JP2019068795A - 反射性マルチシート - Google Patents

Abstract

【課題】優れた耐候性を備え、拡散反射率の高い反射性マルチシートを提供する。【解決手段】金属層と、可視光線域の最大反射率が７０％〜８５％である拡散反射性樹脂シートとを有するものとする。【選択図】図１

Description

本発明は、果実などの農作物を栽培する際や、太陽光発電を行う際に、地面に敷いて果実や太陽光発電パネルなどに太陽光線を反射させる反射性マルチシートに関する。

果実などの農作物を栽培する際には、農作物の光合成を促進するために、地面に反射性のマルチシートを敷く場合がある。

そのような目的で従来から使用されている反射性マルチシートとしては、アルミ蒸着フィルムのように樹脂フィルムと金属層を一体化したものが一般的である。しかしながら、このような反射性マルチシートは、反射した太陽光がほぼ鏡面反射で反射するため、反射光が農作物の一部分に集中し、農作物の着色にばらつきが生じたり、農作物を痛めたりするという問題があった。また、反射性マルチシートが農業作業者の視界に入ると、反射光がぎらぎらと光って見えるグラリングが生じるため、不快に感じることも多く、目を傷付けるおそれもあった。

このような問題に対して、特許文献１では、合成樹脂フィルムに鏡面箔状金属が接合されていて、かつ微小穿孔群を有し、該箔状金属側に鏡面反射を和らげるための布状繊維集合体が接合された農業土壌覆いマルチシートの使用が提案されている。

しかしながら、特許文献１に記載のマルチシートは、農業作業者が不快に感じるグラリングが生じないように、鏡面箔状金属の表面を布状繊維集合体で覆うことにより、反射光そのものを減らすものであり、光合成促進効果の低下は避けることができなかった。また、表面が布状繊維集合体からなるため繊維同士の隙間に汚れが付着しやすく、長期にわたり高い反射率を維持するのが困難であった。

また、特許文献２に記載されたような、不織布の表面の少なくとも一部に、光反射性の樹脂層を有する光反射性マルチシートが知られている。このようなマルチシートにおいて、表面の樹脂層に白色の色素を高配合することで拡散反射率を高めることも検討されているが、色素の種類によっては高配合により耐候性が悪化するという問題があった。

また、このような反射性マルチシートを太陽光発電に適応することにより、発電効率を向上させることも考えられる。特に、太陽光発電パネルには、裏面側にも発電機能を有し、地面からの反射光も発電に利用するものがあるが、このような太陽光発電パネルは、高価であるため、日照条件や設置条件等により発電効率が悪いと採算がとれないという問題があった。

実用新案登録３０７８７０２号公報 特開２００３−３３３９４０号公報

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、優れた耐候性を備え、拡散反射率の高い反射性マルチシートを提供することを目的とする。

本発明の反射性マルチシートは、金属層と、可視光線域の最大反射率が７０％〜８５％である拡散反射性樹脂シートとを有するものとする。

上記金属層の可視光線域の最大反射率は７０％以上であるものとすることができる。

上記反射性樹脂シートは、上記金属層に対向している面から順に、拡散反射性接合樹脂層、拡散反射性のクロス又は不織布、拡散反射性樹脂層からなるものとすることができる。

上記金属層は、アルミ蒸着層であるものとすることができる。

本発明の農作物の育成方法は、上記反射性マルチシートを、農作物を栽植した地面及び／又はその周辺に敷設するものとする。

本発明の太陽光発電の発電方法は、上記反射性マルチシートを、太陽光発電パネルを設置した地面及びその周辺に敷設するものとする。

本発明によれば、優れた耐候性を備え、果実などの光合成に利用される可視光線域だけでなく、太陽光発電に主として利用される可視光線域から近赤外線域において拡散反射率の高い反射性マルチシートが得られる。

また、上記反射性マルチシートを農作物の栽培や太陽光発電に適応することにより、農作物の光合成を促進し、又、太陽光発電の発電効率を向上させることができる。

反射性マルチシートの一実施形態を示す模式断面図である。 実施例及び比較例の各波長の反射率（鏡面反射及び拡散反射）を示すグラフである。 実施例及び比較例の各波長の反射率（拡散反射のみ）を示すグラフである。 本実施形態に係る反射性マルチシートの太陽光発電への適応例の説明図である。

