JPH10147681A - 耐久性に優れたフッ素樹脂フィルム - Google Patents

耐久性に優れたフッ素樹脂フィルム

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JPH10147681A
JPH10147681A JP31856196A JP31856196A JPH10147681A JP H10147681 A JPH10147681 A JP H10147681A JP 31856196 A JP31856196 A JP 31856196A JP 31856196 A JP31856196 A JP 31856196A JP H10147681 A JPH10147681 A JP H10147681A
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JP
Japan
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cerium oxide
antioxidant
film
production example
fluororesin
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JP31856196A
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Hiroshi Miyake
弘 三宅
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Nippon Carbide Industries Co Inc
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Nippon Carbide Industries Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可視光域の全光線透過率が高く、紫外線の特
定波長領域を一部遮断する機能を長期間に渡って持続す
ることができるフッ素樹脂フィルムを提供する。 【解決手段】フッ素樹脂フィルムに酸化セリウム微粉末
と酸化防止剤を含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐久性に優れたフッ素樹
脂フィルムに関し、さらに詳しくは、特定波長域光を一
部遮蔽する機能を長期間にわたって持続することができ
るフッ素樹脂フィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、被覆資材として、ポリエチレ
ンフイルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フイルム、
ポリエステルフイルム、塩化ビニル樹脂フイルム等が種
々の分野において使用されているが、塩化ビニル樹脂フ
イルムが施工性、価格、保温性等の面からその大半を占
めている。しかし、これら樹脂は、屋外における耐久性
が劣るため、その被覆期間が1〜2年であり、被覆資材
の張り替えを頻繁に行う必要があった。
【0003】たとえば農業用被覆資材においては、近年
ハウス管理の省力化、栽培面積の拡大、栽培作物の高級
品化、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、5年程度の
展張用被覆材として、ポリエステル樹脂板、ポリカーボ
ネート樹脂板、硬質塩化ビニル樹脂板、アクリル樹脂
板、繊維強化プラスチック板等の被覆材が使用されてい
るが、これら被覆材は厚みが厚いためにそれぞれ大型の
専用の基材を使用し展張しなければならず、施工性が非
常に複雑であり且つ比較的高価であるという欠点があ
る。また、ポリエステル樹脂板、ポリカーボネート樹脂
板、硬質塩化ビニル樹脂板、アクリル樹脂板等は雹等に
より亀裂が発生し易く、また発生した亀裂が伝播し易い
などの欠点もある。
【0004】また、10年以上使用可能な耐久被覆材と
して、板ガラスがあるが、これは高価であるだけでな
く、破損し易く、一旦破損すると、微細なガラス破片を
除去するためにハウス内の土壌を入れ替えなければなら
ないという問題がある。
【0005】一方,屋外看板用マーキングフィルム等に
おいては塩化ビニル樹脂を使用するのが一般的である
が,耐久被覆材としては長期間の使用に対して性能の低
下が顕著にみられ、3年〜5年で張り替える必要があっ
た。
【0006】これらの問題点を解決するために、例え
ば、特開昭64−43535号公報にはフッ素樹脂フイ
ルムからなる農業用被覆材が提案されている。しかし、
前述した如き従来の農業用被覆材には、耐候性向上を目
的として少量の紫外線吸収剤が配合されており、そのた
め、従来の農業用被覆材は一般に太陽光線中の紫外線を
或る程度遮断する性質を有しているが、フッ素樹脂フイ
ルムは本来耐候性に優れており、紫外線吸収剤などの耐
候性向上剤の配合は特に必要としないため、フッ素樹脂
フイルムからなる農業用被覆材は太陽光線中の紫外線も
