JP4247454B2 - 農業用多層フィルム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハウスやトンネルを被覆する農業用多層フィルムに関する。更に詳しくは、ハウスやトンネルに展張した際に、保温性に優れ、且つ農薬による耐候性の低下がない農業用多層フィルムに関する。
【０００２】
【背景技術】
農業用ハウスやトンネル等の施設園芸の被覆資材として農業用フィルム（以下、被覆材という場合もある）が広く使用されている。農業用フィルムには種々の性能が必要とされるが、中でも耐候性，保温性は重要な性能の１つである。耐候性は各種耐候剤を添加することにより向上させ、また保温性は無機フィラー等の保温剤を添加することにより向上させる手法が一般的に行われている。
【０００３】
現在、耐候剤としては少量で改良効果の大きいヒンダードアミン系光安定剤が主流となっている。しかし、ヒンダードアミン系光安定剤を使用した農業用被覆材においても、時に極端な耐候性の低下を示すことがある。原因としては作物栽培時に使用される各種の農薬が関係している。ヒンダードアミン系安定剤はアミンであり、本来、酸性化合物と強く反応する。一般に使用される農薬は、有機イオウ系、有機塩素系、有機リン系等の化合物であり、もともと酸性を示すもの、あるいは分解していく過程で硫酸、塩酸、リン酸等の酸性物質を生じるものが多い。このため、ヒンダードアミン系化合物が農薬自体あるいは分解過程で生じる酸性物質と反応し、変質することにより耐候剤としての性能が大幅に低下すると考えられる。
【０００４】
一方、保温剤としては赤外線を吸収する無機フィラーが一般的に使用されている。これは、日中太陽エネルギーを吸収した地面から放射される赤外線を無機フィラーが吸収することにより、地面から放射されるエネルギーが外部に散失するのを抑制し、被覆内の温度を外部より高く維持できるためである。一般に、完全に密閉された農業用ハウス及びトンネルの保温性は、被覆材の透過する放射エネルギーの透過の程度に依存する。日中太陽から放射される光エネルギーは被覆材をほとんど透過して地面を温め、その熱がハウスやトンネル内の空気を温める。一方、温められた地面からは赤外線エネルギーが放射されていて、この赤外線エネルギーは被覆材を透過してハウスまたはトンネル外へ散逸していく。地面からの赤外線エネルギーの放射速度とハウスまたはトンネル内から外部へ散逸していく速度との関係でハウスまたはトンネル内の温度は決まる。従って、太陽から放射されるエネルギーの透過が大きく、地面から放射される赤外線エネルギーの透過が小さい被覆材ほどハウスまたはトンネル内の温度は高くなる。夜間においては光エネルギーの入射が無くなるため温度は下がっていくが、地面から放射される赤外線エネルギー透過が小さい被覆材ほどハウス及びトンネル内の冷却速度は遅く、夜間の冷え込みから保護される。地面から放射される赤外線のエネルギースペクトルはプランクの黒体放射の公式により近似され、１０μｍの波長にエネルギーピークをもつ曲線として表される。太陽の光エネルギーは３μｍ以下の波長で０．５μｍ付近の波長にエネルギーピークをもつ。従って保温剤としては、３μｍ以下の波長の太陽光線を良く透過し、波長４μｍ以上の地面より放射される赤外線，特に４μｍ〜２５μｍの赤外線については良く吸収する材料が適することになる。
【０００５】
耐候性や保温性を改善する方法としては、特開昭６３−１４９１４８号公報や特開昭６３-１７５０７２号公報等で開示されているが、いずれも農業用被覆材として十分な性能は得られなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、耐候性及び保温性を向上させた農業用多層フィルムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を進めた結果、ヒンダードアミン系化合物と特定の無機化合物とが特定量添加されたポリオレフィン系樹脂を用いたフィルムを少なくとも３層積層することにより、目的とする農業用多層フィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき詳細に説明する。
本発明の農業用多層フィルムは、少なくとも内層Ｘ、中間層Ｙ及び外層Ｚからなるポリオレフィン系農業用多層フィルムであって、ヒンダードアミン系化合物が添加された各層を構成する樹脂組成物にＳｉを含まない特定の無機化合物とＳｉを含む特定の化合物が特定の比率で配合されたものである。
