JP2004314364A

JP2004314364A - 耐候性優れた農業用フィルム

Info

Publication number: JP2004314364A
Application number: JP2003109389A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kubo; 晃一久保
Original assignee: Sekisui Film Co Ltd
Current assignee: Sekisui Film Co Ltd
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】丘陵地等の傾斜面での果樹栽培に代表される過酷な使用環境でも好適に使用できる農業用ＰＯフィルムの提供。
【解決手段】少なくとも１種以上のヒンダードアミン系化合物が含有され、密度が０．９０〜０．９３ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲが０．５〜４．０ｇ／１０分（１９０℃）の低密度ポリエチレンからなる厚さ０．０２ｍｍ以上の中間層の両側に、酢酸ビニル含有量が３〜１５重量％、且つＭＦＲが０．５〜４．０ｇ／１０分（１９０℃）であるエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる厚さ０．００５ｍｍ以上の層が積層されてなり、全体の厚さが０．０３〜０．１５ｍｍである農業用フィルム。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農作物の施設栽培に使用される農業用フィルムに関する。詳しくは、金属製パイプ等により構成された施設の外面に被覆展張され、保温、雨よけ、風よけ等の目的に使用される農業用フィルムに関する。更に詳しくは、果樹栽培に代表される丘陵地傾斜面での施設栽培に好適に使用される農業用フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
農作物栽培施設に展張されているプラスチックフィルムとして、ポリ塩化ビニルフィルム（以下「農業用ＰＶＣフィルム」と略す）、ポリオレフィン系フィルム（以下「農業用ＰＯフィルム」と略す）などが従来から一般的に用いられている。これらフィルムは常時屋外で使用されるため、太陽光線に含まれる紫外線、太陽光により熱せられた施設構成部材から受ける熱、施設内で使用される肥料や農薬、さらには酸性雨等、を原因とする劣化因子に曝される。一方、展張作業時の容易化、使用後の廃棄量の削減、施設に係わるコストダウン等の要請から、該フィルムは薄膜化の方向へ開発が進められている。
【０００３】
従来から広く使用されている農業用ＰＶＣフィルムは保温性・耐候性・透明性・作業性に優れている反面、使用後の焼却廃棄時に有毒ガスの発生が懸念されることから、近年はその使用が減少している。農業用ＰＶＣフィルムに替わるフィルムとして、最近農業用ＰＯフィルムの使用が急速に増加している。農業用ＰＯフィルムは、軽量性、価格、加工性、機械強度ならびに廃棄処理の容易さなど農業用ＰＶＣフィルムに比べ、多くの利点がある。
【０００４】
しかしながら、ＰＯフィルムはＰＶＣフィルムに比べ屋外使用における前述の劣化因子に対し脆弱な側面を有しており、長期間の使用や使用条件の厳しい地域での使用を可能とするために種々の検討がなされてきている。即ち、ポリオレフィン系フィルムの前述の劣化因子に対する耐性（以下耐候性と記す）を改善する方法として、例えば、ヒンダードアミン系化合物を添加物として用いる方法（特許文献１参照）が開示されているが、ポリオレフィン系フィルム中のヒンダードアミン系化合物は水分が関与した条件下では短期間に消失し易い。また、ヒンダードアミン系化合物を長期間フィルム中に存在させる手段として極性を有する無機質微粉末を同時に添加する方法（特許文献２参照）が開示されているが、無機質微粉末を同時に添加するために、透明性を著しく低下させ農業用被覆フィルムとしての使用に適さなくなるという欠点を有する。
【０００５】
さらに、高酢酸ビニル含有量のポリオレフィン系樹脂にヒンダードアミン系化合物や無機微粉末等の添加剤を含有せしめた中心層の両面に、低酢酸ビニル含有量のポリオレフィン系樹脂を積層せしめた農業用フィルムも開示されている（特許文献３参照）。
【０００６】