１・・・反射性マルチシート
２・・・金属層接合フィルム
３・・・拡散反射性樹脂シート
４・・・拡散反射性樹脂層
５・・・拡散反射性のクロス又は不織布
６・・・拡散反射性接合樹脂層
７・・・金属層
８・・・保護樹脂層
９・・・太陽光発電パネル
１０・・地面
１１・・太陽光線

本実施形態に係る反射性マルチシート１は、図１に示すように、金属層７と、上記金属層７の上に積層された、可視光線域の最大反射率が７０％〜８５％である拡散反射性樹脂シート３とを有するものである。なお、本明細書において、可視光線域とは、電磁波の波長が３６０〜８３０ｎｍの波長域のことをいい、近赤外線域とは、電磁波の波長が８３０ｎｍ〜２５００ｎｍの波長域のことをいう。

本明細書において、「反射率」とは、紫外・可視・赤外分光光度計（島津製作所（株）製「ＵＶ−３６００シリーズ」）、及びΦ１５０ｍｍ積分球付属装置（島津製作所（株）製「ＬＩＳＲ−３１００」）を用いて、入射角７°で測定した値であり、単に「反射率」という場合は、鏡面反射及び拡散反射の総反射率を示す。なお、標準板には、Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ社製のスペクトラロン標準反射板「ＳＲＳ−９９−０２０（白色、反射率９９％、有効面丸型２Φ）」を用いる。

金属層接合フィルム２とは、保護樹脂層８に金属層７が層状に接合したフィルムであり、特に限定されないが、例えば、アルミや、銅、合金などからなる金属層７がポリオレフィン等の保護樹脂層８に接合したものである。このような金属層接合フィルム２の製造方法としては、例えば、真空蒸着や、メッキ、スパッタリングなどの方法を用いることができる。それらの場合、保護樹脂層８は金属層７製造のための基材として働き、反射性マルチシート１の完成後においては金属層７の保護層として働く。コスト抑制等の観点からは、保護樹脂層８としてのポリオレフィンフィルム上に真空蒸着によりアルミニウム層（アルミ蒸着層）が形成されたアルミ蒸着フィルムを好適に用いることができる。ポリオレフィンフィルムとしては、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレートフィルムや、無延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ）、二軸延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰ）等が挙げられる。

上記金属層接合フィルム２は、特に限定されないが、可視光線域の最大反射率が７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。可視光線域の最大反射率が７０％以上である場合、拡散反射性樹脂シート３を透過して到達した入射光を高率で鏡面反射するので、反射性マルチシート１としての拡散反射率を高めることができる。拡散反射性樹脂シート３を透過し、金属層接合フィルム２により鏡面反射した反射光は、拡散反射性樹脂シート３を通過して反射性マルチシート１から照射される際には拡散反射に変換されている。これは、入射光が拡散反射性樹脂シート３を透過し、金属層接合フィルム２により鏡面反射した反射光が、拡散反射性樹脂シート３が含有する色素に衝突し、拡散反射に変換されたものと推測される。

また、拡散反射性樹脂シート３を透過した入射光が、金属層接合フィルム２によって鏡面反射されることにより、反射性マルチシート１を設置した地面まで太陽光が到達しにくくなり、反射性マルチシート１の下で雑草が繁茂するのを抑制することができる。また、金属層接合フィルム２の上に、拡散反射性樹脂シート３が積層されていることにより、金属の酸化及び金属が防虫剤や栄養剤等に含まれる溶剤に触れることによる腐食を抑制することができ、金属層接合フィルム２の耐候性が向上する。

拡散反射性樹脂シート３は、可視光線域の最大反射率が７０％〜８５％であれば特に限定されないが、この最大反射率は７５％〜８５％であることがより好ましい。最大反射率が７０％以上であることにより、上述の金属層接合フィルム２を積層したことによる効果と相まって、反射性マルチシート１として高い反射率が得られやすく、一方で、耐候性を悪化させるおそれのある色素の含有量を減らし最大反射率を８５％以下に抑えることにより、耐候性と反射率のバランスに優れた反射性マルチシート１が得られやすい。

