JP5231334B2

JP5231334B2 - 農業用被覆材

Info

Publication number: JP5231334B2
Application number: JP2009131024A
Authority: JP
Inventors: 一臣石丸; 竜麻千葉
Original assignee: Okamoto Industries Inc
Current assignee: Okamoto Industries Inc
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2029-05-29
Also published as: JP2010274590A

Description

本発明は、農作物や農作物の栽培環境を覆うための農業用被覆材に関するものである。

農作物の生育や特定形質の発現を促す施設栽培（ハウス栽培やトンネル栽培を含む）では、農作物や農作物の栽培環境を覆う透明な樹脂フィルム材（農業用被覆材）が用いられている。このような施設栽培で用いられる農業用被覆材としては、古くから塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）製のフィルムが用いられ現在でも広く普及しているが、それと共に、自然環境との調和性が高いポリオレフィン系樹脂フィルム（農業用ＰＯ）の開発及び普及が進んでいる。

農業用被覆材として求められる主な性質には、透明性、耐候性、強度に加えて、防曇性及び防曇持続性がある。防曇性とは、被覆材の内側（作物に対面する側）表面に付着した凝縮水を栽培作物に落下させることなく、被覆材内側表面に沿って流下させる性質であり、防曇持続性とは長期の使用に際して防曇性が低下しない性質である。農業用ポリオレフィン系樹脂フィルムでは、単一材料の単層でこれらの性質を全て満足させることができないことから、多層構造が採用されており、特に農作物側に面する内側表面には一般に防曇剤組成物を含む被覆層が形成されている。

下記特許文献１に記載の従来技術では、基材フィルムが、ポリエチレン又は酢酸ビニル含有量１０重量％未満のエチレン−酢酸ビニル共重合体からなるフィルム層（Ａ）と、酢酸ビニル含有量１０〜３０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体からなるフィルム層（Ｂ）を含んでおり、フィルム層（Ａ）又はフィルム層（Ｂ）に無機フィラーが０．１〜３０重量部配合されており、この基体フィルムの表面に、シリカゲル及び／又はアルミナゾルを主成分とし疎水性熱可塑性樹脂をバインダー成分とする防曇剤組成物に由来する被覆層を形成することが開示されている。

特開平７−２６６５１８号公報

この従来技術では、基体フィルムの各層を単一の樹脂成分で形成しているため、農業用被覆材の基体フィルムとして要求される更なる性質を満足することができない問題がある。例えば、雹の落下や強風によるフィルムのバタつき等の衝撃に対して必要な強度を確保することができなかった。特に、これまでは多層構造における中間層をエチレン−酢酸ビニル表重合体（ＥＶＡ）の単一成分で形成することが一般的だが、必ずしも良好な衝撃強度が得られない問題があった。

更には、農業用被覆材としては大面積で均一なフィルムに成形することが必要であり、多層構造で大面積の均一フィルムを成形するには、インフレーション成形を採用することが有効である。前述したＥＶＡはインフレーション成形による成形加工性が良好であるが、基体フィルムの衝撃強度を高めるために耐衝撃強度の高い性質を有する樹脂材料を選択すると、インフレーション成形加工性が悪くなり、大面積で均一なフィルムを効率良く成形できない問題が生じる。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、衝撃強度を高め、同時に高い透明性を得ることができること、加えて、インフレーション成形加工性が良好であること、更には、農業用被覆材として要求される長期使用に対しての良好な防曇持続性を担保できること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明による農業用被覆材は、以下の独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
［請求項１］ポリオレフィン系樹脂を主成分として内層と中間層と外層を有し、インフレーション成形によって多層構造に形成された基体フィルムに対して、農作物に対面する側の前記内層の表面に防曇剤処理を施した農業用被覆材であって、前記内層が、ポリエチレン、又はメタクリル酸メチル含有量が１０重量％以下のエチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂を主成分とする層であり、前記中間層が、メタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレンとメタクリル酸メチル含有量が１０〜３０重量％のエチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂の混合樹脂を主成分とする層であり、前記外層が、密度０．９０〜０．９２のメタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレンを主成分とした層であることを特徴とする農業用被覆材。

このような特徴を有する本発明の農業用被覆材は、十分な衝撃強度があり、高い透明性を得ることができ、加えて、インフレーション成形加工性が良好であり、また、農業用被覆材として要求される長期使用に対しての良好な防曇持続性を担保できる。