しかしながら、従来の農業用ＰＯフィルムが主に使用されてきたのは、平地に設置された栽培施設（一般にハウスと称する）であり、栽培される作物は基本的に野菜類、花卉類である。従って、フィルムに大きな張力が継続的に加えられたり、酸性・塩基性を示す薬剤が大量に散布されたりすることが無く、さらに、部分的に大量の紫外線や、高気温などにさらされることが少ない。
【０００７】
一方、果樹栽培、特にブドウ栽培は、丘陵地で営まれる場合が多く、即ち、傾斜面では標高の高い部分に張力が集中する。また、南向き斜面は単位面積当たりの紫外線量が多く、太陽光に暖められたフィルム下の空気が斜面に沿って上昇し上部が高気温になる。その上、強塩基性の石灰硫黄合剤を大量の希釈水とともに散布することが恒常的に行われる。このような過酷な条件下では、従来の農業用フィルムでは不十分であり、より強度、耐候性の良い農業用フィルムが求められている。
さらに、丘陵地における傾斜面でのフィルム展張作業は非常な重労働であり、施設の骨組みも簡易な形式であることが多いため、より薄膜な農業フィルムが求められている。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５９―８６６４５号公報
【特許文献２】
特開昭５６―４１２５４号公報
【特許文献３】
特開平７―３１２９９６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、丘陵地等の傾斜面での果樹栽培に代表される過酷な使用環境でも好適に使用できる農業用ＰＯフィルムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
少なくとも１種以上のヒンダードアミン系化合物が含有され、密度が０．９０〜０．９３ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲが０．５〜４．０ｇ／１０分（１９０℃）の低密度ポリエチレンからなる厚さ０．０２ｍｍ以上の中間層の両側に、酢酸ビニル含有量が３〜１５重量％、且つＭＦＲが０．５〜４．０ｇ／１０分（１９０℃）であるエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる厚さ０．００５ｍｍ以上の層が積層されてなり、全体の厚さが０．０３〜０．１５ｍｍであることを特徴とする農業用フィルム。
【００１２】
以下、その詳細について説明する。
【００１３】
本発明の中心層は、斜面に展張されたことにより加わる張力に耐える得る強度と、部分的に発生する昇温状態にフィルムが軟化することを防止する役割を有する。中心層に使用されるポリエチレン系樹脂としては、低密度ポリエチレンであることが必要であり、中でも、エチレンーα−オレフィン共重合体、即ち直鎖状低密度ポリエチレンが更に好適である。該低密度ポリエチレンの密度は、０．９０〜０．９３ｇ／ｃｍ^３であり、ＭＦＲは０．５〜４．０ｇ／１０分（１９０℃）である。なお、本発明でいう密度とは、ＪＩＳＫ７１１２「プラスチックー非発泡プラスチックの密度及び比重の測定方法」に準拠して測定された密度であり、ＭＦＲとは、ＪＩＳＫ７２１０「プラスチックー熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト及びメルトボリュームフローレイトの試験方法」に準拠して１９０℃にて測定された値である。
【００１４】
該低密度ポリエチレン樹脂の密度が０．９０ｇ／ｃｍ^３未満であると、得られる農業用フィルムの強度が不足し展張作業に不適である上、曲げ弾性率か低くなるため、非使用時に畳んで保管を行う際にブロッキング現象が発生する。一方、密度が０．９４ｇ／ｃｍ^３を超えると、得られるフィルムの透明性が低下し、農業用フィルムとしての使用に不都合が生じる。好ましい密度の範囲はは、０．９１〜０．９３ｇ／ｃｍ^３である。
【００１５】
また、低密度ポリエチレン樹脂のＭＦＲが０．５ｇ／１０分（１９０℃）未満であると、農業用フィルムの製膜性（生産性）が阻害され、逆にＭＦＲが４．０ｇ／１０分（１９０℃）を超えると、得られる農業用フィルムの機械的強度が不十分となる。本発明のフィルムの成膜手段として共押出法を用いる場合には、後述の両外層に用いる樹脂のＭＦＲと中心層に用いる樹脂のＭＦＲとを可能な範囲で接近させることが好ましい。
【００１６】
