JP2015213499A - 農業ハウス用フィルム - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、防滴性および加工性のいずれにも優れた農業ハウス用フィルムを提供すること課題とする。
【解決手段】セルロースアシレート樹脂を含有し、
透湿度が600g/m2/24h以上であり、かつ、弾性率が3.0GPa未満である、農業ハウス用フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、農業ハウス用フィルムに関する。
農業ハウス用フィルムは、一般的に、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などを主原料としている。
このような材料で作製された農業ハウスは、透湿性(透湿度)が低いため、土中からの水蒸気がフィルム内面に付着して水滴を形成し、その結果、フィルムの透明性が低下し、更には水滴がボタ落ちし、植物障害を引き起こす問題が知られている(例えば、特許文献1および2等参照)。
このような問題に対して、例えば、特許文献3では、「熱可塑性樹脂を含む両最外層及び親水性樹脂を含む中間層とを含む多層構成の基体フィルムと、その少なくとも片面の最表面に親水性塗膜層を有し、棘状突起を有するニードルにより孔空け加工を行い得られた微細孔を複数有することを特徴とする農業用積層フィルム。」が提案されている。
特開平01−320161号公報 特開平06−279756号公報 特開2009−039056号公報
本発明者らは、特許文献1〜3等に記載された従来公知の農業ハウス用フィルムについて検討したところ、防滴性を高めると加工性に劣る場合があり、これらの性能を高いレベルで両立することが困難であることを明らかにした。
そこで、本発明は、防滴性および加工性のいずれにも優れた農業ハウス用フィルムを提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、セルロースアシレート樹脂を含有し、透湿度および弾性率が所定の値を示すフィルムを用いることにより、防滴性および加工性がいずれも良好となることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
[1] セルロースアシレート樹脂を含有し、
透湿度が600g/m2/24h以上であり、かつ、弾性率が3.0GPa未満である、農業ハウス用フィルム。
[2] 更に、ポリエーテルエステルおよび/またはポリエーテルを含む可塑剤を含有し、
可塑剤の含有量が、セルロースアシレート樹脂100質量部に対して10〜70質量部である、[1]に記載の農業ハウス用フィルム。
[3] セルロースアシレート樹脂のアセチル基置換度が2.5〜3.0である、[1]または[2]に記載の農業ハウス用フィルム。
[4] 可塑剤が、下記式(A)で表されるポリエーテルエステルを含む、[2]または[3]に記載の農業ハウス用フィルム。

式(A)中、R1は炭素数2〜10の2価の脂肪族炭化水素基を表し、R2はそれぞれ独立に炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基を表し、R3はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または、炭素数2〜20のアシル基を表す。nはそれぞれ独立に1〜20の整数を表し、pは1〜15の整数を表す。繰り返し単位に含まれる複数のR1、R2およびnは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
[5] 式(A)中、R3が炭素数1〜20のアルキル基である、[4]に記載の農業ハウス用フィルム。
[6] 可塑剤が、下記式(B)で表されるポリエーテルを含む、[2]または[3]に記載の農業ハウス用フィルム。

式(B)中、R4は炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基を表し、R5およびR6はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数2〜20のアシル基、(メタ)アクリロイル基、または、(メタ)アクリロイル基が重合した下記式(b)で表される基を表す。mは1〜20の整数を表す。繰り返し単位に含まれる複数のR4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。

式(b)中、*は式(B)におけるR5またはR6と結合する酸素原子を表し、R7は水素原子またはメチル基を表し、qは1〜10の整数を表す。繰り返し単位に含まれる複数のR7は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
[7] 式(B)中、R5が炭素数6〜20のアリール基または(メタ)アクリロイル基である、[6]に記載の農業ハウス用フィルム。
[8] 厚みが60μm〜200μmである、[1]〜[7]のいずれかに記載の農業ハウス用フィルム。
本発明によれば、防滴性および加工性のいずれにも優れた農業ハウス用フィルムを提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明の農業ハウス用フィルムは、セルロースアシレート樹脂、および、任意成分としてポリエーテルエステルおよび/またはポリエーテルを含む可塑剤を含有し、透湿度が600g/m2/24h以上であり、かつ、弾性率が3.0GPa未満である、農業ハウス用のフィルムである。
ここで、農業ハウス用フィルムとは、いわゆるビニールハウス(グリーンハウス)と呼ばれる小屋の躯体(鋼管)を被覆するフィルムのことをいい、農業用マルチフィルム、すなわち、畑(地表)の乾燥防止、雑草抑制などのために土壌表面を被覆するフィルムとは異なるフィルムである。
