JP6315768B2

JP6315768B2 - 農業用多層マルチフィルム

Info

Publication number: JP6315768B2
Application number: JP2013273088A
Authority: JP
Inventors: 和代稲葉; 一浩元吉; 佐藤　晶英; 晶英佐藤; 江上　正之; 正之江上
Original assignee: みかど化工株式会社
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: JP2015126711A

Description

本発明は、農業用多層マルチフィルムに関し、より詳しくは、作業性に優れ、廃棄コストを抑えることができ、更に生産性に優れると共に、作物の栽培に好適な環境を形成し易い農業用多層マルチフィルムに関する。

一般に多くの農作物（落花生、トウモロコシ、ニンジン、大根、レタス等各種野菜、花卉、果樹等）の栽培に、農業用マルチフィルムが用いられている。

かかるマルチフィルムを用いたマルチ栽培によって、土中水分保持、土壌膨軟性の保持、肥料流亡防止、地温の上昇と抑制、初期生育の促進、初期収量の増加、生産の多収安定化等の諸効果が達成される。

かかるマルチフィルムとしては、従来、二酸化チタンをフィルムに配合して太陽光線を反射させて地温の上昇を防ぐ反射マルチフィルムが知られている（特許文献１）。

二酸化チタンを配合したフィルムは、地温の上昇を抑制できるが、十分な強度を持たせるために、フィルムを厚くせざるを得ない。その結果、フィルムが重くなり、作業性に劣り、栽培終了後の片付け時に廃棄物が多くなる。

特開２００７−１８９９８６号公報

本発明者は、軽量な反射マルチを作製するために、高分子量高密度ポリエチレンを使用して、薄く軽量な光反射・吸収二層フィルムを作製することを試みた。

しかしながら、このフィルムは硬いため、畑の土壌に密着せず、上述のマルチ効果が劣り、作物生育に遅れが生じ、更に強風時に土で留めてあるマルチ端部が土から離れて、フィルムが風に飛ばされてしまう問題があった。

そこで、本発明の課題は、軽量で、土に馴染む農業用多層マルチフィルムを提供することにある。

また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．一方の面が、カーボンブラックと直鎖状低密度ポリエチレンとを含む光吸収層であり、
他方の面が、（ａ）高分子量高密度ポリエチレン、（ｂ）直鎖状低密度ポリエチレン、及び、（ｃ）ＭＩが０．１〜１．０の範囲であり且つ密度が０．９２５〜０．９３５の範囲である低密度ポリエチレンに、（ｄ）白色顔料を含有させてなる光反射層である農業用多層マルチフィルムであって、
前記光反射層は、前記高分子量高密度ポリエチレン１００重量部に対して、前記直鎖状低密度ポリエチレンを１４重量部〜６２重量部、前記低密度ポリエチレンを２重量部〜４０重量部配合してなり、
当該農業用多層マルチフィルムの全層の厚みは７〜１８μｍの範囲であり、前記光反射層の厚みは５〜１３μｍの範囲であることを特徴とする農業用多層マルチフィルム。

２．前記光反射層の前記光吸収層とは逆の面に、直鎖状低密度ポリエチレンと、白色顔料とを含む表層を積層してなり、
当該農業用多層マルチフィルムの全層の厚みは７〜１８μｍの範囲であり、前記光反射層の厚みは５〜１０μｍの範囲であり、前記表層の厚みは２〜５μｍの範囲であることを特徴とする前記１記載の農業用多層マルチフィルム。

３．
前記光反射層は、前記高分子量高密度ポリエチレン１００重量部に対して、前記白色顔料を１０〜７０重量部配合してなること特徴とする前記１又は２記載の農業用多層マルチフィルム。

