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特開2023-78112新規ポリオレフィン系重合体及びこれを含む樹脂組成物
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023078112
(43)【公開日】2023-06-06
(54)【発明の名称】新規ポリオレフィン系重合体及びこれを含む樹脂組成物
(51)【国際特許分類】
   C08F 8/06 20060101AFI20230530BHJP
   A01G 9/14 20060101ALI20230530BHJP
   C08L 23/26 20060101ALI20230530BHJP
   C08L 101/02 20060101ALI20230530BHJP
   C08L 23/06 20060101ALI20230530BHJP
   C08L 23/08 20060101ALI20230530BHJP
【FI】
C08F8/06
A01G9/14 S
C08L23/26
C08L101/02
C08L23/06
C08L23/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】27
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022188700
(22)【出願日】2022-11-25
(31)【優先権主張番号】P 2021191547
(32)【優先日】2021-11-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】504137956
【氏名又は名称】三菱ケミカルアグリドリーム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119253
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 賢教
(74)【代理人】
【識別番号】100124855
【弁理士】
【氏名又は名称】坪倉 道明
(74)【代理人】
【識別番号】100129713
【弁理士】
【氏名又は名称】重森 一輝
(74)【代理人】
【識別番号】100137213
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100143823
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 英彦
(74)【代理人】
【識別番号】100183519
【弁理士】
【氏名又は名称】櫻田 芳恵
(74)【代理人】
【識別番号】100196483
【弁理士】
【氏名又は名称】川嵜 洋祐
(74)【代理人】
【識別番号】100160749
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100160255
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 祐輔
(74)【代理人】
【識別番号】100172683
【弁理士】
【氏名又は名称】綾 聡平
(74)【代理人】
【識別番号】100146318
【弁理士】
【氏名又は名称】岩瀬 吉和
(74)【代理人】
【識別番号】100127812
【弁理士】
【氏名又は名称】城山 康文
(72)【発明者】
【氏名】市村 拓野
【テーマコード(参考)】
2B029
4J002
4J100
【Fターム(参考)】
2B029EB01
2B029EC02
2B029EC06
2B029EC19
2B029EC20
4J002BB03X
4J002BB04X
4J002BB06X
4J002BB20W
4J002BB25W
4J002BB28W
4J002GA01
4J100AA02P
4J100AL08Q
4J100BA01H
4J100BC65Q
4J100CA04
4J100CA31
4J100DA14
4J100DA42
4J100HA01
4J100HC36
4J100HC42
4J100HC43
4J100HC45
4J100HC46
4J100HE17
4J100JA58
4J100JA64
(57)【要約】      (修正有)
【課題】ピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体において、ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体、及び当該重合体を含有する樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】式(1)のピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体(X)において、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体を含有する、樹脂組成物。

(式(1)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。)
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(1)のピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体(X)において、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体を含有する、樹脂組成物。
(式(1)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。)
【請求項2】
前記ポリオレフィン系重合体(X)が、エチレン(A)と、下記式(2)で表されるピペリジン環構造を有する環状アミノビニル化合物(B)との共重合体である、請求項1に記載の樹脂組成物。
(式(2)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基であり、
、Rは、各々独立して、水素原子又はメチル基であり、
Xは、連結基である。)
【請求項3】
前記ポリオレフィン系重合体は、ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部がニトロキシラジカルに変換されている、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項4】
前記ポリオレフィン系重合体は、前記ポリオレフィン系重合体(X)を過酸と反応させることにより得られる、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
過酸が、過安息香酸、メタクロロ過安息香酸、過ギ酸、過酢酸、過イソ酪酸、及び過トリフルオロ酢酸からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項4に記載の樹脂組成物。
【請求項6】
他の樹脂を更に含有する、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項7】
熱可塑性樹脂、及び、下記式(1)のピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体(X)において、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体を含有する層を少なくとも1層有する多層又は単層の基材フィルムからなることを特徴とする農業用フィルム。
(式(1)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。)
【請求項8】
前記ポリオレフィン系重合体(X)が、エチレン(A)と、下記式(2)で表されるピペリジン環構造を有する環状アミノビニル化合物(B)との共重合体である、請求項7に記載の農業用フィルム。
(式(2)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基であり、
、Rは、各々独立して、水素原子又はメチル基であり、
Xは、連結基である。)
【請求項9】
下記式(1)のピペリジン環構造を有するポリオレフィン系重合体(X)及び反応性化合物を混合する工程、及び前記ポリオレフィン系重合体(X)と前記反応性化合物とを反応させることにより、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部を変性させる工程、を含む、ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体の製造方法。
(式(1)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。)
【請求項10】
前記ポリオレフィン系重合体(X)が、エチレン(A)と、下記式(2)で表されるペリジン環構造を有する環状アミノビニル化合物(B)との共重合体である、請求項9に記載の製造方法。
(式(2)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基であり、
、Rは、各々独立して、水素原子又はメチル基であり、
Xは、連結基である。)
【請求項11】
前記反応性化合物が過酸である、請求項9又は10に記載の製造方法。
【請求項12】
請求項9に記載の工程を押出機中で行う、請求項9又は10に記載の製造方法。
【請求項13】
請求項9に記載の工程の後に、未反応の反応性化合物を除去する工程を含む、請求項9又は10に記載の製造方法。
【請求項14】
下記式(1)のピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体において、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性された変性ポリオレフィン系重合体。
(式(1)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。)
【請求項15】
下記式(3)のピペリジン環構造を2個以上有するヒンダードアミン化合物の少なくとも一種とポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂組成物(Z)及び反応性化合物を混合する工程、及び前記ヒンダードアミン化合物と前記反応性化合物とを反応させることにより、前記ピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部を変性させる工程、を含む、
ピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部が変性されたヒンダードアミン化合物を含有するポリオレフィン系樹脂組成物(A)の製造方法。
(式(3)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基であり、
は、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基、-OR(ここで、Rは、炭素原子数1以上のアルキル基、炭素数1以上で、少なくとも1以上のメチレン基を含む、官能基もしくは化合物(オリゴマー、ポリマー含む)からなる群から選択される。)
【請求項16】
前記ヒンダードアミン化合物のピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部がニトロキシラジカルに変換されている、請求項15に記載の製造方法。
【請求項17】
前記反応性化合物が過酸である、請求項15又は16に記載の製造方法。
【請求項18】
過酸が、過安息香酸、メタクロロ過安息香酸、過ギ酸、過酢酸、過イソ酪酸、及び過トリフルオロ酢酸からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項17に記載の製造方法。
【請求項19】
は、水素原子である、請求項15又は16に記載の製造方法。
【請求項20】
前記ポリオレフィン系樹脂が、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、及びエチレン酢酸ビニル共重合体からなる群から選択される1以上の樹脂である、請求項15又は16に記載の製造方法。
【請求項21】
請求項15に記載の工程を押出機中で行う、請求項15又は16に記載の製造方法
【請求項22】
請求項15に記載の工程の後に、未反応の反応性化合物を除去する工程を含む、請求項15又は16に記載の製造方法。
【請求項23】
請求項15又は16に記載の製造方法により得られるポリオレフィン系樹脂組成物(A)。
【請求項24】
ポリオレフィン系樹脂と、下記式(3)のピペリジン環構造を有するヒンダードアミン化合物の少なくとも一種とを含有するポリオレフィン系樹脂組成物(A)であって、前記ピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部が変性されている、当該ポリオレフィン系樹脂組成物(A)。
(式(3)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基であり、
は、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基、-OR(ここで、Rは、炭素原子数1以上のアルキル基である。)
【請求項25】
前記ヒンダードアミン化合物のピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部がニトロキシラジカルに変換されている、請求項24に記載のポリオレフィン系樹脂組成物(A)。
【請求項26】
は、水素原子である、請求項24又は25に記載のポリオレフィン系樹脂組成物(A)。
【請求項27】
前記ポリオレフィン系樹脂が、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、及びエチレン酢酸ビニル共重合体からなる群から選択される1以上の樹脂である、請求項24又は25に記載のポリオレフィン系樹脂組成物(A)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、新規のピペリジン環構造を有するポリオレフィン系重合体、当該重合体を含む樹脂組成物、当該重合体を含む農業用フィルム、及び当該重合体の製造方法に関わる。
【背景技術】
【0002】
近年、農業用作物を半促成又は抑制栽培して、その市場性、生産性を高めるため、農業用塩化ビニルフィルム(以下、農ビという)やポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、及びポリオレフィン系樹脂を主体とした農業用ポリオレフィン系樹脂フィルム(以下、農ポリ、農酢ビという)などの農業用被覆材による被覆下に有用植物を栽培する、いわゆるハウス栽培やトンネル栽培が盛んに行われている。なかでも、ポリオレフィン系樹脂を主体とした農業用ポリオレフィン系樹脂フィルムは、密度が塩化ビニル樹脂より小さいために軽く、焼却しても有毒ガスの発生が少なく、更にインフレーション成型法により幅継ぎの為の接着加工を必要としない広幅フィルムが安価に提供できることなどから盛んに利用されるようになってきている。
【0003】
この様な農業用ハウスは年々大型化しており、ハウスをフィルムで覆うためのフィルム展張作業は多くの人手を要するようになってきている。その一方で、農業従事者の数は年々減少すると共に高齢化が進行しており、毎年の展張作業に人手を確保することは容易ではない状況にある。この様な状況に鑑み、ハウスに展張するフィルムは展張作業が容易で極力張り替えまでの使用期間の長いフィルム、言いかえれば、2年以上の長寿命を有し、長期間にわたり当初性能を保持できる高性能な農業用フィルムの開発が求められている。
【0004】
この様な要求に対して、フィルムの具備すべき性能としては、耐候性、耐農薬性などが挙げられる。これらの性能の中で、これまで最も困難とされてきた技術は耐農薬性の付与であり、過去多くの研究が行われてきた。従来農業用途において、ポリオレフィン系フィルムに耐農薬性を付与する方法として、一般的な構造を有するヒンダードアミン化合物とハイドロタルサイトを組み合わせる方法や、特殊構造を有する耐候剤を使用する方法などが提案されている。
【0005】
農業用フィルムの基材フィルム中にヒンダードアミン系化合物を耐候剤として含有させた樹脂組成物は広く用いられており、例えば、ピペリジン環を1分子中に2つ以上有し、分子量500以上であるヒンダードアミン系耐候剤を挙げる事が出来る。既に、ヒンダードアミン系耐候剤は、例えば、特開昭59-86645号公報や特開平2-167350号公報)に開示されているように、樹脂中に少量添加することでポリオレフィン系樹脂の耐候性が著しく向上すると共に、その効果が長期間保たれ、ポリオレフィン系樹脂フィルムの光沢や色調の変化が著しく抑制されることから好ましく使用されている。しかしながら、このようなヒンダードアミン系耐候剤含有樹脂組成物から得られる成形品は、使用時、例えば酸性雨や農薬に曝露される条件でその効果を著しく低下させ、耐酸性、耐農薬性を要求される農業用フィルムなどの用途には満足に使用し得るものではなかった。
【0006】
一方、耐酸性を向上させることを目的に、種々のヒンダードアミン化合物が提案されている。例えば、特開平11-80569号公報に示すような化合物は、添加することにより耐酸性を改善させることが可能であるものの、農業用フィルムとして具備すべき種々の性能、例えば酸性条件下以外での長期耐候性や防曇持続性、又は酸性条件下での防曇塗膜の長期密着性等を得るための具体的記載に欠けるものであった。
【0007】
また、特開2001-2842号公報には、トリアジン系紫外線吸収剤及びヒンダードアミンを側鎖に有するエチレン系共重合体を添加した樹脂組成物が提案されている。しかしながら、本出願記載の添加量で農業用フィルムを作成した場合でも未だ酸性条件下での耐候性は不十分なものであった。
【0008】
一方、農業用フィルム、特に農業用ポリオレフィン系樹脂フィルムは、その表面が疎水性であるため、温度・湿度等の条件によってはフィルム表面に曇りを生じ、そのために太陽光線の透過が悪くなり、植物の生育を遅くしたり、あるいは曇りの微細水滴が集合して生じた水滴が栽培植物に落下することにより、幼芽が害を受けたり、病害の発生原因となったりするが、この様な不具合を解消するためには、ポリオレフィン系樹脂を始めとする農業用フィルムの表面に防曇性を付与すればよいことが知られている。これら農業用フィルム表面に防曇性を付与するためには、ポリオレフィン樹脂に界面活性剤のような親水性物質を練り混む方法、又はフィルム化した後に、その表面に、例えば、シリカ又はアルミナと界面活性剤との混合物を塗布する方法が各種提案されている。
【0009】
しかしながら、前者の方法では樹脂に練り混んだ親水性物質がフィルム表面に吹き出して配位し、フィルムに防曇性を付与するため、防曇性を発現するまでの時間は短いものの、水によって流失しやすく、短期間の内に防曇性が消失する。他方、後者の方法においても特にポリオレフィン系樹脂フィルムとの密着性に乏しいため、形成塗膜は時間の経過と共に脱落する。
【0010】
また、防曇性を付与する他の方法として、フィルム化した後に、その表面にアクリル系とコロイダルシリカなどの無機質コロイドゾルを主成分とする防曇被膜を設けることも提案されている。しかしながら、従来提案されていた防曇塗膜と基材フィルムの組み合わせでは、長期間外気にさらされ、且つ、酸性雨や農薬等の酸性条件下にさらされる農業用フィルムでは、ハウス内換気の為にフィルムをパイプに巻き付け、巻き上げたり巻き下げたりしている内に防曇塗膜が剥離することがあり、それに伴う防曇性の諸性能が低下するという問題が生じていた。特に酸性雨や農薬等の酸性条件下にさらされた場合、防曇塗膜の表面にクラックが入り、塗膜と基材フィルムが剥がれ易くなり、又、防曇持続性も低下するという問題があった。
