JPH01279950A - 農業用透明ポリビニルアルコールフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 人、産業上の利用分野 本発明は、農業用透明ポリビニルアルコールフィルムに
関するものであシ、更に詳しくは、膨潤倍率が小さく、
かつ機械的特性に優れ、かつ可視光線に対しては実質的
に透明であシ、赤外線に対しては実質的に不透明となる
ように構成された農業用透明ポリビニルアルコールフィ
ルムに関するものである。

Ｂ、従来技術 従来農業用ハウス、トラネルハウス等に用いられる農業
用フィルムとしては、ガラス、ポリ塩化ビニルフィルム
、ポリエチレンフィルムが主トシて用いられている。ガ
ラスは耐久性、透明性、保温性共にすぐれておシ、温室
用被覆材としては理想的ともいうべき特性を有するので
あるが、残念なことにガラスはもろくてこわれ易く、作
業性が悪いという欠点を有する。又、厚みを薄くするこ
とが出来ないため、単位被覆面積当りの重要が大となシ
、施設費も高価となる。ポリ塩化ビニルフィルムは光線
透過率、耐久性、強靭性、作業性、経済性等にすぐれて
おり、保温性に関してもガラスには及は表いが後述のポ
リエチレンフィルムにくらべすぐれているため、農業用
ハウスやトンネルの被覆材として近時量も多用されてい
る。

しかしながらポリ塩化ビニルフィルムは、その大部分は
、強靭性、作業性、経済性の点から、可塑剤を含むいわ
ゆる半硬質または軟質ポリ塩化ビニルフィルムでおる。

このポリ塩化ビニルフィルムは、初期の光線透過性はす
ぐれておシ、また保温性はすぐれているものの、長期間
使用すると可塑剤がフィルム表面に移行する為、光線透
過性の低下、はこりの付着による汚れが著しい上に、フ
ィルムを農地や家屋の近くで焼却すると有害ガスを発生
するという問題がある。

ポリエチレンフィルムは初期の光線透過性に関しては、
ポリ塩化ビニルフィルムに若干劣るが、フィルム中に低
分子可塑剤の如き滲出性の物資を含まず、従って上述の
ポリ塩化ビニルフィルムの如き障害は起らず、フィルム
の光線透過性はかなシの程度持続するが、逆に帯電によ
る塵埃の吸着による光線透過性の低下がある。さらに、
ポリエチレンフィルムの農業用フィルムとしての重大な
、欠点は、ガラスやポリ塩化ビニルフィルムに比し、保
温性が悪いという点にある。この欠点は、農家の段階に
おいて経験的に明確に認識されておるものであシ、ポリ
エチレンフィルムが、前述の如き光線透過性が持続する
という長所やコスト的に有利である点をもちながらも、
従来あ一！シ温室被覆用フィルムとして利用されなかっ
た最大の理由である。このように、農業用フィルムにお
いて、保温性はきわめて重要な特性である。

一般に、温室被覆材の保温性とは、広義にはグリーンハ
ウスエフェクト（温室効果）の大きさを意味するもので
あり、昼間、太陽の放射するエネルギーの主要な部分を
占める可視光線に対しては透明で、従ってなるべく多く
のエネルギーを温室内の植物体及び大地に供給し、吸収
させ、逆に植物体千大地の放射する赤外線（はぼ黒体放
射とみなしうるので、室温附近においては、波長１０μ
ｍ前後にピークを有するブランクの黒体放射の法則に従
りものとみなしうる。）に対しては不透明で。

