專利名稱：防雜草用的可生物降解的覆蓋墊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于稻米栽培的可生物降解的覆蓋墊，并且涉及所述墊的制造方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于防止稻米種植中雜草出現(xiàn)和生長(zhǎng)的可生物降解的覆蓋墊，此覆蓋墊具有紙張和可生物降解樹脂的層壓結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的覆蓋墊可以不用除草劑而能有效地抑制雜草的出現(xiàn)，并且可以于幾個(gè)月內(nèi)在稻田土壤中完全降解。
背景技術(shù)：
通常來說，覆蓋墊可以分成用于在高地種植中控制雜草的覆蓋膜和用于培養(yǎng)幼苗或種子的片材。
對(duì)覆蓋膜來說，韓國(guó)專利申請(qǐng)1999-3319公開了一種含有聚乙烯作為主料的覆蓋膜。該聚乙烯膜主要用于高地種植并且顯出高度的透光性、土壤溫度提高效果、雜草控制效果和良好的強(qiáng)度及耐用性。此外，它含有紫外線散射劑和紅色波長(zhǎng)光賦予劑，用來降低有害昆蟲的損害。但是，這種膜是不可在土壤中生物降解的，并且造成對(duì)土壤和水環(huán)境的不良影響。由此，在收獲后，必須將它物理地從田地中除去。
韓國(guó)專利申請(qǐng)1996-64953中公開了一種具有光和生物降解性的覆蓋膜。所述的膜含有不可降解的聚乙烯和可生物降解的脂族聚合物，并且顯出如聚乙烯膜同樣良好的性能，并且進(jìn)一步顯出增強(qiáng)的可生物降解性。但是，在一年單位的農(nóng)業(yè)體系中，不可降解的聚乙烯組分會(huì)留在土壤中。因此，需要一種可以取代聚乙烯的具有完全降解能力的代用材料。
此外，作為用于培養(yǎng)幼苗或種籽的片材來說，使用非織造織物片是昂貴的。這種通過將纖維素纖維和可生物降解性聚酯纖維混合并且進(jìn)行熱粘合處理來制作的非織造織物片是公知的。在將非織造物和再生紙片穿孔后，隨即附著帶有種子的可生物降解的非織造物。此覆蓋片具有良好的覆蓋性能。但是，由于這種片材對(duì)土壤的吸附作用差以及穿孔難，它不能同時(shí)在機(jī)器移栽和直接播種中使用。因此，需要一種可廣泛應(yīng)用于機(jī)器移栽和直接播種的代用片材。
因此，為解決這些常規(guī)的問題并且改進(jìn)覆蓋墊的可生物降解性，使其同時(shí)適應(yīng)機(jī)器移栽和直接播種，本發(fā)明的發(fā)明者經(jīng)過反復(fù)研究，發(fā)現(xiàn)通過用含熱塑性脂族聚酯的可生物降解的樹脂膜涂敷紙張而獲得的層壓片，顯示出良好的覆蓋性能，表現(xiàn)在可提高土壤溫度和預(yù)防雜草，具有與非降解性聚乙烯膜同樣良好的強(qiáng)度并且在收獲后可以完全降解在土壤中。此外，我們發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的墊子可以同時(shí)既適應(yīng)機(jī)器移栽使用又適應(yīng)直接播種使用。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在稻米種植中預(yù)防雜草用的覆蓋墊，該覆蓋墊具有改進(jìn)的可生物降解性、在雜草預(yù)防效果和土壤溫度提高效果方面具有良好的覆蓋性能，并且具有良好的強(qiáng)度和耐用性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種既適應(yīng)機(jī)器移栽又適應(yīng)直接播種的可生物降解的覆蓋墊。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種所說覆蓋墊的制造方法。
