(57)【要約】【課題】繰り返し利用した場合の耐久性が高く、且つ、照明の有効利用を可能とする、植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．００１〜０．１０％、Ｓｉ：０．０１〜１．５％、Ｍｎ：０．０１〜１．５％、Ｃｒ：１１〜２５％、Ａｌ：０．００５〜０．５０％、Ｎ：０．００１〜０．１％を含有し、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：０．０３％以下に制限し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、表面の光沢度Ｇｓ（２０°）が３００以上であることを特徴とする植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板を採用する。【選択図】図１
2018070921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ  ：０．００１〜０．１００％、
Ｓｉ：０．０１〜１．５％、
Ｍｎ：０．０１〜１．５０％、
Ｃｒ：１１．０〜２５．０％、
Ａｌ：０．００５〜０．５０％、
Ｎ  ：０．００１〜０．１０％を含有し、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下に制限し、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
表面の光沢度Ｇｓ（２０°）が３００以上であることを特徴とする植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項２】
質量％で更に、Ｎｉ：１．００％以下、Ｍｏ：３．００％以下、Ｔｉ：１．００％以下、Ｎｂ：１．００％以下、Ｂ：０．００５０％以下、Ｍｇ：０．０１５％以下、Ｃａ：０．００５０％以下、Ｓｎ：０．５０％以下、Ｓｂ：０．５０％以下、Ｖ：０．５０％以下、Ｗ：１．０％以下、Ｃｏ：０．５０％以下、Ｚｒ：０．５０％以下、Ｇａ：０．１００％以下、Ｌａ：０．１０％以下、Ｙ：０．１０％以下、Ｈｆ：０．１０％以下、ＲＥＭ：０．１０％以下の１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項３】
質量％で更に、Ｃｕ：０．１０〜３．００％以下を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項４】
濃度０．０１質量％のりん酸二水素アンモニウム水溶液に対する腐食減量が８．０ｍｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項５】
鋼板表面に、害虫忌避剤を含む皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板に、植物を挿入する貫通孔が設けられていることを特徴する植物栽培棚の植物保持板。
【請求項７】
樹脂基板の一方の面または両方の面に、前記フェライト系ステンレス鋼板が積層されていることを特徴する請求項６に記載の植物栽培棚の植物保持板。
【請求項８】
ヤング率が３０００Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項６または請求項７の何れか一項に記載の植物栽培棚の植物保持板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板及び植物栽培棚の植物保持板に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物の栽培方法として、培養液を用いて植物を栽培する、いわゆる水耕栽培が知られており、最近では、自然の条件や天候に左右されず、屋内で人工照明を用いた植物栽培方法が実施されている。また、屋内に太陽光を導入し、屋内にて植物栽培を行うことも実施されている。
【０００３】
太陽光や人工照明を用いた水耕栽培式の植物栽培方法においては、栽培トレーを単層若しくは複数段に積み上げた植物栽培装置が利用される。特許文献１には、植物栽培装置の一例が記載されている。一般に、植物栽培装置は、単層の栽培トレー若しくは複数段に積み上げられた栽培トレーと、各栽培トレーに培養液を循環供給する循環供給機構とが備えられている。また、人工照明で栽培する場合は、各栽培トレーの上部に人工照明装置が配置される。栽培トレーは、培養液を収容する容器と、容器上部の開口部を覆う蓋体としての植物保持板とが備えられている。容器には前記の循環供給機構が接続されており、培養液が貯留されている。また、植物保持板には、植物が挿入される複数の貫通孔が設けられている。植物は、茎または根にスポンジまたは不織布を巻き付けた状態で、スポンジまたは不織布とともに貫通孔に挿入されて固定される。このようにして、栽培中の植物が植物保持板に保持される。
【０００４】
栽培トレーの植物保持板は、植物が収穫される度に洗浄され、次の植物育成に利用される。このように、植物保持板は繰り返し利用されることから、洗浄しやすく、また、作業性を考慮して軽量なものが望まれる。従って、従来の植物保持板は、ポリプロピレン樹脂板や、発泡スチロール樹脂板が用いられることが多かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１３６３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の樹脂製の植物保持板は、繰り返し使用した場合の耐久性が低い。また、水耕栽培全般の課題として、生産効率を向上させるために、太陽光や人工照明をより有効に利用することが求められている。特に、人工照明による植物栽培方法においては、照明コストの負担が大きく、照明の有効利用によるコスト負担の低減が求められている。更には、培養液に対する耐食性も求められている。
