JP2007177240A - Shading coating material, base material film, coating material for greenhouse for farming, and greenhouse for farming - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクリレート系ラテックスと二酸化チタン・炭酸カルシウム複合顔料を配合した白色の塗工層を形成させることができ、これによってハウス内果実の保護、ハウス内温度、特に地温の調節及び基材（基材フィルム、ハウスフィルムを含む）の保護に好適に用いることができる遮光用コーティング材・農業ハウス用コーティング材、このようなコーティング材を塗布した基材、及びこのような基材を用いて構築した農業ハウスに関する。 In the present invention, a white coating layer containing an acrylate latex and a titanium dioxide / calcium carbonate composite pigment can be formed, whereby the fruit in the house is protected, the temperature in the house, especially the ground temperature, and the base material ( Coating materials for shading that can be suitably used for protection of base films and house films), coating materials for agricultural houses, base materials coated with such coating materials, and construction using such base materials Related to an agricultural house.
果実栽培において農業ハウスは太陽光を透過するとともに、太陽で温められた熱は逃がさない性質を持つため、作物の成長を促進する効果があり、農家において幅広く用いられている。しかし、果皮が薄く柔らかい果実の場合、春から夏、初秋にかけて強烈な日差しの下では果実に日焼け症、葉焼け症等が発生し、落果・品質低下を招く他、地温の急激な上昇から、土壌乾燥や雑草繁茂、土中微生物の活発化による土中の酸素不足等のために根の活力低下が起こるため、これらの症状を発生させずに発育させるための管理法が必要となってくる。 In fruit cultivation, agricultural houses transmit sunlight and have the property of not letting out the heat heated by the sun, so they have the effect of promoting the growth of crops and are widely used by farmers. However, when the fruit is thin and soft, under intense sunlight from spring to summer and early autumn, sunburn, leaf burn, etc. occur in the fruit, leading to fruit drop and quality deterioration, Since the vitality of the roots decreases due to soil drying, weed growth, and oxygen deficiency in the soil due to the activation of microorganisms in the soil, a management method is required to grow without causing these symptoms. .
そこで考案されたのが、ハウス表面に均一な遮光皮膜を形成させる方法である。該方法によれば、ハウス内の日射量を抑制し、ハウス内地温を効果的に下げるとともに、人的作業はハウス表面へのコーティング材の散布のみで済むため、作業性の改善が計れる等の利点がある。 In view of this, a method for forming a uniform light-shielding film on the surface of the house was devised. According to the method, the amount of solar radiation in the house is suppressed, the temperature in the house is effectively lowered, and the human work only needs to be applied to the surface of the house, so that the workability can be improved. There are advantages.
このコーティング材の顔料としてはクレー、炭酸カルシウム、二酸化チタンなどが用いられており、この中で炭酸カルシウムは高白色度で製造コストが安い点から多量に使用されている。しかし、炭酸カルシウム自体の屈折率は低く、またバインダーの屈折率とほぼ同じであるため、十分な光散乱力がなく、４０％以上の高遮光率を得られなかった。さらに、紫外線をほとんど反射・吸収することがないので、紫外線を頼りに行動するコナジラミ類などの病害虫の発生を促進してしまう。結果としてハウス内は高温となって果実に裂果・病気が発生し、秀品収量率の低下に繋がる。 Clay, calcium carbonate, titanium dioxide, and the like are used as pigments for this coating material. Among these, calcium carbonate is used in large quantities because of its high whiteness and low production costs. However, the refractive index of calcium carbonate itself is low and is almost the same as the refractive index of the binder, so that there is no sufficient light scattering power, and a high light blocking ratio of 40% or more cannot be obtained. Furthermore, since it hardly reflects or absorbs ultraviolet rays, it promotes the generation of pests such as whiteflies that act on ultraviolet rays. As a result, the temperature inside the house becomes high, causing fruit ripening and illness, leading to a decrease in the yield rate.
一方、特許文献１（特開２００５−３４１１５）に提案されているように二酸化チタンを使用すると、その高い屈折率によって、高遮光率を付与することができるが、他の顔料よりも特に高価であるため、多量に配合すると製造コストが高くなり、使用量が制限される問題がある。 On the other hand, when titanium dioxide is used as proposed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-34115), a high light blocking ratio can be imparted by its high refractive index, but it is particularly expensive than other pigments. Therefore, when it mix | blends abundantly, manufacturing cost will become high and there exists a problem which the usage-amount is restrict | limited.
また、屋外で二酸化チタンが使用された場合、紫外線の供給により二酸化チタンは光触媒効果として作用して水を分解し、フリーラジカルを生成する、これは極めて強力な酸化剤として働き、二酸化チタン結晶周辺の有機物を酸化分解してしまう。このような酸化分解は、バインダー裂化を促進するため、塗工膜の付着期間が短くなってしまう他、ハウス表面の基材フィルムを腐食し、変色を招く。 In addition, when titanium dioxide is used outdoors, titanium dioxide acts as a photocatalytic effect due to the supply of ultraviolet rays, decomposing water and generating free radicals. This acts as an extremely powerful oxidant, around the titanium dioxide crystals. Oxidative decomposition of organic matter. Since such oxidative decomposition promotes binder cracking, the adhesion period of the coating film is shortened, and the substrate film on the surface of the house is corroded to cause discoloration.
