KR101129209B1 - 식물 성장용 구조물 - Google Patents
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Abstract
프레임과 이 프레임을 피복하여 구조물의 외형을 규정짓는 피복물을 함유하고 있는 식물성장용 구조물이 개시되었는데, 여기에서, 상기 피복물은
플라스틱 필름으로 만들어진 지지층,
실질적으로 제 1 무기 미립자만을 함유하며, 상기 피복물의 한 면을 형성하고, 다른 면은 구조물의 외부 표면이 되는 제 1 층, 그리고
제 2 무기 미립자를 함유하며, 상기 지지층과 제 1 층 사이에 위치해 있는 제 2 층을 함유하며, 여기서 제 2 층은 지지층 위에 형성되어 있고, 제 1 층은 제 2 층위에 형성되어 있다.
Description
도 1은 실시예 1의 피복 필름 표면의 SEM 이미지를 보여준다.
도 2는 실시예 2의 피복 필름 단면의 TEM 이미지를 보여준다.
본 발명은 농원예용 하우스 또는 터널과 같은 그속에 식물을 성장시킬수 있는 구조물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 프레임과 이 프레임을 덮어 구조물의 외부 형태를 규정짓는 피복물을 함유하고 있는 식물 성장용 구조물에 관한 것이다.
농원예용의 전통적인 구조물은 금속 또는 목재 프레임과 프레임에 끼워진 유리판을 함유하는 소위 "유리 온실"이다. 한편, 미완성 형태의 구조물로 조립된 금속 프레임과 이 프레임을 피복하고 있으며 투명한 수지 필름으로 만들어진 피복물을 함유하는 구조물이 주류를 이루어 왔다.
그러나, 종래 수지 필름 피복물을 함유하고 있는 하우스는, 공기중에 부유하는 더스트 입자, 매연, 오일 미스트, 꽃가루 및 곰팡이 또는 이끼의 포자의 접착에 의해 발생하는 피복물의 오염에 의해 투명성이 저하되는 문제가 발생되고 있다. 더욱이, 피복물의 오염은 피복물 그자체의 열화 뿐만아니라 투명성의 저하를 야기할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기위해, 오염 저항성 처리재가 도포된 표면을 갖는 여러종류의 필름이 개선된 내오염성을 갖는 피복물로 개발되어오고 있다.
일본특허공개 평8-150681 호는 무기 친수성 콜로이드 물질로 주로 구성되는 오염-저항층이 플라스틱 필름의 적어도 한면에 형성된 복합 필름을 개시하고 있다.
일본특허공개 평11-98927 호는 실리콘 수지 미립자를 함유하는 수지 조성물의 코팅이 합성 수지의 베이스 필름의 적어도 한면에 형성된 농업용 합성 수지 필름을 개시하고 있다.
일본특허공개 평7-53747 호는 음이온성 계면활성제와 콜로이드 알루미나 및 콜로이드 실리카를 함유하는 혼합된 콜로이드 용액으로부터 제조된 용액을 도포한 다음, 도포된 용액을 건조함으로써 형성된 방운 코팅(anti-clouding coating)을 갖는 농업용 필름을 개시하고 있다.
그러나, 본 기술 분야에서, 오염 저항성에서 추가적인 개선이 요망되어 왔다. 특히, 곰팡이 및 이끼의 번식에 의해 야기되는 오염이 효율적으로 방지되는 농업용 하우스에 대한 강력한 요구가 있었다.
본 발명의 목적은 곰팡이 및 이끼의 번식에 의해 야기되는 오염과 더스트 입자, 매연, 오일 미스트, 꽃가루 등의 접착에 의한 오염 둘다를 효율적으로 방지하고, 그에 의한 투명성의 저하가 잘 방지될 수 있는 식물 성장용 구조물, 예컨대, 농원예용 하우스 또는 터널을 제공하는 것이다.
본 발명은 프레임과 이 프레임을 피복하여 구조물의 외형을 규정짓는 피복물을 함유하고 있는 식물성장용 구조물을 제공하는데,
상기 피복물은
플라스틱 필름으로 만들어진 지지층,
실질적으로 제 1 무기 미립자만을 함유하며, 상기 피복물의 한 면을 형성하고, 다른 면은 구조물의 외부 표면이 되는 제 1 층, 그리고
제 2 무기 미립자를 함유하며, 상기 지지층과 제 1 층 사이에 위치해 있는 제 2 층을 함유하며,
여기서 제 2 층은 지지층 위에 형성되어 있고 제 1 층은 제 2 층위에 형성되어 있다.
