TW202142405A - 具備經時穩定性之育苗盆體及其分解促進方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題係提供一種育苗盆體，其具有經時之穩定性，在育苗中抑制分解，在移植時維持充分的強度，並藉由在移植前及/或後立即進行酵素處理，從而在移植至田間後迅速地分解。 本發明係關於一種育苗盆體用原紙、以及成型加工該原紙而成之育苗盆體；該育苗盆體用原紙特徵係其為在紙基材之至少一側之表面設置生物分解性樹脂層而成，且該生物分解性樹脂層相對於生物分解性樹脂組成物之100質量%含有至少15質量%聚乳酸。

Description

具備經時穩定性之育苗盆體及其分解促進方法
本發明係關於在農業或園藝之領域所使用之育苗盆體，係關於一種育苗盆體用原紙、成型加工該原紙而成之育苗盆體、以及促進該育苗盆體分解之方法；該育苗盆體用原紙，其特徵係在育苗期間中保持盆體形態，且在育苗後可維持該形態地移植於土中，進一步地，在育苗後迅速地分解，且長期保存時之經時穩定性優異。
歷來，育苗移植栽培法被廣泛地實用，其係使用加工為四角柱狀或六角柱狀之紙製盆體來栽培植物。此栽培法，係將培養土填入以紙製作之四角柱狀或六角柱狀盆體，播種，並於灌水管理下育苗，再將完成育苗之苗維持附於盆中之狀態者，亦即盆苗，移植於田間並栽培。
專利文獻1中所示之育苗移植用連續集合盆體，係將四角或六角筒狀之個別盆體以連結片連結而形成連續體。此外，專利文獻2中，示出在以簡易移植機將該盆苗從一端連續拉出而依次移植時，必須保持連續盆苗非一個一個分離之連續狀態。
在專利文獻3、專利文獻4中揭露，使用在紙基材上設置有熱可塑性生物分解性樹脂層之積層片材而製作之育苗盆，具有在移植至田間後迅速地分解之性質。
另一方面，在專利文獻5、專利文獻6中揭露一種技術，係藉由對敷設於田間之農業用敷蓋薄膜直接施用微生物來源之酵素，從而在任意時間點控制分解之進行。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］
［專利文獻1］日本特許第4543393號公報 ［專利文獻2］日本特許第6126486號公報 ［專利文獻3］日本特許第4763123號公報 ［專利文獻4］日本特開第2004-121054號公報 ［專利文獻5］日本特許第6338183號公報 ［專利文獻6］日本特許第5849297號公報 ［專利文獻7］日本特公昭38-025715號公報 ［專利文獻8］日本特許第6413117號公報 ［非專利文獻］
［非專利文獻1］Biodegradable plastic-degrading enzyme from Pseudozyma antarctica: cloning, sequencing, and characterization. Appl Microbiol Biotechnol. Applied Microbiology and Biotechnology: Vol.97 No.7 Page.2951-2959 (2013.04) ［非專利文獻2］Purification, characterization, and cloning of the gene for a biodegradable plastic-degrading enzyme from Paraphoma-related fungal strain B47- 9. Applied Microbiology and Biotechnology: Vol.98 No.10 Page.4457-4465 (2014.05) ［非專利文獻3］Affinity purification and characterization of a biodegradable plastic-degrading enzyme from a yeast isolated from the larval midgut of a stag beetle, Aegus laevicollis. Applied Microbiology and Biotechnology:Vol.97 No.17 Page.7679-7688 (2013.09) ［非專利文獻4］A UV-induced mutant of Cryptococcus flavus GB-1 with increased production of a biodegradable plastic-degrading enzyme.Process Biochemistry: Vol.50 No.11 Page.1718-1724 (2015.11)
［發明所欲解決之技術問題］
