TWI387435B - Paper for agricultural use - Google Patents

Description

紙製農業用被覆材

本發明係關於一種紙製農業用被覆材，特別是關於一種在農作物育成方面具有必要機能，同時亦具有可由機械展開之強度，而以紙作為骨材之紙製農業用被覆材。

作為農業用資材的被覆材正逐漸形成很大的市場。其目的在於藉由遮蔽光線以抑制雜草生長、調整地溫，且發揮保持土壤水分、防止土壤浸蝕、防止肥料流失、抑制病蟲害發生等之效果，而可有助於作物的生長發育。

目前，聚乙烯膜等之聚烯烴類薄膜成為主流，透明、黑色、綠色等依用途而著色之薄膜廣為使用。聚烯烴類之薄膜，具有價格便宜、重量輕、保存時之劣化較少等優點，又，其關於作物生長發育之問題亦少，甚至成為對農家而言不可或缺的資材。

但是，此聚乙烯膜等之聚烯烴類薄膜的最大缺點，乃是其無法分解於土壤中。亦即，使用後須以機械或人工將其捲繞、回收，這項回收作業對體力與金錢均為龐大負擔。

又，在這些回收作業中，碎屑總會殘留在土壤中，而永久殘留於農地。作為回收後被覆材之處置而許可至今的燃燒處理，也隨著法律修正而轉為禁止田間焚燒，因此所回收之使用完畢的薄膜也不得不加以妥善處置。如此則在處理的場所方面會產生問題，其處理費用也對於農家之經營造成很大的衝擊。

更且，雖然亦提出將土去除以再利用的方法而應可解決此問題，但其具有無法完全將土除去，以及如欲以機械展開此被覆材，則若不整齊地捲繞則次年度將無法使用等的大問題，因此實際上關於再利用方面遲遲無法有所進展。

作為其解決方法，利用生物可分解高分子之被覆材的開發正逐步進行中。實際上，使用澱粉類、聚乳酸類等許多生物可分解高分子所生產之農業用被覆材已經上市，特別是必須在夏季進行回收作業之玉米栽培，有一部分已開始利用這些可直接將其鋤入土中之商材。

然而，以生物可分解高分子製造之被覆材，其瓶頸在於價格昂貴，以至於在市場上尚未能佔有一席之地。又，若為生物可分解高分子，則由於保存期間內會持續劣化，而會有在流通上無法持有庫存之重大課題，不得不謂其距離實用化尚有很大之困難。

同樣是在土中容易分解之材料，許多使用紙作為被覆材的開發亦正進行中。特別是若使用紙，則由於在流通上即使保存於倉庫也不會隨時間劣化，其在作為商品之價值上，相較於生物可分解高分子亦非常有利。實際上，使用紙之農業用被覆材已經在各地的農業試驗場供實用試驗使用(紙製農業用被覆材，一般亦稱覆蓋紙蓆(mulch sheet)或覆蓋物(mulching))。

然而，紙的最大缺點，在於其會因隨日照發生之紫外線、熱等以及雨、風而加速劣化，且其與土接觸部分的崩壞劇烈，而在等到農作物生長發育之前即逐漸劣化、崩壞。又，若其有缺陷則容易裂開，因此難以利用機械展開，實際上在農家使用時，並不甚耐用，此為目前的實際情況。

為解決此問題，目前正探討使其與土接觸部分含有防黴劑及/或抗菌劑之方法(參照專利文獻1)，以及利用進行溝紋(flute)加工或壓紋(emboss)加工來減少與土壤的接觸面積、延遲分解之試行(參照專利文獻2)等。又，亦有藉由使紙製被覆材含有耐水、排水效果高且較易處理之乾性油，而延遲農作物育成中被覆材之分解劣化的提案(參照專利文獻3)。

