JP4070838B2

JP4070838B2 - Agricultural film

Info

Publication number: JP4070838B2
Application number: JP05296597A
Authority: JP
Inventors: 住典田中
Original assignee: Okura Kogyo KK
Current assignee: Okura Kogyo KK
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1997-03-07
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2017-03-07
Also published as: JPH10244614A

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、マルチング等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ための栽培方法の一つである。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、反射したり、また光線の一部を変換させたりすることが可能で、このような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で、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は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】
本発明によると上記課題を解決するための手段として、熱可塑性樹脂からなる基材フィルムの少なくとも一方の面に、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のアルミン酸塩を主成分とし賦活剤が添加された蓄光顔料を含有し、可視光線を放射することのできる蓄光塗料が塗布されていることを特徴とする農業用フィルムが提供され、さら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る。
【０００７】
すなわち、少なくとも一方の面に、光合成に有用な４００乃至７００nmの可視光線を放射することのできる蓄光塗料が塗られた農業用フィルムを、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可視光線として放出するため、上記課題を解決することができるのである。
【０００８】
本発明の農業用フィルムを形成する熱可塑性樹脂は、従来から各種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とエチレン−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塗料は、光合成に有用な可視光線を放射する蓄光顔料を含んでおり、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、農業用フィルムは屋外で使用される場合が多いことから、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含んで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時間の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。尚、本発明に用いられる蓄光塗料として、これらの蓄光顔料を溶剤に溶かして用いると良い。
【００１０】
本発明による農業用フィルムは、単層のフィルムを基材フィルムとして用いてこれに蓄光塗料を塗布してもよいが、多層フィルムや後述する配色構造のフィルムを基材フィルムとして用いても良い。ここで、蓄光塗料の塗布量は溶剤を取り除いた固形成分の量が１〜１００g/m2、好ましくは３〜５０g/m2となるようにすると良い。固形成分の量が１g/m2未満では残光エネルギーが低く生育促進効果が期待できないのに対し、１００g/m2より多いと、塗膜が厚くなりすぎて作業性、経済性が悪化するからである。好ましい層構成としては、図１に示すような基材フィルムが透明層２、及び、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。）からなり、透明層２の反射層４と反対側に蓄光塗料３が塗布された農業用フィルム１を例示することができる。該農業用フィルム１は、図２に示すように、蓄光塗料３を塗布した部分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、同量の蓄光塗料が塗布された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の量が増す。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、透明層２との接着性を考慮すると、透明層２と同じ熱可塑性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１〜３０重量％程度が好ましい。
【００１１】
また、配色構造の農業用フィルムとして図３、及び、図４に示すように透明層２と反射層４が帯状に並んだ層を基材フィルムとし、該基材フィルムの透明層２、もしくは、反射層４の部分に蓄光塗料３を塗布した配色構造の農業用フィルム１を例示することができる。尚、図１に示す多層の農業用フィルム１はハウスやトンネル、或いはマルチング用のフィルムとして、図２に示す配色構造のフィルム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。
【００１２】
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。農業用フィルムが反射層を有さない場合は、例えば熱可塑性樹脂を押出機に供給し、これをインフレーション押出成形法、Ｔダイ押出成形法等の公知の成形法を用いて透明層のみのフィルムを成形し、さらに透明層の一方、もしくは、両面に蓄光塗料を塗布する。尚、蓄光塗料はロールコーター、グラビア塗工機、オフセット塗工機等を用いると良い。また、基材フィルムが透明層と反射層を有する多層フィルムである場合、例えば前述した方法で透明層に蓄光塗料が塗布されたフィルムを成形し、該フィルムの片面に接着剤等を用いて反射層を貼り合わせるとよい。別の製造方法は、例えば２つの押出機に、透明層を形成するための熱可塑性樹脂と、反射層を形成するためのシルバー、もしくは、白色の顔料が添加された熱可塑性樹脂をそれぞれ供給し、一つのダイスから同時に押出成形する、いわゆる共押出法等を用いて二層フィルムを成形し、該フィルムの反射層とは反対側に蓄光塗料を塗布するとよい。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。
【００１３】
【実施例】
直鎖状低密度ポリエチレン樹脂から、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。次に、アルミン酸ストロンチウム系の蓄光顔料を含有する塗料（根元特殊化学株式会社製：商品名「Ｎ夜光蓄光インキ」）を、膜厚が５μｍとなるようにロールコーターを用いて塗布する。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５、及び、図６に示す。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は明らかで、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のである。
【００１４】
【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。
【００１５】
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の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】図１に示す農業用フィルムの使用例を表す説明図である。
【図３】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】本発明に用いられる農業用フィルムの励起スペクトルを表す。
【図６】本発明に用いられる農業用フィルムの蓄光スペクトルを表す。
【符号の説明】
１農業用フィルム
２透明層
３蓄光塗料
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 one of the cultivation methods for promoting the growth of crops. Agricultural film can selectively transmit, absorb, and reflect light rays, or convert part of light rays. By selectively using these functions according to the purpose, Promotes the growth of crops.
[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. This is actually done by artificially controlling the light energy in the house room to shift the harvest time of crops or 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 continuously emit 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]