本発明によれば、軽量で、土に馴染む農業用多層マルチフィルムを提供することができる。

本発明の第１態様に係る農業用多層マルチフィルムの層構成を説明する概略断面図本発明の第２態様に係る農業用多層マルチフィルムの層構成を説明する概略断面図

以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

（第１態様）
図１に示すように、本発明の第１態様に係る農業用多層マルチフィルムは、一方の面に光反射層１、他方の面に光吸収層２を積層して構成される。

光反射層１は、（ａ）高分子量高密度ポリエチレン、（ｂ）直鎖状低密度ポリエチレン、及び、（ｃ）ＭＩが０．１〜１．０の範囲であり且つ密度が０．９２５〜０．９３５の範囲である低密度ポリエチレンに、（ｄ）白色顔料を含有させてなる。

光反射層１の配合処方は、前記高分子量高密度ポリエチレン１００重量部に対して、前記直鎖状低密度ポリエチレンを１４〜６２重量部、前記低密度ポリエチレンを２〜４０重量部、好ましくは前記高分子量高密度ポリエチレン１００重量部に対して、前記直鎖状低密度ポリエチレンを１５重量部〜３０重量部、前記低密度ポリエチレンを５重量部〜２０重量部である。

直鎖状低密度ポリエチレンがこれより少なければ、マルチフィルムが硬くなり、多いと強度が劣る。

白色顔料として二酸化チタンを用いた場合、この範囲より多いと、二酸化チタンの分散が悪くなり、フィルムの粘りが劣り、破れやすくなる。二酸化チタンがこれより少なければ、光反射性能が劣り、多いとフィルムの外観が悪くなり強度も低下する。

本発明に用いられる高分子量高密度ポリエチレンとは、密度０．９４２以上のポリエチレンのうち、ＭＩが、０．０８〜０．０３の範囲のものを指す。

また直鎖状低密度ポリエチレンとは、繰り返し単位のエチレンと若干量のα‐オレフィンを共重合させた密度０．９１０〜０．９２５の直鎖状ポリエチレンコポリマーを指す。

さらに、ＭＩが０．１〜１．０の範囲であり且つ密度が０．９２５〜０．９３５の範囲である低密度ポリエチレンとしては、格別限定されないが、特にＭＩが０．１〜０．７の範囲のものを好ましく用いることができる。

本明細書において、ポリエチレンの「密度」の単位はｇ／ｃｍ^３である。また、「ＭＩ」とは、メルトインデックスの略称であり、ＪＩＳＫ６７６０に規定されている熱可塑性樹脂の溶融粘度を表す指標であり、単位はｇ／１０分である。当該技術分野では、これらの単位は省略されることが通常であるため、本明細書においても省略している。

光反射層１の白色顔料は、格別限定されるものではないが、アルミニウム、二酸化チタン、炭酸カルシウム等の１種又は２種以上を組み合わせて用いることができるが、特に二酸化チタンを用いることが好ましい。

また、その配合量は、前記高分子量高密度ポリエチレン１００重量部に対して、白色顔料を１０〜７０重量部、好ましくは２０重量部〜６０重量部とすることができる。

光反射層１の配合において、白色顔料は、白色顔料を含むマスターバッチ（以下、白マスターバッチあるいは白ＭＢと称する場合がある。）として配合してもよい。なお、白マスターバッチからの持ち込み樹脂は、上述した配合量に加算されず、無視することができる。上述した配合量は、白マスターバッチからの持ち込み樹脂による影響も考慮した上で、これとは独立に設定しているからである。

光吸収層２は、直鎖状低密度ポリエチレンと、カーボンブラックとを含んで構成されている。光吸収層２は、直鎖状低密度ポリエチレンを主体とすることが好ましく、必要により、直鎖状低密度ポリエチレンに加えて、例えば、低密度ポリエチレンなどを含んでもよい。

光吸収層２のカーボンブラックは、カーボンブラックを含むマスターバッチ（以下、黒マスターバッチあるいは黒ＭＢと称する場合がある。）として配合してもよい。

直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対するカーボンブラックの配合量は、格別限定されないが、１．２重量部〜１０重量部の範囲であることが好ましい。なお、この配合量に、黒マスターバッチからの持ち込み樹脂は加算されない。

