WO2006098285A1 - 温室、温室を使用した植物の栽培方法、及び透過性基板 - Google Patents

温室、温室を使用した植物の栽培方法、及び透過性基板 Download PDF

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WO2006098285A1
WO2006098285A1 PCT/JP2006/304926 JP2006304926W WO2006098285A1 WO 2006098285 A1 WO2006098285 A1 WO 2006098285A1 JP 2006304926 W JP2006304926 W JP 2006304926W WO 2006098285 A1 WO2006098285 A1 WO 2006098285A1
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WO
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film
refractive index
greenhouse
substrate
transparent conductive
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Application number
PCT/JP2006/304926
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English (en)
French (fr)
Inventor
Koichiro Kiyohara
Taichi Fukuhara
Toru Yamamoto
Hirokazu Tanaka
Satoshi Harada
Shinji Mukai
Ayumu Kishi
Tsuyoshi Kinoshita
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Company, Limited
Kagome Co., Ltd.
Kajima Corporation
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/22—Shades or blinds for greenhouses, or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3417—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Definitions

  • the present invention relates to a greenhouse and a method for cultivating plants using the greenhouse.
  • the present invention further relates to a permeable substrate used in a greenhouse.
  • a greenhouse means a "structure covered with a material that transmits sunlight", which is built for the purpose of growing plants.
  • Such greenhouses are used for solar-powered cultivation facilities (plant factories, etc.), research facilities (Phytotron, etc.), agriculture, forestry and fisheries facilities, for example, breeding facilities such as seedling farms.
  • the conventional glass greenhouse which has been used, has a drawback in that the running cost is high.
  • heating is necessary to maintain the growth temperature of the plant to be cultivated.
  • the pollination ability of the plant being cultivated is reduced, for example, in the case of tomato cultivation.
  • temperature tends to inhibit the activity of important enzymes beyond the optimum temperature for various enzymes related to lycopene production, etc., it is necessary to devise measures to lower the greenhouse temperature such as cooling, etc. It is because it is necessary to do.
  • an object of the present invention is to use a transmissive substrate having a heat insulating effect to significantly reduce the running cost of a greenhouse and to maintain or increase the visible light transmittance so that the yield of plants is increased.
  • Another object of the present invention is to provide a greenhouse that improves the temperature and a method for cultivating plants using the greenhouse.
  • the “harvested amount” refers to the total amount of harvested plants (fruits) excluding defective products that are not suitable as a product, such as color irregularities or malformations.
  • the ratio of the “harvested amount” to the “total amount of harvested plants (fruits)” is called the “good product rate”.
  • the present invention is a greenhouse covered with a material that transmits solar radiation, and includes a transparent substrate having a visible light transmittance of 86% or more and a solar transmittance of 78% or less as the material. It is characterized by.
  • the thermal conductivity of the transparent substrate is 4W.
  • the transmissive substrate is a single plate.
  • the veneer is a substrate, a transparent conductive film on the substrate, and the transparent conductive film, wherein the refractive index is lower than the refractive index of the transparent conductive film.
  • a first low-refractive-index film having:
  • a second low-refractive-index film having a refractive index intermediate between the refractive indexes of the substrate and the transparent conductive film.
  • the low refractive index film has a refractive index lower than that of the transparent conductive film.
  • the surface average roughness (Ra) of the unevenness on the outermost surface on the film surface side is 5 ⁇ ! It is characterized by being in the range of ⁇ lOOnm.
  • the plant cultivation method of the present invention is characterized by cultivating a plant using the greenhouse of the present invention.
  • the plant is a fruit vegetable.
  • the fruit vegetables are tomatoes.
  • the transmissive substrate of the present invention is a transmissive substrate used for a greenhouse covering material, has a visible light transmittance of 86% or more, a solar radiation transmittance of 78% or less, and a heat transmissivity. 4W / m 2 K or less.
  • an increase in temperature on the surface of the plant being cultivated can be suppressed even in a greenhouse that does not use cooling.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a transmissive substrate.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of an apparatus using an online CVD method.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of a transmissive substrate.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing still another example of a transmissive substrate.
  • FIG. 5A is a front view of the greenhouse used in the experiment.
  • FIG. 5B is a top view of the greenhouse used in the experiment.
  • the greenhouse of the present invention uses a transparent substrate having a visible light transmittance of 86% or more and a solar radiation transmittance of 78% or less.
  • This transparent substrate can be used in a greenhouse instead of the vinyl and glass parts used in conventional greenhouses.
  • This permeable substrate it is possible to greatly reduce the running cost due to the use of air-conditioning equipment and to improve the yield of cultivated plants to the same level as or better than the conventional greenhouse.
  • the transparent substrate of the present invention will also be described in the description of the greenhouse. Therefore, in the following description, the transparent substrate used in the greenhouse also means the transparent substrate of the present invention.
  • the visible light transmittance is a daylight beam perpendicularly incident on the surface of a substrate such as glass, and an incident beam of the transmitted beam.
  • the ratio to Daylight shall mean CIE daylight as determined by the International Commission on Illumination (CIE).
  • CIE daylight the spectral illuminance distribution of daylight with the same color temperature as that of blackbody radiation is shown as a relative value to the wavelength of 560 nm based on the observation data.
  • the luminous flux is the product of the product of the radiant flux and the visibility value for each wavelength of radiation, integrated over the wavelength (see Japanese Industrial Standards JIS Z 8113 and JIS Z 8120).
  • the solar radiation transmittance refers to the ratio of the transmitted radiant flux to the incident radiant flux with respect to the solar radiant flux perpendicularly incident on a substrate surface such as glass.
  • Solar radiation means direct solar radiation, that is, the near-ultraviolet, visible, and near-infrared wavelength regions that pass through the atmosphere and reach the ground directly (300 ( ⁇ 2500nm) radiation.
  • the reason why the lower limit of the visible light transmittance is set to 86% or more is mainly from the viewpoint of promoting favorable growth of greenhouses and, consequently, plants.
  • it is the most effective for wavelength photosynthesis in wavelengths that can be absorbed by plant leaf chlorophyll, that is, in the range of 400-500 nm and 600-700 nm, and these wavelengths roughly account for about 90% of the effective wavelength. Therefore, the visible light transmittance is defined from the viewpoint that the transmittance in the visible light region is important for greenhouse cultivation.
  • the upper limit of the visible light transmittance is not limited as long as it is appropriately set according to the application, but is substantially 96% considering the current technical limit ( The reflectance of one side of the glass plate is 4%, and the transmittance of visible light is 96% under the condition that one side is non-reflective, but this is a theoretical value. % Is considered a commercial limit).
  • the upper limit of solar radiation transmittance is set to 78% or less because an effect of lowering the temperature of the flower and the temperature of the fruit is expected in order to avoid damage due to high temperature. is there.
  • the lower limit of solar radiation transmittance is not particularly limited as long as it is appropriately set according to the application. However, as a practical matter, it is technically difficult to lower the solar radiation transmittance while maintaining a high visible light transmittance, and from the viewpoint of it, the lower limit of the solar radiation transmittance is about 42%.
  • the thermal conductivity of the transmissive substrate is 4 W / m 2 K or less.
  • the heat transmissivity is the difference between the ambient air temperature outside the room and the ambient air temperature inside the room in the glass window on the outside wall of the building. This means the heat flow rate through the part.
  • the difference between the surface temperature on the outside / inside of a glass sheet or multi-layer glass and the ambient air temperature on each side is called the surface heat transfer coefficient.
  • the heat transmissivity of 4 WZm or less has the viewpoint of improving the energy saving effect and reducing running costs.
  • the heat transmissivity is ideally ideal as close to zero as possible. In practice, there are some limits. Therefore, the lower limit of the heat transmissibility is not particularly limited.
  • the permeable substrate is preferably a single plate from the viewpoint of easy manufacturing processes. Veneer, illustration As shown in FIG. 1, the substrate 1, the transparent conductive film 2 on the substrate, and the first low refractive index film on the transparent conductive film having a refractive index lower than the refractive index of the transparent conductive film. It consists of three.
  • the substrate 1 is not particularly limited, and is a transparent or translucent glass plate at least in the visible light region, or a synthetic resin plate that is transparent or translucent in at least the visible light region. Can be mentioned.
  • a transparent or translucent glass plate As the material of the glass plate, float glass soda lime glass, borosilicate glass, crystallized glass, and the like can be used.
  • a material for the synthetic resin plate PET (polyethylene terephthalate), PVB (polybutyral), EVA (ethyl vinyl acetate), cellulose-based resin, and the like can be used.
  • the thickness of the substrate is not particularly limited, but generally speaking, it is preferable that the thickness is 0.5 to LOmm and is 1 to 5 mm.
  • the transparent conductive film 2 on the substrate 1 from the viewpoint of improving the visible light transmittance, tin oxide, indium oxide, tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide (IZ 0), for example, acid bells are used.
  • a method for forming the transparent conductive film a method generally used for forming a thin film such as a thermal decomposition method, a CVD method, a sputtering method, or a sol-gel method is used.
  • the film forming method is not particularly limited, but a thermal decomposition method, in particular, a thermal CVD method is preferable for forming a film over a large area at a low cost.
  • acid tin tin is more preferable because it can be formed relatively easily.
  • oxytin means that the content of the composition component is 50% by mass or more according to common usage. Since the characteristics of the thin film are roughly determined by the main component, it is considered appropriate to judge the characteristics of the thin film using the main component.
  • the raw materials for the thin film mainly composed of tin oxide by pyrolysis are tin tetrachloride, dimethyltin dichloride, dibutyltin dichloride, tetramethyltin, tetraptyltin, dioctyltin dichloride, monobutyltin trichloride, dibutyltin diacetate. And so on.
  • Examples of the oxidizing raw material that reacts with the raw material to form a thin film mainly composed of tin oxide include oxygen, water vapor, and dry air.
  • an antimony-fluorine compound may be added to the mixed gas stream in order to improve the conductivity.
  • Antimony compounds include: Examples of powerful fluorine compounds such as antimony trichloride and antimony pentachloride include hydrogen fluoride, trifluoroacetic acid, bromotrifluoromethane, and chlorodifluoromethane.
  • antimony or fluorine When antimony or fluorine is doped into acid tin, the number of electron carriers in the acid tin is increased and the emissivity is decreased, so that the thermal conductivity of the thin film is decreased and the heat insulation performance is improved.
  • the content of antimony or fluorine doped with tin oxide is not particularly limited, but is preferably about 0.01% by mass to 1% by mass. Within this range, the conductivity is effectively improved.
  • the glass ribbon in the float method is used as a base, and the pre-process and post-process are continuously performed in the float bath (hereinafter referred to as “online CVD method”). Because the heat of the heat can be used, no heat treatment is required, and the productivity is higher.
  • the equipment used in the on-line CVD method flows from the melting furnace (float kiln) 11 into the float bath 12 and moves a predetermined distance from the surface of the glass ribbon 10 moving in a strip shape on the tin bath 15.
  • a predetermined number of coaters 16 (three coaters 16a, 16b, 16c in the illustrated form) are arranged in the tin float tank. From these coaters, a gaseous raw material is supplied, and pretreatment is performed on the glass ribbon 10 to form a thin film.
  • a two-layer base film may be formed after the pretreatment, or a thin film may be formed by supplying a plurality of coater force raw materials.
  • the glass ribbon 10 on which the thin film has been formed is pulled up by a roller 17 and fed into a slow cooling furnace 13.
  • the glass ribbon slowly cooled in the slow cooling furnace 13 is cut into a glass plate having a predetermined size by a cutting device (not shown).
  • a spray method may be used in combination with the CVD method in the float bath for the glass ribbon coming out of the float bath 12.
  • the transparent conductive film 2 has an infrared reflectivity by electron carriers and has a property of lowering the emissivity and lowering the heat transmissivity.
  • the film thickness of the transparent conductive film is visible light transmittance, heat transmissivity However, when tin oxide is used for the transparent conductive film, 200 to 500 nm is preferable, and 250 to 400 nm force S is more preferable. If the film thickness is too thin, the heat transmissivity increases, and if the film thickness is too thick, the visible light transmittance is reduced, which is preferable.
  • the low refractive index film (first low refractive index film) 3 on the transparent conductive film 2 has a refractive index lower than the refractive index of the transparent conductive film 2.
  • the low refractive index film (first low refractive index film) 3 on the transparent conductive film 2 can be anything as long as it has a refractive index lower than the refractive index of the transparent conductive film 2, but is inexpensive and easy.
  • a silicon oxide film or a fluorine magnesium film that can be produced is preferred.
  • the film formation method is not particularly limited, such as a thermal decomposition method, a CVD method, a sputtering method, or a sol-gel method, but in order to form a film with a large area at a low cost, a vacuum is not required for the process.
  • the method, particularly the thermal CVD method and the sol-gel method are preferable.
  • the raw materials for forming the silicon oxide film by the thermal CVD method include monosilane, disilane, trisilane, monochlorosilane, dichlorosilane, 1,2-dimethyl.
  • examples include tilsilane, 1,1,2-trimethyldisilane, 1,1,2,2-tetramethyldisilane, tetramethylorthosilicate, tetraethylorthosilicate, and the like.
