JP5422173B2

JP5422173B2 - 農業用被覆材

Info

Publication number: JP5422173B2
Application number: JP2008275877A
Authority: JP
Inventors: 一臣石丸; 文平佐藤
Original assignee: Okamoto Industries Inc
Current assignee: Okamoto Industries Inc
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: JP2010099051A

Description

本発明は、農作物や農作物の栽培環境を覆うための農業用被覆材に関するものである。

農作物の生育や特定形質の発現を促す施設栽培（ハウス栽培やトンネル栽培を含む）では、農作物や農作物の栽培環境を覆う透明な樹脂フィルム材（農業用被覆材）が用いられている。このような施設栽培で用いられる農業用被覆材としては、古くから塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）製のフィルムが用いられ現在でも広く普及しているが、それと共に自然環境との調和性が高いポリオレフィン系樹脂フィルム（ＰＯ）の開発及び普及が進んでいる。

農業用被覆材として求められる主な性質は、透明性、耐候性、強度に加えて、防曇性及び防曇持続性がある。防曇性とは、被覆材の内側表面に付着した凝縮水を栽培作物に落下させることなく、被覆材内側表面に沿って流下させる性質であり、防曇持続性とは長期の使用に際して防曇性が低下しない性質である。農業用ポリオレフィン系樹脂フィルムでは、単一材料の単層でこれらの性質を全て満足させることができないことから、多層構造が採用されており、特に農作物側に面する内側表面には防曇剤組成物を含む被覆層が形成されている。

下記特許文献１に記載の従来技術では、基体フィルムが、ポリエチレン又は酢酸ビニル含有量１０重量％未満のエチレン−酢酸ビニル共重合体からなるフィルム層（Ａ）と、酢酸ビニル含有量１０〜３０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体からなるフィルム層（Ｂ）を含んでおり、フィルム層（Ａ）又はフィルム層（Ｂ）に無機フィラーが０．１〜３０重量部配合されており、この基体フィルムの表面に、シリカゲル及び／又はアルミナゾルを主成分とし疎水性熱可塑性樹脂をバインダー成分とする防曇剤組成物に由来する被覆層を形成することが開示されている。
特開平７−２６６５１８号公報

この従来技術では、基体フィルムの各層を単一の樹脂成分で形成しているため、農業用被覆材の基体フィルムとして要求される更なる性質を満足することができない。例えば、雹の落下や強風による衝突物によって受ける衝撃に対して必要な強度を確保することができず、悪天候に対する耐候性が十分に得られない問題があった。また、高い引裂強度が得られないので、刃物や施設の骨組みの角部で裂傷し易い問題があった。

更に、前述した従来技術の基体フィルムでは、十分な耐熱性が得られないため、真夏の日中温度が著しく高くなる地域での使用や施設内での暖房を制限せざるを得ない問題があった。

また、前述した従来技術では、各層を単一の樹脂成分で形成しているが故に、基体フィルム全体の強度を確保しようとすると各層での強度を平均的に高める必要があり、防曇剤組成物の被覆層が施される側の層も酢酸ビニル含有量が低いエチレン−酢酸ビニル共重合体からなるフィルム層にして強度確保を図る必要がある。しかしながら、これによると、比較的硬い層の上に防曇剤組成物の被覆層を形成するので、防曇剤の密着性が低く被覆層の剥離が生じやすくなり、３〜５年の長期使用に対しては良好な防曇持続性を確保することができない問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するために提案されたものであって、衝撃強度を高めて悪天候に対しても高い耐候性が得られると共に高い引裂強度を得ることができること、高い耐熱性が得られ、長期使用に対しても良好な防曇持続性を確保することができこと、等を目的とする。

このような目的を達成するために、本発明は、ポリオレフィン系樹脂を主成分として内層と中間層と外層を有する多層構造の基体フィルムに対して、農作物に対面する側の前記内層の表面に防曇剤組成物の被覆層を形成した農業用被覆材であって、前記内層が、酢酸ビニル含有率が１０〜３０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とする樹脂層であり、前記中間層が、ポリエチレンを含む多種類の樹脂成分からなる混合樹脂をベース樹脂とする層であり、前記中間層に含まれるポリエチレンは、メタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレン及び特殊メタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレンであることを特徴とする。なお、以下の説明で、酢酸ビニル含有率の「％」は「重量％」を示すものとする。

このような特徴を具備することにより、防曇剤組成物の被覆層が形成される内層を酢酸ビニル含有率が１０〜３０％のエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とする樹脂層にしているので、酢酸ビニル含流率を高めて内層を軟質化することで防曇剤との密着性を高めることができる。これによって防曇剤組成物による防曇持続性を更に高めることができ、３〜５年の長期使用に対しても防曇性の劣化を抑えて高い耐久性を得ることができる。