赤外線の放射エネルギーを外部に散逸することを阻止す
る能力が大きいほど、温室効果が大であるといえる。

一般に、温室用被覆材として用いられるものは、可視光
線の透過率が３０〜１００％の範囲であることが常識的
であシ、透明フィルムの場合には、５０％以上であるこ
とが普通である。従って、上記温室効果の内容のうち、
可視光線の透過エネルギーに関しては、被覆材の種類に
よる差異は高々２〜３倍である。一方、放射赤外線の透
過率に関しては、被覆材の種類によるちがいがきわめて
大きく、例えば通常のガラスとポリエチレンフィルムの
透過率は１００倍以上もちがうのである。と（に、夜間
においては、太陽エネルギーの流入はなく、植物体及び
大地からの赤外線放射のみが起こる（もちろん、温室内
の空気への伝熱、空気の対流による熱の移動、水の蒸発
による熱の移動、被覆材その他の資材を通しての外部へ
の伝熱等は並行して起こっているが、赤外線放射による
熱の移動が最も重要である。）。従って、夜間の温室内
の冷えこみの度合は、主として被覆材の赤外線放射阻止
能力によって決定されるのである。このような論理に基
き、温室用被覆材の保温性を１０μｍ附近の波長の赤外
線透過度と相関させて考えることができる。

夜間の赤外線放射を完全に阻止するためには、鏡面金属
板を用いて赤外線を完全に反射することが最も有効であ
るが、昼間の可視光線透過性を失なわせるので用いられ
ない。次善の方法として、透明樹脂フィルム表面に金属
蒸着薄膜を形成せしめ、可視光線透過性をある程度保持
しながら赤外線不透過性を付与することが提案されてい
る。しかし、この方法では、可視光線の透過率がどうし
ても５０％以下に低下してしまうこと、真窒蒸看を広い
面積にわたって均一に行なうことが困難である等の問題
点がある。さらには、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等
の樹脂フィルム中に赤外線吸収能の高い無機化合物の微
粉末を分散させるととＫより、保温性を高めようとする
提案がある。しかしこの方法は、保温性を必要々程度に
まで高めようとすると無機粉末をかなり多食に添加する
必要があり、そのために可視光線透過性が低下してしま
う。又、粉末を超微細化して、透明性を向上させようと
しても、無機物微粉末は疎水性樹脂中で凝集して粗大化
する傾向をもち、可視光線透過性と赤外線不透過性とを
同時に満足させることは出来ない。

また従来のポリビニルアルコール（以下ポリビニルアル
コールをＰｖＡと略記する）フィルムは、光線透過率や
光沢度などの光学的性質が優れていることや、赤外線に
対しては実質的に不透明であることから、゛温室の夜間
の冷え込みに対して優れた保温性を有し、また従来の該
フィルムが持つ強靭性、作業性、経済性をも併せて有す
る。

しかしながら従来のＰＶＡフィルムにおいては膨潤倍率
が大きく、また風雨にさらされた時の吸水に伴う機械的
特性が低い為に、ＰＶＡフィルムを温室ハウス等に展張
したあと、フィルム自体の吸水、吸湿によるたるみが生
じ、大きな問題となっている。

以上詳述した様に、従来公知の農業用フィルムには、そ
れぞれ一長一短があシ、これまで、膨潤倍率が小さく、
機械的特性に優れた、しかも回置光線に対しては透明で
、赤外線に対しては不透明が光学的性質を有する農業用
フィルムは知られていなかった。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 本発明者等は、膨潤倍率が小さく、機械的特性に優れ、
可視光線に対しては実質的に透明であり、赤外線に対し
ては実質的に不透明となるフィルムを開発する為に鋭意
検討した結果、上記諸口的に適う農業用透明ＰＶＡフィ
ルムを見出すに到った。

００課題を　°する　の すなわち本発明の要旨は、ケン化度９９．０モル％以上
、平均重合度２５００以上、好ましくは４０００以上の
ＰＶＡ樹脂組成物を製膜してなるＰＶＡフィルムであり
、下記の式により定義する膨潤倍率が３倍以下であり、
引張り強度が２ｋｇ／ａｓ”以上、ヤング率が１．０ｋ
ｇ／■ｅ以上であるＰＶＡフィルム単独、あるいは該Ｐ
ＶＡフィルムを一構成要素とする積層フィルム構造物か
らなり、可視光線に対しては実質的に透明であり、かつ
赤外線に対しては実質的に不透明となる様に構成された
農業用透明ＰＶＡフィルムにある。

