JP3702650B2 - 農業用被覆資材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は農業用被覆資材に関し、さらに詳しくは、トンネルハウス、パイプハウス、大型ハウス等の農園芸施設に展張するための柔軟性、耐久性、防塵性、光線透過性等に優れたフッ素樹脂フィルムの農業用被覆資材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネルハウスやパイプハウス用の農業用被覆資材として、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、軟質塩化ビニル樹脂等のフィルムが使用され、軟質塩化ビニル樹脂フィルムが施工性、価格、保温性等の面で他の材料のフィルムより優れているため農業用被覆資材の大半を占めている。しかし、軟質塩化ビニル樹脂フィルムは可塑剤を含んでいるため、可塑剤のブリードアウトによりフィルム表面が汚れやすく、短期間のうちに光線透過率が低下するという難点がある。
【０００３】
また、上記の各フィルムは耐候性向上のために紫外線吸収剤が配合されているが、太陽光線、気温、風雨、酸化等による劣化のために、通常１〜２年で張りかえなければならない。しかも、このように紫外線吸収剤を配合したフィルムは、その紫外線吸収活性に差こそあれ紫外線を遮蔽するので、紫外線を必要とする作物（例えばナス、ある種の花卉類）の栽培や、活動するために紫外線を必要とするミツバチやシマハナアブ等により受粉される作物（例えばイチゴ、メロン、スイカ、ピーマン等）の栽培にも不向きである。
【０００４】
一方、近年ハウス管理の省力化、栽培面積の拡大、ハウス寿命の長期化等の目的で本格的な大型ハウスも採用されている。この大型ハウスには、従来、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、硬質塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、繊維強化プラスチック等の板、板ガラス等の被覆資材が５年以上の長期展張用として使用されている。しかし、これら被覆資材は厚みが厚く、高重量となり、大型の専用基材を骨組としたハウスに展張しなければならず、また、その展張施工が非常に複雑であり、かつ比較的高価であるという欠点がある。また、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、硬質塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂等の板は雹等により亀裂が発生しやすく、また発生した亀裂が伝播しやすいなどの欠点がある。
【０００５】
さらに、これらプラスチック板には、通常耐候性向上のため紫外線吸収剤が配合されているので、紫外線を必要とするナスや花などの作物、あるいは活動するために紫外線を必要とする昆虫類により受粉されるメロン、イチゴ等の作物の栽培には不向きである。また、板ガラスは破損しやすく危険であり、プラスチック板より高重量のためハウスの骨組を更に強固なものとする必要がある。
【０００６】
これらの問題点を解決する目的で、例えば、耐候耐久性や耐酸性雨に優れ、寿命が１０〜１５年の実績があり、 汚れにくく、また汚れが雨水で洗われやすいことや、破れにくい優れた特性を有するテトラフルオロエチレン−エチレン系共重合体（以下、ＥＴＦＥという）やフッ化ビニル系重合体からなるフッ素樹脂のフィルムを農業用被覆資材とする提案がされている。
【０００７】
一般に、農業用被覆資材のフィルムをパイプハウス等に展張する際、フィルムの張りが弛まないようにしながらハウスの骨組に固定用部材を用いて固定するという施工がされる。しかし、使用されているフッ素樹脂のフィルムは、弾性率が大きく柔軟性に劣るため、フィルムを大きな力で引っ張り固定しなければならないことがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
