JPH09224488A - 育苗用容器 - Google Patents
育苗用容器Info
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- JPH09224488A JPH09224488A JP8033785A JP3378596A JPH09224488A JP H09224488 A JPH09224488 A JP H09224488A JP 8033785 A JP8033785 A JP 8033785A JP 3378596 A JP3378596 A JP 3378596A JP H09224488 A JPH09224488 A JP H09224488A
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- Cultivation Receptacles Or Flower-Pots, Or Pots For Seedlings (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
苗、保管、運搬、植付けなどが容易であり、且つそのま
ま植付けしても土壌中で自然分解するので、環境汚染す
ることがない、長寿命化された育苗容器の提供を目的と
する。 【解決手段】 本発明の育苗用容器は、結晶化してお
り、結晶の融点が120℃以上、結晶の溶融吸熱量が1
0ジュール/g以上であり、実質的に配向していない乳
酸を主成分とする重合体組成物からなる。そして、本発
明の成型品は十分に結晶化しているので、そのDSC曲
線は、図2に示す如くガラス転移によるベースラインの
変化及び結晶化による発熱ピークは見られず、結晶の溶
融による吸熱ピークのみが観測される。
Description
で育てる育苗容器であって、しかも育てた苗をその容器
ごと植付けできる、育苗容器に関する。
けが容易で労力が省け、しかも苗を傷めないので植付け
の活着率が高いという特徴があり、園芸、農業、林業、
土木などの分野で広く要望されている。しかし、従来の
合成樹脂のポットや植木鉢などは、植付け後土壌中で分
解しないので環境汚染の問題があり、また植物の根の成
長も阻害するという問題がある。
性樹脂が開発され、それを育苗ポットに応用することも
既によく知られている(PETROTEC 第18巻第
3号197ページ(1995))。脂肪族ポリエステル
の中でもポリ乳酸およびそれを主成分とする変性ポリ乳
酸は、強度、耐熱性、溶融成型容易性などの特性が優
れ、しかも将来量産すればコストも安くなる可能性が高
く、最も実用化が期待されている。
いる間および植付け作業までの期間は、十分な強度を保
持していなければならない。育苗期間は植物や苗の種類
により異なるが、短いものでは3〜6ケ月程度、やや長
いもので1〜2年、特に長いものでは3〜5年である。
脂肪族ポリエステルの自然分解速度は、温度、湿度、土
壌の性質、土壌菌の種類などにより異なるが、従来の脂
肪族ポリエステル容器の寿命は6ケ月程度以下と短いも
のが多く、定植までに長期間例えば1年以上を要する目
的には、不適当なものが多い。
環境下で完全に分解可能であり、且つより長い育苗期間
に耐えるように改良された、新規な育苗容器を提供する
にある。
乳酸を主成分とするポリエステル重合体からなり、
(2)重合体の結晶の融点が120℃以上であり、且つ
(3)該結晶の溶融吸熱量が10ジュール/グラム以上
となるように結晶化されており、且つ(4)該結晶が実
質的に配向していないことを特徴とする、成型された新
規育苗用容器によって達成される。
重合体とは、L−乳酸または/及びD−乳酸に由来する
成分が50重量%以上のポリエステル重合体組成物で、
ポリL−乳酸ホモポリマー、ポリD−乳酸ホモポリマ
ー、ポリL/D乳酸共重合体、及びそれらに他の成分を
50重量%以下共重合体又は/及び混合したものをすべ
て包含する。
成性のものが好ましく、例えば(1)グリコール酸、ヒ
ドロキシブチルカルボン酸などのような脂肪族ヒドロキ
シカルボン酸、(2)グリコリド、ブチロラクトン、カ
プロラクトンなどの脂肪族ラクトン、(3)エチレング
リコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘ
