JP3762038B2

JP3762038B2 - Agricultural film

Info

Publication number: JP3762038B2
Application number: JP11666897A
Authority: JP
Inventors: 住典田中; 智也矢野
Original assignee: Okura Kogyo KK
Current assignee: Okura Kogyo KK
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2017-05-07
Also published as: JPH10304781A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、農業用のハウスやトンネル、及び、マルチングのフィルムとして好適に用いることのできる農業用フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、作物の生育を促進させるために様々な方法が採られてきた。ハウス栽培やトンネル栽培、マルチング栽培等の農業用フィルムを用いる方法も、作物の生育を促進させる方法の一つである。農業用フィルムは光線を選択的に透過したり、吸収したり、また光線の波長を変化させたりすることが可能で、これらの機能を目的に応じて使い分けることによって作物の生育を促進させている。
【０００３】
例えば、透明の農業用フィルムをハウスやトンネル等の被覆資材として用いる場合は作物を雨風や害虫等から守るだけでなく、夜間に地表から放出される輻射熱を吸収して、ハウスやトンネル内の夜間の温度降下を抑制し、作物の生育促進を図っている。また、黒色の農業用フィルムをマルチング資材として用いる場合は、無被覆での栽培に比べて地温上昇による生育促進効果が発揮される他、光合成に必要な可視光線が遮断されるため雑草の繁茂が抑制できるという効果も奏する。さらにまた、特開平０８−２５２８８２号公報では、少なくとも二種類の蛍光色素が含有された農業用波長変換資材が提案されているが、これは紫外光や可視光の一部を光合成に有用な光線に波長変換することによって作物の生育を促進するのである。しかしながら、作物の生育促進に不可欠である可視光線の照射時間を長くすることのできる農業用フィルムは、未だ報告されていない。
【０００４】
ところで、光合成に有用な可視光線の照射時間を長くする方法として人工光源を用いた電照栽培法がある。可視光線の照射時間が作物の生育に影響を及ぼすことは周知のとおりであり、電照栽培法は、高圧ナトリウムランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ、蛍光灯等を単独、又は、併用することで、ハウス室内の光線エネルギーを人工的に制御し、作物の収穫時期をずらしたり、収穫量をあげたりする方法が実際に行われている。しかしながら、該電照栽培法を行うためには、光源等の設備が必要であり、また光源から光エネルギーを放射し続けるために多額の電気代が必要であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、各種人工光源を用いずに、可視光線の照射時間を長くすることのできる農業用フィルムを提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
少なくとも一層が、可視光線を放射することのできる蓄光顔料を熱可塑性樹脂に０．１〜２０重量％配合した樹脂組成物からなることを特徴とする農業用フィルムが提供され、
更に、前記熱可塑性樹脂が、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、又は、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂の少なくとも一種であることを特徴とする前記農業用フィルムが提供され、
更にまた、前記蓄光顔料が硫化物系蓄光顔料、もしくは、アルカリ土類金属のアルミン酸塩を主成分とする蓄光顔料であることを特徴とする前記農業用フィルムが提供され、
更にまた、前記蓄光顔料がカルシウム、ストロンチウム、及び、バリウムから選ばれる少なくとも一つ以上のアルカリ土類金属のアルミン酸塩を主成分とする蓄光顔料であることを特徴とする前記農業用フィルムが提供される。
【０００７】
すなわち、光合成に有用な４００乃至７５０nmの可視光線を放射することができる蓄光顔料が添加された熱可塑性樹脂組成物を用いてフィルムを製造し、これをハウス栽培やトンネル栽培、マルチ栽培等の農業用フィルムとして用いると、該フィルムが昼間の太陽光線の一部を蓄え、これを太陽光線の弱まる夜間に放出するため、上記課題を解決することができる。
【０００８】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては、プラスチックフィルムの材料として用いられている樹脂であれば特に限定されることなく用いることができ、例えば低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体等のポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂あるいはポリ塩化ビニル系樹脂等があげられるが、使用後の処分の簡易さや経済性を考慮すると直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂の少なくとも一種を用いることが好ましく、また保温性を考慮する場合はエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂を用いると良い。
【０００９】
また、本発明に用いられる蓄光顔料としては、少なくとも光合成に有用な可視光線を放射するものを選択する必要があり、このような蓄光顔料としてはＣａＳ：Ｂｉ（紫青色発光）、ＣａＳｒＳ：Ｂｉ（青色発光）、ＺｎＳ：Ｃｕ（緑色発光）、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ（黄色〜橙色発光）等の硫化物系蓄光顔料が挙げられるが、農業用フィルムは通常屋外で使用されることから耐候性に優れたＭＡｌ２Ｏ４で表されるアルミン酸塩で、Ｍがアルカリ土類金属である蓄光顔料を用いることが好ましい。アルカリ土類金属のアルミン酸塩は硫化物系蓄光顔料に比べて遥かに長い残光特性を有するほか、酸化物系であるため化学的に安定で、また耐候性にも優れる。尚、好ましいアルカリ土類金属としてはカルシウム、ストロンチウム、バリウムを例示することができる。また、これに賦活剤としてユウロピウムをアルカリ土類金属に対するモル％で、０．００１％〜２０％添加することが好ましく、更に、共賦活剤としてマンガン、スズ、ビスマスからなる群の少なくとも一つ以上の元素を、アルカリ土類金属に対するモル％で、０．００１％〜２０％添加することが好ましい。これらの賦活剤や共賦活剤を添加することで、時間経過による残光の減衰を抑えることができる。
