KR102799376B1 - 농업 하우스, 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법 및 열선 반사 필름 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법은, 농업 하우스 내부에, 적어도 이산화탄소를 공급하는 CO₂ 공급 수단, 열선 차폐 수단 및 농업 하우스 내부를 냉각시키는 제습 냉각 수단을 구비하는 것, 그 열선 차폐 수단은, 파장 400 ∼ 700 ㎚ 의 광의 평균 투과율이 80 ％ 이상이고, 파장 800 ∼ 1200 ㎚ 의 광의 평균 반사율이 70 ％ 이상인 열선 반사 필름을 사용하여 형성되어 있는 것, 및 그 열선 차폐 수단에는, 소정의 간격으로 복수의 관통공이 형성되어 있음으로써, 식물의 수확량 당에 투입하는 에너지가 적어 식물을 경제적이고 또한 효율적으로 재배할 수 있고, 식물에 대한 공급수량을 적게 할 수 있기 때문에 건조 지역 등에 있어서도 식물을 재배할 수 있고, 또한, 결로에 의해 변색, 열화하는 등의 품질 저하를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 굴절률이 상이한 적어도 2 종류의 수지층을 교대로 적층하여 얻어지고, 가시광 (파장 400 ∼ 750 ㎚ 의 광) 의 평균 투과율이 80 ％ 이상, 열선 (파장 800 ∼ 1100 ㎚ 의 광) 의 평균 반사율이 70 ％ 이상인 다층 적층 필름의 적어도 편측 표면에 슬라이딩성 부여층을 형성한 원 필름을 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 또는 위사로 하고, 필라멘트사 또는 방적사를 위사 또는 경사로 하여 직편성한 직편물로 이루어지고, 필라멘트사 또는 방적사의 굵기가 그 가는 띠상 테이프의 폭의 0.01 ∼ 0.30 배이고, 인접하는 그 가는 띠상 테이프의 간격이 그 가는 띠상 테이프의 폭의 0.1 ∼ 0.5 배라는 구조에 의해, 태양광을 이용하는 농업 하우스에서의 식물의 재배를 경제적이고 또한 효율적으로 실시할 수 있다.

Description

농업 하우스, 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법 및 열선 반사 필름 구조체

본 발명은, 낮에는 천창을 폐쇄하고 야간에는 천창을 개방하는, 태양광을 이용하는 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 태양광을 이용하는 농업 하우스에 있어서 사용되는 열선 반사 필름 구조체에 관한 것이다.

농업 하우스를 이용하여 식물을 재배하는 것은, 둘러싸인 공간을 제어하여 식물의 육성에 최적의 환경을 만들고, 식물의 수확량 증가 및 고품질화를 도모하는 점에서 널리 실시되고 있다. 특히, 최근에는, 인구 증가에 수반하는 식료 위기의 문제로부터, 농업 하우스를 사용한 식물의 효율적인 재배 방법에 대하여 다양한 연구가 진행되고 있다.

식물의 광합성은, 하기 식 (1) 에 나타나는 바와 같이, 광 에너지를 구동원으로 하여, 공기 중으로부터 흡수한 탄산 가스와, 지중 등으로부터 흡수한 물로부터, 산소 가스와 탄수화물을 생성하는 반응이다. 식물을 대량 그리고 경제적으로 재배하기 위해서는, 인공 광보다 태양광을 이용하는 것이 바람직하다.

6CO₂ ＋ 6H₂O → 6O₂ ＋ C₆H₁₂O₆ (1)

태양광을 이용하는 농업 하우스에 있어서는, 태양광에는, 식물의 광합성에 이용되는 파장 400 ∼ 700 ㎚ 나 파장 400 ∼ 750 ㎚ 의 광 (이하, 「가시광」 이라고 하는 경우가 있다) 과 함께, 농업 하우스 내의 온도를 상승시키는 파장 800 ∼ 1100 ㎚ 나 파장 800 ∼ 1200 ㎚ 의 광 (이하, 「열선」 이라고 하는 경우가 있다) 이 포함되어 있고, 농업 하우스 내의 온도 상승을 방지하기 위해서는, 열선을 차폐할 필요가 있다. 이것은, 농업 하우스 내의 온도가 열선에 의해 상승하면, 식물의 생육에 적합한 온도 (이하, 「적온」 이라고 한다) 로 유지하기 위해서, 환기, 제습 냉각 등에 수고, 비용을 필요로 하기 때문이다.