ここで、膨潤倍率は、４０℃で水中下に１６時間浸漬し
た時の試料の重量（Ｗ１）と、同試料を１０５℃で２時
間乾燥を行った時の乾燥ｆｆ１ｆｆｉ（Ｗ、）を測定し
、次式により求める。

ｅ 以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に診けるＰＶＡは、その重合度が２５００以上、
好ましくは４０００以上、より好ましくは７５００以上
、とりわけ好ましくは９０００以上が必要であり、従来
のＰＶＡフィルムに使用されているＰＶＡの重合度が２
０００以下であるのに比べて大きく相違している。この
ような高い重合度を有するために、本発明のＰＶＡフィ
ルムは、すぐれた耐膨潤性、及び機械的性質が発現され
る。

また、ここにおいて、重合度２５００以上のＰｖＡは通
常の重合法（例えば特開昭６１−１４８２０９号公報記
載の方法）によって得られ、またＰＶｋは重合度が高い
程、耐水性が向上するが、さらに直接風雨にさらされる
農業用ＰＶＡフィルムとして用いた場合には、水に対す
る膨潤を小さくするため、ケン化度９９．０モルチ以上
、好ましくは。

９９．５モルチ以上、更に好ましくは９９．９モルチ以
上の完全ケン化ＰＶＡを使用することが望ましい。

あるいは、更に該ＰＶＡをフィルムとした後、膨潤度を
小さくするために、従来公知の熱処理および延伸を施し
てもかまわない。

〔延伸及び熱処理により、膨潤度等の耐水性が改良され
るのは、例えば、高分子刊行会発行、「ポバール」、著
者；長野浩−１山根三部、豊島賢太部、（昭和４５年４
月１０日初版発行）の第１４８頁〜第１５２頁、特に第
１００図；熱処理温度と耐熱水性、および第１０１図；
熱処理温度と膨潤度、に記載されている。〕 本発明に用いるポリビニルアルコール樹脂トシテハ、ポ
リビニルアルコール、ポリビニルアルコールから誘導さ
れるポリビニルアセタール、ポリビニルホルマール、ポ
リビニルブチラール、ポリビニルベンザール、さらには
ポリビニルアルコールの水酸基の１部を化学的に修飾又
は反応させたいわゆる改質ポリビニルアルコール等がら
げられる。

ポリビニルアルコールは通常酢酸ビニルを重合して得ら
れるポリ酢酸ビニルをケン化することによって製造され
るが、ポリ三弗化酢酸ビニル、ポリギ酸ビニル、ポリ安
息香酸ビニル等をクン化することによっても得られる。

また、酢酸ビニルと他のビニル性モノマーとの共重合物
をケン化することによシ、ビニルアルコール重合単位を
含む共重合体すなわちポリビニルアルコール共重合体が
得られる。これらのポリビニルアルコール共重合体及び
そのアセタール化物、改質物もまた本発明に用いうる。

酢酸ビニルと共重合可能であシ、従ってポリビニルアル
；−ル共重合体の構成成分となしうるビニルモノマーと
してハ、エチレン、７ツ化ビニル、塩化ビニル、スチレ
ン、メチルメタアクリレート等があげられる。

上記高分子化合物をすべて包含するポリビニルアルコー
ル樹脂は、本発明の目的に有用であるが。

赤外線不透過性を十分に有するフィルムとするためには
、重合体中におけるビニルアルコール重合単位のモル分
率が３０％以上、さらに好ましくは５０％以上であるこ
とが望ましい。これらの数値は使用目的及びシート状物
の光学的厚みにより、その好適範囲が変化するので、限
界的意味をもつものではない。

又、前記ポリビニルアルコール樹脂をフィルム状に成型
するにあたり、少割合の紫外線吸収剤、１色用顔料、充
填剤、劣化防止剤、可塑剤、他の樹脂成分等の添加剤を
加えることが出来る。さらには、該ポリビニルアルコー
ル樹脂と混合しうる樹脂成分の場合には、目的に応じて
ブレンドフィルムとすることも可能である。

