JPH09302327A - 生分解性生物活性剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の緩効性肥料、緩効性農薬などと比べ
てより生物活性剤を緩効性とし、その緩効性を容易に調
節するとともに、自然環境下において微生物により容易
に生分解される生分解性生物活性剤組成物を提供する。 【解決手段】 （Ａ）生分解性プラスチック２０〜７０
重量部、（Ｂ）澱粉及び／又は澱粉誘導体３０〜８０重
量部、（Ｃ）糖類３〜３０重量部、（Ｄ）生物活性剤の
１種以上０．５〜８０重量部、及び（Ｅ）無機担体０〜
１５重量部からなる生分解性生物活性剤組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、農薬などの生物活
性剤を緩効性とするとともに、自然環境下において微生
物により容易に生分解される生分解性生物活性剤組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術】肥料、農薬などの生物活性剤は土壌中な
どに施用すると、有効成分の急速な溶出、分解、揮散な
どのため、少量多数回の施用を必要とし、また生物活性
剤の局所的な高濃度による植物などへの障害の問題があ
った。このため、緩効性（遅効性）の肥料、農薬の開発
が進められて来た。

【０００３】緩効性肥料としては、固形肥料、硝化抑制
剤入り化成肥料、被覆肥料などの他、肥料成分そのもの
を緩効性としたＩＢ態窒素、ＣＤＵ窒素、メチレン尿素
などが知られている。緩効性農薬についても同様に各種
工夫がなされ、例えば吸着法では、けいそう土、ベント
ナイト、バーミキュライト、クレーなどの天然担体に吸
着させたり、被覆法では、ケイ砂、炭酸カルシウム、ク
レーなどの非吸油性粒状担体を核として農薬成分を被覆
させたり、融溶造粒法では、主剤を尿素とともに融溶し
ホルムアルデヒド縮合させて液状化しノズルより吹き出
し急冷して造粒して、粒剤とする方法、高分子化合物な
どの各種合成担体に担持する方法の他、農薬成分自体の
分解性を抑制する方法も知られている。しかしながら、
いずれも緩効性が十分でないうえに、その緩効性を調節
手段に欠いていた。

【０００４】一方、種々のプラスチック製品が大量に使
用されるとともに、使用後に廃棄物となった際に、通常
の条件では分解せず、また微生物等による腐食分解され
ないことが問題となっていた。このため、従来より分解
性プラスチックの研究が行なわれ、大別して（１）光感
応性剤を加えたり、特定の光感応基を導入し光エネルギ
ーでポリマー鎖が開裂して低分子量化していく光分解性
プラスチック、（２）土壌、水中、汚泥中などに生息す
る微生物によって最終的に二酸化炭素と水まで分解する
生分解性プラスチック、及び（３）非分解性プラスチッ
クに生分解性プラスチックをブレンドして、土壌中など
で崩壊させる生崩壊性プラスチックが研究開発されつつ
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の緩効性肥料、緩効性農薬などと比べてより生物活性剤
を緩効性とし、その緩効性を容易に調節するとともに、
自然環境下において微生物により容易に生分解される生
分解性生物活性剤組成物を提供することにある。さら
に、物性面、分解容易性及びコストの点で従来知られた
生分解性プラスチックを更に改良するものであり、環境
問題に対する意識の高まりに応ずるものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討した
結果、（Ａ）生分解性プラスチックと（Ｂ）澱粉及び／
又は澱粉誘導体からなる混合系に（Ｃ）糖類を添加した
生分解性プラスチック組成物に（Ｄ）生物活性剤を添加
することによって、更に所望により（Ｅ）無機担体を添
加することによって上記課題が解決されることを見出し
本発明に至った。

【０００７】即ち、本発明は以下の（１）〜（７）であ
る。

【０００８】（１） （Ａ）生分解性プラスチック２０
〜７０重量部、（Ｂ）澱粉及び／又は澱粉誘導体３０〜
８０重量部、（Ｃ）糖類３〜３０重量部、（Ｄ）生物活
性剤の１種以上０．５〜８０重量部、及び（Ｅ）無機担
体０〜１５重量部からなる生分解性生物活性剤組成物。

【０００９】（２） 上記（１）記載の組成物におい
て、更に（Ｆ）発泡剤を含有することを特徴とする発泡
性生分解性組成物。

【００１０】（３） （Ａ）生分解性プラスチックが生
分解性脂肪族ポリエステルであることを特徴とする上記
（１）又は（２）記載の生分解性組成物。

【００１１】（４） （Ｃ）糖類がショ糖であることを
特徴とする上記（１）又は（２）記載の生分解性組成
物。

【００１２】上記（５） （Ｄ）生物活性剤が肥料であ
ることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の生分解
性組成物。

