(57)【要約】【課題】種々の目的に使用できる、断熱性にすぐれた多機能板材およびこれを有した植物栽培用ハウスを提供する。【解決手段】多機能板材Ａは、断熱性を有した板状基材１１と、膨張黒鉛を加圧してなる炭素シート１４とを層状に備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性を有した板状基材と、膨張黒鉛を加圧してなる炭素シートとを層状に備えたことを特徴とする多機能板材。
【請求項２】
請求項１において、
前記板状基材が段ボール材を備えていることを特徴とする多機能板材。
【請求項３】
請求項１において、
前記板状基材が断熱材を備えていることを特徴とする多機能板材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記板状基材と前記炭素シートとの間に空気層が配されていることを特徴とする多機能板材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記炭素シートの表面側に仕上げシートを配したことを特徴とする多機能板材。
【請求項６】
請求項５において、
前記炭素シートと前記仕上げシートとの間に活性炭が保持されていることを特徴とする多機能板材。
【請求項７】
ハウス内外を仕切る隔壁を備えた植物栽培用ハウスにおいて、
前記隔壁は、請求項１〜６のいずれか１項に記載された多機能板材を備え、前記板状基材をハウス室外面側に配し、前記炭素シートをハウス室内面側に配したことを特徴とする植物栽培用ハウス。
【請求項８】
請求項７において、
ハウス本体は保冷コンテナとされ、コンテナ外郭部が前記板状基材を有して構成されていることを特徴とする植物栽培用ハウス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱性などのさまざまな性能を有した多機能板材およびこの多機能板材を用いた植物栽培用ハウスに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、遮光栽培用ハウスの隔壁として、発泡材よりなる板状基材の一方の面にアルミシートを貼りあわせてなる、遮光性と断熱性をあわせもつ多機能板材を用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３１７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、遮光性と断熱性の両方にすぐれたシート素材として炭素シートが挙げられる。この炭素シートは厚さ方向に多層とした構造とされている。この厚さ方向へは熱伝導率が小さいため、アルミシートにくらべすぐれた断熱性を期待することができる。一方、面方向の熱伝導率は高いため、シート面を利用して効率の良い熱伝達を図ることもできる。
【０００５】
したがって、このような炭素シートに断熱性を有した材料を組み合わせれば、断熱性のみならず、遮光性、熱伝達性などの他の種々の性能をあわせもたせることができるが、従来にはそのような多機能板材は提案されていない。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮して提案されたもので、その目的は、種々の目的に使用できる、断熱性にすぐれた多機能板材およびこれを有した植物栽培用ハウスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の多機能板材は、断熱性を有した板状基材と、膨張黒鉛を加圧してなる炭素シートとを層状に備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の植物栽培用ハウスは、ハウス内外を仕切る隔壁を備えた植物栽培用ハウスにおいて、隔壁は多機能板材を備え、板状基材をハウス室外面側に配し、炭素シートをハウス室内面側に配したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の多機能板材は上述した構成とされているため、すぐれた断熱性や、遮光性など他の性能を生かすことで種々の目的に用いることができる。また、炭素シートの面方向への熱伝達性を生かした利用も行うことができる。
【００１０】
本発明の植物栽培用ハウスは上述した構成とされているため、すぐれた断熱性と遮光性とを期待できる。また、炭素シートを室内面側に配すれば、炭素シートの面方向への熱伝達のしやすさにより、多機能板材の断熱性の高さとあいまって、ハウス内温度の略一定化を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る多機能板材の部分拡大縦断面図である（ｂ）は、同多機能板材の利用態様を示した部分斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る植物栽培用ハウスの一部を破断した斜視図である。（ｂ）は、同植物栽培用ハウスの隔壁の部分拡大縦断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）はそれぞれ、同植物栽培用ハウスの隔壁として採用され得る隔壁の他例を示す部分拡大縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る植物栽培用ハウスの斜視図である。
