JP2017023029A - 照明被覆材及び植物の栽培方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 人工照明灯を用いた植物の栽培方法における植物の光合成効率を改良する。【解決手段】 樹脂フィルムを丸めた端部同士を接着、あるいは二枚の樹脂フィルムの端部同士を接着して形成した筒状の部材からなり、その筒状内部を直管型照明灯の収容空間とする照明被覆材であって、前記樹脂フィルムの一部又は全部が、波長４００〜６００ｎｍの光を吸収して波長６００〜７００ｎｍの蛍光を発光する蛍光染料を含有する波長変換フィルムからなることを特徴とする照明被覆材。【選択図】 図２

Description

本発明は、照明被覆材及びそれを用いた植物の栽培方法、特に光源として人工照明灯を用いた植物の栽培方法における該植物の光合成効率の改良に関する。

野菜や果物、草花等の植物の育成には、一般に光合成反応が不可欠である。従来、植物の育成を促進する目的で、蛍光染料を配合した波長変換フィルムあるいはネットを用いて植物を覆い、光合成に効果的な波長へと変換された太陽光を植物へと照射することによって光合成反応を促進し、植物の成長速度を速めたり、収量を増加させる露地栽培法が行なわれている（例えば、特許文献１〜３参照）。すなわち、光合成反応に寄与するクロロフィルの光の吸収波長域は、青色波長域（約４５０ｎｍ付近）と赤色波長域（約６６０ｎｍ付近）にあり、これら２つの波長域の光が光合成反応に影響していることから、波長変換フィルム又はネットを用いて、これら波長域の光を増大した太陽光を植物に照射することによって、光合成反応が促進される。また、特に赤色波長域（約６６０ｎｍ付近）の光が、植物の発芽や成長促進に大きく寄与していると言われている。

他方、気温や天候等に左右されずに野菜等の植物を安定に生産するため、近年、室内において蛍光灯やＬＥＤ灯等の人工照明を光源として用いる植物の栽培方法が行なわれている。しかし、これら人工照明は、通常、複数の蛍光を混色して白色光を作り出しているため、太陽光とは異なりスペクトルが一様でない。特に、蛍光灯や白色ＬＥＤ灯の光スペクトルは、光合成反応に寄与しない緑色波長域（約５２０ｎｍ付近）にピークを有している一方で、赤色波長域（約６６０ｎｍ付近）の光は少なく、これらの人工照明を光源として用いて植物を栽培しても、照射光量に対する光合成効率が悪いという問題があった。

これに対し、蛍光灯やＬＥＤ灯の人工照明を用いた屋内栽培法においても、栽培植物の上面を波長変換フィルムで覆うことによって波長変換された光を植物に与え、栽培効率を向上させる方法も提案されている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、このような栽培方法でも、波長変換フィルムによる赤色波長域（約６６０ｎｍ付近）の光量の増加はわずかにとどまり、光合成効率を十分に改善することはできていなかった。あるいは、赤色ＬＥＤや赤色レーザー光といった単色光源を用いて、特定の波長域の光を選択的に植物に照射して光合成効率を高めることも提案されている（例えば、特許文献５参照）ものの、これらは一般に照明として利用されているものではないため、照明設備等も含めて特別に準備する必要があり、導入コストがかかる。

特開平５−２２７８４９号公報 特開平０６−４６６８５号公報 特開２０１１−２２３９４１号公報 特開２０１３−１５３６６６号公報 特開平１１−１９６６７１号公報

本発明は前記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その解決すべき課題は、人工照明灯を用いた植物の栽培方法における植物の光合成効率を改良することにある。

本発明者らが、前記従来技術の課題に鑑みて鋭意検討を行なった結果、波長４００〜６００ｎｍの光を吸収して波長６００〜７００ｎｍの蛍光を発光する蛍光染料を有する波長変換フィルムを用いて作成した筒状部材を人工照明灯の被覆材として用いることによって、人工照明灯の照射光スペクトル中の赤色波長領域の光量を十分に増加させることができ、例えば、同波長変換フィルムにより植物を覆った状態で外側から人工照明灯による光を照射した場合と比較しても、赤色波長領域の光の多い照射光を植物に与えることができ、これによって植物の光合成効率を大きく改良できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明にかかる照明被覆材は、樹脂フィルムを丸めた端部同士を接着、あるいは二枚の樹脂フィルムの端部同士を接着して形成した筒状の部材からなり、その筒状内部を直管型照明灯の収容空間とする照明被覆材であって、前記樹脂フィルムの一部又は全部が、波長４００〜６００ｎｍの光を吸収して波長６００〜７００ｎｍの蛍光を発光する蛍光染料を含有する波長変換フィルムからなることを特徴とするものである。

また、前記照明被覆材において、前記波長変換フィルム中の蛍光染料を含む蛍光層の厚さＬ（μｍ）と同蛍光層中の蛍光染料濃度Ｃ（ｐｐｍ）との積ＬＣが６０，０００〜１８０，０００（μｍ・ｐｐｍ）であることが好適である。

また、前記照明被覆材において、前記波長変換フィルムが、少なくとも熱可塑性樹脂中に蛍光染料を含む蛍光層と、その内側に熱溶着可能な熱可塑性樹脂を主体とする熱接着層とを含む多層体からなることが好適である。

また、前記照明被覆材において、前記樹脂フィルムの一部が、少なくとも光反射材料を含む反射層と、その内側に熱溶着可能な熱可塑性樹脂を主体とする熱接着層とを含む多層体からなる反射フィルムであることが好適である。

