JP2001128564A

JP2001128564A - 紙マルチシート

Info

Publication number: JP2001128564A
Application number: JP31683799A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Naohara; 敦直原; Toshiyuki Akazawa; 敏幸赤沢
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1999-11-08
Filing date: 1999-11-08
Publication date: 2001-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】地温上昇効果を有し、かつ生分解性を有する
紙マルチシートを提供すること。【解決手段】紙基材を支持体とする紙マルチシートに
おいて、紙基材の少なくとも１面に、ポリビニルアルコ
ール系重合体（Ａ）および平板状顔料（Ｂ）から形成さ
れた防湿層を有する紙マルチシート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、農業用紙マルチシ
ートに関する。さらに詳しくは、従来の紙マルチシート
では保持し得なかった地温の上昇効果を有する紙マルチ
シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、野菜園芸を主とする農業において
は、目的とする植物を育成する際に、雑草の発生防止、
保温、土壌水分の保持等の為のマルチシートとして、ポ
リオレフィン系のプラスチックフィルムが使用されてい
る。しかしながら、これらはほとんどが生分解性が無い
ため、収穫後に使用済みのフィルム回収、処分が必要と
なり、この回収作業が農業従事者の大きな負担となって
いる。これらの問題を解決する農業用マルチシートに関
しては、紙が土中で腐食、分解する特性を生かした紙マ
ルチシートに関し、特開昭５５−９２６２５号公報や特
開昭５５−１１１７３４号公報には、伸長紙にパラフィ
ンワックスの水性分散液を含浸させたものが開示されて
いる。しかし、紙マルチシートは通気性ならびに透湿性
が高いため、保温性に関してはフィルムマルチに劣るの
が現状である。これを解決するため、紙マルチシートに
ポリ塩化ビニリデンとカーボンブラックでクレープ紙の
両面を被覆したもの（特開昭６０−２５０９４９号公
報）、また紙マルチシートに顔料と合成ラテックスから
なる防湿層を形成させたもの（特開平１０−８４７８９
号公報）も知られている。しかし、これらの紙マルチシ
ートは、生分解性に劣ること、さらにはフィルムマルチ
シートと比較した場合、地温上昇効果を有しておらず、
実用上問題となっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点を解消するために創案されたものであり、地温
上昇効果を有し、かつ生分解性を有する紙マルチシート
を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、紙基材を支
持体とする紙マルチシートにおいて、紙基材の少なくと
も１面に、ポリビニルアルコール系重合体（Ａ）および
平板状顔料（Ｂ）から形成された防湿層を有することに
よって達成される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の紙マルチシートに用いる
ポリビニルアルコール系重合体（Ａ）は、ビニルエステ
ル重合体のけん化物またはビニルエステルと共重合可能
な他のビニルモノマーとの共重合体をけん化することに
より得られる。該重合を行うにあたっては、塊状重合
法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の
方法を採用することができる。その中でも、無溶媒ある
いはアルコールなどの溶媒中で重合する塊状重合法や溶
液重合法が通常採用され、高重合度のものを得る場合に
は、乳化重合法が採用される。溶液重合時に溶媒として
使用されるアルコールとしては、メチルアルコール、エ
チルアルコール、プロピルアルコールなどの低級アルコ
ールが挙げられる。重合に使用される開始剤としては、
例えば、α,α'−アゾビスイソブチロニトリル、２,２'
−アゾビス（２,４−ジメチルバレロニトリル）、２,
２'−アゾビス（４−メトキシ−２,４−ジメチルバレロ
ニトリル）、過酸化ベンゾイル、ｎ−プロピルパーオキ
シカーボネートなどのアゾ系開始剤または過酸化物系開
始剤などの公知の開始剤が挙げられる。重合温度につい
ては特に制限はないが、−３０〜１５０℃の範囲が適当
である。

【０００６】上述の方法で用いるビニルエステル系単量
体としては、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニル、ピバリン酸ビニルなどが挙げられるが、一般に酢
酸ビニルが用いられる。

