TW201518363A

TW201518363A - 樹脂組成物及農業用薄膜

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Publication number: TW201518363A
Application number: TW102140435A
Authority: TW
Inventors: Sachie SUZUKAWA; Shingo Tsuzuki
Original assignee: Kyowa Chem Ind Co Ltd
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-05-16

Abstract

本發明目的在於提供：使用於農業用薄膜時，不致使樹脂的透明性降低、能呈優異保溫性的樹脂組成物及農業用薄膜。本發明係含有：100重量份樹脂、及1~20重量份保溫劑的樹脂組成物，其中，該保溫劑係下述式(1)所示依照X射線繞射法從(110)面的2 θ所求得莫耳比、與利用化學分析所求得莫耳比的差在0.7以下(其中，「莫耳比」係Mg/Al2值)。 MgXAl2(OH)2X+4(CO3)‧mH2O (1)(式中，X係4.0<X≦6.5範圍，m係表示0或正數。)

Description

樹脂組成物及農業用薄膜

本發明係關於樹脂組成物及農業用薄膜。

農作物的網室栽培、隧道式栽培等所利用的農業用薄膜，需求兼具透光性與保溫性。即，因日間的日光照射而上升之網室或隧道內的氣溫，會因夜間，由地表或植物體輻射的紅外線(熱線)從薄膜穿透散逸而冷卻。

所以，為防止此種不良情況的冷卻，只要盡力抑制紅外線從網室、隧道內經由農業用薄膜穿透散逸便可。為阻止此種散逸情形，有提案使農業用薄膜含有對紅外線區域呈吸收能力的紅外線吸收劑。

例如有提案將由烯烴樹脂100重量份、與經乾燥的矽膠1~15重量份構成之組成物施行製膜的農業用薄膜(專利文獻1)。又，有提案在聚氯乙烯系農業用薄膜中，摻合入熱安定性、分散性及親和性優異的水滑石，而呈較高的可見光穿透性、及在約5~50μm的紅外線區域中呈較高的紅外線吸收能力，藉由阻止其穿透散逸而具有保溫性的農業用薄膜(專利文獻2)。又，有提案以經表面處理的水滑石當作保溫劑的農業用薄膜(專利文獻3)。又，有提案以吸油量35mL/100g以下、且吸油量/板面徑值為140~190的水滑石粒子，使用為保溫劑的農業用薄膜(專利文獻4)。但是，該等提案均無法獲滿足。

(專利文獻1)日本專利特開昭54-60347號

(專利文獻2)日本專利特開昭63-118374號

(專利文獻3)日本專利特開2006-124229號

(專利文獻4)日本專利特開2011-68877號

本發明目的在於提供：使用於農業用薄膜時，不致使樹脂的透明性降低、能呈優異保溫性的樹脂組成物及農業用薄膜。

本發明者發現依下述式(1)所示水滑石粒子，若依照X射線繞射法從(110)面的2 θ所求得莫耳比、與利用化學分析所求得莫耳比的差在0.7以下，當摻合於樹脂中之時便可獲得良好的保溫性與透明性。

即，本發明係含有：100重量份樹脂、及1~20重量份保溫劑的樹脂組成物，其中，該保溫劑係下述式(1)所示依照X射線繞射法從(110)面的2 θ所求得莫耳比、與利用化學分析所求得莫耳比的差在0.7以下(其中，「莫耳比」係Mg/Al₂值)。

Mg_XAl₂(OH)_2X+4(CO₃)‧mH₂O (1)

(式中，X係4.0<X≦6.5範圍，m係表示0或正數。)

再者，本發明係由上述樹脂組成物形成的農業用薄膜。

再者，本發明的方法，係農業用薄膜的保溫劑為使用下述式(1)所示，依照X射線繞射法從(110)面的2 θ所求得莫耳比、與利用化學分析所求得莫耳比的差在0.7以下的保溫劑(其中，「莫耳比」係Mg/Al₂值)。

Mg_XAl₂(OH)_2X+4(CO₃)‧mH₂O (1)

(式中，X係4.0<X≦6.5範圍，m係表示0或正數。)

圖1係水滑石粒子的X射線繞射波峰圖案。

<保溫劑>

本發明中，保溫劑係下述式(1)所示，依照X射線繞射法從(110)面的2 θ所求得莫耳比、與利用化學分析所求得莫耳比的差，在0.7以下之水滑石粒子。其中，「莫耳比」係Mg/Al₂值。