また、透湿度とは、JIS Z 0208:1976の「防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)」に記載された手法に従い、温度40℃、相対湿度90%の条件下で24時間に通過した水蒸気の量(g/m2/24h)をいう。
また、弾性率は、測定方向の長さが150mm、幅が15mmの試料を、測定方向の切り出す方位を45度ずつ変化させて合計8個用意し、各試料について算出される弾性率の平均値をいう。また、各試料における弾性率の算出は、各試料を25℃、相対湿度60%の環境に24時間放置した直後、A&D社製の引張試験機“ストログラフ”を用い、25℃、相対湿度60%雰囲気中、チャック間長さ100mm、引張速度200mm/分で延伸させ、0.1%伸び時と0.5%伸び時の応力を測定し、その傾きから弾性率を算出した。
本発明においては、セルロースアシレート樹脂を含有し、透湿度が600g/m2/24h以上であり、かつ、弾性率が3.0GPa未満であるフィルムを用いることにより、防滴性および加工性がいずれも良好となる。
以下に、セルロースアシレート樹脂および所定の可塑剤について詳述する。
<セルロースアシレート樹脂>
本発明の農業ハウス用フィルムが含有するセルロースアシレート樹脂は、特に限定されず、従来公知の、炭素数2〜22の脂肪族アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基など)を含むセルロースアシレート樹脂;無置換の芳香族アシル基を少なくとも1種を含むセルロースアシレート樹脂;等を用いることができる。
なお、セルロースアシレート樹脂は、上述した透湿度および弾性率を保持しつつ、後述する可塑剤に起因するフィルムの白濁や可塑剤自体の析出を抑制する観点から、本発明の農業ハウス用フィルムの総質量に対して60〜90質量%含有しているのが好ましく、65〜80質量%含有しているのがより好ましい。
セルロースアシレート樹脂の原料セルロースとしては、例えば、綿花リンター、ケナフ、木材パルプ(広葉樹パルプ、針葉樹パルプ)等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、原料セルロースとしては、綿花リンターおよび/または木材パルプであることが好ましい。
また、綿花リンターおよび/または木材パルプは、α−セルロースを80%以上含有することが好ましい。
更に、綿花リンターおよび/または木材パルプは、マンノース/キシロース=0.35/1〜3.0/1(モル比)であることが好ましく、その総含有量が0.01〜5モル%であることが好ましい。
なお、綿花リンターと木材パルプとを併用する場合の混合比は5/95〜95/5であることが好ましい。
セルロースアシレート樹脂を構成するセルロースアシレートとは、セルロースのカルボン酸エステルのことであり、例えば、セルロースの低級カルボン酸エステルであるのが好ましい。
セルロースアシレートとしては、具体的には、例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートステアレート、セルロースアセテートベンゾエート等が挙げられる。
これらのうち、セルロースアセテートであるのが好ましく、具体的には、トリアセチルセルロース(TAC)であるのがより好ましい。
このようなセルロースアシレートは、活性化工程(前処理工程)、アシル化工程(アセチルの場合は酢化工程)、熟成工程、沈殿工程、精製工程、乾燥工程、粉砕工程の中の組み合わせによって製造されたことが好ましい。
なお、セルロースアシレートの原料綿や合成方法については、発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)の7頁ないし12頁にも詳細に記載されている。
また、セルロースアシレートの粘度平均重合度(DP)が200〜700であることが好ましい。
また、セルロースアシレートの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.0〜5.0であるのが好ましく、1.0〜4.0であるのがより好ましく、1.5〜3.0であるのが更に好ましい。
ここで、粘度平均重合度は、粘度法(ASTM D2857)による平均分子量をいい、重量平均分子量および数平均分子量は、それぞれ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定される分子量をいう。
また、セルロースアシレートは、残存酢酸量または炭素数3〜22のカルボン酸の残存量が0.5質量%以下であることが好ましい。
また、セルロースアシレートは、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の少なくとも一種を1ppb〜10000ppm含有していることが好ましい。
また、セルロースアシレートは、25℃でのアセトン抽出量が15質量%以下であることが好ましい。
また、セルロースアシレートは、酸解離指数1.93〜4.5の酸もしくは部分エステル化物、またはこれらの塩を含有することが好ましい。
また、セルロースアシレートの含水率が2質量%以下であることが好ましい。
また、セルロースアシレートのイエローネスインデックスが0.1〜10であることが好ましい。
また、セルロースアシレートのヘイズが0.05〜5%であることが好ましい。
また、セルロースアシレートの透明度が85%以上であることが好ましい。
また、セルロースアシレートのTgが80〜200℃であることが好ましい。
また、セルロースアシレートの結晶化発熱量が2〜20J/gであることが好ましい。
本発明においては、セルロースアシレートは、セルロースの水酸基への置換度が、下記式(1)および(2)を満足するものが好ましい。
2.0≦SA+SB≦3.0 ・・・式(1)
0≦SA≦3.0 ・・・式(2)
