(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂にて形成されたフィルムからなり、該フィルムの１方向に伸びる幹フィブリルと前記幹フィブリル間を連結する枝フィブリルとからなる３次元網状組織により形成される微細孔を有し、前記枝フィブリルの形成密度が前記幹フィブリルの形成密度より高いことを特徴とする農業用マルチングフィルム。
【請求項２】
バブルポイント法（ＡＳＴＭ  Ｆ３１６−８６）により求めた前記微細孔の平均細孔直径ｄ（μｍ）と、水銀圧入法（ＪＩＳ  Ｋ１１５０）により求めた前記微細孔の平均細孔半径ｒ（μｍ）とが下記式を満たすものである請求項１に記載の農業用マルチングフィルム。
１．２≦２ｒ／ｄ≦１．７
【請求項３】
前記枝フィブリルは、フィルムの最大熱収縮方向に配向している請求項１又は２に記載の農業用マルチングフィルム。
【請求項４】
前記微細孔は、平均細孔直径ｄが０．０６〜３μｍである請求項１〜３のいずれかに記載の農業用マルチングフィルム。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂である請求項１〜４のいずれかに記載の農業用マルチングフィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農業用マルチングフィルムに関する。より詳しくは、機械的に通気孔を形成することなく雑草の繁茂を防止する効果と通気性、透湿性とを有するマルチングフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
農業用マルチングフィルムは、農作物の植え付け用の穴の周囲や果樹の幹の周囲の土壌を被覆して雑草の繁茂を防止するものである。従来の農業用マルチングフィルムは、黒色の熱可塑性樹脂にて形成されているために遮光性はよいが、通気性、透湿性が悪く、農作物の植え付け用の穴だけでは農作物が蒸れ、場合によっては腐ってしまうという問題があった。
【０００３】
かかる問題解決のために、例えば実開昭４９−９５１２９号公報に開示されているように、作物の植え付け用の穴を設けると共にその周囲にも多数の細孔を設けた農業用マルチングフィルムが公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記実開昭４９−９５１２９号公報記載のマルチングフィルムは、フィルム形成後に機械的穿孔手段等を使用して細孔を設けることにより、通気性、透湿性が改善され、農作物の蒸れや腐食が防止されたものである。
【０００５】
しかし、微細であるとはいえ、機械的に形成され、目視で確認できる穴が設けられているために、雨水が侵入し、また日光もこの穴を通して土壌面に到達するため、雑草の繁殖防止効果が十分ではなかった。
【０００６】
さらに果樹園などにおいては、地面に敷きつめてその上を作業者が歩く場合もあり、マルチングフィルムには、そのような際に破損しない強度を有することも求められる。しかるに、従来の農業用マルチングフィルムは、一般的な熱可塑性樹脂フィルムで形成されていて強度自体がそれ程高いものではなく、さらに機械的に形成された穴を有するためにこの穴が応力による亀裂成長のきっかけとなり、全体として強度も十分ではなかった。
【０００７】
本発明の目的は、雨水の侵入を防止可能な耐水性を有すると共に機械的に細孔を設けることなく全体が均一な通気性、透湿性を有していて農作物の蒸れや腐食が防止可能であり、しかも十分な強度を有する農業用マルチングフィルムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の農業用マルチングフィルムは、熱可塑性樹脂にて形成されたフィルムからなり、該フィルムの１方向に伸びる幹フィブリルと前記幹フィブリル間を連結する枝フィブリルとからなる３次元網状組織により形成される微細孔を有し、前記枝フィブリルの形成密度が前記幹フィブリルの形成密度より高いことを特徴とする。
【０００９】
かかる構成の農業用マルチングフィルムは、雨水侵入の防止可能な耐水性を有すると共に農作物の蒸れや腐食の防止可能な均一な通気性、透湿性を有し、しかも十分な強度を有する。またかかる構成の農業用マルチングフィルムは、全体が不透明であり、機械的に形成された貫通孔もないので雑草を成長させる程度の光の透過が起こらない。
