(57)【要約】【課題】植付け機の作業性と雑草防除価を向上させるために、樹脂積層面に対するコーティング特性と土壌被覆面に対する親水特性を同時に改善させた分解性マルチングマットを提供すること。【解決手段】マルチングマットにおいて、全体若しくは部分分解性の熱可塑性樹脂と化学式（１）の親水性化合物を共重合或いは混合して得た樹脂が紙上に積層されてなる。Ｈ−（Ｏ−Ｒ１）ｌ−ＯＨ　　（１）（式中、ｌは繰り返し単位、Ｒ１は炭素数２の脂肪族炭化水素を示す。）【選択図】　図１
2004089178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体若しくは部分分解性の熱可塑性樹脂と化学式（１）の親水性化合物を共重合或いは混合することにより得られた樹脂が紙上に積層されてなることを特徴とする雑草防除用分解性マルチングマット。
Ｈ−（Ｏ−Ｒ１）ｌ−ＯＨ　　　（１）
（式中、ｌは繰り返し単位、Ｒ１は炭素数２の脂肪族炭化水素を示す。）
【請求項２】
前記分解性の熱可塑性樹脂が、澱粉、セルロース、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリエートのような天然物素材と再生パルプ、化学式（２）または化学式（３）で表される生分解性脂肪族ポリエステル、ポリ乳酸、ポリブチレンアジペート・コ・テレプタレート、ポリエステルウレタン共重合体、ポリエチレンに光触媒を含ませた光分解性樹脂またはこれらの２種以上の混合物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１記載の雑草防除用分解性マルチングマット。
【化１】
2004089178.tif 000006
（式中、ｍは繰り返し単位、Ｒ２は炭素数２〜６の脂肪族炭化水素、Ｒ３は炭素数２〜８の脂肪族炭化水素を示す。）
【化２】
2004089178.tif 000007
（式中、ｎは繰り返し単位、Ｒ４は炭素数２〜６の脂肪族炭化水素を示す。）
【請求項３】
全体若しくは部分分解性の熱可塑性樹脂と化学式（１）の親水性化合物を共重合或いは混合することにより得られる樹脂を押出成形方式で紙上に溶融コートした後、巻き取ることを特徴とする雑草防除用分解性マルチングマットの製造法。
Ｈ−（Ｏ−Ｒ１）ｌ−ＯＨ　　　（１）
（式中、ｌは繰り返し単位、Ｒ１は炭素数２の脂肪族炭化水素を示す。）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雑草防除を目的として、土壌中で分解される樹脂と紙を使用したマルチングマット（ｍｕｌｃｈｉｎｇ　ｍａｔｔ）及びその製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
環境保全型農業を実践する場合において、投入化学肥料の節減は有機質肥料を活用することにより達成することができ、病害虫防除は収穫量の犠牲を甘受して農薬の使用量を減らし、あるいは抵抗性品種を栽培することにより、ある程度解決することができる。ところが、雑草防除は、人力に依存すれば過度な費用と努力が必要なので、化学合成除草剤に依存せざるを得なかった。これは、他の農薬使用量の増加は止まっているが、除草剤の使用量は増加しつつあることからも分かる。何よりも、除草剤の使用を低減化または代替することが可能な農業技術の開発が切実に求められている実状である。最近、環境保全型農業を実践するマルチング栽培技術が広く用いられている。マルチング栽培技術とは、各種雑草と土壌寄生病害虫の発生を抑制し、農作物の生育を促進し、ひいては収穫量の増進を図るために、農作物が生育される土壌を透明あるいは不透明のプラスチックフィルムまたは紙で被覆する農業技術である。
【０００３】
ところが、現在用いられている黒色あるいは透明プラスチックフィルムを使用したマルチングは、使用後の除去が煩わしく、手作業で除去するとしても完全に除去することが不可能であるうえ、これらの材料が土壌中で分解されないという問題を抱えている。
【０００４】
これと関連のある直接若しくは間接的な先行技術を考察すると、このような技術にも２つの部類があるところ、その１つは雑草防除を目的とした紙マルチング用素材中心の技術であり、もう１つは畑専用の光分解性フィルム適用を目的としたフィルム製造技術である。
【０００５】
マルチングフィルムとして開発された素材の一例として、韓国特許出願第９９−０００３３１９号明細書には、ポリエチレンを基本素材として開発したマルチングフィルムが記載されている。ポリエチレンは光透過性、地温上昇効果、雑草防除力及び強度の面において優れた固有特性を有する。その他にも、前記特許明細書に記載されたマルチングフィルムは、追加的な病虫害防止を目指して紫外線散乱剤、赤色波長補光剤などを添加することにより、差別化された特性を有するものである。ところが、フィルム自体の難分解性問題が解決されておらず、土壌または水質環境に対する致命的な弱点が依然として残っているため、使い捨て農作物用マルチングフィルムとして大きな限界をもっている。
