JP6001638B2 - マルチフィルム - Google Patents

Description

本発明は、マルチフィルムに関する。更に詳しくは、本発明は、日中の最高地温の上昇を抑えるとともに、夜間の最低地温の低下を防止することができ、原料コストが低廉であり、環境負荷が低いマルチフィルムに関する。

従来、野菜等の栽培において農業用マルチフィルムが使用されている。この農業用マルチフィルムには、日中における地温の上昇や抑制、夜間における日中の地温の低下抑制、土壌の保湿、肥料流出の防止、雑草の繁茂抑制等の効果がある。そのため、野菜などの生産性の向上には欠かせない農業資材として普及している。

野菜などの生産性を向上させるには、夏場に高温障害が出やすい作物の場合、日中の最高地温の上昇を抑制する必要がある。このような効果がある農業用マルチフィルムとしては、例えば、夏場における日中の最高地温の上昇を抑制するための白層と、雑草の繁茂を抑制するための黒層とを備えたポリオレフィン製の農業用マルチフィルムが知られている（特許文献１、２参照）。

また、近年、ポリオレフィン製の農業用マルチフィルムに代えて、生分解性樹脂を原料とした生分解性の農業用マルチフィルムが使用されている（特許文献３〜５参照）。生分解性の農業用マルチフィルムの場合、使用後に土壌中に鋤き込むことにより、土壌中で分解させることができる。そのため、使用後におけるフィルムの剥ぎ取りや回収作業が不要となり、農作業の省力化を図ることができる。また、フィルムの焼却や埋め立てなどの廃棄処理が不要となり、温暖化防止、土壌や大気の汚染防止を図ることができる。このような利点があることから、農業用マルチフィルムとして生分解性の農業用マルチフィルムの普及が進んでいる。

特開２００１−４５８８０号公報 特開２００７−１８９９８６号公報 特開２００３−１９１４１８号公報 特開２００９−７２１１３号公報 特開２００１−３２３１７６号公報

しかしながら、特許文献１，２に記載のフィルムは、日中の最高地温の上昇を抑えることができるが、夜間の最低地温の低下を防止することはできない。即ち、特許文献１，２に記載のフィルムは、夜間において、日中に上昇した地温が低下し過ぎてしまうことを抑制することが十分に達成できない。そのため、特許文献１，２に記載のフィルムを使用した場合、野菜などの作物の生育が遅いという問題があった。

また、特許文献１に記載のフィルムは、孔径１ｍｍ以下の孔を有するものであるため、土壌中の保湿や雑草の繁茂抑制の効果が十分に得られない。特許文献２に記載のフィルムは、フィルムの全体の厚さの上限が７５μｍであり、全体の厚さが厚いフィルムである。また、特許文献２に記載のフィルムは、フィルムの全体の厚さ（μｍ）と二酸化チタン濃度（質量％）の積が６００μｍ・質量％以上となる条件を満たすフィルムである。即ち、この特許文献２に記載のフィルムは、高価な二酸化チタンが大量に配合されていることになる。そのため、特許文献２に記載のフィルムは、使用後に大量の資源廃棄物となること、製造に際して二酸化チタンの凝集によるフィッシュアイが発生してフィルムが破れ易くなること、価格が高くなってしまうことなどの問題があった。

特許文献３，４に記載のフィルムは、生分解性の農業用マルチフィルムであるため環境負荷が低く、また、日中の最高地温を裸地温度以下に抑えることができる。しかしながら、夜間において、日中に上昇した地温が低下することを抑制することは達成できていない。

特許文献５に記載のフィルムは、生分解性の農業用マルチフィルムであるため環境負荷が低く、また、夜間において日中に上昇した地温が低下し過ぎてしまうことを抑制することを達成できるものである。しかしながら、日中の地温の上昇を十分に抑制することが困難である。

本発明は、上述のような従来技術の課題を解決するためになされたものである。本発明は、日中の最高地温の上昇を抑えるとともに、夜間の最低地温の低下を防止することができ、原料コストが低廉であり、環境負荷が低いマルチフィルムを提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した。その結果、熱可塑性樹脂、二酸化チタン、及び炭酸カルシウムを含有しており、含有成分と厚さが所定の条件を満たし、全体の厚さを所定の値とすることによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明により、以下のマルチフィルムが提供される。

［１］熱可塑性樹脂、二酸化チタン及び炭酸カルシウムを含有し、厚さが８〜３０μｍであり、厚さと二酸化チタンの含有率との積が、６０〜３００μｍ・質量％であり、厚さと炭酸カルシウムの含有率との積が、２５０〜１，０００μｍ・質量％であり、二酸化チタンと炭酸カルシウムの含有率の合計が５５質量％以下であるマルチフィルム。