[專利文獻1]日本特開平9－205901號公報[專利文獻2]日本特開平10－94335號公報[專利文獻3]日本特開2000－116249號公報

然而，若是以往之紙製農業用被覆材，則其會有成本、安全性、強度等方面之問題。例如，若以專利文獻1及專利文獻2而言，其均關係到成本昂貴，且亦無法得到與成本相對應之強度；又，若以專利文獻3而言，其即使解決了成本面的問題卻仍無法得到強度，故並未實用化。

因此，本發明之目的在於提供一種紙製農業用被覆材，其無損於作為農業用被覆材之機能且安全性高，並具有能以機械展開之強度。

本發明為了達到上述目的，而提供一種紙製農業用被覆材，其係使可分解於土中之紙的一部分或全體，含有油脂組成物而構成，該油脂組成物含有乾性油、半乾性油、及常溫下為固體且熔點小於100℃之蠟，且其混合比例(質量比)為乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：1.0以下：0.3以下。

又，本發明為了達成上述目的，而提供一種紙製農業用被覆材，其特徵係在可分解於土中之紙的一部分或全體的任意部位，含有乾性油、半乾性油、及常溫下為固體且熔點小於100℃之蠟，且其含有質量比為乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：1.0以下：0.3以下。

藉由本發明，則能提供一種紙製農業用被覆材，其無損於作為農業用被覆材之機能且安全性高，並具有能以機械展開之強度。

[實施發明的較佳形態] [關於本發明的實施形態之紙製農業用被覆材]

關於本發明的實施形態之紙製農業用被覆材，其在可分解於土中之紙的一部分或全體，含有油脂組成物而構成，該油脂組成物含有乾性油、半乾性油、及常溫下為固體且熔點小於100℃之蠟，且其混合比例(質量比)為乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：1.0以下：0.3以下。也可以使可分解於土中之紙的一部分或全體，含有混合比例(質量比)為乾性油：半乾性油＝1.0：1.0以下之含有乾性油與半乾性油的油脂組成物之後，再使該紙之含油脂組成物部分，含有與乾性油之質量比為1.0：0.3以下的蠟。

藉此，可得到一種紙製農業用被覆材，其在可分解於土中之紙的一部分或全體的任意部位，含有乾性油、半乾性油、及常溫下為固體且熔點小於100℃之蠟，且其含有質量比為乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：1.0以下：0.3以下。

(紙製農業用被覆材)本發明中所謂的紙製農業用被覆材，意指以可分解於土中之紙所製作的農業用被覆材。本發明中所謂的農業用被覆材，意指在栽培農作物時，可被覆於農作物以外部分之土壤表面上的資材。由於農業用被覆材覆蓋於農作物以外部分之土壤表面，可有抑制雜草生長、調整地溫、保持土壤水分、防止土壤浸蝕、防止肥料流失、抑制病蟲害發生等效果，而被用以幫助農作物生長發育。又，本發明中之農業用被覆材，亦被稱為覆蓋紙蓆(mulch sheet)或覆蓋物(mulching)。

(乾性油)所謂的乾性油，係表示在使用植物油於塗料、墨水中時，被歸類為易於氧化聚合之物者。在定義上，係表示碘價為130以上者，一般有亞麻仁油、紅花籽油、大豆油、桐油、葡萄籽油、胡桃油、月見草油、芥子油、大麻籽油(hempseed oil)等，學術上則相當於漆樹核果油、石榴籽油、菸草籽油等。這些乾性油，可使用1種或2種以上。

(半乾性油)所謂的半乾性油，係指同樣在塗料領域中，雖然不像乾性油般容易地氧化聚合而形成被膜，但會隨時間經過而逐漸聚合，而可與通常完全不乾燥之不乾性油明確區分者。在定義上，係表示碘價100以上、小於130者，有麻油、棉籽油、玉米油、菜籽油、米油、扁桃仁油(almond oil)等，學術上則相當於杏核仁油(apricot oil)、橙籽油等。這些半乾性油，可使用1種或2種以上。

