JP2001258399A

JP2001258399A - 生分解性植物栽培容器

Info

Publication number: JP2001258399A
Application number: JP2000079628A
Authority: JP
Inventors: Eiji Kageyama; 英治景山
Original assignee: Tokai Kasei Corp
Current assignee: Tokai Kasei Corp
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2001-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】育苗中は一定の強度と形状を維持でき、樹木や
花木等の植物を取り出すことなく土中にそのまま定植で
き、定植後に土中で生分解させ得る生分解性植物栽培容
器を提供すること。【解決手段】厚さが０．５〜３ｍｍである生分解性ポリ
乳酸発泡ボードを二次成形加工してなる生分解性植物栽
培容器であり、生分解性ポリ乳酸発泡ボードは、ポリ乳
酸ペレットに、発泡剤、滑剤並びに核剤をドライブレン
ドして得られる混合物を、シリンダー温度条件１２０〜
１９０℃、ダイス温度条件１１０〜１７０℃にて長尺形
に押出発泡成形し、波取り処理した後に、５０℃以下に
保持した成形ロールにて押圧することで製造でき、その
密度は０．５〜１．０５ｇ／ｃｍ ³であるところに構成
特徴を有し、ポリ乳酸樹脂ペレットに１重量％以上の非
晶性ポリ乳酸が含まれていることがある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生分解性植物栽培容
器に関し、特には、樹木や花木等の植物を取り出すこと
なく土中にそのまま定植でき、定植後は土中で生分解し
得る発泡体からなる生分解性植物栽培容器に関するもの
である。

【０００２】ところで、本明細書において、「植物栽培
容器」とは、例えばプラグトレー、育苗用ポット、連結
ポット等のような、各内部に培土を充填して植物を栽培
するために使用する容器等のほか、植物を育苗又は栽培
中の各種のポットを収容するために使用される例えば化
粧ポット、かごトレー等のような収容容器とか、育苗用
床箱、プランター等及びこれらに類する農園芸用資材を
すべて含むものと定義する。

【０００３】

【従来の技術】近年、農業技術の進歩の伴い、ビニール
ハウス等の管理された条件下で優秀な苗を得た後、露地
や圃場等に定植するのが一般的であり、この際、育苗と
育苗後の定植作業性の観点から、プラグトレーや育苗用
ポット、連結ポット等が使用されている。そして、従来
のこれらポット類は主にポリエチレン等の合成樹脂製で
あるため、定植時に苗をポットから取り出す必要があ
り、また使用済みポットは破棄されている。ところが、
苗をポットから取り出す作業は煩雑で手間がかかりかつ
根を傷めるという問題がある。また、使用済みポット
は、自然環境下ではほとんど分解されないため、自然界
に蓄積され、埋め立て地不足、土壌・の河川・海洋汚染
など、環境上、生態系上の社会的な大問題となってい
る。一方では、焼却処分すると、焼却炉の損傷、有毒ガ
ス発生等の問題がある。

【０００４】このような環境負荷抑制手段の一つとし
て、土中や水中の微生物により分解され、自然界の物質
循環系に組み込まれ、環境を汚染しない生分解性ポリマ
ー製の栽培容器の開発が望まれている。これら生分解性
ポリマーとしては各種の合成、天然のポリマーが知られ
ており、ポリヒドロキシブチレート、ポリ乳酸、ポリカ
プロラクトン、セルロース、キトサン、澱粉等がある。
また、加工が困難なセルロース、澱粉等の改良剤として
ポリビニルアルコール、ポリエチレン、エチレン／酢酸
ビニル共重合体等を使用したものがあり、例えば特開平
５−３９３７７号公報には、コーンスターチなどの多糖
類やその誘導体を主体とした天然物等の発泡体に関する
技術が開示されている。また、特開平２−２８６０１３
号公報には、植物繊維からなる育苗ポット本体にポリヒ
ドロキシ酪酸・ポリヒドロキシ吉草酸共重合体をコート
した生分解性育苗ポットが開示されている。また、特開
平５−１９９８１８号公報には、生分解性の脂肪族ポリ
エステルからなり、所定の厚み及び形状とした育苗用ポ
ットが開示されている。また、特開平７−３２２７７１
号には、脂肪族ポリエステル等の熱可塑性生分解繊維と
非溶解性生分解繊維とからなる育苗用容器が開示されて
いる。