According to the present invention, as means for solving the above problems, at least one surface of a base film made of a thermoplastic resin has at least one alkaline earth metal aluminum selected from calcium, strontium, and barium. An agricultural film comprising a phosphorescent pigment containing an acid salt as a main component and an activator added, and having a phosphorescent paint capable of emitting visible light is provided, and the thermoplastic resin is further provided. Is a linear low-density polyethylene resin, low-density polyethylene resin, high-density polyethylene resin, or ethylene-vinyl acetate copolymer resin, wherein the agricultural film is provided.
[0007]
That is, an agricultural film in which a phosphorescent paint capable of emitting visible light of 400 to 700 nm useful for photosynthesis is applied to at least one surface is used as an agricultural film for house cultivation, tunnel cultivation, mulch cultivation, or the like. The film accumulates a part of daytime sunlight and emits it as visible light at night when the sunlight is weakened. Therefore, the above-mentioned problem can be solved.
[0008]
The thermoplastic resin forming the agricultural film of the present invention can be used without particular limitation as long as it is a resin conventionally used as a material for various films. For example, low-density polyethylene, linear low-density Examples include polyethylene resins such as polyethylene, high-density polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, and ethylene-methyl methacrylate copolymer, polypropylene resins, and polyvinyl chloride resins. In consideration of economy, 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, and an ethylene-vinyl acetate copolymer resin is preferably used in consideration of heat retention.
[0009]
The phosphorescent paint used in the present invention includes a phosphorescent pigment that emits visible light useful for photosynthesis. Examples of such phosphorescent pigments include CaS: Bi (purple blue light emission) and CaSrS: Bi (blue light emission). , ZnS: Cu (green light emission), ZnCdS: Cu (yellow to orange light emission) and other sulfide-based phosphorescent pigments are mentioned, but since agricultural films are often used outdoors, they have excellent weather resistance. It is preferable that the aluminate represented by MAl2O4 contains a phosphorescent pigment in which M is an alkaline earth metal. Alkaline earth metal aluminates have long afterglow characteristics compared to 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. In addition, as the luminous paint used in the present invention, these luminous pigments may be dissolved in a solvent.
[0010]
In the agricultural film according to the present invention, a single layer film may be used as a base film and a phosphorescent paint may be applied thereto, but a multilayer film or a film having a color arrangement structure to be described later may be used as the base film. Here, the application amount of the phosphorescent paint is such that the amount of the solid component after removing the solvent is 1 to 100 g / m @ 2, preferably 3 to 50 g / m @ 2. When the amount of the solid component is less than 1 g / m 2, the afterglow energy is low and the growth promoting effect cannot be expected. . As a preferable layer configuration, a base film as shown in FIG. 1 is composed of a transparent layer 2 and a layer 4 (hereinafter referred to as a reflective layer 4) made of a resin composition to which a silver pigment or a white pigment is added. An agricultural film 1 in which the phosphorescent paint 3 is applied on the opposite side of the transparent layer 2 from the reflective layer 4 can be exemplified. As shown in FIG. 2, when the agricultural film 1 is stretched so that the portion to which the phosphorescent paint 3 is applied is on the leaf side of the crop, the afterglow from the phosphorescent pigment toward the leaf side of the crop is directly emitted to the leaf side. On the other hand, afterglow 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 to which the same amount of phosphorescent paint is applied, comparing the film with the reflective layer 4 with the film without the reflective layer 4, the film with the reflective layer 4 is irradiated on the leaves. The amount of visible light increases. Although the thermoplastic resin used for the reflective layer 4 is not particularly limited, it is preferable to use the same thermoplastic resin as that for the transparent layer 2 in consideration of adhesiveness with the transparent layer 2. 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 30% by weight is preferable.
[0011]