農業用多層マルチフィルムの全層の厚みは７μｍ〜１８μｍの範囲とすることができ、好ましくは１０μｍ〜１６μｍの範囲とすることができる。このとき、光反射層１の厚みは５μｍ〜１３μｍの範囲とすることができ、好ましくは６μｍ〜１２μｍの範囲とすることができる。

かかる農業用多層マルチフィルムにより、作物の栽培に好適な環境を形成し易い効果が奏される。土壌との馴染みが良く、地温保持、水分保持などの性質に優れ、更には厚みムラが少なく、顔料の分散性が良いことなどにより、作物の栽培に好適な環境を形成し易いことなどが影響しているからである。

更に、かかる農業用多層マルチフィルムは、厚さを薄くして軽量化を図っても強度に優れるため、作業性に優れ、廃棄コストを抑えることができる。更に、インフレーション成形への適用性が高く、生産性に優れる効果も奏される。

（第２態様）
図２に示すように、本発明の第２態様に係る農業用多層マルチフィルムは、光反射層１と光吸収層２とを積層し、更に光反射層１の上に、直鎖状低密度ポリエチレンと白色顔料とを含む表層３を積層して構成される。即ち、第１態様に係る農業用多層マルチフィルムにおける光反射層１の光吸収層２とは逆の面に、表層３を積層してなる。

第２態様における光反射層１及び光吸収層２には、第１態様において説明した構成を援用することができる。

第２態様において、農業用多層マルチフィルムの全層の厚みは７μｍ〜１８μｍの範囲であり、好ましくは１０μｍ〜１６μｍの範囲であり、光反射層１の厚みは５μｍ〜１２μｍの範囲であり、好ましくは６μｍ〜１０μｍの範囲であり、表層３の厚みは２μｍ〜５μｍの範囲とすることができる。

第２態様によれば、上述した第１態様に関して説明された効果に加えて、更なる低コスト化を実現できる効果が奏される。即ち、表層３を設ける場合は、光反射層１の厚みを更に薄くしても本発明の効果を安定に発揮し易いため、光反射層１に用いられる比較的高価な高分子量高密度ポリエチレンの使用量を更に削減することができる。

表層３は、直鎖状低密度ポリエチレンを主体とすることが好ましく、必要により、直鎖状低密度ポリエチレンに加えて、例えば、低密度ポリエチレンなどを含んでもよい。

表層３の白色顔料は、格別限定されるものではないが、アルミニウム、二酸化チタン、炭酸カルシウム等の１種又は２種以上を組み合わせて用いることができるが、特に二酸化チタンを用いることが好ましい。

表層３の配合において、白色顔料は、白色顔料を含む白マスターバッチとして配合してもよい。

直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対する白色顔料の配合量は、格別限定されないが、１８重量部〜６０重量部の範囲であることが好ましい。なお、この配合量に、白マスターバッチからの持ち込み樹脂は加算されない。

本発明の農業用多層マルチフィルムは、本発明の効果を損なわない範囲で、上述した成分以外の他の成分を、各層に含んでもよい。このような成分としては、耐候安定剤、酸化防止剤、滑剤、アンチブロッキング剤、無滴剤等のような農業用多層マルチフィルムに使われる各種添加剤等を例示すことができる。

本発明の農業用多層マルチフィルムは、これを製造する製造方法により格別限定されるものではないが、例えば、インフレーション成形（例えばインフレーション共押出成形等が挙げられる。）、Ｔダイ共押出成形、カレンダー、２軸延伸などにより得られたものであることが好ましく、特にインフレーション成形により得られたものであることが好ましい。

本発明の農業用多層マルチフィルムは、上述したように、特に生産性の高いインフレーション成形への適用性が高い。そのため、品質に優れた農業用多層マルチフィルムを、安定に効率的に得ることができる。