［２］前記熱可塑性樹脂が、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂、及び芳香族−脂肪族共重合ポリエステル系生分解性樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含有するものである前記［１］に記載のマルチフィルム。

［３］前記熱可塑性樹脂が、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとが重縮合した構造を有し、架橋構造を有しても良いポリエステル系生分解性樹脂である生分解性樹脂（Ａ）、ヒドロキシアルキルカルボン酸が重縮合した構造を有し、架橋構造を有しても良いポリエステル系生分解性樹脂である生分解性樹脂（Ｂ）、並びに、芳香族ジカルボン酸及び脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとが重縮合した構造を有し、架橋構造を有しても良いポリエステル系生分解性樹脂である生分解性樹脂（Ｃ）からなる群より選択される少なくとも１種を含有する前記［２］に記載のマルチフィルム。

本発明のマルチフィルムは、「厚さと二酸化チタンの含有率との積が、６０〜３００μｍ・質量％であり、厚さと炭酸カルシウムの含有率との積が、２５０〜１，０００μｍ・質量％であり、二酸化チタンと炭酸カルシウムの含有率の合計が５５質量％以下」である。そのため、本発明のマルチフィルムは、日中の最高地温の上昇を抑えるとともに、夜間の最低地温の低下を防止することができる。また、本発明のマルチフィルムは、高価な二酸化チタンを大量に使用していないため原料コストが低廉である。更に、本発明のマルチフィルムは、「厚さが８〜３０μｍ」である薄いフィルムであるため、使用後に資源廃棄物となるフィルムの量が少なく、環境負荷が低いものである。

以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に属することが理解されるべきである。

［１］マルチフィルム：
本発明のマルチフィルムは、熱可塑性樹脂、二酸化チタン及び炭酸カルシウムを含有している。本発明のマルチフィルムは、全体の厚さと二酸化チタンの含有率との積が、６０〜３００μｍ・質量％である。また、本発明のマルチフィルムは、全体の厚さと炭酸カルシウムの含有率との積が、２５０〜１，０００μｍ・質量％である。更に、本発明のマルチフィルムは、二酸化チタンと炭酸カルシウムの含有率の合計が５５質量％以下である。そして、本発明のマルチフィルムは、全体の厚さが８〜３０μｍである。

このように本発明のマルチフィルムは、「厚さと二酸化チタンの含有率との積、厚さと炭酸カルシウムの含有率との積、二酸化チタンと炭酸カルシウムの含有率の合計、及び全体の厚さ」が所定の条件を満たしている。そのため、本発明のマルチフィルムは、日中の最高地温の上昇を抑えるとともに、夜間の最低地温の低下を防止することができる。このような効果を有するため、本発明のマルチフィルムは、特に夏場において高温障害が起り易い作物に対する生育に好適な条件を整えることができ、更に雑草の繁茂を抑えることができる。従って、本発明のマルチフィルムは、作物の高温障害を抑えるだけでなく、作物の生長を促進し、収穫量を増大させることができる。また、本発明のマルチフィルムは、高価な二酸化チタンを大量に使用していないため原料コストが低廉である。更に、本発明のマルチフィルムは、「全体の厚さが８〜３０μｍ」である薄いフィルムであるため、使用後に資源廃棄物となるフィルムの量が少なく、環境負荷が低い。

本発明のマルチフィルム中に分散した二酸化チタン及び炭酸カルシウムは、それぞれ太陽光線を反射することができる。本発明においては、二酸化チタン及び炭酸カルシウムの両方を存在させることにより、これら機能が相俟って、日中における地温の上昇を相乗的に抑制している。更に、夜間においては、二酸化チタン及び炭酸カルシウムの両方を含有することにより、日中に暖まった土壌の温度が低下することを効果的に防止している。このように本発明のマルチフィルムは、二酸化チタン及び炭酸カルシウムの両方を含有することにより、日中と夜間の温度差を小さく保つことができる。そのため、作物の高温障害を抑えるだけでなく、作物の成長を促進し、収穫量を増大させることができる。