【０００６】
より改善されたマルチングフィルムとして、韓国特許出願第９６−０６４９５３号明細書と米国特許第５，３８４，１８３号明細書とには生分解性／光分解性農業用マルチングフィルムが開示されている。このマルチングフィルムは難分解性ポリエチレンに生分解性脂肪族高分子を混合し、或いは光分解性酸化チタン触媒を使用してマルチフィルムとしての利点を維持したまま、全体的な分解性を増進させたものである。ところが、１年単位農業で使用した後残っている難分解性ポリエチレンを自然から完全に除去することは不可能であった。したがって、難分解性ポリエチレン素材を代替する完全分解性マルチングフィルムの開発が切実に要求されている。
【０００７】
また、別の技術としては、紙マルチングシートを目的とした製造技術が知られている。１９９７年韓国作物学会誌（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｒｏｐ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）６６（４）第７１０〜７１３頁、１９９７年韓国雑草学会誌（Ｋｏｒｅａ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｗｅｅｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）１７（４）、第３６８〜３７４頁、２０００年韓国作物学会誌（Ｋｏｒｅａｎ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｒｏｐ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）４５（３）、第２１６〜２１９頁、特願平４−２６４２５８号公報、韓国特許登録第２０−０２０７０４３号明細書などに報告されている。このような紙マルチング技術の利点は、資源を再活用すること、すなわち既存の再生紙シートをそのまま使用することができることにある。一部では、紙の紙力を補強するために、ロジン又はポリアクリルアミドを使用したり、食用油を表面に処理したりした。ところが、結局、再生紙を活用した紙は２つの決定的な短所を乗り越えられず、マルチング素材として大きい欠点を抱えている。１つ目は、畑の土壌に適用する際、シートの強度に弱くて厚さを１００ミクロン以上にしたが、これにより紙シートのドラペリー（ｄｒａｐｅｒｙ）特性が非常に不良になり、作業性及び被覆性の面において問題が発生したことである。二つ目は、田の土壌の淡水状態に適用するためには必ず湿強度を維持し、機械的作業性のために若干の伸率特性を有しなければならないにも拘わらず、紙はビニールフィルムに比べて非常に劣悪な特性を示していることである。
【０００８】
【特許文献１】
韓国特許出願第９９−０００３３１９号
【特許文献２】
韓国特許出願第９６−０６４９５３号
【特許文献３】
米国特許第５，３８４，１８３号
【特許文献４】
特願平４−２６４２５８号
【特許文献５】
韓国特許登録第２０−０２０７０４３号
【非特許文献１】
１９９７年韓国作物学会誌（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｒｏｐ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）６６（４）第７１０〜７１３頁
【非特許文献２】
１９９７年韓国雑草学会誌（Ｋｏｒｅａ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｗｅｅｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）１７（４）、第３６８〜３７４頁
【非特許文献３】
２０００年韓国作物学会誌（Ｋｏｒｅａｎ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｒｏｐ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）４５（３）、第２１６〜２１９頁