為實(shí)現(xiàn)所說的目的，本發(fā)明提供一種具有層壓結(jié)構(gòu)的覆蓋墊，通過用可生物降解的樹脂膜涂敷紙片來獲得，其中所說的可生物降解的樹脂膜含有可完全生物降解的熱塑性脂族聚酯。
此外，本發(fā)明提供一種制備所說墊的方法，包括以下步驟(1)借助擠出成型方式，用可生物降解的樹脂膜熔融涂敷紙張；和(2)將步驟(1)獲得的涂敷紙張卷成卷形。
從以下詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的這些和其它目的和優(yōu)點(diǎn)，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得顯而易見。


圖1顯示了本發(fā)明的覆蓋墊，其具有紙張和可生物降解膜的層壓結(jié)構(gòu)，其中可生物降解的膜涂敷在紙張上面，并且具有多個(gè)用于種植的穿孔。
圖2是顯示幼苗豎立和雜草生長(zhǎng)狀況的照片；圖2a顯示了在無覆蓋墊栽培中的雜草繁殖情況；圖2b顯示了使用對(duì)比例1的覆蓋墊在種植一(1)個(gè)月后的稻米栽培情況，其中對(duì)比例1的覆蓋墊由不含紙片的單獨(dú)的樹脂膜構(gòu)成；和圖2c顯示了使用實(shí)施例1的覆蓋墊在種植一(1)個(gè)月后的稻米栽培情況，其中所說的實(shí)施例1的覆蓋墊由紙片和涂敷在其上的樹脂膜構(gòu)成。
發(fā)明祥述下面是對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述。
本發(fā)明是基于如下發(fā)現(xiàn)通過借助于擠出成型方式用含熱塑性脂族聚酯的可生物降解的樹脂膜熔融涂敷紙片而獲得的層壓片，可以顯示出改進(jìn)的可生物降解性并且同時(shí)適應(yīng)機(jī)器移栽和直接播種。因此，本發(fā)明的覆蓋墊可以有利地用于一年單位的稻米栽培，所說的栽培或是機(jī)器移栽的形式或是直接播種的形式，并且收獲后可以完全降解在土壤中。
此外，本發(fā)明的覆蓋墊對(duì)土壤具有良好的吸附作用，從而顯示出良好的覆蓋性能，表現(xiàn)在提高土壤溫度、控制雜草和增加土壤水分容量。
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的最好方式。
本發(fā)明解決了紙片或非織造物的容易潮濕和撕裂的缺陷，并且解決了聚乙烯膜的不可降解和容易撕裂的缺陷。
本發(fā)明中，可生物降解的樹脂膜可以由通過下列式1或式2所示的熱塑性脂族聚酯組成[式1] (其中，n是整數(shù)并且表示重復(fù)單元；R1表示具有2-6個(gè)碳原子的脂族烴基并且R2表示具有2-8個(gè)碳原子的脂族烴基)[式2] (其中，n是整數(shù)并且表示重復(fù)單元；并且R3表示具有2-6個(gè)碳原子的脂族烴基)。
式1的脂族聚酯可以通過脂族二醇和脂族二羧酸的縮聚來制備。所說的二醇可以是，但不限于，乙二醇；丙二醇；1，4-丁二醇；1，6-己二醇和環(huán)己烷二甲醇。所說的二羧酸可以是，但不限于，琥珀酸和己二酸。
此外，式2的脂族聚酯可以通過己內(nèi)酯(caprolacton)、丙交酯(lactide)或乙交酯(glycolide)的開環(huán)聚合來制備。
盡管上述式1和2所示的可生物降解的樹脂具有不同的加工性能，但它們具有相似的分解相。因此，二者均可以有利地應(yīng)用于本發(fā)明。
