JP4426408B2 - 生分解性農業用被覆材 - Google Patents

Description

本発明は、脂肪族−芳香族ポリエステル系樹脂にポリブチレンテレフタレート樹脂を配合した組成物からなり、農業用ハウス、トンネルなどの被覆材として有用な透明性のよい生分解性農業用被覆材に関する。

近年、廃棄後速やかに分解され、自然環境下で蓄積されることのない製品が望まれており、各種生分解性樹脂が市販されている。

フィルムに成形可能な生分解性樹脂として、脂肪族ポリエステル系樹脂が知られているが、例えば、ポリ乳酸系樹脂では透明性に優れているものの柔軟性に乏しく、また、ビオノーレ（昭和高分子社製、商品名）に代表されるような脂肪族ポリエステル系樹脂では透明性に乏しく用途によっては使用に制限があった。

透明性に優れた生分解性樹脂として、脂肪族−芳香族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した脂肪族−芳香族ポリエステル系樹脂が知られているが、この樹脂を用いてＴダイ押出やインフレーション法によりフィルムに成形すると、製膜時に結晶化が進み透明性が阻害されるため、この樹脂を農業用被覆材などに使用することは難しかった。

上記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂に脂肪族ポリエステル系樹脂など他の生分解性樹脂を配合した農業用マルチフィルムなどに使用できる生分解性フィルムは公知であるが（例えば、特許文献１参照）、農業用ハウスやトンネルの被覆材として使用するには、農業用被覆材として必要な性能、特に透明性の点で必ずしも満足できるものではなかった。

特開２００３−１７０４号公報

本発明の目的は、透明性、柔軟性、耐候性、防曇性などの農業用被覆材に必要な性質を備え、Ｔダイ押出成形やインフレーション成形によりフィルム化することが可能な生分解性農業用被覆材を提供することにある。

本発明者らは、上記の目的を達成するため鋭意研究した結果、特定の脂肪族−芳香族ポリエステル系樹脂に少量のポリブチレンテレフタレートを配合することにより、農業用被覆材に必要な透明性が得られることを見出し、また、フィルムの表面に防曇性塗膜を設けるとともに、上記混合樹脂に特定の添加剤をさらに配合することにより、透明性と柔軟性に加えて、農業用被覆材に必要な防曇性及び耐候性にも優れた生分解性農業用被覆材が通常の成形方法で得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は、アジピン酸とテレフタル酸からなるジカルボン酸成分と１，４−ブタンジオールからなるジオール成分とを重縮合してなるポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した脂肪族−芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）９５〜９９．９９重量％とポリブチレンテレフタレート樹脂（Ｂ）０．０１〜５重量％とからなる混合樹脂を成形してなるフィルムであって、該フィルムの表面に防曇性塗膜が設けられていることを特徴とする生分解性農業用被覆材にある。
前記防曇性塗膜は樹脂バインダー中にシリカゾル及び／又はアルミナゾルが分散した塗膜であることが望ましく、前記脂肪族−芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）の融点は１０５〜１１５℃の範囲内にあることが望ましい。
また、上記混合樹脂には、必要に応じて、上記混合樹脂１００重量部当たり紫外線吸収剤０．０５〜５重量部及びヒンダードアミン系光安定剤０．０５〜１重量部を配合することが望ましい。

本発明によれば、脂肪族−芳香族ポリエステル系樹脂に少量のポリブチレンテレフタレート樹脂を配合することによりフィルムの透明性を著しく向上させることができるので、農業用被覆材に必要な基本性能である透明性と柔軟性を満足させることができ、また、フィルムの表面に防曇性塗膜を設けることにより長期の防曇性を付与し、さらに特定の添加剤を配合することによって耐候性を向上させることもできるので、実用性のある生分解性農業用被覆材を提供することができる。

本発明において用いられる主たる樹脂成分である脂肪族−芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）は、アジピン酸およびテレフタル酸からなるジカルボン酸成分と、１，４−ブタンジオールからなるジオール成分とを重縮合してなるポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化したものであって、融点が１０５〜１１５℃の範囲内にあるものが好ましい。具体例としては、ＢＡＳＦ社製の「エコフレックス」（商品名）を挙げることができる。

また、本発明において上記脂肪族−芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）に少量配合されるポリブチレンテレフタレート樹脂（Ｂ）は、テレフタル酸と１，４−ブタンジオールとを重縮合してなる分子量２〜３万程度の結晶性ポリエステル樹脂であって、具体例としては、例えば、ポリプラスチックス社製の「ジュラネックス」（商品名）があり、特にフィルムグレードのもの（比重１．３１）が好ましい。