しかしながら、近年のオゾン層破壊等による光量や紫外線量の増加から遮光性の確保には二酸化チタンの使用は回避できない状況となっているため、上記のような二酸化チタンのチョーキング発生を抑制し、耐候性を向上する手法が求められている。
本発明は、以上のような状況に鑑み、二酸化チタン粒子表面に炭酸カルシウム粒子を定着させた二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子を顔料として用い、特に農業ハウス内果実の保護にも好適な遮光用コーティング材、基材フィルム、農業ハウス用コーティング材、及び農業ハウスを提供することを目的とする。 In light of the above situation, the present invention uses a titanium dioxide / calcium carbonate composite particle in which calcium carbonate particles are fixed on the surface of titanium dioxide particles as a pigment, and is particularly suitable for protecting fruits in agricultural houses. An object is to provide a material, a base film, a coating material for an agricultural house, and an agricultural house.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した。
その結果、二酸化チタン粒子表面に炭酸カルシウム粒子を定着させた二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子を顔料として得られる塗工層を有する基材フィルム（ハウスフィルム）を用いて構築した農業ハウスでは、高い遮光率が得られるとともに農業ハウス内果実の保護と安定成育、農業ハウス内地温の調節に最適であることを見出した。
The present inventors diligently studied to achieve the above object.
As a result, in an agricultural house constructed using a base film (house film) having a coating layer obtained by using titanium dioxide / calcium carbonate composite particles in which calcium carbonate particles are fixed on the surface of titanium dioxide particles as a pigment, high light shielding is achieved. It was found that it is optimal for protecting the fruit in the agricultural house, stable growth, and adjusting the soil temperature in the agricultural house.
通常、二酸化チタン粒子は５０〜１００ｎｍ程度の小さい粒子であることから、凝集力が強く、塗工層中で十分な分散状態を得られない。 Usually, since titanium dioxide particles are small particles of about 50 to 100 nm, the cohesive force is strong and a sufficiently dispersed state cannot be obtained in the coating layer.
したがって、不均一な光散乱状態になってしまい、農業ハウス内に部分的な陰が出来たり、日射量が多くなってしまう難点がある。しかし、本発明に係る農業ハウス用コーティング材では炭酸カルシウム粒子がスペーサーの役割をして二酸化チタン同士の凝集を防ぐため、コーティング液、又はコーティング層中において分散状態を得ることができ、単なる二酸化チタン・炭酸カルシウムの混合系では実現できない光散乱力・紫外線吸収力が発揮されるからである。 Therefore, it becomes a non-uniform light-scattering state, and there is a difficulty that a partial shade is produced in the agricultural house or the amount of solar radiation increases. However, in the coating material for agricultural houses according to the present invention, the calcium carbonate particles serve as a spacer to prevent aggregation between the titanium dioxides, so that a dispersed state can be obtained in the coating liquid or coating layer. This is because light scattering power and ultraviolet light absorption power that cannot be realized with a mixed system of calcium carbonate are exhibited.
上記複合粒子を顔料として配合したコーティング材によって得られる塗工層は、基材フィルム（以下ハウスフィルムともいう）の保護にも有効である。二酸化チタンを単独使用又は単に他顔料と混合したのみでハウスフィルムの表面に塗工すると、二酸化チタン粒子が直接ハウスフィルムの表面と直接接するため、その強力な光触媒効果により農業用ハウス表面を傷めてしまう。 The coating layer obtained by the coating material containing the composite particles as a pigment is also effective for protecting a base film (hereinafter also referred to as house film). When titanium dioxide is used alone or simply mixed with other pigments and coated on the surface of the house film, the titanium dioxide particles directly contact the surface of the house film, which damages the agricultural house surface due to its powerful photocatalytic effect. End up.
しかし、二酸化チタン粒子表面に炭酸カルシウム粒子を定着させた二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子では炭酸カルシウムが二酸化チタン粒子表面を遮蔽することにより、二酸化チタン粒子が直接ハウスフィルムの表面と接することがなくなり、光触媒効果が発揮されてもハウスフィルムの表面までその効果が及ばなくなるためである。 However, in the titanium dioxide / calcium carbonate composite particles in which calcium carbonate particles are fixed on the surface of titanium dioxide particles, the calcium carbonate shields the surface of the titanium dioxide particles, so that the titanium dioxide particles do not directly contact the surface of the house film, This is because even if the photocatalytic effect is exhibited, the effect does not reach the surface of the house film.
