TWI510527B - 薄膜及其製造方法 - Google Patents

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TWI510527B TW100134492A TW100134492A TWI510527B TW I510527 B TWI510527 B TW I510527B TW 100134492 A TW100134492 A TW 100134492A TW 100134492 A TW100134492 A TW 100134492A TW I510527 B TWI510527 B TW I510527B
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Description

薄膜及其製造方法
本發明係有關植物栽培用薄膜之適用薄膜、其製造方法及使用其之植物栽培方法。更詳細係有關使用聚乙烯醇與羧基可被中和之聚羧酸所形成之薄膜、其製造方法及使用其之植物栽培方法。
在植物的培養液栽培中，係提出有藉由在培養液與植物體之間配置薄膜來抑制培養液腐壞的植物栽培方法(參照專利文獻1)。對該薄膜而言，重要的是使養分穿透，而作為薄膜材料，係提出有聚乙烯醇、玻璃紙(cellophane)、乙酸纖維素、硝酸纖維素、乙基纖維素、聚酯等親水性材料。然而，透過上述栽培方法來栽培植物之際，單純使用此種親水性材料時仍存有細菌等通過根所產生的貫穿部分，移動至培養液而使得培養液腐壞之虞。
作為抑制根的貫穿之方法係思及提高薄膜強度，惟僅單純提高薄膜強度仍有養分穿透性等、強度以外的其他性質劣化的問題。舉例而言，作為提高聚乙烯醇薄膜強度之方法係有交聯的導入，然如專利文獻2及3所記載，作為交聯劑係使用聚丙烯酸、其部分中和物，以高溫經長時間熱處理的薄膜其強度雖得以提升，但養分穿透性極差，而不適用為植物栽培用薄膜。此外，關於導入交聯的方法，除專利文獻2及3以外，亦已知有包含在聚乙烯醇的存在下將甲基丙烯酸聚合所得之組成物的薄膜(參照專利文獻4)、由包含特定聚乙烯醇及特定含有羧基之聚合物的組成物所形成的薄膜(參照專利文獻5)，惟此等薄膜在薄膜強度方面仍有待進一步的改良。因此，便要求一種薄膜強度高且養分穿透性亦優良的薄膜。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-61503號公報
[專利文獻2]日本特開平6-250221號公報
[專利文獻3]日本特開平7-102083號公報
[專利文獻4]美國專利第2169250號說明書
[專利文獻5]日本特開2007-199248號公報
本發明之目的在於提供一種薄膜強度高、可抑制根的貫穿且養分穿透性亦優良而使植物體得以良好地生長之植物栽培用薄膜的適用薄膜、其製造方法及使用其之植物栽培方法。
本發明人等為達上述目的而致力進行多次研究的結果發現，以65：35~95：5的質量比使用聚乙烯醇與羧基可被中和之聚羧酸形成薄膜，並對其在特定條件下實施熱處理藉以將其軟化點調整成75~90℃，則可製成薄膜強度高、可抑制根的貫穿且養分穿透性亦優良而使植物體得以良好地生長的薄膜。本發明人等便基於此等所得之知識，進一步進行多次研究而完成本發明。
即，本發明係有關：[1]一種薄膜，其係以65：35~95：5的質量比使用聚乙烯醇(以下有將「聚乙烯醇」簡稱為「PVA」)與羧基可被中和之聚羧酸(以下有將「羧基可被中和之聚羧酸」僅簡稱為「聚羧酸」)而形成，且軟化點為75~90℃；[2]如[1]之薄膜，其中前述聚羧酸為聚(甲基)丙烯酸系聚合物及聚(甲基)丙烯酸系聚合物之中和物的至少一者；[3]如[1]或[2]之薄膜，其貫穿抵抗力在換算成厚度60μm時的值之際為17.0N以上；該貫穿抵抗力係以浸漬於20℃的水中1分鐘後，穿刺日本工業規格A5508：2009所規定的粗圓鐵釘(CN65)之際的最大荷重來測定；[4]如[1]至[3]中任一項之薄膜，其為植物栽培用薄膜；[5]一種薄膜之製造方法，其包含對由原液製成之薄膜以130~170℃之範圍內的溫度實施熱處理6~14分鐘之步驟，其中該原液係以65：35~95：5的質量比含有PVA與聚羧酸；[6]如[5]之製造方法，前述聚羧酸為聚(甲基)丙烯酸系聚合物及聚(甲基)丙烯酸系聚合物之中和物的至少一者；[7]如[5]或[6]之製造方法，其為植物栽培用薄膜之製造方法；[8]一種植物栽培方法，其係以使植物與[4]之薄膜直接接觸的方式來栽培植物。
