JP6268842B2 - 植物用積層フィルム - Google Patents

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Description

本発明は、農業や園芸等の植物育成に関する器材に適用される積層フィルムに関する。
近年、安定な量及び価格の食料供給、安全性の高い食料生産、植物の高速生産及び栽培面積の縮小化などを目的とする生産システムとして、工場施設内の照明、空調、養液供給等の環境を、植物の生長に応じて人工的に制御する、いわゆる植物工場での植物栽培が行われている。植物工場の形態としては、ハウスや温室等で太陽光を利用し、人工照明による光の補充や夏季の高温抑制技術等を用いて栽培する「太陽光利用型」や、閉鎖環境で太陽光を用いずに人工照明を用いて栽培する「完全人工光型」がある。
一般に、植物工場の照明としては、太陽光の他に、蛍光ランプ、発光ダイオード(LED)、高圧ナトリウムランプ、キセノンランプ、白熱電球等の人工光源が使用されている(特許文献1,2,3)。かかる人工光源は、各々特定の波長帯域を有しており、1つまたは複数個併設した光源からの光を植物に照射し、植物の育成に必要な所望の波長帯域の光を照射することができる。植物の育成には、植物の発芽を促進する450nm前後の光、光合成に寄与する400〜770nmの光、光合成、発芽、開花を促進する660nm前後の光が必要であり、照射のタイミングや照射エネルギー量を制御しながら、各波長領域の光を植物に照射する。中でも発光ダイオード(LED)は、植物の発芽を促進する450nm前後の光を発光する青色ダイオードや、光合成、発芽、開花を促進する660nm前後の光を発光する赤色ダイオードを、照射したい植物の栽培面積に応じて複数併設することで、低消費電力で高効率に植物の育成を促進できる(特許文献3)。
ところがこれらの光は全てが植物に吸収することはなく光の一部は外部へ漏れてしまったり植物以外の物体に吸収されてしまったりしている。この対応策として植物の覆い等に全ての光を反射する鏡面フィルムを貼ることが知られているが、鏡面フィルムを貼った場合、外部から内容物を視認することが困難になるなどの問題があった。
特開平10−22号公報 特開平11−266703号公報 特開2002−272271号公報
そこで本発明の目的は、植物の育成に必要な特定波長の光を反射できることを特徴とする積層フィルムであって、被着体の内容物が容易に視認できる透明な積層フィルムを提供することにある。
すなわち、本発明の積層フィルムは次のものである。
(1)全光線透過率が80%以上であり、かつ、可視光領域において2つの極大反射率波長を有し、波長450nmおよび660nmにおける反射率R1およびR2が30%以上である積層フィルムであって、
透明基材フィルムの一方の面に、第1の高屈折率層、低屈折率層、及び第2の高屈折率層をこの順に有する反射層が3ユニット以上積層されており、
前記低屈折率層の屈折率は1.25〜1.45であり、
前記第1及び第2の高屈折率層の屈折率は前記低屈折率層の屈折率よりも高く、
前記第1の高屈折率層、低屈折率層、及び第2の高屈折率層はいずれも
膜厚=λmin/n/d
(式中、λmin=極小反射率波長(520〜560nm)、n=4、d=屈折率である)
を満たし、
前記第1及び第2の高屈折率層は無機材料または有機材料を含有し、
前記低屈折率層は酸化ケイ素またはフッ素化合物を含有することを特徴とする積層フィルム
(2)前記無機材料が酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、酸化ジルコニウム、酸化インジウム錫の少なくとも1つを有する、(1)の積層フィルム。
(3)前記有機材料が、屈折率が1.60〜1.80である重合性単量体を含む組成物を重合硬化したものである、(1)または(2)の積層フィルム。
(4)前記酸化ケイ素またはフッ素化合物が、バインダー樹脂に、屈折率を低下させる中空シリカやフッ化マグネシウム等の低屈折率無機微粒子を添加したもの、あるいはフッ素系樹脂の少なくとも1つを有し、
前記バインダー樹脂は、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、EO変成1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変成トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、多価アルコールと多価カルボン酸又はその無水物とアクリル酸とをエステル化することによって得ることができるポリエステル(メタ)アクリレート、多価アルコール、多価イソシアネート及び水酸基含有アクリレートを反応させることによって得られるポリウレタン(メタ)アクリレート、ポリシロキサンポリ(メタ)アクリレートであり、