また、本発明にかかる植物の栽培方法は、直管型照明灯からの照射光を植物に照射して該植物を栽培する方法であって、樹脂フィルムを丸めた端部同士を接着、あるいは二枚の樹脂フィルムの端部同士を接着して形成された筒状の部材からなり、前記樹脂フィルムの一部又は全部が、波長４００〜６００ｎｍの光を吸収して波長６００〜７００ｎｍの蛍光を発光する蛍光染料を含有する波長変換フィルムからなる照明被覆材の筒状内部へと、前記直管型照明灯を収容し、前記照明被覆材を介して前記直管型照明灯からの照射光を植物へと照射することを特徴とするものである。

また、前記植物の栽培方法において、前記直管型照明灯から照射される光の波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＡ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）、同直管型照明灯に前記照明被覆材を被覆した際の透過光の波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＢ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）としたときの、光量子束密度比Ｂ／Ａが０．８以上であることが好適である。

また、前記植物の栽培方法において、前記直管型照明灯から照射される光の波長６００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＸ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）、同直管型照明灯に前記照明被覆材を被覆した際の透過光の波長６００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＹ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）としたときのＹ−Ｘの差分を赤色波長変換光量Ｚ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）とし、同直管型照明灯に前記照明被覆材を被覆した際の透過光の波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を全透過光量Ｂ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）としたときの、赤色波長変換光量Ｚと全透過光量Ｂとの比であるＺ／Ｂが０．２以上であることが好適である。

また、前記植物の栽培方法において、前記赤色波長変換光量Ｚと全透過光量Ｂとの比Ｚ／Ｂを、前記波長変換フィルム中の蛍光染料を含む蛍光層の厚さＬ（μｍ）と同蛍光層中の蛍光染料濃度Ｃ（ｐｐｍ）との積ＬＣ（μｍ・ｐｐｍ）で除した数値Ｚ／ＢＬＣが、１．８×１０^−６（μｍ^−１・ｐｐｍ^−１）以上であることが好適である。

本発明によれば、波長４００〜６００ｎｍの光を吸収して波長６００〜７００ｎｍの蛍光を発光する蛍光染料を有する波長変換フィルムを用いて作成した筒状部材を人工照明灯の被覆材として用いることによって、人工照明灯の照射光スペクトル中の赤色波長領域の光量を十分に増加させることができ、植物の光合成効率を大きく改良することができる。

本発明の第一実施形態にかかる照明被覆材１０の使用状態における斜視図を示す。 本発明の第一実施形態にかかる照明被覆材１０の使用状態における断面図を示す。 本発明の第二実施形態にかかる照明被覆材５０の使用状態における斜視図を示す。 本発明の第二実施形態にかかる照明被覆材５０の使用状態における断面図を示す。 実施例１Ａ〜Ｃ，比較例１Ａ及び２Ａ〜Ｃの測定条件の模式図を示す。 実施例１Ａ，比較例１Ａ及び２Ａの波長４００〜７００ｎｍ間の分光光量子束密度スペクトルを示す。 実施例１Ａ，比較例１Ａ及び２Ａの分光光量子束密度スペクトルから、光源のみの場合のスペクトルを差し引いた差分スペクトルを示す。 実施例２Ａ〜Ｃ，比較例３Ａ及び４Ａ〜Ｃの測定条件の模式図を示す。 実施例２Ａ，比較例３Ａ及び４Ａの波長４００〜７００ｎｍ間の分光光量子束密度スペクトルを示す。 実施例２Ａ，比較例３Ａ及び４Ａの分光光量子束密度スペクトルから、光源のみの場合のスペクトルを差し引いた差分スペクトルを示す。

以下、図面を参照して、本発明の構成について詳しく説明する。
＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態にかかる照明被覆材１０の（直管型照明２０を収容した状態の）斜視図を図１に、断面図を図２に示す。

照明被覆材１０は、長方形の波長変換フィルム１２を丸め、その端部を熱溶着して形成した筒状の部材である。波長変換フィルム１２は、熱接着層１２ａ，蛍光層１２ｂ，保護層１２ｃからなる三層の積層フィルムである。この照明被覆材１０の使用時には、その筒状内部空間に直管型照明２０が収容される。

熱接着層１２ａ，蛍光層１２ｂ，保護層１２ｃは、いずれも熱可塑性樹脂を主体とし、必要に応じて各種添加剤を含む層である。熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、結晶性であれば、通常、融点が５０〜３００℃の樹脂であり、また非晶性であれば、通常、ガラス転移温度が−１００℃〜１５０℃の樹脂である。これらの熱可塑性樹脂として、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、メタロセン直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン‐プロピレンランダム共重合体、エチレン‐プロピレンブロック共重合体、ポリブテン、ポリメチルペンテン、エチレン‐酢酸ビニル共重合体、エチレン‐メチルメタクリレート共重合体、アイオノマー、エチレン‐エチルアクリレート共重合体、エチレン‐メチルアクリレート共重合体、エチレン‐環状オレフィン共重合体、環状ポリオレフィン、酸変性ポリエチレン、酸変性ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂やポリビニル系樹脂、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、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂が挙げられる。

