特開 2023-184216 生分解性マルチフィルム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023184216

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】生分解性マルチフィルム

(51)【国際特許分類】

   A01G 13/00 20060101AFI20231221BHJP

   C08L 101/16 20060101ALN20231221BHJP

【ＦＩ】

A01G13/00 302Z

C08L101/16 ZBP

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022098248

(22)【出願日】2022-06-17

(71)【出願人】

【識別番号】594099820

【氏名又は名称】柴田屋加工紙株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002608

【氏名又は名称】弁理士法人オーパス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西川 洋志

(72)【発明者】

【氏名】須藤 晃男

【テーマコード（参考）】

2B024

4J200

【Ｆターム（参考）】

2B024DB01

2B024DB10

4J200AA06

4J200BA09

4J200BA14

4J200CA01

4J200CA02

4J200DA02

4J200EA11

(57)【要約】

【課題】畝からめくれてしまうことを抑制できる生分解性農業用マルチフィルムを提供する。
【解決手段】生分解性マルチフィルム１は、一定の幅および一定の厚さを有する帯状のフィルムである。生分解性マルチフィルム１は、第１端部１０と、第２端部２０と、中央部３０と、を有している。第１端部１０と中央部３０と第２端部２０とは、それぞれが帯状であり、この順番で幅方向に並べて配置されている。そして、第１端部１０および第２端部２０の分解速度は、中央部３０の分解速度より遅い。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

帯状の生分解性マルチフィルムであって、
幅方向の両端部の分解速度が、幅方向の中央部の分解速度より遅いことを特徴とする生分解性マルチフィルム。

【請求項2】

前記両端部および前記中央部が、１つの層または複数の層で構成され、
前記中央部が、第１生分解層のみで構成され、
前記両端部が、第２生分解層のみで構成され、または、前記第１生分解層および前記第２生分解層の組み合わせで構成され、
前記第２生分解層の分解速度が、前記第１生分解層の分解速度より遅い、請求項１に記載の生分解性マルチフィルム。

【請求項3】

前記第１生分解層および前記第２生分解層が、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリ乳酸およびポリブチレンサクシネートを含む、請求項２に記載の生分解性マルチフィルム。

【請求項4】

前記両端部のそれぞれが含む加水分解抑制剤の量が、前記中央部が含む加水分解抑制剤の量より多い、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の生分解性マルチフィルム。

【請求項5】

前記中央部の幅が、前記生分解性マルチフィルムの幅の１０％～８０％である、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の生分解性マルチフィルム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生分解性マルチフィルムに関し、特に、農業用の生分解性マルチフィルムに関する。

【背景技術】

【0002】

たばこ、野菜、果実等の作物を栽培する際に、ポリエチレン製の農業用マルチフィルムで畝を覆うことが行われている。農業用マルチフィルムで畝を覆うことにより、保温、保湿、雑草防止、アブラムシよけ、促成栽培、抑制栽培、地温抑制、雨による畝の流出防止等の効果が得られる。農業用マルチフィルムは、両端部を土に埋めておさえながら畝を覆うように設置され、その後、作物の苗を定植したり、播種したりする。

【0003】

このようなポリエチレン製の農業用マルチフィルムは、作物を収穫した後などに回収する作業が必要になる。そこで、例えば、特許文献１では、農業用マルチフィルムを回収する作業が不要になる生分解性マルチフィルムを開示している。特許文献１の生分解性マルチフィルムは、作物を収穫した後、畑を耕すときに土壌中に一緒にすき込んで土壌中で分解させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－２０５５５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図９に、生分解性マルチフィルムによる畝の被覆例を示す。図１０に、畝を被覆した生分解性マルチフィルムの断面を模式的に示す。従来の生分解性マルチフィルムは、開口孔が設けられた中央部が畝を覆い、両端部が土に埋まっており、地上にある中央部よりも地中にある両端部の方が先に分解されることが多い。そのため、両端部が分解されることにより風によって農業用マルチフィルムが畝からめくれて、開口孔を通じて伸びている作物が傷ついたり、畝が露出して保温・保湿効果が低下したり、畝に雑草が生えてしまったりすることがあった。