より具体的には、上記効果は、マルチフィルムの厚さ（μｍ）と「二酸化チタン及び炭酸カルシウムのそれぞれの含有率（質量％）」との関係に依存する。即ち、上記効果を奏するマルチフィルムは、厚さ（全体の厚さ）×濃度（二酸化チタン及び炭酸カルシウムの含有率）の積（μｍ・質量％）により規定することができる。ここで、上記効果を得るためには、厚さと「二酸化チタン及び炭酸カルシウムの含有率」との積を一定値以上とすることが好ましい。しかし、厚さと「二酸化チタン及び炭酸カルシウムの含有率」との積は、大きすぎると、得られる効果が頭打ちとなるため、二酸化チタンなどの原料の無駄遣いとなる。更に、フィッシュアイの発生、インフレーション成形時におけるバブルの不安定化、高濃度過ぎる場合は溶融押出できないなどのフィルム成形時の問題、マルチフィルムの強度が低下して展張作業が困難になることなどの問題も発生する。なお、「フィッシュアイ」は、樹脂の塊や、二酸化チタン、炭酸カルシウムが分散不良になり凝集物が形成される不具合のことである。また、インフレーション法において、溶融樹脂を環状のダイから筒状の形で押出し、この筒状の溶融膜内にエアを吹き込み、溶融状態から固化状態に変わる筒状の樹脂を「バブル」という。そして、このバブルが揺れて踊ることを「バブル不安定」という。

本発明のマルチフィルムは、上述したように、熱可塑性樹脂、二酸化チタン及び炭酸カルシウムを含有するものである。熱可塑性樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、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、ポリプロピレン、塩化ビニル、脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂、芳香族−脂肪族共重合ポリエステル系生分解性樹脂などが挙げられる。

これらの中でも、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂、及び、芳香族−脂肪族共重合ポリエステル系生分解性樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含有するものであることが好ましい。また、これらの中でも、下記生分解性樹脂（Ａ）〜（Ｃ）からなる群より選択される少なくとも１種のポリエステル系生分解性樹脂であることが更に好ましい。生分解性樹脂（Ａ）は、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとが重縮合した構造を有し、架橋構造を有しても良いポリエステル系生分解性樹脂である。生分解性樹脂（Ｂ）は、ヒドロキシアルキルカルボン酸が重縮合した構造を有し、架橋構造を有しても良いポリエステル系生分解性樹脂である。生分解性樹脂（Ｃ）は、芳香族ジカルボン酸及び脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとが重縮合した構造を有し、架橋構造を有しても良いポリエステル系生分解性樹脂である。

熱可塑性樹脂が、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンであると、原料コストを低減したり展張時の作業性が向上したりするという観点から好ましい。また、農作業の省力化や土壌及び大気の汚染防止の観点からは、熱可塑性樹脂は、脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂、芳香族−脂肪族共重合ポリエステル系生分解性樹脂が好ましい。

ここで、従来のマルチフィルムには、ポリオレフィン樹脂を主成分とするものと、生分解性樹脂を主成分として含有するものがある。そして、従来のマルチフィルムは、日中の最高地温を裸地温度以下に抑えるとともに、夜間の最低地温が裸地温度以下になることを防止することは困難であった。一方、本発明のマルチフィルムは、含有する熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン樹脂及び生分解性樹脂のいずれの樹脂であっても、日中の地温上昇を抑え、更に夜間の地温低下を防止するという優れた効果を奏する。

生分解性樹脂（Ａ）は、多官能イソシアネート化合物、多官能オキサゾリンなどで架橋して高分子量化したものであってもよく、脂肪族オキシカルボン酸単位が含有されていてもよい。生分解性樹脂（Ａ）としては、具体的には、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート等の生分解性脂肪族ポリエステル、これらの架橋体などが挙げられる。

脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、イタコン酸などが挙げられる。脂肪族ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、及びイタコン酸からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられる。脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、及びネオペンチルグリコールからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

生分解性樹脂（Ｂ）は、多官能イソシアネート化合物、多官能オキサゾリンなどで架橋させて高分子量化したものであってもよい。生分解性樹脂（Ｂ）としては、具体的には、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリレート等の生分解性脂肪族ポリエステル、これらの架橋体などが挙げられる。なお、ヒドロキシアルキルカルボン酸に光学異性体が存在する場合には、Ｄ体、Ｌ体、またはラセミ体のいずれでもよい。

ヒドロキシアルキルカルボン酸としては、例えば、乳酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸、２−ヒドロキシ−ｎ−酪酸、２−ヒドロキシカプロン酸、２−ヒドロキシ３，３−ジメチル酪酸、２−ヒドロキシ−３−メチル酪酸、２−ヒドロキシイソカプロン酸などを挙げることができる。ヒドロキシアルキルカルボン酸としては、乳酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸、２−ヒドロキシ−ｎ−酪酸、２−ヒドロキシカプロン酸、２−ヒドロキシ３，３−ジメチル酪酸、２−ヒドロキシ−３−メチル酪酸、及び２−ヒドロキシイソカプロン酸からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

生分解性樹脂（Ｃ）は、多官能イソシアネート化合物、多官能オキサゾリンなどで架橋して高分子量化したものであってもよく、脂肪族オキシカルボン酸単位が含有されていてもよい。生分解性樹脂（Ｃ）としては、具体的には、ポリブチレンサクシネートテレフタレート、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリブチレンサクシネートアジペートテレフタレート、ポリエチレンサクシネートテレフタレート、ポリエチレンアジペートテレフタレートなどの芳香族−脂肪族共重合ポリエステル、これらの架橋体などが挙げられる。

芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、イソフタル酸無水物などを挙げることができる。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、及びイソフタル酸無水物からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、イタコン酸などを挙げることができる。脂肪族ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、及びイタコン酸からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどを挙げることができる。脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

熱可塑性樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重の条件で測定した場合、通常０．０１〜５０ｇ／１０分である。そして、成形時の押出性、組成物の均一混練性、製膜厚さの安定性などが良好になるという観点から、上記メルトフローレートは、０．０２〜４０ｇ／１０分であることが好ましく、０．０３〜３０ｇ／１０分であることが更に好ましい。

二酸化チタンとしては、アナターゼ型、ルチル型、またはこれらの混合物を用いることができる。遮光性や耐候性を向上させるという観点から、ルチル型の二酸化チタンを用いることが好ましい。二酸化チタンの平均粒径は、０．０５〜２μｍが好ましく、０．１〜１μｍが更に好ましい。二酸化チタンの平均粒径が小さすぎると、二酸化チタンが原料中で分散し難く互いに凝集して粗大粒子を形成し易くなる傾向がある。一方、平均粒径が大きすぎると、太陽光線の散乱効率が低下し、日中における最高地温の上昇の抑制効果が十分に得られないおそれがある。

炭酸カルシウムとしては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、または、これらの混合物を用いることができる。なお、通常、軽質炭酸カルシウムは、吸湿性が大きいため、成形する際に、水分の気化による発泡が生じてフィルムに孔が形成されてしまうおそれがある。一方、重質炭酸カルシウムは、水分の気化による発泡が生じ難いため、重質炭酸カルシウムを用いることが好ましい。炭酸カルシウムの平均粒径は、０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜５μｍであることが更に好ましく、０．７〜３μｍであることが特に好ましい。炭酸カルシウムの平均粒径が小さすぎると、炭酸カルシウムが原料中で分散し難く互いに凝集して粗大粒子を形成し易くなる傾向がある。一方、平均粒径が大きすぎると、得られるフィルムの強度が十分に得られないおそれがあり、フィッシュアイが発生するおそれもある。

また、炭酸カルシウムとしては、熱可塑性樹脂中における分散性を良好にするため、表面を脂肪酸、脂肪酸エステル類等で処理したものを用いることが好ましい。

本発明のマルチフィルムは、本発明の効果を損なわない範囲において、成型加工性やフィルム物性を調整するなどの目的で添加された添加剤を含有していてもよい。このような添加剤としては、例えば、可塑剤、充填剤、熱安定剤、酸化防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、光安定剤、加水分解抑制剤などの公知の添加剤を挙げることができる。

本発明のマルチフィルムの厚さは、８〜３０μｍの範囲とする必要があり、好ましくは１０〜２８μｍの範囲、より好ましくは１２〜２６μｍの範囲、特に好ましくは１４〜２４μｍの範囲である。マルチフィルムの厚さが薄すぎると、成形時にバブルに穴が開いて成形性が不安定になる。また、成形できたとしても夜間における地温を保持する効果が小さくなる。更に、フィルム強度が低くなって展張作業時に切れやすくなる。また、使用中にフィルムが裂けてしまうという問題がある。マルチフィルムの厚さが厚すぎると、熱可塑性樹脂及び二酸化チタンの使用量が増加することに伴い環境負荷が増加する。一方、日中における地温の上昇を抑制する効果や夜間における地温を保持する効果の向上が小さくなる。

本発明のマルチフィルムは、マルチフィルム全体の厚さと二酸化チタンの含有率との積が６０〜３００μｍ・質量％であり、７０〜２９０μｍ・質量％であることが好ましく、８０〜２８０μｍ・質量％であることが更に好ましい。上記「厚さと二酸化チタンの含有率との積」が上記範囲内であると、日中における地温の上昇を抑制する効果が高いことに加えて、フィルムの成形性が良好になり、更に、原料コスト及び資源廃棄物を低減できる。厚さと二酸化チタンの含有率との積が６０μｍ・質量％未満では、日中における地温の上昇を抑制する効果が十分に得られない。３００μｍ・質量％超では、日中における地温の上昇を抑制する効果が飽和状態になる。即ち、酸化チタンを無駄に使用することになる。そして、高価な酸化チタンを大量に使用することになり、経済的に好ましくない。更に、上述したようなフィルム成形時の問題やフィルム自体の強度低下による問題が発生する。