以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る農業用被覆材は、内層と中間層と外層を含む多層構造からなりポリオレフィン系樹脂を主成分とする基体フィルムに対して、農作物に対面する側の前記内層の表面に防曇剤処理を施したものである。基体フィルムは内層，中間層，外層の３層構造であっても良いし、中間層を多層にして４層以上の層構造にしても良い。

［内層について］
内層は、防曇剤組成物の被覆層との密着性を高めることができる層にする。具体的には、ポリエチレン、又はメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）含有量が１０重量％以下のエチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂（ＥＭＭＡ）を主成分とする層にする。ポリエチレンとしては、インレーション成形の加工性が高い高圧法低密度ポリエチレン（ＨＰ−ＬＤＰＥ）が好ましく、ＥＭＭＡとしてはＭＭＡ含有量を低くして、加工性が高く且つ防曇性組成物の密着性が高いものを用いる。

［中間層について］
中間層は、複数種類の樹脂成分を混合して十分な衝撃強度が得られる層とする。しかしながら、一般に強度の高い樹脂成分を選択するとインフレーション成形加工性が低下するので、衝撃強度を高めながらインフレーション成型加工性が低下しないようにブレンドする樹脂成分を選択する。具体的には、メタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレン（メタロセン系ＬＬＤＰＥ）とメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）含有量が１０〜３０重量％のエチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂（ＥＭＭＡ）の混合樹脂を主成分とする層にする。

メタロセン系ＬＬＤＰＥは、衝撃強度は高いがインフレーション成形加工性が悪いものが多い。特に短鎖分岐構造を有するメタロセン系ＬＬＤＰＥ（メタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレン）は高い強度を有するが、インフレーション成形加工性が良くない。これに対してＥＭＭＡをブレンドさせる。ＥＭＭＡは、柔軟性に富み、且つ耐候性，耐薬品性，透明性に優れた樹脂材料である。中間層の樹脂成分にＥＭＭＡを含ませることにより、高い衝撃強度を保ちながらインフレーション成形加工性が向上する。中間層にブレンドするＥＭＭＡはＭＭＡ含有量を内層に比べて高めにする。これによってメタロセン系ＬＬＤＰＥの有する衝撃強度を低下させることなく加工性を向上させ、さらに良好な柔軟性、透明性を得ることができる。

また、中間層に無機フィラーを含ませることで、更なる特殊性能を付加することができる。例えば、保温性を高める等のためにハイドロタルサイト，カルシウム，マグネシウム，アルミニウム等の酸化物，水酸化物，炭酸塩，ケイ酸塩及びそれらの複合物を約１０重量％程度配合させる。

（中間層の配合割合の例）
中間層の配合割合の例としては、加工性を担持する役目を果たすＥＭＭＡを２０〜７０重量％含み、衝撃強度を担持する役目を果たすメタロセン系ＬＬＤＰＥを２０〜７０重量％含み、保温性を担持する役目を果たす無機フィラーを１０重量％程度含む。このような配合割合にすることで、加工性及び耐衝撃強度の両方において優れた特性が得られる。

ここで、メタロセン系ＬＬＤＰＥの中に特に長鎖分岐構造を有するものを５０重量％程度以下配合させることで、インフレーション成形加工性と耐衝撃強度の両立が得やすくなる。長鎖分岐構造を有するメタロセン系ＬＬＤＰＥ（メタロセン触媒直鎖状長鎖分岐低密度ポリエチレン）としては、住友化学株式会社製のＥＰＰＥ（Easy Processing Polyethylene）が該当する。このＥＰＰＥはＨＰ−ＬＤＰＥと同程度のインフレーション成形加工性を有しながら、ある程度高い耐衝撃強度を有している。しかしながら、耐衝撃強度の点ではＥＰＰＥ単独では農業用被覆材が要求している耐衝撃強度は得られないので、メタロセン系ＬＬＤＰＥをブレンドすることで強度の確保を図っている。

［外層について］
外層は、密度０．９０〜０．９２のメタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレンを主成分とした層とする。これによって、外界に曝される外表面に高い耐衝撃強度の層を形成することができ。全体のインフレーション加工性を考慮して１０重量％以下のＨＰ−ＬＤＰＥを含有させることが好ましい。