前記フッ素系樹脂は、1,3−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2−ジフルオロプロパン、1,4−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3−テトラフルオロブタン、1,6−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロヘキサン、1,8−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロオクタン、1,10−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9−ヘキサデカフルオロデカン、1,12−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−3,10−ジヒドロキシ5,5,6,6,7,7,8,8−オクタフルオロドデカンの少なくとも1つを有する、(1)〜(3)にいずれか1つの積層フィルム。
)前記透明基材フィルムの他方の面に粘着層が設けられていることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1つの積層フィルム。
)(1)〜(5)のいずれか1つの積層フィルムを貼付したケーシング内部において、人工光源によって植物を栽培する植物栽培方法。
なお、本明細書中で「○〜△」とは○及び△を含む範囲であり、正確には「○以上、△以下」を指す。
本発明によれば、ケーシングに貼付することによって、人工光源からケーシング内部に照射された植物の育成に必要な特定波長の光をケーシング内部に反射できる透明な積層フィルムを提供することができる。
本発明の積層フィルムは透明基材フィルムの一方面に反射層が少なくとも複数ユニット形成されており、全光線透過率が80%以上であり、かつ、可視光領域において2つの極大反射率波長を有し、波長450nmおよび660nmにおける反射率R1およびR2が30%以上である。なお、全光線透過率とは平行入射光束に対する全透過光束の割合をいい、全光線透過率が80%未満であると、透明性が低く、積層フィルムを透過した内部の視認性が低いため好ましくない。また、極大反射率波長とは、反射率が極大値となる波長を指す。また、波長450nm及び660nmの波長の光は植物の光合成に重要であるため、それぞれの反射率R1及びR2が30%未満であると、植物の育成に必要な波長の光を効率的に反射することができない。
<透明基材フィルム>
前記積層フィルムに用いられる透明基材フィルムは、透明性を有している限り特に制限されない。そのような透明基材フィルムを形成する材料としては、例えばポリメタクリル酸アクリレート(PMMA)やポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、ポリアリレート、トリアセチルセルロース(TAC)、またはポリエーテルスルフォンなどが挙げられる。これらのうち、ポリエステルフィルムが成形の容易性の点で好ましい。
透明基材フィルムの厚みは特に限定されないが、一般的には25〜400μmであり、好ましくは50〜200μmである。透明基材フィルムの厚みが25μmより薄い場合や400μmより厚い場合には、積層フィルムの製造時及び使用時における取り扱い性が低下してしまう。なお、透明基材フィルムには、各種の添加剤が含有されていてもよい。そのような添加剤としては、例えば紫外線吸収剤、帯電防止剤、安定剤、可塑剤、滑剤、難燃剤などが挙げられる。
<反射層>
反射層は、1ユニット中に低屈折率層1層とその上下に高屈折率層とを有する。反射層は2ユニット以上積層されており、積層数が多いほど波長450nmおよび660nmにおける反射率R1およびR2を高くすることができるが、積層数が増えるにつれて加工数も増えるため、その分生産性が悪くなる。
<高屈折率層>
高屈折率層は、低屈折率層よりも屈折率が高く、その屈折率は1.56以上が好ましい。高屈折率層の屈折率が1.56未満の場合、低屈折率層との屈折率差が小さくなることで界面の反射が弱くなり、反射性能が十分に発揮されない場合がある。高屈折率層の屈折率の上限は特に制限はないが、現存する成膜材料の制約上、実質2.50程度が上限となる。また、積層フィルム中の各高屈折率層の屈折率は、互いに同一であっても良いし、異なっていても良い。
