WO2023188943A1 - 農業資材用熱可塑性樹脂組成物及び農業資材 - Google Patents

農業資材用熱可塑性樹脂組成物及び農業資材 Download PDF

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WO2023188943A1
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resin composition
mass
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agricultural materials
thermoplastic resin
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PCT/JP2023/005361
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大輔 草間
竜太 大橋
誠 柳澤
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東洋インキScホールディングス株式会社
トーヨーカラー株式会社
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Publication date
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/02Receptacles, e.g. flower-pots or boxes; Glasses for cultivating flowers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
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    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
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    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
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    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/12Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity
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    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers

Definitions

  • the present invention relates to a thermoplastic resin composition for agricultural materials and agricultural materials.
  • Plastic is easy to mold, it is used in a wide range of fields such as electrical and electronic equipment parts, automobile parts, medical parts, and food containers.
  • Plastic molded products can be modified to improve physical properties such as strength or functionality depending on the application. is granted to. In the field of agricultural materials, it is used in applications that require water resistance and strength.
  • Agricultural materials include, for example, mulch films used to raise or retain soil temperature and control pests, and seedling pots, which are a type of container dedicated to growing seeds and seedlings.
  • Patent Document 1 describes that by containing aliphatic polyester resin, aromatic aliphatic polyester resin, starch, and polyhydric alcohol in a specific mass ratio, tear strength is strong, biodegradability, moldability, heat shrinkability, A film is described that has good transparency, a high modulus of elasticity, and is resistant to wrinkling.
  • the film uses aliphatic polyester resin and aromatic aliphatic polyester resin as biodegradable materials, and by adjusting the content of polyhydric alcohol, it improves tear strength and tensile elasticity while promoting starch plasticization. This improves the physical properties of the resin composition, such as the
  • the resin composition can be modified by adding a plasticizer such as a polyhydric alcohol, but if a plasticizer is included in the resin composition, , the surface of the resulting molded product becomes sticky, and the peelability between the resin composition and the mold of the molding machine during molding decreases, as well as the slipperiness to separate the molded products individually, which affects the molding of the resin composition.
  • a plasticizer such as a polyhydric alcohol
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a heating material for agricultural materials that can produce molded products with suppressed surface stickiness, is biodegradable, and has good moldability.
  • the object of the present invention is to provide a plastic resin composition and an agricultural material comprising the thermoplastic resin composition for agricultural materials.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials having the structure shown below, and completed the present invention.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials containing starch, a biodegradable resin, and a viscosity modifier, wherein the content of the plasticizer is in 100 parts by mass of the thermoplastic resin composition for agricultural materials.
  • the biodegradable resin includes an aliphatic polyester resin and an aliphatic aromatic polyester resin, and the total amount of the aliphatic polyester resin and the aliphatic aromatic polyester resin is
  • the content of the starch is 80 parts by mass or more in 100 parts by mass of the biodegradable resin, the content of the starch is 5 to 60 parts by mass in 100 parts by mass of the thermoplastic resin composition for agricultural materials, and the biodegradable
  • the content of the resin is 35 to 94.5 parts by mass in 100 parts by mass of the thermoplastic resin composition for agricultural materials
  • the viscosity modifier has a viscosity that increases the melt tension of the thermoplastic resin composition for agricultural materials.
  • the viscosity modifier includes at least one selected from the group consisting of a carbodiimide compound, an oxazoline compound, an epoxy compound, an acid anhydride compound, a cellulose fiber, and a silica filler, and the viscosity modifier
  • the content is 0.01 to 3 parts by mass in 100 parts by mass of the thermoplastic resin composition for agricultural materials, and the content of the cellulose fiber is 0 parts by mass or more in 100 parts by mass of the thermoplastic resin composition for agricultural materials.
  • a thermoplastic resin composition for agricultural materials wherein the content of the aliphatic polyester resin is less than 1.5 parts by mass, and the content of the aliphatic aromatic polyester resin is greater than or equal to the content of the aliphatic aromatic polyester resin.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials according to ⁇ 1> wherein the content of the starch is 10 to 30 parts by mass based on 100 parts by mass of the thermoplastic resin composition for agricultural materials.
  • ⁇ 5> The agriculture according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the content ratio (parts by mass) of the aliphatic polyester resin and the aliphatic aromatic polyester resin is 1 to 3:1.
  • the melt viscosity at a shear rate of 243 s -1 is 1000 Pa ⁇ s or more and less than 5000 Pa ⁇ s at a temperature higher than the melting point of the biodegradable resin (B) and lower than the melting point +40°C, ⁇ 1> to ⁇ 5>
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6> which is used for blow molding or vacuum forming.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7> which is for use in pots for raising seedlings.
  • ⁇ 10> The agricultural material according to ⁇ 9>, which is a seedling-raising pot.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials that can produce molded products with suppressed surface stickiness, has biodegradability, and has good moldability, and the agricultural materials Agricultural materials made of thermoplastic resin compositions can be provided.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials is characterized in that it contains starch, a biodegradable resin, and a viscosity modifier, and does not contain a plasticizer.
  • the resulting resin composition has good moldability, is biodegradable, and has a low surface area on the surface of the molded product. Stickiness can be suppressed.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials is also referred to as “resin composition”
  • starch is also referred to as “starch (A)
  • biodegradable resin is also referred to as “biodegradable resin (B )
  • viscosity modifier may also be described as “viscosity modifier (C)”
  • plasticizer may also be described as “plasticizer (D)”.
  • the decomposition process of the resin composition can be roughly divided into two.
  • the molecular weight of the resin constituting the agricultural material seedling pot, mulch film, etc.
  • the second step microorganisms in the soil decompose individual pieces of agricultural materials made of low-molecular-weight resin. Since the molecular weight of the resin continues to decrease while agricultural materials are stored or used, it is important to control hydrolysis in the first stage.
  • the crystallinity of the resin can be cited as a factor in hydrolysis. Since hydrolysis progresses more easily in amorphous regions than in crystalline regions, hydrolysis can be suppressed by increasing crystallinity.
  • an additive or the like is added to a thermoplastic resin composition, the particles become crystal nuclei and promote the formation of crystals (nucleation effect), thereby improving crystallinity and providing an effect of inhibiting hydrolysis.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials of this embodiment contains specific amounts of starch (A) that promotes biodegradability and viscosity modifier (C) that increases melt tension
  • agricultural materials made of the resin composition The biodegradation rate of can be adjusted.
  • the decomposition of agricultural materials is suppressed and their shape can be maintained for at least the 4 months of the seed and seedling growing period, and about a year after the seeding and seedling growing period has passed, the agricultural materials are absorbed by the microorganisms in the soil. It is desirable that the soil has been decomposed by water and can be dug into the soil.
  • Starch (A) Starch (A) promotes the action (biodegradability) of various microorganisms present in soil or water.
  • Starch (A) is not particularly limited, and commonly available starches can be used. Examples include corn starch, wheat starch, rice starch, potato starch, sweet potato starch, tapioca starch, and the like.
  • corn starch which has a uniform particle size of about 20 ⁇ m, can make the thickness of agricultural materials made of resin compositions uniform (reducing surface irregularities) and suppressing the occurrence of thin parts. This is preferable because damage to agricultural materials can be suppressed as a result. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Starch (A) is a component that can adjust the biodegradation rate, and its content is preferably 5 to 60 parts by weight, 10 to 50 parts by weight, 10 to 40 parts by weight in 100 parts by weight of the resin composition. parts, or 10 to 30 parts by mass.
  • content of starch (A) is 5 parts by mass or more, biodegradation is promoted, and when it is 60 parts by mass or less, the content of biodegradable resin (B) can be ensured to ensure moldability. can.
  • the average particle size of starch (A) is preferably 5 to 50 ⁇ m, and may be 10 to 50 ⁇ m.
  • the average particle size of starch (A) in the resin composition contributes to moldability, so the average particle size of starch (A) is Preferably, the range is within the range.
  • the average particle size of starch (A) can be determined by, for example, observing the particles of starch (A) using a scanning electron microscope, observing 100 particles at random, and measuring the two most distant points on the outer shape of each particle. The distance between the two can be measured based on the length of the micron marker on the screen and averaged.
  • Biodegradable resin (B) The biodegradable resin (B) is decomposed by the action of various microorganisms present in soil or water.
  • the biodegradable resin (B) is not particularly limited, and commonly available biodegradable resins can be used. Examples include polycaprolactone, aliphatic polyester resin, and aliphatic aromatic polyester resin. These biodegradable resins may be used alone or in combination of two or more.
  • aliphatic polyester resins or aliphatic aromatic polyester resins are preferred from the viewpoint of biodegradability and moldability.
  • the content of aliphatic polyester resin must be greater than or equal to the content of aliphatic aromatic polyester resin. preferable.
  • the content ratio (parts by mass) of aliphatic polyester resin and aliphatic aromatic polyester resin is, for example, preferably 1 to 4:1, more preferably 1 to 3:1, and 1 to 3:1.
  • the ratio is more preferably 1 to 2:1, particularly preferably 1 to 1.65:1, even more preferably 1 to 1.57:1, and even more preferably 1.5 to 2:1. Good too.
  • Examples of the aliphatic polyester resin include aliphatic polyester obtained by polycondensation reaction of an aliphatic diol and aliphatic dicarboxylic acid, and polylactic acid obtained by polycondensation of lactic acid.
  • Examples of aliphatic diols include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4- Examples include cyclohexanedimethanol. These may be used alone, or a mixture thereof may be used. Among them, it is preferable to use 1,4-butanediol.