如專利文獻1及專利文獻2所提出或教示地，對於連續盆體之紙，要求在直到移植至田間之一連串流程中，主要能夠耐受在向田間拉出時之張力之物理性強度，亦即抗張強度。然而，在先前技術之育苗盆體用原紙中，會有隨著具備在育苗期間及移植時之充分的強度而在田間之分解速度變慢之傾向。因此，若在下一作前來不及而不完全分解，則有妨礙農務及作物收成之情況。因此，對於育苗盆體，要求具有一方面在育苗中抑制分解之進行並在移植時保持充分的強度、而另一方面在移植至田間後迅速地分解之相反的二個特性。 雖然在專利文獻3及專利文獻4中揭露一種性質，係藉由將熱可塑性生物分解性樹脂層應用於育苗盆，而使育苗盆在移植至田間後分解，但尚未確立在育苗時及移植後任意地控制分解之技術。 進一步地，雖然在專利文獻5及專利文獻6中揭露一種技術，係藉由直接施用微生物來源之酵素，從而在任意的時間點控制農業用敷蓋薄膜之生物分解之進行，但由於農業用敷蓋薄膜及育苗用盆體，原本係因物品之特性，包含資材之使用目的、應用情況・條件、以及隨之而要求之物理性強度、化學性質等而不同，因此無法單純地轉用。 此外，除了具備在育苗期間及移植時之充分的強度，由於亦有育苗盆體在製造後經時地劣化之情況，因此亦要求育苗盆體用原紙之經時穩定性。 ［技術手段］
本發明係為了解決上述課題所成者，生物分解性樹脂可使用一種，亦可組合二種以上使用。其中，提供一種育苗盆體用原紙，其藉由將各個生物分解性樹脂以下述比例調配為生物分解性樹脂組成物，並積層於紙之至少一側的面而完成。此外本發明，係提供一種育苗盆體，其係藉由對由該育苗盆體用原紙所成之該育苗盆體，在移植前及/或後立即處理微生物來源之酵素，使其一方面能夠在移植時保持一定強度，另一方面能夠在移植後控制分解之進行，且經時穩定性優異。
亦即本發明，係關於以下之一群發明。 1. 一種育苗盆體用原紙，其特徵係其為在紙基材上積層生物分解性樹脂組成物而成，且該生物分解性樹脂組成物作為樹脂（A）含有15質量%以上之聚乳酸系樹脂。 2. 如上述項1所述之育苗盆體用原紙，其中，該生物分解性樹脂組成物，作為樹脂（B）係含有聚乳酸系樹脂以外之脂肪族聚酯系樹脂； 樹脂（A）與樹脂（B）之質量比為15:85~40:60。 3. 如上述項1所述之育苗盆體用原紙，其中，該生物分解性樹脂組成物，作為樹脂（B）係含有聚乳酸系樹脂以外之脂肪族聚酯系樹脂，且作為樹脂（C）係含有芳香族聚酯系樹脂； 相對於生物分解性樹脂組成物之總質量，係含有30~84.9質量%之範圍的該樹脂（B）； 相對於樹脂組成物之總質量，係含有0.1~30質量%之範圍的該樹脂（C）。 4. 如上述項1至3中任一項所述之育苗盆體用原紙，其中，樹脂（A），為聚乳酸。 5. 如上述項2至4中任一項所述之育苗盆體用原紙，其中，樹脂（B），係由脂肪族二元酸所成之二元酸成分與脂肪族二元醇所成之二元醇成分所聚縮合而成的脂肪族聚酯系樹脂。 6. 如上述項2至5中任一項所述之育苗盆體用原紙，其中，樹脂（B），係選自聚丁二酸丁二酯（PBS）、聚丁二酸己二酸丁二酯（PBSA）及聚羥基丁酸酯中至少一種。 7. 如上述項3至6中任一項所述之育苗盆體用原紙，其中，樹脂（C），係由脂肪族二元酸及芳香族二元酸所成之二元酸成分與脂肪族二元醇所成之二元醇成分所聚縮合而成的芳香族聚酯系樹脂。 8. 如上述項3至7中任一項所述之育苗盆體用原紙，其中，樹脂（C），係聚己二酸對苯二甲酸丁二酯（PBAT）。 9. 一種育苗盆體，其特徵係其為上述項1至8中任一項所述之育苗盆體用原紙所成。 10. 一種分解育苗盆體之方法，其特徵係具有使生物分解樹脂分解酵素接觸上述項9所述之育苗盆體，並生物分解該育苗盆體的步驟。 11. 如上述項10所述之分解育苗盆體之方法，其中，該生物分解樹脂分解酵素，係由選自假發酵菌屬（Pseudozyma）酵母菌、隱球菌屬（Cryptococcus）酵母菌、頂孢黴菌屬（Acremonium）絲狀菌、交替菌屬（Alternaria）絲狀菌、色孢子節菱孢菌屬（Arthrinium）絲狀菌、金黃擔子菌屬（Aureobasidium）絲狀菌、分枝孢子菌屬（Cladosporium）絲狀菌、萎蕤斑點病屬（Epicoccum）絲狀菌、梭黴屬（Fusarium）絲狀菌、異莖點黴屬（Paraphoma）絲狀菌及青黴屬（Penicillium）絲狀菌所成群中至少一種微生物所生產之生物分解樹脂分解酵素。 ［發明之效果］
本發明，係可提供具有下述特徵之育苗盆體用原紙及育苗盆體。 亦即，由本發明之育苗盆體用原紙所成之育苗盆體，可藉由抑制育苗中之分解，從而在育苗期間及移植時具備充分的強度。藉此，能夠使移植至田間之作業不延宕地進行。並且，由於育苗盆體在育苗中能夠維持盆體之形狀，因此在移植時不傷害苗故移植之存活率高。進一步地，由本發明之育苗盆體用原紙所成之育苗盆體，在長期保存時，其經時穩定性優異。此外，由本發明之育苗盆體用原紙所成之育苗盆體，可藉由在移植前及/後立即做酵素處理，從而控制在土中盆體之生物分解之進行，並使盆體緩慢地崩解。藉此，苗之根可自由地伸展，苗之成長不會被妨礙。並且，可降低由於分解不充分而殘留之育苗盆體殘渣之產生量，亦不影響下一作。
〈育苗盆體〉 育苗盆體，係藉由將在紙基材之至少一側之面積層有生物分解性樹脂組成物的層壓紙，成型為例如四角或六角柱狀而成。可進一步地藉由將該個別之盆體以連結片連結，從而成型為連續盆體。
