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保温用フィルム
説明

保温用フィルム

【課題】保湿剤粒子の凝集がなく、分散性が良好で、保温剤の添加量を少なくとも保温性を向上させた保温フィルムを提供すること。
【解決手段】ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して無水炭酸マグネシウムを0.5〜5重量部含有し、農業用ハウスなどに用いられる保温用フィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、保温用フィルムに関し、特に作物の栽培施設や家屋の窓ガラス等に使用される保温用フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、農作物の栽培において、保温の目的から農業用フィルムが展張された農業用ハウスや農業用トンネルが用いられており、また、夜間の家屋への外からの冷気を和らげる目的で、窓ガラスに保温用フィルムを貼合する等のことが行われていた。
【0003】
特に、農作物の栽培温度管理の点から、昼間に太陽熱を吸収して温度上昇した農業用ハウス内部の温度が夜間に外に散逸するのを防止して、農業用ハウスや農業用トンネル内の温度が夜間にできるだけ下がらないようにする必要がある。また、省エネの観点から、ガラス窓に保温用フィルムを貼って、夜間の室内温度の低下や、外気にさらされて窓ガラスが結露するのを防止することに関心が高まっている。
【0004】
このような保温用フィルムとしては、保温剤を充填したポリオレフィン系フィルム(以下「PO系フィルム」と略すことがある)などが用いられている。
【0005】
保温剤としては、例えば、特許文献1にはリチウム−アルミニウム複合水酸化物塩が提案され、特許文献2にはハイドロタルサイト類が提案されているが、これらをPO系フィルムに多量に含有させると透明性の低下を招く虞がある。特にリチウム−アルミニウム複合水酸化物塩は透明性を阻害しやすく、ハイドロタルサイト類はリチウム−アルミニウム複合水酸化物塩に比べれば透明性を阻害しにくいが、保温性が必ずしも十分でないという問題点を有している。
【0006】
このような保温剤を樹脂に添加した際に優れた透明性を得るためには、保温剤の粒子径が小さいほど有利である。しかし、粒子径の小さい粒子はマスターバッチおよびフィルムへ均一に分散させることが難しく、粒子が凝集して分散不良になる等の問題があった。また、微粒子になるほど嵩密度が低くなり、ハンドリングの悪化や樹脂へのなじみの悪さが問題となっていた。
【0007】
ハンドリング性の改善に関して、樹脂製品の生産工程でのハイドロタルサイト粉体の供給における流動性を改善するため、特許文献3には、真空脱気によるハイドロタルサイトの減容によって嵩密度を調整することが提案されている。
【0008】
また、ハイドロタルサイト粉体の分散性を改善し、ハイドロタルサイト粉体にさらなる保温性と透明性を付与するために、特許文献4には、オキシシリケート化合物やリン酸化合物で被覆することが提案されている。
【0009】
特許文献1〜4に記載された上述のような保温剤をポリオレフィン樹脂に配合しても、得られるPO系フィルムは、依然として、保温性が十分でなかったり、保温性の改善のために保温剤の量を多くすると、フィルムの強度や透明性が十分でなくなるという問題があり、その一層の改善が強く求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開平7‐312996号公報
【特許文献2】特開昭60‐104141号公報
【特許文献3】特開2007‐106620号公報
【特許文献4】特開2003‐231778号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、保温剤粒子の凝集がなく、分散性が良好で、保温剤の添加量を少なくしても保温性に優れた保温フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成する本発明は、
(1)ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して無水炭酸マグネシウムを0.5〜5重量部含有することを特徴とする保温用フィルム、
(2)複数のフィルム層が積層一体化されてなり、少なくとも一つのフィルム層は、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して無水炭酸マグネシウムを0.5〜5重量部含有することを特徴とする上記(1)項に記載の保温用フィルム、
(3)ポリオレフィン系樹脂がポリエチレン系樹脂またはポリプロピレン系樹脂である上記(1)または(2)項に記載の保温用フィルム、
