JPS606968B2

JPS606968B2 - 農業用積層フイルム

Info

Publication number: JPS606968B2
Application number: JP49116568A
Authority: JP
Inventors: 浩一梶谷; 勘治広田
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1974-10-09
Filing date: 1974-10-09
Publication date: 1985-02-21
Also published as: JPS5142774A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は農業用積層フィルムに関するものであり、更に
詳しくは、可視光線に対しては実質的に透明であり、赤
外線に対しては実質的に不透明である農業用積層フィル
ムに関するものである。

従来、農作物等の温室栽培に用いられる温室被覆材とし
ては、ガラス、ポリ塩化ビニル系フィルム、ポリエチレ
ン系フィルムが主として用いられている。ガラスは耐久
性、透明性、保温性共にすぐれており、温室用被覆材と
しては理想的ともいうべき特性を有するものであるが、
残念なことにガラスはもろくてこわれ易く、作業性が悪
いという欠点を有する。又、厚みを薄くすることが出釆
ないため、単位被覆面積当りの重量が大となり、施設費
も高価となる。ポリ塩化ビニルフィルムは光線透過率、
耐久性、強靭性、作業性、経済性等にすぐれており、保
温性に関してもガラスには及ばないが後述のポリエチレ
ン系フィルムに〈らべすぐれているため、農業用ハウス
やトンネルの被覆材として近時最も多用されている。

農業用ポリ塩化ビニルフィルムは、通称“農ビ”と呼ば
れており、その大部分は、強級性、作業性、経済性の点
から、低分子可塑剤を含むいわゆる半硬質または軟質ポ
リ塩化ビニルフイルムである。しかし、これらの可塑剤
を含むポリ塩化ビニルフィルムは、初期の光線透過性は
すぐれているものの、長期間使用するうちに日光、寒暖
のくりかえし等の作用により可塑剤自体または添加助剤
等の成分がフィルム表面に移行し、その結果フィルム表
面がべたつき、空気中の塵挨等を吸着して汚れ、光線透
過性が著しく低下するという欠点がある。ポリエチレン
系フィルムは初期の光線透過性に関しては、ポリ塩化ビ
ニル系フィルムに若干劣るが、フィルム中に低分子可塑
剤の如き鯵出性の物質を含まず、従って上述のポリ塩化
ビニル系フィルムの如き障害は起らず、フィルムの光線
透過性はかなりの程度持続するが、逆に帯電による塵挨
の吸着による光線透過性の低下がある。

さらに、ポリエチレン系フィルムの農業用フィルムとし
ての重大な欠点は、ガラスやポリ塩化ピニル系フィルム
に比し、保温性が悪いという点にある。この欠点は、農
家の段階において経験的に明確に認識されておるもので
あり、ポリエチレン系フィルムが、前述の如き光線透過
性が持続するという長所やコスト的に有利である点をも
ちながらも、従釆あまり温室被覆用フィルムとして利用
されなかった最大の理由である。このように、農業用フ
ィルムにおいて、保温性はきわめて重要な特性である。
一般に、温室被覆材の保温性とはへ広義にはグリーンハ
ウスェフェクト（温室効果）の大きさを意味するもので
あり、昼間、太陽の放射するエネルギーの主要な部分を
占める可視光線に対しては透明で、従ってなるべく多く
のエネルギーを温室内の植物体及び大地に供給し、吸収
させ、逆に植物体や大地の放射する赤外線（ほぼ黒体放
射とみなしうるので、室温附近においては〜波長１奴凧
前後にピークを有するプランクの黒体放射の法則に従う
ものとみなしうる。

）に対しては不透明で、赤外線の放射エネルギーを外部
に散逸することを阻止する能力が大きいほど、温室効果
が大であるといえる。一般に、温室用被覆材として用い
られるものは、可視光線の透過率が３０〜１００％の範
囲であることが常識的であり、透明フィルムの場合には
、５０％以上であることが普通である。