【0011】
すなわち、通常使用時は勿論、酸性雨や農薬等の酸性条件下にさらされる環境でも、防曇塗膜表面にクラックが入りにくく、防曇性能の持続性と、防曇塗膜の密着性、耐久性、耐農薬性の良好なフィルムを得ることが難しかった。
【0012】
このような問題に対して、特定の構造のピペリジン環構造を有するヒンダードアミン化合物を基材フィルムの少なくとも1層に含有させることにより、優れた耐農薬性を付与することができ、また、かかる基材フィルムに防曇塗膜を塗布した場合に、例えば酸性条件下での防曇塗膜の密着性等が良好で、屋外に長期間展張され、酸性雨や農薬を始めとする酸性条件下に曝露されることの多い農業用フィルムを提供することができることが知見された(特開2003-199437号公報)。
【0013】
しかしながら、かかる特定のヒンダードアミン化合物を使用することにより耐農薬性、防曇塗膜の密着性を著しく改良することができるものの、これら化合物を含有する基材フィルムの成形製膜加工は高温で行われるが、その際に一部化合物が揮発することにより、成形時または成形後に臭気が発生するという問題もあった。
【0014】
一方、耐候性等の更なる効果の持続性を目的としてエチレン・環状アミノビニル化合物共重合体を添加した農業用フィルム(例えば、特開平5-112725号公報及び特開平5-124161号公報等)が考案されている。このエチレン・環状アミノビニル化合物共重合体は、その製造方法、分子構造から通常のヒンダードアミン系耐候剤とは明確に区別される(例えば特許第2695971号公報及び特許第2695975号公報)。しかしながら、このエチレン系共重合体は樹脂との相溶性は高く、その添加による耐候性改良効果、特に長期での耐候性改良効果は認められるものの、高コストである為、添加量を増やすことが難しい等の問題がある。
【0015】
また、このエチレン系共重合体のピペリジン環部分は、通常、N-Hの構造を有しているタイプ(NH型)しか知られておらず、N-H部分をヒドロキシル化やニトロキシラジカル化したものは、重合触媒の選定が非常に難しく、製造が困難であるため提供されていなかった。
【0016】
また、上記した従来のピペリジン環構造を有するヒンダードアミン化合物において、例えばタイプ(NH型)のN-H部分の一部をヒドロキシル化やニトロキシラジカル化で変性したものは知られていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0017】
【特許文献1】特開平11-80569号公報
【特許文献2】特開2001-2842号公報
【特許文献3】特開2003-199437号公報
【特許文献4】特開平5-112725号公報
【特許文献5】特開平5-124161号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
本発明の目的は、エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体等のピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体において、ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体、及び当該重合体を含有する樹脂組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、かかるポリオレフィン系重合体を製造する方法を提供することも目的とする。
また、本発明は、かかるポリオレフィン系重合体を含有する農業用フィルムを提供することも目的とする。
【0019】
また、本発明は、従来のピペリジン環構造を有するヒンダードアミン化合物においてN-H基等のN-R基部分の少なくとも一部が変性されたヒンダードアミン化合物を含有するポリオレフィン系樹脂組成物、及び当該樹脂組成物を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0020】
本発明者らは、鋭意検討したところ、エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体に代表されるピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体を、過酸などの過酸化物と反応させることにより、ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体を得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0021】
即ち、本発明は、
[1]下記式(1)のピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体(X)において、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体を含有する、樹脂組成物。
(式(1)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。)
[2]前記ポリオレフィン系重合体(X)が、エチレン(A)と、下記式(2)で表されるピペリジン環構造を有する環状アミノビニル化合物(B)との共重合体である、[1]に記載の樹脂組成物。
(式(2)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基であり、
、Rは、各々独立して、水素原子又はメチル基であり、
Xは、連結基である。)
[3]前記ポリオレフィン系重合体は、ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部がニトロキシラジカルに変換されている、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4]前記ポリオレフィン系重合体は、前記ポリオレフィン系重合体(X)を過酸と反応させることにより得られる、[1]~[3]のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
[5]過酸が、過安息香酸、メタクロロ過安息香酸、過ギ酸、過酢酸、過イソ酪酸、及び過トリフルオロ酢酸からなる群から選択される少なくとも1つである、[4]に記載の樹脂組成物。
[6]他の樹脂を更に含有する、[1]~[5]のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
[7]熱可塑性樹脂、及び、下記式(1)のピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体(X)において、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体を含有する層を少なくとも1層有する多層又は単層の基材フィルムからなることを特徴とする農業用フィルム。
(式(1)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。)
[8]前記ポリオレフィン系重合体(X)が、エチレン(A)と、下記式(2)で表されるピペリジン環構造を有する環状アミノビニル化合物(B)との共重合体である、[7]に記載の農業用フィルム。
(式(2)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基であり、
、Rは、各々独立して、水素原子又はメチル基であり、
Xは、連結基である。)
[9]下記式(1)のピペリジン環構造を有するポリオレフィン系重合体(X)及び反応性化合物を混合する工程、及び前記ポリオレフィン系重合体(X)と前記反応性化合物とを反応させることにより、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部を変性させる工程、を含む、ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体の製造方法。
(式(1)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。)
[10]前記ポリオレフィン系重合体(X)が、エチレン(A)と、下記式(2)で表されるペリジン環構造を有する環状アミノビニル化合物(B)との共重合体である、[9]に記載の製造方法。
(式(2)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基であり、
、Rは、各々独立して、水素原子又はメチル基であり、
Xは、連結基である。)
[11]前記反応性化合物が過酸である、[9]又は[10]に記載の製造方法。
[12][9]に記載の工程を押出機中で行う、[9]又は[10]に記載の製造方法。
[13][9]に記載の工程の後に、未反応の反応性化合物を除去する工程を含む、[9]又は[10]に記載の製造方法。
[14]下記式(1)のピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体において、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性された変性ポリオレフィン系重合体。
(式(1)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。)
[15]下記式(3)のピペリジン環構造を1個以上有するヒンダードアミン化合物の少なくとも一種とポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂組成物(Z)及び反応性化合物を混合する工程、及び前記ヒンダードアミン化合物と前記反応性化合物とを反応させることにより、前記ピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部を変性させる工程、
を含む、
ピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部が変性されたヒンダードアミン化合物を含有するポリオレフィン系樹脂組成物(A)の製造方法。
(式(3)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基であり、
は、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基、-OR(ここで、Rは、炭素原子数1以上のアルキル基、炭素数1以上で、少なくとも1以上のメチレン基を含む、官能基もしくは化合物(オリゴマー、ポリマー含む)からなる群から選択される。)
[16]前記ヒンダードアミン化合物のピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部がニトロキシラジカルに変換されている、[15]に記載の製造方法。
[17]前記反応性化合物が過酸である、[15]又は[16]に記載の製造方法。
[18]過酸が、過安息香酸、メタクロロ過安息香酸、過ギ酸、過酢酸、過イソ酪酸、及び過トリフルオロ酢酸からなる群から選択される少なくとも1つである、[17]に記載の製造方法。
[19]Rは、水素原子である、[15]~[18]のいずれか1項に記載の製造方法。
[20]前記ポリオレフィン系樹脂が、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、及びエチレン酢酸ビニル共重合体からなる群から選択される1以上の樹脂である、[15]~[19]のいずれか1項に記載の製造方法。
[21][15]に記載の工程を押出機中で行う、[15]又は[16]に記載の製造方法。
[22][15]に記載の工程の後に、未反応の反応性化合物を除去する工程を含む、[15]~[21]のいずれか1項に記載の製造方法。
[23][15]~[22]のいずれか1項に記載の製造方法により得られるポリオレフィン系樹脂組成物(A)。
[24]ポリオレフィン系樹脂と、下記式(3)のピペリジン環構造を1個以上有するヒンダードアミン化合物の少なくとも一種とを含有するポリオレフィン系樹脂組成物(A)であって、前記ピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部が変性されている、当該ポリオレフィン系樹脂組成物(A)。
(式(3)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基であり、
は、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基、-OR(ここで、Rは、炭素原子数1以上のアルキル基、炭素数1以上で、少なくとも1以上のメチレン基を含む、官能基もしくは化合物(オリゴマー、ポリマー含む)からなる群から選択される。)
[25]前記ヒンダードアミン化合物のピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部がニトロキシラジカルに変換されている、[24]に記載のポリオレフィン系樹脂組成物(A)。
[26]Rは、水素原子である、[24]又は[25]に記載のポリオレフィン系樹脂組成物(A)。
[27]前記ポリオレフィン系樹脂が、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、及びエチレン酢酸ビニル共重合体からなる群から選択される1以上の樹脂である、[24]~[26]のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物(A)。
を提供するものである。
【発明の効果】
【0022】
本発明により、これまで得ることができなかった、エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体に代表されるピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体において、ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体、及び当該重合体を含有する樹脂組成物を提供することができる。
【0023】
また、かかる本発明のポリオレフィン系重合体を農業用フィルムに含有させることにより、長期耐候性、耐久性、耐農薬性に優れる農業用フィルムを提供することが可能である。また、基材フィルムに防曇塗膜を塗布した場合に、防曇性の諸特性、及び長期防曇持続性に優れる農業用フィルムを提供することが可能である。
【0024】
また、本発明により、これまで得ることができなかった、従来のピペリジン環構造を有するヒンダードアミン化合物において、N-H基等のN-R基部分の少なくとも一部が変性されたヒンダードアミン化合物を含有するポリオレフィン系樹脂組成物、及び当該樹脂組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
図1】ヒンダードアミン化合物(HALS)の作用機構の模式図を示す。
図2】本発明のポリオレフィン系重合体の製造方法の非限定的例の模式図を示す。
図3】実施例1~3、比較例1~18のIRの3323cm-1/4250cm-1のピーク強度比を示す。
図4】実施例4~7のIRの3323cm-1/4250cm-1のピーク強度比を示す。
【発明を実施するための形態】
【0026】
1.ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体
本発明の1つの実施態様は、下記式(1)のピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体(X)において、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体である(以下「本発明のポリオレフィン系重合体」又は「本発明のポリオレフィン系重合体(Y)」とも言う)。
【0027】
【0028】
式(1)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数
1以上のアルキル基である。アルキル基としては、メチル基、エチル基が好ましく、より好ましくはメチル基である。
本発明の1つの好ましい側面において、R、R、R、Rは何れもメチル基である。
【0029】
ポリオレフィン系重合体(X)は、式(1)のピペリジン環構造を側鎖に有する。ここで、ピペリジン環構造(又はヒンダードアミン基)は、側鎖として、ポリオレフィン系重合体(X)に直接結合していてもよく、連結基(スペーサー)を介してポリオレフィン系重合体(X)に結合していてもよい。
連結基(スペーサー)については任意の置換基を用いることが出来るが、エチレンと下記構造共重合体の様に、エステル結合を好ましく用いることが出来る。また、アミド基、アルキル等任意の置換基も連結基として用いることができる。
【0030】
ポリオレフィン系重合体(X)を構成するポリオレフィン系重合体としては、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレンなどのポリオレフィンなどの不飽和結合を有する重合体が挙げられる。
また、ポリオレフィン系重合体には、所謂ポリマー以外に、天然または合成ワックスのような長鎖アルカンも含まれる。好ましいワックスとしては、ポリエチレンワックスやポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックスがあげられる。また、本発明においては、ポリオレフィンワックスの長鎖アルカンは、直鎖でも分岐していてもよく、二本以上の主鎖が架橋していてもよい。
また、ポリオレフィンワックスの分子中に炭素・炭素二重結合を形成させて、式
(1)のヒンダードアミン化合物を付加して側鎖として導入することもできる。また、ポリオレフィンワックスの分子中に炭素・炭素二重結合を形成させて、更にその二重結合を、反応性基に変換することにより、式(1)のヒンダードアミン化合物を付加して側鎖として導入することもできる。
【0031】
本発明のポリオレフィン系重合体の1つの好ましい態様において、ポリオレフィン系重合体(X)は、エチレン(A)と、下記式(2)で表されるピペリジン環構造を有する環状アミノビニル化合物(B)との共重合体である(以下「エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体」とも言う)。
【0032】
式(2)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。アルキル基としては、メチル基、エチル基が好ましく、より好ましくはメチル基である。
本発明の1つの好ましい側面において、R、R、R、Rは何れもメチル基である。
【0033】
式(2)において、R、Rは、各々独立して、水素原子又はメチル基である。好ましくは、R及びRは何れもメチル基である。
【0034】
式(2)において、Xは、連結基であり、例えば、エステル基(-C(=O)-O-)、アミド基、アルキル等任意の置換基が挙げられる。Xは、好ましくは、エステル基、アミド基である。
【0035】
式(2)で表されるビニル化合物(B)は、例えば特公昭47-8539号、特開昭48-65180号公報等に記載された方法にて合成することができる。
【0036】