【図５】（ａ）は、同植物栽培用ハウスに採用され得る隔壁の一例を示す部分拡大縦断面図である。（ｂ）は、同植物栽培用ハウスに採用され得る隔壁の他例を示す部分拡大横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
まず、多機能板材の基本構成について記述する。
【００１３】
本多機能板材Ａは、断熱性を有した板状基材１１と、膨張黒鉛を加圧してなる炭素シート１４とを層状に備えた構成とされる。
【００１４】
板状基材１１としては、たとえばグラスウールなどの鉱物繊維系の断熱材が用いられる。なお、鉱物繊維系の断熱材としてはロックウールを用いてもよい。また、板状基材１１として、木質繊維系の断熱材や、発泡ウレタン、発泡スチロールなどの発泡系の断熱材を用いることもできる。さらに、断熱素材をラミネートフィルムで被覆した真空断熱材を板状基材１１として用いてもよい。
【００１５】
炭素シート１４としては、たとえば炭素材よりなる可撓性シートが用いられる。可撓性シートとしては、結晶化された炭素材料を膨張させ（膨張黒鉛）、加圧してシート状に形成したものを用いればよい。可撓性シートの厚さ寸法には特に限定はなく、０．１ｍｍ〜３ｍｍあるいはそれ以上の厚めのものを用いてもよいし、０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍ程度の薄めのものを用いてもよい。
【００１６】
この炭素シート１４は、面方向に結晶が並んでなり、そのため面方向（厚さ方向に直交する方向）の熱伝導率が高い一方、厚さ方向では多層構造であるため熱伝導率は低い。たとえば、厚さ方向の熱伝導率が３〜５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の（面方向の熱伝導率が２５０〜５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度）炭素シート１４を用いればよい。
【００１７】
このように炭素シート１４は厚さ方向の熱伝導率が低いため、断熱性を有した、たとえば上述した断熱材で構成された板状基材１１と組み合わせることで、効果的な断熱対策をとることができる。
【００１８】
図１に示す多機能板材Ａは、たとえばグラスウールよりなる板状基材１１と炭素シート１４とを層状に重ね相互に接着した構成とされ、図１のものでは、さらに、炭素シート１４とは反対の面にグラスウールの飛散防止用にガラスペーパー３１を貼りつけてなる。なお、ガラスペーパー３１の代わりに炭素シート１４を貼りつけて、板状基材１１を炭素シート１１で挟んだものとしてもよい。
【００１９】
この多機能板材Ａは、図１（ｂ）に示すように、空調ダクト３０に巻きつけて使用する断熱シートとして使用することができる。
【００２０】
この多機能板材Ａによれば、断熱材１１（グラスウール）による断熱性と、炭素シート１４による断熱性とがあいまって、相乗的に断熱作用を生み出すことができる。また、グラスウールおよび炭素シート１４はともに柔軟であるため、この例のような巻設用の断熱シートとして効果的に利用することができる。
【００２１】
また、板状基材１１と炭素シート１４による多機能板材Ａは、その他種々の用途に用いることができる。たとえば、断熱対策として、パイプラインに巻きつける断熱シートや、住宅の壁・床・天井・屋根下地などの建築用の板状断熱シートとして利用できる。また、結露発生などによる湿気対策として高断熱性が求められる食品工場の板状断熱シートとしても用いられる。
【００２２】
また、鉱物繊維系の断熱材は不燃であるため、不燃性とされる炭素シート１４と組み合わせることで、不燃性の多機能板材Ａとして、建築用などの種々の用途に用いることができる。もちろん、燃えにくい発泡系の断熱材を用いてもよい。
【００２３】
また、炭素シート１４は面方向には熱伝導率が高いため、多機能板材Ａを道路に埋設させて融雪道路とすることもできる。また、床暖房の配管や融雪道路の配管等、熱伝導性を持たせたい配管に多機能板材Ａを巻きつけて使用してもよい。
【００２４】
また、多機能板材Ａは遮光性を有しているため、太陽光を遮断する必要のある植物栽培用ハウス１、２（図２、図４参照）にも利用することができる。
【００２５】
以下に説明する複数の実施形態に係る植物栽培用ハウス１、２はいずれも、ハウス内外を仕切る隔壁１０が、板状基材１１、１２と、板状基材１１、１２のハウス室内面側に配した炭素シート１４とを備えた多機能板材Ａで構成されている。
【００２６】
この植物栽培用ハウス１、２は、遮光栽培を目的としたもので、太陽光を遮断し、人工的な照明手段２０により植物の栽培ができるものである。
以下、実施形態ごとに順次説明する。
【００２７】
図２の植物栽培用ハウス１は、内部に栽培空間５を有した外観形状が略直方体形状とされ、その栽培空間５が、側壁、天井および扉などのハウス内外を仕切る隔壁１０（多機能板材Ａ）に囲まれた構成とされている。なお、植物栽培用ハウス１の隔壁１０は遮光を目的として、そのハウス内外を仕切るものであるが、屋内外を仕切るものには限られない。つまり、隔壁１０としては、たとえば遮光目的ではない栽培用ハウス内に遮光目的のための遮光栽培エリアとして植物栽培用ハウス１を設ける場合の間仕切り壁も含まれる。