【００１３】上記（６） （Ｄ）生物活性剤が殺虫剤、
殺菌剤、除草剤、植物成長調節剤、動物忌避剤、動物誘
引剤からなる群から選ばれる１種以上の薬物であること
を特徴とする上記（１）又は（２）記載の生分解性組成
物。

【００１４】（７） （Ｄ）生物活性剤が有効菌類であ
ることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の生分解
性組成物。

【００１５】以下、本発明を詳しく説明する 本発明においては、特定の生分解性プラスチック組成物
に生物活性剤が混入されており、このペレット化された
ものは、土壌中などの自然環境下で除々に生分解される
とともに、含有されている各種生物活性剤が溶出してそ
の生物活性を持続するものである。

【００１６】本発明の組成物を構成する（Ａ）成分であ
る生分解性プラスチックとは従来公知のものであり、特
に限定されない。生分解性プラスチックとしては、化学
的合成品、動植物の構成成分である天然ポリマー、及び
素材として微生物が作るポリマーなどが知られている。

【００１７】前記化学的合成品としては、脂肪族ポリエ
ステル、ポリ乳酸、ポリグリコリッド、ポリ酪酸などの
他、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリエチレング
リコール、ポリアクリル酸のアルカリ金属又はアルカリ
土類金属による全部又は部分ケン化物などの水溶性のポ
リマーなどが例示される。

【００１８】前記天然ポリマーとしては、セルロース、
キチン・キトサンなどが挙げられる。澱粉も生分解性の
天然ポリマーであり、多糖類であるが、本発明において
澱粉は（Ｂ）成分として用いるので、（Ａ）及び（Ｃ）
成分からは除外される。

【００１９】前記微生物が作るポリマーとしては、ポリ
ヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）とポリヒドロキシバレ
レート（ＰＨＶ）の共重合体、ポリアミノ酸などが挙げ
られる。ある種の多糖類も微生物から作られるが、本発
明において糖類は（Ｃ）成分として用いるので、（Ａ）
成分からは除外される。

【００２０】これらの中で、１，４−ブタンジオール等
のポリオール類とコハク酸やアジピン酸のような脂肪族
ジカルボン酸を重縮合させて得られる生分解性脂肪族ポ
リエステルが好ましい。

【００２１】本発明において、生分解性プラスチックは
１種又は２種以上を用いることができる。

【００２２】本発明の（Ｂ）成分を構成する澱粉及び／
又はその誘導体としては限定されないが、トウモロコシ
の澱粉、ジャガイモ、さつまいもなどのいも類の澱粉、
米類の澱粉、麦類の澱粉、これらのアセチル化物、メチ
ル化物、アリル化物、カルボキシルメチル化物が例示さ
れる。これらの中で、トウモロコシの澱粉（コーンスタ
ーチ）が最も一般的であり好ましい。又、これらの混合
物を用いることもできる。

【００２３】本発明の（Ｃ）成分を構成する糖類とは、
単糖類及び少糖類を総称するものである。単糖類として
は、モノース、ジオース、トリオース、テトロース、ペ
ントース、ヘキソース、ヘプトース、オクトース、ノノ
ース、デコースなどが挙げられる。少糖類としては、麦
芽糖、セロピオース、ゲンチオピオース、メリピオー
ス、ラクトース、ツラノース、トレハロース、ショ糖、
インサッカロースなどの二糖類、マルトトリオースなど
の三糖類や四糖類が挙げられる。これらの中で汎用性、
取扱い容易性から二糖類が好ましく、特にショ糖が砂糖
として市場に出ていることから好ましい。又、これらの
混合物を用いることもできる。

【００２４】本発明の（Ｃ）成分を構成する生物活性剤
とは、動植物に様々な効果をもたらすものであり特に限
定されない。具体的には、肥料、殺虫剤・殺菌剤・除草
剤・植物成長調節剤・動物忌避剤、動物誘引剤などの農
薬、有効菌類が挙げられる。これらは特に限定されな
い。

【００２５】また、これらの１種以上を生分解性プラス
チック組成物に添加して用いること、あるいは別々に生
物活性剤を含有する生分解性プラスチック組成物よりペ
レット化し、これらを適宜配合して用いることもでき
る。

