JP6997081B2 - 農業用フッ素系樹脂フィルム及び農業用被覆資材 - Google Patents
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Description
好ましくは、前記フッ素系樹脂100質量部に対し、前記酸化チタン粒子を0.03~1.0質量部含有する。
好ましくは、少なくとも一方の面に親水性能を有する流滴層を備える。
好ましくは、前記フッ素系樹脂が、フッ化ビニリデンに基づく単量体単位を80~90質量%、ヘキサフルオロプロピレンに基づく単量体単位を10~20質量%の割合で含有するランダム共重合体よりなる。
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の実施形態においては、酸化チタン粒子が特定の形状及び大きさを有することにより透明性及び紫外線遮断持続性に優れた農業用フッ素系樹脂フィルム及び農業用被覆資材が提供される。
本発明の一実施形態による、農業用フッ素系樹脂フィルムに含まれるフッ素系樹脂は、フッ化ビニリデンに基づく単量体単位を80~90質量%、ヘキサフルオロプロピレンに基づく単量体単位を10~20質量%の割合で含有するランダム共重合体よりなることが好ましい。
ヘキサフルオロプロピレンに基づく単量体単位の割合が10質量%より低くフッ化ビニリデンに基づく単量体単位の割合が90質量%より高いと得られるフッ素系樹脂フィルムの動的弾性率が高くなり、展張作業性が悪くフィルムもシワになりやすい。また、ヘキサフルオロプロピレンに基づく単量体単位の割合が20質量%より高くフッ化ビニリデンに基づく単量体単位の割合が80質量%より低いと得られるフッ素系樹脂フィルムの引張強度が低く、台風等の自然災害時にフィルムが裂けるおそれがある。
より好ましくは、ヘキサフルオロプロピレンに基づく単量体単位の割合は15質量%以上であり、フッ化ビニリデンに基づく単量体単位の割合が85質量%以下である。このような割合であれば、引張強度を保ったまま、展張作業性がより優れる。
本発明の一実施形態においては、農業用フッ素系樹脂フィルムは少なくとも一方の面に親水性能を有する流滴層を備えることが好ましい。流滴層は、コロイド状の層状珪酸塩と、高分子バインダー、光安定剤あるいは有機系紫外線吸収剤を含有する流滴剤が塗布されてなる。層状珪酸塩はコロイド状であり、且つコロイドがナノメートルサイズであることから、透明な塗膜を形成することができる。流滴層を形成するための流滴剤は、白濁することなく透明であることが好ましい。層状珪酸塩の粒径は、通常は10~1000nmであり、好ましくは10~100nmである。
次に本発明の農業用フッ素系樹脂フィルムの製造方法について説明する。
本発明の農業用被覆資材は、本発明の農業用フッ素系樹脂フィルムを用いてなる。本発明の農業用フッ素系樹脂フィルムは透明性及び紫外線遮断持続性に優れので、それを用いてなる本発明の農業用被覆資材は、グリーンハウス等の被覆材に好適に使用することができる。また、本発明の農業用フッ素系樹脂フィルムに関する一実施形態においては、柔軟性、及び自然災害に対して強い耐久性に優れ、また長期にわたって流滴性能を維持することができるので、それを用いてなる本発明の農業用被覆資材は、グリーンハウス等の被覆材により好適に使用することができる。
「カイナ-フレックス2850-00」(アルケマ株式会社製)ヘキサフルオロプロピレン比率(HFP比率)5質量%、融点約157℃
「カイナ-フレックス2800-20」(アルケマ株式会社製)ヘキサフルオロプロピレン比率(HFP比率)10質量%、融点約142℃
「カイナ-フレックス2500-20」(アルケマ株式会社製)ヘキサフルオロプロピレン比率(HFP比率)20質量%、融点約121℃
(流滴剤)
「ラクレインB1」大和製罐株式会社製(コロイド状の層状珪酸塩として合成スメクタイト及び高分子バインダーとしてメトキシメチル化ナイロンを含み、高分子バインダー100質量部に対し層状珪酸塩を10質量部含有する)と、光安定剤(ヒンダードアミン系光安定剤)を含有する。
(全光線透過率)