キサンジオールなどのような脂肪族ジオール、(4)ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエ
チレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコー
ル(PPG)、ポリブチレンエーテル、PEG/PPG
共重合体などの脂肪族エーテルグリコールおよびそのオ
リゴマー、(5)ポリブチレンカーボネートグリコー
ル、ポリヘキサンカーボネートグリコール、ポリオクタ
ンカーボネートグリコールなどのポリアルキレンカーボ
ネートグリコール及びそのオリゴマー、(6)コハク
酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジ
カルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸などが挙げられ
る。この他にテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、
ナフタレンジカルボン酸などの芳香族成分も応用可能で
ある。 上記ポリエステル重合原料は、ポリ乳酸にラン
ダム共重合又は/及びブロック共重合することが出来
る。一般に、ランダム共重合ではポリマーの結晶性が損
なわれる傾向が強く、共重合比率(重量比)は20%程
度以下、特に1〜10%程度が好ましいことが多い。一
方ブロック共重合では、あまり結晶性を損なわずに例え
ば耐衝撃性などを改良することが出来、共重合比率は5
0%以下、特に1〜40%程度とすることが出来、3〜
35%の範囲が広く用いられる。
例えばイソシアネート化合物、エポキシ化合物、単官能
化合物、3官能以上の多官能化合物を副次的に用いるこ
とも出来る。
目的は、融点の低下(重合温度や成型温度の低下)、溶
融流動性、成型性、強靭性、衝撃強度、柔軟性や弾性回
復性の改良、接着性、結晶化温度の低下、親水性や撥水
性の改良、透明性の改良、分解性の向上または抑制など
が挙げられる。
モポリマー)およびそれを主成分とする変性ポリ乳酸
は、強度、耐熱性、溶融成型容易性などの特性が優れ、
しかも将来量産すればコストも安くなる可能性が高く、
最も実用化が期待されている。またポリ乳酸系ポリマー
は、自然環境下(土壌中、淡水中、海水中、堆肥中な
ど)での分解速度が他の脂肪族ポリエステルに比べて小
さく、長寿命という特徴があり、育苗に長期間を要する
用途に適している。本発明は、そのポリ乳酸系ポリマー
の分解性を一層低下させ、長期の育苗期間に耐えるよう
改良するものである。 ポリ乳酸ホモポリマーは、ガラ
ス転移点が約58℃と高く、昇温時の結晶化開始温度は
約90℃、結晶化ピーク(中心)温度は115〜125
℃であり、例えば射出成型したものは急冷されるため、
ほぼ非結晶(非晶)状態である。非晶品は、透明で柔ら
かいが、強度が低く、分解速度も早く比較的短寿命であ
る。押出し成型されたシートなども急冷されるので非晶
性であり、それを真空や圧空成型したものも非晶性であ
る。本発明は、これらの成型品のポリマーを結晶化させ
ることにより、その分解速度を抑制し寿命を延長するも
のである。結晶化による寿命の延長効果は、分解条件、
成型品の厚さ、形などで異なるが、10%以上、多くの
場合20%〜200%(3倍)程度となることが認めら
れる。
の走査型示差熱量計(DSC)による昇温時の吸熱、発
熱曲線(DSC曲線)の例である。図1はあまり結晶化
していない成型品の測定例で、1はガラス転移によるベ
ースラインの変化、2は結晶化による発熱ピーク、3は
溶融による吸熱ピークである。発熱または吸熱ピークの
熱量はポリマーの結晶性の大きさを示す。発熱量および
吸熱量は図の斜線部の面積に比例する。成型品の結晶化
度が低ほど、結晶化による発熱量(ピーク2)が大き
い。図2は十分に結晶化した成型品のDSC曲線で、ガ
ラス転移によるベースラインの変化1及び結晶化による
発熱ピーク2は見られず、結晶の溶融による吸熱ピーク
3のみが観測されている。
溶融吸熱量H3(絶対値)と結晶化発熱量H2の差Hd
=H3−H2は、成型品の結晶化度に比例的であり、完
全に非晶性であればH3=H2となり、Hdはゼロであ