さらに、本発明に係る農業ハウス用コーティング材では、重量平均分子量が１０万以上、酸価が１０以下であるアクリレート系ラテックスを用いた形態では、紫外線に対してさらに安定で傷が付きにくい皮膜強度の優れた塗工膜を得ることができる。 Furthermore, in the coating material for agricultural houses according to the present invention, in the form using an acrylate latex having a weight average molecular weight of 100,000 or more and an acid value of 10 or less, the film strength is more stable and resistant to scratches against ultraviolet rays. An excellent coating film can be obtained.
本発明によれば、特に農業ハウス内果実の保護及び農業ハウス内地温の調節に役立つとともに農業ハウス表面の保護にも好適な遮光用コーティング材、基材フィルム、農業ハウス用コーティング材、及び農業ハウスが提供される。 According to the present invention, a light-shielding coating material, a base film, a coating material for an agricultural house, and an agricultural house that are particularly useful for protecting fruits in an agricultural house and adjusting the soil temperature in the agricultural house and also suitable for protecting the surface of the agricultural house. Is provided.
本発明で採用されている複合顔料は、二酸化チタン粒子表面に炭酸カルシウム粒子が定着したものであり、炭酸カルシウム粒子がスペーサーの役割をして二酸化チタン粒子間の距離を大きくし、二酸化チタンが有する光散乱力を最大限に発揮させ、その結果、農業ハウス上に４０％以上の高遮光率を有するコーティング皮膜を形成させることができる。
また、地温の過上昇を抑制できるため、ハウス内作物の出芽や苗立ちが安定する。
The composite pigment employed in the present invention has calcium carbonate particles fixed on the surface of titanium dioxide particles. The calcium carbonate particles act as a spacer to increase the distance between the titanium dioxide particles, and the titanium dioxide has As a result, the coating film having a high light shielding rate of 40% or more can be formed on the agricultural house.
Moreover, since excessive rise in the ground temperature can be suppressed, the emergence and seedling of the crops in the house are stabilized.
本発明に係るコーティング材は、二酸化チタン粒子表面に炭酸カルシウム粒子を定着させた二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子を用いており、二酸化チタン粒子が凝集した状態で存在することがなく、また二酸化チタン特有の光触媒効果が発揮されても二酸化チタン表面に定着している炭酸カルシウムがその触媒効果を遮断するため、基材フィルム（ハウスフィルム）の表面、又は農業ハウス上に形成されたコーティング膜を傷めることがなく、強力な光散乱効果を発揮させることができる。 The coating material according to the present invention uses titanium dioxide / calcium carbonate composite particles in which calcium carbonate particles are fixed on the surface of titanium dioxide particles, and the titanium dioxide particles do not exist in an aggregated state and are unique to titanium dioxide. Even if the photocatalytic effect is exerted, the calcium carbonate fixed on the titanium dioxide surface blocks the catalytic effect, so the surface of the base film (house film) or the coating film formed on the agricultural house is damaged. And a powerful light scattering effect can be exhibited.
以下に、本発明に係る遮光用コーティング材、基材フィルム、農業ハウス用コーティング材、及び農業ハウスについて、その実施の形態を参照しながらさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the light-shielding coating material, the base film, the agricultural house coating material, and the agricultural house according to the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments thereof.
本発明に係る遮光用コーティング材は、農業ハウス用コーティング材として好適に用いることができ、基材フィルム（ハウスフィルム）に塗工層を設けるために用いることができる。このようなコーティング材は、既設の農業ハウスに塗工することもできる他、予め製造工程で基材フィルムに塗工することもできる。 The light-shielding coating material according to the present invention can be suitably used as an agricultural house coating material, and can be used for providing a coating layer on a base film (house film). Such a coating material can be applied to an existing agricultural house, or can be applied to a base film in advance in a manufacturing process.
本発明に係る農業ハウス用コーティング材は、二酸化チタン粒子表面に炭酸カルシウム粒子を定着させた二酸化チタン・炭酸カルシウムの白色複合粒子を顔料として配合してなるものである。 The coating material for agricultural houses according to the present invention is obtained by blending white composite particles of titanium dioxide / calcium carbonate, in which calcium carbonate particles are fixed on the surface of titanium dioxide particles, as a pigment.
本発明に係る農業ハウス用コーティング材は、好適には、分子量１０万以上、酸価１０以下のアクリレート系ラテックスをバインダーとして含有する。そして、好適には、該二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子を３０重量％以上、アクリレート系ラテックスを固形換算で１〜１０重量％含有する。 The agricultural house coating material according to the present invention preferably contains an acrylate latex having a molecular weight of 100,000 or more and an acid value of 10 or less as a binder. Preferably, the titanium dioxide / calcium carbonate composite particles are contained in an amount of 30% by weight or more, and the acrylate latex is contained in an amount of 1 to 10% by weight in terms of solids.
二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子における二酸化チタンと炭酸カルシウムの重量比は、好適には、１：９９〜５０：５０程度である。二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子の平均粒子径は、好適には１０μm以下である。 The weight ratio of titanium dioxide to calcium carbonate in the titanium dioxide / calcium carbonate composite particles is preferably about 1:99 to 50:50. The average particle diameter of the titanium dioxide / calcium carbonate composite particles is preferably 10 μm or less.