熱接着層１２ａは端部を熱溶着するため、融点あるいはガラス転移温度が比較的低くて熱溶着性が良く、且つ熱溶着後の接着性が良好な熱可塑性樹脂を用いることが望ましい。また、直管型照明２０から放出される紫外光が蛍光染料を含む蛍光層に直接照射されるのを防止し、長期的に波長変換効果を維持するため、紫外線吸収剤あるいは紫外線散乱剤が含まれていることが望ましい。紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、マロン酸エステル系等が挙げられ、また、紫外線散乱剤としては、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セレン等が挙げられる。これらは使用する熱可塑性樹脂の種類に応じ、相性のよいものを適宜選択することができる。紫外線吸収剤・散乱剤の含有量は、熱接着層１２ａに対して、通常、１０００〜１００００ｐｐｍである。また、紫外線吸収剤・散乱剤は、熱接着層１２ａだけではなく、蛍光層１２ｂあるいは保護層１２ｃに添加されていても構わない。

蛍光層１２ｂには、波長４００〜６００ｎｍの光を吸収して波長６００〜７００ｎｍの蛍光を発光する蛍光染料が含まれる。すなわち、青色〜緑色波長域（４００〜６００ｎｍ）の光を吸収して、赤色波長域（６００〜７００ｎｍ）の蛍光を発光する蛍光染料である。このような蛍光染料としては、例えば、ペリレン系蛍光染料等が挙げられ、市販品としては、例えば，Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３０５（ＢＡＳＦ社製）等が挙げられる。また、光合成反応にほとんど寄与しない緑色波長域（５００〜６００ｎｍ）の光を吸収する蛍光染料が、より望ましい。蛍光染料の添加量は、波長変換フィルム１２の蛍光層１２ｂの厚さによっても異なるが、通常、蛍光層１２ｂに対して、１０００〜３０００ｐｐｍ、より好ましくは１５００〜２５００ｐｐｍである。蛍光染料の添加量が少ないと波長変換効果が十分に得られず、添加量が多すぎるとフィルム全体の透過率が低くなり、透過光の光量が十分でなくなる場合がある。

保護層１２ｃは特に設けられてなくてもよいが、これを設けることによって、蛍光染料を含む蛍光層１２ｂが保護されるため、波長変換効果の維持につながる。また、熱接着層１２ａよりも耐熱性の高い熱可塑性樹脂を用いることによって、端部を熱溶着して筒状に形成する際の作業性が向上する。

その他、熱接着層１２ａ，蛍光層１２ｂ，保護層１２ｃの各層には、必要に応じて、光安定剤、酸化防止剤等を添加してもよい。光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系、酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系、リン系、硫黄系等が挙げられる。

また、熱接着層１２ａ，蛍光層１２ｂ，保護層１２ｃの各層は、キャスト成形、インフレーション成形等の共押出成形法、あるいは順次押出ラミネート法によって積層してもよく、個別に用意した各層のフィルムを接着剤を介して挟んで積層してもよい。

波長変換フィルム１２の厚さは、各層の合計で５０〜３００μｍであることが望ましい。５０μｍ以下であると十分な強度が得られず、照明装着時に切れたり破れたりすることがある。また、３００μｍを超えると、フィルムのコシが強くなり過ぎて取扱い難くなるほか、コストアップにもつながる。各層の厚さの比率は、特に限定されるものではないが、通常、熱接着層：蛍光層：保護層＝１〜３：１〜３：１程度である。

また、波長変換フィルム１２の蛍光層１２ｂの厚さＬ（μｍ）と蛍光層１２ｂ中の蛍光染料濃度Ｃ（ｐｐｍ）との積ＬＣが６０，０００〜１８０，０００（μｍ・ｐｐｍ）であることが望ましく、さらに９０，０００〜１５０，０００（μｍ・ｐｐｍ）であることが望ましい。照射光が波長変換フィルム中を透過する領域に存在する蛍光染料量は、蛍光層１２ｂ中の蛍光染料濃度とその厚さに依存するので、この値により実質的に有効な蛍光染料量を制御することができる。厚さＬと蛍光染料濃度Ｃとの積ＬＣが６０，０００（μｍ・ｐｐｍ）未満であると、赤色領域への波長変換が十分でなく、１８０，０００（μｍ・ｐｐｍ）を超えるとフィルム全体の透過率が低くなり過ぎて、透過光の光量が十分でなくなる場合がある。

本発明にかかる照明被覆材１０の筒状内部空間に直管型照明２０を収容し、直管型照明２０を点灯すると、直管型照明２０から発せられた光は照明被覆材１０を介して外部へと照射される。このとき、直管型照明２０から発せられた光は、照明被覆材１０の波長変換フィルム１２によってその波長が変換される。すなわち、波長変換フィルム１２には、波長４００〜６００ｎｍの光を吸収して波長６００〜７００ｎｍの蛍光を発光する蛍光染料が含まれており、直管型照明２０からの光スペクトルに含まれる青色〜緑色波長域（波長４００〜６００ｎｍ）の光は波長変換フィルム１２に吸収されて減衰するとともに、同波長変換フィルム１２から赤色波長域（波長６００〜７００ｎｍ）の蛍光が放出されるため、この赤色波長域の光は増大することになる。そして、赤色波長域（波長６００〜７００ｎｍ）の光は、植物の光合成反応に大きく寄与しているため、本発明の照明被覆材１０により赤色波長域が増大するように変換された光を植物に照射すると、植物の光合成反応が促進される。