ここで、式中、「SA」は、セルロースの水酸基の水素原子を置換しているアセチル基の置換度を表し、「SB」は、セルロースの水酸基の水素原子を置換している、アセチル基以外のアシル基の置換度を表す。
また、上記式(2)は、得られる本発明の農業ハウス用フィルムの加工性がより良好となる理由から、下記式(3)で表されるのが好ましい。
2.5≦SA≦3.0 ・・・式(3)
<可塑剤>
本発明の農業ハウス用フィルムは、得られる本発明の農業ハウス用フィルムの防滴性および加工性がより良好となり、ハウス内が高湿度環境になった時でも結露を防止することができる理由から、ポリエーテルエステルおよび/またはポリエーテルを含む可塑剤を含有するのが好ましい。なお、可塑剤は、ポリエーテルエステルおよびポリエーテル以外の可塑剤成分を含んでいてもよく、ポリエーテルエステルおよび/またはポリエーテルのみからなる可塑剤であってもよい。
これは、可塑剤の添加により、フィルムの弾性率がより低減しただけでなく、フィルムの含水率が向上し、ハウス内の水蒸気を取り込み易くなったためと考えられる。
(ポリエーテルエステル)
ポリエーテルエステルとしては、例えば、下記式(A)で表されるポリエーテルエステルが好適に挙げられる。
上記式(A)中、R1は炭素数2〜10の2価の脂肪族炭化水素基を表し、R2はそれぞれ独立に炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基を表し、R3はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または、炭素数2〜20のアシル基を表す。nはそれぞれ独立に1〜20の整数を表し、pは1〜15の整数を表す。
なお、繰り返し単位に含まれる複数のR1、R2およびnは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(A)中のR1における2価の炭素数2〜10の脂肪族炭化水素基は、飽和であっても不飽和であってもよく、2価の鎖状もしくは環状の脂肪族炭化水素基(例えばシクロアルキレン基など)のいずれであってもよい。
また、2価の鎖状の脂肪族炭化水素基である場合は、直鎖状であっても、分枝状であってもよく、好ましい例としては、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン、ノナメチレン、デカメチレン、プロピレン、1,2−ジメチルエチレン、1−メチルトリメチレン、2−メチルトリメチレン、2−メチルテトラメチレン、2,2−ジメチルトリメチレン、1,2−シクロペンチレン、1,3−シクロペンチレン、1,2−シクロヘキシレン、1,3−シクロへキシレン、1,4−シクロへキシレンなどが挙げられる。
また、2価の脂肪族炭化水素基の炭素数は、フィルムの弾性率がより低減し、加工性がより良好となる理由から2〜6であるのが好ましく、得られる農業ハウス用フィルムから可塑剤が水等により溶出する割合(以下、単に「溶出率」という。)が低減する観点から、4〜6であるのがより好ましい。
上記式(A)中のR2における炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基は、2価の鎖状の脂肪族炭化水素基であることが好ましく、直鎖状であっても、分枝状であってもよい。
また、2価の脂肪族炭化水素基の炭素数は2〜4が好ましく、2または3がより好ましく、2であることがさらに好ましい。
炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基としては、鎖状のアルキレン基であることが好ましく、好ましい例としては、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、プロピレン、1−メチルトリメチレン、2−メチルトリメチレン、1,2−ジメチルエチレン、1−エチルエチレンが挙げられる。中でも、エチレン、トリメチレン、プロピレン、テトラメチレン、1−エチルエチレンがより好ましく、エチレン、トリメチレン、プロピレン、テトラメチレンがさらに好ましく、エチレンまたはプロピレンが最も好ましい。
上記式(A)中のR3は、上述した通り、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または、炭素数2〜20のアシル基を表す。
ここで、R3における炭素数1〜20のアルキル基は、鎖状もしくは環状のいずれであってもよく、鎖状の脂肪族基である場合は、直鎖状であっても分枝状であってもよく、置換基を有していてもよい。その炭素数は1〜12であることが好ましく、1〜8であることがより好ましく、1〜4であることがさらに好ましく、1または2であることがもっとも好ましい。
また、R3における炭素数6〜20のアリール基は、置換基を有していてもよく、その炭素数は6〜15であることが好ましく、6〜10であることがより好ましく、6〜8であることがさらに好ましい。
また、R3における炭素数2〜20のアシル基は、脂肪族アシル基でも芳香族アシル基であってもよく、これらは置換基を有していてもよい。脂肪族アシル基である場合、炭素数は2〜18であることが好ましく、2〜8であることがより好ましく、2〜4であることがさらに好ましい。芳香族アシル基である場合は、炭素数は7〜18であることが好ましく、7〜12であることがより好ましく、7〜10であることがさらに好ましく、7または8であることがもっとも好ましい。
本発明においては、R3は、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基および炭素数6〜20のアリール基のいずれかであることが好ましく、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基であることがより好ましく、フィルムの弾性率がより低減し、加工性がより良好となる理由から、炭素数1〜20のアルキル基であるのが更に好ましい。