對育苗盆體用原紙所要求之主要的特性，可列舉：（1）具有能夠耐受盆體製造時之彎曲、拉伸等機械性加工的乾燥時之紙力；（2）在盆體之製造後不易經時性地劣化；（3）具有對育苗中微生物之生物分解的耐性（耐腐性）；（4）具有藉由維持耐腐性，從而在育苗後移植至田間時耐受機械、人為操作的濕潤時之紙力；（5）具有脆性，係在移植後不受土壤之性質影響，而容許根自盆側壁迅速地伸展，並具有藉由土壤微生物等之作用而生物分解之土壤崩解性。
由於在移植後特別要求特別與移植前之耐劣化性（上述特性（2））及耐腐性（上述特性（3））等耐性相反之生物分解特性（上述特性（5）），因此在一種類之育苗盆體用原紙上成立上述相反之特性係為課題。此外，由於根據應用之作物或其作業之態樣，在育苗盆體之樣式（如下述，例如專利文獻1與專利文獻7之差異）、育苗期間、育苗管理之條件（管理溫度、灌水量等）、移植時所要求之育苗盆體的濕潤時之紙力等係不同，因此必須均衡調整使（1）~（5）各特性於適當範圍內，並藉此，因應各種作物而適當地設定育苗盆體之物理性、化學性強度等。
具體而言，特性（4），能夠以抗張強度作為指標來表示（依照JIS P8113:1998，以自動繪圖抗張試驗機測定），在假定將專利文獻1所示之育苗移植用連續集合盆體以專利文獻2所示之簡易移植機移植之情況下，期望在育苗結束時（移植時）之抗張強度為10N/30mm以上，較佳為15N/30mm以上，特別佳為20N/30mm以上。另一方面，專利文獻7所示之分離至各個紙容器（盆體）類型之育苗盆體，只要能夠保持筒狀之紙容器之形狀即可，並期望抗張強度為5N/30mm以上。再者，該強度，可藉由適當地設定紙基材之基重及生物分解性樹脂層之厚度而調整。
〈紙基材〉 於本發明使用之紙基材，只要係含有纖維素纖維作為主成分者，其原料紙漿之種類及纖維素纖維之含量不特別限定。可列舉例如含有作為一般製紙材料所使用之紙漿的紙。更具體而言，可列舉無漂染、半漂染或漂染之牛皮紙漿、亞硫酸鹽紙漿、半化學紙漿、鈉鹼紙漿、來自針葉樹及闊葉樹之機械紙漿、及廢紙等，並能夠將此等單獨或混合二種以上使用。特別是，可較佳地使用由無漂白之無漂染紙漿所成者。
本發明所使用之紙中，可因應需要含有黏合劑、填料、紙力增強劑、上膠劑、留存助劑、防腐劑等使用於一般抄紙之各種助劑，以及聚乙烯及聚酯等合成纖維。此外，可藉由澱粉、聚乙烯醇等進行上膠處理，亦可具有將無機顏料作為主成分之塗層及樹脂塗層。
紙基材之基重，不特別限定，較佳為20~200g/m2 ，更佳為30~100g/m2 ，特別佳為45~90g/m2 。
〈生物分解性樹脂〉 「生物分解性樹脂」 生物分解性樹脂，係指在使用時具有與習知之石油來源之塑膠具有相同功能，而在使用後由自然界之土壤中及水中之微生物以一定的時間生物分解，最終水解為水及二氧化碳之樹脂。 作為本發明使用之生物分解性樹脂，可列舉脂肪族聚酯系樹脂、芳香族聚酯系樹脂。 再者，本發明之脂肪族聚酯，係指不含芳香環之脂肪族聚酯，而脂肪族聚酯系樹脂，係指不含芳香環之脂肪族聚酯系樹脂。進一步地，本發明之芳香族聚酯，係指含芳香環之聚酯，而芳香族聚酯系樹脂，係指含芳香環之聚酯系樹脂。
作為脂肪族聚酯系樹脂，可列舉聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二酯（PBS）、聚丁二酸己二酸丁二酯（PBSA）、聚己內酯（PCL）、聚羥基丁酯（PHB）或聚羥基戊酯（PHV）或者其共聚合物（PHVB）等。
再者，聚乳酸樹脂，係作為本發明之樹脂（A）。聚乳酸系樹脂，只要為乳酸之縮合體，則不特別限制，可為聚-L-乳酸樹脂、聚-D-乳酸樹脂、或其等之混合物（例如，混合有聚-L-乳酸樹脂及聚-D-乳酸樹脂之立體錯合物型聚乳酸樹脂）。
此外，聚乳酸系樹脂以外之脂肪族聚酯系樹脂，係作為本發明之樹脂（B）。聚乳酸系樹脂以外之脂肪族聚酯系樹脂，係將脂肪族二元酸成分所成之二元酸成分與脂肪族二元醇所成之二元醇成分進行酯化或酯交換反應、以及聚縮合反應而獲得之脂肪族聚酯系樹脂。例如在聚丁二酸丁二酯（PBS）之情況下，係將丁二酸所成之二元酸成分與1,4-丁二醇所成之二元醇成分進行酯化或酯交換反應、以及聚縮合反應而獲得。並且，亦可含有其他成分。例如，可含有其他二元酸成分及其他二元醇成分。作為其他二元酸成分，可列舉己二酸、癸二酸、衣康酸等脂肪族二元酸。作為其他二元醇成分，可列舉2,3-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-戊二醇、2,4-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、乙二醇、二伸乙甘醇等。
芳香族聚酯系樹脂，作為本發明之樹脂（C），可列舉聚己二酸對苯二甲酸丁二酯系樹脂、聚烷基對苯二甲酸丁二酯系樹脂、聚丁二酸對苯二甲酸丁二酯系樹脂。特別是，較佳為聚己二酸對苯二甲酸丁二酯（PBAT）。聚己二酸對苯二甲酸丁二酯（PBAT），係己二酸及對苯二甲酸所成之二元酸成分與1,4-丁二醇所成之二元醇成分之聚縮合反應而成，但可含有其他成分。例如，可含有其他二元醇成分。作為其他二元醇成分，可列舉2,3-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-戊二醇、2,4-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、乙二醇、二伸乙甘醇等。
