CN1675985B

CN1675985B - 农用薄膜

Info

Publication number: CN1675985B
Application number: CN2005100598694A
Authority: CN
Inventors: 德永一丸; 高泽孝; 大林厚
Original assignee: Mitsubishi Chemical Agri Dream Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Agri Dream Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: KR20060043733A; CN1675985A

Abstract

本发明提供用于塑料棚中栽培、塑料隧道栽培等的内铺或外铺用的、防雾性和透湿性优异的农用薄膜。本发明涉及农用薄膜，其特征在于，其具有在热塑性树脂薄膜上利用具有刺状突起的针进行穿孔加工而得到的多个微细孔；或者其是具有多个微细孔的热塑性树脂，其特征在于，所述微细孔的形状是具有刺部的有刺形状，并且优选具有多个该微细孔的薄膜在555nm处的总透光率大于等于70％。

Description

农用薄膜

技术领域

本发明涉及用于塑料棚中栽培和塑料隧道栽培等的内铺或外铺用的农用薄膜，尤其涉及防雾性和透湿性优异的农用薄膜。

背景技术

以往加速培育农作物的方法主要是在氯乙烯类树脂薄膜或烯烃类树脂薄膜等农用薄膜覆盖下，栽培植物，即塑料棚中栽培和塑料隧道栽培。

在这样的塑料棚中栽培和塑料隧道栽培等中，塑料棚和塑料隧道内的温度、湿度等对农作物的生长有很大的影响，所以有必要根据气候进行调整。

特别是近年来在大型塑料棚中栽培中，除固定铺展于大棚骨架的外铺用农用薄膜以外，在大棚内部，还使用内铺用农用薄膜作为所谓的遮荫材料或进一步覆盖农作物形状的整体遮荫材料。

特别是这种内铺用农用薄膜，如果透湿性(透气性)低，则暖空气中的水蒸气充满薄膜内部，有可能导致作物遭受湿度过大的伤害。另外，水蒸气附着于薄膜内形成水滴，结果造成薄膜透明性下降，所以透湿性(透气性)和防雾性变得必要。

另外，作为外铺用农用薄膜，优选除了具有防虫、防雨性以外，还具有透气性(透湿性)的薄膜，但现在尚未得到具有这样透气性的外铺用农用薄膜。外铺用农用薄膜的防雾性是重要的性能，以前，采取塑料棚铺展时在内侧面喷涂防雾剂的方法、在薄膜内侧面掺入表面活性剂的方法以及在薄膜内侧面涂布含有其它特殊无机微粒的涂布层的方法等，但这些方法需要花费人力和成本，而且得不到充分的防雾性。

以前，在内铺用农用薄膜中使用具有透气性的农用材料无纺织物。无纺织物的透气性优异，但由白色不透明的原材料组成，所以存在透光率低的缺点，而在成长期光照对作物十分必要，所以不能使用这种原材料。

还提出了几种在由合成树脂薄膜形成的无孔薄膜上设有透气孔和透水孔的农用薄膜。例如实开平5-74249号公报公开了设有直径小于等于1.5mm的透气孔并且透气孔的总面积占薄膜表面积的10％～60％的农用薄膜。实公平5-10598号公报公开了一种内铺遮荫用的农用有孔薄膜，其为了消除在外铺覆盖材料内侧面凝聚的水滴落到内铺遮荫布上后形成水流，即所谓的金鱼缸现象，在合成树脂薄膜上每1m²的面积上设有至少1个直径为1mm～4mm的通透孔，作为去除水的通透孔。并且作为其穿孔方法，还提出了用针穿孔的针穿孔法。

但是以往的穿孔薄膜存在相互矛盾的问题，即为了达到防水和保温性，有必要减小孔的大小，然而这样会造成不能充分透气的缺点，但如果为确保透气性而增大透气孔的大小，则会出现降低防水防虫效果以及保温效果的问题。