【０００５】一方、乳酸系ポリマーは、安定性が高くし
かも焼却時の燃焼カロリーが低いために環境に優れたポ
リマーとして注目されており、ポリ乳酸酸とε−カプロ
ラクトンとの共重合体等の乳酸系ポリエステルの発泡体
に関しては、例えば特開平４−３０４２４４号公報、特
開平５−１４０３６１号公報、特開平６−２８７３４７
号公報、特公平５−５０８６６９号公報等に公開されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ポリ乳酸の発泡体は、生分解性は優れるものの、弾性、
復元力に乏しく、機械的な衝撃に対して脆いという欠点
があり、また乳酸とε−カプロラクトンとの共重合体は
比較的柔軟性があるものの、耐熱性が劣るため、二次成
形加工時に安定した成型品を得ることが難しく、限られ
た用途にしか使用できないという欠点がある等の問題が
あった。

【０００７】ところで、生分解性樹脂を実用する上では
生分解性（分解速度）が問題であり、さらに、耐衝撃性
と二次成形加工性等も問題となる。上述した各育苗用ポ
ットにおいても、作業の効率性が可能であるものの、育
苗中は一定の強度と形状が維持でき、土中に移した後
は、根の成長に応じて適当な期間内に生分解する必要が
ある。しかし、従来の生分解性樹脂の生分解は数か月か
ら数年必要であり、一方、根の成長はそれよりも速く、
根の成長に合った生分解性を有する育苗用ポットは提供
できるには至っていない。

【０００８】本発明は、上述した従来の技術が具有する
問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、育苗中は一定の強度と形状を維持でき、樹木や花
木等の植物を取り出すことなく土中にそのまま定植で
き、定植後は土中で生分解し得る生分解性植物栽培容器
を提供せんとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリ乳酸
を発泡ボード化することで、ボード素材中に空洞を散在
させることができるから、空洞の量すなわち発泡倍率を
適宜選択することで生分解速度を調整することができ、
しかも発泡ボードを二次成形加工すると、成型品の内部
には空洞をそのまま保持させることができる（生分解速
度を調整ができ）、さらに、成型品の表面は二次加工す
ると空洞のない連続層となる（育苗中は一定の強度と形
状を維持できる）ことを見出し、本発明を完成したもの
である。

【００１０】上述した目的を達成するために各請求項記
載の発明が採用した手段の要旨とするところは、叙上の
特許請求の範囲に記載のとおりである。

【００１１】このような構成を採用した請求項１乃至３
記載の発明に係る生分解性植物栽培容器によると、生分
解性を保持しつつ、軽量であり、高価なポリ乳酸原材の
低減が図れ、更に優れた耐衝撃性と良好な寸法安定性等
を備えることができる。

【００１２】また、ポリ乳酸が発泡ボード化されてお
り、この発泡ボードを加熱二次成形加工することで製造
するように構成されているので、内部には空洞が散在し
ており、この空洞の量（発泡倍率）を適宜選択すること
で生分解速度を調整することができる。さらに、加熱二
次成形加工する際にその表面が空洞のない連続層にけい
せいでき、これにより、例えば育苗中は一定の強度と形
状を維持できる。

【００１３】請求項４記載の発明に係る植物栽培容器に
よると、請求項１〜３のいずれか記載の発明に係る植物
栽培容器が奏する作用に加えて、特には、押出直後の高
温発泡ボードをガラス転移温度以下にまで急激に冷却し
ても、冷却むらや冷却不全が生じ難い。その、発泡倍率
や結晶化度のバラツキが原因となって皺や裂けが生じ難
く、表面が綺麗に仕上がった植物栽培容器に成形でき、
提供できる。

【００１４】請求項５記載の発明に係る植物栽培容器に
よると、請求項１〜４のいずれかに記載の発明に係る植
物栽培容器が奏する作用に加えて、特には、ポリ乳酸ペ
レットの含水率を７５〜２５０ｐｐｍにすると、植物栽
培容器の表面を綺麗な平面状に成形でき、ポリ乳酸ペレ
ットの含水率を１０〜７５ｐｐｍ程度にすると、エンボ
ス加工をしたような表面形状に植物栽培容器を成形で
き、提供できる。