また、中間層を異なる樹脂成分から成る混合樹脂層にすることで、内層を軟質化することによる基材フィルムの強度低下を中間層の強度向上で補うことができる。特に、中間層に含まれるポリエチレンをメタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレン及び特殊メタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレンとすることで、衝撃強度や引裂強度を中間層で担保させ、雹などの異常天候に対する被害や裂傷被害を少なくすることができる。また、中間層として、耐熱性等の性質を有する樹脂材料成分を混合することで、農業用被覆材の機能性を更に向上させることができる。

このような特徴を有する本発明は、ポリオレフィン系樹脂フィルムを基体フィルムとした農業用被覆材において、衝撃強度を高めて悪天候に対しても高い耐候性を得ることができ、引裂強度を高めて裂傷を防ぐことができ、また、高い耐熱性が得ることができ、長期使用に対しても良好な防曇持続性を確保することができる。

以下に本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る農業用被覆材は、内層と中間層と外層を含む多層構造からなりポリオレフィン系樹脂を主成分とする基体フィルムに対して、農作物に対面する側の前記内層の表面に防曇剤組成物の被覆層を形成したものである。基体フィルムは内層，中間層，外層の３層構造であっても良いし、中間層を多層にして４層以上の層構造にしても良い。

［内層について］
内層は、強度性能を犠牲にしても防曇剤組成物の被覆層との密着性を高めることができる軟質な層にする。具体的には、酢酸ビニル（ＶＡ）含有率が高いエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を主成分とした樹脂層を採用する。酢酸ビニルの含有率は、防曇性組成物の被覆層との間に十分な密着性が得られれば良く、酢酸ビニルの臭気発生を考慮すると過剰に含有させることは避けるべきであるので、ＥＶＡ全重量に対して１０〜３０％の含有率にする。また、内層の樹脂成分は酢酸ビニル（ＶＡ）含有率が高いエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を主成分とするが他の樹脂成分を混合することは可能である。例えば、酢酸ビニル含有率が低い（１０％未満、例えば５％）エチレン−酢酸ビニル共重合体を内層全体の４０％程度まで混合することができる。

［中間層について］
中間層は、内層で犠牲にした強度を補うために、複数種類の樹脂成分を混合して十分な強度が得られる層とする。具体的には、強度特性に優れたポリエチレンを含む多種類の樹脂成分からなる混合樹脂をベース樹脂とする。また、耐衝撃性や耐熱性等が得られる樹脂成分を選択することで、農業用被覆材として求められる各種の性質を中間層に担保させる。

より具体的には、中間層に含まれるポリエチレンを、メタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレン（メタロセンＬＬ）及び特殊メタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレン（特殊メタロセンＬＬ）とする。メタロセンＬＬは、メタロセン触媒で重合された直鎖状短鎖分岐ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）であり、エチレンと１−ブテン，１−ヘキセン，１−オクテン等のα−オレフィンとの共重合体であり、共重合の種類，短鎖分岐（α−オレフィン）の種類により、それぞれ、エチレン分岐，ｎ−ブチル分岐，ｎ−ヘキシル分岐が導入され低密度ポリエチレンとされたものである。メタロセンＬＬは一般の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）やＥＶＡに比べて、耐寒性，耐衝撃性に優れているほか、引裂・引張・突き刺し強度・耐ピンホール特性等において総合的に優れた性質を持っている。

特殊メタロセンＬＬは、厚さ５０μｍのフィルム成形時、メルトテンションが３．０〜９．０ｃＮ、引張衝撃強度が８００ＫＪ／ｍ²〜１３００ＫＪ／ｍ²、ダート衝撃強度が３０ＫＪ／ｍ／５０μｍ厚〜１００ＫＪ／ｍ／５０μｍ厚の強度を有するメタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレンをいう。この特殊メタロセンＬＬは、住友化学株式会社のポリエチレン商品のエクセレン（登録商標）のＣＢ０００２が該当する。ＣＢ０００２は、引張衝撃強度が１１６０ＫＪ／ｍと頗る大きく、またダート衝撃強度が９０ＭＰａ／５０μｍ厚と頗る大きい。

また、中間層の樹脂成分の一つには、ＥＶＡを含ませる。ＥＶＡは、柔軟性に富み、且つ耐候性，耐薬品性，透明性に優れた樹脂材料である。中間層の樹脂成分にＥＶＡを含ませることにより、内層と中間層との密着性が向上する。また、ＥＶＡを含ませることによってインフレーション成形性が向上する。