【０００７】
そこで本発明は、繰り返し利用した場合の耐久性が高く、且つ、太陽光や人工照明の有効利用を可能とし、更には耐食性にも優れた、植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板及び植物栽培棚の植物保持板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用する。
（１）    質量％で、
Ｃ  ：０．００１〜０．１００％、
Ｓｉ：０．０１〜１．５％、
Ｍｎ：０．０１〜１．５０％、
Ｃｒ：１１．０〜２５．０％、
Ａｌ：０．００５〜０．５０％、
Ｎ  ：０．００１〜０．１０％を含有し、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下に制限し、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
表面の光沢度Ｇｓ（２０°）が３００以上であることを特徴とする植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板。
（２）    質量％で更に、Ｎｉ：１．００％以下、Ｍｏ：３．００％以下、Ｔｉ：１．００％以下、Ｎｂ：１．００％以下、Ｂ：０．００５０％以下、Ｍｇ：０．０１５％以下、Ｃａ：０．００５０％以下、Ｓｎ：０．５０％以下、Ｓｂ：０．５０％以下、Ｖ：０．５０％以下、Ｗ：１．０％以下、Ｃｏ：０．５０％以下、Ｚｒ：０．５０％以下、Ｇａ：０．１００％以下、Ｌａ：０．１０％以下、Ｙ：０．１０％以下、Ｈｆ：０．１０％以下、ＲＥＭ：０．１０％以下の１種または２種以上を含むことを特徴とする（１）に記載の植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板。
（３）    質量％で更に、Ｃｕ：０．１０〜３．００％以下を含むことを特徴とする（１）又は（２）に記載の植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板。
（４）    濃度０．０１質量％のりん酸二水素アンモニウム水溶液に対する腐食減量が８．０ｍｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることを特徴とする（１）乃至（３）の何れか一項に記載の植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板。
（５）    鋼板表面に、害虫忌避剤を含む皮膜が形成されていることを特徴とする（１）乃至（４）の何れか一項に記載の植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板。
（６）    （１）乃至（５）の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板に、植物を挿入する貫通孔が設けられていることを特徴する植物栽培棚の植物保持板。
（７）    樹脂基板の一方の面または両方の面に、前記フェライト系ステンレス鋼板が積層されていることを特徴する（６）に記載の植物栽培棚の植物保持板。
（８）    ヤング率が３０００Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする（６）または（７）の何れか一項に記載の植物栽培棚の植物保持板。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、繰り返し利用した場合の耐久性が高く、且つ、照明の有効利用が可能であり、更には培養液に対する耐食性に優れた植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板及び植物栽培棚の植物保持板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態に係る栽培トレーを示す断面模式図である。
【図２】図２は、本実施形態の植物栽培棚の植物保持板を示す図であって、（ａ）が（ｂ）のＡ−Ａ’線に沿う断面模式図であり、（ｂ）が平面模式図である。
【図３】図３は、本実施形態の植物栽培棚の植物保持板の他の例を示す断面模式図である。
【図４】図４は、本実施形態の植物栽培棚の植物保持板の別の例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態である植物栽培棚の植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板及び植物栽培棚の植物保持板について、人工照明を用いた場合を例に説明する。
【００１２】
図１には、本実施形態に係る植物の水耕栽培用の栽培トレーを示す。この栽培トレー１は、図示略の植物栽培装置の構成部品として用いられる。植物栽培装置は、図１に示す栽培トレー１が複数段に渡って積み上げられて構成されている。また、植物栽培装置には栽培トレー１に培養液を循環供給する循環供給機構と、各栽培トレー１の上部に配置された人工照明装置とが備えられている。
【００１３】
図１に示す栽培トレー１は、培養液を収容する容器２と、容器２の開口部２ａを覆う蓋体としての植物保持板３とが備えられている。植物保持板３は、容器２の外縁部２ｂに載せられている。容器２には前記の循環供給機構が接続されており、また、容器２には図示略の培養液の流入部と流出部とが備えられている。培養液４は、循環供給機構によって容器２の内部を満たしながら循環される。
【００１４】