「生物分解性樹脂之調配比例」 上述生物分解性樹脂，可使用一種，亦可組合二種以上使用。其中，在考量薄膜成形性、物性之情況下，熔點為50~180℃且重量平均分子量為50000以上之脂肪族聚酯或芳香族聚酯，就獲得良好成形品而言較佳。進一步地，在要求生物分解性、柔軟性、經時穩定性之情況下，較佳係相對於生物分解性樹脂組成物之總質量含有聚乳酸系樹脂15%以上的二種類以上所成之混合樹脂。藉由將該混合樹脂用於育苗盆體，能夠在育苗中不分解而移植時維持一定強度，並能夠以在移植前及/或後立即進行酵素處理而加速移植至田間後分解之進行。
聚乳酸系樹脂（樹脂（A））之含量，相對於生物分解性樹脂組成物之總質量，係含有15~40質量%、較佳為18~35質量%、特別佳為20~30質量%之範圍。於此範圍構成之生物分解性樹脂組成物，就保持成形性、柔軟性、經時穩定性、育苗期間之耐腐性、生物分解性樹脂分解酵素之被分解性之各特性而言較佳。
上述脂肪族聚酯系樹脂（聚乳酸系樹脂以外）（樹脂（B））之含量，相對於生物分解性樹脂組成物之總質量，係含有60~85質量%、較佳為65~82質量%、特別佳為70~80質量%之範圍。
除了上述不含芳香環之脂肪族聚酯系樹脂以外，亦可含有任意之芳香族聚酯系樹脂（樹脂（C）），任意地調整田間之土壤分解之進行速度及酵素反應性。此情況下，上述樹脂（B）之含量，相對於該生物分解性樹脂組成物之總質量係含有30~84.9質量%、較佳為45~77質量%、特別佳為55~72質量%之範圍。樹脂（C）之含量，相對於生物分解性樹脂組成物之總質量係含有0.1~30質量%、較佳為5~20質量%、特別佳為8~15質量%之範圍。此等含量，就保持作為育苗盆體所要求之特性的育苗期間之耐腐性及生物分解性樹脂分解酵素之被分解性、以及成形性、柔軟性之各特性而言係較佳。
脂肪族聚酯系樹脂，可列舉PTTMCC BioChem公司製「BioPBS（註冊商標）FZ71PM」（1,4-丁二醇與丁二酸聚縮合而成之脂肪族聚酯系樹脂，熔點：約115℃）、及三菱化學公司製「GSPLA（註冊商標）FZ71PN」（同上，熔點：約115℃）。 聚乳酸樹脂，可列舉諾哲沃（NatureWorks）公司製之「Ingeo（註冊商標）4032D」。 芳香族聚酯系樹脂，可列舉BASF公司製「ecoFLEX」（由1,4-丁二醇與己二酸及對苯二甲酸所成之芳香族聚酯聚縮合而成之芳香族聚酯系樹脂，熔點：約110℃）。
進一步地，可藉由在生物分解性樹脂組成物對該生物分解性樹脂組成物每100質量%併用1~10質量%之抗結塊劑(antiblocking agent)，從而進一步提升成形性。作為抗結塊劑之具體例，可列舉：二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁等穩定的金屬氧化物；碳酸鈣、磷酸鈣、硫酸鋇等穩定的金屬鹽；或以非活性有機樹脂包覆聚乳酸，亦即有機系珠粒等。此等抗結塊劑可單獨使用一種，或者亦可併用二種以上。
此外，本發明中，在不脫離發明目的之範圍內，除了PCL、PBS、PBSA、生物分解性芳香族聚酯樹脂、造核劑之外，亦可調配習知的生物分解性樹脂、非生物分解性樹脂、無機填充劑、有機填充劑、無機顏料、有機顏料、紫外線吸收劑、光穩定劑、氧化防止劑、潤滑劑。
「積層方法（層壓）」 本發明之生物分解性之育苗盆體，係藉由將如以上之生物分解性樹脂積層於紙之至少一側之面而製作的積層片材所成。積層片材，係將為基材之紙的表面進行電暈放電處理、火焰處理、底膠（anchor coat）處理等，於其處理面押出生物分解性樹脂並層壓。此時，為了增加押出層壓之加工穩定性，亦有方法係與生物分解性樹脂一同地將聚乙烯等泛用塑膠共押出，之後將泛用塑膠薄膜剝離，而獲得紙與生物分解性樹脂之積層片材。 積層於紙基材之生物分解樹脂層之厚度，不特別限定，較佳為5~80μm，更佳為15~50μm，特別佳為20~35μm。再者，可藉由樹脂層之厚度，任意地調整育苗盆體之物理性強度、及酵素處理之分解的進行。
〈分解生物分解性樹脂之方法〉 「生物分解性樹脂分解酵素」 作為生物分解性樹脂分解酵素，可使用先前習知之酵素，可列舉例如脂肪酶、角質酶、酯酶、蛋白酶、溶血磷脂酶、澱粉酶、葡萄糖澱粉酶、肽酶、絲胺酸水解酶、纖維素酶、幾丁質酶、木聚糖酶、果膠酶等水解酵素及過氧化物酶、單加氧酶、雙加氧酶、漆酶等氧化還原酵素，較佳為脂肪酶、角質酶、酯酶、蛋白酶、及澱粉酶。具體而言，可使用酵母南極類酵母菌（Pseudozyma antarctica）生產之角質酶類酵素PaE、大隱球菌（Cryptococcus magnus）類緣株BPD1A生產之CmCut1、黃隱球菌（Cryptococcus flavus）GB-1株生產之CfCLE GB-1及黃隱球菌（Cryptococcus flavus）Sb19-1株生產之CfCLE Sb19-1、隱球菌（Cryptococcus sp.）S-2株生產之CLE、異莖點黴屬（Paraphoma）絲狀菌B47-9株生產之PCLE。再者，此等生物分解性樹脂分解酵素，各自之最大酵素活性之最適pH、最適溫度範圍等不同，亦可利用此等特性設定使期望之酵素反應適當地進行。最適pH之差異，例如，PaE在中性到鹼性區域示出高酵素活性，最適pH為9.5（非專利文獻1）。另一方面，PCLE在中性區域附近示出高酵素活性，最適pH為7.2（非專利文獻2）。其他，可知CmCut1之最適pH為7.5（非專利文獻3），CfCLE GB-1之最適pH為7.8（非專利文獻4）。