上記式(A)中のnは1〜20の整数を表し、1〜15の整数であることが好ましく、1〜10の整数であることがより好ましく、1〜6の整数であることが更に好ましく、2〜6の整数であることが特に好ましく、2〜4の整数であることが最も好ましい。
同様に、上記式(A)中のpは1〜15の整数を表し、フィルムの弾性率がより低減する観点から、1〜10の整数であることが好ましく、1〜5の整数であることがより好ましく、1〜3の整数であることが更に好ましく、1〜2の整数であることが特に好ましい。なお、上記式(A)中のpは、可塑剤の溶出率が低減する観点から、2〜15の整数であることが好ましく、2〜10の整数であることがより好ましい。
(ポリエーテルエステルの調製方法)
上述したポリエーテルエステルの調製方法は特に限定されず、上記式(A)中のR3が水素原子の場合は、例えば、常法によりジオールとジカルボン酸とのポリエステル化反応もしくはエステル交換反応による熱溶融縮合法、または、これら酸の酸クロライドとグリコール類との界面縮合法によって容易に合成できる。
なお、重縮合エステルは、村井孝一編者「可塑剤 その理論と応用」(株式会社幸書房,昭和48年3月1日初版第1版発行)に詳細な記載があり、記載されている化合物を使用することもできる。
また、ジカルボン酸としては、具体的には、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などを挙げることができる。この中ではコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸がより好ましく。肪族基の炭素数が2〜4であるコハク酸、グルタル酸、アジピン酸がさらに好ましい。
また、上記式(A)中のR3が炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数2〜20アシル基の場合は、下記式(a)で表される化合物と上述したジカルボン酸から上述した常法により上記式(A)で表される化合物を合成することができる。
上記式(a)中、R2、R3およびnは上記式(A)中の定義と同じであり、好ましい範囲も同じである。なお、上述したジカルボン酸と上記式(a)で表される化合物からポリエーテルエステルを調製する場合は、上記式(A)中のpが1となる。
また、上記式(A)中のR3が炭素数2〜20アシル基の場合は、上述した調製方法の他に、R3が水素原子であるポリエーテルエステルを上述した方法により調製した後に、アシル基を導入することによって調製することもできる。
ここで、末端のアシル基の導入は、例えば、カルボン酸を用いてアルコールと脱水縮合させる方法、カルボン酸無水物或いはカルボン酸ハロゲン化物を用いてとアルコールをアシル化する方法、カルボン酸エステルを用いてエステル交換させる方法等により、導入することができる。
上記式(A)で表されるポリエーテルエステルとしては、具体的には、例えば、上記式(A)中のR1、R2およびR3ならびにnおよびpが下記表1に記載されるポリエーテルエステルが挙げられる。
(ポリエーテル)
ポリエーテルとしては、例えば、下記式(B)で表されるポリエーテルが好適に挙げられる。
上記式(B)中、R4は炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基を表し、R5およびR6はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数2〜20のアシル基、(メタ)アクリロイル基、または、(メタ)アクリロイル基が重合した下記式(b)で表される基を表す。mは1〜20の整数を表す。
なお、繰り返し単位に含まれる複数のR4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
ここで、本明細書においては、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基(CH2=CHCO−)またはメタクリロイル基(CH2=C(CH3)CO−)を意味するものとする。

上記式(b)中、*は上記式(B)におけるR5またはR6と結合する酸素原子を表し、R7は水素原子またはメチル基を表し、qは1〜10の整数を表す。繰り返し単位に含まれる複数のR7は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(B)中のR4における炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基は、上記式(A)中のR2と同様のものが挙げられる。
また、上記式(B)中のR5およびR6は、上述した通り、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数2〜20のアシル基、(メタ)アクリロイル基、または、(メタ)アクリロイル基が重合した上記式(b)で表される基を表し、(メタ)アクリロイル基および(メタ)アクリロイル基が重合した上記式(b)で表される基以外の官能基については、上記式(A)中のR3と同様のものが挙げられる。
これらのうち、セルロースアシレート樹脂の繊維内空間が広がり、得られる農業ハウス用フィルムの透湿度をより高くすることができる理由から、R5が炭素数6〜20のアリール基(特にフェニル基)、または、(メタ)アクリロイル基であるのが好ましい。
また、セルロースアシレート樹脂に親水性を付与し、得られる農業ハウス用フィルムの透湿度をより高くすることができる理由から、R6が水素原子であるのが好ましい。
また、上記式(B)中のmは1〜20の整数を表し、1〜15の整数であることが好ましく、1〜10の整数であることがより好ましく、1〜6の整数であることが更に好ましく、2〜6の整数であることが特に好ましく、2〜4の整数であることが最も好ましい。
上記式(B)で表されるポリエーテルとしては、具体的には、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。