インフレーション成形を用いる場合、第１態様の農業用多層マルチフィルムであれば、２層共押出成形を用いることができ、第２態様の農業用多層マルチフィルムであれば、３層共押出成形を用いることができる。

本発明の農業用多層マルチフィルムの用途は格別限定されず、例えば、作物（植物）の栽培を補助するために好適に用いられ、特に、栽培土壌を覆って作物の栽培に好適な環境を形成する際に好適に用いられる。使用形態は格別限定されないが、光反射層１（ないし表層３）による太陽光反射特性を有効に利用する観点では、光反射層１（ないし表層３）側を上向きに、光吸収層２側を下向き（土壌側）に配向して用いることなどが好ましい。

本発明の農業用多層マルチフィルムを用いて作物（植物）の栽培を行う場合、対象となる作物は、格別限定されず、例えば、落花生、トウモロコシ、ニンジン、大根、レタス等のような各種野菜や、各種花卉、各種果樹等を好ましく例示することができる。

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例により限定されない。

（試験１〜６）
表１に示す層構成を有する試験１〜６に係る農業用多層マルチフィルムを、それぞれインフレーション共押出法により成形した。各層を構成する成分は下記の通りである。

・樹脂
ＨＭＷＨＤＰＥ１：高分子量高密度ポリエチレン（プライムポリマー社製「ハイゼックス７０００Ｆ」、ＭＩ＝０．０４、密度０．９５２）
ＨＭＷＨＤＰＥ２：高分子量高密度ポリエチレン（プライムポリマー社製「ハイゼックス８０００Ｆ」、ＭＩ＝０．０３、密度０．９４８）
ＬＬＤＰＥ：直鎖状低密度ポリエチレン（日本ポリエチレン社製「ノバテックＵＦ２３０」、ＭＩ＝１．０、密度０．９２１）
ＬＤＰＥ１：低密度ポリエチレン（日本ポリエチレン社製「ノバテックＬＦ１６１Ｈ」、ＭＩ＝０．３、密度０．９２８）
ＬＤＰＥ２：低密度ポリエチレン（日本ポリエチレン社製「ノバテックＹＦ３０」、ＭＩ＝１．１、密度０．９２０）

・マスターバッチ（ＭＢ）
白ＭＢ：酸化チタン含有量７０ｗｔ％、残部（樹脂：低密度ポリエチレン）
黒ＭＢ：カーボンブラック含有量４０ｗｔ％、残部（樹脂：低密度ポリエチレン）

＜評価方法＞
試験１〜６で得られた各農業用多層マルチフィルムについて、以下の評価方法により評価した。

・インフレ成形性
農業用多層マルチフィルムのインフレ成形性について、下記の基準で評価した。
良好：インフレ成形時に溶融ムラが発生しない。
不良：インフレ成形時に溶融ムラが発生する。

・厚みムラ
農業用多層マルチフィルムの厚みムラについて、下記の基準で評価した。
良好：農業用多層マルチフィルムの厚みが均一で、表面が平滑である。
不良：農業用多層マルチフィルムの厚みが不均一で、表面がみかんの表皮のような状態である。

・強度１（打抜衝撃強度）
直径１インチの球で農業用多層マルチフィルムを打ち抜き、打ち抜きに必要なエネルギー（ｋｇ・ｍ）を測定した。打ち抜きに必要なエネルギーが大きいほど、打抜衝撃強度が高いと評価することができる。

・強度２（踏み抜き試験）
畑に展張した農業用多層マルチフィルムの上を、長靴をはいた状態で走り、踏み抜き破れの発生の有無を観察した。

・作業性
農業用多層マルチフィルムを軸芯に巻回したロール状体（幅１３５ｃｍ、長さ４００ｍ）を、トラクターに取り付け、トラクターマルチャーにより畑に展張し、その際の作業性を、下記の基準で評価した。また、かかるロール状体としたときの重量（軸芯の重量を引いた農業用多層マルチフィルム自体の重量）は表１に示す通りである。
良好：ロール状体が軽く、トラクターへの取り付けが容易である。
不良：ロール状体が重く、トラクターへの取り付けが重労働である。

