)由于在农作物的培育过程中难以降解、劣化，因此在农作物的培育中(例如1个月～3个月)可以保持作为被覆材料的功能。

(2)在收获作物后只要埋入土中就发生降解，所以收获农作物后无需回收或废弃，使回收作业的负担减轻。

(3)可以提供具有能够进行机械延展的伸展性和强度的纸制农业用被覆材料。通过调节干性油、半干性油、蜡的比例，可以调节机械延展的强度，而且即使在使用中与土接触也能够持续一定时间的强度，所以能够耐受实际的农业现场的使用。

(4)由于是以纸为基础、含有干性油、半干性油和蜡的材料，因此可以较廉价地提供生物降解性的被覆材料。

(5)通过使用安全性高的干性油、半干性油、蜡，将其涂布在纸的表面，可以获得延迟与土接触而导致的降解、而且通过防雨而防止因雨滴导致的碎裂的效果。

(6)可以提供容易在流通中库存保存的农业用被覆材料。

实施例

(实施例1～4)

如下制造含有表1所示配方的油脂组合物的实施例1～4的纸制农 业用被覆材料。

用罐调配表1中的配方的油脂组合物(涂布油)，加热到各种蜡的熔点以上熔解后，充分混合直至均匀。干性油、半干性油、蜡的配合比例相对于干性油100质量份分别是，半干性油为80质量份，蜡为10质量份。

将该油脂组合物含浸于牛皮纸的两面后进行干燥。在本实施例1～4中，相对于原纸含有油脂组合物5.0质量％(实施例1)、6.5质量％(实施例2)、4.8质量％(实施例3)、5.6质量％(实施例4)。

(比较例1)

如下制造含有表1所示配方的油脂组合物的比较例1的纸制农业用被覆材料。

在比较例1中，将混合作为不干性油的山茶油和巴西棕榈蜡而成的物质含浸于牛皮纸的两面后，进行干燥。山茶油和巴西棕榈蜡的配合比例是，山茶油为180质量份，巴西棕榈蜡为10质量份。相对于原纸含有油脂组合物58.7质量％。

然而，比较例1的纸制农业用被覆材料在后续的处理工序中完全没有干燥，油从纸的表面渗出，就这样直接卷绕时油会附着到纸上。在这种情况下，无法向延展用机器卷绕，无法获得充分耐用的被覆材料。

[表1]

表1  油脂组合物的配方

在表1中，使用红花油(日清奥利友集团株式会社制，商品名：日清红花油)、亚麻仁油(日清奥利友集团株式会社制，商品名：N/B亚麻仁油)、大豆油(日清奥利友集团株式会社制，商品名：大豆精制油(S))、桐油(COSMO油化株式会社制，商品名：桐油)、棉籽油(日清奥利友集团株式会社制，商品名：日清油脂棉籽色拉油)、菜籽油(日清奥利友集团株式会社制，商品名：菜籽精制油(S))、玉米油(日清奥利友集团株式会社制，商品名：日清玉米油)、米糠油(日清奥利友集团株式会社制，商品名：日清大米精制油)、山茶油(大岛椿株式会社制，商品名：椿天麸罗油)。

(实施例5～6、比较例2～3)

接着，在表1的实施例2的组合(干性油∶亚麻仁油、半干性油∶菜籽油、蜡∶石蜡)中，使其配合比例如表2所示地变化，与上述实施例和比较例同样地制造实施例5～6和比较例2～3的纸制农业用被覆材料。

比较例2是半干性油与蜡的配合比不够的例子(此处是不使用半干性油的例子)，是仅含浸干性油的纸制农业用被覆材料。而比较例3是半干性油与蜡的配合比过多的例子。

[表2]

表2  油脂组合物的配合比例

	干性油	半干性油	蜡
				实施例5	100质量份	100质量份	30质量份
实施例6(＝实施例2)	100质量份	80质量份	10质量份
				比较例2	100质量份	0质量份	0质量份
比较例3	100质量份	120质量份	50质量份

(强度评价)

表3是根据日本工业规格：Japan Industrial Standard(JIS法)对在上述实施例和比较例中制造的纸制农业用被覆材料的强度进行分析而得到的结果。强度是分别对抗张强度(纵)(JIS P8113)、湿润抗张强度(纵)(JIS P8135)、抗裂强度(纵)(JIS P8116)、破裂强度(纵)(JISP8112)进行测定的。

另外，虽然原纸全部使用相同的纸，但是由于所含油脂组合物的量不同，所以各强度是按定量(每单位面积的质量)换算得到的值。此外，各强度是以原纸的原始数据的数值为100，以相对于其的数值表示的。

