JP2005278560A - 農業用防曇性フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】 展張直後の防曇性に優れ、この優れた性質が長期間持続する農業用防曇性フィルムに関する。
【解決手段】 熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも片面に、第１層に多糖類誘導体又はアクリルアミド系誘導体を含有する水性被膜（ａ）および第２層にコロイド状無機微粒子とアクリル系共重合体を主成分とする被膜（ｂ）の２層からなる被膜層を形成されてなることを特徴とする農業用防曇性フィルム。好ましくは第１層が外側、第２層が熱可塑性樹脂フィルム側に設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、展張直後の防曇性に優れ、この優れた性質が長期間持続する農業用防曇性フィルムに関するものである。

近年、有用植物を栽培している農家では、収益性向上を目的として、有用植物をハウス（温室）、またはトンネル内で促進栽培や抑制栽培する方法が、広く採用されるようになった。この農業用ハウス（温室）またはトンネルの被覆資材としては、ポリエチレンフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、硬質および軟質塩化ビニル系樹脂フィルム、ガラス等が使用されている。

しかしながら、ハウスまたはトンネルの被覆資材として使用される合成樹脂フィルムは
ハウス内面の曇りのために太陽光線の透過が悪くなり、植物の生育を遅くしたり、水滴が栽培植物に落下することにより、幼芽が害をうけたり、病害の発生の原因となったりする。

このような不都合を解消するためには、熱可塑性樹脂フィルムの表面に防曇性を賦与すればよいことが知られている。熱可塑性樹脂フィルムの表面に防曇性を賦与するには、界面活性剤のような親水性物質を練り込んでフィルムに成形する方法、またはフィルムとした後に、その表面に、コロイド状無機微粒子を適当な親水性もしくは疎水性のバインダーと混合した防曇剤組成物を塗布する事が知られている（特許文献１）。しかしながら、親水性物質を練り込んだものやコロイド状無機微粒子と親水性のバインダーと混合したものは、展張直後の防曇性には優れるものの防曇持続性に劣る問題がある。また、疎水性のバインダーと混合したものは、防曇持続性に優れるものの、展張直後の防曇性に劣る。
特公平６−４７６６８号公報

本発明者らは、かかる状況にあって、展張直後の無滴性に優れ、かつ長期間にわたり、優れた防曇性を示す農業用防曇性フィルムを提供することを目的として、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。

しかして、本発明の要旨とするところは、熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも片面に、第１層に多糖類誘導体又はアクリルアミド系誘導体を含有する水性被膜（ａ）および第２層にコロイド状無機微粒子とアクリル系共重合体を主成分とする被膜（ｂ）の２層からなる被膜層を形成されてなることを特徴とする防曇性フィルムに存する。

本発明に係わる農業用防曇性フィルムは、基体フィルムとその表面に形成された特定の被膜組成物に由来する被膜により防曇性が展張直後、持続性共に飛躍的に向上し、農業用被覆資材としての利用価値は極めて大きい。

以下、本説明を詳細に説明する。

＜１．熱可塑性樹脂フィルム＞
本発明における熱可塑性樹脂フィルムを構成する熱可塑性樹脂とは、特に限定を受けないが、従来、農業用フィルムに用いられている各種樹脂、例えばポリプロピレン、エチレン−プロピレン系共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン−１系共重合体、シンジオタクチックポリプロピレンなどのポリプロピレン系樹脂、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどのポリエチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのエステル系樹脂、その他の樹脂としてポリブテン、ポリアミド樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂などが挙げられる。これらの樹脂に、通常農業用フィルムに添加される添加剤、例えば紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、 該熱可塑性樹脂には、農業用フィルムとして知られている公知の可塑剤、滑剤、熱安定剤、有機リン酸エステル又は金属塩、帯電防止剤、防曇剤、防霧剤、紫外線吸収剤、光安定剤、着色剤、安定剤、酸化防止剤、無機フィラー、保温剤、防カビ剤、防藻剤等を配合することができる。

このようにして得られた熱可塑性樹脂組成物をフィルム化するには、それ自体公知の方法、例えば、溶融押出し成形法（Ｔダイ法、インフレーション法を含む）、カレンダー加工、ロール加工、押出成型加工、ブロー成型、インフレーション成型、溶融流延法、加圧成型加工、ペースト加工、粉体成型等の方法を好適に使用することができる。

本発明の熱可塑性樹脂フィルム厚みについては、強度やコストの点で０．０１〜１ｍｍの範囲のものが好ましく、０．０５〜０．５ｍｍのものがより好ましく、更に好ましくは０．０５〜０．２ｍｍである。