植物保持板３には、植物が挿入される複数の貫通孔３ａが設けられている。植物には、保水性を有する多孔質材が巻き付けられ、多孔質材とともに貫通孔３ａに挿入される。このようにして、栽培中の植物が植物保持板３ａに保持される。多孔質材としてはスポンジまたは不織布等の保水性を備えたものを例示できる。多孔質材は、植物保持板３を容器２上に配置した際に、多孔質材が培養液４に接触するように取り付けられることが望ましい。また、貫通孔３ａをスポンジまたは不織布等と植物とによって塞ぐことで、容器内部に光が入射しないようにすることが望ましい。
【００１５】
植物保持板３は、フェライト系ステンレス鋼板から構成されている。以下、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の化学成分について説明する。
【００１６】
Ｃは、耐食性を劣化させる理由で、含有量は少ないほど良く、上限を０．１００％以下とした。しかし、過度の低減は精錬コストの増加につながるため、下限を０．００１％以上にすることが望ましい。好ましくは、０．００２〜０．０１０％である。
【００１７】
Ｓｉは脱酸元素として添加される場合があるが、固溶強化元素であることから、ヤング率を高めるためにその含有量の上限を１．５％以下とする。一方、Ｓｉの過度の低減は精錬コストの増加につながり、剛性も低下するため、下限を０．０１％以上とすることが望ましい。好ましくは０．０５〜１．０％である。
【００１８】
ＭｎはＳｉと同様に固溶強化元素であることから、ヤング率を高めるために上限を１．５０％以下とする。一方、Ｍｎの過度の低減は精錬コストの増加につながり、また、剛性が低下するので、下限を０．０１％以上とすることが望ましい。好ましくは０．０１〜１．００％である。
【００１９】
Ｐは原料から不可避的に混入する元素であるが、多量に含まれると耐食性が低下するため、その含有量は少ないほうが良く、伸びの観点から上限を０．０４０％以下とする。但し、過度の低減は精錬コストの増加につながるため、下限を０．００１％以上とすることが望ましい。
【００２０】
Ｓは、多量に添加すると耐食性が低下するため、上限を０．０３０％以下とする。但し、過度の低減は精錬コストの増加につながるため、下限を０．０００１％以上とするのが好ましい。
【００２１】
Ｃｒは、フェライト系ステンレス鋼の構成元素であり、耐食性向上のために１１．０％以上の添加が必要となるが、過剰の添加は靭性を劣化させ、製造性が悪くなる。よってＣｒの上限は２５．０％以下とする。好ましくは１３．０〜１８．０％である。
【００２２】
Ａｌは、脱酸元素として０．００５％以上添加する。一方、過度の添加は表面品質の劣化をもたらすため、上限を０．５０％以下とする。好ましくは０．０１０〜０．３０％である。
【００２３】
Ｎは、Ｃと同様に耐食性を劣化させることから、その含有量は少ないほうがよく、上限を０．１０％以下とする。また、低減にかかる製造コストの観点から下限は０．００１％以上にすることが望ましい。好ましくは０．００４〜０．０５％である。
【００２４】
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、以上の成分組成を有し、残部をＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼板であるが、必要に応じて以下の元素を含有させてもよい。
【００２５】
Ｎｉは、耐食性を向上させる元素であり、０．１０％以上で耐食性向上の効果が発揮される。一方、過度の添加は貫通孔形成時の加工性を低下させるため、上限を１．００％以下とすることが望ましい。
【００２６】
Ｍｏは、Ｎｉと同様には耐食性を向上させる元素であり、０．１０％以上で耐食性向上の効果が発揮される。一方、過度の添加は貫通孔形成時の加工性を低下させるため、上限を３．００％以下とすることが望ましい。
【００２７】
Ｔｉは、固溶強化元素であり、添加することで強度が向上し、また、ヤング率が高まり剛性が向上する。過剰に添加すると表面の酸化皮膜中に濃化して光沢を低下させる。従ってＴｉ量は０．０１〜１．００％が好ましく、０．０１〜０．３０％がより好ましい。
【００２８】
Ｎｂは、Ｔｉと同様に固溶強化元素であり、添加することで強度が向上し、また、耐食性が向上する。過剰に添加すると表面の酸化皮膜中に濃化して光沢を低下させる。従ってＮｂ量は０．０１〜１．００％が好ましく、０．０１〜０．３０％がより好ましい。
【００２９】
本発明では更に、熱間加工性、耐食性や耐酸化性等の特性改善のために、必要に応じてＢ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｖ、Ｗ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｌａ、Ｙ、Ｈｆ、ＲＥＭの１種または２種以上を含有させても良い。
【００３０】
Ｓｎ、Ｓｂ、Ｗ、Ｃｏ、Ｖは、鋼の耐食性を高めるのに有効な元素である。但し、過度な添加は合金コストの上昇や製造性を阻害することになるため、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｏ、Ｖの上限はそれぞれ０．５０％以下、Ｗの上限は１．０％以下とする。何れの元素も好ましい含有量の下限は０．０３％以上である。
【００３１】
Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、ＲＥＭは熱間加工性を改善するのに有効な元素であり、Ｂ、Ｃａの上限は０．００５０％以下、Ｍｇの上限は０．０１５％以下、ＲＥＭの上限は０．１０％以下とする。好ましい下限は、Ｂは０．０００３％以上、ＭｇとＣａはそれぞれ０．０００５％以上、ＲＥＭは０．００１％以上である。ここで、ＲＥＭは原子番号５８〜７１に帰属する元素であり、例えば、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ等である。