なお、本発明の農業用多層フィルムは、必要に応じ内層Ｘと中間層Ｙの間や外層Ｚと中間層Ｙの間に他の層が１層以上介在していても何ら差し支えない。
【０００９】
本発明の農業用多層フィルムを構成する内層Ｘ、中間層Ｙおよび外層Ｚに用いられるポリオレフィン系樹脂は、αーオレフィンの単独重合体やαーオレフィンを主成分とする異種単量体との共重合体であり、例えば、プロピレン単独重合体やエチレン、１ーブテン、１ーペンテン、１ーヘキセンとの共重合体であるプロピレン系共重合体、エチレン単独重合体や１ーブテン、１ーペンテン、１ーヘキセン、４ーメチルー１ーペンテン、１ーオクテン、酢酸ビニルとの共重合体であるエチレン系共重合体が挙げられ、これらの樹脂は単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。また、チーグラー系触媒等のマルチサイト触媒等で重合した樹脂、メタロセン系触媒等のシングルサイト触媒等で重合した樹脂のいずれを使用してもよい。これらのうち、ポリオレフィン系樹脂は、密度0.880〜0.935g/cm３の低密度ポリエチレン、エチレンー酢酸ビニル共重合体、密度0.940〜0.965g/cm３の高密度ポリエチレンもしくはポリプロピレン系樹脂が好ましく、中でも密度0.880〜0.935g/cm３の低密度ポリエチレンもしくはエチレンー酢酸ビニル共重合体が透明性、耐候性及び価格の面から特に好ましく、エチレンー酢酸ビニル共重合体で酢酸ビニル含有量が３０重量％以下のものが透明性、柔軟性の点で最も好ましい。
【００１０】
本発明において用いられる無機化合物ＡはＳｉを含まない複合水酸化化合物であり下記式１および２で表され、無機化合物ＢはＳｉを含む複合水酸化物であり下記式３および４で表される。これらは、単独もしくは併用してそれぞれ用いることができる。
【００１１】
Ｍ^２＋ _１−ｘＡｌ_ｘ（ＯＨ）_２（Ａ^ｎ−）_ｘ／ｎ ・ｍＨ_２Ｏ−式１
(式中、Ｍ^２＋はＭｇ^２＋、Ｃａ^２＋、およびＺｎ^２＋の中から選ばれた少なくとも１種の２価金属イオンを示し、Ａ^ｎ−はＳｉ_ｙＯ_２ｙ＋１ ^２−を除くｎ価のアニオンを示し、ｘおよびｍは次の条件、０＜ｘ＜０．５、０≦ｍ≦２を満足する。)
【００１２】
［Ａｌ_２Ｌｉ（ＯＨ）_６］_２（Ａ^ｎ−）・ｍＨ_２Ｏ−式２
（式中、Ａ ^ｎ− はＳｉを含まないｎ価のアニオンを示し、ｍは３以下の数を示す。）
【００１３】
［Ａｌ₂（Ｌｉ_(1-x)・Ｍ²⁺ _x）（ＯＨ）₆］₂（Ｓｉ_yＯ_2y+1 ^2-）_1+x・ｍＨ₂Ｏ −式３
（式中、Ｍ²⁺は２価の金属、Ａ^n-はＳｉ_yＯ_2y+1 ^2-を除くｎ価のアニオンを示し、ｍは０≦ｍ＜５の範囲にある数、ｘは０≦ｘ＜１の範囲にある数、ｙは２≦ｙ≦４の範囲にある数を示す。）
【００１４】
Ｍ²⁺ _1-xＡｌ_x（ＯＨ）₂（Ｓｉ_yＯ_2y+1 ^2-）_x/2・ｍＨ₂Ｏ −式４
(式中、Ｍ²⁺はＭｇ²⁺、Ｃａ²⁺、およびＺｎ²⁺の中から選ばれた少なくとも１種の２価金属イオン、ｘは０＜ｘ＜０．５の範囲にある数、ｍは０≦ｍ≦２の範囲にある数、ｙは２≦ｙ≦４の範囲にある数を示す。)
【００１５】
無機化合物Ａおよび無機化合物Ｂは、内層Ｘおよび外層Ｚを構成する樹脂組成物にそれぞれ０．５〜５重量％、中間層Ｙを構成する樹脂組成物にはそれぞれ０．５〜１０重量％の範囲で添加され、０．５重量％未満では耐候性および保温性向上が不十分であり、内層Ｘおよび外層Ｚを構成する樹脂組成物対する添加率がそれぞれ５重量％を越え、中間層を構成する樹脂組成物への添加率がそれぞれ１０％を越える場合には透明性や機械的強度の低下を来すこととなる。
【００１６】
内層Ｘおよび外層Ｚを構成する樹脂組成物に添加される無機化合物Ａの添加率ＸAおよびＺA、内層Ｘおよび外層Ｚを構成する樹脂組成物に添加される無機化合物Ｂの添加率ＸBおよびＺBがそれぞれＸA＞ＸBおよびＺA＞ＺBであって、中間層Ｙに添加される無機化合物Ａの添加率ＹAと中間層Ｙに添加される無機化合物Ｂの添加率ＹBがＹA＜ＹBである必要がある。
ＸA＜ＸBおよびＺA＜ＺBの場合には十分な耐候性が得られず、ＹA＞ＹBの場合には十分な保温性が得られないことになる。
【００１７】
本発明で用いるヒンダードアミン系化合物は、通常耐候剤として用いられているものであり、４−位に置換基を有する２，２，６，６−テトラアルキルピペリジン誘導体からなる分子量２５０以上の化合物である。具体的には、下記式５〜１３の化学式で表すことができる。また、Ｎ−位には、アルキル基などが置換されていてもよい。
【００１８】
【化１】