【００２６】肥料としては、例えば、硫安、塩安、硝
安、尿素、石灰窒素、硝酸石灰、硝酸ソーダ、ホルム窒
素（ホルムアルデヒド加工尿素）、ＩＢ窒素（イソブチ
ルアルデヒド加工尿素）、ＣＤＵ窒素（アセトアルデヒ
ド加工尿素）、燐安などの窒素肥料、硫酸カリ、塩化カ
リ、硫酸カリ苦土、重炭酸カリ、腐植酸カリ、灰類など
のカリ肥料、過燐酸石灰、重過燐酸石灰、苦土過燐酸、
熔成燐肥、ＢＭ熔燐、ボロン熔燐、苦土重焼燐、ホウ素
・マンガン入り苦土重焼燐などの燐酸肥料、各種化成肥
料、高度化成肥料、複合化成肥料、固形肥料、液体肥
料、微量要素肥料、石灰・珪酸質肥料、苦土質肥料、有
機質肥料などが挙げられる。

【００２７】農薬としては、例えば、天然物系、合成に
よる天然物系、カーバメート系、有機リン系、殺ダニ
剤、有機塩素系、マシン油、無機系、殺線虫剤などの殺
虫剤、有機リン系、有機イオウ系、抗生物質系、キノン
系、フェノール系、含窒素系、有機ヒ素系などの殺菌
剤、フェノキシ酢酸系、カーバメート系、ウレア系、カ
ルボン酸系、トリアジン系、四級アミン系、ジフェニル
エーテル系、ヘテロ環系、無機系などの除草剤、植物成
長促進剤、成長抑制剤、落葉剤、摘花剤、摘果剤などの
植物成長調節剤、犬、ねこ、ねずみ、昆虫類などの動物
忌避剤、ガ、ハチ、ゴキブリなどの動物誘引剤、化学不
妊剤、昆虫ホルモンなどの生理活性物質などが挙げられ
る。

【００２８】有効菌類としては、発酵合成菌（発酵合成
型微生物）、例えばイーエム菌などが挙げられる。

【００２９】これらの中で、特に、各種肥料、農薬、犬
・ねこ忌避剤、有効菌類などが好ましい。

【００３０】上記生物活性剤は単独で混入してもよい
が、（Ｅ）成分の無機担体を添加してもよい。無機担体
としては、セラミック粉末、ゼオライト、カオリン、シ
リカ、アルミナ、炭酸カルシウム、マグネシウムシリケ
ート、アルミニウムシリケート等の無機物質が挙げられ
る。担持体である無機物質は生分解調節剤としても機能
する。

【００３１】本発明の生分解性生物活性剤組成物は、所
望する薬効、物性によって、（Ａ）〜（Ｄ）の各成分を
広い範囲から選定することができる。一般的には（Ａ）
成分２０〜７０重量部、（Ｂ）成分３０〜８０重量部、
（Ｃ）成分３〜３０重量部、（Ｄ）成分０．５〜８０重
量部、（Ｅ）成分０〜１５重量部からなる。又、生分解
性は低下するが、上記成分に加えて公知の非生分解性ポ
リマーを適宜混合することもできる。主要な成分である
（Ｄ）成分の添加割合は上記の通り０．５〜８０重量部
であるが、好ましくは５〜６０重量部、より好ましくは
１０〜５０重量部％の割合である。

【００３２】本発明においては、更に（Ｆ）成分として
公知の発泡剤を含有させることにより発泡性組成物とす
ることもできる。発泡剤としては公知のものを通常用い
られる量で用いることができる。発泡体とすることで用
途範囲をさらに広げることができる。

【００３３】発泡剤としては、ブタン、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、オクタンなどの炭化水素、ハロゲン化
炭化水素、水やそのマイクロカプセル化物、炭酸ナトリ
ウム、炭酸水素ナトリウムなどの炭酸塩系発泡剤、アゾ
ジカルボンアミド等の化学発泡剤が挙げられる。

【００３４】本発明の生分解性生物活性剤組成物の製造
方法については特に制限はなく、上記（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）成分を所定の配合比でヘンシ
ェルミキサーやタンブラーで混合した後、一軸あるいは
多軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール
などの公知の混練装置を用いて溶融混練することにより
容易に得ることができる。また、ヘンシェルミキサーや
タンブラーなどによる原料の混合を省略して各種原料を
別々のフィーダーを用いて溶融混練装置に供給し、混練
して得ることもできる。又、ペレット化を省略して、各
成分を粉状のまま混合して成形機に導入することもでき
る。