【0006】

そこで、本発明は、畝からめくれてしまうことを抑制できる生分解性農業用マルチフィルムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明に係る生分解性マルチフィルムは、帯状の生分解性マルチフィルムであって、幅方向の両端部の分解速度が、幅方向の中央部の分解速度より遅いことを特徴とする。

【0008】

本発明において、前記両端部および前記中央部が、１つの層または複数の層で構成され、前記中央部が、第１生分解層のみで構成され、前記両端部が、第２生分解層のみで構成され、または、前記第１生分解層および前記第２生分解層の組み合わせで構成され、前記第２生分解層の分解速度が、前記第１生分解層の分解速度より遅い、ことが好ましい。

【0009】

本発明において、前記第１生分解層および前記第２生分解層が、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリ乳酸およびポリブチレンサクシネートを含むことが好ましい。

【0010】

本発明において、前記両端部のそれぞれが含む加水分解抑制剤の量が、前記中央部が含む加水分解抑制剤の量より多いことが好ましい。

【0011】

本発明において、前記中央部の幅が、前記生分解性マルチフィルムの幅の１０％～８０％であることが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、生分解性マルチフィルムが帯状に形成されており、幅方向の両端部の分解速度が、幅方向の中央部の分解速度より遅い。このようにしたことから、両端部が土でおさえられている状態をより長く維持することができる。また、中央部が分解される時期と両端部が分解される時期とのずれを小さくすることができる。そのため、生分解性マルチフィルムが畝からめくれてしまうことを効果的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る生分解性マルチフィルムの平面図である。

【図2】図１の生分解性マルチフィルムの断面図である。

【図3】図１の生分解性マルチフィルムの変形例の断面図である。

【図4】生分解性マルチフィルムで畝を被覆している様子を示す図である。

【図5】生分解性マルチフィルムで被覆した畝で作物を生育している様子を示す図である。

【図6】生分解性マルチフィルムの強度低下および分解状況、ならびに評価結果を示す図である。

【図7】実施例に係る生分解性マルチフィルムの分解状況の一例を示す図である。

【図8】比較例に係る生分解性マルチフィルムの分解状況の一例を示す図である。

【図9】生分解性マルチフィルムで畝を被覆した一例を示す図である。

【図10】畝を被覆した生分解性マルチフィルムの断面を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の一実施形態に係る生分解性マルチフィルムについて、図１～図５を参照して説明する。

【0015】

図１は、本発明の一実施形態に係る生分解性マルチフィルムの平面図である。図２は、図１の生分解性マルチフィルムの断面図である。図３は、図１の生分解性マルチフィルムの変形例の断面図である。図２、図３において、生分解性マルチフィルムの厚さを強調して模式的に示している。図４は、生分解性マルチフィルムで畝を被覆している様子を示す図である。図５は、生分解性マルチフィルムで被覆した畝で作物を生育している様子を示す図である。

【0016】

本実施形態に係る生分解性マルチフィルムは農業に用いられるものである。本明細書において、「生分解性」とは、物質が微生物の働きによって分解され、最終的に二酸化炭素と水になる性質に加えて、物質が水と反応することによって分解される性質（加水分解）も含む。

【0017】

図１に示すように、生分解性マルチフィルム１は、一定の幅および一定の厚さを有する帯状のフィルムである。生分解性マルチフィルム１は、第１端部１０と、第２端部２０と、中央部３０と、を有している。第１端部１０と中央部３０と第２端部２０とは、それぞれが帯状であり、この順番で幅方向（図１の左右方向）に並べて配置されている。第１端部１０と中央部３０とが連なっており、第２端部２０と中央部３０と連なっている。

【0018】

中央部３０には、複数の開口孔３５が設けられている。開口孔３５の形状は、円形、長円形、長方形、ひし形などである。複数の開口孔３５は、長さ方向（図１の上下方向）に等間隔に並べて配置されている。中央部３０の幅は、生分解性マルチフィルム１の幅の１０％～８０％であることが好ましい。生分解性マルチフィルム１は、作物に応じて、第１端部１０、第２端部２０および中央部３０のそれぞれの幅や、開口孔３５の形状、大きさ、間隔が設定される。なお、中央部３０には、開口孔３５が設けられていなくてもよい。中央部３０には、開口孔３５に代えて、孔を形成するためのミシン目が設けられていてもよい。