中間層の樹脂成分として選択されるものとして、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体（ＥＭＭＡ）を挙げることができる。このＥＭＭＡは、ＥＶＡと同等の性質を有し、且つ耐熱性に優れた樹脂材料である。

また、中間層に無機フィラーを含ませることで、更なる特殊性能を付加することができる。例えば、保温性を高める等のためにハイドロタルサイト，カルシウム，マグネシウム，アルミニウム等の酸化物，水酸化物，炭酸塩，ケイ酸塩及びそれらの複合物を約２０重量％程度配合させる。

（中間層の配合割合の例）
中間層の配合割合の例としては、加工性を担持する役目を果たすＥＶＡを４０重量％〜６０重量％含み、強度及び加工性を担持する役目を果たすメタロセンＬＬを４０重量％〜２０重量％含み、耐衝撃強度を担持する役目を果たす特殊メタロセンＬＬを１０重量％〜２０重量％含み、保温性を担持する役目を果たす無機フィラーを５重量％〜１５重量％含む。このような配合割合にすることで、加工性及び耐衝撃強度の両方において優れた特性が得られる。

メタロセンＬＬのメルトテンションは２．０ｃＮ以下で薄肉化が可能である。しかし、メタロセンＬＬのダート衝撃強度は２０ＫＪ／ｍ以下である。このため、中間層１２のダート衝撃強度を引き上げるためにダート衝撃強度が大きい特殊メタロセンＬＬを混合することが必要である。特殊メタロセンＬＬは、メルトテンションが３．０〜９．０ｃＮであるので、中間層１２を構成する全重量に対し上記のように少量割合としている。

従来の各種ポリエチレンは、衝撃強度が高い場合には成形加工性が低く、成形加工性が高い場合には衝撃強度が低いという傾向を示す。メタロセンＬＬは、衝撃強度がきわめて高いが成形加工性が低い。そこで、成形加工性に優れたＥＶＡと混合して用いる。中間層に混合されるＥＶＡは、所望の強度確保のために、酢酸ビニル含有率を低く抑えたものを採用する。例えば、酢酸ビニル含有率１５パーセント以下のものが好ましい。本発明の特殊メタロセンＬＬは、住友化学株式会社製のエクセレン（登録商標）ＧＭＨの中のＣＢ０００２（型番）が該当する。特殊メタロセンＬＬは、衝撃強度が高く、かつ、成形加工性が優れている。

特殊メタロセンＬＬは、溶融張力が高いので、中間層を構成する混合樹脂の全量に占める割合を大きくすることができない。そこで、特殊メタロセンＬＬを混合する場合はその配合割合を１０％〜２０％に限定する。メタロセンＬＬの場合は、溶融張力が低いので、中間層を構成する混合樹脂の全量に占める割合を大きくすることができる。そこで、一例では、メタロセンＬＬの配合割合を、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂の配合割合４０％〜６０％との相対的な混合割合として４０％〜２０％に限定している。特殊メタロセンＬＬは、押出負荷と溶融張力が共に優れていて、溶融流動性が良好であり、押出成形された表面は極めて滑らかで肌荒れが起きにくい。

また，前述した例のＥＶＡの配合に換えてＥＭＭＡ（例えば、ＭＭＡ含有率１５％）を採用することができ、ＥＶＡと同等の性質を有する農業用被覆材を得ることができる。

［外層について］
外層は、メタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレン（メタロセン触媒で重合されたＬＬＤＰＥ：メタロセンＬＬ）からなるフィルム層とすることができる。外層として、メタロセンＬＬを選択した理由は、メタロセンＬＬが、透明性が高いこと、ブロッキングし難くインフレーション成形に際してブロッキング防止パウダーを使用しなくて良いこと、長寿命の防曇皮膜を塗布形成できること等の特性があるためである。加えて、上述したように、メタロセンＬＬは、ＬＤＰＥやＥＶＡに比べ、耐寒性、耐衝撃性に優れているほか、引裂・引張・突刺し強度・耐ピンホール特性等において総合的に優れた性能を有する。メタロセンＬＬのメルトテンションは２．０ｃＮ以下で薄肉化が可能だからである。

［防曇剤被覆層について］
前述した内層の表面に形成される防曇剤組成物の被覆層としては、既知のものを採用することができる。例えば、シリカゾル及び／又はアルミナゾルを主成分としており、これにシリカ又はアルミナのバインダー成分が混入されている。バインダー成分としては、疎水性熱可塑性樹脂を用いることができ、アクリル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂等を挙げることができる。好ましい例としては、コロイダルシリカを主成分として、疎水性アクリル系樹脂をバインダー成分としたものを用いることができる。