发明内容

本发明的目的是提供透明性不降低并且具有透湿性(透气性)、防雾性、防液滴附着性、保温性和防水防虫效果的农用薄膜。

本发明人等发现如果使用热塑性树脂薄膜上具有多个用特殊形状的针进行穿孔加工而形成的微细孔的有孔树脂薄膜，能实现上述本发明的目的，从而完成了本发明。

即，本发明的主旨是(1)农用薄膜，其特征在于，具有多个利用具有刺状突起的针在热塑性树脂薄膜上进行穿孔加工而得的微细孔；或(2)农用薄膜，其特征在于，其是具有多个微细孔的热塑性树脂薄膜，并且该微细孔的形状是具有刺部的有刺形状；或(3)农用薄膜，其特征在于，其是具有多个微细孔的热塑性树脂薄膜，此微细孔通过针进行穿孔而得到，膜的一面的表面粗糙度Ra1和膜的另一面的表面粗糙度Ra2的关系是Ra1＜Ra2，Ra2面是塑料棚或塑料隧道铺展时作为内侧的内侧面；或(4)如(1)或(2)所述的农用薄膜，其特征在于，具有多个微细孔，此微细孔是利用具有刺状突起的针从热塑性树脂薄膜的两侧进行穿孔加工而得到的；或(5)如(1)或(2)所述的农用薄膜，其特征在于，其是具有多个通过针穿孔而得的微细孔的热塑性树脂薄膜，膜的两面具有微小突起；或(6)如(1)～(5)任一项所述的农用薄膜，其特征在于，具有多个微细孔的薄膜在555nm的总透光率大于或等于70％；或(7)如(1)～(6)任一项所述的农用薄膜，其特征在于，构成热塑性树脂薄膜的树脂是氯乙烯类树脂或烯烃类树脂；或(8)如(1)～(7)任一项所述的农用薄膜，其特征在于，所述热塑性树脂薄膜是由至少具有外层、中间层、内层的三层或三层以上的多层结构构成的树脂薄膜，构成外层和/或内层的树脂至少含有金属茂类聚乙烯树脂。

利用本发明，能得到透明性不降低并且具有透湿性(透气性)、防雾性、防液滴附着性、保温性和防水防虫效果的农用薄膜。

附图说明

图1a表示形成本发明微细孔用的具有刺状突起的针的正面图。

图1b表示形成本发明微细孔用的具有刺状突起的针的侧面图。

图2利用形成本发明微细孔用的针进行薄膜加工的示意图。

图3在本发明的热塑性树脂薄膜上形成的微细孔的形状的示意图。

图4在本发明的热塑性树脂薄膜上形成的微细孔的形状的横截面的示意图。

图5本发明的设有多个具有刺部的有刺形状的微细孔的热塑性树脂薄膜的示意图。

具体实施方式

下面详细说明本发明。

本发明的农用薄膜(透湿性薄膜、防雾性薄膜)是在热塑性树脂薄膜上设有多个微细孔的有孔树脂薄膜。

构成热塑性树脂薄膜的树脂可以使用例如氯乙烯类树脂、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚丙烯等聚烯烃类树脂、聚对苯二酸乙二酯等聚酯类树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、含氟树脂等以前作为农用薄膜、透湿性薄膜、防雾性薄膜的材料的任一种已知的热塑性树脂。优选使用软质的氯乙烯类树脂、聚烯烃类树脂。

聚烯烃类树脂包括α-烯烃的均聚物、以α-烯烃为主要成分的不同种类单体的共聚物、α-烯烃与共轭双烯或非共轭双烯等多不饱和化合物、丙烯酸、甲基丙烯酸、醋酸乙烯酯等的共聚物等，可举出例如高密度、低密度或线型低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物等。其中，从透明性和耐候性以及价格方面考虑，优选密度为0.910～0.935的低密度聚乙烯、乙烯-α-烯烃共聚物以及醋酸乙烯酯的含量小于或等于30重量％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物用作农用薄膜。

本发明优选的状态之一是根据其需要一定强度的使用部位、使用年数设有多个微细孔并保持高强度的农用薄膜。作为该高强度的农用薄膜，优选构成该热塑性树脂薄膜的树脂的至少一种成分使用茂金属类聚乙烯树脂，即以茂金属为催化剂共聚合而得到的乙烯-α-烯烃共聚合树脂。该物质通常被称为茂金属聚乙烯，是乙烯和1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、辛烯等α-烯烃的共聚物，利用已知的制法可制得。