【0019】

第１端部１０、第２端部２０および中央部３０は、１つの層または複数の層で構成されている。具体的には、生分解性マルチフィルム１は、第１生分解層４０と、第２生分解層５０と、を有しており、第１端部１０、第２端部２０および中央部３０は、第１生分解層４０、第２生分解層５０またはこれら層の組み合わせで構成されている。各層は一体化されている。本実施形態において、第１端部１０と第２端部２０とは、同一の構成を有する。

【0020】

第２生分解層５０は、第１生分解層４０に比べて分解速度が抑制されている。第２生分解層５０は、例えば、土中に埋めるなど、同一条件下に置いたときに、第１生分解層４０より分解速度が遅い。第１端部１０および第２端部２０は、少なくとも１つの第２生分解層５０を有している。第１端部１０、第２端部２０および中央部３０は、同一条件下に置いたときに、第１端部１０および第２端部２０の分解速度が中央部３０の分解速度より遅くなるように構成されている。

【0021】

第１生分解層４０および第２生分解層５０は、生分解性の樹脂を主成分としている。第１生分解層４０および第２生分解層５０において、生分解性の樹脂として、例えば、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）が用いられる。これ以外の生分解性の樹脂を用いてもよい。本実施形態において、第１生分解層４０および第２生分解層５０は、ＰＢＡＴと、ポリ乳酸と、ポリブチレンサクシネートと、を含む。

【0022】

第２生分解層５０は、加水分解抑制剤が添加されている。第１生分解層４０は、加水分解抑制剤が添加されていない。なお、第１生分解層４０は、加水分解抑制剤が添加されていてもよいが、第２生分解層５０より分解速度が遅くならない（分解速度が抑制されすぎない）ようにする。第１生分解層４０および第２生分解層５０において、加水分解抑制剤として、例えば、カルボジイミド化合物などが用いられる。他の種類の加水分解抑制剤を用いてもよい。

【0023】

中央部３０を構成する各層が含む加水分解抑制剤の合計量をａ（ａ≧０）とし、第１端部１０を構成する各層が含む加水分解抑制剤の合計量をｂ（第２端部２０の合計量も同じ）としたとき、ｂ＞ａとなるように、第１端部１０、第２端部２０および中央部３０が構成されている。

【0024】

図２に示すように、本実施形態において、第１端部１０および第２端部２０は、順に重ねられた第１生分解層４０と第２生分解層５０との２層で構成されており、中央部３０は、第１端部１０および第２端部２０と同じ厚さを有する１つの第１生分解層４０で構成されている。

【0025】

なお、本発明に係る生分解性マルチフィルムは、例えば、図３（ａ）～（ｃ）に示す構成を有していてもよい。図３（ａ）に示す生分解性マルチフィルム１Ａは、図２に示す構成に第１生分解層４０を１つ追加したものであり、第１端部１０および第２端部２０が、順に重ねられた第１生分解層４０と第２生分解層５０と第１生分解層４０との３層で構成されており、中央部３０が、２つの第１生分解層４０で構成されている。図３（ｂ）に示す生分解性マルチフィルム１Ｂは、第１端部１０および第２端部２０が、１つの第２生分解層５０で構成されており、中央部３０が、第１端部１０および第２端部２０と同じ厚さを有する１つの第１生分解層４０で構成されている。図３（ｃ）に示す生分解性マルチフィルム１Ｃは、図３（ｂ）に示す構成に第１生分解層４０を２つ追加したものであり、第１端部１０および第２端部２０が、順に重ねられた第１生分解層４０と第２生分解層５０と第１生分解層４０との３層で構成されており、中央部３０が、３つの第１生分解層４０で構成されている。これら生分解性マルチフィルム１Ａ～１Ｃにおいて、第１端部１０と中央部３０と第２端部２０とは同じ厚さである。これら構成以外にも、例えば、第１端部１０および第２端部２０が、複数の第２生分解層５０を含むものであってもよい。