【００１５】請求項６記載の発明に係る植物栽培容器に
よると、請求項１〜４のいずれか記載の発明に係る植物
栽培容器が奏する作用に加えて、特には、セルが緻密
で、優れた弾性、復元力をもった植物栽培容器として提
供できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明となる生分解性植物栽培容
器の実施の形態を、実施例に基いてさらに詳細に説明す
るが、これは代表的なものを示したものであり、その要
旨を越えない限り、以下の実施例により本発目が限定さ
れるものではない。

【００１７】まず、本発明となる植物栽培容器は、生分
解性ポリ乳酸を発泡ボード化し、得られる発泡ボードを
ボード真空成形等の成型法で成形すると得られる。

【００１８】生分解性ポリ乳酸ペレットはつぎの方法で
発泡ボード化できる。（１）４５〜６０℃で乾燥した生分解性ポリ乳酸ペレッ
トに、発泡剤、滑剤並びに核剤をドライブレンドしする
工程と、（２）得られた混合物を、シリンダー温度条件
１２０〜１９０℃、ダイス温度条件１１０〜１７０℃に
て長尺形に押出発泡成形し、波取り処理する工程と、
（３）５０℃以下に保持した成形ロールにて押圧する工
程と、（４）ついで、引取装置にて連続的に引き出し適
宜長さに切断する工程、を有する方法で製造できる。

【００１９】生分解性ポリ乳酸ペレットは、熱風乾燥機
にて、４０℃では５〜６時間程度、６０℃では１．５〜
５時間程度乾燥処理を行う。乾燥温度が４０℃以下であ
ると、長時間連続乾燥してもポリ乳酸ペレットの乾燥状
態が不十分となって（水分率が高すぎるために）、押出
発泡した発泡ボードに水分の気泡や縦すじができたり、
さらには、得られる発泡ボード自体が脆くなる傾向があ
る。一方、乾燥温度が６０℃以上であると、ポリ乳酸ペ
レットがホッパー内で互いにくっつきあって塊になるた
めに押出発泡させることができなくなるとか、発泡ボー
ド自体が硬くなって脆くなる等の傾向がある。

【００２０】また、ポリ乳酸ペレットは、その含水率を
１０〜２５０ｐｐｍの範囲となるように乾燥させておく
必要がある。含水率が１０ｐｐｍ以下であると、発泡ボ
ードの表面にいわゆる「メヤニ」が発生する傾向があ
り、含水率が２５０ｐｐｍ以上であると、上述したよう
に、押出発泡した発泡ボードに水分の気泡や縦すじがで
きたり、得られる発泡ボード自体が脆くなる傾向があ
る。

【００２１】また、ポリ乳酸ペレットの含水率は、発泡
して得られる発泡ボードの表面形状に影響を及ぼす傾向
がある。ポリ乳酸ペレットの含水率が７５〜２５０ｐｐ
ｍであると、表面が綺麗な平面状に成形された深絞り二
次成形加工性を有する生分解性の発泡ボードとなり、含
水率が２０〜７５ｐｐｍ程度であると、エンボス加工し
たような表面形状を有する生分解性発泡ボードが再現性
良く成形でき、しかも、深絞り二次成形加工してもエン
ボス状の表面形状をそのまま保持した二次成型品に成形
できる。

【００２２】発泡剤をより具体的に示すと、無機系発泡
剤としては、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、
炭酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウム、アジド化
合物などが例示できる。有機系発泡剤としては、アゾジ
カルボンアミドやアゾビスイソブチロニトリルに代表さ
れるアゾ化合物、オキシスベンゼンスルホニルヒドタジ
ドに代表されるスルホニルヒドラジド化合物、ジニトロ
ソペンタメチレンテトラミンに代表されるニトロソ化合
物、等が例示できる。これらの発泡剤は単独使用しても
良いし、その２種以上を組み合わせて使用しても構わな
い。発泡剤の混合割合は、ポリ乳酸樹脂１００重量部に
対して０．２〜２．０重量部の割合であり、好ましくは
０．５〜１．２重量部である。発泡剤の使用量は、所望
する発泡倍率とするために必要な量であることはいうま
でもない。なお、アゾ化合物系の発泡剤を使用すると、
セルが緻密で、優れた弾性、復元力を有する生分解性の
発泡ボードとなる。

