JP3277331B2 - ポリオレフィン系樹脂組成物および農業用フィルム - Google Patents
ポリオレフィン系樹脂組成物および農業用フィルムInfo
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に優れる樹脂組成物およびそれを製膜してなる農業用被
覆フィルムに関するものである。
樹脂に少量添加されることで、その樹脂組成物の成形時
の滑り性や金型汚染防止性などの機能を向上させること
が知られている。その中でも、フルオロアルキル基含有
フッ素系界面活性剤はその優れた表面張力低下効果を活
かして離型性の優れた樹脂成形品や耐汚染性の樹脂成形
品に用いられている。また、フルオロアルキル基含有フ
ッ素系界面活性剤、特にパーフルオロアルキル基または
パーフルオロアルケニル基を含有したものは、特公昭5
9−35573号公報や特公昭63−12498号公報
に示されるように農業用被覆フィルムとして、施設園芸
におけるハウス、トンネル等に用いられ、ハウス、トン
ネル内のモヤ、霧の発生を減じる効果のあるものとして
提案されている。
ニルなどの不燃・難燃性樹脂とは異なり、易燃焼性であ
るという特徴から、それを用いた樹脂組成物からなる成
形品、フィルムなどは廃棄時に焼却処理されることもあ
る。
るポリ塩化ビニル系農業用フィルムと農ポリ、農サク
ビ、などと呼ばれるポリオレフィン系農業用フィルムと
に大別できる。農業用被覆フィルムの廃棄処理には、焼
却、再生、埋め立て、の3つの方法が行われている。ポ
リ塩化ビニル系農業用フィルムの場合、焼却処理のため
には、発生する塩化水素ガスの除去設備のついた焼却炉
が必要であり、一般に、再生利用されるかあるいは、埋
め立てゴミとして廃棄処理されている。一方、ポリオレ
フィン系農業用フィルムの場合、上述したような易焼却
性の特徴を有しているため、屋外で焼却により廃棄処理
される場合がある。
ロアルキル基含有化合物は燃焼などの高熱時、分解して
酸性ガスであるフッ化水素ガスを発生することが知られ
ている。屋外で焼却処理をするのが一般的であるフルオ
ロアルキル基含有化合物を含むポリオレフィン系樹脂組
成物の場合など特にその易焼却性が損なわれるという問
題があった。
等に用いられ、ハウス、トンネル内のモヤ、霧の発生を
減じる効果のあるものとして使用されているフルオロア
ルキル基含有フッ素系界面活性剤、特にパーフルオロア
ルキル基またはパーフルオロアルケニル基を含有した農
業用被覆フィルムにおいて、ポリ塩化ビニル製フィルム
は焼却処理されることが元々ないので何ら問題はない
が、ポリオレフィン系樹脂製フィルムについては易焼却
性という長所が損なわれるという問題を生じ、フッ化水
素ガス発生の低減策が強く望まれていた。
を低減させた、フルオロアルキル基含有化合物を含むポ
リオレフィン系樹脂組成物およびそれを製膜してなる農
業用被覆フィルムを提供することを目的とする。
アルキル基含有化合物を含んだ樹脂組成物の焼却時に生
成するフッ化水素ガス抑制方法について鋭意重ねた結
果、珪素−酸素結合またはアルミニウム−酸素結合を有
する無機化合物を樹脂組成物に含有させることで、ガス
の発生を著しく低減できることをみいだし、本発明に至
った。
脂100重量部当り、珪素−酸素結合またはアルミニウ
ム−酸素結合を有する無機化合物10〜20重量部とフ
ルオロアルキル基含有フッ素系界面活性剤0.02〜
0.2重量部未満および非イオン性界面活性剤0.5〜
3重量部を含有することを特徴とする易焼却性樹脂組成
物およびそれを製膜してなる農業用フィルムである。
ポリオレフィン系樹脂としては、α−オレフィンの単独
重合体、α−オレフィンを主成分とする異種単量体との
共重合体であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン
−1共重合体、エチレン−4−メチル−1−ペンテン共
重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オク
テン共重合体、エチレン−デセン共重合体などのエチレ
ン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メ
チルメタクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル−
メチルメタクリレート共重合体、アイオノマー樹脂など
をあげることができる。
合物、アルミノ珪酸化合物、アルミン酸化合物、ハイド
ロタルサイト類などの分子中に珪素−酸素結合またはア