根據本發明，可提供一種薄膜強度高、可抑制根的貫穿且養分穿透性亦優良而使植物體得以良好地生長之植物栽培用薄膜的適用薄膜、其製造方法及使用其之植物栽培方法。
 [實施發明之形態]
以下對本發明詳細進行說明。
作為構成本發明中所使用之PVA，可使用將聚乙烯酯皂化所製得者；該聚乙烯酯係將乙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯酯、三甲基丙酸乙烯酯(vinyl versatate)、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、安息香酸乙烯酯、乙酸異丙烯酯等乙烯酯的1種或2種以上聚合而得。上述乙烯酯當中，由PVA之製造容易性、獲得容易性、成本等觀點言之，較佳為乙酸乙烯酯。
上述聚乙烯酯較佳為僅使用1種或2種以上乙烯酯作為單體所製得者，更佳為僅使用1種乙烯酯作為單體所製得者，只要處於未損及本發明之效果的範圍內，亦可為1種或2種以上乙烯酯、及可與其共聚合的其他單體所形成的共聚物。
作為可與上述乙烯酯共聚合的其他單體，可例舉如乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯等碳數2~30之α-烯烴；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸十八酯等(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、二丙酮(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯胺丙烷磺酸或其鹽、(甲基)丙烯醯胺丙基二甲胺或其鹽、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺或其衍生物等(甲基)丙烯醯胺衍生物；N-乙烯基甲醯胺、N-乙烯基乙醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮等N-乙烯基醯胺；甲基乙烯醚、乙基乙烯醚、正丙基乙烯醚、異丙基乙烯醚、正丁基乙烯醚、異丁基乙烯醚、三級丁基乙烯醚、十二烷基乙烯醚、硬脂醯乙烯醚等乙烯醚；(甲基)丙烯腈等乙烯氰化物；氯乙烯、二氯亞乙烯、氟乙烯、二氟亞乙烯等乙烯鹵化物；乙酸烯丙酯、烯丙基氯等烯丙基化合物；乙烯基三甲氧基矽烷等乙烯基矽基化合物；不飽和磺酸等。上述聚乙烯酯可具有前述其他單體的1種或2種以上所衍生的結構單位。
基於構成聚乙烯酯之整體結構單位的莫耳數，前述其他單體所衍生的結構單位在上述聚乙烯酯中所占的比例較佳為15莫耳%以下，更佳為10莫耳%以下，再更佳為5莫耳%以下。
特別是當前述其他單體為如不飽和磺酸等可能促進所得之PVA的水溶性的單體時，將所得之薄膜用作植物栽培用薄膜之際等，為防止薄膜溶解，則基於構成聚乙烯酯之整體結構單位的莫耳數，聚乙烯酯中此等單體所衍生之結構單位的比例較佳為5莫耳%以下，更佳為3莫耳%以下。
上述PVA只要處於未損及本發明之效果的範圍內，則可經1種或2種以上可進行接枝共聚合的單體改性。作為該可進行接枝共聚合的單體可例舉如不飽和磺酸或其衍生物；碳數2~30之α-烯烴等。基於構成PVA之整體結構單位的莫耳數，PVA中可進行接枝共聚合的單體所衍生之結構單位的比例較佳為5莫耳%以下。
上述PVA其一部分羥基可經交聯，亦可未交聯。又，上述PVA其一部分羥基可與乙醛、丁醛等醛化合物等反應而形成縮醛結構，亦可未與此等化合物而未形成縮醛結構。