茂金属类聚乙烯树脂进一步优选具有以下物理性质的物质。利用JIS-K7210测定的MFR为0.01g/10分钟～10g/10分钟，优选0.1g/10分钟～5g/10分钟；利用JIS-K7112测定的密度为0.880g/cm³～0.930g/cm³，优选0.880g/cm³～0.920g/cm³，利用凝胶渗透色谱(GPC)测得的分子量分布(重均分子量/数均分子量)为1.5～3.5，优选1.5～3.0。

本发明中农用薄膜的优选状态是，将聚烯烃类树脂组合物形成的基体膜制成由至少具有铺展时作为外侧的外层、中间层、内层的三层或三层以上的多层薄膜。铺展时成为外侧的外层的树脂成分或者外层和内层的树脂成分使用含有45重量％～100重量％、优选55重量％～95重量％的乙烯-α-烯烃共聚合树脂的树脂组合物，所述乙烯-α-烯烃共聚树脂是以茂金属为催化剂共聚合得到的。中间层或中间层和内层优选使用含有45重量％～100重量％、优选55重量％～98重量％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的树脂组合物。

这里所说的外层是指作为农用薄膜使用时成为外侧的层，内层是指使用时成为内侧的层。

对于多层结构的树脂薄膜的制造方法，没有特别的限定，可以使用已知的制造方法，多层结构中层的厚度比没有特别的限定，例如，具有3层结构的情况下，从成型性、透明性和强度的角度考虑，优选层的厚度比在1/0.5/1到1/5/1的范围，更优选1/2/1到1/4/1的范围。另外，外层与内层的比例没有特别的限定，从所得薄膜的卷曲性考虑，优选为同等程度的比例。

热塑性树脂薄膜的厚度为10微米～1000微米，优选20微米～200微米。如果过薄，穿孔后的薄膜的强度容易不充分。如果过厚，使穿孔加工变得困难，所以不是优选的。

在本发明所使用的热塑性树脂薄膜中，根据其用途可以配合任意已知的添加剂。例如，增塑剂、防紫外线剂、光稳定剂、保温剂、润滑剂等其他各种添加剂。

另外，本发明的农用薄膜上可以形成此外的其他涂膜。例如，在薄膜外层上可以形成防尘性涂膜，如果在薄膜内层再形成防雾性涂膜，与本发明的微细孔产生的效果具有协同效果，得到很好的防雾效果。作为防雾涂膜，可以采用已知的各种农用薄膜的涂布防雾涂膜，不过优选例如硅溶胶和/或氧化铝溶胶等无机溶胶和以热塑性树脂等粘结剂用树脂为主要成分的组合物等。热塑性树脂可以例举疏水性或亲水性的丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等。

作为应用本发明的农用薄膜可以举出塑料棚中栽培或塑料隧道栽培中内铺用或外铺用薄膜、直接覆盖植物的全遮荫薄膜、其他复膜等，特别优选内铺用或外铺用薄膜。

本发明的特征在于，该热塑性树脂薄膜上设有的微细孔是特殊的微细孔。具体地说，该特殊的微细孔是利用特殊的针通过穿孔法制得的，此方法应用了主要作为无纺织物和织物、人工皮革的质感加工用的机械针刺加工法。

具体而言，如图1的简图所示，所述微细孔是利用外周至少有1个微小的刺1c的特殊形状的针1刺到热塑性树脂薄膜上所得的。

图1是针1的放大图，图1a表示正面图，图1b表示侧面图。针1从基部1a朝向最前端变尖，在其最前端有微小宽度(W)的切刃1b。最前端的微小宽度与树脂薄膜上形成的孔的基本部分的大小有关，优选为10微米～300微米，更优选30微米～150微米。

本发明使用的特殊的针1，在接近最前端的针外周的一部分设有一个或多于1个的微小的刺1c，优选两个或多于两个。刺是朝着相对针轴接近直角的方向突出的，刺的形状也是从基部朝向最前端，形成尖状，例如在距离针的最前端300微米～1000微米处设置1个刺1c，则优选在800微米～2000微米处再设置1个刺。刺1c本身的长度优选为1微米～300微米。

