JP2013194192A - 紫外線カットフィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、人体や環境への安全性に優れ、紫外線カット効果の持続性に優れる紫外線カットフィルムを提供する事を目的とする。
【解決手段】エチレン由来の重合単位と、ビニルエステル、不飽和カルボン酸、及びそれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種の共重合化合物由来の重合単位とを含むエチレン系共重合体であって、エチレン系共重合体に対する共重合化合物由来の重合単位の割合が５〜５０重量％であるエチレン系共重合体からなるフィルムに、平均繊維径が５００ｎｍ以下であるセルロース系微細繊維が、エチレン系共重合体１００重量部に対して０．５〜１０重量部の割合で分散されている紫外線カットフィルム。
【選択図】なし
【解決手段】エチレン由来の重合単位と、ビニルエステル、不飽和カルボン酸、及びそれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種の共重合化合物由来の重合単位とを含むエチレン系共重合体であって、エチレン系共重合体に対する共重合化合物由来の重合単位の割合が５〜５０重量％であるエチレン系共重合体からなるフィルムに、平均繊維径が５００ｎｍ以下であるセルロース系微細繊維が、エチレン系共重合体１００重量部に対して０．５〜１０重量部の割合で分散されている紫外線カットフィルム。
【選択図】なし
Description
本発明は、紫外線カットフィルムに関するものであり、人体や環境への安全性に優れ、紫外線カット効果が長期間持続する紫外線カットフィルムに関する。
紫外線吸収剤を配合した紫外線カットフィルムは、被覆される内容物の紫外線による劣化を防止する目的で広く使用されており、農業分野においては、紫外線をカットすることで害虫の侵入や灰色カビ病を抑制する効果があることから、農業用ハウス等に広く用いられている。
紫外線をカットするために使用される紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、トリアジン系、シアノアクリレート系、ケイ皮酸系等の有機系の化合物が知られている。
例えば、特開２０１１−１９０２９３号（特許文献１）では、ベンゾトリアゾール型紫外線吸収剤を含有することを特徴とする農業用フィルムが提案されている。
しかし、ベンゾトリアゾール型紫外線吸収剤の一部は、その生物濃縮性及び有毒性により第一種特定化学物質に指定されている等、これらの有機系紫外線吸収剤は人体、環境に対する影響が懸念されている。また、食品と接触する可能性が高く、屋外で使用される故に環境への影響を考慮すべき農業用フィルムに用いるので、その使用量は限定される。このような状況からより安全な紫外線カットフィルムが求められていた。
さらに、上記有機系紫外線吸収剤はフィルム表面にブリードアウトし易く、表面の汚れの原因となり、また、雨風により紫外線カット効果が低下する問題も有している。
このような問題点に対し、酸化チタンや酸化ケイ素などの無機微粒子を紫外線吸収剤として用いる検討が、フィルム表面へのブリードアウト防止や安全性の面から提案されている。
例えば、特開２００４−１２１０４３号（特許文献２）では、紫外線吸収剤として平均粒子径５〜４０ｎｍの微粒子状酸化亜鉛が含有されている農業用フィルムが提案されている。
しかしながら、これらの無機微粒子などのナノマテリアルは、その小さい粒子径から従来の材料とは異なる特性や形状を有するため、人体への安全性が懸念されるとの指摘があり、厚生労働省において安全性の評価手法や安全対策のあり方などについて検討中の段階である。
本発明は、上記に鑑み、安全性に優れ、優れた紫外線カット効果を有する紫外線カットフィルムを提供する事を目的とする。
本発明者は、エチレン系共重合体に平均繊維径が５００ｎｍ以下であるセルロース系微細繊維を凝集すること無く分散させることにより、紫外線カット効果が発現することを発見し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