【００２３】つぎに、乾燥済みポリ乳酸ペレットは、前
記工程（２）において、シリンダー内にて溶融され、つ
いで、ダイスより長尺形に押出発泡成形される。ダイス
を出ると、ボード状の押出し物は、樹脂温度やダイス形
状などに応じて一定の倍率まで膨張する。シリンダーの
好適な温度条件は１２０〜１９０℃であり、ダイスの温
度は１１０〜１７０℃であり、好ましくは１４０〜１７
０℃である。ダイスとしては、例えばＴ−ダイ、円形−
ダイ等が使用できる。

【００２４】ダイスより大気中に開放することで得られ
る発泡ボードの表面にはコルゲート（波打ち）が発生す
る傾向があるため、押出直後の発泡ボードに対して波取
り処理を施すとともに、樹脂自体に粘着性があるために
冷却ロールにて押圧しながら発泡ボードに成形加工する
ことが好ましい。複数の冷却ロールにて冷却しつつ、引
取装置にて連続的に成形し例えば刃体を有する適当な切
断手段にて所望する寸法形状に切断すると、最終製品で
ある生分解性のポリ乳酸発泡ボードが製造できる。な
お、押出直後の発泡ボードに対して波取り処理を施した
後、冷却ロールで押圧して表面を綺麗に仕上げた後、水
槽中を通過させ冷却する構成を採用しても構わない。

【００２５】このように製造された生分解性ポリ乳酸発
泡ボードの密度は、０．５〜１．０５ｇ／ｃｍ³であ
る。なお、密度が１．０５ｇ／ｃｍ³を越えるものは、
発泡ボード中の気泡が少なく、発泡ボードの優れた特性
である断熱性、軽量化が十分に現れない傾向があり、密
度が０．５ｇ／ｃｍ³よりも低いものは、発泡ボード中
の気泡含有量が多すぎるためか、二次成形加工性が低下
する傾向がある。

【００２６】また、発泡ボードの厚みは、０．５〜８ｍ
ｍである。０．５ｍｍよりも薄い板状の発泡ボードは極
めて製造し難く、製造できても発泡ボード中の気泡が少
なく、発泡ボードの優れた特性である断熱性、軽量化が
十分に現れないことが多い。また、８ｍｍよりも厚い発
泡ボードは厚みが均一となるように押出発泡成形するこ
とが困難である。

【００２７】また、メヤニ防止剤、顔料、酸化防止剤、
耐候性改良剤、帯電防止剤等を含有させたものであって
も構わない。

【００２８】ついで、この発泡ボードを、ボード真空成
型法、真空圧空成型法など公知の成型法により二次成形
加工すると、ドロ−ダウンを生じさせることなく（発泡
ボードとしての優れた特性を消失させることなく）、ま
た、生分解性特性を消失させることなく、最終製品たる
生分解性植物栽培容器を成形することができる。なお、
使用する発泡ボードの厚みは、最終製品たる植物栽培容
器の種類や寸法形状等により適宜設計変更される事項で
あり、成形する植物栽培容器の寸法及び形状等もまた適
宜決定できる事項である。

【００２９】

【実施例】以下に本発明を実施例を挙げてさらに具体的
に説明をするが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００３０】カネボウ合繊株式会社から購入したポリ乳
酸バージンペレット（商品名「ラクトロン７００Ｄ
Ａ」）１００重量部に再生「ラクトロン７００ＤＡ」２
０重量部を混合した混合ペレットを、熱風乾燥機にて、
６０℃、３．０時間乾燥処理した後、得られた乾燥済み
ペレット１００重量部に、発泡剤として「ＤＳ＃２
５」）０．８重量部と、核剤としてタルク０．５重量部
をドライブブレンドし、得られる混合物を、押出口径１
３０φに、クレアランス０．９ｍｍのＴダイスを取り付
け、シリンダーの温度条件１３０〜１９０℃、ダイスの
温度１４５〜１５５℃で、長尺形に押出発泡成形した。
なお、発泡剤として使用した「ＤＳ＃２５」は永和化
成株式会社製であり、アゾジカルボンアミドとオキシビ
スベンゼンスルホニルヒドラジドとからなるアゾ化合物
系の複合発泡剤である。