【００３５】また、本発明においては、必要に応じて各
種添加剤成分、例えば、可塑剤、滑剤、安定剤、酸化防
止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、離型剤などをポリマー成
分のペレット製造時やポリマー成形体の成形加工時に配
合することもできる。

【００３６】本発明の組成物を発泡材料とする時は、通
常の射出成形機など公知の方法により容易に発泡させる
ことができる。発泡倍率も２〜３倍程度の低発泡から、
２０〜３０倍程度の高発泡まで調節可能である。

【００３７】なお、本発明の生分解性生物活性剤組成物
を食用植物などに用いる場合には上記各種添加剤は食品
着色剤などの人体に無害であることが既に知られたもの
を使用するのが好ましい。

【００３８】本発明においては、更に非生分解性の熱可
塑性プラスチックを併用することができる。この場合、
廃棄物は土壌中などに生息する微生物により、（Ａ）成
分の生分解性プラスチック、（Ｂ）成分の澱粉及び／又
は澱粉誘導体、及び（Ｃ）成分の糖類が分解されること
により、プラスチック成形物はその形態を失うことにな
り、崩壊性プラスチックとして利用できる。

【００３９】このような非生分解性可塑性プラスチック
としては、例えばスチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、
メタクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビ
ニリデン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセター
ル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フッ素樹脂およ
び各種の熱可塑性エラストマーなどが挙げられるが、こ
れらの中でスチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、メタク
リル系樹脂及びポリ塩化ビニル系樹脂が一般的である。
これらは２種以上用いることもできる。

【００４０】このようにして得られた本発明の生分解性
生物活性剤組成物は、一般に熱可塑性ポリマーの成形に
用いられている公知の方法、例えば射出成形、押出成
形、ブロー成形、インフレーション成形、真空成形など
の方法によって各種形状、粒径のペレットなどの成形体
に成形される。また、フィルムや二軸延伸フィルム、シ
ート、発泡シート、発泡ビーズなどに成形された後、所
望のペレットに成形してもよい。

【００４１】本発明の生分解性生物活性剤組成物より製
造されたペレットは、既に知られている他の肥料、農薬
などの生物活性剤と併用することもできる。これらとの
併用によって、散布回数を減らしたり、速効性のものと
本発明の緩効性のものを組み合せて効果をより一定して
持続させることもできる。また、肥料、農薬などの表面
を生分解性プラスチックがコートされる結果、これらが
有していた吸湿性を抑制することができる。

【００４２】本発明の組成物は生分解性プラスチックと
澱粉を主成分とし、糖類を加えたものであるので、ペレ
ットなどの成形物への成形が容易であり、その成形物
は、生物活性剤が有する生物活性とプラスチックが有す
る各種物性を併有するとともに、使用後は土壌、水中、
汚泥中などに生息する微生物によって完全に分解される

【００４３】。

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明をさら
に詳しく説明するが、本発明はこれらの例に限定される
ものではない。

【００４４】実施例１ （Ａ）脂肪族ポリエステル ２２部 （昭和高分子製ビオノーレ１０２０） （Ｂ）コーンスターチ ２２部 （Ｃ）ショ糖（砂糖） ６部 （Ｄ）化成肥料（三成分入り） ５０部 上記各成分の混合物を２軸押出機に供給しペレットを成
形した。

【００４５】得られたペレットの外観は良く、添加した
ショ糖によるコゲ、変色等の発生は全くなかった。ま
た、ペレットとしての固化度等も十分であり、水による
洗浄も可能であった。

【００４６】土壌より採集して作成した培地中にバラを
植え、上記ペレットを散布した。ペレットは室温下で３
カ月間放置した所、ほぼ完全に生分解された。バラの生
育状態はきわめて良好であった。

【００４７】比較のために（Ｃ）成分のショ糖を除外し
た他は同様のペレットの成形、及び分解を行った所、上
記本発明の実施例によるものに比べて土壌中での生分解
性は同様であったが、成形性が非常に劣っていた。ま
た、バラの生育状態は若干低下していた。また、（Ｂ）
成分と（Ｃ）成分を除いた他は同様のペレットの成形、
及び分解を行ったところ、成形性が若干劣るとともに、
土壌中で３ケ月放置してもほとんど分解しなかった。