本発明において二酸化チタン粒子表面に炭酸カルシウム粒子が定着している状態には、二酸化チタン粒子と炭酸カルシウム粒子とがファンデルワールス力により互いに吸着している状態が含まれる。 In the present invention, the state in which the calcium carbonate particles are fixed on the surface of the titanium dioxide particles includes a state in which the titanium dioxide particles and the calcium carbonate particles are adsorbed to each other by van der Waals force.
二酸化チタン粒子の結晶型は、特に限定されないが、例えば、アナターゼ型又はルチル型のものを用いることができる。二酸化チタン粒子の粒度は通常５０〜５００ｎｍ程度、特に１００〜３００ｎｍであることが好ましい。このような範囲内であれば、農業ハウス用コーティング材の顔料として高い光散乱力を持つものが得られる。 The crystal form of the titanium dioxide particles is not particularly limited. For example, an anatase type or rutile type can be used. The particle size of the titanium dioxide particles is usually about 50 to 500 nm, particularly preferably 100 to 300 nm. If it is in such a range, what has a high light-scattering power as a pigment of the coating material for agricultural houses is obtained.
炭酸カルシウムは、天然炭酸カルシウム及び沈降性炭酸カルシウム（合成炭酸カルシウム）のいずれも用いることができるが、沈降性炭酸カルシウムを用いることが好ましい。天然炭酸カルシウムは石灰石を機械的に粉砕、分級することにより生産するため粒度分布が比較的広く、粒子形も不均一になりがちである。これに対して、沈降性炭酸カルシウムは粒度分布が狭く、粒子形が比較的均一である。これにより、沈降性炭酸カルシウムでは、粒子同士が最密充填し難く、粒子間に空間ができるために複合粒子の光散乱力が向上し、その結果４０％以上の高遮光率を有するコーティング膜が得られる。 As the calcium carbonate, both natural calcium carbonate and precipitated calcium carbonate (synthetic calcium carbonate) can be used, but it is preferable to use precipitated calcium carbonate. Since natural calcium carbonate is produced by mechanically grinding and classifying limestone, the particle size distribution is relatively wide and the particle shape tends to be non-uniform. In contrast, precipitated calcium carbonate has a narrow particle size distribution and a relatively uniform particle shape. Thereby, in sedimentary calcium carbonate, it is difficult for the particles to be closely packed with each other, and since a space is formed between the particles, the light scattering power of the composite particles is improved. As a result, a coating film having a high light shielding rate of 40% or more is obtained. can get.
炭酸カルシウム粒子の粒度は、通常５０〜４００ｎｍ程度、特に７０〜１５０nｍ程度であることが好ましい。炭酸カルシウム粒子の粒度が上記範囲より小さいと、二酸化チタン粒子間の距離が小さくなり、コーティング皮膜の白色度・遮光率が低下する。一方、粒度が大きすぎると二酸化チタン粒子表面に付着し難く、二酸化チタンから離れて存在する粒子の比率が高くなり、コーティング皮膜の白色度・遮光率が低下する。上記範囲内であれば、このような問題は生じ難い。 The particle size of the calcium carbonate particles is usually about 50 to 400 nm, particularly about 70 to 150 nm. When the particle size of the calcium carbonate particles is smaller than the above range, the distance between the titanium dioxide particles becomes small, and the whiteness and light shielding rate of the coating film are lowered. On the other hand, if the particle size is too large, it is difficult to adhere to the surface of the titanium dioxide particles, the ratio of the particles that are present away from the titanium dioxide increases, and the whiteness / light shielding rate of the coating film decreases. Such a problem is unlikely to occur within the above range.
上記規定した粒度は、Ｘ線回折法又は走査型電子顕微鏡により測定した値である。粒度とは、少なくとも８０％以上の粒子が、規定される範囲内に入ることをいう。 The prescribed particle size is a value measured by an X-ray diffraction method or a scanning electron microscope. The particle size means that at least 80% or more of the particles fall within a prescribed range.
炭酸カルシウムの粒子形状は特に制限されず、立方体、紡錘形、球形、板状等どのような形状であってもよい。もっとも好ましくは球形又は立方体である。また、粒子形状はできるだけ均一であることが好ましい。 The particle shape of calcium carbonate is not particularly limited, and may be any shape such as a cube, a spindle shape, a spherical shape, or a plate shape. Most preferably, it is spherical or cubic. The particle shape is preferably as uniform as possible.
沈降性炭酸カルシウムを用いる場合には、水酸化カルシウム懸濁液中に炭酸ガスを吹き込むことにより、このような炭酸カルシウム粒子を作製することができる。 In the case of using precipitated calcium carbonate, such calcium carbonate particles can be produced by blowing carbon dioxide gas into the calcium hydroxide suspension.