上述PVA的聚合度較佳處於1500~6000之範圍內，更佳處於1800~5000之範圍內，再更佳處於2000~4000之範圍內。聚合度低於1500時，會有所得之薄膜的貫穿抵抗力降低的傾向，另一方面，聚合度大於6000時則有導致製造成本提高、製膜時之步驟通過性不良等的傾向。此外，本說明書中所謂PVA的聚合度係指依據日本工業規格K6726-1994之記載所測定的平均聚合度。
由所得之薄膜的耐水性方面而言，上述PVA的皂化度較佳為98.0莫耳%以上，更佳為98.5莫耳%以上，再更佳為99.0莫耳%以上。皂化度低於98.0莫耳%時，會有PVA溶出而使強度降低的傾向。此外，本說明書中之PVA的皂化度係指，相對PVA所具有之可經由皂化轉換成乙烯醇單位的結構單位(典型上為乙烯酯單位)與乙烯醇單位的總莫耳數，該乙烯醇單位的莫耳數所占的比例(莫耳%)。皂化度可依據日本工業規格K6726-1994之記載來測定。
作為本發明中所使用之聚羧酸，可使用任何分子內具有2個以上羧基之化合物。作為此種化合物之實例可例舉具有羧基之聚合物(含有羧基之聚合物)；丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、鄰苯二甲酸等分子量500以下的低分子化合物等，可單獨使用此等當中的1種，亦可併用2種以上。
作為上述含有羧基之聚合物的具體實例可例舉將丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、2-(甲基)丙烯醯氧乙基馬來酸、2-(甲基)丙烯醯氧乙基鄰苯二甲酸、2-(甲基)丙烯醯氧乙基六氫鄰苯二甲酸等具有羧基之不飽和化合物的1種或2種以上聚合而得者。又，含有羧基之聚合物亦可為將上述具有羧基之不飽和化合物的1種或2種以上與不具有羧基之不飽和化合物共聚合而得者。相對構成含有羧基之聚合物的整體結構單位的莫耳數，上述具有羧基之不飽和化合物所衍生的結構單位的莫耳數所占的比例較佳處於50~100莫耳%之範圍內，更佳處於80~100莫耳%之範圍內，再更佳處於95~100莫耳%之範圍內，特佳為100莫耳%。本發明中，作為含有羧基之聚合物可僅使用1種含有羧基之聚合物，亦可併用2種以上的含有羧基之聚合物。
含有羧基之聚合物的數量平均分子量較佳處於50000~1000000之範圍內，更佳處於100000~500000之範圍內。數量平均分子量若低於50000時，會有所得之薄膜的強度降低的傾向，而超過1000000時，則有調製水溶液之際其黏度增高而難以進行薄膜的製造的傾向。
聚羧酸所具有的羧基其一部分或全部可被中和。當聚羧酸所具有的羧基被中和時，被中和之羧基係以形成鈉、鈣、鎂等金屬之鹽的形態為佳。
作為聚羧酸而使用羧基被中和者時，所使用之總聚羧酸之中和度(相對可被中和之羧基的總莫耳數，被中和之羧基的莫耳數所占的比例)較佳為20莫耳%以下，更佳為15莫耳%以下。
作為本發明中所使用之聚羧酸，由所得之薄膜的薄膜強度等觀點而言較佳為含有羧基之聚合物。此外，該含有羧基之聚合物當中，由獲得性優良且成本亦低而言，較佳為聚(甲基)丙烯酸系聚合物及聚(甲基)丙烯酸系聚合物之中和物的至少一者，更佳為聚丙烯酸系聚合物及聚丙烯酸系聚合物之中和物的至少一者，再更佳為聚丙烯酸系聚合物，特佳為丙烯酸之均聚物。
本發明薄膜係以PVA：聚羧酸=65：35~95：5之範圍內的質量比使用PVA與聚羧酸而形成。PVA與聚羧酸的質量比若低於上述範圍，所得之薄膜的薄膜強度便會降低。另一方面，PVA與聚羧酸的質量比若高於上述範圍，則所得之薄膜的養分穿透性會惡化。PVA與聚羧酸的質量比較佳處於68：32~90：10之範圍內，更佳處於70：30~85：15之範圍內。