如图2所示，优选多个这些具有刺的针1安装在辊体2上形成针辊2，将此针辊押在置于平面上或缠绕在其他辊体上的被加工用热塑性树脂薄膜3上旋转，由此能在热塑性树脂薄膜上形成多个微细孔。根据必要的微细孔的数量和间隔，用多个针辊对树脂薄膜3进行加工，或者也可以采用数次将树脂薄膜押在针辊上而进行加工的方法。本发明优选的状态之一如后面所述，是对树脂薄膜从两面进行穿孔加工的方法，该方法能减轻膜的卷曲。此种情况下，两面可以同时进行加工，但通常每次进行单面穿孔加工的方法简便。

图3表示在热塑性树脂薄膜上利用特殊形状的针设置的每个微细孔的形状的简图。微细孔的形状可以利用显微镜等放大工具来确认。由于刺1c的存在，本发明的薄膜上所形成的微细孔4的形状不是由普通针所形成的圆形的孔形状，而是如图3的简图所示，在类圆形的基本孔4a周围具有一个或多于一个的微小的刺状切损部位4b的类似星形形状。形成一个或多于一个该刺状切损部位，优选形成两个或两个以上的刺状切损部位，多数情况下刺状切损部位的个数与使用的针1上的刺1c的个数相同或大于刺1c的个数。

本发明得到优异的防雾效果和透湿效果的机理还不明确，但推测是由于间隙大的基本孔部分与间隙小的刺状切损部位连接所产生的形状的协同效果。

对于微细孔的直径，优选基本孔4a的最大直径小于或等于500微米，优选小于或等于200微米，并且最小直径大于或等于10微米，优选大于或等于20微米。刺状切损部位4b的长度优选为0.05微米～50微米，更优选0.1微米～20微米。

图5表示本发明的设有多个微细孔的薄膜的示意图。

带刺的针在刺入树脂薄膜并拔出时，具有刺钩到切损部位周围的薄膜和使刺状切损部位4b的周围的切片4c顺着针刺入的方向而突起的作用。所以，具有通过本发明的特殊针的穿孔法得到的多个微细孔的薄膜从薄膜的截面观察具有特殊的形状。

图4是本发明的薄膜上设有的微细孔的横截面图的简图，树脂薄膜3中，微细孔的刺状切损部位4b周围的一部分切片4c具有顺着针刺方向的若干突起的形状。

其结果是，具有本发明的微细孔的薄膜中，针刺入一侧的薄膜表面(图4中的P)的表面粗糙度Ra1与反面的薄膜表面(图4中的Q)粗糙度Ra2比较，Ra1＜Ra2。此种情况下，Ra1接近原来薄膜的表面粗糙度。另外，根据薄膜厚度的不同，表面粗糙度Ra2不同，其是薄膜厚度(Ha)与顺着针刺入方向的薄膜表面的突起高度(Hc)的关系为Hc/Ha＝0.4～2，优选0.5～1程度的表面粗糙度。

使用本发明的农用薄膜时，基本上是薄膜的任意一面都可以作为内侧面，不过优选的使用方法是，如果在具有防雾性的一侧或在湿度大的一侧配置表面粗糙度大的一面(Ra2)，则能得到理想的效果。

本发明的农用薄膜的其他的优选状态是使用从两侧对热塑性树脂薄膜进行刺针加工得到的双面穿孔加工薄膜。从两侧进行穿孔加工能降低薄膜朝一个方向卷曲的卷曲性。另外，两侧的穿孔加工可以采取同样的条件，也可以采取不同的条件(孔的大小、密度)。

本发明热塑性树脂薄膜上设有的多个微细孔在单位面积上的个数，根据设置的孔的面积的不同而不同，但优选为了显示防雾性和透湿性，同时满足其他物理性质，优选每1平方英寸(6.45平方厘米)设有800～8000个(即，每1平方厘米125～1250个)，更优选每1平方英寸设有1500～6000个(即，每1平方厘米230～930个)。

