(57)【要約】【課題】紙やポリ乳酸プラスチックを材料とした資材を、リサイクル、リユースするには、膨大な処理水・電力・人的エネルギーを要しコストが嵩む。このため、積極的に分解を行って自然界のサイクルに戻す方法の開発があるが、その生分解性は利用期間との兼ね合いから比較的遅い。【解決手段】紙繊維材料又はポリ乳酸材料に、セルロースあるいはポリ乳酸分解酵素生産能を有する微生物と、該微生物の増殖を促し且つセルロース分解酵素あるいはポリ乳酸分解酵素生産を抑制しない栄養成分を担持した植物栽培用紙あるいはポリ乳酸製品にある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙繊維材料またはポリ乳酸材料に、セルロース分解酵素生産能を有する微生物と該微生物の増殖を促し且つセルロース分解酵素生産を抑制しない栄養成分を担持したことを特徴とする植物栽培用紙製品。
【請求項２】
紙繊維材料またはポリ乳酸材料に、セルロースあるいはポリ乳酸分解酵素生産能を有する微生物と該微生物の増殖を促し且つセルロース分解酵素生産を抑制しない栄養成分を担持し、水分含有量を２５％以下にしたことを特徴とする植物栽培用紙製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培用紙製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石油化学製品等、化石資源に由来する材料から作られた薄型容器、シートなどの製品の多くは雑プラスチックとして現在１回限りの使用後、収集-焼却処理されており、有限な資源の利用法としては不向きである。
一方、本来バイオマス資源に由来する各種紙製品あるいはポリ乳酸プラスチック製品は、これを使用後に燃焼しても二酸化炭素排出による地球環境に及ぼす温暖化の観点から、カーボンニュートラル、即ち、植物による二酸化炭素固定、利用、廃棄・分解による二酸化炭素放出という循環の輪にあり、生産と消費のバランスがとれていれば二酸化炭素排出量は計算上ゼロとなる。但し、収集、運搬、焼却施設維持には多大なエネルギーが必要であるため、一般的にはバイオマス由来製品であっても繰り返し使用あるいは再生利用することが望ましい。
しかしながら、例えば一部の農業資材の様に圃場など戸外で中期的に使用される植込容器や風防・保温・防虫用等のシートを繰り返し使用あるいは再生利用する場合、ある生育段階や栽培終了とともに役割を終えると撤去収集しなければならずそのためにエネルギー即ち化石燃料消費を必要とする。さらに、これら撤去資材のリユース・リサイクルのためには洗浄・形状解体・原料化処理・再整形等の多くの処理工程が必要である。この様な場面において土壌、あるいは環境中で微生物の作用等により分解し，物質循環の輪に組み込まれる素材が生分解性材料である。
しかしながら本来、紙やプラスチックを素材とする容器・シート等は使用時にはある程度の保存性と機械的強度を有する必要があり、これらとの兼ね合いから実際の土壌中などにおける生分解性は、ペーパーシートなどでおよそ１〜２ヶ月で崩壊が認められる程度で極めて遅かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
紙やポリ乳酸プラスチックを材料とした資材を、農林水産業など広範に分散し、且つ水、土壌などと接触する使用場面においては、リサイクル、リユースのために膨大な処理水・電力・人的エネルギーを要しコストが嵩む。
このため、むしろ再生リサイクルに戻さず、積極的に分解を行って自然界のサイクルに戻す方法を開発しなくてはならないが、その生分解性は比較的遅く、利用期間との兼ね合いから、生分解性をさらに促進、あるいは自在に調節する必用がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、その特徴とするところは、紙繊維材料又はポリ乳酸材料に、セルロースあるいはポリ乳酸分解酵素生産能を有する微生物と、該微生物の増殖を促し且つセルロース分解酵素あるいはポリ乳酸分解酵素生産を抑制しない栄養成分を担持した植物栽培用紙あるいはポリ乳酸製品にある。
又、紙繊維材料又はポリ乳酸材料に、セルロースあるいはポリ乳酸分解酵素生産能を有する微生物と、該微生物の増殖を促し且つセルロースあるいはポリ乳酸分解酵素生産を抑制しない栄養成分を担持し、水分含有量を２５％以下にした植物栽培用紙製品にある。
【発明の効果】
【０００５】
つまり、本発明の植物栽培用紙製品の原料として、従来廃棄物として処理していたペーパースラッジ、低質古紙、ポリ乳酸材料などを原料にし、農業用資材例えば植込ポットや風防・保温・防虫用シート等に利用して、使用前は保管、搬送、植え込み、敷設等のハンドリングに必要な強度を有し、使用場では所定期間後に分解完了し土壌に還元するものである。これによって前記した多くの工程を必要とした紙再生リサイクルに比し、多大な省エネルギー効果、及び環境保全効果、更に植物成長促進効果を呈するものである。
斯くして、従来の紙製、プラスティック製の農林水産業用資材なら畑などから回収する必要があったものを、回収する必要がないという利点もあげられる。
また本発明は、微生物を用いて最終的に分解する紙製品であるが、微生物の担持量を可変して生分解量を制御することができ、しかも、微生物の種類を変えて分解速度の調節も可能にし、製品の利用範囲が大幅に拡張する。などいままでにない機能を持った新しい農林水産業用資材である。
また本発明を栽培用ポットなどに利用すると迅速分解により、根の成長促進にも効果が期待できる、など多くの効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の植物栽培用紙製品の原料としては、一般的紙繊維材料、従来廃棄物として処理していたペーパースラッジ、多数リサイクルの低質古紙，ポリ乳酸材料などを対象とする。