ルミニウム−酸素結合を有しているものである。
ネシウム、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸チ
タンなど、アルミノ珪酸化合物としては、アルミノ珪酸
ナトリウム、アルミノ珪酸カリウム、アルミノ珪酸カル
シウムなど、アルミン酸化合物としては、アルミナ、ア
ルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、アルミン酸
カルシウムなど、ハイドロタルサイト類としては、下記
一般式のように示され、具体的には、天然ハイドロタル
サイト Mg0.75Al0.25(OH)2CO3・4H2O、や合成ハイドロ
タルサイトMg0.69Al0.31(OH)2CO3・3.5H2Oなどがあげら
れる。 一般式 M2+ 1-xAlx(OH)2(An-)x/n・mH2O (式中、M2+はマグネシウム、カルシウムおよび亜鉛よ
りなる群から選ばれた2価金属イオンを示し、An-はn
価のアニオンを示し、xおよびmは次の条件、0<x<
0.5、0≦m≦2を満足する。) なかでも、酸化珪素、珪酸アルミニウム、アルミノ珪酸
化合物およびハイドロタルサイト類は好ましく用いら
れ、酸化珪素、珪酸アルミニウム、アルミノ珪酸化合物
は特に好ましく用いられる。
径ができるだけ小さい方が均一に分散するため、0.5
〜10μm程度の平均粒子径が好ましい。
であるが、望ましくは1〜20重量部である。0.5重
量部未満ではフッ化水素ガス発生抑制効果が少なく、5
0重量部より多いと樹脂組成物からなる成形品の強度や
外観を損なうため好ましくない。
合物は特に限定されない。例えば、ポリ4フッ化エチレ
ン、4フッ化エチレン−6フッ化プロピレン共重合体な
どや下記するようなフルオロアルキル基含有フッ素系界
面活性剤などがあげられる。
ッ素系界面活性剤はフルオロアルキル基含有疎水基部分
と親水基部分からなるものであれば特に限定はない。フ
ルオロアルキル基含有疎水基部分とは、フルオロアルキ
ル基が少なくともパーフルオロメチレン基をひとつ以上
有するものであり、親水基部分は、カルボキシレート
基、スルホネート基、ホスホネート基などのアニオン性
基を分子中に少なくともひとつ有するもの、アンモニウ
ム基、ピリジニウム基、ホスホニウム基などのカチオン
性基を分子中に少なくともひとつ有するもの、アニオン
性基とカチオン性基の対を分子中に少なくともひとつ有
するもの、ポリエチレンオキサイド基、ポリプロピレン
オキサイド基、ポリグリセリン基、ソルビトール基など
の親水性非イオン性基を分子中に少なくともひとつ有す
るもの、である。 特にポリオレフィン樹脂に対する相
溶性や耐熱性の面から親水基部分が非イオン基を有する
ものが好ましい。
0.02〜5重量部である。0.02重量部未満の場合
にはフルオロアルキル基含有化合物本来の効果が十分で
なく、5重量部を越えると樹脂表面への移行が激しくな
り外観不良を生じるなど好ましくない。
化防止剤、滑剤、紫外線吸収剤、耐候剤、顔料、防滴剤
など必要に応じて配合することができる。
ロアルキル基含有化合物としてフルオロアルキル基含有
フッ素系界面活性剤が用いられる。その中でも、珪素−
酸素結合またはアルミニウム−酸素結合を有する無機化
合物、ポリオレフィン樹脂との相互作用に優れ、ハウ
ス、トンネル内の霧抑制効果(防霧性)を発現するため
には、フルオロアルキル基含有フッ素系界面活性剤の親
水部に親水性非イオン性基を分子中に少なくともひとつ
有するものが好ましく、特にポリエチレンオキサイドの
構造を有したものが好ましく用いられる。また、フルオ
ロアルキル基の数は分子中にひとつであることが、合成
上、防霧性発現の観点から好ましい。例えば、下記のも
のがあげられる。(但し、nは4〜10) CF3(CF2)7CH2OCH2C(OH)HCH2O(CH2CH2O)nH (CF3)2CF(CF2CF2)3CH2OCH2C(OH)HCH2O(CH2CH2O)nH CF3(CF2)10CH2O(CH2CH2O)nH CF3(CF2)6CONH(CH2CH2O)nH なお、配合量は0.02〜0.5重量部で、0.05〜
0.2重量部が特に好ましい。配合量が0.02重量部
未満では霧抑制効果が十分でなく、0.5重量部を越え
て用いても性能の向上が少なく経済的でないうえ、ブリ
ードによりフィルム外観を損ねるといった問題も生じ、
好ましくない。
場合には、無機化合物の配合量は0.5〜20重量部で
あり、2〜15重量部が特に好ましく用いられる。0.