透過する。そのため、従来の或る程度紫外線を遮断する
農業用被覆材を展張したハウスでの栽培に適合するよう
に品種改良されたハウス栽培用作物を、かかるフッ素樹
脂フイルムが展張されているハウスで同じようにして栽
培すると、従来の農業用被覆材の場合にはみられなかっ
た種々の問題、例えば、生育又は収穫時期の遅れ、茎葉
や果実の硬化等による収穫物の品質低下、花弁類の花色
の濃化または変色等の問題が新たに生じてきた。
【0007】フッ素樹脂フイルムは、機械的強度、透明
性、耐候性等に優れており、長期間、例えば10年以上
にわたって展張可能な農業用被覆材の基材としては最適
であり、上記問題を解決するための1つの手段として、
我々は特開平8−37942号において、フッ素樹脂の
溶融加工温度に耐えうる紫外線吸収能を付与する無機質
粉末、特に酸化セリウム(CeO2)を配合することに
より紫外線領域の光線をカットするフッ素樹脂フイルム
を開発し、従来のハウス栽培用作物に対しても 上記の
如き問題を生ずることなく使用することのできる耐久性
に優れた農業用被覆材を開発した。この被覆材は紫外線
をカットし、可視光線を透過することにより、屋外用の
マーキングフィルム等としても、耐候性の高いフィルム
として使用可能である。
【0008】しかしながら、上記提案においても酸化セ
リウムとして粒子径の大きく、比表面積の小さい酸化セ
リウム粒子を用いると、酸化セリウムをフッ素樹脂に練
り込み、フィルムを製造する工程で、可視光域の全光線
透過率が低く、かつHAZEが大きく、透明性が悪くな
ってしまう。たとえば農業用フィルムでは可視光線の透
過が不良となったり、また、マーキング用フィルム等で
は色調の調製が困難であるため、酸化セリウムの添加量
もあまり上げられず、また実際的に使用できる範囲も限
られていた。
【0009】さらに紫外線吸収能を高め、透明性も良好
なフィルムを得るため、より平均粒子径を小さくするこ
とが試みられたが、単純に平均粒子径を小さくしてしま
うと比表面積が大きくなりすぎるため、成形加工時に樹
脂を劣化させてしまう。そこで比表面積をなるべく小さ
く保ちながら粒子径の小さくした酸化セリウムを使用す
ることが試みられてきた。このような酸化セリウムを使
用すると、可視光域の全光線透過率は高くなり、HAZ
Eも下がることによって透明性は改良される。さらに透
明性の許す範囲で酸化セリウムの添加量を上げることに
より紫外線吸収能を上げることも可能になったが、今度
は紫外線吸収能の耐候性が低下し、2〜3年間程度の使
用で、紫外線領域の吸収率が高くなってしまうという不
都合があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の酸化セリウムを含有するフッ素樹脂被覆材が有してい
た前述の問題点を解決しようとするものであり、紫外線
吸収能が長期間低下せず、HAZEが小さく、耐久性の
優れたフッ素樹脂被覆材を提供することにある。
【0011】
【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ものであり、酸化セリウム微粉末と
酸化防止剤を含有するフッ素樹脂フイルムを提供するこ
とにある。本発明のフッ素樹脂フイルムは、太陽光線中
の紫外線のうち、少なくとも280〜320nmの波長
域の紫外線の透過を少なくとも30%、好ましくは50
%以上、さらに好ましくは60%以上阻止するものであ
る。320nmより長波長側の紫外線の透過は用途によ
っても異なるが必ずしも阻止する必要はなく、特に農業
用途においては340nm付近の紫外線の透過率は28
0〜320nmに比べ少なくとも同等以上、好ましくは
10%以上透過する方が受粉に使用する蜂の飛翔性を鈍
化させないので好ましい。
【0012】一方、400〜800nmの波長域の可視
光は、できるだけ多く透過することが望ましく、その透
過率は少なくとも70%、好ましくは80%以上、さら
に好ましくは85%以上、最も好ましくは88%以上で
ある。ここで「400〜800nmの波長域の可視光の
透過率」は該波長域の可視光の平均透過率である。
【0013】以上述べた如き光線透過特性を示すフッ素
樹脂フイルムは、例えば、フッ素樹脂フイルムに少なく
とも280〜320nmの波長域の紫外線の透過を阻止
する能力をもつ酸化セリウム微粉末と酸化防止剤を練り
込むことにより作製することができる。
【0014】上記フイルムの作製において基材として使
用されるフッ素樹脂は、フッ素含有単量体から得られる
(共)重合体であり、具体的には、例えば、ポリテトラ
フルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(P
FA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−
ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニ
ルエーテル共重合体(EPE)、テトラフルオロエチレ