・廃棄コスト
農業用多層マルチフィルムの廃棄コストについて、下記の基準で評価した。農業用多層マルチフィルムの重量に伴ってコストがかかることに基づく。（大消費地では農業用多層マルチフィルムの回収に１ｋｇあたり５０円の費用がかかる。農業用多層マルチフィルムが軽いことは、廃棄コストの低下に寄与する。）
低：農業用多層マルチフィルム単位面積当たりの重量が比較的軽い
高：農業用多層マルチフィルム単位面積当たりの重量が比較的重い

・土壌密着性
農業用多層マルチフィルムの土壌密着性について、下記の基準で評価した。
良好：農業用多層マルチフィルムが土壌に密着している。
緩む：農業用多層マルチフィルムと土壌の間に隙間が生じる。

・生育
畑に畝を作りながら農業用多層マルチフィルムを展張し、大根の種を播種し、生育を下記の基準で評価した。
良好：比較的生育が早い
遅れる：比較的生育が遅い

以上の評価結果を表１に示した。

＜評価＞
本発明の農業用多層マルチフィルムである試験１〜３の農業用多層マルチフィルムは、インフレ成形性、厚みムラ、強度、作業性、廃棄コスト、土壌密着性、生育に優れることがわかる。

一方、試験４（参考例）の農業用多層マルチフィルムでは、作物の生育に遅れが生じた。原因としては、土壌密着性が悪く、土壌との間にいたずらに隙間を生じることから、地温保持、水分保持などの性質に劣ること、あるいは、厚みムラの不良などにより、作物の栽培に好適な環境を形成できなかったことなどが推定される。

試験５（比較例）の農業用多層マルチフィルムでは、実施例１と同等の強度を付与するために、農業用多層マルチフィルムの厚みを厚くした。その結果、作業性が不良となり、また廃棄コストも嵩む結果となった。

光反射層を構成する低密度ポリエチレンのＭＩ及び密度が本発明の範囲を満たさない試験６（参考例）の農業用多層マルチフィルムでは、インフレーション成形において不良（光反射層の溶融ムラ）を生じ、厚みムラが不良となり、強度にも劣るものとなった。

１：光反射層
２：光吸収層
３：表層

Claims

一方の面が、カーボンブラックと直鎖状低密度ポリエチレンとを含む光吸収層であり、
他方の面が、（ａ）高分子量高密度ポリエチレン、（ｂ）直鎖状低密度ポリエチレン、及び、（ｃ）ＭＩが０．１〜１．０の範囲であり且つ密度が０．９２５〜０．９３５の範囲である低密度ポリエチレンに、（ｄ）白色顔料を含有させてなる光反射層である農業用多層マルチフィルムであって、
前記光反射層は、前記高分子量高密度ポリエチレン１００重量部に対して、前記直鎖状低密度ポリエチレンを１４重量部〜６２重量部、前記低密度ポリエチレンを２重量部〜４０重量部配合してなり、
当該農業用多層マルチフィルムの全層の厚みは７〜１８μｍの範囲であり、前記光反射層の厚みは５〜１３μｍの範囲であることを特徴とする農業用多層マルチフィルム。
前記光反射層の前記光吸収層とは逆の面に、直鎖状低密度ポリエチレンと、白色顔料とを含む表層を積層してなり、
当該農業用多層マルチフィルムの全層の厚みは７〜１８μｍの範囲であり、前記光反射層の厚みは５〜１２μｍの範囲であり、前記表層の厚みは２〜５μｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の農業用多層マルチフィルム。
前記光反射層は、前記高分子量高密度ポリエチレン１００重量部に対して、前記白色顔料を１０〜７０重量部配合してなること特徴とする請求項１又は２記載の農業用多層マルチフィルム。