  • examples of the acid source include oxygen, water vapor, dry air, carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen dioxide, nitrogen, and ozone.
  • silane it is also possible to use an unsaturated hydrocarbon gas such as ethylene, acetylene or toluene in order to prevent the reaction of the silane before reaching the glass surface!
  • the film thickness of the first low refractive index film 3 is required to have a function of improving the visible light transmittance by utilizing light interference.
  • the thickness of the silicon oxide film is preferably 50 to 120 nm. 60: LOOnm force S is preferred. If the film thickness is too thin or too thick, the visible light transmittance will decrease.
  • Film formation by the sol-gel method is a known method (for example, Yuji Yamamoto, Kouichi Kamiya, Sakuo Sakuhana, Kiln
  • the general method is to apply a solution containing an organometallic compound or a hydrolyzate thereof to a substrate, which can be carried out in a trade association magazine, 90, 328-333 (1982).
  • the coating method is not particularly limited as long as a known technique is used, but a method using a spin coater, a roll coater, a spray coater, a curtain coater or the like, a dip pulling method (dip coating method), a flow coating method ( (Flow coating method), a method in which a cloth or paper containing a coating solution is brought into contact with the glass plate surface and rubbed with an appropriate force (rubbing method), screen printing, gravure printing, curved surface printing, etc. Various printing methods are used.
  • Methods for cleaning and surface modification include degreasing and cleaning with organic solvents such as alcohol, acetone and hexane, cleaning with alkali and acid, polishing the surface with an abrasive, ultrasonic cleaning, ultraviolet irradiation treatment, ultraviolet light Examples include ozone treatment (ultraviolet irradiation treatment in an oxygen gas atmosphere) and plasma treatment.
  • the organometallic compound may be basically any compound as long as it undergoes hydrolysis and dehydration condensation, but metal alkoxides are preferably metal chelates.
  • metal alkoxides are preferably metal chelates.
  • Specific examples of the metal alkoxide include methoxide such as silicon, aluminum, zirconium and titanium, ethoxide, propoxide, butoxide and the like, preferably used alone or as a mixture, and as the metal chelate, silicon, aluminum, zirconium or titanium.
  • An acetylylacetonate complex such as is preferably used.
  • the solvent for dissolving the organometallic compound is not particularly limited, but water, alcohols and ketones are preferably used alone or in combination from the viewpoint of safety, cost and workability.
  • alcohols include methanol, ethanol, propanol, and butanol
  • ketones include acetone, methyl ethyl ketone, and jetyl ketone.
  • the organometallic compound is hydrolyzed if necessary. Add water and an acid catalyst as needed to the organometallic compound solution, hydrolyze it for a certain period of time at a certain temperature, dilute if necessary, and use it for coating. Hydrolysis conditions are not particularly limited, but it is preferably performed at a temperature of 20 to 60 ° C. for 3 minutes to 50 hours. Temperature is below 20 ° C If the temperature is shorter than the interval, the acceleration of hydrolysis is not sufficient, and even if the temperature is higher than 60 ° C or the time is longer than 50 hours, the effect of promoting hydrolysis is no longer improved, and the life of the coating solution is also shortened. Is preferable because it becomes shorter!
  • the acid catalyst in addition to mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, organic acids such as acetic acid, formic acid, citrate and p-toluenesulfonic acid are used.
  • the addition amount of the acid is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 8 in terms of molar ratio with respect to the organic metal compound. If the amount of added acid is less than 0.001 in terms of molar ratio, the hydrolysis of the organometallic compound is not sufficiently promoted, and even if the molar ratio is more than 8, the effect of promoting hydrolysis is no longer improved and the acid is no longer effective. It becomes excessive and is not preferable.
  • the amount of water to be added for hydrolysis is not particularly limited, but is preferably 0.1 or more in terms of molar ratio with respect to the organometallic compound. If the amount of water added is less than 0.1 in terms of molar ratio, the hydrolysis of the organometallic compound is not promoted sufficiently, which is not preferable.
  • the concentration of the organometallic compound solution used for coating is not particularly limited, but 0.001 to 5% by mass is preferably used. It is convenient to apply so that the concentration in this range is several tens of nm by the above application method.
  • the substrate after coating is preferably dried or heat-treated at a temperature of 20 to 250 ° C for 3 minutes to 3 hours. More preferably, the heat treatment is performed at a temperature of 80 to 200 ° C. for 3 minutes to 1 hour. This treatment improves the strength and durability of the low refractive index film. If the temperature is lower than 20 ° C or the time is shorter than 3 minutes, the above effect is not sufficient, which is not preferable. If the temperature is higher than 250 ° C, the organometallic compound may decompose, which is not preferable. Also, even if the time is longer than 3 hours, the above effect is no longer improved, so the viewpoint of productivity is not preferred.
  • an intermediate value between the refractive index of the substrate 1 and the refractive index of the transparent conductive film 2 is used between the substrate 1 and the transparent conductive film 2.
  • a second low refractive index film 4 having a refractive index of 5 is provided between the substrate 1 and the transparent conductive film 2 .
  • the second low refractive index film 4 can reduce interference and increase the transmittance in the entire wavelength range of visible light.
  • the alkali concentration diffusing from the substrate 1 reduces the carrier concentration of the transparent conductive film 2 and increases the emissivity. Therefore, between the substrate 1 and the transparent conductive film 2 It is preferable to form an alkali diffusion preventing film.
  • Substrate 1 and transparent If a film having a refractive index higher than that of the transparent conductive film 2 is provided between the conductive film 2 and the visible light transmittance is reduced, the refractive index of the film provided between the substrate and the transparent conductive film is It must be lower than the refractive index of the film.
  • the film is not particularly limited as long as it has a refractive index lower than that of the transparent conductive film, but an oxide silicon film that has high alkali diffusion prevention performance and can be easily manufactured at low cost is preferably used.
  • the thickness of this film is not particularly limited as long as it has a function of preventing alkali diffusion, but is preferably 15 nm or more, more preferably 20 nm or more. If the film thickness becomes too thin, the alkali diffusion prevention function is not effective.
  • the color tone is achromatic due to light interference, and the transmittance over the entire visible light region is increased. be able to.
  • a film for example, a silicon oxycarbide film or a silicon-tin composite oxide can be used.
  • the thickness of the second low-refractive index film 4 is not particularly limited as long as it has a function of making the color tone achromatic by light interference and further preventing alkali diffusion, but makes the color tone achromatic. From the viewpoint of 50 ⁇ : LOOnm is preferred 60 ⁇ 80nm force S is more preferred.
  • the method for producing the silicon oxycarbide film or the silicon-tin composite oxide is not particularly limited, but can be easily produced by using a thermal CVD method.
  • the silicon oxycarbide film is obtained by changing the raw material distribution of the oxidation source in the raw material, and the silicon-tin composite oxide is obtained by mixing the acid-silicon film raw material and the acid-tin tin raw material.
  • the high refractive index film 5 has a refractive index higher than the refractive index of the third low refractive index film 6, and the third low refractive index film 6 is refracted by the transparent conductive film 2. Having a refractive index lower than the refractive index.
  • the two-layer film of the high refractive index film 5 and the third low refractive index film 6 can achieve achromatic color tone using light interference, and increase the transmittance in the entire visible light range. be able to.
  • a tin oxide film, a titanium oxide film, a silicon nitride film, or the like is used because of easy fabrication.
  • the film formation method is not particularly limited, such as a thermal decomposition method, a CVD method, a sputtering method, or a sol-gel method.
  • a thermal decomposition method particularly a thermal CVD method is used. preferable.
  • titanium oxide raw material examples include titanium tetrachloride and titanium isopropoxide.
  • oxidizing raw material examples include oxygen, water vapor, and dry air.
  • silicon nitride materials include monosilane (SiH), disilane (SiH), four
  • Rusilane (CH) Si) or tetrafluoride silicon (SiF), etc.
  • the film thickness 5 of the high refractive index film is not particularly limited as long as the two layers of the third low refractive index film 6 can neutralize the color tone and increase the transmittance in the entire visible light region.
  • the tin oxide film strength may be in the range of 20 to 30 nm, and the silicon oxide film may be in the range of 20 to 30 nm. preferable.
  • the surface average roughness (Ra) of the irregularities on the outermost surface of the film surface is in the range of 5 nm to 100 nm.
  • the strong range was determined by setting a good hydrophilicity on the inner surface of the glass to prevent water drops from falling onto plants grown in the greenhouse as much as possible. If Ra is less than 5 nm, the effect of preventing the drop of water droplets is small and undesirable, and if it is greater than lOOnm, the transparency is impaired and the visible light transmittance is lowered.
  • the material of the outermost surface having irregularities is not particularly limited as long as it shows hydrophilicity. However, when silicon oxide is used, the surface is hard to become dirty, the hydrophilicity is maintained for a long time, and the effect of preventing water drops from dropping continues. So especially preferred.
  • arithmetic average roughness (Ra) defined in Japanese Industrial Standard JIS B0601 (l 994) is used.
  • the arithmetic mean roughness value (nm) is expressed as “absolute value of deviation from the mean line” and is given by the following equation.
  • the method for forming the unevenness on the outermost surface on the film surface side is as follows: 1) a method using crystal grain boundaries generated during the formation of the transparent conductive film 2; 2) the first low refractive index film
  • a coating solution comprising a metal oxide colloid or metal oxide fine particles and a hydrolytic / condensation-polymerizable organometallic compound or a chlorosilyl group-containing compound is applied onto the substrate to form irregularities.
  • the method etc. are mentioned.
  • a method using a crystal grain boundary for example, if an oxide-tin film is formed as a transparent conductive film by a vapor phase method such as a CVD method, crystal particles grow as the film grows, and the surface is recessed. Convex is formed. If the first low-refractive-index film 3 is formed with a film thickness that does not impair the irregularities formed thereon, 5 ⁇ ! A transparent substrate having a surface average roughness (Ra) of ⁇ lOOnm can be formed.
  • metal oxide colloid or metal oxide fine particles may be used as acid silicon (silica), acid oxide.
  • Single-component metal oxide colloid or metal oxide fine particles selected from the group consisting of aluminum (alumina), zirconium oxide (zircoua), titanium oxide, titanium dioxide, nickel oxide cerium (cerium), Mixtures of these, and composite metal oxide colloids and fine particles having two or more components are used. These are preferably used in the form of a solvent dispersion sol.
  • metal oxide sols examples include Snowtex — OL, Snowtex 1 O, Snowtex 1 OUP and Snowtex 1 UP, which are silica sols manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., Alminasol 520, Zirco-Azol NZS-30A. , Ishihara Sangyo Co., Ltd. titasol ST S-01, STS-02, Taki Chemical Co., Ltd.-Idral U-15 (ceria sol), M-6 (titania sol), etc.
  • organic solvent-dispersed silica sols such as IPA-ST and XBA-ST manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.
  • commercial water alcohol mixed solvent-dispersed titers containing binders such as ST-K01 and ST-K03 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.
  • Examples include azoles.
  • the size of the metal oxide colloid or metal oxide fine particles is preferably 6 to 500 nm. If the particle size is less than 6 nm, the surface average roughness (Ra) is less than 5 nm, and it is not preferable because it is easy to form irregularities effective for hydrophilization. When the particle size exceeds 500 nm, the arithmetic average roughness (Ra) becomes larger than lOOnm, the irregularities are too large and the transparency is lost. This is preferable because id and fine particles are likely to settle.
  • chain colloid or chain fine particles are preferable.
  • chain-shaped colloids and fine particles the surface irregularities are three-dimensionally intricately shaped, and surface irregularities with high hydrophilic properties and hydrophilic sustainability can be formed.
  • chain colloids include Snowtex OUP and Snowtex UP, which are silica sols manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., which have a diameter of 10 to 20 nm and a length of 40 to 300 nm.
  • the solvent for the colloid and the fine particles is not particularly limited as long as the colloidal particles and the fine particles are substantially stably dispersed.
  • water which is preferably a simple substance or a mixture of water, methanol, ethanol, propanol, or the like is preferred. Further preferred. These water and lower alcohol can be easily mixed with a solution containing an organometallic compound, and can be easily removed by heat treatment after film formation. Of these, water is most preferable in the production environment.
  • a dispersion aid may be added.
  • the dispersion aid is not particularly limited, and commonly used additives such as electrolytes such as sodium phosphate, sodium hexametaphosphate, potassium pyrophosphate, sodium chloride aluminum, iron chloride, various surfactants, various organic high additives. Molecules, silane coupling agents, titanium coupling agents and the like are used, and the amount added is usually 0.01 to 5% by mass with respect to the colloid and fine particles.
  • Organic metal compounds capable of polycondensation are basically those that undergo hydrolysis and dehydration condensation. Any compound may be used, but a metal alkoxide is preferably a metal chelate.
  • metal alkoxide examples include methoxide such as silicon, aluminum, zirconium, and titanium, ethoxide, propoxide, butoxide, and the like, preferably used alone or as a mixture, and as the metal chelate, silicon, aluminum, Acetylacetonate complexes such as zirconium and titanium are preferably used.
  • organometallic compound a high molecular weight type alkyl silicate, for example, ethyl silicate 40 manufactured by Colcoat Co., Ltd. or MS56 manufactured by Mitsubishi Igaku Co., Ltd. may be used. Can do.