［製造方法］
インフレーション製法により、前記の内層を外側にして多層構造の基体フィルムをチューブ状に成形する。その後、外側に露出されている内層の表面に防曇剤組成物の被覆処理を施す。被覆処理は、防曇剤組成物の溶液又は分散液を公知の方法（ドクターブレードコート法，ロールコート法，ディップコート法，スプレーコート法，ロッドコート法，バーコード法，ナイフコート法，はけ塗り等）によって塗布する。その後乾燥、切開し葉状の農業用被覆材とする。基体フィルムの成形時には各樹脂層に必要に応じて各種の添加剤（紫外線吸収剤，光安定剤，酸化防止剤，滑剤，熱安定剤，着色剤，防曇剤，帯電防止剤等）を通常の量で配合させることができる。

以下に、本発明の実施例を説明する。表１の各例は、外層の厚さを３０μｍ、中間層の厚さを９０μｍ、内層の厚さを３０μｍとした３層構造の基体フィルムをインフレーション成形加工したものであり、例１〜例１３は、その内層表面に防曇剤組成物を被覆処理したものである（例２ａは、内層１００重量部に防曇剤であるソルビタンモノステアレートを０．５重量部練り込んだ上に更に被覆処理を施している。）。例１４は、被覆処理無しで、中間層１００重量部にソルビタンモノステアレートを２．５重量部練り込み、内層１００重量部にソルビタンモノステアレートを２．０重量部練り込んだものである。被覆処理用の防曇剤としては、コロイダルシリカを主成分として疎水性アクリル樹脂をバインダー成分としたものを用いた。また、外層，中間層，内層の各層には、酸化防止剤や光安定剤を少量添加した。一例として、酸化防止剤としては、フェノール系，りん系の併用で０．０５〜０．２％程度、光安定剤として紫外線吸収剤を、ベンゾフェノン系とベンゾトリアゾール系をそれぞれ０．０５〜１％程度、ヒンダードアミン系を０．１〜１％程度添加することができる。各例の中間層には一律無機フィラー（無機保温材）を１０重量％配合した。

表１に示した各例において、例１〜例５を本発明の実施例とし、例６〜例１４を比較例とする。例１〜例４の実施例と例６〜例１０の比較例は、外層と内層を共通の構成にしている（但し、例２ａは内層にソルビタンモノステアレートを含む）。内層は高圧法低密度ポリエチレン（ＨＰ−ＬＤＰＥ）１００重量％の層であり、外層はメタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレン（メタロセンＬＬＤＰＥ）を主成分（９０重量％）とし、ＨＰ−ＬＤＰＥを１０重量％配合した層である。

そして、例１〜例４の実施例では、中間層は、メタロセンＬＬＤＰＥとメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）含有量が１０重量％以下のエチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂（ＥＭＭＡ）との混合樹脂が主成分になっている。詳しくは、例１の中間層が、メタロセンＬＬＤＰＥ２０重量％とＭＭＡ含有量２０重量％のＥＭＭＡ７０重量％の混合樹脂、例２及び例２ａの中間層が、メタロセンＬＬＤＰＥ６０重量％とＭＭＡ含有量２０重量％のＥＭＭＡ２０重量％とメタロセン触媒直鎖状長鎖分岐低密度ポリエチレン（ＥＰＰＥ）１０重量％の混合樹脂、例３の中間層が、メタロセンＬＬＤＰＥ１５重量％とＭＭＡ含有量１５重量％のＥＭＭＡ６５重量％とＥＰＰＥ１０重量％の混合樹脂、例４の中間層が、メタロセンＬＬＤＰＥ３０重量％とＭＭＡ含有量２０重量％のＥＭＭＡ３０重量％とＥＰＰＥ３０重量％の混合樹脂になっている。

一方、例６〜例１０の比較例では、中間層は、無機フィラーを除いて単独の樹脂成分又はメタロセンＬＬＤＰＥを含まない混合樹脂成分になっている。詳しくは、例６の中間層が、ＭＭＡ含有量２０重量％のＥＭＭＡの単独成分、例７の中間層が、酢酸ビニル（ＶＡ）含有量が５重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）の単独成分、例８の中間層がＨＰ−ＬＤＰＥの単独成分、例９の中間層がメタロセンＬＬＤＰＥの単独成分、例１０がＨＰ−ＬＬＤＰＥ４０重量％とＭＭＡ含有量２０重量％のＥＭＭＡ５０重量％になっている。

