JPH1180524A - 生分解性マルチングフィルム - Google Patents

生分解性マルチングフィルム

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JPH1180524A
JPH1180524A JP26483497A JP26483497A JPH1180524A JP H1180524 A JPH1180524 A JP H1180524A JP 26483497 A JP26483497 A JP 26483497A JP 26483497 A JP26483497 A JP 26483497A JP H1180524 A JPH1180524 A JP H1180524A
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JP
Japan
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film
mulching film
copolymer
biodegradable
aliphatic polyester
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JP26483497A
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Akira Morikawa
陽 森川
Mariko Sugimoto
真理子 杉本
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Gunze Ltd
Original Assignee
Gunze Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用目的が完了し、自然界に放置されても、
自然界の微生物などによって生分解され最終的にはなく
なる生分解性を有するマルチングフィルムの提供に関す
る。 【解決手段】 本発明は、脂肪族ポリエステル系重合体
50〜97重量%と、3−ヒドロキシブチレートと3−
ヒドロキシバリレートの共重合体50〜3重量%を必須
成分とする組成物からなる生分解性マルチングフィルム
を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は農業及び園芸分野等
で広く用いられているマルチングフィルムに関する。よ
り詳しくは脂肪族ポリエステル系重合体と、3−ヒドロ
キシブチレートと3−ヒドロキシバリレートの共重合体
とを必須成分とする組成物からなる生分解性を有するマ
ルチングフィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、農業及び園芸分野では、例え
ば除草、保温保湿、通気性等の目的で、樹木や作物等の
幹及び根等の周りや、観葉植物等の植木鉢中にマルチン
グ材等が敷かれている。斯かるマルチング材としては、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩
化ビニル、ポリアセタール、ナイロン等の汎用プラスチ
ックからなるフィルムが、一般的に広く使用されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
プラスチックからなるマルチングフィルムは、生分解性
を有していないために、その目的が完了した後でも分解
せず、また使用中に崩壊した破片や、地中に埋没したも
の等は自然界に放置され、自然界の環境汚染や、景観を
悪くする等の問題が指摘されている。従って、その目的
を完了したマルチングフィルム、使用中に崩壊し飛散し
た破片及び地中に埋没したマルチングフィルム等を回収
する必要がある。
【0004】しかしながら、回収することは物理的に無
理であり、また、回収されたものを焼却処理すると、燃
焼カロリーが高いので焼却炉を傷める等の問題がある。
本発明は、その使用目的を完了し、自然界に放置したま
までも、自然界の微生物などによって生分解され最終的
には消滅する生分解性マルチングフィルムの提供を目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな状況に鑑み、鋭意検討を重ねた結課、本発明に到達