【００２８】
栽培空間５には、トレイ２１が複数段に配され、それぞれのトレイ２１に対応して照明手段２０が配されている。照明手段２０としては、たとえばＬＥＤや蛍光灯が挙げられる。たとえば、わさびを栽培対象２３としてトレイ２１内にて栽培できる。その他、根菜、朝鮮人参、きのこ等の種々のものが栽培対象２３とされる。また、照明手段２０の電源供給手段として、屋根の上面や側壁の外面側にソーラーパネル２２が配されている。
【００２９】
本図例の隔壁１０（多機能板材Ａ）には、その主材である板状基材１１として段ボール材を用いたものが使用されている。図２（ｂ）は扉や側壁の部分拡大縦断面図であり、隔壁１０は、ハウス室外面側に配される段ボール材１１と、空気層１３ａを含んだ気泡緩衝材１３と、ハウス室内面側に配される炭素シート１４とが相互に接着剤で固着一体化された構成とされている。なお、本図および他の層構造の図面においては接着層の図示は省略している。
【００３０】
本図例の段ボール材１１は３層構造とされ、隣接する紙板材１１ａ間のそれぞれに波状の中芯１１ｂを配した構成とされている。図例のものは、中芯１１ｂにより区切られて隣接する直線状の複数の空洞部１１ｃが横向き（水平方向）になるように、段ボール材１１が隔壁１０として用いてあるが、これには限られず空洞部１１ｃが縦向き（上下方向）になるように配されるようにしてもよい。また、水濡れを防止するために、段ボール材１１の外面を防水加工するか、あるいはプラスチック段ボール材を用いることが望ましい。
【００３１】
気泡緩衝材１３としては、種々のものを用いられるが、製造過程における段ボール材１１や炭素シート１４との接着容易性を考慮すれば、表裏面が平坦なものを用いることが望ましい。
【００３２】
炭素シート１４としてはたとえば炭素材よりなる可撓性シートが用いられる。可撓性シートとしては、結晶化された炭素材料を膨張させ（膨張黒鉛）、加圧してシート状に形成したものを用いればよい。可撓性シートの厚さ寸法には特に限定はなく、０．１ｍｍ〜３ｍｍあるいはそれ以上の厚めのものを用いてもよいし、０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍ程度の薄めのものを用いてもよい。
【００３３】
この炭素シート１４は、上述したように、面方向に結晶が並んでなり、そのため面方向（厚さ方向に直交する方向）の熱伝導率が高い一方、厚さ方向では多層構造であるため熱伝導率は低い。たとえば、厚さ方向の熱伝導率が３〜５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の（面方向の熱伝導率が２５０〜５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度）炭素シート１４を用いればよい。
【００３４】
このように炭素シート１４は厚さ方向の熱伝導率が低いため、隔壁１０に炭素シート１４用いることで隔壁１０の断熱性を高めることができる。特に図２（ｂ）に示した層構造の隔壁１０は、板状基材１１（段ボール材）の空洞部１１ｃ、気泡緩衝材１３による空気層１３ａおよび炭素シート１４を重ねるように配してなるため、さらに断熱性を高められる。そのため、季節、昼夜、地域を問わず、外気温による栽培空間５への影響を小さくでき、室内の冷暖房の効率を良くし、栽培空間５の温度の調整をしやすくすることができる。ようするに本植物栽培用ハウス１を用いることで、たとえば高温環境の地域（たとえば東南アジア）や低温環境の地域（たとえば北海道）において温暖地域（たとえば日本の本州）の植物を栽培することができる。
【００３５】
また、多機能板材Ａによれば、炭素シート１４は面方向の熱の伝達性がよいため、ハウス内の位置による温度差を極力小さくでき、多機能板材Ａの断熱性の高さとあいまって、室内温度の略一定化を短時間で行うことができる。
【００３６】
さらに、多機能板材Ａ（隔壁１０）は段ボール材１１を用いた構成であるため、植物栽培用ハウス１を安価にかつ簡易に製造することができる。また、隔壁１０が段ボール材１１と灰色あるいは黒色の炭素シート１４とを含んでなるため、遮光性について問題がないことは言うまでもない。
【００３７】
また、炭素シート１４として上述したような薄めのものを用いる場合、図３（ａ）の部分拡大縦断面図に示すように、炭素シート１４の基材シートとして紙シート１８を接着剤で貼りあわせたものを用いてもよい。紙シート１８としては防炎紙を用いてもよい。防炎紙は、炭化はしても燃えることがなく延焼しにくいシート材であり、たとえばパルプ、レーヨン、防炎剤などを含んで構成される。また、基材シートとして紙シート１８の代わりに布シートを用いてもよい。
【００３８】
炭素シート１４に紙シート１８が貼りあわせてあるため、薄めの炭素シート１４であっても、炭素シート１４を用いて多機能板材Ａ（隔壁１０）を形成する際に取り扱いがしやすく、効率的な貼り付け作業が行える。
【００３９】
また、色移りする炭素シート１４を用いた場合には、その表面（栽培空間５側の面）に仕上げシート１６を貼りつけて、色移りを防止するようにしてもよい。