弾性率が小さく、柔軟性、光線透過性等に優れたフッ素樹脂のフィルムである農業用被覆資材を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題を解決すべくなされた発明であり、テトラフルオロエチレンに基づく重合単位を５〜８５モル％、プロピレンに基づく重合単位を１〜５０モル％、およびフッ化ビニリデンに基づく重合単位を５〜７０モル％、の割合で含有する含フッ素共重合体よりなるフッ素樹脂のフィルムであることを特徴とする農業用被覆資材である。
【００１０】
特に、テトラフルオロエチレンに基づく重合単位を１５〜８０モル％、プロピレンに基づく重合単位を５〜４０モル％、およびフッ化ビニリデンに基づく重合単位を１０〜５０モル％、の割合で含有する含フッ素共重合体よりなるフッ素樹脂のフィルムが好ましい。
【００１１】
含フッ素共重合体は、さらに１種またはそれ以上のフッ素含有のオレフィンや炭化水素系のオレフィンなどのコモノマー成分を共重合せしめたものでもよい。このコモノマー成分としては、プロピレン、ブテン、イソブチレン等のα−オレフィン、トリクロロフルオロエチレン、フッ化ビニル等の含フッ素オレフィン、エチルビニルエーテル、パーフルオロメチルビニルエーテル、パーフルオロプロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類、含フッ素アクリレート類が挙げられる。これらのコモノマー成分を共重合する際には、含フッ素共重合体中に５０モル％以下の範囲内で共重合させることが好ましい。含フッ素共重合体を改質せしめる程度に、１０モル％以下の少量で共重合させることが特に好ましい。
【００１２】
含フッ素共重合体の製造に関しては、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液重合等の従来公知の各種重合方法はすべて採用可能である。
【００１３】
含フッ素共重合体の分子量は、特に限定されないが、その目安となる容量流速として１〜３００ｍｍ³ ／秒程度が好適であり、特に１〜１００ｍｍ³ ／秒の範囲がフィルムの物性や製造上好ましい。容量流速は、高化式フローテスターを使用して、２００℃、７ｋｇ／ｃｍ² 荷重下で、直径１ｍｍ、長さ２ｍｍのノズルから単位時間に流出する含フッ素共重合体の容量で表される値（ｍｍ³ ／秒）で定義される。
【００１４】
含フッ素共重合体のフィルムをハウスの骨組に容易に固定するために、含フッ素共重合体は柔軟性であることが好まし。その指標としての動的弾性率は、１〜７０（ｋｇ／ｍｍ² ）の範囲が好ましく、特に３〜６０（ｋｇ／ｍｍ² ）の範囲が好ましい。
【００１５】
本発明のフィルムは、インフレーション法や押出成形法等の公知の成形法を用いて成形される。フィルムの厚さは、あまりに薄いと破れやすくなり、あまりに厚いとフィルム切断、接着、展張作業等に不便であり、さらに光線透過率も低下する。好ましい厚さは、１０〜３００μｍであり、好ましくは２０〜１００μｍの範囲である。また、フィルムの幅は、通常１０００〜２０００ｍｍの範囲がフィルムの製造や取扱いの点から好ましい。
【００１６】
フィルム成形に際して、フッ素樹脂に必要に応じて、着色剤（例えば、酸化チタン、亜鉛華、炭酸カルシウム、沈降性シリカ、カーボンブラック、クロムイエロー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等）を配合することができる。
【００１７】
さらに農園芸施設用のハウスの内部は一般に高温高湿で、天井や壁の内側には凝縮した水滴が付着しやすいため、フィルムの少なくともハウスの内側となる面を流滴剤で処理することが好ましい。流滴剤としては、例えば、アルコール可溶型もしくは水分散型のフッ素ポリマーに無機親水性コロイド物質を配合したもの、親水性重合体に界面活性剤を配合したもの、親水性重合体に界面活性剤、無機親水性コロイド物質を配合したもの等が挙げられる。