另外，为了作为农用薄膜使用，设有本发明的特殊形状的微细孔的热塑性树脂薄膜更优选具有透明性。具体而言，具有多个微细孔的薄膜在555纳米处的总透光率大于或等于70％，优选大于或等于75％。该值是根据众所周知的测定方法测定的。

实施例

下面，基于本发明进行详细说明，但只要不超出上述的主旨，本发明并不限定于下面的例子。

(1)基体膜的调制

试验用的热塑性树脂薄膜是使用以下2种聚烯烃类树脂(用三层吹胀模头形成的三层结构)的层合薄膜(0.05毫米厚)作为基体膜。

薄膜1：以如下膜为基体膜。含有适量的农用薄膜中通常使用的各种添加剂，例如保温剂(水滑石)、紫外线吸收剂、光稳定剂等，外层树脂是线型低密度聚乙烯(LLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)，中间层树脂是醋酸乙烯酯含量为15重量％的醋酸乙烯酯类树脂，内层树脂是醋酸乙烯酯含量为5重量％的醋酸乙烯酯类树脂。

薄膜2：以如下膜为基体膜。含有适量的保温剂(水滑石)、紫外线吸收剂、光稳定剂等各种添加剂，外层树脂和内层树脂是以用茂金属作为催化剂制造的聚乙烯树脂(MePE)为主要成分(90重量％)的聚乙烯树脂，中间层树脂是醋酸乙烯酯含量为15重量％的醋酸乙烯酯类树脂。

(2)针加工方法

作为实施例，准备如下的薄膜。通过以图2所示的辊上有多个图1所示形状的刺的针进行的穿孔方法，对上述基体膜1实施穿孔处理，分别按在每1平方英寸形成1200个孔(实施例1)、2030个孔(实施例2)、4060个孔(实施例3)、6190个孔(实施例4)。

同样，作为实施例利用下述方法准备通过特殊的针刺针实施了穿孔处理的薄膜。利用与上述相同的特殊的针刺针的穿孔方法，在相同的条件下对上述基体膜2从两侧实施穿孔处理，分别在每1平方英寸形成2030个孔(实施例5)、4060个孔(实施例6)。

另外，作为比较例，准备下述薄膜。在热塑性树脂薄膜上不进行针刺穿孔加工的薄膜1(比较例1)；一直以来作为内铺用的农用材料的市售无纺织物(三井化学塑料社制：商品名“无天露”，比较例2)；使用通常的热熔针以10厘米×20厘米作为1个间隔在热塑性树脂薄膜上做点式穿孔，得到孔径为2毫米的薄膜(比较例3)；不进行针刺穿孔加工的薄膜2(比较例4)。

(3)评价方法

对所得的薄膜进行下面的评价试验。结果见表1。

1.透明性试验

利用分光光度计(日立制作所U-2000型)测定实施例或比较例所得的薄膜在555毫微米的总透光率，并给出其值。

2.防雾性试验

在三重县一志郡的圃园，搭建简易的管状大棚，覆盖上述得到的薄膜。值得注意的是，本发明得到的薄膜以表面粗糙度大的一面作为内侧。

评价方法是经过一段时间用肉眼观察铺展薄膜内侧水滴的附着情况。评价基准如下。

◎ 薄膜内侧无水滴附着或水滴之间结合，呈薄膜状扩展

○ 能观察到薄膜表面附着的水滴之间的集合体，其面积未达到薄膜表面的2/3但大于等于1/2

○× 能观察到薄膜表面附着的水滴之间的集合体，但其面积未达到薄膜表面的1/2

△ 能观察到薄膜表面附着的水滴之间的集合体，但不是薄膜状部分的形状

× 不能观察到薄膜表面附着的水滴之间的集合体

3.透湿性(防止水滴积存)试验

在三重县一志郡的圃园搭建的正面宽度16米、梁高8米、进深21米的屋顶型的塑料棚内，覆盖实施例或比较例所得的薄膜作为内铺水平遮荫屏，经过一段时间后从薄膜上部用肉眼观察水滴的蓄积状况。评价基准如下。