5重量部未満ではフッ化水素ガス発生抑制効果が少な
く、20重量部を越えると農業用被覆フィルムの透明性
が低下するため好ましくない。
として非イオン性界面活性剤が用いられる。非イオン界
面活性剤はグリセリン基、ソルビトール基、ポリグリセ
リン基、ポリエチレンオキサイド基、ポリプロピレンオ
キサイド基などの親水性非イオン性基を分子中に少なく
ともひとつ有するものである。例えばソルビタンモノス
テアレート、ソルビタンモノステアレート・エチレンオ
キサイド3モル付加物、グリセリンモノステアレート、
ジグリセリンジステアレート、ジグリセリンセスキオレ
ート、テトラグリセリンモノラウレート、テトラグリセ
リントリステアレート、ポリエチレングリコールモノパ
ルミテート、ポリプロピレングリコールモノラウレート
など、があげられる。なお、配合量は0.5〜3重量部
で、0.8〜2重量部が特に好ましい。配合量が0.5
重量部未満では防滴効果が十分でなく、3重量部を越え
て用いても性能の向上が少なく経済的でないうえ、ブリ
ードによるフィルム外観を損ねるといった問題も生じ、
好ましくない。
して脂肪酸アミド化合物、例えばステアリン酸アミド、
オレイン酸アミドなどが、耐候剤としてヒンダードアミ
ン系光安定剤や紫外線吸収剤などが必要に応じて配合さ
れる。
02〜0.3mmの範囲で成形することができる。より
好ましいフィルム厚さは0.03〜0.2mmである。
フィルムの厚みが0.02mmよりも薄いと強度が不十
分であり、0.3mmよりも厚いとフィルムの中継ぎ加
工性や被覆作業性などが行いにくいため好ましくない。
外にも、その機械的性質や光学的性質を良好とする目的
で、2層以上の積層構造をとっていてもよく、好ましく
は3層構造とすることができる。例えば、3層構造とし
たときの中間層(または単層)の樹脂としては、α−オ
レフィンの単独重合体、α−オレフィンを主成分とする
異種単量体との共重合体であり、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、
エチレン−ブテン−1共重合体、エチレン−4−メチル
−1−ペンテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合
体、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−デセン共
重合体などのエチレン−α−オレフィン共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重
合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル−メチルメタクリレート共重合体、ア
イオノマー樹脂などをあげることができる。内外層の樹
脂としては上述した中間層と同じカテゴリーの樹脂が用
いられるが、ハウス骨材との接触による、夏場の高温
化、換気時の摩擦などに耐える必要性から耐熱耐候性、
耐摩擦性に特に優れたものが好ましい。例えば、ポリエ
チレン、エチレン−α−オレフィン共重合体の場合、密
度が0.91g/cm3以上0.935g/cm3以下、メル
トフローインデックスが0.1g/10分以上4g/1
0分以下のものが好ましい。メルトフローインデックス
が0.1g/分より小さいとフィルム加工がしにくくな
り、また5g/10分を越えると摩擦特性やフィルム強
度が弱くなり好ましくない。また、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体の場合、酢酸ビニル含有量が20重量%以
下、より好ましくは10重量%以下でメルトフローイン
デックスが0.1g/10分以上3g/10分以下、よ
り好ましくは0.1g/10分以上1.5g/10分以
下のものが好ましい。酢酸ビニル含有量が20重量%以
上では耐熱性の点で好ましくなく、メルトフローインデ
ックスが0.1g/10分未満では加工性の面で、3g
/10分より大きいときは摩擦特性や強度の点で好まし
くない。また、エチレン−アクリル酸共重合体の場合、
アクリル酸含有量30重量%以下、より好ましくは25
重量%以下のものが好ましい。また、アイオノマー樹脂