［１］ エチレン由来の重合単位と、ビニルエステル、不飽和カルボン酸、及びそれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種の共重合化合物由来の重合単位とを含むエチレン系共重合体であって、エチレン系共重合体に対する共重合化合物由来の重合単位の割合が５〜５０重量％であるエチレン系共重合体からなるフィルムに、平均繊維径が５００ｎｍ以下であるセルロース系微細繊維が、エチレン系共重合体１００重量部に対して０．５〜１０重量部の割合で分散されている紫外線カットフィルム、
［２］ エチレン系共重合体がエチレン−酢酸ビニル共重合体である、前記［１］に記載の紫外線カットフィルム、
［３］ 波長５５０ｎｍの可視光線透過率と波長３５０ｎｍの紫外線透過率の差が２０％以上である、前記［１］に記載の紫外線カットフィルム、
である。
［１］ エチレン由来の重合単位と、ビニルエステル、不飽和カルボン酸、及びそれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種の共重合化合物由来の重合単位とを含むエチレン系共重合体であって、エチレン系共重合体に対する共重合化合物由来の重合単位の割合が５〜５０重量％であるエチレン系共重合体からなるフィルムに、平均繊維径が５００ｎｍ以下であるセルロース系微細繊維が、エチレン系共重合体１００重量部に対して０．５〜１０重量部の割合で分散されている紫外線カットフィルム、
［２］ エチレン系共重合体がエチレン−酢酸ビニル共重合体である、前記［１］に記載の紫外線カットフィルム、
［３］ 波長５５０ｎｍの可視光線透過率と波長３５０ｎｍの紫外線透過率の差が２０％以上である、前記［１］に記載の紫外線カットフィルム、
である。
本発明によれば、紫外線カット効果を有し、人体や環境への安全性に優れる紫外線カットフィルムを提供することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の紫外線カットフィルムは、エチレンと、ビニルエステル、不飽和カルボン及びそれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種とを共重合して得られるエチレン系共重合体に、平均繊維径が５００ｎｍ以下であるセルロース系微細繊維が、エチレン系共重合体１００重量部に対して０．５〜１０重量部の割合で分散されている紫外線カットフィルムである。
本発明の紫外線カットフィルムは、エチレンと、ビニルエステル、不飽和カルボン及びそれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種とを共重合して得られるエチレン系共重合体に、平均繊維径が５００ｎｍ以下であるセルロース系微細繊維が、エチレン系共重合体１００重量部に対して０．５〜１０重量部の割合で分散されている紫外線カットフィルムである。
本発明のエチレン系共重合体は、エチレンと、ビニルエステル、不飽和カルボン酸及びそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種とを共重合した共重合体である。本願明細書では、エチレンと共重合するビニルエステル、不飽和カルボン酸及びそれらの誘導体のことを共重合化合物と称することにする。エチレン系共重合体の例としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと記す。）、エチレン−アクリル酸共重合体（以下、ＥＡＡと記す。）、エチレン−メタクリル酸共重合体（以下、ＥＭＡＡと記す。）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（以下、ＥＭＡと記す。）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（以下、ＥＥＡと記す。）、エチレン−メタクリル酸エチル共重合体（以下、ＥＭＭＡと記す。）が挙げられる。この中でもＥＶＡがセルロース系微細繊維の分散性と発現する物性の観点から、好ましい。共重合化合物であるビニルエステル、不飽和カルボン酸及びそれらの誘導体由来の重合単位が、エチレン系共重合体に含まれる割合（含有率）は５〜５０重量％が好ましく、１０〜３５重量％であるとより好ましい。５重量％以上であればセルロースの分散が良好になり、５０重量％以下であれば樹脂が過度に柔軟にならず、材料として好ましい。