【００１０】
また、枝フィブリルの形成密度が、幹フィブリルの形成密度より高いことによって、最大熱収縮方向、及びそれに直交する方向との力学強度のバランスの優れた農業用マルチングフィルムとなる。枝フィブリル、幹フィブリルは、必ずしも直線的に伸びている必要はない。また、幹フィブリルの伸びる方向は、電子顕微鏡写真により確認でき、フィルムの裁断により決定されるので、特に特定されるものではない。「１方向に伸びる」とは、すべての幹フィブリルが直線的に平行に特定方向に伸びていることを要するものではなく、蛇行しつつある程度のばらつきを有して平均的に特定方向に配向していることを意味する。
【００１１】
枝フィブリル、幹フィブリルのそれぞれの形成密度は、フィルム１μｍ2 の面積に存在するフィブリルの数であり、走査型電子顕微鏡によりフィルム表面を観測して求める。具体的には、５×５μｍの中に存在するフィブリルの数を計測して求める。本発明の農業用マルチングフィルムの孔構造を、ｌｏｏｆａｈ構造と称する。
【００１２】
上述の農業用マルチングフィルムにおいては、バブルポイント法（ＡＳＴＭ  Ｆ３１６−８６）により求めた前記微細孔の平均細孔直径ｄ（μｍ）と、水銀圧入法（ＪＩＳ  Ｋ１１５０）により求めた前記微細孔の平均細孔半径ｒ（μｍ）とが下記式
１．２≦２ｒ／ｄ≦１．７
を満たすものであることが好ましい。
【００１３】
２ｒ／ｄの値が上記の範囲内にある農業用マルチングフィルムは、通気性、透湿性及び強度のバランスが特に優れたものである。なお、フィルムの強度の点から、２ｒ／ｄの値は１．６５以下であることが好ましく、１．６０以下であることがより好ましい。
【００１４】
本発明の多孔性フィルムからなる農業用マルチングフィルムの膜厚Ｙは通常１〜２００μｍであり、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは５〜３０μｍである。厚すぎると通気性、透湿性が低下し、薄すぎると物理的強度が十分でなくなる。
【００１５】
上述の農業用マルチングフィルムにおいては、前記枝フィブリルは、フィルムの最大熱収縮方向に配向していることが好ましい。
【００１６】
枝フィブリルが、フィルムの最大熱収縮方向に配向することにより、最大熱収縮方向の機械的強度が高くなる。
【００１７】
本発明の農業用マルチングフィルムにおいては、前記微細孔は、平均細孔直径ｄが０．０６〜３μｍであることが好ましい。また本発明の農業用マルチングフィルムは、ガーレー値が膜厚２５μｍあたり１０〜１０００秒／１００ｃｃであることが好ましい。また、空隙率が４０〜８０％であることが好ましい。
【００１８】
ガーレー値が１０秒／１００ｃｃ未満では、通気性ないし透湿性が低すぎて農作物に蒸れが生じる場合があり、１０００秒／１００ｃｃを超えると雨水が侵入しやすくなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の農業用マルチングフィルムを構成する多孔性フィルムの主原料である熱可塑性樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン等のオレフィンの単独重合体または２種類以上のオレフィンの共重合体であるポリオレフィン系樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等のフッ化ビニル系樹脂、６−ナイロン、６，６−ナイロン、１２−ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の飽和ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、シリコーン樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、熱可塑性エラストマーやこれらの架橋物等が挙げられる。
【００２０】
本発明の農業用マルチングフィルムを構成している熱可塑性樹脂は、１種類あるいは２種類以上の混合物であってもよい。
【００２１】
熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂が、耐薬品性に優れており、また焼却してもダイオキシンが発生しないため、より好適である。
【００２２】
