JP2020058336A - 農業用フィルム及び農園芸用施設 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一形態に係る農業用フィルムは、複屈折率Δnが1.15×10−3以下であり、連続相と分散相とからなる層を少なくとも1層有する。本発明の一形態に係る農業用フィルムは、植物栽培用の温室の外張り又は内張りフィルム、及びトンネルの被覆材等として好適に用いることができる。
本明細書中において、複屈折率Δnとは、平行ニコル回転法を測定原理とする位相差測定装置(王子計測機器株式会社製 KOBRAシリーズ等)を用いて、測定波長586nmにて測定した面内リターデーション(面内位相差)Reとフィルムの全厚dを用いて、下記式(1)により算出した値のことをいう。
Δn(複屈折率)= Re / d(全厚) (1)
複屈折率Δnが1.15×10−3以下、より好ましくは1.0×10−3以下であり、最も好ましくは0.8×10−3以下である。複屈折率Δnが、1.15×10-3以下であれば、一般に農園芸用施設に展張するときにおいて、農業用フィルムにおけるMD(Machine Direction)方向の伸びの良さを改良することができる。このため、農園芸用施設への展張時にフィルムの弛みを直すために強く水平に引っ張った場合においても、農園芸用施設フレームとの接触部において当該農業用フィルムが破断したり開裂したりすることを好適に防止することができ、取扱性が向上した農業用フィルムを得ることができる。複屈折率Δnの下限値は、特に限定されるものではないが、0.05×10−3以上であることが好ましい。
なお、本明細書において、ヘイズ値は、温度以外の測定条件をJIS K 7136:2000に準拠して、株式会社村上色彩技術研究所製 温調ヘイズメーター(THM−150TL)を使用して測定される値である。本明細書において、フィルムの光散乱性はヘイズ値によって評価され得る。
連続相と分散相とからなる層は、一態様に係る農業用フィルムを構成する主たる層であり、本明細書中、単に「層」と記載されており、特に説明がない場合、当該「層」とは、連続相と分散相とからなる層のことを示す。
連続相は、熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、エチレン系共重合体、ポリオレフィン系樹脂、及びそれらの組み合わせ等が挙げられる。
エチレン系共重合体としては、例えば、エチレン−ビニルエステル共重合体、エチレンと不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体との共重合体(以下、エチレン−不飽和カルボン酸(誘導体)共重合体とも称する)、エチレン−α−オレフィン共重合体等が挙げられる。エチレン共重合体は単独で用いてもよく、2種類以上のエチレン共重合体を併用してもよい。
E(質量%)=
(E1・W1+E2・W2+…+Em・Wm)/(W1+W2+…Wm) (2)
(ただし、エチレン−ビニルエステル共重合体1、エチレン−ビニルエステル共重合体2、…エチレン−ビニルエステル共重合体mのm種のエチレン−ビニルエステル共重合体を併用する(mは3以上の整数)とし、エチレン−ビニルエステル共重合体kにおけるエチレンに由来する単量体単位の含有量(質量%)をEk、樹脂組成物中のエチレン−ビニルエステル共重合体kの含有量をWkとする(kは1からmまでの整数)。)
同様にして、エチレン−ビニルエステル共重合体として2種類以上のエチレン−ビニルエステル共重合体を併用する場合、共重合体におけるビニルエステルに由来する単量体単位の含有量E'は、下記式(3)により算出される。
E'(質量%)=
(E'1・W1+E'2・W2+…+E'm・Wm)/(W1+W2+…Wm) (3)
(ただし、共重合体1、共重合体2、…共重合体mのm種の共重合体を併用する(mは3以上の整数)とし、共重合体kにおけるビニルエステルに由来する単量体単位の含有量(質量%)をE'k、樹脂組成物中の共重合体kの含有量をWkとする(kは1からmまでの整数)。)
なお、エチレン−ビニルエステル共重合体におけるエチレンに由来する単量体単位の含有量、及び、ビニルエステルに由来する単量体単位の含有量は、けん化法により定量することができ、より具体的には、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場合、JIS K 7192:1999に従って定量することができる。
d(kg/m3)=
(d1・W1+d2・W2+…+dm・Wm)/(W1+W2+…Wm) (4)
(ただし、エチレン−ビニルエステル共重合体1、エチレン−ビニルエステル共重合体2、…エチレン−ビニルエステル共重合体mのm種のエチレン−ビニルエステル共重合体を併用する(mは3以上の整数)とし、エチレン−ビニルエステル共重合体kの密度(単位:kg/m3)をdk、樹脂組成物中のエチレン−ビニルエステル共重合体kの含有量(単位:kg)をWkとする(kは1からmまでの整数)。)