した。本発明の特徴とする処は、脂肪族ポリエステル系
重合体50〜97重量%と、3−ヒドロキシブチレート
と3−ヒドロキシバリレートの共重合体50〜3重量%
を必須成分とする組成物からなる単層叉は多層構成の生
分解性マルチングフィルムを提供する処にある。
【0006】該生分解性マルチングフィルムは、脂肪族
ポリエステル系重合体50〜97重量%と、3−ヒドロ
キシブチレートと3−ヒドロキシバリレートの共重合体
50〜3重量%からなる組成物のみから構成されていて
もよく、また、生分解性を損なわれない範囲内で他の成
分をさらに配合してもよい。前記生分解性マルチングフ
ィルム中の前記組成物と他の成分との配合割合は、マル
チングフィルムを構成する組成物が、通常10重量%以
上、好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重
量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明で用いられる脂肪族ポリエ
ステル系重合体としては、グリコール類と、ジカルボン
酸(叉はその酸無水物)との2成分、あるいは必要に応
じて、これに第三成分として3官能または4官能の多価
アルコール、オキシカルボン酸および多価カルボン酸
(またはその酸無水物)からなる群から選ばれる少なく
とも1種の多官能成分を加えて脱水重縮合反応して分子
末端にヒドロキシ基を有するポリエステルプレポリマー
を作り、これをカップリング剤(例えばジイソシアナー
ト)により、高分子量化したものを例示できる。
【0008】該脂肪族ポリエステル系重合体の数平均分
子量(Mn)は、10,000以上、好ましくは40,
000以上、より好ましくは50,000〜300,0
00程度を例示できる。数平均分子量(Mn)が10,
000未満では、優れた強靱性、強度(引張強伸度、耐
衝撃強度、引裂強度等)を有する生分解性マルチングフ
ィルムを成膜できない傾向がある。
【0009】該脂肪族ポリエステル系重合体は、下記一
般式で示されるものを例示できる。
【0010】
【化1】 (式中、mは2〜6、好ましくは2〜4の整数、nは2
〜6、好ましくは2〜4の整数、Nはポリマーの分子量
が1万以上、好ましくは4万以上、より好ましくは5万
〜30万程度になる数を示す。)
【0011】具体的な脂肪族ポリエステル系重合体とし
てはポリエチレンサクシネート(m=2、n=2)、ポ
リブチレンサクシネート(m=4、n=2)、ポリブチ
レンサクシネート・アジペート(m=4、n=2、4)
を好ましいものとして例示できる。
【0012】本発明に係る脂肪族ポリエステル系重合体
を構成するグリコール類としては、エチレングリコー
ル、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオ−
ル、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の炭素数1
〜10の直鎖または分枝を有する脂肪族または脂環式グ
リコール等が挙げられる。更に、これらのグリコール類
は併用してもよい。就中1,4−ブタンジオールを好ま
しいものとして挙げることができる。
【0013】上記のグリコール類と反応して脂肪族ポリ
エステル系重合体を構成するジカルボン酸(酸無水物を
含む)としては、コハク酸、アジピン酸、スペリン酸、
セバシン酸、ドデカン酸、無水コハク酸、無水アジピン
酸等が挙げられ、これらのジカルボン酸は単独でも2種
以上を併用してもよい。特に好ましいジカルボン酸とし
ては、コハク酸及びアジピン酸を例示できる。
【0014】上記のジカルボン酸(例えば、コハク酸及
びアジピン酸)の他に、必要ならば第三成分として、3
または4官能の多価アルコール成分(例えばトリメチロ
ールプロパン、グリセリン、ペンタエリット等)、3ま
たは4官能の多価オキシカルボン酸(例えばリンゴ酸、
クエン酸、酒石酸等)、3または4官能の多価カルボン
酸及びその無水物(例えばトリメシン酸、プロパントリ
カルボン酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフエノンテト
ラカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸
無水物等)から選ばれる少なくとも1種の多価官能成分
を添加して脂肪族ポリエステル系重合体を合成してもよ
い。
【0015】上記の第三成分を加えることにより、分枝
に長鎖の枝分かれを生じ、分子量が高くなると共に分子
量分布が広くなる傾向があり、生分解性マルチイングフ
イルムとしての好ましい性質(例えば引張強伸度、耐衝
撃強度、引裂強度等)を付与することが期待できる。こ
の際、第三成分の添加量は、ゲルが生じないように脂肪
族ジカルボン酸(酸無水物を含む)全体に対し3官能成
分では0.1〜5モル%程度、4官能成分では0.1〜
3モル%程度を例示できる。
【0016】本発明に係る脂肪族ポリエステル系重合体
のメルトフローレート(MFR;190℃、2.16k
g)は、1〜40g/10分、好ましくは5〜30g/
10分であり、特に8〜20g/10分が好ましい。メ
ルトフローレートが1g/10分未満では、例えば孔を
あけて使用する生分解性マルチングフィルムの場合、孔
をあける際、裂けやすい傾向があり、40g/10分を
超えると成膜が難しい傾向がある。
【0017】本発明で用いられる3−ヒドロキシブチレ
ートと3−ヒドロキシバリレートの共重合体としては、
微生物、例えば水素細菌(Alcaligenes e
utorophus)によって生合成される、融点が1
00〜180℃の生分解性を有する脂肪族ポリエステル
系樹脂を例示できる。斯かる3−ヒドロキシブチレート
と3−ヒドロキシバリレートの共重合体はとしては、加
工性を考慮して、3−ヒドロキシバリレートの含有率が
1〜20モル%のものが好ましい。この際、3−ヒドロ
キシバリレートが1モル%未満になると、結晶性が高い
ために硬く脆くなり、また融点が高いために、成膜加工
時に熱劣化し易い傾向があり、20モル%を超えると結
晶性及び融点が低下し軟化し過ぎるため、マルチングフ
ィルムとして好ましくない傾向があるが、前記範囲は特
に制限はない。
【0018】本発明に係る生分解性マルチングフィルム
は、前記に記載した脂肪族ポリエステル系重合体50〜
97重量%と、3−ヒドロキシブチレートと3−ヒドロ
キシバリレートの共重合体50〜3重量%とを必須成分
とする組成物から成膜される。 斯かる組成物の配合比
率は、脂肪族ポリエステル系重合体が50重量%未満
(3−ヒドロキシブチレートと3−ヒドロキシバリレー
トの共重合体が50重量%以上)であると生分解性マル
チングフィルムの生分解速度が速すぎ、使用目的が完了
する前に生分解される傾向があり、マルチングフィルム
としては実用上好ましくなく用途が制限される。脂肪族
ポリエステル系重合体が97重量%を超える(3−ヒド
ロキシブチレートと3ヒドロキシバリレートの共重合体
が3重量%以下)と、粘着性が強くなり、成形時にロー
ル離れが悪くなり成形速度が低下する傾向がある。更
に、生分解速度が遅くなり、次の作付けの際、マルチン
グフィルムが生分解されず残留しており、それを取り除
かなければならないと云う問題がある。
【0019】本発明の生分解性マルチングフィルムを構
成する組成物の調製方法は、特に制限はなく、従来のポ
リオレフィン系樹脂等の組成物の製法で慣用されている
方法、例えばリボンブレンダー、ヘンセルミキサー等で
ブレンドする方法、ニーダー、バンバリーミキサー、ロ
ール等の混練機を用いる方法、1軸または2軸押出機等
を用いて加熱溶融混練し、ペレット等に造粒する方法等
が挙げられる。
【0020】本発明に係る組成物は、必要に応じて、本
発明に係る生分解性マルチングフィルムの特性、例えば
強度、生分解性等を阻害しない範囲内で、他の合成樹
脂、各種の添加剤、充填剤、例えば耐熱安定剤、酸化防
止剤、帯電防止剤、滑剤、抗菌剤、顔料または染料、酸
化チタン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリ
ウム、水酸化マグネシウム、シリカ、タルク等を添加し
ても差し支えない。
【0021】他の合成樹脂としては、特に制限はない
が、例えばその他の生分解性樹脂を挙げることができ、
例えばポリ−3−ヒドロキシブチレート、ポリ−3−ヒ
ドロキシバリレート、3−ヒドロキシブチレートと3−