る。図2の例では、H2=0であり、H3=Hdであ
る。本発明の目的には、Hd(絶対値)が10ジュール
(J)/グラム(g)以上である必要があり、20J/
g以上が好ましく、30J/g以上が特に好ましく、4
0J/g以上が最も好ましい。なお十分に結晶化したポ
リ乳酸ホモポリマーの溶融吸熱量は50J/g程度であ
る。
は約10mg、昇温速度は10℃/minとする。ま
た、第2成分などの混合や共重合で融点のピークが2個
以上観測されるときは、融点は最高温度のピークの中心
値(極値)とし、溶融吸熱量は全部の溶融吸熱ピークの
吸熱量の合計とする。
させるには、(1)成型品を結晶化温度以上で熱処理す
る、(2)重合体組成物に結晶核剤を混合しておき結晶
化し易くする、(3)重合体組成物に結晶化を促進する
成分を混合又は/及び共重合する、などの方法がある。
(1)の熱処理温度は、ポリ乳酸ホモポリマーでは90
℃以上、特に100〜140℃が好ましい(あまり高温
では、成型品が軟化する)。熱処理時間は、1分間でも
効果は有るが、通常は3分間以上、とくに5分〜2時間
程度とすることが多い。(2)結晶核剤は結晶化を早く
且つ十分にさせるもので、例えばタルク、珪酸カルシウ
ム、チタン酸カルシウム、窒化ボロン、酸化チタン、酸
化亜鉛、シリカ、炭酸カルシュムその他の無機粒子で、
例えば径10μm以下、特に5μm以下、多くの場合5
nm〜2μm程度のもの、同様にサッカリンのナトリウ
ム塩、安息香酸ナトリウム、ポリ乳酸系ポリマーよりも
融点の高いポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレ
ンなどのポリマーその他の有機化合物の微粒子が挙げら
れる。これらの核剤は、結晶化を効果的に促進し結晶化
に必要な時間を短縮するが、昇温時の結晶化温度を大き
く変えることは出来ない。(3)結晶化促進成分は、共
重合や混合により、結晶化温度を低下させたり結晶化速
度を増進するもので、例えばガラス転移点が常温以下特
に0℃以下のポリマー又は/及び可塑剤が挙げられる。
特にガラス転移点が0℃以下脂肪族ポリエステルは、混
合やブロック共重合により、効果的に結晶化温度を低下
させ、さらに成型品の耐衝撃性を改善できるので、本発
明の目的に最も好ましい。
及び混合するに適した、ガラス転移点が低い脂肪族ポリ
エステルとしては、ポリカプロラクトン、ポリエチレン
アジペート、ポリエチレンスベレート、ポリエチレンア
ゼレート、ポリエチレンセバケート、ポリエチレンデカ
メチレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレン
アジペート、ポリブチレンセバケート、ポリブチレンデ
カメチレート、ポリヘキサンアジペート、ポリヘキサン
セバケート、など炭素数2〜20程度のジカルボン酸、
ジオール、ラクトンなどの重合体が挙げられる。また、
それらのランダム又はブロック共重合体も同様に応用出
来る。共重合又は混合比率は、1〜50%、特に3〜4
0%が好ましく、5〜30%が最も広く用いられる。
チド、D−ラクチド、L/Dラクチド混合物などの溶融
重合時に、上記ポリマーを混合し反応させればよい。反
応させるには、ポリマーの末端や側鎖などに水酸基をも
つものを用いることが効果的である。反応温度が高過ぎ
たりく反応時間が長すぎると、エステル交換反応が進
み、ランダム共重合へ移行するので、注意が必要であ
る。ブロック共重合の別の方法としては、末端などに水
酸基を持つポリ乳酸と、同じく末端などに水酸基を持つ
脂肪族ポリマー(共重合成分)とを、溶融状態または溶
剤中で混合し、ジイソシアネート、ジカルボン酸ジクロ
ライド、ジカルボン酸無水物などの多官能化合物を反応
させればよい。
レングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチ
レングリコール、それらの共重合物、及び末端などに水
酸基を持つ脂肪族ポリカーボネートを、ポリ乳酸または
ラクチドと反応、共重合させて、結晶化促進効果を得る
ことが出来る。これらの成分の混合でも、同じような結
晶化促進効果が得られる。
ガラス転移点が20〜50℃または常温以下に低下し、
同じく昇温時の結晶化温度(中心値)も50〜100℃