上記中心層には、ヒンダードアミン系化合物が耐候性改良剤として添加される。ヒンダードアミン系化合物としては、従来公知の任意のものが使用され、単独あるいは２種以上を混合して使用することができる。具体的には、コハク酸ジメチル‐１‐（２‐ヒドロキシエチル）‐４‐ヒドロキシ‐２，２，６，６‐テトラメチルピペリジン重縮合物、テトラキス（２，２，６，６‐テトラメチル‐４‐ピペリジル）‐１，２，３，４‐ブタンテトラカルボキシレート、ポリ｛［６‐［（１，１，３，３‐テトラメチルブチル）アミノ］‐１，３，５‐トリアジン‐２，４‐ジイル］［（２，２，６，６‐テトラメチル‐４‐ピペリジル）イミノ］ヘキサメチレン［（２，２，６，６‐テトラメチル‐４‐ピペリジル）イミノ］｝等が挙げられる。
【００１７】
上記中心層には、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等が添加されても良い。
上記熱安定剤としては、従来公知の任意のものが使用でき、具体的には、カルボン酸の金属塩、フェノール系抗酸化剤、有機亜燐酸エステル等のキレーターが挙げられる。
上記酸化防止剤としては、従来公知の任意のものが使用でき、通常は、上記熱安定剤としての効果を兼ね備えるものが多く、例えばカルボン酸の金属塩、フェノール系抗酸化剤、有機亜燐酸エステル等のキレーターが挙げられる。
【００１８】
上記紫外線吸収剤としては、従来公知の任意のものが使用でき、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸エステル系、シアノアクリレート系等を単独あるいは２種以上を混合して使用することができる。具体的にはベンゾフェノン系紫外線吸収剤として、２，４‐ジヒドロキシベンゾフェノン、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‐ドデシルオ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’‐ヒドロキシ‐４，４’‐ジメトキシベンゾフェノン、２‐ヒドロキシ‐４‐メトキシ‐５‐スルホベンゾフェノン等、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤として、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‐５’‐メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２‐（２’‐ヒドロキシ‐３’‐ｔｅｒｔ‐ブチル‐５‐メチルフェニル）‐５‐クロロベンゾトリアゾール、２‐（２’‐ヒドロキシ‐３’，５’‐ジ‐ｔｅｒｔ‐ブチルフェニル）‐５‐クロロベンゾトリアゾール、２‐（２’‐ヒドロキシ‐３’，５’‐ジ‐ｔｅｒｔ‐アミルフェニル）‐５‐クロロベンゾトリアゾール等が挙げられる。
【００１９】
上記中心層は、防曇剤を含有しないのが好ましい、防曇剤は、フィルム中を表面へ移行する性質があり、防曇剤が含有されていると、防曇剤と共に耐候剤も表面へ移行してしまい耐候性、特に長期の耐候性が低下してしまう。従って、やむを得ず防曇剤を添加せねばならない場合には、防曇剤の添加量を２００００ｐｐｍ未満にすることが好ましい。
【００２０】
また、上記中心層は、無機微粒子である保温剤等を含有しないのが好ましい。保温剤等に代表される無機微粒子には、例えば、薬剤中に含有される酸、塩基性物質等を捕捉する作用があり、結果的にフィルムの劣化を促進してしまう。従って、やむを得ず保温性を付与せねばならない場合には、保温剤の添加量を７重量％未満にすることが好ましい。
【００２１】
上記中心層の厚さは０．０２ｍｍ以上であることが必要である。中心層の厚さが０．０２ｍｍ未満の場合、前述した強度や耐熱性を確保することが困難となる。中心層の厚さの上限は、特に限定されず、前述のフィルム全体の厚さを逸脱しない範囲で適宜決定される。
【００２２】
上記表面層は、紫外線、水分等によりフィルム表面に生じる微細なクラックの発生を防止する役割を担う。フィルム表面に生じたクラックには農薬として散布される石灰硫黄合剤などの酸、塩基性物質が水分と共に浸透し、フィルムの物性低下を著しく加速させる。表面層に用いられるエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量は、３〜１５重量％であり、且つＭＦＲは０．５〜４．０ｇ／１０分（１９０℃）が好ましい。