Moreover, as shown in FIG. 3 and FIG. 4 as an agricultural film having a color arrangement structure, a layer in which the transparent layer 2 and the reflective layer 4 are arranged in a strip shape is used as the base film, and the transparent layer 2 of the base film, or An agricultural film 1 having a color arrangement structure in which a phosphorescent paint 3 is applied to the reflective layer 4 can be exemplified. The multilayer agricultural film 1 shown in FIG. 1 can be suitably used as a film for house, tunnel, or mulching, and the film 1 having a color arrangement structure shown in FIG. 2 can be suitably used as a mulching film.
[0012]
Next, the manufacturing method of the agricultural film of this invention is demonstrated. When the agricultural film does not have a reflective layer, for example, a thermoplastic resin is supplied to an extruder, and this is a film having only a transparent layer using a known molding method such as an inflation extrusion method or a T-die extrusion method. Then, a phosphorescent paint is applied to one or both sides of the transparent layer. The phosphorescent paint may be a roll coater, a gravure coater, an offset coater or the like. In addition, when the base film is a multilayer film having a transparent layer and a reflective layer, for example, a film in which a phosphorescent coating is applied to the transparent layer is formed by the method described above, and the film is reflected using an adhesive or the like on one side of the film. It is good to stick the layers together. In another manufacturing method, for example, two extruders are respectively supplied with a thermoplastic resin for forming a transparent layer and a thermoplastic resin to which a silver or white pigment is added for forming a reflective layer. It is preferable to form a two-layer film by using a so-called coextrusion method in which extrusion is simultaneously performed from one die, and to apply a phosphorescent paint on the opposite side of the reflective layer of the film. 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 preferably about 10 to 200 μm, and if it is thicker than this range, it is very difficult to handle and thin. And durability becomes poor.
[0013]
【Example】
A single-layer film having a thickness of 50 μm is obtained from a linear low-density polyethylene resin by an inflation extrusion molding method. Next, a paint containing a strontium aluminate-based phosphorescent pigment (manufactured by Root Special Chemical Co., Ltd .: trade name “N Nightlight Phosphorescent Ink”) is applied using a roll coater so that the film thickness becomes 5 μm. The excitation spectrum and emission spectrum of the obtained film were measured and are shown in FIGS. 5 and 6, respectively. From these figures, the light beam that is excited and stored by ultraviolet light in the vicinity of 365 nm in the daytime has a light emission peak in the vicinity of about 520 nm. It is clear that this is a visible light useful for photosynthesis of crops, and therefore the growth of crops can be promoted by using such agricultural films.
[0014]
【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.
[0015]
Further, when an alkaline earth metal aluminate-based pigment is used as the phosphorescent pigment, it is excellent in weather resistance, and therefore suitable as an agricultural fill often used outdoors. Further, at least one alkaline earth metal aluminate phosphorescent pigment selected from alkaline earth metal aluminates, particularly calcium, strontium, and barium, has a strong afterglow intensity and an afterglow. Since the time is long, the effect of promoting the growth 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 an explanatory diagram showing an example of use of the agricultural film shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of an agricultural film according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of an agricultural film according to the present invention.
FIG. 5 represents an excitation spectrum of an agricultural film used in the present invention.
FIG. 6 represents a luminous spectrum of an agricultural film used in the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Agricultural film 2 Transparent layer 3 Luminous paint 4 Reflective layer

Claims

Luminescent pigment in which at least one surface of a base film made of a thermoplastic resin has at least one alkaline earth metal aluminate selected from calcium, strontium, and barium as a main component and an activator added Agricultural film characterized by being coated with a phosphorescent paint that contains visible light and can emit visible light.

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.