Mg_XAl₂(OH)_2X+4(CO₃)‧mH₂O (1)

式中，X係4.0<X≦6.5範圍、較佳係4.3≦X≦6.3、更佳係4.5≦X≦6.0範圍。m係表示0或正數。m較佳係0~5、更佳係0~4。X係利用化學分析所求得Mg/Al₂值。

水滑石粒子係利用水鎂石的8面體結構其中一部分，組合如Al之類的3價金屬離子而構成，X射線繞射的尖峰圖案係如圖1所示。從該X射線繞射尖峰圖案的(110)面所求得單位晶格a₀，會依照8面體結構的金屬元素半徑而變化，藉由求取該a₀的距離，便可計算出水滑石的莫耳比。該由Mg-Al構成的水滑石情況，可依如下式(2)所示：3.147-a₀=0.33543y (2)

a₀：利用XRD所求得的單位晶格距離

y=A1/(Al+Mg)

藉由使用上述式(2)，從利用X射線繞射角度所計算的a₀便可求得y，再從y便可求得莫耳比。

莫耳比的差係在0.7以下、較佳係0.5以下、更佳係0.4以下。當高於0.7時便無法獲得所需透明性。

保溫劑的平均二次粒徑較佳係0.1~3.0μm、更佳係0.2~1.5μm。保溫劑的BET法比表面積較佳係5~50m²/g、更佳係5~30m²/g。若平均二次粒徑較小於0.1μm時、或比表面積較大於50m²/g時，會有較難分散於樹脂中的情況，而當平均二次粒徑較大於3.0μm時，當在混練入樹脂中之時，會有薄膜透明性降低的情況。

保溫劑亦可使用將水滑石粒子依200~350℃施行煅燒，再經施行脫結晶水的水滑石粒子。

水滑石粒子之製造，關於其方法及條件並無任何限制。為獲得水滑石粒子的原料及製造條件係屬於公知，基本係可依照公知方法進行製造(例如日本專利特公昭46-2280號公報、及其所對應的美國專利第3650704號說明書、日本專利特公昭47-32198號公報及其所對應的美國專利第3879525號說明書、日本專利特公昭50-30039號公報、日本專利特公昭48-29477號公報及日本專利特公昭51-29129號公報)。

另一方面，供以工業規模大量生產水滑石粒子使用的原料，就鋁源係可例如硫酸鋁及氫氧化鋁，就鎂源係可例如氯化鎂(海水、離子鹽滷)，就鹼源係可例如氫氧化鈉，就層間陰離子的原料係以碳酸鈉為代表例，惟並不僅侷限於此。

保溫劑較佳係施行表面處理。表面處理劑係可舉例如從：高級脂肪酸類、陰離子系界面活性劑、磷酸酯類、偶合劑(矽烷系、鈦酸酯系、鋁系)、及多元醇與脂肪酸的酯類、丙烯酸聚合物、聚矽氧處理劑等所構成群組中選擇至少1種。

高級脂肪酸類係可舉例如：硬脂酸、芥子酸、棕櫚酸、月桂酸、廿二酸等碳數10以上的高級脂肪酸類。又，可例如上述高級脂肪酸的鹼金屬鹽。陰離子系界面活性劑係可舉例如：硬脂醇、油醇等高級醇的硫酸酯鹽；聚乙二醇醚的硫酸酯鹽、醯胺鍵結硫酸酯鹽、酯鍵結硫酸酯鹽、酯鍵結磺酸酯、醯胺鍵結磺酸鹽、醚鍵結磺酸鹽、醚鍵結烷基芳基磺酸鹽、酯鍵結烷基芳基磺酸鹽、醯胺鍵結烷芳磺酸鹽等。磷酸酯類係正磷酸、與油醇、硬脂醇等的單或二酯或二者之混合物，可例如該等的酸型或鹼金屬鹽或胺鹽等。矽烷系偶合劑係可舉例如：乙烯基乙氧基矽烷、乙烯基-三(2-甲氧基-乙氧基)矽烷、γ-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-氫硫基丙基三甲氧基矽烷等。鈦酸酯系偶合劑係可舉例如：三異硬脂醯基鈦酸異丙酯、三(二辛基焦磷酸酯)鈦酸異丙酯、三(N-胺基乙基-胺基乙基)鈦酸異丙酯、三癸基苯磺醯基鈦酸異丙酯等。多元醇與脂肪酸的酯類係可舉例如乙醯基烷氧基鋁二異丙酸酯等鋁系偶合劑類、甘油單硬脂酸酯、甘油單油酸酯等。