つまり、一態様において、2種類以上のエチレン−ビニルエステル共重合体を併用することによって、樹脂組成物に含まれているエチレン−ビニルエステル共重合体の密度dを調整してもよい。
(i)エチレン−不飽和カルボン酸共重合体
ニュクレル(エチレン−メタクリル酸共重合体、三井・デュポンポリケミカル株式会社製)
(ii)エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシル基の一部又は全部を金属イオンで中和したアイオノマー
ハイミラン(エチレン−メタクリル酸共重合体のカルボキシル基の一部を亜鉛イオン又はナトリウムイオンで中和したアイオノマー、三井・デュポンポリケミカル株式会社製)(iii)エチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体
アクリフト(エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、住友化学株式会社製)、レクスパールEMA(エチレン−アクリル酸メチル共重合体、日本ポリエチレン株式会社製)、レクスパールEEA(エチレン−アクリル酸エチル共重合体、日本ポリエチレン株式会社製)、ロトリル(エチレン−アクリル酸メチル共重合体またはエチレン−アクリル酸ブチル共重合体、アルケマ社製)、エルバロイAC(エチレン−アクリル酸メチル共重合体・エチレン−アクリル酸エチル共重合体・エチレン−アクリル酸ブチル共重合体のいずれか、デュポン社製)
E''(質量%)=
(E''1・W'1+E''2・W'2+・・・+E''m・W'm)/(W'1+W'2+・・・W'm) (5)
(ただし、エチレン−不飽和カルボン酸(誘導体)共重合体1、エチレン−不飽和カルボン酸(誘導体)共重合体2、・・・エチレン−不飽和カルボン酸(誘導体)共重合体mのm種のエチレン−不飽和カルボン酸(誘導体)共重合体を併用する(mは2以上の整数)とし、エチレン−不飽和カルボン酸(誘導体)共重合体kにおけるエチレンに由来する単量体単位の含有量をE''k、樹脂組成物中の共重合体kの含有量をW'kとする(kは1からmまでの整数)。)
d'(kg/m3)=
(d'1・W'1+d'2・W'2+・・・+d'm・W'm)/(W'1+W'2+・・・W'm) (6)
(ただし、エチレン−不飽和カルボン酸(誘導体)共重合体1、エチレン−不飽和カルボン酸(誘導体)共重合体2、・・・エチレン−不飽和カルボン酸(誘導体)共重合体mのm種のエチレン−不飽和カルボン酸(誘導体)共重合体を併用する(mは2以上の整数)とし、エチレン−不飽和カルボン酸(誘導体)共重合体kの密度(単位:kg/m3)をd'k、樹脂組成物中のエチレン−不飽和カルボン酸(誘導体)共重合体kの含有量(単位:kg)をW'kとする(kは1からmまでの整数)。)
d''(kg/m3)=
(d''1・W''1+d''2・W''2+・・・+d''m・W''m)/(W''1+W''2+・・・W''m) (7)
(ただし、エチレン−α−オレフィン共重合体1、エチレン−α−オレフィン共重合体2、・・・エチレン−α−オレフィン共重合体mのm種のエチレン−α−オレフィン共重合体を併用する(mは2以上の整数)とし、エチレン−α−オレフィン共重合体kの密度(単位:kg/m3)をdk、樹脂組成物中のエチレン−α−オレフィン共重合体kの含有量(単位:kg)をWkとする(kは1からmまでの整数)。)
分散相は、有機系粒子、無機系粒子、及び熱可塑性樹脂から選択される少なくとも1つの成分を含むことが好ましい。分散相に含まれる成分の屈折率は、特に限定されないが、1.44以上1.65以下であることが好ましく、1.49以上1.53以下であることがより好ましい。
有機系粒子としては、例えば、架橋アクリル系粒子が挙げられる。架橋アクリル系粒子としては、例えば、架橋(メタ)アクリル酸エステルとスチレンとの架橋共重合体粒子(架橋MMA−St共重合体粒子)、架橋ポリメタクリル酸メチル粒子(架橋PMMA粒子)等が挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどを挙げることができ、好ましくはアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル又はメタクリル酸ブチルであり、より好ましくはメタクリル酸メチルである。
無機系粒子としては、例えば、ガラス粒子、炭酸カルシウム、マイカ、カオリン、アルミノケイ酸塩(ゼオライト)、シリカ等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル−メタクリル酸フェニル共重合体等の架橋されていないアクリル系樹脂、ポリビニルアルコール(PVOH)、環状オレフィンコポリマー(COC)等が挙げられる。