【００４０】
さらに、図２（ｂ）の部分拡大縦断面図に示すように、炭素シート１４と仕上げシート１６との間に活性炭層１５を配した多機能板材Ａ（隔壁１０）を用いてもよい。活性炭１５ａとしては種々のものを用いることができる。活性炭１５ａは炭素シート１４と仕上げシート１６との間に挟まれることで、脱落を防止できる。
【００４１】
このように活性炭１５ａを隔壁１０の内部に配することで、栽培空間５で発生する臭いを低減化することができる。
【００４２】
なお、図３（ｂ）に示した隔壁１０にも、図２（ａ）に示した紙シート１８付きの炭素シート１４を用いてもよい。
【００４３】
ついで、他の実施形態に係る植物栽培用ハウス２について、図４および図５を参照して説明する。
【００４４】
図４に示した植物栽培用ハウス２は、保冷用コンテナ３を改良して構成したものである。保冷用コンテナ３には断熱性の高いコンテナ外郭部１２が用いてあり、このコンテナ外郭部１２を板状基材とした多機能板材Ａ（隔壁１０）が形成されている。なお、この植物栽培用ハウス２の栽培空間５に配された照明手段２０、隔壁１０の外面側に配されるソーラーパネル２２については図２のものと同様とされ、同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４５】
コンテナ外郭部１２を用いた隔壁１０の例として、たとえば図５（ａ）（ｂ）に示した多機能板材Ａ（隔壁１０）が挙げられる。コンテナ外郭部１２は板材１２ａ間に断熱材１２ｂを挟んだ構造とされる。断熱材１２ｂとしては、たとえば発泡ウレタン等の発泡材を含んだものが挙げられる。
【００４６】
図５（ａ）に示した多機能板材Ａ（隔壁１０）は、板状基材１２（コンテナ外郭部）の内面側の板材１２ａに炭素シート１４を貼りつけてなる。
【００４７】
このように、断熱材１２ｂを含む板状基材１２と、炭素シート１４とを含ませて隔壁１０が構成されているため、高い断熱性を期待することができる。また、炭素シート１４を室内面側に配することで、室内温度の略一定化を図ることもできる。もちろん遮光性については問題ない。
【００４８】
さらに、板材１２ａと炭素シート１４との間に、図２で示したような気泡緩衝材１３（空気層１３ａ）を配した隔壁１０を用いてもよいし、板材１２ａと炭素シート１４との間に、図５（ｂ）に示すように細板材１７を間隔を空けて並べることで空気層１７ａを設けた隔壁１０を用いてもよい。このように空気層１７ａを加えることにより、さらなる断熱性の向上を図ることができる。
【００４９】
なお、保冷コンテナとしては、図５（ａ）（ｂ）に示したコンテナ外郭部１２を有したものに限られず、他の構成のものを用いてもよい。また、保冷コンテナを用いずに、種々の断熱材と炭素シート１４を組み合わせて隔壁を構成してもよい。
【００５０】
また、図５（ａ）（ｂ）に示した隔壁１０にも、図３（ａ）に示した紙シート１８付きの炭素シート１４を用いてもよい。
【００５１】
以上の実施形態では板状基材１１、１２として、段ボール材１１よりなるもの、断熱材１２ｂを含んだもの（上記実施形態ではコンテナ外郭部１２）を例示したが、その他のものでもよい。もちろん板状基材としては多孔質構造のものが望ましいが、それ自体に大きな断熱性を有しないものであってもよい。たとえば木質板を板状基材として用いてもよい。
【００５２】
また、図２〜図５に例示した種々の多機能板材Ａは、植物栽培用ハウス１、２の隔壁１０に適用されるだけではなく、多種の目的に使用され得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
Ａ              多機能板材
１、２          植物栽培用ハウス
３              保冷用コンテナ
５              栽培空間
１０            隔壁
１１            板状基材（断熱材、段ボール材）
１１ａ          紙板材
１１ｂ          中芯
１１ｃ          空洞部
１２            板状基材（コンテナ外郭部）
１２ａ          板材
１２ｂ          断熱材
１３            気泡緩衝材
１３ａ          空気層
１４            炭素シート
１５            活性炭層
１５ａ          活性炭
１６            仕上げシート
１７            細板材
１７ａ          空気層
１８            紙シート
２０            照明手段
２１            トレイ
２２            ソーラーパネル
２３            栽培対象
３０            空調ダクト
３１            ガラスペーパー
【図１】
2020146986.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020146986.tif 000005
【図４】
2020146986.tif 000006
【図５】
2020146986.tif 000007