【００１０】
尚、熱可塑性樹脂に対する蓄光顔料の配合割合は、０．１〜２０重量％であり、特に１〜１５重量％程度が好ましい。蓄光顔料の配合割合が０．１重量％未満の場合は蓄光性が乏しく、作物の生育促進効果が期待できないのに対し、２０重要％を越えるとフィルムの強度低下が著しく実用性に欠けるからである。
【００１１】
また、本発明による農業用フィルムは蓄光顔料を添加した樹脂組成物のみからなる単層のフィルムであってもよいが、蓄光顔料を含まない樹脂層を有する多層フィルムや後述する配色構造の多層フィルムであってもよい。好ましい層構成としては、図１に示すような内外層を透明樹脂層３とし、中間層を蓄光顔料を含有する層２とした多層のフィルム１や、図２のような蓄光顔料を含有する層２とシルバー顔料もしくは白色顔料を添加した樹脂組成物からなる層４（以下、反射層４と称す。）を積層した多層フィルム１を例示することができる。図２に示す多層フィルム１は、図３に示すように、該フィルムを蓄光顔料を含有する層２が農作物の葉側になるよう展張すると、蓄光顔料から農作物の葉側に向う残光はそのまま葉側に放射され、一方、葉と反対側に向う残光も、反射層４によって反射されて葉側に放射される。よって、同量の蓄光顔料を含む農業用フィルムであっても、反射層４があるフィルムと反射層４がないフィルムを比較すると、反射層４があるフィルムの方が葉に照射される可視光線量が増す。尚、反射層４に用いられる熱可塑性樹脂は特に限定されないが、蓄光顔料を含有する層２との接着性を考慮すると、蓄光顔料を添加した熱可塑性樹脂と同じ樹脂を用いることが好ましい。また、反射層４に添加される顔料も特に限定されないが、シルバー顔料としてはアルミニウム粉末、白色顔料としては酸化チタンを例示することができ、添加量はアルミニウム粉末を添加する場合は０．１〜５．０重量％程度、酸化チタンを添加する場合は１〜２０重量％程度が好ましい。
【００１２】
また、配色構造の多層フィルムの実施例を図４〜図６に示す。図４は、蓄光顔料を含有する層２と反射層４が帯状に並んだ層を透明層３が挟むような配色構造の多層フィルム１で、図５は中央部分が透明層３で、両サイドが蓄光顔料を含有する層２である配色構造の多層フィルム１で、図６は中央部分が反射層４、両サイドが蓄光顔料を含有する層２と反射層４が積層された配色構造の多層フィルム１である。これらの配色構造の多層フィルム１はマルチング用のフィルムとして好適に用いることができる。
【００１３】
次に、本発明の農業用フィルムの製造方法について説明する。農業用フィルムが単層である場合は、例えば熱可塑性樹脂に蓄光顔料を添加した樹脂組成物を押出機に供給し、これをインフレーション押出成型法、Ｔダイ押出成型法等の公知の成型法を用いて製造するとよい。また、農業用フィルムが蓄光顔料が添加された層と反射層を有する多層フィルムである場合、例えば２つの押出機に、蓄光顔料が添加された熱可塑性樹脂と、シルバー顔料、もしくは、白色顔料が添加された熱可塑性樹脂をそれぞれ供給し、一つのダイスから押出す、いわゆる共押出法によって成形するとよい。尚、このとき農業用フィルムの厚みは用いられる用途によっても異なるため一概には言えないが、１０〜２００μm程度にすることが好ましく、該範囲よりも厚いとごわごわして取り扱い性が悪く、薄いと耐久性が乏しくなる。
【００１４】
【実施例】
直鎖状低密度ポリエチレン樹脂９０重量％に、アルミン酸ストロンチウム系の蓄光顔料（根元特殊化学株式会社製：商品名「Ｎ夜光」）を１０重量％添加し、これをインフレーション押出成型法にて厚み５０μｍの単層フィルムを得る。得られたフィルムの励起スペクトルと発光スペクトルを測定し、それぞれ図７、図８示す。これらの図より、昼間の３６５nm付近の紫外線によって励起され、蓄えられる光線は約５２０nm付近に発光ピークを有する。これは作物の光合成に有用な可視光線であることが明らかで、従ってかかる農業用フィルムを用いることで作物の生育促進が図られるものである。
【００１５】
【効果】
本発明による農業用フィルムは光エネルギーを蓄えることができるため、太陽が沈んだ夜間であっても、フィルムから光合成に有用な可視光線が放射され、作物の生育促進効果が得られる。
【００１６】
また、蓄光顔料としてアルカリ土類金属のアルミン酸塩系のものを用いると、耐候性に優れるため、屋外で使用することの多い農業用フィルムとして適している。また、アルカリ土類金属のアルミン酸塩、特にカルシウム、ストロンチウム、及び、バリウムから選ばれる少なくとも一つ以上のアルカリ土類金属からなるアルミン酸塩系の蓄光顔料は、残光強度が強く、また残光時間も長いため、他の蓄光顔料を用いた場合よりも作物の生育促進に与える効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による農業用フィルムの一実施例を表す断面図である。
【図２】本発明による農業用フィルムの一実施例を表す断面図である。
【図３】図２に示す農業用フィルムの使用例を表す説明図である。
【図４】本発明による農業用フィルムの一実施例を表す断面図である。
【図５】本発明による農業用フィルムの一実施例を表す断面図である。
【図６】本発明による農業用フィルムの一実施例を表す断面図である。
【図７】本発明による農業用フィルムの励起スペクトルを表す図である。
【図８】本発明による農業用フィルムの発光スペクトルを表す図である。
【符号の説明】
１農業用フィルム
２蓄光顔料を含有する層
３透明層
４反射層[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an agricultural film that can be suitably used as an agricultural house, tunnel, or mulching film.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various methods have been adopted to promote the growth of crops. Methods using agricultural films such as house cultivation, tunnel cultivation, and mulching cultivation are also methods for promoting the growth of crops. Agricultural films can selectively transmit and absorb light and change the wavelength of light, and promote the growth of crops by properly using these functions according to the purpose. .
[0003]