拡散反射性樹脂シート３は、より具体的には、上記金属層７と対向する面から順に、拡散反射性接合樹脂層６、拡散反射性のクロスまたは不織布５、及び拡散反射性樹脂層４からなるものとすることができる。拡散反射性接合樹脂層６は金属層７との接着層であり、拡散反射性樹脂層４は表面保護層である。すなわち拡散反射性樹脂シート３は、表面が拡散反射性樹脂層４からなることにより、反射性マルチシート１の使用時に汚れが付着しても、容易に洗い流すことが可能であり、長期にわたり高い反射率を維持することができる。なお、本明細書において「白色」とは、反射率が１００％であることを意味せず、拡散反射性樹脂シート３としたときに可視光線域の最大反射率の上記範囲を満たしうる反射率を有することを意味し、肉眼で「白い」と認識できる色のみならず、「白っぽい」と認識できる色も含むものとする。

拡散反射性接合樹脂層６及び拡散反射性樹脂層４に用いることができる樹脂成分としては、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられ、中でも、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。

ポリオレフィン系樹脂としては、構成モノマーにオレフィンが含まれているものであれば特に限定されないが、例えば、オレフィンの単独重合体、２種類以上のオレフィンの共重合体、１種類以上のオレフィンと、オレフィンと重合可能な１種類以上の重合性モノマーとの共重合体などが挙げられる。上記オレフィン（モノマー単位）としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなどが挙げられる。また、共重合体は、２元系でも３元系でも４元系でもよい。また、共重合体は、ランダム共重合体でもブロック共重合体であってもよい。

ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などが挙げられ、中でも、ポリエチレン系樹脂が好ましい。ポリエチレン系樹脂の例としては、エチレン単独重合体、エチレンと、他のαオレフィンとの共重合体が挙げられる。他のαオレフィンとしては、例えば、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、ヘプテン−１，４−メチルペンテン−１などが挙げられる。

アクリル系樹脂としては、例えば、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレートなどが挙げられる。ポリエステル系樹脂としては、例えば、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などが挙げられる。

拡散反射性樹脂シート３は、白色の色素を含有するものであり、色素としては、例えば、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、三酸化アンチモンなどを使用することができる。

白色の色素の含有量（２種以上併用する場合は合計量）は、拡散反射性樹脂シート３の可視光線域の最大反射率が７０〜８５％となるように調整すればよく、使用する色素の種類によっても異なるが、目安としては、樹脂成分１００質量部に対して、３〜１５質量部である事が好ましく、５〜１２質量部である事がより好ましい。

拡散反射性樹脂シート３が、拡散反射性接合樹脂層６、拡散反射性のクロス又は不織布５、及び拡散反射性樹脂層４の三層からなる場合、表面保護層である拡散反射性樹脂層４において使用する色素は、酸化チタン、三酸化アンチモンであることが好ましく、酸化チタンであることがより好ましい。また、耐候性を悪化させるおそれのある、炭酸カルシウムや、タルク、酸化マグネシウムの拡散反射性樹脂層４における含有量（２種以上併用する場合は合計量）は、特に限定されないが、樹脂成分１００質量部に対して、１０質量部以下であることが好ましく、５質量部以下であることがより好ましく、１質量部以下であることがさらに好ましい。

拡散反射性クロス又は不織布５としては、特に限定されないが、例えば白色の色素を練り込んだ合成樹脂繊維からなるものを用いることができ、合成樹脂繊維の例としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂が挙げられる。

拡散反射性クロス又は不織布５に用いられる繊維の繊維径は、特に限定されないが、２０〜１００μｍであることが好ましく、２５〜６０μｍであることがより好ましい。

拡散反射性クロス又は不織布５の目付は、特に限定されないが、３０〜１５０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、５０〜１２０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。

拡散反射性樹脂シート３の厚さは、特に限定されないが、８０〜３５０μｍであることが好ましく、１５０〜２５０μｍであることがより好ましい。

拡散反射性樹脂層４の厚さは、特に限定されないが、１５〜５０μｍであることが好ましく、２０〜４０μｍであることがより好ましい。

拡散反射性クロス又は不織布５の厚さは、特に限定されないが、４０〜１５０μｍであることが好ましく、６０〜１００μｍであることがより好ましい。

拡散反射性接合樹脂層６の厚さは、特に限定されないが、１５〜５０μｍであることが好ましく、２０〜４０μｍであることがより好ましい。

拡散反射性樹脂シート３には、色素の他に、農業用マルチシートの分野で通常使用される、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、スリップ剤、熱安定剤、難燃剤、核剤、殺虫
剤、殺菌剤などの添加剤が添加されていてもよい。