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、かかる先行技術の諸般問題点を鑑み案出されたもので、その目的は、植付け及び直播用田土壌への適用が容易であり、特定サイズの巻き取り形に標準化して農業の機械的作業性、マルチング性及び運搬性を大幅向上させることができ、マルチングマットとして基本的な雑草防除効果と地温上昇効果を同時に得ることができ、ひいてはマルチング後数ヶ月以内に自然生分解されることにより環境汚染のない、農業に適した新規のマルチングマットを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための研究において、本発明者は、分解性樹脂フィルムと紙を積層させたマットが前記の所望特性を全て満足するという事実を見出し、国際特許出願ＰＣＴ／ＫＲ０２／００６３１号明細書を出願したうえ、機械的作業効率性を向上させる方案として樹脂積層面に対するコート特性と土壌被覆面に対する親水特性の改善が雑草防除用マルチングマットに非常に有用であることを更に見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
従って、本発明は、マルチングマットにおいて、全体若しくは部分分解性の熱可塑性樹脂と化学式（１）の親水性化合物を共重合或いは混合して得た樹脂が紙上に積層されてなることを特徴とする雑草防除用分解性マルチングマットを提供するものである。
Ｈ−（Ｏ−Ｒ１）ｌ−ＯＨ　　　（１）
（式中、ｌは繰り返し単位、Ｒ１は炭素数２の脂肪族炭化水素を示す。）
【００１２】
また、本発明によれば、前記マルチングマットを製造するための好適な方法の１つとして、全体若しくは部分分解性の熱可塑性樹脂と化学式（１）の親水性化合物とを共重合或いは混合して得た樹脂を押出成形方式で紙上に溶融コートした後巻き取ることを特徴とする雑草防除用分解性マルチングマットの製造法を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明をより詳細に説明すると以下の通りである。
【００１４】
本明細書において、分解性という用語は生分解性、生崩壊性、光分解性などを全て含む意味で使用される。
【００１５】
本発明のマルチングマットは、図１に示されるとおりに、紙に樹脂が積層されたフィルムの形を有するものである。本発明のマルチングマットの主な要旨は、積層樹脂として、化学式（１）の親水性化合物を全体若しくは部分分解性の熱可塑性樹脂の製造時に共重合成分として添加して製造したもの、或いは全体若しくは部分溶解性の熱可塑性樹脂と化学式１の親水性化合物を混合して製造したものを使用することにある。
【００１６】
化学式（１）の親水性化合物を共重合或いは混合していない分解性樹脂が紙上に積層されてなるマルチングマットで土壌表面を被覆した場合、マルチングマットが水の上に浮いてしまうことがある。ところが、化学式（１）の親水性化合物を共重合或いは混合した分解性樹脂が紙上に積層されてなる本発明に係るマルチングマットで土壌表面を被覆した場合、マルチングマットは圃場に密着させて被覆することができる。このように本発明を適用すると、マルチング栽培時に雑草防除効果が得られるうえ、付随的には機械的作業性の改善効果と地温上昇効果も同時に得ることができる。
【００１７】
本発明において、分解性樹脂が積層面に対するコート特性と土壌被覆面に対する親水特性を同時に満足するために、分解性の熱可塑性樹脂と化学式（１）で代表される親水性化合物を共重合或いは混合する。この際、化学式１の親水性化合物の使用量は樹脂重量に対し１．０〜３０．０％が適当である。化学式（１）の親水性化合物の使用量が１．０％未満であり或いは３０．０％を超えると、製造は可能であるが、マルチングマットとして本来の雑草防除効果と地温上昇・機械作業性を同時に満足させることが困難になる。特に、化学式（１）の化合物は分子量が４００〜２０，０００であることが好ましいが、その理由は、分子量が４００未満になると、共重合或いは混合過程で消失が懸念され、分子量が２０，０００を超えると、混合による相分離問題により、適したフィルム性を備え難いためである。
【００１８】
本発明で使用可能な分解性樹脂の例としては澱粉、セルロース、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリエート（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｖａｌｅａｔｅ）のような天然物素材と再生パルプ、澱粉とセルロースのように自然界に存在する生分解性樹脂、天然物から由来した合成樹脂としてのポリ乳酸及びその共重合体、石油化学系合成樹脂でありかつ生分解特性を有するポリカプロラクトン、脂肪族ポリエステル、ポリブチレンアジペート・コ・テレフタレート（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅａｄｉｐａｔｅ−ｃｏ−ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエステルウレタン共重合体のような生崩壊性素材、ポリエチレンに光触媒を含ませた光分解性樹脂又はこれらの２種以上の混合物などがある。これらの樹脂はそれぞれ異なる加工性と分解挙動を示すが、いずれも環境親和的特性を有するため、マルチング栽培の際、適用後に自ら自然分解して還元する非常に大きい利点をもっている。
【００１９】