また、二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子における二酸化チタンと炭酸カルシウムとの比率は、上記したように、重量比で通常１：９９〜５０：５０程度である。好ましくは１：９０〜３０：７０程度である。二酸化チタンに比して炭酸カルシウムが少なすぎると、二酸化チタンの表面を炭酸カルシウムが遮蔽することができずにハウスフィルムの表面と二酸化チタンが接触する。このため、その光触媒効果による農業ハウス表面を傷めてしまったり、二酸化チタン粒子が凝集して白色度・遮光率が低下する。また、多すぎても二酸化チタン粒子同士が離れすぎて十分な光散乱力が発揮されないため、白色度・遮光率が低下する。上記範囲内であれば、このような問題は生じ難い。 Moreover, the ratio of titanium dioxide and calcium carbonate in the titanium dioxide / calcium carbonate composite particles is usually about 1:99 to 50:50 by weight as described above. Preferably it is about 1: 90-30: 70. If the amount of calcium carbonate is too small compared to titanium dioxide, the surface of titanium dioxide cannot be shielded by calcium carbonate, and the surface of the house film and titanium dioxide come into contact with each other. For this reason, the agricultural house surface by the photocatalytic effect is damaged, or titanium dioxide particles are aggregated, resulting in a decrease in whiteness and light shielding rate. Further, even if the amount is too large, the titanium dioxide particles are too separated from each other and sufficient light scattering power is not exhibited, so that the whiteness and the light shielding ratio are lowered. Such a problem is unlikely to occur within the above range.
二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子は、全体として平均粒子径が１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。平均粒子径が１０μｍを超えてしまうと、例えばスプレー塗工する際に目詰まりの問題が生じたり、コーティング液中において沈降してしまう。本発明で、平均粒子径は、レーザー回折法により、平均粒子径測定装置を用いて測定した値である。 The titanium dioxide / calcium carbonate composite particles as a whole have an average particle diameter of 10 μm or less, preferably 5 μm or less. When the average particle diameter exceeds 10 μm, for example, a clogging problem occurs when spray coating is performed, or sedimentation occurs in the coating liquid. In the present invention, the average particle diameter is a value measured by a laser diffraction method using an average particle diameter measuring device.
二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子は、例えば、二酸化チタン粒子と炭酸カルシウム粒子とを水相中で混合する方法で作製することができる。
ここで、液体中の粒子間の斥力はゼータ電位に関係する。ゼータ電位は、液体中に固体が存在し、固体と液体とが相対運動するとき、固体に密着して動く液体層の最も外側の面（滑り面）と液体内部との電位差である。ここでは、二酸化チタン粒子のゼータ電位と炭酸カルシウム粒子のゼータ電位との和が最小となるか又は両者のゼータ電位が反対符合となるように、分散媒である水相のｐＨを調整する。
The titanium dioxide / calcium carbonate composite particles can be produced, for example, by a method of mixing titanium dioxide particles and calcium carbonate particles in an aqueous phase.
Here, the repulsive force between particles in the liquid is related to the zeta potential. The zeta potential is a potential difference between the outermost surface (sliding surface) of the liquid layer that moves in close contact with the solid and the inside of the liquid when the solid is present in the liquid and the solid and the liquid move relative to each other. Here, the pH of the aqueous phase that is the dispersion medium is adjusted so that the sum of the zeta potential of the titanium dioxide particles and the zeta potential of the calcium carbonate particles is minimized or the zeta potentials of both are opposite.
例えば、二酸化チタン粒子と沈降性炭酸カルシウム粒子の組み合わせの場合には、ｐＨ６〜１１程度の水相中に両粒子を分散させ、混合すればよい。
また、水相中に分散させる二酸化チタン粒子と炭酸カルシウム粒子との重量比は、１：９０〜５０：５０程度とすればよい。
For example, in the case of a combination of titanium dioxide particles and precipitated calcium carbonate particles, both particles may be dispersed and mixed in an aqueous phase having a pH of about 6-11.
The weight ratio of titanium dioxide particles and calcium carbonate particles dispersed in the aqueous phase may be about 1:90 to 50:50.
また、本発明で使用する二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子以外に使用する顔料については特に規定するものではないが、一般的に無機顔料として使用される重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、チサンホワイト、プラスチックピグメント、二酸化チタン等を１種以上使用することができる。 In addition to the titanium dioxide / calcium carbonate composite particles used in the present invention, the pigment used is not particularly specified, but is generally used as heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, kaolin, clay used as an inorganic pigment. One or more of talc, chisan white, plastic pigment, titanium dioxide and the like can be used.
本発明でバインダーに使用するラテックスとしては、耐水性、耐候性の面からアクリレート系ラテックスを用いるのが望ましく、さらにはコーティング皮膜形成後の皮膜安定性、フィルム表面の保護の観点からアクリレート系ラテックスの重量平均分子量は１０００００以上のものを用いるのが好ましい。
重量平均分子量はＧＰＣ（ゲル透過クロマトグラフィー）で、ＴＨＦ、ＤＭＦ、クロロホルム等の溶媒を使用し、ポリスチレン換算により測定することができる。
As the latex used for the binder in the present invention, it is desirable to use an acrylate latex from the viewpoint of water resistance and weather resistance. Furthermore, from the viewpoint of film stability after forming a coating film and protection of the film surface, the acrylate latex is preferably used. It is preferable to use a weight average molecular weight of 100,000 or more.