［製造方法］
基体フィルムはインフレーション成形によって多層構造に形成して、前記の内層を両外側に向けて降り畳んだ状態でトリミングして２枚の基体フィルムを得る。これに対して、露出されている内層の表面に防曇剤組成物の被覆層を形成する。被覆層の形成は、防曇剤組成物の溶液又は分散液を公知の方法（ドクターブレードコート法，ロールコート法，ディップコート法，スプレーコート法，ロッドコート法，バーコード法，ナイフコート法，はけ塗り等）によって塗布し、その後乾燥させる。基体フィルムの成形時には各樹脂層に必要に応じて各種の添加剤（紫外線吸収剤，光安定剤，酸化防止剤，滑剤，熱安定剤，着色剤，防曇剤，帯電防止剤等）を通常の量で配合させることができる。

［実施例］
本発明の実施例として、外層の厚さを３０μｍ、中間層の厚さを９０μｍ、内層の厚さを３０μｍとした３層構造の基体フィルムの内層表面に防曇剤組成物の被覆層を形成した例を表１に示す。防曇剤としては、コロイダルシリカを主成分として疎水性アクリル樹脂をバインダー成分としたものを用いた。また、外層，中間層，内層の各層には、酸化防止剤や光安定剤を少量添加した。一例として、酸化防止剤としては、フェノール系，りん系の併用で０．０５〜０．２％程度、光安定剤として紫外線吸収剤を、ベンゾフェノン系とベンゾトリアゾール系をそれぞれ０．０５〜１％程度、ヒンダードアミン系を０．１〜１％程度添加することができる。

実施例（例１〜例６）では、内層をＶＡ含有率が１５％のＥＶＡを主成分の樹脂層とすることで内層を軟質化し、防曇剤との密着性を高めることができた。比較例（例７，例８）のように内層にＶＡ含有率が５％のＥＶＡを採用する場合と比較すると、明らかに防曇剤密着性が向上し、これによって長期使用時の防曇持続性を得ることができた。

また、実施例（例１〜例６）では、中間層を混合樹脂成分とすることで、農用被覆材全体として十分な強度を確保することできた。特に、樹脂成分としてメタロセンＬＬを２０％含有させ、更に特殊メタロセンＬＬを２０％含有させた実施例（例１〜例６）も同等な農業用被覆材を得ることができた。

更に、樹脂成分としてＥＶＡに換えてＥＭＭＡ（ＭＭＡ１５％）を採用した実施例（例４，例６）では高い耐熱性を得ることができた。

表１において、「防曇持続性」は、農業用被覆材をハウス展張１年後の防曇性を評価し、◎：水滴の流れ非常により、○：水滴の流れ良い、△：水滴の流れが悪い、×：水滴が流れない、のように評価した。「耐衝撃性」については、ハウス展張１年後にＪＩＳＫ７１２４−１の試験方法により評価し、◎：１３００以上、○：１２００以上、△：１２００以下、のように評価した。衝撃強度が大きいほど、折れ目からの破れが少ない。傾向的には、ＪＩＳＫ７１２４−１における１３００以上は折れ目自体が生じにくい、１２００以上は折れ目が生じるが折れ目からの破れがほとんど無い、１２００以下は折れ目からの破れが見受けられる傾向にある。

Claims

ポリオレフィン系樹脂を主成分として内層と中間層と外層を有する多層構造の基体フィルムに対して、農作物に対面する側の前記内層の表面に防曇剤組成物の被覆層を形成した農業用被覆材であって、
前記内層が、酢酸ビニル含有率が１０〜３０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とする樹脂層であり、
前記中間層が、ポリエチレンを含む多種類の樹脂成分からなる混合樹脂をベース樹脂とする層であり、
前記中間層に含まれるポリエチレンは、メタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレン及び、厚さ５０μｍのフィルム成形時、メルトテンションが３．０〜９．０ｃＮ、引張衝撃強度が８００ＫＪ／ｍ ² 〜１３００ＫＪ／ｍ ² 、ダート衝撃強度が３０ＫＪ／ｍ／５０μｍ厚〜１００ＫＪ／ｍ／５０μｍ厚の強度を有する特殊メタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレンであることを特徴とする農業用被覆材。
前記中間層が、樹脂成分としてエチレン−酢酸ビニル共重合体を含むことを特徴とする請求項１記載の農業用被覆材。
前記中間層は、無機フィラーを含むことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載された農業用被覆材。
前記外層が、メタロセン触媒直鎖状短鎖分岐ポリエチレンからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された農業用被覆材。