「酵素之來源」 作為生產生物分解性樹脂分解酵素之微生物，不特別限定，使用從自然界分離之菌株等任何菌株。具體而言，可列舉假單胞菌屬（Pseudomonas）、類酵母菌屬（Pseudozyma）、隱球菌屬（Cryptococcus）、頂孢黴菌屬（Acremonium）、交替菌屬（Alternaria）、色孢子節菱孢菌屬（Arthrinium）、金黃擔子菌屬（Aureobasidium）、分枝孢子菌屬（Cladosporium）、萎蕤斑點病屬（Epicoccum）、梭黴屬（Fusarium）、異莖點黴屬（Paraphoma）、青黴屬（Penicillium）、類桿菌屬（Bacteroides）、毛黴屬（Mucor）、腐質黴屬（Humicola）、嗜熱真菌屬（Thermomyces）、籃狀菌屬（Talaromyces）、毛殼菌屬（Chaetomium）、串狀酵母菌屬（Torula）、孢子絲菌屬（Sporotrichum）、色絨枝黴屬（Malbranchea）、食酸菌屬（Acidovorax）等微生物。更具體而言，可使用為葉面酵母之南極類酵母菌（Pseudozyma antarctica）、大隱球菌（Cryptococcus magnus）類緣株BPD1A、黃隱球菌（Cryptococcus flavus）GB-1株、黃隱球菌（Cryptococcus flavus）Sb19-1株、從在茨城縣採集之稻穀分離並寄存於獨立行政法人製品評價技術基盤機構專利微生物中心的寄存編號為FERM BP-22155之南極類酵母菌（Pseudozyma antarctica）（寄存日：2011年7月22日）、寄存於獨立行政法人製品評價技術基盤機構專利微生物中心的寄存編號為NITE P-573之絲狀菌、及於獨立行政法人理化學研究所生物資源中心作為標準菌株提供之南極類酵母菌（Pseudozyma antarctica）JCM10317株。特別是，較佳為使用選自由南極類酵母菌（Pseudozyma antarctica）生產之角質酶類酵素PaE、大隱球菌（Cryptococcus magnus）類緣株BPD1A生產之CmCut1、黃隱球菌（Cryptococcus flavus）GB-1株生產之CfCLE GB-1及黃隱球菌（Cryptococcus flavus）Sb19-1株生產之CfCLE Sb19-1、寄存編號為FERM P-15155之隱球菌屬（Cryptococcus）酵母生產之CLE、寄存編號為NITE P-573之異莖點黴屬（Paraphoma）絲狀菌生產之PCLE所成群中至少一種或其等之培養液之混合物。
進一步地，可將編碼生物分解性樹脂分解酵素之核酸重組至細菌、真核微生物、培養細胞等，而人工地使生物分解性樹脂分解酵素表現。作為具體例，關於酵母南極類酵母菌（Pseudozyma antarctica）生產之角質酶類酵素PaE，可列舉下述者。編碼PaE之基因PaCLE1，係以登錄編號GenBank Accession No. DM067526登錄，根據專利文獻8之說明書段落［0034］~［0038］所記載之方法，可得知藉由將PaCLE1重組至南極類酵母菌（Pseudozyma antarctica）及南極類酵母菌（Pseudozyma antarctica）之近緣種，從而自該形質轉化體獲得PaE之方法。
「高分子吸水劑」 本發明之生物分解性之育苗盆體之分解方法，在該盆體除了應用上述生物分解性樹脂分解酵素之外，亦可應用高分子吸水劑。作為高分子吸水劑，不特別限定，可列舉：具有充分的水保持能力，且具有在保持水之狀態附著於生物分解性之育苗盆體表面之性質的高吸水性聚合物；澱粉衍生物、羧烷基纖維素、羥烷基纖維素、多醣衍生物、聚胺基酸交聯體；及將蔬果之廢棄物作為原料之吸水材等。其中，較佳為羧烷基纖維素，特別佳為羧甲基纖維素。可藉由將此等高分子吸水劑應用於生物分解性之育苗盆體，使高分子吸水劑在含有水及生物分解性樹脂分解酵素之狀態下，長時間地維持在生物分解性樹脂資材之表面，使生物分解性之育苗盆體容易分解。