【０００７】本発明において、ポリビニルアルコール系
重合体（Ａ）としては、炭素数４以下のα―オレフィン
単位を含有する変性ポリビニルアルコール系重合体が、
後述する実施例からも明らかなように、優れた生分解性
を有するし、さらにまたより優れた地温上昇効果がある
ので好適に用いられる。炭素数４以下のα―オレフィン
単位を含有する変性ポリビニルアルコール系重合体の製
造方法としては、ビニルエステルおよび炭素数４以下の
α―オレフィンとの共重合体をけん化することにより得
られる。炭素数４以下のα−オレフィンは、例えば、エ
チレン、プロピレン、ｎーブテン、イソブテン等が挙げ
られるが、本発明の目的とする紙マルチシートを得る点
で、エチレンが好ましい。炭素数４以下のα−オレフィ
ン単位の含有量は１〜２０モル％が好適であり、１．５
〜１８モル％、さらには２〜１５モル％がさらに好まし
い。シリル基を有するオレフイン性不飽和単量体として
はなどが挙げられる。

【０００８】本発明に使用する上記ポリビニルアルコー
ル系重合体は、本発明の効果を損なわない範囲で、ビニ
ルエステルと共重合可能なエチレン性不飽和単量体を共
重合してもよい。エチレン性不飽和単量体としては、ア
クリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、フマ−ル酸、
（無水）マレイン酸、（無水）イタコン酸などの不飽和
酸類あるいはその塩あるいは炭素数１〜１８のモノまた
はジアルキルエステル類；アクリルアミド、炭素数１〜
１８のＮ−アルキルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アクリルアミド、２−アクリルアミドプロパンスルホン
酸あるいはその塩、アクリルアミドプロピルジメチルア
ミンあるいはその酸塩あるいはその４級塩などのアクリ
ルアミド類；メタクリルアミド、炭素数１〜１８のＮ−
アルキルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリ
ルアミド、２−メタクリルアミドプロパンスルホン酸あ
るいはその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミ
ンあるいはその酸塩あるいはその４級塩などのメタクリ
ルアミド類；Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルム
アミド、Ｎ−ビニルアセトアミドなどのＮ−ビニルアミ
ド類；アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシ
アン化ビニル類；炭素数１〜１８のアルキルビニルエー
テル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、アルコキシ
アルキルビニルエーテルなどのビニルエーテル類；塩化
ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリ
デン、臭化ビニルなどのハロゲン化ビニル類；酢酸アリ
ル、塩化アリル、アリルアルコール、ジメチルアリルア
ルコール、トリメチル−（３−アクリルアミド−３−ジ
メチルプロピル）−アンモニウムクロリド、アクリルア
ミド−２−メチルプロパンスルホン酸塩、炭素数１〜２
０のヒドロキシアルキル基含有のα−オレフィン、ビニ
ルトリメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ビニル
アセトキシルシラン等が挙げられる。これらの単位の含
有量としては、２０モル％以下が好ましい。

【０００９】また、本発明に使用するポリビニルアルコ
ール系重合体の粘度平均重合度（以下重合度と略記す
る）に特に制限はないが、重合度としては通常５０〜１
００００、好ましくは１００〜８０００、より好ましく
は１００〜４０００の範囲から選ばれる。例えば、紙マ
ルチシートの防湿層として用いられる場合には、通常５
０〜１００００の重合度のポリビニルアルコール系重合
体が好ましい。重合度が５０未満の場合には、バインダ
ーあるいは防湿層として目的の性能が発現できないこと
から、満足な紙マルチシートが得られない。重合度が１
００００より大の場合には、防湿層を形成する塗工液の
粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難になり、均一な層
が得られない。

【００１０】本発明に用いるポリビニルアルコール系重
合体のけん化度は６０〜９９．９９モル％であることが
必要であり、７０〜９９．９モル％が好ましく、８０〜
９９．５モル％がより好ましい。けん化度が６０モル％
未満の場合には、水溶性が低下するため良好な塗工液が
得られず、さらには充分な防湿性が得られない。また、
けん化度が９９．９９モル％より大の場合には、塗工液
の粘度安定性が不足し取り扱い性に劣る。

【００１１】本発明で用いられる平板状顔料（Ｂ）とし
ては、フィロケイ酸塩鉱物、天然鱗片状黒鉛等が挙げら
れる。フィロケイ酸塩化合物に属する物としては、雲母
族、パイロフェライト、タルク、緑泥石、セプテ緑石、
蚊紋石、スチルプノネレーン、粘度鉱物がある。中でも
雲母族の一種である膨潤性フッ素雲母系鉱物が好まし
い。

