(57)【要約】【課題】極めて簡単かつ容易な構造で、植物の光合成を促進させるクロロフィル色素に吸収される可視光を極めて効率よく効果的に拡散乱反射することができ、かつ、その照度も高い光合成促進フィルムを提供する。【解決手段】独立気泡構造を有する白色の発泡樹脂フィルムであって、可視光に対する高い拡散乱反射により植物の光合成を促進するようにした。また、前記発泡樹脂フィルムがポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンあるいはポリスチレンからなる場合がある。【選択図】図１
2008148648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立気泡構造を有する白色の発泡樹脂フィルムであって、可視光に対する高い拡散乱反射により植物の光合成を促進するようにしたことを特徴とする光合成促進フィルム。
【請求項２】
前記発泡樹脂フィルムがポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンあるいはポリスチレンからなる請求項１に記載の光合成促進フィルム。
【請求項３】
可視光線分光反射率が６０％以上である請求項１又は２に記載の光合成促進フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光合成促進フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、農業用の反射シートは、例えばりんごやみかん等の果樹栽培において、作物を栽培するために設けられた畝や果樹の根元周辺に敷設され、光をより多くの果実にくまなく照射することで、果実の色味を増加させたりする目的で使用されている。このような反射シートとして、農業用土壌被覆シートが知られている（例えば、特許文献１参照）。この被覆シートは、布状繊維集合体層、アルミニウム箔等の鏡面反射性の箔状金属層、合成樹脂フィルム層からなる積層シートである。他にも、シートの反射性を高めるために、金属蒸着層が形成された反射シートが多用されている。
【０００３】
しかしながら、上記したようなアルミニウム等の金属蒸着層や金属箔層などの光反射層を有する従来の反射シートは、強い光反射機能を備えているが、入射光に対する特定方向のみの光が反射される傾向にある。さらに、前記反射シートの熱反射による果実等の熱やけが問題になっている。また、表面の白色度が高い農業用マルチシートも提案されている（例えば、特許文献２参照）。前記農業用マルチシートは、漂白された脱脂セルロース繊維が集積されてなるものであって、実際には、シートに対する光の透過率が多く、反射による光照射の度合いが弱いこと等が懸念されている。
【特許文献１】実用新案登録第３０７８７０２号公報
【特許文献２】特開２００５−１９８６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、前記の点に鑑みなされたもので、植物の光合成を促進させるクロロフィル色素に吸収される可視光を極めて効率よく効果的に拡散乱反射することができる光合成促進フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、請求項１の発明は、独立気泡構造を有する白色の発泡樹脂フィルムであって、可視光に対する高い拡散乱反射により植物の光合成を促進するようにしたことを特徴とする光合成促進フィルムに係る。
【０００６】
請求項２の発明は、前記発泡樹脂フィルムがポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンあるいはポリスチレンからなる請求項１に記載の光合成促進フィルムに係る。
【０００７】
請求項３の発明は、可視光線分光反射率が６０％以上である請求項１又は２に記載の光合成促進フィルムに係る。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明に係る光合成促進フィルムによると、独立気泡構造を有する白色の発泡樹脂フィルムであって、可視光に対する高い拡散乱反射により植物の光合成を促進するようにしたため、光合成に利用される可視光が効果的に反射され、反射される光の照度も高いことにより、植物の成長が促進される。特に、果樹園やハウス栽培等において敷設して用いられる場合、果実の着色度合いや糖度を格段に向上させることができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、請求項１において、前記発泡樹脂フィルムがポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンあるいはポリスチレンからなるため、前記フィルムの成形性及び加工性に優れている。