  • aliphatic dicarboxylic acids examples include oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, suberic acid, and dodecanedioic acid, and acid anhydrides that are derivatives thereof may also be used.
  • succinic acid, succinic anhydride, or a mixture of these and adipic acid is preferred.
  • polybutylene succinate (PBS) obtained from 1,4 butanediol and succinic acid (for example, "BioPBS" (trade name) manufactured by PPT MCC Biochem), polybutylene obtained by copolymerizing adipic acid with PBS
  • PBS polybutylene succinate
  • PBSA succinate adipate
  • Examples of the aliphatic aromatic polyester resin include copolymers containing aliphatic dicarboxylic acid units, aromatic dicarboxylic acid units, and chain aliphatic and/or alicyclic diol units.
  • the diol component providing the diol unit usually has 2 to 10 carbon atoms, and examples thereof include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, etc. .
  • diols having 2 to 4 carbon atoms are preferred, ethylene glycol and 1,4-butanediol are more preferred, and 1,4-butanediol is even more preferred.
  • the dicarboxylic acid component that provides the dicarboxylic acid unit usually has 2 to 10 carbon atoms, and includes, for example, succinic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, and the like. Among these, succinic acid or adipic acid is preferred.
  • the aromatic dicarboxylic acid component that provides aromatic dicarboxylic acid units include terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, and the like. Among these, terephthalic acid and isophthalic acid are preferred, and terephthalic acid is more preferred.
  • PBAT polybutylene adipate terephthalate
  • PBAT polybutylene adipate terephthalate
  • the biodegradable resin (B) may be in the form of a combination of the above aliphatic polyester resin and/or aliphatic aromatic polyester resin and other biodegradable resins.
  • Other biodegradable resins include poly(3-hydroxyalkanoate), an aliphatic polyester copolymer obtained from hydroxyalkanoic acid and polycarboxylic acid (especially poly(3-hydroxybutyrate)). co-3-hydroxyhexanoate) (PHBH) (for example, "Aonilex” (trade name) manufactured by Kaneka Corporation), polylactic acid (PLA) (for example, "REVODE” (trade name) manufactured by Kaisho Biological Materials Co., Ltd.), For example, "Ingeo” (trade name) manufactured by Nature Works.
  • the content of the biodegradable resin (B) may be 35 to 95 parts by mass, more preferably 35 to 94.99 parts by mass, and 35 to 94.5 parts by mass in 100 parts by mass of the resin composition. It is more preferably 39 to 90 parts by weight, and even more preferably 39 to 90 parts by weight.
  • the total content of the aliphatic polyester resin and/or the aliphatic aromatic polyester resin is preferably 80 parts by mass or more, and 90 parts by mass in 100 parts by mass of the biodegradable resin (B). It is more preferable that it is above.
  • the viscosity modifier (C) adjusts the viscosity of the resin composition to improve moldability, and increases the melt tension of the resin composition, which is an indicator of moldability.
  • the viscosity modifier (C) is not particularly limited, and commonly available ones can be used. Examples include carbodiimide compounds, oxazoline compounds, epoxy compounds, acid anhydride compounds, cellulose fibers, silica fillers, and the like.
  • the melt tension of the resin composition can be increased.
  • the polyfunctional compound include polyfunctional carbodiimide compounds, polyfunctional oxazoline compounds, epoxy compounds, acid anhydride compounds, and the like.
  • the polyfunctional carbodiimide compound may be a monomer or polymer having two or more carbodiimide groups, but preferably a polymer having two or more carbodiimide groups.
  • a reactive compound is used as the viscosity modifier (C) to introduce a reactive group into the biodegradable resin (B), and a crosslinked structure is formed using this reactive group as a starting point, thereby increasing the melt tension of the resin composition. can be raised.
  • the reactive compound include carbodiimide compounds, oxazoline compounds, epoxy compounds, acid anhydride compounds, and the like. It is preferable to use a cyclic carbodiimide as the carbodiimide compound.
  • a cyclic carbodiimide compound is a compound having a carbodiimide group on an aliphatic ring or an aromatic ring.
  • the filler may be either an organic filler or an inorganic filler, and examples thereof include cellulose fibers and silica fillers.
  • CMF cellulose microfibers
  • CDI carbodiimide compounds
  • Cellulose microfiber is a relatively large size obtained by reducing the fibrillation process in cellulose, which is obtained by treating pulp with hot water, etc., hydrolyzing it to make it brittle, and then defibrating it using a crushing method such as a high-pressure homogenizer.
  • a crushing method such as a high-pressure homogenizer.
  • cellulose fibers By including cellulose microfibers and a carbodiimide compound, the viscosity of the resin composition can be increased and strength can be ensured.
  • the strength of the resin composition increases due to the filler effect of the cellulose microfibers.
  • the silica filler has a filler effect like cellulose microfibers, it increases the strength of the resin composition like cellulose microfibers.
  • blow molding can be used to mold the resin composition containing at least one of cellulose microfibers and silica filler as the viscosity modifier (C).
  • a carbodiimide compound When a carbodiimide compound is contained in a resin composition, the resin and carbodiimide compound react and the molecular weight of the resin increases, so it takes time for the resin to be hydrolyzed and its molecular weight decreases, resulting in a slow biodegradation rate. Become. Therefore, in the case of agricultural materials where the strength of the resin composition is required, it is preferable that a carbodiimide compound is included as the viscosity modifier (C).
  • C viscosity modifier
  • oxazoline compounds, epoxy compounds, and acid anhydride compounds each have reactivity with resins similarly to carbodiimide compounds, each of these compounds can also improve the strength of the resin composition.
  • a resin composition containing at least one of a carbodiimide compound, an oxazoline compound, an epoxy compound, and an acid anhydride compound can be molded using, for example, vacuum molding.
  • carbodiimide compounds include polycarbodiimide compounds such as "Carbodilite HMV-15CA (trade name)” manufactured by Nisshinbo Chemical; dicyclohexylcarbodiimide, diphenylcarbodiimide, di- ⁇ -naphthylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, dimethylcarbodiimide, diisobutylcarbodiimide, and dioxylcarbodiimide; Chill Examples include monocarbodiimides such as carbodiimide, t-butylisopropylcarbodiimide, and di-t-butylcarbodiimide; cyclic carbodiimide compounds such as "Carbodista TCC-NP" (trade name) manufactured by Teijin Ltd.; These compounds may be used alone or in combination.
  • Polycarbodiimide compounds such as "Carbodilite HMV-15CA (trade name)” manufactured by Nisshinbo Chemical
  • Examples of the oxazoline compound include “Epocross RA-45” (trade name) and “Epocross RPS-1005" (trade name) manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. These compounds may be used alone or in combination.
  • Examples of the epoxy compound include epoxy-acrylic compounds ("Joncryl ADR-4468” (trade name) manufactured by BASF, “Joncryl ADR-4400” (trade name) manufactured by BASF, "Alphon UG” manufactured by Toagosei Co., Ltd. -4040'' (trade name), and ⁇ Alfon UG-4070'' (trade name) manufactured by Toagosei Co., Ltd. These compounds may be used alone or in combination.
  • acid anhydride compounds examples include styrene maleic anhydride compounds (PALMER HOLLAND's "XIBOND120” (product name), “XIBOND140” (product name), “XIBOND160” (product name), “XIBOND180” (product name) , “XIBOND200” (product name), “XIBOND220” (product name), “XIBOND250” (product name), “XIBOND280” (product name), Tomoe Kogyo Co., Ltd.
  • silica-based fillers include silica fillers ("Aerosil 130" (product name), “Aerosil 150” (product name), “Aerosil 200” (product name), and “Aerosil 300” (product name) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.
  • the content of the viscosity modifier (C) is preferably 0.01 to 3 parts by mass in 100 parts by mass of the resin composition, and 0.01 to 3 parts by mass, in order to adjust the viscosity of the resin composition to an appropriate value.
  • the amount is more preferably 2 parts by weight, and may be 0.01 to 1 part by weight, or 0.1 to 0.8 parts by weight.
  • the content of the cellulose fibers is preferably 0 parts by mass or more and less than 1.5 parts by mass, and 0.01 to 1.5 parts by mass in 100 parts by mass of the resin composition.
  • the amount is preferably 4 parts by weight, more preferably 0.01 to 1.2 parts by weight, and even more preferably 0.01 to 1 part by weight.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials of this embodiment does not contain a plasticizer (D) that is normally used for plasticizing starch (A).
  • a plasticizer (D) that is normally used for plasticizing starch (A).
  • not containing a plasticizer (D) means that the plasticizer (D) is not substantially contained, and specifically, the content of the plasticizer (D) is This means 0 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition.
  • plasticizer (D) examples include alcohol, which is an organic compound having a hydroxyl group. Specific examples include glycerin, glycerin monoester, ethylene glycol, and diethylene glycol.
  • the amount of plasticizer (D) is 5 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the resin composition, the resulting molded product can have good moldability while suppressing stickiness on the surface.
  • the content of the plasticizer (D) is preferably 0 to 2 parts by mass, more preferably 0 to 1 part by mass, based on 100 parts by mass of the resin composition. , 0 parts by mass (not included) is more preferable.
  • the resin composition can optionally contain components such as other additives (excluding the plasticizer (D)) as necessary.
  • Other additives include, for example, dispersants, lubricants (higher fatty acid metal salts, waxes, etc.), hydrotalcite, surfactants, antistatic agents, flame retardants, antioxidants, ultraviolet absorbers, fillers, Examples include pigments.
  • the selection of other optional components and the amounts used thereof are not particularly limited as long as they are within the range that can solve the problems of one embodiment of the present invention. Multiple additives may be used in combination.