The weight average molecular weight is GPC (gel permeation chromatography) and can be measured by polystyrene conversion using a solvent such as THF, DMF, or chloroform.
また、顔料、アクリレート系ラテックス以外に保水剤、ｐＨ調整剤、分散剤、界面活性剤、増粘剤、減粘剤、防腐剤、紫外線吸収剤、接着助剤等の各種助剤を必要に応じて添加しても良い。 In addition to pigments and acrylate latexes, various auxiliary agents such as water retention agents, pH adjusters, dispersants, surfactants, thickeners, thickeners, preservatives, ultraviolet absorbers, and adhesion aids are added as necessary. May be added.
調整された本発明に係るコーティング材は一般のスプレー塗工、塗布に用いられている動力式噴霧機等によって農業ハウス上に単層あるいは多層塗工される。その際、塗料固形分濃度は４０〜６８％であることが好ましい。また、被塗工側の農業ハウス材質としてポリ塩化ビニル樹脂やポリオレフィン系樹脂、酢酸ビニル樹脂、フッ素樹脂、あるいは数種の樹脂を複合させた複合樹脂等、一般的に農業ハウスに使用されているものが挙げられる。 The adjusted coating material according to the present invention is applied to a single or multilayer coating on an agricultural house by a general spray coating, a power sprayer used for coating, or the like. In that case, it is preferable that the solid content concentration of paint is 40 to 68%. In addition, it is commonly used in agricultural houses such as polyvinyl chloride resin, polyolefin resin, vinyl acetate resin, fluororesin, or composite resin in which several kinds of resins are combined as the agricultural house material on the coated side. Things.
以下、実施例及び試験例を示して本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例中「部」とあるのは特に断りのない限り、「重量部」を意味する。
平均粒径２００ｎｍのアナターゼ型二酸化チタンと平均粒径１００ｎｍの立方体形状の沈降性炭酸カルシウムとを、２０：８０の割合で混合した後、水を加え２０重量％スラリーに調整した。この混合スラリーに二酸化炭素を吹き込むことにより、そのｐＨを７．８に調節した。ｐＨが安定化されたスラリーをコロイドミルに通した。コロイドミルのロータとステータとの間隙は１００μｍに設定した。また、コロイドミル内での滞留時間は０．１秒未満にした。混合物の温度は２０℃であった。生成した１００ｎｍの沈降性炭酸カルシウム粒子がファンデルワールス力によって二酸化チタンの表面に付着した。得られた複合粒子は、二酸化チタン:炭酸カルシウムの重量比が２０：８０であり、その平均粒子径は１μmであった。その後、該スラリーを脱水・乾燥し、二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子を得た。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a test example are shown and this invention is demonstrated, this invention is not limited to these. In the examples, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.
Anatase-type titanium dioxide having an average particle diameter of 200 nm and cubic precipitated calcium carbonate having an average particle diameter of 100 nm were mixed at a ratio of 20:80, and water was added to prepare a 20 wt% slurry. The pH was adjusted to 7.8 by blowing carbon dioxide into the mixed slurry. The pH stabilized slurry was passed through a colloid mill. The gap between the colloid mill rotor and the stator was set to 100 μm. Also, the residence time in the colloid mill was less than 0.1 seconds. The temperature of the mixture was 20 ° C. The produced 100 nm precipitated calcium carbonate particles adhered to the surface of titanium dioxide by van der Waals force. The obtained composite particles had a titanium dioxide: calcium carbonate weight ratio of 20:80 and an average particle diameter of 1 μm. Thereafter, the slurry was dehydrated and dried to obtain titanium dioxide / calcium carbonate composite particles.
次に以下の表１に示す組成で、本発明のコーティング液を調整した。まず、上記で得た二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子に表１に示す所定量の水、増粘剤、ラテックス、接着助剤を加えて攪拌・混合し、本発明のコーティング材を得た。このようにして得られたコーティング材を水で５倍希釈してハウスフィルムに動力式噴霧器にてスプレー塗工した。 Next, the coating liquid of the present invention was prepared with the composition shown in Table 1 below. First, the titanium dioxide / calcium carbonate composite particles obtained above were added with a predetermined amount of water, thickener, latex, and adhesion aid shown in Table 1 and stirred and mixed to obtain the coating material of the present invention. The coating material thus obtained was diluted 5 times with water and spray-coated on a house film with a power sprayer.
二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子：平均粒子径１．１μm
※アクリレート系ラテックス：アクリル系ポリマーとアンモニア水の混合物
※の組成及び物性は次の通りである。
アクリル系ポリマー49〜51％、アンモニア水0.2％(最大値)、水49〜51％
重量平均分子量10万〜50万、酸価0〜10
増粘剤：ベントナイト
接着助剤：重合ロジンエステル
Titanium dioxide / calcium carbonate composite particles: average particle size 1.1 μm
* Acrylate latex: A mixture of acrylic polymer and ammonia water * The composition and physical properties are as follows.