【００１０】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２において、可視光線分光反射率が６０％以上であるため、より確実かつ効果的に植物の光合成を促進させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下添付の図面に従ってこの発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る光合成促進フィルムの概略断面図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明に係る光合成促進フィルム１０は、独立気泡構造を有する白色の発泡樹脂フィルム１１であって、可視光に対する高い拡散乱反射により植物の光合成を促進するようにしたものである。
【００１３】
前記発泡樹脂フィルム１１を構成する原料樹脂は、特に限定されず、具体的にポリ塩化ビニル樹脂、ナイロン、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などの合成プラスチック、ポリイソプレン、ブタジエン等合成ゴム、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン−アクリロニトリル系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体等の水素結合性樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリケトン樹脂などが挙げられる。
【００１４】
なかでも、前記発泡樹脂フィルム１１は、コスト、成形性、独立気泡構造の形成のしやすさ等の観点から熱可塑性樹脂であるポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンあるいはポリスチレンよりなることが望ましい。例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン１共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体等のエチレン−α−オレフィン共重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体などを適宜単独、あるいは２種類以上を組み合わせて用いられる。
【００１５】
また、ポリエチレンフタレートは、エチエレングリコールとテレフタル酸のポリエステルを主成分とする樹脂であり、共重合モノマーとして、グリコール成分のジエチレングリコール、１，４−テトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ヘプタンメチレングリコールを、イソフタル酸、ジカルボン酸、アジピン酸等をモノマーとして一部置き換えて使用した重合体を主成分とする樹脂等が挙げられる。なお、ポリスチレンは、一般のポリスチレン又は耐熱衝撃性ポリスチレン及びこれらの混合物を使用することができる。
【００１６】
発泡樹脂フィルム１１は、独立気泡構造を有して白色を呈する。本発明における独立気泡構造とは、マトリクスである樹脂フィルム中に個々の気泡が独立して存在している状態をいう。前記発泡樹脂フィルムは、図１に示されるように、フィルム表面が凹凸を有するだけではなく、内部に独立気泡１２を有しており、フィルム表面における光反射のみならず、表面で反射されなかった光がフィルム内部に進入すると、発泡樹脂フィルム内部の独立気泡と樹脂フィルムの界面により光が拡散、乱反射されるため、あらゆる方向から入射した光を効果的に拡散乱反射することができる。そのため、連通気泡のみを有する発泡樹脂フィルムと比較して、光の吸収率や透過率が低下して、その分だけ多くの光が拡散して乱反射されるものと推測される。
【００１７】
次に、本発明の光合成促進フィルム１０である発泡樹脂フィルム１１の製造方法について説明する。樹脂フィルム内部に気泡を形成させる方法として、例えば、気泡形成剤や炭酸ガスなどを注入して押出発泡させることにより、フィルム内部に気泡を形成させる方法、原料樹脂に有機物あるいは無機物の添加剤を含有させて溶融押出した後に、溶媒抽出により前記添加剤を溶解させてフィルム内部に気泡を形成させる方法等が挙げられる。なお、得られた発泡樹脂フィルムは延伸加工されても無延伸でも構わない。
【００１８】