本発明は、前記ポリビニルアルコール樹脂組成物を製膜
してなるポリビニルアルコールフィルム単独又はこれを
−構成要素とする積層フィルム構造物から々る農業用透
明ポリビニルアルコールフィルムに関するものであるが
、本発明における透明フィルムとは、可視光線の透過率
が少くとも３０チ以上、望ましくは５０チ以上のフィル
ム状物を意味するものであって、単層フィルム、多層ラ
ミネートフィルムは勿論のこと、光線が適度に透過する
程度にあらい組織に織られた疎布、寒冷紗、カヤ地の如
きもの、不織布、紙等とポリビニルアルコールフィルム
とを接合してなる複合化フィルム、フィルムの内部に短
繊維又は長繊維を存在せしめてなる繊維強化フィルム等
が含まれる。

これら積層フィルム構造物中におけるポリビニルアルコ
ールフィルムの存在の態様は任意であって、実質的に積
層フィルム構造物の全面に存在し、赤外線を吸収し再放
射する作用を有効に奏し得られれば目的を違しうる。従
って、ポリビニルアルコール樹脂よシなるフィルム自体
は完全に連既フィルムである必要はなく、不連続であっ
てもよい。

又所々に大のあいたものであってもよい。ポリビニルア
ルコールフィルムは、予め単独フィルムとして成型され
たのち積層フィルム構造物に加工されるだけでなく、ポ
リビニルアルコール樹脂の溶液又は融液を基体にコーテ
ィングすることＫよシ皮膜を形成させることも出来る。

本発明の可視光線に対しては実質的に透明で赤外線に対
しては実質的に不透過性となるように構成された農業用
透明ポリビニルアルコールフィルムは通常厚さ数十μｍ
〜数百μｍのシート状物であシ、使用目的に応じ常識的
に妥当な厚さが定められるべきものである。例えば、ト
ンネル栽培用被覆材としては、２０〜５０μｍの厚さで
充分であシ、中大型ハウス栽培用には１００〜２００μ
ｍの厚さが必要となる。これらの厚さは主として力学的
性質（強度）の要求レベルによって定められているもの
で、複合化フィルムや強化フィルムの場合には又異なる
値となる。

フィルムの成型方法、ラミネート方法、複合化方法等は
、従来公知の技術を用いればよい。

本発明思想の基本であるところの、ポリビニル７／ｌ／
コールフイルムの高い赤外線吸収能及び赤外線再放射能
を利用して、可視光線に対しては実質的に透明であシ、
赤外線に対しては実質的に不透過性となるよりに構成さ
れた、保温性の良い農業用フィルムを製造するという原
理に排反しない範囲において、種々の実施形態をとシう
る。

８１作用及び発明の効果 本発明のＰＶＡフィルムは従来のＰＶＡフィルムと比べ
て膨潤倍率が小さく、機械的特性がすぐれているという
性質を併せて有していることに加えて、分子中にアルコ
ール性水酸基を多数有している為、赤外領域、とくに温
室用フィルムの保温性に対し重要が８〜１２μｍの波長
領域に強い吸収をもつ分子運動のモードを有する。

またＰＶＡフィルムは同一温度における樹脂それ自身か
らの赤外線放射能力も際だって大であシ、透明であシな
がら完全黒体に近い放射係数を有する。その為、−旦吸
収した赤外線エネルギーを再び温室内に赤外線として放
射する能力が大きく、従って保温性が高いのである。