【００１８】
無機親水性コロイド物質として、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、コロイダルチタニア等が使用できる。
【００１９】
親水性重合体としては、ポリビニルアルコールや、−ＳＯ₃ Ｈ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ₂ 、−ＣＮ、−（ＯＣＨ₂ ＣＨ₂ ）_n −等の一般に親水性の官能基を有する重合体が含まれる。また、界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系のいずれの界面活性剤であってもよい。
【００２０】
本発明のフッ素樹脂のフィルムは、農業用被覆資材として、通常の農業用被覆資材と同様に、作物の施設栽培のために、トンネルハウスやパイプハウスの他、本格的な大型ハウスにも展張することができる。
【００２１】
【実施例】
以下に本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明するが、この説明が本発明を限定するものではない。
【００２２】
柔軟性の指標である動的弾性率は、動的粘弾性測定装置（東洋精機製、型式レオログラフソリッドＬ−１）を用い測定した２５℃での値である。
【００２３】
透明性として、ヘイズメーター（日本精密光学、型式、ＳＥＰ−Ｔ）を用い全光線透過率およびヘイズ値を測定し透明性の尺度とした。
【００２４】
展張作業性について、フィルムを展張して骨組に固定用部材を使用して固定する施工の難易度として、○（施工が容易である）、△（軟質塩化ビニル樹脂と比較して若干施工が難しい）、×（施工は可能であるが、硬くて人力を要し、フィルムにシワが入りやすい）にて評価した。
【００２５】
［例１］（実施例）
内容積１リットルの撹拌機付きのステンレス製オートクレーブに、脱気した後脱イオン水６３５ｇ、パーフルオロオクタン酸アンモニウム５ｇ、テトラフルオロエチレン（以下、ＴＦＥという。）１５．８ｇ、プロピレン（以下、Ｐという）０．３ｇ、フッ化ビニリデン（以下、ＶＤＦという）１１．９ｇを仕込み、７０℃に昇温した。３０％過硫酸アンモニウム水溶液５ｍｌを圧入し、重合を開始した。反応に伴い低下する圧力を補うために、ＴＦＥ／Ｐ／ＶＤＦの組成が４５／４５／１０（モル比）の混合ガスを導入し、圧力１６．７ｋｇ／ｃｍ² Ｇにて７．２時間反応を続けた。
【００２６】
反応終了後、反応器内のモノマーをパージし、共重合体分散液８１８ｇを得た。この分散液に塩化アンモニウムを滴下して凝集させ、さらに洗浄、乾燥して共重合体Ａを１８８ｇ得た。共重合体Ａは、ＮＭＲにより測定してＴＦＥに基づく重合単位／Ｐに基づく重合単位／ＶＤＦに基づく重合単位が４７．５／１１．２／４１．３（モル比）の組成であり、融点が１２７℃であり、容量流速が５７．３（ｍｍ³ ／秒）であった。
【００２７】
含フッ素共重合体Ａを２００℃で押出した厚さ８０μｍのフィルムの機械的特性、透明性を測定した、また展張作業性を評価した。その結果を表１に示す。
【００２８】
［例２］（実施例）
内容積１リットルの撹拌機付きのステンレス製オートクレーブに、脱気した後脱イオン水６１０ｇ、パーフルオロオクタン酸アンモニウム３．６ｇ、リン酸水素二ナトリウム１２水和物１４．８ｇ、水酸化ナトリウム１．５９ｇ、過硫酸アンモニウム３ｇ、硫酸鉄０．１１ｇ、エチレンジアミン四酢酸０．１０ｇ、２−ブタノール１．８ｇを仕込み、次にＴＦＥ１７．５ｇ、Ｐ１．５ｇ、ＶＤＦ９．０ｇを仕込み、２５℃に保持した。水１０ｍｌに対し水酸化ナトリウム１．７６ｇおよびロンガリット０．２９ｇの溶液２ｍｌを圧入し重合を開始した。
【００２９】