さらに、発泡樹脂フィルムの製造方法として、発泡樹脂フィルム中の気泡の割合を制御しやすく、独立気泡を形成しやすいという観点から、樹脂フィルム内部に気泡形成剤を含有させて、延伸することにより、該フィルム内部に微細な気泡を形成させて前記発泡樹脂フィルムを製造する方法が挙げられる。具体的には、発泡樹脂フィルムを構成する原料樹脂及び気泡形成剤を押出機において混練し、押出機に接続されたＴダイの横長の口金から、加熱溶融された原料樹脂及び気泡形成剤が冷却ロール上に押し出されて、樹脂フィルムが成形される。そして、公知の手法により、前記樹脂フィルムが一軸方向あるいは二軸方向に延伸されて、気泡形成剤と樹脂成分との間に剥離、空洞が生じて独立気泡が形成される。なお、延伸方法は特に限定されないが、機械方向（ＭＤともいう）及びそれに直交する幅方向（ＴＤともいう）に延伸する二軸延伸方法がフィルムの強度や伸びに方向性がなくなるので好ましい。
【００１９】
前記のように、原料樹脂に気泡形成剤を含有させ、樹脂フィルムを形成する場合において、前記気泡形成剤として、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、硫化亜鉛、塩基性炭酸鉛、チタン、シリカ、アルミナ、マイカ、タルク、カオリン等が１種類あるいは２種類以上を組み合わせて適宜用いられる。なお、前記発泡樹脂フィルムには、本発明の効果が損なわれない程度に、熱安定剤、耐酸化安定剤、紫外線吸収剤、有機系滑剤、充填剤、顔料、各種の添加物が添加されても良い。
【００２０】
以上のようにして形成される本発明の光合成促進フィルムは、可視光に対する高い拡散乱反射により植物の光合成を促進するものである。光合成には、植物の葉緑体に光を吸収するクロロフィル色素が含まれているが、このクロロフィル色素が光を吸収することにより光合成が促進される。クロロフィル色素が吸収する可視光と光合成の速さに相関関係があるとされており、特に、波長４００〜５００ｎｍ程度の青紫色の可視光と、波長５８０〜８００ｎｍ位の赤色の可視光をクロロフィル色素が吸収することで、光合成が促進される。
【００２１】
光合成促進フィルムの可視光線分光反射率は６０％以上であることが好ましい。可視光線分光反射率が６０％以上であれば、より確実かつ効果的に可視光を拡散乱反射して光合成、植物の成長を促進させることができる。なお、この可視光線分光反射率は、フィルム表面に４００〜８００ｎｍの光を試料表面から入射して、全波長域平均法により分光光度計（島津製作所株式会社製「ＵＶ−３１０１ＰＣ」）を用いて測定して得られる値である。
【００２２】
さらに、この発明の光合成促進フィルムは裏打層が積層されてもよい。前記裏打層は、本発明の趣旨を逸脱しない程度に、光合成フィルムの一面側あるいは両面側に積層されたり、裏打層として複数層が積層されても構わない。前記裏打層を形成させることで、前記光合成促進フィルムに断熱性、耐久性、作業性等の機能を向上あるいは付与させることができる。前記裏打層として、主に断熱性を向上させる目的で、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の合成樹脂よりなる多孔性材料、また、セルロース、レーヨン等の天然有機高分子化合物繊維や高密度ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン繊維、ポリウレタン繊維、アクリル繊維等の合成樹脂繊維等を用いてメトロブロー法、スパンボンド法等の公知の手法により製造された不織布、さらに、セルロース繊維を抄造してエンボスロールで熱と圧力をかけることにより自己接着させてシート状に形成させた不織布などが挙げられる。
【００２３】
また、前記裏打層は耐久性や強度あるいは作業性を向上させるために、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム、シート状物あるいは前記合成樹脂の繊維状物や綿、麻等の天然繊維の織布や不織布等により形成されても良い。前記合成樹脂は、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリアミド等が挙げられる。合成樹脂織布は、従来既知のもので公知の手法により作製され、具体的には、特に引裂強度を高めるために、合成樹脂のシートやフィルム状物からフラットヤーン、スプリットヤーン等を作製し、平織り、綾織り、ラッセル織り等の従来既知の手法により織布とされる。
【００２４】
以上のように、この発明の光合成促進フィルムを用いて、例えば、果樹園、ハウス栽培等に前記フィルムを敷設する場合において、太陽から直接届く可視光と、光合成促進フィルムから反射された可視光により、葉の葉緑体に含まれるクロロフィル色素に効果的かつ効率よく、光合成を促進させることができる。光合成が促進されることで、果実や樹木の成長が良好になり、着色に優れ、糖度の高い果実を得ることができる。なお、野菜などの農作物や園芸用植物等にも同様に用いることができる。
【実施例】
【００２５】
本発明における光合成促進フィルムの実施例について説明する。
［実施例１］