由提高薄膜強度之觀點而言，本發明薄膜係以未含有塑化劑為佳，但只要處於未損及本發明之效果的範圍內，由提高生產性、操作處理性等而言則亦可含有塑化劑。作為塑化劑係較佳使用多元醇，其具體實例可例舉乙二醇、甘油、丙二醇、二乙二醇、二甘油、三乙二醇、四乙二醇、三羥甲基丙烷等，本發明薄膜可含有此等塑化劑的1種或2種以上。此等當中，由薄膜的操作處理性得以提升之觀點而言，較佳為甘油。
本發明薄膜中之塑化劑的含量相對於所使用之PVA與聚羧酸共100質量份，較佳處於0~20質量份之範圍內，更佳處於0~12質量份之範圍內，再更佳處於0~8質量份之範圍內。
將後述原液用於原料來製造本發明薄膜時，由可提高製膜性、抑制所得之薄膜的厚度不均的發生，且於製膜時使用金屬輥(metal roll)或帶製造薄膜之際，可容易由此等金屬輥或帶剝離薄膜而言，係以於該原液中摻混界面活性劑為佳。由摻混有界面活性劑的原液來製造本發明薄膜時，該薄膜中便含有界面活性劑。上述界面活性劑的種類並未特別限定，由金屬輥或帶之剝離性觀點而言，較佳為陰離子性界面活性劑或非離子性界面活性劑，更佳為非離子性界面活性劑。
作為陰離子性界面活性劑，合適者為例如月桂酸鉀等羧酸型；聚氧乙烯月桂醚硫酸鹽、辛基硫酸鹽等硫酸酯型；十二烷基苯磺酸鹽等磺酸型等。
作為非離子性界面活性劑，合適者為例如聚氧乙烯油酸醚等烷基醚型；聚氧乙烯辛基苯基醚等烷基苯基型；聚氧乙烯月桂酸酯等烷基酯型；聚氧乙烯月桂基胺基醚等烷基胺型；聚氧乙烯月桂酸醯胺等烷基醯胺型；聚氧乙烯聚氧丙烯醚等聚丙二醇醚型；油酸二乙醇醯胺等烷醇醯胺型；聚烯烴烯丙基苯基醚等烯丙基苯基醚型等。
此等界面活性劑可1種單獨或2種以上組合使用。
摻混界面活性劑時，相對所使用之PVA與聚羧酸共100質量份，其摻混量較佳處於0.01~0.5質量份之範圍內，更佳處於0.02~0.3質量份之範圍內，再更佳處於0.05~0.1質量份之範圍內。若使界面活性劑的摻混量相對所使用之PVA與聚羧酸共100質量份為0.01質量份以上，可提升製膜性及剝離性。另一方面，若使界面活性劑的含量相對所使用之PVA與聚羧酸共100質量份為0.5質量份以下，則可抑制界面活性劑由所得之薄膜的表面滲出而發生阻塞(blocking)之情況。
本發明薄膜可視需求進一步含有抗氧化劑、抗凍劑、pH調整劑、遮蔽劑、著色防止劑、油劑等成分。
本發明薄膜中，PVA及/或聚羧酸所衍生之成分、塑化劑以及界面活性劑總共所占的比例較佳處於50~100質量%之範圍內，更佳處於80~100質量%之範圍內，再更佳處於95~100質量%之範圍內。
本發明薄膜之軟化點需處於75~90℃之範圍內，較佳處於76~88℃之範圍內，更佳處於77~85℃之範圍內。薄膜之軟化點若低於75℃，薄膜強度便會降低。另一方面，薄膜之軟化點若高於90℃則養分穿透性會惡化。此外，薄膜之軟化點可於實施例中以後述方法來測定。
本發明包含薄膜之製造方法，其包含對由原液製成之薄膜以130~170℃之範圍內的溫度實施熱處理6~14分鐘之步驟(熱處理步驟)，其中該原液係以65：35~95：5的質量比含有上述PVA與上述聚羧酸。透過該製造方法，即可有效且順利地製造上述的本發明薄膜。
作為上述原液可使用溶劑中溶有上述PVA、聚羧酸及視需求進一步溶有塑化劑、界面活性劑等成分者、含有PVA、聚羧酸及視需求進一步含有塑化劑、界面活性劑等成分並使PVA溶融者。此等原液中，各成分係以均勻混合為佳。
原液中之PVA與聚羧酸的質量比係處於PVA：聚羧酸=65：35~95：5之範圍內，較佳處於68：32~90：10之範圍內，更佳處於70：30~85：15之範圍內。
作為調製原液時所使用的上述溶劑，可例舉如水、二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、乙二醇、甘油、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、三羥甲基丙烷、乙二胺、二乙三胺等，能使用此等當中的1種或2種以上。其中，由環境負擔、回收性方面而言較佳為水。