此外，所說的可生物降解的樹脂膜中還可以含有天然或人造樹脂，如淀粉、纖維素、聚乳酸或其共聚物、聚己酸內(nèi)酯和脂族聚酯。這些另外包含在樹脂膜中的可生物降解的樹脂具有不同的加工性能和分解相，但它們對(duì)環(huán)境來說具有親合力并且在收獲后可以自行降解在土壤中，所以它們可以有利地應(yīng)用于稻米栽培。
而且，本發(fā)明的樹脂膜中還可以含有有機(jī)和/或無機(jī)添加劑，例如，增量劑。優(yōu)選的是，樹脂膜中可以含有一種或多種選自由碳酸鈣、滑石和淀粉所組成的組中的增量劑。它們可以控制可生物降解樹脂在土壤中的降解程度，從而包含在本發(fā)明的樹脂膜中是有利的。
最后，作為構(gòu)成本發(fā)明覆蓋墊的紙片，從經(jīng)濟(jì)方面考慮優(yōu)選使用再生的紙張，但不限于此特定的類型。
本發(fā)明的覆蓋墊可以具有紙片和可生物降解膜的兩層層壓層，也可以具有通過將紙片和可生物降解膜層壓的多層。
圖1顯示了本發(fā)明的覆蓋墊，該覆蓋墊具有紙張和涂敷在其上的可生物降解膜的層壓結(jié)構(gòu)，并且在所說的覆蓋墊上穿多個(gè)用于種植的孔。種植用的孔可以在墊的制造過程中或者剛好在種植前來制備。
本發(fā)明的覆蓋墊可以通過熔融涂敷法，將可生物降解的熱塑性樹脂模塑(擠出成型)在紙片上來制備。這種方法在本發(fā)明中是非常重要的。
優(yōu)選的是，熔融涂敷的擠出成型由單獨(dú)的可生物降解樹脂的干燥小丸或者含有機(jī)和/或無機(jī)添加劑的摻混物的干燥小丸開始。將這些小丸傳送至料斗承載器的料斗中，并且引入擠出機(jī)中進(jìn)行熔融。最后，將其在壓片模口處擠出并且涂敷在以滾壓平整形式提供的再生紙上。這種涂敷方法稱作“熔融涂敷”。熔融涂敷所獲得的膜的厚度可以由擠出量和卷動(dòng)速度來決定。根據(jù)稻米栽培條件來確定可生物降解樹脂的降解是必要的。也就是說，過厚會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上的損失并且花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間才能降解，而厚度不足可能造成差的雜草控制效果。因此，樹脂膜的厚度(涂敷厚度)優(yōu)選可以是5-40μm。
具體實(shí)施例方式
下面將通過實(shí)施例的方式更詳細(xì)地描述本發(fā)明，這些實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
實(shí)施例1使用厚度為55μm且重量為45g/m2的再生紙(Hansol Paper制造)。并且，使用式1的透明聚琥珀酸丁二醇酯作為可生物降解樹脂，其數(shù)均分子量為40,000-50,000，熔點(diǎn)為114℃，并且熔體流動(dòng)指數(shù)為20(SG1111，SKChemicals制造)(本文以下稱作PBS)。
將此可生物降解樹脂的小丸引入擠出機(jī)中進(jìn)行熔融，并且在壓片模口處擠出，以便涂敷在以滾壓平整形式提供的再生紙上。這種熔融涂敷方法制出透明雙層覆蓋墊，其寬度為900mm并且總厚度為65μm(紙厚度+涂層厚度)。
在此覆蓋墊上以水平30cm和垂直14cm的間距鉆孔，并且按30kg每公頃(ha)的量點(diǎn)播稻米種子(Ansanbyeo試驗(yàn)用品種)。
實(shí)施例2除樹脂膜的厚度不同外，進(jìn)行如實(shí)施例1的相同過程?？刂仆繉拥暮穸龋a(chǎn)生總厚度為67μm的墊。
實(shí)施例3除樹脂膜的厚度不同外，進(jìn)行如實(shí)施例1的相同過程?？刂仆繉拥暮穸?，產(chǎn)生總厚度為69μm的墊。
