JPS6155471B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はポリビニルアルコール系農業用被覆材
更に詳しくは機械的強度及び実用的寸法安定性の
優れた保温性、除湿性、結露防止性、耐久性の良
好なポリビニルアルコール系農業用被覆材に関す
る。 我が国の農業技術はポリエチレン、ポリ塩化ビ
ニル、エチレン―酢酸ビニル共重合体等の合成樹
脂皮膜体に代表される農業用被覆材を利用するこ
とで目ざましい発展を遂げてきた。しかし昨今の
石油を取り巻く厳しい状況下に於ては既存の農業
用被覆材は必らずしも満足すべきものとは言えず
より性能の高い農業用被覆材の開発が強く望まれ
ている。 従来、ポリビニルアルコール系合成樹脂を素材
とする皮膜体は農業用被覆材としては利用される
ことがなかつたが分子内に多数のOH基を有する
特異な合成樹脂皮膜体として極めて優れた特性を
もつており、従来のポリエチレン、ポリ塩化ビニ
ル、エチレン―酢酸ビニル共重合体等の合成樹脂
皮膜体に代る全く新しい農業用被覆材としてその
期待されるところ多大なものがある。 即ちポリビニルアルコール系合成樹脂を素材と
する皮膜体は分子内の多数のOH基により吸湿
性、吸水性、透湿性に極めて優れており、農業用
被覆材として利用した場合疎水性の合成樹脂皮膜
体よりなる前記既存の農業用被覆材には全く見ら
れなかつた密閉被覆内の除湿性、結露防止性に優
れ、多湿条件下で多発する作物の病害防除に極め
て効果的である。また透明性に優れしかも親水性
合成樹脂皮膜体であるため静電気の発生がなく経
時での汚れが少く作物生育即ち作物の光合成に欠
くことのできない太陽光を充分に採光できる利点
がある。更に又重要な特性として６〜17μ波長域
の赤外線即ち夜間の放射冷却の主原因であるいわ
ゆる熱線透過の遮蔽性に極めて優れている為に保
温性が良好で節油効果が高く異常ともいえる重油
価格の高騰を背景とした今後の施設農業にとつて
省エネルギータイプの農業用被覆材として大いに
期待されるものである。更にまた、紫外線による
劣化が殆んどなく耐候性に優れており前記経時で
の透明性低下が少いこととあいまつて耐久性に優
れ長期間の使用ができる為、多大な労力を要する
張替作業が省力化できるに加えて経費が少なくて
済む利点もある。 その反面ポリビニルアルコール系合成樹脂を素
材とする皮膜体は以下に述べるような欠点がある
為に実用化されず現在に至つている。 即ち、先ず第一にポリビニルアルコール系合成
樹脂を素材とする皮膜体は親水性であることから
必然的に耐水性に乏しく吸湿、吸水によりブロツ
キングを起す上に著しく膨潤し実用的寸法安定性
に欠けハウス或いはトンネル等の農業用被覆材用
途への実用には耐え得ない。耐水性を賦与する為
に熱処理を行つて結晶化させる方法又はホルムア
ルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒドを用
い硫酸、燐酸等の触媒存在下にアセタール化する
方法があるが前者の結晶化させる方法ではブロツ
キング性は改良されるものの吸水時の膨潤度を10
〜15％以下に抑えることが難しい上後述する通
り、低温、低湿下での強度が低く実用性に欠け
る。後者のアセタール化する方法では分子内の
OH基が減少して著しく吸湿性、吸水性、透湿性
が低下する上、アセタール化反応に長時間を要す
る等、製造技術、及びコスト面で問題がある。 更に又、上記欠点に加えてポリビニルアルコー
ル系合成樹脂を素材とする皮膜体は吸湿、吸水時
或いは高温下では柔軟で実用的な機械的強度も充
分であるが、低温低湿下では著しく硬化し脆化す