  • organometallic compound hydrolyzate a commercially available alkoxysilane hydrolyzed solution, for example, HARS-10 manufactured by Colcoat Co., Ltd., Ceramica G-91, G-92-6 manufactured by Nippon Sheet Laboratory Co., Ltd. -500 can be used.
  • the chlorosilyl group-containing compound contained in the coating solution together with the metal oxide colloid or the metal oxide fine particles is a chlorosilyl group (—SiCl X _, where n is 1, 2, or 3).
  • X is hydrogen, or a compound having at least one in the molecule, each having 1 to C carbon atoms: an alkyl group, an alkoxy group, or an alkoxy group, each of which has at least 2 carbon atoms.
  • N 2n + 2 of Si H (where n is an integer from 1 to 5)
  • Chlorosilane and its partial hydrolysates and polycondensates thereof in which at least two of the hydrogen atoms are substituted with chlorine and other hydrogen atoms are optionally substituted with an alkyl group, an alkoxy group, or an acyloxy group are preferred.
  • trichlorosilane trichlorosilane
  • SiHCl triclonal monomethylsilane
  • SiH C1 dichlorosilane
  • the chlorosilyl group-containing compound is tetrachlorosilane.
  • the chlorosilyl group has a very high reactivity, and forms a dense film by self-condensation or condensation reaction with the substrate surface.
  • the solvent of the solution containing the organometallic compound or the chlorosilyl group-containing compound or a hydrolyzate thereof is basically anything as long as it substantially dissolves the organometallic compound, the chlorosilyl group-containing compound or the hydrolyzate thereof. Although it is good, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol are most preferred, and an organometallic compound or a chlorosilyl group-containing compound or a hydrolyzate thereof is contained at a concentration of 1 to 30% by mass.
  • Water is required for hydrolysis of the organometallic compound. This may be acidic or neutral, but in order to promote hydrolysis, it is preferable to use water acidified with hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, citrate, sulfonic acid, or the like.
  • the amount of acid added is not particularly limited
  • the molar ratio with respect to the organometallic compound is preferably 0.001 to 8. If the amount of acid added is less than 0.001 in molar ratio, the hydrolysis of the organometallic compound is not sufficiently promoted, and even if the molar ratio is more than 8, the effect of promoting hydrolysis is no longer improved. In addition, the hydrophilicity of the film after film formation It ’s good because it ’s so good.
  • the addition amount of water necessary for the hydrolysis of the organometallic compound is preferably 0.1 to LOO in a molar ratio to the organometallic compound. If the hydrogenated amount is less than 0.1 in terms of molar ratio, the hydrolysis of the organometallic compound is not sufficiently promoted. If the molar ratio is greater than 100, the stability of the liquid tends to decrease. .
  • the amount of added acid is more than 4 in terms of molar ratio, the effect of promoting hydrolysis is no longer improved, and the hydrophilicity of the uneven film after film formation is not good, which is not preferable.
  • the amount of water added is 0 to molar ratio with respect to the chlorosilyl group-containing compound: LOO is good! If the amount of hydrogenated salt is more than 100 in terms of molar ratio, the stability of the liquid tends to decrease, such being undesirable.
  • the content of the colloid or fine particles in the film is preferably 5% by mass or more and 80% by mass or less in terms of metal oxide, more preferably 10% by mass or more and 70% by mass or less. More preferably, it is 20 mass% or more and 60 mass% or less.
  • a metal oxide colloid or metal oxide fine particles are mixed with an organometallic compound, a chlorosilyl group-containing compound or a hydrolyzate thereof to prepare a coating liquid for forming irregularities on the substrate.
  • the preferable raw material compounding ratio of this coating liquid is as follows.
  • Metal oxide colloid or metal oxide fine particles 10-200 parts by mass Metal oxide colloid or metal oxide fine particles 10-200 parts by mass
  • Dispersing aid 0.001-10 parts by mass
  • An organometallic compound or a chlorosilyl group-containing compound is dissolved in a solvent, a catalyst and water are added, and the mixture is hydrolyzed at a predetermined temperature between 10 ° C and the boiling point of the solution for 5 minutes to 2 days.
  • the metal oxide colloid or metal oxide fine particles may be added before the hydrolysis step.
  • the above-described commercially available organometallic compound hydrolyzate solution may be used.
  • the resulting coating solution may then be diluted with a suitable solvent depending on the coating method.
  • the unevenness forming coating solution is applied onto the substrate, dried and heat-treated to form metal oxide unevenness on the substrate.
  • the coating method is not particularly limited as long as a known technique is used, but a method using a spin coater, a roll coater, a spray coater, a curtain coater or the like, a dipping method (dip coating method), a flow coating method, or the like. (Flow coating method) and various printing methods such as screen printing, gravure printing, and curved surface printing are used.
  • the substrate is dried at a temperature between room temperature and 150 ° C for 1 minute to 2 hours, and if necessary, at a temperature between 150 ° C and the substrate heat resistance temperature for 5 seconds to 5 hours.
  • Heat treatment is the upper limit temperature at which the characteristics of the base material can be substantially maintained.
  • a glass base material for example, a soft spot or devitrification temperature
  • a plastic base material for example, a glass transition point.
  • crystallization temperature and decomposition point A strong metal oxide uneven film is formed on the substrate surface by drying or heat treatment.
  • This uneven film is a matrix force of metal oxide fine particles (derived from metal oxide colloid) and metal oxide (derived from organometallic compound or chlorosilyl group-containing compound).
  • metal oxide fine particles derived from metal oxide colloid
  • metal oxide derived from organometallic compound or chlorosilyl group-containing compound
  • the thus obtained permeable substrate on which the metal oxide uneven film is formed has improved wettability to water, has a low contact angle with water droplets and is hydrophilic, and is also subject to some surface contamination. Therefore, the contact angle does not rise easily, and it has hydrophilicity maintenance! / Speak.
  • the concavo-convex film of the present invention includes the particle size and particle shape of metal oxide colloid or metal oxide fine particles in the coating solution, organometallic compound, chlorosilyl group-containing compound, hydrolyzate thereof and metal.
  • the average surface roughness (Ra) is preferably 5 to: LOOnm by adjusting the mixing ratio, solid content concentration, etc. of oxide colloid or metal oxide fine particles. Even if the Ra value is less than 5 nm or greater than lOOnm, the hydrophilicity and hydrophilicity persistence is low, which is not preferable. In particular, an Ra value larger than lOOnm is not preferable because transparency is impaired.
  • the uneven film of the present invention has an arithmetic average roughness (Ra) of 10 to 30 nm.
  • Ra arithmetic average roughness
  • the hydrophilic performance, particularly the hydrophilic sustainability is even better.
  • the Ra value can be calculated from the cross-sectional curve force observed and measured using an atomic force microscope (for example, SPI3700 manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd.) or an electron microscope (for example, H-600 manufactured by Hitachi, Ltd.). .
  • a transparent substrate having further improved hydrophilic properties and hydrophilic sustainability can be obtained.
  • a method for incorporating a surfactant into the film a method of adding a surfactant to the coating solution is simple and preferable.
  • the surfactant contained in the film slowly moves to the surface, lowers the surface tension of the condensed water droplets, wets and spreads the water droplets, and has the effect of further increasing the hydrophilicity. It also has the function of enveloping dirt components and preventing the surface from becoming dirty and reducing the anti-fogging property.
  • the surfactant contained in the film is held in the gap formed by the metal oxide colloid or the metal oxide fine particles or in the pores of the metal oxide matrix and slowly moves to the surface. Since it can contribute to anti-fogging properties and hydrophilicity, the hydrophilic sustainability is improved compared to an uneven film that does not contain a surfactant. In addition, even if the surfactant gradually flows out as it is used and there is no surfactant that can move from the inside of the membrane to the surface, the high antifogging property due to the uneven shape is maintained, so that there is no sudden decrease in hydrophilicity.
  • an anionic surfactant is preferably used.
  • Cationic or both Surfactant has a tendency to adsorb the hydrophilic part of the cation part to the uneven film made of metal oxide, so that the hydrophobic part of the surfactant is directed to the air side.
  • the hydrophilicity of the article surface tends to decrease, which is not preferable.
  • Nonionic surfactants having a large molecular weight are preferred because they tend to be fixed in a large amount of film, and the hydrophilicity of the article surface is lowered.
  • a surfactant containing an amine nitrogen or amide bond in the molecule has a strong tendency to adsorb to a concavo-convex film made of a metal oxide via a nitrogen atom, regardless of ionicity. This is not preferable because the hydrophilicity is lowered. Accordingly, a surfactant that does not contain an amine nitrogen or amide bond in the molecule is preferably used.
  • anionic surfactant examples include sulfosuccinic acid ester salts such as dialkyl sodium sulfosuccinate; alkyl ether sulfates; alkyl ether phosphates; alkyl ether carboxylates; sodium dodecylbenzene sulfonate. Forces exemplified by sulfate ester salts, etc.
  • dialkylsodium sulfosuccinate such as dibutyl sodium sulfosuccinate, dihexyl sodium sulfosuccinate, di-2-ethylhexyl sulfosuccinate, etc. Hydrophilicity and hydrophilicity maintenance It has good properties and is preferably used.
  • These surfactants are used alone or in combination of two or more.
  • the addition amount of the surfactant contained in the film is preferably 0.1 to 15% by mass. If the addition amount is less than 0.1% by mass, the hydrophilicity is not sufficiently improved, and there is no meaning of addition, which is not preferable. On the other hand, if the amount added is more than 15% by mass, the film tends to be whitened and poor in appearance, and the film strength is also lowered.
  • the concavo-convex film containing the surfactant is dried or heat-treated at a temperature lower than the decomposition temperature of the surfactant after the film formation.
  • a phosphorus compound in the concavo-convex film of the present invention or the concavo-convex film containing a surfactant By further containing a phosphorus compound in the concavo-convex film of the present invention or the concavo-convex film containing a surfactant, an article having further improved hydrophilic properties and hydrophilic sustainability can be obtained.
  • a method for incorporating a phosphorus compound into the uneven film a method of adding a phosphorus compound to the coating liquid for forming an uneven structure is simple and preferable.
  • the phosphorus compound include phosphoric acid ester, phosphoric acid, phosphorous oxide, phosphorous acid ester, phosphorous acid and the like, and one or more of these compounds are used.
  • the addition amount of the phosphorus compound is preferably 0.1 to 15% by mass. Addition amount 0.1% by mass If the amount is small, the hydrophilicity is not sufficiently improved and there is no meaning of addition, which is not preferable. On the other hand, the amount added is
  • the film tends to be whitened and poor in appearance, and the film strength is also lowered.
  • the types of greenhouses are divided into single roof type 'double roof type' three-quarter type according to the shape and structure of the roof.
  • the configuration of the greenhouse of the present invention is not particularly limited as long as a transparent substrate is used.
  • the transparent substrate may be used on the entire surface of the greenhouse or on a part (for example, the side, upper surface, south surface, etc.). Whether it is used over the entire surface or part of the surface, the desired effect can be achieved.
  • the design of the greenhouse of the present invention can be freely changed according to the type of plant and the area where the greenhouse is installed.
  • the transmissive substrate of the present invention is not only used as a greenhouse covering material, but also, for example, an atrium.
  • Plants are grown using the greenhouse of the present invention. Regarding the “greenhouse of the present invention”, the above description can be referred to as it is.
  • plants include fruits and vegetables, but are not limited, and examples include tomatoes, peppers (paprika), cucumbers, zucchini, eggplants, and peppers.
  • tomatoes, peppers (paprika), cucumbers, zucchini, eggplants, and peppers examples include tomatoes, peppers (paprika), cucumbers, zucchini, eggplants, and peppers.
  • the table below shows fruits and vegetables.
  • Tomato is known to saturate its photosynthesis at about 70,000 Lux (70,000 Lux is equivalent to approximately 7 OOWZm 2 cocoons). Tomatoes are classified as plants that prefer strong light.
  • the highest outdoor field in summer is about 1200 WZm 2
  • the highest outdoor field in winter is about 600 W Zm 2 .
  • the glass transmittance is maximum in the summer, about 1000WZm 2, since winter outdoors up is about 500WZm 2, even the top of the plant, only around summer has reached the amount of photosynthesis saturated There are quite a few seasons, especially in winter.
  • the greenhouse of the present invention is suitable because the transmittance of such a permeable substrate is specified from the viewpoint of plant cultivation.
  • Pollen fertility begins to worsen above 30 ° C and becomes almost impossible at 35 ° C.
  • Many enzymes are involved in the production of lycopene in fruits.
  • Ps y is the optimal temperature of 20 ° C
  • Lyc lycopene cyclase
  • lycopene production is hindered if there is no period of both temperatures per day. If the night temperature does not drop or the day temperature is too high, it is likely to be disturbed.
  • reducing the heat ray transmission through the glass is expected to reduce the temperature of the flower and the temperature of the fruit, thereby reducing the risk of damage. Is also preferable from the viewpoint that the above effect can be expected.
  • Example [0106] The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not intended to be construed as being limited to the following examples.