「於酵素混合鈣成分」 可藉由在生物分解性樹脂分解酵素混合鈣成分，進一步促進酵素反應（專利文獻5）。在將生物分解性樹脂浸漬於含有生物分解性樹脂分解酵素等之酵素溶液中而分解生物分解性樹脂之情況下，酵素溶液之pH和緩地降低。因此藉由亦參考生物分解性樹脂分解酵素之最適pH等，將酵素處理之對象物之pH維持於中性至微鹼性，能夠使生物分解性樹脂分解酵素之分解有效率地實施。在對土壤及作物造成不良影響之可能性低的材料中，可列舉鈣鹽及含鈣土壤改良劑。具體而言，可較佳地使用碳酸鈣、氧化鈣、氯化鈣、及蒙脫石等含有鈣之礦物。此外，作為含鈣土壤改良劑，可較佳地使用含重質碳酸鈣之土壤改良劑及含輕質碳酸鈣之土壤改良劑。
「酵素液之處理方法」 可從育苗盆體底面給水、塗布至表面、散布、噴霧灌注。進一步地，亦可同時或各別地應用高分子吸水劑。 ［實施例］
〈分解酵素之調整〉 以專利文獻6中之說明書段落［0021］所記載之方法，調整來自南極類酵母菌（Pseudozyma antarctica）（寄存編號：FERM BP-22155）的含有PaE之南極類酵母菌（Pseudozyma antarctica）培養液（以下稱為「本發明之PaE粗酵素液），並以如以下詳述之方法，進行基於酵素活性之濃度的測定。 之後，以20mM之Tris-HCl緩衝液（pH8.0）調整溶液，使其為指定之酵素溶液量。進一步地，因應必要混合碳酸鈣（Softon）。
〈生物分解性樹脂分解酵素之活性測定〉 生物分解性樹脂分解酵素之活性，依照專利文獻5中說明書段落［0019］所記載之以下之分解酵素之活性測定方式來進行。 「首先，在內徑10mm之試管中，添加並混合20mM之Tris-HCl緩衝液（pH6.8）1730μL、及作為基質之將指定量的PBSA乳化液EM-301溶液溶解於水中的水溶液30μL，進一步地因應需要，添加100mM之氯化鈣溶液40μL。 接著，獲得生產生物分解性樹脂分解酵素之微生物培養液，在藉由離心分離去除微生物後，獲得上清液200μL，並添加於上述試管中。將添加上清液之混合液以漩渦震盪機攪拌，並使用濁度計測定於660nm之穿透率。之後，於30℃下，以220rpm振盪試管，同時求得在混合時及混合後15分鐘之穿透率。將濁度計所獲得之穿透率藉由以下式（1）轉換為吸光度，並藉以下式（2）從所得之吸光度求得酵素活性。 At＝－log（X／100）･･･（1） C＝（A0－A15）×10／15［U／mL／min］･･･（2） （上述式（1）中，At表示時間t（min.）之吸光度，X表示穿透率。此外，上述式（2）中，C表示酵素活性，A0及A15各別表示在混合時及混合起經過15分鐘後之吸光度。）」
〈試驗樣品之性能之測定、評價〉 （1）濕潤抗張強度（基準）、酵素處理抗張強度：藉由依照JIS P8113:1998「紙及紙板－抗張特性之試驗方法－第2部：恆速伸張法」之方法，使用恆速伸張型抗張試驗機（島津製作所（股）製，自動繪圖抗張試驗機）來實施測定。樣品之尺寸設為30mm×70mm，以夾頭間距30mm、拉伸速度10mm/min伸長，並測定斷裂時之強度。重複相同測定8次，並計算平均值（及標準差）。 （2）掩埋處理抗張強度：藉由依照JIS P8113:1998「紙及紙板－抗張特性之試驗方法－第2部：恆速伸張法」之方法，使用恆速伸張型抗張試驗機（島津製作所（股）製，自動繪圖抗張試驗機）來實施測定。樣品之尺寸設為30mm×70mm，以夾頭間距30mm、拉伸速度100mm/min伸長，並測定斷裂時之強度。重複相同測定4次，並計算平均值（及標準差）。
〈實施例1〉關於經時穩定性之試驗（掩埋試驗） 藉由實施例1，比較製造後經過2年之樣品與製造後經過未滿1年之樣品之強度及經時穩定性。 「生物分解樹脂組成物積層層壓紙之製造」 藉由將下述表1所示之（A）~（D）及（a）~（d）之調配比例之樹脂組成物預乾燥，並將此等各別於基重84g/m2之無漂染牛皮紙（紙基材）進行層壓加工，從而製作為厚度30μm及15μm之二種形式之樹脂組成物層（層壓層）的層壓紙。 再者，將製造後經過未滿1年之樣品，記載為「記號-1」，製造後經過2年之樣品，記載為「記號-2」。 ［表1］
Figure 02_image001
「掩埋試驗」 將試驗片各別切割出30mm×70mm，掩埋於水分率調整為50%之蔬菜用培養土（日本甜菜製糖（股）公司之超級培養土（日文：スーパー培土），pH6.74，EC 1.81dS/m），並靜置於溫度30℃、濕度90%之人工氣候箱（日本醫科製）。於靜置後第2週取出樣品並觀察形狀，樣品使用自動繪圖抗張試驗機（島津製作所（股）製）以夾頭間距30mm、試験速度100mm/min之條件測定抗張強度，並實施試驗4重複。掩埋前樣品之強度，使用將試驗片浸於水中24小時，並以相同條件測定之值。
如圖1及圖2所示，掩埋後強度與15μm厚相比，30μm厚者較強，此外含有2成以上PLA之（C-1）、（C-2）、（D-1）、（D-2）特別強。（C-2）、（D-2），雖與製造後經過未滿1年之樣品之強度相比有稍低之傾向，但可理解為係幾乎相等強度而經年劣化小。 另一方面，PLA之比例為未滿2成之樣品（A-2）及（B-2）與（C-2）及（D-2）相比，以及（a-2）及（b-2）與（c-2）及（d-2）相比，強度較低，進一步地與製造後經過1年之強度相比亦較低，推測有容易經年劣化之傾向。無論如何，（a）及（b）或（A）及（B），掩埋後之強度低，可理解為不具有實用性。因此，只要PLA之比例為2成以上，掩埋後會維持充分之強度，且即使經過2年以上經時劣化亦小。