高屈折率層を構成する材料は特に限定されるものではなく、無機材料及び有機材料を用いることができる。無機材料としては、例えば酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、酸化ジルコニウム、酸化インジウム錫(以後、ITOと略す。)等の微粒子が挙げられる。ITO等の導電性微粒子を用いた場合には表面抵抗を下げることができるため、帯電防止能も更に付与することができる。特に導電性の面より酸化錫、ITO、屈折率の点より酸化チタン、酸化セリウム及び酸化亜鉛が好ましい。また、有機材料としては、例えば屈折率が1.60〜1.80であるような重合性単量体を含む組成物を重合硬化したもの等を用いることができる。
高屈折率層の膜厚は次式で設計される。
膜厚=λmin/n/d
λmin:極大反射率波長間の極小反射率波長、n:整数、d:屈折率
λminは反射率R1およびR2を著しく阻害しない限り特に限定されないが設計上520〜560nmである。λminが520nmよりも短波長側の場合や560nmよりも長波長側の場合は反射率R1およびR2が低くなってしまう。nは整数であり、設計上n=4で設計される。n=3やn=5で設計された積層フィルムは極大反射率波長が目的とする波長に設計できなくなってしまい反射率R1およびR2の低下を引き起こしてしまう。
高屈折率層を形成する組成物の塗布方法としては、例えば、グラビアコート法、ロールコート法、スプレーコート法、リップコート法、ディップコート法、スピンコート法、バーコート法、押出しコート法、スクリーンコート法等の公知の方法が挙げられる。また乾燥方法としては、温風による乾燥、赤外線ヒーターによる乾燥、遠赤外線ヒーターを使用した乾燥、或は赤外線ヒーターと温風を併用した乾燥、遠赤外線と温風を併用した乾燥方法等が挙げられる。乾燥温度は塗布する液の希釈溶媒によって適宜選択される。更に、活性エネルギー線としては、電子線、放射線、紫外線、可視光線、赤外線、近赤外線、遠赤外線、X線等が挙げられるが、生産性の高さと強度の高さから紫外線を用いることが好ましい。
また、特に屈折率の高い層を形成する場合はスパッタリング法などの蒸着技術を用いることができる。無機材料の微粒子の平均粒径は層の厚みを大きく超えないことが好ましく、特に0.1μm以下であることが好ましい。平均粒径が大きくなると、散乱が生じる等、高屈折率層の光学性能が低下するため好ましくない。また、必要に応じて微粒子表面を各種カップリング剤等により修飾することができる。各種カップリング剤としては例えば、有機基で置換された珪素化合物、アルミニウム、チタニウム、ジルコニウム、アンチモン等の金属のアルコキシド、有機酸塩等が挙げられる。
<低屈折率層>
低屈折率層は、前述の高屈折率層との有意な屈折率差により、反射効果を発現させるための層である。低屈折率層の屈折率は、高屈折率層の屈折率より低く設定されることを要件とし、その屈折率は1.25〜1.45の範囲である。該屈折率が1.25未満の場合には膜が脆くなるため、成膜したフィルムの取り扱いが困難となる。その一方、屈折率が1.45を超える場合には高屈折率層との屈折率差が小さくなり、十分な反射効果を得ることが難しい。
低屈折率層の膜厚は次式で設計される。
膜厚=λmin/n/d
λmin:極大反射率波長間の極小反射率波長、n:整数、d:屈折率
λminは反射率R1およびR2を著しく阻害しない限り特に限定されないが設計上520〜560nmである。λminが520nmよりも短波長側の場合や560nmよりも長波長側の場合は反射率R1およびR2が低くなってしまう。nは整数であり、設計上n=4で設計される。n=3やn=5で設計された積層フィルムは極大反射率波長が目的とする波長に設計できなくなってしまい反射率R1およびR2の低下を引き起こしてしまう。
低屈折率層を構成する材料は特に限定されるものではなく、酸化珪素やフッ素化合物等公知の材料を使用することができる。例えば、バインダー樹脂に、屈折率を低下させる中空シリカやフッ化マグネシウム等の低屈折率無機微粒子を添加したもの、あるいはフッ素系樹脂などを用いることができる。バインダー樹脂としては、例えば、2官能(メタ)アクリレートとして、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、EO変成1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられ、3官能(メタ)アクリレートとして、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変成トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が挙げられ、4官能(メタ)アクリレートとして、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられ、6官能(メタ)アクリレートとして、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。