또한, 상기 식 (1) 로부터도 알 수 있는 바와 같이, 탄산 가스 농도를 높게 유지함으로써, 광합성을 활발하게 실시하게 하여 식물의 생육을 촉진시킬 수 있다. 태양광을 이용한 농업 하우스에서의 식물의 재배에 있어서, 농업 하우스 내의 이산화탄소 농도를 높게 유지함으로써 식물의 생육을 촉진시키는 것은, 특허문헌 1 ∼ 3 에서 제안되어 있다.

한편, 광합성이 활발하게 실시되는 낮에는 태양광에 의해 농업 하우스 내의 온도가 상승하기 때문에, 농업 하우스 내를 적온으로 유지하기 위한 경제적인 수단으로서, 일반적으로는 환기가 채용되고 있다. 예를 들어, 낮 일사량이 충분한 경우에는, 농업 하우스 내의 온도가 40 ℃ 를 초과하는 경우도 많아지기 때문에, 자연 환기 또는 강제 통기에 의해, 농업 하우스 내의 온도는 20 ∼ 25 ℃ 정도나 20 ∼ 30 ℃ 정도의 적온으로 유지된다.

그러나, 환기에 수반하여, 농업 하우스 내에 공급한 이산화탄소가 외부로 방출되기 때문에, 특히 낮에 있어서 농업 하우스 내의 온도를 적온으로 유지하면서 이산화탄소 농도를 높게 유지하는 것은 어렵다.

특허문헌 3 에서는, 낮에, 식물 재배 시설을 사실상 밀폐 상태로 하여, 시설 내의 탄산 가스 농도를 높게 유지함과 함께, 냉방 설비를 사용하여 시설 내의 온도를 20 ℃ 전후의 적온으로 유지하는 것이 제안되어 있지만, 낮에 냉방 설비를 가동시켜, 넓은 시설 내의 온도를 20 ℃ 전후의 적온으로 유지하는 것은, 다대한 에너지가 필요하여 경제적이라고는 할 수 없다.

또한, 특허문헌 4 ∼ 7 에는, 농업용 필름으로서, 폴리에틸렌, 폴리에스테르 등의 합성 수지 필름에, 금속 증착층, 금속박, 금속 함유층 등을 적층하고, 열선 등을 차폐하는 것이 기재되어 있다. 그러나, 특허문헌 4 ∼ 5 및 7 에는, 태양광을 반사하여 차광하는 것은 기재되어 있지만, 가시광을 투과하는 것은 기재되어 있지 않다. 또한, 특허문헌 6 에는, 적층 필름이 가시광 투과 성능, 원적외선 반사 성능을 갖는 것이 기재되어 있지만, 기본적으로는 금속 함유층에 의해 원적외선을 반사하는 것이기 때문에, 「원적 반사율 (％)」 은 「81 ∼ 89 ％ 로 높지만, 「가시광 투과율 (％)」 은 「50 ∼ 65 ％」 로 낮은 것이 되어 있다 (실시예 1 ∼ 9).

일본 특허 제2963427호 일본 특허 제3917311호 일본 공개특허공보 소53-098246호 일본 공개특허공보 2001-009996호 일본 공개특허공보 2004-176210호 일본 공개특허공보 2012-206430호 일본 공개특허공보 2013-252107호