本発明のＰＶＡフイルームのこのような特性は、農業用
フィルム材料として理想的ともいうべきものである。

本発明の実施例を以下に説明するが、本発明はこれらの
実施例のみに限定されるものではない。

以下の実施例中で用いる部数及び百分率は、とくにこと
わシのない限シは重量基準による。

なお、実施例中の諸物性値は以下の方法によって測定し
たものである。

〔膨潤倍率〕

４０℃で、水中下に１６時間浸漬した時の試料の重量（
Ｗ１）と、同試料を１０５℃で２時間乾燥を行なった時
の絶乾重量（ＷＯ）を測定し、次式より求めた。

〔機械的強度〕

引張強度、ヤング率は、高滓製作所製オートグラフＤＣ
８１００型により２０℃で水中下に２４時間浸漬した時
の試料を用いて、測定した。

この時、クランプ間の試長は５０闘で、引張シ速度は１
０００％／ｍｉｎとした。

〔光線透過率〕

可視光線透過率は、該フィルムの紫外可視光吸収スペク
トルチャート（日立社製自記分光光度計ＥＰＳ−３Ｔ型
によシ測定）よシ、太陽光線のエネルギー分布における
ピークに近い５４６ｍμの波長における透過度の値（イ
）で表わした。赤外線透過率（イ）の値は、日立製自記
赤外分光光度計ＥＰＩ−Ｇ２型によシ測定した該フィル
ムの赤外線吸収スペクトルチャートより、室温付近の無
体の赤外線放射エネルギースペクトルのピーク附近の波
長の８〜１２μｍの範囲の赤外線透過率を積分して平均
値を求めたものである。

実施例１ 重合２９０００、）ｙン化ｔ９９．９　モル＊ｏｐ　Ｖ
Ａの２重量％（固形分）水溶液を調整し、充分に加熱攪
拌を行って均一溶液とし、ガラスプレートに流し込み、
５０℃の加熱乾燥機で乾燥し、厚さ１５０μのＰＶＡフ
ィルムを得、これを１２０℃で１０分間緊張熱処理した
。このフィルムの膨潤倍率、機械的強度（引張強度およ
びヤング率）を表−ＩＫ示す。

比較例１ 実施例１で用いたＰＶＡのかわりに、重合度９０００、
　ケン化度９８．０　モ＃％ｏｐＶＡｔ−用い、１０重
量％の（固形分）水溶液を調整した以外は実施例１と同
様にしてフィルムを得、同様の熱処理を行った。このフ
ィルムの膨潤倍率の結果を表−１に示す。

比較例２ 実施例１で用いたＰＶＡのかわシに、重合度１７００、
けン化度９９．９モル％０ＰＶＡを用い、１０重ｔＳの
（固形分）水溶液を調整した以外は実施例１を同様にし
てフィルムを得、同様の熱処理を行った。このフィルム
の機械的性質（引張り強度、ヤング率）を表−１に示す
。

表　　−１ 以上から、本発明のＰＶＡフィルムは膨潤倍率が小さく
、従って耐水性が良好であシ、また引張強度やヤング率
という機械的特性もすぐれていることが判る。

実施例２ 実施例１で得たＰＶＡフィルム（Ａ　１．　）および対
照として、ポリエチレンフィルム（住友化学製スミカセ
ン、高圧法：　’　２　）　、ポリプロピレンフィルム
（チッソ製；崖３）の計３復のフィルム（厚さ１５０μ
）についての可視光線透過率および赤外線透過率の測定
結果を表−２に示す。

表−２の結果よシ、本発明のＰＶＡフィルムは可視光線
透過性お”よび赤外線不透過性にすぐれていることが容
易に理解される。

実施例３ 各種フィルムを温室用被覆材として用いた場合の夜間放
射に対する保温性を試験するために、発泡スチロール製
のモデル温室を作成し、上面の開口部に各種被覆材をは
りつけて屋外の日のあたる場所に設置して２４時間内の
箱内温度の最高値を測定した。温度測定には最高最低温
度計を用いた。

モデル温室の中には、底にカオリンクレーと黒色酸化鉄
粉末の混合物を敷いて黒体吸収−放射体とした。対照と
して、上面開口部に何ら被覆材をはシつけないモデル温
室の温度を測定した。最高温度及び最低温度の給体値は
気象条件により著しく変化するので、対照との温度差（
ΔＴ）をもって保温性の尺度とした。実験は７月下旬〜
９月中旬の間の晴の日を選んで行なった。結果を表−３
に示す。