その他にも多価アルコールと多価カルボン酸又はその無水物とアクリル酸とをエステル化することによって得ることができるポリエステル(メタ)アクリレート、多価アルコール、多価イソシアネート及び水酸基含有アクリレートを反応させることによって得られるポリウレタン(メタ)アクリレート、ポリシロキサンポリ(メタ)アクリレート等であり、フッ素系樹脂としては例えば、1,3−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2−ジフルオロプロパン、1,4−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3−テトラフルオロブタン、1,6−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロヘキサン、1,8−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロオクタン、1,10−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9−ヘキサデカフルオロデカン、1,12−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−3,10−ジヒドロキシ5,5,6,6,7,7,8,8−オクタフルオロドデカン等が挙げられる。また、低屈折率層の塗付方法としては、高屈折率層と同様の方法を採用することができる。
<接着層>
また、反射層は高屈折率層と低屈折率層の他、生産性の観点から加熱接着に用いる接着層を有していても良い。反射層が、少なくとも一方の高屈折率層の有する両面のうち、低屈折率層と接していない面に接着層を有することによって、反射層単位での透明基材への加熱接着を繰り返すことが可能になり、容易に反射層を積層することができる。なお、接着層を有する反射層の構成は特に限定されないが、第1の接着層、第1の高屈折率層、低屈折率層、第2の高屈折率層、第2の接着層をこの順に有することが積層の容易性から好ましい。
接着層の膜厚は次式で設計される。
膜厚=λmin/n/d
λmin:極大反射率波長間の極小反射率波長、n:整数、d:屈折率
λminは反射率R1およびR2を著しく阻害しない限り特に限定されないが設計上520〜560nmである。λminが520nmよりも短波長側の場合や560nmよりも長波長側の場合は反射率R1およびR2が低くなってしまう。nは整数であり、設計上n=4で設計される。n=3やn=5で設計された積層フィルムは極大反射率波長が目的とする波長に設計できなくなってしまい反射率R1およびR2の低下を引き起こしてしまう。
前記接着層を形成するための組成物としては、活性エネルギー線照射により硬化可能であって、かつ硬化後の加熱処理により前記接着層を転写対象物に密接させて加熱プレス転写物を得ることができる限り、全て使用可能である。そのような組成物の好ましい例は、活性エネルギー線硬化性成分と加熱溶融可能な樹脂との混合物である。活性エネルギー線硬化性成分としては、電子線等の強力な活性エネルギー線によって架橋・硬化する場合には活性エネルギー線硬化性単量体単独でよいが、紫外線(UV)等の比較的弱い活性エネルギー線で硬化する場合には活性エネルギー線硬化性単量体と光重合開始剤との混合物を用いることが好ましい。
活性エネルギー線硬化性単量体としては、紫外線等の活性エネルギー線で硬化性のものであればいずれも使用することができる。例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどのアクリルエステル類、分子内に2以上の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴエステル(メタ)アクリレート類、オリゴエーテル(メタ)アクリレート類、オリゴウレタン(メタ)アクリレート類、及びオリゴエポキシ(メタ)アクリレート類等を挙げることができる。この中では、多官能であるジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートが好ましい。また、ビニル化合物類としては、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル等を挙げることができる。また、高硬度であるものとして、無機微粒子を、分子内に重合性不飽和基を含むシランカップリング剤等で修飾しても良い。なお、本明細書中において、(メタ)アクリレートとは、メタクリレートとアクリレートの両方を指し、(メタ)アクリロイルとは、メタクリロイルとアクリロイルの両方を指す。