ヒドロキシプロピオネートの共重合体、3−ヒドロキシ
ブチレートと4−ヒドロキシブチレートの共重合体、ポ
リ−3−ヒドロキシアルカノエート、ポリカプロラクト
ン、乳酸含有ポリマー等を必要に応じて配合することが
できる。
【0022】該生分解性マルチングフィルムの製造方法
は、従来公知の方法であれば特に限定されない。例えば
Tダイから溶融押出してフラットなフィルム成形するT
ダイ法、円形ダイから溶融押出すると同時に例えば、圧
搾空気等の気体を吹き込み、チューブ状のフィルムを成
形するインフレーション法等によって成膜すればよい。
更に必要ならば、1軸または2軸に延伸してもよく、
その後熱固定してもよく、特に制限はない。
【0023】具体的には、例えば脂肪族ポリエステル系
重合体と、3−ヒドロキシブチレートと3−ヒドロキシ
バリレートの共重合体を必須成分とする組成物(ペレッ
ト状が好ましい)を、シリンダー温度150〜200
℃、Tダイ温度160〜200℃に設定されたTダイを
装着した押出機に投入し、溶融、混練して押出し、冷却
ロールまたは水や空気等で冷却して、フラット状フィル
ムを成膜する。更に必要に応じて、成膜に引き続き、例
えば縦方向に延伸温度35〜100℃のロールで3〜1
5倍延伸後、テンターを用いて、横方向に延伸温度60
〜100℃で3〜15倍延伸する逐次2軸延伸法で延伸
できる。必要ならば、延伸後、連続して例えば70〜1
00℃で熱固定して、強靱性、強度などを向上させた生
分解性マルチングフィルムを成膜する方法を例示でき、
特に制限はない。
【0024】更に、本発明に係る生分解性マルチングフ
ィルムは、脂肪族ポリエステル系重合体と、3−ヒドロ
キシブチレートと3−ヒドロキシバリレートの共重合体
を必須成分とする組成物からなる層(A)と、上記組成
物と同種及び/叉は異種の前記に記載したその他の生分
解性樹脂からなる層(B)との少なくとも2層である多
層構成でもよい。多層構成の生分解性マルチングフィル
ムの製造方法は、従来公知の方法であれば特に限定され
ず、例えば共押出法、溶融押出ラミネート法、ドライラ
ミネート法、熱圧着法及びホットメルトラミネート法等
で積層し多層構成にする方法を挙げることができる。
【0025】具体的には、例えば共押出用Tダイに連結
された少なくとも2台の押出機の1台に、生分解性を有
する高分子量の脂肪族ポリエステル系重合体と、3−ヒ
ドロキシブチレートと3−ヒドロキシバリレートの共重
合体を必須成分とする組成物からなるペレット(A)
を、他の1台の押出機に、前記に記載した他の生分解性
を有する樹脂、例えば乳酸含有ポリマー(B)を供給す
る。次いで、例えばシリンダー温度180℃、ダイ温度
170℃で溶融、混練して押出し冷却ロール、叉は水冷
で冷却固化して、(A)/(B)叉は(A)/(B)/
(A)の多層構成の生分解性マルチングフィルムを成膜
する方法を例示できる。更に必要ならば、単層フィルム
と同様にして逐次2軸延伸、熱固定してもよく、特に制
限はないい。
【0026】上記の生分解性マルチングフィルムの厚さ
は、用途、目的、収穫するまでの期間、鋤込んだ後、次
の作付けまでの期間等によって、適宜に設定すればよい
が、例えば、除草用等には10〜100μm、保温、保
湿用途等には10〜100μm、通気性用途(有孔フィ
ルムを含む)には10〜30μmを例示でき、特に制限
はない。
【0027】
【実施例】以下、実施例に基づき、本発明を説明する
が、本発明はこれらの実施例及び比較例によって限定さ
れない
【0028】尚、下記実施例、比較例における各評価は
下記の方法によって測定した。
【0029】[生分解性試験]:厚さ20μm×長さ1
0cm×幅10cmの試験片を、浄化センター(滋賀県
下水道公社湖南中部事務所内)で採取、処理される返送
汚泥中に25℃の条件下で浸漬し、30日後の重量減少
率及び試験片の生分解状態を目視評価した。
【0030】[引張強度]:JIS K−6782に順
じて測定した。
【0031】[引張伸度]:JIS K−6782に準
じて測定した
【0032】[耐衝撃強度]:JIS P−8134に
準じて測定した。
【0033】[直角引裂強度]:JIS K−6732
に準じて測定した。
【0034】実施例1 コハク酸及びアジピン酸と、1,4−ブタンジオールを