このようなポリオレフィン系樹脂は、１種類のオレフィンの重合体または２種類以上のオレフィンの共重合体を主成分とするものである。ポリオレフィン系樹脂の原料となるオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなどが挙げられる。ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、低密度ポリエチレン、線状ポリエチレン（エチレン−α−オレフィン共重合体）、高密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリプロピレン系樹脂、ポリ（4 −メチルペンテン−１）、ポリ（ブテン−１）、及びエチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
【００２３】
特に、ポリオレフィン系樹脂が分子鎖長が２８５０ｎｍ以上の長分子鎖長ポリオレフィンを含有する農業用マルチングフィルムは強度に優れており、従って機械的強度を維持しつつ膜厚を薄くすることができる。このため通気性、透湿性もより向上させることができ、本発明の効果をより発現する農業用マルチングフィルムが得られる。農業用マルチングフィルムの強度の観点から、ポリオレフィン系樹脂は、分子鎖長が２８５０ｎｍ以上の長分子鎖長ポリオレフィンを１重量％以上含有していることが好ましく、１０重量％以上含有していることがより好ましく、２０重量％以上含有していることが更に好ましい。
【００２４】
ポリオレフィンの分子鎖長、重量平均分子鎖長、分子量及び重量平均分子量はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により測定し、特定分子鎖長範囲又は特定分子量範囲のポリオレフィンの混合比率（重量％）はＧＰＣ測定により得られる分子量分布曲線の積分により求めることができる。
【００２５】
ここに、ポリオレフィンの分子鎖長は、後述するＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）測定によるポリスチレン換算の分子鎖長であり、より具体的には以下の手順で求められるパラメータである。
【００２６】
すなわち、ＧＰＣ測定の移動相としては、測定する未知試料も分子量既知の標準ポリスチレンも溶解することができる溶媒を使用する。まず、分子量が異なる複数種の標準ポリスチレンのＧＰＣ測定を行い、各標準ポリスチレンの保持時間を求める。ポリスチレンのＱファクターを用いて各標準ポリスチレンの分子鎖長を求め、これにより、各標準ポリスチレンの分子鎖長とそれに対応する保持時間を知る。尚、標準ポリスチレンの分子量、分子鎖長およびＱファクターは下記の関係にある。
【００２７】
分子量＝分子鎖長×Ｑファクター
次に、未知試料のＧＰＣ測定を行い、保持時間−溶出成分量曲線を得る。標準ポリスチレンのＧＰＣ測定において、保持時間Ｔであった標準ポリスチレンの分子鎖長をＬとするとき、未知試料のＧＰＣ測定において保持時間Ｔであった成分の「ポリスチレン換算の分子鎖長」をＬとする。この関係を用いて、当該未知試料の前記保持時間−溶出成分量曲線から、当該未知試料のポリスチレン換算の分子鎖長分布（ポリスチレン換算の分子鎖長と溶出成分量との関係）が求められる。
【００２８】
本発明の農業用マルチングフィルムは無機充填剤あるいは有機充填剤等の充填剤を含有していてもよい。
【００２９】
さらに本発明の農業用マルチングフィルムは本発明の目的を妨げない範囲で脂肪酸エステルや低分子量ポリオレフィン樹脂等の延伸助剤、安定化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、顔料などの着色剤等の添加剤を含有してもよい。
【００３０】
本発明の農業用マルチングフィルムは、例えば分子鎖長が２８５０ｎｍ以上の長分子鎖長ポリオレフィンを含有するポリオレフィン系樹脂を原料とする場合、樹脂原料と無機化合物及び／又は樹脂の微粉末とを、強混練できるようセグメント設計した２軸混練機を使用して混練した後、ロール圧延法によりフィルム化し、得られた原反フィルムを延伸機により延伸することによって、製造することができる。
【００３１】
延伸に使用する装置としては、公知の延伸装置が限定なく使用可能であり、クリップテンターが好適な手段として例示される。
【００３２】