又，原液的揮發分率(製膜時由揮發、蒸發所去除之溶劑等揮發性成分於原液中的含有比例)係因製膜方法、製膜條件等而異，惟較佳處於50~95質量%之範圍內，更佳處於55~90質量%之範圍內。若使原液的揮發分率為50質量%以上，原液的黏度便不會過高，可順利進行原液調製時的過濾、脫泡，而易於進行雜質、缺陷較少的薄膜的製造。另一方面，若使原液的揮發分率為95質量%以下，則原液的濃度不會過低，而易於進行薄膜的工業製造。
作為原液之調製方法可採用將PVA與聚羧酸混合後溶於溶劑之方法；將PVA與聚羧酸分別溶於溶劑而製成溶液後，以適當比例混合兩溶液之方法；於溶劑中使PVA及聚羧酸的其中一者溶解後使剩餘之聚合物溶解之方法(例如於PVA溶液中使聚羧酸溶解之方法等)等一般混合方法。惟，將PVA與聚羧酸混合後設為高溫時會有黏度上升而難以進行製膜的傾向，因此較佳為預先調製成PVA溶液，並將其與聚羧酸或其溶液於較低溫下，較佳為70℃以下混合之方法。
作為由上述原液製造供予熱處理步驟之薄膜時的製膜方法，可例舉如濕式製膜法、凝膠製膜法、乾式之流延製膜法、擠壓製膜法等。此等製膜方法可僅採用1種，也可組合、採用2種以上。
上述製膜方法當中，較佳為使用T字縫模、斗板(hopper plate)、I字模、唇式塗布模具(lip coater die)等之流延製膜法。作為流延製膜法的具體方法，可例舉如將上述原液排出或流延至旋轉、加熱的輥(或帶)的周面上而乾燥之方法。特別是在連續進行流延製膜時，於工業上可較佳採用例如此方法：將上述原液均等地排出或流延至位於最上游側之旋轉、加熱的輥(或帶)的周面上，並使揮發性成分由排出或流延至該輥(或帶)的周面上的膜的其中一面蒸發而乾燥，接著在配置於其下流側之1根或多根旋轉、加熱的輥的周面上進一步進行乾燥、或使其通過熱風乾燥裝置內而進一步進行乾燥後，以捲繞裝置予以捲繞。可適當組合加熱輥所進行之乾燥與熱風乾燥裝置所進行之乾燥來實施之。
為將薄膜調整成適當狀態，則以附設有調濕裝置；供驅動各輥之馬達；變速機等速度調整機構等為佳。
在如上述連續進行流延製膜時，本發明之製造方法中的熱處理步驟可於針對經捲繞裝置捲繞後的薄膜，視需求予以捲出後進行，或可於加熱輥、熱風乾燥裝置所進行之乾燥的中途或乾燥後，即經捲繞裝置捲繞前進行。其中，由薄膜生產性優良言之，係以經捲繞裝置捲繞前進行熱處理步驟為佳。
由可提高熱處理步驟之效果而言，供予熱處理步驟之薄膜的含水率較佳處於1~15質量%之範圍內，更佳處於2~13質量%之範圍內。此外，薄膜的含水率可由薄膜乾燥前後的質量來算出，具體上可由對象薄膜的質量(A)、與該PVA薄膜於50℃下經真空乾燥4小時後的質量(B)，依下述式(1)來算出。
含水率(質量%)=100×[(A-B)/A]　(1)
作為熱處理步驟中的熱處理方法可例舉如使其與加熱輥接觸之方法、吹送熱風之方法等，而由可均勻進行熱處理而言，較佳為使其與加熱輥接觸之方法。此等熱處理方法可僅採用1種，也可組合、採用2種以上。透過熱處理步驟，便可使薄膜中的交聯反應適當地進行，由此即可製得軟化點經調整的薄膜。
為使薄膜中的交聯反應適當進行，則熱處理步驟的溫度係處於130~170℃之範圍內，較佳處於135~165℃之範圍內，更佳處於140~160℃之範圍內。該溫度低於130℃時，薄膜強度會降低。另一方面，該溫度超過170℃時，則養分穿透性會惡化。
為使薄膜中的交聯反應適當地進行，則熱處理步驟中的熱處理時間係處於6~14分鐘之範圍內，較佳處於7~13分鐘之範圍內，更佳處於8~12分鐘之範圍內。熱處理時間若短於6分鐘，便容易造成熱處理不均而難以均勻地進行交聯反應。另一方面，熱處理時間若長於14分鐘，則養分穿透性會惡化。