【００２３】
上記エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量が３重量％未満であると、表面の柔軟性が不十分となり微細なクラックの発生を防止する機能に不足が生じる。逆に酢酸ビニル含有量が１５重量％を超えると、保管時に融着現象が発生するため好ましくない。更に好ましい酢酸ビニル含有量は、５〜１０重量％である。
【００２４】
上記エチレン−酢酸ビニル共重合体のＭＦＲが０．５ｇ／１０分（１９０℃）未満であると、農業用フィルムの製膜性（生産性）が阻害され、逆にＭＦＲが４．０ｇ／１０分（１９０℃）を超えると、破断強度が低下するため微細なクラックの発生を防止する機能に不足が生じる。更に好ましくは、０．８〜２．０ｇ／１０分（１９０℃）の範囲である。
【００２５】
上記エチレン−酢酸ビニル共重合体層からなる表面層には結露した水滴を流滴させるために、必要に応じて防曇剤を練りこんだり、またその表面に防曇性被膜を形成させても良い。
上記防曇剤としては、従来公知の任意のものが使用され、多価アルコール脂肪酸エステルが好適に用いられる。具体的には、グリセリンステアリン酸エステル、ジグリセリンステアリン酸エステル、ポリグリセリンステアリン酸エステル、ソルビトールステアリン酸エステル等の多価アルコール−飽和脂肪酸エステルあるいは、グリセリンオレイン酸エステル、ジグリセリンオレイン酸エステル等の多価アルコール−不飽和脂肪酸エステル等を挙げることができる。
また、上記積層フィルムの表面に形成される防曇性被膜としては、例えばコロイダルシリカやコロイダルアルミナに代表される無機酸化ゾルのコーティング膜、およびその応用として、無機酸化物ゾルと有機化合物（界面活性剤や樹脂など）などのコーティング膜、界面活性剤を主成分とする液のコーティング膜、親水性樹脂を主成分とする膜（例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、多糖類、ポリアクリル酸などが挙げられる）などが挙げられる。
【００２６】
上記エチレン−酢酸ビニル共重合体層からなる表面層には、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の添加物等が添加されても良い。しかしながら、保温剤やブロッキング防止剤等の無機微粒子の添加は避けるのが好ましい。前述した如く、無機微粒子は、透明性を阻害したり、使用される薬剤中に含有される酸、塩基性物質等を捕捉する作用があり、結果的にフィルムの劣化を促進してしまう。保温性の付与やブロッキング対策を講ずる際には有機微粒子を使用したり、無機微粒子を使用する際には添加量は可能な限り少なくするのが好ましい。
【００２７】
上記表面層の厚さは、０．００５ｍｍ以上であることが必要である。表面層の厚さが、０．００５ｍｍ未満の場合、前述の微細なクラックを防止する機能に不足が生じる。表面層の厚さの上限は、特に限定されず、前述のフィルム全体の厚さを逸脱しない範囲で適宜決定される。
【００２８】
本発明の農業用ＰＯフィルムは、中心層の両側に表面層が積層された構成であり、全体の厚さは、０．０３〜０．１５ｍｍであり、好ましくは０．０５〜０．１ｍｍの範囲である。厚さが、０．０３ｍｍ未満の場合、フィルムの絶対的な強度が不足し、強風等の機械的な力によって容易に破断する。また、耐候劣化の進行による強度低下も著しくなり好ましくない。一方、厚さが０．１５ｍｍを上回ると、フィルムの単位面積当たりの重量が過大となり、丘陵地での展張作業が困難となる。また、単位面積当たりのフィルムのコストも増大してしまうため経済面からも好ましくない。
【００２９】
本発明の農業用ＰＯフィルムの製造方法としては、特に限定されず、従来公知の任意の方法が採用されてよく、例えば、多層インフレーション法、多層Ｔダイ法、多層ラミネート法、カレンダー法等が挙げられる。
【００３０】
本発明の農業用ＰＯフィルムの用途は、前述の如く丘陵地での果樹栽培に好適であるだけでなく、軽量且つ高強度の必要とされる分野、農薬や肥料等のフィルムへの付着が不可避である分野等にも好適に使用できる。例えば、農業用ハウス内部で用いるカーテン、堆肥処理場の雨よけがそれに相当する。
【００３１】
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
【００３２】
【実施例】
（実施例１、比較例１、２）