上述の無機化合物の微粉末としては、平均粒子径が０．１〜１μｍの酸化アルミニウムや水酸化アルミニウム、酸化マグネシウムや水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどが例示される。特に、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムを使用し、農業用マルチングフィルムを作製後に、酸性水により溶解、除去することが、安定した通気性、透湿性を得る上で好適である。
【００３３】
本発明の農業用マルチングフィルムを構成している熱可塑性樹脂は、放射線の照射により架橋されていてもよい。熱可塑性樹脂が架橋されている農業用マルチングフィルムは、非架橋の熱可塑性樹脂からなる農業用マルチングフィルムよりも耐熱性や強度において優れている。
【００３４】
本発明の農業用マルチングフィルムは厚み１０〜１５０μｍ程度の薄膜であることが効果的である。また、この場合、農業用マルチングフィルムを構成する熱可塑性樹脂が放射線照射により架橋されていることも効果的である。通常は、農業用マルチングフィルムを薄膜化すると、膜強度が低下してしまうという問題がある。これに対して、本発明にかかる農業用マルチングフィルムであって、その膜厚が１０〜１５０μｍ程度であり、かつ、それを構成する熱可塑性樹脂が放射線の照射により架橋されているフィルムは、通気性や透湿性が特に安定しており、かつ高い強度を有する農業用マルチングフィルムとなり得る。
【００３５】
本発明の農業用マルチングフィルムであって熱可塑性樹脂が架橋されているフィルムは、非架橋の熱可塑性樹脂を用いて製造した本発明の農業用マルチングフィルムに対して更に放射線を照射することにより得ることができる。
【００３６】
架橋のために本発明の農業用マルチングフィルムに照射する放射線の種類は特に限定されないが、ガンマー線、アルファー線、電子線などが好ましく用いられ、生産速度や安全性の面から電子線の使用が特に好ましい。
【００３７】
放射線源としては、加速電圧が１００〜３０００ｋＶの電子線加速器が好ましく用いられる。加速電圧が１００ｋＶより小さいと電子線の透過深さが充分でなく、３０００ｋＶより大きいと装置がおおがかりでコスト的に好ましくない。放射線照射装置の例としては、バンデグラーフ型などの電子線走査型装置やエレクトロンカーテン型などの電子線固定・コンベア移動型装置などが挙げられる。
【００３８】
放射線の吸収線量は０．１〜１００Ｍｒａｄであることが好ましく、０．５〜５０Ｍｒａｄであることがより好ましい。吸収線量が０．１Ｍｒａｄより小さい場合には樹脂を架橋させる効果が充分でなく、１００Ｍｒａｄより大きい場合は強度が著しく低下するため好ましくない。
【００３９】
本発明の農業用マルチングフィルムに放射線を照射するときの照射雰囲気は空気でも構わないが、窒素など不活性ガス雰囲気が好ましい。
【００４０】
また、本発明の農業用マルチングフィルムでは、放射線照射の有無にかかわらず、多孔性フィルムの孔の中に、他の有機あるいは無機化合物を含浸させておくことができる。含浸させる化合物は多孔性フィルムの用途に応じて適宜選択することができるが、例えば殺虫剤や農薬、化学肥料等の薬剤などが挙げられる。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明を更に具体的に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
実施例及び比較例に示す農業用マルチングフィルムの物性は下記の評価方法により測定した。
【００４２】
［評価方法］
（１）ガーレー値（通気性評価）
フィルムのガーレー値（秒／１００ｃｃ）は、ＪＩＳ  Ｐ８１１７に準じて、Ｂ型デンソメーター（東洋精機製）にて測定した。
【００４３】
（２）平均細孔直径
ＡＳＴＭ  Ｆ３１６−８６に準拠し、バブルポイント法により、Ｐｅｒｍ−Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ（ＰＭＩ社製）にて平均細孔直径ｄ（μｍ）を測定した。
【００４４】
（３）平均細孔半径
ＪＩＳ  Ｋ１１５０に準拠し、水銀圧入法により、オートポア III９４２０（ＭＩＣＲＯＭＥＲＩＴＩＣＳ社製）にて平均細孔半径ｒ（μｍ）を測定した。尚、平均細孔半径を求めるにあたり、０．００３２〜７．４μｍの範囲の細孔半径分布を測定した。