なお、例えば、植物の上部空間を波長変換フィルム１２で覆い、さらにその上から直管型照明２０によって光を照射することによって、以上と同様に、赤色波長域（波長６００〜７００ｎｍ）の光が増強された変換光を植物に与えることができるものの、このような場合、波長変換後の赤色波長域の光量が十分に得られない。すなわち、本発明においては、波長変換フィルム１２を用いて直管型照明２０の周囲を被覆した状態とすることで、直管型照明２０からの光をより効率よく波長変換することができ、これによって赤色波長域の光量が十分に増大された光を植物に照射することが可能となる。

直管型照明は、その発光方式によらず、各種公知の照明を用いることができるが、特に蛍光灯あるいはＬＥＤ灯を好適に使用することができる。これらは、いずれも汎用性が高く入手が容易であり、コスト面でも有利である。また、白色蛍光灯や白色ＬＥＤ灯の光スペクトルは、緑色波長域（約５２０ｎｍ付近）の光が比較的多いのに対して、赤色波長域（約６６０ｎｍ付近）の光が比較的少ない。このため、白色蛍光灯や白色ＬＥＤ灯を光源とする場合に、特に本発明の照明被覆材を用いることによる利点が大きい。また、本発明の照明被覆材は、汎用の直管型照明に被せて用いるだけでよく、照明器具等についても汎用の製品をそのまま使用することができるため、植物栽培のために照明灯や照明器具等の規格、点灯システム等を変更する必要がほとんどない。

＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態にかかる照明被覆材５０の（直管型照明６０を収容した状態の）斜視図を図３に、断面図を図４に示す。
照明被覆材５０は、長方形の波長変換フィルム５２の端部と、これと同形の反射フィルム５４の端部同士とを貼り合わせて形成した筒状の部材である。波長変換フィルム５２は、前記第一実施形態の波長変換フィルム１２と、その構成、機能ともに同様である。

反射フィルム５４は、熱接着層５４ａと、反射層５４ｂと、保護層５４ｃからなる三層の積層フィルムである。反射フィルム５４において、熱接着層５４ａ及び保護層５４ｃは、いずれも熱可塑性樹脂を主体とする層であり、前記第一実施形態の波長変換フィルム１２の熱接着層１２ａ及び保護層１２ｃと同様である。

反射層５４ｂには、入射光を正反射する反射材料が含まれており、このような反射材料としては、例えば、アルミニウム等の金属薄膜や白色塗料が挙げられる。なお、熱接着層５４ａと反射層５４ｂとして、予めアルミニウムが蒸着された熱可塑性樹脂膜を用いてもよい。この場合、熱可塑性樹脂が熱接着層５４ａ、アルミニウム蒸着膜が反射層５４ｂとなる。また、例えば、熱可塑性樹脂のフィルムからなる熱接着層５４ａの表面上に白色塗料を塗布・乾燥し、反射層５４ｂを形成することもできる。

直管型照明６０を収容した照明被覆材５０は、通常、反射フィルム５４を上方、波長変換フィルム５２を下方とした状態で、下方に置かれた植物へ向けて光を照射する。あるいは、側方から植物へと光を照射する場合には、波長変換フィルム５２を植物側、反射フィルム５４を植物とは反対側に置けばよい。これによって、直管型照明６０から植物方向へ向けて照射された光は、波長変化フィルム５２を透過し、波長が変換された光が植物へと照射される。他方、直管型照明６０から植物とは反対方向へと向かった光は、反射フィルム５４に当たって光の向きが変えられ、結果として、波長変換フィルムを透過して植物へと照射される。このため、一方の面に反射フィルム５４を設けた第二実施形態の照明被覆材５０では、直管型照明６０から発せられた光が効率よく植物に照射される、より少ない光量で効果的に植物の光合成を促進することができると考えられるので、消費電力の削減が期待できる。

＜植物の栽培方法＞
本発明の植物の栽培方法では、以上に説明した照明被覆材の内部へと直管型照明を収容した状態で、同照明被覆材を介して照射光を植物へと照射する。これによって、赤色波長域の光量が十分に増大された光を植物に照射することができるので、該植物の光合成反応が促進され、植物の成長速度を速めたり、収量を増加させることが可能となる。

植物の栽培条件は、特に制限されるものではないが、通常、太陽光の入らない屋内で行われる。光の照射時間は、植物の種類や季節等に応じて適宜設定すればよく、例えば、通常の日照時間に合わせて調整してもよい。栽培方式としても、特に制限されず、例えば、ポット等の容器を用いた土耕栽培、あるいは水耕栽培であってもよい。

本発明の栽培方法の対象となる植物としては、例えば、葉菜類、果菜類等が挙げられる。植物の用途も、観葉用、食用などのいずれであってもよい。葉菜類としては、例えば、コマツナ、ホウレンソウ、キャベツ、レタス、ルッコラ、ミズナ、バジル等、果菜類としては、例えば、トマト、ピーマン、イチゴ等が挙げられる。また、これらの植物のうち、葉を食用とする葉菜類、例えば、コマツナ、ホウレンソウ、キャベツ、レタス等においては、光合成反応の促進による効果が顕著に得られる。

また、本発明の植物の栽培方法においては、直管型照明灯から照射される光の波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＡ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）、同直管型照明灯に照明被覆材を被覆した際の透過光の波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＢ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）としたときの、光量子束密度比Ｂ／Ａが０．８以上であることが望ましい。ここで、光量子束密度は、市販の光量子あるいは照射計、例えば、ＭＳ−７２０（英弘精機社製）を用いて測定することができる。