  • the resin composition may partially contain a resin other than the biodegradable resin within a range that does not impede the effects of one embodiment of the present invention.
  • Pigments are not particularly limited and commonly available pigments can be used, but from the viewpoint of the natural environment, pigments such as cadmium, lead, chromium, arsenic, mercury, copper, selenium, nickel, molybdenum, and fluorine are recommended. Preferably, it does not substantially contain pigments containing.
  • the resin composition contains a pigment
  • a dispersant for dispersing the pigment examples include fatty acid metal salts.
  • the fatty acid component of the fatty acid metal salt is preferably a chain carboxylic acid having 6 to 30 carbon atoms, and may be linear or branched, and may have only saturated bonds or unsaturated bonds.
  • Examples of fatty acids include, for example, caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, behenic acid, oleic acid, erucic acid, linoleic acid, montanic acid, etc.
  • the metal elements of Group 1, Group 2, Group 12, and Group 13 are preferable, and elements of Group 1 or Group 2 are more preferable. Specific examples include sodium, potassium, calcium, magnesium, barium, and the like.
  • fatty acid metal salts examples include calcium stearate, magnesium stearate, barium stearate, calcium laurate, magnesium laurate, sodium montanate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, calcium stearate, magnesium stearate, calcium laurate, and magnesium laurate are preferred.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials the processability during extrusion is such that strand breakage occurs no more than 5 times during continuous production for 1 hour, and may occur 1 to 5 times. It is preferable that no cuts occur.
  • the melt viscosity at a shear rate of 243 s -1 according to JIS K7199:1999 is such that the molded product obtained at a temperature above the melting point of the biodegradable resin (B) and below the melting point + 40 ° C. From the viewpoint of the strength of the resin composition and the fluidity and moldability of the resin composition, it is preferably 1000 Pa ⁇ s or more and less than 5000 Pa ⁇ s, and more preferably 1500 Pa ⁇ s or more and less than 4500 Pa ⁇ s.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials according to this embodiment can be used for various agricultural materials.
  • this resin composition can be suitably used for pots for raising seedlings.
  • a seedling raising pot is a pot used to grow seedlings in a container until they reach a certain level of growth, rather than directly sowing seeds in a field.
  • the molded product using the resin composition of this embodiment biodegrades appropriately in the soil, so there is no need to take out the seedlings from the seedling pot and transplant them after they have grown, and they can be placed in the soil as they are in the seedling pot.
  • Portable
  • the resin composition of this embodiment can be produced by kneading starch (A) and viscosity modifier (C) at a temperature at which biodegradable resin (B) melts.
  • the biodegradable resin (B), starch (A), viscosity modifier (C), and various additives are added as necessary, and the mixture is mixed in a kneader, roll mill, super mixer, or high speed.
  • the resin composition can be in the form of granules or beads. It is preferable to use a single-screw extruder or a twin-screw extruder to form pellets because the kneading force is strong and the subsequent molding process is easy.
  • the resin composition may be used in the form of either a masterbatch or a compound.
  • a masterbatch after the masterbatch is manufactured, the same biodegradable resin (B) used for the manufacture of the masterbatch is used as a diluent resin as the main resin for agricultural materials, for example, and the masterbatch is blended to produce agricultural materials. Materials can be manufactured.
  • the content of the masterbatch is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the biodegradable resin (B) as the main resin. .
  • the biodegradable resin (B) used as the diluent resin at this time may be the same as or different from that used for manufacturing the masterbatch, but it is better to use the same biodegradable resin. This is preferred because the thermoplastic resin composition and the resin have excellent compatibility. In the case of a compound, after producing the compound, the compound can be used as is to produce agricultural materials in the manner described above.
  • the agricultural materials of this embodiment can be obtained by molding the above-mentioned thermoplastic resin composition for agricultural materials.
  • Examples of agricultural materials include seedling pots, mulch films, containers, and agricultural nets.
  • a seedling growing pot is a container used for the purpose mentioned above.
  • the molding method for the seedling growing pot is not particularly limited, but examples include blow molding, extruding a heated and plasticized resin composition, directly putting it in a mold without cooling and solidifying it, and blowing air through it, and heating. Also suitable is vacuum forming, in which a sheet or film of a plasticized resin composition is placed on a mold and vacuum suction is applied from inside the mold.
  • Seedling pots made of the above-mentioned resin composition biodegrade after being buried in the soil, so they do not harm the natural environment and can reduce the hassle of removing seeds and seedlings from seedling pots and sowing them. can.
  • the seedling growing pot can be successfully grown without being decomposed for about 4 months, which is the growing period for seedlings.
  • this seedling-raising pot has strength suitable for seedling-raising purposes, so it is easy to handle and can maintain an appropriate shape during the seedling-raising period.
  • Multi film Mulching film is a film that covers the roots of crops.
  • the method for molding a film from the above-mentioned resin composition is not particularly limited, but may include extrusion molding in which a film extruded through a T-die using an extruder is cooled and solidified with a cast roll, or a method in which molding is performed using an inflation molding machine. is suitable.
  • the resin composition of this embodiment can be blow-molded, and for example, when three sets of two seedling-growing pots are successively produced using a direct blow molding machine, one seedling-growing pot of the first set is The difference between the weight per seedling-growing pot in the third set and the weight per seedling-growing pot in the first set can be made less than 30% of the weight per seedling-growing pot in the first set. Further, the weight per seedling growing pot may be 0.7 g or more and less than 0.8 g, preferably 0.8 g or more and less than 0.9 g, and more preferably 0.9 g or more. By using the above resin composition, blow moldability can be obtained.
  • the molded product is a seedling growing pot
  • the above resin composition it is possible to obtain a seedling growing pot with ensured strength.
  • the fragility of the seedling pot is determined if less than 3 out of 10 seedling pots are broken when 1 kg of soil is placed in the pot and dropped from a height of 5 m. In most cases, the number of broken pieces may be 1 to 3 or less out of 10, and it is preferable that none of them be broken.
  • the dynamic friction coefficient ⁇ D of the surface of a molded article molded using the above-mentioned resin composition according to JIS K7125 may be less than 0.5, may be 0.3 or more and less than 0.5, and is less than 0.3. It is preferable. By using the above resin composition, a molded article with suppressed stickiness can be obtained.
  • the thermoplastic resin composition for agricultural materials contains a specific amount of starch (A) that promotes biodegradability and a viscosity modifier (C) that increases melt tension, and a plasticizer (D). ), it is possible to obtain agricultural materials with excellent biodegradability and moldability, and with suppressed surface stickiness.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials that contains starch (A), a biodegradable resin (B), and a viscosity modifier (C), and does not contain a plasticizer (D).
  • the content of the starch (A) is 5 to 60 parts by mass in 100 parts by mass of the thermoplastic resin composition for agricultural materials
  • the content of the viscosity modifier (C) is the thermoplastic resin composition for agricultural materials.
  • a thermoplastic resin composition for agricultural materials in an amount of 0.01 to 1 part by mass per 100 parts by mass.
  • the biodegradable resin (B) includes an aliphatic polyester resin and an aliphatic aromatic polyester resin, and the content of the aliphatic polyester resin is equal to or less than the aliphatic aromatic polyester resin.
  • the melt viscosity at a shear rate of 243 s -1 is 1000 Pa ⁇ s or more and less than 5000 Pa ⁇ s at a temperature not lower than the melting point of the biodegradable resin (B) and not higher than the melting point +40°C, [1] to [5] ]
  • the thermoplastic resin composition for agricultural materials according to any one of [1] to [6] which is used for blow molding or vacuum forming.
  • the thermoplastic resin composition for agricultural materials according to any one of [1] to [7] which is for use in pots for raising seedlings.
  • Agricultural materials comprising the thermoplastic resin composition for agricultural materials described in [1] to [7] above.
  • the agricultural material according to [9] which is a seedling-raising pot.
  • a numerical range indicated using "-" indicates a range that includes the numerical values written before and after "-" as the minimum and maximum values, respectively.
  • the upper limit or lower limit of the numerical range of one step can be arbitrarily combined with the upper limit or lower limit of the numerical range of another step.
  • the present invention relates to the subject matter of Japanese Patent Application No. 2022-053396 filed March 29, 2022, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
  • ⁇ Average particle size measurement> Starch particles were observed using a scanning electron microscope (SEM) manufactured by Hitachi, Ltd. at a field magnification of 100 times, and 100 particles were randomly observed. The distance between the points was measured based on the length of the micron marker on the screen, and the distance was averaged.
  • SEM scanning electron microscope
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials.
  • A-1 Chemister 420 (manufactured by Glico Nutritional Foods, corn-derived starch, average particle size: 15 ⁇ m)
  • A-2 Chemister 310 (manufactured by Glico Nutritional Foods, cassava-derived starch, average particle size: 50 ⁇ m)
  • A-3 FP (manufactured by Glico Nutritional Foods, potato-derived starch, average particle size: 100 ⁇ m)
  • C-1 KC flock W-50 (cellulose microfiber, average fiber length: 50 ⁇ m)
  • C-2 Carbodilite HMV-15CA (manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd., polycarbodiimide compound)
  • C-3 Carbodista TCC-NP (manufactured by Teijin Ltd., cyclic carbodiimide compound)
  • C-4 Joncryl ADR-4468 (manufactured by BASF, epoxy-acrylic compound)
  • C-5 XIBOND220 (manufactured by PALMER HOLLAND, styrene maleic anhydride compound)
  • C-6 Epocross RA-45 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., oxazoline compound)
  • C-7 Aerosil 200 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., silica filler)
  • C-8 Nip seal SS-50 (manufactured by To
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials 5 parts by mass of (A-1) as starch (A), 94.5 parts by mass of (B-1) as biodegradable resin (B), 0.5 parts by mass of (C-1) as viscosity modifier (C) were mixed, extruded at 190°C using a twin-screw extruder (manufactured by Japan Steel Works, Ltd.), and granulated to obtain a thermoplastic resin composition for agricultural materials.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials was blow molded or vacuum molded to obtain a seedling growing pot.