従って「上記温室効果の内容のうち、可視光線の透過エ
ネルギーに関しては、被覆材の種類による差異は高々２
〜３倍である。一方、放射赤外線の透過率に関しては、
被覆材の種類によるちがいがきわめて大きく、例えば通
常のガラスとポリエチレンフィルムの透過率は１００倍
以上もちがうのである。とくに、夜間においては、太陽
エネルギーの流入はなく、植物体及び大地からの赤外線
放射のみが起こる。（もちろん、温室内の空気への伝熱
「空気の対流による熱の移動、水の蒸発による熱の移動
、被覆材その他の資材を通しての外部への伝熱等は平行
して起こっているが、赤外線放射による熱の移動が最も
重要である。）従って、夜間の温室内の冷えこみの度合
は、主として被覆材の赤外線放射阻止能力によって決定
されるのである。このような論理に基き、温室用被覆材
の保温性を１地の附近の波長の赤外線透過度と相関させ
て考えることが出来る。夜間の赤外線放射を完全に阻止
するためには、鏡面金属板を用いて赤外線を完全に反射
することが最も有効であるが、昼間の可視光線透過性を
失なわせるので用いられない。

次善の方法として、透明樹脂フィルム表面に金属蒸着薄
膜を形成せしめ、可視光線透過性をある程度保持しなが
ら赤外線不透過性を付与することが提案されている。し
かし、この方法では、可視光線の透過率がどうしても５
０％以下に低下してしまうこと、真空蒸着を広い面積に
わたって均一に行なうことが困難である等の問題点があ
る。さらには、ポリエチレン、ポリ塩化ピニル等の樹脂
フィルム中に赤外線吸収能の高い無機化合物の微粉末を
分散させることにより、保温性を高めようとする提案が
ある。

しかしこの方法は、保温性を必要な程度にまで高めよう
とすると無機粉末をかなり多量に添加する必要があり、
そのために可視光線透過性が低下してしまう。又、粉末
を超微細化して、透明性を向上させようとしてもＬ無機
物微粉末は疎水性樹脂中で凝集して粗大化する額向をも
ち、可視光線透過性と赤外線不透過性とを同時に満足さ
せることは出来ない。以上詳しく説明したように「従来
公知の温室用被覆材には一長一短があり、とくに、ガラ
スの如く可視光線に対しては透明で赤外線に対しては不
透明な光学的性質を有する樹脂フィルムは知られておら
ず、強く要望されていた。

本発明は、この要望に答えることの出来る樹脂フィルム
を提供するものである。

すなわち、本発明は、ビニルアルコール単位を３０モル
％以上含有するポリビニルアルコール系樹脂よりなるポ
リビニルアルコール系フィルムの表面に疎水性樹脂層を
有し、可視光線に対しては実質的に透明であり、かつ赤
外線に対しては実質的に不透明である農業用積層フィル
ムに関するものであり、該積層フィルムは、ガラスの有
する可視光線透過性、及び保温性と従来の樹脂フィルム
の有する強靭性、作業性、経済性とを併せて有する、温
室用被覆材としては理想的ともいうべきものである。本
発明者らは、樹脂それ自体で赤外線吸収能の大なる、ビ
ニルアルコール単位を３０モル％以上含有するポリビニ
ルアルコール系樹脂を用いてなるポリビニルアルコ−ル
系フィルムが、可視光線に対してはきわめて透明である
一方で赤外線に対してはきわめて不透過性を示し、熱線
放射に対する断熱保温性にすぐれることに着目し、上記
の従来の温室用被覆材が有する種々の問題点を解決する
端緒を開いた。

つまりピニルアルコール単位を３０モル％以上含有する
ポリビニルアルコール系樹脂は、分子中にアルコール性
水酸基を多数有しているため赤外領域とくに温室用フィ
ルムの保温性に対し重要な８〜１かれの波長領域に強い
吸収をもつ分子運動のモードを有する。