式(2)で表されるビニル化合物の例としては、4-アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-アクリロイルオキシ-1-エチル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-アクリロイルオキシ-1-プロピル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-アクリロイルオキシ-1-ブチル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-メタクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-メタクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-メタクリロイルオキシ-1-エチル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-メタクリロイルオキシ-1-ブチル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルオキシ-1-プロピル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン等を挙げることができる。
【0037】
前記エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体の好ましいものとしては、そのエチレン(A)と環状アミノビニル化合物(B)との和に対する該(B)の割合が0.0005~0.85モル%、より好ましくは0.001~0.55モル%であるものが挙げられる。
【0038】
また、前記エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体は、該共重合体中に(B)が2個以上連続せず、孤立して存在する割合が(B)の総量に対して83%以上、好ましくは90%以上であるものが好ましい。
【0039】
環状アミノビニル化合物(B)の存在確認は、特開平4-80215号公報に記載されている通り、次のようにして行われる。13C-NMR(例えば日本電子製JNM-GSX270Spectrometer)にて、公知の方法(例えば、化学同人発行「機器分析のてびき(1)」53~56頁(1985)参照)に従い、文献記載のポリアクリル酸エチル(朝倉書店発行「高分子分析ハンドブック」969頁(1985)参照)及びエチレン-アクリル酸ヒドロキシエチル共重合体(Eur.Poly.J.25巻、4号、411~418頁(1989)参照)の化学シフトを用いて、TMS基準における32.9ppmのピークを孤立したビニルモノマー(B)の分岐点からα位にあるメチレン基によるものとし、35.7ppmのピークを連続した二つのビニルモノマー(B)の分岐点に挟まれたメチレン基によるものと帰属した。これら二つのシグナルを用いて、エチレン(A)とビニルモノマー(B)との共重合体においてビニルモノマー(B)が孤立して存在する割合を、下記計算式によって算出することができる。
【0040】
【数1】
【0041】
上記により見積もった側鎖にヒンダードアミン基を有するビニルモノマーが2個以上連続せず、孤立して存在する割合が、共重合体中のビニルモノマー(B)の総量に対して83%以上であることが好ましい。
【0042】
前記エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体のMFR(JIS-K6760(190℃、2.16kg荷重)に準拠して測定した値)は、0.1~200g/10分、好ましくは0.5~20g/10分、より好ましくは1~5g/10分である。
【0043】
また、前記エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体は、GPCを用い、単分散ポリスチレンにて検量線を作成し決定した、重量平均分子量と数平均分子量との比をもって表示されるMw/Mn(Q値)は3~120の範囲にあることが望ましい。特に好ましい範囲は5~20である。
【0044】
前記エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体は、所要単量体を共重合条件に付すことによって製造されるが、高圧法低密度ポリエチレン製造装置での製造が可能である。通常はラジカル重合で製造され、使用される触媒は遊離基発生開始剤、例えばジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド類、パーオキシエステル類、ケトンパーオキサイド類、パーオキシケタール類、ハイドロパーオキサイド類、アゾ化合物等が有用である。
重合装置はエチレンの高圧ラジカル重合法で一般的に用いられている連続攪拌式槽型反応器又は連続式管型反応器等を使用することができる。重合圧力は1000~5000kg/cm程度、重合温度は100~400℃程度である。
【0045】
本発明のポリオレフィン系重合体は、上記のポリオレフィン系重合体(X)、好適には、上記のエチレン・環状アミノビニル化合物共重合体が側鎖に有するピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されており、好ましくは、N-H基の少なくとも一部がニトロキシラジカルに変換されている。
理論に拘束されることを意図するものではないが、ヒンダードアミン化合物(HALS)の作用機構を図1に示すが、一般に、樹脂は酸化によりラジカル(R・)を生成し、これが更に酸化されてラジカルR’OO・)を生成する。図1の下段に示すように、NH型HALSは、R’OO・と反応することにより、-NH部分が-N-OHに変性され、更にR’OO・と反応してニトロキシラジカル(-N-O・)が生成する。
本発明のポリオレフィン系重合体は、好適には、N-H基の少なくとも一部がニトロキシラジカルに変換されていることから、HALSの反応サイクルに入る前の失活が抑制できるため、耐酸性は改善することが可能である。
ここで、「ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されている」には、本発明のポリオレフィン系重合体の個々の重合体分子の全てにおいてピペリジン環構造中のN-H基の一部が変性している場合だけではなく、本発明のポリオレフィン系重合体の一部の重合体分子においてピペリジン環構造中のN-H基の一部又は全てが変性しているが、それ以外のポリオレフィン系重合体の重合体分子ではピペリジン環構造中のN-H基が変性していない場合も含まれる。即ち、本明細書においては、「ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されている」とは、本発明のポリオレフィン系重合体を全体として見た時に、個々の重合体分子が有するピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部において変性がされていることを意味する。
【0046】
本発明のポリオレフィン系重合体においては、ポリオレフィン系重合体(X)を過酸化物と反応させることにより、側鎖のピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部をニトロキシラジカルに変換することができる。
その場合、公知の過酸化物を使用することができるが、架橋反応が副反応として進行し、溶融粘度が上昇し、成形加工性が著しく損なわれる場合がある。
過酸化物の反応性は、1分子中の反応性基の数や、分子量等の化学構造を適切に選択することによりコントロールすることができる。なかでも、過酸を用いた場合、架橋反応の進行を抑えることができるため、好ましい。
【0047】
過酸としては、mCPBA(メタクロロ過安息香酸)、過安息香酸などの芳香族過酸、および、過ギ酸、過酢酸、過イソ酪酸、過トリフルオロ酢酸などの脂肪族過酸を好ましく使用することができる。
本発明において、過酸として、過安息香酸、メタクロロ過安息香酸、過ギ酸、過酢酸、過イソ酪酸、及び過トリフルオロ酢酸からなる群から選択される少なくとも1つを用いることができる。
【0048】
本発明のポリオレフィン系重合体において、ポリオレフィン系重合体(X)、好適には、上記のエチレン・環状アミノビニル化合物共重合体が側鎖に有するピペリジン環構造(即ち、ヒンダードアミン基)中のN-H基をどの程度変性するかは、変性条件、ポリオレフィン系重合体(X)の種類、得られるポリオレフィン系重合体の用途等に応じて適宜定めることができる。
変性が進むほど、NHの状態での失活が抑制できるので好ましい。
【0049】
本発明のポリオレフィン系重合体において、ピペリジン環構造(即ち、ヒンダードアミン基)中のN-H基がどの程度変性しているかについては、一般に、変性品の構造解析は非常に難易度が高い。本発明者らは、ピペリジン環構造中のN-H基の変性の程度を定量化することを検討したところ、実施例でも記載されているように、重合体のIR(赤外線吸収スペクトル)を測定し、4250cm-1を厚み補正用の基準ピークとして使用し、エチレン・環状アミノビニル共重合体由来のN-Hと考えられるピーク3323cm-1との強度比(A3323/A4250)を比較することで、反応の進行を確認することができることを見出した。この数値が低いほどN-H基での反応が進行していると考えられる。
実施例の比較例1で示されているように、ポリオレフィン系重合体(X)に対して反応性化合物を添加しない場合は、当該強度比(A3323/A4250)が0.03であり、これより有意に低い場合は、N-H基の少なくとも一部がニトロキシラジカル等に変換(変性)していると考えることができる。
即ち、本発明のポリオレフィン系重合体において、IR(赤外線吸収スペクトル)を測定した結果において、4250cm-1と3323cm-1のピークの強度比(A3323/A4250)が、好ましくは0.026以下であり、より好ましくは0.025以下であり、更に好ましくは0.022以下である。
4250cm-1と3323cm-1のピークの強度比(A3323/A4250)の数値が低いほどニトロキシラジカル等に変換(変性)する割合が高くなり好ましいが、ニトロキシラジカル等に変換(変性)する割合が高すぎると、ニトロキシラジカル由来と思われるオレンジ色の呈色が濃くなるため、当該強度比の下限値としては、好ましくは0.005以上、より好ましくは0.0075以上、更に好ましくは0.010以上である。
【0050】
2.本発明のポリオレフィン系重合体の製造方法
本発明のポリオレフィン系重合体は、種々の製造方法で製造することができるが、以下にその代表的な製造方法を説明する。
【0051】
即ち、本発明のもう1つの実施態様は、
下記式(1)のピペリジン環構造を有するポリオレフィン系重合体(X)及び反応性化合物を混合する工程、及び前記ポリオレフィン系重合体(X)と前記反応性化合物とを反応させることにより、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部を変性させる工程、を含む、ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体の製造方法である(以下「本発明の製造方法」とも言う)。
【0052】
式(1)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1
以上のアルキル基である。
【0053】
ポリオレフィン系重合体(X)の詳細は、本発明のポリオレフィン系重合体について詳述したのと同様である。
【0054】
ポリオレフィン系重合体(X)は、好ましくは、エチレン(A)と、式(2)で表されるピペリジン環構造を有する環状アミノビニル化合物(B)との共重合体(エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体)である。
式(2)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数
1以上のアルキル基である。R、Rは、各々独立して、水素原子又はメチル基である。Xは、連結基である。
エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体の詳細は、本発明のポリオレフィン系重合体について詳述したのと同様である。
【0055】
本発明の製造方法においては、式(1)のピペリジン環構造を有するポリオレフィン系重合体(X)及び反応性化合物を混合する工程(工程(1)とも言う)、及び、ポリオレフィン系重合体(X)と反応性化合物とを反応させることにより、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部を変性させる工程(工程(2)とも言う)は、押出機中で行うことができる。ここで、ポリオレフィン系重合体(X)及び反応性化合物を一緒に押出機に投入(充填)して、混合することもできるが、最初にポリオレフィン系重合体(X)を押出機に供給し、溶融させて、その後、溶融したオレフィン系重合体(X)に反応性化合物を添加して、両者を混合・混練することが好ましい。
ポリオレフィン系重合体(X)を溶融させる温度は、共重合体の融点を考慮して、任意に設定できる。
【0056】
ポリオレフィン系重合体(X)と反応性化合物とを反応させる温度は、共重合体の融点、反応性化合物の融点や沸点を考慮して、任意に設定できる。
【0057】
反応性化合物は、好ましくは過酸である。過酸として、過安息香酸、メタクロロ過安息香酸、過ギ酸、過酢酸、過イソ酪酸、及び過トリフルオロ酢酸からなる群から選択される少なくとも1つを用いることができる。
【0058】
本発明の製造方法において、好ましくは、N-H基の少なくとも一部がニトロキシラジカルに変換される。また、反応によっては、N-OH、N-OR等別の構造が生成する可能性もあるが、いずれもNH基よりも酸との反応性が低下するために、本発明の目的に沿って好ましく使用することが出来る。
【0059】
反応性化合物の添加量は、ポリオレフィン系重合体(X)と反応性化合物の種類により任意に設定できるが、例えば、ポリオレフィン系重合体(X)100重量部に対して、反応性化合物を0.01~10重量部、好ましくは0.1~5重量部、さらに好ましくは0.5~3重量部添加することができる。
【0060】
本発明の製造方法において、好ましくは、工程(1)~(2)が押出機中で行なわれる。押出機としては、例えば、同方向二軸押出機、異方向二軸押出機、短軸押出機、FCM等の連続式の他、バンバリーミキサー、加圧ニーダーなどのバッチ式混錬機と短軸押出機の組み合わせ等、任意の押出機を用いることができる。
【0061】
本発明の製造方法において、工程(2)の後に、未反応や反応後の反応性化合物を除去する工程を含むことができる。未反応や反応後の反応性化合物の除去は、例えば、真空ポンプを用いて行うことができる。
【0062】
押出機を用いて本発明の製造方法を行う非限定的例の模式図を図2に示す。
図2に例示するように、フィーダにより原料ポリマー(ポリオレフィン系重合体(X)等)を押出機に供給し、ポリマーを固体輸送し溶融させて、反応性化合物を供給し、ポリマーと混合、混練して、両者で化学反応を起こさせ、その後、脱気し、未反応の反応性化合物を真空ポンプで除去し、生成物(製品)である本発明のポリオレフィン系重合体を得る。反応性化合物の種類によってはサイドフィードも可能である。
【0063】
材料の混合は、事前に混合器等、公知の方法で、混合することが出来る。搬送については、窒素置換等を必要に応じて実施しながら、押出機中へ供給することで、副反応を抑制することが出来る。
【0064】
本発明のもう1つの態様は、本発明の製造方法により得られる本発明のポリオレフィン系重合体である。本発明の製造方法及び本発明のポリオレフィン系重合体の詳細については、上記で詳述した通りである。
【0065】
3.本発明のポリオレフィン系樹脂組成物(A)の製造方法
また、上記した本発明の製造方法において、式(1)のピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体(X)に代えて、ヒンダードアミン化合物として、市販のヒンダードアミン化合物を使用することができる。
このようなヒンダードアミン化合物としては、上記した特許文献1(特開平11-80569号公報)、特許文献2(特開2001-2842号公報)、特許文献3(特開2003-199437号公報)等に記載されているヒンダードアミン化合物を使用することができる。
市販のヒンダードアミン化合物を使用する場合、例えばポリエチレンやEVAなどの樹脂と混錬してマスターバッチ化し、そのマスターバッチを上記した本発明の製造方法の(1)~(3)の工程に供して過酸により変性することで、目的の樹脂組成物を得ることができる。
従って、市販のヒンダードアミン化合物を使用して、これを樹脂と混錬してマスターバッチ化し、当該ヒンダードアミン化合物のNH基などの官能基の少なくとも一部を過酸等の反応性化合物により変性させる方法も本発明の範囲内である。
【0066】
即ち、本発明のもう1つの実施態様は、
下記式(3)のピペリジン環構造を1個以上有するヒンダードアミン化合物の少なくとも一種とポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂組成物(Z)及び反応性化合物を混合する工程(工程(1a)とも言う)、及び前記ヒンダードアミン化合物と前記反応性化合物とを反応させることにより、前記ピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部を変性させる工程(工程(2a)とも言う)、を含む、
ピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部が変性されたヒンダードアミン化合物を含有するポリオレフィン系樹脂組成物(A)の製造方法である(以下「本発明の製造方法2」とも言う)。
【0067】
式(3)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。
好ましくは、R、R、R、Rは、いずれもメチル基である。
【0068】
は、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基、-OR(ここで、Rは、炭素原子数1以上のアルキル基、炭素数1以上で、少なくとも1以上のメチレン基を含む、官能基もしくは化合物(オリゴマー、ポリマー含む)からなる群から選択される)である。
【0069】
本発明の製造方法2の1つの側面において、式(3)のピペリジン環構造を1個以上有するヒンダードアミン化合物は、分子量が2000以上であり、トリアジン骨格及び下記式(4)で表されるピペリジン環構造を少なくとも2個以上有するヒンダードアミン化合物Aである。
【0070】
式(4)において、Rは、水素原子又は炭素数1以上のアルキル基を表す。アルキル基は直鎖状、分岐状、又はシクロアルキル基を含む。
ヒンダードアミン化合物Aの1つの好ましい側面において、式(4)のRは、水素原子又はメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
【0071】
ヒンダードアミン化合物Aとしては、例えば、キマソーブ944、キマソーブ2020FDL(BASF製)、キマソーブ119FL(SABO製)等の以下で表される公知のヒンダードアミン化合物が挙げられる。
【0072】
キマソーブ944FDL:末尾のアルファベットは粒子形状を示す
【0073】
キマソーブ2020FDL:
【0074】
キマソーブ119FL:
【0075】
ヒンダードアミン化合物Aの1つの好ましい例としては、下記式(5)で表される化合物が挙げられる。
【0076】
式(5)において、nは1~15の範囲である。
は、置換基を有してもよい、炭素数1~12のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、もしくはアリーレン基を示す。