For example, when a transparent agricultural film is used as a covering material for a house or tunnel, not only protects the crops from rain and wind, but also absorbs the radiant heat released from the ground surface at night, thereby It is aimed at promoting the growth of crops. In addition, when black agricultural film is used as a mulching material, the growth promotion effect due to an increase in the ground temperature is demonstrated compared to uncovered cultivation, and the visible light necessary for photosynthesis is blocked, so that the growth of weeds There is also an effect that it can be suppressed. Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-252882, an agricultural wavelength conversion material containing at least two kinds of fluorescent dyes is proposed. This is a light beam useful for photosynthesis of a part of ultraviolet light or visible light. The growth of crops is promoted by converting the wavelength to. However, an agricultural film that can increase the irradiation time of visible light, which is essential for promoting the growth of crops, has not yet been reported.
[0004]
By the way, there is an electric cultivation method using an artificial light source as a method of extending the irradiation time of visible light useful for photosynthesis. It is well-known that the irradiation time of visible light affects the growth of crops, and the electric cultivation method is such that a high-pressure sodium lamp, a mercury lamp, a metal halide lamp, a fluorescent lamp, etc. are used alone or in combination. There are actually practiced methods of artificially controlling the light energy in the house room to shift the harvest time of crops and increase the yield. However, in order to perform the electric cultivation method, facilities such as a light source are necessary, and a large amount of electricity is required to continue radiating light energy from the light source.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is to provide an agricultural film that can extend the irradiation time of visible light without using various artificial light sources.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An agricultural film characterized in that at least one layer comprises a resin composition in which 0.1 to 20% by weight of a phosphorescent pigment capable of emitting visible light in a thermoplastic resin is provided,
The agricultural film is characterized in that the thermoplastic resin is at least one of a linear low-density polyethylene resin, a low-density polyethylene resin, a high-density polyethylene resin, or an ethylene-vinyl acetate copolymer resin. Is provided,
Furthermore, the agricultural film is characterized in that the phosphorescent pigment is a sulfide-based phosphorescent pigment or a phosphorescent pigment mainly composed of an alkaline earth metal aluminate,
Furthermore, the agricultural film is characterized in that the phosphorescent pigment is a phosphorescent pigment whose main component is an aluminate of at least one alkaline earth metal selected from calcium, strontium, and barium. Is done.