又、ピニルアルコール単位を３０モル％以上含有するポ
リビニルアルコール系樹脂は、同一温度における樹脂そ
れ自身からの赤外線放射能力も際だって大であり、透明
でありながら完全黒体に近い放射系数を有する。その為
、一旦吸収した赤外線エネルギーを再び温室内に赤外線
として放射する能力が大きく、従って保温性が高いので
ある。さらに、ポリピニルアルコール系樹脂は、分子中
の水酸基相互間の水素結合を含む強い分子間力によって
凝集しているので、その皮膜はすぐれた力学的性質をも
有するのである。ポリビニルアルコール系樹脂のこのよ
うな特性は、農業用フィルム材料として理想的ともいう
べきものである。しかしながらポリピニルアルコール系
樹脂は、それ単独では耐水性が優れているとはいえず、
水により膨潤したり、伸びたりするので、直接風雨にさ
らされる温室の外張り等の用途には、ポリビニルアルコ
ール系フィルムの表面に疎水性樹脂層を有し、可視光線
に対しては実質的に透明であり、かつ赤外線に対しては
実質的に不透明である農業用積層フィルムが、耐水性の
面においても極めて良好であり、温室用被覆材として、
極めて実用性にも優れ好適であることを見出し本発明を
完成するに到った。本発明における農業用積層フィルム
の一構成要素であるビニルアルコール単位を３０モル％
以上含有するポリビニルアルコール系樹脂よりなるポリ
ビニルアルコール系フィルムは、該ポリビニルアルコー
ル系樹脂を用いて、従来公知の方法により容易に得られ
る。

本発明に用いる、ビーニルアルコール単位を３０モル％
以上含有するポリビニルアルコール系樹脂としては、ポ
リビニルアルコール、ポリビニルアルコールから誘導さ
れるポリビニルアセタール、ポリビニルホルマール、ポ
リビニルブチラール、ポリビニルベンザール、さらには
ポリビニルアルコールの水酸基の１部を化学的に修飾又
は反応させたいわゆる改質ポリビニルアルコール等であ
って、ビニルアルコール単位を３０モル％以上含有する
ものが挙げられる。

ポリビニルアルコールは通常酢酸ビニルを重合して得ら
れる酢酸ピニルをケン化することによって製造されるが
、ポリ三弗化酢酸ビニル、ポリギ酸ピニル、ポリ安息香
酸ピニル等をケン化することによっても得られる。

また、酢酸ビニルと他のビニル性モノマーとの共重合物
をケン化することにより、ビニルアルコール重合単位を
含む共重合体すなわちポリビニルアルコール共重合体が
得られる。

これらのポリビニルアルコール共重合体及びそのアセタ
ール化物、改買物であって、ビニルアルコール単位を３
０モル％以上含有するものもまた本発明に用いうる。酢
酸ビニルと共重合可能であり、従ってポリビニルアルコ
ール共重合体の構成成分となしうるビニルモノマーとし
ては、エチレン、フッ化ビニル、塩化ビニル、スチレン
、メチルメタアクリレート、バーサチツク酸ビニルェス
テル、ラウリルビニルェーテル、オレフィンスルホン酸
（塩）等があげられる。

上記高分子化合物をすべて包含するポリビニルアルコー
ル系樹脂は、本発明の目的に有用であるが、赤外線不透
過性を十分に有するフィルムとするためには、重合体中
におけるビニルアルコール重合単位のモル分率が３０％
以上であることが必要であり、さらに好ましくは５０％
以上であることが望ましい。

又、前記のビニルアルコール単位を３０モル％以上含有
するポリビニルアルコール系樹脂をフィルム状に成型す
るにあたり、少割合の紫外線吸収剤、着色用顔料、充填
剤、劣化防止剤、可塑剤、他の樹脂成分等の添加剤を加
えることが出来る。