反応に伴い低下する圧力を補うためにＴＦＥ／Ｐ／ＶＤＦの組成が６０／１５／２５（モル比）の混合ガスを導入し、圧力１８．７ｋｇ／ｃｍ² Ｇにて１０. ２時間反応を続けた。反応終了後、反応器内のモノマーをパージし、共重合体分散液８３２ｇを得た。この分散液に硫酸を滴下して凝集させ、さらに洗浄、乾燥して共重合体Ｂを１７９ｇ得た。共重合体Ｂは、ＮＭＲにより測定してＴＦＥに基づく重合単位／Ｐに基づく重合単位／ＶＤＦに基づく重合単位が６２．３／１８．１／１９．６（モル比）の組成であり、融点が１５５℃であり、容量流速が２７．１（ｍｍ³ ／秒）であった。例１と同様にして、得たフィルムを評価した。その結果を表１に示す。
【００３０】
［例３］（実施例）
内容積２０リットルの撹拌機付きのステンレス製オートクレーブに、脱気した後、脱イオン水１１．８ｋｇ、ｔ―ブタノール５２０ｇ、メタノール１３５ｇ、パーフルオロオクタン酸アンモニウム５０ｇ、ＴＦＥ４２０ｇ、Ｐ２９ｇ、ＶＤＦ１３４ｇを仕込み、７０℃に昇温した。３０％過硫酸アンモニウム水溶液１８０ｍｌを圧入し、重合を開始した。反応に伴い低下する圧力を補うためにＴＦＥ／Ｐ／ＶＤＦの組成が７０／１０／２０（モル比）の混合ガスを導入し、圧力１７．６ｋｇ／ｃｍ² Ｇにて９．６時間反応を続けた。反応器内のモノマーをパージし、共重合体分散液１５．２ｋｇを得た。この分散液に塩化アンモニウムを滴下して凝集させ、さらに洗浄、乾燥して共重合体Ｃを２．３ｋｇを得た。共重合体Ｃは、ＮＭＲにより測定してＴＦＥに基づく重合単位／Ｐに基づく重合単位／ＶＤＦに基づく重合単位が７１．２／１０．１／１８．７（モル比）の組成であり、融点が１６４℃であり、容量流速が４．８（ｍｍ³ ／秒）であった。例１と同様にして、得たフィルムを評価した。その結果を表１に示す。
【００３１】
［例４］（実施例）
内容積２０リットルの撹拌機付きのステンレス製オートクレーブに、脱気した後、脱イオン水１１．８ｋｇ、ｔ−ブタノール５７５ｇ、メタノール９６ｇ、パーフルオロオクタン酸アンモニウム６０ｇ、ＴＦＥ２６６ｇ、Ｐ２９ｇ、ＶＤＦ２３３ｇを仕込み、７０℃に昇温した。３０％過硫酸アンモニウム水溶液１８０ｍｌを圧入し、重合を開始した。反応に伴い低下する圧力を補うためにＴＦＥ／Ｐ／ＶＤＦの組成が５０／１２／３８（モル比）の混合ガスを導入し、圧力１７．４ｋｇ／ｃｍ² Ｇにて７．７時間反応を続けた。反応器内のモノマーをパージし、共重合体分散液１４．７ｋｇを得た。この分散液に塩化アンモニウムを滴下して凝集させ、さらに洗浄、乾燥して共重合体Ｄを２．１ｋｇを得た。共重合体Ｄは、ＮＭＲにより測定してＴＦＥに基づく重合単位／Ｐに基づく重合単位／ＶＤＦに基づく重合単位が５１．８／１２．７／３５．５（モル比）の組成でありり、融点が１４７℃であり、容量流速が２８．６（ｍｍ³ ／秒）であった。例１と同様にして、得たフィルムを評価した。その結果を表１に示す。
【００３２】
［例５］（比較例）
テトラフルオロエチレンに基づく重合単位／エチレンに基づく重合単位が５３／４７（モル％）の組成である含フッ素共重合体（アフロンＣＯＰ Ｃ−８８ＡＸＰ、旭硝子製）を３２０℃で押出した厚さ６０μｍのフィルムを例１と同様にして評価した。その結果を表１に示す。
【００３３】
［例６］（比較例）
フッ化ビニル系重合体の厚さ５０μｍのフィルム（テドラー２００ＳＧ４０ＴＲ、デュポン社製）を例１と同様にして測定し、評価した。その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【発明の効果】
本発明のフィルムは、動的弾性率が小さく柔軟性を有するため、展張時の作業性に優れ、農園芸施設の農業用被覆資材として好適である。

Claims (1)

1. テトラフルオロエチレンに基づく重合単位を５〜８５モル％、プロピレンに基づく重合単位を１〜５０モル％、およびフッ化ビニリデンに基づく重合単位を５〜７０モル％、の割合で含有する含フッ素共重合体よりなるフッ素樹脂のフィルムであることを特徴とする農業用被覆資材。