の場合、密度が0.935g/cm3以上0.975g/c
m3以下、メルトフローインデックス0.5g/10分以
上7g/10分以下のものが好ましく、金属イオンはNa
+、Zn2+タイプのものが好ましい。
水素ガスの発生を著しく低減でき、屋外で焼却処理しや
すいフルオロアルキル基含有化合物を含んだ樹脂組成物
および農業用被覆フィルムを提供することができる。と
くに本発明の農業用被覆フィルムは防霧性に優れたもの
であり、施設園芸用途に有効に用いることができる。
が、本発明はこれに限定されるものではない。なお本発
明による霧発生強度の測定法は以下のとおりである。
cm上部の位置に試験フィルム(40×50cm)を水
平に張った後、フィルム外面に当たるチャンバー(3)
に風温10℃に調整した空気を流入し、フィルム内外面
の急激な温度変化によって発生するフィルム内面近傍の
霧発生強度を光電管式ミスト測定器を用いて測定した。
霧発生強度はミリボルトで表示され、数値が高いほど霧
の発生が激しいことを示す。この測定後、再びダンパー
の切り換えによって、風温10℃に調整した空気をチャ
ンバー(3)に流入し、10日間その状態に保持したの
ち、上記と同じ方法で霧発生強度を測定することを以後
繰り返した。
友化学工業製)100重量部、無機化合物として酸化珪
素粉末(アエロジル200 日本アエロジル製)を3重
量部、フルオロアルキル基含有化合物A(下記に構造を
示す)を0.1重量部を150℃でバンバリーミキサー
により混練し、樹脂組成物とした。これを800℃、酸
素20%(アルゴン80%)の混合ガス下で燃焼し、燃
焼ガスを0.01規定水酸化ナトリウム水溶液に捕集
し、イオンクロマトグラフ法によりフッ化水素ガスを定
量した。フッ化水素ガスの検出量は320ppmであっ
た。フルオロアルキル基含有化合物A: F(CF2CF2)4CH
2OCH2C(OH)HCH2O(CH2CH2O)4H
友化学工業製)100重量部、無機化合物として珪酸ア
ルミニウム粉末(トランスパーフィル デグサ製)を1
0重量部、フルオロアルキル基含有化合物Aを0.1重
量部を150℃でバンバリーミキサーにより混練し、樹
脂組成物とした。参考例1と同様のガス分析を行ったと
ころ、フッ化水素ガスの検出量は300ppmであっ
た。
友化学工業製)100重量部、無機化合物として酸化珪
素粉末(ニップシールN 日本シリカ製)を10重量
部、フルオロアルキル基含有化合物Aを0.1重量部を
150℃でバンバリーミキサーにより混練し、樹脂組成
物とした。参考例1と同様のガス分析を行ったところ、
フッ化水素ガスの検出量は380ppmであった。
友化学工業製)100重量部、無機化合物として珪酸ア
ルミニウム粉末(トランスパーフィル デグサ製)を1
0重量部、フルオロアルキル基含有化合物Bを0.1重
量部を150℃でバンバリーミキサーにより混練し、樹
脂組成物とした。参考例1と同様のガス分析を行ったと
ころ、フッ化水素ガスの検出量は330ppmであっ
た。フルオロアルキル基含有化合物B: (CF3)2CF(CF2
CF2)3CH2OCH2C(OH)HCH2O(CH2CH2O)5H
組成物を得、参考例1と同様のガス分析を行ったとこ
ろ、フッ化水素ガスの検出量は480ppmであった。
組成物を得、参考例1と同様のガス分析を行ったとこ
ろ、フッ化水素ガスの検出量は510ppmであった。
21 住友化学工業製)100重量部、無機化合物とし
て酸化珪素粉末(アエロジル200 日本アエロジル
製)を10重量部、フッ素系界面活性剤としてフルオロ
アルキル基含有化合物Bを0.1重量部、非イオン性界
面活性剤剤としてソルビタンセスキパルミテート1重量
部とモノグリセリンモノステアレート0.5重量部を1
50℃でバンバリーミキサーにより混練し、造粒機を用
いて樹脂組成物ペレットとした。次いで、得られた樹脂
組成物を180℃でインフレーションフィルム成形機を
用いて75μmの厚みのフィルムに成形した。このフィ
ルムを図1に示した試験装置を用いて霧発生強度を評価
した。また、このフィルムを800℃、酸素20%(ア
ルゴン80%)の混合ガス下で燃焼し、燃焼ガスを0.