ン−エチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフ
ルオロエチレン(PCTFE)、クロロトリフルオロエ
チレン−エチレン共重合体(ECTFE)、ポリビニリ
デンフルオライド(PVDF)、ポリビニルフルオライ
ド(PVF)、及びこれらの2種以上からなる混合物が
挙げられる。中でもETFE 、 PCTFE 、ECT
FE、 PVDF及びPVFが好ましく、さらにETF
E、PVDF 及びPVFが好ましく、特にETFEが
好適に使用される。
【0015】ETFEは、エチレン及びテトラフルオロ
エチレンを主体とし(エチレン/テトラフルオロエチレ
ンのモル比は一般に40/60〜60/40にある)、
そして必要により、これに少量(通常10モル%以下)
の第3の含フッ素コモノマー成分を共重合させたもので
ある。本発明では殊に、エチレン/テトラフルオロエチ
レンの含有モル比が40/60〜60/40、好ましく
は45/55〜55/45の範囲内である。
【0016】また、第3成分としては、例えば式CH2
=CH−Cn2n+1(ここで、nは2〜10の整数であ
る)で示されるパーフルオロアルキルビニルモノマー単
位(例えば、CH2=CH−C49またはCH2=CH−
613から誘導される単位) さらに、CH2=C(C
3)CH3,CF2=C(CF3)CH3,CH2=CFC5
10Hのようなフルオロオレフイン等を使用することが
でき、前者が好適に使用される。この第3成分の含有量
が0.1〜10モル%、好ましくは0.3〜5モル%の範
囲内にあるエチレン−テトラフルオロエチレン系共重合
体が好適に使用される。このエチレン−テトラフルオロ
エチレン系共重合体はそれ自体既知のものであり、例え
ば特公昭59−50163号公報に記載の方法で製造す
ることができ、また、市販品として旭硝子(株)より
「アフロン COP」なる商品名で市販 されているもの
を使用することもできる。
【0017】一方、上記フッ素樹脂に練り込むことので
きる酸化セリウムとは、酸化数が3と4の2種類いずれ
も使用できるが、後者のCeO2が好適に使用される。
【0018】これら酸化セリウム微粉末の粒径は、一般
には、平均粒径が500nm〜1nm、好ましくは30
0nm〜5nm、特に好ましくは150〜10nmであ
る。酸化セリウム粒子の平均粒子径が300nm以上で
あれば、フィルムの透明性が悪く実際的に使用できる範
囲が限定されてしまう。逆に細かすぎると、分散が困難
になるばかりか、後述する比表面積を小さく保つことが
理論的に不可能になる。
【0019】またこれら酸化セリウム微粉末の比表面積
は、一般には、150m2/g以下、好ましくは100
m2/g〜20m2/g、特に好ましくは90m2/g〜
30m2/gである。酸化セリウム粒子の比表面積が1
50m2/g以下であれば、加熱成形時に樹脂の劣化を
起こすことがない。
【0020】また、これら酸化セリウム微粉末をフイル
ムに配合する場合の配合量は、使用する樹脂及び膜厚に
よっても異なるが、一般的には、25〜2500mg/
m2、好ましくは、50〜1500mg/m2、さらに好
ましくは80〜900mg/m2の範囲とすることがで
きる。
【0021】一方、上記フッ素樹脂に練り込むことので
きる酸化防止剤は、一次酸化数防止剤、二次酸化防止剤
のいずれも使用できる。ここで1次酸化防止剤とはラジ
カル補足剤のことであって2,6−ジ−t−ブチル−4
−メチルフェノール、n−オクタデシル−3−(3’,
5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プ
ロピオネート、テトラキス−[メチレン−3−(3’,
5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロ
ピオネート]メタン、トリス(3,5−ジ−t−ブチル
−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、トリエ
チレングリコールービス−[3−(3−t−ブチル−4
−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネー
ト]、2,2’−メチレンビス−(4−メチル−6−t
−ブチルフェノール)、4−4’−チオビス−(3−メ
チル−6−t−ブチルフェノール)、4−4’−ブチリ
デンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)
等のフェノール系酸化防止剤、芳香族アミン酸化防止剤
が上げられる。
【0022】2次酸化防止剤とは過酸化物分解剤であっ
て、ジラウリル−3−3’−チオジプロピオネート、ジ
ミリスチル−3,3’ーチオシプロピオネート、ジステ
アリル−3,3’−チオシプロピオネート、ペンタエリ
スリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネー
ト)等のチオエーテル系酸化防止剤;トリスノニルフェ
ニルホスファイト,ジステアリルペンタエリスリトール