また、前記光重合開始剤としては、光照射により分解してラジカルを発生し、重合を開始させることができるものであれば特に制限されない。光重合開始剤として例えば、チオキサントン系重合開始剤、ベンゾフェノン系重合開始剤、アントラキノン系重合開始剤等が挙げられる。
前記加熱溶融可能な樹脂は、加熱処理によって溶融し、接着性等の機能を発現できる樹脂であれば良く、特に制限されるものではない。その例としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂(スチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、ポリフェニレンオキシド−スチレン共重合樹脂等)、ポリオレフイン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、オレフィン−マレイミド系共重合樹脂等が挙げられる。
これらの中では、ガラス転移温度(Tg)が80℃以上の加熱溶融可能な樹脂が好ましく、高温下の環境においても、物性の変化が起こりにくい点からガラス転移温度が100℃以上の加熱溶融可能な樹脂がより好ましい。そのような高いガラス転移温度を有する加熱溶融可能な樹脂として、アクリル系樹脂であるポリメチルメタクリレート(PMMA、Tgは100℃)、ポリカーボネート樹脂(PC、Tgは140℃)又はオレフィン−マレイミド共重合樹脂(Tgは140℃)が挙げられる。
前記活性エネルギー線硬化性成分と加熱溶融可能な樹脂との質量比は、活性エネルギー線硬化性成分/加熱溶融可能な樹脂=7/3〜3/7であることが好ましい。この範囲を外れると、活性エネルギー線硬化性成分及び加熱溶融可能な樹脂の双方の機能をバランス良く発揮することが難しくなる。前記ハードコート性及び加熱接着性を有する層としては、活性エネルギー線を照射して硬化することによって常温でタック感や流動性のない層となり、かつ活性エネルギー線によって硬化した後、加熱溶融することが可能であるような層構成が好ましい。更に、ハードコート性及び加熱接着性を有する層は活性エネルギー線の照射により硬化した後には、加熱溶融しない限り、非常に高い硬度を示すものが好ましい。そのような観点から、前記ハードコート性及び加熱接着性を有する層を形成する組成物の成分設計がなされる。
接着層の屈折率は接着機能を有する限り特に限定されないが、そのような物質の屈折率は1.46〜1.55である。また、接着層と高屈折率層とを両方の機能を有する一つの層にしても良い。その場合は、前記高屈折率層を構成する材料に接着層の加熱溶融可能な材料を混合することにより、高屈折率層に接着性を付与することができる。接着層と高屈折率層とが一つの層として形成される場合、その屈折率は普通の高屈折率層の範囲に調整される。
<積層フィルムの形成>
積層フィルムの積層方法は特に限定されず、例えば透明基材フィルム上に高屈折率層と低屈折率層とを一層ずつ順に積層することによって得ることも可能である。しかし、生産性の観点から、後述する剥離フィルム上に第2の高屈折率層、低屈折率層、第1の高屈折率層、及び接着層をこの順に積層した反射層ユニットを形成し、その反射層ユニットを加熱接着により積層することが好ましい。
具体的には、接着層側を被着体に密接させた状態で、剥離フィルム側から熱圧を加えることによりその表面に接着層を接着させ、その後、剥離フィルムを剥離する。このような操作により、透明基材フィルムや接着層表面に反射層を接着することができる。
前記剥離フィルム側からの熱圧は、例えばシリコーンゴムロールを用いて行うことができる。この場合、シリコーンゴムロール表面は100〜300℃程度の温度、及び490〜4900KPa程度の圧力が好ましい。加熱処理温度を250℃以上にすると、剥離フィルムの支持フィルムとしてのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムが溶けてしまうため、シリコーンゴムロール表面は250℃以下であることがより好ましい。
<剥離フィルム>
本発明において用いられる剥離フィルムは、加熱接着しても後で剥離することができるフィルムであれば良く、特に制限されるものではない。ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン等からなるフィルムや紙類、又はそれらにシリコーン等の離型剤がコーティングされた(剥離処理された)フィルムや紙類等が挙げられる。剥離フィルムは、剥離処理されている方が剥がし易く好ましい。
<粘着層>