さらには、該ポリピニルァルコール系樹脂と混合しうる
樹脂成分の場合には、目的に応じてブレンドフィルムと
することも可能である。本発明の農業用積層フィルムの
もう一つの構成要件である疎水性樹脂層とは、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどの疎水性樹
脂よりなる。

本発明の農業用積層フィルムの積層化方法に関しては特
に制限はないが、例えばビニルアルコール単位を３０モ
ル％以上含有するポリビニルアルコール系樹脂より製膜
されたポリビニルアルコール系フィルムと、それとは別
に準備された、疎水性樹脂より製膜された疎水性フィル
ムとを、従来公知の方法により積層ラミネートしても良
いし、また、該ポリビニルアルコール系フィルムの表面
上に、疎水性樹脂の溶液または融液をコーティングして
疎水性樹脂層を設け積層フィルムとなしても良い。

或いは、これとは逆に、予め疎水性樹脂より製膜された
疎水性フィルムの表面に、ビニルアルコ−ル単位を３０
モル％以上含有するポリビニルアルコール系樹脂の溶液
または融液をコーティングすることにより皮膜を形成さ
せ積層フィルムとなしても良い。本発明の農業用積層フ
ィルムにおいては、耐水性の良好な温室用被覆材を得る
為には疎水性樹脂層は、ポリビニルアルコール系フィル
ムの両表面に設けられることが好ましい場合が多いが、
片表面に疎水性樹脂層が設けられた積層フィルムでもも
ちろん良い。

本発明において可視光線に対して実質的に透明である積
層フィルムとは、可視光線の透過率が少くとも３０％以
上、望ましくは５０％以上の積層フィルム状物を意味す
るものであって、これまでに述べた積層フィルムは勿論
のこと、光線が適度に透過する程度にあらい組織に織ら
れた疎布、寒冷紗、カャ地の如きもの、不織布、紙等と
、上記の積層フィルムとを接合してなる複合化積層フィ
ルム、積層フィルムの内部に短繊維または長繊維を存在
せしめてなる繊維強化積層フィルム等が含まれる。

本発明の農業用積層フィルム中におけるポリビニルアル
コール系フィルムの存在の態様は任意であって、実質的
に積層フィルムの全面に存在し、赤外線を吸収し再放射
する作用を有効に奏し得られれば目的を達しうる。

従って、ビニルアルコール単位を３０モル％以上含有す
るポリビニルアルコール系樹脂よりなるフィルム自体は
完全に連続フィルムである必要はなく、不連続であって
もよい。又所々に穴のあいたものであってもよい。本発
明の可視光線に対しては実質的に透明で赤外線に対して
は実質的に不透過性である農業用積層フィルムは通常厚
さ数十ムｍ〜数百仏肌のシート状物であり、使用目的に
応じ常識的に妥当な厚さが定められるべきものである。
例えば、トンネル栽培用被覆材としては、２０〜５妙肌
の厚さで充分であり、中大型ハウス栽培用には１００〜
２００〃机の厚さが必要となる。これらの厚さは主とし
て力学的性質（強度）の要求レベルによって定められて
いるもので、複合化積層フィルムや繊維強化積層フィル
ムの場合には又異なる値となる。本発明の農業用積層フ
ィルムにおいては、本発明思想の基本であるところの、
ビニルアルコール単位を３ｏモル％以上含有するポリビ
ニルアルコール系樹脂よりなるポリビニルアルコール系
フィルムの高い赤外線吸収能及び赤外線再放射能を利用
して、可視光線に対しては実質的に透明であり、かつ赤
外線に対しては実質的に不透過性である保温性の良い農
業用フィルムを製造するという原理に８Ｅ反しない範囲
において、種々の実施形態をとりうる。