在使用表面處理劑施行水滑石粒子的表面包覆處理時，可實施其本身已屬公知的濕式或乾式法。例如濕式法係只要對水滑石的漿料依液狀或乳膠狀添加表面處理劑，並依約100℃的溫度施行機械式充分混合便可。乾式法係在將水滑石的粉末利用漢歇爾攪拌機等混合機施行充分攪拌下，依液狀、乳膠狀、固態狀添加表面處理劑，並在加熱或非加熱下施行充分混合便可。表面處理劑的添加量係可適當選擇，相對於本發明所使用的保溫劑重量，較佳係設為約10重量%以下。

為提升保溫劑的耐酸性，對水滑石粒子的表面可利用具有耐酸性的無機化合物施行表面被覆。具有耐酸性的無機化合物係可例如從矽、鋁、鈦、二氧化鋯、鋅、硼所構成群組中選擇1種以上元素的氧化物或氫氧化物。該等耐酸性被覆劑相對於保溫劑，較佳係2重量%以下。對該經表面被覆的保溫劑表面，視需要可利用上述表面處理劑中之1種以上施行表面處理。

經施行表面處理的保溫劑，視需要適當選擇實施例如水洗、脫水、造粒、乾燥、粉碎、分級等手段，便可成為最終製品形態。

<樹脂組成物>

本發明的樹脂組成物係含有：100重量份的樹脂、及1~20重量份(較佳係1~15重量份)的上述保溫劑。當保溫劑的含有量少於1重量份時，當作保溫劑用的效果較少，反之，當多於20重量份時，透明性差、且樹脂組成物的物性亦降低。

本發明者係研究優異的保溫劑中，發現在100重量份樹脂中混練入10重量份保溫劑時，從凱斯(Kaiser)面積所求得保溫指數達60以上、且霧度不會較未含保溫劑的薄膜高出35%以上者，係屬於優異的農業用薄膜。又，發現達成此項目的的保溫劑係上述式(1)所示，依照X射線繞射法從(110)面的2 θ所求得莫耳比、與利用化學分析所求得莫耳比的差在0.7以下的水滑石粒子。

樹脂係只要當作薄膜使用者便可，可例示如：聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚合體、聚丁烯、聚4-甲基戊烯-1等C₂~C₈烯烴 (α-烯烴)的聚合體或共聚合體、該等烯烴與二烯的共聚合體類；乙烯-丙烯酸酯共聚合體、聚苯乙烯、ABS樹脂、AAS樹脂、AS樹脂、MBS樹脂、乙烯/氯乙烯共聚樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚樹脂、乙烯-氯乙烯-醋酸乙烯酯接枝聚合樹脂、偏二氯乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、氯乙烯丙烯共聚合體、醋酸乙烯酯樹脂、苯氧基樹脂、聚縮醛、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚碸、聚伸苯醚、聚苯硫醚、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、甲基丙烯酸樹脂等熱可塑性樹脂。

該等熱可塑性樹脂中，較佳例係聚烯烴或其共聚合體，具體係例如：聚丙烯均聚物、乙烯丙烯共聚合體等聚丙烯系樹脂；高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直鏈狀低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、EVA(乙烯-乙酸乙烯酯樹脂)、EEA(乙烯-丙烯酸乙酯樹脂)、EMA(乙烯-丙烯酸甲酯共聚樹脂)、EAA(乙烯丙烯酸共聚樹脂)、超高分子量聚乙烯等聚乙烯系樹脂；及聚丁烯、聚4-甲基戊烯-1等C₂~C₆烯烴(α-乙烯)的聚合體或共聚合體。

<薄膜>

本發明係涵蓋由上述樹脂組成物構成的薄膜。

<提升保溫性的方法>

本發明係涵蓋針對由含有樹脂與保溫劑之樹脂組成物形成的薄膜，提升其保溫性的方法，其中，保溫劑係使用下述式(1)所示，依照X射線繞射法從(110)面的2 θ所求得莫耳比、與利用化學分析所求得莫耳比的差在0.7以下的保溫劑(其中，「莫耳比」係Mg/Al₂值)。

Mg_XAl₂(OH)_2X+4(CO₃)‧mH₂O (1)

(式中，X係4.0<X≦6.5範圍，m係表示0或正數。)

<使用方法>

本發明涵蓋農業用薄膜之保溫劑係使用下述式(1)所示，依照X射線繞射法從(110)面的2 θ所求得莫耳比、與利用化學分析所求得莫耳比的差在0.7以下的保溫劑之方法(其中，「莫耳比」係Mg/Al₂值)。