【００４８】実施例２ （Ａ）ポリ乳酸 ４７部 （Ｂ）コーンスターチ ４７部 （Ｃ）ショ糖（砂糖） ５部 （Ｄ）及び（Ｅ） ＥＭ菌（救世ＥＭ１号）１重量％含有セラミックス粉末 １部 上記各成分の混合物を２軸押出機に供給しペレットを成
形した。

【００４９】得られたペレットの外観は良く、添加した
ショ糖によるコゲ、変色等の発生は全くなかった。ま
た、ペレットとしての固化度等も十分であり、水による
洗浄も可能であった。

【００５０】土壌より採集して作成した培地中に観葉植
物（パキラ、サンデリアーナ）を植え、上記ペレットを
散布、薄く土を覆ぶせた。ペレットは室温下で３カ月間
放置した所、ほぼ生分解された。また観葉植物の生育状
態はきわめて良好で病虫害は全く発生しなかった。新し
く出た葉の緑色は少し濃くなり、葉の肉厚も少しながら
厚くなった。

【００５１】比較のために（Ｃ）成分のショ糖（砂糖）
を３部としたものとショ糖（砂糖）を除外した他は実施
例１と同様のペレットの成形、及び分解を行った所、上
記本発明の実施例によるものに比べて生分解性に劣り、
観葉植物の生育状態は若干低下していた。

【００５２】このことより、ショ糖（砂糖）の添加によ
り生分解性を調節、促進できることが分かる。

【００５３】実施例３ （Ａ）ポリ乳酸 ２２部 （Ｂ）コーンスターチ ２２部 （Ｃ）ショ糖（砂糖） ６部 （Ｄ）化成肥料（三成分入り） ４９部 （Ｅ）セラミック粉末 １部 上記各成分の混合物を用い実施例１と同様に行なったと
ころ、同様の効果が得られた。

【００５４】実施例４ セラミック粉末の添加効果を調べるため、実施例３の
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）四成分のみとしたとこ
ろ、約３ケ月で生分解された。（Ｅ）成分中のセラミッ
ク粉末含有量を１％以下としたところ、約６ケ月で分解
した。（Ｅ）成分中のセラミック粉末含有量を２％とし
たところ、約９ケ月で分解した。（Ａ）成分の生分解性
プラスチックのみとしたところ、約９ケ月でほとんど分
解しなかった。

【００５５】このことから、セラミック粉末の添加量が
生分解速度を調節する作用を有することがわかる。

【００５６】

【発明の効果】本発明の生分解性生物活性剤組成物は、
成形性が容易であり、廃棄後は土壌中の微生物によって
短時間で完全に生分解されるものである。よって、環境
問題、資源問題、ゴミ問題に極めて有用である。

【００５７】本発明が上記のような格別優れた効果を奏
する理由は、バインダーである生分解性プラスチックな
どに生物活性剤が含有されているため生物活性が緩効性
に成るものと考えられる。またプラスチックの生分解性
が促進される理由は必ずしも明確ではないが、第３成分
として用いたショ糖などの糖類が、プラスチック成形時
に滑剤等の機能を有するとともに、廃棄時においては微
生物による生分解を促進する働きがあるためと思われ
る。更に、担持体として用いるセラミック粉末、ゼオラ
イトなどの無機物によって生分解性を調節しうる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）生分解性プラスチック２０〜７０
   重量部、（Ｂ）澱粉及び／又は澱粉誘導体３０〜８０重
   量部、（Ｃ）糖類３〜３０重量部、（Ｄ）生物活性剤の
   １種以上０．５〜８０重量部、及び（Ｅ）無機担体０〜
   １５重量部からなる生分解性生物活性剤組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の組成物において、更に
   （Ｆ）発泡剤を含有することを特徴とする発泡性生分解
   性組成物。
3. 【請求項３】 （Ａ）生分解性プラスチックが生分解性
   脂肪族ポリエステルであることを特徴とする請求項１又
   は２記載の生分解性組成物。
4. 【請求項４】 （Ｃ）糖類がショ糖であることを特徴と
   する請求項１又は２記載の生分解性組成物。
5. 【請求項５】 （Ｄ）生物活性剤が肥料であることを特
   徴とする請求項１又は２記載の生分解性組成物。
6. 【請求項６】 （Ｄ）生物活性剤が殺虫剤、殺菌剤、除
   草剤、植物成長調節剤、動物忌避剤、動物誘引剤からな
   る群から選ばれる１種以上の薬物であることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の生分解性組成物。
7. 【請求項７】 （Ｄ）生物活性剤が有効菌類であること
   を特徴とする請求項１又は２記載の生分解性組成物。