光量子束密度比Ｂ／Ａは、照明被覆材における可視光域の光の透過割合であり、１に近ければ近いほど光の損失が少ない。したがって、光量子束密度比Ｂ／Ａが０．８未満であると、植物の光合成反応の促進効果が十分に得られない場合がある。通常、照明被覆材中の蛍光染料濃度や厚さに依存して、波長変換後の赤色波長域の光量が増加するものの、蛍光染料の添加量を増やし過ぎたり、照明被覆材を厚くしすぎると、光透過率が低下して、上記光量子束密度比Ｂ／Ａが０．８未満となることがある。

また、本発明の植物の栽培方法においては、直管型照明灯から照射される光の波長６００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＸ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）、同直管型照明灯に照明被覆材を被覆した際の透過光の波長６００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＹ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）としたときのＹ−Ｘの差分を赤色波長変換光量Ｚ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）とし、同直管型照明灯に照明被覆材を被覆した際の透過光の波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を全透過光量Ｂ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）としたときの、赤色波長変換光量Ｚと全透過光量Ｂとの比であるＺ／Ｂが０．２以上であることが望ましい。

Ｚ／Ｂは、照明被覆材によって赤色波長域の光へと変換された光の量Ｚの全透過光量Ｂに対する割合である。すなわち、全透過光量のうち、どれだけの量の光が照明被覆材によって赤色波長域の光へと変換されたかを示す量である。Ｚ／Ｂが０．２未満であると、赤色波長域へと変換された光の割合が少ないため、光合成反応の促進効果を十分に得ることができない場合がある。

また、本発明の植物の栽培方法においては、前記赤色波長変換光量Ｚと全透過光量Ｂとの比Ｚ／Ｂを、波長変換フィルム中の蛍光層の厚さＬ（μｍ）と同蛍光層中の蛍光染料濃度Ｃ（ｐｐｍ）との積ＬＣ（μｍ・ｐｐｍ）で除した数値Ｚ／ＢＬＣが、１．８×１０^−６（μｍ^−１・ｐｐｍ^−１）以上であることが望ましい。

Ｚ／Ｂは、全透過光量に対する赤色波長域へ変換された光量の割合を示すものの、この数値は、波長変換フィルムに含まれる蛍光染料量に応じて変化する。そこで、Ｚ／Ｂを波長変換フィルム中の蛍光層の厚さＬ（μｍ）と蛍光染料濃度Ｃ（ｐｐｍ）とで割った値、Ｚ／ＢＬＣ（μｍ^−１・ｐｐｍ^−１）とすることで、蛍光染料量に関係なく、赤色波長域への光の変換効率を評価することができる。そして、このＺ／ＢＬＣについては、本発明の照明被覆材を用いることによって初めて１．８×１０^−６（μｍ^−１・ｐｐｍ^−１）以上を達成することができる。すなわち、本発明のように波長変換フィルムによって照明を被覆するのではなく、例えば、同様の波長変換フィルムで植物を覆った上から照明による光を照射しても、波長変換フィルムによる赤色波長域への変換効率が十分でないため、Ｚ／ＢＬＣを１．８×１０^−６（μｍ^−１・ｐｐｍ^−１）以上とすることはできない。

以下、実施例により本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［波長変換フィルムの作製］
熱接着層としてエチレン−酢酸ビニルコポリマー（エバフレックス Ｖ９６１１８：三井・デュポンポリケミカル社製；融点１００℃）、蛍光層としてペリレン系蛍光染料（Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３０５：ＢＡＳＦ社製）を添加したエチレン−酢酸ビニルコポリマー（エバフレックス Ｐ１４０３Ｃ：三井・デュポンポリケミカル社製；融点９２℃）、保護層としてメタロセン直鎖状低密度ポリエチレン（エボリューＳＰ２３２０：プライムポリマー社製；融点１１８℃）を用い、共押出インフレーション成形法にて三層の積層フィルムを得た。各層の厚さは、熱接着層２０μｍ、蛍光層６０μｍ、保護層２０μｍの合計１００μｍとした。また、蛍光染料の添加量は、蛍光層に対して１０００ｐｐｍ，２０００ｐｐｍ，３０００ｐｐｍとなるようにそれぞれ調整し、蛍光染料添加量の異なる三種の積層フィルムを得た。