먼저, 여기에 사용된 기술 용어의 정의가 제공된다.
여기에 사용된 "식물 성장용 구조물"은 성장할 식물을 덮도록 건축되어 그 내부에 식물을 성장시킬수 있는 설비이다. 전형적으로, "식물 성장용 구조물"은 농원예용 온실과 터널로 지칭된다.
여기에서 사용된 "프레임"은 금속 파이프, 플라스틱 파이프 또는 플라스틱으로 피복된 금속 파이프로 만들어진 복수의 지지체로 구성된 구조 몸체로서, 상기 지지체는 서로 분리되도록 혹은 서로 결합되도록 배열되어 미완성 형태의 식물 성장용 구조물을 형성한다.
여기에서 사용된 "피복물"은 식물 성장용 구조물의 외부 형태를 규정짓도록 프레임에 위에 배열된 필름-형태 물질이다.
본 발명에서, "필름"은 수 마이크로미터로부터 수 밀리미터 범위의 두께를 가진 광폭 물질이다. "필름"은 상대적으로 큰 두께를 갖는 소위 시트를 포괄한다.
본 발명에 따른 식물 성장용 구조물에서, 피복물은
플라스틱 필름으로 만들어진 지지층,
실질적으로 제 1 무기 미립자만을 함유하며, 상기 피복물의 한 면을 형성하고, 다른 면은 구조물의 외부 표면이 되는 제 1 층, 그리고
제 2 무기 미립자를 함유하며, 상기 지지층과 제 1 층 사이에 위치해 있는 제 2 층을 함유하며,
여기서 제 2 층은 지지층 위에 형성되어 있고 제 1 층은 제 2 층위에 형성되어 있다.
상기 제 2 층에 함유된 제 2 무기 미립자의 예는 금속, 금속 산화물, 금속 수산화물, 금속 탄산염 및 금속 술페이트의 미립자를 포함한다. 금속 원소의 예로는 금, 팔라듐, 백금 및 은을 포함한다. 금속 산화물, 금속 수산화물, 금속 탄산염 및 금속 술페이트에서 금속 원소의 예는 규소, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 바륨 및 망간을 포함한다. 바람직한 것은 금속 산화물의 미립자 및 금속 수산화물의 미립자이다. 특히, 규소 산화물(실리카) 미립자, 규소 수산화물 미립자, 알루미늄 옥사이드(알루미나) 미립자 및 알루미늄 수산화물 미립자가 바람직하다. 제 2 무기 미립자로서, 단일 종류의 무기 미립자 뿐만아니라 두 종류 이상의 무기 미립자가 사용될 수 있다.
제 2 층은 플라스틱 필름 지지층에 인접해 있기 때문에, 제 2 층은 바람직하게는 플라스틱 필름 지지층을 열화시킬 수 있는 광촉매 화합물을 함유하지 않는 것이 바람직하다.
제 2 무기 미립자는 그의 형태에 대해 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 구형, 평판형 및 프리즘형과 같은 규칙적인 형태 뿐만아니라 불규칙한 형태도 가능하다. 그러나, 균일하고 안정한 층이 쉽게 형성될 수 있기 때문에, 규칙적인 형태가 바람직하며, 구형 또는 대략적으로 구형이 더욱 바람직하다.
제 2 무기 미립자는 바람직하게는 1 nm 내지 300 nm, 더욱 바람직하게는 5 nm 내지 100 nm, 특히 바람직하게는 5 nm 내지 20 nm의 평균 입자 직경을 가지고 있다. 평균 입자의 직경이 1 nm 내지 300 nm의 범위내에 있을 경우, 플라스틱 필름 지지층과 제 2 층간의 접착력 그리고 제 1 층과 제 2 층간의 접착력 둘다가 만족스럽게 된다. 평균 입자의 직경이 5 nm 내지 100 nm 또는 5 nm 내지 20 nm의 범위내에 있는 경우, 그러한 이점은 더욱 두드러 질 것이다.
제 2 무기 미립자의 평균 입자 직경은 투과전자현미경(TEM)에 의해 제 2 층의 단면적을 관측하여 수득한 사진 이미지를 사용하여 하기에 기술된 방법으로 측정하였다.
먼저, 제 2 층의 단면에서 랜덤하게 선택한 두개 이상의 지점을 현미경으로 관측하여 그의 사진 이미지를 제공하였다. 이후, 각 사진 이미지에서, 열개 이상 의 입자를 랜덤하게 취하고 각 입자에 대해, 입자의 평균 직경으로 정의되는 그의 최대 길이를 측정하였다. 마지막으로, 랜덤하게 선택된 전체 입자의 입자 직경을 평균하여 수득한 평균을 제 2 무기 미립자의 평균 입자 직경으로 사용하였다.