or PR−31(以上クラリアント社製)、サイヤソーブUV3529、サイヤソーブUV3346(以上サイテック社製)等が挙げられる。
本発明の一形態に係る農業用フィルムは、連続相と分散相とからなる層のみを有するフィルムであってもよく、連続相と分散相とからなる層以外の層を有するフィルムであってもよい。本発明のフィルムの好ましい形態の一つとして、連続相と分散相とからなる中間層が、2つのポリオレフィン系樹脂層の間に存在する多層フィルムを挙げることができる。この層構成により、フィルムの強度を向上させることができるという利点が得られる。
本発明の農業用フィルムの製造方法は、樹脂組成物をインフレーション法によって製膜する製膜工程を含むことが好ましい。連続相と分散相とからなる層を構成する樹脂組成物は、<農業用フィルム>で前述した通りである。
本発明の一形態に係る農業用フィルムは、農園芸用施設に展張するときにおいて、例えば、農園芸用施設に展張するための農園芸用施設フレームに、農業用フィルムが引っ掛かり破断することを好適に防止することができるため、その取扱いが極めて容易である。よって、本発明の一形態に係る農業用フィルムを用いて、農園芸用施設に展張する方法、及び農業用フィルムを用いて展張された農園芸用施設も、本発明の範疇である。
<複屈折率>
フィルムにおける任意の5箇所について以下の方法で複屈折率Δnを測定し、その平均値をフィルムの複屈折率とした。
位相差測定装置(王子計測機器株式会社製、KOBRA−WPR)を用い、波長586nmにてフィルムの遅相軸及び進相軸の方向と面内リターデーションReの値とを求め、下記式により、複屈折率Δnを算出した。
フィルム表面に対して垂直方向、且つ前記位相差測定装置を用いて求めたフィルム面内の遅相軸と平行方向にフィルムを切断した。光学顕微鏡(株式会社ニコン製、ECLIPSE LV100DA−U)を用いて、観察倍率は500倍とし、フィルムの断面の任意の2箇所の画像を取得した。後述する実施例に記載の、フィルムの断面画像の遅相軸に平行な方向の長さは実寸相当で238μmであった。
株式会社村上色彩技術研究所製 温調ヘイズメーター(THM−150TL)を使用し、40℃において測定を行った。温度以外の測定条件はJIS K 7136:2000に準拠した。
株式会社島津製作所製AGS−100Bを使用し、23℃、引張速度500mm/分において測定を行った。それ以外の測定条件はJIS K 6732−1981に準拠した。
[材料]
以下に、使用した材料を示す。
エチレン系共重合体 :
(1)エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)(以下、EVA−1とする)
密度 952kg/m3
MFR(190℃、21.18N) 7g/10分
エチレンに由来する単量体単位の含有量 72質量%、酢酸ビニル(VA)に由来する単量体単位の含有量 28質量%(EVA−1の質量を100質量%とする)
(スミテート(登録商標)KA−30 住友化学株式会社製)
(2)エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)(以下、EVA−2とする)
密度 935kg/m3
MFR(190℃、21.18N) 1.5g/10分
エチレンに由来する単量体単位の含有量 85質量%、酢酸ビニル(VA)に由来する単量体単位の含有量 15質量%(EVA−2の質量を100質量%とする)
(エバテート(登録商標)H2020 住友化学株式会社製)
(3)エチレン−1−オクテン共重合体(POE)(以下、POE−1とする)
密度 890kg/m3
MFR(190℃、21.18N) 1g/10分
(ENGAGE(登録商標)8003 Dow Chemical社製)
ポリオレフィン系樹脂 :
(1)ポリエチレン樹脂(PE(EPPE))(以下、PE−1とする)
密度 912kg/m3
MFR(190℃、21.18N) 0.5g/10分
(エクセレン(登録商標)GMH GH030 住友化学株式会社製)
(2)直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(LLDPE)(以下、PE−2とする)
(3)ポリエチレン樹脂(PE(EPPE))(以下、PE−3とする)
密度 921kg/m3
MFR(190℃、21.18N) 0.4g/10分
(エクセレン(登録商標)GMH GH051 住友化学株式会社製)
粒子 :
(1)架橋メタクリル酸メチル‐スチレン共重合体粒子(以下、粒子−1とする)
体積中位径=5μm
屈折率(23℃)=1.51
(テクポリマーMSX−5Z 積水化成品工業株式会社製)
(2)炭酸カルシウム(以下、粒子−2とする)
(3)OMicron(登録商標) NP5−P0(Sovitec社製ガラスビーズ)(以下、粒子−3とする)
体積中位径=5μm
屈折率(23℃)=1.51
ポリオレフィン系樹脂層/樹脂組成物の層/ポリオレフィン系樹脂層を備えた実施例1〜5及び比較例1〜5のフィルムを作成し、評価を行なった。