本発明の積層フィルムは、貼合対象物に対する接着機能を付与する場合は、反射層が積層された面とは反対の面に粘着層を有することが好ましい。粘着層を形成する材料は特に制限されるものではないが、例えばアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤等の粘着剤が挙げられるが、粘着力を重視する場合はアクリル系、一方、再利用性を重視する場合はシリコーン系粘着剤を使用することが好ましい。
粘着層を形成する方法は特に限定されないが、ウェットコーティング法により塗布膜を形成した後、熱硬化、紫外線硬化、電子線硬化等により硬化膜を得る従来公知の方法を用いることができる。また、この粘着層には機能を損なわない限りその他の機能を有していてもよく、例えば色素や添加剤などを添加して、特定波長域の光の遮断、コントラストの向上、色調の補正等の機能を1種又は2種以上付与することができる。
<使用法>
本発明の積層フィルムは、人工光源を用いて内部で植物を栽培するケーシング等に貼付することにより、植物の栽培効率を向上することができる。つまり、被着体であるケーシング等の内面、又は外面に積層フィルムを貼付することにより、ケーシング内部に照射された人工光源の光のうち特定波長の光のみを選択的にケーシング内部に反射することができる。したがって、人工光源の光のうち植物の育成に必要な光は、積層フィルムにより内部へと反射されて外部に漏れる量が少なくなるため、植物に照射される特定波長の光の量を多くすることができる。また、積層フィルムはそれ以外の光に対する透過率が高いため、積層フィルムを介して外部から内部を視認することができる。これにより、ケーシング内部の観察しやすさを保ったまま、植物の栽培に必要な消費電力を低減することができ、結果的に栽培コストを削減できる。
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。
本発明の評価は下記の方法で実施した。
(I)反射率波長および反射率
測定面の裏面反射を除くため、裏面をサンドペーパーで粗し、黒色塗料で塗りつぶした積層フィルムを分光光度計〔日本分光(株)製、商品名:U−best560〕により、光の波長380nm〜780nmの5°、−5°正反射スペクトルを測定した。得られたスペクトルの極大反射率波長とその反射率を読み取った。
(II)全光線透過率
積層フィルムをヘーズメーター〔スガ試験機(株)製、商品名:HZ−V3〕により測定した。
(III)植物の育成
株式会社エスキュービズム・アグリエナジーユニティ製箱庭栽培キッチンスタンダードベーシックを使用し壁面の内側に積層フィルムを貼付し育成の観察を行った。結果は積層フィルムを貼付しない場合との比較を記載した。
(IV)屈折率
各層をアッベ屈折率計〔アタゴ社製NAR−4T〕により測定した。
<実施例>
<製造例1>
(反射層1の作製)
n=4、λminを530として各層の膜厚を設計した。
(第2の接着層の形成)
紫外線硬化性ハードコート剤(主成分:修飾コロイダルシリカ50質量部、ウレタンアクリレート50質量部)のメチルエチルケトン溶液(固形分50質量%)100質量部に、メタクル酸メチルポリマー〔n≒7000〜7500、東京化成工業(株)製〕50質量部とメチルエチルケトン450質量部を加えて、塗布液とした。この塗布液を50μm厚の離型性を有するポリエチレンテレフタレート(PET)製の剥離フィルム上に塗布、乾燥後、紫外線照射により硬化し、88nm厚の第2の接着層を形成した。第2の接着層の屈折率は1.50であった。
(第2の高屈折率層の形成)
平均粒子径が約50nmのITO超微粒子90質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート10質量部、紫外線重合開始剤Irugacure−907〔2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリンプロパン−1−オン〕3質量部からなる固形分を含むイソブチルアルコール、ジアセトンアルコール、エタノール混合溶媒分散液(固形分35質量%)60質量部に、イソプロピルアルコール340質量部を加え、高屈折率層塗布液とした。得られた塗布液を前記第2の接着層上に塗布、乾燥後、紫外線照射により硬化し、79nm厚の導電性金属酸化物を含有する第2の高屈折率層を形成した。第2の高屈折率層の屈折率は1.67であった。
(低屈折率層の形成)
ジペンタヘキサアクリレート10質量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランにより修飾されたコロイダルシリカ90質量部、紫外線重合開始剤Irugacure−907(2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリンプロパン−1−オン)5質量部に、イソプロピルアルコール2000質量部を加え、低屈折率層塗布液とした。この塗布液を前記第2の高屈折率層上に塗布、乾燥後、紫外線照射により硬化し、100nm厚の低屈折率層を形成した。低屈折率層の屈折率は1.33であった。