また、本発明のマルチフィルムは、マルチフィルム全体の厚さと炭酸カルシウムの含有率との積が２５０〜１，０００μｍ・質量％であり、２７０〜９５０μｍ・質量％であることが好ましく、３００〜９００μｍ・質量％であることが更に好ましい。上記「厚さと炭酸カルシウムの含有率との積」が上記範囲内であると、夜間における地温の低下を防止する効果が高くなることに加えて、フィルムの成形性が良好になりフィルム強度が高くなる。上記「厚さと炭酸カルシウムの含有率との積」が２５０μｍ・質量％未満であると、夜間における地温の低下を防止する効果が十分に得られない。１，０００μｍ・質量％超であると、上述したようなフィルム成形時の問題やフィルム自体の強度低下による問題が発生することになる。

更に、本発明のマルチフィルムは、二酸化チタンと炭酸カルシウムの含有率の合計が５５質量％以下であり、好ましくは５３質量％以下、特に好ましくは５２質量％以下である。二酸化チタンと炭酸カルシウムの含有率の合計（％）が高すぎると、フィルムの成形性が「不良」になり易い。具体的には、インフレーション成形時にバブルが不安定となり展張して評価可能なマルチフィルムを得ることができない。即ち、バブルが揺れて不安定になるため均一な厚さのフィルムが得られない。またフィルムの強度が低くなるため、展張作業時にフィルムが切れるなどの問題が発生する。なお、二酸化チタンと炭酸カルシウムの含有率の合計の下限は、マルチフィルムの厚さと含有率の積の範囲を満たせば特に制限されない。

本発明のマルチフィルムは、マルチフィルムの厚さ（μｍ）と「二酸化チタン及び炭酸カルシウムのそれぞれの含有率（質量％）」とが上記条件を満たす限り各成分を含有する単層構造からなるフィルムであってもよいし、多層構造からなるフィルムであってもよい。多層構造からなるフィルムの場合、二酸化チタンを含む層と炭酸カルシウムを含む層を別々に設けても良い。また、本発明のマルチフィルムは、二酸化チタン及び炭酸カルシウムのいずれも含まない層を更に有してもよい。二酸化チタン及び炭酸カルシウムのいずれも含まない層としては、例えば、無色透明な層（透明層）などを挙げることができる。また、二酸化チタン、炭酸カルシウム、これらの両方を含む層、及び透明層は、それぞれ複数層設けてもよい。そして、これらの層の積層順は特に制限は無い。ここで、二酸化チタン、炭酸カルシウム、及びこれらの両方を含む層を総称して「主構成層」と記す場合がある。

更に、本発明のマルチフィルムは、多層構造からなるフィルムの場合、主構成層よりも下層に「カーボンブラックを含む層（黒層）」を備えてもよい。下層に黒層を備えることにより、マルチフィルムとして使用した場合に夜間の最低地温の低下を更に効果的に防止することができる。この黒層は炭酸カルシウムを含んでも良い。なお、下層とは、マルチフィルムを使用する際に地面側に配置される層のことをいう。一方、天面側に配置される層を上層という。

このような多層構造からなるフィルムに用いる熱可塑性樹脂は、前記した熱可塑性樹脂の中から適宜選択することができる。また、添加剤についても同様に、上述した添加剤の中から適宜選択して含有させることができる。

黒層に用いるカーボンブラックとしては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、及びサーマルブラックからなる群より選択される少なくとも１種の中から適宣選択することができる。これらのうち、一般的にはファーネスブラックを使用する。カーボンブラックとしては、平均粒径が３〜５００ｎｍであるものを用いることができる。

カーボンブラックの含有率は、０．５〜２０質量％であることが好ましく、０．７〜１５質量％であることが更に好ましく、１〜１０質量％であることが特に好ましい。カーボンブラックの含有率が大きすぎると、太陽光中の熱線の吸収が大きくなるため日中の地温上昇が大きくなるおそれがある。更に、黒層中にカーボンブラックの凝集物が生じるおそれがある。そして、この凝集物が生じることにより、フィルム成形時にバブルに孔が開くなどの問題が発生するおそれがある。一方、カーボンブラックの含有率が小さすぎると、期待される夜間の最低地温の低下抑制の向上効果が得られなくなるおそれがある。

［２］マルチフィルムの製造方法：
本発明のマルチフィルムは、例えば、以下の方法で製造することができる。まず、原料組成物を混練機などにより溶融、混練して、コンパウンドペレットを製造する。次に、得られたコンパウンドペレットを必要に応じて除湿乾燥機などで乾燥させた後、フィルム成形機に供給してフィルムを製造する。なお、得られたフィルムに播種、定植、土中への排水性を与えるための穴あけ加工などを行ってもよい。