また、上記式(B)で表される他のポリエーテルとしては、後述する実施例の合成例に示す通り、フェノール類や水酸基を有する(メタ)アクリレートなどに対して、少なくとも一部がエチレンオキシドであるアルキレンオキシド(例えば、エチレンオキシド、酸化プロピレンなど)を開環付加させる反応を1回以上繰り返すことによって得られるポリエーテルが挙げられる。
本発明においては、可塑剤を含有する場合の含有量が、セルロースアシレート樹脂100質量部に対して10〜70質量部であるのが好ましく、20〜60質量部であるのがより好ましく、30〜60質量部であるのが更に好ましく、40〜60質量部であるのが特に好ましい。
<添加剤>
本発明の農業ハウス用フィルムは、使用環境に応じて、劣化防止剤や紫外線吸収剤等の添加剤を含有していてもよい。
劣化防止剤としては、具体的には、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤、酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、アミン等が挙げられる。
また、紫外線吸収剤としては、紫外線吸収性を発現できるもので、公知のものがいずれも使用でき、例えば、ベンゾトリアゾール系やヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤が好適に挙げられる。
このような劣化防止剤や紫外線防止剤を添加する場合、後述するセルロースアシレート溶液(ドープ)中に、0.01〜10質量%含有させるのが好ましい。
<マット剤>
本発明の農業ハウス用フィルムは、使用環境に応じて、マット剤を含有していてもよい。
マット剤としては、有機または無機微粒子のいずれも使用することができる。
微粒子としては、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成珪酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウムおよびリン酸カルシウムを挙げることができる。
これらの微粒子は、通常平均粒子サイズが0.1〜3.0μmの2次粒子を形成し、これらの微粒子はフィルム中では、1次粒子の凝集体として存在し、フィルム表面に0.1〜3.0μmの凹凸を形成させる。2次平均粒子サイズは0.2μm〜1.5μmが好ましく、0.4μm〜1.2μmがさらに好ましく、0.6μm〜1.1μmが最も好ましい。1次、2次粒子サイズはフィルム中の粒子を走査型電子顕微鏡で観察し、粒子に外接する円の直径をもって粒子サイズとした。また、場所を変えて粒子200個を観察し、その平均値をもって平均粒子サイズとした。
微粒子の好ましい添加量はセルロースアシレートに対し質量比で1ppm〜5000ppmが好ましく、より好ましくは5ppm〜1000ppm、さらに好ましくは10ppm〜500ppmである。
微粒子はケイ素を含むものがヘイズを制御できることから好ましく、特に、二酸化珪素が好ましい。二酸化珪素の微粒子は、1次平均粒子サイズが25nm以下であり、かつ見かけ比重が30g/リットル以上であるものが好ましい。フィルムのヘイズを下げる観点では、1次粒子の平均径が5〜20nmと小さいものがより好ましい。見かけ比重は90〜200g/リットル以上が好ましく、100〜200g/リットル以上がさらに好ましい。見かけ比重が大きい程、高濃度の分散液を作ることが可能になり、ヘイズ、凝集物が良化するため好ましい。
二酸化珪素の微粒子は、例えば、アエロジルNX90S、R972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上、日本アエロジル(株)製)などの市販品を使用することができる。酸化ジルコニウムの微粒子は、例えば、アエロジルR976およびR811(以上、日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
これらの中でもアエロジル200V、アエロジルR972Vが1次平均粒子サイズが20nm以下であり、かつ見かけ比重が70g/リットル以上である二酸化珪素の微粒子であることから、農業ハウス用フィルムのヘイズを低く保ちながら、摩擦係数を下げる効果が大きいため特に好ましい。
本発明の農業ハウス用フィルムは、単層構造であっても積層構造であってもよいが、単層構造であるのが好ましい。
また、農業ハウス用フィルムの厚みは、得られる本発明の農業ハウス用フィルムの加工性がより良好となる理由から、60μm〜200μmであるのが好ましく、60μm〜150μmであるのがより好ましく、80μm〜120μmであるのが更に好ましい。
<農業ハウス用フィルムの製造方法>
本発明の農業ハウス用フィルムを製造する製造方法は特に限定されず、例えば、セルロースアシレートを有機溶剤に溶解させたドープ(セルロースアシレート溶液)を、流延ダイから、ケーシング内で回転するエンドレスベルトまたはドラムからなる支持体(以下、これらをまとめて「支持体」と略す。)上に流延し、支持体から剥ぎ取り、更に乾燥させてフィルムを形成する溶液製膜方法等が挙げられる。
また、本発明の農業ハウス用フィルムが可塑剤を含有する場合、可塑剤を配合するタイミングは、セルロースアシレートをフィルム形成する時点で添加されていれば特に限定されず、例えば、セルロースアシレートの合成時点〔例えば、上述した沈殿工程など〕で添加してもよいし、後述する実施例に示す通りドープ調製時にセルロースアシレートと混合してもよい。
(有機溶媒)