【００３２】
Ｇａは、耐食性向上や水素脆化抑制のため添加してもよい。硫化物や水素化物形成による靭性への悪影響から、Ｇａ含有量の下限は０．０００２％以上、上限は０．１００％以下とする。さらに、製造性やコストの観点ならびに、粗熱延再結晶促進の観点から、Ｇａ含有量は０．０００５〜０．０５０％が好ましい。
【００３３】
ＺｒおよびＨｆは、Ｃおよび／またはＮと結合して靭性の向上に寄与する。このため、必要に応じて、Ｚｒ０．０１％以上、Ｈｆ０．０１％以上を含有する。但し、Ｚｒが０．５０％超、Ｈｆが０．１０％超含有すると、コスト増になる他、大型の炭窒化物析出により熱延鋼板の靭性を著しく劣化させる。このため、Ｚｒ含有量の上限は０．５０％以下とし、Ｈｆ含有量の上限は０．１０％以下とする。
【００３４】
ＬａおよびＹは、ＲＥＭと同様に、熱間加工性を改善するのに有効な元素である。Ｌａ及びＹの上限はそれぞれ０．１０％とする。好ましい下限は０．００１％以上である。
【００３５】
Ｃｕは、鋼板の表面に濃化して抗菌性を高める元素である。鋼のＣｕ含有量が０．１０％未満の場合は鋼表面へのＣｕの濃化が起きにくくなり、抗菌性が低下するので好ましくないので０．１０％以上とする。一方、Ｃｕ含有量が多すぎると製造過程において鋳片の割れが発生するため、上限を３．００％以下とする。好ましくは０．１０〜２．００％である。屋内の人工照明下で栽培される植物は、低農薬若しくは無農薬の環境下で栽培されるため、病原菌に対して脆弱である。従って、本実施形態のステンレス鋼板に抗菌性を持たせることで、植物保持板として好適に用いることができる。
【００３６】
以上説明した各元素のほかにも、本発明の効果を損なわない範囲で含有させることが出来る。一般的な不純物元素である前述のＰ、Ｓを始め、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｈ、Ｔａ等は可能な限り低減することが好ましい。一方、これらの元素は、本発明の課題を解決する限度において、その含有割合が制御され、必要に応じてＺｎ≦１００ｐｐｍ、Ｂｉ≦１００ｐｐｍ、Ｐｂ≦１００ｐｐｍ、Ｓｅ≦１００ｐｐｍ、Ｈ≦１００ｐｐｍ、Ｔａ≦５００ｐｐｍの１種以上を含有してもよい。
【００３７】
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板において、抗菌性を確保するためにＣｕを含有させた場合は、鋼板表面にＣｕ濃化層が形成される。Ｃｕ濃化層とは、フェライト系ステンレス鋼板の表層のうち、フェライト系ステンレス鋼板における平均Ｃｕ濃度よりも高いＣｕ濃度を示す領域をいう。具体的には、Ｃｕ濃化層は、鋼板表面から深さ３０ｎｍまでの範囲において、Ｃｕ濃度が、３０ｎｍ超の深さの領域のＣｕ濃度よりも高くなっている領域をいう。このような深さ方向のＣｕ濃度分布を確認するには、グロー放電発光分析(ＧＤＳ)によって深さ方向のＣｕ量を測定することで確認できる。このＣｕ濃化層におけるＣｕの最大濃度は、１０．０質量％以上であることが好ましく、１５．０質量％以上であることがより好ましい。Ｃｕの最大濃度が高いほど抗菌性が向上するため、その上限は特に設定しない。
【００３８】
Ｃｕ濃化層を有することで本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、抗菌性を発現できる。上述のように、屋内の人工照明下で栽培される植物は、低農薬若しくは無農薬の環境下で栽培されるため、病気に対して脆弱である。従って、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の表面にＣｕ濃化層を形成することで、抗菌性が高められる。
【００３９】
次に、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、JIS Z 8741における表面の光沢度Ｇｓ（２０°）を３００以上とする。植物育成装置において、植物保持板に対する照明光の入射方向がほぼ垂直方向であることから、光沢度の指標としてＧｓ（２０°）を採用する。本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は表面光沢性が高いため、照明装置から照射された光を反射し、反射光を植物の葉の裏側に当てることが可能になる。これにより、植物の光合成を促し、生育速度を速めることが可能になる。表面の光沢性は、製造時に内部酸化物や粒界酸化を抑制する条件を採用することで確保できる。光沢度の測定は、JIS Z 8741に規定の通りに行えばよい。
【００４０】
また、植物保持板３は、培養液４に接触する環境で使用される。特に、貫通孔３ａの内周面には培養液４を含んだ多孔質材が接するため、植物保持板３は培養液４が常時接触する。培養液４は、一例として、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硫酸マグネシウム及び０．０００５％〜０．０２質量％のりん酸二水素アンモニウムを含み、ｐＨが４〜８の水溶液が用いられる。培養液４に含まれるりん酸二水素アンモニウムにはりん酸イオンが含まれており、ｐＨが４〜８では金属に対して腐食性がある。従って、植物保持板３として光沢性を有する金属板を使用する際は、培養液４に対する耐食性が高いものが望ましい。本発明者らが培養液に対する耐食性の指標として濃度０．０１質量％のりん酸二水素アンモニウム水溶液に対する腐食減量に着目したところ、植物育成用途では、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の腐食減量が８．０ｍｇ／ｍ２・ｄａｙ以下と低い場合に、植物保持板として好適であることを見出した。本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、その成分組成を上記の範囲に限定し、かつ表面の光沢度を高めるとともに、りん酸二水素アンモニウムに対する腐食減量を８．０ｍｇ／ｍ２・ｄａｙ以下とする。光沢度を高めることで表面の腐食起点が低減されて、腐食減量がより一層低減すると推測される。
