JP2809795B2 - 農業用マルチフイルム - Google Patents

農業用マルチフイルム

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は農業用マルチフイルムに関する。なおここで
農業用マルチフイルムとは植物の保護フイルム、植物の
根おおいフイルムなどの農業用または農園芸用フイルム
を意味する。
[従来の技術] 従来、農業分野において、土壌の保温、雑草種子の発
芽防止、いちごなどの果実の汚れ防止などを目的として
マルチフイルムが大量に使用されている。これらマルチ
フイルムの殆んどは主としてポリエチレンから成つてお
り、1年又は2年間使用されるのが通常である。
[発明が解決しようとする課題] マルチフイルムは、使用後、回収され、焼却されるの
が通常であるが、その回収には多大な労力を要するの
で、現実には回収し切れずに、或いは意図的に光などに
よる分解を期待して、畑に放置され、種々の問題を引き
起している。ポリエチレンには全くと言つて過言でない
ほど生分解性がなく、土中に半永久的に存在するのは周
知の通りである。
近年、このポリエチレンに生分解性を付与するべく、
例えば生分解性のでんぷんをブレンドすることが世界中
で検討され、さらにはでんぷんの分散状態を改良するた
めに種々の試みが提案されている。さらには光分解性を
ポリエチレンに付与し、生分解性に近づける工夫、或い
は光分解性を付与したポリエチレンとでんぷんをブレン
ドすることなどが検討されている。
でんぷんをブレンドする方法は、確かにでんぷん部分
は土中の菌により分解されるので、でんぷんの含有率に
よつてはフイルムの力学的強度は極度に低下し、遂には
バラバラになることが認められる。しかしながらその際
ポリエチレンそのものは生分解を受けるわけではなく、
単に比較的細かく切断されるに過ぎず、本質的な解決策
といえないことは論をまたない。又、光分解を付与され
たポリエチレンは、光によつて重合度の低下が起るに過
ぎず、生分解性付与にはほど遠いものである。
さらにポリビニルアルコール系重合体(PVA)はある
種の菌により生分解を受けることが知られていることか
ら生分解性フイルムとして使用できるとも考えられる
が、分解性菌はどこにでもいるというものではないの
で、PVAのみのフイルムは生分解性に優れているとは言
い難い。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは、真の意味での生分解性を付与された農
業用マルチフイルムを開発することを目的として鋭意検
討した結果、PVA10〜90重量%とでんぷん90〜10重量%
とからなるフイルムが好適であることを見出すに至つ
た。
本発明において、PVAとでんぷんをブレンドすること
により、PVAの生分解性が顕著に向上し、マルチフイル
ムとして優れた特性を付与せしめることができたことは
まさに驚くべきことである。さらにまた本発明のPVAと
でんぷんとのブレンドにより得られたフイルムは、耐候
性に優れているのみならず、該フイルムを熱処理および
/または延伸処理により、使用時に充分耐える強度およ
び耐水性も併せ有している。このように農業用マルチフ
イルムとしての使用時には植物の保護性能は充分であ
り、使用後土中あるいは水中に廃棄した時には優れた微
生物分解性を示すので、本発明のフイルムは、無公害マ
ルチフイルムとして産業上極めて有用である。
本発明において、PVAとしては未変性PVA、変性PVAい
ずれも使用可能であるが、PVAの末端および/または側
鎖に炭素数が4〜50のアルキル基を有するPVAはでんぷ
んとブレンドした場合、微生物分解性が一段と優れるの
で好適であり、とくに末端に該アルキル基を有するPVA
が最良である。またこれらの変性PVAを使用した場合、
マルチフイルムとしての使用時の強度なども優れてい
る。
さらにまた本発明においては、前記未変性PVA、変性P
VAの水酸基が一部酸化されているPVAも有効である。こ
こで一部とは一分子中に最低一個のC=O基を有して
いること、好ましくは主鎖の炭素数200個あたり1個の
C=O基を有していることを意味する。
また前記未変性PVA、変性PVA、あるいはこれらのPVA
の水酸基が一部酸化されているPVA(A)の側鎖に脂肪