其结果如表3所示，实施例的纸制农业用被覆材料的、作为在室外栽培时对雨或风的耐久性重要指标的湿润抗张强度全部高于原纸，还有该强度数值达到5倍以上的纸制农业用被覆材料。此外，对于其他强度，实施例的纸制农业用被覆材料高于原纸的强度或与原纸的强度相同，是用作农业用被覆材料没有问题的强度。

由上述可知，实施例的纸制农业用被覆材料在室外的环境下进行栽培时是非常有用的。

与此相比，在不使用半干性油和蜡的(配合比不够的)比较例2中，如表3所示，抗裂强度显著降低，只得到与原纸相比为一半以下的数值。如果抗裂强度降低，则无法用机械延展，即使拉伸，也呈现出受风的影响而很快整体破裂的巨大缺陷。此外，即使是半干性油与蜡的配合比过多的比较例3，抗裂强度也显著降低，无法用机械延展，进而在表面形成的膜会产生褶皱，还看到破裂。

[表3]

表3  评价结果

	抗张强度(纵)	湿润抗张强度(纵)	抗裂强度(纵)	破裂强度
					实施例1	96.5	201.0	99.2	97.4
实施例2  (＝实施例6)	97.4	124.6	105.9	117.0
					实施例3	95.1	151.3	102.6	112.1
实施例4	93.2	132.4	99.8	98.5
					实施例5	94.0	507.8	96.3	110.7
比较例1	-	-	-	-
					比较例2	72.0	261.6	36.4	94.0
比较例3	92.3	112.3	21.6	74.3

※比较例1没有干燥，由于污染装置而无法测定。

(实地试验)

在实际的萝卜田地中，使用实施例2(实施例6)中制造的被覆材料，进行延展试验、从播种到收获的栽培试验、在土中的降解试验。

在萝卜田地中，采用土壤覆盖机(mulcher)进行实施例2(实施例6)的被覆材料的延展，在100m延展中没有一次破裂，能够延展。

此外，使用实施例2(实施例6)的被覆材料，进行从播种到收获的萝卜栽培60天，如图1(照片)所示，直到收获时都毫无问题，抑制了杂草生长，而且被覆材料能够以没有破损的状态进行利用。

进而，在秋天收获萝卜后，将实施例2(实施例6)的被覆材料埋入土中后，被覆材料被降解并在春天完全消失。

Claims (6)

1.一种纸制农业用被覆材料，其特征在于，在土中能降解的纸的部分或全部的任意部位含有干性油、半干性油及在常温下为固体且熔点小于100℃的蜡，其含有质量比是干性油∶半干性油∶蜡＝1.0∶0.6～1.0∶0.03～0.3。

2.如权利要求1所述的纸制农业用被覆材料，其特征在于，所述干性油是选自亚麻仁油、红花油、大豆油、桐油、葡萄籽油、胡桃油、月见草油、芥子油、麻籽油中的一种或两种以上。

3.如权利要求1所述的纸制农业用被覆材料，其特征在于，所述半干性油是选自芝麻油、棉籽油、玉米油、菜籽油、米糠油、杏仁油中的一种或两种以上。

4.如权利要求1所述的纸制农业用被覆材料，其特征在于，所述蜡是选自小烛树蜡、巴西棕榈蜡、米糠蜡、霍霍巴油、木蜡、羊毛脂、蜂蜡、褐煤蜡、白地蜡、石蜡、微晶蜡、硬化蓖麻油中的一种或两种以上。

5.如权利要求1～4中任一项所述的纸制农业用被覆材料，其特征在于，相对于所述在土中能降解的纸的干燥质量，含有的所述干性油、所述半干性油和所述蜡以它们的总量计为2～20质量％。

6.如权利要求1所述的纸制农业用被覆材料，其特征在于，

所述干性油是选自亚麻仁油、红花油、大豆油、桐油、葡萄籽油、胡桃油、月见草油、芥子油、麻籽油中的一种或两种以上，

所述半干性油是选自芝麻油、棉籽油、玉米油、菜籽油、米糠油、杏仁油中的一种或两种以上，

所述蜡是选自小烛树蜡、巴西棕榈蜡、米糠蜡、霍霍巴油、木蜡、羊毛脂、蜂蜡、褐煤蜡、白地蜡、石蜡、微晶蜡、硬化蓖麻油中的一种或两种以上，

相对于所述在土中能降解的纸的干燥质量，含有的所述干性油、所述半干性油和所述蜡以它们的总量计为2～20质量％。

Images