<マスターバッチの作製>
マスターバッチ100質量%に対して、EVA−2 49.2質量%と、粒子−1 50質量%と、酸化防止剤Irganox 1010 (BASF社製)0.8質量%とをインテンシブミキサー(日本ロール製造株式会社製)に供給し、160℃で5分間混合し、得られた混合物を65mmφ単軸押出機(株式会社日本製鋼所製)に供給して押出し、ペレット化することで、中間層として用いる樹脂組成物のためのマスターバッチを得た。このマスターバッチをMB−1とした。
内層用押出機(40mm押出機)と、中間層用押出機(40mm押出機)と、外層用押出機(40mm押出機)と、100mmφダイス(リップ間隙1.2mm)とを備えた3層インフレーション成形機(株式会社プラコー製)を用い、三層のチューブ状フィルムを成形した。
内層、中間層、及び外層の押出機、並びにダイスを150℃の設定としたほかは、実施例1と同じように樹脂組成物及びフィルムを得た。得られたフィルムの複屈折率、円相当径1μm以上10μm以下の分散相比率、40℃におけるヘイズ値、及びMD方向における引張破断伸びを表1に示す。
引取速度を4.2m/分とし、内層、中間層、及び外層の押出機、並びにダイスを160℃の設定としたほかは、実施例1と同じように樹脂組成物及びフィルムを得た。得られたフィルムの複屈折率、円相当径1μm以上10μm以下の分散相比率、40℃におけるヘイズ値、及びMD方向における引張破断伸びを表1に示す。
<マスターバッチ>
PE−2 40質量%と炭酸カルシウム60質量%とからなるマスターバッチを使用した。このマスターバッチをMB−2とした。
外層用ポリオレフィン系樹脂組成物の材料は、PE−1及びPE−3であり、配合量は、PE−1が50質量%であり、PE−3が50質量%であった。また、実施例4の樹脂組成物の材料は、PE−1、及びMB−2であり、配合量は、PE−1が92質量%であり、MB−2が8質量%であった。内層用のポリオレフィン系樹脂組成物の材料は、外層用のポリオレフィン系樹脂組成物の材料と同様とした。上述したほかは、実施例2と同じように樹脂組成物及びフィルムを得た。
<マスターバッチの作製>
マスターバッチ100質量%に対して、EVA−2 49.2質量%と、粒子−3 50質量%と、酸化防止剤Irganox 1010 (BASF社製)0.8質量%とをインテンシブミキサー(日本ロール製造株式会社製)に供給し、160℃で5分間混合し、得られた混合物を65mmφ単軸押出機(株式会社日本製鋼所製)に供給して押出し、ペレット化することで、中間層として用いる樹脂組成物のためのマスターバッチを得た。このマスターバッチをMB−3とした。
実施例5の樹脂組成物の材料は、EVA−2、POE−1、及びMB−3であり、配合量は、EVA−2が10質量%であり、POE−1が40質量%であり、MB−3が50質量%であった。上述したほかは、実施例4と同じように樹脂組成物及びフィルムを得た。
BURを1.4とし、引取速度を6.4m/分としたほかは、実施例1と同じように樹脂組成物及びフィルムを得た。得られたフィルムの複屈折率、円相当径1μm以上10μm以下の分散相比率、40℃におけるヘイズ値、及びMD方向における引張破断伸びを表1に示す。
BURを1.4とし、引取速度を6.4m/分としたほかは、実施例2と同じように樹脂組成物及びフィルムを得た。得られたフィルムの複屈折率、円相当径1μm以上10μm以下の分散相比率、40℃におけるヘイズ値、及びMD方向における引張破断伸びを表1に示す。
BURを1.4とし、引取速度を6.3m/分としたほかは、実施例3と同じように樹脂組成物及びフィルムを得た。得られたフィルムの複屈折率、円相当径1μm以上10μm以下の分散相比率、40℃におけるヘイズ値、及びMD方向における引張破断伸びを表1に示す。
BURを1.4とし、引取速度を6.1m/分としたほかは、実施例4と同じように樹脂組成物及びフィルムを得た。得られたフィルムの複屈折率、円相当径1μm以上10μm以下の分散相比率、40℃におけるヘイズ値、及びMD方向における引張破断伸びを表1に示す。
Claims (2)
- 連続相と分散相とからなる層を少なくとも1層有し、下記(A)〜(D)を満たす農業用フィルム;
(A)当該フィルム表面に対して垂直方向、且つ当該フィルム面内の遅相軸と平行方向に切断した断面において、前記分散相のうち円相当径が1μm以上10μm以下である分散相の断面の面積の比率が、前記層の断面の面積に対して1%以上30%以下、
(B)複屈折率Δnが1.15×10−3以下、
(C)前記連続相は、熱可塑性樹脂を含み、
(D)前記分散相に含まれる成分の屈折率は、1.44以上1.65以下である。 - 請求項1に記載の農業用フィルムが農園芸用施設フレームに展張された農園芸用施設。
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