ジホスファイト、トリス(2,4−ジ−tーブチルフェ
ニル)ホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブ
チルフェニル)−4,4’−ビフェニレン−ジ−ホスフ
ァイト等のホスファイト系酸化防止剤が上げられる。
【0023】これらの酸化防止剤の中では、着色の問題
があるので芳香族アミン系以外の酸化防止剤が好適であ
り、また、高温加工に耐えうるという点では、高分子量
タイプのジステアリル−3,3’−チオジプロピオネー
ト、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチ
オプロピオネート)等のチオエーテル系酸化防止剤、ホ
スファイト系酸化防止剤などの二次酸化防止剤が特に好
適であり、さらにその耐候性からホスファイト系酸化防
止剤が極めて好適である。
【0024】また、これら酸化防止剤をフイルムに配合
する場合の配合量は、使用する樹脂及び酸化セリウムの
比表面積によっても異なるが、一般的には、酸化セリウ
ム粒子に対して0.3〜100重量%、好ましくは、3
〜100重量%、さらに好ましくは3〜50重量%の範
囲とすることができる。
【0025】前記の酸化防止剤は必要に応じて2種以上
を併用することもできるが、大量の使用は加工時の安定
性、加工性を損なうので合計量が前記の重量範囲である
ことが望ましい。
【0026】かかる酸化セリウム微粉末及び酸化防止剤
を配合したフッ素樹脂からのフイルムの成形はそれ自体
既知の方法、例えばTダイ法、インフレーション法等の
押出成型法等により行うことができる。得られるフイル
ムの厚さは一般に10〜1000μm、好ましくは20
〜400μm、特に好ましくは30〜200μmとする
ことができる。
【0027】以上述べた如くして作製される前述した如
きフッ素樹脂フイルムは、農業用被覆材として、10年
以上もの長期間にわたって屋外に展張しても、該フイル
ムがもつ特性は殆ど変化することなく維持されるのみな
らず、ハウス栽培用に改良された各種作物に対して前述
した如き問題を生ずることなく適用することができ、ガ
ラスに代わるグリーンハウス用被覆材として広く使用す
ることができる。また屋外使用のマーキングフィルムと
して、長期間にわたって劣化することなく使用すること
が可能となる。
【0028】農業用被覆材として使用した場合には、有
用作物を本発明の農業用被覆材で被覆したグリーンハウ
ス内で栽培することにより、従来の農業用被覆材では得
られなかった種々の栽培効果を得ることができる。
【0029】実施例 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。 フイルムの製造 製造例A(比較例) 内容積10リットルのオートクレープにトリクロロモノ
フルオロメタン3.46kg、トリクロロトリフルオロ
エタン6.52kg、及びt−ブチルパーオキシイソブ
チレート2.38gを仕込み、次いでテトラフルオロエ
チレン1226g、エチレン82g、及びパーフルオロ
ブチルエチレン(CH2=CH−C49)26gを仕込
む。この混合物を充分攪拌しながら、反応温度を65℃
に保持して共重合反応を行わせる。共重合反応進行中は
系内にテトラフルオロエチレン/エチレン/パーフルオ
ロブチルエチレンのモル比53/46.3/0.7の混合
ガスを導入し、重合圧力を15.0kg/cm2に保持す
る。5時間後に460gの白色共重合体を得た(以後こ
れを樹脂No.1という)。該共重合体は、C24/C2
4/CHC49の含有モル比が、53/46.3/0.
7であり、流動開始温度267℃、熱分解開始温度36
0℃であった。
【0030】上記で得たエチレン−テトラフルオロエチ
レン系共重合体(以下“ETFE”と略記する場合もあ
る)を320℃の樹脂温度で押し出し、厚さ100μの
フイルムNo.1を製造した。
【0031】製造例B(比較例) 製造例Aで得られたETFEに平均粒径330nm,比
表面積24m2/gの酸化セリウム(CeO2)を0.2
重量%添加したこと以外、製造例Aと同様にして厚さ1
00μのフイルム No.2を得た。
【0032】製造例C(比較例) 製造例Aで得られたETFEに平均粒径150nm,比
表面積63m2/gの酸化セリウム(CeO2)を0.1
5重量%添加したこと以外、製造例Aと同様にして厚さ
100μのフイルム No.3を得た。
【0033】製造例D(実施例) 製造例Aで得られたETFEに平均粒径150nm,比
表面積63m2/gの酸化セリウム(CeO2)を0.1
5重量%、および旭電化工業株式会社製ホスファイト系
酸化防止剤「アデカスタブ PEP−36」を酸化セリ
ウムに対して30%添加したこと以外、製造例Aと同様
にして厚さ100μのフイルム No.4を得た。
【0034】製造例E(実施例) 製造例Aで得られたETFEに平均粒径150nm,比
表面積63m2/gの酸化セリウム(CeO2)を0.1
5重量%および 住友化学工業株式会社製チオエーテル
系酸化防止剤「Sumilizer TP-D」を酸化セリウムに対し