本発明の原理、実施態様及び効果を以下の実施例により
さらに詳しく説明するが、これらの実施例は単に例とし
てあげたものにすぎず、これらの実施態様及び操作の変
更はこの分野の技術者にとっては類推容易であろうから
本発明を何ら限定するものではない。

以下の実施例中で用いる部数及び百分率は、とくにこと
わりのない限りは重量基準による。

実施例１ポリビニルアルコール系の単独樹脂よりなる
ポリビニルアルコール系フィルムを中間層とし、両面に
疎水性樹脂フィルムをラミネートした三層サンドイッチ
フィルムを作成した。

ラミネーションは、ェポキシ系又はィソシアネート系接
着剤を塗布したフィルムを重ね合わせ加熱ロールを通過
させる。いわゆるドライラミネート法により行なった。
対照試料として、同一の疎水性樹脂フィルムを３枚ラミ
ネートしたフィルムも作成した。使用したポリビニルア
ルコール系フィルムとしては、■ ポリビニルアルコー
ル樹脂〔■クラレ製クラレポバールＨＣ（ケン化度：９
９．９モル％）〕よりなるポリビニルアルコールフィル
ム（クラレ製ビニロンフイルム）、■ エチレンービニ
ルァルコ−ル共重合体樹脂〔■クラレ製ェバール樹脂（
エチレン単位含量：３３モル％）〕よりなるエチレンー
ビニルアルコール共重合体フィルム（クラレ製ェバール
フイルム）、■ エチレンービニルアルコール共重合体
樹脂（エチレン単位含量：６０モル％）よりなるエチレ
ンービニルアルコール共重合体フィルム、■ スチレン
ービニルアルコール系櫛型共重合体樹脂〔■クラレ製、
スチレン単位含量：１０モル％〕よりなるスチレンービ
ニルアルコール系櫛型共重合体フィルム・■ ブチラー
ル化ポリビニルアルコール樹脂（ブチラール化度６０モ
ル％、ビニルアルコール単位含量：４０モル％）よりな
るブチラール化ポリビニルアルコールフイルム、の５種
を用いた。

又疎水性樹脂フィルムとしては、コロナ放電処理により
接着性を改良したポリエチレンフィルム、ポリプロピレ
ンフィルムの２種を用いた。

厚みはいずれも一層が５叫肌である。得られた疎水性フ
ィルムを両面にラミネートした三層サンドイッチフィル
ムはいずれも透明であり、耐水性も良好であった。

耐水性は、水浸簿〜５０００で乾燥のサイクルを５回く
りかえした後のフィルムの平滑性を目で観察することに
より評価し、良好なものを○で記した。結果を表１に示
す。上記万法により作成した種々の積層フィルムの可視
光線透過率及び赤外線透過率の測定結果をも併せ表１に
示す。

可視光線透過率は、該積層フィルムの紫外可視光吸収ス
ペクトルチャート（日立社製自記分光光度計Ｅ的−虹型
により測定）より、太陽光線のエネルギー分布における
ピークに近い５４軌のの波長における透過度の値（％）
で表わした。赤外線透過率（％）の値は、日立製自記赤
外分光光度計ＥＰＩ−○２型‘こより測定した該積層フ
ィルムの赤外線吸収スペクトルチャートより、室温付近
の黒体の赤外線放射エネルギースペクトルのピーク附近
の波長の８〜１かのの範囲の赤外線透過率を積分して平
均値を求めたものである。表中の樹脂素材名の略号はそ
れぞれ下記の内容を意味する。

ＰＶＡ：ポリビニルアルコール樹脂〔■クラレ製クラレ
ボバールＨＣ（ケン化度：９９．９モル％）〕ＥＶＡ−
１：エチレンービニルアルコール共重合体樹脂〔■クラ
レ製ェバール樹脂（エチレン単位含量：３３モル％）〕
ＥＶＡ−２：エチレンービニルアルコール共重合体樹脂
（エチレン単位含量：６０モル％）ＳＶＡ：スチレンー
ビニルアルコール系櫛型共重合体樹脂〔■クラレ製、ス
チレン単位含量：１０モル％〕Ｂ−ＰＶＡ：ブチラール
化ポリビニルアルコール樹脂（ブチラール化度６０モル
％、ビニルアルコール単位舎量：４０モル％）ＰＥ：高
圧法ポリエチレン（住友化学製スミカセン）ＰＰ：ポリ
プロピレン（チッソ製チッソポリプ。