本実施形態の反射性マルチシート１の反射率は、特に限定されないが、可視光線域における拡散反射性の最大反射率が９０％以上であることが好ましい。

本実施形態に係る反射性マルチシート１は、常法に従い製造することができ、その製造方法は特に限定されないが、例えば、次のように製造することができる。

まず、Ｔダイ水冷方式や、インフレーション空冷方式等により樹脂成分に対して色素等の添加剤を添加した樹脂組成物を押し出すことでフラットヤーンを製造し、得られたフラットヤーンをウォータージェット方式、スルーザー方式、レピア方式、サーキュラー方式等の方法により織ることで拡散反射性のクロス５を製造する。

また、樹脂成分に対して色素等の添加剤を添加した樹脂組成物を、押出機に投入しスクリューによって混練し、熱溶融する。そして、Ｔダイから押し出した溶融樹脂で金属層接合フィルム２と拡散反射性のクロス５とを貼り合わせ、さらに拡散反射性のクロス５に対して、溶融樹脂を同様に積層することにより、反射マルチシート１を製造することができる。

金属層接合フィルム２と拡散反射性クロス又は不織布５とを貼り合わせる方法としては、例えば、押出ラミネート方式、ドライラミネート方式、カレンダー方式等が挙げられる。上記の中でも、生産効率や各種方面で技術が確立されている観点から、押出ラミネート方式であることが好ましい。

上記実施形態においては、拡散反射性樹脂シート３が、拡散反射性接合樹脂層６、拡散反射性のクロス又は不織布５、及び拡散反射性樹脂層４の三層からなるものについて説明したが、これに限定されず、拡散反射性樹脂シート３が拡散反射性樹脂層４のみからなるものであってもよい。その場合、金属層接合フィルム２を基準に、拡散反射性樹脂シート３とは反対側の面に、接着層を介して拡散反射性のクロス又は不織布５が積層され、その上に保護層が積層されていてもよい。

また上記実施形態においては、反射性マルチシート１が、金属層７及び保護樹脂層８とからなる金属層接合フィルム２と、拡散反射性接合樹脂層６、拡散反射性のクロス又は不織布５、及び拡散反射性樹脂層４からなる拡散反射性樹脂シート３との５層からなるものについて説明したが、保護樹脂層８はなくてもよい。そのような反射性マルチシート１は、拡散反射性樹脂シート３の拡散反射性接合樹脂層６側に、例えば真空蒸着により金属層７を積層させることにより得ることができる。

また、上記実施形態においては、保護樹脂層８を金属層７製造のための基材とした金属層接合フィルム２を使用したが、金属層７を製造する際に用いる基材は、金属層７を保護する効果を有していないものであってもよく、その場合、基材を基準に金属層７とは反対側の面に保護樹脂層８を積層するものであってもよい。

本実施形態の反射性マルチシート１は、農作物を栽植した地面及び／又はその周辺に敷設することで、農作物に直接照射されていなかった太陽光線を反射させて、農作物に照射される光線量を増大させることにより、光合成を促進することができる。

また、本実施形態の反射性マルチシート１は、農業用途だけでなく、太陽光発電にも適応可能であり、図４に示すように、太陽光発電パネル９を設置した地面１０及びその周辺に敷設することにより、太陽光発電パネルの周辺に照射された太陽光線も太陽光発電に利用することで発電効率を向上させることができる。特に、太陽光発電パネル９が、裏面側にも発電機能を有するものである場合、地面１０に敷設した反射性マルチシート１に、太陽光線１１が反射し、太陽光発電パネル９の裏面に照射することができるため、有効である。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下、本発明の内容を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は以下に限定されるものではない。

ポリエチレン系樹脂１００質量部に対し、白色色素として酸化チタンを３質量部、炭酸カルシウムを１０質量部添加した樹脂組成物１を押出機に投入し、熱をかけながら混錬し、２３０℃になるまで加熱した。溶融した樹脂組成物１をＴダイより押出し、フィルム状にした。そして、８．５ｍｍ幅のブッシュを使用して短冊状にカットし、ロール延伸を行う事で拡散反射性を促すミクロボイドが形成された３．２ｍｍ幅のフラットヤーンを得た。

得られたフラットヤーンを織込むことで拡散反射性クロスを得た。拡散反射性クロスの目付は６５ｇ／ｍ^２であった。

また、ポリエチレン系樹脂１００質量部に対して、酸化チタンを１０質量部添加した樹脂組成物２を、押出ラミネート方式にて、３２０℃に加熱し、溶融した樹脂組成物２をＴダイより押出し、溶融した樹脂組成物２を介して、上記で得られた拡散反射性クロスとアルミ蒸着フィルムを貼り合わせた。