本發明薄膜係具有高強度。於此，薄膜強度可如後述實施例中所具體說明，由貫穿抵抗力來評定；該貫穿抵抗力係以將對象薄膜浸漬於20℃的水中1分鐘後，穿刺日本工業規格A5508：2009所規定的粗圓鐵釘(CN65)之際的最大荷重來測定。即，該貫穿抵抗力愈高，則可判斷為薄膜強度愈高。貫穿抵抗力在薄膜之軟化點愈高、厚度愈厚時有愈高之趨勢。作為本發明薄膜其厚度為60μm時的貫穿抵抗力(60μm值)，較佳為17.0N以上，更佳為17.5N以上，再更佳為18.0N以上。若使貫穿抵抗力(60μm值)處於上述範圍，即可在使用該薄膜作為植物栽培用薄膜之際更有效地抑制根貫穿該薄膜之情況。此外，若本發明薄膜的厚度為60μm以外時，可利用以該薄膜的厚度(Xμm)測定所得之貫穿抵抗力(Xμm值)，依下述式(2)換算成厚度為60μm時的值而設為上述貫穿抵抗力(60μm值)。
貫穿抵抗力(60μm值)=貫穿抵抗力(Xμm值)×60/X　(2)
由貫穿抵抗力、生產性及操作處理性觀點而言，本發明薄膜的厚度較佳處於10~200μm之範圍內，更佳處於20~150μm之範圍內，再更佳處於30~120μm之範圍內，特佳處於40~100μm之範圍內。此外，薄膜的厚度可測定任意5處的厚度，以其等之平均值來求得。
本發明薄膜的形狀並未特別限制，可例舉四角形(例如長方形、正方形等)、圓形、三角形等形狀，可視本發明薄膜的用途、使用形態等來適當設定，惟由可連續進行製造且易於保管、輸送而言，較佳為長尺寸薄膜經捲繞成卷狀所形成之形狀。上述長尺寸薄膜的寬度並未特別限定，可依據其用途、使用形態等來適當決定，例如使用本發明薄膜作為植物栽培用薄膜時，若寬度過寬則有不易照料植物的傾向，故較佳為2m以下，更佳處於10cm~1.5m之範圍內。當使用於植物栽培用薄膜以外的用途時，長尺寸薄膜的寬度較佳處於10cm~4m之範圍內，更佳處於50cm~3m之範圍內。又長尺寸薄膜的長度亦未特別限制，可例示如5~5000m。
本發明薄膜之用途並無特殊限制，惟由薄膜強度高、可抑制根的貫穿且養分穿透性亦優良而使植物體得以良好地生長而言，本發明薄膜較佳作為植物栽培用薄膜使用。若使用本發明薄膜作為植物栽培用薄膜時，可直接使用本發明薄膜，亦可適當進行裁切、重合等而製成所要之形狀後使用。
作為本發明薄膜充當植物栽培用薄膜的使用方法，係可例舉在本發明薄膜上栽培植物等、以使植物與本發明薄膜直接接觸的方式來栽培植物的方法。作為本發明薄膜充當植物栽培用薄膜的具體使用方法可例舉如：在視需求設有凹坑的大地土壤上配置具有所要之形狀的本發明薄膜，並於其上配置植物體，藉此將大地土壤與植物體以該薄膜隔離，以勿使其等直接接觸而培育植物體之方法；在含有植物體之養分的水溶液(培養液)上配置具有所要之形狀的本發明薄膜，並於其上配置植物體，藉此將上述水溶液與植物體以該薄膜隔離，以勿使其等直接接觸而培育植物體之方法。如此一來，便可抑制大地土壤中的微生物、細菌類、病毒類、殘留農藥等汙染植物體之情況、或可抑制細菌等經由植物體的根侵入含有植物體之養分的水溶液中使水溶液腐壞之情況。
[實施例]
對本發明依以下實施例具體進行說明，惟本發明並未受此等實施例任何限定。
此外，以下實施例及比較例中所採用之薄膜之軟化點、貫穿抵抗力及養分穿透性，以及根之貫穿試驗的各測定方法或評定方法係如以下所示。
[薄膜之軟化點的測定方法]
以下實施例或比較例中所得之薄膜之軟化點係使用第一理化股份有限公司製自動軟化點測定儀「EX-820」來測定。即，將薄膜切成3cm見方的大小，將其夾於中央處開有直徑1cm的圓形孔之厚1mm、3cm見方的不鏽鋼板與中央處開有1cm×2cm的長方形孔之厚1mm、3cm見方的不鏽鋼板間，使開有圓形孔的不鏽鋼板側為上面而設置於架台上，並將日本工業規格B 1501：2009所規定之鋼球(稱呼：3/8(直徑9.525mm)，等級：G60，質量：3.5g±0.05g)載置於位於圓形孔中央的薄膜上。接著加入25℃的蒸餾水750ml，以每分鐘5℃升溫，以薄膜由架台起下降至25mm的位置時的溫度作為薄膜之軟化點。當薄膜之軟化點超過90℃時則為「無法測定」，並記為「＞90」。
[薄膜之貫穿抵抗力的測定方法]