Bは、互いに独立して、Cl、-OR、-N(R)(R10)又は、-Z-に式(4)の基が結合した基、で表される基を表す。ここで、R、R、R10は、各々独立に、水素原子、置換基を有していてもよい、炭素数1~18のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアリールアルキル基を表し、-Z-は、-O-、>N-R11を表す。
は、式(4)で示される基を表し、R11は、Rに与えられた定義の一つを表す。
【0077】
式(5)の化合物として、特に好ましくは、Rが炭素数6のアルキレン基であり、Bが-NH-tertC17(-NH-C(CHCHC(CHCH)であり、Rが式(4)の基である化合物が挙げられる。
【0078】
本発明の製造方法2のもう1つの側面において、式(3)のピペリジン環構造を1個以上有するヒンダードアミン化合物は、分子量1000以上であり、下記式(6)で表されるピペリジン環構造を1個以上有するヒンダードアミン化合物Bを含有する。
【0079】
ヒンダードアミン化合物Bの1つの好ましいタイプは、化合物中にトリアジン骨格を有し、式(6)で表されるピペリジン環構造を少なくとも2個以上有する分子量2000以上(好ましくは5000以下)のヒンダードアミン系化合物(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン誘導体及びその混合物)である。この場合、式(6)におけるR12は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基、またはシクロヘキシル基またはシクロオクチル基である。
このタイプのヒンダードアミン化合物Bとして、例えば、TINUVINNOR 371FF(BASF社製)、FLAMESTAB NOR 116FF(BASF製)等公知のヒンダードアミン化合物が挙げられる。
【0080】
ヒンダードアミン化合物Bの1つの好ましい例としては、下記式(7)で表される化合物が挙げられる。
【0081】
式(7)において、kは1~15の範囲である。
は、置換基を有してもよい、炭素数1~12のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、もしくはアリーレン基を示す。
Bは、互いに独立して、Cl、-OR、-N(R)(R10)又は、-Z-に式(6)の基が結合した基、で表される基を表す。ここで、R、R、R10は、各々独立に、水素原子、置換基を有していてもよい、炭素数1~18のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアリールアルキル基を表し、-Z-は、-O-、>N-R11を表す。
は、式(6)で示される基を表し、R11は、Rに与えられた定義の一つを表す。
【0082】
式(7)の化合物として好ましくは、Rが炭素数2~12のアルキレン基で、Bが、-N(アルキル基)-式(6)の基、または、-N(R)(R10)であり、Rが式(6)の基、であり、R12は、炭素数1~6のアルキル基が挙げられる。
式(7)の化合物として、特に好ましくは、Rが炭素数6のアルキレン基であり、Bが-NH(C)-式(6)の基又は-N-H(C)であり、Rが式(6)の基であり、R12は炭素数3のアルキル基である化合物が挙げられる。
【0083】
本発明で用いることができる式(3)のピペリジン環構造を1個以上有するヒンダードアミン化合物の別のタイプは、下記式(8)で表される化合物を平均分子量300以上の重合体に付加した付加体である(ヒンダードアミン化合物Cとも言う)。
【0084】
式(8)において、mは1~4の整数を表す。
【0085】
13及びR13aは。同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、水素原子又は
任意の置換基を表す。
任意の置換基としては、アルキル基、ビニル基、アリル基、アリール基、アシル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アミノ基、ヒドロキシルアミノ基、シクロアルキル基、シクロアルキルカルボニル基、ヘテロ環基、アリールオキシ基、ハロゲン原子などがあげられるが、これらに限定されない。また、これら置換基はさらに置換基を有してもよい。
また、シクロアルキル基やシクロカルボニル基中の1またはそれ以上の炭素原子は、酸素、窒素、硫黄、リンまたはケイ素などの1又はそれ以上のヘテロ原子で置換されていてもよい。また、R13の任意の置換基はカルボニル酸素やイミノ基(=NR')を表す結合であってもよく、この場合、-R13aの基は存在しない。ここで、R’は、水素原子、アルキル基等、任意の置換基を表す。
【0086】
また、m=2またはそれ以上では、R13は、-O-CO-(CH)x-CO-O-(xは1以上の整数)などのような2以上のニトロキシ基を橋架けする基であってもよい。
【0087】
分子量300以上の重合体としては、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレンなどのポリオレフィンなどの不飽和結合を有する重合体が挙げられる。また、重合体には、所謂ポリマー以外に、天然または合成ワックスのような長鎖アルカンも含まれる。好ましいワックスとしては、ポリエチレンワックスやポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックスがあげられる。また、ポリオレフィンワックスの長鎖アルカンは、直鎖でも分岐していてもよく、2本以上の主鎖が架橋していてもよい。
また、ポリオレフィンワックスの分子中に炭素・炭素二重結合を形成させて、式(8)のヒンダードアミン化合物を付加することもできる。また、ポリオレフィンワックスの分子中に炭素・炭素二重結合を形成させて、更にその二重結合を、反応性基に変換することにより、式(8)のヒンダードアミン化合物の付加を行うことができる。
【0088】
このようなヒンダードアミン化合物Cとしては、式(8)で表される化合物を分子量300以上(好ましくは分子量2000以上)の重合体に付加した付加体、例えばアデカスタブLA-900(ADEKA社製)が挙げられる。また、式(8)で表される化合物を分子量300以上のポリエチレンワックスに付加した付加体としては、例えば、クラリアント社のHostavinNOWが挙げられる。
式(8)で表される化合物を分子量300以上のポリエチレンワックスへの付加は公知の方法で行うことができ、用いるポリエチレンワックスとしては、熱分解法を用いたもの、チーグラー触媒を用いたもの、メタロセン触媒を用いたもの等任意のタイプを使用することができる。メタロセン触媒を用いたものは、例えば、三井化学(株)製のエクセレックスのようなポリオレフィンワックスが挙げられ、低分子量化、高硬度化、反応性基導入が容易である等の特徴があるが、コスト的には若干高くなる傾向がある。
【0089】
本発明の製造方法2で用いられるポリオレフィン系樹脂組成物(Z)は、式(3)のピペリジン環構造を1個以上有するヒンダードアミン化合物の少なくとも一種とポリオレフィン系樹脂を含み、当該ポリオレフィン系樹脂は、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、及びエチレン酢酸ビニル共重合体からなる群から選択される1以上の樹脂である。
これらポリオレフィン系樹脂は、市販のヒンダードアミン化合物のマスターバッチを製造する際に使用されるポリオレフィン系樹脂を用いることができる。
【0090】
ポリオレフィン系樹脂組成物(Z)は、式(3)のピペリジン環構造を1個以上有するヒンダードアミン化合物の少なくとも一種とポリオレフィン系樹脂とを混合して調製することができ、両者を混合する場合は、ポリオレフィン系樹脂を溶融させて、両者を混錬して、ポリオレフィン系樹脂組成物(Z)を得る。
混練は、例えば、二軸押出機などの連続式混錬機や、バンバリーミキサー、加圧ニーダーなどのバッチ式混錬機により行うことができる。二軸押出機などの連続式混錬機の場合、押出機に設置したベント孔から反応残渣を除去することも可能となる。
【0091】
式(3)のピペリジン環構造を1個以上有するヒンダードアミン化合物(ヒンダード化合物A、B及びCを含む)の添加量は、ポリオレフィン系樹脂、ヒンダードアミン化合物の種類等により任意に設定できるが、例えば、ポリオレフィン系樹脂(低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、及びエチレン酢酸ビニル共重合体からなる群から選択される1以上の樹脂)100重量部に対して、当該ヒンダードアミン化合物を0.01~30重量部、好ましくは0.1~20重量部、さらに好ましくは1~10重量部添加することができる。
【0092】
工程(1a)において、ポリオレフィン系樹脂組成物(Z)と反応性化合物とを混合する場合、まず、式(3)のピペリジン環構造を2個以上有するヒンダードアミン化合物の少なくとも一種とポリオレフィン系樹脂とを混合してポリオレフィン系樹脂組成物(Z)を得て、これに直接反応性化合物を混合してもよく、この場合、両者の混合の工程を連続的に行うことができる。
また、ポリオレフィン系樹脂組成物(Z)(例えば、ヒンダードアミン化合物を含むマスターバッチ)を一旦得て、別工程において反応性化合物を当該ポリオレフィン系樹脂組成物(Z)に添加することもでき、この場合、工程(1a)には、ポリオレフィン系樹脂組成物(Z)を溶融させる工程が含まれる。
ポリオレフィン系樹脂組成物(Z)を溶融させる温度は、樹脂組成物の融点を考慮して、任意に設定できる。
【0093】
ポリオレフィン系樹脂組成物(Z)と反応性化合物とを反応させる温度は、樹脂組成物の融点、反応性化合物の融点や沸点を考慮して、任意に設定できる。
【0094】
反応性化合物は、好ましくは過酸である。過酸としては、過安息香酸、メタクロロ過安息香酸、過ギ酸、過酢酸、過イソ酪酸、及び過トリフルオロ酢酸からなる群から選択される少なくとも1つを用いることができる。
【0095】
反応性化合物の添加量は、ポリオレフィン系樹脂、ヒンダードアミン化合物、反応性化合物の種類により任意に設定できるが、例えば、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、反応性化合物を0.01~10重量部、好ましくは0.1~5重量部、さらに好ましくは0.5~3重量部添加することができる。
【0096】
本発明の製造方法2において、好ましくは、N-R基の少なくとも一部がニトロキシラジカルに変換される。
【0097】
本発明の製造方法2において、好ましくは、(1a)~(2a)の工程が押出機中で行なわれる。押出機としては、例えば、同方向二軸押出機、異方向二軸押出機、短軸押出機、FCM等の連続式の他、バンバリーミキサー、加圧ニーダーなどのバッチ式混錬機と短軸押出機の組み合わせ等、任意の押出機を用いることができる。
【0098】
本発明の製造方法において、(2a)の工程の後に、未反応や反応後の反応性化合物を除去する工程を含むことができる。未反応や反応後の反応性化合物の除去は、例えば、真空ポンプを用いて行うことができる。
【0099】
本発明のもう1つの態様は、本発明の製造方法2により得られるポリオレフィン系樹脂組成物(A)である。
ポリオレフィン系樹脂組成物(A)は、市販のヒンダードアミン化合物を使用して得られ、共重合等であるヒンダードアミン化合物(即ち、ポリオレフィン系重合体(X))と異なり、高分子と共有結合していない為、ヒンダードアミン化合物が経時でブリードアウトしやすい傾向にあるが、コスト的には有利であり、ブリードアウトについても、農業用フィルムの多層フィルムの中間層に使用する等である程度抑制が可能である。また、市販のヒンダードアミン化合物を使用する場合、変性反応により市販のヒンダードアミン化合物の耐酸性(耐農薬性)を向上することができる為、工業的には有用である。
【0100】
また、本発明のもう1つの態様は、ポリオレフィン系樹脂と、下記式(3)のピペリジン環構造を1以上有するヒンダードアミン化合物の少なくとも一種とを含有するポリオレフィン系樹脂組成物(A)であって、前記ピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部が変性されている、当該ポリオレフィン系樹脂組成物(A)である(以下「本発明のポリオレフィン系樹脂組成物(A)」とも言う)。
【0101】
式(3)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。
1つの好ましい態様において、R、R、R、Rは、いずれもメチル基である。
【0102】
は、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基、-OR(ここで、Rは、炭素原子数1以上のアルキル基、炭素数1以上で、少なくとも1以上のメチレン基を含む、官能基もしくは化合物(オリゴマー、ポリマー含む)からなる群から選択される)である。
【0103】
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物(A)における式(3)のピペリジン環構造を有するヒンダードアミン化合物の詳細については、本発明の製造方法2で詳述したのと同様である。
【0104】
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物(A)において、好ましくは、ヒンダードアミン化合物のピペリジン環構造中のN-R基の少なくとも一部がニトロキシラジカルに変換されている。
【0105】
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物(A)において、ヒンダードアミン化合物のピペリジン環構造中のN-R基がどの程度変性しているかは、式(3)のRが水素原子の場合は、変性ヒンダードアミン化合物のIR(赤外線吸収スペクトル)を測定し、4250cm-1を厚み補正用の基準ピークとして使用し、ヒンダードアミン化合物由来のN-Hと考えられるピーク3323cm-1との強度比(A3323/A4250)を比較することで、反応の進行を確認することができる。この数値が低いほどN-R基での反応が進行していると考えられる。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物(A)において、式(3)のRが水素原子の場合は、IR(赤外線吸収スペクトル)を測定した結果における4250cm-1と3323cm-1のピークの強度比(A3323/A4250)が、好ましくは0.026以下である。
【0106】
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物(A)において、ポリオレフィン系樹脂は、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、及びエチレン酢酸ビニル共重合体からなる群から選択される1以上の樹脂である。これらポリオレフィン系樹脂の詳細は、本発明の製造方法2で説明した通りである。
【0107】
4.樹脂組成物
本発明のもう1つの実施態様は、本発明のポリオレフィン系重合体を含有する樹脂組成物である。
【0108】
本発明のポリオレフィン系重合体は単独で、または他の高分子材料にブレンドして、酸素、熱および光の作用による劣化に対する高分子材料、または高分子材料用安定剤として使用することができる。本発明のポリオレフィン系重合体の安定性付与のためのブレンド対象となる高分子材料又は樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ-3-メチルブテン、ポリ-3-メチルペンテン-1等のα-オレフィン単独重合体、または、エチレン-プロピレン共重合体、または、エチレン-ブテン共重合体、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-3-メチル-ペンテン-1共重合体等のエチレン-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-メタクリル酸共重合体、エチレン-アクリル酸メチル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体、エチレン-アクリル酸ブチル共重合体、エチレン-アクリル酸2-エチルヘキシル共重合体、エチレン-メタクリル酸メチル共重合体、エチレン-メタクリル酸エチル共重合体、エチレン-メタクリル酸ブチル共重合体、エチレン-メタクリル酸2-エチルヘキシル共重合体、エチレン-ビニルトリメトキシシラン共重合体、エチレン-γアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合体、エチレン-γアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合体、エチレン-γメタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ臭化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、臭素化ポリエチレン、塩化ゴム、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-エチレン共重合体、塩化ビニル-プロピレン共重合体、塩化ビニル-スチレン共重合体、塩化ビニル-イソブチレン共重合体、塩化ブチル-塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル-スチレン-無水マレイン酸三元共重合体、塩化ビニル-スチレン-アクリロニトリル三元共重合体、塩化ビニルブタジエン共重合体、塩化ビニルイソブレン共重合体、塩化ビニル-塩素化プロピレン共重合体、塩化ビニル-塩化ビニリデン、酢酸ビニル三元共重合体、塩化ビニル-アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル-マレイン酸エステル共重合体、塩化ビニル-メタクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル-アクリロニトリル共重合体、内部可塑化ポリ塩化ビニル等の含ハロゲン合成樹脂、石油樹脂、クマロン樹脂、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、スチレンと他の単量体(例えば無水マレイン酸、ブタジエン、アクリロニトリルなど)との共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、アクリル酸エステル-ブタジエン-スチレン共重合体、メタクリル酸エステル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリメチルメタクリレート等のメタクリレート樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、直鎖ポリエステル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリウレタン、繊維素系樹脂、あるいはフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等を挙げることができる。さらに、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエン共重合ゴム、スチレン-ブタジエン共重合ゴム等のゴム類やこれらの樹脂のブレンド品であっけもよい。また過酸化物、あるいは放射線等によって架橋させたポリエチレン等の架橋重合体および発泡剤によって発泡させた発泡ポリエチレン等の発泡重合体も包含される。