【0026】

生分解性マルチフィルム１はロール状に巻かれており、被覆作業時において、ロール状に巻かれた生分解性マルチフィルム１の長さ方向の一端を土中に埋めることにより固定し、トラクタＡに装着されたマルチフィルム張り機Ｂを使用して、畝を覆うと同時に、風などによって飛んだりしないように幅方向の両端部に重りとなる土Ｃを被せるようにしながら、生分解性マルチフィルム１を畝に設置する。生分解性マルチフィルム１には、予め開口孔３５が設けられており、畝を被覆した後に、開口孔３５を通じて畝に作物の苗を定植したり、播種したりする。

【0027】

以上説明したように、生分解性マルチフィルム１は、帯状に形成されており、幅方向の両端部である第１端部１０および第２端部２０の分解速度が、幅方向の中央部３０の分解速度より遅い。このようにしたことから、第１端部１０および第２端部２０が土でおさえられている状態をより長く維持することができる。また、中央部３０が分解される時期と両端部が分解される時期とのずれを小さくすることができる。そのため、生分解性マルチフィルム１が畝からめくれてしまうことを効果的に抑制できる。

【0028】

また、第１端部１０、第２端部２０および中央部３０が、１つの層または複数の層で構成されている。中央部３０が、第１生分解層４０のみで構成されている。第１端部１０および第２端部２０が、第１生分解層４０および第２生分解層５０の組み合わせで構成され、または、第２生分解層５０のみで構成されている。そして、第２生分解層５０の分解速度が、第１生分解層４０の分解速度より遅い。このようにすることで、生分解性マルチフィルム１において、中央部３０に対する第１端部１０および第２端部２０の分解速度を比較的容易に調整することができる。なお、第１端部１０および第２端部２０の分解速度が、幅方向の中央部３０の分解速度より遅ければ、中央部３０が、第１生分解層４０および第２生分解層５０の組み合わせで構成されていてもよい。

【0029】

また、第１端部１０および第２端部２０のそれぞれが含む加水分解抑制剤の量が、中央部３０が含む加水分解抑制剤の量より多い。このようにすることで、生分解性マルチフィルム１において、中央部３０に対する第１端部１０および第２端部２０の分解速度を比較的容易に調整することができる。

【0030】

本発明者らは、生分解性マルチフィルムの分解速度の抑制効果を確認するため、以下に示す生分解性マルチフィルムの実施例１、実施例２および比較例１を作製して評価試験を行った。なお、実施例１、実施例２および比較例１は、幅方向の中央部および両端部が同一の構成を有している。

【0031】

実施例１：ＰＢＡＴを主成分とし、黒色顔料のマスターバッチを６重量％、加水分解抑制剤のマスターバッチを１重量％加えて、厚さ０．０１８ｍｍの生分解性マルチフィルムを作製した。実施例１において、黒色顔料は、２．１重量％である。実施例１は、加水分解抑制剤の量が比較的少ない第２生分解層５０を想定したものである。

【0032】

実施例２：ＰＢＡＴを主成分とし、黒色顔料のマスターバッチを６重量％、加水分解抑制剤のマスターバッチを３重量％加えて、厚さ０．０１８ｍｍの生分解性マルチフィルムを作製した。実施例２において、黒色顔料は、２．１重量％である。実施例２に含まれる加水分解抑制剤の重量割合は、実施例１に含まれる加水分解抑制剤の重量割合より多い。実施例２は、加水分解抑制剤の量が比較的多い第２生分解層５０を想定したものである。

【0033】

比較例１：ＰＢＡＴを主成分とし、黒色顔料のマスターバッチを６重量％加え、加水分解抑制剤を加えずに、厚さ０．０１８ｍｍの生分解性マルチフィルムを作製した。比較例１において、黒色顔料は、２．１重量％である。比較例１は、加水分解抑制剤を含まない第１生分解層４０を想定したものである。