【００４１】
濃度０．０１質量％のりん酸二水素アンモニウム水溶液に対する腐食減量の測定方法は、フェライト系ステンレス鋼板から試験片を採取し、試験片を試験浴に７２０時間浸漬させる。試験浴には、濃度０．０１質量％のりん酸二水素アンモニウム水溶液を用いる。試験液のｐＨは６．０とする。試験前後の試験片の重量を測定し、測定された重量の変化量に基づいて、各試験片の腐食減量を求める。
【００４２】
また、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、植物の栽培トレー１の植物保持板３として使用された場合に、比較的板厚が小さいものが使用される。例えば、０．１〜２０ｍｍの厚みのフェライト系ステンレス鋼板が植物保持板３として用いられる。従来の樹脂製の植物保持板に対してステンレス製の植物保持板は比重が大きいため、軽量化を図るために板厚を小さくする必要があるためである。その一方で、植物保持板３の板厚を小さくすると、植物保持板３は容器２の外縁部２ｂに載せられることから、植物が生長するにつれてその重量増加により植物保持板３の中央部分が下方に撓みやすくなる。植物の種類によっては、植物保持板３の全体に加わる重さが１０ｋｇを超える場合がある。このような重量が加わることで植物保持板３が撓むと、植物保持板３の板面内において培養液４に対する高さにばらつきが生じ、その結果、植物の成長にばらつきが生じる恐れがある。よって、植物保持板３の撓みを防止するには、フェライト系ステンレス鋼板の剛性が高いことが望ましく、具体的には植物保持板３としてのヤング率が３０００Ｎ／ｍｍ２以上になることが望ましい。
【００４３】
また、上述のように、屋内にて太陽光や人工照明によって栽培される植物は、低農薬若しくは無農薬の環境下で栽培されるため、害虫に対しても脆弱である。従って、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の表面には、害虫忌避剤を含む皮膜が形成されていてもよい。このような皮膜の具体例としては、害虫忌避剤を含有する化成処理層や、害虫忌避剤を含有するクリア塗装膜を例示できる。
【００４４】
害虫忌避剤を含有する化成処理層としては、例えば、害虫忌避剤とシランカップリング剤を含有する塗膜層が好ましい。シランカップリング剤としては、アミノシラン系シランカップリング剤およびエポキシシラン系シランカップリング剤の少なくとも一方が好ましい。化成処理層の付着量は、害虫忌避性を確保するために、０．１０ｇ／ｍ２以上がよい。
【００４５】
また、害虫忌避剤を含有するクリア塗装膜としては、害虫忌避剤を含有する熱硬化性樹脂からなる塗膜を例示できる。熱硬化性樹脂としては、ステンレスに対する密着性を有するものであれば特に制限されず、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。クリヤ塗装膜における害虫忌避剤の含有量は、害虫忌避性を確保するために、クリヤ塗装膜１００質量部に対して０．５０〜７．０質量部であり、０．８０〜５．０質量部であることが好ましく、０．８０〜３．５質量部であることがより好ましい。
【００４６】
害虫忌避剤は、接触忌避型害虫忌避剤である合成ピレスロイド系化合物を例示できる。
合成ピレスロイド系化合物としては、アクリナトリン≪化学名：Ｓ−α−シアノ−３−フェノキシベンジル＝（Ｚ）−（１Ｒ，３Ｓ）−２，２−ジメチル−３−［２−（２，２，２−トリフロオロ−１−トリフルオロメチルエトキシカルボニル）ビニル］シクロプロパンカルボキシラート≫、アレスリンＩ≪化学名：２，２−ジメチル−３−（２−メチル−１−プロペニル）シクロプロパンカルボン酸２−メチル−４−オキソ−３−（２−プロペニル）−２−シクロペンテン−１−イルエステル≫、アレスリンII≪化学名：３−（３−メトキシ−２−メチル−３−オキソ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸２−メチル−４−オキソ−３−（２−プロペニル）−２−シクロペンテン−１−イルエステル≫、Ｄ−テトラメトリン≪化学名：（１Ｒ）−２,２−ジメチル−３β−（２−メチル−１−プロペニル）シクロプロパン−１β−カルボン酸［（１，３，４，５，６，７−ヘキサヒドロ−１，３−ジオキソ−２Ｈ−イソインドール）−２−イル］メチル≫、レスメトリン≪化学名：２，２−ジメチル−３−（２−メチル−１−プロペニル）シクロプロパンカルボン酸（５−ベンジル−３−フリル）メチル≫、フラメトリン≪化学名：２，２−ジメチル−３−（２−メチル−１−プロペニル）シクロプロパンカルボン酸５−プロパルギルフラン−２−イルメチル≫、フェノトリン≪化学名：２，２−ジメチル−３−（２−メチル−１−プロペニル）シクロプロパンカルボン酸ｍ−フェノキシベンジル≫、ペルメトリン≪化学名：３−（２，２−ジクロロエテニル）−２,２−ジメチルシクロプロパン−１−カルボン酸（３−フェノキシベンジル）≫、シフェノトリン≪化学名：２，２−ジメチル−３−（２−メチル−１−プロペニル）シクロプロパンカルボン酸シアノ（３−フェノキシフェニル）メチル≫、ブラトリン≪化学名：２，２−ジメチル−３