【0109】
従って、本発明の樹脂組成物の1つの実施態様は、本発明のポリオレフィン系重合体及び上記した樹脂を更に含有する。
【0110】
本発明の樹脂組成物には、フェノール系、硫黄系、リン系の安定剤や、アミド系、金属石ケン系の滑剤、シリカ、タルク等の無機化合物を配合してもよい。
【0111】
また、本発明の樹脂組成物には帯電防止剤、流滴剤、中和剤、核剤、他の光安定剤等を配合することもできる。
また、本発明の樹脂組成物は、本発明のポリオレフィン系重合体、上記した他の高分子材料(樹脂)、及び上記の添加剤を含有することができる。
【0112】
本発明のもう1つの実施態様は、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物(A)を含有する樹脂組成物である。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物(A)を含有する樹脂組成物は、上記で詳述した、本発明の樹脂組成物が含有することができる樹脂を含有することができ、また、上記の安定剤、滑剤、無機化合物、帯電防止剤、流滴剤、中和剤、核剤、他の光安定剤等のいずれか1以上を含有することができる。
【0113】
5.農業用フィルム
本発明のもう1つの実施態様は、熱可塑性樹脂、及び、式(1)のピペリジン環構造を側鎖に有するポリオレフィン系重合体(X)において、前記ピペリジン環構造中のN-H基の少なくとも一部が変性されたポリオレフィン系重合体を含有する層を少なくとも1層有する多層又は単層の基材フィルムからなることを特徴とする農業用フィルムである(以下「本発明の農業用フィルム」とも言う)。
【0114】
式(1)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数
1以上のアルキル基である。
【0115】
ポリオレフィン系重合体(X)の詳細は、本発明のオレフィン系重合体について詳述した通りである。
【0116】
ポリオレフィン系重合体(X)は、好ましくは、エチレン(A)と、式(2)で表されるピペリジン環構造を有する環状アミノビニル化合物(B)との共重合体(エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体)である。
式(2)において、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、炭素原子数1以上のアルキル基である。R、Rは、各々独立して、水素原子又はメチル基である。Xは、連結基である。
エチレン・環状アミノビニル化合物共重合体の詳細は、本発明のポリオレフィン系重合体について詳述したのと同様である。
【0117】
本発明の農業用フィルムの基材フィルムを構成する熱可塑性樹脂としては、通常農業用フィルムに用いられる、塩化ビニル系樹脂や、ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂が挙げられるが、特に本発明においては、ポリオレフィン系樹脂を用いることが、本発明の効果を良好に発揮しうる点で好ましい。
【0118】
ポリオレフィン系樹脂としては、α-オレフィン系の単独重合体、α-オレフィンを主成分とする異種単量体との共重合体、α-オレフィンと共役ジエンまたは非共役ジエン等の多不飽和化合物、アクリル酸、メタクリル酸、酢酸ビニル等との共重合体などがあげられ、例えば高密度、低密度または直鎖状低密度ポリエチレン、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-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体等が挙げられる。これらのうち、密度が0.910~0.935の低密度ポリエチレンやエチレン-α-オレフィン共重合体および酢酸ビニル含有量が30重量%以下のエチレン-酢酸ビニル共重合体が、透明性や耐候性および価格の点から農業用フィルムとして好ましい。また、本発明において、ポリオレフィン系樹脂の少なくとも一成分としてメタロセン触媒で共重合して得られるエチレン-α-オレフィン共重合樹脂を使用することができる。
【0119】
これは、通常、メタロセンポリエチレンといわれているものであり、エチレンとブテン-1、ヘキセン-1、4-メチルペンテン-1、オクテンなどのα-オレフィンとの共重合体であり、例えば下記の(A法)や(B法)により得られる。(A法)特開昭58-19309号、特開昭59-95292号、特開昭60-35005号、特開昭60-35006号、特開昭60-35007号、特開昭60-35008号、特開昭60-35009号、特開昭61-130314号、特開平3-163088号の各公開公報、ヨーロッパ特許出願公開第420436号明細書、米国特許第5055438号明細書及び国際公報WO91/04247号明細書などに記載されている方法、即ちメタロセン触媒、特にメタロセン・アルモキサン触媒、又は、例えば、国際公開公報WO92/01723号明細書等に開示されているような、メタロセン化合物と、メタロセン化合物と反応して安定なイオンとなる化合物からなる触媒、又は、更には、特開平5-295020号、特開平5-295022号などに記載されているような、メタロセン化合物を無機化合物に担持させた触媒などを使用して、主成分のエチレンと従成分の炭素数4~20のα-オレフィンとを、得られる共重合体の密度が0.880~0.930g/cmとなるように共重合させる方法である。この重合方法としては、高圧イオン重合法、溶液法、スラリー法、気相法などを挙げることができる。これらの中では高圧イオン重合法で製造するのが好ましい。
【0120】
なお、この高圧イオン重合法とは、特開昭56-18607号、特開昭58-25106号の各公報に記載されているが、圧力が100kg/cm以上、好ましくは300~1500kg/cmで、温度が125℃以上、好ましくは150~200℃の反応条件下に高圧イオン重合法により製造されるものである。(B法)特開平6-9724号、特開平6-136195号、特開平6-136196号、特開平6-207057号の各公開公報に記載されているメタロセン触媒成分、有機アルミニウムオキシ化合物触媒成分、微粒子状担体、および必要に応じて有機アルミニウム化合物触媒成分、イオン化イオン性化合物触媒成分を含む、オレフィン重合用触媒の存在下に、気相、またはスラリー状あるいは溶液状の液相で種々の条件でエチレンとα-オレフィン、具体的には炭素原子数3~20のα-オレフィンとを、得られる共重合体の密度が0.900~0.930g/cmとなるように共重合させる方法。フィルムの良好な初期透明性及び透明持続性が得られる点では上記(A)法、(B)法に拘泥されることなく、メタロセン化合物を用いて重合されたポリオレフィン系樹脂、即ち、メタロセンポリエチレンを用いることが出来る。
【0121】
これらメタロセンポリエチレンを始めとするポリエチレン樹脂は、温度上昇溶離分別(TREF:TemperatureRisingElutionFractionation)、MFR、密度、分子量分布、その他各種物性の測定によって分類される。
【0122】
温度上昇溶離分別(TREF)による溶出曲線の測定
上記温度上昇溶離分別(Temperature RisingElutionFractionation:TREF)による溶出曲線の測定は、「Journal of Applied Polymer Science.Vol 126,4,217-4,231(1981)」、「高分子討論会予稿集2P1C09(昭和63年)」等の文献に記載されている原理に基づいて実施される。すなわち、先ず対象とするポリエチレンを溶媒中で一度完全に溶解させる。その後、冷却し、不活性担体表面に薄いポリマー層を生成させる。かかるポリマー層は結晶し易いものが内側(不活性担体表面に近い側)に形成され、結晶し難いものが外側に形成されてなるものである。次に、温度を連続又は段階的に昇温することにより、先ず、低温度では対象ポリマー中の非晶部分から、すなわち、ポリマーの持つ短鎖分岐の分岐度の多いものから溶出する。溶出温度が上昇すると共に、徐々に分岐度の少ないものが溶出し、ついには分岐の無い直鎖状の部分が溶出して測定は終了する。この各温度での溶出成分の濃度を連続的に検出して、その溶出量と溶出温度によって描かれるグラフ(溶出曲線)のピークによって、ポリマーの組成分布を測定することができるものである。
【0123】
ポリオレフィン系樹脂の少なくとも一成分として使用されるエチレン-α-オレフィン共重合体は、好ましくは、以下の物性を示すものである。
【0124】
メルトフローレート(MFR)
JIS-K7210により測定されたMFRが0.01~10g/10分、好ましくは0.1~5g/10分の値を示すものである。該MFRがこの範囲より大きいと成形時にフィルムが蛇行し安定しない。また、該MFRがこの範囲より小さすぎると成形時の樹脂圧力が増大し、成形機に負荷がかかるため、生産量を減少させて圧力の増大を抑制しなければならず、実用性に乏しい。
【0125】
密度
JIS-K7112により測定された密度が0.880~0.930g/cm、好ましくは0.880~0.920g/cmの値を示すものである。該密度がこの範囲より大きいと透明性が悪化する。また、密度がこの範囲より小さいと、フィルム表面のべたつきによりブロッキングが生じ実用性に乏しくなる。
【0126】
分子量分布
ゲルパーミュレーションクロマトグラフィー(GPC)によって求められる分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)は1.5~3.5、好ましくは1.5~3.0の値を示すものである。該分子量分布がこの範囲より大きいと機械的強度が低下し好ましくない。該分子量分布がこの範囲より小さいと成形時にフィルムが蛇行し安定しない。
【0127】
本発明で用いられるエチレン-酢酸ビニル共重合樹脂は、酢酸ビニル含有量が10~25重量%の範囲であり、好ましくは12~20重量%の範囲である。酢酸ビニル含有量がこの範囲より小さいと、得られるフィルムが硬くなりハウスへの展張時にシワや弛みが出来やすく、防曇性に悪影響が出るため実用性に乏しく、また、酢酸ビニル含有量がこの範囲より大きいと、樹脂の融点が低いためハウス展張時に夏場の高温下でフィルムが弛み、風でばたつきハウス構造体との擦れ等により破れが生じやすくなるため実用性に乏しい。
【0128】
本発明の農業用フィルムの好ましい態様としては、ポリオレフィン系樹脂組成物からなる基材フィルムを展張時に外側となる外層、中間層、内層の少なくとも3層以上からなる多層フィルムとし、展張時に外側となる外層、又は外層と内層の樹脂成分として、メタロセン触媒で共重合して得られるエチレン-α-オレフィン共重合樹脂を45重量%以上100重量%以下、好ましくは55重量%以上95重量%以下含有する樹脂組成物を用い、中間層又は、中間層と内層に、エチレン-酢酸ビニル共重合体を45重量%以上100重量%以下、好ましくは55重量%以上98重量%以下含有する樹脂組成物を用いることが好ましい。
【0129】
本発明の農業用フィルムにおいて、本発明のポリオレフィン系重合体の含有量は、当該ポリオレフィン系重合体を含有する層における熱可塑性樹脂100重量部に対し2~10重量部、好ましくは2~6重量部である。農業用フィルムの基材フィルムが単層である場合は、基材フィルム中の熱可塑性樹脂100重量部に対し2~10重量部、好ましくは2~6重量部である。
この含有量が上記範囲未満では耐候性が劣るので好ましくなく、上記範囲を超えると経済性の点で好ましくない。
【0130】
基材フィルムが多層の場合、本発明のポリオレフィン系重合体は、コスト的な観点から、必ずしも多層フィルムの全層に含有されている必要はなく、少なくとも1層含有されていればよい。また、本発明のポリオレフィン系重合体は、通常用いられる一種又は二種以上のヒンダードアミン系耐候剤と組み合わせて用いることができる。更に、本発明のポリオレフィン系重合体を含有しない層に対して、通常用いられる一種又は二種以上のヒンダードアミン系耐候剤を用いることもできる。本発明のポリオレフィン系重合体は、もちろん全層に含有させてもよいが、例えば最内層と最外層(ハウス外面)に含有させ、その他の層には、前述した、農業用として通常配合されるヒンダードアミン系光安定剤を含有させることもできる。また、同一の層に本発明のポリオレフィン系重合体と農業用として通常配合されるヒンダードアミン系光安定剤を含有させることもできる。その場合は全層に本発明のポリオレフィン系重合体を用いる場合よりコスト的に有利になる。
【0131】
本発明のポリオレフィン系重合体と併用可能な農業用として通常配合されるヒンダードアミン系耐候剤は、分子中に以下の式(9)で表されるピペリジン環構造を少なくとも2個以上有しかつ分子量が500以上のヒンダードアミン化合物(以下、「ピペリジン環含有ヒンダードアミン化合物」ともいう)である。上記ピペリジン環含有ヒンダードアミン化合物のピペリジン環の数が2個未満では十分な耐候性が得られず、また、分子量が500未満では揮発しやすくなり、長期の耐候性を得ることができない。また、上記ピペリジン環含有ヒンダードアミン化合物のピペリジン環の数は2~50個であることが好ましく、また、分子量は750以上であることが好ましい。
【0132】
【0133】
併用可能な上記ピペリジン環含有ヒンダードアミン化合物としては、例えば、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)-2-ブチル-2-(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシベンジル)マロネート、テトラ(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、テトラ(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)・ジ(トリデシル)ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)・ジ(トリデシル)ブタンテトラカルボキシレート、3,9-ビス〔1,1-ジメチル-2-{トリス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルオキシカルボニルオキシ)ブチルカルボニルオキシ}エチル〕-2,4,8,10-テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン、3,9-ビス〔1,1-ジメチル-2-{トリス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルオキシカルボニルオキシ)ブチルカルボニルオキシ}エチル〕-2,4,8,10-テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン、1,5,8,12-テトラキス〔4,6-ビス{N-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ブチルアミノ}-1,3,5-トリアジン-2-イル〕-1,5,8,12-テトラアザドデカン、1-(2-ヒドロキシエチル)-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジノール/コハク酸ジメチル縮合物、2-第三オクチルアミノ-4,6-ジクロロ-s-トリアジン/N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン縮合物、N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン/ジブロモエタン縮合物などがあげられる。
【0134】
併用可能な市販のヒンダードアミン系化合物を例示すれば、TINUVIN765、TINUVIN770、TINUVIN780、TINUVIN144、TINUVIN622LD、CHIMASSORB119FL、CHIMASSORB944(以上、チバガイギー社製)、サノールLS-765(三共(株)製)、MARKLA-63、MARKLA-68、MARK LA-68、MARK LA-62、MARK LA-67、MARK LA-57(以上、アデカ・アーガス社製)、CYASORBUV-3346、CYASORBUV-3529、CYASORBUV-3581、CYASORB UV-3853等が挙げられる。これらのピペリジン環含有ヒンダードアミン化合物は、一種又は二種以上で用いられる。
【0135】
本発明の農業用フィルムは、紫外線吸収剤を添加することにより、良好な耐候性を得ることが出来るが、特に下記式(10)で表されるトリアリールトリアジン型紫外線吸収剤の少なくとも一種を用いた場合に更に良好な効果を得ることが出来る。
【0136】
使用可能な農業用として通常配合される紫外線吸収剤は、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-メト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、5,5’-メチレンビス(2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン)等の2-ヒドロキシベンゾフェノン類;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’,5’-ジ第三ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ第三ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-第三ブチル-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-5’-第三オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’.5’-ジクミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’-メチレンビス(4-第三オクチル-6-ベンゾトリアゾリル)フェノール等の2-(2’-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール類;フェニルサリシレート、レゾルシノールモノベンゾエート、2,4-ジ第三ブチルフェニル-3’,5’-ジ第三ブチル-4’-ヒドロキシベンゾエート、2,4-ジ第三アミルフェニル-3’,5’-ジ第三ブチル-4’-ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル-3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート類;2-エチル-2’-エトキシオキザニリド、2-エトキシ-4’-ドデシルオキザニリド等の置換オキザニリド類;エチル-α-シアノ-β,β-ジフェニルアクリレート、メチル-2-シアノ-3-メチル-3-(p-メトキシフェニル)アクリレート等のシアノアクリレート類;2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[(ヘキシル)オキシ]-フェノール、2-[4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-5-(オクチロキシ)フェノール等のトリアジン類等があげられる。これらの紫外線吸収剤は、一種又は二種以上で用いられる。
【0137】
特に効果の高い紫外線吸収剤としては下記式(10)で表されるトリアリールトリアジン型紫外線吸収剤を挙げることができる。
【0138】
【0139】