例１〜例４（実施例）と例６〜例１０（比較例）とを比較すると、例１〜例４は、衝撃強度、柔軟性、透明性（ヘイズ値）、防曇持続性、インレーション成形加工性の全てにおいて良好な評価結果が得られているのに対して、例６〜例１０は、衝撃強度、柔軟性、透明性（ヘイズ値）、インレーション成形加工性の何れかで不良な評価結果になっている。この評価結果から明らかなように、メタロセンＬＬＤＰＥとＭＭＡ含有量が１０重量％以下のＥＭＭＡとの混合樹脂が主成分となる中間層を設けることにより、インフレーション成形加工性を含めて、農業用被覆材としての総合的な機能を高めることが可能になる。特に、例２ａは、内層にソルビタンモノステアレートを内層全体１００重量部に対して０．５重量部添加することで、防曇持続性を更に向上させることを可能にしている。

例５（実施例）は、内層をＭＭＡ含有量５重量％のＥＭＭＡにしている。内層はＨＰ−ＬＤＰＥであってもＭＭＡ含有量１０重量％以下のＥＭＭＡであっても同様の良好な評価結果が得られる。例１１（比較例）は、中間層を実施例と同様にしながら、内層と外層をＶＡ含有量５重量％のＥＶＡにしている。この例１１は衝撃強度と透明性で不良な評価結果になった。例１２（比較例）は、内層と中間層を実施例と同様にしながら、外層をＨＰ−ＬＤＰＥにしている。この例１２は衝撃強度で不良な評価結果になった。例１３（比較例）は、外層は実施例と同様にしながら、中間層をメタロセンＬＬＤＰＥとＥＰＰＥの混合樹脂にして（ＥＭＭＡを含まない点で実施例と異なる）、内層をＶＡ含有量５％のＥＶＡにしている。この例１３は柔軟性で不良な評価結果になっている。例１４（比較例）は、外層と中間層は実施例と同様にしながら、内層をＶＡ含有量５％のＥＶＡにしており、更に防曇処理を内層表面に施すことなく防曇剤を内層及び中間層に練り込んでいる。この例１４は、透明性と防曇持続性で不良な評価結果になっている。

表１の評価結果は以下の指標に基づくものである。
衝撃強度は、ＪＩＳＫ７１２４−１の試験方法により、テンサイルインパクトテスターにより−５℃の雰囲気温度下で試験を行った結果である。衝撃強度値５０００以上を◎、４５００以上５０００未満を○、４５００未満を×と評価した。

柔軟性は、タテ、ヨコのヤング率で評価し、共に、１２０ＭＰａ以下を◎、１２０ＭＰａより大きく１８０ＭＰａ未満を○、１８０ＭＰａ以上を×とした。

透明性は、ヘイズメータにて測定したヘイズ値による。ヘイズ値２０未満を○、２０以上２５未満を△、２５以上を×とした。

防曇持続性は、農業用被覆材をハウス展張１年後の防曇性を評価し、◎：水滴の流れ非常に良い、○：水滴の流れ良い、△：水滴の流れが悪い、×：水滴が流れない、のように評価した。

インフレーション成形加工性は、３層をすべて混合したペレットを作り１９０℃でのメルトテンションを測定した。３．０以上を○、２．５以上３．０未満を△、２．５未満を×と評価した。

Claims

ポリオレフィン系樹脂を主成分として内層と中間層と外層を有し、インフレーション成形によって多層構造に形成された基体フィルムに対して、農作物に対面する側の前記内層の表面に防曇剤処理を施した農業用被覆材であって、
前記内層が、ポリエチレン、又はメタクリル酸メチル含有量が１０重量％以下のエチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂を主成分とする層であり、
前記中間層が、メタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレンとメタクリル酸メチル含有量が１０〜３０重量％のエチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂の混合樹脂を主成分とする層であり、
前記外層が、密度０．９０〜０．９２のメタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレンを主成分とした層であることを特徴とする農業用被覆材。
前記中間層が、メタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレンが２０〜７０重量％でエチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂が２０〜７０重量％の配合であることを特徴とする請求項１記載の農業用被覆材。
前記中間層が、メタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレン中に５０重量％以下のメタロセン触媒直鎖状長鎖分岐低密度ポリエチレンを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の農業用被覆材。