무기 미립자의 콜로이드가 제 2 층의 형성에 사용될 경우, 콜로이드 상태의 미세 무기 입자의 평균 입자 직경은 제 2 층의 현미경 관측에 의해 측정된 무기 미립자의 평균 입자 직경과 잘 일치하였다. 따라서, 제 2 층의 형성에 사용된 콜로이드 상태의 상기 무기 미립자의 평균 입자 직경은 제 2 층의 미립자의 평균 입자 직경으로 사용될 수 있다.
콜로이드 상태의 무기 미립자의 평균 입자 직경은 JIS R 1626 (BET법을 사용한 기체 흡착에 의한 미세 세라믹 분말의 비표면적 측정방법)에 제공된 방법 또는 JIS Z 8830(기체 흡착법에 의한 분말(고체)의 비표면적 측정)에 제공된 방법에 의해 측정된 BET 비표면적을 기초로 한 구형으로의 동등한 변환에 의해 측정될 수 있다. 콜로이드 상태의 무기 미립자의 평균 입자 직경은 또한 콜로이드의 TEM 관측에 의해 측정할 수 있다.
제 2 층은 제 2 무기 미립자에 덧붙여, 유기 고분자 바인더, 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제와 같은 친수성 유기 화합물 그리고 무기 층상(laminar) 화합물을 함유할 수 있다.
플라스틱 필름 지지층의 단위 면적(1 m2)당 형성된 제 2 층의 중량은 바람직하게는 0.01 g 내지 10 g, 더욱 바람직하게는 0.05 g 내지 2 g이다. 제 2 층의 중량이 0.01 g 내지 10 g의 범위내인 경우, 제 2 층과 제 2 층에 인접한 제 1 층간의 우수한 접착력 그리고 피복물의 높은 투명도가 동시에 달성될 수 있다. 상기 중량이 0.05 내지 2 g의 범위내인 경우, 그러한 이점은 더욱 두드러 질 것이다.
제 2 층은 플라스틱 필름 지지층의 표면에 매질 및 이 매질에 분산된 무기 미립자를 함유하는 유체 혼합물을 도포한 다음 건조에 의해 도포된 혼합물중의 매질을 제거함으로써 통상 형성된다. 무기 미립자는 도포될 유체 혼합물내에 균일하게 분산되는 것이 바람직하기 때문에, 바람직하게는 무기 미립자의 콜로이드가 유체 혼합물로서 사용된다. 구체적으로, 일본특허공개 평7-53747 호와 평 7-82398 호에 개시된 것과 같은 콜로이드 알루미나 및/또는 콜로이드 실리카를 주로 함유하는 조성물, 일본특허공개 평2-113939 호에 개시된 것과 같이 콜로이드 실리카, 알루미나 졸 및 아크릴 수지 바인더를 함유하고 있는 조성물, 그리고 일본특허공개 평2-279733 호에 개시된 것과 같이 무기 친수성 콜로이드 물질과 친수성 유기 화합물을 함유한 조성물이 사용될 수 있다.
유체 혼합물내 분산 매질로서, 물, 메탄올, 이소프로필 알콜, n-부탄올, 이소부틸 알콜, 에틸렌 글리콜, 크실렌 등이 사용될 수 있다.
제 1 층을 구성하는 제 1 무기 미립자의 평균 입자 직경은 바람직하게는 1 nm 내지 500 nm, 더욱 바람직하게는 10 nm 내지 300 nm, 특히 바람직하게는 40 nm 내지 300 nm의 평균 입자 직경을 가지고 있다. 평균 입자의 직경이 1 nm 내지 500 nm의 범위내에 있을 경우, 제 1 층은 우수한 코팅 형성력을 가지며 강도와 투명도가 우수한 층이 될 수 있다. 평균 입자의 직경이 10 nm 내지 300 nm의 범위 내에 있는 경우, 그러한 이점은 더욱 두드러 질 것이다. 평균 입자의 직경이 40 nm 또는 이상일 경우, 제 1 층은 제 1 층과 접촉하게 되는 물체에 대한 접착력에 저항성을 가진다.
제 1 무기 미립자의 평균 입자 직경은 주사 전자현미경(SEM)에 의해 제 1 층의 표면을 관측함으로써 수득한 사진 이미지를 사용하여 하기에 기술된 방법으로 측정된다.