ここで、式(10)中、R2~R6は、それぞれ独立して水素原子、又は炭素数1~10のアルキル基を表す。より好ましくは、R2は炭素数6~10のアルキル基、特に好ましくは炭素数6~8のアルキル基であり、R3~R6は水素原子、又は炭素数1~2のアルキル基、特に好ましくは水素原子、又はメチル基である。
【0140】
上記式(10)において、R2の炭素数が上記範囲未満ではブリードアウトしやすくなるので好ましくなく、上記範囲を超えると耐候性が劣るので好ましくない。R3~R6の炭素数が上記範囲未満ではブリードアウトしやすくなるので好ましくなく、上記範囲を超えると耐候性が劣るので好ましくない。特に、本発明における紫外線吸収剤は、前記式(10)におけるR2がオクチル基であり、R3~R6がメチル基である場合、又は、本発明における紫外線吸収剤は、前記式(10)におけるR2がヘキシル基であり、R3~R6が水素原子である場合に、特に耐ブリードアウト性、化学的安定性に優れた農業用フィルムが得られる。
【0141】
上記式(10)で表されるトリアリールトリアジン系紫外線吸収剤の入手方法は特に限定されず、市販のものを使用することができる。例えばUV1164(サイテック製)、TINUVIN1577FF(チバ・スペシャルティーケミカルズ製)等を挙げることが出来る。
【0142】
本発明の農業用フィルム中の、上記式(10)で表されるトリアリールトリアジン型紫外線吸収剤の含有量は、熱可塑性樹脂100重量部に対し5重量部未満、好ましくは0.001~3重量部、更に好ましくは0.005~1重量部である。含有量が上記範囲未満では耐候性改良効果が低く、上記範囲を超えると、ブリードアウトによる透明性低下等問題がある。
【0143】
本発明の農業用フィルムにおいて用いられる前記トリアリールトリアジン型紫外線吸収剤は、コスト的な観点から、例えば多層フィルムに使用される場合、必ずしも多層フィルムの全層に含有されている必要はなく、少なくとも1層含有されていればよい。また、このトリアリールトリアジン型紫外線吸収剤は、通常用いられる一種又は二種以上のその他の紫外線吸収剤と組み合わせて用いることができる。更に、トリアリールトリアジン型紫外線吸収剤を含有しない層に対して、通常用いられる一種又は二種以上の紫外線吸収剤を用いることもできる。トリアリールトリアジン型紫外線吸収剤は、もちろん全層に含有させてもよいが、例えばハウス中間層に含有させ、その他の層には農業用として通常配合される紫外線吸収剤を含有させることもできる。また、同一の層にトリアリールトリアジン型紫外線吸収剤と農業用として通常配合される紫外線吸収剤を含有させることもできる。
その場合は全層にトリアリールトリアジン型紫外線吸収剤を用いる場合よりコスト的に有利になる。
【0144】
本発明において用いられる前記トリアリールトリアジン型紫外線吸収剤は、ブリードアウト性が良好であることを特徴としているが、多層フィルムに添加する場合には、更にブリードアウト性を向上することが出来る。耐ブリードアウト性の良好な添加方法として、中間層中の単位体積当たりの紫外線吸収剤含有率X>内層中の単位体積当たりの紫外線吸収剤含有率Y、かつX>外層中の単位体積当たりの紫外線吸収剤含有率Zである農業用多層フィルムや、全フィルム中の紫外線吸収剤添加量の80%以上が中間層に含有されている農業用多層フィルム、更に多層フィルムの表面層以外(ハウス内層、ハウス外層以外:中間層とする)に紫外線吸収剤を添加してなる農業用多層フィルム等を挙げることが出来る。
【0145】
本発明における農業用フィルムは、赤外線吸収剤を添加することにより、良好な保温性を付与することが出来る。赤外線吸収剤は、保温剤として有効なMg、Ca、Al、Si及びLiの少なくとも1つの原子を含有する無機化合物(無機酸化物、無機水酸化物、ハイドロタルサイト類等)を使用できる。
【0146】
なかでも、下記式(11)で表されるハイドロタルサイト類赤外線吸収剤を用いた場合に、安価で成形性良好なフィルムを得ることができる。
【0147】
【0148】
上記式(11)で表される赤外線吸収剤(保温剤)の入手方法は特に限定されず、市販のものを使用することができ、例えば、DHT4A(協和化学(株)製)等が挙げられる。
【0149】
上記の赤外線吸収剤(保温剤)は、赤外線吸収能を有する無機微粒子であり、これらは一種又は二種以上で組み合わせて用いることができる。用いることのできる無機微粒子は特に制限はないが、成分:Si,Al,Mg,Caから選ばれた少なくとも1つの原子を含有する無機化合物を用いることができる。例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化珪素、水酸化リチウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、燐酸リチウム、燐酸カルシウム、珪酸マグネシウム、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、アルミン酸カルシウム、アルミン酸マグネシウム、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、カオリン、クレー、タルク、マイカ、ゼオライト、ハイドロタルサイト類化合物、リチウム・アルミニウム複合水酸化物、アルミニウム・リチウム・マグネシウム複合炭酸塩化合物、アルミニウム・リチウム・マグネシウム複合珪酸塩化合物、マグネシウム・アルミニウム・珪素複合水酸化物、マグネシウム・アルミニウム・珪素複合硫酸塩化合物、マグネシウム・アルミニウム・珪素複合炭酸塩化合物、複数種アニオンを含有する金属複合水酸化物塩等が挙げられる。これらは結晶水を脱水したものであってもよい。
【0150】
上記無機微粒子は天然物であってもよく、また合成品であってもよい。また、上記無機微粒子は、その結晶構造、結晶粒子径などに制限されることなく使用することが可能である。
【0151】
また、上記無機微粒子は、その表面をステアリン酸のごとき高級脂肪酸、オレイン酸アルカリ金属塩のごとき高級脂肪酸金属塩、ドデシルベンゼンスルホン酸アルカリ金属塩のごとき有機スルホン酸金属塩、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸エステルまたはワックスなどで被覆したものも使用できる。
【0152】
上記金属複合水酸化物塩は、単独または2種以上組み合わせて使用することが出来る。その平均粒子径は好ましくは、0.05~15μm、より好ましくは0.1~10μmの範囲である。無機微粒子の平均粒子径が上記範囲より小さいと、樹脂中での分散性が劣りブツ(無機物の2次凝集物)が生成してフィルム外観が悪化すると共に、樹脂との混練時の粉立ちが激しくハンドリング性が劣る。逆に、無機微粒子の平均粒子径が上記範囲より大きいと、透明性で劣ったり、押出し機ブレーカースクリーン部で目詰まりが生じ、生産性が悪化する。
【0153】
上記の金属の有機酸塩、塩基性有機酸塩および過塩基性有機酸塩を構成する金属種としては、Li,Na,K,Ca,Ba,Mg,Sr,Zn,Cd,Sn,Cs,Al,有機Snがあげられ、有機酸としては、カルボン酸、有機リン酸類またはフェノール類があげられ、該カルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ネオデカン酸、2-エチルヘキシル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、イソステアリン酸、ステアリン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、ベヘニン酸、モンタン酸、エライジン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、オクチルメルカプトプロピオン酸、安息香酸、モノクロル安息香酸、p-第三ブチル安息香酸、ジメチルヒドロキシ安息香酸、3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシ安息香酸、トルイル酸、ジメチル安息香酸、エチル安息香酸、クミン酸、n-プロピル安息香酸、アセトキシ安息香酸、サリチル酸、p-第三オクチルサリチル酸等の一価カルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバチン酸、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、メタコン酸、イタコン酸、アコニット酸、チオジプロピオン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、オキシフタル酸、クロルフタル酸等の二価のカルボン酸あるいはこれらのモノエステル又はモノアマイド化合物、ブタントリカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、メロファン酸、ピロメリット酸等の三価又は四価カルボン酸のジ又はトリエステル化合物などがあげられ、また該有機リン酸類としては、モノまたはジオクチルリン酸、モノまたはジドデシルリン酸、モノまたはジオクタデシルリン酸、モノまたはジ-(ノニルフェニル)リン酸、ホスホン酸ノニルフェニルエステル、ホスホン酸ステアリルエステルなどがあげられ、また該フェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、メチルプロピルフェノール、メチル第三オクチルフェノール、エチルフェノール、イソプロピルフェノール、第三ブチルフェノール、n-ブチルフェノール、ジイソブチルフェノール、イソアミルフェノール、ジアミルフェノール、イソヘキシルフェノール、オクチルフェノール、イソオクチルフェノール、2-エチルヘキシルフェノール、第三オクチルフェノール、ノニルフェノール、ジノニルフェノール、第三ノニルフェノール、デシルフェノール、ドデシルフェノール、オクタデシルフェノール、シクロヘキシルフェノール、フェニルフェノールフェノール、クレゾール、エチルフェノール、シクロヘキシルフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノールなどがあげられる。
【0154】
また、本発明の農業用フィルム中には、通常合成樹脂に使用される各種添加剤を併用することができる。それらの添加剤としては、例えば、金属の有機酸塩、塩基性有機酸塩および過塩基性有機酸塩、ハイドロタルサイト化合物、エポキシ化合物、β-ジケトン化合物、多価アルコール、ハロゲン酸素酸塩、硫黄系、フェノール系およびホスファイト系などの酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、着色剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、防霧剤などがあげられる。
【0155】
上記防曇剤については特に制限はないが、公知の種々の非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等を始めとする、多価アルコールと高級脂肪酸類とから成る多価アルコール部分エステル系のものが好適である。このような防曇剤の具体例としては、例えば非イオン系界面活性剤、例えばソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノミリステート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノベヘネート、ソルビタンとアルキレングリコールの縮合物と脂肪酸とのエステルなどのソルビタン系界面活性剤やグリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノラウレート、ジグリセリンモノパルミテート、グリセリンジパルミテート、グリセリンジステアレート、ジグリセリンモノパルミテート・モノステアレート、トリグリセリンモノステアレート、トリグリセリンジステアレートあるいはこれらのアルキレンオキシド付加物等などのグリセリン系界面活性剤やポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールモノパルミテート、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテルなどのポリエチレングリコール系界面活性剤やその他トリメチロールプロパンモノステアレートなどのトリメチロールプロパン系界面活性剤やペンタエリスリトールモノパルミテート、ペンタエリスリトールモノステアレートなどのペンタエリスリトール系界面活性剤、アルキルフェノールのアルキレンオキシド付加物;ソルビタン/グリセリンの縮合物と脂肪酸とのエステル、ソルビタン/アルキレングリコールの縮合物と脂肪酸とのエステル;ジグリセリンジオレートナトリウムラウリルサルフェート、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルアミン塩酸塩、ラウリン酸ラウリルアミドエチルリン酸塩、トリエチルセチルアンモニウムイオダイド、オレイルアミノジエチルアミン塩酸塩、ドデシルピリジニウム塩などやそれらの異性体を含むものなどを挙げることができる。
【0156】
上記防霧剤としては、例えばフッ素系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤が挙げられ、フッ素系界面活性剤の具体例としては、通常の界面活性剤の疎水基のCに結合したHの代わりにその一部または全部をFで置換した界面活性剤で、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する界面活性剤である。以上の各種添加剤は、それぞれ1種または2種以上を組み合わせて使用することができる。パーフルオロアルキル基を有する含フッ素化合物としては、例えば、アニオン系含フッ素界面活性剤、カチオン系含フッ素界面活性剤、両性含フッ素界面活性剤、ノニオン系含フッ素界面活性剤、含フッ素オリゴマーなどがあげられる。
【0157】
上記パーフルオロアルキル基を有する含フッ素化合物の使用量は、熱可塑性樹脂100重量部に対し、好ましくは0.001~10重量部、更に好ましくは0.01~5重量部である。該含フッ素化合物の使用量が0.001重量部未満では防霧性効果がほとんど発揮されず、10重量部を超えても効果が飽和されるため好ましくない。
【0158】
また、充てん剤としては、フィルムのベタツキを抑制するために、あるいは保温性をさらに高めるために、例えばシリカ、タルク、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、カオリンクレー、マイカ、アルミナ、炭酸マグネシウム、アルミン酸ナトリウム、導電性酸化亜鉛、リン酸リチウムなどが用いられる。これらの充てん剤は1種用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0159】
上記フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6-ジ第三ブチル-p-クレゾール、2,6-ジフェニル-4-オクタデシロキシフェノール、ステアリル(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-プロピオネート、ジステアリル(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ホスホネート、チオジエチレングリコールビス〔(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6-ヘキサメチレンビス〔(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6-ヘキサメチレンビス〔(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミド〕、4,4’-チオビス(6-第三ブチル-m-クレゾール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-第三ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-第三ブチルフェノール)、ビス〔3,3-ビス(4-ヒドロキシ-3-第三ブチルフェニル)ブチリックアシッド〕グリコールエステル、4,4’-ブチリデンビス(6-第三ブチル-m-クレゾール)、2,2’-エチリデンビス(4,6-ジ第三ブチルフェノール)、2,2’-エチリデンビス(4-第二ブチル-6-第三ブチルフェノール)、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-第三ブチルフェニル)ブタン、ビス〔2-第三ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-第三ブチル-5-メチルベンジル)フェニル〕テレフタレート、1,3,5-トリス(2,6-ジメチル-3-ヒドロキシ-4-第三ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5-トリス(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドルキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5-トリス(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2,4,6-トリメチルベンゼン、1,3,5-トリス〔(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕イソシアヌレート、テトラキス〔メチレン-3-(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、2-第三ブチル-4-メチル-6-(2-アクリロイルオキシ-3-第三ブチル-5-メチルベンジル)フェノール、3,9-ビス〔1,1-ジメチル-2-{(3-第三ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル〕-2,4,8,10-テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン、トリエチレングリコールビス〔(3-第三ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート〕、n-オクタデシル3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシメチル]メタン等があげられる。
【0160】
上記硫黄系酸化防止剤としては、例えば、チオジプロピオン酸ジラウリル、ジミリスチル、ジステアリル等のジアルキルチオジプロピオネート類及びペンタエリスリトールテトラ(β-ドデシルメルカプトプロピオネート)等のポリオールのβ-アルキルメルカプトプロピオン酸エステル類があげられる。
【0161】