て30%添加したこと以外、製造例Aと同様にして厚さ
100μのフイルム No.5を得た。
【0035】製造例F(実施例) 製造例Aで得られたETFEに平均粒径150nm,比
表面積63m2/gの酸化セリウム(CeO2)を0.1
5重量%および旭電化工業株式会社製フェノール系酸化
防止剤「アデカスタブAO−60」を酸化セリウムに対
して30%添加したこと以外、製造例Aと同様にして厚
さ100μのフイルム No.6を得た。
【0036】製造例G(実施例) 製造例Aで得られたETFEに平均粒径150nm,比
表面積63m2/gの酸化セリウム(CeO2)を0.1
5重量%、および旭電化工業株式会社製ホスファイト系
酸化防止剤「アデカスタブ PEP−36」を酸化セリ
ウムに対して3.3%添加したこと以外、製造例Aと同
様にして厚さ100μのフイルム No.7を得た。
【0037】製造例H(実施例) 製造例Aで得られたETFEに平均粒径150nm,比
表面積63m2/gの酸化セリウム(CeO2)を0.1
5重量%、および旭電化工業株式会社製ホスファイト系
酸化防止剤「アデカスタブ PEP−36」を酸化セリ
ウムに対して6.7%添加したこと以外、製造例Aと同
様にして厚さ100μのフイルム No.8を得た。
【0038】製造例I(実施例) 製造例Aで得られたETFEに平均粒径150nm,比
表面積63m2/gの酸化セリウム(CeO2)を0.1
5重量%、および旭電化工業株式会社製ホスファイト系
酸化防止剤「アデカスタブ PEP−36」を酸化セリ
ウムに対して13.3%添加したこと以外、製造例Aと
同様にして厚さ100μのフイルム No.9を得た。
【0039】製造例J(実施例) 製造例Aで得られたETFEに平均粒径150nm,比
表面積63m2/gの酸化セリウム(CeO2)を0.1
5重量%、および旭電化工業株式会社製ホスファイト系
酸化防止剤「アデカスタブ PEP−36」を酸化セリ
ウムに対して67%添加したこと以外、製造例Aと同様
にして厚さ100μのフイルム No.10を得た。
【0040】製造例K(比較例) 製造例Aで得られたETFEに平均粒径150nm,比
表面積63m2/gの酸化セリウム(CeO2)を0.1
5重量%、および旭電化工業株式会社製ホスファイト系
酸化防止剤「アデカスタブ PEP−36」を酸化セリ
ウムに対して133%添加したこと以外、製造例Aと同
様にして厚さ100μのフイルム No.11を得た。
【0041】なお、得られたフィルムのHAZE、紫外
線吸収持続性の測定方法及びその評価法は次のとおりで
ある。 1.透明性(HAZE) JIS−Z−7105に準拠した直読ヘイズメータ
((株)東洋精機製作所製)を用いて、フィルムの全光線
透過率とHAZE値を測定した。測定結果を表1に示
す。
【0042】2.紫外線吸収持続性(320nm) 促進試験にかける前を0hrの値とし、キセノンアーク
ウェザーメーターで500時間、1000時間、200
0時間経過時に、それぞれの時間での紫外線透過率を積
分球付き分光光度計(UVA−365:島津製作所製)
を用いて250−800nmまでの全光線透過率を測定
し、その320nmの値を読みとった。本ウェザーメー
ターの2000時間は屋外暴露約7年に相当するもので
ある。測定結果を表1に示す。
【0043】
【表1】

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸化セリウム微粉末と酸化防止剤を含有す
    るフッ素樹脂フイルム。
  2. 【請求項2】該酸化セリウム微粉末の比表面積が150
    m2/gr以下である請求項1記載のフッ素樹脂フィル
    ム。
  3. 【請求項3】該酸化セリウム微粉末の平均粒径が1〜5
    00nmである請求項1〜2いずれかに記載のフッ素樹
    脂フィルム。
  4. 【請求項4】酸化防止剤が二次酸化防止剤である請求項
    1〜3いずれかに記載のフッ素樹脂フィルム。
  5. 【請求項5】酸化防止剤がホスファイト系酸化防止剤で
    ある請求項1〜4いずれかに記載のフッ素樹脂フィル
    ム。
  6. 【請求項6】ホスファイト系酸化防止剤が酸化セリウム
    に対して0.3〜100重量%添加されていることを特
    徴とする、請求項1〜5いずれかに記載のフッ素樹脂フ
    ィルム。
  7. 【請求項7】フッ素樹脂が、モル比が40/60〜60
    /40の範囲内のエチレンとテトラフルオロエチレン、
    及び必要によりさらに10モル%以下のC4〜C1 2パ−
    フルオロアルキルビニルモノマーを共重合させることに
    より得られるエチレン/テトラフルオロエチレン系共重
    合体である請求項1〜6いずれか記載のフッ素樹脂フィ
    ルム。
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Cited By (5)

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