먼저, 제 1 층의 표면에서 랜덤하게 선택된 두개 이상의 지점을 현미경으로 관측하여 사진 이미지를 수득한다. 이후, 각 사진 이미지에서, 랜덤하게 10개 이상의 입자를 선택하여 각 입자에 대해 입자의 평균 입자 직경으로 정의되는 그의 최대 길이를 측정한다. 마지막으로, 랜덤하게 선택된 전체 입자의 입자 직경을 평균내어 수득한 평균을 제 1 무기 미립자의 평균 입자 직경으로 사용한다.
제 1 층에서 상기 무기 미립자의 평균 입자 직경은 또한 투과 전자현미경(TEM)에 의해 제 1 층의 단면적의 관측을 통해 수득한 사진 이미지를 사용하여 상기에 기술된 것과 유사한 절차로 계산하여 측정할 수 있다.
무기 미립자의 콜로이드가 제 1 층의 형성에 사용될 경우, 콜로이드 상태의 미세 무기 입자의 평균 입자 직경은 제 1 층의 현미경 관측에 의해 측정된 무기 미립자의 평균 입자 직경과 잘 일치하였다. 따라서, 제 1 층의 형성에 사용된 콜로이드의 상기 무기 미립자의 평균 입자 직경은 제 1 층의 미립자의 평균 입자 직경으로 사용될 수 있다.
제 1 층의 형성에 사용되는 콜로이드 형태의 무기 미립자의 평균 입자 직경 의 측정 방법은 제 2 층의 형성에 사용되는 콜로이드 형태의 무기 미립자의 평균 입자 직경의 측정 방법과 동일하다.
제 1 무기 미립자의 평균 입자 직경은 바람직하게는 제 2 무기 입자의 것 보다 크다. 구체적으로, 제 1 무기 미립자의 평균 입자 직경은 제 2 무기 입자의 평균 입자 직경에 대해 바람직하게는 2 내지 100배, 더욱 바람직하게는 2.5 내지 50배, 훨씬 더 바람직하게는 3 내지 20 배이다. 더욱이, 평균 입자 직경이 20 nm 이하인 무기 미립자가 제 2 층에 사용되고, 동시에 평균 입자 직경이 40 nm 이상인 무기 미립자가 제 1 층에 사용되는 것이 바람직하다. 이 경우, 제 1 층과 지지층 간의 높은 접착력이 달성되며, 동시에 제 1 층은 크랙 발생에 대해 높은 저항성을 가지고 있다. 더욱이, 제 1 층은 제 1 층과 접촉하게 되는 물체에 대한 접착 저항성이 있다.
제 1 무기 미립자는 그의 형태에 대해 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 구형, 평판형 및 프리즘형와 같은 규칙적인 형태 뿐만아니라 불규칙한 형태도 가능하다. 그러나, 균일하고 안정한 층이 쉽게 형성될 수 있기 때문에, 규칙적인 형태가 바람직하며, 구형 또는 대략적으로 구형이 더욱 바람직하다.
상기 제 1 무기 미립자의 예는 금속, 금속 산화물, 금속 수산화물, 금속 탄산염 및 금속 술페이트의 미립자를 포함한다. 금속 원소의 예로는 금, 팔라듐, 백금 및 은을 포함한다. 금속 산화물, 금속 수산화물, 금속 탄산염 및 금속 술페이트에서 금속 원소의 예는 규소, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 바륨 및 망간을 포함한다. 바람직한 것은 금속 산화물의 미립자 및 금속 수산화물의 미립자이다.
특히, 규소 산화물 미립자, 규소 수산화물 미립자, 알루미늄 옥사이드 미립자 및 알루미늄 수산화물 미립자가 바람직하다. 특히 규소 또는 알루미늄의 산화물 콜로이드 또는 수산화물 콜로이드가 무기 미립자만을 실질적으로 함유하는 제 1 층의 안정성과 내구성의 측면에서 바람직하게 사용된다.
제 1 층에서 광촉매 화합물의 존재는 높은 가능성으로 층의 분해, 열화 또는 파괴를 야기할 것이다. 따라서, 제 1 층의 안정성과 내구성의 측면에서, 층은 어떠한 광촉매 화합물도 함유하지 않는 것이 바람직하다. 피해야할 광촉매 화합물의 예로는 아나타제형 티탄 산화물, 루틸형 티탄 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 철 산화물(철(III) 산화물), 디비스무쓰 트리옥사이드, 텅스텐 트리옥사이드 및 스트론튬 티타네이트를 포함한다. 제 1 층이 광촉매 화합물을 함유할 경우, 플라스틱 필름의 가속화된 열화 및 "초킹(chalking)"과 같은 피복물의 백화와 갈은 문제가 발생할 것이다.