族ポリエステル(B)がグラフトされているもの、とく
にB/(A+B)が0.01〜0.5(重量比)の範囲でグラフ
トされているPVAも有効である。これらPVAとでんぷんと
のブレンドフイルムが生分解性に優れ、またマルチフイ
ルムとしての使用時の特性に優れていることは後述する
実施例から明らかである。
本発明でPVAとはポリビニルアルコール系(共)重合
体を意味しており、ビニルアルコール単位が50モル%以
上、好ましくは70モル%以上、最適には97%以上の
(共)重合体である。残りの部分はけん化反応により取
り残されたビニルアセテート単位か又は後述するアクリ
ル酸などのその他の共重合成分、あるいはこれらの両者
から成つていても良い。またPVAの重合度としては100〜
3000、さらには300〜2500の範囲のものが好適に用いら
れる。
次に本発明において好適に使用される前記変性PVAの
詳細について述べる。
まず、末端に炭素数4〜50の長鎖アルキル基を有する
変性PVA系重合体について説明する。末端の長鎖アルキ
ル基としては、炭素数4〜50のものが適当であり、好ま
しくは炭素数が8〜24のものである。このような例とし
ては炭素数が4〜50の直鎖アルキル基、枝分れしたアル
キル基、アルキルアリール基等があげられるが、酸素、
窒素、イオウ等の原子から構成される連結基を有するも
のも含まれる。
また該重合体はビニルアルコール単位および酢酸ビニ
ル等のビニルエステル単位の他に少量の共重合単位を含
有することが可能であり、これらの例としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコ
ン酸、無水マレイン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あ
るいはアルキルエステル等、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、ア
ルキルビニルエーテル、N,N−ジメチルアクリルアミ
ド、N−ビニルピロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデ
ン、2−アクリルアミドプロパンスルホン酸およびその
塩等があげられる。しかし必ずしもこれらに限定される
ものではない。
以上の如き末端に炭素数4〜50の長鎖アルキル基を有
するPVA系重合体は、いくつかの方法により製造可能で
あるが、工業的には炭素数4〜50の長鎖アルキル基を有
するメルカプタンの存在下に酢酸ビニル等のビニルエス
テルを主体とするモノマーを重合し、得られたポリビニ
ルエステル系重合体を常法によりけん化する方法が最も
好ましい。
次に側鎖に炭素数4〜50の長鎖アルキル基を有する変
性PVAについて説明する。
炭素数4〜50のアルキル基を有する脂肪族ビニルエス
テル{例、1,1,3,3−テトラメチルバレリアン酸ビニル
エステル、2,2,4,4−テトラメチルバレリアン酸ビニル
エステル、あるいは平均炭素数が10の飽和分岐状脂肪酸
ビニルエステル(バーサテイツク酸ビニルなど)}と酢
酸ビニルとの共重合体ケン化物、炭素数4〜50のα−オ
レフイン(例、ヘプテン−1、オクテン−1、ドデセン
−1、オクタデセン−1)と酢酸ビニルとの共重合体ケ
ン化物などがあげられる。これらの炭素数4〜50のアル
キル基を有する化合物単位の含量は0.1〜10モル%、好
適には0.5〜7モル%である。またこのPVAにも前記した
とおりの他の共重合単位を少量含有することは自由であ
る。
さらに本発明において水酸基の一部が酸化されている
PVAとは前記した未変性PVA、あるいは変性PVAを加熱
(温度100〜200℃、時間3〜30分)することなどにより
得られるものである。加熱の程度は程度はC=O基を
どの程度含有せしめるかによつて決められるが、一分子
中に最低一個のC=O基を有する程度には加熱すべきで
ある。
またPVAに(A)は脂肪酸ポリエステル(B)がグラ
フトされたポリマーとは前記した水酸基を有するポリマ
ーに各種脂肪族ポリエステルをグラフトしたもので、こ
こで脂肪族ポリエステルとしてはポリカプロラクトン、
ポリメチルバレロラクトン、ポリ−γ−ブチロラクト
ン、エチレン−カプロラクトン共重合体などがあげられ
る。この脂肪族ポリエステル(B)はB/(A+B)が0.