原料組成物を溶融混練する方法としては、混合機を用いて原料成分を混合して原料組成物を得た後、混練機に供給して溶融混練する方法、上記混合機を用いずに定容式フィーダーや重量式フィーダーから直接各原料成分を上記混練機に供給して溶融混練する方法などを挙げることができる。混合機としては、コーンブレンダー、リボンブレンダー等のブレンダー、ヘンシェルミキサー等を用いることができる。混練機としては、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、ミキシングロール等を用いることができる。コンパウンドペレットからフィルムを製造する方法としては、インフレーション法、Ｔダイ法等の成形方法を挙げることができる。具体的には、押出機とダイスを有する空冷または水冷のインフレーション成形、冷却ロールを使用するＴダイ成形を挙げることができる。

インフレーション成形の場合、樹脂が押し出されてくるダイスの隙間（リップ）は通常０．５〜３ｍｍであり、ブローアップ比は通常１．５〜５．０である。成形温度は樹脂の融点以上であればよいが、通常１３０〜２５０℃であり、好ましくは１４０〜２２０℃である。

なお、二酸化チタン、炭酸カルシウムを溶融混練する方法としては、粉体のまま所定量の熱可塑性樹脂と溶融混練する方法、熱可塑性樹脂に高濃度で溶融混練してマスターバッチを得た後、このマスターバッチと熱可塑性樹脂とを溶融混練する方法などを採用することができる。

以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。

まず、実施例及び比較例に使用する原料組成物を調製した。この原料組成物の原料を以下に示す。

（１）熱可塑性樹脂：
（Ａ）脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂：
脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂として、ポリブチレンサクシネート（昭和高分子社製、製品名「ビオノーレ１００１（Ｂｉｏｎｏｌｅ１００１）」）、ポリ乳酸（ネイチャーワークス社製、製品名「ネイチャーワークス４０４２Ｄ」）を用いた。ポリブチレンサクシネートのＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）は、１．５ｇ／１０分であった。ポリ乳酸のＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）は、２．４ｇ／１０分であった。

（Ｂ）芳香族−脂肪族共重合ポリエステル系生分解性樹脂：
芳香族−脂肪族共重合ポリエステル系樹脂として、ポリブチレンテレフタレートアジペート（ＢＡＳＦ社製、製品名「エコフレックス（Ｅｃｏｆｌｅｘ）」）を用いた。この樹脂のＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）は、４．３ｇ／１０分であった。

（２）炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）：
炭酸カルシウムとしては、ステアリン酸で表面処理した平均粒径２μｍの重質炭酸カルシウムを用いた。

（３）二酸化チタン：
二酸化チタンとして、平均粒径０．２３μｍのルチル型（結晶構造が正方晶）の二酸化チタンを用い、６０質量％の二酸化チタンと芳香族−脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂とを含有するマスターバッチ（以下、「白マスターバッチ」と記す）を作製した。作製した白マスターバッチを「二酸化チタン」の供給源として用いた。上記芳香族−脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂は、ポリブチレンテレフタレートアジペート（ＢＡＳＦ社製、製品名「エコフレックス（Ｅｃｏｆｌｅｘ）」）である。なお、表２中、白マスターバッチを「ＷＢ１」と示す。

（４）カーボンブラック：
３５質量％のカーボンブラックと芳香族−脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂とを含有するマスターバッチ（以下、「黒マスターバッチ」と記す）を作製した。カーボンブラックの平均粒径は、２４ｎｍであった。作製した黒マスターバッチを「カーボンブラック」の供給源として用いた。上記芳香族−脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂は、ポリブチレンテレフタレートアジペート（ＢＡＳＦ社製、製品名「エコフレックス（Ｅｃｏｆｌｅｘ）」）である。なお、表２中、黒マスターバッチを「ＢＢ１」と示す。

（５）添加剤：
滑剤としてステアリン酸カルシウム（表１中、「Ｃａ−Ｓｔ」と記す）を用いた。また、酸化防止剤としてＢＡＳＦジャパン社製の製品名「Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０」、ＵＶ吸収剤としてＢＡＳＦジャパン社製の製品名「Ｔｉｎｕｖｉｎ３２６」を用いた。

なお、表１にコンパウンド組成（原料及び配合量（質量部））を示す。

（実施例１）
表１に示す各成分を表１に示す配合量で配合し、ヘンシェルミキサーを用いて混合して混合物を得た。その後、得られた混合物を、二軸混練機（東芝機械社製の製品名「ＴＥＭ−３５Ｂ」）を用いて、混練して、コンパウンドペレット（ＣＰ１）を製造した。混練条件は、バレル設定温度１９０℃、スクリュー回転数２００ｍｉｎ^−１、フィード量１２ｋｇ／時間とした。