生分解性脂肪族ポリエステルの好適な例としては、化学式（２）で代表される縮重合型ポリエステルと、化学式（３）で代表される開環重合型ポリエステルが挙げられる。
【化３】
2004089178.tif 000003
（式中、ｍは繰り返し単位、Ｒ２は炭素数２〜６の脂肪族炭化水素、Ｒ３は炭素数２〜８の脂肪族炭化水素を示す。）
【化４】
2004089178.tif 000004
（式中、ｎは繰り返し単位、Ｒ４は炭素数２〜６の脂肪族炭化水素を示す。）
【００２０】
化学式（２）の縮重合型脂肪族ポリエステルの製造に通常用いられる単量体としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールなどの２価アルコール、および琥珀酸、アジピン酸などの２価カルボン酸があげられる。
【００２１】
化学式（３）の開環重合型脂肪族ポリエステルの製造に通常用いられる単量体としてはカプロラクトン、ラクチド及びグリコリドなどがあげられる。
【００２２】
化学式（２）及び（３）に提示された生分解性樹脂は、加工特性は異なるが、類似した分解挙動を有するので、全て本発明に適用することができる。
【００２３】
また、本発明において、マルチングマットには、様々な機能性を付加するための添加剤として有機及び／又は無機化合物を含ませることができる。その好適な例には、炭酸カルシウム、タルク及び澱粉のような増量剤、炭、尿素、アンモニウム塩、硝酸塩、燐酸塩、モリブデン塩、硼酸塩などのような植物肥料成分、ジルコニウム、ゲルマニウムのような遠赤外線放出成分からなる群より選ばれる１種または２種以上の添加剤がある。このような添加剤は、マルチングマットに含ませると、マットの土壌における分解程度と作物効果の調節に有用に利用することができる。
【００２４】
また、本発明のマルチングマットの特性を物理的に向上させるために、適切なサイズの穿孔を１つ以上設けることもできる。穿孔は作物を植える播種用でもあり、マルチング時に内部空気を除去して密着性を高めるためのものでもある。
【００２５】
本発明のマルチングマットは、紙と生分解性フィルムの２層に形成させることも、必要に応じてはこれらを多層重畳して形成させることもできる。
【００２６】
また、本発明は、各種熱可塑性の生分解樹脂とその混合物を紙基材に溶融コート（メルトコート）方式で押出成形することにより得ることができるが、この際、加工方法は本発明において非常に重要である。
【００２７】
好ましくは、溶融コートのための押出成形は、前記各種分解性樹脂と化学式（１）の親水性化合物からなる積層用樹脂を単独で使用し、或いは有機及び／又は無機添加剤を含めた状態から出発する。このために、ニーダーを用いて混練した後、二軸押出機によってマスターチップを製造し、或いはヘンシェルミキサを用いて製造する。全体的にはホッパーローダからホッパーへ移送されて押出機に与えられることにより、溶融されて移送される。最終的には、Ｔダイから押し出されるが、下端では再生用紙が巻取り状態で供給されるとともに再生用紙の上にコートが行われる。これを溶融コートという。この際、コート厚さは押出量と巻取り速度によって決定されるが、多くの経験的施行錯誤が伴わなければならない。分解性樹脂のコート厚さはマルチング栽培条件による分解性を考慮して決定されるべきであるが、過多な厚さは不要な経済的浪費をもたらし且つ分解時間の面で負担として作用し、あまり薄い厚さは雑草防除力本然の機能を伴うことができないという問題点がある。積層用樹脂のコート厚さは５μｍ〜１００μｍ程度が適当である。
【００２８】
実施例によって本発明を詳細に説明すると以下の通りである。これらの諸例は例示に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。
【００２９】
【実施例】
（実施例１）
加熱溶融縮合反応管内に琥珀酸（ＨＯＯＣ（ＣＨ２）２ＣＯＯＨ）５５５ｇｒ、アジピン酸（ＨＯＯＣ（ＣＨ２）４ＣＯＯＨ）２１７ｇｒ、１，４−ブタンジオール（ＨＯ（ＣＨ２）４ＯＨ）７８２ｇｒ、化学式（１）の構造を有する化合物であるポリエチレングリコール−１，０００　８７ｇｒと触媒のテトラブチルチタネート０．４３ｇｒを混合し、窒素気流中で温度を２００℃に昇温させ、水が理論量だけ流出するまで反応させた。エステル交換反応が終了し、触媒のテトラブチルチタネート０．４３ｇｒ、安定剤のトリメチルホスフェート０．４１ｇｒ、コバルトアセテート０．１３ｇｒを１，４−ブタンジオールに懸濁化して添加した後、２３０℃で前記混合物を良く混合し、２５０℃まで徐々に昇温させながら圧力を０．３ｍｍＨｇにして４時間縮重合反応させた後、注ぎ出して数平均分子量２０，０００の生分解性脂肪族ポリエステル共重合体を得た。こうして得られた生分解性樹脂ペレットを巻取り形の再生紙（４６ｇ／ｍ２、Ｐａｎ　Ａｓｉａ　Ｋｏｒｅａ）に１７０℃の条件で噴射する溶融コート方式で加工し、幅１，９００ｍｍ、総厚さ６５μｍのマルチングマットを製造した。