【００１９】
【化２】

【００２０】
【化３】

【００２１】
【化４】

【００２２】
【化５】

【００２３】
【化６】

【００２４】
【化７】

【００２５】
【化８】

【００２６】
【化９】

【００２７】
該ヒンダードアミン系化合物の添加率は、各層を構成する樹脂組成物に対して、それぞれ０．０１〜２重量％の範囲で配合されているのが好ましい。０．０１重量％未満では耐候性改良効果が不十分であり、また２重量％を越えるとブルーミング現象を引き起こし、フィルムの性能を損なうおそれがある。これらの化合物は単独で使用しても２種類以上を併用しても差し支えなく、また各層を構成する樹脂組成物毎に濃度を変えて添加しても構わない。
【００２８】
本発明の農業用多層フィルムの各層を構成する樹脂組成物には、柔軟性を向上させる目的で、エチレン−α−オレフィン系共重合体，ジエン系共重合体等の弾性共重合体を添加してもよく、防曇剤、防霧剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤および顔料等の各種添加剤を添加してもよい。
【００２９】
本発明の農業用多層フィルムは、多層インフレーション法もしくは多層Ｔダイ法等の公知の技術により製造することができる。製造後にフィルム表面にコロナ放電処理を施して防曇性の発現効果を向上させてもよい。また、防塵塗布剤等を塗布・乾燥し、表面に塗布膜を形成させても構わない。
【００３０】
本発明の農業用多層フィルムは、透明でも、梨地でも、半梨地であってもいずれでも良く、農業用ハウス（温室）、トンネル等の被覆用以外のマルチング用、袋掛け用等の用途に使用することもできる。
【００３１】
また、農業用多層フィルムの厚みは、使用する場所および要求される耐用年数等により異なるが、一般的に０．０５〜０．３ｍｍ程度のものが好適に用いられる。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例にて本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により限定されるものではない。
【００３３】
実施例１〜１２、比較例１〜１７
６５ｍｍφ押出機１台と４５ｍｍφ押出機２台を有する３種３層インフレ押出装置を用い、成形温度１７０℃、ブロー比２．５にて、０．１ｍｍ厚の単層または多層フィルムを製膜した。各フィルムの配合例と評価結果を表−１，表−２，表−３，表−４，表−５，表−６，表−７に示す。なお、各フィルムには、ベース樹脂として、ＭＦＲ(190℃、2.16kgf)＝0.8g/10分，密度ρ＝0.92g/cm３の低密度ポリエチレン(商品名；NUC8505 日本ユニカー（株）製)、ＭＦＲ(190℃、2.16kgf)＝1.0g/10分，密度ρ＝0.94g/cm３，酢酸ビニル(VA)含有量＝15重量％のエチレン酢酸ビニル共重合体(商品名；NUC8452 日本ユニカー（株）製)、ＭＦＲ(190℃、2.16kgf)＝1.5g/10分，密度ρ＝0.93g/cm３，酢酸ビニル(VA)含有量＝5重量％のエチレン酢酸ビニル共重合体(商品名；NUC3250 日本ユニカー製)、 ＭＦＲ(190℃、2.16kgf)＝2.0g/10分，密度ρ＝0.91g/cm３のメタロセン系ポリエチレン(商品名；ユメリット1520F宇部興産（株）製)と上記低密度ポリエチレンのブレンド品(重量比8:2)を用い、添加剤としてフッ素系界面活性剤(商品名；DS401、ダイキン工業（株）製)0.2重量％、フェノール系安定剤(商品名；Irganox 1010 チバガイギー（株）製)0.1重量％、リン系安定剤(商品名；Irgafos 168 チバガイギー（株）製)0.1重量％を添加した。
【００３４】
［耐候性］ミニハウス（１．８ｍ×０．９ｍ）に試験フィルムを張り、次の代表的な３種の農薬の希釈液１００ｍｌを月に２回の割合で３ヶ月間、フィルムのハウス内面に霧吹きで散布した。散布後、６ヶ月及び１年後の破断荷重、破断伸びを測定した。
１．ＴＰＮ（有機塩素系）希釈液：原体１ｇを水１０００ｃｃで希釈。
ＭＥＰ（有機リン系）希釈液：原体１ｇを水５００ｃｃで希釈。
３．石灰硫黄合剤（有機硫黄系）希釈液：原体を水１０ｃｃで希釈。
［ハウス内温度測定］ミニハウス（１．８ｍ×０．９ｍ）にフィルムを展張し、ハウスを閉め切った状態で、ハウス中央の地表面から３０ｃｍの位置に温度計を設置し１２月中旬の天候が良好な７日間について測定した。。天候はいづれも晴時々曇であった。午後６時から翌朝午前６時までの間の温度を３０分毎に測定し、この間の温度を平均して１日の平均値とし、更に７日間の平均値を平均した値を各ハウス内の温度とした。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【表２】