セルロースアシレートを溶解する有機溶剤としては、例えば、ベンゼン、トルエンなどの炭化水素系溶媒;メチレンクロライド、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒;メタノール、エタノール、ジエチレングリコールなどのアルコール系溶媒;アセトンなどのケトン系溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル系溶媒;テトラヒドロフラン、メチルセロソルブなどのエーテル系溶媒;等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、炭素原子数1〜7のハロゲン化炭化水素系溶媒を用いるのが好ましく、メチレンクロライドを用いるのがより好ましい。
また、セルロースアシレートの溶解性、支持体からの剥ぎ取り性、フィルムの機械強度等の観点から、メチレンクロライドの他に、炭素原子数1〜5のアルコールを併用することが好ましい。アルコールの含有量は、溶剤全体に対し2〜25質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール等が挙げられ、メタノール、エタノール、n−ブタノール、あるいはこれらの混合物が好ましく用いられる。
(セルロースアシレート溶液の調製)
セルロースアシレート溶液の調製方法は、まず、セルロースアシレートと有機溶媒とを混合し、−10〜55℃でセルロースアシレートを溶解し、その溶解部、未溶解部および有機溶媒の混合物を0〜97℃に加温して溶媒中にセルロースアシレートを完全に溶解させる調製方法であることが好ましい。
ここで、調製されるセルロースアシレート溶液は、必要に応じて濃縮してもよいが、セルロースアシレートが5〜40質量%の濃度であることが好ましい。また、セルロースアシレート溶液は、40℃での粘度が10〜3000Pa・sであることが好ましい。
また、セルロースアシレートと有機溶媒とを混合する際に、セルロースアシレートの90質量%以上が0.1〜4mmの粒子を使用することが好ましい。
また、セルロースアシレート溶液は、流延する前に、0〜200℃の温度でろ過するのが好ましい。
ここで、ろ過フィルターの平均孔径が100μm以下であることが好ましく、また、ろ過流量が50リットル/hr以上であることが好ましい。
(流延)
セルロースアシレート溶液を流延する工程は、その溶液温度が−10〜57℃であることが好ましく、その工程の温度が−10〜57℃で保温されていることが好ましい。
また、セルロースアシレート溶液を流延する支持体が、−20〜40℃の表面温度を有していることが好ましい。
(剥ぎ取り)
流延後の剥ぎ取りは、剥ぎ取り時の乾燥風の温度が20〜250℃であることが好ましい。また、乾燥時の未乾燥の農業ハウス用フィルムが、テンターで保持されることが好ましい。
このような溶液製膜で作製される農業ハウス用フィルムは、少なくとも一軸流延中あるいは流延後に0.5〜300%延伸されることが好ましい。また、流延時の速度が1〜200m/分であることが好ましい。
また、農業ハウス用フィルムは、フィルムの巻き取り姿が、長手方向に少なくとも100m以上であり、かつ幅方向が60cm以上であることが好ましい。
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
<可塑剤の合成>
以下に示す方法により、実施例1〜16で使用する可塑剤として、ポリエーテルエステルを合成した。なお、合成した各ポリエーテルエステルについて、上記式(A)中の重合数(n)、重合数(p)および末端(R3)を下記表2に示す。
(可塑剤A−実施例1で使用)
アジピン酸とモノエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤B−実施例2で使用)
アジピン酸とジエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤C−実施例3で使用)
アジピン酸とトリエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤D−実施例4で使用)
アジピン酸とテトラエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤E−実施例5で使用)
アジピン酸とトリエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤F−実施例6で使用)
アジピン酸とトリエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤G−実施例7で使用)
アジピン酸とトリエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤H−実施例8で使用)
コハク酸とトリエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤I−実施例9で使用)
コハク酸とテトラエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤J−実施例10で使用)
コハク酸とテトラエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤K−実施例11で使用)
グルタル酸とトリエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤L−実施例12で使用)
アジピン酸と1,2−プロピレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤M−実施例13で使用)
アジピン酸とトリ(1,2−プロピレングリコール)とを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤N−実施例14で使用)
アジピン酸と1,2−ブチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤O−実施例15で使用)
アジピン酸とモノエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤P−実施例16で使用)