제 1 무기 미립자로서, 단일 종류의 무기 미립자 뿐만아니라 두 종류 이상의 무기 미립자가 사용될 수 있다.
제 1 층은 실질적으로 무기 미립자만을 함유한다. 이 층은 바람직하게는 80 중량% 이상의 비율, 더욱 바람직하게는 90 중량% 이상의 비율, 훨씬 더 바람직하게는 95 중량% 이상의 비율의 무기 미립자로 채워져 있다.
제 1 층은 일본특허공개 평7-82398 호에 개시된 것과 같은 계면활성제, 유기계 전해질 및 무기 층상 화합물을 20 중량% 미만, 바람직하게는 10 중량% 미만, 훨씬 더 바람직하게는 5 중량% 미만으로 함유할 수 있다.
제 1 층은 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리비닐 클로라이드 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 아미노기, 에폭시기, 우레이도기, 암모늄기 및 에틸렌계 불포화 결합을 함유한 기를 갖는 가교결합가능한 무기 규소 화할물의 중합체와 같은 중합체 바인더를 함유하고 있지 않다. 제 1 층이 고분자 바인더를 함유할 경우, 피복물의 성능, 특히 알터나리아(Alternaria) 및 클라도스포리움(Cladosporium)과 같은 곰팡이의 번식에 의해 야기되는 오염을 제어할 수 있는 성능이 영향을 받을 수 있다.
플라스틱 필름 지지층의 단위 면적(1 m2)당 형성된 제 1 층의 중량은 바람직하게는 0.01 g 내지 10 g, 더욱 바람직하게는 0.05 g 내지 2 g이다. 제 1 층의 중량이 0.01 g 내지 10 g의 범위내인 경우, 우수한 오염 저항성과 높은 강도 둘다가 동시에 달성될 수 있다. 상기 중량이 0.05 내지 2 g의 범위내인 경우, 그러한 이점은 더욱 두드러 질 것이다.
제 1 층은 바람직하게는 80% 이상의 비율로, 더욱 바람직하게는 90% 이상의 비율로 본 발명의 외부에 노출된 피복물의 부분을 덮고 있다. 제 1 층이 구조물의 외부에 노출된 피복물의 표면의 80% 이상을 덮을 경우, 우수한 오염 저항성이 달성될 수 있다.
제 1 층은 플라스틱 필름 지지층에 형성된 제 2 층의 표면에 매질과 매질에 분산된 무기 미립자를 함유하는 유체 혼합물을 도포한 다음 건조에 의해 도포된 혼합물중의 매질을 제거함으로써 통상 형성된다. 무기 미립자는 도포될 유체 혼합 물내에 균일하게 분산되는 것이 바람직하기 때문에, 바람직하게는 무기 미립자의 콜로이드가 유체 혼합물로서 사용된다. 제 1 층은 예컨대, 일본특허공개 2003-238717에 기재된 방법으로 형성될 수 있다.
유체 혼합물내 분산 매질로서, 물, 메탄올, 이소프로필 알콜, n-부탄올, 이소부틸 알콜, 에틸렌 글리콜, 크실렌 등이 사용될 수 있다.
피복물의 내부 표면, 즉 본 발명의 구조물의 내부 표면을 형성하는 피복물의 표면은 항운 코팅과 같은 기능성 코팅으로 피복될 수 있다. 덧붙여, 상기 피복물은 상기 플라스틱 필름 지지층의 내부에 본질적으로 제 1 층과 제 2 층과 유사한 층을 가질 수 있다.
피복물내에 플라스틱 필름 지지층을 형성하는 재료로서, 식물성장용 구조물의 제작시에 프레임에 걸쳐 피복물의 팽창에 대한 저항성과 식물성장용 구조물 형태로 사용되는 외부에 대한 저항성이 충분한 물리적 및 화학적 강도를 가지고 있는 플라스틱이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 그러나, 투명도가 우수한 플라스틱이 특히 적합하다. 필름을 형성하는 플라스틱은 단일 종류의 중합성 재료 또는 두 종류 이상의 중합성 재료로 구성될 수 있다.
본 발명에 적합하게 적용할수 있는 플라스틱의 예로는, 올레핀계 수지; 염소-함유 수지 예컨대, 폴리(비닐 클로라이드), 비닐 클로라이드-메틸 메타크릴레이트 공중합체 및 폴리(비닐리덴 클로라이드); 폴리에스테르 수지, 예컨대 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(에틸렌 나프탈레이트); 아크릴계 수지, 예컨대 폴리(메틸 메타크릴레이트); 불소-함유 수지; 및 폴리카보네이트 수지를 포함한다.