(蠟)所謂的蠟，係在常溫下為固形物者，而並無明確之定義，在本實施之形態中，則將常溫(20~35℃)下為固體且熔點小於100℃之有機化合物定義為蠟。符合這些條件者，有堪地里拉蠟(Candelilla wax)、棕櫚蠟(carnauba wax)、米糠蠟、荷荷芭油(jojoba oil)、木蠟、羊毛脂(lanolin)、蜜蠟、褐煤蠟(montan wax)、地蠟(ceresin)、石蠟、微晶蠟(microcrystalline wax)、氫化蓖麻油(hydrogenated castor oil)等。這些蠟可使用1種或2種以上。

(油脂組成物之組合)乾性油、半乾性油、蠟之組合並未特別限定，而有許多種組合。由於這些物質是以自然產物為原料，其價格會依狀況而有很大變動，因此最好能應當時之情勢而變更之。其中，從最適合於乾燥作業之觀點而言，以乾性油為亞麻仁油、半乾性油為菜籽油、蠟為石蠟之組合為佳。

(油脂組成物之混合比例)為保持能以機械展開之強度，紙所含有之油脂組成物中的乾性油、半乾性油、蠟之混合比例相當重要。亦即，將其混合比(質量比)設成乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：1.0以下：0.3以下。若超過半乾性油與蠟之混合上限，則在乾燥步驟將會引起裂化等問題。乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：1.0以下：0.2以下較佳，而乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：0.9以下：0.15.以下為更佳。

下限值雖無限定，但其混合比例(質量比)以乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：0.6以上：0.03以上為佳。半乾性油與蠟之混合比例近似於0時，以機械展開之強度將會低下，因此實際應用上，合適的下限值以如上述設定者為佳。因塗佈於紙之狀況(含有量)，而亦會出現些許差異。乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：0.6以上：0.05以上者較佳，而乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：0.7以上：0.07以上者為更佳。

根據上述，相對於乾性油100質量份，以將半乾性油設為60~100質量份、蠟設為3~30質量份之比例(質量比)為佳。此外，將紙著色而稍加使用顏料等亦可。

(紙製農業用被覆材中之油脂組成物的含量)紙製農業用被覆材中之油脂組成物的含量，雖然並無特別限定，但以相對於紙之乾燥質量，為2~20質量%者為佳，以2~10質量%者為較佳，以4~8質量%者為特佳。紙製農業用被覆材中之油脂組成物的含量，若設於上述範圍內，則被覆材將在農作物之育成中不分解劣化而能保持其作為被覆材之機能，又，其在機械展開之作業性上亦成為良好之物。若厚塗則雖能提升強度，但由於原紙本身之質量亦增大，而可能導致作業性不佳。

在此所謂的含有，並不僅限於塗佈於紙表面。亦即，使紙製農業用被覆材含有油脂組成物之方法，可舉出如浸泡、塗佈(塗刷)、噴塗、印刷等。工業上較偏好採用印刷或浸泡後使其乾燥之步驟。

油脂組成物，係含於紙之一部分或全體。所謂的一部分，乃是特指埋於土中之邊緣部分或與土壤接觸之部分。

(紙)作為可使用之紙，係指所謂以木漿做為原料之紙(以纖維為主體之紙)，而可分解於土中之紙。亦即，可使用以木漿為原料而將其分散於水中後，經脫水、乾燥使纖維纏繞而成之物。例如可舉出牛皮紙、報紙、塗料紙(coated paper)、道林紙(上質紙，woodfree paper)、肯特紙、和紙、麻紙(kenaf paper)等。使用再生紙漿亦可。至於在土中無法分解之以合成樹脂類接著劑壓著而成的不織布等，則由於其在農地中無法分解而不希望使用。

[本發明實施形態之效果]

根據本發明之實施形態，可達到以下效果。

(1)由於在農作物育成期間不易分解劣化，而能在農作物育成期間(例如1個月~3個月)保持其作為被覆材之機能。

(2)由於作物收成後將其埋入土中即可分解，故不需於農作物收成後加以回收或廢棄，而可減輕回收作業之負擔。

(3)可提供具有能以機械展開之伸張性、強度之紙製農業用被覆材。藉由調整乾性油、半乾性油、蠟之比例，而可調整以機械展開之強度，且在使用中與土接觸亦能在一定期間維持其強度，因此可耐用於實際的農業現場上。