る為に過酷な自然条件下で使用する農業用被覆材
用途には実用的強度が不充分であり実用に耐え得
ない。柔軟性を改良する方法としてグリセリン、
ポリエチレングリコール等の多価アルコールを可
塑性として添加する方法があるがこれらの方法で
は添加した可塑性が雨水等により短時間に離脱し
てしまい一時的効果にすぎない。 本発明者らはこれら既存の合成樹脂皮膜体から
なる農業用被覆材よりも優れた性能を有し上記ポ
リビニルアルコール系合成樹脂を素材とする皮膜
体の諸欠点を解消し農業用被覆材としての実用性
のある素材を見い出すべく鋭意研究の結果、本発
明を完成したものであつてその目的とするところ
は実用的な機械的強度を有し寸法安定性に優れ且
つ保温性、除湿性、結露防止性、耐久性の良好な
ポリビニルアルコール系農業用被覆材を提供する
にある。 上述の目的は0.92以上の配向度と0.47以上の結
晶化度とを有する少なく共２枚以上の一軸高延伸
ポリビニルアルコール系合成樹脂皮膜体を配向軸
を交差して積層接着一体化したポリビニルアルコ
ール系合成樹脂皮膜体積層物よりなり、該皮膜体
の配向軸方向に適宜間隔で適宜の長さのスリツト
を穿設したことを特徴とするポリビニルアルコー
ル系農業用被覆材により達成される。 本発明に係るポリビニルアルコール系合成樹脂
（以下ポリビニルアルコールをPVAと略記）を素
材とする皮膜体は平均重合度1000以上鹸化度98％
以上のPVAを原料とするものが好ましいが30％
（モル％、以下同じ）以下の割合いで他のモノマ
ーもしくはポリマー例えばオレフイン類を含む共
重合体、重合体混合物等の変性PVAよりなる皮
膜体でもよい。これらPVA系合成樹脂を素材と
する皮膜体は公知の製膜法例えば流延法溶融押し
出し法などによつて容易に得ることができ、必要
に応じては製膜時に可塑剤、紫外線吸収剤、各種
着色剤、防黴剤等を適宜添加せしめて皮膜化せし
めても良い。変性PVAよりなる皮膜体は例えば
エチレン―酢酸ビニル共重合体の鹸化物或いはペ
レタイズされた含水PVAとポリオレフイン合成
樹脂とのブレンド物を溶融押し出し法により皮膜
化する方法等によつて得ることができる。ここで
変性する他のモノマーもしくはポリマーの割合い
は30％以下にするのが保温性、除湿性、結露防止
性、耐久性等PVAが有する本来の性質を損わな
い点で好ましく10％以下であると更に好適であ
る。 このPVA系合成樹脂を素材とする皮膜体は吸
湿性、吸水性、透湿性、耐候性に優れると共に６
〜17μ波長域の赤外線即ち熱線の遮蔽性にも優れ
農業用被覆材として極めて有用な特性を有してい
るのであるが前述の通り耐水性に乏しく吸湿吸水
時のブロツキング及び著しい膨潤に起因する実用
的寸法安定性の不良、更には又低温低湿下の脆化
による機械的強度不良の為に農業用被覆材として
全く実用性がなく以下に述べる特定の処理及び特
定の構造形態とする必要がある。 即ちPVA系合成樹脂を素材とする皮膜体の吸
湿、吸水時のブロツキング性、寸法安定性の改良
及び低温低湿下での機械的強度を改良する方法と
して前記熱処理の他延伸を併用する方法が考えら
れるが、延伸により確かに一部の機械的強度及び
吸湿、吸水時の膨潤性は改良されるものの逆に引
裂に対する強度は激減する上、吸湿、吸水時或い
はその後の乾燥時に延伸により一度伸長・配列さ
れた分子が緩和し著しく収縮し易く寸法安定性に
欠ける為、一般的な熱処理と延伸とを併用しても
農業用被覆材としての実用性は乏しい。これらの
問題点のうち先ず吸湿吸水時或いはその後の乾燥
時に生じる収縮を防止するにはPVA系合成樹脂
を素材とする皮膜体を一軸方向に高延伸し次いで
充分なる熱処理を施して得られるPVA系一軸高