(4)ポリエチレン系樹脂が直鎖状低密度ポリエチレンまたはエチレン−酢酸ビニル共重合体である上記(3)項に記載の保温用フィルム、および
(5)無水炭酸マグネシウムが海水法の無水炭酸マグネシウムである上記(1)または(2)に記載の保温用フィルム
を提供するものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、保温剤粒子の凝集がなく、分散性が良好で、保温剤の添加量を少なくしても保温性に優れた保温用フィルムを提供することができた。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の保温用フィルムは、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して無水炭酸マグネシウムを0.5〜5重量部含有させることを特徴とするものである。
【0015】
本発明の保温用フィルムを構成するポリオレフィン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、炭素数が2〜10のα−オレフィンの単独重合体、炭素数が2〜10のα−オレフィンの二種類以上の共重合体、炭素数が2〜10のα−オレフィンと、このα−オレフィンと共重合可能なビニルモノマーとの共重合体などが挙げられ、ポリオレフィン系樹脂は単独で用いても二種類以上を併用してもよい。なお、炭素数が2〜10のα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどが挙げられる。
【0016】
ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、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などのポリエチレン系樹脂、ホモポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−酢酸ビニル共重合体などのポリプロピレン系樹脂などが挙げられるが、ポリエチレン系樹脂が好ましく、特に直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。
【0017】
又、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート(MFR)は、低いと、保温用フィルムの成形速度が低下することがある一方、高いと、保温用フィルムの製膜性が低下することがあるので、0.1〜20g/10分が好ましく、1〜15g/10分がより好ましい。なお、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレートは、JIS K−7210に準拠して190℃、荷重21.2N(2.16kgf)の条件下にて測定されたものをいう。
【0018】
本発明で保温剤として用いられる無水炭酸マグネシウムとは、一般式MgCO3で表され,結晶水を持たない化合物である。天然鉱物としては菱苦土石として産出するが、天然に産出するものは菱鉄鉱(FeCO3)や苦灰石(CaMg(CO3)2)などの不純物を含み、着色しているものもあるので好ましくない。
【0019】
本発明で保温剤として用いられる無水炭酸マグネシウムとしては、海水法の無水炭酸マグネシウムが好ましい。海水法の炭酸マグネシウムの製造方法としては、海水中のにがり(MgCl)に消石灰(Ca(OH)2)を反応させて生成した水酸化マグネシウムスラリーに二酸化炭素ガスを導入して水酸化マグネシウム粒子を炭酸化させる方法や、海水中のにがりと可溶性炭酸塩(例えば、炭酸ナトリウム)を水中で直接反応させ炭酸化させる方法があり、先ず中性炭酸マグネシウム(MgCO3・nH2O、nは1〜5)スラリーが得られ、このスラリーを加熱、乾燥することで、無水炭酸マグネシウム(MgCO3)を得ることができる。天然品の無水炭酸マグネシウムは結晶質でモース硬度で6程度であるのに対し、海水法の無水炭酸マグネシウムは非晶質でモース硬度は3.5〜4.5である。
【0020】
海水法の無水炭酸マグネシウムは粒子径のそろった立方体の結晶で得られ、シャープな粒度分布を持ち、比表面積が小さい粉体であるので、オレフィン系樹脂に配合するときのハンドリング性に非常に優れている。また、空気の巻き込も非常に少ないので、混練時に問題になる酸化劣化も抑えられる。また、粒子の凝集性も極めて低いので、樹脂中へ良く分散する。本発明で用いられる無水炭酸マグネシウムは、従来より海水法でも製造され、「タンマグ」の略称で知られる、一般式m MgCO3・Mg(OH)2・nH2Oの塩基性炭酸マグネシウムとは異なるものである。塩基性炭酸マグネシウムは嵩高い不定形の形状で、結晶内の水酸基や結晶水は200℃以上の温度で外部に放出され始めるため、押出機で樹脂に配合することは困難である。