01規定水酸化ナトリウム水溶液に捕集し、イオンクロ
マトグラフ法によりフッ化水素ガスを定量した。結果は
10日後の霧発生強度が0.2〜0.4mVと優れた防
霧性を示し、フッ化水素ガスの生成も250ppmとか
なり抑制されていた。
発生強度、燃焼ガス分析を行った。結果は、防霧性は1
0日後の霧発生強度が0.2〜0.4mVと同等であっ
たもののフッ化水素ガスの発生が500ppmであっ
た。
して、霧発生強度を測定したところ、防霧性のきわめて
悪いものであった。
価する試験装置の構成を示す概念図である。
風発生器(10℃)5.恒温風発生器(0〜1℃)6.
ダンパー7.エアーダクト8.光電管式ミスト測定器
9.レコーダー(ミリボルト計)
Claims (7)
- 【請求項1】ポリオレフィン系樹脂100重量部当り、
珪素−酸素結合またはアルミニウム−酸素結合を有する
無機化合物10〜20重量部とフルオロアルキル基含有
フッ素系界面活性剤0.02〜0.2重量部未満および
非イオン性界面活性剤0.5〜3重量部を含有すること
を特徴とする易焼却性樹脂組成物。 - 【請求項2】珪素−酸素結合またはアルミニウム−酸素
結合を有する無機化合物が酸化珪素、珪酸アルミニウ
ム、アルミノ珪酸化合物、ハイドロタルサイト類から選
ばれる少なくとも一種である請求項1に記載の樹脂組成
物。 - 【請求項3】ポリオレフィン系樹脂100重量部当り、
珪素−酸素結合またはアルミニウム−酸素結合を有する
無機化合物10〜20重量部とフルオロアルキル基含有
フッ素系界面活性剤0.02〜0.2重量部未満および
非イオン性界面活性剤0.5〜3重量部を含有する樹脂
組成物を製膜してなる防霧性、易焼却性に優れた農業用
フィルム。 - 【請求項4】ポリオレフィン系樹脂100重量部当り、
珪素−酸素結合またはアルミニウム−酸素結合を有する
無機化合物10〜20重量部とフルオロアルキル基含有
フッ素系界面活性剤0.02〜0.2重量部未満および
非イオン性界面活性剤0.5〜3重量部を含有する樹脂
組成物を少なくとも1層有する防霧性、易焼却性に優れ
た農業用積層フィルム。 - 【請求項5】珪素−酸素結合またはアルミニウム−酸素
結合を有する無機化合物が酸化珪素、珪酸アルミニウ
ム、アルミノ珪酸化合物、ハイドロタルサイト類から選
ばれる少なくとも一種である請求項3または4に記載の
フィルム。 - 【請求項6】フルオロアルキル基含有フッ素系界面活性
剤が、分子中にフルオロアルキル基をひとつ有するフッ
素系界面活性剤であることを特徴とする請求項3、4ま
たは5に記載のフィルム。 - 【請求項7】ポリオレフィン系樹脂100重量部当り、
珪素−酸素結合またはアルミニウム−酸素結合を有する
無機化合物10〜20重量部とフルオロアルキル基含有
フッ素系界面活性剤0.02〜0.2重量部未満および
非イオン性界面活性剤0.5〜3重量部を含有する樹脂
組成物を農業用フィルムに用いることを特徴とする該フ
ィルムを焼却処理する際にフッ素含有ガスを減少させる
方法。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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-
1992
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