【００３１】得られた発泡ボードの表面に、コルゲート
（波打ち）が発生する傾向があるので、直ちに発泡体に
対して波取り処理を施した後、３５℃に冷却した冷却ロ
ールにて押圧しつつ板状の発泡成形ボードに加工し、必
要ならば水槽中を通過させて冷却する。そして、複数の
冷却ロールにて冷却しつつ引取装置にて連続的に成形
し、カッターにて所望する寸法形状に切断すると、最終
製品である生分解性のポリ乳酸発泡ボードが製造でき
る）。

【００３２】このようにして得られた発泡ボード（密
度：０．５ｇ／ｃｍ³、厚さ：２．０ｍｍ）をボード真
空成形法にていわゆる３．５号の化粧ポットに成形する
と、ドローダウンすることなく、しかも表面が綺麗な平
面状でしかも独特な風合いを持ったものに成形できた。

【００３３】この３．５号化粧ポットをそのまま又は内
部に市販の培土を充填したもの、それぞれの外面にサン
ドペーパーで傷を付け又は傷を付けもの及びハンマーで
粉砕したものをそれぞれコンポスト化した。その結果を
表１に示す。

【表１】

【００３４】以上の結果から、ポリ乳酸発泡ボード製
３．５号化粧ポットは、密度が小さいほど（発泡倍率が
高いほど）コンポスト化し易く、また、表面に傷を付け
るとコンポスト化し易いことが解った。特に、発泡ボー
ド製の化粧ポットを粉砕すると、１〜２ヶ月で形態を留
めなくなり、良好な生分解性を示すことが解った。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明となる生分解
性植物栽培容器は、生分解性を保持しつつ、高価なポリ
乳酸原材の低減が図れ、軽量であり、更に優れた耐衝撃
性と良好な寸法安定性等を備えており、育苗中は一定の
強度と形状を維持させることができ、発泡倍率（組織の
密度）を適宜選択することで生分解速度を調整すること
ができる。

【００３６】特に、請求項２記載の植物栽培容器による
と、表面に皺や裂けがなく綺麗に仕上がった植物栽培容
器として提供できる。請求項３記載の植物栽培容器によ
ると、特には、ポリ乳酸ペレットの含水率を調整するこ
とで、植物栽培容器の表面を綺麗な平面状に成形でき、
また、ポリ乳酸ペレットの含水率を１０〜７５ｐｐｍ程
度にするとエンボス加工をしたような表面形状を有する
植物栽培容器として提供できる。請求項４記載の植物栽
培容器によると、特には、セルが緻密で、優れた弾性、
復元力を有する植物栽培容器として提供できる。

【００３７】また、本願各請求項に記載の植物栽培容器
によると、破損したり不要になった最終製品や成形時の
規格外製品等のリユースが可能であり、資源の有効利用
及び環境保全の面からも有利であるなど、極めて実効性
に優れた作用効果が得られるのである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚さが０．５〜３ｍｍである生分解性ポリ
乳酸発泡ボードを二次成形加工してなる生分解性植物栽
培容器。
【請求項２】前記生分解性ポリ乳酸発泡ボードが、生分
解性ポリ乳酸ペレットに、発泡剤、滑剤並びに核剤をド
ライブレンドして得られる混合物を、シリンダー温度条
件１２０〜１９０℃、ダイス温度条件１１０〜１７０℃
にて長尺形に押出発泡成形し、波取り処理した後に、５
０℃以下に保持した成形ロールにて押圧することで製造
されていることを特徴とする請求項１記載の生分解性植
物栽培容器。
【請求項３】前記生分解性ポリ乳酸発泡ボードの密度
が、０．５〜１．０５ｇ／ｃｍ³であることを特徴とす
る請求項２記載の生分解性植物栽培容器。
【請求項４】前記生分解性ポリ乳酸樹脂ペレットに、非
晶性の生分解性ポリ乳酸が１重量％以上含まれているこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の生分解
性植物栽培容器。
【請求項５】前記生分解性ポリ乳酸ペレットの含水率
が、１０〜２５０ｐｐｍであることを特徴とする請求項
１〜４のいずれかに記載の生分解性植物栽培容器。
【請求項６】前記発泡剤がアゾ化合物であり、前記生分
解性ポリ乳酸ペレット１００重量部あたり０．２〜２．
０重量部の割合で配合することを特徴とする請求項１〜
５のいずれかに記載の生分解性植物栽培容器。