01〜0.5重量比の割合でグラフトされているのが好まし
く、さらに好適にはB/(A+B)が0.03〜0.2の割合で
ある。
前記した未変性PVA、変性PVAはでんぷんとのブレンド
によりフイルムを得ることを考慮すると水溶性であるこ
とが好ましい場合が多い。またこれらの未変性PVA、変
性PVAは単独で使用してもよいし、また2種以上を使用
してもよい。とくに使用するPVAの一部または全量が変
性PVAであることが好ましい。
本発明において、でんぷんとはコーンスターチ、ポテ
トスターチなどの生でんぷん、これらに物理的或いは化
学的処理を施した加工でんぷん(デキストリン、酸化で
んぷん、エーテル化でんぷん、エステル化でんぷん、カ
チオン化でんぷんなど)を意味している。
本発明において、PVAとでんぷんの配合比率は、前者
が10〜90重量%、後者が90〜10重量%である。PVAの配
合比率が10重量%未満では使用時に充分耐えられる強
度、耐水性、耐候性を有するフイルムが得られないし、
また90重量%をこえると生分解性に優れたフイルムが得
られない。
本発明では、でんぷんの成型加工性を高めることとブ
レンドフイルムの可撓性を増す目的で、水、グリセリン
などの可塑剤を加えることが出来る。また他の添加剤も
本発明の目的が阻害されない範囲で加えることができ
る。
本発明の農業マルチフイルムは、前記したPVAとでん
ぷんの混合物、またはこれに他の添加剤を配合した混合
物を、水、または水−有機溶媒の存在下に溶液または分
散液とし、これをキヤスト製膜することにより、あるい
は前記混合物を溶融混練し、これを押出製膜することに
より得られる。この際耐水性あるいは物理的強度を付与
するために熱処理することあるいは延伸(一軸または二
軸延伸)することは目的に応じて適宜なしうる。
得られたマルチフイルムは、単層フイルムとして使用
されることが多いが、複層フイルムとして使用されるこ
ともある。また他の素材からなる層(たとえばセルロー
ス系紙、不織布、織布、網、他の生分解性フイルム)を
設けることも、本発明の目的が阻害されない範囲で自由
である。
またフイルムを延伸することによりスプリツトヤーン
とし、これを織りまたは編みにより得たものも本発明の
農業用マルチフイルムの一態様である。
以下実施例により本発明をさらに説明する。
[実施例] 実施例1 市販ポバール117{クラレ製、重合度1700、けん化度9
9%のポリビニルアルコール(PVA)}80重量部とアルデ
ヒド化でんぷん20重量部とを水に加え、加熱することに
より水溶液を作製した。固型分濃度15%の水溶液から流
延し乾燥後150℃で1分熱処理し厚さ約100μのフイルム
を作製した。
実施例2 末端にn−ドデシル基を有する重合度500、けん化度9
8%のPVA5重量部、ポバール117 25重量部およびコーン
スターチ70重量部を水に加え、加熱して均一水溶液とな
し、これを流延することにより厚さ100μのフイルムを
作製し、180℃で0.5分熱処理を行なつた。得られたフイ
ルムはほとんど透明であつた。
実施例3 実施例2のコーンスターチの代りに加工でんぷん(酸
化でんぷん)を用い、全固型分に対し、5重量%のグリ
セリンを加える以外は実施例2と同様にしてフイルムを
作製し、同様にして熱処理を行なつた。
実施例4 バーサテイツク酸ビニルを0.7モル%共重合した変性P
VA(重合度1700、けん化度99%)40重量部およびコーン
スターチ60重量部を用い、実施例2と同様にして100μ
の熱処理フイルムを得た。得られたフイルムは比較的透
明であつた。
実施例5 重合度1100、けん化度99.2%のPVAを空気中で160℃、
10分加熱することにより酸化PVAを得た。カルボニル基
含有量の測定から1分子中に約2個のカルボニル基含量
と計算された。この酸化PVAを実施例1のポバール117の
代りに用いる以外は同様に操作して厚さ約100μのフイ
ルムを得た。
実施例6 実施例1のポバール117の100重量部とε−カプロラク
トン20重量部とからなる混合物を窒素雰囲気下で140
℃、6時間加熱してポリカプロラクトングラフトPVAを
作成し、このPVA70重量部、酸化でんぷん27重量部およ
びグリセリン3重量部とからなる厚さ100μのフイルム
を実施例3と同様にして得た。
実施例1〜6で作製したフイルムを農家の畑から採取
した土に埋め、温度35℃を保ちながら十分な湿度下に6
ケ月間保つた後、土中から取り出して状態を観察した。
結果を表1に示す。
表1から、使用したPVAは微生物分解を受けており、
とくに実施例2〜6においては微生物分解をかなりの程
度受けていることがわかる。
なお、実施例1〜6で得られたフイルムは耐候性も良
好で、機械的強度も良好であつた。
[発明の効果] 本発明の農業用マルチフイルムは、使用時に充分耐え
る強度、耐候性および耐水性を有しており、さらに土中
あるいは水中に廃棄後は優れた微生物分解性を有してい
る。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリビニルアルコール系重合体10〜90重量
    %とでんぷん90〜10重量%とからなる農業用マルチフイ
    ルム。
  2. 【請求項2】ポリビニルアルコール系重合体の一部ある
    いは全量が末端に炭素数が4〜50のアルキル基を有する
    ポリビニルアルコール系重合体である請求項1記載の農
    業用マルチフイルム。
  3. 【請求項3】ポリビニルアルコール系重合体の一部ある
    いは全量が側鎖に炭素数4〜50のアルキル基を有するポ
    リビニルアルコール系重合体である請求項1記載の農業
    用フイルム。
  4. 【請求項4】ポリビニルアルコール系重合体の一部ある
    いは全量が水酸基の一部が酸化されている請求項1〜3
    のいずれかひとつの項に記載の農業用フイルム。
  5. 【請求項5】ポリビニルアルコール系重合体の一部ある
    いは全量が脂肪族ポリエステルがグラフトされているポ
    リビニルアルコール系重合体である請求項1〜4のいず
    れかひとつの項に記載の農業用マルチフイルム。
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