＜実施例１Ａ＞
以上で製造した蛍光染料添加量２０００ｐｐｍの波長変換フィルムを６０×７ｃｍの長方形に２枚切り取り、熱接着層同士を重ね合わせて長辺の両端部を１１０℃でヒートシールし、筒状フィルムとした。この筒状フィルムの内部に直管型蛍光灯（メロウルックＦＡ２０ＳＳ−ＥＸＤ：東芝社製；２０型 １８Ｗ）を収容し、笠無（トラフ型）の照明器具（ＦＡ２１０２１Ｚ−ＲＰＮ：パナソニック社製；グロー式）に取り付けた。蛍光灯の下端から１５ｃｍの位置に距離に分光放射計（ＭＳ−７２０：英弘精機社製）を置き、蛍光灯を点灯して、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜実施例１Ｂ＞
蛍光染料添加量１０００ｐｐｍの波長変換フィルムを用いたほかは、実施例１Ａと同様にして、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜実施例１Ｃ＞
蛍光染料添加量３０００ｐｐｍの波長変換フィルムを用いたほかは、実施例１Ａと同様にして、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜比較例１Ａ＞
以上で製造した蛍光染料添加量２０００ｐｐｍの波長変換フィルムを６０×６０ｃｍの長方形に切り取った。笠無（トラフ型）の照明器具（ＦＡ２１０２１Ｚ−ＲＰＮ：パナソニック社製；グロー式）に直管型蛍光灯（メロウルックＦＡ２０ＳＳ−ＥＸＤ：東芝社製；２０型 １８Ｗ）を取り付け、蛍光灯の下端から１５ｃｍの位置に距離に分光放射計（ＭＳ−７２０：英弘精機社製）を置いた。さらに分光放射計の上部７ｃｍの位置に上記波長変換フィルムを広げて当該分校放射計を覆い、蛍光灯を点灯して、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜比較例２Ａ＞
以上で製造した蛍光染料添加量２０００ｐｐｍの波長変換フィルムを６０×２０ｃｍの長方形に切り取った。笠無（トラフ型）の照明器具（ＦＡ２１０２１Ｚ−ＲＰＮ：パナソニック社製；グロー式）に直管型蛍光灯（メロウルックＦＡ２０ＳＳ−ＥＸＤ：東芝社製；２０型 １８Ｗ）を取り付け、蛍光灯の下端から１５ｃｍの位置に距離に分光放射計（ＭＳ−７２０：英弘精機社製）を置いた。さらに蛍光灯の下端位置で上記波長変換フィルムを水平方向に広げ、蛍光灯を点灯して、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜比較例２Ｂ＞
蛍光染料添加量１０００ｐｐｍの波長変換フィルムを用いたほかは、比較例２Ａと同様にして、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜比較例２Ｃ＞
蛍光染料添加量３０００ｐｐｍの波長変換フィルムを用いたほかは、比較例２Ａと同様にして、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜光源のみ＞
波長変換フィルムを用いず、笠無（トラフ型）の照明器具（ＦＡ２１０２１Ｚ−ＲＰＮ：パナソニック社製；グロー式）に直管型蛍光灯（メロウルックＦＡ２０ＳＳ−ＥＸＤ：東芝社製；２０型 １８Ｗ）を取り付け、蛍光灯の下端から１５ｃｍの位置に距離に分光放射計（ＭＳ−７２０：英弘精機社製）を置き、蛍光灯を点灯して、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

図５に、上記各実施例及び比較例の測定条件を図示したものを示す。

図６に、上記実施例１Ａ，比較例１Ａ及び２Ａの波長４００〜７００ｎｍ間の分光光量子束密度スペクトルを示す。また、下記表１に、各実施例及び比較例の分光光量子束密度スペクトルから、青色波長域（４００〜５００ｎｍ）、緑色波長域（５００〜６００ｎｍ）、赤色波長域（６００〜７００ｎｍ）の各波長域の光量子束密度を算出したものを示す。

上記表１及び図６より、各実施例及び比較例の試験では、いずれも光源のみの場合と比較して青色波長域及び緑色波長域（４００〜６００ｎｍ）の光量子束密度が減少している一方、赤色波長域（６００〜７００ｎｍ）の光量子束密度が増大しており、波長変換フィルムによる光の波長変換効果が認められた。また、同量の蛍光染料濃度で比較すると、実施例１Ａ〜１Ｃのように波長変換フィルムによって蛍光灯を被覆することで、より赤色波長域の光量が多く得られていることがわかった。

図７に、各実施例及び比較例の分光光量子束密度スペクトルから、光源のみの場合のスペクトルを差し引いた差分スペクトルを示す。
また、各実施例及び比較例における上記測定結果をもとに、以下に示すそれぞれの数値を求めた。結果をまとめたものを下記表２に示す。

（１）ＬＣ
波長変換フィルムの蛍光層の厚さＬ（μｍ）と同蛍光層中の蛍光染料濃度Ｃ（ｐｐｍ）との積ＬＣ（μｍ・ｐｐｍ）を算出した。
（２）Ｂ／Ａ
光源のみの波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＡ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）、波長変換フィルムを用いた各実施例及び試験例の透過光の波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＢ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）とし、光量子束密度比Ｂ／Ａを求めた。

（３）Ｚ／Ｂ
光源のみの波長６００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＸ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）、波長変換フィルムを用いた各実施例及び試験例の透過光の波長６００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＹ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）としたときのＹ−Ｘの差分を赤色波長変換光量Ｚ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）とし、波長変換フィルムを用いた各実施例及び試験例の透過光の波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を全透過光量Ｂ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）とし、赤色波長変換光量Ｚと全透過光量Ｂとの比であるＺ／Ｂを求めた。
（４）Ｚ／ＢＬＣ
（３）で求めたＺ／Ｂを、（１）で求めたＬＣで除して、Ｚ／ＢＬＣを求めた。

上記表２に示すように、光経路に存在する蛍光染料の量ＬＣが増えると、光透過率に相当するＢ／Ａは減少するものの、実施例１Ａ〜１Ｃの範囲では０．８以上を維持していた。他方、全透過光量に対する赤色波長変換光量の割合を示すＺ／Ｂは、蛍光染料量ＬＣに応じて増えているものの、蛍光染料量ＬＣが同一の場合、実施例１Ａ〜１Ｃは比較例１Ａ〜２Ｃよりも大きな値を示した。また、このＺ／ＢをＬＣで除したＺ／ＢＬＣの数値として比較すると、実施例１Ａ〜１Ｃ（１．９６×１０^６以上）と比較例１Ａ〜２Ｃ（１．２９×１０^６以下）の差はより顕著となった。すなわち、実施例１Ａ〜１Ｃのように、蛍光灯を波長変換フィルムによって被覆することによって、単に波長変換フィルムを広げて光を透過させた比較例１Ａ〜２Ｃの場合と比べて、蛍光染料による赤色波長への変換効果がより効率的に発揮されていると言える。