Mg_XAl₂(OH)_2X+4(CO₃)‧mH₂O (1)

(式中，X係4.0<X≦6.5範圍，m係表示0或正數。)

[實施例]

以下利用實施例針對本發明進行詳細說明，惟本發明並不僅侷限於該等實施例。實施例中，水滑石粒子的(a)平均二次粒徑、(b)BET法比表面積、(c)利用化學分析求取的莫耳比、(d)利用X射線繞射法求取的莫耳比、及農業用薄膜的(e)保溫指數、(f)霧度，係依照以下所記載的測定方法。

(a)平均二次粒徑

使用MICROTRAC粒度分析計(NIKKISO公司製、MT3000II系列)進行測定。將試料粉末700mg添加於70mL水中，利用超音波(NISSEI公司製、MODEL US-300、電流280μA)施行3分鐘分散處理後，採取該分散液2~4mL，添加於已收容250mL脫氣水的上述粒度分析計之試料室中，使分析計產生動作而使其懸浮液循環2分鐘後，測定粒度分布。施行合計2次的測定，計算出針對各自測定所獲得50%累積二次粒徑的算術平均值，並設為試料的平均二次粒徑。

(b)BET法比表面積

利用氮吸附法進行測定。

(c)利用化學分析求取的莫耳比

使試料溶解於酸中，利用螯合滴定測定溶液中的Mg、Al含量。

(d)利用X射線繞射法求取的莫耳比

從水滑石的XRD圖案讀取(110)面的角度，並從2 θ計算出水滑石的莫耳比。

(e)保溫指數

製作厚100μm薄膜，利用FT-IR測定吸收圖案，計算從2000cm^-1至400cm^-1的吸收強度。

(f)霧度

使用日本電色公司製測霾計測定厚100μm薄膜的霧度。

合成例1(水滑石粒子)

在玻璃燒杯中準備氯化鎂1.5mol/L水溶液240mL與液態氯化鋁1mol/L水溶液120mL，依該等會同時消失的方式，且將由氫氧化鈉8mol/L水溶液120mL、與碳酸鈉1mol/L水溶液60mL相混合的混合溶液，依成為pH9.5的方式，在攪拌下同時注加於預先沾濕少量水的1L容積反應槽中，而獲得反應物。所獲得反應物700mL依130℃施行6 小時的水熱處理。經冷卻後取出全量並加熱至80℃，再於攪拌下徐緩添加預先準備的硬脂酸鈉1.55g之80℃水溶液，並維持30分鐘。然後，利用吸濾器施行固液分離，利用離子交換水800mL施行水洗，再將所獲得餅依105℃施行18小時乾燥。所獲得乾燥物利用鎚碎機施行粉碎，再利用150微米的過濾器施行過篩。

所獲得水滑石粒子的化學式係Mg_5.9Al₂(CO₃)(OH)_15.9‧4.0H₂O。表1所示係平均二次粒徑、BET法比表面積、莫耳比差。

合成例2(水滑石粒子)

在玻璃燒杯中準備氯化鎂1.5mol/L水溶液192mL與液態氯化鋁1mol/L水溶液120mL，依該等會同時消失的方式，且將由氫氧化鈉8mol/L水溶液85mL、與碳酸鈉1mol/L水溶液60mL相混合的混合溶液，依成為pH9.5的方式，在攪拌下同時注加於預先沾濕少量水的1L容積反應槽中，而獲得反應物。所獲得反應物700mL依130℃施行6小時的水熱處理。經冷卻後取出全量並加熱至80℃，再於攪拌下徐緩添加預先準備的硬脂酸鈉1.36g之80℃水溶液，並維持30分鐘。然後，利用吸濾器施行固液分離，利用離子交換水800mL施行水洗，再將所獲得餅依105℃施行18小時乾燥。所獲得乾燥物利用鎚碎機施行粉碎，再利用150微米的過濾器施行過篩。

所獲得水滑石粒子的化學式係Mg_4.8Al₂(CO₃)(OH)_13.6‧3.4H₂O。表1所示係平均二次粒徑、BET法比表面積、莫耳比差。

比較合成例1(水滑石粒子)