＜２．被膜成分＞
本発明における農業用フィルムは、熱可塑性樹脂フィルムに特殊な第１層と第２層の２つの塗布膜を設けることを特徴とする。設ける被膜の順序としては、図１に示すように熱可塑性樹脂フィルム側の内側に第２層を形成し、外側に第１層を設ける態様が好ましい。

２−１．第１層(a)
２−１−１．多糖類誘導体
本発明の多糖類誘導体は、特に限定されることなく、セルロース、プルラン、デキストラン等があり広く利用でき、その誘導体の具体例としては、プロピレンオキサイドを高付加して得られるヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルプルラン、ヒドロキシプロピルデキストラン等がある。なかでもセルロース誘導体は安定性が高く好ましい。

２−１−２．（メタ）アクリルアミド誘導体
本発明では、アクリルアミド系誘導体として、アクリルアミド誘導体若しくはメタクリルアミド誘導体より選ばれた１種以上の単量体と他のアクリル系単量体との共重合体を使用することができる。（メタ）アクリルアミド誘導体とは例えば下記一般式（Ｉ）および（II）で表されるＮ−アルキルまたはＮ−アルキレン置換（メタ）アクリルアミドであり、具体的には例えばＮ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピルメクリルアミド、Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−メタクリロイルピロリジン、Ｎ−アクリロイルピペリジン，Ｎ−アクリロイルヘキサヒドロアゼピン、Ｎ−アクリロイルモリホリン等をあげることができる。

（上式でＲ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２は水素原子、メチル基またはエチル基、 Ｒ３はメチル基、エチル基またはプロピル基を表わす。）

（上式でＲ１は水素原子またはメチル基、Ａは（CH₂）nでnは４〜６または(CH₂)₂O(CH₂)₂を表す。）
上記した単量体と共重合可能な単量体としては、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート等のアルキル基の側鎖が１〜５のアルキルアクリレート；エチルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート等のアルキル基の側鎖が１〜５のアルキルメタクリレート；ヒドロキシメチルアクリレート、ヒドロキシメチルメタクリレート、２ーヒドロキシエチルアクリレート、２ーヒドロキシエチルメタクリレート、２ーヒドロキシプロピルアクリレート、２ーヒドロキシプロピルメタクリレート、３ーヒドロキシプロピルアクリレート、３ーヒドロキシプロピルメタクリレート、２ーヒドロキシブチルアクリレート、２ーヒドロキシブチルメタクリレート、４ーヒドロキシブチルアクリレート、４ーヒドロキシブチルメタクリレート、２ーヒドロキシペンチルアクリレート、２ーヒドロキシペンチルメタクリレート、６ーヒドロキシヘキシルアクリレート、６ーヒドロキシヘキシルメタクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；分子内に１個もしくは２個以上のカルボキシル基を含むα，β−不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、アコニット酸、フマル酸、クロトン酸等の分子内に１個もしくは２個以上のカルボキシル基を含むα，β−不飽和カルボン酸
；エチレンスルホン酸のようなα，β−エチレン性不飽和ホスホン酸類；アクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシエチル等の水酸基含有ビニル単量体；アクリロニトリル類；アクリルアマイド類；（メタ）アクリル酸のグリシジルエステル類等がある。これら単量体は単独で用いても、又は２種以上の併用でもよい。

上記の第１層を構成する誘導体成分は、いずれも水分に対してアンフィフィリックな共通性質を持ち、また低温時には吸水能を有するが加温により放水する共通性質を有するものである。第１層はこれらの誘導体成分と、水成分、及び他の任意の添加剤成分を含有する水性組成物からなる被膜で構成される。塗布成分の、誘導体成分と水成分の重量比は、任意の範囲で選択されるが、例えば誘導体成分１００重量部に対して水２０〜５００００重量部の範囲が挙げられる。また塗布後の被膜の水成分は殆どなくてもよい。

２−２．第２層（ｂ）
内層を形成する組成物は、コロイド状無機微粒子およびアクリル系重合体を主成分としている。コロイド状無機微粒子としては、コロイダルシリカ、アルミナゾルが好ましく、単独で用いても、又は２種以上の併用でもよい。