  • thermoplastic resin composition for agricultural materials and a pot for raising seedlings were obtained in the same manner as in Experimental Example 1, except that the materials and amounts (parts by mass) shown in Table 1 were changed.
  • Experimental Examples 1 to 13 have a structure containing only one of the aliphatic polyester resin (B-1 or B-3) and the aliphatic aromatic polyester resin (B-2) as the biodegradable resin, and the aliphatic This can be treated as a reference example in distinction from an experimental example in which a polyester resin (B-1 or B-3) and an aliphatic aromatic polyester resin (B-2) are used together as a biodegradable resin.
  • thermoplastic resin compositions for agricultural materials and seedling growing pots obtained in the experimental examples and comparative examples were evaluated based on the following criteria. The evaluation results are shown in Table 1.
  • thermoplastic resin compositions for agricultural materials during extrusion were evaluated.
  • the evaluation criteria were as follows, and ⁇ and ⁇ were considered to be practical. [Evaluation criteria] ⁇ : Strand breakage does not occur during continuous production for 1 hour. ⁇ : Strand breakage occurs 1 to 5 times during continuous production for 1 hour. ⁇ : Strand breakage occurs 6 or more times during continuous production for 1 hour.
  • melt viscosity evaluation> The melt viscosity of the thermoplastic resin composition for agricultural materials was measured at 150° C. and a shear rate of 243 s ⁇ 1 in accordance with JIS K7199:1999. The evaluation criteria were as follows, and ⁇ and ⁇ were considered to be practical. [Evaluation criteria] ⁇ : Melt viscosity is 1500 Pa ⁇ s or more ⁇ : Melt viscosity is 1000 to less than 1500 Pa ⁇ s ⁇ : Melt viscosity is less than 1000 Pa ⁇ s
  • ⁇ Blow moldability evaluation> Using a direct blow molding machine (manufactured by Nippon Placon Co., Ltd.), three sets of two seedling pots were made in succession at 150°C, and the weight per seedling pot of the first set and the weight of the third set of seedling pots were calculated. The difference in weight per seedling pot (weight difference) and the weight per seedling growing pot were evaluated as formability during production. In this evaluation, "blow molding is possible" means that the weight difference is less than 30% of the weight of each seedling pot in the first set.
  • the evaluation criteria were as follows, and ⁇ , ⁇ , and ⁇ were considered to be practical. [Evaluation criteria] ⁇ : Blow molding is possible, and the weight per seedling growing pot is 0.9 g or more.
  • Blow molding is possible, and the weight per seedling growing pot is 0.8 g or more and less than 0.9 g.
  • ⁇ : Blow molding is possible, and the weight of each seedling growing pot is 0.8 g or more and less than 0.9 g.
  • Weight per pot is 0.7g or more and less than 0.8g ⁇ : Blow molding is not possible.
  • ⁇ Vacuum formability evaluation> A sheet measuring 30 cm long x 30 cm wide x 0.45 mm thick was molded at 180° C. using a T-die molding machine. The formed sheet was heated to 110° C., and a seedling growing pot was formed using a vacuum forming machine, and the formability during production was evaluated.
  • the evaluation criteria were as follows, and ⁇ , ⁇ , and ⁇ were considered to be practical. [Evaluation criteria] ⁇ : Vacuum forming is possible, and the seedling growing pot has no defective appearance due to sagging. ⁇ : Vacuum forming is possible, and there is a slight appearance defect in the seedling pot due to sagging. ⁇ : Vacuum forming is possible, and a defective appearance due to sagging can be observed in the seedling pot. ⁇ : Vacuum forming is not possible.
  • the evaluation criteria were as follows, and ⁇ and ⁇ were considered to be practical. [Evaluation criteria] ⁇ : The seedling growing pot is free-standing without bending. ⁇ : Deflection occurs in the seedling growing pot, but it stands on its own. ⁇ : The seedling growing pot cannot stand up to its own weight and cannot stand on its own.
  • ⁇ Molded product brittleness evaluation> The fragility of the seedling growing pots was evaluated by placing 1 kg of soil in each of the 10 seedling growing pots prepared during the vacuum formability evaluation and dropping the pots from a height of 5 m.
  • the evaluation criteria were as follows, and ⁇ and ⁇ were considered to be practical. [Evaluation criteria] ⁇ : None of the seedling pots out of 10 were destroyed. ⁇ : 1 to 3 out of 10 were destroyed. ⁇ : 4 or more out of 10 were destroyed.
  • ⁇ Molded product stickiness evaluation> The stickiness of the seedling growing pot was evaluated by measuring the dynamic friction coefficient of the side surface of the seedling growing pot prepared at the time of blow moldability evaluation according to JIS K7125.
  • the evaluation criteria were as follows, and ⁇ and ⁇ were considered to be practical. [Evaluation criteria] ⁇ : Dynamic friction coefficient ⁇ D is less than 0.3 ⁇ : Dynamic friction coefficient ⁇ D is 0.3 or more and less than 0.5 ⁇ : Dynamic friction coefficient ⁇ D is 0.5 or more

Abstract

澱粉と、生分解性樹脂と、粘度調整剤と、を含む農業資材用熱可塑性樹脂組成物であって、可塑剤の含有量が農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中0~5質量部であり、生分解性樹脂が脂肪族ポリエステル系樹脂と、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂とを含む、農業資材用熱可塑性樹脂組成物及び農業資材用熱可塑性樹脂組成物を用いて形成される農業資材が開示される。

Description

農業資材用熱可塑性樹脂組成物及び農業資材
 本発明は、農業資材用熱可塑性樹脂組成物及び農業資材に関するものである。
 プラスチックは成形加工が容易なことから電気・電子機器部品、自動車部品、医療用部品、食品容器などの幅広い分野で使用されており、用途に応じて強度等の物理特性又は機能性をプラスチック成形品に付与している。農業資材分野では、耐水性及び強度の確保を必要とする用途で使用されている。