つづいて、反射笠が設けられた照明器具を用い、以上と同様にして、波長変換フィルムを用いた透過光スペクトルの測定を行なった。
＜実施例２Ａ＞
蛍光染料添加量２０００ｐｐｍの波長変換フィルムを１２０×７ｃｍの長方形に２枚切り取り、熱接着層同士を重ね合わせて長辺の両端部１１０℃でヒートシールし、筒状フィルムとした。この筒状フィルムの内部に直管型蛍光灯（ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ―Ｈ：パナソニック社製；３２型 ３２Ｗ，Ｈｆ蛍光灯）を収容し、反射笠が設けられた照明器具（ＦＳＡ４２５００ＡＰＮ−ＲＷＡ：パナソニック社製；Ｈｆ用）に取り付けた。なお、照明器具が二灯式であるため、二本の蛍光灯を取り付けて一方を黒紙で塞いだ。蛍光灯の下端から１５ｃｍの位置に距離に分光放射計（ＭＳ−７２０：英弘精機社製）を置き、蛍光灯を点灯して、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜実施例２Ｂ＞
蛍光染料添加量１０００ｐｐｍの波長変換フィルムを用いたほかは、実施例１Ａと同様にして、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜実施例２Ｃ＞
蛍光染料添加量３０００ｐｐｍの波長変換フィルムを用いたほかは、実施例１Ａと同様にして、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜比較例３Ａ＞
以上で製造した蛍光染料添加量２０００ｐｐｍの波長変換フィルムを１２０×６０ｃｍの長方形に切り取った。反射笠が設けられた照明器具（ＦＳＡ４２５００ＡＰＮ−ＲＷＡ：パナソニック社製；Ｈｆ用）に直管型蛍光灯（ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ―Ｈ：パナソニック社製；３２型 ３２Ｗ，Ｈｆ蛍光灯）を取り付け、蛍光灯の下端から１５ｃｍの位置に距離に分光放射計（ＭＳ−７２０：英弘精機社製）を置いた。さらに分光放射計の上部７ｃｍの位置に上記波長変換フィルムを広げて当該分校放射計を覆い、蛍光灯を点灯して、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜比較例４Ａ＞
以上で製造した蛍光染料添加量２０００ｐｐｍの波長変換フィルムを１２０×２０ｃｍの長方形に切り取った。反射笠が設けられた照明器具（ＦＳＡ４２５００ＡＰＮ−ＲＷＡ：パナソニック社製；Ｈｆ用）に直管型蛍光灯（ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ―Ｈ：パナソニック社製；３２型 ３２Ｗ，Ｈｆ蛍光灯）を取り付け、蛍光灯の下端から１５ｃｍの位置に距離に分光放射計（ＭＳ−７２０：英弘精機社製）を置いた。さらに蛍光灯の下端位置で上記波長変換フィルムを水平方向に広げ、蛍光灯を点灯して、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜比較例４Ｂ＞
蛍光染料添加量１０００ｐｐｍの波長変換フィルムを用いたほかは、比較例２Ａと同様にして、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜比較例４Ｃ＞
蛍光染料添加量３０００ｐｐｍの波長変換フィルムを用いたほかは、比較例２Ａと同様にして、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

＜光源のみ＞
波長変換フィルムを用いず、反射笠が設けられた照明器具（ＦＳＡ４２５００ＡＰＮ−ＲＷＡ：パナソニック社製；Ｈｆ用）に直管型蛍光灯（ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ―Ｈ：パナソニック社製；３２型 ３２Ｗ，Ｈｆ蛍光灯）を取り付け、蛍光灯の下端から１５ｃｍの位置に距離に分光放射計（ＭＳ−７２０：英弘精機社製）を置き、蛍光灯を点灯して、波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を測定した。

図８に、上記各実施例及び比較例の測定条件を図示したものを示す。

図９に、上記実施例２Ａ，比較例３Ａ及び４Ａの波長４００〜７００ｎｍ間の分光光量子束密度スペクトルを、図１０に、各実施例及び比較例の分光光量子束密度スペクトルから、光源のみの場合のスペクトルを差し引いた差分スペクトルを示す。
また、下記表３に、各実施例及び比較例の青色波長域（４００〜５００ｎｍ）、緑色波長域（５００〜６００ｎｍ）、赤色波長域（６００〜７００ｎｍ）の各波長域の光量子束密度を、下記表４に、上記各結果から算出した（１）ＬＣ，（２）Ｂ／Ａ，（３）Ｚ／Ｂ，（４）Ｚ／ＢＬＣの各数値をまとめたものを示す。

上記表３に示すように、反射笠のある照明器具を用いた実施例２Ａ〜２Ｃにおいても、先の実施例と同様、青色波長域及び緑色波長域（４００〜６００ｎｍ）の光量子束密度が減少し、赤色波長域（６００〜７００ｎｍ）の光量子束密度が増加していた。また、上記表４に示すように、実施例２Ａ〜２Ｃの光透過率に相当するＢ／Ａは、いずれも０．８以上であった。さらに、Ｚ／ＢＬＣは、実施例２Ａ〜２Ｃが２．８８×１０^６以上であるのに対して、比較例１Ａ〜２Ｃでは最大で１．５５×１０^６であり、波長変換フィルムによる赤色波長への変換効果の差がより顕著となった。