上記両樹脂（Ａ）（Ｂ）の配合比率は、脂肪族−芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）が９５〜９９．９９重量％、好ましくは９８〜９９．９重量％、ポリブチレンテレフタレート樹脂（Ｂ）が０．０１〜５重量％、好ましくは０．１〜２重量％である。上記配合比率の範囲外では、成形したフィルムの透明性の向上効果が十分でない。

本発明においては、フィルムに防曇性を付与するため、フィルムの表面に防曇性塗膜が形成される。
フィルムの表面に防曇性塗膜を設けるに際し、予めコロナ放電処理等の表面処理を施すことにより、防曇性塗膜の密着性を向上させることができ、この防曇性塗膜が形成された面を農業用ハウスの内面とすることにより、長期にわたって防曇性を発揮させることができる。
防曇性塗膜は、防曇性能を発揮するシリカゾル及び／又はアルミナゾルを樹脂バインダー中に分散させたものが好ましく、樹脂バインダーとしては、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリル変成ウレタン樹脂などの水性樹脂バインダーが挙げられ、また、生分解性のポリ乳酸エマルジョンを樹脂バインダーとして用いることもできる。

本発明においては、上記混合樹脂（Ａ）（Ｂ）に紫外線吸収剤及びヒンダードアミン系光安定剤を配合して農業用被覆材の耐候性を向上させることができる。

上記の紫外線吸収剤としては、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系；２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−メチル−５’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系の他、サルチル酸系のものが挙げられる。

上記のヒンダードアミン系光安定剤としては、特開平１−１９７５４３号公報や特開平２−３０５２９号公報に記載されているものを挙げることができ、具体的な市販の化合物を例示すれば、ＴＩＮＵＶＩＮ７７０、ＴＩＮＵＶＩＮ７８０、ＴＩＮＵＶＩＮ１４４、ＴＩＮＵＶＩＮ３７１、ＴＩＮＵＶＩＮ６２２ＬＤ、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ９４４（以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）、ＭＡＲＫ ＬＡ−５７、ＭＡＲＫ ＬＡ−６２、ＭＡＲＫ ＬＡ−６３、ＭＡＲＫ ＬＡ−６７、ＭＡＲＫ ＬＡ−６８（以上、旭電化社製）等が挙げられる。

上記の各添加剤の配合量は、上記の混合樹脂（Ａ）（Ｂ）１００重量部当たり、紫外線吸収剤が０．０５〜５重量部、好ましくは０．１〜２重量部であり、ヒンダードアミン系光安定剤が０．０５〜１重量部、好ましくは０．１〜０．５重量部である。

本発明の生分解性農業用被覆材には、本発明の効果を損なわない範囲において任意に添加剤を配合することができる。配合される添加剤としては、例えば、可塑剤、熱安定剤、滑剤、ブロッキング防止剤、核剤、酸化防止剤、抗菌剤、充填剤、着色剤、 帯電防止剤、澱粉等が挙げられる。

本発明において用いられる混合樹脂及び必要に応じて配合される添加剤との混練は、一般的な樹脂組成物の混練方法によって行われる。具体的には、ペレットや粉体、固体の細片などの材料をヘンシェルミキサーやリボンミキサーで乾式混合し、次いで、単軸あるいは二軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロールなど、公知の溶融混練機を用いて混練する。
混練温度については、高融点のポリブチレンテレフタレート樹脂が溶融し、かつ、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂が分解しない温度で溶融分散させることが必要なので、押出機のシリンダー温度は、２２０〜２５０℃程度に設定するのが適当である。

上記のようにして得られた混練物を用いてフィルム状に成形する方法は、Ｔダイ押出法又はインフレーション法による。
成形温度については、溶融した脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂中に微細分散したポリブチレンテレフタレート樹脂が溶融しない状態のまま成形することが必要なので、押出機のシリンダー及びダイの設定温度は、１４０〜１６０℃程度が適当である。

上記のような温度条件で混練及び成形を行うことにより、結晶化したポリブチレンテレフタレート樹脂の粒子が核となり、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂が結晶化した結果、フィルムの透明性を向上させる。

成形されたフイルムは、先ず放電処理等で表面処理される。次いで、シリカゾル及び／又はアルミナゾルと樹脂バインダーからなる固形成分の分散液をフィルム表面に塗布、乾燥して防曇性塗膜を形成する。乾燥後の塗膜の厚さはシリカゾル又はアルミナゾルの濃度や使用する樹脂バインダーの種類によっても異なるが、通常、０．５〜２μｍ程度である。

本発明の生分解性農業用被覆材は、一般には厚さが０．０３〜０．３ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．２ｍｍのフィルムであるが、単層フィルムのみならず、他の生分解性樹脂フィルムとの積層フィルムの形態にすることもできる。