原料樹脂であるポリプロピレン樹脂及び気泡形成剤である炭酸カルシウムを押出機において混練し、押出機に接続されたＴダイの横長の口金から、冷却ロール上に押し出してフィルムを成形した。このときの押出温度は約２１０〜２３０℃とした。次に、前記フィルムを二軸延伸法により、機械方向及び幅方向に延伸させて、実施例１の光合成促進フィルムを得た。なお、テンター内における延伸温度は約１６０〜１８０℃、延伸倍率は約４０〜４５倍とした。
【００２６】
［実施例２］
原料樹脂としてポリエチレン樹脂、気泡形成剤としてアゾジカルボンアミド（三協化成株式会社製の発泡剤「セルマルクＭＢ３０１３」）を用いて押出機において混練し、公知の手法によりＴダイ押出時に発生するガスにより押出発泡させて発泡樹脂フィルムを成形して、実施例２の光合成促進フィルムを得た。このときの押出温度は約１４０〜１６０℃とした。なお、実施例２においては、実施例１と異なり無延伸フィルムとした。
【００２７】
［比較例１］
比較例１として、アルミニウム蒸着二軸延伸ポリプロピレンフィルム及び高密度ポリエチレンフィルムよりなる農業用アルミニウム蒸着シート（株式会社麗光製「マルチミラーＦ」）を用いた。
［比較例２］
比較例２として、ポリエチレン繊維からなる不織布（デュポン株式会社製、「タイベック４００ＷＰ」）を用いた。
【００２８】
［比較例３］
比較例３として、セルロースの短繊維からなる不織布（フタムラ化学株式会社製、「ＴＣＦ５０２５」）を用いた。
［比較例４］
比較例４として、変性ポリオールに硬化剤として４，４−ジフェニルメタンジイソシアネートを混合させて得られるスポンジ状のポリウレタンシート（日新レジン株式会社製「発泡ウレタンソフトＮ」）を用いた。
【００２９】
［比較例５］
比較例５として、白色顔料と耐候剤を含有した無延伸ポリプロピレンフィルム（フタムラ化学株式会社製「ＦＬＳ−Ｗ」）を用いた。
［比較例６］
比較例６として、つや消し二軸延伸ポリプロピレンフィルム（フタムラ化学株式会社製「ＦＯＲ−Ｍ」）を用いた。
【００３０】
各実施例及び比較例について、可視光線分光反射率（％）及びフィルム等をりんご（「サンふじ」）の果樹園に敷設したときのりんごの着色度及び糖度の評価を行った。また、実施例１及び比較例１の光線反射率（％）、変角光度計を用いた反射分布測定、及び実施例１，比較例１，２の照度（ｌｕｘ）の測定を行った。なお、実施例１，２及び比較例１ないし６のフィルム等の性状、材質、発泡（あるいは気泡）の有無、色及び外観等を下記表１に示す。
【００３１】
【表１】
2008148648.tif 000003
【００３２】
［可視光線分光反射率（％）］
実施例１，２及び比較例１ないし６について、可視光線分光反射率（％）の測定を行った。フィルム表面に４００〜８００ｎｍの光を試料表面から入射して、全波長域平均法により分光光度計を用いて測定した。前記分光光度計は、島津製作所株式会社製、「ＵＶ−３１０１ＰＣ」を使用した。下記表２に可視光線分光反射率（％）の値を示す。なお、表２中において、最大値（％）及び最小値（％）とは、可視光線分光反射率の最大値及び最小値の値である。
【００３３】
【表２】
2008148648.tif 000004
【００３４】
［りんごの着色度及び糖度（度）の評価］
りんごの着色度及び糖度の評価は、青森県弘前地区のりんご「サンふじ」（品種：ふじ（無袋）矮化種）の果樹園において、平成１８年１０月２１日から１１月２１日の１ヵ月間、実施例１，２及び比較例１ないし６のフィルムを果樹の根元に敷設して行った。前記各フィルムの大きさは２×５ｍとした。各フィルムの敷設方法は、前記フィルムの長手方向が南北方向となるように、りんごの樹を中心としてその両側に各フィルムを１枚ずつ敷設するように、１本のりんごの樹に対して２枚のフィルムを並置させた。りんごの着色度は、各実施例及び比較例のフィルムを敷設したりんごの樹の上段、中段奥側及び下段から、りんごを５個ずつ任意で採取して評価し、その平均値を得た。さらに、りんごの糖度については、各りんごの上部、中部及び下部のそれぞれについて糖度を調べてその平均値を求めた。なお、フィルムを敷設していない場合においても前記と同様に評価を行った。
【００３５】
・りんごの着色度：りんごの果皮の着色面積で評価した。赤色部分の面積を５人が目視により観察し、０〜１０の１０段階で評価してその平均値を求めた。“０”は着色無し、“５”は果皮の半分が着色している、“１０”は果皮全面が着色しているとして、これらを基準として１０段階で評価した。図２に測定開始、測定開始から１ヶ月後における糖度の測定結果及びその増加の値を示す。なお、図中において、比較例１のりんごの採取位置が下段における測定１ヶ月後のりんご（図中“※”印の箇所参照）は、一部の果皮に熱反射によるヤケが確認された。また、図中ブランクとは、フィルムを敷設していない場合における評価結果である。