シリンダー径が６５ｍｍのシリンダー、及び、直径２００ｍｍ、リップが１．５ｍｍのダイスを備えるインフレーション成形機（トミー機械工業社製）を用意した。このインフレーション成形機を用いてコンパウンドペレット（ＣＰ１）を成形し、筒状のフィルムを作製した。コンパウンドペレット（ＣＰ１）の成形条件は、ダイス設定温度１７０℃、押出量５０ｋｇ／時間とした。

作製した上記フィルム（マルチフィルム）は、厚さが１８μｍであった。また、「厚さ×炭酸カルシウムの濃度」の値が４８５μｍ・質量％であり、「厚さ×二酸化チタンの濃度」の値が９８μｍ・質量％であった。また、「フィルム成形性」は「成形良好」であった。結果を表２に示す。表２中の「フィルム成形性」の欄は、マルチフィルムが良好に成形された場合を「成形良好」と示す。バブルが時折揺れて、厚みや幅が均一にならずに展張評価の可能なフィルムが得られなかった場合を「成形やや不良」と示す。バブルの揺れが激しく、展張可能なフィルムが得られなかった場合を「成形不良」と示す。

作製したマルチフィルムを用いて、以下に示す地温測定及び評価を行った。

（１）地温測定：
まず、２０１１年５月に千葉県市原市の圃場にて畝を立て、この畝に上記マルチフィルムを展張する。次に、上記畝の頂部から１０ｃｍの深さに測温部が位置するように、Ｔ＆Ｄ社製の温度計「おんどとり」を差し込み、２０１１年５月の晴天日における最高地温及び最低地温を測定する。なお、計測点は畝の長手方向の中央部での１点とする。その後、上記晴天日における最高地温の平均値、最低地温の平均値、及びこれらと裸地との温度差を算出する。算出結果を表３に示す。なお、表３中、「５月の晴天日における最高地温」欄における「実測温度」は、５月の晴天日における最高地温の平均値を示す。「５月の晴天日における最低地温」欄における「実測温度」は、５月の晴天日における最低地温の平均値を示す。「最高地温と最低地温との温度差」は、５月の晴天日における最高地温の平均値と５月の晴天日における最低地温の平均値との差の値を示す。

（２）レタス栽培：
２０１１年５月に群馬県吾妻郡の圃場にて畝を立て、成形した上記マルチフィルムを展張する。その後、レタスの苗（タキイ種苗社製の商品名「カスケード」）を定植し、２ヶ月間栽培を行う。２ヶ月間栽培後、以下に示す評価を行った。

［レタス大玉率］
定植したレタス５０球のうちＬサイズ以上の大きさのものの割合（％）を算出する。評価基準は、Ｌサイズ以上の大きさのものの割合が、４０％以上の場合を「Ａ」とし、１０％以上４０％未満の場合を「Ｂ」とし、１０％以下の場合を「Ｃ」とする。

［レタス収穫率］
定植したレタス５０球中、完全に定着して収穫できたものの割合（％）を算出する。評価基準は、完全に定着して収穫できたものの割合が、７０％以上の場合を「Ａ」とし、４０％以上７０％未満の場合を「Ｂ」とし、４０％未満の場合を「Ｃ」とする。

本実施例においては、５月の晴天日における最高地温の平均値が２７．５℃、裸地との温度差が２．２℃であり、最低地温の平均値が１７．９℃、裸地との温度差が２．４℃であり、最高地温と最低地温との温度差が９．６℃であった。更に、「レタス大玉率」の評価が「Ａ」であり、「レタス収穫率」の評価が「Ａ」であった。結果を表３に示す。

表３中、「フィルム状態」の欄における「生分解開始」は、レタス収穫時にフィルムが生分解を開始していることが確認されたことを示す。「展張できず」は、フィルムを畝に展張できなかったことを示す。

（実施例２〜１０、比較例１〜４、６〜１０）
表２に示す配合量及び層厚さとなるようにしたこと以外は、実施例１と同様にして、コンパウンドペレット（ＣＰ２〜ＣＰ４）を製造した後、上記インフレーション成形機を用いてマルチフィルムを作製した。作製したマルチフィルムを用いたときの地温の測定を行うとともに、上記レタス栽培を行い、上記各評価を行った。地温測定の結果、作製したマルチフィルムの厚さ、及び「厚さ×濃度」の値を表２に示す。レタス栽培における上記各評価の評価結果を表３に示す。