 農業資材には、例えば、地温の上昇又は保温、害虫防除を目的とする用途で使用するマルチフィルム、及び種苗を育てるための専用の容器の一種である育苗ポットが挙げられる。
 昨今の廃棄物問題、及び農業資材の回収作業を軽減する解決策として、生分解性材料を使用した農業資材があり、これらは回収する必要がなく、使用後は地中(土壌中)で分解可能である。
 特許文献1には、脂肪族ポリエステル系樹脂、芳香族脂肪族ポリエステル系樹脂、澱粉及び多価アルコールを特定の質量比で含むことによって引裂き強度が強く、生分解性、成形性、熱収縮性、透明性が良好であり、弾性率が高く皺になりにくいフィルムが記載されている。
 当該フィルムでは生分解性材料として脂肪族ポリエステル系樹脂及び芳香族脂肪族ポリエステル系樹脂を用い、多価アルコールの含有量を調整することにより、澱粉の可塑化を進行させつつ、引裂き強度及び引張弾性率などの樹脂組成物の物性を改善している。
特開2011-26538号公報
 澱粉は熱可塑性を有さず熱分解温度が低いため、多価アルコール等の可塑剤を添加することにより樹脂組成物の改質が図られるが、可塑剤が樹脂組成物に含まれていると、得られる成形品の表面がべたつき、また成形時における成形機の金型と樹脂組成物との剥離性、及び成形品を個々に分離する滑り性が低下し、樹脂組成物の成形に影響を及ぼす可能性がある。
 本発明は、上記のような事情に鑑み成されたものであり、表面のべたつきが抑制された成形品を製造可能であって、生分解性を有し、成形性が良好な農業資材用熱可塑性樹脂組成物及び当該農業資材用熱可塑性樹脂組成物からなる農業資材を提供することを目的とする。
 上記課題を解決すべく、本発明者らが鋭意検討を進めた結果、下記に示す構成を有する農業資材用熱可塑性樹脂組成物を見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明の一実施形態は、次の通りである。
 <1>澱粉と、生分解性樹脂と、粘度調整剤と、を含む農業資材用熱可塑性樹脂組成物であって、可塑剤の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中0~5質量部であり、前記生分解性樹脂が脂肪族ポリエステル系樹脂と、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂とを含み、前記脂肪族ポリエステル系樹脂及び前記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂の合計の含有量が前記生分解性樹脂100質量部中80質量部以上であり、前記澱粉の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中5~60質量部であり、前記生分解性樹脂の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中35~94.5質量部であり、前記粘度調整剤は、前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物の溶融張力を上昇させる粘度調整剤であり、前記粘度調整剤は、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、酸無水物化合物、セルロース繊維、及びシリカ系フィラーからなる群から選択される少なくとも1つを含み、前記粘度調整剤の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中0.01~3質量部であり、前記セルロース繊維の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中0質量部以上1.5質量部未満であり、前記脂肪族ポリエステル系樹脂の含有量は、前記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂の含有量以上である、農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 <2>前記澱粉の含有量が農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中10~30質量部である、<1>に記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 <3>前記澱粉の平均粒径が5~50μmである、<1>または<2>に記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 <4>前記粘度調整剤がセルロース繊維及びカルボジイミド化合物からなる群から選択される少なくとも1つを含む、<1>~<3>のいずれかに記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 <5>前記脂肪族ポリエステル系樹脂と前記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂との含有比(質量部)は、1~3:1である、<1>~<4>のいずれかに記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 <6>せん断速度243s-1における溶融粘度が、生分解性樹脂(B)の融点以上、融点+40℃以下の温度において、1000Pa・s以上5000Pa・s未満である、<1>~<5>いずれかに記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 <7>ブロー成形または真空成形に用いられる、<1>~<6>いずれかに記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 <8>育苗ポット用である、<1>~<7>いずれかに記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 <9>上記<1>~<8>いずれかに記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物を用いて形成される、農業資材。
 <10>育苗ポットである、<9>に記載の農業資材。
 本発明の一実施形態によれば、表面のべたつきが抑制された成形品を製造可能であって、生分解性を有し、成形性が良好な農業資材用熱可塑性樹脂組成物及び当該農業資材用熱可塑性樹脂組成物からなる農業資材を提供できる。
<農業資材用熱可塑性樹脂組成物>
 本実施形態に係る農業資材用熱可塑性樹脂組成物は、澱粉と、生分解性樹脂と、粘度調整剤と、を含み、かつ、可塑剤を含まないことを特徴とする。澱粉及び粘度調整剤を特定の含有量に調整し、かつ、可塑剤を含まないことで、得られる樹脂組成物は、成形性が良好であり、生分解可能であると共に、成形品の表面のべたつきを抑制することができる。
 本開示において、「農業資材用熱可塑性樹脂組成物」を「樹脂組成物」とも記し、「澱粉」を「澱粉(A)」とも記し、「生分解性樹脂」を「生分解性樹脂(B)」とも記し、「粘度調整剤」を「粘度調整剤(C)」とも記し、「可塑剤」を「可塑剤(D)」とも記すことがある。
 樹脂組成物の分解工程は、大きく2つに分けられる。
 第一段階は、加水分解または酸化分解により樹脂組成物の成形品である農業資材(育苗ポットやマルチフィルムなど)を構成する樹脂を低分子量化する。
 次いで第二段階は、低分子量化した樹脂からなる農業資材の個片を土壌中の微生物が分解する。
 農業資材を保管する間または農業資材を使用している間も樹脂の低分子量化が進行するため、第一段階での加水分解制御が重要となる。加水分解の因子として樹脂の結晶性が挙げられる。結晶領域に比べ非晶領域の方が、加水分解が進行しやすいため、結晶性を高めることで加水分解を抑制することが可能になる。
 一般的に熱可塑性樹脂組成物に添加剤などを加えるとその粒子が結晶核となり、結晶の生成が促進されるため(造核効果)、結晶性が向上し、加水分解抑制効果が得られる。
 本実施形態の農業資材用熱可塑性樹脂組成物は、生分解性を促進する澱粉(A)と溶融張力を上昇させる粘度調整剤(C)をそれぞれ特定量含むため、樹脂組成物からなる農業資材の生分解速度を調整することができる。例えば、少なくとも種苗の育成期間である4か月程度は農業資材の分解が抑制されてその形状を維持することができ、種苗の育成期間を過ぎた1年程度後には農業資材が土壌中の微生物により分解されており、土壌中へのすき込みが可能となっていることが望ましい。
 以下に本実施形態について詳細に説明する。
(澱粉(A))
 澱粉(A)は、土壌中又は水中に存在する様々な微生物の働き(生分解性)を促進するものである。澱粉(A)は、特に限定されず、一般的に入手することができる澱粉を使用することができる。例えば、コーンスターチ、小麦澱粉、米澱粉、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、タピオカ澱粉などが挙げられる。なかでも、粒径が20μm程度に揃っているコーンスターチを用いると、樹脂組成物からなる農業資材の厚さを均一化でき(表面の凹凸を低減でき)、厚さの薄い部分の発生を抑制でき、結果として農業資材の破損を抑制できるため好ましい。これらは一種単独で用いても二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 澱粉(A)は、生分解速度を調整できる成分であり、その含有量は、樹脂組成物100質量部中、5~60質量部であることが好ましく、10~50質量部、10~40質量部、又は10~30質量部であってもよい。澱粉(A)の含有量が5質量部以上であると生分解が促進され、60質量部以下であると生分解性樹脂(B)の含有量を確保して、成形性を担保することができる。
 また、成形性の観点から、澱粉(A)の平均粒径は5~50μmであることが好ましく、10~50μmであってもよい。澱粉(A)の平均粒径が上記範囲にあることで生分解樹脂(B)中での澱粉(A)の分散性と成形品表面の平滑性を両立することができる。
 特に、樹脂を直接金型内に入れて空気を送るブロー成形では、樹脂組成物中の澱粉(A)の平均粒径が成形性に寄与するため、澱粉(A)の平均粒径が上述の範囲であることが好ましい。
 澱粉(A)の平均粒径は、例えば、走査型電子顕微鏡による澱粉(A)の粒子の観察を行い、無作為に100個の粒子を観察し、それぞれの粒子の外形の最も離れた2点間の距離を画面上のミクロンマーカの長さをもとに測定し、平均して求めることができる。
(生分解性樹脂(B))
 生分解性樹脂(B)は、土壌中又は水中に存在する様々な微生物の働きによって分解されるものである。生分解性樹脂(B)は、特に限定されず、一般的に入手することができる生分解性樹脂を使用することができる。例えば、ポリカプロラクトン、脂肪族ポリエステル系樹脂、または脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂などが挙げられる。これらの生分解性樹脂は一種単独で用いても二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 これらの中でも、生分解性及び成形性の観点から、脂肪族ポリエステル系樹脂、または脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂が好ましい。
 また、脂肪族ポリエステル系樹脂及び脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂を生分解性樹脂として併用する場合、脂肪族ポリエステル系樹脂の含有量は、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂の含有量以上であることが好ましい。ベース樹脂である脂肪族ポリエステル系樹脂と展延性を有し成形性に富んだ脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂を混合することにより、樹脂組成物の成形性、及びその成形品である農業資材の強度を確保することができる。脂肪族ポリエステル系樹脂と脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂との含有比(質量部)としては、例えば、1~4:1であることが好ましく、1~3:1であることがより好ましく、1~2:1であることがさらに好ましく、1~1.65:1であることが特に好ましく、1~1.57:1であることがいっそうに好ましく、1.5~2:1であってもよい。