コロイダルシリカ及び／又はアルミナゾルは平均粒子径が５〜１００ｍμの範囲のものが好ましい。平均粒子径が１００ｍμを超えると塗膜が白く失透し易くまた。５ｍμに満たないときは防曇組成物の安定性に欠けるので好ましくない。これらは、それぞれ単独で使用してもよいし、両者を組合せて使用してもよい。また、単独又は両者を組合せて使用する際に平均粒子径の異なる２種以上のものを組合せて用いてもよい。両者を組合せるときは、重量比でコロイダルシリカ／アルミナゾルが９５〜５／５〜９５（全体として１００とする）の割合にするのが好ましい。 アルミナゾルは、通常市販されている製品そのもの、または通常市販されているアルミナ粉末を水に分散させて水性ゾルとしたもの、いずれであってもよい。アルミナゾルは、高濃度で水に分散させようとすると、分散液の粘度が急激に高まるといういわゆるチキソトロピー性を示し、均質な分散液が得にくいが、コロイドミルの様な媒質剪断内部攪拌機を用いると、均質な分散液を得ることができる。また、この分散液にコロイダルシリカを混合すると、分散液の粘度を降下させることができる。 他方のコロイダルシリカは、多くの場合粒子表面は陰電荷に帯電しているが、アルミナゾルと組合せて用いるときは陰電荷に帯電しているものを用いるのは好ましくない。これは、コロイダルシリカとアルミナゾルとを混合すると、混合分散液は急激に凝集し、ゲル化し、分散不良を生起する。従って、コロイダルシリカは、粒子表面に陽電荷に帯電したものとするのがよい。 防曇剤組成物に配合されるバインダー成分としては、アルミナゾルあるいはシリカゾルの分散媒である水ないしはアルコールのような親水性媒体との親和性のよいものを選ぶ必要がある。具体的にはこのような親和性を有する界面活性剤あるいは熱可塑性樹脂などが使用される。界面活性剤は、コロイダルシリカまたはアルミナゾルによって、その使用種類を変える必要がある。例えば、一般に、陰電荷に帯電するシリカゾルと陽イオン系界面活性剤、陽電荷に帯電するアルミナゾルと陰イオン系界面活性剤との組合せは避けるべきである。これらの組合せは、ゾルのゲル化や防曇剤組成物の凝集・分離を起こしやすく、塗布を困難にする。 バインダー成分として使用する熱可塑性樹脂としては、上記のように媒体（通常は水）との親和性のよいアクリル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチロール系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂等が挙げられるが、特にアクリル系樹脂が好適である。

防曇剤組成物の主成分であるコロイダルシリカ及び／又はアルミナゾルは、その配合量が固形分重量比でバインダー成分の０．５〜４０倍の範囲にあるのが好ましい。４０倍を超えるときは、防曇効果が配合量に比例して向上しないばかりでなく、塗布後に形成される塗膜が白濁化し光線透過率を低下させる現象があらわれる。また塗膜が粗雑で脆弱になり易くなる傾向がある。一方、０．５に満たないときは、充分な防曇効果を発揮し難くなる。 防曇剤組成物には、バインダー成分が官能基を有する場合には、塗膜の耐水性を向上させる目的で架橋性化合物を併用してもよい。架橋性化合物の使用量は、バインダー成分中の官能基の量によって適宜選ぶことができる。

また、被膜組成物（ａ）および（ｂ）には、必要に応じ消泡剤、滑剤、帯電防止剤、塩化ナトリウムなどのイオン電解質、その他各種の添加剤を混合することができる。しかして、被膜組成物（ａ）および（ｂ）は、通常液状で使用される。液状分散媒としては、水を含む親和性ないし水混合性溶媒が含まれ、水；メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の一価アルコール類；エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類；ベンジルアルコール類の環式アルコール類；セロソルブアセテート類；ケトン類等が挙げられる。 これらは単独で用いても併用してもよいが、本発明で用いる防曇剤組成物の分散安定性、フィルム表面に塗布した後の濡れ性、液状分散媒除去の難易、経済性を勘案して決めるのが好ましい
上記被膜組成物（ａ）および（ｂ）を塗布し熱可塑性樹脂フィルム表面に被膜を形成するには、成型品の形状に応じて公知の各種方法が適用される。例えば、溶液状態で被膜を形成する場合は、ドクターブレードコート法、グラビアロールコート法、エアーナイフコート法、リバースロールコート法、ディップコート法、カーテンロールコート法、スプレーコート法、ロッドコート法等の塗布方法が用いられる。

被膜形成法として、塗布方式を用いた場合の溶剤の乾燥方法としては、例えば自然乾燥法、熱風乾燥法、赤外線乾燥法、遠赤外線乾燥法等があるが、乾燥速度、安全性を勘案すれば熱風乾燥法が有利である。この場合の温度条件は、５０℃〜２００℃の範囲とし、時間は、分散媒組成に応じ、１０秒〜１５分の間で選ぶのがよい。