본 발명의 과제는, 식물의 수확량 당에 투입하는 에너지가 적어 식물을 경제적이고 또한 효율적으로 재배할 수 있고, 식물에 대한 공급수량을 적게 할 수 있어 건조 지역 등에 있어서도 식물을 재배할 수 있는 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법을 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 과제는, 태양광을 이용하는 농업 하우스에 있어서 이용되고, 식물의 재배를 경제적이고 또한 효율적으로 실시할 수 있는, 열선 반사 필름 구조체를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법에 대한 상기 과제는, 낮에는 천정부에 형성한 천창을 폐쇄하고, 야간에는 천정부에 형성한 천창을 개방하는, 태양광을 이용하는 농업 하우스로서, 농업 하우스 내부에, 적어도 이산화탄소를 공급하는 CO₂ 공급 수단, 열선 차폐 수단 및 농업 하우스 내부를 냉각시키는 제습 냉각 수단을 구비하고, 그 열선 차폐 수단은, 파장 400 ∼ 700 ㎚ 의 광의 평균 투과율이 80 ％ 이상이고, 파장 800 ∼ 1200 ㎚ 의 광의 평균 반사율이 70 ％ 이상인 열선 반사 필름을 사용하여 형성되어 있고, 그 열선 차폐 수단에는, 소정의 간격으로 복수의 관통공이 형성되어 있는 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법에 의해 해결된다.

또한, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체에 대한 상기 과제는, 태양광을 이용하는 농업 하우스에 있어서 사용되는 열선 반사 필름 구조체로서, 그 열선 반사 필름 구조체는, 굴절률이 상이한 적어도 2 종류의 수지층이 교대로 적층된, 파장 400 ∼ 750 ㎚ 의 광의 평균 투과율이 80 ％ 이상, 파장 800 ∼ 1100 ㎚ 의 광의 평균 반사율이 70 ％ 이상인 다층 적층 필름의 적어도 편측 표면에 슬라이딩성 부여층을 형성한 원 필름을 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 또는 위사로 하고, 필라멘트사 또는 방적사를 위사 또는 경사로 하여 직편성된 직편물로 이루어지고, 그 필라멘트사 또는 방적사의 굵기가 그 가는 띠상 테이프의 폭의 0.01 ∼ 0.30 배이고, 인접하는 그 가는 띠상 테이프의 간격이 그 가는 띠상 테이프의 폭의 0.1 ∼ 0.5 배인, 열선 반사 필름 구조체에 의해 해결된다.

본 발명자 등은, 농업 하우스 내의 이산화탄소 농도를 높게 유지할 수 있음과 함께, 농업 하우스 내를 경제적으로 적온으로 유지할 수 있는 농업 하우스로서, 도 5 에 나타내는 바와 같은 농업 하우스 (이하, 「선행의 농업 하우스」 라고 한다) 를 제안하고, 2011년 3월에, 농업 정보 학회로부터, 「농업·식료 산업 이노베이션 대상」 을 수상한 바 있다.

선행의 농업 하우스는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 다음과 같은 특징을 갖는 것이다.

a) 농업 하우스의 천정부 (101) 와 재배부 (102) 를 투명한 수지판인 「써니 코트 (103)」 로 단열·구획한 것

b) 「써니 코트 (103)」 의 상부에, 「근적외선 흡수 필름 (104)」 을 덮어, 태양광 (108) 에 포함되는, 재배부 (102) 의 온도를 상승시키는 파장 800 ㎚ 이상의 광의 약 70 ％ 를 흡수하여 차폐함과 함께, 태양광 (108) 에 포함되는, 식물의 생육에 필요한 400 ∼ 700 ㎚ 의 광의 약 70 ％ 를 투과하도록 한 것

c) 천정부 (101) 에 형성한 천창 (105) 을 통하여 공기를 환기하고, 「근적외선 흡수 필름 (104)」 의 발열에 의한 온도 상승을 방지하도록 한 것

d) 재배부 (102) 에, 「CO₂ 발생 장치 (106)」 를 형성하여 이산화탄소 농도를 높게 유지함과 함께, 「히트 펌프 (107)」 를 형성하여 온도를 적온으로 유지하도록 한 것

이와 같이, 본 발명자 등이 상기 제안한 농업 하우스는, 농업 하우스의 천정부와 재배부를 투명한 수지판인 「써니 코트」 로 단열·구획함으로써, 이산화탄소가 재배부로부터 빠져 나오지 않기 때문에, 재배부의 이산화탄소 농도를 경제적으로 고농도로 유지할 수 있고, 또한, 「근적외선 흡수 필름」 의 발열을 재배부와 단열·구획된 천정부로부터, 천정부에 형성한 천창을 통하여 외부로 방출하기 때문에, 재배부의 온도 상승을 방지할 수 있는 것이다.