  • a high refractive index film, a third low refractive index film, a transparent conductive film, and a first low refractive index film were formed in this order on a glass ribbon by using an on-line CVD method. Specifically, 98 vol% nitrogen and 2 vol% hydrogen were supplied into the float bath space so that the inside of the float bath was maintained at a slightly higher pressure than the outside of the bath.
  • a mixed gas including dimethyltin dichloride (steam), oxygen, steam, nitrogen and helium power is supplied from the first coater located on the most upstream side, A high refractive index film made of tin oxide having a thickness of 25 ⁇ m was formed on a glass ribbon. Subsequently, a mixed gas consisting of monosilan, ethylene, oxygen and nitrogen was supplied from the second coater to form a third low refractive index film made of silicon oxide having a thickness of 25 ⁇ m on the high refractive index film.
  • a mixed gas comprising dimethyltin dichloride (steam), oxygen, water vapor, nitrogen and hydrogen fluoride power is supplied from the third coater, and a fluorine-containing acid film having a thickness of about 320 nm containing 0.3% by mass of fluorine is supplied.
  • a transparent conductive film having a tin strength was formed.
  • a mixed gas consisting of monosilane, ethylene, oxygen and nitrogen was supplied from the fourth coater, and a first low refractive index film made of silicon oxide with a thickness of lOOnm was formed on the transparent conductive film. Formed.
  • a 25-nm-thick tin oxide film, a 25-nm-thick silicon oxide film, a 320-nm-thick fluorine-doped tin oxide film, and an lOO-nm-thick silicon oxide film were formed in this order on a 4 mm-thick float glass substrate.
  • a glass with a visible light transmittance of 89%, a solar radiation transmittance of 77%, and a heat transmissivity of 3.9 was obtained.
  • Example 1 As a comparative example, only a glass substrate (4 mm thick) (Comparative Example 1) and a glass (Comparative Example 2) in which the first low refractive index film was removed from Example 1 were used.
  • Table 2 summarizes the membrane composition used, and Table 3 summarizes the visible light transmittance (%), solar radiation transmittance (%), and thermal conductivity (WZm) of the transparent substrate.
  • Each permeable substrate was used as a greenhouse material and tested for cultivation.
  • the contents of the test are as follows.
  • Test place Kagome Research Institute large-scale greenhouse cultivation room No. 1 (Venlo type greenhouse)
  • Cultivation method Hydroponic cultivation using rock wool as a medium
  • Test method Tomato was sown in December 2003, and harvest was continued in March 2004
  • FIGS. 5A and 5B are a front view and a plan view of the structure of the large-scale greenhouse 20 used in the cultivation test.
  • the dimensions of this greenhouse are 12.8mX 24.4m in floor dimensions and 4.9m in height.
  • each of the glasses prepared in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 described above was held at an inclination of 22 ° with the film surface facing downward, and the downward force was applied with water droplets by spraying. The amount of dripping was observed.
  • water droplets spread wet the water traveled along the glass surface to the end and did not fall as water droplets, whereas in the glass of Comparative Example 1 Many water drops have fallen.
  • the energy load was calculated using the residential heat load calculation program SMA SH (Building Environment 'Energy Conservation Organization) under the following calculation conditions to calculate the heating load in winter in December.
  • SMA SH Building Environment 'Energy Conservation Organization
  • SMASH is a residential heat load calculation program, it cannot directly calculate large buildings. Therefore, when calculating the greenhouses with the following dimensions, the calculation was performed with the 1Z10 model, and the glass greenhouses with the following dimensions (with both the book wall and the roof were covered by the method of estimating the 1Z1 model) Example Comparative Example 1 And the heating load of the glass of Comparative Example 2) was calculated.
  • the heating load of the 1Z1 model was estimated by a mathematical method (extrapolation) using the heating load calculation results of the 1Z10, 1Z8, and 1Z6 models that can be calculated by SMASH. Specifically, approximately 99.73 times the heating load calculation result of the 1Z10 model was used as the heating load of the 1Z1 model.
  • Natural ventilation frequency 0.6 times per hour
  • Table 6 shows the heating load of the greenhouse using each glass, with the value of the heating load of the greenhouse using the glass of Comparative Example 1 being 100.
  • the use of a greenhouse in which the transparent substrate of the present invention is used in place of a conventional greenhouse in which a vinyl or glass substrate is used can dramatically reduce the heating and cooling costs.
  • the yield of plants to be cultivated can be the same as or higher than the conventional greenhouse.
  • durability is improved compared to vinyl.

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Abstract

　可視光透過率を維持または上げて、断熱効果を有する透過性基板を利用して、ランニングコストを大幅に削減するとともに、植物の収率をも向上させる温室を提供する。本発明の温室は、温室を被覆する資材として、可視光透過率が８６％以上であり、日射透過率が７８％以下の透過性基板を使用する。

Description

明 細 書
温室、温室を使用した植物の栽培方法、及び透過性基板
技術分野
[0001] 本発明は、温室、及びこの温室を用いた植物の栽培方法に関する。本発明は、さら に、温室に使用される透過性基板に関する。
背景技術
[0002] 一般に温室とは、植物を育成させる目的で建てられた「日射を透過する資材で被覆 した構造物」を意味する。このような温室は、太陽光利用型の栽培施設 (植物工場等 )、研究施設 (ファイトトロン等)、また農林水産業用施設、例えば種苗養殖場等の飼 育施設に利用される。
[0003] 従来から、植物の育成のために植物用温室が利用されている。このような植物用室 温に対しては、建設コストの低減等との観点から、温室の材料としては、主として、ビ ニールが使用されている。し力しながら、材料のビニールは、十分な耐久性がなぐ 台風などの被害を容易に受けやすぐその補修など大きな負担となっている。そのた め、ビニールに代わり、近年では、榭脂板、ガラスなどが使用されている。最近では、 紫外線の透過を許容し、赤外線の透過を減少させる光透過材を使用した温室が知ら れている (例えば、特開 2001— 128566号公報参照)。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかしながら、従来力も用いられて 、るガラス温室は、ランニングコストが高 ヽと 、う 欠点を有する。これは、冬期には、栽培する植物の生育温度を維持するための暖房 が必要であり、一方で夏期には、栽培している植物の受粉能力が低下したり、例えば 、トマトの栽培の場合、リコピン生成などに関する各種酵素の最適温度を越えて重要 な酵素の活性を阻害する傾向にあるため、冷房等の温室内温度を下げる工夫が必 要になるなど、一年を通して温室内の温度コントロールを行う必要があるためである。
[0005] また、上述した公開公報に記載の光透過材は、熱線反射フィルムの使用を必須と するので、熱線反射フィルムの調製が必要である。また熱線反射フィルムをガラスに 付着させるために、接着剤の使用も前提とする。接着剤によって熱線反射フィルムの 耐久性の問題も生じる。また、温室内が高温になると、受粉能力が低下したり、リコピ ン生成などに関与する各種酵素の最適温度を越えて重要な酵素の活性を阻害する 傾向にもある。