【0034】

なお、実施例１、実施例２および比較例１において、ＰＢＡＴ、黒色顔料のマスターバッチ、および、加水分解抑制剤のマスターバッチは同じものを用いている。

【0035】

露天環境にある畝を実施例１、実施例２および比較例１で被覆し、それぞれの両端部を土に埋めておさえ、被覆してから２か月後、３か月後、４か月後の時点での両端部における引っ張り強度の低下（強度低下）および分解状況を確認した。本評価試験では、引っ張り強度および分解抑制を４か月間維持することを目標としている。

【0036】

引っ張り強度の低下については、評価担当者が両手で引き裂く方向に引っ張ったときの感触に基づき、以下の三段階で評価した。
◎…引っ張り強度の低下がない、または、わずかに低下している。
○…引っ張り強度が低下しているが、畝の保護に必要な引っ張り強度は維持している。
△…引っ張り強度が低下しており、畝を保護できない。

【0037】

分解状況については、評価担当者の目視により、以下の三段階で評価した。
◎…分解がない、または、わずかに分解している。
○…分解しているが、畝を保護できなくなるほど分解は進んでいない。
△…分解しており、畝を保護できない。

【0038】

総合評価は、以下の基準に基づいて評価した。
良好…引っ張り強度の低下および分解状況の評価に「△」を含まない。
不良…引っ張り強度の低下および分解状況の評価に「△」を含む。

【0039】

実施例１、実施例２および比較例１についての、引っ張り強度の低下および分解状況の評価結果、ならびに、総合評価結果を図６に示す。

【0040】

図６に示すように、実施例１は、各経過期間のいずれにおいても引っ張り強度の低下および分解状況の進行が遅く、畝の保護に影響はない。また、実施例２は、各経過期間のいずれにおいても引っ張り強度の低下および分解状況の進行が非常に遅く、畝の保護に影響はない。一方、比較例１は、各経過期間のいずれにおいても引っ張り強度の低下が進行してしまい、畝の保護に影響が出るおそれがある。また、比較例１は、４か月後に分解してしまい、畝の保護に影響が出るおそれがある。

【0041】

この評価結果から、実施例１または実施例２を第２生分解層５０として生分解性マルチフィルムの両端部に含めることで、被覆してから所定期間（例えば４か月）にわたって畝を十分に保護できることが明らかとなった。また、比較例１は、実施例１および実施例２より引っ張り強度の低下および分解が早く進み、畝からめくれてしまい、所定期間継続して畝を保護できないおそれがある。そのため、生分解性マルチフィルムの両端部を実施例１および実施例２のいずれかのみ、または、実施例１または実施例２と比較例１との組み合わせで構成することにより、所定期間にわたって畝を保護できる生分解性マルチフィルムを得ることができる。なお、評価試験では、畝を保護できる期間として４か月間を目標とするものであったが、生分解性マルチフィルムの両端部の構成（層構成や加水分解抑制剤の添加量など）を変えることにより、畝を保護できる期間を調整することが可能である。

【0042】

図７は、実施例２における分解状況の一例を示す図（写真）である。図８は、比較例１における分解状況の一例を示す図（写真）である。図７（ａ）、図８（ａ）は、畝を被覆してから２か月後に撮影したものである。図７（ｂ）、図８（ｂ）は、畝を被覆してから４か月後に撮影したものである。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、実施例２では、所定期間を経過した後も端部が形状を維持しており、所定期間にわたって畝を保護可能な状態を維持していることが分かる。一方、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、比較例１では、２か月後には端部に比較的大きな裂け目がいたるところに生じ、４か月後には端部の大半が分解されてしまい原形を留めていないことが分かる。そのため、比較例１は、所定期間を経過する前に端部が分解されて畝からめくれてしまい、所定期間継続して畝を保護できないおそれがある。

【0043】

上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明は実施形態の構成に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の趣旨に反しない限り、本発明の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0044】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…生分解性マルチフィルム
１０…第１端部
２０…第２端部
３０…中央部
３５…開口孔
４０…第１生分解層
５０…第２生分解層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】