 脂肪族ポリエステル系樹脂としては、例えば、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸との重縮合反応で得られる脂肪族ポリエステル及び乳酸の重縮合で得られるポリ乳酸が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノールが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、これらの混合物を用いてもよい。なかでも1,4-ブタンジオールを用いることが好ましい。脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタン酸、アジピン酸、セバシン酸、スベリン酸、ドデカン二酸が挙げられ、これらの誘導体である酸無水物を用いてもよい。なかでも、コハク酸または無水コハク酸、あるいはこれらとアジピン酸との混合物であることが好ましい。
 具体的には、1,4ブタンジオールとコハク酸から得られるポリブチレンサクシネート(PBS)(例えば、PPT MCCバイオケム社製「BioPBS」(商品名))、PBSにアジピン酸を共重合したポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)等が挙げられる。
 脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸単位と、芳香族ジカルボン酸単位と、鎖状脂肪族及び/または脂環式ジオール単位とを含む共重合体が挙げられる。ジオール単位を与えるジオール成分は、炭素数が通常2~10のものであり、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。なかでも、炭素数2~4のジオールが好ましく、エチレングリコール、1,4-ブタンジオールがより好ましく、1,4-ブタンジオールが更に好ましい。ジカルボン酸単位を与えるジカルボン酸成分は、炭素数が通常2~10のものであり、例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等が挙げられる。なかでも、コハク酸またはアジピン酸が好ましい。芳香族ジカルボン酸単位を与える芳香族ジカルボン酸成分として、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。なかでも、テレフタル酸、イソフタル酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。
 具体的には、1,4-ブタンジオールとアジピン酸とテレフタル酸との共重合体であるポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)(例えば、ビー・エー・エス・エフ社製「エコフレックス」(商品名))等が挙げられる。
 また、生分解性樹脂(B)は、上記脂肪族ポリエステル系樹脂、及び/または脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂と、その他の生分解性樹脂とを併用する形態であってもよい。その他の生分解性樹脂としては、例えば、ヒドロキシアルカン酸と多価カルボン酸とから得られる脂肪族ポリエステル共重合体のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)(なかでも、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)(PHBH)(例えば、株式会社カネカ製「アオニレックス」(商品名))、ポリ乳酸(PLA)(例えば、海正生物材料社製「REVODE」(商品名)、ネイチャーワークス社製「Ingeo」(商品名))が挙げられる。
 生分解性樹脂(B)の含有量は、樹脂組成物100質量部中、35~95質量部であってもよく、35~94.99質量部であることがより好ましく、35~94.5質量部であることがさらに好ましく、39~90質量部であることがいっそう好ましい。生分解性樹脂(B)の含有量が上記範囲であることで樹脂組成物の加工性と成形性を両立することができる。また、脂肪族ポリエステル系樹脂、及び/または脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂の合計の含有量は、生分解性樹脂(B)100質量部中、80質量部以上であることが好ましく、90質量部以上であることがより好ましい。
(粘度調整剤(C))
 粘度調整剤(C)は、樹脂組成物の粘度を調整して成形性を向上させるものであり、成形加工性の指標である樹脂組成物の溶融張力を上昇させる。粘度調整剤(C)、特に限定されず、一般的に入手することができるものを使用することができる。例えば、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、酸無水物化合物、セルロース繊維、シリカ系フィラー等が挙げられる。
 粘度調整剤(C)として、多官能化合物を用いて、生分解性樹脂(B)と架橋構造を形成することで、樹脂組成物の溶融張力を上昇させることができる。多官能化合物としては、多官能カルボジイミド化合物、多官能オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、酸無水物化合物等が挙げられる。多官能カルボジイミド化合物は、カルボジイミド基を2個以上有するモノマ又はポリマであってよいが、カルボジイミド基を2個以上有するポリマが好ましい。
 粘度調整剤(C)として、反応性化合物を用いて、生分解性樹脂(B)に反応性基を導入して、この反応性基を起点として架橋構造を形成し、樹脂組成物の溶融張力を上昇させることができる。反応性化合物としては、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、酸無水物化合物等が挙げられる。カルボジイミド化合物として環状カルボジイミドを用いることが好ましい。環状カルボジイミド化合物は、脂肪族環又は芳香族環の環上にカルボジイミド基を有する化合物である。
 粘度調整剤(C)として、フィラーを用いて、樹脂組成物の固形分を増加させて増粘させることで、樹脂組成物の溶融張力を上昇させることができる。フィラーとしては、有機フィラー及び無機フィラーのいずれかであってもよく、セルロース繊維、シリカ系フィラー等が挙げられる。
 好ましい一実施形態においては、グリーンプラスチックのポジティブリストに記載されている化合物を用いることができ、例えば、セルロース繊維であるセルロースマイクロファイバー(CMF)及びカルボジイミド化合物(CDI)等を用いることができる。セルロースマイクロファイバーとは、パルプを熱水等で処理し、加水分解して脆弱化したのち、高圧ホモジナイザー等の粉砕法により解繊したセルロースにおける解繊工程を少なくすることで得られる比較的大サイズのセルロース繊維を指す。セルロースマイクロファイバー及びカルボジイミド化合物を含むことにより樹脂組成物の粘度を高め、かつ、強度を確保できる。
 すなわち、樹脂組成物にセルロースマイクロファイバーが含有されるとセルロースマイクロファイバーのフィラー効果によって樹脂組成物の強度が上昇する。また、シリカ系フィラーは、セルロースマイクロファイバーと同様にフィラー効果を備えることから、セルロースマイクロファイバーと同じく樹脂組成物の強度を上昇させる。粘度調整剤(C)としてセルロースマイクロファイバー及びシリカ系フィラーの少なくとも1つが含まれている樹脂組成物の成形には、例えば、ブロー成形等を用いることができる。
 樹脂組成物にカルボジイミド化合物が含有されると樹脂とカルボジイミド化合物が反応して樹脂の分子量は大きくなるので、その樹脂が加水分解されて分子量が小さくなるまでに時間を要し、生分解速度が遅くなる。このため、樹脂組成物の強度が求められる農業資材の場合には、粘度調整剤(C)としてカルボジイミド化合物が含まれていると好ましい。また、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、及び酸無水物化合物においてもカルボジイミド化合物と同様にそれぞれ樹脂との反応性を備えるため、これらの化合物においてもそれぞれ樹脂組成物の強度を向上させることができる。カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、及び酸無水物化合物の少なくとも1つを含む樹脂組成物は、例えば真空成形を用いて成形することができる。
 カルボジイミド化合物としては、例えば、日清紡ケミカル社製「カルボジライトHMV-15CA(商品名)」などのポリカルボジイミド化合物;ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、ジ-β-ナフチルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、t-ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジ-t-ブチルカルボジイミドなどのモノカルボジイミド;帝人株式会社製「カルボジスタTCC-NP」(商品名)などの環状カルボジイミド化合物等が挙げられる。これらの化合物は、単独で使用しても、複数種を組み合わせて使用してもよい。
 オキサゾリン化合物としては、例えば、株式会社日本触媒製「エポクロス RA-45」(商品名)、「エポクロス RPS-1005」(商品名)等が挙げられる。これらの化合物は、単独で使用しても、複数種を組み合わせて使用してもよい。
 エポキシ化合物としては、例えば、エポキシ-アクリル化合物(BASF社製「ジョンクリルADR-4468」(商品名)、BASF社製「ジョンクリルADR-4400」(商品名)、東亜合成株式会社製「アルフォンUG-4040」(商品名)、東亜合成株式会社製「アルフォンUG-4070」(商品名))等が挙げられる。これらの化合物は、単独で使用しても、複数種を組み合わせて使用してもよい。
 酸無水物化合物としては、例えば、スチレン無水マレイン酸化合物(PALMER HOLLAND社製「XIBOND120」(商品名)、「XIBOND140」(商品名)、「XIBOND160」(商品名)、「XIBOND180」(商品名)、「XIBOND200」(商品名)、「XIBOND220」(商品名)、「XIBOND250」(商品名)、「XIBOND280」(商品名)、巴工業株式会社製「XIRAN1000」(商品名)、「XIRAN2000」(商品名)、「XIRAN2500」(商品名)、「XIRAN3000」(商品名)、「XIRAN4000」(商品名)、「XIRAN6000」(商品名)、「XIRAN9000」(商品名)、「XIRAN3500」(商品名)、「XIRAN3600」(商品名))等が挙げられる。これらの化合物は、単独で使用しても、複数種を組み合わせて使用してもよい。
 シリカ系フィラーとしては、例えば、シリカフィラー(日本アエロジル株式会社製「アエロジル130」(商品名)、「アエロジル150」(商品名)、「アエロジル200」(商品名)、「アエロジル300」(商品名)、「アエロジルRX200」(商品名)、「アエロジルRY200」(商品名)、東ソー・シリカ株式会社製「ニップシールSS-50」(商品名)、「ニップシールSS-50B」(商品名)、「ニップシールSS-50F」(商品名)、「ニップシールK-500」(商品名)、「ニップシールG-300」(商品名)等が挙げられる。これらは、単独で使用しても、複数種を組み合わせて使用してもよい。
 粘度調整剤(C)の含有量は、樹脂組成物の粘度を適切なものとするために、樹脂組成物100質量部中に0.01~3質量部であることが好ましく、0.01~2質量部であることがより好ましく、0.01~1質量部、または0.1~0.8質量部であってもよい。
 また、セルロース繊維は、樹脂組成物の高粘度及び高強度に寄与するため、樹脂組成物に含まれるセルロース繊維の含有量が多いと樹脂組成物の流動性及び加工性が低下し、樹脂組成物の成形性が低下する場合がある。そのため、樹脂組成物にセルロース繊維が含まれる場合、セルロース繊維の含有量は、樹脂組成物100質量部中に0質量部以上1.5質量部未満であることが好ましく、0.01~1.4質量部であることが好ましく、0.01~1.2質量部であることがより好ましく、0.01~1質量部であることがさらに好ましい。セルロース繊維の含有量が上記範囲であることで、樹脂組成物の流動性及び加工性を確保し、樹脂組成物の成形性の低下を抑制することができる。
(可塑剤(D))
 本実施形態の農業資材用熱可塑性樹脂組成物には、澱粉(A)の可塑化のために通常使用される可塑剤(D)を含まない。本明細書において、「可塑剤(D)を含まない」とは、可塑剤(D)が実質的に含まれないことを意味し、具体的には、可塑剤(D)の含有量が樹脂組成物100質量部に対して0~5質量部であることを意味する。
