JP2004357583A

JP2004357583A - 膜構造体

Info

Publication number: JP2004357583A
Application number: JP2003159926A
Authority: JP
Inventors: Hideo Iwata; 秀雄岩田; Takashi Takazawa; 孝高澤
Original assignee: Mitsubishi Chemical MKV Co
Current assignee: Mitsubishi Chemical MKV Co
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】室内温度調整を必要とするエアードーム構造物などに用いられる空気層等の断熱効果を利用した膜構造体に関するもので、所望の形状や強度を維持する程度の空気圧力を封入することができる膜構造体であって、破れにくい膜構造体を提供する。
【解決手段】内膜材、外膜材、及び内膜材と外膜材の間に気体又は液体を加圧封入した層を形成しうる構造を有する膜構造体であって、内膜材及び／又は外膜材が、少なくとも２枚の樹脂フィルムの間に糸条体が挟まれてなる積層体であることを特徴とする、膜構造体。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、植物栽培用の温室や、室内温度調整を必要とするエアードーム構造物などに用いられる空気層等の断熱効果を利用した膜構造体に関するもので、さらに具体的には、内膜材と外膜材との間に空気を封入して空気層等を形成した、保温用又は冷却用の膜構造体、それらを被覆したドーム構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、室温を植物の適正温度に保温するための植物栽培用の温室などにおいては、塩化ビニル系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルムなどの軟質フィルム材、またはガラスやフッ素樹脂フィルム等の硬質材によって温室を被覆する構造がよく用いられている。これらはフィルム材や硬質材自体の保温効果を利用するものであり、保温強化のために種々添加剤等の工夫がされているが寒冷地で用いるにはその保温効果はまだ十分でない。
【０００３】
一方、実用化の例は乏しいものの、空気層による断熱効果を利用する方法として、２枚の軟質系樹脂シートの間に一定の圧力をもって空気を封入し、空気層を形成した膜構造体を、温室等の屋根を形成する保温用シートとして用いることが提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。そして例えば、図１、図３のような膜構造体を用いた温室等が挙げられている。これらの膜構造体によれば、樹脂シート自身による保温効果のほかに空気層による断熱効果が期待される。
【特許文献１】特開２００２−９５３６２号公報
【特許文献２】特開平９−１０７８１２号公報
【特許文献３】特開平７−７９６４６号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公知文献記載の膜構造体において、空気を間に封入するための２枚の膜材（内膜材、外膜材）としては、塩化ビニルフィルム、ポリエチレンフィルムなどの、通常の樹脂フィルムを例示するのみである（特許文献１の段落００１０参照、特許文献２の段落０００７参照）。
【０００４】
これらの塩化ビニルフィルムやポリエチレンフィルムなどの軟質系樹脂フィルムを膜材とする膜構造体では、間に一定圧の空気を封入すると、フィルム材質としては伸び率が高く、柔らかすぎるため、所望の形状を維持するために必要な圧力の空気を封入することができず、強風により外膜材がはためいたり、また破れ易いという欠点を有し、そのため実際に膜構造体として利用することはなかなか難しいという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、所望の形状や強度を維持する程度の空気圧力を封入することができる膜構造体であって、破れにくい膜構造体を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため検討した結果、本発明者等は、膜構造体の外膜と内膜を構成する膜材を、特定の膜材で構成することにより、本発明の効果が得られうることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