上記ホスファイト系酸化防止剤としては、例えば、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス(2,4-ジ第三ブチルフェニル)ホスファイト、トリス〔2-第三ブチル-4-(3-第三ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニルチオ)-5-メチルフェニル〕ホスファイト、トリデシルホスファイト、オクチルジフェニルホスファイト、ジ(デシル)モノフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノ(ジノニルフェニル)ビス(ノニルフェニル)ホスファイト、ジ(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4-ジ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ第三ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラ(トリデシル)イソプロピリデンジフェノールジホスファイト、テトラ(トリデシル)イソプロピリデンジフェノールジホスファイト、テトラ(C12-15混合アルキル)-4,4’-n-ブチリデンビス(2-第三ブチル-5-メチルフェノール) ジホスファイト、ヘキサ(トリデシル)-1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-第三ブチルフェニル)ブタントリホスファイト、テトラキス(2,4-ジ第三ブチルフェニル)ビフェニレンジホスホナイト、2,2’-メチレンビス(4,6-ジ第三ブチルフェニル)(オクチル)ホスファイト、テトラキス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)4,4’-ビフェニレン-ジ-ホスホナイト、2,2-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)オクチルホスファイト等があげられる。
【0162】
上記着色剤としては例えば、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、アリザリンレーキ、酸化チタン、亜鉛華、群青、パーマネントレッド、キナクリドン、カーボンブラック等を挙げることができる。
【0163】
アンチブロッキング剤としては、珪藻土、合成シリカ、タルク、マイカ、ゼオライト等が挙げられる。これらアンチブロッキング剤は単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができ、通常0.01~0.5重量%の範囲が好ましい。
【0164】
本発明の農業用フィルムは、上述した成分が組合わされて含有してなり、更に本発明の熱可塑性樹脂フィルムに含有することができる下記の任意成分を、必要に応じて含有させることができる。任意成分とは、その他安定剤、耐衝撃性改善剤、架橋剤、充填剤、発泡剤、帯電防止剤、造核剤、プレートアウト防止剤、表面処理剤、難燃剤、螢光剤、防黴剤、殺菌剤、金属不活性剤、離型剤、顔料、加工助剤などを挙げることができる。
【0165】
本発明の農業用フィルムは、各種添加剤を配合するには、各々必要量秤量し、リボンブレンダー、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、単軸又は二軸押出機、ロールなどの配合機や混練機その他従来から知られている配合機、混合機を使用すればよい。このようにして得られた樹脂組成物をフィルム化するには、それ自体公知の方法、例えば、溶融押出し成形法(Tダイ法、インフレーション法を含む)、カレンダー加工、ロール加工、押出成型加工、ブロー成型、インフレーション成型、溶融流延法、加圧成型加工、ペースト加工、粉体成型等の方法を好適に使用することができる。
【0166】
本発明の農業用フィルム厚みについては、強度やコストの点で0.01~1mmの範囲のものが好ましく、0.05~0.5mmのものがより好ましく、更に好ましくは0.05~0.2mmである。この範囲未満では強度的に問題があり、この範囲を超えると成形が困難なうえ、展張作業性に問題がある。
【0167】
また、本発明の農業用フィルムは単層でも多層でもよく、多層の場合、3層から5層が各層のバランスをとりやすい。3層フィルムを構成する層比としては、成形性や透明性及び強度の点から1/0.5/1~1/5/1の範囲が好ましく、1/2/1~1/4/1の範囲がより好ましい。また、外層と内層の比率としては、特に規定されるものではないが、得られるフィルムのカール性から同程度の比率とするのが好ましい。
【0168】
本発明の農業用フィルムは、前記基材フィルムの最内層に接して防曇性被膜を形成することもできる。この際、防曇性塗膜に接するフィルムに多量の防曇剤が含まれると、不均一なフィルム表面への防曇剤の噴き出しにより、防曇性塗膜を形成する際に支障がでる場合がある。但し、あらかじめ各層の基材樹脂に各種添加剤を濃縮配合したマスターバッチとして用いる場合に混練時の粘着防止剤として、あるいは、防曇性被膜を形成する際の表面改質剤として本発明の目的を損なわない範囲で少量を用いることができる。
【0169】
また、本発明の農業用フィルムは、それ以外の塗膜を形成することができる。例えば防塵性塗膜をハウス外面に形成してもよい。その場合、本発明の効果である塗膜密着性の向上効果が防塵塗膜に対しても得られる場合がある。
【0170】
防曇塗膜としては、シリカゾル及び/又はアルミナゾル等の無機質コロイドゾルと、熱可塑性樹脂等のバインダー樹脂を主成分とする組成物等が挙げられる。好ましくは無機コロイド物質と親水性有機化合物を主成分とした防曇塗膜や無機コロイド物質とアクリル系樹脂を主成分とする防曇塗膜を用いることができる。
【0171】
本発明で用いる無機質コロイドゾルは、特に疎水性のポリオレフィン系樹脂フィルム表面に塗布することにより、フィルム表面に親水性を付与する機能を果たすものである。無機質コロイドゾルとしては、シリカ、アルミナ、水不溶性リチウムシリケート、水酸化鉄、水酸化スズ、酸化チタン、硫酸バリウム等の無機質水性コロイド粒子を、種々の方法で、水又は親水性媒体中に分散させた、水性ゾルが挙げられる。中でも好ましく用いられるのは、シリカゾルとアルミナゾルで、これらは、単独で用いても併用してもよい。
【0172】
無機質コロイドゾルとしては、その平均粒子径が5~100nmの範囲で選ぶのが好ましく、また、この範囲であれば、平均粒子径の異なる2種以上のコロイドゾルを組み合わせて用いても良い。平均粒子径が大きすぎると被膜が白く失透することがあり、また、平均粒子径が小さすぎると、無機質コロイドゾルの安定性に欠けることがあるため好ましくない。無機質コロイドゾルは、その配合量をバインダー樹脂組成物の固形分重量の合計に対して、固形分としての重量比で0.2以上5以下、好ましくは0.5以上4以下にするのが好ましい。すなわち、配合量が少なすぎる場合は、十分な防曇効果が発揮できないことがあり、一方、配合量が多すぎる場合は、防曇効果が配合量に比例して向上しにくいばかりでなく、塗布後に形成される被膜が白濁化してフィルムの光線透過率を低下させる現象があらわれ、また、被膜が粗雑で脆弱になることがあり、好ましくない。
【0173】
バインダー樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられるが、本願発明の熱可塑性樹脂基材フィルムとの相性から、特に、アクリル系樹脂、及び/又はウレタン系樹脂を用いることが好ましく、更に好ましくは後述する(a)親水性アクリル系重合体からなるもの、(c)疎水性アクリル系樹脂からなるもの、(e)疎水性アクリル系樹脂と、ポリウレタンエマルジョンからなるもの、が各々の特質を持ち、好ましい。
【0174】
アクリル系樹脂としては、(a)親水性アクリル系重合体からなるもの、(b)一分子内に疎水性分子鎖ブロックと親水性分子鎖ブロックとを含むブロック共重合体からなるもの、(c)疎水性アクリル系樹脂からなるものが挙げられるが、特に(a)が、初期の防曇濡れが早い点で本願発明の基材フィルムとの相性に優れており好ましく、一方(c)については、本願発明の基材フィルムとの相性に優れており好ましい。
【0175】
(a)の親水性アクリル系重合体としては、水酸基含有ビニル単量体成分を主成分(好ましくは60重量%~99.9重量%、更に好ましくは65重量%~95重量%とし)、酸基含有ビニル単量体成分を0.1~30重量%含有する共重合体、その部分中和物または完全中和物が挙げられる。水酸基含有ビニル単量体成分としては、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類があげられ、例えば、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等があげられる。これらは単独重合体であってもよく、これらヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類を主成分とし、これらと共重合しうる他の単量体との共重合体であってもよい。
【0176】
これらヒドロキアルキル(メタ)アクリレート類と共重合しうる酸基含有単量体としては、カルボン酸類、スルホン酸類、ホスホン酸類が挙げられ、特に好ましくは、カルボン酸に属する(メタ)アクリル酸である。
【0177】
その他の共重合体成分としては、たとえばスチレン、ビニルテルエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酸化ビニル、(メタ)アクリル酸エステル類、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ビニルピリジン等があげられる。
【0178】
本発明において用いることができる無機コロイド物質と親水性有機化合物を主成分とする防曇塗膜として、例えば、特公昭63-45432号、特公昭63-45717号、特公昭64-2158号、特許第3094296号等に示されている化合物を挙げることができる。
【0179】
(c)の疎水性アクリル系樹脂としては、少なくとも合計60重量%のアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル類からなる単量体、またはアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル類とアルケニルベンゼン類との単量体混合物及び0~40重量%の共重合しうるα、β-エチレン性不飽和単量体とを、通常の重合条件に従って、例えば乳化剤の存在下に、水系媒質中で乳化重合させて得られる水分散性の重合体または共重合体を挙げることができる。
【0180】
疎水性アクリル系樹脂の製造に用いられるアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル類としては、アクリル酸メチルエステル、アクリル酸エチルエステル、アクリル酸-n-プロピルエステル、アクリル酸イソプロピルエステル、アクリル酸-n-ブチルエステル、アクリル酸-2-エチルヘキシルエステル、アクリル酸デシルエステル、メタクリル酸メチルエステル、メタクリル酸エチルエステル、メタクリル酸-n-プロピルエステル、メタクリル酸イソプロピルエステル、メタクリル酸-n-ブチルエステル、メタクリル酸-2-エチルヘキシルエステル、メタクリル酸デシルエステル等が挙げられ、一般には、アルキル基の炭素数が1~20個のアクリル酸アルキルエステル及び/又はアルキル基の炭素数が1~20個のメタクリル酸アルキルエステルが使用される。アルケニルベンゼン類としては、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。
【0181】
疎水性アクリル系樹脂を得るために用いるα、β-エチレン性不飽和単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸等のα、β-エチレン性不飽和カルボン酸類;エチレンスルホン酸等のα、β-エチレン性不飽和スルホン酸類;2-アクリルアミド-2-メチルプロパン酸;α、β-エチレン性不飽和ホスホン酸類;アクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシエチル等の水酸基含有ビニル単量体;アクリロニトリル類;アクリルアマイド類;アクリル酸又はメタクリル酸のグリシジルエステル類等が挙げられる。これら単量体は、単独で用いても、または2種以上の併用でもよく、0~40重量%の範囲で使用するのが好ましい。使用量が多すぎると、防曇性能を低下させることがあり、好ましくない。
【0182】
アクリル系樹脂は、公知の乳化剤、例えば陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤の中から選ばれる1種もしくは2種以上の存在下、水系媒質中で、乳化重合させる方法、反応性乳化剤を用いて重合させる方法、乳化剤を含有せずオリゴソープ理論に基づいて重合させる方法等によって得ることができる。乳化剤の存在下での重合方法の場合、これら乳化剤は、単量体の仕込み合計量に対し0.1~10重量%の範囲で使用するのが、重合速度の調整、合成される樹脂の分散安定性の点から好ましい。
【0183】
アクリル系樹脂の製造に好ましく用いられる重合開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;アセチルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物等が挙げられる。これらは、単量体の仕込み合計量に対して0.1~10重量%の範囲で使用することができる。
【0184】
疎水性アクリル系樹脂は、特に、ガラス転移温度が35~80℃のものを用いるのが好ましい。ガラス転移温度が低すぎると無機質コロイド粒子が数次凝集して不均一な分散状態をとりやすく、高すぎる場合、透明性のある均一な塗膜を得るのが困難となりやすい。
【0185】
本発明に用いる疎水性アクリル系樹脂は水系エマルジョンとして用いるのが好ましい。
各単量体を水系媒質中での重合によって得られた水系エマルジョンをそのまま使用しても良く、更にこのものに液状分散媒を加えて希釈したものでもよく、また上記のような重合によって生じた重合体を分別採取し、これを液状分散媒に再分散させて水系エマルジョンとしたものでもよい。
【0186】
一方、(d)ウレタン系樹脂としては、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系のアニオン性ポリウレタンの水性組成物、エマルジョンが挙げられるが、防曇被膜の基材フィルムとの密着性、耐水性及び耐傷付き性の点でポリカーボネート系のアニオン性ポリウレタンエマルジョンが好ましく、更なる防曇被膜の耐水性、耐傷付き性向上並びに防曇性を発現するまでの時間及び防曇持続性の点でシラノール基を含有するポリカーボネート系のアニオン性ポリウレタンエマルジョンがより好ましい。これらは1種または2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0187】
シラノール基を含有するポリカーボネート系のアニオン性ポリウレタンエマルジョンとは分子内に少なくとも1個のシラノール基を含有するポリウレタン樹脂と、硬化触媒として強塩基性第3級アミンとを含有してなり、具体的には水相中にシラノール基含有ポリウレタン樹脂及び前記強塩基性第3級アミンが溶解しているもの、又は微粒子状に分散しているコロイド分散系のもの(エマルジョン)をいう。
【0188】
更に本願発明の好適な防曇被膜としては、(e)上記の(c)疎水性アクリル系樹脂と、(d)ポリウレタン水性組成物を混合したエマルジョンを用いる態様が、基材フィルムとの相性から、防曇性の発現速さ、防曇持続性の両方をバランス良く満たし、かつ耐傷付き性の点で好ましく、挙げられる。
【0189】
ポリウレタン水性組成物は、その配合量を固形分重量比で疎水性アクリル系樹脂に対して0.01以上、2以下、更に好ましくは0.01以上1以下にすることが好ましい。0.01に満たないときには耐傷付き性の向上が見られにくく、また、防曇性を発現するまでの時間が長く、十分な防曇効果が発揮しにくい。また、多すぎるときは、耐傷付き性が配合量に比例して向上しにくいばかりでなく、塗布後に形成される塗膜が白濁化し光線透過率を低下させやすく、また、コスト面でも不利であり好ましくない。
【0190】
本発明の防曇被膜を形成するための防曇剤組成物を調製するときに、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、高分子界面活性剤等の界面活性剤を添加することができる。
【0191】
陰イオン系界面活性剤としては、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム等の脂肪酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム等の高級アルコール硫酸エステル類;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩及びアルキルナフタレンスルホン酸塩;ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物;ジアルキルスルホコハク酸塩;ジアルキルホスフェート塩;ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンサルフェート塩等が挙げられる。
【0192】
陽イオン系界面活性剤としては、エタノールアミン類;ラウリルアミンアセテート、トリエタノールアミンモノステアレートギ酸塩;ステアラミドエチルジエチルアミン酢酸塩等のアミン塩;ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド等の第4級アンモニウム塩等が挙げられる
【0193】
非イオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルアルコール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレン高級アルコールエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェノール、ポリオキシエチレンノニルフェノール等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類;ポリエチレングリコールモノステアレート等のポリオキシエチレンアシルエステル類;ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物;ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノベンゾエート等のソルビタン脂肪酸エステル類;ジグリセリンモノパルミテート、ジグリセリンモノステアレート等のジグリセリン脂肪酸エステル類;グリセリンモノステアレート等のグリセリン脂肪酸エステル類;ペンタエリスリトールモノステアレート等のペンタエリスリトール脂肪酸エステル類;ジペンタエリスリトールモノパルミテート等のジペンタエリスリトール脂肪酸エステル類;ソルビタンモノパルミテート・ハーフアジペート、ジグリセリンモノステアレート・ハーフグルタミン酸エステル等のソルビタン及びジグリセリン脂肪酸・2塩基酸エステル類;またはこれらとアルキレンオキサイド、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオンオキサイド等の縮合物、例えばポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシプロピレンソルビタンモノステアレート等;ポリオキシエチレンステアリルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド等のポリオキシエチレンアルキルアミン・脂肪酸アミド類;シュガーエステル類等が挙げられる。
【0194】
高分子界面活性剤としては、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩、セルロースエーテル類等が挙げられる。
【0195】