 可塑剤(D)としては、例えば、水酸基を有する有機化合物であるアルコールが挙げられる。具体的には、例えば、グリセリン、グリセリンモノエステル、エチレングリコール、及びジエチレングリコールが挙げられる。
 可塑剤(D)が樹脂組成物100質量部に対して5質量部以下であれば、得られる成形品の表面のべたつきを抑制しつつ、良好な成形性を有することができる。べたつきの抑制及び成形性の観点から、可塑剤(D)の含有量が樹脂組成物100質量部に対して0~2質量部であることが好ましく、0~1質量部であることがより好ましく、0質量部である(含まれない)ことが更に好ましい。
(その他の成分)
 樹脂組成物は、必要に応じてその他の添加剤等の成分(可塑剤(D)を除く)を任意に含むことができる。その他の添加剤としては、例えば、分散剤、滑剤(高級脂肪酸金属塩、ワックス類等)、ハイドロタルサイト、界面活性剤、帯電防止剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤、顔料などが挙げられる。他の任意成分の選択およびその使用量は、本発明の一実施形態の課題を解決できる範囲内であれば特に限定されない。複数の添加剤を組み合わせて使用してもよい。また、樹脂組成物は、本発明の一実施形態の効果を阻害しない範囲内で生分解性樹脂以外の樹脂を一部含んでもよい。
 樹脂組成物は、顔料により着色することにより、遮熱効果に優れた成形品又は識別容易な成形品を製造することができる。顔料は、特に限定されず、一般的に入手することができるものを使用することができるが、自然環境の観点から、カドミウム、鉛、クロム、ヒ素、水銀、銅、セレン、ニッケル、モリブデン、フッ素を含む顔料を実質的に含まないことが好ましい。
 例えば、樹脂組成物が顔料を含む場合、顔料を分散するための分散剤を併用することが好ましく、分散剤としては、脂肪酸金属塩が挙げられる。脂肪酸金属塩の脂肪酸成分としては、炭素数が6~30の鎖状カルボン酸が好ましく、直鎖状、分岐状でもよく、また飽和結合のみでも不飽和結合を有していてもよい。
 脂肪酸の例としては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、オレイン酸、エルカ酸、リノール酸、モンタン酸等が挙げられる。
 金属としては、第1族、第2族、第12族、及び第13族の元素が好ましく、第1族又は第2族の元素がより好ましい。具体例としては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウムなどが挙げられる。
 脂肪酸金属塩としては、例えば、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸マグネシウム、モンタン酸ナトリウム等が挙げられる。これらは1種でもよく2種類以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸マグネシウムが好ましい。
(加工性)
 上述の農業資材用熱可塑性樹脂組成物において、押出時の加工性は、1時間連続して生産した際にストランド切れの発生が5回以下であり、1~5回であってもよく、ストランド切れが発生しないことが好ましい。
(溶融粘度)
 上述の農業資材用熱可塑性樹脂組成物において、JIS K7199:1999におけるせん断速度243s-1における溶融粘度は、生分解性樹脂(B)の融点以上、融点+40℃以下の温度において、得られる成形品の強度及び樹脂組成物の流動性と成形性の観点から、1000Pa・s以上5000Pa・s未満であることが好ましく、1500Pa・s以上4500Pa・s未満であることがより好ましい。
(用途)
 本実施形態に係る農業資材用熱可塑性樹脂組成物は、様々な農業資材に利用することができる。特に、この樹脂組成物は育苗ポット用として好適に使用できる。育苗ポットとは、畑に種を直接まいて育てるのではなく、容器中である程度成長するまで種苗を育てるために使用されるポットである。本実施形態の樹脂組成物を用いた成形品は、土壌中で適切に生分解するので、種苗が成長したのちに育苗ポットから種苗を取り出して移植する必要はなく、育苗ポットのまま土壌中に移植可能である。
≪製造方法≫
 本実施形態の樹脂組成物は、生分解性樹脂(B)が溶融する温度で澱粉(A)及び粘度調整剤(C)を混練することで製造できる。具体的には、例えば、生分解性樹脂(B)と、澱粉(A)と、粘度調整剤(C)と、更に必要に応じて各種添加剤を加え、ニーダー、ロールミル、スーパーミキサー、ハイスピードミキサー、ボールミル、サンドミル、アトライター、又はバンバリーミキサーのような回分式混練機、単軸押出機、二軸押出機、ローター型二軸混練機等で混合及び溶融混練し、ペレット状、粉体状、顆粒状あるいはビーズ状の樹脂組成物とすることができる。混練力が強く、その後の成形加工が容易なことから、単軸押出機又は二軸押出機にてペレット状とすることが好ましい。
 樹脂組成物は、マスターバッチまたはコンパウンドのいずれの形態で使用してもよい。
 マスターバッチの場合、マスターバッチを製造した後に、農業資材の主剤樹脂として、例えばマスターバッチの製造に使用したのと同じ生分解性樹脂(B)を希釈樹脂として用い、マスターバッチを配合して農業資材を製造することができる。マスターバッチの含有量としては主剤樹脂である生分解性樹脂(B)100質量部に対して、マスターバッチを1~50質量部含有することが好ましく、1~20質量部含有することがより好ましい。
 このとき希釈樹脂として用いる生分解性樹脂(B)は、マスターバッチの製造に使用したものと同じであってもよいし、異なるものであってもよいが、同じ生分解性樹脂であるほうが、熱可塑性樹脂組成物と樹脂の相溶性が優れるために好ましい。
 コンパウンドの場合、コンパウンドを製造した後に、コンパウンドをそのまま使用して、上述の方法で農業資材を製造することができる。
<農業資材>
 本実施形態の農業資材は、上述の農業資材用熱可塑性樹脂組成物を成形することにより得ることができる。農業資材としては、例えば、育苗ポット、マルチフィルム、容器、農業用ネットが挙げられる。
(育苗ポット)
 育苗ポットは、上述した目的で用いられる容器である。育苗ポットの成形加工方法は、特に限定されないが、例えば、加熱及び可塑化させた樹脂組成物を押し出し、それを冷却固化させずに直接金型内に入れて空気を送るブロー成形、及び、加熱及び可塑化させた樹脂組成物のシート又はフィルムを金型上に配置し金型の内側から真空吸引して成形する真空成形等が適している。
 上述の樹脂組成物からなる育苗ポットは、土壌中に埋められたのちは生分解するため、自然環境を損ねることがなく、育苗ポットから種苗を取り出して種苗を播植する手間を軽減することができる。当該育苗ポットは、種苗の育成期間である約4か月の間は分解せずに良好に育成が行われる。また、この育苗ポットは育苗用途に適した強度を有するので、取り扱いが容易であり、育苗期間中に適切な形状を保つことができる。
(マルチフィルム)
 マルチフィルム(マルチングフィルム)は、作物の株元を覆うフィルムである。上述の樹脂組成物からフィルムを成形加工する方法は、特に限定されないが、押出機を用いてTダイにて押出したフィルムをキャストロールで冷却固化する押出成形、又はインフレーション成形機により成形する方法等が適している。
≪ブロー成形、真空成形≫
 上述の樹脂組成物は、粘度調整剤(C)により溶融張力を上昇させているため、ドローダウン(予備成形された樹脂が自重に耐えられず重力方向に垂れ下がる現象)を抑制することができる。
 ブロー成形の場合、成形品が薄くなり軽くなることを抑制することができる。本実施形態の樹脂組成物は、ブロー成形することができ、例えば、ダイレクトブロー成形機にて2個1組の育苗ポットを3組連続して作製した際の、1組目の育苗ポット1個あたりの重量と3組目の育苗ポット1個あたりの重量の差を1組目の育苗ポット1個あたりの重量に対して30%未満にすることができる。また、育苗ポット1個あたりの重量が0.7g以上0.8g未満であればよく、0.8g以上0.9g未満であると好ましく、0.9g以上であるとより好ましい。上述の樹脂組成物を用いることにより、ブロー成形性を得ることができる。
 例えば、成形品が育苗ポットである場合、育苗ポットが自立する程度の強度を有していればよく、育苗ポットにたわみが発生しないことが好ましい。上述の樹脂組成物を用いることにより、強度を確保した育苗ポットを得ることができる。
 真空成形の場合、シートのたわみによるシワ等の垂れに由来する外観不良部の発生を抑制することができる。例えば、成形品に垂れに由来する外観不良部があっても樹脂組成物を用いて真空成形ができればよく、外観不良部が僅かであれば好ましく、外観不良部がないことがより好ましい。上述の樹脂組成物を用いることにより、真空成形品を得ることができる。
 例えば、成形品が育苗ポットである場合、育苗ポットの脆さは、育苗ポットに1kgの土を入れ、5mの高さから落としたとき、育苗ポットの破壊が10個中3個以下であればよく、10個中1~3個以下であってもよく、1個も破壊しないことが好ましい。上述の樹脂組成物を用いることにより、強度を確保した育苗ポットを得ることができる。
(成形品べたつき)
 上述の樹脂組成物を用いて成形した成形品の表面の、JIS K7125における動摩擦係数μDは、0.5未満であればよく、0.3以上0.5未満でもよく、0.3未満であることが好ましい。上述の樹脂組成物を用いることにより、べたつきを抑制した成形品を得ることができる。
(生分解速度)
 上述の樹脂組成物を用いて成形した成形品を地中に6か月間埋めたとき、成形品は分解が進み所々穴が開いていればよく、成形品が分解しバラバラになっていることが好ましい。上述の樹脂組成物を用いることにより、生分解速度を適切に調整した成形品を得ることができる。
 本実施形態によれば、農業資材用熱可塑性樹脂組成物は、生分解性を促進する澱粉(A)と溶融張力を上昇させる粘度調整剤(C)を特定量含み、かつ、可塑剤(D)を含まないため、生分解性と成形性に優れ、表面のべたつきが抑制された農業資材を得ることができる。
 また、本発明の実施形態はここでは記載していない様々な実施形態などを含む。例えば、以下に関する形態を含む。
 [1]澱粉(A)と、生分解性樹脂(B)と、粘度調整剤(C)と、を含み、かつ、可塑剤(D)を含まない農業資材用熱可塑性樹脂組成物であって、前記澱粉(A)の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中5~60質量部であり、前記粘度調整剤(C)の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中0.01~1質量部である、農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 [2]前記澱粉(A)の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中10~30質量部である、[1]記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 [3]前記澱粉(A)の平均粒径が5~50μmである、[1]または[2]記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 [4]前記粘度調整剤(C)がセルロース繊維及びカルボジイミドからなる群から選択される少なくとも1つを含む、[1]~[3]いずれかに記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 [5]前記生分解性樹脂(B)が、脂肪族ポリエステル系樹脂と、脂肪族芳香族ポリエステル 系樹脂と、を含み、前記脂肪族ポリエステル系樹脂の含有量は、前記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂の含有量以上である、請求項[1]~[4]いずれかに記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 [6]せん断速度243s-1における溶融粘度が、前記生分解性樹脂(B)の融点以上、融点+40℃以下の温度において、1000Pa・s以上5000Pa・s未満である、[1]~[5]いずれかに記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 [7]ブロー成形または真空成形に用いられる、[1]~[6]いずれかに記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 [8]育苗ポット用である、[1]~[7]いずれかに記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