＜実施例３＞
液体肥料循環式栽培装置に、葉長が４ｃｍのグリーンウェーブ（レタス類）の苗１８株を一定間隔で定植した。直管型蛍光灯（ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ―Ｈ：パナソニック社製；３２型 ３２Ｗ，Ｈｆ蛍光灯）を実施例２の照明被覆材で覆い、照明器具（ＦＳＡ４２５００ＡＰＮ−ＲＷＡ：パナソニック社製；Ｈｆ用）へと取り付け、蛍光灯の下端から２６ｃｍの位置に栽培トレイを置き、点灯１８時間、消灯６時間を繰り返した。定植から１４日経過後、収穫して総重量を測定し、１株当たりの平均重量を算出した。

＜比較例５＞
液体肥料循環式栽培装置に、葉長が４ｃｍのグリーンウェーブ（レタス類）の苗１８株を一定間隔で定植した。直管型蛍光灯（ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ―Ｈ：パナソニック社製；３２型 ３２Ｗ，Ｈｆ蛍光灯）を照明器具（ＦＳＡ４２５００ＡＰＮ−ＲＷＡ：パナソニック社製；Ｈｆ用）へと取り付け、蛍光灯の下端から２６ｃｍの位置に栽培トレイを置き、点灯１８時間、消灯６時間を繰り返した。定植から１４日経過後、収穫して総重量を測定し、１株当たりの平均重量を算出した。

上記実施例及び比較例のグリーンウェーブの１株当たりの平均重量測定結果を下記表５に示す。

上記表５に示すように、本発明の照明被覆材により被覆した蛍光灯を用いることによって、照明被覆材なし（蛍光灯のみ）の場合と比べて、葉菜類の収穫量を増量することができた。

１０ 照明被覆材
１２ 波長変換フィルム
２０ 直管型照明
５０ 照明被覆材
５２ 波長変換フィルム
５４ 反射フィルム
６０ 直管型照明

Claims (8)

1. 樹脂フィルムを丸めた端部同士を接着、あるいは二枚の樹脂フィルムの端部同士を接着して形成した筒状の部材からなり、その筒状内部を直管型照明灯の収容空間とする照明被覆材であって、
   前記樹脂フィルムの一部又は全部が、波長４００〜６００ｎｍの光を吸収して波長６００〜７００ｎｍの蛍光を発光する蛍光染料を含有する波長変換フィルムからなる
   ことを特徴とする照明被覆材。
2. 前記波長変換フィルム中の蛍光染料を含む蛍光層の厚さＬ（μｍ）と同蛍光層中の蛍光染料濃度Ｃ（ｐｐｍ）との積ＬＣが６０，０００〜１８０，０００（μｍ・ｐｐｍ）であることを特徴とする請求項１記載の照明被覆材。
3. 前記波長変換フィルムが、少なくとも熱可塑性樹脂中に蛍光染料を含む蛍光層と、その内側に熱溶着可能な熱可塑性樹脂を主体とする熱接着層とを含む多層体からなることを特徴とする照明被覆材。
4. 前記樹脂フィルムの一部が、少なくとも光反射材料を含む反射層と、その内側に熱溶着可能な熱可塑性樹脂を主体とする熱接着層とを含む多層体からなる反射フィルムであることを特徴とする照明被覆材。
5. 直管型照明灯からの照射光を植物に照射して該植物を栽培する方法であって、
   樹脂フィルムを丸めた端部同士を接着、あるいは二枚の樹脂フィルムの端部同士を接着して形成された筒状の部材からなり、前記樹脂フィルムの一部又は全部が、波長４００〜６００ｎｍの光を吸収して波長６００〜７００ｎｍの蛍光を発光する蛍光染料を含有する波長変換フィルムからなる照明被覆材の筒状内部へと、前記直管型照明灯を収容し、
   前記照明被覆材を介して前記直管型照明灯からの照射光を植物へと照射する
   ことを特徴とする植物の栽培方法。
6. 前記直管型照明灯から照射される光の波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＡ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）、同直管型照明灯に前記照明被覆材を被覆した際の透過光の波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＢ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）としたときの、光量子束密度比Ｂ／Ａが０．８以上であることを特徴とする請求項５記載の植物の栽培方法。
7. 前記直管型照明灯から照射される光の波長６００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＸ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）、同直管型照明灯に前記照明被覆材を被覆した際の透過光の波長６００〜７００ｎｍ間の光量子束密度をＹ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）としたときのＹ−Ｘの差分を赤色波長変換光量Ｚ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）とし、同直管型照明灯に前記照明被覆材を被覆した際の透過光の波長４００〜７００ｎｍ間の光量子束密度を全透過光量Ｂ（μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１）としたときの、赤色波長変換光量Ｚと全透過光量Ｂとの比であるＺ／Ｂが０．２以上であることを特徴とする請求項５又は６記載の植物の栽培方法。
8. 前記赤色波長変換光量Ｚと全透過光量Ｂとの比Ｚ／Ｂを、前記波長変換フィルム中の蛍光染料を含む蛍光層の厚さＬ（μｍ）と同蛍光層中の蛍光染料濃度Ｃ（ｐｐｍ）との積ＬＣ（μｍ・ｐｐｍ）で除した数値Ｚ／ＢＬＣが、１．８×１０^−６（μｍ^−１・ｐｐｍ^−１）以上であることを特徴とする請求項７記載の植物の栽培方法。