[0007]
That is, a film is produced using a thermoplastic resin composition to which a phosphorescent pigment capable of emitting visible light of 400 to 750 nm useful for photosynthesis is added, and this is used for agriculture such as house cultivation, tunnel cultivation, and multicultural cultivation. When used as a film, the film accumulates a part of daytime sunlight and releases it at night when the sunlight is weakened.
[0008]
The thermoplastic resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is a resin used as a material for a plastic film. For example, low density polyethylene, linear low density polyethylene, high density polyethylene can be used. , Ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer, and other polyethylene resins, polypropylene resins, polyvinyl chloride resins, etc., but considering the ease of disposal and economic efficiency after use It is preferable to use at least one of a linear low density polyethylene resin, a low density polyethylene resin, and a high density polyethylene resin. In consideration of heat retention, an ethylene-vinyl acetate copolymer resin is preferably used.
[0009]
Further, as the phosphorescent pigment used in the present invention, it is necessary to select at least one that emits visible light useful for photosynthesis. As such phosphorescent pigment, CaS: Bi (purple blue light emission), CaSrS: Bi ( Examples include sulfide-based phosphorescent pigments such as blue light emission), ZnS: Cu (green light emission), and ZnCdS: Cu (yellow to orange light emission). Agricultural films are usually used outdoors and have excellent weather resistance. It is preferable to use a phosphorescent pigment which is an aluminate represented by MAl2O4 and M is an alkaline earth metal. Alkaline earth metal aluminates have much longer afterglow characteristics than sulfide-based phosphorescent pigments and are chemically stable and excellent in weather resistance because they are oxide-based. Preferred examples of the alkaline earth metal include calcium, strontium, and barium. Moreover, it is preferable to add 0.001% to 20% of europium as an activator in terms of mol% with respect to the alkaline earth metal, and at least one of the group consisting of manganese, tin and bismuth as a coactivator. It is preferable to add 0.001% to 20% of the element in mol% relative to the alkaline earth metal. By adding these activators and coactivators, the decay of afterglow over time can be suppressed.
[0010]
In addition, the mixture ratio of the luminous pigment with respect to a thermoplastic resin is 0.1 to 20 weight%, and about 1 to 15 weight% is especially preferable. When the proportion of phosphorescent pigment is less than 0.1% by weight, the phosphorescent property is poor and the effect of promoting the growth of crops cannot be expected. On the other hand, when the proportion exceeds 20%, the strength of the film is remarkably reduced. is there.
[0011]
In addition, the agricultural film according to the present invention may be a single-layer film composed only of a resin composition to which a phosphorescent pigment is added, but a multilayer film having a resin layer not containing a phosphorescent pigment or a multilayer film having a color arrangement structure described later. It may be. As a preferred layer structure, a multilayer film 1 in which the inner and outer layers as shown in FIG. 1 are transparent resin layers 3 and the intermediate layer is a layer 2 containing a phosphorescent pigment, or a layer containing a phosphorescent pigment as shown in FIG. The multilayer film 1 which laminated | stacked the layer 4 (henceforth the reflection layer 4) consisting of 2 and the resin composition which added the silver pigment or the white pigment can be illustrated. When the multilayer film 1 shown in FIG. 2 is stretched so that the layer 2 containing the phosphorescent pigment is on the leaf side of the crop as shown in FIG. 3, the afterglow from the phosphorescent pigment toward the leaf side of the crop is not changed. The afterglow radiated to the leaf side and directed to the opposite side of the leaf is also reflected by the reflective layer 4 and radiated to the leaf side. Therefore, even if it is an agricultural film containing the same amount of phosphorescent pigment, when a film with the reflective layer 4 is compared with a film without the reflective layer 4, the film with the reflective layer 4 is irradiated with visible light. The amount increases. In addition, the thermoplastic resin used for the reflective layer 4 is not particularly limited, but it is preferable to use the same resin as the thermoplastic resin to which the luminous pigment is added in consideration of adhesiveness with the layer 2 containing the luminous pigment. Also, the pigment added to the reflective layer 4 is not particularly limited, but the silver pigment can be exemplified by aluminum powder, and the white pigment can be exemplified by titanium oxide. The amount added is 0.1 to 0.1 when aluminum powder is added. About 5.0% by weight, when adding titanium oxide, about 1 to 20% by weight is preferable.