・りんごの糖度（度）：株式会社アタゴ製液体濃度計「ＰＡＬ−１」により測定した。下記表３に測定開始から１ヶ月後の糖度（度）、表４にその増加の値（度）を示す。なお、下記表中ブランクとは、フィルムを敷設していない場合における評価結果である。
【００３６】
【表３】
2008148648.tif 000005
【００３７】
【表４】
2008148648.tif 000006
【００３８】
［光線反射率（％）］
実施例１及び比較例１について、分光光度計（島津製作所株式会社製「ＵＶ−３１０１ＰＣ」）により分光反射率（％）の測定を２回ずつ行った。各波長に対する光線反射率（％）の測定結果のスペクトルを実施例１は図３に、比較例１については図４に示す。図３及び図４を比較すると、実施例１のスペクトルの方が、４００〜８００ｎｍの可視光領域付近を頂点として、全波長とも安定して極めて高い反射率を示した。
【００３９】
［反射分布測定］
実施例１及び比較例１のフィルムについて、変角光度計を用いて入射角（−９０〜９０度）に対する反射率（％）を測定した。変角光度計には、日本電色工業株式会社製「ＧＣ  ５０００Ｌ」を用いた。実施例１の反射分布図を図５に、比較例１の反射分布図を図６に示す。図中において、折れ線の下の面積部分が反射する光の量を表しており、この面積が大きいほど、あらゆる角度に拡散乱反射している光量が多いことを示している。図５及び図６の分布図を比較すると、実施例１の方が比較例１よりも、あらゆる入射角度の光を反射しており、その光量も多いことが明らかである。
【００４０】
［照度（ｌｕｘ）］
実施例１及び比較例１，２の各フィルムを敷設した場合及び何も敷設していない地表面について、敷設面あるいは地表面からの距離（ｃｍ）に対する照度の測定を照度計（株式会社佐藤商事「ＬＸ−１１８８」）にて行った。なお、照度測定は、愛知県の屋外において、平成１８年１１月２１日１３：００頃に行った。その結果を図７に示す。なお、図中ブランクとは、フィルムを敷設していない場合における測定結果である。実施例１の照度は敷設面からの距離５０〜３５０ｃｍにおいて、非常に高い照度を示したのに対し、比較例１，２は弱い照度を示した。
【００４１】
以上の結果から、実施例１及び２の光合成促進フィルムは、可視光線分光反射率が高いと共に、拡散乱反射及び照度が極めて高い値が得られた。りんごの着色度と糖度の評価結果においては、りんごの樹からの採取位置、りんごの測定位置にもかかわらず、着色が満遍なく進行しており、糖度が１７度前後に上昇することが確認された。そのため、実施例の光合成促進フィルムが植物の光合成に大きな影響を及ぼし、光合成の促進に優れた効果があることがわかった。それに対して、比較例２や比較例３のように、可視光線分光反射率のみが比較的高くても、照度が低いと果実や植物の成長に影響を及ぼしにくいことが、糖度及び着色度の結果からも確認された。なお、比較例１のアルミニウム蒸着フィルムでは反射が不均一であり、りんごの着色度評価においては、りんごに一部熱反射によるヤケが確認された。また、比較例４，５，６では、フィルム内部に連通する気泡が多く形成され、あるいはフィルム内部に気泡が形成されていないため、可視光線分光反射率も低く、光がフィルム表面で反射するよりも、吸収、透過される割合が大きいため、植物の光合成を促進する効果は得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例に係る光合成促進フィルムの概略断面図である。
【図２】実施例１，２及び比較例１ないし６の光合成促進フィルムの着色度を示す図である。
【図３】実施例１の光線反射率（％）の測定結果のスペクトルを示す図である。
【図４】比較例１の光線反射率（％）の測定結果のスペクトルを示す図である。
【図５】実施例１の変角光度計を用いて入射角に対する反射率（％）を測定した反射分布図である。
【図６】比較例１の変角光度計を用いて入射角に対する反射率（％）を測定した反射分布図である。
【図７】実施例１、比較例１，２及びブランクの敷設面あるいは地表面からの距離（ｃｍ）に対する照度の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  光合成促進フィルム
１１  発泡樹脂フィルム
１２  独立気泡
【図１】
2008148648.tif 000007
【図２】
2008148648.tif 000008
【図３】
2008148648.tif 000009
【図４】
2008148648.tif 000010
【図５】
2008148648.tif 000011
【図６】
2008148648.tif 000012
【図７】
2008148648.tif 000013