【００４５】
（４）突刺し強度
直径１２ｍｍのワッシャーにて固定したフィルムに、直径１ｍｍ、針先曲率半径０．５ｍｍの金属製の針を、２００ｍｍ／分の速さで突き刺した際に、孔が開口する最大荷重を測定し、突刺し強度とした。
【００４６】
（５）透湿度
ＪＩＳ  Ｚ  ０２０８に規定されるカップ法に準拠し、４０℃、相対湿度９０％の雰囲気中で１時間状態調整をし、状態調整完了時点から１時間後の水蒸気透過量を測定し、フィルムの単位面積あたり１日に透過した水蒸気の量に換算して透湿度として表わした。
【００４７】
（６）耐水圧
ＪＩＳ  Ｌ  １０９２に規定される静水圧Ａ法（低水圧法）に準じて測定し、ｍｍ水柱単位にて表示した。
【００４８】
［農業用マルチングフィルムの製造］
（実施例１）
炭酸カルシウムスターピゴット１５Ａ（白石カルシウム社製、平均粒子径０．１５μｍ）３０ｖｏｌ％と、ポリエチレン粉末（ハイゼックスミリオン３４０Ｍ，三井化学製、重量平均分子鎖長１７０００ｎｍ、重量平均分子量３００万、融点１３６℃）７０重量％とポリエチレンワックス（ハイワックス１１０Ｐ，三井化学製、重量平均分子量１０００、融点１１０℃）３０重量％の混合ポリエチレン樹脂７０ｖｏｌ％とを強混練できるようセグメント設計した２軸混練機（プラスチック工学研究所製）を使用して混練して樹脂組成物を得た。この樹脂組成物中の分子鎖長２８５０ｎｍ以上のポリエチレンの含有率は、２７重量％であった。この樹脂組成物をロール圧延（ロール温度１５０℃）することにより、約７０μｍの膜厚の原反フィルムを作製した。
【００４９】
得られた原反フィルムをテンター延伸機により延伸温度１１０℃で約５倍に延伸しｌｏｏｆａｈ構造の多孔性フィルムからなる農業用マルチングフィルムを得た。得られた農業用マルチングフィルムの表面の走査電子顕微鏡写真を図１に示した。図１のＶ方向に蛇行しながら配向しているやや太めの繊維が幹フィブリルであり、Ｖ方向と直交する方向に枝フィブリルが形成されている。図１から明らかなように、枝フィブリルの形成密度は、幹フィブリルよりも高い。幹フィブリルと枝フィブリルにより、多数の微細な孔が形成されている。また枝フィブリルは最大熱収縮方向に配向していた。
【００５０】
この実施例１にて得られた農業用マルチングフィルムの通気度、透湿度、耐水圧、膜厚、平均細孔直径ｄ、平均細孔半径ｒ並びに２ｒ／ｄ、突刺し強度の測定結果を表１に示した。
【００５１】
（実施例２）
実施例１において使用した炭酸カルシウムスターピゴット１５Ａをピゴット１０（平均粒子径０．１μｍ、白石カルシウム社製）に変更した以外は実施例１と同様にして６０μｍ膜厚の原反フィルムを作製した。
得られた原反フィルムを、テンター延伸機により、延伸温度１１０℃にて約５倍に延伸し、ｌｏｏｆａｈ構造を有する多孔性フィルムからなる農業用マルチングフィルムを得た。この農業用マルチングフィルムの物性を表１に示した。
【００５２】
（比較例１）
市販されている多孔性フィルムを多孔膜として使用したときの並びに通気度、膜厚、平均細孔直径ｄ、平均細孔半径ｒ並びに２ｒ／ｄ、突刺し強度の測定結果を表１に示した。この多孔性フィルムは、高ドラフト比（引取速度／押出速度）にて成形したポリプロピレン層／ポリエチレン層／ポリプロピレン層という層構成の積層フィルムに結晶化熱処理を施した後、これを低温延伸し、次いで高温延伸して結晶界面を剥離させて成形したフィルムであり、ｌｏｏｆａｈ構造を有するものではない。
【００５３】
【表１】
0003726127.tif 000002
表１の結果に示した通り、ｌｏｏｆａｈ構造からなる本発明の実施例１の多孔性フィルムの方が、比較例１の多孔性フィルムと比較して膜厚が約１．７倍厚いのにもかかわらず、通気性、透湿性に優れ、機械的強度も高いものであることがわかる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の農業用マルチングフィルムはｌｏｏｆａｈ状構造をとることによって高い通気性、透湿性を得ることができると共に、機械的強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の農業用マルチングフィルムの電子顕微鏡写真
【図１】
0003726127.tif 000003