〈實施例2〉關於經時穩定性之試驗（酵素處理） 製造後經過2年之樣品 藉由酵素之生物分解作用，測定製造起經過2年之樣品之物理性強度，以評價經時穩定性。 「生物分解樹脂組成物積層層壓紙之製造」 藉由將下述表2所示之（A-2）、（B-2）、（C-2）、（D-2）之調配比例之樹脂組成物預乾燥，並將此等各別於基重84g/m2之無漂染牛皮紙（紙基材）進行層壓加工，從而製作為厚度30μm之樹脂組成物層（層壓層）的層壓紙，並使用製造起經過2年的樣品。 ［表2］
Figure 02_image003
「酵素液浸漬試驗」 將本發明之PaE粗酵素液以20mM Tris-HCl（pH8.0）緩衝液稀釋為4.69±0.50U/mL。 將樣品切割出30mm正方形，並測定樣品（試驗片）之重量。之後，浸漬於以上述方法調製之酵素液，於設定為24小時30℃之培養箱（日本醫科製）中搖晃，再取出樣品測定重量。根據浸漬前後之重量差，來計算出分解率。此外亦由基材之紙的基重，來推定僅生物分解性樹脂組成物（亦稱為生物塑膠）之分解率。
如表3所示，在24小時後之分解率，相對於（A-2）、（B-2）、（C-2）為20%左右，（D-2）為8%左右。僅生物分解性樹脂組成物之分解率，（A-2）、（B-2）、（C-2）為70~80%左右，（D-2）為30%左右，當PLA之比率為3成則可抑制分解之進行。 ［表3］
Figure 02_image005
「掩埋試驗」 使用將本發明之PaE粗酵素液以20mM Tris-HCl（pH8.0）緩衝液稀釋，進一步混合碳酸鈣（Softon）並使其重量比為2%，並使活性為7.80±0.66U/mL者。 將樣品各別切割出30mm×70mm，掩埋於水分率調整為50%之蔬菜用培養土（日本甜菜製糖（股）公司之超級培養土（日文：スーパー培土），pH6.74，EC 1.81dS/m），並靜置於溫度30℃、濕度90%之人工氣候箱（日本醫科製）。於靜置後第2、4週取出樣品並觀察形狀，使用自動繪圖抗張試驗機（島津製作所（股）製）以夾頭間距30mm、試験速度10mm/min之條件測定抗張強度。樣品，係準備在酵素液中以常溫浸漬3小時之酵素處理者，與相同但浸漬於水中之無處理者。掩埋前試驗片之強度，使用將試驗片浸於水中12小時，並以相同條件測定之值，試驗係實施4重複。
如圖3所示，土壤掩埋2週後之抗張強度，強度依序為（A-2）＜（B-2）＜（C-2）≒（D-2），有隨著PLA之比率提高而難以分解之傾向。掩埋4週後之（A-2）及（B-2）之強度與2週後相比較低，相對於已進行分解者，（C-2）、（D-2）即使在掩埋4週後仍維持充分的強度。再者，本樣品在製作後經過2年以上，推測只要含有2成以上PLA，則經年劣化少。 此外，關於酵素處理樣品之抗張強度，與無處理相比強度降低，可充分地確認酵素處理之分解促進效果。
〈實施例3〉芳香族聚酯系樹脂之添加試驗（酵素處理） 〈生物分解樹脂組成物積層層壓紙之製造〉 藉由將下述表4所示之（K）~（N）之調配比例之樹脂組成物預乾燥，並於有電暈處理或無電暈處理之基重50g/m2之無漂染牛皮紙（紙基材）進行層壓加工，從而製作為厚度30μm之樹脂組成物層（層壓層）的層壓紙，並使用製造後未滿1年的樣品。 ［表4］
Figure 02_image007
「酵素液浸漬試驗」 將本發明之PaE粗酵素液以20mM Tris-HCl（pH8.0）緩衝液稀釋為4.69±0.50U/mL。 將樣品切割出30mm正方形，並測定樣品（試驗片）之重量。之後，浸漬於以上述方法調製之酵素液，於設定為24小時30℃之培養箱（日本醫科製）中搖晃，再取出樣品測定重量。根據浸漬前後之重量差，來計算出分解率。此外亦由基材之紙的基重，來推定僅生物分解性樹脂組成物之分解率。
如圖5所示，24小時後之分解率，與有無電暈處理無關，K、L、M為30%左右，N為20%左右。此外，扣除紙部分之僅生物分解性樹脂組成物之分解率的推定之值，K、L、M為70%左右，N為30~40%左右。PLA之混合比率越高則越抑制酵素之分解，此外，在含有3成PLA之樣品（L、N）中，與N相比含有PBAT之L較容易分解。 ［表5］
Figure 02_image009
「掩埋試驗」 使用將本發明之PaE粗酵素液以20mM Tris-HCl（pH8.0）緩衝液稀釋，進一步混合碳酸鈣（Softon）使其重量比為2%，且活性為7.80±0.66U/mL者。 將樣品各別切割出30mm×70mm，掩埋於水分率調整為50%之蔬菜用培養土（日本甜菜製糖（股）公司之超級培養土（日文：スーパー培土），pH6.74，EC 1.81dS/m），並靜置於溫度30℃、濕度90%之人工氣候箱（日本醫科製）。於靜置後第2、4週取出樣品並觀察形狀，使用自動繪圖抗張試驗機（島津製作所（股）製）以夾頭間距30mm、試驗速度10mm/min之條件測定抗張強度。樣品，係準備在酵素液中以常溫浸漬3小時之酵素處理者，與相同但浸漬於水中之無處理者。掩埋前試驗片之強度，使用將試驗片浸於水中12小時，並以相同條件測定之值。試驗係實施4重複。