【００３０】
（実施例２）
化学式（１）の構造を有する化合物のポリエチレングリコール−１，０００　５重量％と化学式２の構造を有するポリブチレン琥珀酸（ＳＫケミカルＳＧ−１００）９５重量％を混練用ヘンシェルミキサで十分撹拌して製造したポリマーブレンドを巻取り形の再生紙面（４６ｇｒ／ｍ２、Ｐａｎ　Ａｓｉａ　Ｋｏｒｅａ）に１７０℃の条件で噴射する溶融コート方式で加工し、幅１，９００ｍｍ、全厚１００μｍのマルチングマットを製造した。
【００３１】
（実施例３）
化学式（１）の構造を有する化合物のポリエチレングリコール−１０，０００　７重量％、化学式（３）の構造を有するポリカプロラクトン（ＵＣＣ　ｔｏｎｅ−７８７）３０重量％、及び化学式２の構造を有するポリブチレンコハク酸（ＳＫケミカルＳＧ−１００）６３重量％を混練用ニーダーで十分混練してポリマーブレンドを製造し、これを二軸押出機を用いてマスターチップを製造した。製造されたマスターチップを溶融コート機で巻取り形の再生紙面（４６ｇｒ／ｍ２、Ｐａｎ　Ａｓｉａ　Ｋｏｒｅａ）に１７０℃の条件で噴射する溶融コート方式で加工し、幅１，９００ｍｍ、全厚１００μｍのマルチングマットを製造した。
【００３２】
（実施例４）
化学式１の構造を有する化合物のポリエチレングリコール−１０，０００　５重量％、化学式３の構造を有するポリラクチド（Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ　Ｉｎｇｅｌｈｅｉｍ　ｒｅｓｏｍｅｒ　Ｒ−２０６）１５重量％、及び化学式２の構造を有するポリブチレンコハク酸（ＳＫケミカルＳＧ−１００）８０重量％を混練用ニーダーで十分混練してポリマーブレンドを製造し、これを二軸押出機を用いてマスターチップに製造した。製造されたマスターチップを溶融コート機で巻取り形の再生紙面（４６ｇｒ／ｍ２、Ｐａｎ　Ａｓｉａ　Ｋｏｒｅａ）に２１０℃の条件で噴射する溶融コート方式で加工し、幅１，９００ｍｍ、全厚１００μｍのマルチングマットを製造した。
【００３３】
（比較例１）
化学式（１）の化合物を添加していないことを除いては、実施例１と同一の操作を繰り返し行った。
【００３４】
（比較例２）
化学式（１）の化合物を添加していないことを除いては、実施例２と同一の操作を繰り返し行った。
【００３５】
（比較例３）
化学式（１）の化合物を添加していないことを除いては、実施例３と同一の操作を繰り返し行った。
【００３６】
（比較例４）
化学式１の化合物を添加していないことを除いては、実施例４と同一の操作を繰り返し行った。
【００３７】
前記実施例１〜４及び比較例１〜４のマルチングマットを、マットの装着が可能な植付け機械を用いてアキバレ（秋晴稲）を対象として植え付けた後、機械作業性（トラブル回数）とマルチングマットの土壌付着性、雑草防除価（％）を次の方法で評価した。評価結果は表１に示す通りである。
【００３８】
＊マルチングマットによる機械作業性（トラブル回数）：機械作業の効率性は植付け機を用いて被覆と植付けを同時に行うときに発生する作業トラブル回数で評価する。マルチングマットの土壌接触面の親水特性とマットのコート特性によって土壌に対する密着性と浮き上がりの差異を有する。１０ａ処理時に発生するトラブル回数を測定し、これをマルチングマットによる機械作業性の尺度とする。
【００３９】
＊雑草防除価：マルチングマットの被覆を行っていない雑草防除区（無処理区）からの雑草の乾物重量と、マルチングマット被覆を行った雑草防除区（処理区）からの雑草の乾物重量とを比較し、下記式に従って雑草防除価（％）を算出する。
雑草防除価　＝［１−（処理区の雑草乾物重量）／無処理区の雑草乾物重量）］×１００
【００４０】
＊マルチングマットによる土壌付着性：圃場で鎮圧してから１ヶ月が経過した後、土壌付着性を肉眼で観察し評価する。評価等級は◎：非常に良好、○：良好、△：普通、×：不良である。
【００４１】
【表１】
2004089178.tif 000005
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって紙に分解性樹脂フィルムがコート又は被覆されたマルチングマットは、田・畑への適用が可能であり、数ヶ月以内に完全生分解されることにより、環境汚染を発生させず、優れた雑草防除価を提供し、紙と樹脂間の材料のコート性が向上し、表面親水特性があって被覆時に機械的作業性と土壌密着性が改善された特徴を有し、多様な押出成形法を用いて短時間内に量産することができ、産業化に有利であるという利点などがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマルチングマットの構造を示す図。
【符号の説明】
１　樹脂層
２　紙層
【図１】
2004089178.tif 000008