實(shí)施例4進(jìn)行如實(shí)施例1相同的過程，不同之處是所使用的可生物降解樹脂中含有70wt％的式1的半透明聚己二酸丁二醇酯和30wt％的碳酸鈣，其中所說的半透明聚己二酸丁二醇酯的數(shù)均分子量為40,000-50,000并且熔體流動(dòng)指數(shù)為30(以下稱作PBA/Ca)。控制涂層的厚度，產(chǎn)生總厚度為65μm的墊。
實(shí)施例5進(jìn)行如實(shí)施例1相同的過程，不同之處是所使用的可生物降解樹脂中含有式2的透明聚己內(nèi)酯，其熔體流動(dòng)指數(shù)為1-2(以下稱作PCL)?？刂仆繉拥暮穸?，產(chǎn)生總厚度為65μm的墊。
對(duì)比例1按照實(shí)施例1的過程，使用由單獨(dú)的可生物降解樹脂PBS構(gòu)成的不含紙片的覆蓋墊(15μm)。
對(duì)比例2按照實(shí)施例1的過程，使用由單獨(dú)的可生物降解樹脂PBS構(gòu)成的不含紙片的覆蓋墊(25μm)對(duì)比例3按照實(shí)施例1的過程，使用不含涂敷膜的單獨(dú)的實(shí)施例1的再生紙作為覆蓋墊。
實(shí)驗(yàn)例1雜草的預(yù)防(防止雜草生長(zhǎng))通過比較在無覆蓋墊栽培中和在有覆蓋墊栽培中的雜草的干燥重量，并且通過下式進(jìn)行計(jì)算，來評(píng)價(jià)雜草的控制效果雜草預(yù)防值＝{1-(有覆蓋墊栽培中的雜草的干燥重量/無覆蓋墊栽培中的雜草的干燥重量)}×100結(jié)果示于表1。
實(shí)驗(yàn)例2覆蓋墊的可生物降解性通過三(3)個(gè)月的在水中的包水試驗(yàn)(wrapping test)，來評(píng)價(jià)覆蓋墊的可生物降解性。三(3)個(gè)月后，目測(cè)觀察墊子的殘余物并且根據(jù)以下評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估◎非常好 ○良好 △中等 ×差結(jié)果示于表1。
實(shí)驗(yàn)例3提高土壤溫度效果在覆蓋墊下面，于稻米幼苗之間設(shè)置一自動(dòng)溫度計(jì)。記錄每小時(shí)的土壤溫度，記錄一(1)個(gè)月。將有覆蓋墊栽培中的平均溫度與無覆蓋墊栽培中的平均溫度進(jìn)行比較。結(jié)果示于表1。
實(shí)驗(yàn)例4墊子對(duì)土壤的吸附作用在設(shè)置覆蓋墊的一(1)個(gè)月后，目測(cè)觀察墊子對(duì)土壤的吸附情況，并且按照以下評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估◎非常好 ○良好 △中等 ×差結(jié)果示于表1。
此外，參考圖2的照片來比較對(duì)土壤的吸附作用。其中圖2a顯示了非覆蓋墊栽培中幼苗的豎立和雜草的生長(zhǎng)情況；圖2b顯示了在使用對(duì)比例1覆蓋墊的稻米栽培中，一(1)個(gè)月后幼苗的豎立和雜草的生長(zhǎng)情況；圖2c顯示了在使用實(shí)施例1覆蓋墊的稻米栽培中，一(1)個(gè)月后幼苗的豎立和雜草的生長(zhǎng)情況。
正如圖2所示，相比于由單獨(dú)的樹脂膜構(gòu)成的不含紙片的對(duì)比例1，本發(fā)明的墊子對(duì)土壤具有良好的吸附作用，從而有效地抑制了雜草的生長(zhǎng)。對(duì)比例1的墊子對(duì)土壤的吸附作用差，不能有效抑制雜草的出現(xiàn)和生長(zhǎng)。


實(shí)驗(yàn)例5土壤水分容量在設(shè)置墊子之前，將灌溉用水從稻田中排干，并且在播種后，70天內(nèi)不提供人工灌溉。根據(jù)氣象學(xué)記錄計(jì)算降雨量。將在有覆蓋墊栽培中的土壤水分含量(按照下式計(jì)算)與無覆蓋墊栽培中的土壤水分含量進(jìn)行比較。結(jié)果示于表2。