[0006] そこで、本発明の目的は、断熱効果を有する透過性基板を利用して、温室のラン- ングコストを大幅に削減するとともに、可視光透過率を維持または上げて、植物の収 穫量をも向上させる温室、及び、この温室を用いた植物の栽培方法を提供することに ある。
[0007] なお、ここで「収穫量」とは、収穫された植物 (果実)の全量から、色ムラ'奇形等、商 品として適さない不良品を除いたものをいう。また、「収穫された植物 (果実)の全量」 に対する「収穫量」の比率を、「良品率」という。
課題を解決するための手段
[0008] 本出願の発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、特定の透過性基 板を使用すことにより本発明を完成するに至った。
[0009] 本発明は、日射を透過する資材で被覆された温室であって、前記資材として、可視 光透過率が 86%以上であり、日射透過率が 78%以下の透過性基板を備えることを 特徴とする。
[0010] 本発明の温室の好ま 、実施態様にぉ ヽて、前記透過性基板の熱貫流率が、 4W
/m 以下であることを特徴とする。
[0011] 本発明の温室の好ましい実施態様において、前記透過性基板が、単板からなるこ とを特徴とする。
[0012] 本発明の温室の好ましい実施態様において、前記単板が、基板と、前記基板上の 透明導電膜と、前記透明導電膜上であって、前記透明導電膜の屈折率より低い屈折 率を有する第一の低屈折率膜と、からなることを特徴とする。
[0013] 本発明の温室の好ましい実施態様において、前記基板と前記透明導電膜との間に
、前記基板と前記透明導電膜の屈折率の中間の値の屈折率を持つ第二の低屈折 率膜を有することを特徴とする。
[0014] 本発明の温室の好ましい実施態様において、前記基板と前記透明導電膜との間に 、基板側から高屈折率膜と、第三の低屈折率膜とを有し、前記高屈折率膜が前記第 三の低屈折率膜の屈折率より高い屈折率を有し、前記第三の低屈折率膜が前記透 明導電膜の屈折率より低 ヽ屈折率を有することを特徴とする。
[0015] 本発明の温室の好ましい実施態様において、膜面側最表面の凹凸の表面平均粗 さ（Ra)が 5ηπ！〜 lOOnmの範囲であることを特徴とする。
[0016] 本発明の植物の栽培方法は、上記本発明の温室を使用して、植物を栽培すること を特徴とする。
[0017] 本発明の植物の栽培方法の好ましい実施態様において、前記植物が果菜類であ ることを特徴とする。
[0018] 本発明の植物の栽培方法の好ましい実施態様において、前記果菜類がトマトであ ることを特徴とする。
[0019] また、本発明の透過性基板は、温室の被覆資材に用いる透過性基板であって、可 視光透過率が 86%以上であり、日射透過率が 78%以下、熱貫流率が 4W/m2K以下 であることを特徴とする。
発明の効果
[0020] 本発明の温室及びこの温室を用いた植物の栽培方法によれば、温室内の冷暖房 費用等のランニングコストを大幅に低減するとともに、植物の収穫量を従来と同様ま たはそれ以上に向上させ得るという有利な効果を有する。また、高温による障害を防 止することができること力ら、葉焼けなどを防いだり、或いは各種酵素の活性を維持で き、ひいては、果菜類の品質をも向上させ得るという有利な効果を奏する。
[0021] また、本発明の温室及びこの温室を用いた植物の栽培方法によれば、冷房を用い ない温室でも、栽培している植物表面の温度上昇を抑制することができ、例えば、ト マトの栽培の例では、高温によりトマトの色にムラが出る、着果率が低下するなどの問 題を低減することができ、収穫量の向上が図れる。
[0022] さらに、受粉に用いるマルノヽナバチの体感温度を下げることにより、ハチの訪花活 性の維持につながることが期待される。
[0023] さらにまた、本発明によれば、膜面側最表面に凹凸を有する基板を用いることで、 結露した水滴が植物の葉などの上に落ちるのを防ぎ、落下水滴が元で引き起こされ る病気を防ぐ効果を有する。
図面の簡単な説明
[0024] [図 1]透過性基板の一例を示す断面図である。
[図 2]オンライン CVD法による装置の一例を示す図である。
[図 3]透過性基板の他の例を示す断面図である。
[図 4]透過性基板のさらに他の例を示す断面図である。
[図 5A]実験に用いた温室の正面図である。
[図 5B]実験に用いた温室の上面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0025] 本発明の温室は、可視光透過率が 86%以上であり、日射透過率が 78%以下の透 過性基板を使用する。この透過性基板を、従来の温室で使用されているビニールや ガラス部分と代えて、温室に使用することができる。この透過性基板の使用により、冷 暖房器具の使用によるランニングコストを大幅に削減するとともに、栽培している植物 の収穫量を従来の温室と同等或いは同等以上に向上させることが可能となる。
[0026] 以下では、本発明の温室を主体に説明しつつ、本発明の透過性基板も温室の説 明の中で併せて説明する。したがって、以下の説明において、温室に用いられる透 過性基板は、同時に本発明の透過性基板を意味するものでもある。
[0027] ここで、可視光透過率につ!ヽて説明すれば、可視光透過率とは、ガラスなどの基板 面に垂直に入射する昼光の光束につ 、て、透過光束の入射光束に対する比を 、う。 昼光とは、国際照明委員会 (略称 CIE: International Commision on Illumination )が定 めた CIE昼光を意味するものとする。 CIE昼光では、観測データに基づき、黒体放射 の色温度と同じ色温度の昼光の分光照度分布を波長 560nmの値に対する相対値 で示している。また、光束とは、放射の波長ごとの放射束と視感度の値の積の数値を 波長について積分したものである（日本工業規格 JIS Z 8113及び JIS Z 8120 参照)。
[0028] また、日射透過率とは、ガラスなどの基板面へ垂直に入射する日射の放射束につ いて透過放射束の入射放射束に対する比をいう。また、日射とは、直達日射、すなわ ち、大気圏を透過して地上に直接到達する近紫外、可視及び近赤外の波長域（300 〜2500nm)の放射を 、う。
[0029] 可視光透過率の下限を、 86%以上としたのは、主として、温室用、ひいては植物の 好ましい成長を促進するという観点からである。すなわち、植物の葉のクロロフィルが 吸収できる波長、つまり 400〜500nmと 600〜700nmの範囲における波長力 光 合成に最も有効であり、おおよそそれらの範囲の波長が、有効波長の 9割程度を占 めると 、われて 、るので、可視光領域における透過率が温室栽培にお!/、て重要であ る観点から、可視光透過率を規定したものである。
[0030] なお、可視光透過率の上限については、用途に応じて適宜設定すればよぐ限定 されるものではないが、実質上、現在の技術限界を考慮すれば、およそ 96%である（ ガラス板の片面の反射率が 4%、片面を無反射条件として可視光透過率 96%。但し 、これは理論上の値であって、実際には、ガラスの吸収などがあり、 93〜94%が商業 上の限界と考えられる)。
[0031] また、日射透過率の上限については、高温による障害を回避するために、花の温 度や果実の温度を下げることができる効果が期待されることから、 78%以下としたも のである。 日射透過率の下限については、用途に応じて適宜設定すればよぐ特に 限定されるものではない。但し、実際問題として、高い可視光透過率を維持したまま 日射透過率を下げることが技術上困難であると 、う観点から、日射透過率の下限は、 42%程度である。
[0032] 本発明の好ま 、実施態様にぉ 、て、前記透過性基板の熱貫流率が、 4W/m2K 以下である。ここで、熱貫流率とは、建築物の外壁のガラス窓において、室外側の周 囲空気温度と室内側の周囲空気温度との差 1K当たりの、 1枚のガラス板または複層 ガラスの中央部を貫流する熱流速を意味する。なお、 1枚のガラス板または複層ガラ スの室外側 ·室内側の表面の温度とそれぞれの側の周囲空気温度との差 1K当たり の熱流速を表面熱伝達率と呼ぶ。熱貫流率を 4WZm 以下としたのは、省エネ効 果を向上させ、ランニングコストを低減するという観点力もである。熱貫流率は、理想 的には限りなくゼロに近くするのが良いのである力 実際には、ある程度の限界があ る。したがって、熱貫流率の下限は、特に限定されない。
[0033] 透過性基板は、特に製造工程が簡便と!/、う観点から、単板が好ま 、。単板は、図 1に示すように、基板 1と、この基板上の透明導電膜 2と、この透明導電膜上であって 、透明導電膜の屈折率より低!ヽ屈折率を有する第一の低屈折率膜 3とからなる。
[0034] 基板 1としては、特に限定されるものではないが、少なくとも可視光領域で透明若し くは半透明のガラス板、または、少なくとも可視光領域で透明若しくは半透明の合成 榭脂板などを挙げることができる。ガラス板の材料としては、フロートガラスソーダライ ムガラス、ほう珪酸ガラス、結晶化ガラスなどを用いることができる。また、合成樹脂板 の材料としては、 PET (ポリエチレンテレフタレート）、 PVB (ポリビュルプチラール）、 EVA (ェチルビ-ルアセテート）、セルロース系榭脂などを用いることができる。なお、 基板の厚さも特に限定されるものではないが、一般的に言えば、 0. 5〜： LOmmであ つてよぐ l〜5mmであるのが好ましい。
[0035] 基板 1上の透明導電膜 2としては、可視光透過率を向上させるという観点から、酸ィ匕 錫、酸化インジウム、錫ドープ酸化インジウム (ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム (IZ 0)、酸ィ匕亜鈴などが用いられる。
[0036] 透明導電膜の成膜方法には、熱分解法、 CVD法、スパッタリング法、ゾルゲル法な ど一般に薄膜形成に用いられる方法が用いられる。成膜方法は、特に限定されるも のではないが、安価で大面積に成膜するためには、熱分解法、特に熱 CVD法が好 ましい。さらに、酸ィ匕錫は比較的容易に成膜できるため、より好ましい。ここで酸ィ匕錫 とは、慣用に従い、組成成分の含有率が 50質量％以上であることをいう。薄膜の特 性は、主成分によっておおよそ定まるので、主成分を以つて薄膜の特性を判断するこ とが妥当と考えられる。
[0037] <酸ィ匕錫の CVDによる成膜 >
熱分解法による酸化錫を主成分とする薄膜の原料としては、四塩化スズ、ジメチル スズジクロライド、ジブチルスズジクロライド、テトラメチルスズ、テトラプチルスズ、ジォ クチルスズジクロライド、モノブチルスズトリクロライド、ジブチルスズジアセテートなど が挙げられる。上記原料と反応して酸化錫を主成分とする薄膜を構成する酸化原料 としては、酸素、水蒸気または乾燥空気などが挙げられる。
[0038] 酸化錫膜を形成する場合には、その導電性を向上させるために、アンチモンゃフッ 素の化合物を混合ガス流中に添加してもかまわない。アンチモンの化合物としては、 三塩化アンチモンや五塩化アンチモンなど力 フッ素の化合物としては、フッ化水素 、トリフルォロ酢酸、ブロモトリフルォロメタンないしクロロジフルォロメタンなどが挙げ られる。
[0039] アンチモンやフッ素が酸ィ匕錫にドープされると、酸ィ匕錫中の電子キャリアが増え、放 射率が低下するので、薄膜の熱貫流率が低下して断熱性能が向上する。酸化錫にド ープされるアンチモンやフッ素の含有量は特に限定されないが、概ね 0. 01質量％ 以上 1質量％以下が好ましい。この範囲で、効果的に導電性が向上する。
[0040] くオンライン CVDについて〉
熱分解 CVD法を用いる場合、フロート法におけるガラスリボンを基体として、フロー トバス内で、前工程と後工程を連続して行う（以下、「オンライン CVD法」と称する）方 法においては、ガラスリボンの持つ熱を利用できるため、加熱処理を必要とせず、さら に、生産性もより高くなる。
[0041] 以下、オンライン CVD法による実施の形態について、さらに詳細に説明する。オン ライン CVD法で使用する装置では、図 2に示すように、熔融炉 (フロート窯） 11からフ ロートバス 12内に流れ出し、スズ浴 15上を帯状に移動するガラスリボン 10の表面か ら所定距離を隔て、所定個数のコーター 16 (図示した形態では 3つのコーター 16a, 16b, 16c)がスズフロート槽内に配置されている。これらのコーターからは、ガス状の 原料が供給され、ガラスリボン 10上に前処理が施され薄膜が形成されていく。また、 図示しないが、さらに多くのコーターを利用してもよぐ前処理後に 2層の下地膜を形 成させたり、薄膜を複数のコーター力 原料を供給して成形してもよい。薄膜が形成 されたガラスリボン 10は、ローラー 17により引き上げられて、徐冷炉 13へと送り込ま れる。なお、徐冷炉 13で徐冷されたガラスリボンは、図示を省略する切断装置により 、所定の大きさのガラス板へと切断される。なお、薄膜の成形には、フロートバス 12か ら出てきたガラスリボンに対してスプレー法を、フロートバス内での CVD法と併用して 行ってもよい。
[0042] <透明導電膜の膜厚 >
透明導電膜 2は、電子キャリアによる赤外反射能を有し、放射率を下げ、熱貫流率 を低下させるという性質を有する。透明導電膜の膜厚は、可視光透過率、熱貫流率 が維持されていれば、特に限定されるものではないが、透明導電膜に酸化錫を使用 する場合には 200〜500nmが好ましぐ 250〜400nm力 Sより好ましい。膜厚が薄す ぎると熱貫流率が大きくなつてしまい好ましくなぐ膜厚が厚すぎると可視光透過率が 低減してしま 、好ましくな 、。
[0043] また、透明導電膜 2上の低屈折率膜 (第一の低屈折率膜) 3は、透明導電膜 2の屈 折率より低い屈折率を有する。
[0044] <第一の低屈折率膜 >
透明導電膜 2上の低屈折率膜 (第一の低屈折率膜) 3は、透明導電膜 2の屈折率よ り低 、屈折率を有するものであれば何でも良 、が、安価で容易に作製できる酸ィ匕珪 素膜またはフッ素マグネシウム膜が好ましい。成膜方法は、熱分解法、 CVD法、スパ ッタリング法、ゾルゲル法など特に限定されるものではないが、安価で大面積に成膜 するためには、工程に真空を必要としない、熱分解法、特に熱 CVD法やゾルゲル法 が好ましい。