올레핀계 수지의 예로는 일본특허공개 평6-336539 호, 2000-272068 호, 2001-103849 호 및 2002-248720 호에 개시된 수지를 포함한다.
플라스틱 필름 지지층은 화학공업(1970)에 의해 간행된 "플라스틱 및 고무용 첨가제 실용편람"에 개시된 것과 같은 각종 첨가제, 예컨대, 산화방지제, 광 안정화제, UV 흡수제, 방무제(antifogging agent), 방운제(anticlouding agents), 무기 충진제, 왁스, 정전방지제, 윤활제, 항블로킹제 및 안료를 함유할 수 있다.
산화방지제, 광 안정화제, UV 흡수제, 방무제, 방운제, 무기 필러의 구체적인 예는, 일본특허공개 2002-248720 호에 개시되어 있는 것을 포함한다.
UV 흡수제로는, 일본특허공개 평11-315067 호 및 2001-2842에 개시된 것을 또한 사용할수 있다.
플라스틱 필름 지지층은 인플레이션 성형, T-다이 성형 및 칼렌더 성형과 같은 종래의 플라스틱 필름 성형 기술에 의해 제조될 수 있다.
플라스틱 필름 지지층은 두개 이상의 플라스틱 층을 갖는 다층 필름일 수 있다. 그러한 다층 필름은 공압출 인플레이션 성형, 공압출 T-다이 캐스팅, 압출 적층 성형, 및 드라이 적층 성형과 같은 종래의 다층 필름 성형 기술에 의해 제조될 수 있다.
무기 미립자를 함유한 제 2 층을 형성하는 방법과 제 2 층 위에 형성되는 무기 미립자만을 실질적으로 함유하는 제 1 층을 형성하는 방법 둘다 특별하게 한정되지 않는다. 그의 예로는, 그라비아 코팅, 리버스 코팅, 브러쉬 롤 코팅, 스프레이 코팅, 키스 코팅, 다이 코팅 및 디핑/플레인 바 코팅을 포함한다. 구체적으 로, 이들 층은 일본특허공개 2003-238717 호에 개시된 방법에 의해 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 식물 성장용 구조물은 무기 미립자만을 실질적으로 함유하는 안정성과 내구성이 우수한 제 1 층과, 플라스틱 필름 지지층과 제 1 층 둘다에 잘 접착되어 있는 제 2 층을 갖는 피복물로 덮혀있다. 따라서, 구조물은 곰팡이에 의해 대표되는 각종 오염 원인물질에 대해 오염 저항성이 우수하다. 그 결과, 구조물 내부의 조도가 높은 수준으로 유지될 수 있다.
실시예
본 발명의 한 실시예가 하기에 나타나 있다. 그러나, 본 발명은 이 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
<무기 미립자 콜로이드 조성물의 제조>
콜로이드 실리카(상품명: SNOWTEX-ZL, BET 비표면적 기술에 의해 측정된 입자 직경=70 내지 100 nm, 고체 함량 = 40 중량%, 매질 = 물, 닛산 케미칼사에 의해 제조)를 물로 희석하여 고체 함량이 10 중량%가 되도록 했다. 따라서, 제 1 콜로이드 조성물이 수득되었다.
물 100 부에, 콜로이드 알루미나(상품명: ALUMINASOL 520, 콜로이드의 TEM 관측에 의해 입자 직경 = 10 내지 20 nm, 고체 함량 = 20 중량%, 매질 = 물, 닛산 케미칼사에 의해 제조) 1.84 중량부, 콜로이드 실리카(상품명: SNOWTEX 20, BET 비표면적 기술에 의해 측정된 입자 직경 = 10 내지 20 nm, 고체 함량 = 20 중량%, 매질 = 물, 닛산 케미칼사에 의해 제조) 0.49 중량부, 도꾜 가세이 고교 가부시끼가이샤에 의해 제조된 나트륨 카프릴레이트 0.013 중량부, 나트륨 p-톨루엔술포네이트 0.002 부(나까라이테스크사제) 및 무기 층상 화합물(상품명: Sumecton SA, 구니미네 공업사 제조) 0.09 중량부를 첨가하였다. 따라서, 제 2 콜로이드 조성물이 제조되었다.