(4)由於其為以紙為基材而含有乾性油、半乾性油及蠟之物，而可提供較便宜之生物分解性被覆材。

(5)由於其使用安全性高之乾性油、半乾性油、蠟，這些物質塗佈於紙表面可延遲其與土壤接觸所致之分解，且其能抗雨水，具有防止雨滴所致之崩壞的效果。

(6)可提供在流通上易於庫存保管之農業用被覆材。

[實施例]

(實施例1~4)如下所述，製造表1所示之含有所混合的油脂組成物之實施例1~4的紙製農業用被覆材。

將表1之所混合的油脂組成物(塗佈油)於槽中調合，於各自之蠟熔點以上加熱融解後混合至均勻為止。乾性油、半乾性油、蠟之混合比例，各相對於乾性油100質量份，將半乾性油設為80質量份、蠟設為10質量份。

以此油脂組成物將牛皮紙的兩面浸泡後，使之乾燥。在本實施例1~4中，分別使油脂組成物相對於原紙而佔5.0質量%(實施例1)、6.5質量%(實施例2)、4.8質量%(實施例3)、5.6質量%(實施例4)。

(比較例1)如下所述，製造表1所示之含有所混合的油脂組成物之比較例1的紙製農業用被覆材。

在比較例1，以不乾性油之山茶油與棕櫚蠟的混合物將牛皮紙的兩面浸泡後，使之乾燥。山茶油與棕櫚蠟之混合比例，係將山茶油設為180質量份、棕櫚蠟設為10質量份。相對於原紙，使油脂組成物佔58.7質量%。

然而，比較例1之紙製農業用被覆材，在之後的處理步驟中完全無法乾燥，紙的表面滲出油脂，若將其直接捲繞則油脂將緊黏在一起。如此則無法捲繞於展開用之機械，非常難以使用。

在表1中，使用紅花籽油(日清奧利友株式會社製，商品名：日清紅花油)、亞麻仁油(日清奧利友株式會社製，商品名：N/B亞麻仁油)、大豆油(日清奧利友株式會社製，商品名：大豆白絞油(S))、桐油(Cosmo油化株式會社製，商品名：桐油)、棉籽油(日清奧利友株式會社製，商品名：日清棉籽沙拉油)、菜籽油(日清奧利友株式會社製，商品名：菜籽白絞油)、玉米油(日清奧利友株式會社製，商品名：日清玉米油)、米油(日清奧利友株式會社製，商品名：日清米白絞油)、山茶油(大島椿株式會社製，商品名：山茶天婦羅油)。

(實施例5~6、比較例2~3)接著，將表1中所示實施例2之組合(乾性油：亞麻仁油，半乾性油：菜籽油，蠟：石蠟)中的混合比例改變如表2所示，而實施例5~6與比較例2~3之紙製農業用被覆材則以如同上述實施例與比較例之方法製造。

比較例2乃是半乾性油與蠟混合比例不足之例(此處為不使用之例)，為僅浸泡乾性油之紙製農業用被覆材。又，比較例3則為半乾性油與蠟之混合比例過多之例。

(強度之評價)表3係有關於上述實施例與比較例所製造之紙製農業用被覆材，將其強度遵循日本工業規格之Japan Industrial Standard(JIS法)分析的結果。強度係進行關於抗拉強度(JIS P8113)、濕抗拉強度(縱)(JIS P8135)、撕裂強度(縱)(JIS P8116)、破裂強度(JIS P8112)之各種測定。

另外，雖然全部使用相同的紙作為原紙，但由於所含油脂組成物之量相異，因此各強度係採用基重(每單位面積的質量)所換算之值。又，以原紙之原始數據的數值為100，各強度以相對於其之數值表示之。