（比較例５）
まず、シリンダー径が４０ｍｍ、６５ｍｍ、４０ｍｍの３層押出機を備えるインフレーション成形機（トミー機械工業社製）、及び、直径１８０ｍｍ、リップ間隔１．２ｍｍのダイス（トミー機械工業社製）を用意した。次に、上記インフレーション成形機及びダイスを用い、設定温度１７０℃、押出量５０ｋｇ／時間の成形条件で、全体の厚みが１８μｍのフィルムを成形した。このフィルムは、実質的に白層と黒層とからなる２層フィルムであった。なお、後述するように、「表層」は、一の押出機から排出されるバブル（表層（白層））と他の押出機から排出されるバブル（中間層（白層））とが溶着して一体化したものである。そのため、本比較例では、上記３層押出機を備えるインフレーション成形機を用いているが、成形されるフィルムは、「実質的に」白層（表層）と黒層（裏層）とからなる２層のフィルムとなる。

上記フィルムの成形に際して、上記フィルムの表面層（白層）と中間層（白層）を成形する各押出機には、それぞれ、１００質量部のコンパウンドペレット（ＣＰ３）と４０質量部の白マスターバッチ（ＷＢ１）を供給した。そして、裏面層（黒層）を成形する押出機には、１００質量部のコンパウンドペレット（ＣＰ３）と１０質量部の黒マスターバッチ（ＢＢ１）を供給した。なお、表２中、「層構成」の欄の「表層」とは、上記「表面層（白層）と中間層（白層）」からなる層を示す。

次に、作製したマルチフィルムを用いたときの地温測定を行うとともに、上記レタス栽培を行い、上記各評価を行った。作製したマルチフィルムの厚さ、及び「厚さ×濃度」の値を表２に示し、地温測定結果及びレタス栽培における上記各評価の評価結果を表３に示す。

（比較例１１）
フィルムを展張せずにレタスの苗（タキイ種苗社製の商品名「カスケード」）を定植し、２ヶ月間栽培を行った。本比較例においては、マルチフィルムを使用しない場合の地温測定、及び、上記レタス栽培を行い、上記各評価を行った。地温測定の結果及びレタス栽培における上記各評価の評価結果を表３に示す。

表３から明らかなように、実施例１〜１０のマルチフィルムは、比較例１〜１０のマルチフィルムに比べて、千葉県で行った地温測定において、日中の最高地温の上昇を抑えるとともに、夜間の最低地温が低下することを防止することができることが確認できた。即ち、日中と夜間の温度差を小さく保つことができた。そのため、群馬県で行ったレタスの栽培において、［レタス大玉率］及び［レタス収穫率］のいずれの評価も高く優位性があることが確認でき、作物の高温障害を抑えて、作物の生育を促進できることがわかった。また、高価な二酸化チタンを大量に使用していない。そのため、原料コストを低廉にすることができ、薄いフィルム（厚さが８〜３０μｍ）であるので環境負荷を低くできる。

比較例１、２では、日中の地温が高すぎて定植したレタスが定着しなかった。比較例３、５では、夜間における地温の保温効果が十分に得られなかった。

なお、比較例４，７，９，１０では、二酸化チタンと炭酸カルシウムの含有量が５５質量％を超えるため、フィルムの成形時においてバブルが不安定となり、展張して評価可能なフィルムを得ることができなかった。また、比較例１１では、マルチフィルムを用いていないため夜間における土壌の保温ができなかった。更に、マルチフィルムを用いていないため保湿もできず、土壌表層が乾燥してしまった。その結果、比較例１１では、［レタス大玉率］及び［レタス収穫率］のいずれの評価も各実施例の評価よりも劣るものであった。

本発明のマルチフィルムは、野菜等の作物の栽培に使用される農業用のマルチフィルムとして非常に有用である。

Claims (3)

1. 熱可塑性樹脂、二酸化チタン及び炭酸カルシウムを含有し、厚さが８〜３０μｍであり、
   厚さと二酸化チタンの含有率との積が、６０〜３００μｍ・質量％であり、
   厚さと炭酸カルシウムの含有率との積が、２５０〜１，０００μｍ・質量％であり、
   二酸化チタンと炭酸カルシウムの含有率の合計が５５質量％以下であるマルチフィルム。
2. 前記熱可塑性樹脂が、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂、及び芳香族−脂肪族共重合ポリエステル系生分解性樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含有するものである請求項１に記載のマルチフィルム。
3. 前記熱可塑性樹脂が、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとが重縮合した構造を有し、架橋構造を有しても良いポリエステル系生分解性樹脂である生分解性樹脂（Ａ）、ヒドロキシアルキルカルボン酸が重縮合した構造を有し、架橋構造を有しても良いポリエステル系生分解性樹脂である生分解性樹脂（Ｂ）、並びに、芳香族ジカルボン酸及び脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとが重縮合した構造を有し、架橋構造を有しても良いポリエステル系生分解性樹脂である生分解性樹脂（Ｃ）からなる群より選択される少なくとも１種を含有する請求項２に記載のマルチフィルム。