【００１２】膨潤性フッ素雲母系鉱物は、代表的には、
タルクとナトリウムおよび／またはリチウムの珪フッ化
物もしくはフッ化物との混合物を加熱処理して得られた
ものが挙げられる。その具体的方法としては例えば特開
平２−１４９４１５号公報に開示された方法がある。す
なわち、タルクを出発物質として用い、これにナトリウ
ムイオンおよび／またはリチウムイオンをインターカレ
ーションして膨潤性フッ素雲母系鉱物を得る方法であ
る。この方法ではタルクに珪フッ化物および／またはフ
ッ化物を混合し、磁性ルツボ内で約７００〜１２００℃
で短時間加熱処理することによってフッ素雲母系鉱物が
得られる。本発明で用いる膨潤性フッ素雲母系鉱物は特
にこの方法で製造されたものが好ましい。

【００１３】膨潤性のフッ素雲母系鉱物を得るために
は、珪フッ化物あるいはフッ化物を構成する金属はアル
カリ金属のうち、ナトリウムあるいはリチウムであるこ
とが好適である。これらのアルカリ金属は単独で用いて
もよいし併用してもよい。アルカリ金属のうち、カリウ
ムの場合には膨潤性のフッ素雲母系雲母が得られないの
で好ましくないが、ナトリウムあるいはリチウムと併用
し、かつ限定された量であれば膨潤性を調節する目的で
用いることも可能である。また、タルクと混合する珪フ
ッ化物および／またはフッ化物の量は混合物全体の１０
〜３５重量％の範囲が好ましく、この範囲を外れると膨
潤性フッ素雲母系鉱物の生成率が低下する。

【００１４】本発明で用いられる膨潤性のフッ素雲母系
鉱物は、代表的には次式で示される。

【００１５】 α（ＭＦ）・β（ａＭｇＦ₂・ｂＭｇＯ）・γＳｉＯ₂

【００１６】ここで、Ｍはナトリウムまたはリチウムを
表し、α、β、γ、ａおよびｂはそれぞれ係数を表し、
０．１≦α≦２、２≦β≦３．５、３≦γ≦４、０≦ａ
≦１、０≦ｂ≦１、ａ＋ｂ＝１である。

【００１７】本発明でいう膨潤性とは、フッ素雲母系鉱
物がカルボン酸類、アルコール類、水分子などの極性分
子を層間に吸収することにより、層間距離が拡がり、あ
るいはさらに膨潤へき開して、超微細粒子となる特性を
意味し、前記の式で表されるフッ素雲母系鉱物はこのよ
うな膨潤性を示す。

【００１８】上記ポリビニルアルコール系重合体（Ａ）
および平板状顔料（Ｂ）を配合した組成物の層を紙基材
の少なくとも１面に防湿層として設けることにより、目
的とする紙マルチシートを得ることができる。紙マルチ
シートの防湿層中における、ポリビニルアルコール系重
合体（Ａ）と平板状顔料（Ｂ）の配合比率｛（Ｂ）／
（Ａ）｝は、０．０１〜２００（重量比）の範囲が好適
である。さらに好適には、０．１〜１００（重量比）の
範囲である。０．０１重量部未満では本発明の目的とす
る地温上昇の向上効果が十分でなく、２００重量部を超
える場合には靱性の低下が大きい、粘度が高くなり塗工
が困難になる、ピンホールが生成し易くなるなどの弊害
がでてくるため好ましくない。

【００１９】本発明のポリビニルアルコール系重合体
（Ａ）および平板状顔料（Ｂ）を防湿層に用いる場合、
これらの組成物に、本発明の目的が阻害されない範囲
で、各種高分子（水溶性高分子または高分子エマルジョ
ンまたはラテックス等）、充填剤、界面活性剤（ノニオ
ン性、アニオン性）、滑剤、消泡剤、分散剤、湿潤剤、
ｐＨ調節剤、紫外線吸収剤を、用途または性能に応じて
適宜配合するすることができる。