Acrylic polymer 49-51%, ammonia water 0.2% (maximum), water 49-51%
Weight average molecular weight 100,000 ~ 500,000, acid value 0 ~ 10
Thickener: Bentonite Adhesive aid: Polymerized rosin ester
本実施例において測定した各諸物性は次の通り測定した。
ｉ）塗工性：ハウス表面への塗工のしやすさを総合的に評価した。
ｉｉ）持続性：ハウスフィルムに塗工したコーティング皮膜が、３／４以上流失した時点までを持続の対象とした。
ｉｉｉ）遮光性：照度計（「ＬＸ−１３３０Ｄ／ＬＸ−１３３２Ｄ」株式会社カスタム製）
により、ハウス内の照度（ルクス）を測定した。
ｉｖ) 地温降下：コーティング皮膜を形成させたハウスフィルム内の地温とコーティング皮膜を形成させないハウスフィルム内の地温との差で算出。
ｖ)基材の状態：被塗工側の基材状態をコーティング皮膜が除去された後に確認した。
Various physical properties measured in this example were measured as follows.
i) Coating property: Ease of coating on the house surface was comprehensively evaluated.
ii) Sustainability: Up to the point when 3/4 or more of the coating film applied to the house film was washed away was regarded as the object of sustainability.
iii) Light-shielding property: Illuminance meter ("LX-1330D / LX-1332D", custom made)
Thus, the illuminance (lux) in the house was measured.
iv) Ground temperature drop: Calculated by the difference between the ground temperature in the house film where the coating film is formed and the ground temperature in the house film where the coating film is not formed.
v) State of substrate: The state of the substrate on the coated side was confirmed after the coating film was removed.
評価は、Ａ〜Ｄの４段階で検討した。判定した基準は、次の通りである。
ｉ）塗工性
Ａ：作業性良く塗工でき、液垂れもない。
Ｂ：作業性良く塗工できるが、やや液垂れが起こる
Ｃ：塗工作業に支障がある、あるいは液垂れが起こる。
Ｄ：塗工作業が極めて困難である、液垂れも顕著に起こる。
Evaluation was performed in four stages A to D. The determined criteria are as follows.
i) Coating property A: Coating can be performed with good workability and there is no dripping.
B: Coating can be performed with good workability, but some dripping occurs. C: Coating operation is hindered or dripping occurs.
D: The dripping also occurs remarkably because the coating operation is extremely difficult.
ｉｉ）持続性
Ａ：３ヶ月以上の持続性
Ｂ：２〜３ヶ月の持続性
Ｃ：１〜２ヶ月の持続性
Ｄ：０〜１ヶ月の持続性
ii) Persistence A: Persistence for 3 months or more B: Persistence for 2-3 months C: Persistence for 1-2 months D: Persistence for 0-1 months
ｉｉｉ）遮光性
ハウス外に対するハウス内の照度比により判定。判定は、遮光率（％）＝１−（ハウス内の照度／ハウス外の照度）×１００（％）から算出。基準は、次の通りである。
Ａ：遮光率が４０％以上
Ｂ：遮光率が３０〜４０％
Ｃ：遮光率が２０〜３０％
Ｄ：遮光率が１０〜２０％
ｉｖ）地温降下
Ａ：６〜１０℃の降下
Ｂ：３〜６℃の降下
Ｃ：１〜３℃の降下
Ｄ：降下なし
iii) Light-shielding property Judged by the ratio of illuminance inside the house to outside the house Judgment is calculated from shading rate (%) = 1− (illuminance inside the house / illuminance outside the house) × 100 (%). The criteria are as follows.
A: Shading rate is 40% or more B: Shading rate is 30-40%
C: Shading rate is 20-30%
D: Shading rate is 10 to 20%
iv) Soil temperature drop A: 6-10 ° C drop B: 3-6 ° C drop C: 1-3 ° C drop D: No drop
ｖ）基材の状態
○：塗工前と比べ変化なし。
×：基材に変色やチョーキングが発生している。
v) State of substrate ○: No change compared to before coating.
X: Discoloration or choking has occurred on the substrate.
実施例４より、顔料を二酸化チタン、炭酸カルシウムを単に混合したもの（比較例1）と炭酸カルシウムのみ(比較例2）とに代え、バインダーをＮＲラテックス(比較例3)、ＳＢＲラテックス(比較例4)に代えた例を以下の表２に示す。コーティング液の調整方法、塗工方法は実施例と同一である。 From Example 4, the pigment was replaced by a mixture of titanium dioxide and calcium carbonate (Comparative Example 1) and only calcium carbonate (Comparative Example 2), and the binder was NR latex (Comparative Example 3) and SBR latex (Comparative Example). An example replaced with 4) is shown in Table 2 below. The method for adjusting the coating liquid and the coating method are the same as in the examples.