본 발명자 등은, 낮에는 천창을 폐쇄하여 농업 하우스 내의 이산화탄소 농도를 경제적으로 고농도로 유지하고, 야간에는 천창을 개방하여 농업 하우스 내의 온도를 저하시키는, 태양광을 이용하는 농업 하우스에 있어서, 선행의 농업 하우스의 「써니 코트」 및 「근적외선 흡수 필름」 대신에, 특정한 구조·물성을 구비한 열선 차폐 수단을 사용함으로써, 선행의 농업 하우스에 비하여, 식물의 재배를 더욱 경제적이고 또한 효율적으로 실시할 수 있는 것을 알아내고, 본 발명의 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법의 발명을 이룬 것이다.

또한, 본 발명자 등은, 태양광을 이용하는 농업 하우스에 있어서, 선행의 농업 하우스의 「써니 코트」 및 「근적외선 흡수 필름」 대신에, 특정한 구조·물성을 구비한 열선 반사 필름 구조체를 사용함으로써, 선행의 농업 하우스에 비하여, 식물의 재배를 더욱 경제적이고 또한 효율적으로 실시할 수 있는 것을 알아내고, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체의 발명을 이룬 것이다.

본 발명의 요지를 이하에 나타낸다.

(1) 낮에는 천정부에 형성한 천창을 폐쇄하고, 야간에는 천정부에 형성한 천창을 개방하는, 태양광을 이용하는 농업 하우스로서,

농업 하우스 내부에, 적어도 이산화탄소를 공급하는 CO₂ 공급 수단, 열선 차폐 수단 및 농업 하우스 내부를 냉각시키는 제습 냉각 수단을 구비하고,

그 열선 차폐 수단은, 파장 400 ∼ 700 ㎚ 의 광의 평균 투과율이 80 ％ 이상이고, 파장 800 ∼ 1200 ㎚ 의 광의 평균 반사율이 70 ％ 이상인 열선 반사 필름을 사용하여 형성되어 있고,

그 열선 차폐 수단에는, 소정의 간격으로 복수의 관통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 농업 하우스.

(2) 상기 열선 반사 필름이, 굴절률이 상이한 적어도 2 종류의 수지층이 교대로 적층된 다층 적층 필름인, (1) 에 기재된 농업 하우스.

(3) 상기 다층 적층 필름의 상기 2 종류의 수지층의 적어도 1 개가, 축합형 방향 고리를 갖는 수지로 이루어지는 수지층인, (2) 에 기재된 농업 하우스.

(4) 상기 열선 차폐 수단에 형성되는 상기 복수의 관통공의 개공률이 0.5 ∼ 10 ％ 의 범위인, (1) ∼ (3) 의 어느 1 에 기재된 농업 하우스.

(5) 상기 열선 차폐 수단은, 상기 열선 반사 필름에 관통공이 천설된 구조를 갖는, (1) ∼ (4) 의 어느 1 에 기재된 농업 하우스.

(6) 상기 열선 차폐 수단은, 상기 열선 반사 필름을 가는 띠상으로 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 및/또는 위사로 하여 편직된 구조를 갖고, 그 경사 사이 및/또는 위사 사이에 관통공이 형성되어 있는, (1) ∼ (4) 의 어느 1 에 기재된 농업 하우스.

(7) 상기 열선 반사 필름의 파장 350 ㎚ 의 광선 투과율이 10 ％ 이하인, (1) ∼ (6) 의 어느 1 에 기재된 농업 하우스.

(8) 상기 열선 반사 필름이, 최외층의 적어도 편측에, 자외선 흡수층을 갖는, (1) ∼ (7) 의 어느 1 에 기재된 농업 하우스.

(9) 상기 자외선 흡수층이 바인더 수지를 함유하고, 그 바인더 수지가 불소 수지인, (8) 에 기재된 농업 하우스.

(10) 상기 농업 하우스가, 태양광에 의해 광합성을 실시하는 과채류의 재배에 사용되는 것인, (1) ∼ (9) 의 어느 1 에 기재된 농업 하우스.