(第1の高屈折率層の形成)
第2の高屈折率層と同じ塗布液を前記低屈折率層上に塗布、乾燥後、紫外線照射により硬化し、79nm厚の導電性金属酸化物を含有する第1の高屈折率層を形成した。
(第1の接着層の形成)
第2の接着層と同じ塗布液を前記第1の高屈折率層上に塗布、乾燥後、紫外線照射により硬化し、88nm厚の第1の接着層を形成した。以上の手順で反射層1を作製した。
<製造例2>
(反射層2の作製)
n=4、λminを520として各層の膜厚を設計した。第1の接着層の膜厚を87nm、第1の高屈折率層の膜厚を78nm、低屈折率層の膜厚を98nm、第2の高屈折率層の膜厚を78nm、第2の接着層の膜厚を87nmとした以外は製造例1と同様にして反射層2を得た。
<製造例3>
(反射層3の作製)
n=4、λminを560として各層の膜厚を設計した。第1の接着層の膜厚を93nm、第1の高屈折率層の膜厚を84nm、低屈折率層の膜厚を105nm、第2の高屈折率層の膜厚を84nm、第2の接着層の膜厚を93nmとした以外は製造例1と同様にして反射層3を得た。
<製造例4>
(反射層4の作製)
n=4、λminを500として各層の膜厚を設計した。第1の接着層の膜厚を83nm、第1の高屈折率層の膜厚を75nm、低屈折率層の膜厚を94nm、第2の高屈折率層の膜厚を75nm、第2の接着層の膜厚を83nmとした以外は製造例1と同様にして反射層4を得た。
<製造例5>
(反射層5の作製)
n=4、λminを600として各層の膜厚を設計した。第1の接着層の膜厚を100nm、第1の高屈折率層の膜厚を90nm、低屈折率層の膜厚を113nm、第2の高屈折率層の膜厚を90nm、第2の接着層の膜厚を100nmとした以外は製造例1と同様にして反射層5を得た。
<製造例6>
(反射層6の作製)
n=3、λminを530として各層の膜厚を設計した。第1の接着層の膜厚を124nm、第1の高屈折率層の膜厚を112nm、低屈折率層の膜厚を140nm、第2の高屈折率層の膜厚を112nm、第2の接着層の膜厚を124nmとした以外は製造例1と同様にして反射層6を得た。
<製造例7>
(反射層7の作製)
n=5、λminを530として各層の膜厚を設計した。第1の接着層の膜厚を75nm、第1の高屈折率層の膜厚を67nm、低屈折率層の膜厚を84nm、第2の高屈折率層の膜厚を67nm、第2の接着層の膜厚を75nmとした以外は製造例1と同様にして反射層7を得た。
<実施例1>
(積層フィルムの作製)
アクリル樹脂板と製造例1で作製した反射層の第1の接着層が接するようにしてステンレス鋼板で挟み込んだ。ステンレス鋼板の上から加圧(3923kPa)し、130℃で5分間加熱した。加熱後常温に戻し、剥離フィルムを剥がし、アクリル樹脂板に反射層を1ユニット形成した。同じ手順で反射層を合計で6ユニット積層し、積層フィルム1を作製した。
<実施例2>
反射層を合計で3ユニット積層した以外は実施例1と同様にして、積層フィルム2を作製した。
<実施例3>
製造例2で作製した反射層2を用いた以外は実施例1と同様にして積層フィルム3を作製した。
<実施例4>
製造例3で作製した反射層3を用いた以外は実施例1と同様にして積層フィルム4を作製した。
<比較例1>
反射層を1ユニット積層した以外は実施例1と同様にして、積層フィルム5を作製した。
<実施例2>
製造例4で作製した反射層4を用いた以外は実施例1と同様にして積層フィルム6を作製した。
<比較例3>
製造例5で作製した反射層5を用いた以外は実施例1と同様にして積層フィルム7を作製した。
<比較例4>
製造例6で作製した反射層6を用いた以外は実施例1と同様にして積層フィルム8を作製した。
<比較例5>
製造例7で作製した反射層7を用いた以外は実施例1と同様にして積層フィルム9を作製した。
実施例1〜4及び比較例1〜5の積層フィルムを用いて、最大反射率波長、450nm及び660nmにおける反射率、全光線透過率、植物の育成について試験を行い、その結果を表1に示す。
Figure 0006268842