本発明の要旨は、内膜材、外膜材、及び内膜材と外膜材の間に気体又は液体の層を形成しうる構造を有する膜構造体であって、内膜材及び／又は外膜材が、少なくとも２枚の樹脂フィルムの間に糸条体が挟まれてなる積層体であることを特徴とする、膜構造体、更に好ましくは該積層体における樹脂フィルムが、ポリオレフィン系樹脂フィルム又はポリ塩化ビニル系樹脂フィルムであることを特徴とする膜構造体、更に好ましくは該積層体における糸条体が、その両面に積層する樹脂フィルムと同種の樹脂で構成されてなることを特徴とする膜構造体にある。
【０００８】
また内膜材、外膜材、及び内膜材と外膜材の間に気体又は液体の層を形成しうる構造を有する膜構造体であって、内膜材及び／又は外膜材が、少なくとも樹脂フィルムと糸条体を構成材とする材であって、５％モジュラス値が８Ｎ以上である材であることを特徴とする膜構造体、にある。
【０００９】
また、それらの膜構造体の気体又は液体の層に気体又は液体を加圧封入し、該膜構造体を被覆展張してなることを特徴とする膜構造体を使用したドーム構造物、にある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明における膜構造体とは、内膜材、外膜材、及び内膜材と外膜材の間に気体又は液体の層（好ましくは気体又は液体を加圧封入した層）を形成しうる構造を有する膜構造体である。たとえば図２に示す構造を有する膜構造体である。この図２の膜構造体を温室等に展張した場合の例を図１に、また他の形状の膜構造体を展張した例を図３に示す。
【００１２】
内膜材とは、膜構造体を温室等に展張・被覆した場合に内側となる側の膜材（１）をいい、外膜材とは、外側になる側の膜材（２）をいう。
また、内膜材と外膜材の間に気体又は液体の層（３）を形成しうる構造としては、たとえば、気体等の封入口以外は内膜材と外膜材との外周を密閉し、注入口から気体又は液体を封入後、その注入口を密閉しうる構造が用いられる。
【００１３】
更に好ましくは膜構造体のふくらみを抑制し、圧力や形状を保持するために、外周部以外の内膜材と外膜材の一部分を密着させて、図１や図２に示すように、平行なチューブ体を形成するように線状の密着部分（７）を形成したり、図３に示すように、格子状の袋体の連続体（但し連通部を有する）となるように略格子状の密着部分を形成したりする態様が挙げられる。
【００１４】
これらの密着部分は、内膜材と外膜材の所定個所を、内膜材と外膜材同士の接着加工または熱圧着加工等によって予め成形加工することにより形成してもよいし、骨組み材や、ロープや網などのテンション材を所定の間隔等で内膜材や外膜材の外側に設けることよって、形成してもよい。後者の場合は内膜材と外膜材の間隔を変化できればよく、必ずしも密着する必要はない。
【００１５】
層に封入する気体又は液体としては、具体的には空気を代表とする気体が好ましく挙げられるが、その他の熱媒体である気体や液体をも利用可能である。
気体又は液体を封入した層の内部圧力は、膜構造体を展張する温室やエアードームハウスの大きさにもよるが、８０Ｐａ以上の静圧となることが好ましい。更に好ましくは１００Ｐａ〜２００Ｐａ、更に実用的なのは１００Ｐａ〜１５０Ｐａである。間口の大きいエアードームハウスの場合に内圧が低すぎると強風時に外膜材がばたつきやすい。
気体又は液体を封入した層は、良好な断熱効果を発揮するために３０ｍｍ以上の厚さとなるように構成すると好ましい。
【００１６】
注入口としては、空気等を注入後密封してもよいが、漏れを補充し圧力を保持するために連続的又は時々空気等の追加注入を行うコンプレッサーと接続し、強風時や積雪時などの異常時にはその層中の気体や液体の圧力を調整できるように構成することが好ましい。
また、本発明の膜構造体に別途空気等の出口を設けて、気体又は液体が、該層内を積極的に流通するように形成してもよい。例えば温風を用いれば保温効果を更に向上することが可能となり、反対に冷風を用いれば冷却効果を期待することが出来る。また、空気等の出口が、膜構造体を温室などに展張時の内面側に向くように構成することにより、暖房器具等で暖めた空気を膜構造体の層を通過後、温室内に供給する等の構成をとることができ、更に保温効果が向上する。