−（２−メチル−１−プロペニル）シクロプロパンカルボン酸（６−クロロ−１，３−ベンゾジオキソール−５−イル）メチル≫、エトフェンブロックス≪化学名：２−（４−エトキシフェニル）−２−メチルプロピル＝３−フェノキシベンジルエーテル≫、シフルトリン≪化学名：２−（２，２−ジクロロビニル）−３,３−ジメチルシクロプロパンカルボン酸α−シアノ−４−フルオロ−３−フェノキシベンジル≫、テフルトリン≪化学名：２, ３, ５, ６−テトラフルオロ−４−メチルベンジル＝（Ｚ）−（１ＲＳ, ３ＲＳ）−３−（２−クロロ−３, ３, ３−トリフルオロ−１−プロペニル）−２, ２−ジメチルシクロプロパンカルボキシラート≫、ビフェントリン≪化学名：２−メチルビフェニル−３−イルメチル＝（１ＲＳ, ２ＲＳ）−２−（Ｚ）−（２−クロロ−３, ３, ３−トリフルオロ−１−プロペニル）−３, ３−ジメチルシクロプロパンカルボキシラート≫、プロフルトリン≪化学名：（１Ｒ)−２，２−ジメチル−３α−［（Ｚ）−１−プロペニル］シクロプロパン−１β−カルボン酸−２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジル≫、メトフルトリン≪化学名：（１Ｒ，３Ｒ）−２，２−ジメチル−３−(１−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸２，３，５，６−テトラフルオロ−４−(メトキシメチル)ベンジル≫、トランスフルト���ン≪化学名：（１Ｒ，３Ｓ)−３−（２，２−ジクロロビニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸（２，３，５，６−テトラフルオロフェニル）メチル≫、ピレトリン≪化学名：（１Ｒ，３Ｒ)−３−［（Ｅ）−３−メトキシ−２−メチル−３−オキソ−１−プロペニル］−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸（Ｓ）−２−メチル−４−オキソ−３−［（Ｚ)−２，４−ペンタジエニル］−２−シクロペンテン−１−イル≫、エムペントリン≪化学名：（１Ｒ）−２，２−ジメチル−３−（２−メチル−１−プロペニル）シクロプロパンカルボン酸１−エチニル−２−メチル−２−ペンテニル≫、プラレトリン≪化学名：２，２−ジメチル−３−（２−メチル−１−プロペン−１−イル）−１−シクロプロパンカルボン酸２−メチル−４−オキソ−３−（２−プロピニル）−２−シクロペンテン−１−イル≫、イミプロトリン≪化学名：２，２−ジメチル−３−（２−メチル−１−プロペニル）−１−シクロプロパンカルボン酸［２，５−ジオキソ−３−（２−プロピニル）イミダゾリジン−１−イル］メチル≫等が挙げられる。害虫忌避剤は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４７】
次に、本実施形態のフェラト系ステンレス鋼板の製造方法を説明する。
フェライト系ステンレス鋼板の素材となる鋳片の製造は、通常公知の方法を用いることができ、例えば、転炉、電気炉等で鋼を溶製し、必要に応じて、ＲＨ脱ガス装置やＡＯＤ炉、ＶＯＤ炉等で２次精錬して上記成分組成に調整し、その後、連続鋳造法あるいは造塊−分塊圧延法で鋳片とするのが好ましい。
【００４８】
熱間圧延は、へげ疵の発生を防止するために、鋳片の加熱温度を１１００℃以上とする。光沢性の確保のためには１１４０〜１１８０℃がよい。また、仕上圧延の終了温度は例えば９００℃以上とする。また、巻取温度は４００℃以上とすることで、表面疵の発生を抑制できる。巻取り温度が高いほど表面疵は抑制できるが、巻取り温度が高すぎると、鋼表面にＣｕが濃化しにくくなるので、Ｃｕを添加する場合は６００℃以下にすることが望ましい。
【００４９】
上記のようにして得た熱延板に対して冷間圧延を行う。冷間圧延の前に、熱延板焼鈍を行ってもよい。また、冷間圧延は、１回行うか、または２回以上行ってもよい。ただし、２回以上の冷間圧延を行う場合、各冷間圧延の間に中間焼鈍を行うとよい。
【００５０】
熱延板焼鈍を実施する場合は、光沢低下を招く内部酸化物や粒界酸化の成長を抑制するため、焼鈍温度は１０５０℃以下とすることが好ましい。また焼鈍温度の下限は鋼の再結晶温度（８５０℃程度）とすることが好ましい。ここで再結晶温度とは、圧延された加工組織から歪の無い新しい結晶粒が形成される温度のことである。
冷間圧延時の中間焼鈍を実施する場合も同様の温度範囲とすることが好ましい。
【００５１】
冷間圧延の条件は特に限定しない。冷間圧延後は、焼鈍及び酸洗をしてから調質圧延をするか、冷間圧延後に光輝焼鈍を行ってから調質圧延を行うことで、表面に光沢を持たせる。焼鈍または光輝焼鈍は、表面光沢を考慮して、９８０℃以下とすることが好ましい。焼鈍温度が低いほど内部酸化・粒界酸化が抑制されるため表面光沢を向上させるには有利である。このため、下限は、再結晶温度である８５０℃とすることが好ましい。
【００５２】
また、Ｃｕを含有させた鋼板に対してＣｕ濃化層を形成させる場合は、熱間圧延の条件として、加熱温度１１５０〜１３００℃、仕上げ温度８００〜１０００℃、巻取り温度６００℃以下で行い、冷間圧延後に焼鈍してから仕上げ酸洗を行う。
【００５３】
仕上げ酸洗は、例えば、５.０〜３５.０質量％硫酸水溶液に浸漬する酸洗工程と、１.０〜１５.０質量％の硝酸及び０．５〜５．０質量％弗酸水溶液を含む酸液に浸漬する酸洗工程とを行う。硫酸水溶液に浸漬する酸洗工程と、硝酸及び弗酸水溶液を含む酸液に浸漬する酸洗工程とは、この順で行ってもよく、逆順でもよい。
【００５４】