全光線透過率測定は、得られた農業用フッ素含有多層フィルムを5cm角に切り出し、JIS K6783に準拠して、日本電色工業株式会社製の「NDH2000」を用いて測定した。
ヘーズ測定は、得られた農業用フッ素含有多層フィルムを5cm角に切り出し、JIS K7136に準拠して、日本電色工業株式会社製の「NDH2000」を用いて測定した。
紫外線領域の光線透過率測定は、島津製作所株式会社製の「UV-2600」を用いて、波長300nmにおける光線透過率を測定した。
柔軟性の指標である動的粘弾性率は、「動的粘弾性測定装置 RSA-G2」(TAインスツルメント株式会社製)を用い測定した25℃での値である。
UV照射試験を、「ダイプラ・メタルウェザー」(ダイプラ・ウェンテス株式会社製)を用いて下記条件で耐久試験を実施した。
UV照射強度:132mW/cm2
1サイクル:12時間(10時間照射、2時間暗黒シャワー)
湿度:51%
ブラックパネル温度:62℃
時間:504時間
照射面:フッ素系樹脂層面
試験後、フィルムの光学物性評価を行ない、試験後の全光線透過率及びHAZE、波長300nmにおける光線透過率を測定した。
硫酸チタニル(ナカライテスク社製)を加水分解してメタチタン酸を得、これを焼成して、酸化チタンを得た。この酸化チタンを水に分散させて水スラリーとした。攪拌しながら、この水スラリーにジルコニアからなる表面被覆がなされるように硫酸ジルコニウム水溶液を加え、水酸化ナトリウムを加えて、pHを7.0に調整した。更に、上記水スラリーに水酸化アルミニウムからなる表面被覆がなされるように硝酸アルミニウムを加え、水酸化ナトリウムを加えて、pHを7.0に調整した。
次いで、このスラリーを真空濾過して、濾過ケーキを得、この濾過ケーキを水で洗浄し、水溶性の塩類を除去した後、濾過ケーキを130℃で乾燥した。この後、電気炉を用いて、800℃で焼成した。
得られた焼成物を水に分散させ、再度、水性スラリーとし、ビーズミルを用いて粉砕した。このスラリーを真空濾過して、濾過ケーキを得、この濾過ケーキを水で洗浄し、残存する水溶性塩類を除去した後、濾過ケーキを130℃で乾燥し、次いで、流体エネルギーミルを用いて粉砕し、オルガノポリシロキサンによる表面処理を行うことで表面処理層の膜厚が4nm、平均アスペクト比が3、長手方向の平均長さが350nmの酸化チタン粒子を得た。なお、酸化チタン粒子の多層被覆層の膜厚は、酸化チタン粒子をエポキシ樹脂に包埋後、ミクロトームで切片を作製し、走査透過電子顕微鏡HD-2700(日立ハイテクノロジ―社製)を用いて撮影した画像に基づいて、多層被覆層の平均膜厚を測定したものである。
次にフッ素系樹脂フィルムの原料として、前記のフッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体「カイナ-フレックス2800-20」100質量部を上記酸化チタン0.5質量部と共にタンブラーにてブレンドして混合物とし、φ30mmの2軸押出機によって混練して、コンパウンドを得た。
上記コンパウンドを酸化チタン濃度が0.1質量部となるようにフッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体と混合して、φ65mmの単軸押出機に投入し、フィードブロック法により押出、金属冷却ロールで引き取ることによりフィルムを得た。次に作製したフィルムの一方の面にコロナ処理を施した後、流滴層として前記の流滴剤を塗布してフィルムを作製した。作製したフッ素系樹脂フィルムの光学物性および動的弾性率を評価した結果を表1に示す。
酸化チタンの表面処理層の膜厚を表1に記載の通りにした以外は、実施例1と同様にフッ素系樹脂フィルムを作製した。結果を表1に示す。
酸化チタンの添加量を表1に記載の通りにした以外は、実施例1と同様にフッ素系樹脂フィルムを作製した。結果を表1に示す。
<実施例6>
フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体種を「カイナ-フレックス2500-20」に変更した以外は、実施例1と同様にフッ素系樹脂フィルムを作製した。結果を表1に示す。