実施例1では透明性に優れるため内部の植物を容易に認識することができた。また波長450nmおよび660nm付近の光を高効率で反射しているためフィルムを配置しない場合と比較して植物の育成が良かった。また、実施例2〜4では実施例1と同様に透明性に優れ、植物の育成もフィルムを配置しない場合と比較して良かった。一方、比較例1では透明性に優れるため内部の植物は視認できるものの、波長450nmおよび660nm付近の光の反射率が低いため、植物の育成がフィルムを配置しない場合と同等であった。また、比較例2および比較例3では膜厚の設計が不適切であるため450nmおよび660nm付近の光の反射率が低くなり、植物の育成がフィルムを配置しない場合と同等であった。比較例4では、n=3で膜厚を設定したため、極大反射率が1個になると共に波長450nm及び660nm付近の光の反射が低くなり、フィルムを配置しない場合と比べて植物の育成が同等であった。比較例5では、n=5で膜厚を設定したため、全光線透過率が低くなり内部を視認しにくく、更に、波長450nm及び660nm付近の光の反射が低いためにフィルムを設置しない場合と比べて植物の育成が同等であった。

Claims (6)

  1. 全光線透過率が80%以上であり、かつ、可視光領域において2つの極大反射率波長を有し、波長450nmおよび660nmにおける反射率R1およびR2が30%以上である積層フィルムであって、
    透明基材フィルムの一方の面に、第1の高屈折率層、低屈折率層、及び第2の高屈折率層をこの順に有する反射層が3ユニット以上積層されており、
    前記低屈折率層の屈折率は1.25〜1.45であり、
    前記第1及び第2の高屈折率層の屈折率は前記低屈折率層の屈折率よりも高く、
    前記第1の高屈折率層、低屈折率層、及び第2の高屈折率層はいずれも
    膜厚=λmin/n/d
    (式中、λmin=極小反射率波長(520〜560nm)、n=4、d=屈折率である)
    を満たし、
    前記第1及び第2の高屈折率層は無機材料または有機材料を含有し、
    前記低屈折率層は酸化ケイ素またはフッ素化合物を含有することを特徴とする積層フィルム。
  2. 前記第1及び第2の高屈折率層に含まれる前記無機材料が、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、酸化ジルコニウム、酸化インジウム錫の少なくとも1つを有する、請求項1に記載の積層フィルム。
  3. 前記第1及び第2の高屈折率層に含まれる前記有機材料が、屈折率が1.60〜1.80である重合性単量体を含む組成物を重合硬化したものである、請求項1または請求項2に記載の積層フィルム。
  4. 前記低屈折率層に含まれる前記酸化ケイ素またはフッ素化合物が、バインダー樹脂に、屈折率を低下させる中空シリカやフッ化マグネシウム等の低屈折率無機微粒子を添加したもの、あるいはフッ素系樹脂であり、
    前記バインダー樹脂は、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、EO変成1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変成トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、多価アルコールと多価カルボン酸又はその無水物とアクリル酸とをエステル化することによって得ることができるポリエステル(メタ)アクリレート、多価アルコール、多価イソシアネート及び水酸基含有アクリレートを反応させることによって得られるポリウレタン(メタ)アクリレート、ポリシロキサンポリ(メタ)アクリレートの少なくとも1つを有し、
    前記フッ素系樹脂は、1,3−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2−ジフルオロプロパン、1,4−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3−テトラフルオロブタン、1,6−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロヘキサン、1,8−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロオクタン、1,10−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9−ヘキサデカフルオロデカン、1,12−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−3,10−ジヒドロキシ5,5,6,6,7,7,8,8−オクタフルオロドデカンの少なくとも1つを有する、請求項1〜3にいずれか1つに記載の積層フィルム。
  5. 前記透明基材フィルムの他方の面に粘着層が設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の積層フィルム。
  6. 請求項1〜5のいずれか1つに記載の積層フィルムを貼付したケーシング内部において、人工光源によって植物を栽培する植物栽培方法。
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