【0021】
塩基性炭酸マグネシウムは加熱すると140℃付近から結晶水を解離するので、押出機で樹脂に配合して押し出すと、発泡するが、無水炭酸マグネシウムは、500℃付近まで加熱しても安定であり、容易に樹脂中に分散させることができる。
【0022】
本発明の保温用フィルム中における無水炭酸マグネシウムの含有量は、従来の保温剤に比べ、少量で効果を発揮するが、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、0.5重量部未満の配合量では、保温用フィルムの保温性がなく、5重量部を超える配合量では、保温用フィルムの透明性及び強度が低下するだけでなく、溶融張力が低下するので製膜安定性が損なわれる。特に、吸引等の方法で凹部を形成した層を貼り合わせた複層構造の保温用シートの場合、溶融張力が低下すると凹部の安定した形成が非常に難しくなるので、無水炭酸マグネシウムの含有量はポリオレフィン系樹脂100重量部に対して0.5〜5重量部に限定され、1〜4重量部が好ましい。
【0023】
なお、上記保温用フィルムは、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、顔料などを含有してもよい。
【0024】
上記光安定剤としては、従来公知のものが使用できるが、これらのなかでも、ヒンダードアミン系光安定剤が好ましい。ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、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]}などが挙げられ、これらは単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
【0025】
上記酸化防止剤としては、従来公知のものが使用できるが、熱安定剤としての効果を兼ね備えているものが好ましい。このような酸化防止剤としては、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などのキレーターが挙げられ、単独で用いられても、二種以上を併用してもよい。
【0026】
上記紫外線吸収剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、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などのベンゾフェノン系紫外線吸収剤、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などのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチル酸エステル系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤などが挙げられ、単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
【0027】
保温用フィルムは単層からなるものでもよいが、前述のように複数のフィルム層が積層一体化されてなる多層構造であってもよい。保温用フィルムが多層構造である場合、複数のフィルム層のうちの少なくとも一つのフィルム層が、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して無水炭酸マグネシウムを0.5〜5重量部含有していればよい。
【0028】
多層構造の保温用フィルムにおいて、上記単層の保温用フィルムと同様の構成を有しているフィルム層を除いた残余のフィルム層は、ポリオレフィン系樹脂を含んでおればよく、必要に応じて光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防霧剤、滑剤、顔料などを含有していてもよい。なお、ポリオレフィン系樹脂は上述と同様であるのでその説明を省略する。
【0029】
上述した単層又は多層の保温用フィルムの厚みは、薄いと、保温用フィルムの機械的強度や保温効果が低下することがあり、厚いと、保温用フィルムの裁断、接合、展張作業などが困難となり、保温用フィルムの取扱性が低下するので、20〜300μmが好ましく、50〜200μmがより好ましい。
【0030】
保温用フィルムの成形方法としては、従来公知の方法が採用されてよく、保温用フィルムが単層の場合には、例えば、インフレーション法、Tダイ押出法、カレンダー法などが挙げられ、保温用フィルムが多層の場合には、例えば、上記方法により各層を形成するフィルムを製膜した後に複数枚のフィルムを重ね合わせて積層一体化する方法、Tダイ押出法やインフレーション法による多層押出法などが挙げられ、インフレーション法による多層押出法が好ましい。