結果，如同表3所示，實施例之紙製農業用被覆材在室外栽培時，在作為對雨或風之重要耐久性指標的濕抗拉強度上，全部均能提升原紙之強度，甚至亦有數值達5倍以上的紙製農業用被覆材。又，關於其他強度，實施例之紙製農業用被覆材，其強度亦較原紙提升或與原紙程度相同，在作為農業用被覆材之使用上乃是沒有問題之強度。

由上述可知，實施例之紙製農業用被覆材在室外環境栽種之情形下乃極為有用之物。

相較於此，不使用半乾性油及蠟(混合比例不充足)的比較例2，則如表3所示，其撕裂強度顯著低下，僅能得到原紙之一半以下的數值。撕裂強度若低下，則無法以機械展開，即使展開也會在風的影響下，呈現全體裂開之重大缺陷。又，在半乾性油及蠟之混合比例過多之比較例3，撕裂強度亦顯著低下，無法以機械展開，更加上表面所形成之膜由於產生皺紋，而被確認有裂化現象。

(實地試驗)在實際之蘿蔔田中，使用實施例2(實施例6)所製造之被覆材，進行展開試驗、自播種至收成之栽培試驗及土壤中之分解試驗。

在蘿蔔田中，以覆蓋機展開實施例2(實施例6)之被覆材，在100公尺之展開中能夠全無破裂。

又，使用實施例2(實施例6)之被覆材，在播種至收成之間的60日進行蘿蔔之栽培，則如同第1圖(照片)所示般，至收成為止，使用此被覆材毫無疑問地能夠抑制雜草生長，且被覆材並無破損之狀態。

更且，在蘿蔔於秋季收成之後，將實施例2(實施例6)之被覆材埋於土中，結果被覆材受到分解而到了春季時已徹底消失。

第1圖係表示實地試驗結果的照片。

Claims (9)

1. 一種紙製農業用被覆材，其係使可分解於土中之紙的一部分或全體，含有油脂組成物而構成，該油脂組成物含有乾性油、半乾性油、及常溫下為固體且熔點小於100℃之蠟，且其混合比例(質量比)為乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：1.0以下：0.3以下。
2. 一種紙製農業用被覆材，其特徵係在可分解於土中之紙的一部份或全體的任意部位，含有乾性油、半乾性油、及常溫下為固體且熔點小於100℃之蠟，且其含有質量比為乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：1.0以下：0.3以下。
3. 如申請專利範圍第1項所述之紙製農業用被覆材，其中上述之混合比(質量比)為乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：0.6以上：0.03以上。
4. 如申請專利範圍第2項所述之紙製農業用被覆材，其中上述之含有質量比為乾性油：半乾性油：蠟＝1.0：0.6以上：0.03以上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之紙製農業用被覆材，其中上述之紙，相對於該紙的乾燥質量，含有2~20質量%的上述油脂組成物。
6. 如申請專利範圍第2項所述之紙製農業用被覆材，其中上述之紙，相對於該紙的乾燥質量，含有總量為2~20質量%的上述乾性油、上述半乾性油及上述蠟。
7. 如申請專利範圍第1項至第6項之任一項所述之紙製農業用被覆材，其中上述乾性油，為自亞麻仁油、紅花籽油、大豆油、桐油、葡萄籽油、胡桃油、月見草油、芥子油、大麻籽油所組成之群組中選擇1種或2種以上。
8. 如申請專利範圍第1項至第6項之任一項所述之紙製農業用被覆材，其中上述半乾性油，為自麻油、棉籽油、玉米油、菜籽油、米油、扁桃仁油所組成之群組中選擇1種或2種以上。
9. 如申請專利範圍第1項至第6項之任一項所述之紙製農業用被覆材，其中上述蠟，為自堪地里拉蠟、棕櫚蠟、米糠蠟、荷荷芭油、木蠟、羊毛脂、蜜蠟、褐煤蠟、地蠟、石蠟、微晶蠟、氫化蓖麻油所形成之群組中選擇1種或2種以上。