【００１７】
本発明の第１の特徴は、内膜材及び／又は外膜材を、特定の積層体で形成することにある。すなわち、内膜材（１）または外膜材（２）をそれぞれ、少なくとも２枚の樹脂フィルム（４）（５）の間に糸条体（６）が挟まれてなる積層体で構成する。膜材の断面図を図４に示す。この図４の場合、糸条体は、縦糸（６ａ）と横糸（６ｂ）を格子状とした織物状の糸条体である。
【００１８】
樹脂フィルム（４）（５）としては、農業用フィルムなどに用いられる、塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリプロピレン樹脂など）、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂などの樹脂を主成分とする軟質系樹脂フィルムが好ましく挙げられる。特に好ましくは塩化ビニル系樹脂又はポリオレフィン系樹脂のフィルムが挙げられる。ポリオレフィン系樹脂フィルムの場合には、特にメタロセン系触媒により製造されたエチレン−αオレフィン系樹脂フィルムや直鎖状の低密度ポリエチレンを用いることが好ましい。またこの樹脂フィルム自体複層構成であってもよい。特に本発明の膜構造体を、植物栽培用の温室の被覆材として用いる場合には、光線透過率が高い透明な樹脂フィルムを用いることが好ましいが、用途や、適用地域の特色によっては、表面を梨地加工し、又は金属蒸着、着色して光線透過率を一定範囲に制御したフィルムを用いることもできる。
【００１９】
樹脂フィルムの厚さとしては、１０μｍ〜１ｍｍ、好ましくは２０μｍ〜８００μｍの範囲から、選ぶことができる。
糸条体の両面を構成する樹脂フィルムの種類は異なっていてもよいが、同一種であることが好ましい。また厚みも異なっていてもよいが、同一であるほうが好ましい。
【００２０】
本発明の糸条体（６）とは、糸からなる構成材を意味し、糸としては、上記樹脂フィルムに用いられる樹脂と同種の樹脂で構成された樹脂系の糸、または、木綿等の糸を用いることができるが、好ましくは、上記樹脂フィルムと同種の樹脂で構成された樹脂系の糸を用いることが、廃棄物処理の面から好ましい。特に、塩化ビニル系の糸、ポリオレフィン系（ポリエチレン系の糸）の糸が挙げられる。特に延伸処理を施して強度を向上させた糸や、芯材と表面材の配合が異なる複層構成の糸などの、糸の長さ方向に対して良好な引張強度及び引張伸度を示す糸を用いることが好ましい。
【００２１】
糸条体の形状としては、長糸をランダムに配置した形状、又は長糸を格子状に配置した形状、縦糸（６ａ）は直線状に横糸（６ｂ）は波状にといった具合に所定の形に配置した形状、長糸を織物状とした織布、または短糸をランダムに配置した不織布、等種々挙げられるが、特に好ましくは、長さ方向の引張強度が強い長糸を使用して格子状又は織物状に形成した織物状体が挙げられる。
たとえば、糸幅０．１〜１０ｍｍの熱可塑性樹脂製のフラットヤーンを目開き１〜１０ｍｍ程度に交差させ交点を熱溶着させた、厚み２０〜２００μｍの織物状体が挙げられる。
【００２２】
糸条体（６）は、樹脂フィルム（４）と（５）の間に挟まれて積層体を形成していることを特徴とする。例えば、樹脂フィルム（４）と（５）を糸条体の両面に、ラミネートする方法、接着剤等により接着する方法、熱圧着する方法、圧力で圧着する方法などにより形成したものが挙げられるが、特に好ましくは金属ロールとゴムロールの間の圧力で圧着する方法が用いられる。
【００２３】
これらの樹脂フィルム（４）（５）又は糸条体（６）には、屋外で使用する膜構造体として必要な性能を保持するために、従来の農業用フィルム等に用いられる各種添加剤を配合することができる。
具体的には、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、保温剤、防曇剤、防霧剤、遮光・遮熱剤（反射材、近赤外吸収剤）、アンチブロッキング剤、滑剤、難燃剤、導電性付与剤、帯電防止剤、着色剤、分散剤、抗菌剤、防黴剤、充填剤、架橋剤、架橋助剤等の添加剤を適宜添加しうる。
【００２４】
また、必要に応じて、外面側に更に防汚性を付与する塗膜を形成したり、内面側に防曇性を付与する塗膜を形成することができる。