 [9]上記[1]~[7]に記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物からなる農業資材。
 [10]育苗ポットである、[9]記載の農業資材。
 本明細書において、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。
 本発明は2022年3月29日出願の日本特許出願番号2022-053396の主題に関連し、その全開示内容を参照により本明細書に取り込む。
 以下、実施例に基づき本発明を更に詳しく説明するが、本発明は実験例に限定されるものではない。実験例及び比較例において、「部」及び「%」は、特に断りがない場合は、それぞれ、「質量部」及び「質量%」を表す。
 また、表中の配合量は、質量部で示している。尚、表中の空欄は配合していないことを表す。
 なお、澱粉の平均粒径の測定方法は以下の通りである。
<平均粒径測定>
 日立製作所社製の走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて視野倍率100倍にて澱粉の粒子の観察を行い、無作為に100個の粒子を観察し、それぞれの粒子の外形の最も離れた2点間の距離を画面上のミクロンマーカの長さをもとに測定し、平均して求めた。
 次に、農業資材用熱可塑性樹脂組成物に使用した材料を以下に列挙する。
(澱粉(A))
A-1:ケミスター420(グリコ栄養食品社製、とうもろこし由来澱粉、平均粒径:15μm)
A-2:ケミスター310(グリコ栄養食品社製、キャッサバ由来澱粉、平均粒径:50μm)
A-3:FP(グリコ栄養食品社製、馬鈴薯由来澱粉、平均粒径:100μm)
(生分解性樹脂(B))
B-1:BioPBS FZ91(PTT MCCバイオケム社製 脂肪族ポリエステル樹脂:PBS樹脂)
B-2:エコフレックスC1200(ビー・エー・エス・エフ社製 脂肪族芳香族ポリエステル樹脂:PBAT樹脂)
B-3:Ingeо Biopolymer 6252D(ネイチャーワークス社製 脂肪族ポリエステル樹脂:PLA樹脂)
(粘度調整剤(C))
C-1:KCフロックW-50(セルロースマイクロファイバー、平均繊維長:50μm)
C-2:カルボジライトHMV-15CA(日清紡ケミカル社製、ポリカルボジイミド化合物)
C-3:カルボジスタTCC-NP(帝人株式会社製、環状カルボジイミド化合物)
C-4:ジョンクリルADR-4468(BASF社製、エポキシ-アクリル化合物)
C-5:XIBOND220(PALMER HOLLAND社製、スチレン無水マレイン酸化合物)
C-6:エポクロス RA-45(株式会社日本触媒製、オキサゾリン化合物)
C-7:アエロジル200(日本アエロジル株式会社製、シリカフィラー)
C-8:ニップシールSS-50(東ソー・シリカ株式会社製、シリカフィラー)
(可塑剤(D))
D:DG(日油社製、多価アルコール、グリセリン)
<農業資材用熱可塑性樹脂組成物の製造>
[実験例1]
(農業資材用熱可塑性樹脂組成物(コンパウンド)の製造)
 澱粉(A)として(A-1)5質量部、生分解性樹脂(B)として(B-1)94.5質量部、粘度調整剤(C)として(C-1)0.5質量部を混合し、二軸押出機(日本製鋼所社製)にて190℃で押出し、造粒し農業資材用熱可塑性樹脂組成物を得た。
(育苗ポットの製造)
 得られた農業資材用熱可塑性樹脂組成物を、ブロー成形又は真空成形をし、育苗ポットを得た。
[実験例2~35、比較例1~5]
 表1に示す材料と配合量(質量部)にそれぞれ変更した以外は、実験例1と同様の方法で農業資材用熱可塑性樹脂組成物及び育苗ポットをそれぞれ得た。なお、実験例1~13は、脂肪族ポリエステル樹脂(B-1又はB-3)及び脂肪族芳香族ポリエステル樹脂(B-2)の一方のみを生分解性樹脂として含む構成であり、脂肪族ポリエステル樹脂(B-1又はB-3)及び脂肪族芳香族ポリエステル樹脂(B-2)を生分解性樹脂として併用する実験例と区別して参考例として扱うことができる。
 実験例および比較例で得られた農業資材用熱可塑性樹脂組成物及び育苗ポットを以下の基準で評価した。評価結果を表1に示す。
<加工性評価>
 農業資材用熱可塑性樹脂組成物の押出時の加工性を評価した。評価基準は下記の通りとし、〇及び△を実用可能とした。
[評価基準]
〇:1時間連続して生産した際にストランド切れが発生しない。
△:1時間連続して生産した際にストランド切れが1~5回発生する。
×:1時間連続して生産した際にストランド切れが6回以上発生する。 
<溶融粘度評価>
 JIS K7199:1999に従って150℃でせん断速度243s-1における農業資材用熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度を測定した。評価基準は下記の通りとし、〇及び△を実用可能とした。
[評価基準]
○:溶融粘度が1500Pa・s以上
△:溶融粘度が1000~1500Pa・s未満
×:溶融粘度が1000Pa・s未満
<ブロー成形性評価>
 ダイレクトブロー成形機(日本プラコン株式会社製)にて150℃で2個1組の育苗ポットを3組連続して作製し、1組目の育苗ポット1個あたりの重量と3組目の育苗ポット1個あたりの重量の差(重量差)及びを育苗ポット1個あたりの重量を作製時の成形性として評価した。なお、本評価において、「ブロー成形ができる」とは、重量差が1組目の育苗ポット1個あたりの重量に対して30%未満であることをいう。評価基準は下記の通りとし、◎、〇及び△を実用可能とした。
[評価基準]
◎:ブロー成形ができ、育苗ポット1個あたりの重量が0.9g以上
○:ブロー成形ができ、育苗ポット1個あたりの重量が0.8g以上0.9g未満
△:ブロー成形ができ、育苗ポット1個あたりの重量が0.7g以上0.8g未満
×:ブロー成形できない
<真空成形性評価>
 T-ダイ成形機にて180℃で縦30cm×横30cm×厚み0.45mmのシートを成形した。成形したシートを110℃まで加熱し真空成形機にて育苗ポットを成形し、作製時の成形性を評価した。評価基準は下記の通りとし、◎、〇及び△を実用可能とした。
[評価基準]
◎:真空成形ができ、育苗ポットに垂れに由来する外観不良部がない。
○:真空成形ができ、育苗ポットに僅かに垂れに由来する外観不良部がある。
△:真空成形ができ、育苗ポットに垂れに由来する外観不良部が確認できる。
×:真空成形できない。
<成形品強度評価>
 ブロー成形性評価時に作製した育苗ポットの強度評価を行った。評価基準は下記の通りとし、〇及び△を実用可能とした。
[評価基準]
○:育苗ポットにたわみが発生せず自立している。
△:育苗ポットにたわみが発生するが自立している。
×:育苗ポットが自重に耐えられず自立できない。
<成形品脆さ評価>
 真空成形性評価時に作製した10個の育苗ポットそれぞれに1kgの土を入れ、5mの高さから落とすことで育苗ポットの脆さを評価した。評価基準は下記の通りとし、〇及び△を実用可能とした。
[評価基準]
○:10個中1個も育苗ポットが破壊しない。
△:10個中1~3個破壊が起こる。
×:10個中4個以上破壊が起こる。
<成形品べたつき評価>
 ブロー成形性評価時に作製した育苗ポット側面の動摩擦係数をJIS K7125に従って測定することで育苗ポットのべたつきの評価を行った。評価基準は下記の通りとし、〇及び△を実用可能とした。
[評価基準]
○:動摩擦係数μDが0.3未満
△:動摩擦係数μDが0.3以上0.5未満
×:動摩擦係数μDが0.5以上
<生分解速度評価>
 ブロー成形性評価時に作製した育苗ポットを地中に埋め、6か月後に掘り起こすことで生分解性を評価した。評価基準は下記の通りとし、〇及び△を実用可能とした。
[評価基準]
○:育苗ポットが分解しバラバラになっている
△:育苗ポットの分解が進み所々穴が開いている
×:育苗ポットが原型を留めている
 上記の結果より、実験例1~35における樹脂組成物及び育苗ポットは、環境対応型であり、生分解が可能なだけでなく、表面のべたつきが抑制され、成形性にも優れることが確認できた。

Claims (10)

  1.  澱粉と、生分解性樹脂と、粘度調整剤と、を含む農業資材用熱可塑性樹脂組成物であって、可塑剤の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中0~5質量部であり、
     前記生分解性樹脂が脂肪族ポリエステル系樹脂と、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂とを含み、前記脂肪族ポリエステル系樹脂及び前記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂の合計の含有量が前記生分解性樹脂100質量部中80質量部以上であり、
     前記澱粉の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中5~60質量部であり、
     前記生分解性樹脂の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中35~94.5質量部であり、
     前記粘度調整剤は、前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物の溶融張力を上昇させる粘度調整剤であり、
     前記粘度調整剤は、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、酸無水物化合物、セルロース繊維、及びシリカ系フィラーからなる群から選択される少なくとも1つを含み、
     前記粘度調整剤の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中0.01~3質量部であり、
     前記セルロース繊維の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中0質量部以上1.5質量部未満であり、
     前記脂肪族ポリエステル系樹脂の含有量は、前記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂の含有量以上である、農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
  2.  前記澱粉の含有量が前記農業資材用熱可塑性樹脂組成物100質量部中10~30質量部である、請求項1記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
  3.  前記澱粉の平均粒径が5~50μmである、請求項1または2記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
  4.  前記粘度調整剤がセルロース繊維及びカルボジイミド化合物からなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1~3いずれか1項に記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
  5.  前記脂肪族ポリエステル系樹脂と前記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂との含有比(質量部)は、1~3:1である、請求項1~4いずれか1項に記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
  6.  せん断速度243s-1における溶融粘度が、前記生分解性樹脂の融点以上、融点+40℃以下の温度において、1000Pa・s以上5000Pa・s未満である、請求項1~5いずれか1項に記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
  7.  ブロー成形または真空成形に用いられる、請求項1~6いずれか1項に記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
  8.  育苗ポット用である、請求項1~7いずれか1項に記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物。
  9.  請求項1~8いずれか1項に記載の農業資材用熱可塑性樹脂組成物を用いて形成される、農業資材。
  10.  育苗ポットである、請求項9記載の農業資材。
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