[0045] 酸ィ匕珪素膜の CVDによる成膜の場合、熱 CVD法にて酸ィ匕珪素膜を作製する原料 としては、モノシラン、ジシラン、トリシラン、モノクロロシラン、ジクロロシラン、 1, 2-ジメ チルシラン、 1, 1, 2-トリメチルジシラン、 1, 1, 2, 2-テトラメチルジシラン、テトラメチ ルオルソシリケート、テトラエチルオルソシリケートなどが挙げられる。また、この場合 の酸ィ匕原料としては、酸素、水蒸気、乾燥空気、二酸化炭素、一酸化炭素、二酸ィ匕 窒素またはオゾンなどが挙げられる。なお、シランを使用した場合に、ガラス表面に到 達するまでにシランの反応を防止する目的で、エチレン、アセチレンまたはトルエンな どの不飽和炭化水素ガスを併用しても力まわな!/、。
[0046] <第一の低屈折率膜の膜厚 >
第一の低屈折率膜 3の膜厚は、光の干渉を利用し可視光透過率を向上させる機能 を有するためには、それに合う膜厚が必要となる。例えば、透明導電膜として酸化錫 膜 320nm形成させ、第一の低屈折率膜に酸化珪素膜を使用する際には、酸化珪素 膜の膜厚は 50〜120nmが好ましぐ 60〜： LOOnm力 Sより好ましい。膜厚が薄すぎて も厚すぎても可視光透過率が低下してしまう。
[0047] ゾルゲル法による成膜は、公知の方法 (例えば山本雄二、神谷寛一、作花済夫、窯 業協会誌、 90、 328-333 (1982) . )で実施でき、有機金属化合物またはその加水 分解物を含む溶液を基板に塗布する方法が一般的である。塗布の方法は、公知の 技術を用いれば良ぐ特に限定されないが、スピンコーター、ロールコーター、スプレ ーコーター、カーテンコーター等の装置を用いる方法や、浸漬引き上げ法 (ディップ コーティング法）、流し塗り法 (フローコーティング法)などの方法や、塗布液を含ませ た布や紙をガラス板表面に接触させ適当な力をかけて擦る方法 (ラビング法)や、スク リーン印刷、グラビア印刷、曲面印刷などの各種印刷法が用いられる。
[0048] 基板によっては、有機金属化合物塗布液をはじくなどして均一に塗布できない場 合があるが、これは基材表面の洗浄や表面改質を行うことで改善できる。洗浄や表面 改質の方法としては、アルコール、アセトン、へキサンなどの有機溶媒による脱脂洗 浄、アルカリや酸による洗浄、研磨剤により表面を研磨する方法、超音波洗浄、紫外 線照射処理、紫外線オゾン処理 (酸素ガス雰囲気下紫外線照射処理）、プラズマ処 理などが挙げられる。
[0049] 有機金属化合物は、加水分解、脱水縮合を行うものであれば基本的にはどんな化 合物でも良いが、金属アルコキシドゃ金属キレートが好ましい。金属アルコキシドとし て具体的には、珪素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン等のメトキシド、エトキシド、 プロポキシド、ブトキシドなどが、単体あるいは混合体として好ましく用いられ、金属キ レートとしては珪素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン等のァセチルァセトネート錯 体が好ましく用いられる。
[0050] 塗布による場合、有機金属化合物を溶かす溶媒は、特に限定されないが、安全性 やコストや作業性の観点力も水、アルコール類、ケトン類が単独または混合して、好 ましく用いられる。アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタ ノールなどが挙げられ、ケトン類としては、アセトン、メチルェチルケトン、ジェチルケト ンなどが挙げられる。
[0051] 有機金属化合物は必要に応じて加水分解させて用いる。有機金属化合物溶液に 水と必要に応じて酸触媒を加え、一定温度下で一定時間加水分解を行い、必要に 応じて希釈して塗布に用いる。加水分解の条件は特に限定されないが、 20〜60°C の温度で 3分間〜 50時間行うのが好ましい。温度が 20°Cより低力つたり時間が 3分 間より短い場合には加水分解の促進が充分でなぐまた温度が 60°Cより高力つたり 時間が 50時間より長くても、もはや加水分解促進の効果が向上せず、また塗布液寿 命が短くなるので好ましくな!/、。
[0052] 酸触媒としては、塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸の他、酢酸、ギ酸、クェン酸、 p—トル エンスルホン酸などの有機酸が用いられる。酸の添加量は特に限定されないが、有 機金属化合物に対してモル比で 0. 001〜8が良い。添加酸量が、モル比で 0. 001 より少ないと、有機金属化合物の加水分解の促進が充分でなぐまたモル比で 8より 多くても、もはや加水分解促進の効果が向上せず、酸が過剰となり好ましくない。
[0053] 加水分解のため添加する水の量は特に限定されないが、有機金属化合物に対し てモル比で 0. 1以上が良い。添加水量が、モル比で 0. 1より少ないと、有機金属化 合物の加水分解の促進が充分でなく好ましくない。塗布に用いる有機金属化合物溶 液の濃度は特に限定されないが、 0. 001〜5質量％が好ましく用いられる。この範囲 の濃度が、上記塗布方法で数十 nmの厚みとなるように塗布するのに都合が良い。
[0054] 塗布後の基板は、 20〜250°Cの温度で、 3分間〜 3時間乾燥または熱処理するの が好ましい。より好ましくは 80〜200°Cの温度で、 3分間〜 1時間加熱処理するのが 良い。この処理により、低屈折率膜の強度や耐久性が向上する。温度が 20°Cより低 力つたり時間が 3分間より短い場合には上記効果が充分でなく好ましくない。温度が 250°Cより高いと有機金属化合物が分解する場合があるので好ましくない。また、時 間が 3時間より長くても、もはや上記効果が向上しないので生産性の観点力も好まし くない。
[0055] また、本発明の好ましい実施態様において、図 3に示すように、基板 1と透明導電膜 2との間に、基板 1の屈折率と透明導電膜 2の屈折率との中間の値の屈折率を有する 第二の低屈折率膜 4を設ける。この第二の低屈折率膜 4によって、干渉を低減させて 、可視光の波長全域での透過率を高めることができる。
[0056] <第二の低屈折率膜 >
基板 1にソーダライムガラスを使用する場合には、基板 1から拡散するアルカリにより 透明導電膜 2のキャリア濃度を低減させ、放射率を大きくさせてしまうため、基板 1と 透明導電膜 2との間にアルカリ拡散防止膜を形成させることが好ましい。基板 1と透明 導電膜 2との間に、透明導電膜 2より高い屈折率の膜を有すると、可視光透過率が低 減するため、基板と透明導電膜との間に設ける膜の屈折率は、透明導電膜の屈折率 より低いことが必要である。透明導電膜より低い屈折率を有する膜であれば特に限定 するものではないが、高いアルカリ拡散防止性能を有し、かつ安価で容易に作製で きる酸ィ匕珪素膜が好ましく用いられる。この膜の膜厚は、アルカリの拡散を防止できる 機能を有することができれば、特に限定するものではないが、 15nm以上が好ましぐ 20nm以上が更に好ましい。膜厚が薄くなりすぎると、アルカリ拡散防止機能が効果 的ではない。
[0057] また基板 1の屈折率と透明導電膜 2の屈折率との中間の屈折率を有する膜であれ ば、光の干渉により色調が無彩色化され、可視光全域での透過率を高めることがで きる。このような膜として、例えば酸炭化珪素膜や珪素—錫複合酸ィ匕物などを使用す ることができる。第二の低屈折率膜 4の膜厚は、光の干渉により色調を無彩色にし、さ らにアルカリ拡散を防止する機能を有すれば、特に限定するものではないが、色調 の無彩色化の観点から 50〜： LOOnmが好ましぐ 60〜80nm力 Sより好ましい。
[0058] 酸炭化珪素膜や珪素 錫複合酸化物を作製する方法は、特に限定されるもので はないが、熱 CVD法を用いることにより容易に作製できる。酸炭化珪素膜は前記原 料における酸化源の原料配分を変更することにより得られ、珪素 錫複合酸化物は 、酸ィ匕珪素膜原料と酸ィ匕錫原料を混合させることにより得られる。
[0059] 本発明の温室の好ましい実施態様において、図 4に示すように、図 1の基板 1と透 明導電膜 2との間に、基板 1側から高屈折率膜 5と、第三の低屈折率膜 6とを有し、高 屈折率膜 5が第三の低屈折率膜 6の屈折率より高い屈折率を有し、第三の低屈折率 膜 6が透明導電膜 2の屈折率より低い屈折率を有する。
[0060] これら高屈折率膜 5と第三の低屈折率膜 6との 2層膜によって、光の干渉を利用し た色調の無彩色化が達成でき、可視光全域での透過率を高めることができる。高屈 折率膜 5については、作製の容易さから、酸化錫膜、酸化チタン膜、窒化珪素膜など が用いられる。
[0061] 成膜方法は熱分解法、 CVD法、スパッタリング法、ゾルゲル法など特に限定される ものではないが、安価で大面積に成膜するためには、熱分解法、特に熱 CVD法が 好ましい。
[0062] 酸化チタン原料としては、四塩化チタン、チタンイソプロボキシドなどが挙げられ、酸 化原料としては、酸素、水蒸気または乾燥空気などが挙げられる。
[0063] 窒化珪素の原料としては、珪素原料としてモノシラン（SiH )、ジシラン (Si H )、四
4 2 6 塩ィ匕ケィ素（SiCl )、ジクロルシラン（SiH C1 )、三塩ィ匕シラン（SiHCl )、テトラメチ
4 2 2 3
ルシラン（（CH ) Si)または四フッ化ケィ素（SiF )などが挙げられ、窒化原料として
3 4 4
アンモニアなどが挙げられる。
[0064] <高屈折率膜の膜厚 >
高屈折率膜の膜厚 5は、第三の低屈折率膜 6との 2層により色調を無彩色し、可視 光全域での透過率を高めることができれば、特に限定されるものではないが、高屈折 率膜に酸化錫膜を、第三の低屈折率膜に酸化珪素膜を使用する場合には、酸化錫 膜力 20〜30nm、酸化珪素膜が 20〜30nmの範囲にあることが好ましい。
[0065] また、好ましい実施態様において、膜面側最表面の凹凸の表面平均粗さ (Ra)が 5 nm〜100nmの範囲である。力かる範囲としたのは、ガラス内面の良好な親水性を設 定し、温室内で栽培される植物へ水滴の落下をできるだけ防止するという観点力 規 定したものである。 Raが 5nmより小さいと、水滴の落下防止効果が小さく好ましくなく 、 lOOnmより大きいと、透明性が損なわれ可視光透過率が低下するので好ましくな い。凹凸を有する最表面の材質は親水性を示せば特に限定されることはないが、酸 化珪素を用いると、表面が汚れにくくなり長期にわたって親水性が維持され、水滴落 下防止効果が持続するので特に好ま 、。
[0066] ここで、表面平均粗さ (Ra)を表示する方法としては、日本工業規格 JIS B0601 (l 994)に定義されて 、る算術平均粗さ (Ra)を用いる。算術平均粗さの値 (nm)は「平 均線からの偏差の絶対値」と表現され、次式で与えられる。
[0067] [数 1]
1
R a = - J f ( χ ) I d x
L 0 式中 L ：基準長さ [0068] 本発明において、膜面側最表面の凹凸を形成する方法としては、 1)透明導電膜 2 形成の際に生じた結晶粒界を利用する方法、 2)第一の低屈折率膜 3の被覆の際に 、例えば、金属酸化物コロイドまたは金属酸化物微粒子と加水分解 ·縮重合可能な 有機金属化合物またはクロロシリル基含有化合物からなる塗布液を基材上に塗布し て凹凸を形成する方法などが挙げられる。
[0069] 結晶粒界を利用する方法については、例えば透明導電膜として酸ィ匕錫膜を CVD 法など気相法にて形成すれば、膜の成長に従って結晶の粒子が成長し、表面に凹 凸が形成される。その上に形成された凹凸を損なわない膜厚にて第一の低屈折率 膜 3を形成すれば、膜面側最表面に 5ηπ！〜 lOOnmの表面平均粗さ (Ra)を有する 透過性基板を形成することができる。
[0070] 金属酸ィ匕物コロイドまたは金属酸ィ匕物微粒子を用いる方法にお!、て、金属酸化物 コロイドまたは金属酸ィ匕物微粒子としては、酸ィ匕珪素（シリカ）、酸ィ匕アルミニウム (ァ ルミナ）、酸ィ匕ジルコニウム（ジルコユア）、酸化チタン、チタ二了、、酸ィ匕セリウム（セリ ァ）からなる群より選ばれる単成分の金属酸化物コロイドまたは金属酸化物微粒子や 、これらの混合物、およびこれらの二種以上の成分力 なる複合金属酸ィ匕物コロイド や微粒子が使用される。これらは、溶媒分散ゾルの形で好ましく用いられる。金属酸 化物ゾルとしては、例えば日産化学工業株式会社製シリカゾルであるスノーテックス — OL、スノーテックス一 0、スノーテックス一 OUP、スノーテックス一 UPや、同社製ァ ルミナゾル 520、ジルコ-ァゾル NZS— 30A、石原産業株式会社製チタ-ァゾル ST S— 01、 STS— 02、多木化学株式会社製-一ドラール U— 15 (セリアゾル）、 M— 6 (チタニァゾル)などの巿販水分散ゾルの他、日産化学工業株式会社製 IPA— ST、 XBA— STのような市販有機溶剤分散シリカゾル、石原産業株式会社製 ST—K01、 ST— K03のようなバインダーを含んだ巿販水アルコール混合溶剤分散チタ-ァゾ ルなどが挙げられる。
[0071] 金属酸ィ匕物コロイドまたは金属酸ィ匕物微粒子の大きさは、粒径 6〜500nmが好ま しい。粒径が 6nm未満では表面平均粗さ (Ra)が 5nm未満となり易ぐ親水化に効果 的な凹凸を形成できず好ましくない。また粒径が 500nmを越えると算術平均粗さ (R a)が lOOnmより大きくなり、凹凸が大きすぎて透明性が失われたり、製造工程でコロ イドや微粒子が沈降しやすくなるので好ましくな 、。
[0072] 金属酸ィ匕物コロイドまたは金属酸ィ匕物微粒子としては、鎖状コロイドまたは鎖状微 粒子が好ましい。鎖状形状のコロイドや微粒子を用いることにより、表面凹凸の形状 が三次元立体的に入り組んだ凹凸形状となり、親水特性や親水持続性の高い表面 凹凸を形成することができる。鎖状コロイドの例として、 日産化学工業株式会社製シリ カゾルであるスノーテックス OUP、スノーテックス UPが挙げられ、これらは 10〜 20nmの直径と 40〜300nmの長さを有する。
[0073] コロイドや微粒子の溶媒は、実質的にコロイド粒子や微粒子が安定に分散していれ ば、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、プロパノール等の単体または 混合体が好ましぐ水がさらに好ましい。これら水及び低級アルコールは、有機金属 化合物を含む溶液と簡単に混じり合 、、また成膜後の熱処理によって簡単に除去で きるので良い。このうち水は製造環境上最も好ましい。