貼り合わせたシートの拡散反射性クロス側の面に溶融した樹脂組成物２を更に積層し、反射性マルチシートを得て実施例とした。

また、アルミ蒸着フィルムを比較例１とし、上記押出ラミネート法に準じて作製した、拡散反射性クロスの両面に、樹脂組成物２を積層した、拡散反射性樹脂シートを比較例２とした。

得られた実施例、及び比較例１，２について、反射率を測定し、反射率の測定結果を図４，５に示した。また、実施例については、耐候性を測定した。測定方法は以下の通りである。

・反射率：紫外・可視・赤外分光光度計（島津製作所（株）製「ＵＶ−３６００シリーズ」）、及びΦ１５０ｍｍ積分球付属装置（島津製作所（株）製「ＬＩＳＲ−３１００」）を用いて、入射角７°で測定した。標準板には、Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ社製のスペクトラロン標準反射板「ＳＰＳ−９９−０２０（白色、反射率９９％、有効面丸型２Φ）」を用いた。

・耐候性：ＡＳＴＭ Ｇ１５４ Ｃｙｃｌｅ２に準拠し、実施例１に対して促進試験を行った。具体的には、工程１として、温度６０℃で、ＵＶ−Ｂ（ピーク値：３１３ｎｍ）を放射照度０．７１Ｗ／ｍ^２で４時間照射し、工程２として、試験機内で水を熱し結露状態とし、温度５０℃で、４時間放置した。上記工程１，２を累積で５００時間となるまで繰り返した。促進試験前と促進試験後の反射性マルチシートの引張強さ（Ｎ／５０ｍｍ）をＪＩＳ−Ｌ−１０９６に準拠して測定した。引張強さが、５５０Ｎ／５０ｍｍ以上であれば、マルチシートとしての耐候性に優れると評価できる。

図２は、拡散反射及び鏡面反射の反射率を示すグラフであり、アルミ蒸着フィルム単体である比較例１の反射率は、いずれの波長域においても高いことがわかる。また、拡散反射性樹脂シート単体である比較例２では、波長が３６０ｎｍ〜８３０ｎｍの可視光線域において、最大反射率が約７５％であることがわかる。

一方、図３は拡散反射のみの反射率を示すグラフであり、比較例１では、拡散反射による反射はいずれの波長域においても、ほとんど検知されておらず、ここで用いたアルミ蒸着フィルムによる反射は、そのほとんどが鏡面反射であることがわかる。また、実施例の可視光線域における最大反射率は約９０％であり、比較例１，２の合計よりも、高い反射率が得られることがわかった。この結果から、アルミ蒸着フィルムの反射光は、アルミ蒸着フィルムの上に積層した白色の拡散反射性樹脂シートにより、拡散反射に変換されていることがわかる。

さらに図３では、農作物の光合成に利用される可視光線域だけでなく、太陽光発電に主として利用される可視光線域（３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）から近赤外線域（８３０ｎｍ〜２５００ｎｍ）のいずれの波長域においても、実施例は比較例２よりも高い反射率が得られており、本発明は、従来のマルチシートと比較し、農作物の光合成を促進し、又、太陽光発電の発電効率を向上させることができるものである。

また、実施例のマルチシートは、促進試験前の引張強さが６１１Ｎ／５０ｍｍであった。一方、促進試験後の引張強さは６２５Ｎ／５０ｍｍであり、促進試験後も促進試験前と変わらず耐候性に優れていることがわかった。

Claims (6)

1. 金属層と、
   可視光線域の最大反射率が７０％〜８５％である拡散反射性樹脂シートと
   を有することを特徴とする、反射性マルチシート。
2. 前記金属層の可視光線域の最大反射率が７０％以上であることを特徴とする、請求項１に記載の反射性マルチシート。
3. 前記拡散反射性樹脂シートが、前記金属層に対向している面から順に、拡散反射性接合樹脂層、拡散反射性のクロス又は不織布、及び拡散反射性樹脂層からなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の反射性マルチシート。
4. 前記金属層が、アルミ蒸着層であることを特徴とする、請求項３に記載の反射性マルチシート。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の反射性マルチシートを、農作物を栽植した地面及び／又はその周辺に敷設する、農作物の育成方法。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の反射性マルチシートを、太陽光発電パネルを設置した地面及びその周辺に敷設する、太陽光発電の発電方法。