[0012]
Moreover, the Example of the multilayer film of a color arrangement structure is shown in FIGS. FIG. 4 shows a multilayer film 1 having a color arrangement structure in which a transparent layer 3 sandwiches a layer 2 containing a phosphorescent pigment and a reflective layer 4 arranged in a band shape, and FIG. 6 is a multi-layer film 1 having a color arrangement structure in which is a layer 2 containing a phosphorescent pigment. FIG. 6 shows a multi-layer film having a color arrangement structure in which a central portion is a reflective layer 4 and a layer 2 containing a phosphorescent pigment and both sides are laminated. Film 1. The multilayer film 1 having such a color arrangement structure can be suitably used as a film for mulching.
[0013]
Next, the manufacturing method of the agricultural film of this invention is demonstrated. When the agricultural film is a single layer, for example, a resin composition obtained by adding a phosphorescent pigment to a thermoplastic resin is supplied to an extruder, and a known molding method such as inflation extrusion molding or T-die extrusion molding is used. It is good to manufacture using. In addition, when the agricultural film is a multilayer film having a layer to which a phosphorescent pigment is added and a reflective layer, for example, a thermoplastic resin to which the phosphorescent pigment is added and a silver pigment or a white pigment are added to two extruders. It is good to shape | mold by what is called a coextrusion method which each supplies the added thermoplastic resin and extrudes from one die | dye. At this time, the thickness of the agricultural film varies depending on the application to be used, so it cannot be said unconditionally. However, it is preferable to set the thickness to about 10 to 200 μm. The durability becomes poor.
[0014]
【Example】
10% by weight of a strontium aluminate phosphorescent pigment (manufactured by Nemoto Special Chemical Co., Ltd .: trade name “N Yoko”) is added to 90% by weight of a linear low-density polyethylene resin, and this is thickened by inflation extrusion A 50 μm monolayer film is obtained. The excitation spectrum and emission spectrum of the obtained film were measured and shown in FIGS. 7 and 8, respectively. From these figures, the light beam that is excited and stored by the ultraviolet light around 365 nm in the daytime has an emission peak around 520 nm. This is clearly visible light useful for photosynthesis of crops, and therefore, the growth of crops can be promoted by using such agricultural films.
[0015]
【effect】
Since the agricultural film according to the present invention can store light energy, visible light useful for photosynthesis is emitted from the film even at night when the sun goes down, and an effect of promoting the growth of crops can be obtained.
[0016]
In addition, when an alkaline earth metal aluminate-based pigment is used as the phosphorescent pigment, it is excellent in weather resistance, and is therefore suitable as an agricultural film often used outdoors. Also, aluminate-based phosphorescent pigments composed of at least one alkaline earth metal selected from alkaline earth metal aluminates, particularly calcium, strontium, and barium, have a strong afterglow intensity and a long persistence. Since the light duration is also long, the effect on the growth promotion of crops is greater than when other phosphorescent pigments are used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an agricultural film according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of an agricultural film according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of use of the agricultural film shown in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of an agricultural film according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an embodiment of an agricultural film according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an embodiment of an agricultural film according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram representing an excitation spectrum of an agricultural film according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an emission spectrum of an agricultural film according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Agricultural film 2 Layer containing phosphorescent pigment 3 Transparent layer 4 Reflective layer

Claims

An agricultural film, wherein at least one layer is made of a resin composition in which a phosphorescent pigment capable of emitting visible light is blended in a thermoplastic resin in an amount of 0.1 to 20% by weight.

The agriculture according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is at least one of a linear low density polyethylene resin, a low density polyethylene resin, a high density polyethylene resin, or an ethylene-vinyl acetate copolymer resin. Film.

The agricultural film according to claim 1, wherein the phosphorescent pigment is a sulfide-based phosphorescent pigment or a phosphorescent pigment mainly composed of an alkaline earth metal aluminate.

4. The phosphorescent pigment according to any one of claims 1 to 3, wherein the phosphorescent pigment is a phosphorescent pigment mainly composed of an aluminate of at least one alkaline earth metal selected from calcium, strontium, and barium. Agricultural film as described.