アジピン酸とモノエチレングリコールとを熱溶融縮合法によりポリエステル化させ、ポリエーテルエステルを合成した。
(可塑剤Q−実施例17で使用)
フェノールに対してエチレンオキシドを逐次的に3回開環付加させることにより、下記スキームに示すように、ポリエーテルを合成した。

(可塑剤R−実施例18で使用)
フェノールに対してエチレンオキシドを逐次的に2回開環付加させることにより、ポリエーテルを合成した。
(可塑剤S−実施例19で使用)
ヒドロキシエチルメタクリレートに対してエチレンオキシドを逐次的に2回開環付加させることにより、下記スキームに示すように、ポリエーテルを合成した。

(可塑剤T−実施例20で使用)
ヒドロキシエチルメタクリレートに対して酸化プロピレンを逐次的に8回開環付加させることにより、ポリエーテルを合成した。
[実施例1〜26]
<ドープの調製>
下記の組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。
--------------------------------------------------------------------------------
・セルロースアシレート(アセチル基置換度:2.86,粘度平均重合度:320)
100質量部
・下記表2に示す可塑剤 下記表2に示す質量部
・シリカ粒子分散液(平均粒径16nm)
“AEROSIL R972”、日本アエロジル(株)製 1.3質量部
・メチレンクロライド 635質量部
・メタノール 1.3質量部
--------------------------------------------------------------------------------
<フィルムの作製>
30℃に温度調整された各ドープを用いて、乾燥後膜厚が100μmとなるようにエンドレスステンレスベルト(支持体)上に均一に流延した。
流延後、ただちにベルト上のドープ膜(ウエブ)に100℃の温風をあてて乾燥させた後、流延から120秒後に、剥離張力150N/mで剥離し、多数のロールで搬送張力100N/mで搬送させながら乾燥させた。剥離部のエンドレスステンレスベルトの温度は10℃とした。剥離時の残留溶媒量は100質量%であった。
80℃に設定された第1乾燥ゾーンを5分間搬送させた後、さらに120℃に設定された第2乾燥ゾーンで10分間搬送させて、乾燥を行った。乾燥後、ロール状に巻き取る事で、フィルム幅1.5m、巻長2000m、膜厚80μmの農業ハウス用フィルムを得た。なお、巻き取り時の残留溶媒量は0.3%であった。
[比較例1]
可塑剤Aを配合しなかった以外は、実施例1と同様の方法により農業ハウス用フィルムを作製した。
[比較例2]
可塑剤Aに代えて、トリフェニルホスフェート(TPP)およびビフェニルジフェニルホスフェート(BDP)を2:1の質量比で合計して15質量部配合したドープを用いた以外は、実施例1と同様の方法により農業ハウス用フィルムを作製した。
[比較例3]
PETフィルムとして、三菱樹脂アグリドリーム社製の製品名「シクスライトクリーン」を農業ハウス用フィルムとして用いた。
[比較例4]
塩ビフィルムとして、三菱樹脂アグリドリーム社製の製品名「ノービエースみらい」を農業ハウス用フィルムとして用いた。
[比較例5]
POフィルムとして、シーアイ化成社製の製品名「スカイコート5」を農業ハウス用フィルムとして用いた。
[比較例6]
フッ素系フィルムとして、AGCグリーンテック社製の製品名「エフクリーン自然光流滴」を農業ハウス用フィルムとして用いた。
作製または市販品を使用した各農業ハウス用フィルムの透湿度、弾性率、伸張率、光透過度、防滴性および加工性について、以下に示す方法により測定ないし評価した。これらの結果を下記表2および表3に示す。
また、実施例5、8および17〜26で作製した各農業ハウス用フィルムについては、以下に示す方法に溶出率を測定した。この結果を下記表3に示す。
<透湿度>
作製した各農業ハウス用フィルムについて、JIS Z 0208:1976の「防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)」に記載された手法に従い、温度40℃、相対湿度90%の条件下で24時間に通過した水蒸気の量(g/m2/24h)を測定した。
<弾性率>
作製した各農業ハウス用フィルムを測定方向の長さが150mm、幅が15mmの試料を、測定方向の切り出す方位を45度ずつ変化させて合計8個用意した。
次いで、各試料を25℃、相対湿度60%の環境に24時間放置した直後、A&D社製の引張試験機“ストログラフ”を用い、25℃、相対湿度60%雰囲気中、チャック間長さ100mm、引張速度200mm/分で延伸させ、0.1%伸び時と0.5%伸び時の応力を測定し、その傾きから弾性率を算出し、これらの平均値を弾性率として算出した。
<伸張率>
弾性率を算出した各試料を25℃、相対湿度60%の環境に24時間放置した直後、A&D社製の引張試験機“ストログラフ”を用い、25℃、相対湿度60%雰囲気中、チャック間長さ100mm、引張速度200mm/分で延伸させ、試料が破断した時の伸びひずみ量から伸張率を算出し、これらの平均値を伸長率として平均値を算出した。
<光透過度>
作製した各農業ハウス用フィルムについて、分光光度計(ジャスコエンジニアリング製:V−560)を用いて、400〜700nmの可視光領域の透過率を測定し、その平均値を算出した。
測定の結果、平均透過率が90%以上であったものを「A」と評価し、80%以上90%未満であったものを「B」と評価し、80%未満であったものを「C」と評価した。
<防滴性>
40℃の湯浴を作製した各農業ハウス用フィルムで密閉し、25℃に冷却することで強制的に結露を発生させた後、結露の消失時間を観察した。
結露の消失時間が3時間未満であったものを「A」と評価し、3時間以上5時間未満であったものを「B」と評価し、5時間以上12時間未満であったものを「C」と評価し、12時間以上であったもの「D」と評価した。