延伸、熱処理皮膜体の結晶配向度を少くとも0.92
以上、好ましくは0.94以上に又結晶化度を少くと
も0.47以上、好ましくは0.50以上とすることによ
つて解決できこのことが本発明の最も肝要な要件
の一つである。PVA系合成樹脂を素材とする皮
膜体は前にも述べた様に延伸及び熱処理によつて
吸湿、吸水時のブロツキング性、膨潤性は解決さ
れるが逆に吸湿、吸水時或いはその後の乾燥時に
分子の緩和現象によつて著しい収縮性を呈してく
る。この収縮性は延伸・熱処理後のPVA系皮膜
体の結晶配向度及び結晶化度と反比例関係にあり
共により高い程収縮性は低く結晶配向度が少くと
も0.92以上、結晶化度が少くとも0.47以上の場合
に於て始めて実用的に許容できる収縮性まで低下
せしめることが可能となる。PVA系合成樹脂を
素材とする皮膜体の一軸延伸熱処理後の結晶配向
度及び結晶化度は延伸の温度、時間及び熱処理時
間にも若干影響されるが主として延伸倍率及び熱
処理温度に依存する。従つて結晶配向度及び結晶
化度を高めて収縮性を防止するには更に高倍率に
延伸した後より高い温度で熱処理を施す必要があ
る。結晶配向度を0.92以上、結晶化度を0.47以上
とするにはPVA系を素材とする皮膜体の製膜時
の条件によつても若干異るが通常延伸倍率を5.5
倍以上熱処理温度を200℃以上とする。当然のこ
とながら延伸倍率及び熱処理温度を増大すると結
晶配向度及び結晶化度も高まり収縮性は低下して
更に好ましいものとなるが一般に延伸倍率は6.5
〜７倍まで、熱処理温度は熱分解の点で220〜230
までとするのがよい。延伸方法は公知の如何なる
方法によつても良く例えばローラー或いはチヤン
バーを用いて通常180〜200℃の温度下で２組のピ
ンチロール間の速度差を利用することにより容易
に実施することができ必要に応じては２段以上の
多段延伸としても良い。又熱処理を施与する方法
も公知の如何する方法によつても良く200℃以上
に加熱されたチヤンバー或いはシリンダーを用い
て実施されるが熱処理効果を増大するには後者の
シリンダーによる方が好ましい、又熱処理のタイ
ミングは通常20〜60秒で充分である。 更に又ここで本発明にとつて重要なことは上記
PVA系一軸高延伸・熱処理皮膜体の分子の配向
軸と同一方向に複数個の実質的に直線且つ微細な
スリツトを穿設することである。この様に構成す
ることによつて、皮膜体に柔軟性を賦与し従来展
張、取り外し、開閉、保管等の際に生じていた柔
軟性の欠如に起因する問題点が解消でき、ハウス
内カーテンとしても適用可能としたものである。
PVA系一軸高延伸・熱処理皮膜体の幅方向に於
ける微細スリツトの間隔は0.5mmより小さいと得
られる農業用被覆材の実用的強度及経緯積層接着
の安定性にやや問題があり逆に20mmより大きいと
得られる農業用被覆材が硬く柔軟性にやや欠ける
為に５〜20mmに範囲であることが好適であり、又
微細なスリツトの長さは５mmより小さいと得られ
る農業用被覆材が柔軟性に欠ける傾向があり100
mmより大きいと経緯積層接着の生産安定性及び得
られる農業用被覆材の実用的強度にやや問題があ
るので５〜100mmの範囲であることが好適であ
る。この際スリツトは皮膜体の分子の配列方向即
ち、配向軸方向に任意の横断面で切断した場合複
数個のスリツトと交わる様切設すると好適な結果
が得られる。この微細スリツトを切設する方法と
しては公知の如何なる方法によつても良く例えば
複数個の切り刃の設けられたロールカツターを回
転させながら走行する皮膜体に接触させる方法或
いはパンチング式に複数個の切り刃を皮膜体にプ
レスする方法等によつて実施される。この際微細