◎ 内铺膜上部完全没有水滴，或干燥

○ 内铺膜上部有水分。但内铺膜不松弛

○× 内铺膜上部有水分。内铺膜松弛。不必除去水分。

△ 内铺膜上部有水分。内铺膜松弛。必须除去水分。

× 内铺膜上部水分较多，由于此重量薄膜破裂。

4.撕裂强度试验

按照JIS-K6732法测定实施例或比较例所得的薄膜在MD方向的撕裂强度，作为测定温度0℃的爱拉门道夫(Elmendorf)撕裂强度(g)，并给出其值。

5.所得微细孔的形状

实施例1～6所得的微细孔的形状(正面图)如图3所示，在类圆形的基本孔4a的周围具有多个(2～4个)刺状切损部位4b。基本孔4a的直径约为80微米，含有刺状切损部位4b的直径约为85微米～110微米。

微细孔的横断面的形状如图4简略所示，薄膜厚度Ha(＝50微米)加上突起高度Hc的厚度(Ha+Hc)为80微米～90微米。

对于薄膜的触感，针刺一侧的薄膜表面的表面粗糙度(Ra1)大，而另一面(Ra2)与以前的薄膜表面一样平滑。所以Ra1＜Ra2。

从薄膜两侧进行针刺加工的实施例5、6具有薄膜不发生卷曲的优点。

表1

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

实施例6

比较例1

比较例2

比较例3

比较例4

基体膜

薄膜1

薄膜2

薄膜1

无纺织物

薄膜1

薄膜2

穿孔加工

特殊针孔1200(个/平方英寸)

特殊针孔2030(个/平方英寸)

特殊针孔4060(个/平方英寸)

特殊针孔6190(个/平方英寸)

特殊针孔2030(个/平方英寸)两面加工

特殊针孔4060(个/平方英寸)两面加工

无针孔

点式穿孔1个/200cm²孔径2mm

无针孔

1.透明性试验总透光率(％)(555纳米)

90

50

90

2.防雾性试验1个月后3个月后6个月后

◎◎○

◎◎◎

○○×△

◎◎◎

○○×△

◎◎◎

3.透湿性试验1个月后3个月后6个月后

◎◎◎

△△×

△△△

◎○○

△△×

4.撕裂强度0℃的爱拉门道夫(g)MD方向

150

100

90

80

760

615

520

400

300

800

Claims

1.农用薄膜，其特征在于，其是具有多个微细孔的热塑性树脂薄膜，并且该微细孔的形状是具有刺部的有刺形状，所述微细孔的基本孔的最大直径小于或等于500微米并且最小直径大于或等于10微米，所述刺部的长度为0.05微米～50微米。

2.如权利要求1所述的农用薄膜，其特征在于，所述微细孔利用具有刺状突起的针在热塑性树脂薄膜上进行穿孔加工而得，所述的针在其最前端有微小宽度的切刃，所述微小宽度为10微米～300微米，所述刺状突起的长度为1微米～300微米。

3.如权利要求1或2所述的农用薄膜，其特征在于，膜的一面的表面粗糙度Ra1和膜的另一面的表面粗糙度Ra2的关系是Ra1＜Ra2，Ra2面是塑料棚或塑料隧道铺展时作为内侧的内侧面。

4.如权利要求1所述的农用薄膜，其特征在于，具有多个微细孔，所述微细孔是利用具有刺状突起的针从热塑性树脂薄膜的两侧进行穿孔加工而得到的。

5.如权利要求1所述的农用薄膜，其特征在于，其是具有多个通过针穿孔而得的微细孔的热塑性树脂薄膜，膜的两面具有由于针穿孔而得的微小突起。

6.如权利要求1或2所述的农用薄膜，其特征在于，具有多个所述微细孔的薄膜在555nm的总透光率大于或等于70％。

7.如权利要求1或2所述的农用薄膜，其特征在于，构成所述热塑性树脂薄膜的树脂是氯乙烯树脂或烯烃树脂。

8.如权利要求1或2所述的农用薄膜，其特征在于，所述热塑性树脂薄膜是由至少具有外层、中间层、内层的三层或三层以上的多层结构构成的树脂薄膜，构成外层和/或内层的树脂至少含有金属茂聚乙烯树脂。