【００２０】水溶性高分子または高分子分散体として
は、澱粉及びその誘導体、ヒドロキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロース、メチルセルロース、エチルセルロース等のセ
ルロース誘導体、アラビヤゴム、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリル酸のアルカリ塩（ソーダ塩等）、アク
リル酸（またはメタクリル酸）エステル共重合体のアル
カリ塩（ソーダ塩等）、ポリビニルピロリドン、アクリ
ルアミド（またはメタクリルアミド）／アクリル酸（ま
たはメタクリル酸）エステル共重合体、アクリルアミド
（またはメタアクリルアミド）／アクリル酸エステル
（またはメタアクリル酸エステル）／アクリル酸（また
はメタアクリル酸）三元共重合体、スチレン／無水マレ
イン酸共重合体のアルカリ塩（ソーダ塩）、イソブチレ
ン／無水マレイン酸共重合体のアルカリ塩（ソーダ塩
等）、ジイソブチレン／無水マレイン酸共重合体のアル
カリ塩（ソーダ塩等）、ポリアクリルアミド、アルギン
酸ソーダ、ゼラチン、カゼイン等の水溶性高分子；ポリ
酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリアクリル酸、ポリアク
リル酸エステル、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、ポ
リブチルメタクリレート、エチレン／酢酸ビニル共重合
体等のエマルジョン、スチレン／ブタジエン共重合体ラ
テックス、スチレン／ブタジエン／アクリル系共重合体
等のラテックス等が挙げられる。

【００２１】また、充填剤としては、カオリン、クレ
ー、炭酸カルシウム、焼成クレー、酸化チタン、ケイソ
ウ土、シリカ、コロイダルシリカ、酸化アルミニウム、
水酸化アルミニウム、合成ケイ酸アルミニウム、合成ケ
イ酸マグネシウム、ポリスチレン微粒子、、ポリ酢酸ビ
ニル系微粒子、尿素−ホルマリン樹脂微粒子、小麦粉等
が挙げられる。

【００２２】滑剤としては、高級脂肪酸、高級脂肪酸ア
ミド、高級脂肪酸金属塩、パラフィンワックス、マイク
ロクリスタリンワックス等が挙げられる。

【００２３】本発明の紙基材は、木材パルプや故紙パル
プから得られるセルロースパルプを主成分として湿式抄
紙機で抄紙して得られ、そこでの木材パルプと故紙パル
プの原料配合は適宜選択される。

【００２４】紙基材の坪量は、特に限定しないが、３０
〜２００ｇ／ｍ²の範囲で適宜選択される。坪量３０ｇ
／ｍ²未満では、マルチ展張後一定期間の強度を維持で
きない。また、坪量２００ｇ／ｍ²を越えると紙マルチ
シートの重量が大きくなり、厚すぎて展張作業がやりに
くい。

【００２５】防湿層の塗工量は、塗工紙の紙マルチシー
トの透湿度｛ＪＩＳＺ０２０８（カップ法）Ｂ法によ
る｝が１００ｇ／ｍ²・２４ｈｒ以下になるように塗工
量を決定することが好ましい。具体的に塗工量の範囲と
しては、１〜５０ｇ／ｍ²が好ましく。より好ましく
は、５〜４０ｇ／ｍ²である。１ｇ／ｍ²未満では、透湿
度が１００ｇ／ｍ²・２４ｈｒより大きくなり、蒸発水
分により地温上昇効果がない。５０ｇ／ｍ²より多くて
も、透湿度は低下せず、地温上昇効果が飽和してしま
う。

【００２６】本発明に関わる紙マルチシートは、防湿剤
塗工面を圃場面側にしても、地面側にして展張してもよ
い。また、該紙マルチシートは、作物の収穫後に土に鋤
き込めば、土中で崩壊し、その後生分解する特長を有し
ている。

【００２７】前記防湿層の塗工設備としては、エアナイ
フコーター、バーコーター、ロールコーター、ブレード
コーター等から任意に選択して塗工することができる
が、特にブレードコーター、バーコーター、エアナイフ
コーターなどの塗工方式が、平板状顔料の配向を促す傾
向があるので好ましい。

【００２８】本発明によって得られる紙マルチシート
は、土壌水分の蒸発を抑えることができ、水分の蒸発に
伴う放熱がすくないため、地温を上昇でさせることがで
きる。さらには、作物の収穫後に土に鋤き込めば、土中
で崩壊し、その後生分解するために、収穫後の使用済み
の回収、処分が不必要となり、農業従事者の負担を軽減
できるものである。

【００２９】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定さ
れるものではない。なお実施例中特に断りのない限り、
「％」および「部」はそれぞれ「重量％」および「重量
部」を意味する。

【００３０】紙支持体の作製針葉樹未晒クラフトパルプ（ＣＳＦ５５０ｍｌ）６０
％、故紙パルプ４０％、内添サイズ剤（商品名：サイズ
パインＥ（荒川化学））対パルプ０．６％、硫酸バンド
（ｐＨ４．５に調整）対パルプ５％の配合にて、スラリ
ーを調成した。その後、手抄シート機によって抄紙し、
坪量５５ｇ／ｍ２、破断伸び１．９％の紙支持体を得
た。