將以下實施例或比較例所得之薄膜切成3cm見方的大小，並浸漬於20℃、1000g的蒸餾水中。浸漬1分鐘後取出薄膜，將其夾於中央處開有直徑1cm的孔之厚1mm、3cm見方的2片不鏽鋼板之間，並以夾子保留出左右2處。次之，將上述樣本固定於島津製作所股份有限公司製桌上型精密萬能試驗機「Autograph AGS-J」的下側夾持器(gripper)上，將日本工業規格A5508：2009所規定的粗圓鐵釘CN65固定於上側夾持器上，並以速度100mm/分穿刺位於不鏽鋼板之孔的中央的薄膜。以此時的最大荷重作為貫穿抵抗力(單位：N)。此外，為防止薄膜乾燥，係於30秒以內實施浸漬於水中、取出後至穿刺為止之作業。又，測定溫度係設為20℃。當貫穿抵抗力(60μm值)為17.0N以上時評為「○」(良好)，貫穿抵抗力(60μm值)低於17.0N時則評為「╳」(不良)。
[薄膜之養分穿透性的評定方法]
於缽(bowl)內側配置笊(笳籬)，並於笊上配置以下實施例或比較例所得之薄膜。次之，在缽與薄膜之間添加濃度5%的葡萄糖水溶液150g，並於薄膜上添加蒸餾水150g，由此將葡萄糖水溶液與蒸餾水以薄膜隔離。接著，為防止水分蒸發，而將整體以聚二氯亞乙烯薄膜包覆。將其於23℃下放置24小時後，對缽側液(最初之葡萄糖水溶液)及笊側液(最初之蒸餾水)各者測定葡萄糖濃度。當兩濃度差小於2.0%時評為「○」(良好)，2.0%以上時則評為「╳」(不良)。此外，上述評定中葡萄糖濃度係指使用Thermo Fisher SCIENTIFIC股份有限公司製數位折射計「AR200」所測定的Brix濃度。
[根的貫穿試驗]
將培養液(HYPONeX JAPAN股份有限公司製「HYPONeX」EC=2經稀釋200倍者)200g加入缽內，並將以下實施例或比較例所得之薄膜配置成其單面與培養液接觸。在PVA薄膜上放置椰子殼碎片50g當作土壤，並播下草坪種子(TAKII股份有限公司製西洋草坪「Bentgrass Highland」)，以噴水器(sprayer)充分供水，且為防止乾燥而將整體以聚二氯亞乙烯薄膜包覆。將其置於15~25℃的室內，並使用人工燈進行栽培。此外，在草坪生長而與聚二氯亞乙烯薄膜接觸後，即除去聚二氯亞乙烯薄膜。當根貫穿薄膜之日為栽培後150日以上時評為「○」(良好)，短於150日時則評為「╳」(不良)。
[實施例1]
相對乙酸乙烯酯之均聚物皂化所得之PVA(聚合度2400，皂化度99.9莫耳%)100質量份，添加界面活性劑聚氧乙烯月桂醚硫酸鈉0.1質量份，加入蒸餾水使PVA濃度達10質量%，並於95℃下攪拌3小時來製作PVA水溶液。將該PVA水溶液冷卻至60℃，相對PVA 80質量份，以20質量份的比例添加數量平均分子量150000的聚丙烯酸，於60℃下充分攪拌至呈均勻而製成製膜原液。其後，於60℃的金屬輥上流延製膜原液並乾燥至含水率達3質量%，接著以150℃實施熱處理10分鐘來製作厚60μm的薄膜。
利用所得之薄膜，依循上述方法測定或評定薄膜之軟化點、貫穿抵抗力及養分穿透性，並進一步進行根的貫穿試驗。結果係示於表1。
[實施例2]
除相對PVA 70質量份以30質量份的比例使用聚丙烯酸來取代實施例1中相對PVA 80質量份以20質量份的比例使用聚丙烯酸以外，係以與實施例1同樣的方法來製作厚60μm的薄膜。
利用所得之薄膜，依循上述方法測定或評定薄膜之軟化點、貫穿抵抗力及養分穿透性，並進一步進行根的貫穿試驗。結果係示於表1。
[實施例3]
除相對PVA 90質量份以10質量份的比例使用聚丙烯酸來取代實施例1中相對PVA 80質量份以20質量份的比例使用聚丙烯酸以外，係以與實施例1同樣的方法來製作厚60μm的薄膜。
利用所得之薄膜，依循上述方法測定或評定薄膜之軟化點、貫穿抵抗力及養分穿透性，並進一步進行根的貫穿試驗。結果係示於表1。
[實施例4~7及比較例1~6]
除將實施例1中熱處理之溫度或時間改為表1所示者以外，係以與實施例1同樣的方法來製作厚60μm的薄膜。
利用所得之薄膜，依循上述方法測定或評定薄膜之軟化點、貫穿抵抗力及養分穿透性，並進一步進行根的貫穿試驗。結果係示於表1。
[比較例7]
除相對PVA 60質量份以40質量份的比例使用聚丙烯酸來取代實施例1中相對PVA 80質量份以20質量份的比例使用聚丙烯酸以外，係以與實施例1同樣的方法來製作厚60μm的薄膜。