脱水重縮合し、カップリング剤により高分子量化して得
られる数平均分子量(Mn)=92,000、メルトフ
ローレート(MFR)10g/10分(190℃、荷重
2.16kg)のポリブチレンサクシネート・アジペー
ト共重合体(PBSA)95重量%と、3−ヒドロキシ
バリレートの含有率が8モル%の3−ヒドロキシブチレ
ートと3−ヒドロキシバリレートの共重合体5重量%と
をブレンドした組成物を、シリンダー温度180℃、ダ
イス温度170℃に設定したTダイ押出機を用いて溶融
混練後、表面温度約20℃の冷却ロール上に押出し冷却
固化して、厚さ20μmの生分解性マルチングフィルム
を得た。該生分解性マルチングフイルムの引張強度、引
張伸度、耐衝撃強度、直角引裂強度を表1に示した。ま
た、生分解性の尺度として、該生分解性マルチングフィ
ルムからなる所定面積のフィルムを活性汚泥に25℃の
条件下で30日間浸漬後の重量減少率を測定し、生分解
状態を目視評価した。その結果、重量減少率は約80%
以上であり、マルチングフィルムの形状が認められない
程度分解しており、生分解性マルチングフィルムとして
使用できる。
【0035】実施例2 ポリブチレンサクシネート・アジペート(PBSA)に
代えて、コハク酸と、1,4−ブタンジオールを脱水重
縮合しカップリング剤により高分子量化して得られる数
平均分子量(Mn)=85,000、メルトフローレー
ト(MFR)10g/10分(190℃、荷重2.16
kg)のポリブチレンサクシネート(PBS)50重量
%及びコハク酸とアジピン酸と1,4−ブタンジオール
とを脱水重縮合し、カップリング剤により高分子量化し
て得られる数平均分子量(Mn)=92,000、メル
トフローレート(MFR)10g/10分(190℃、
荷重2. 16kg)のポリブチレンサクシネート・アジ
ペート(PBSA)45重量%を用いる以外は以外は実
施例1と同様にして生分解性マルチングフィルムを得
た。該生分解性マルチングフィルムの引張強度、引張伸
度、耐衝撃強度、直角引裂強度を表1に示した。また、
生分解性については、実施例1と同様にして、重量減少
率の測定及び生分解状態を目視評価した。その結果、重
量減少率は約40%以上であり、マルチンググフィルム
の形状が認められない程度に生分解した。生分解性マル
チングフィルムとして好適に使用できる。
【0036】実施例3 コハク酸及びアジピン酸と、1,4−ブタンジオールを
脱水重縮合し、カップリング剤により高分子量化して得
られる数平均分子量(Mn)=92,000、メルトフ
ローレート(MFR)10g/10分(190℃、荷重
2.16kg)のポリブチレンサクシネート・アジペー
ト(PBSA)90重量%と、3−ヒドロキシバリレー
ト含有率8モル%の3−ヒドロキシブチレートと3−ヒ
ドロキシバリレートの共重合体10重量%をブレンドし
た組成物を、シリンダー温度180℃、ダイス温度17
0℃に設定したTダイ押出機を用いて溶融混練後、表面
温度約20℃の冷却ロール上に押出し、厚さ240μm
のシートを得た。引き続いて、該シートを45℃に加熱
されたロールを用いて縦方向(押出方向)に、3倍延伸
後、テンターを用い、雰囲気温度50℃の条件下で、横
方向(押出方向に対し直角方向)に4倍延伸した。その
後、更にテンター後室で温度80℃の条件で熱固定し
て、厚さ20μmの生分解性マルチングフィルムを得
た。該生分解性マルチングフィルムの引張強度、引張伸
度、耐衝撃強度、直角引裂強度を表1に示した。また、
生分解性については、実施例1と同様にして重量減少率
の測定及び生分解状態の目視評価をした。その結果、重
量減少率は約60%以上であり、マルチイングフィルム
の形状は認められない程度分解していた。生分解性マル
チングフィルムとして好適に使用できる。
【0037】実施例4 実施例2に用いた組成物を実施例1と同様にして、厚さ
240μmの生分解性シートを得た。該シートを用い
て、45℃に加熱されたロールで縦方向(押出方向)に
3倍縦延伸後、テンターを用いて雰囲気温度50℃の条
件下で横方向(押出方向に対して直角方向)に4倍横延
伸を行い、次いで該テンターの後室で、80℃の条件で
熱固定を行い、厚さ20μmの生分解性マルチングフィ