また、本発明で使用されるエチレン系共重合体のメルトマスフローレイト（ＭＦＲ、ＪＩＳ−Ｋ−７２１０：１９９９、１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）は、０．１〜１００ｇ／１０ｍｉｎが好ましく、１．０〜１００ｇ／１０ｍｉｎがより好ましい。０．１ｇ／１０ｍｉｎ以上では、セルロース系微細繊維の混合分散がしやすくなると共に、良好な流動性により成形加工がしやすくなる。１００ｇ／１０ｍｉｎ以下では、分子量が小さくなりすぎず、良好な機械的特性が得られる。
エチレン系共重合体の重合方法は、高圧法、中低圧法等の公知の方法により行なうことができる。また、エチレン系共重合体の一次構造はランダム、ブロックなど、いずれの構造の共重合体も使用することができる。
本発明のセルロース系微細繊維は、ホモポリマー、その誘導体又はそれらの混合物からなり、具体的には、木材パルプ、非木材パルプ、バクテリア、藻類、ホヤ由来のセルロースの少なくとも一種からなる。セルロース系微細繊維は通常、硫酸や塩酸などの酸を用いた酸加水分解による化学的方法、もしくは高圧ホモジナイザー、リファイナー、グラインダー、ボールミル、ロッドミル、石臼などの機械的エネルギーを与えて、セルロースの解繊や微細化を行う物理的方法により得られるが、これらに限定されるものではない。また、化学的、物理的方法による処理を施した市販のセルロース系微細繊維を利用することもできる。上記の処理によって、セルロース系微細繊維は最終的に平均繊維径が５００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下に調整される。平均繊維径が５００ｎｍ以下であれば、得られる樹脂組成物の紫外線カット効果が発現する。また、平均繊維径の下限値としては、１０ｎｍ以上が好ましい。平均繊維径が１０ｎｍ以上であれば、粉砕に多くのエネルギーが必要になることはなく、また、再凝集が起こりにくいため、好ましい。
本発明の紫外線カットフィルムは、エチレン系共重合体に対し、セルロース系微細繊維を分散させた組成物である。エチレン系共重合体とセルロース系微細繊維の割合は、エチレン系共重合体１００重量部に対し、通常０．５重量部〜１０重量部であり、好ましくは１重量部〜５重量部である。０．５重量部以上では紫外線カット効果が発現し、１０重量部以下では、可視光線を遮断し過ぎることがないため、好ましい。
本発明は、前記エチレン系共重合体に平均繊維径が５００ｎｍ以下であるセルロース系微細繊維、好ましくは平均繊維径１００ｎｍ以下のセルロース系微細繊維を凝集すること無く分散させる。分散方法は、ＥＶＡ等のエチレン系共重合体をミキサー、二軸押出機等を用いて溶融混練しながらセルロース系微細繊維を添加する方法や、エチレン系共重合体を溶解した溶液を撹拌しながらセルロース系微細繊維を加える方法等が適用できる。
また、本発明の紫外線カットフィルムには必要に応じて酸化防止剤、耐光安定剤、保温剤、帯電防止剤、滑剤、アンチブロッキング剤、難燃剤、防曇剤、顔料、染料、オイル、ワックス、分散剤、発泡剤等を本発明の目的を損なわない範囲で適時配合することができる。
本発明について、以下実施例を用いて具体的に説明する。尚、物性測定方法、評価方法は以下の通りである。
（１）平均繊維径測定
日立ハイテクノロジー（株）製、走査型電子顕微鏡を用いて撮影した画像より１２本の繊維の繊維径を測定し、その平均値を算出した。
（２）紫外線透過率測定
（株）島津製作所製、分光光度計：ＵＶ−２４００ＰＣを用いて、波長２００ｎｍから４００ｎｍにおける、厚みが１００μｍのフィルムの光線透過率を測定し、波長３５０ｎｍにおける光線透過率を紫外線透過率とした。
（３）可視光線透過率測定
（株）島津製作所製、分光光度計：ＵＶ−２４００ＰＣを用いて、波長４００ｎｍから９００ｎｍにおける、厚みが１００μｍのフィルムの光線透過率を測定し、波長５５０ｎｍにおける光線透過率をそれぞれ、可視光線透過率とした。
（１）平均繊維径測定
日立ハイテクノロジー（株）製、走査型電子顕微鏡を用いて撮影した画像より１２本の繊維の繊維径を測定し、その平均値を算出した。
（２）紫外線透過率測定
（株）島津製作所製、分光光度計：ＵＶ−２４００ＰＣを用いて、波長２００ｎｍから４００ｎｍにおける、厚みが１００μｍのフィルムの光線透過率を測定し、波長３５０ｎｍにおける光線透過率を紫外線透過率とした。
（３）可視光線透過率測定
（株）島津製作所製、分光光度計：ＵＶ−２４００ＰＣを用いて、波長４００ｎｍから９００ｎｍにおける、厚みが１００μｍのフィルムの光線透過率を測定し、波長５５０ｎｍにおける光線透過率をそれぞれ、可視光線透過率とした。