これら界面活性剤の添加は、バインダー樹脂と無機質コロイドゾルとを容易にかつ速やかに均一に分散することができ、また無機質コロイドゾルと併用することにより、疎水性の熱可塑性樹脂フィルム表面に親水性を付与する機能を果たす。界面活性剤の添加量は、樹脂の固形分100重量部に対し0.1~50重量部の範囲で選ぶと良い。界面活性剤の添加量が少なすぎると、樹脂及び無機質コロイドゾルが十分に分散するのに時間がかかり、また、無機質コロイドゾルとの併用での防曇効果を十分に発揮しえず、一方界面活性剤の添加量が多すぎると塗布後に形成される被膜表面へのブリードアウト現象により被膜の透明性が低下し、顕著な場合は被膜の耐ブロッキング性の悪化や被膜の耐水性低下を引き起こす場合がある。
【0196】
本発明の防曇被膜を形成するための防曇剤組成物を調製するときに、架橋剤を添加することができる。架橋剤は、特にアクリル系樹脂同士を架橋させ、被膜の耐水性を向上させる効果がある。架橋剤としては、フェノール樹脂類、アミノ樹脂類、アミン化合物類、アジリジン化合物類、アゾ化合物類、イソシアネート化合物類、エポキシ化合物類、シラン化合物類等が挙げられるが、特にアミン化合物類、アジリジン化合物類、エポキシ化合物類が好ましく使用できる。
【0197】
アミン化合物類としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンペンタミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ポリアミン;3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン等の脂環式アミン;4-4’-ジアミノジヘニルメタン、m-フェニレンジアミン等の芳香族アミンが使用される。アジリジン化合物類としては、トリス-2,4,6-(1-アジリジニル)-1,3,5-トリアジン、トリメチロールプロパン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、トリス[1-(2-メチル)-アジリジニル]ホスフィンオキシド、ヘキサ[1-(2-メチル)-アジリジニル]トリホスファトリアジン等が使用される。
【0198】
エポキシ化合物類としては、ビスフェノールA又はビスフェノールFとエピクロルヒドリンとの反応生成物、フェノール(又は置換フェノール)とホルムアルデヒドとの樹脂反応生成物とエピクロルヒドリンの反応により生成されるエポキシ化ノボラック樹脂、エピクロルヒドリン及び脂肪族多価アルコール例えばグリセロール、1,4-ブタンジオール、ポリ(オキシプロピレン)グリコール又は類似の多価アルコール成分から生成される樹脂状反応生成物及び過酢酸を用いるエポキシ化により得られる樹脂等が使用される。エポキシ化合物類では、さらに三級アミン類や四級アンモニウム塩類を触媒として併用することができる。これら架橋剤は、その添加量がアクリル系樹脂固形分に対して0.1~30重量%の範囲で使用することができる。
【0199】
本発明に使用される防曇剤組成物には、必要に応じて、液状分散媒を配合することができる。かかる液状分散媒としては、水を含む親水性ないし水混合性溶媒がふくまれ、水;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、等の1価アルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類;ベンジルアルコール等の環式アルコール類;セロソルブアセテート類;ケトン類等が挙げられる。これら液状分散媒は単独で用いても併用しても良い。
【0200】
本発明で調製される防曇剤組成物には、更に必要に応じて、消泡剤、可塑剤、造膜助剤、造粘剤、顔料、顔料分散剤等の慣用の添加剤を混合することができる。また、アクリル系樹脂以外のバインダー成分として、たとえばポリエーテル系、ポリカーボネート系、ポリエステル系の水分散性ウレタン樹脂などを混合していてもよい。
【0201】
基材フィルムの表面に防曇性被膜を形成するには、一般に防曇性組成物の溶液または分散液をそれぞれドクターブレードコート法、ロールコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ロッドコート法、バーコート法、ナイフコート法、ハケ塗り法等それ自体公知の塗布方法を採用し、塗布後乾燥すればよい。塗布後の乾燥方法は、自然乾燥及び強制乾燥のいずれの方法を採用してもよく、強制乾燥方法を採用する場合、通常50~250℃、好ましくは70~200℃の温度範囲で乾燥すればよい。加熱乾燥には、熱風乾燥法、赤外線乾燥法、遠赤外線乾燥法、及び紫外線硬化法等適宜方法を採用すればよく、乾燥速度、安定性を勘案すれば熱風乾燥法を採用するのが有利である。
【0202】
本発明において、基材フィルムの表面に形成させる被膜の厚さは、基材フィルムの1/10以下を目安に選択するとよいが、必ずしもこの範囲に限定されるものではない。被膜の厚さが基材フィルムの1/10より大であると、基材フィルムと被膜とでは屈曲性に差があるため、被膜が基材フィルムから剥離する等の現象がおこりやすく、また、被膜に亀裂が生じて基材フィルムの強度を低下させるという現象が生起し、好ましくない。
【0203】
また、基材フィルムと被膜組成物に由来する被膜との接着性が充分でない場合には、基材フィルムに表面処理を施しておいてもよい。本発明の積層フィルムの表面に施す処理の方法としては、コロナ放電処理、スパッタエッチング処理、ナトリウム処理、サンドブラスト処理等の方法が挙げられる。コロナ放電処理法は、針状あるいはナイフエッジ電極と対極間で放電を行わせ、その間に試料を入れて処理を行い、フィルム表面にアルデヒド、酸、アルコールパーオキサイド、ケトン、エーテル等の酸素を含む官能基を生成させる処理である。スパッタエッチング処理は、低気圧グロー放電を行っている電極間に試料を入れ、グロー放電によって生じた正イオンの衝撃によりフィルム上に多数の微細な突起を形成するものである。サンドブラスト処理は、フィルム面に微細な砂を吹きつけて、表面上に多数の微細な凹凸を形成するものである。これら表面処理の中では、塗布層との密着性、作業性、安全性、コスト等の点から、コロナ放電処理が好適である。
【0204】
本発明の農業用フィルムを、実際に使用するにあたっては、防曇被膜の設けられた側をハウス又はトンネルの内側となるようにして展張するのがよい。
【0205】
本発明の農業用フィルムは、長期にわたり防曇性及びその諸特性を持続し、農薬や酸性雨等を始めとする酸性条件下に於いても良好な防曇性、防曇塗膜密着性、耐候性に優れるうえ、農業用フィルムとして具備すべき性能をバランス良く有している。特に、本発明に係る構造を有する紫外線吸収剤及び/又は本発明に係るエチレン・環状アミノビニル化合物共重合体を用いた場合、耐候性、耐農薬性、耐ブリードアウト性が優れ、かかる用途において本発明の効果が特に発揮されるうえ、該フィルムに防曇塗膜を設けた場合には、ブリードアウトが抑えられ該基材との接着性が低下しないので好ましい。本発明の農業用フィルムは、透明でも、梨地でも、半梨地でもよく、ハウス、トンネル、マルチング用、袋掛用等の農業用フィルム(いわゆる農ビ、農ポリ、農サクビ、農PO、硬質フィルム等)の用途に好適に使用することができる。
【0206】
本発明のもう1つの実施態様は、熱可塑性樹脂、及び、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物(A)を含有する層を少なくとも1層有する多層又は単層の基材フィルムからなることを特徴とする農業用フィルムである(以下「本発明の農業用フィルム2」とも言う)。
【0207】
本発明の農業用フィルム2に使用できる熱可塑性樹脂は、上記した本発明の農業用フィルムにおいて詳述した熱可塑性樹脂を同様に使用することができる。また、本発明の農業用フィルム2は、本発明の農業用フィルムが含有することができる紫外線吸収剤、保温材、その他の添加剤を含むことができる。また、本発明の農業用フィルム2は、基材フィルムの最内層に接して防曇性被膜を形成することもでき、また、それ以外の塗膜を形成することもできる(例えば、防塵性塗膜をハウス外面に形成してもよい)。これら防曇性被膜、防塵性塗膜については、本発明の農業用フィルムにおいて詳述したのと同様のものを用いることができる。
【実施例0208】
以下、本発明を実施例、比較例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の例に限定されるものではない。
【0209】
(1)使用原料
<ポリオレフィン系重合体(X)>
エチレン・環状アミノビニル共重合体:日本ポリエチレン(株)製「kokanox XJ100H」(MFR=3g/10分(190℃、JIS-K6760)、密度=0.931g/cm(JIS-K6760)、環状アミノビニル化合物含量=5.1重量%(0.7モル%)、孤立して存在する環状アミノビニル化合物の割合=90モル%、融点=111℃)(本願明細書では、当該原料を「kokanox」とも略記する。)
【0210】
<反応性化合物>
・パークミル(登録商標)D(ジクミルパーオキサイド、分子量:270.38):日本油脂(株)製
・パーヘキサ(登録商標)25B(2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン、分子量:290.45):日本油脂(株)製
・パーヘキシン(登録商標)25B(2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルペルオキシ)ヘキシンー3、分子量:286.42):日本油脂(株)製
・パーブチル(登録商標)P(α,α’-ジ(t-ブチルペルオキシ)ジイソプロピルベ
ンゼン、分子量:338.49):日本油脂(株)製
・パーヘキシル(登録商標)D(ジ-t-ヘキシルペルオキシド、分子量:202.34):日本油脂(株)製
・メタクロロ過安息香酸(mCPBA):Aldrich製
【0211】
<ヒンダードアミン化合物>
光安定剤A:キマソーブ944(BASF社製光安定剤)
光安定剤B:UV3529(Solvey社製光安定剤)
光安定剤C:tinuvin NOR 371 FF(BASF社製光安定剤)
光安定剤D:ホスタビンNOW(クラリアントケミカルズ社製光安定剤)
光安定剤E:A400(Solvey社製光安定剤混合物)
【0212】
<ポリオレフィン系樹脂>
LDPE::高圧ラジカル法触媒で製造した分岐状ポリエチレン(MFR:0.8g/10分、密度0.922)宇部丸善ポリエチエレン製「F022NH」
EVA:酢酸ビニル含量=15重量%:LV430:日本ポリエチレン(株)製
【0213】
(2)反応押出に使用した装置
同方向回転二軸押出機(φ25、L/D=61)/パーカー(株)製
【0214】
(3)反応押出の手順
表1に記載した量の原料をプリブレンドし、窒素置換したプリブレンド済みの原料をフィーダーからトップフィードする方法で表1に記載した条件にて、二軸押出機による反応押出を行った。
反応押出生成物のストランドをペレタイザーにかけることでペレット化し、サンプルを得た。
【0215】
[評価方法]
(1)状態観察
サンプルのペレットの色調を目視にて確認した。
一部サンプルにてニトロキシラジカルに由来すると思われるオレンジ色の呈色を確認した。
(2)MFRの測定
セミメルトインデックサ2A型(株)東洋精機製作所製を用いて、JIS-K7210に準拠した方法で、A法自動カット法にて、MFR測定を実施した。
MFRが低くなるサンプルについては、副反応として、架橋反応が進行してしまい、樹脂加工性が低いサンプルになっていることが推測された。
(3)IRの測定
4250cm-1を厚み補正用の基準ピークとして使用し、エチレン・環状アミノビニル共重合体由来のN-Hと予想されるピーク3323cm-1との強度比を比較し、反応の進行を確認した。
数値が低いほどN-H基での反応が進行していることが推測された。
測定条件は以下の通りである。
測定法 透過法
測定波数 400~4500cm-1
積算回数 8回
分解能 4cm-1
(4)ESRによるラジカル量分析
ESRを測定することにより、実施例1~3のサンプルについて、比較例に対するラジカル量を確認した。
【0216】
[実施例1~3、比較例1~18]
実施例1~3、比較例1~18の評価結果を表1に示す。ここで、比較例1は、kokanox自体の評価結果を示す。
【0217】
【表1】
【0218】
表1に示すように、反応性化合物として過酸化物を使用した比較例1~18では、MFRが著しく低下した。これは、架橋反応が副反応として進行し、溶融粘度が上昇したためと考えられる。
これに対して、過酸であるmCPBAを使用した実施例1~3では、MFRの低下度合いが小さく、架橋反応の進行を抑えることができたと考えられる。そして、実施例1~3では、IRの3323cm-1/4250cm-1のピーク強度比は低下しており(図3も参照)、エチレン・環状アミノビニル共重合体由来のN-Hが変性されたことを示している。
また、ESRを測定することにより、実施例1~3のサンプルについて、比較例に対して圧倒的に発生するラジカル量が多いことを確認した。
従って、実施例1~3では、エチレン・環状アミノビニル共重合体由来のN-Hが変性され、ニトロキシラジカルに変換されたと考えられる。
【0219】
[実施例4~7]
表2に記載した量の原料をプリブレンドし、窒素置換したプリブレンド済みの原料をフィーダーからトップフィードする方法で表2に記載した条件にて、二軸押出機による反応押出を行った(実施例4~7)。その評価結果を表2に示す。
【0220】
【表2】
【0221】
表2に示すように、過酸であるmCPBAを使用した実施例4~7では、IRの3323cm-1/4250cm-1のピーク強度比は低下しており(図4も参照)、エチレン・環状アミノビニル共重合体由来のN-Hが変性されたことを示している。反応押出は、安全性に配慮して、原料の混合を窒素パージ下にて実施した。
【0222】
[実施例8~15]
ポリオレフィン系重合体(X)(kokanox)に代えて、市販のヒンダードアミン化合物である光安定剤A~Eと、ポリオレフィン系樹脂(LDPE又はEVA)を用いて、表3に記載した量の原料をプリブレンドし、窒素置換したプリブレンド済みの原料をフィーダーからトップフィードする方法で表3に記載した条件にて、二軸押出機による反応押出を行った(実施例8~15、比較例17及び18)。その評価結果を表3に示す。
【0223】
【表3】
【0224】
表3に示すように、過酸であるmCPBAをLDPEやEVAと反応押出させて比較例17、比較例18として実施したが、1.5から3重量部のmCPBAを添加してもニトロキシラジカルに由来すると思われるオレンジ色の呈色はほとんど示さなかった。一方、市販の高分子量HALSを樹脂に溶融させたペレットを原料として、mCPBAと反応押出させた実施例8~15では、サンプルの種類によって濃淡はあるものの、ニトロキシラジカルに由来すると思われるオレンジ色の呈色を示した。
このことから、ヒンダードアミン構造の変性反応が進行したことが示唆された。
【0225】
[実施例16]
(1)積層フィルムの製造
3層インフレーション成形装置として3層ダイに100mmφ((株)プラ工研製)を用い、押出機はチューブ外内層を30mmφ((株)プラ技研製)2台、中間層を40mmφ((株)プラ技研製)として、外内層押出し機温度180℃、中間層押し出し機温度170℃、ダイス温度180~190℃、ブロー比2.0~3.0、引取り速度3~7m/分、厚さ0.15mmにて表4に示した成分からなる3層の積層フィルムを得た。なお、これらのフィルムは、ハウス展張時にチューブの端部を切り開いて使用するため、展開した際に製膜時のチューブ外層が展張時にはハウスの内層(内面)となる。
【0226】
〔配合〕 添加量は各表記載通り。
HP-LDPE:高圧ラジカル法触媒で製造した分岐状ポリエチレン(MFR:0.8g/10分、密度0.922)宇部丸善ポリエチエレン製「F022NH」メタロセンPE:メタロセン触媒で製造したエチレン・αオレフィン共重合体(MFR:2.0g/10分、密度0.91307)日本ポリケム製カーネル「KF270」EVA1:酢酸ビニル含量=15重量%:LV430:日本ポリエチレン(株)製
【0227】
合成ハイドロタルサイトA:協和化学工業社製「DHT-4A」
【0228】
紫外線吸収剤A:トリアジン型紫外線吸収剤:サイテック社製UV-1164(2-[4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-5-(オクチロキシ)フェノール)
【0229】
エチレン・環状アミノビニル共重合体:日本ポリエチレン(株)製「kokanoxXJ100H」(MFR=3g/10分(190℃、JIS-K6760)、密度=0.931g/cm3(JIS-K6760)、環状アミノビニル化合物含量=5.1重量%(0.7モル%)、孤立して存在する環状アミノビニル化合物の割合=90モル%、融点=111℃)
【0230】
光安定剤A:tinuvin NOR 371 FF(BASF社製光安定剤)
【0231】
(2)フィルムの表面処理
得られたチューブ状フィルムの外層表面を、放電電圧120V、放電電流4.7A、ラインスピード10m/minでコロナ放電処理を行い、JIS-K6768による「濡れ指数」を測定し、その値を確認した。
【0232】
(3)防曇性塗膜の形成
コロイダルシリカと熱可塑性樹脂と架橋剤及び液状分散媒とを配合して防曇剤組成物を得た。
防曇剤組成物配合は以下の配合とした。
無機質コロイドゾル(コロイダルシリカ) 4.0
熱可塑性樹脂(サンモールSW-131) 3.0
架橋剤(T.A.Z.M) 0.1
分散媒(水/エタノール=3/1) 93
(注)無機質コロイドゾルの配合量は、無機質粒子量で示し熱可塑性樹脂の配合量は重合体固形分量で示す。
コロイダルシリカ:日産化学社製スノーテックス30、平均粒子径15mμ
サンモールSW-131:三洋化成社製アクリルエマルジョン
T.A.Z.M:相互薬工社製アジリジン系化合物
(2)で表面処理したフィルムの表面に、上記の防曇剤組成物を#5バーコーターを用いて各々塗布した。塗布したフィルムを80℃のオーブン中に1分間保持して、液状分散媒を揮発させ防曇性塗膜を形成した。得られた各フィルムの塗膜の厚みは約1μmであった。
【0233】
(4)積層フィルムの評価
上記で得られたフィルムを用いて以下の試験を行った。なお、今回用いた樹脂、添加剤以外の組み合わせ、又は今回と異なるフィルム厚みでも、その要旨を変えない限り、同様の効果が得られる。各試験の測定法を以下に示す。
【0234】
(1)全光線透過率、直進光線透過率
3層インフレーション成形により得られた多層フィルム(ハウス内層側表面に防曇性塗膜を形成(塗工)後)を分光光度計(島津製作所製、UV-2450型:積分球ユニット装着)により測定した。
(2)曇価
3層インフレーション成形により得られた多層フィルム(ハウス内層側表面に防曇性塗膜を形成(塗工)後)を曇価測定器(HAZE METER MODEL TC-H3DPK(東京電色株式会社))により測定した。
(3)引張破断強度、引張破断伸度
3層インフレーション成形により得られた多層フィルム(ハウス内層側表面に防曇性塗膜を形成(塗工)後)を引張試験機「EZ-L」(株式会社島津製作所製)により測定した。
【0235】
【表4】
【0236】
表4に示すように、過酸であるmCPBAをkokanoxと反応押出させて得たサンプルを、多層フィルムの内外層にkokanoxの代わりに使用して試作サンプルを作成した。
kokanoxを使用したフィルムを比較例19、kokanoxの反応押出サンプルを使用したフィルム実施例16とする。実施例16は比較例19に対して、透明性や強度等、同等レベルの性能を有し、産業上の利用可能性が高いことが分かる。
図1
図2
図3
図4