酸化チタンの含有量を表1に記載の通りにした以外は、実施例1と同様にフッ素系樹脂フィルムを作製した。結果を表1に示す。
フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体種を「カイナ-フレックス2850-20」に変更した以外は、実施例1と同様にフッ素系樹脂フィルムを作製した。結果を表1に示す。
実施例10のフッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体は以下の手順に従って製造した。すなわち、600rpmで作動するスターラーを備えた10Lの横型オートクレーブに、脱気後、5.6Lの脱塩水を入れた。その後、オートクレーブを85℃に加熱し、反応の全期間その温度を維持した。48モル%のフッ化ビニリデンと52モル%のヘキサフルオロプロピレンとのモノマー気相混合物を、圧力が19barになるようにオートクレーブ中に導入した。その後、40gの過硫酸ジ-アンモニウムを、重合開始時に12g、変換率70%の時に28g、の2段階で添加した。フッ化ビニリデン67.5モル%とヘキサフルオロプロピレン25.5モル%とからなる混合物を供給することによって、重合中19barの設定圧力を一定に保った。77分後、オートクレーブを冷却し、ラテックスを取り出した。VDF74.8質量%とHFP25.2質量%のモノマー組成を有するフッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体を作製した。その重合体を用いて実施例1と同様にフッ素系樹脂フィルムを作製した。結果を表1に示す。
酸化チタンの平均アスペクト比を表1に記載の通りにした以外は、実施例1と同様にフッ素系樹脂フィルムを作製した。結果を表1に示す。
酸化チタンの平均アスペクト比を表2に記載の通りにした以外は、実施例1と同様にフッ素系樹脂フィルムを作製した。結果を表2に示す。
酸化チタンの表面処理層を表2に記載の通りにした以外は、実施例1と同様にフッ素系樹脂フィルムを作製した。結果を表2に示す。
酸化チタンの表面処理層の膜厚を表2に記載の通りにした以外は、実施例1と同様にフッ素系樹脂フィルムを作製した。結果を表2に示す。
酸化チタンの長手方向平均長さを表2に記載の通りにした以外は、実施例1と同様にフッ素系樹脂フィルムを作製した。結果を表2に示す。
酸化チタンを添加せずに実施例1と同様にフッ素系樹脂フィルムを作製した。結果を表2に示す。
Claims (5)
- フッ素系樹脂及び酸化チタン粒子を含有するフッ素系樹脂フィルムを備え、
前記酸化チタン粒子は、平均アスペクト比が1.2以上、且つ長手方向の平均長さが550nm以下の粒子であり、
前記酸化チタン粒子は、酸化チタン上に多層被覆層を有し、
前記多層被覆層は、少なくとも酸化ジルコニウム被覆層、水酸化アルミニウム被覆層、オルガノポリシロキサン被覆層を含み、
前記多層被覆層の膜厚が2nm~7nmであり、
前記フッ素系樹脂100質量部に対し、前記酸化チタン粒子を0.03~0.5質量部含有することを特徴とする、農業用フッ素系樹脂フィルム。 - 前記多層被覆層は、内側から順に酸化ジルコニウム被覆層、水酸化アルミニウム被覆層、オルガノポリシロキサン被覆層が形成されている、請求項1に記載の農業用フッ素系樹脂フィルム。
- 少なくとも一方の面に親水性能を有する流滴層を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の農業用フッ素系樹脂フィルム。
- 前記フッ素系樹脂が、フッ化ビニリデンに基づく単量体単位を80~90質量%、ヘキサフルオロプロピレンに基づく単量体単位を10~20質量%の割合で含有するランダム共重合体よりなることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の農業用フッ素系樹脂フィルム。
- 請求項1~4の何れか1項に記載の農業用フッ素系樹脂フィルムを用いてなる農業用被覆資材。
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