【００３７】
【表３】

【００３８】
【表４】

【００３９】
【表５】

【００４０】
【表６】

【００４１】
【表７】

【００４２】
【発明の効果】
本発明の農業用多層フィルムは、赤外線吸収能に優れているため保温性が良く、また、農薬を使用するような環境下においても優れた耐候性を示すことから、農業用被覆資材として好適に用いることができる。

Claims (2)

1. 少なくとも内層、中間層及び外層からなるポリオレフィン系農業用多層フィルムであって、各層を構成する樹脂組成物にはそれぞれ、下記式１及び２から少なくとも１種以上選ばれる無機化合物Ａ、下記式３及び４から少なくとも１種以上選ばれる無機化合物Ｂおよびヒンダードアミン系化合物が添加され、内層Ｘ及び外層Ｚを構成する組成物に添加される無機化合物Ａの添加率ＸA、ＺAと無機化合物Ｂの添加率ＸB、ＺBがそれぞれ５重量％≧ＸA＞ＸB≧０．５重量％及び５重量％≧ＺA＞ＺB≧０．５重量％であって、中間層Ｙを構成する組成物に添加される無機化合物Ａの添加率ＹAと無機化合物Ｂの添加率ＹBが０．５重量％≦ＹA＜ＹB≦１０重量％であり、かつ、各層を構成する樹脂組成物に添加されるヒンダードアミン系化合物の添加率がそれぞれ０．０１〜２重量％である農業用多層フィルム。
   Ｍ^２＋ _１−ｘＡｌ_ｘ（ＯＨ）_２（Ａ^ｎ−）_ｘ／ｎ・ｍＨ_２Ｏ−式１
   (式中、Ｍ^２＋はＭｇ^２＋、Ｃａ^２＋、およびＺｎ^２＋の中から選ばれた少なくとも１種の２価金属イオンを示し、Ａ^ｎ−はＳｉ_ｙＯ_２ｙ＋１ ^２−を除くｎ価のアニオンを示し、ｘおよびｍは次の条件、０＜ｘ＜０．５、０≦ｍ≦２を満足する。)
   ［Ａｌ_２Ｌｉ（ＯＨ）_６］_２（Ａ^ｎ−）・ｍＨ_２Ｏ−式２
   （式中、Ａ^ｎ−はＳｉを含まないｎ価のアニオンを示し、ｍは３以下の数を示す。）
   ［Ａｌ_２（Ｌｉ_{（１−ｘ）}・Ｍ^２＋ _ｘ）（ＯＨ）_６］_２（Ｓｉ_ｙＯ_２ｙ＋１ ^２−）_１＋ｘ・ｍＨ_２Ｏ−式３
   （式中、Ｍ^２＋は２価の金属、Ａ^ｎ−はＳｉ_ｙＯ_２ｙ＋１ ^２−を除くｎ価のアニオンを示し、ｍは０≦ｍ＜５の範囲にある数、ｘは０≦ｘ＜１の範囲にある数、ｙは２≦ｙ≦４の範囲にある数を示す。）
   Ｍ^２＋ _１−ｘＡｌ_ｘ（ＯＨ）_２（Ｓｉ_ｙＯ_２ｙ＋１ ^２−）_ｘ／２・ｍＨ_２Ｏ−式４
   (式中、Ｍ^２＋はＭｇ^２＋、Ｃａ^２＋、およびＺｎ^２＋の中から選ばれた少なくとも１種の２価金属イオン、ｘは０＜ｘ＜０．５の範囲にある数、ｍは０≦ｍ≦２の範囲にある数、ｙは２≦ｙ≦４の範囲にある数を示す。)
2. 内層Ｘ及び外層Ｚを構成する樹脂組成物に添加される無機化合物ＡおよびＢの添加率ＸA、ＺA、ＸBおよびＺBがそれぞれ０．５〜５重量％であって、中間層Ｙを構成する樹脂組成物に添加される無機化合物ＡおよびＢの添加率ＹAおよびＹBがそれぞれ０．５〜１０重量％である請求項１記載の農業用多層フィルム。