二酸化チタン・炭酸カルシウム複合粒子：平均粒子径１．１μm
炭酸カルシウム(i)：コロイド状炭酸カルシウム、平均粒子径０．２μm
※アクリレート系ラテックス：アクリル系ポリマーとアンモニア水の混合物
※の組成及び物性は次の通りである。
アクリル系ポリマー49〜51％、アンモニア水0.2％(最大値)、水49〜51％
重量平均分子量10万〜50万、酸価0〜10
ＮＲラテックス：天然ゴムラテックス
ＳＢＲラテックス：スチレンブタジエンゴムラテックス
増粘剤：ベントナイト
接着助剤：重合ロジンエステル
Titanium dioxide / calcium carbonate composite particles: average particle size 1.1 μm
Calcium carbonate (i) : colloidal calcium carbonate, average particle size 0.2 μm
* Acrylate latex: A mixture of acrylic polymer and ammonia water * The composition and physical properties are as follows.
Acrylic polymer 49-51%, ammonia water 0.2% (maximum), water 49-51%
Weight average molecular weight 100,000 ~ 500,000, acid value 0 ~ 10
NR latex: Natural rubber latex SBR latex: Styrene butadiene rubber latex Thickener: Bentonite Adhesive aid: Polymerized rosin ester
本比較例において測定した各諸物性は実施例と同一である。 Various physical properties measured in this comparative example are the same as in the examples.
以上の結果より、単に二酸化チタン、炭酸カルシウムを混合しただけの顔料を用いても所望の遮光性が得られず、さらには二酸化チタンの光触媒作用により被塗工側の基材を損傷させてしまう。一方本発明の二酸化チタン・炭酸カルシウムの複合粒子を顔料として含有するコーティング材は、ハウス表面の基材を傷めることなく、太陽光を強力に遮蔽し、長期間安定なコーティング皮膜を形成できることがわかる。
また、バインダーに関しては重量平均分子量１００，０００以上、酸価１０以下のアクリレート系ラテックスが他種ラテックスと比較して、最も優秀な持続性を示し、良好な耐候性を有していることがわかる。
From the above results, the desired light-shielding property cannot be obtained even if a pigment simply mixed with titanium dioxide and calcium carbonate is used, and further, the substrate on the coated side is damaged by the photocatalytic action of titanium dioxide. . On the other hand, it can be seen that the coating material containing the composite particles of titanium dioxide / calcium carbonate of the present invention as a pigment can strongly shield sunlight and form a stable coating film for a long period of time without damaging the base material on the house surface. .
As for the binder, it can be seen that an acrylate latex having a weight average molecular weight of 100,000 or more and an acid value of 10 or less shows the most excellent durability and has good weather resistance as compared with other types of latex. .
本発明によると、農業用ハウス上に白色複合顔料、アクリレート系ラテックスを主成分としたコーティング材を塗工することによって、太陽光を強力に遮蔽することができ、ハウス内果実の保護及びハウス内温度、特に地温の調節に役立つとともにハウス表面の基材保護にも好適なコーティング皮膜を形成させることができる。 According to the present invention, by applying a white composite pigment and a coating material mainly composed of an acrylate latex on an agricultural house, sunlight can be strongly shielded, and the fruit in the house can be protected and the house can be protected. It is possible to form a coating film that is useful for adjusting the temperature, particularly the earth temperature, and also suitable for protecting the base material of the house surface.
詳述すれば、本発明の複合顔料は、二酸化チタン粒子表面に炭酸カルシウム粒子が付着したものであり、炭酸カルシウム粒子がスペーサーの役割をして二酸化チタン粒子間の距離を大きくし、二酸化チタンが有する光散乱力を最大限に発揮させ、その結果農業用ハウス上に４０％以上の高遮光率を有するコーティング皮膜を形成させることができる。 More specifically, the composite pigment of the present invention has calcium carbonate particles attached to the surface of the titanium dioxide particles. The calcium carbonate particles act as a spacer to increase the distance between the titanium dioxide particles. As a result, the coating film having a high light shielding rate of 40% or more can be formed on the agricultural house.
また、本発明のコーティング材は、二酸化チタン粒子表面に炭酸カルシウム粒子を定着させた二酸化チタン・炭酸カルシウムの複合粒子であり、二酸化チタン粒子が凝集した状態で存在することがなく、また二酸化チタン特有の光触媒効果が発揮されても二酸化チタン表面に定着している炭酸カルシウムがその光触媒効果を遮断するため、農業用ハウス上に形成されたコーティング膜、あるいは基材を傷めることなく、強力な光散乱効果を発揮させることができる。 The coating material of the present invention is a composite particle of titanium dioxide / calcium carbonate in which calcium carbonate particles are fixed on the surface of titanium dioxide particles, and the titanium dioxide particles do not exist in an aggregated state. Even if the photocatalytic effect is exerted, calcium carbonate fixed on the surface of titanium dioxide blocks the photocatalytic effect, so strong light scattering without damaging the coating film or substrate formed on the agricultural house The effect can be demonstrated.
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