ルムを得た。該生分解性マルチングフィルムの引張強
度、引張伸度、耐衝撃強度、直角引裂強度を表1に示し
た。また、生分解性については、実施例1と同様にして
重量減少率の測定及び生分解状態を目視で評価した。そ
の結果、重量減少率は約40%以上であり、マルチング
フィルムの形状は認められない程度まで生分解した。生
分解性マルチイングフィルムとして好適に使用できる。
【0038】実施例5 共押出用Tダイに連結された3台の押出機の2台に、コ
ハク酸とアジピン酸及び1,4−ブタンジオールを脱水
重縮合し、カップリング剤により高分子量化して得られ
る数平均分子量(Mn)85,000、メルトフローレ
ート(MFR)10g/10分(190℃、荷重2.1
6kg)のポリブチレンサクシネート・アジペート(P
BSA)95重量%と、3−ヒドロキシバリレート含有
率8モル%の3−ヒドロキシブチレートと3−ヒドロキ
シバリレートの共重合体5重量%とからなる組成物
(A)を、他の1台の押出機に、L−乳酸のラクチドを
開環重合して得られる重合体である平均分子量(Mn)
80,000のポリ乳酸(B)を供給した。次いで、押
出機のシリンダー温度180℃、ダイ温度180℃に加
熱して上記のポリブチレンサクシネート・アジペート
(PBSA)と、3−ヒドロキシブチレートと3−ヒド
ロキシバリレートの共重合体からなる組成物(A)及び
ポリ乳酸(B)を溶融、混練し、表面温度約20℃の冷
却ロール上に押出し厚さ(A)/(B)/(A)=20
/10/20=50μmの2種3層構成の生分解性マル
チングフィルムを得た。該3層構成の生分解性マルチン
グフィルムの引張強度、引張伸度、耐衝撃強度、直角引
裂強度を表1に示した。また、生分解性については、実
施例1と同様にして重量減少率の測定及び生分解状態を
目視評価した。その結果、重量減少率は約70%以上で
あり、生分解性マルチングフィルムは穴があいた形状ま
で生分解した。生分解性マルチングフィルムとして好適
に使用できる。
【0039】比較例1 ポリエチレンを、シリンダー温度180℃、ダイス温度
170℃に設定されたTダイ押出機に投入し溶融混練
後、表面温度20℃のロール上に押出し冷却固化して厚
さ20μmのフィルムを成膜した。該フィルムの引張強
度、引張伸度、耐衝撃強度、直角引裂強度を表1に示し
た。また、該フィルムを実施例1と同様にして生分解試
験を行ったが、該フィルムはまったく分解せず、生分解
性マルチングフィルムとしては不適当であった。
【0040】
【発明の効果】本発明に係る生分解性マルチングフィル
ムは、自然界に放置されたままでも、自然界の微生物等
によって分解され最終的には殆ど消滅するので、環境汚
染等が発生しないものである。
【表1】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脂肪族ポリエステル系重合体50〜97
    重量%と、3−ヒドロキシブチレートと3−ヒドロキシ
    バリレートの共重合体50〜3重量%とを必須成分とす
    る組成物からなる生分解性マルチングフィルム。
  2. 【請求項2】 脂肪族ポリエステル系重合体が、グリコ
    ール類と、脂肪族ジカルボン酸との脱水重縮合にて得ら
    れる高分子量ポリエステル系重合体である請求項1に記
    載の生分解性マルチングフィルム。
  3. 【請求項3】 脂肪族ポリエステル系重合体のメルトフ
    ローレート(MFR)が1〜40g/10分である請求
    項1、2のいずれかに記載の生分解性マルチングフィル
    ム。
  4. 【請求項4】 脂肪族ポリエステル系重合体と、3−ヒ
    ドロキシブチレートと3−ヒドロキシバリレートの共重
    合体とを必須成分とする組成物からなる層(A)と、上
    記組成物及び/叉は上記組成物と異なる生分解性重合体
    からなる層(B)との多層構造である請求項1〜3のい
    ずれかに記載の生分解性マルチングフィルム。
JP26483497A 1997-09-10 1997-09-10 生分解性マルチングフィルム Pending JPH1180524A (ja)

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