表１に示す構成を有するフィルムをインフレーション成形法で三層共押出成形し、農業用フィルムを得た。各フィルムの全体の厚さは表中に示した通り同一とした。得られたフィルムについて、後述の評価を行い、結果を表１に示した。
尚、表中に示したＭＦＲはメルトマスフローレイトを示し、ＪＩＳＫ７２１０に準拠して、温度１９０℃、荷重２１．１８Ｎで測定した値である。
【００３３】
【表１】

【００３４】
実施例１は全項目に渡り良好な結果が得られたのに対し、比較例１は引っ張り破断強度が不足し、比較例２は引き裂き強度が不足する。また、比較例１及び２は共に耐候性試験において短時間で著しい強度低下を示した。
【００３５】
（実施例２、比較例３〜５）
表２に示す構成を有するフィルムをインフレーション成形法で三層共押出成形しフィルムを得た。得られたフィルムについて、後述の評価を行い、結果を表２に示した。
【００３６】
【表２】

【００３７】
実施例２は良好な結果が得られたのに対し、比較例３は引き裂き強度、耐光性が、比較例４は耐光性が、比較例５は引き裂き強度、耐光性が悪かった。
【００３８】
（実施例３、比較例６、７）
表３に示す構成を有するフィルムをインフレーション成形法で三層共押出成形しフィルムを得た、尚、比較例６は特許文献１に、比較例７は特許文献３にそれぞれ基づいて試作した。
実施例３、比較例６、および比較例７として作製したフィルムを山形県置賜地方の丘陵地に設営されているブドウ栽培施設に展張し、比較評価を行った。フィルムは略南向きの丘陵斜面へ約５０ｍの長さに展張され、上端と下端の標高差は約２５ｍであった。４月中旬に展張を行い、その後ブドウの生育に応じて適宜石灰硫黄合剤の散布が行われた。評価は、展張作業の容易性、５ヶ月後の破損状況により行い、結果を表３に示す。
【００３９】
【表３】

【００４０】
実施例３のフィルムは、展張時は問題もなく、５ヶ月後においても当初の状態を維持しており、耐候劣化による破損も強風による破損も見られず、また、ブドウの生育も良好であった。これに対し、比較例６および比較例７のフィルムは、展張時に問題を生じ、５ヶ月後においても破損が生じ、ブドウの実割れや落下等の障害が発生した。
【００４１】
〔評価方法〕
（破断点強度）
上記方法により得られた農業用フィルムの破断点強度をストログラフ（東洋精機製作所社製）によりＪＩＳＫ−６７８１に準拠して測定した。
（引裂強度（エルメンドルフ法））
上記方法により得られた農業用フィルムの引裂強度をエルメンドルフ引裂強度測定機（東洋精機製作所社製）によりＪＩＳＫ−７１２８に準拠して測定した。
（透明性（ヘーズ））
上記樹脂組成物より得られた農業用フィルム（作製直後）のヘーズ値を、ヘーズ測定機（日本電色工業社製：ＮＤＨ２０００）により測定した。
（耐候性（促進試験法））
耐候性の促進評価は、図１に示す試験装置を作製し、以下の条件にて耐候劣化試験を行い、破断に至るまでの期間を求めた。
先ず、フィルム試験片を石灰硫黄合剤希釈液（宮内硫黄合剤社製：１０倍水道水希釈）に２４時間浸漬し、その後表面をふき取らずに試験装置に図１に示した如く設置する。図１中１２の金属パイプには８０℃の温水を流量５リットル／分で流し続け、フィルムを部分的に加温状態に保持した。また、フィルムの一端は、図１中１３に示した分銅にて０．０２Ｎ／ｃｍの張力を与えた。さらに、上空から図１中１４に示す紫外線ランプを用いて５０Ｗ／ｍ^２の紫外線を照射した。
【００４２】
【図面の簡単な説明】
【図１】：フィルムの耐候性試験方法を示す模式図。
【符号の説明】
１・・・耐候性促進試験装置
１１・・・フィルム試験片
１２・・・金属製パイプ
１３・・・分銅
１４・・・紫外線ランプ

Claims

少なくとも１種以上のヒンダードアミン系化合物が含有され、密度が０．９０〜０．９３ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲが０．５〜４．０ｇ／１０分（１９０℃）の低密度ポリエチレンからなる厚さ０．０２ｍｍ以上の中間層の両側に、酢酸ビニル含有量が３〜１５重量％、且つＭＦＲが０．５〜４．０ｇ／１０分（１９０℃）であるエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる厚さ０．００５ｍｍ以上の層が積層されてなり、全体の厚さが０．０３〜０．１５ｍｍであることを特徴とする農業用フィルム。