以下、本発明の実施例を挙げるが、本発明はかかる実施例によって何ら限定されるものではない。また、本発明において得られるフィルムは、次の評価項目により評価した。

（１）透明性
フィルム試料のヘイズ値をヘーズメータＨＧＭ−２ＤＰ（スガ試験機社製）で測定し、次の基準で評価した。
○：ヘイズ値２０％以下
×：ヘイズ値２０％超

（２）耐候性
試料フィルムをサンシャインカーボンアークウェザーメーターで４００時間暴露し、暴露前後に測定した試料フィルムの引張破断強度から暴露後の引張破断強度の保持率を求め、次の基準で評価した。
○：引張破断強度の保持率８０％以上
×：引張破断強度の保持率８０％未満

（３）初期防曇性
水温４０℃、外気温５〜１０℃の水槽の上に傾斜角３０°で試料フィルムを展張し、試料フィルムに付着した水滴が完全に水膜を形成して流れるまでの経過時間を測定し、次の基準で評価した。
○：水膜形成までの経過時間３０分未満
△：水膜形成までの経過時間３０〜６０分
×：水膜形成までの経過時間６０分超

（４）防曇持続性
水温４０℃、外気温５〜１０℃の水槽の上に傾斜角３０°で試料フィルムを展張し、７日間経過した試料フィルムの内面における水膜形成の程度により、次の基準で評価した。
○：ほぼ全面に水膜が形成されている
△：部分的に水膜が形成されている
×：ほぼ全面に水滴が付着しており、ほとんど水膜が形成されていない

実施例１〜４、比較例１〜４
それぞれ真空乾燥機を用いて５０℃で半日乾燥した配合樹脂として、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（ビーエーエスエフ社製の商品名「エコフレックス」、アジピン酸とテレフタル酸からなるジカルボン酸成分と１，４−ブタンジオールとの重縮合物を多官能イソシアネートで高分子化したもの、ＭＦＲ：約５．０ｇ／１０分、融点：１０５〜１１５℃）とポリブチレンテレフタレート樹脂（ポリプラスチックス社製の商品名「ジュラネックス５００ＦＰ−ＥＦ２０１Ｒ」、融点：２２３℃）を用意し、これらの樹脂を表１に示される重量比で配合するとともに、各混合樹脂に紫外線吸収剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製の商品名「チヌビン３２７」）及びヒンダードアミン系光安定剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製の商品名「チヌビン６２２」）を混合樹脂１００重量部当たり表１に示される重量部数で配合した組成物を調整し、シリンダー温度を約２４０℃に設定した２軸押出機を用いて各組成物をストランド状に押し出してペレット化した。次いで、Ｔダイ単軸押出機を用い、シリンダー温度を１４０〜１６０℃に、ダイ温度を１５０〜１６０℃にそれぞれ設定し、ペレット化した各組成物を押出成形して、厚さ０．１ｍｍのフィルムを得た。
上記のようにして得られた各フィルムの表面にコロナ放電処理を施し、次いで、シリカゾルとアクリルウレタン系樹脂バインダーからなる固形成分を分散した水溶液（固形成分中のシリカゾル濃度：約５０重量％）を塗布した後に乾燥し、フィルムの表面に平均厚さ１．０μｍのほぼ均一な厚さの防曇性塗膜を形成した。
得られた各試料フィルムについて、透明性（ヘイズ）、耐候性、初期防曇性及び防曇持続性の試験を行った。結果を表１に示す。

表１中、ＰＢＡＴはポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂を表し、ＰＢＴはポリブチレンテレフタレート樹脂を表わす。

表１に示すとおり、各比較例においては、透明性、耐候性、初期防曇性及び防曇持続性のいずれかが不良であったが、これに対し、各実施例においては、上記性能のいずれも良好であった。

Claims (4)

1. アジピン酸とテレフタル酸からなるジカルボン酸成分と１，４−ブタンジオールからなるジオール成分とを重縮合してなるポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）９５〜９９．９９重量％とポリブチレンテレフタレート樹脂（Ｂ）０．０１〜５重量％とからなる混合樹脂を成形してなるフィルムであって、該フィルムの表面に防曇性塗膜が設けられていることを特徴とする生分解性農業用被覆材。
2. 前記防曇性塗膜が樹脂バインダー中にシリカゾル及び／又はアルミナゾルが分散した塗膜である請求項１に記載の生分解性農業用被覆材。
3. 前記脂肪族―芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）の融点が１０５〜１１５℃の範囲内にある請求項１に記載の生分解性農業用被覆材。
4. 前記混合樹脂１００重量部当たり紫外線吸収剤０．０５〜５重量部及びヒンダードアミン系光安定剤０．０５〜１重量部を配合した樹脂組成物をフィルム状に成形してなる請求項１に記載の生分解性農業用被覆材。