このようにして得られた、積層体の厚みとしては、好ましくは３０μｍ〜３ｍｍ、更に好ましくは５０μｍ〜１ｍｍのものが挙げられる。
【００２５】
本発明の第２の特徴は、このような内膜材及び／又は外膜材として用いる樹脂フィルムと糸条体を構成材とする材が、その引張弾性率の値として、５％モジュラス値が８Ｎ以上である材を用いることにある。好ましくは、１２Ｎ以上、更に好ましくは２２Ｎ以上である。上限は特に限定しないが４０Ｎ以下である。５％モジュラス値は、通常のフィルム材の測定基準に準拠して測定される。
【００２６】
これに対し、例えば、通常農業用フィルムとして用いられている０．１５ｍｍ厚の三層構成のポリエチレン系樹脂で構成されるフィルムは、５％モジュラス値が７Ｎ程度であり、内圧が１００〜１５０Ｐａ程度となる空気層を封入する膜構造体の膜材としては、柔らかすぎるという問題がある。
【００２７】
本発明は、上記のような樹脂フィルムと糸条体を構成材とし、それらの物性と厚みの調整により、５％モジュラス値を一定以上とした材を膜材として用いることによって、強風時に耐えうる圧力を付加した場合であっても、外膜材や内膜材の破れを生じることがなく、良好な膜構造体を得ることができる。
【００２８】
本発明における内膜材と外膜材とは、いずれかが上記構成又は物性を有する材であればよいが、特に好ましくは外膜材が該材であることを必要とし、更に好ましくは両方共に、該材であるとよい。しかし、必ずしも同一の材である必要はない。例えば、外膜材には内膜材より、引張強度が強い積層体を用いたり、外膜材と内膜材の光線透過度を異ならせて、外膜材は全光線透過率５０％以下の遮光材を用い、内膜材は、全光線透過率が６０％以上の透光材を用いるなどの組合せを行ってもよい。
また、本発明は、内膜材と外膜材のほかに、例えばその間に中膜材を形成した三重フィルムとし、気体又は液体を封入しうる層をそれらの間に有する構造をも含むものである。
【００２９】
本発明の膜構造体は、植物の栽培促進のために用いられる温室や、寒冷地での動物育成所などの、保温あるいは冷却などの室内温度調整を必要とするドーム構造物などに用いられる、空気層などの断熱効果も利用した構造物に被覆展張して用いることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、所望の形状や強度を維持する程度の空気圧力を封入することができる膜構造体であって、破れにくい膜構造体を提供することができる。したがって、本発明の膜構造体を被覆展張した温室等のドーム構造物は、フィルム材による保温効果のほかに空気層等による断熱効果も利用することができ、寒冷地などにおいてより良好な温度管理を提供することが可能な構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の膜構造体を被覆使用した構造物の一例を示した図
【図２】本発明の膜構造体の構成の一例を示した図
【図３】本発明の膜構造体を被覆使用した構造物一例を示した図
【図４】本発明の膜構造体を構成する膜材の構成を示した図
【符号の説明】
１・・内膜材、２・・外膜材、３・・気体又は液体層、４・・樹脂フィルム、５・・樹脂フィルム、６・・糸条体、６ａ・・縦糸、６ｂ・・横糸

Claims

内膜材、外膜材、及び内膜材と外膜材の間に気体又は液体の層を形成しうる構造を有する膜構造体であって、内膜材及び／又は外膜材が、少なくとも２枚の樹脂フィルムの間に糸条体が挟まれてなる積層体であることを特徴とする、膜構造体。
該積層体における樹脂フィルムが、ポリオレフィン系樹脂フィルム又はポリ塩化ビニル系樹脂フィルムであることを特徴とする、請求項１又は２記載の膜構造体。
該積層体における糸条体が、その両面に積層する樹脂フィルムと同種の樹脂で構成されてなることを特徴とする請求項１ないし３記載の膜構造体。
内膜材、外膜材、及び内膜材と外膜材の間に気体又は液体の層を形成しうる構造を有する膜構造体であって、内膜材及び／又は外膜材が、少なくとも樹脂フィルムと糸条体を構成材とする材であって、５％モジュラス値が８Ｎ以上である材であることを特徴とする膜構造体。
請求項１ないし請求項４記載の膜構造体の気体又は液体の層に気体又は液体を加圧封入し、該膜構造体を被覆展張してなることを特徴とする膜構造体を使用したドーム構造物。