［実施例１〜４］
エチレン系共重合体として、酢酸ビニル含有量１５重量％、ＭＦＲ＝１４のエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ−１）、酢酸ビニル含有量２８重量％、ＭＦＲ＝３０のエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ−２）、及びセルロース系微細繊維として香川県産ヒノキをディスクミルに１６回通す事により粉砕した平均繊維径５０ｎｍのセルロース系微細繊維（Ｃｅｌｌ−１）、および同ヒノキを８回通す事により作成した平均繊維径１２０ｎｍのセルロース系微細繊維（Ｃｅｌｌ−２）を用いて、表１に示す割合で紫外線カットフィルムを作製し、物性を評価した。樹脂組成物の調製は、エチレン−酢酸ビニル共重合体とセルロース系微細繊維の水分散スラリーを二軸押出機を用いて混合し、ダイより押し出したストランドをカットしてペレットを作成した後、（株）東洋精機製作所製ミニテストプレスＭＰ−２Ｆを用いて紫外線カットフィルムを作製し、紫外線透過率、可視光透過率を測定した。評価結果を表１に併せて示す。
エチレン系共重合体として、酢酸ビニル含有量１５重量％、ＭＦＲ＝１４のエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ−１）、酢酸ビニル含有量２８重量％、ＭＦＲ＝３０のエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ−２）、及びセルロース系微細繊維として香川県産ヒノキをディスクミルに１６回通す事により粉砕した平均繊維径５０ｎｍのセルロース系微細繊維（Ｃｅｌｌ−１）、および同ヒノキを８回通す事により作成した平均繊維径１２０ｎｍのセルロース系微細繊維（Ｃｅｌｌ−２）を用いて、表１に示す割合で紫外線カットフィルムを作製し、物性を評価した。樹脂組成物の調製は、エチレン−酢酸ビニル共重合体とセルロース系微細繊維の水分散スラリーを二軸押出機を用いて混合し、ダイより押し出したストランドをカットしてペレットを作成した後、（株）東洋精機製作所製ミニテストプレスＭＰ−２Ｆを用いて紫外線カットフィルムを作製し、紫外線透過率、可視光透過率を測定した。評価結果を表１に併せて示す。
［比較例１、２］
セルロース系微細繊維の配合量を変更した以外は実施例１と同様にして紫外線カットを作製し、評価した。配合と評価結果を表２に併せて示す。
セルロース系微細繊維の配合量を変更した以外は実施例１と同様にして紫外線カットを作製し、評価した。配合と評価結果を表２に併せて示す。
［比較例３］
セルロース系微細繊維としてコピー用紙をミキサーで解繊した植物繊維（平均繊維径１１μｍ、Ｃｅｌｌ−３）を用いた以外は実施例１と同様にして紫外線カットフィルムを作製し、物性を評価した。配合と評価結果を表２に併せて示す。
セルロース系微細繊維としてコピー用紙をミキサーで解繊した植物繊維（平均繊維径１１μｍ、Ｃｅｌｌ−３）を用いた以外は実施例１と同様にして紫外線カットフィルムを作製し、物性を評価した。配合と評価結果を表２に併せて示す。
本発明の紫外線カットフィルムは、農業用ハウスの他、紫外線劣化を防止する為の被覆保護フィルムとして好適に用いることができる。
Claims (3)
- エチレン由来の重合単位と、ビニルエステル、不飽和カルボン酸、及びそれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種の共重合化合物由来の重合単位とを含むエチレン系共重合体であって、エチレン系共重合体に対する共重合化合物由来の重合単位の割合が５〜５０重量％であるエチレン系共重合体からなるフィルムに、平均繊維径が５００ｎｍ以下であるセルロース系微細繊維が、エチレン系共重合体１００重量部に対して０．５〜１０重量部の割合で分散されている紫外線カットフィルム。
- エチレン系共重合体がエチレン−酢酸ビニル共重合体である、請求項１に記載の紫外線カットフィルム。
- 波長５５０ｎｍの可視光線透過率と波長３５０ｎｍの紫外線透過率の差が２０％以上である、請求項１に記載の紫外線カットフィルム。
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2012
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