なお被覆材としては実施例１で得たＰＶＡフィルム（ム
１）および対照としてポリエチレンフィルム（住友化学
製スミカセン、高圧法；扁２）、ポリプロピレンフィル
ム（チッソ製；４３）％軟質ポリ塩化ビニル（ポリ塩化
ビニル樹脂／ジオクテルフタレ−）＝１００重量部１５
０１景部；ム４）の計４種について保温性能を調べた。

以下余白 表　　−３ 表中におけるΔＴ　゛（ｍａｘ）およびΔＴ（ｍｉｎ）
の値はそれぞれ、該フィルムで被覆したモデル温室の昼
間の最高温度Ｔ（ｍａｘ）および夜間の最低温度Ｔ（ｍ
ｉｎ）と被覆を施さない温室のそれら（Ｔｏ（ｍａｘ）
およびＴｏ（ｍｉｎ））との温度差を示すものである。

すなわち ΔＴ（ｍａｘ）　＝　Ｔ　（ｍａｘ）　−Ｔｏ（ｍａｘ
）ΔＴ　（ｍｉｎ）　＝　Ｔ　（ｍｉｎ）　−Ｔｏ（ｍ
ｉｎ）である０ΔＴ　（ｍａｘ）およびΔＴ（ｍｉｎ）
は、何日かの測定値を単純平均した値を意味する。

表−３の結果よｆｉ、ＰＶＡ樹脂を用いてなる本発明の
ＰＶＡフィルムは、従来の農業用フィルムＫ〈らべきわ
めて保温性にすぐれているということができる。

実施例４ 実施例１で得たフィルムを、２０℃、６５％ＲＨに調湿
した部屋に３０日間フィルムの一辺を上辺にしてつるし
て放置した。このようにして得たフィルムの性質を表−
４に示す。

比較例３ 比較例１で得たフィルムを実施例４と同様にして調湿し
た。このようにして得たフィルムの性質を表−４に併せ
て示す。

比較例４ 比較例２で得たフィルムを実施例４と同様にして調湿し
た。このようにして得たフィルムの性質を表−４に併せ
て示す。

表　　−４ 以上から本発明のＰＶＡフィルムは、形態もしつかシし
ておシ、農業用フィルムとして好適である０ 特許出願人　　株式会辻　り　ラ　し

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケン化度９９．０モル％以上、平均重合度２５０
   ０以上のポリビニルアルコール樹脂組成物を製膜してな
   るポリビニルアルコールフィルムであり、下記の式によ
   り定義する膨潤倍率が３倍以下であり、引張り強度が２
   ｋｇ／ｍｍ＾２以上、ヤング率が１．０ｋｇ／ｍｍ＾２
   以上であるポリビニルアルコールフィルム単独、あるい
   は該ポリビニルアルコールフィルムを一構成要素とする
   積層フィルム構造物からなり、可視光線に対しては実質
   的に透明であり、かつ赤外線に対しては実質的に不透明
   となる様に構成された農業用透明ポリビニルアルコール
   フィルム。 ここで、膨潤倍率は、４０℃で水中下に１６時間浸漬し
   た時の試料の重量（Ｗ＿１）と、同試料を１０５℃で２
   時間乾燥を行ったときの乾燥重量（Ｗ＿０）を測定し、
   次式より求める。 膨潤倍率＝Ｗ＿１／Ｗ＿０
2. （２）ポリビニルアルコール樹脂組成物の平均重合度が
   ４０００以上である請求項（１）に記載の農業用透明ポ
   リビニルアルコールフィルム。
3. （３）ポリビニルアルコール樹脂組成物の平均重合度が
   ９０００以上である請求項（１）に記載の農業用透明ポ
   リビニルアルコールフィルム。