如圖4、圖5所示，土壤掩埋2週後之無處理樣品之抗張強度，強度依序為K＜L＜M＜N，根據PLA之比率及PBAT之混合的有無而分解程度不同。亦即，能夠藉由PLA之比率及PBAT之混合的有無來控制生物分解。 此外，如圖4、圖5所示，在掩埋4週後該傾向為顯著。在本試驗中，可觀察到藉由將PBS之一部分置換為PBAT會有變得容易分解之傾向。酵素處理樣品之抗張強度亦有相同傾向，但其與無處理樣品相比強度較低，可確認酵素處理之分解促進效果。再者，未確認到電暈放電處理的分解程度之差異。 進一步地，如圖4、圖5所示，關於K-1、K-2、L-1、L-2，在酵素無處理之2週的掩埋試驗中，可認為有一定之耐腐性，而在4週之掩埋試驗中，耐腐性變為非常弱。亦即，由K-1、K-2、L-1、L-2之生物分解性樹脂組成物所成之育苗盆體可適用於短期之育苗，在移植後快速地生物分解，並降低育苗盆體殘渣之產生。
無
〔圖1〕表示無酵素處理之生物分解性樹脂組成物積層層壓紙（積層厚度：30μm），（A）：製造起經過未滿1年之樣品、及（B）：製造起經過2年之樣品，在掩埋經過2週後該紙之抗張強度之圖。 〔圖2〕表示無酵素處理之生物分解性樹脂組成物積層層壓紙（積層厚度：15μm），（A）：製造起經過未滿1年之樣品、及（B）：製造起經過2年之樣品，在掩埋經過2週後該紙之抗張強度之圖。 〔圖3〕表示有酵素處理及無酵素處理之製造起經過2年之生物分解性樹脂組成物積層層壓紙（積層厚度：30μm），在掩埋經過2週後（A）及掩埋經過4週後（B），該紙之抗張強度之圖。 〔圖4〕表示有酵素處理及無酵素處理之製造起經過未滿1年之電暈處理之生物分解性樹脂組成物積層層壓紙（積層厚度：30μm），在掩埋經過2週後（A）及經過4週後（B），該紙之抗張強度之圖。 〔圖5〕表示有酵素處理及無酵素處理之製造起經過未滿1年之無電暈處理之生物分解性樹脂組成物積層層壓紙（積層厚度：30μm），在掩埋經過2週後（A）及經過4週後（B），該紙之抗張強度之圖。

Claims (11)

  1. 一種育苗盆體用原紙，其特徵係其為在紙基材上積層生物分解性樹脂組成物而成，且該生物分解性樹脂組成物作為樹脂（A）含有15質量%以上之聚乳酸系樹脂。
  2. 如請求項1所述之育苗盆體用原紙，其中，該生物分解性樹脂組成物，作為樹脂（B）係含有聚乳酸系樹脂以外之脂肪族聚酯系樹脂； 樹脂（A）與樹脂（B）之質量比為15:85~40:60。
  3. 如請求項1所述之育苗盆體用原紙，其中，該生物分解性樹脂組成物，作為樹脂（B）係含有聚乳酸系樹脂以外之脂肪族聚酯系樹脂，且作為樹脂（C）係含有芳香族聚酯系樹脂； 相對於生物分解性樹脂組成物之總質量，係含有30~84.9質量%之範圍的該樹脂（B）； 相對於生物分解性樹脂組成物之總質量，係含有0.1~30質量%之範圍的該樹脂（C）。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之育苗盆體用原紙，其中，樹脂（A），為聚乳酸。
  5. 如請求項2至4中任一項所述之育苗盆體用原紙，其中，樹脂（B），係由脂肪族二元酸所成之二元酸成分與脂肪族二元醇所成之二元醇成分所聚縮合而成的脂肪族聚酯系樹脂。
  6. 如請求項2至5中任一項所述之育苗盆體用原紙，其中，樹脂（B），係選自聚丁二酸丁二酯（PBS）、聚丁二酸己二酸丁二酯（PBSA）及聚羥基丁酯中至少一種。
  7. 如請求項3至6中任一項所述之育苗盆體用原紙，其中，樹脂（C），係由脂肪族二元酸及芳香族二元酸所成之二元酸成分與脂肪族二元醇所成之二元醇成分所聚縮合而成的芳香族聚酯系樹脂。
  8. 如請求項3至7中任一項所述之育苗盆體用原紙，其中，樹脂（C），係聚己二酸對苯二甲酸丁二酯（PBAT）。
  9. 一種育苗盆體，其特徵係其為請求項1至8中任一項所述之育苗盆體用原紙所成。
  10. 一種分解育苗盆體之方法，其特徵係具有使生物分解樹脂分解酵素接觸請求項9所述之育苗盆體，並生物分解該育苗盆體的步驟。
  11. 如請求項10所述之分解育苗盆體之方法，其中，該生物分解樹脂分解酵素，係由選自類酵母菌屬（Pseudozyma）酵母菌、隱球菌屬（Cryptococcus）酵母菌、頂孢黴菌屬（Acremonium）絲狀菌、交替菌屬（Alternaria）絲狀菌、色孢子節菱孢菌屬（Arthrinium）絲狀菌、金黃擔子菌屬（Aureobasidium）絲狀菌、分枝孢子菌屬（Cladosporium）絲狀菌、萎蕤斑點病屬（Epicoccum）絲狀菌、梭黴屬（Fusarium）絲狀菌、異莖點黴屬（Paraphoma）絲狀菌及青黴屬（Penicillium）絲狀菌所成群中至少一種微生物所生產之生物分解樹脂分解酵素。
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