熱間圧延を上記条件で実施することにより、Ｃｕを鋼板表面近くに偏析させることができ、かつ、鋼中においてＣｕを固溶させることができる。更に、Ｃｕが表面に近くに偏析した熱延板に対して、冷間圧延を経た後に仕上げ酸洗を行うことで、表面のスケール皮膜が除去され、また、ＦｅやＣｒが優先的に酸洗溶解されることで、表面のＣｕ濃度を高くすることができ、表面にＣｕ濃化層を有するフェライト系ステンレス鋼板を得ることができる。
【００５５】
そして、仕上げ酸洗後に調質圧延を行うか、または、光輝焼鈍を行ってから調質圧延を行うことで、表面に光沢を持たせる。
【００５６】
以上のようにして、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板を製造する。
また、得られたフェライト系ステンレス鋼板を適当なサイズに切断し、貫通孔３ａを設けることで、本実施形態の植物保持板３を製造する。
【００５７】
更に、製造されたフェライト系ステンレス鋼板の表面に、害虫忌避剤を含むクリア塗装膜を形成するか、害虫忌避剤を含む化成処理膜を形成してもよい。
【００５８】
なお、本実施形態の植物保持板は、フェライト系ステンレス鋼板のみから構成してもよいが、図３に示すように、樹脂基板１１の両面に、フェライト系ステンレス鋼板１２が積層された植物保持板１３でもよい。また、図４に示すように、樹脂基板１１の片面に、フェライト系ステンレス鋼板１２を積層させた植物保持板１４でもよい。樹脂基板１１にフェライト系ステンレス鋼板１２を積層する場合は、ステンレス鋼板１２の光沢面が外側を向くように積層するとよい。また、図４に示す植物保持板１４を栽培トレー１の容器２に設置する際は、フェライト系ステンレス鋼板１２を上側に向けた状態で容器２上に載置するとよい。樹脂基板１１としては、ポリプロピレン樹脂板、発泡スチロール樹脂板等を用いればよい。なお、フェライト系ステンレス鋼板の板厚は上述したように特に限定されるものでなく、例えば０．１〜１５ｍｍの範囲の中から、上記の植物保持板の構成に応じて適宜決めることが出来る。
【００５９】
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板によれば、所定の化学成分を有し、かつ、表面の光沢度Ｇｓ（２０°）が３００以上であるので、人工照明の照明光や太陽光を反射して植物に照射させることができ、光を有効利用することができ、これにより、植物における光合成を活発にして、植物の収量を増加させることができる。
また、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板によれば、更に、Ｃｕ：０．１０〜３．００％を含むので、抗菌性を付与させることができ、病原菌の繁殖を抑制し、低農薬若しくは無農薬の環境下で育成される植物を病気から守ることができる。
また、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板によれば、りん酸二水素アンモニウム水溶液に対する腐食減量が８．０ｍｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であるので、培養液に対する耐食性を高めることができる。
更に、ヤング率が３０００Ｎ／ｍｍ２以上と剛性が高いため、植物保持板とした場合に撓み量が少なく、植物保持板の板面内において培養液に対する高さにばらつきが小さくなり、その結果、植物の成長のばらつきを予防できる。
また、鋼板表面に、害虫忌避剤を含む皮膜が形成されているので、害虫の接近を抑制し、低農薬若しくは無農薬の環境下で育成される植物を害虫から守ることができる。
また、本実施形態の植物保持板は、照明光の利用率を高めることができ、また、照明光から培養液をほぼ完全に遮光して苔や藻の発生を抑制でき、病気や害虫の発生を抑制し、たわみ量を小さくすることができる。
更に、本実施形態の植物保持板には、樹脂基板が備えられることで、軽量化を図ることができる。
【実施例】
【００６０】
表１に示す成分を有する鋳片を鋳造し、鋳片を１１４０〜１１８０℃に加熱し、仕上圧延の終了温度を９００℃以上、巻取温度を４００℃以上とする条件で熱間圧延を行った。次いで、熱延板に対して焼鈍温度８５０〜１０５０℃で熱延板焼鈍を行い、その後、冷間圧延を行った。更に、焼鈍及び酸洗をしてから調質圧延をするか、冷間圧延後に光輝焼鈍を行ってから調質圧延を行うことで、表面に光沢を持たせた。焼鈍または光輝焼鈍は８５０〜９８０℃の範囲で行った。なお、表１において空欄の箇所は、元素を意図的に添加していないことを意味する。
【００６１】
また、Ｃｕを含有させた鋼板については、熱間圧延の条件として、加熱温度１１５０〜１３００℃、仕上げ温度８００〜１０００℃、巻取り温度６００℃以下で行い、冷間圧延後に仕上げ酸洗を行った。仕上げ酸洗は、５.０〜３５.０質量％硫酸水溶液に浸漬する酸洗工程と、１.０〜１５.０質量％の硝酸及び０．５〜５．０質量％弗酸水溶液を含む酸液に浸漬する酸洗工程とを順次行った。そして、仕上げ酸洗後に調質圧延を行うか、または、光輝焼鈍を行ってから調質圧延を行うことで、表面に光沢を持たせた。
【００６２】
次いで、フェライトステンレス鋼板を適当なサイズに切断し、貫通孔を設けることで、植物保持板用のフェライト系ステンレス鋼板を製造した。
【００６３】
更に、一部のフェライト系ステンレス鋼板について、鋼板表面に、害虫忌避剤を含むクリア塗装膜を形成した。害虫忌避剤には、アクリナトリン≪化学名：Ｓ−α−シアノ−３−フェノキシベンジル＝（Ｚ）−（１Ｒ，３Ｓ）−２，２−ジメチル−３−［２−（２，２，２−トリフロオロ−１−トリフルオロメチルエトキシカルボニル）ビニル］シクロプロパンカルボキシラート≫を用いた。架橋剤であるジイソシアネート（１７質量部）とアクリル樹脂（４１）質量部とを含むクリア塗料に０．５質量部のアクリナトリンを溶解させ、クリア塗料を鋼板表面に塗布することにより、厚み４μｍのクリア塗装膜を形成した。