【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1〜2、比較例1〜3)
直鎖状低密度ポリエチレン(メルトフローレート:1.2g/10分、密度:0.91g/cm3)、海水法の中性無水炭酸マグネシウム(神島化学工業社製 商品名「合成マグネサイトMSL」)、およびハイドロタルサイト類(協和化学社製 商品名「DHT−4A」)を用いて、樹脂と無機粉体の割合が80/20になるように配合し、混合して押出機に供給して溶融混練して粉体マスターバッチを作製した。このマスターバッチを表1に示す実施例1〜3、比較例1〜3のそれぞれの濃度になるように樹脂(同一の直鎖状低密度ポリエチレン)で希釈して押出機に供給し、空冷インフレーション法によって厚みが75μmの単層の農業用フィルムを得た。
【0033】
得られた農業用フィルムの保温性及び透明性を下記の要領で測定し、その結果を表1に示した。
【0034】
(保温性)
農業用フィルムの吸収スペクトルを赤外線分光光度計(日本分光社製、商品名「FT/IR−410」)を用いて測定し、各波長の赤外線吸収率に15℃の黒体輻射エネルギー吸収率を乗じて規格化し、400〜2000cm-1の波長範囲に亘って積算した。得られたエネルギー吸収率の総黒体輻射エネルギーに対する百分率を保温指数とし、下記基準に基づいて評価した。
◎:保温指数が60%以上であった。
○:保温指数が50%以上且つ75%未満であった。
△:保温指数が40%以上且つ65%未満であった。
×:保温指数が40%未満であった。
【0035】
(透明性)
製膜直後の農業用フィルムのヘーズ値をヘーズ測定器(日本電色工業社製 商品名「NDH2000」)を用いて測定し、下記基準に基づいて評価した。
◎:ヘーズ値が5%未満であった。
○:ヘーズ値が5%以上且つ10%未満であった。
△:ヘーズ値が10%以上且つ20%未満であった。
×:ヘーズ値が20%以上であった。
【0036】
【表1】

【0037】
(実施例3、比較例4〜5)
実施例1で作製した粉体マスターバッチを用いて、樹脂100重量部に対して無機粉体含量が1.5重量部になるように、無機粉体を直鎖状低密度ポリエチレン(MFR=7.8g/10分、密度=0.91g/cm)に混合し、エアマット(ポリエチレンクッションシート)成形用押出機に供給し、実施例3のエアマット(ポリエチレンクッションシート)を作製した。
【0038】
得られた実施例3のエアマット(ポリエチレンクッションシート)の保温性を以下に示す方法で評価し、その結果を比較例4の一般エアマット、比較例5の市販蓄熱エアマットの評価結果とともに、表2に示した。
【0039】
(保温性の評価)
たて40cm、よこ40cm、高さ20cm、板厚2mmのアクリル樹脂製の箱の内面に評価するエアマット(ポリエチレンクッションシート)を貼りつけ、箱の底面中央部に温度計を設置した。このとき箱の上面も他の面と同様にしてエアマット(ポリエチレンクッションシート)を貼りつけて覆い、この箱を50℃に制御されたエアオーブン中に1時間靜置した後、箱を23℃の部屋に取出し、箱内に設置された温度計で箱内の温度の変化を5分ごとに観察し、温度低下の経過で保温性を評価した。
【0040】
【表2】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して無水炭酸マグネシウムを0.5〜5重量部含有することを特徴とする保温用フィルム。
【請求項2】
複数のフィルム層が積層一体化されてなり、少なくとも一つのフィルム層は、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して無水炭酸マグネシウムを0.5〜5重量部含有することを特徴とする請求項1に記載の保温用フィルム。
【請求項3】
ポリオレフィン系樹脂がポリエチレン系樹脂またはポリプロピレン系樹脂である請求項1または2に記載の保温用フィルム。
【請求項4】
ポリエチレン系樹脂が直鎖状低密度ポリエチレンまたはエチレン−酢酸ビニル共重合体である請求項3に記載の保温用フィルム。
【請求項5】
無水炭酸マグネシウムが海水法の無水炭酸マグネシウムである請求項1または2に記載の保温用フィルム。

【公開番号】特開2013−81402(P2013−81402A)
【公開日】平成25年5月9日(2013.5.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−222460(P2011−222460)
【出願日】平成23年10月7日(2011.10.7)
【出願人】(508117558)東邦株式会社 (2)
【Fターム(参考)】