<플라스틱 필름의 제조>
하기에 나타난 재료(i)과 (ii)를 사용하여, 공압출 인플레이션 성형(가공온도: 150℃)에 의해 삼층 필름을 제조하였다. 삼층 필름에서, 두께 30 ㎛의 층(1), 두께 90 ㎛의 층(2) 그리고 두께 30 ㎛의 층(3)을 이 순서 대로 적층하였다. 형성된 관형 필름은 둘레가 8540 mm였다. 재료(i)은 층(1)과 (3)에 사용하였으며, 한편 재료(ii)는 층(2)에 사용하였다. 인플레이션 성형의 최종 단계에서, 관형 기포는 닙 롤을 통과함으로써 접혀졌다.
재료(i):
열가소성 수지 조성물은 에틸렌/헥센-1 공중합체(상품명: Sumikathene-E FV201, 스미또모 케미칼사 제조) 75 중량%, 폴리에틸렌 수지(상품명: Sumikathene F208-0, 스미또모 케미칼사 제조) 24.3 중량%, 광 안정화제(상품명: Tinuvin 622, 시바 스페셜티 케미칼사 제조) 0.6 중량% 및 산화방지제 (상품명: Irganox 1010, 시바 스페셜티 케미칼사 제조) 0.1 중량%로 만들어졌다.
재료(ii):
열가소성 수지 조성물은 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(상품명: Evatate H2031, 스미또모 케미칼사 제조) 87.4 중량%, 유사 히드로탈시트 화합물(상품명: DHT-4A, 교오와 케미칼사 제조) 12 중량%, 광 안정화제(상품명: Tinuvin 783, 시바 스페셜티 케미칼사 제조) 0.5 중량% 및 산화방지제 (상품명: Irganox 1010, 시바 스페셜티 케미칼사 제조) 0.1 중량%로 만들어졌다.
<코팅의 형성>
인플레이션 성형에 이어, 접힌 필름의 외부 표면에 코로나 처리를 실시한다. 이 처리직후, 제 2 콜로이드 조성물을 그 표면에 도포한 다음 건조시켜 무기 미립자를 함유한 제 2 층을 형성하였다. 제 2 콜로이드 조성물의 도포는 제 2 층의 0.2 g이 0.2 mm φ와이어가 감긴 길이 4500 mm 및 직경 16 mm 메이어 바(Meyer bar)를 사용하여 필름의 외부 표면 단위 면적(1 m2)당 형성되도록 수행되었다. 코로나 처리는 필름이 400 μN/cm 이상의 표면 에너지를 가질 수 있도록 처리되었다. 건조는 60℃의 풍온과 18 m/sec의 풍속에서 건조기에서 수행되었다.
상기 제 2 층의 형성에 이어, 제 1 콜로이드 조성물을 제 2 층 위에 도포한 다음, 건조시켜 제 2 층위에 무기 미립자만을 실질적으로 함유하는 제 1 층을 형성하였다. 제 1 콜로이드 조성물의 도포는 최대 직경과 최소 직경의 차이가 6 ㎛ 이하인 표면 조도를 가지고 있는 길이 4500 mm 및 직경 16 mm 플레인 바(plain bar)를 사용하여 수행되었다. 도포는 제 1 층의 0.2 g이 필름의 외부 표면 단위 면적(1 m2)당 형성되도록 수행되었다. 건조는 60℃의 풍온과 18 m/sec의 풍속에서 건조기에서 수행되었다.
수득된 접힌 필름을 세로 방향으로 그의 한면 모서리를 따라 벤후, 펼쳤다. 따라서, 폭 8400 mm 및 두께 150 ㎛의 코팅된 필름이 수득되었다.
코팅된 필름의 제 1 층 표면의 SEM 사진과 필름 단면의 TEM 사진은 각각 도 1과 도 2에 나타나 있다. 도 1은 코팅된 필름의 외부 표면이 무기 미립자만을 실질적으로 함유하는 층으로 피복된 것을 보여주었다. 도 2는 플라스틱 필름 지지층이 무기 미립자의 두개 층으로 피복된 것을 보여주었다.
<농업용 하우스의 설치>
일본 시바현에 위치한 시험장내 야외에, 상기에서 제조된 코팅 필름인 피복물을 농업용 하우스의 형태로 제작된 프레임에 걸쳐 펼쳤다. 따라서, 농업용 하우스가 설치되었다. 코팅된 필름은 그의 코팅된 표면이 농업용 하우스의 외부 표면을 형성하도록 배치하였다.