【００６４】
更に、フェライト系ステンレス鋼板に樹脂基板としてプロピレン樹脂板を積層することにより、実施例及び比較例の植物保持板を製造した。得られた植物保持板について各種の評価を行った。結果を表２に示す。
【００６５】
（光沢度）
光沢度（Ｇｓ（２０°））は、JIS Z 8741の規定に準じて測定した。
【００６６】
（腐食減量）
腐食減量は、植物保持板からフェライト系ステンレス鋼板の一部を一定量採取し、それをりん酸二水素アンモニウム水溶液に植物保持板を浸漬させ、浸漬前後の質量変化から腐食減量を求めた。腐食減量の具体的な測定方法は、フェライト系ステンレス鋼板から試験片を採取し、試験片を試験浴に７２０時間浸漬させた。試験浴には、濃度０．０１質量％のりん酸二水素アンモニウム水溶液を用いた。試験液のｐＨは６．０とした。試験前後の試験片の重量を測定し、測定された重量の変化量に基づいて、各試験片の腐食減量を求めた。
【００６７】
（耐食性）
腐食減量の結果から、腐食減量が８．０ｍｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の場合を「○」とし、腐食減量が８．０ｍｇ／ｍ２・ｄａｙを超えた場合を「×」とした。
【００６８】
（ヤング率）
ヤング率は、植物保持板に対して引っ張り試験を行い、得られた応力−ひずみ曲線から求めた。
【００６９】
（植物収穫量）
図１に示す栽培棚を用いて、植物として葉物野菜を３５日間育成した後に収穫し、収穫後の植物の重量を測定した。また、従来のポリプロピレン製の植物保持板を用いた場合の収穫後の植物の重量を測定した。そして、従来の植物保持板を用いた場合の収穫量に比べて高い収穫量が得られた場合を「○」とし、それ以外を「×」とした。
【００７０】
（たわみ量）
たわみ量は、長さ１０００ｍｍ、幅６００ｍｍ、ヤング率が既知の植物保持板について、平面両端支持等分荷重モデルに基づき、単位長さあたりの荷重を１０．５ｋｇとして求めた。単位長さあたりの荷重は、レタス２１個分の質量が負荷される想定で設定した。
【００７１】
（害虫忌避性）
縦７０ｍｍ、横７０ｍｍの正方形のベニヤ板の片面に、その面の各辺に沿って、５ｍｍ角で長さが４０ｍｍの正四角柱体を取り付けて、試験用カバーを作製した。次いで、試験用カバーを、各例で作製したステンレス鋼板の上に取り付けて、試験体を作製した。試験用カバーを、各例で使用したステンレス鋼板（新日鐵住金ステンレス（株）製のステンレス鋼板ＳＵＳ４３０／Ｎｏ．５）の上に取り付けて、比較用試験体を作製した。
【００７２】
そして、試験体及び比較用試験体を所定の大きさの箱の内部に設置し、試験体と比較用試験体との間に水及び餌を配置した。その後、箱の内部に、チャバネゴキブリの成虫を２０匹投入し、２４時間放置した。放置後、試験体及び比較用試験体の試験用カバーを取り外し、試験体の内部に存在したチャバネゴキブリの数、比較用試験体の内部に存在したチャバネゴキブリの数をそれぞれ数えた。この数を元に下記式（１）によって害虫忌避率を算出し、忌避効果の程度を評価した。なお、表２中の「−」は、評価を行わなかったことを示す。
【００７３】
害虫忌避率（％）＝（１−[試験体内に存在したチャバネゴキブリの数]／[チャバネゴキブリ総数]）×１００  （１）
害虫忌避性８０％以上：合格（○）
害虫忌避性８０％未満：不合格（×）
【００７４】
（抗菌性）
抗菌性の評価はＩＳＯ  ２２１９６に従った。各例のフェライト系ステンレス鋼板に対して、供試菌液を１ミリリットル塗布し、２５℃で３６時間静置後、菌液を拭き取り希釈液中に振り出した。所定量の振り出し液を計測用培地に混釈し、３５℃で２４時間培養を行い、抗菌活性値が２．０以上の鋼を菌の増殖を抑制する優れた抗菌性をもつものと評価し、「○」とした。また、表２中の「−」は、評価を行わなかったことを示す。
【００７５】
表２に示すように、本発明例であるＮｏ．１〜Ｎｏ．４７は、光沢度、耐食性、ヤング率、たわみ量、植物収穫量のいずれもが優れていることがわかる。また、耐久性にも優れる。また、Ｎｏ．２、Ｎｏ．４〜２０については、害虫忌避性にも優れていることがわかる。更に、Ｎｏ．２１〜２４、３７及び４３については、抗菌性にも優れることがわかる。なお、Ｎｏ．１８〜２０は、Ｃｕを含有するステンレス鋼板（鋼Ｅ）を用いた例であるが、鋼板表面に害虫忌避剤を含むクリア塗装膜を形成したため、抗菌性は評価しなかった。また、Ｎｏ．１８〜２４、３７及び４３については、グロー放電発光分析(ＧＤＳ)によって鋼板表面から深さ方向のＣｕ量の分布を調べたところ、表面から深さ３０ｎｍの範囲において、最大Ｃｕ濃度が１０質量％以上となる領域（Ｃｕ濃化層）の存在を確認した。
【００７６】
一方、比較例であるＮｏ．４８〜５３は、耐食性または植物収穫量のいずれか一方が満足できない評価になった。特に、Ｎｏ．４８〜５０は、Ｃｒ、ＣまたはＮの含有率が本発明範囲から外れたため、腐食減量が多くなり、耐食性が低下した。また、Ｎｏ．５１〜５３は、Ｎｂ、Ｔｉ、またはＡｌの含有率が本発明範囲から外れたため、光沢度が低下し、植物収穫量が低下した。
【００７７】
【表１】
2018070921.tif 000003
【００７８】
【表２】
2018070921.tif 000004
【符号の説明】
【００７９】
１…栽培トレー、２…容器、２ａ…開口部、３、１３、１４…植物保持板、３ａ…貫通孔、４…培養液。
【図１】
2018070921.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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