なお、上記被膜組成物を塗布する前に、熱可塑性樹脂フィルムの表面を予め、アルコールまたは水で洗浄したり、プラズマ放電処理、あるいはコロナ放電処理しり、他の塗料あるいはプライマーを下塗りする等の前処理を施してもよい。本発明に係わる熱可塑性樹脂フィルムを実際に農業用に使用するにあたっては、被膜が片面のみに形成されているときには、この被膜が設けられた側をハウスまたはトンネルの内側となるようにして展張する。

以下、本発明を実施例にもとづいて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の例に限定されるものではない。

（実施例１、比較例１〜３）
Ｉ．基材フィルムの調製
ポリオレフィン系基材フィルムの調製
三層インフレーション成形装置として三層ダイに１００ｍｍφ（（株）プラ技研製）を用い、押出機は外内層を３０ｍｍφ（（株）プラ技研製）２台、中間層を４０ｍｍφ（（株）プラ技研製）として成形温度１９０℃、ブロー比３．０、引取速度４ｍ／分にて、表１に示した成分からなるポリオレフィン系基材フィルムを得た。

II．被膜の形成
（１）被膜（ｂ）
下記組成からなる防曇剤組成物をＩで得られたフィルムのハウス内面側に＃１０バーコーターを用いて塗布した。塗布したフィルムを８０℃のオーブン中に２分間保持して液状分散媒を飛散させて膜を形成させた。得られた被膜の量は、０．５ｇ／ｍ^２であった。
アクリル系共重合体 ２．０重量部
（メチルメタクリレート６０重量部、ｎ−ブチルメタクリレート４０重量部）
コロイダルシリカ（平均粒径２０ｎｍ） ５．０重量部
液状分散媒（水／エタノール＝３／１） ９３．０重量部
尚、比較例１および比較例２には塗工しなかった。
（２）被膜（ａ）
下記組成からなる組成物をII―（１）で得られたフィルムのハウス内面側に＃１０バーコーターを用いて塗布した。塗布したフィルムを８０℃オーブン中に２分間保持して液状分散媒を飛散させて膜を形成させた。得られた被膜の量は、３．０ｇ／ｍ^２であった。

尚、比較例１および比較例３には塗工しなかった。
ヒドロキシプロピルセルロース １００重量部
（ヒドロキシプロピル基：６２．４％、重量平均分子量：約６０，０００）
ポリプロピレングリコール（平均分子量４００） ２０重量部
純水 ２００重量部
III．フィルムの評価
以下の方法においてフィルムの性能を評価し、その結果を第２表に示した。

（１）防曇性
作製した４種類のフィルム巻物を、３０℃の条件下で１ケ月間保管後、巻戻して、三重県一志郡の試験圃場に設置したパイプハウス（間口３m、奥行き５m、棟高1.5m、屋根勾配３０度）に防曇剤組成物の被膜を内側にして展張後、平成１３年９月〜平成１５年９月の約２年間、防曇被膜面に水滴の付着する状況を経時的に肉眼で観察した。評価基準は、次のとおりである。
◎…フィルム表面（ハウス内側に面した方）に付着した水滴同士が合体して薄膜状に広がり、この薄膜状部分の面積がフィルム表面（同上）の１／２以上にわたるもの。
○…フィルム表面（同上）に付着した水滴同士が合体して薄膜状に広がった状態は認められるが、この薄膜状部分の面積がフィルム表面（同上）の１／２未満のもの。
△…フィルム表面（同上）に付着した水滴同士の合体は認められるが、薄膜状部分の形状が認められないもの。
×…フィルム表面（同上）に付着した水滴同士の合体が認められないもの。

以上の実施例からも明らかなように本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、上記の構成を採用することにより、展張初期の防曇性および防曇持続性に優れた熱可塑性樹脂フィルムとすることができる。

本発明の農業用防曇性フィルムの層構成の一例を示した図である。

Claims (2)

1. 熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも片面に、第１層に多糖類誘導体又はアクリルアミド系誘導体を含有する水性被膜（ａ）および第２層にコロイド状無機微粒子とアクリル系共重合体を主成分とする被膜（ｂ）の２層からなる被膜層を形成されてなることを特徴とする農業用防曇性フィルム。
2. 第１層が外側被膜で、第２層が熱可塑性樹脂フィルム側の内側被膜であることを特徴とする請求項１記載の農業用防曇性フィルム。