[0074] コロイドや微粒子を有機金属化合物やクロロシリル基含有化合物を含む溶液に添 加する際、分散助剤を添加しても良い。分散助剤は特に限定されず、一般に用いら れる添加剤、例えば、リン酸ナトリウム、へキサメタリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム 、塩ィ匕アルミニウム、塩化鉄等の電解質、各種界面活性剤、各種有機高分子、シラン カップリング剤、チタンカップリング剤等が用いられ、その添加量はコロイドや微粒子 に対して通常 0. 01〜5質量％である。
[0075] 金属酸化物コロイドまたは金属酸化物微粒子とともに凹凸膜形成用塗布液中に含 ませる加水分解 '縮重合可能な有機金属化合物は、加水分解、脱水縮合を行うもの であれば基本的にはどんな化合物でも良いが、金属アルコキシドゃ金属キレートが 好ましい。
[0076] 金属アルコキシドとして具体的には、珪素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン等の メトキシド、エトキシド、プロポキシド、ブトキシドなどが、単体あるいは混合体として好 ましく用いられ、金属キレートとしては珪素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン等の ァセチルァセトネート錯体が好ましく用いられる。
[0077] また、有機金属化合物として、高分子量タイプのアルキルシリケート、例えばコルコ ート株式会社製ェチルシリケート 40や三菱ィ匕学株式会社製 MS56なども用いること ができる。有機金属化合物加水分解物として、市販のアルコキシシラン加水分解液、 例えばコルコート株式会社製 HAS - 10、株式会社日板研究所製セラミカ G— 91、 G— 92— 6、 日本曹達株式会社製アトロン NSI - 500などを用 、ることができる。
[0078] 金属酸ィ匕物コロイドまたは金属酸ィ匕物微粒子とともに塗布液中に含ませるクロロシリ ル基含有化合物とは、クロロシリル基（― SiCl X _、ここで nは 1, 2,または 3であり、 Xは水素、またはそれぞれ炭素数が 1〜： LOのアルキル基、アルコキシ基、またはァシ ロキシ基である）を分子内に少なくとも 1個有する化合物であり、その中でも、少なくと も 2個の塩素を有する化合物が好ましぐシラン Si H (ここで nは 1〜5の整数）の n 2n+2
中の少なくとも 2個の水素を塩素で置換し、他の水素を必要に応じてアルキル基、ァ ルコキシ基、またはァシロキシ基で置換したクロロシランおよびその部分加水分解物 およびその縮重合物が好ましぐ例えば、テトラクロロシラン（SiCl )、トリクロロシラン（
4
SiHCl )、トリクロ口モノメチルシラン（SiCH C1 )、ジクロロシラン（SiH C1 )、 および
3 3 3 2 2
CI- (SiCl 0) n— SiCl (nは 1〜10の整数）等を挙げることができ、これらの中から、
2 3
単独でまたは複数を組み合わせて使用することができる力 最も好まし 、クロロシリル 基含有化合物は、テトラクロロシランである。クロロシリル基は反応性が非常に高ぐ 自己縮合または基材表面と縮合反応をすることにより緻密な被膜を形成する。
[0079] 有機金属化合物またはクロロシリル基含有化合物またはそれらの加水分解物を含 む溶液の溶媒は、実質的に有機金属化合物またはクロロシリル基含有化合物または それらの加水分解物を溶解すれば基本的に何でも良いが、メタノール、エタノール、 プロパノール、ブタノール等のアルコール類が最も好ましぐ有機金属化合物または クロロシリル基含有化合物またはそれらの加水分解物を 1〜30質量％の濃度で含有 させる。
[0080] 有機金属化合物の加水分解には、水が必要である。これは、酸性、中性の何れで も良いが、加水分解を促進するためには、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、クェン酸、スル ホン酸等で酸性にした水を用いるのが好ましい。酸の添加量は特に限定されないが
、有機金属化合物に対してモル比で 0. 001〜8が良い。添加酸量が、モル比で 0. 0 01より少ないと、有機金属化合物の加水分解の促進が充分でなぐまたモル比で 8よ り多くても、もはや加水分解促進の効果が向上せず、また成膜後の膜の親水性があ まり良くな ヽので好ましくな 、。
[0081] 有機金属化合物の加水分解に必要な水の添加量は、有機金属化合物に対してモ ル比で 0. 1〜： LOOが良い。水添カ卩量がモル比で 0. 1より少ないと、有機金属化合物 の加水分解の促進が充分でなぐまたモル比で 100より多いと、液の安定性が低下 する傾向になり好ましくな 、。
[0082] クロロシリル基含有ィ匕合物を用いる場合には、必ずしも水や酸の添カ卩は必要ではな い。付加的に全く水や酸を添加しなくても、溶媒中に含まれていた水分や雰囲気中 の水分などにより加水分解が進行する。また、この加水分解に伴って液中に塩酸が 遊離し、さらに加水分解が進行する。しかし、付加的に水や酸を加えても何ら差し支 えない。酸としては塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、クェン酸、スルホン酸等が用いられ、酸 の添加量は特に限定されないが、クロロシリル基含有ィ匕合物に対してモル比で 0〜4 が良い。添加酸量がモル比で 4より多くても、もはや加水分解促進の効果が向上せ ず、また成膜後の凹凸膜の親水性があまり良くないので好ましくない。また水添加量 はクロロシリル基含有化合物に対してモル比で 0〜： LOOが良!、。水添カ卩量がモル比 で 100より多いと、液の安定性が低下する傾向になり好ましくない。
[0083] コロイドや微粒子の膜中の含有量は、あまり小さすぎると、コロイドや微粒子を添カロ した効果、すなわち得られる親水性能が充分でなく好ましくなぐ逆にコロイドゃ微粒 子の含有量があまり大きすぎると、有機金属化合物やクロロシリル基含有化合物由来 の金属酸ィ匕物マトリックス相が不連続になり凹凸膜が脆くなつて膜の強度が低下する 傾向が強くなるとともに、得られる防曇性能や防曇維持性能は飽和して実質上向上 しない。従ってコロイドや微粒子の膜中の含有量は、金属酸化物換算で 5質量％以 上、 80質量％以下であることが好ましぐより好ましくは 10質量％以上、 70質量％以 下であり、更に好ましくは 20質量％以上、 60質量％以下である。
[0084] 金属酸化物コロイドまたは金属酸化物微粒子と、有機金属化合物やクロロシリル基 含有化合物またはそれらの加水分解物とを混合し、基材上に凹凸を形成するための コーティング液を調製する。このコーティング液の好ましい原料配合比は、以下の通り である。
[0085] 有機金属化合物またはクロロシリル基含有化合物またはそれらのその加水分解物 100質量部
金属酸化物コロイドまたは金属酸化物微粒子 10〜200質量部
水 0〜150質量咅
酸触媒 0〜5質量部
分散助剤 0. 001〜10質量部
溶媒 500〜10000質量部
[0086] 有機金属化合物またはクロロシリル基含有ィ匕合物を溶媒に溶かし、触媒と水を加え 、 10°Cと溶液の沸点の間の所定の温度で 5分間から 2日間加水分解する。そこへ金 属酸ィ匕物コロイドまたは金属酸ィ匕物微粒子と必要に応じ分散助剤を加えて、必要に 応じさらに 10°Cと溶液の沸点の間の所定の温度で 5分間から 2日間反応させ、塗布 液を得る。なお、金属酸ィ匕物コロイドまたは金属酸ィ匕物微粒子は、加水分解工程の 前に加えても良い。また、有機金属化合物の加水分解工程を省略するために、上記 市販の有機金属化合物加水分解物溶液を用いても良 ヽ。得られたコーティング液は 、その後コーティング方法に応じて適当な溶媒で希釈しても構わな 、。
[0087] 凹凸形成用塗布液を基板上に塗布し、乾燥、熱処理して、基材上に金属酸化物凹 凸を形成する。塗布の方法は、公知の技術を用いれば良ぐ特に限定されないが、ス ピンコーター、ロールコーター、スプレーコーター、カーテンコーター等の装置を用い る方法や、浸漬引き上げ法 (ディップコーティング法）、流し塗り法 (フローコーティン グ法)などの方法や、スクリーン印刷、グラビア印刷、曲面印刷などの各種印刷法が 用いられる。
[0088] 塗布後の基材は、室温から 150°Cの間の温度で 1分間から 2時間乾燥後、必要に 応じて 150°Cと基材耐熱温度の間の温度で 5秒から 5時間熱処理する。基材耐熱温 度とは、実質上基材の特性が保持できる上限の温度のことであり、ガラス基材ならば 例えば軟ィ匕点や失透温度など、プラスチック基材ならば例えばガラス転移点や結晶 化温度や分解点などが挙げられる。乾燥や熱処理により、基材表面に強固な金属酸 化物凹凸膜が形成される。この凹凸膜は金属酸化物微粒子 (金属酸化物コロイドか らも由来する）と金属酸化物 (有機金属化合物またはクロロシリル基含有化合物から 由来する）のマトリックス力 なり、金属酸ィ匕物微粒子が金属酸ィ匕物マトリックスにより 基材に固着され、金属酸化物微粒子の表面形状がこの膜の凹凸を形成する。
[0089] このようにして得られた金属酸化物凹凸膜を形成した透過性基板は、水に対する 濡れ性が向上しており水滴の接触角が低く親水性があり、また多少の表面汚れによ つても容易には接触角が上昇せず、親水維持性を有して！/ヽる。
本発明の凹凸膜は、コーティング液中の金属酸ィ匕物コロイドまたは金属酸ィ匕物微 粒子の粒径や粒子形状、有機金属化合物またはクロロシリル基含有化合物またはそ れらの加水分解物と金属酸化物コロイドまたは金属酸化物微粒子の混合比、固形分 濃度などを調節することにより、表面平均粗さ (Ra)が 5〜： LOOnmとするのが好ましい 。 Ra値が 5nmより小さくても lOOnmより大きくても、親水性や親水持続性が低く好ま しくない。特に Ra値が lOOnmより大きいと、透明性が損なわれるので好ましくない。 本発明の凹凸膜は、さらに好ましくは、算術平均粗さ (Ra)が 10〜30nmである。この 範囲で親水性能、特に親水持続性がさらに良好である。ここで、 Ra値は原子間カ顕 微鏡 (例えば、セイコー電子株式会社製 SPI3700)や電子顕微鏡 (例えば、株式会 社日立製作所製 H— 600)を用いて観察、測定した断面曲線力も計算できる。
[0090] 本発明の凹凸を有する第一の低屈折率膜にさらに界面活性剤を含有させることに より、親水特性や親水持続性が更に改良された透過性基板を得ることができる。膜中 に界面活性剤を含有させる方法としては、コーティング液中に界面活性剤を添加す る方法が簡単で好ましい。膜中に含有された界面活性剤はゆっくりと表面に移動し、 結露した水滴の表面張力を低下させ水滴を濡れ拡がらせ、親水性を更に増大させる 効果を有する。また汚れ成分を包み込み、表面が汚れて防曇性が低下するのを防ぐ 働きも有する。
[0091] 膜中に含有された界面活性剤は、金属酸化物コロイドまたは金属酸化物微粒子に より形成される間隙や、金属酸化物マトリックスの細孔内に保持され、ゆっくりと表面 に移動して防曇性や親水性に寄与できるので、界面活性剤を含まない凹凸膜よりも 親水性の持続性能が向上する。また、使用を続けて界面活性剤が次第に流出して 膜内部から表面に移動できる界面活性剤がなくなっても凹凸形状による高い防曇性 は維持されるので、急激な親水性低下はない。
[0092] 界面活性剤としては、陰イオン性のものが好ましく用いられる。陽イオン性または両 性の界面活性剤は、金属酸ィ匕物よりなる凹凸膜に陽イオン部の親水性部を向けて吸 着する傾向があるので、空気側には界面活性剤の疎水性部が向くことになり、その結 果、物品表面の親水性が低下する傾向があるので好ましくない。非イオン系の界面 活性剤は分子量の大きなものが多ぐ膜中に固定される傾向が強くやはり物品表面 の親水性が低下するので好ましくな 、。
[0093] また、分子内にアミン性窒素またはアミド結合を含む界面活性剤は、イオン性に拘 わらず、金属酸ィ匕物よりなる凹凸膜に、窒素原子を介して吸着する傾向が強ぐやは り親水性が低下するので好ましくない。よって、アミン性窒素またはアミド結合を分子 内に含まな 、界面活性剤が好ましく用いられる。
[0094] 陰イオン性界面活性剤としては、スルホコハク酸ジアルキルナトリウムのようなスルホ コハク酸エステル塩；アルキルエーテル硫酸塩；アルキルエーテルリン酸塩；アルキ ルエーテルカルボン酸塩；ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのような硫酸エステ ル塩等が例示される力 これらのうちスルホコハク酸ジアルキルナトリウム、例えば、ス ルホコハク酸ジブチルナトリウム、スルホコハク酸ジへキシルナトリウム、スルホコハク 酸ジ— 2—ェチルへキシルナトリウム等力 親水性や親水維持性が良好であり好まし く用いられる。これら界面活性剤は、一種のみまたは二種以上を混合して用いる。
[0095] 膜中に含有させる界面活性剤の添加量は、 0. 1〜 15質量％が好ましい。添加量 が 0. 1質量％より少ないと親水性の向上が不充分で添加の意味がなく好ましくない。 一方、添加量が 15質量％より多いと、膜が白化し外観不良になる傾向が強くまた膜 強度も低下するのでやはり好ましくない。界面活性剤を含有させた凹凸膜は、成膜後 、界面活性剤の分解温度以下の温度で乾燥や熱処理が施される。
[0096] 本発明の凹凸膜または界面活性剤を含有する凹凸膜中に、さらにリン系化合物を 含有させることにより、親水特性や親水持続性が更に改良された物品を得ることがで きる。凹凸膜中にリン系化合物を含有させる方法としては、凹凸形成用コーティング 液中にリン系化合物を添加する方法が簡単で好ましい。リン系化合物としては、リン 酸エステル、リン酸、酸化リン、亜リン酸エステル、亜リン酸等が挙げられ、これら化合 物の一種または二種以上が用いられる。
[0097] リン系化合物の添カ卩量は、 0. 1〜15質量％が好ましい。添加量が 0. 1質量％より 少ないと、親水性の向上が不充分で添加の意味がなく好ましくない。一方、添加量が
15質量％より多いと、膜が白化し外観不良になる傾向が強ぐまた膜強度も低下する のでやはり好ましくない。