本発明の植物栽培用紙製品は、前記構成により、使用当初の必要強度とともに、所定期間使用後の迅速分解性を可能にしたものである。
そこで使用当初は、保管温度を０〜２５℃及び水分含有量を２０％以下に保持する。これにより、使用前は、微生物が使用開始後に良好な発酵機能が発揮できる潜在（潜伏）状態を維持させて微生物の発酵を停止又は抑制しておくと共に、前記ハンドリングなどに必要な保形強度を持たせておくのである。
また所定期間使用後の迅速分解性は、使用中の微生物分解機能を、微生物の種類・担持量、栄養成分の成分等を可変制御することで得られる。
本発明における微生物の種類は、セルロース分解能のある糸状菌や細菌であり、例えばTrichoderma属やAspergillus属、Penisillium属、Pellicularia属、Acremonium属、Humicola属，Clostrdium属の微生物がある。あるいはポリ乳酸分解能のあるBacillus属細菌である。
また本発明における微生物の担持量は1％以下にし、担持方法は、該栄養成分と共に紙繊維表面に塗布又は紙繊維内に含浸させ所定時間乾燥処理することが好ましい。  
本発明に於いて、該微生物の増殖を促し且つセルロース分解酵素生産を抑制しない栄養成分とは、YP培地など炭素含量が比較的少なく窒素含量の多い培地。栄養成分量は、微生物の担持量との関係で微生物の１〜１０倍量が適当である。
微生物と栄養成分の担持後に水分含有量を２５％以下にする手段は、前記の保形及び微生物の健全休眠などの理由から５〜２５℃の温度を維持した自然風乾燥や強制風乾が好ましい。
【実施例１】
【０００７】
セルロース分解能のある3種類の担子菌（担持微生物）をセルロース培地で培養し、菌体を集菌した。紙製品にそれぞれ3種類の微生物およびを微生物の生育を促進するための栄養成分としてYP培地を含浸し、3日間風乾した。重量測定した後、ステンレス製の金網にはさみプランター中の園芸用土壌に埋設し、定期的に散水した。土壌に埋設前、土壌に埋設後2週目、4週間目の形状、重量を比較した。
紙製品：古紙100％
含浸する栄養成分：YP培地（酵母エキス0.3％、ペプトン0.5％、pH7.0）
含浸する微生物：次の3種類
1)．Trichoderma viride ：IFO31137
2)．Trichoderma reesei ：IFO31326
3)．Trichoderma reesei ：IFO31327
具体的には、約7〜10gの厚紙ボードに、0.1gの各種箘体を10mLのYP培地に懸濁したものを両面に塗布した。埋設後2週目、4週目にとりだし、水で洗浄した。3日間風乾して水分を14％にしたのち形状を観察、重量を測定した。
試験品目  1〜５試作品（但し1．2の各試作品は対象区）  
1．試作品（古紙100％）、10mL RO水
2．試作品（古紙100％）、10mL YP培地
3．試作品（古紙100％）、10mL YP培地、100mg IFO31326
4．試作品（古紙100％）、10mL YP培地、100mg IFO31327
5．試作品（古紙100％）、10mL YP培地、100mg IFO31137
【０００８】
次に試作品を用いたときの土壌微生物分析は以下の通りである。
分解後試作品に付着している土を滅菌生理食塩水に段階希釈し、各段階希釈について標準寒天培地（ペプトン0.5％、酵母エキス0.25％、寒天1.5％、pH 7.0）に塗布し、生菌数を測定する。埋設後2週目、4週目を測定する。
希釈倍率  102、104、106を50μL塗布し、菌数を測定した。
【０００９】
測定結果と考察は次の通りであった。
分解前後の各試作品の形状観察の結果、全般的に糸状菌の繁殖によると思われる色の変化、浸食が見られた。即ち，試験前の試作品は、紙の色の灰色で塗布した微生物およびYP培地の色はほとんど見られなかったが、試験後は微生物の繁殖した部分が黒、茶、赤褐色になり、試作品に微生物が浸食し、表面のけば立ち、剥離、亀裂が入るなどの変化が見られた。この様な変化は2週目よりも、4週目の方が顕著であった。
図1の様に分解前後のそれぞれの重量変化を示す結果を得た。その結果，RO水のみよりもYP培地を含浸させたものや菌を塗布したものの方が減少率の変化が大きく，YP培地および菌の塗布によって崩壊が進んでいることが明らかになった。
図2に分解前後のそれぞれの生菌数変化を示す結果を得た。これでは、製品中に付着した土壌1gにつき106〜107個程度でほぼ持続的に生菌が存在していた。RO水のみの場合よりYP培地を含浸させたものや菌を塗布したものの方が生菌数が多かった。
このことにより、各試作品は、微生物やYP培地などを添加しなくても紙繊維製品は僅少であるが生分解することがわかるが長期間を要するため、微生物やYP培地を適切に添加することによって、分解の速度を速く制御できることがわかった。
本例では古紙製品例について紹介しているが、ペーパースラッジも古紙製品同様にセルロースが主成分であり、セルロース分解微生物によって同様の分解をうける。またポリ乳酸の場合はポリ乳酸分解微生物、および培地を含浸することによって同様の効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
本発明は、前述の優れた分解制御効果を有し、その適用範囲は極めて幅広く、上記紙製品の他に、例えばポリ乳酸などの中程度分解性を示す資材にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例における各試作品の分解前後の重量変化を示すグラフである。
【図２】本発明の実施例における各試作品の分解前後の生菌数変化を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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