スリツトの長さ、間隔等の形状は切り刃の長さ及
び間隔、更に又ロールカツターの直径、ロールカ
ツターと皮膜体との接触角度及び速度比等の組み
合せにより自由且つ容易に調節することが出来
る。 この様にして得た分子の配列と同一方向に複数
個の実質的に直線且つ微細なスリツトを切設した
皮膜体は少くとも２枚以上配向軸を交差して積層
接着する。積層接着するには公知の適宜の方法を
選択して行えばよい。例えば経方向に皮膜性を繰
り出しこれにロールコータ法、デイツピング法、
スプレー法等により接着剤を塗布し他方経方向皮
膜体に配向軸を交差好ましくは直支して緯方向に
皮膜体を繰り出し一定長さに切断後経方向皮膜体
の上に連続的に供給しピンチロールで加圧後、チ
ヤンバー或いはシリンダーを用いて乾燥せしめる
ことによつて達成され経緯に多数枚皮膜体を用い
るには前記工程に続いて同様の方法にて実施すれ
ば良い。積層接着用の接着剤としては吸湿性、吸
水性、透湿性及び耐候性の点より皮膜体と同素材
のPVA系合成樹脂であることが好ましい。 この際、熱処理後の前記皮膜体がフイブリル化
をしない程度充分高い温度条件下、一般的には皮
膜体の温度が80℃以上の温度条件下に水分を与え
て含有水分率が15％以上となるように吸水膨潤せ
しめるのが好適である。 熱処理後の皮膜体に水分を与えて吸水膨潤せし
める方法としては種々の方法が考えられるがその
一例を挙げると水中浸漬法、水スプレー法、生蒸
気法等がある。付与した水分はそのままでも良い
が必要に応じてピンチロールで絞り表面に付着し
た余分な水分を除去しても良い。 本発明に係る微細なスリツトを設けたポリビニ
ルアルコール系農業用被覆材の一例を図面につい
て説明する。 第１図及び第３図は分子の配列と同一方向に複
数個の実質的に直線且つ微細なスリツトを切設し
たPVA系一軸高延伸・熱処理皮膜体、第２図及
び第４図は各々第１図及び第２図に図示した皮膜
体を経緯に積層接着せしめた本発明農業用被覆材
の１例を示す説明図であり１はPVA系一軸高延
伸・熱処理皮膜体、２は微細なスリツトを表わ
す。第２図に示す本発明農業用被覆材は第１図に
示す微細スリツトを千鳥状に切設したPVA系一
軸高延伸・熱処理皮膜体を経緯に各１枚積層接着
せしめたものであり、第４図に示す本発明農業用
被覆材は第３図に示す微細なスリツトを長さ方向
の同一位置に切設したPVA系一軸高延伸・熱処
理皮膜体を経緯に各１枚積層接着せしめたもので
あるが微細なスリツトはその他如何なる形状に設
けたものであつても良い。しかしながら第１図に
示す千鳥状の様に微細なスリツトがPVA系一軸
高延伸・熱処理皮膜体の長手方向の如何なる位置
に於ても幅方向に複数個施されたものの方が得ら
れる農業用被覆材の柔軟性及びPVA系一軸高延
伸・熱処理皮膜体のフイブリル化防止即ち経緯積
層接着の安定性の点でより好適である。 本発明農業用被覆材はPVA系合成樹脂を素材
とする為に除湿性、結露防止性、保温性並びに耐
久性に優れると共に極めて寸法安定性、柔軟性及
び機械的強度も良好であり省エネルギー不可欠の
今後の農業経営にとつて誠に効果的な農業用被覆
材としてハウス用、トンネル用にと広く利用でき
るものである。 以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。 尚、実施例中の諸物性値は以下の方法によつて
測定したものである。 (1) 結晶配向度 広角Ｘ線回折法によつて結晶格子（001）
面、（100）面の半価幅を測定して求めた。 (2) 結晶化度 密度こう配管法によつて密度を測定して求め
た。 (3) 収縮率 長さ100cm、幅２cmの試料を20℃の水中に１