土壤水分含量(％)＝{土壤中的水分重量/(土壤重量-土壤中的水分重量)}×100[表2]

在表2中，降雨量是上述規(guī)定天數(shù)內(nèi)的降雨的累積量。
正如表2中所示，本發(fā)明的墊子可以增加土壤水分容量，從而節(jié)省了稻米栽培中的灌溉用水。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)例的結(jié)果，應(yīng)當(dāng)清楚地看到本發(fā)明的覆蓋墊可以在數(shù)月內(nèi)完全降解而不會(huì)造成環(huán)境污染，并且顯示出良好的覆蓋性能，表現(xiàn)在防止雜草生長(zhǎng)、提高土壤溫度和增加土壤水分容量，從而有利地應(yīng)用于稻米栽培。此外，本發(fā)明的墊子可以借助擠出成型方式大量生產(chǎn)，并且具有良好的強(qiáng)度和耐用性。
上面詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案，但應(yīng)當(dāng)清楚知道的是，很多對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的對(duì)本發(fā)明基本概念的變化和/或改進(jìn)，仍屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)，本發(fā)明的范圍如所附的權(quán)利要求書中定義。
權(quán)利要求
1.一種用于預(yù)防雜草的可生物降解的覆蓋墊，包括有通過用可生物降解的樹脂膜涂敷紙張獲得的層壓片，其中所說的可生物降解的樹脂膜含有可生物降解的熱塑性脂族聚酯。
2.如權(quán)利要求1所述的覆蓋墊，其中所說的聚酯由下列式1或式2所示[式1] 其中，n是整數(shù)并且表示重復(fù)單元；R1表示具有2-6個(gè)碳原子的脂族烴基并且R2表示具有2-8個(gè)碳原子的脂族烴基；[式2] 其中，n是整數(shù)并且表示重復(fù)單元；并且R3表示具有2-6個(gè)碳原子的脂族烴基。
3.如權(quán)利要求1所述的覆蓋墊，其中所說的樹脂膜中還含有一種或多種選自由碳酸鈣、滑石和淀粉所組成的組中的添加劑。
4.一種制備權(quán)利要求1所述覆蓋墊的方法，包括以下步驟(1)借助擠出成型方式，用含有可生物降解的熱塑性脂族聚酯的可生物降解的樹脂膜熔融涂敷紙張；和(2)將步驟(1)獲得的涂敷紙張卷成卷形。
5.一種通過使用權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的可生物降解的覆蓋墊提高土壤溫度和增加土壤水分容量的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在稻米栽培中用于預(yù)防雜草的可生物降解的覆蓋墊，該覆蓋墊具有改進(jìn)的可生物降解性以致可以在數(shù)月內(nèi)完全降解，具有良好的覆蓋性能，表現(xiàn)在防止雜草生長(zhǎng)、提高土壤溫度和增加土壤水分容量，并且具有良好的強(qiáng)度和耐用性；本發(fā)明還提供借助擠出成型方式來制造所說覆蓋墊的方法。
文檔編號(hào)D21H27/30GK1503621SQ02803491
公開日2004年6月9日 申請(qǐng)日期2002年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月13日
發(fā)明者梁云鎬, 金帝圭, 韓熙錫, 金宰賢, 姜良淳, 辛正柱, 李敏赫, 金常駿, 韓淳宗 申請(qǐng)人:韓國(guó)農(nóng)村振興廳, 株式會(huì)社Sk化學(xué)