程度まで低下し、成型時の温度や常温での保存中でも結
晶化可能となる。また、熱処理が必要であっても、熱処
理温度をより低く、例えば50〜120℃程度とするこ
とが出来、結晶化された製品を容易に得ることが出来
る。
結晶化促進剤の他に、成型品を延伸配向することにより
結晶化させることが出来るが、特殊な工程を用いたり工
程が増えて不利である。本発明は、例えば射出成型した
後、熱処理するなどにより、実質的に延伸配向しないで
結晶化させるもので、本発明による製品は、結晶配向度
は40%以下、多くの場合30%以下である。(十分に
延伸配向した製品の結晶配向度は、50%以上、多くの
場合60%以上である)。結晶配向度OR(%)は、X
線回折法において主たる回折ピークの半値幅(角度)を
θ°としたとき、OR(%)=(180°−θ°)×1
00/180°の近似式で求める。
苗の運搬、保存および植付け(定植)作業の間、十分な
強度を保持し、破損などしないことが必要である。この
ため、引張り強度、曲げ強度、衝撃強度などが十分高い
ことが好ましい。特にポリ乳酸ホモポリマーは、衝撃強
度が2kg・cm/cm程度と低いので、上記のような
ガラス転移点の低い成分を混合又は/及びブロック共重
合して、衝撃強度を3kg・cm/cm以上としたもの
が好ましく、衝撃強度4kg・cm/cm以上のものが
最も好ましい。ここで衝撃強度(衝撃値)は、ASTM
D256の方法に準じ、幅0.635mm,厚さ1
2.7mmで深さ2.54mmのノッチ付き試験片を用
い、ノッチ方向から衝撃を加えて衝撃エネルギー(単位
kg・cm)を求め、幅1cm当たりに換算して求め
る。
めに、重合体は十分な分子量を持つことが必要である。
本発明に用いる重合体の重量平均分子量は、5万以上が
必要であり、7万以上が好ましく、8〜30万の範囲が
最も広く用いられる。
融射出成型、押出し成型、及び成型したものを更に加熱
下で型や気体圧力などで変形させる方法などが好ましく
用いられる。
が、植物の根とそれを取り巻く土壌や堆肥などを効果的
に包み保護する形が好ましい。普通の植木鉢状、植木ポ
ット状、かめ状、袋状、かご状、それらを2つ以上に分
割したもの(組み合わせて使用する)、その他任意であ
る。しかし、本発明育苗容器が長寿命であることを考慮
し、定植後、根が外部へ伸びる孔などを複数個、特に3
〜30個程度設けることが好ましい。
応じ、顔料、染料などの着色剤、金属粒子、無機系また
は有機系粒子その他の充填剤、結晶核剤、酸化防止剤、
紫外線吸収剤などの安定剤、帯電防止剤、滑剤、離型
剤、撥水剤、可塑剤、その他の添加剤を配合することが
出来る。
ない限り重量比である。脂肪族ポリエステルの分子量
は、試料の0.1%クロロホルム溶液のGPC分析にお
いて、分子量1000以下の成分を除く高分子成分の分
散の重量平均値である。
対し、触媒としてオクチル酸錫50ppmを混合し、2
軸混練押出機に連続供給し188℃で12分間反応した
後、口金より押し出し水で冷却後切断してポリL−乳酸
ホモポリマーのチップC1を得た。チップC1を、乾燥
後、140℃の窒素気流中で4時間熱処理(固相重合)
したのち、塩酸を0.1%含むアセトンで洗浄し、さら
に塩酸を含まぬアセトンで5回洗浄し、触媒および残存
モノマーを完全に除去し、チップC2を得た。チップC
2の分子量は17.6万で、それを射出成型した試験片
の衝撃強度は2.2kg・cm/cmである。チップC
2を210℃のT型口金より押出し、20℃の冷却ロー
ルで冷却して、厚さ0.4mmの未延伸シートS1を製
造した。シートS1を60分間で徐々に昇温し120℃
で2時間熱処理してシートS2を得た。シートから幅1
cm,長さ10cmの試験片を作成し、土壌中深さ10
cmに埋設し、1ケ月ごとに取り出し強度を測定し、強
度が未埋設品のそれの半分になる期間(半減期)を求め
た。実験データを表1に示す。表1に見るように、熱処
理による結晶化によって、半減期は約2倍に伸びてい
る。
木鉢(直径10cm,側部厚み約0.5mm)で未熱処
理品および熱処理したものを、土壌中に埋設試験を行な
ったところ、強度半減期が未熱処理品で約7ケ月、熱処
理品で約1.2年で、シートの実験結果と良く一致し
た。この植木鉢は、1年以上の育苗期間に耐える。