<조도의 측정>
하우스내 시간에 따른 조도의 변화를 시험하였다. 광 감지기를 가진 조도기를 광 감지기의 수광면이 지면에 대해 20도의 각도를 형성하면서 피복물의 내부 표면과 접촉하도록 지면위 1.7 m의 위치에 설치하였다.
한편, 하우스 근처 옥외에, 광 감지기를 가진 다른 조도기를 광 감지기의 수광면이 지면에 대해 20도의 각도를 형성하면서 피복물의 내부 표면과 접촉하도록 지면위 1.7 m의 위치에 설치하였다.
모두 동시에 측정된, 하우스 옥외 조도 대 하우스 내부 조도의 비(%)가 계산되었다.
<오염 발생 물질의 분석>
하우스 설치한지 두 달의 기간이 경과한후 피복물의 일부를 샘플링하였다. 샘플에 대해 하우스의 외부에 노출된 표면상에 부착된 오염 원인 물질을 분석하였다.
시험결과는 표 1에 나타나 있다.
비교예 1
한면에 산젠 가꼬사에 의해 제작된 무기 콜로이드 조성물 유래 코팅 "KLINTATE MC 150"을 갖는 농업용 폴리올레핀 수지 필름을 시험 하우스에 걸쳐 펼쳐 코팅이 내부로 노출되도록 했다. 평가는 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다. 필름은 필름상에 인쇄된 방식대로 펼쳤다. 시험 결과는 표 1에 나타냈다.
참고예
미쓰비시 화학 MKV사에 의해 제작된 아크릴 수지 코팅"Clean Ace"을 한면에 갖는 농업용 비닐 클로라이드 수지를 시험 하우스에 펼쳐 코팅이 외부로 노출되도록 했다. 평가는 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하였다. 필름은 필름상에 인 쇄된 방식대로 펼쳤다. 시험 결과는 표 1에 나타냈다.
| 상대 조도(%) | 오염 원인 물질(2달후 수집) | |||||
| 펼친 직후 | 3달후 | 16달후 | 더스트*1 | 매연*2 | 곰팡이*3 | |
| 실시예1 | 92.9 | 86.5 | 86.1 | 극히소량검출 | 미검출 | 알터나리아 및 클라도스포리움이 미검출됨 |
| 비교예1 | 92.9 | 75.3 | 77.4 | 극히소량검출 | 미검출 | 알터나리아 및 클라도스포리움이 검출됨 |
| 참고예 | 95.7 | 76.9 | 69.9 | 미검출 | 미검출 | 미검출 |
| *1: Mg, Ca, Al 및 Si로 검출(이온 크로마토그래피 분석) *2: 벤즈피렌 검출(이온 크로마토그래피 분석) *3: 형태 관측(아가 매질에 옮긴후 배양한후 관측) |
||||||
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 농업용 하우스는 상대적인 조도의 감소가 덜 했고, 따라서 지속성이 있는 조도를 나타내었다. 더욱이, 두 달후 실시된 오염 원인 물질 분석에서, 알터나리아 및 클라도스포리움이 검출되지 않았으며, 따라서 곰팡이의 증식은 관측되지 않았다.
한편, 비교예 1의 하우스는 상대적인 조도에서 큰 감소가 겪었으며, 따라서 지속성이 감소된 조도를 나타내었다. 더욱이, 알터나리아 및 클라도스포리움이 증식되는 것이 관측되었다.
본 발명에 의해 곰팡이 및 이끼의 전파에 의해 야기되는 오염과 더스트 입자, 매연, 오일 미스트, 꽃가루 등의 접착에 의한 오염 둘다를 효율적으로 방지하고, 그에 의해 투명성의 저하가 효율적으로 잘 방지될 수 있는 식물 성장용 구조물, 예컨대, 농원예용 하우스 또는 터널이 제공될 수 있었다.
Claims (2)
- 프레임과 이 프레임을 피복하여 구조물의 외형을 규정짓는 피복물을 함유하고 있는 식물성장용 구조물로서,상기 피복물은플라스틱 필름으로 만들어진 지지층,제 1 무기 미립자를 80 중량% 이상의 비율로 함유하며, 상기 피복물의 한 면을 형성하고, 다른 면은 구조물의 외부 표면이 되는 제 1 층, 그리고제 2 무기 미립자를 함유하며, 상기 지지층과 제 1 층 사이에 위치해 있는 제 2 층을 함유하며, 제 2 층은 지지층 위에 형성되어 있고 제 1 층은 제 2 층위에 형성되어 있는, 식물 성장용 구조물.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 무기 미립자의 평균 입자 직경이 제 2 무기 미립자의 평균 입자 직경 보다 큰 구조물.
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