【００３１】実施例１１）防湿層用塗工液の調製エチレン単位５．１モル％、ビニルエステル部分のけん
化度９９．３モル％、重合度１５５０のエチレン−ビニ
ルアルコール系共重合体（Ａ）に対して消泡剤（ジョル
シンＬＢ−Ｄ）を０．１５ｗｔ％添加して１０％水溶液
を作成した（ａ）。膨潤性フッ素雲母（ソマシフＭＥ−
１００：コープケミカル社製）（Ｂ）を２％の濃度にな
るように水に分散し、２時間超音波洗浄機にかけ、分散
液を調整した（ｂ）。室温で水溶液（ａ）９５０部を撹
拌しながら、溶液（ｂ）２５０部をゆっくり加えて濃度
８．３％の塗工液を作成した｛重量配合比率：（Ｂ）／
（Ａ）＝５／９５｝。２）防湿層用塗工液の塗工上記塗工液をバーコーターにて、紙支持体に３０ｇ／ｍ
²塗工した後、１１０℃で乾燥させ、紙マルチシートを
得た。紙マルチシートの透湿度は１５ｇ／ｍ²・２４ｈ
ｒであった｛ＪＩＳＺ０２０８（カップ法）Ｂ法によ
る｝。

【００３２】実施例２〜４実施例１において用いたポリビニルアルコール系重合体
（Ａ）および平板状顔料（Ｂ）に代えて、表１に示した
ポリビニルアルコールと平板顔料を用いたこと以外は、
実施例１と同様にして、塗工液を調整し、紙マルチシー
トを製造した。その結果を表１に示す。

【００３３】比較例１防湿層無塗工の紙支持体を使用した。その結果を表１に
示す。

【００３４】比較例２厚さ３０μｍの市販黒マルチフィルム（カーボンブラッ
ク入りポリエチレンフィルム）を使用した。その結果を
表１に示す。

【００３５】比較例３実施例１において、ポリビニルアルコール系重合体
（Ａ）の代わりにビニルエステル部分のけん化度９８．
５ｍｏｌ％、重合度５００の無変性ポリビニルアルコー
ルを使用し、膨潤性フッ素雲母を使用しない以外は、実
施例１と同様の条件で、紙マルチシートを製造した。そ
の結果を表１に示す。

【００３６】地温上昇効果の測定：温度測定の為に、畦
の地中深さ５ｃｍに熱伝対を差し込み、温度を１０分ご
とに記録した。５月上旬に測定した最高地温と最低地温
の結果を表１に示す。本発明の紙マルチシートは、市販
黒フィルムマルチと同等の地温上昇効果があることがわ
かる。

【００３７】紙マルチシートの土中崩壊性の判定：実施
例１〜４、比較例１〜３で得られた紙マルチシートか
ら、長さ１２ｃｍ、幅６ｃｍの試験片をサンプリングし
た。あらかじめ水分３３±１％に調整した培養土を蓋付
き容器に厚さ２ｃｍになるように詰め、その上に試験片
を置き、さらに上から培養土を２ｃｍの厚さで覆い、培
養土−試験片−培養土の３層構造をつくる。蓋付き容器
を温度３０℃に調整した低温恒温器内に置き、３０日経
過後、試験片を取り出し試験片の土中崩壊性を観察し
た。シート形状が無くなっているものを○、シート形状
で残っているものを×とした。その結果を表１に示す。
本発明の紙マルチシートは、土中崩壊性があることがわ
かる。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】本発明の紙マルチシートは、地温上昇効
果を有し、かつ生分解性を有する。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｄ２１Ｈ 21/16 Ｄ２１Ｈ 21/16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紙基材を支持体とする紙マルチシートに
おいて、紙基材の少なくとも１面に、ポリビニルアルコ
ール系重合体（Ａ）および平板状顔料（Ｂ）から形成さ
れた防湿層を有することを特徴とする紙マルチシート。
【請求項２】ポリビニルアルコール系重合体（Ａ）
が、炭素数４以下のα−オレフィン単位を１〜２０モル
％含有するポリビニルアルコール系重合体である請求項
１記載の紙マルチシート。
【請求項３】平板状顔料（Ｂ）が、膨潤性フッ素雲母
系鉱物である請求項１または２記載の紙マルチシート。