）表１表１の結果より、ビニルアルコール単位を３０モル％以
上含有するポリビニルアルコール系樹脂よりなるポリビ
ニルアルコール系フィルムを中間層とし、両面に疎水性
フィルムをラミネートした三層サンドイッチフィルムは
、耐水性、可視光線透過性、および赤外線不透過性にす
ぐれていることが容易に理解される。

実施例２各種フィルムを温室用被覆材として用いた場合の夜間放
射に対する保温性を試験するために、発泡スチロール製
のモデル温室を作成し、上面の閉口部に各種被覆材をは
りつけて屋外の日のあたる場所に設置して２細時間内の
箱内温度の最高値を測定した。

温度測定には最高最低温度計を用いた。モデル温室の中
には、底にカオリンクレーと黒色酸化鉄粉末の混合物を
敷いて黒体吸収〜放射体とした。対照として、上面開口
部に何ら被覆材をはりつけないモデル温室の温度を測定
した。最高温度及び最低温度の絶対値は気象条件により
著しく変化するので、対照との温度差（△Ｔ）をもって
保温性の尺度とした。実験は７月下旬〜９月中旬の間の
晴の日を選んで行なった。

被覆材としては表２の７種のフィルムを用いた。

試料番号１、２、３、４は多層積層フィルムであり、試
料番号５〜７のフィルムは単層樹脂フィルムである。表
２ ※略号の意味は下記の通り。

ＰＶＡ：ポリビニルアルコール樹脂〔■クラレ製クラレ
ポバールＨＣ（ケン化度：９９．９モル％）〕ＥＶＡ−
１三エチレンービニルアルコ−ル共重合体樹脂〔■クラ
レ製ェバール樹脂（エチレン単位含量：３３モル％）〕
ＥＶＡ−２：エチレンービニルアルコール共重合体樹脂
（エチレン単位含量：６０モル％）Ｂ−ＰＶＡ：ブチラ
ール化ポリビニルアルコール樹脂（ブチラール化度６０
モル％、ビニルァルコール単位含量：４０モル％）〕Ｐ
Ｅ：高圧法ポリエチレン（住友化学製スミカセン）ＰＰ
：ポリプロピレン（チッソ製チッソポリプロ）ＰＶＣ：
欧質ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニル樹脂１０碇部、可
塑剤（ジオクチルフタレート）５０部よりなる。

表中における△Ｔ（ｍａｘ）および△Ｔ（ｍｉｎ）の値
はそれぞれ、該フィルムで被覆したモデル温室の昼間の
最高温度Ｔ（ｍａｘ）および夜間の最低温度Ｔ（ｍｉｎ
）と被覆を施さない温度のそれら（Ｔｏ（ｍａｘ）およ
びＴｏ（ｍｉｎ））との温度差を示すものである。

すなわち △Ｔ（ｍａｘ）＝Ｔ（ｍａｘ）−Ｔｏ（ｍａｘ）△Ｔ（
ｍｉｎ）＝Ｔ（ｍｉｎ）−Ｔｏ（ｍｉｎ）である。

Claims

【特許請求の範囲】

１ビニルアルコール単位を３０モル％以上含有するポ
リビニルアルコール系樹脂よりなるポリビニルアルコー
ル系フイルムの表面に疎水性樹脂層を有し、可視光線に
対しては実質的に透明であり、かつ赤外線に対しては実
質的に不透明である農業用積層フイルム。