[0098] 温室の形式は、屋根の形状とその構造により、片屋根型'両屋根型'スリークォータ 一型に分けられ、さらに単棟式と連棟式がある。本発明の温室の構成としては、透過 性基板を用いれば特に限定されるものではない。栽培する植物の種類に応じて、透 過性基板を、温室の全面に使用しても一部（例えば、側面、上面、南側等の面）に使 用しても良い。全面に使用しても一部に使用しても、所望の効果を達成することがで きるカゝらである。要するに、透過性基板を用いる限り、本発明の温室においては、植 物の種類や、温室の設置地域に応じて自由に設計変更することができる。
[0099] また、本発明の透過性基板は、温室の被覆資材としてのみならず、例えばアトリウム
(高層建築の足元で上部をガラス張りにした吹き抜け大空間）の採光部分に用いるこ とで、アトリウム内の緑ィ匕（室内庭園等)への貢献も期待できる。
[0100] 次に、本発明の植物の栽培方法について説明する。本発明の植物の栽培方法は
、本発明の温室を使用して、植物を栽培する。「本発明の温室」については、上述の 説明をそのまま参照することができる。植物としては、果菜類を挙げることができ、限 定されるものではないが、例えば、トマト、ピーマン (パプリカ）、キユウリ、ズッキーニ、 ナス、トウガラシなどを挙げることができる。例えば、果菜類を表にまとめると、下記表
1のようになる。
[0101] [表 1]
Figure imgf000021_0001
[0102] 温室で栽培される例として、最も一般的なトマトについての光合成飽和、光の波長 と光合成との関係、高温による障害等との観点から、本発明の利点を説明すると以下 のようである。
[0103] <光合成飽和 >
トマトは、約 7万 Luxで光合成量が飽和することが知られている（7万 Luxはおよそ 7 OOWZm2〖こ相当）。トマトは強い光を好む植物に分類される。
光量については、夏の野外最高では、約 1200WZm2、冬の野外最高が約 600W Zm2である。また、ガラス透過後は、夏で最大、約 1000WZm2、冬の野外最高が約 500WZm2であるので、植物体の一番上であっても、夏近辺のみが光合成飽和の 光量に達しており、冬を中心に飽和していない時期がかなり存在する。
したがって、透過性基板の透過率は、光合成量に大きな影響を与えることが分かる 。本発明の温室は、このような透過性基板の透過率を植物の栽培という観点からも規 定しているので、好適である。
[0104] <光の波長と光合成 >
葉のクロロフィルが吸収できる波長 400〜500nm及び 600〜700nmの光が光合 成に最も有効であり、これらの波長の光が有効波長の光の 9割程度を占めているとい われている。このようなことから、かかる波長域での透過率が重要であるが、本発明の 温室は、この点からも好適である。
[0105] <高温による障害 >
花粉の稔性 (受粉能力）は、 30°Cを越えると悪くなり始め、 35°Cでほぼ不能になる。 果実のリコピン生成には多くの酵素が関与しており、主要反応の酵素のうち例えば Ps y (フイトェンシターゼ）が 20°C、 Lyc (リコピンサイクラーゼ）が 30°Cの最適温度である ため、 1日に両温度の時間帯がある程度ないと、リコピン生成が阻害される。夜温が 下がらない、あるいは、昼温が高すぎると阻害されやすい。
したがって、ガラスの熱線透過を下げることで、花の温度が下げられる、果実の温度 が下げられる、などの効果が期待され障害発生のリスクが軽減されるが、本発明の温 室は日射透過率を規定しており、上記効果を期待できるという観点からも好適である
実施例 [0106] 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に 限定して解釈される意図ではな 、。
[0107] 実施例 1
オンライン CVD法を利用して、ガラスリボン上に高屈折率膜、第三の低屈折率膜、 透明導電膜及び第一の低屈折率膜をこの順で形成した。具体的には、フロートバス 内がバス外よりもやや高圧に維持されるように、フロートバス空間内に 98体積％の窒 素と 2体積％の水素とを供給した。フロートバス内を非酸ィ匕性雰囲気に保持した状態 で、最上流側に位置する第 1のコーターから、ジメチルスズジクロライド (蒸気）、酸素 、水蒸気、窒素およびヘリウム力もなる混合ガスを供給し、ガラスリボン上に厚さ 25η mの酸化錫からなる高屈折率膜を形成した。引き続き、第 2のコーターから、モノシラ ン、エチレン、酸素および窒素からなる混合ガスを供給し、高屈折率膜上に厚さ 25η mの酸化珪素からなる第三の低屈折率膜を形成した。さらに第 3のコーターから、ジメ チルスズジクロライド (蒸気）、酸素、水蒸気、窒素およびフッ化水素力もなる混合ガス を供給して、フッ素を 0. 3質量％含む厚さ約 320nmのフッ素含有酸ィ匕錫力 なる透 明導電膜を形成した。さらに引き続き、第 4のコーターから、モノシラン、エチレン、酸 素および窒素カゝらなる混合ガスを供給し、透明導電膜上に厚さ lOOnmの酸ィ匕珪素 からなる第一の低屈折率膜を形成した。このようにして、 4mm厚みのフロートガラス 基板上に、 25nm厚の酸化錫膜、 25nm厚の酸化珪素膜、 320nm厚のフッ素ドープ 酸化錫膜、 lOOnm厚の酸ィ匕珪素膜をこの順に形成した、可視光透過率 89%、 日射 透過率 77%、熱貫流率 3. 9のガラスを得た。
[0108] 比較例として、ガラス基板 (4mm厚)のみ (比較例 1)、実施例 1から第一の低屈折率 膜を除去した構成のガラス (比較例 2)を用いた。用いた膜構成を表 2に、透過性基板 の可視光透過率（％)、 日射透過率（％)、熱貫流率 (WZm )を表 3にまとめた。
[0109] [表 2]
Figure imgf000023_0001
但し、表中、 Gはガラスを意味し、 SnO ： Fは Fドープしたものを示す。 [0110] [表 3]
Figure imgf000024_0001
各透過性基板を温室の資材として用いて栽培試験した。試験内容は以下の通りで ある。
試験場所:カゴメ総合研究所大規模温室 栽培室 No. 1 (フェンロ一型温室） 栽培方法：ロックウールを培地に用いた養液栽培
試験方法：トマトは 2003年 12月に播種を行い、 2004年 3月力も収穫を継続していた
[0111] 図 5Aおよび図 5Bは、栽培試験に用いた大規模温室 20の構造の正面図および平 面図である。この温室の寸法は、床寸法は 12. 8mX 24. 4m、高さ 4. 9mである。
[0112] 栽培室の天井ガラスの半分は「通常のガラス 22 (表 2の比較例 1のガラス）」、半分 は「表 2の実施例 1のガラス 24 (本発明の温室に用いる透過性基板 (以下、この実施 例では、透過性基板ともいう。；)」を設置 (交換)した。ガラスの設置 (交換)は、 2004 年 7月 1日に行った。
[0113] 温室 20内には、トマトを植え付ける畦 A〜Iが作られている。それぞれのガラスの下 に位置するトマトを「通常ガラス区」、もしくは「透過性基板区」とした。「通常ガラス区」 と「透過性基板区」の境はビュルカーテン 26で仕切った。全てのトマトについて、ガラ スを設置 (交換)した 7月 1日以降に発生した花房は、開花前につぼみを 5個 Z房に 調整 (他のつぼみは摘去)した。通常ガラス区、もしくは透過性基板区には、それぞ れ 304本のトマトが位置し、トマトの伸長に合わせてトマトの先端部を横方向に移動し た。ガラスを設置した 7月 1日以降に初めて発生した花房の果実が完熟になった時点 (8月下旬)で、各区の中央に先端部が位置する 10株のトマトを調査対象（図中、 30 , 32で示す)とし、株ごとに調査を行った。
[0114] 調査対象のトマト 1株につき、 3つの花房から、果実が完熟した時点で収穫し、調査 した。花房当りの着果数、 1果ごとの重量、果実への障害 (不良要因）の発生有無を 調査した。また、実施例 1のガラスによる熱線カットの効果を調べるために、屋外で、 上記の比較例 1のガラスもしくは実施例 1のガラスの下 20cmの位置に、完熟したトマ ト果実をへたを下にして位置させ、 1時間後に、果実の天面の表面温度を測定した。 これらの結果を、表 4に示す。
[表 4]
Figure imgf000025_0001
また、比較例 1のガラスと、実施例 1のガラスを用いて、根の伸長、成長点、葉、マル ハナバチの活動、花粉の活性等多数の要素を用いて、本発明の温室の効果を調べ た。これらの結果を、表 5に示す。
[表 5]
Figure imgf000026_0001
[0117] 実施例 2
次にガラスの表面状態と水滴落下との関係について調べた。大浴場、温泉、植物 温室の屋根にはガラスがトップライトとして使われることが多 、。高湿度環境下で屋根 内面で結露した水は徐々に成長し大きな水滴となってガラス力も離脱する。その際、 ガラス内面の親水性の状態によって、水滴はシート状に濡れ広がってガラス面からは 落下しな!、ものや、球状の水滴粒になって結露場所で垂直に落下するものがある。 又それは屋根の傾斜にも関係がある。すなわち傾斜が急だと、水滴状のものでも結 露ポイントではなく内面を伝ってガラスエッジのところまで水滴が到達する。
[0118] 植物温室でこのような結露現象が起きると、結露場所力 垂直落下した水滴が植物 の葉に当たり、それが元で病気になることが多い。そこでガラスの表面状態 (濡れ性、 接触角）によって垂直落下限界角度がどのように変化することを調べ温室に必要な ガラスの接触角がどの程度の接触角を持って!/ヽたらよ ヽかを検討した。
[0119] 具体的には、上述の実施例 1、比較例 1、比較例 2で作製したガラスをそれぞれ、膜 面を下方に向け傾斜 22° に保持し、下方力も霧吹きにて水滴をつけ、水滴の垂れ 具合を観察した。その結果、実施例 比較例 2のガラスでは、水滴が濡れ広がり、水 はガラス面を伝って端まで移動し、水滴となって落下することはな力つたのに対し、比 較例 1のガラスでは、多数の水滴が落下した。
[0120] なお、これらガラスの表面平均粗さ (Ra)を測定した結果は、実施例 1のガラスにつ いては、 50nmであり、比較例 1のガラスについては、 0. lnmであり、比較例 2のガラ スについては、 60nmであった。
[0121] 実施例 3
次に、上述のように調製した種々の透過性基板を用いて、エネルギー負荷計算結 果を調べた。エネルギー負荷計算については、住宅用熱負荷計算プログラム SMA SH (財団法人建築環境'省エネルギー機構)を用いて、以下の計算条件にて 12月 力 3月の冬季の暖房負荷を計算して行った。
[0122] <計算条件 >
1.計算モデル寸法 (直方体モデル）
SMASHは住宅用の熱負荷計算プログラムであるので、大型建造物について直接 計算できない。そこで以下の寸法の温室を想定し計算するにあたり、 1Z10モデル にて計算を行い、 1Z1モデルを推定する方法にて、以下の寸法のガラス温室（帳壁 、屋根とも全面を、実施例 比較例 1及び比較例 2のガラスで構成)の暖房負荷を計 算した。すなわち、 SMASHで計算可能な 1Z10モデル、 1Z8モデル、 1Z6モデ ルの暖房負荷計算結果を用いて、数学的手法 (外挿)で 1Z1モデルの暖房負荷の 推定を行った。具体的には、 1Z10モデルの暖房負荷の計算結果の約 99. 73倍を 、 1Z1モデルの暖房負荷とした。
床寸法 139. 50mX 320. 40m
高さ 5. 30m
床面積 44695. 80m2
容積 236887. 74m3 2.その他条件
自然換気回数： 1時間あたり 0. 6回
室温設定:終日 16°C
床：土間床として定義
設定都市:和歌山県和歌山巿加太
計算対象期間： 12月 1日力ら 3月 31日
比較例 1のガラスを用いた温室の暖房負荷の値を 100として、各ガラスを用いた温 室の暖房負荷を、表 6に示す。
[表 6]
Figure imgf000028_0001
産業上の利用可能性
ビニールまたはガラス基板が使用されて 、る従来の温室に代えて、本発明の透過 性基板が使用されて 、る温室を用いることにより、飛躍的に冷暖房費用を削減するこ とができる。また、栽培する植物の収穫量も従来の温室同等或いは同等以上とするこ とができる。ガラス基板の交換は比較的容易であることに加え、ガラスを用いた場合 には、ビニールに比較すれば耐久性も向上する。

Claims

請求の範囲
[I] 可視光透過率が 86%以上であり、 日射透過率が 78%以下の透過性基板を使用 する温室。
[2] 前記透過性基板の熱貫流率が、 4WZm2K以下である、請求項 1に記載の温室。
[3] 前記透過性基板が、単板力もなる、請求項 1または 2に記載の温室。
[4] 前記単板が、基板と、前記基板上の透明導電膜と、前記透明導電膜上であって、 前記透明導電膜の屈折率より低 、屈折率を有する第一の低屈折率膜とからなる、請 求項 3に記載の温室。
[5] 前記透明導電膜が、酸化錫、酸化インジウム、錫ドープ酸化インジウム (ITO)、亜 鉛ドープ酸化インジウム (IZO)、及び酸ィ匕亜鉛のいずれか 1つ力 選択される、請求 項 4に記載の温室。
[6] 前記第一の低屈折率膜が、酸ィ匕珪素またはフッ化マグネシウムである、請求項 4ま たは 5に記載の温室。
[7] 前記基板と前記透明導電膜との間に、前記基板の屈折率と前記透明導電膜の屈 折率の中間の値の屈折率を持つ第二の低屈折率膜を有する請求項 4〜6のいずれ 力 1項に記載の温室。
[8] 前記基板と前記透明導電膜との間に、基板側から高屈折率膜と、第三の低屈折率 膜とを有し、前記高屈折率膜が前記第三の低屈折率膜の屈折率より高い屈折率を 有し、前記第三の低屈折率膜が前記透明導電膜の屈折率より低 、屈折率を有する 、請求項 4〜6のいずれか 1項に記載の温室。
[9] 膜面側最表面の凹凸の表面平均粗さ (Ra)が 5ηπ！〜 lOOnmの範囲である、請求 項 4〜8の!、ずれ力 1項に記載の温室。
[10] 請求項 1〜9のいずれか 1項に記載の温室を使用して、植物を栽培する栽培方法。
[II] 前記植物が果菜類である、請求項 10に記載の栽培方法。
[12] 前記果菜類がトマトである、請求項 11に記載の栽培方法。
[13] 温室の被覆資材に用いる透過性基板であって、可視光透過率が 86%以上であり、 日射透過率が 78%以下、熱貫流率が 4WZm 以下である透過性基板。
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