利用所得之薄膜，依循上述方法測定或評定薄膜之軟化點、貫穿抵抗力及養分穿透性，並進一步進行根的貫穿試驗。結果係示於表1。
[比較例8]
除未添加實施例1中的聚丙烯酸而直接使用PVA水溶液作為製膜原液以外係以與實施例1同樣的方法來製作厚60μm的薄膜。
利用所得之薄膜，依循上述方法測定或評定薄膜之軟化點、貫穿抵抗力及養分穿透性，並進一步進行根的貫穿試驗。結果係示於表1。
[比較例9及10]
除將比較例8中熱處理之溫度或時間改為表1所示者以外，係以與比較例8同樣的方法來製作厚60μm的薄膜。
利用所得之薄膜，依循上述方法測定或評定薄膜之軟化點、貫穿抵抗力及養分穿透性，並進一步進行根的貫穿試驗。結果係示於表1。
[比較例11]
混合含有乙酸乙烯酯之均聚物皂化所得之PVA(聚合度2400，皂化度99.9莫耳%)20質量%之水溶液40質量份、甲基丙烯酸4質量份及水10質量份，以90℃加熱16小時使甲基丙烯酸聚合後，對所得之組成物進行流延製膜。對進行流延製膜中的乾燥後所得之薄膜以140℃實施熱處理5分鐘來製作厚60μm的薄膜。
利用所得之薄膜，依循上述方法測定或評定薄膜之軟化點、貫穿抵抗力及養分穿透性，並進一步進行根的貫穿試驗。結果係示於表1。
[比較例12]
將含有乙酸乙烯酯之均聚物皂化所得之PVA(聚合度2400，皂化度99.9莫耳%)100質量份、重量平均分子量5000的聚丙烯酸(和光純藥工業股份有限公司製)10質量份及甘油12質量份之PVA水溶液(PVA濃度10質量%)於60℃的金屬輥上乾燥而製得厚75μm的薄膜。將所得之薄膜固定於框上並以120℃實施熱處理3分鐘。
利用熱處理後之薄膜，依循上述方法測定或評定薄膜之軟化點、貫穿抵抗力及養分穿透性，並進一步進行根的貫穿試驗。結果係示於表1。
實施例1~7中，貫穿抵抗力、養分穿透性及根的貫穿試驗的評定結果皆為「○」(良好)，係得薄膜強度高、可抑制根的貫穿且養分穿透性亦優良而使植物體得以良好地生長之植物栽培用薄膜的適用薄膜。另一方面，比較例1~12中未得貫穿抵抗力、養分穿透性及根的貫穿試驗皆良好的PVA薄膜。
[產業上之可利用性]
本發明薄膜其薄膜強度高、可抑制根的貫穿且養分穿透性亦優良而使植物體得以良好地生長，從而能夠在栽培較大的果菜、葉菜而非僅為花草時較佳地用作植物栽培用薄膜。

Claims (8)

  1. 一種薄膜，其係以65：35~95：5的質量比使用聚乙烯醇與羧基可被中和之聚羧酸而形成，且軟化點為75~90℃。
  2. 如申請專利範圍第1項之薄膜，其中前述羧基可被中和之聚羧酸為聚(甲基)丙烯酸系聚合物及聚(甲基)丙烯酸系聚合物之中和物的至少一者。
  3. 如申請專利範圍第1項之薄膜，其貫穿抵抗力在換算成厚度60μm時的值之際為17.0N以上；該貫穿抵抗力係以浸漬於20℃的水中1分鐘後，穿刺日本工業規格A5508：2009所規定的粗圓鐵釘(CN65)之際的最大荷重來測定。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之薄膜，其為植物栽培用薄膜。
  5. 一種薄膜之製造方法，其包含對由原液製成之薄膜以130~170℃之範圍內的溫度實施熱處理6~14分鐘之步驟，其中該原液係以65：35~95：5的質量比含有聚乙烯醇與羧基可被中和之聚羧酸。
  6. 如申請專利範圍第5項之製造方法，其中前述羧基可被中和之聚羧酸為聚(甲基)丙烯酸系聚合物及聚(甲基)丙烯酸系聚合物之中和物的至少一者。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之製造方法，其為植物栽培用薄膜之製造方法。
  8. 一種植物栽培方法，其係以使植物與如申請專利範圍第4項之薄膜直接接觸的方式來栽培植物。
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