時間浸漬した時の長さ（Lw）、浸漬後40℃の乾
燥機に５時間放置した時の長さ（Ｌ_D）を測定
し次式より求めた。 20℃水中での収縮率（％） ＝（１００−Ｌｗ／１００）×100 40℃乾燥時の収縮率（％） ＝（１００−Ｌ_Ｄ／１００）×100 実施例 １ 平均重合度1700、鹸化度99.9％のポリビニルア
ルコール皮膜体（厚み60μ）を190℃で６倍に延
伸し次いで円周方向に等間隔で６列、幅方向に２
mm間隔で切り刃を設けたロールカツターを用いて
分子の配列方向（延伸方向）に微細なスリツトを
施与せしめた後205℃で30秒間熱処理を行つて結
晶化度0.49、結晶配向度0.93のポリビニルアルコ
ール一軸高延伸・熱処理皮膜体を得た。尚この場
合得られた皮膜体はロールカツターと皮膜体の速
度比等スリツトの施与条件を選定することにより
２mm間隔で長さ20mmの微細なスリツトを設けるこ
とができ且つフイブリル化することなく安定して
巻取ることが出来た。 次いでこの皮膜体を平均重合度1400、鹸化度
99.9％のポリビニルアルコール９％水溶液を用い
てロールコーター法により経緯に各一枚積層接着
せしめて本発明品１を製造した。 この場合製造は何らの支障もなく極めて安定的
であつた。 比較例として延伸倍率が4.5倍、熱処理温度が
190℃である他は本発明品と同様にして結晶化度
0.46、結晶配向度0.90のポリビニルアルコール一
軸延伸・熱処理皮膜体からなる比較品１を製造し
た。 第１表に本発明品と比較品の水中及び乾燥時の
収縮率を示したがこの結果から本発明品が比較品
に比して寸法安定性良好で実用性に優れているこ
とが明らかである。

【表】 なお皮膜体に微細なスリツトを設けずにポリビ
ニルアルコール一軸高延伸・熱処理皮膜体を積層
接着しようとしたがフイブリル化が大きくシワ、
折れ込み、部分的切断等の発生により安定して巻
取ることが出来ず生産不可能であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は本発明に係るポリビニルア
ルコール系農業用被覆材を構成するスリツトを設
けたPVA系一軸高延伸熱処理皮膜体の一例を示
す説明図であり第２図及び第４図は第１図及び第
３図に示す皮膜体を経緯に積層接着した本発明に
係るポリビニルアルコール系農業用被覆材の一例
を示す説明図である。図において１はPVA系一
軸高延伸熱処理皮膜体、２は微細スリツトを表わ
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 0.92以上の配向度と0.47以上の結晶化度とを
   有する少なく共２枚以上の一軸高延伸ポリビニル
   アルコール系合成樹脂皮膜体を配向軸を交差して
   積層接着一体化したポリビニルアルコール系合成
   樹脂皮膜体積層物よりなり、該皮膜体の配向軸方
   向に適宜間隔で適宜の長さのスリツトを、設けた
   ことを特徴とするポリビニルアルコール系農業用
   被覆材。 ２ ポリビニルアルコール系合成樹脂皮膜体が平
   均重合度1000以上、鹸化度98％以上のポリビニル
   アルコール系合成樹脂よりなるものである特許請
   求の範囲第１項記載のポリビニルアルコール系農
   業用被覆材。 ３ 配向軸が直角に交差したものである特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載のポリビニルアルコ
   ール系農業用被覆材。 ４ スリツトを配向軸方向に、任意の横断面で切
   断した場合複数個のスリツトと交わる様設けたも
   のである特許請求の範囲第１項記載のポリビニル
   アルコール系農業用被覆材。