在玻璃燒杯中準備氯化鎂1.5mol/L水溶液154mL與液體氯化鋁 1mol/L水溶液120mL，依該等會同時消失的方式，且將由氫氧化鈉8mol/L水溶液88mL、與碳酸鈉1mol/L水溶液60mL相混合的混合溶液，依成為pH9.5的方式，在攪拌下同時注加於預先沾濕少量水的1L容積反應槽中，而獲得反應物。所獲得反應物700mL依170℃施行6小時的水熱處理。經冷卻後取出全量並加熱至80℃，再於攪拌下徐緩添加預先準備的硬脂酸鈉0.55g之80℃水溶液，並維持30分鐘。然後，利用吸濾器施行固液分離，利用離子交換水800mL施行水洗，再將所獲得餅依105℃施行18小時乾燥。所獲得乾燥物利用鎚碎機施行粉碎，再利用150微米的過濾器施行過篩。

所獲得水滑石粒子的化學式係Mg_3.9Al₂(CO₃)(OH)_11.7‧2.9H₂O。表1所示係平均二次粒徑、BET法比表面積、莫耳比差。

比較合成例2(水滑石粒子)

在玻璃燒杯中準備氯化鎂1.5mol/L水溶液160mL與液體氯化鋁1mol/L水溶液120mL，依該等會同時消失的方式，且將由氫氧化鈉8mol/L水溶液90mL、與碳酸鈉1mol/L水溶液60mL相混合的混合溶液，依成為pH9.5的方式，在攪拌下同時注加於預先沾濕少量水的1L容積反應槽中，而獲得反應物。所獲得反應物700mL依170℃施行13小時的水熱處理。經冷卻後取出全量並加熱至80℃，再於攪拌下徐緩添加預先準備的硬脂酸鈉0.55g之80℃水溶液，並維持30分鐘。然後，利用吸濾器施行固液分離，利用離子交換水800mL施行水洗，再將所獲得餅依105℃施行18小時乾燥。所獲得乾燥物利用鎚碎機施行粉碎，再利用150微米的過濾器施行過篩。

所獲得水滑石粒子的化學式係Mg_4.0Al₂(CO₃)(OH)_12.1‧3.0H₂O。表 1所示係平均二次粒徑、BET法比表面積、莫耳比差。

實施例1(樹脂組成物、薄膜)

將合成例1所獲得水滑石粒子4g、與住友化學公司製LDPE(36g)，使用Brabender公司製膠撞擊研磨機，依130℃施行混練後，使用油壓式壓縮成形機依160℃施行製膜。保溫指數與霧度係如表2所示。

實施例2(樹脂組成物、薄膜)

將合成例2所獲得水滑石粒子4g、與住友化學公司製LDPE(36g)，使用Brabender公司製膠撞擊研磨機，依130℃施行混練後，使用油壓式壓縮成形機依160℃施行製膜。保溫指數與霧度係如表2所示。

比較例1(樹脂組成物、薄膜)

將比較合成例1所獲得水滑石粒子4g、與住友化學公司製LDPE(36g)，使用Brabender公司製膠撞擊研磨機，依130℃施行混練後，使用油壓式壓縮成形機依160℃施行製膜。保溫指數與霧度係如表2所示。

比較例2(樹脂組成物、薄膜)

將比較合成例2所獲得水滑石粒子4g、與住友化學公司製LDPE(36g)，使用Brabender公司製膠撞擊研磨機，依130℃施行混練後，使用油壓式壓縮成形機依160℃施行製膜。保溫指數與霧度係如表2所示。

(對照先前技術之功效)

本發明的樹脂組成物及由其所構成的薄膜係具有優異的保溫性與透明性。

Claims

一種樹脂組成物，係含有：100重量份樹脂、及1~20重量份保溫劑，其中，該保溫劑係下述式(1)所示，依照X射線繞射法從(110)面的2 θ所求得莫耳比、與利用化學分析所求得莫耳比的差在0.7以下，其中，「莫耳比」係Mg/Al₂值；Mg_XAl₂(OH)_2X+4(CO₃)‧mH₂O (1)(式中，X係4.0<X≦6.5範圍，m係表示0或正數)。
一種農業用薄膜，係由申請專利範圍第1項之樹脂組成物形成。
一種方法，係農業用薄膜的保溫劑使用下述式(1)所示，依照X射線繞射法從(110)面的2 θ所求得莫耳比、與利用化學分析所求得莫耳比的差在0.7以下的保溫劑，其中，「莫耳比」係Mg/Al₂值；Mg_XAl₂(OH)_2X+4(CO₃)‧mH₂O (1)(式中，X係4.0<X≦6.5範圍，m係表示0或正數)。