1部、ポリブチレンサクシネート/ポリブチレンアジペ
ートランダム=4/1(モル比)共重合体で分子量1
2.5万のもの20部、オクチル酸錫50ppm、結晶
核剤として直径0.7μmのタルクを1.5%混合し、
以下実施例1のチップC2と同様にして、チップC3を
得た。この重合体3は、ポリブチレンアジペート/サク
シネート共重合体が約20%ブロック共重合された変性
ポリ乳酸であり、分子量15.1万、衝撃強度は4.7
kg・cm/cmと優れ、融点は169℃と80℃の二
つがあるが、169℃を代表値とする。またガラス転移
点は43℃、結晶化温度(中心値)は103℃と低下し
ている。このポリマーから、実施例1と同様にして得た
未熱処理シートをS3、100℃で熱処理したものをS
4とする。各シートの結晶の溶融吸熱量は、S3が1.
9J/g.S4が48J/gであった。
チレンアジペート/サクシネート共重合体を約30%ブ
ロック共重合して得たものをチップC4とする。チップ
C4は分子量14.3万、融点166℃と83℃、ガラ
ス転移点は不明瞭で20℃前後、結晶化温度90℃、衝
撃強度4.9kg・cm/cmである。このポリマーか
ら、実施例1と同様にして得た未熱処理シートをS5、
100℃で熱処理したものをS6とする。各シートの結
晶の溶融吸熱量は、S5が3.8J/g.S6が46J
/gであった。
にして土壌中の強度の半減期を測定したところ、S3は
5.5月、S4は10.4月、S5は3.7月、S6は
10.1月で、いずれも熱処理(結晶化)によって長寿
命化していることが示された。
寿命の育苗用容器が得られ、育苗に長い期間(例えば1
年以上)を要する植物、例えば樹木類の育苗に極めて有
用である。さらに、本発明の容器に他の分解抑制手段た
とえば撥水剤(シリコン化合物、フッ素化合物、油脂類
など)を混合したり塗布する方法を併用することによ
り、一層長寿命化することが出来、2年以上の育苗期間
が必要なものにも応用可能である。本発明によって、育
苗の管理や苗の保管、運搬、植付けが極めて容易かつ広
い範囲で応用可能になり、農業、林業、園芸、土木など
の分野に、福音をもたらす。また、乳酸を主成分とする
重合体の分解物(乳酸など)は、悪い病原バクテリアの
増殖を抑制しさらに植物の成長を促進する効果があり、
上記用途に最も適している。
リマー試料の昇温時の吸発熱量を測定したDSC曲線の
例である。
SC曲線の例である。
Claims (3)
- 【請求項1】(1)乳酸を主成分とするポリエステル重
合体からなり、(2)重合体の結晶の融点が120℃以
上であり、(3)該結晶の溶融吸熱量が10ジュール/
グラム以上となるように結晶化されており、且つ(4)
該結晶が実質的に配向していないことを特徴とする育苗
用容器。 - 【請求項2】重合体の結晶の融点が130℃以上であ
り、その溶融吸熱量が20ジュール/グラム以上であ
る、請求項1記載の育苗用容器。 - 【請求項3】結晶核剤を含有する又は/及び結晶化促進
成分が共重合又は/及び混合されている重合体からな
る、請求項1記載の育苗用容器。
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---|---|---|---|
JP03378596A JP3687171B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 育苗用容器 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-02-21 JP JP03378596A patent/JP3687171B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US7390543B2 (en) | 2001-07-19 | 2008-06-24 | Toyo Seikan Kaisha Ltd. | Molded object obtained through stretching and thermal fixing and process for producing the same |
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