<加工性>
作製した各農業ハウス用フィルムを用いて農業用ハウスを設置し、その際の各フィルムにおける破断状況を観察した。
破断しなかったものを「A」と評価し、1〜2箇所に小さな破断が確認できたが実用上問題がないものを「B」と評価し、大きな破断が確認できたものを「C」と評価した。
<溶出率>
実施例5、8および17〜26で作製した各農業ハウス用フィルムについて、水中に16時間浸漬させた前後の質量変化を測定し、水に溶出した質量の割合を溶出率として算出した。
具体的には、作製した各農業ハウス用フィルムを減圧条件下で40℃、8時間乾燥させた後の質量(浸漬前質量)を測定し、次いで、各農業ハウス用フィルムを15℃の水中に16時間浸漬させた後に、同様の減圧条件下で40℃、8時間乾燥させた後の質量(浸漬後質量)を測定した。
次いで、下記式(I)から、溶出率を算出した。
溶出率=〔(浸漬前質量−浸漬後質量)/浸漬前質量〕×100 ・・・(I)
なお、トリアセチルセルロース(TAC)100質量部に対して可塑剤を60質量部添加しており、可塑剤の含有割合は37.5質量%となるため、溶出率が36%となる実施例5においては、可塑剤の大部分が溶出していることを示す。
以上の結果から、セルロースアシレート樹脂を含有していても、透湿度が600g/m2/24h以上であっても弾性率が3.0GPa以上となるフィルムは、加工性に劣ることが分かった(比較例1)。
同様に、セルロースアシレート樹脂を含有していても、透湿度が600g/m2/24h未満であり、かつ、弾性率が3.0GPa以上となるフィルムは、加工性がいずれも劣ることが分かった(比較例2)。
一方、セルロースアシレート樹脂以外の樹脂を用いたフィルムは、いずれも透湿度が低く、防滴性に劣ることが分かった(比較例3〜6)。
これに対し、セルロースアシレート樹脂を含有し、透湿度が600g/m2/24h以上であり、かつ、弾性率が3.0GPa未満であるフィルムは、いずれも防滴性および加工性が良好となることが分かった(実施例1〜26)。
特に、実施例3と実施例6との対比から、可塑剤として上記式(A)で表されるポリエーテルエステルを用いた場合に、末端のR3がアルキル基であると、防滴性および加工性がより良好となることが分かった。
また、実施例9と実施例10との対比から、可塑剤の含有量がセルロースアシレート樹脂100質量部に対して30〜60質量部であると、防滴性および加工性がより良好となることが分かった。
また、実施例5と実施例21および22との対比から、可塑剤の重合度が高い方が溶出率が低くなることが分かった。
また、実施例23〜26を対比すると、可塑剤の重合度が同じ場合は、ジカルボン酸の炭素数が多いアジピン酸を合成に用いた可塑剤が、溶出度が低くなることが分かった。

Claims (8)

  1. セルロースアシレート樹脂を含有し、
    透湿度が600g/m2/24h以上であり、かつ、弾性率が3.0GPa未満である、農業ハウス用フィルム。
  2. 更に、ポリエーテルエステルおよび/またはポリエーテルを含む可塑剤を含有し、
    前記可塑剤の含有量が、前記セルロースアシレート樹脂100質量部に対して10〜70質量部である、請求項1に記載の農業ハウス用フィルム。
  3. 前記セルロースアシレート樹脂のアセチル基置換度が2.5〜3.0である、請求項1または2に記載の農業ハウス用フィルム。
  4. 前記可塑剤が、下記式(A)で表されるポリエーテルエステルを含む、請求項2または3に記載の農業ハウス用フィルム。

    式(A)中、R1は炭素数2〜10の2価の脂肪族炭化水素基を表し、R2はそれぞれ独立に炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基を表し、R3はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または、炭素数2〜20のアシル基を表す。nはそれぞれ独立に1〜20の整数を表し、pは1〜15の整数を表す。繰り返し単位に含まれる複数のR1、R2およびnは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
  5. 前記式(A)中、R3が炭素数1〜20のアルキル基である、請求項4に記載の農業ハウス用フィルム。
  6. 前記可塑剤が、下記式(B)で表されるポリエーテルを含む、請求項2または3に記載の農業ハウス用フィルム。

    式(B)中、R4は炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基を表し、R5およびR6はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数2〜20のアシル基、(メタ)アクリロイル基、または、(メタ)アクリロイル基が重合した下記式(b)で表される基を表す。mは1〜20の整数を表す。繰り返し単位に含まれる複数のR4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。

    式(b)中、*は前記式(B)におけるR5またはR6と結合する酸素原子を表し、R7は水素原子またはメチル基を表し、qは1〜10の整数を表す。繰り返し単位に含まれる複数のR7は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
  7. 前記式(B)中、R5が炭素数6〜20のアリール基または(メタ)アクリロイル基である、請求項6に記載の農業ハウス用フィルム。
  8. 厚みが60μm〜200μmである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の農業ハウス用フィルム。
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