(11) (1) ∼ (10) 의 어느 1 에 기재된 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법으로서,

낮에는 천정부에 형성한 천창을 폐쇄하여 이산화탄소 농도를 조정하고, 야간에는 천정부에 형성한 천창을 개방하여 온도 조정을 실시함과 함께,

적어도 낮에는, 농업 하우스 내부의 온도를 35 ℃ 이하, 이산화탄소 농도를 500 ∼ 1500 ppm 및 습도 포차를 4 g/㎥ 이하로 제어하여 식물을 재배하는, 식물의 재배 방법.

(12) 태양광을 이용하는 농업 하우스에 있어서 사용되는 열선 반사 필름 구조체로서,

그 열선 반사 필름 구조체는, 굴절률이 상이한 적어도 2 종류의 수지층이 교대로 적층된, 파장 400 ∼ 750 ㎚ 의 광의 평균 투과율이 80 ％ 이상, 파장 800 ∼ 1100 ㎚ 의 광의 평균 반사율이 70 ％ 이상인 다층 적층 필름의 적어도 편측 표면에 슬라이딩성 부여층을 형성한 원 필름을 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 또는 위사로 하고, 필라멘트사 또는 방적사를 위사 또는 경사로 하여 직편성된 직편물로 이루어지고,

그 필라멘트사 또는 방적사의 굵기가 그 가는 띠상 테이프의 폭의 0.01 ∼ 0.30 배이고, 인접하는 그 가는 띠상 테이프의 간격이 그 가는 띠상 테이프의 폭의 0.1 ∼ 0.5 배인, 열선 반사 필름 구조체.

(13) 상기 다층 적층 필름이, 적어도 편측 표면에 자외선 흡수층을 형성한 것인, (12) 에 기재된 열선 반사 필름 구조체.

(14) 상기 자외선 흡수층이 바인더 수지를 함유하고, 그 바인더 수지가 불소 수지인, (13) 에 기재된 열선 반사 필름 구조체.

(15) 상기 열선 반사 필름 구조체의 개공률이 10 ∼ 30 ％, 파장 350 ㎚ 의 광선 투과율이 7 ∼ 21 ％ 인, (12) ∼ (14) 의 어느 1 에 기재된 열선 반사 필름 구조체.

(16) 상기 다층 적층 필름의 굴절률이 높은 수지층이, 축합형 방향 고리를 갖는 수지로 이루어지는 수지층인, (12) ∼ (15) 의 어느 1 에 기재된 열선 반사 필름 구조체.

(17) 상기 다층 적층 필름의 상기 2 종류의 수지층의 면내 방향에 있어서의 평균 굴절률의 차가, 적어도 0.03 인, (12) ∼ (16) 의 어느 1 에 기재된 열선 반사 필름 구조체.

(18) 상기 다층 적층 필름이, 광학 두께가 150 ∼ 400 ㎚ 인 수지층을 적어도 101 층 갖는, (12) ∼ (17) 의 어느 1 에 기재된 열선 반사 필름 구조체.

본 발명의 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법에서는, 광합성이 활발하게 실시되는 낮에는, 천정부에 형성한 천창을 폐쇄하여 농업 하우스를 밀폐 상태로 하고, 농업 하우스 내의 온도, 이산화탄소 농도 및 습도를, 광합성이 활발하게 실시되는 범위로 유지·제어할 수 있고, 게다가, 가시광의 투과율이 높고, 열선의 반사율이 높은 열선 반사 필름을 사용하여 형성된 열선 차폐 수단을 사용함으로써, 식물의 생육을 방해하지 않고 에너지 비용을 저감시킬 수 있다.

또한, 광합성이 활발하게 실시되지 않는 야간에는, 천정부에 형성한 천창을 개방하여, 농업 하우스 내의 온도를 다음날의 낮의 온도 상승에 대비하여 저하시킬 수 있고, 게다가, 열선 반사 필름에 소정의 간격으로 복수의 관통공을 형성한 열선 차폐 수단을 사용함으로써, 농업 하우스 하부에 있어서의 낮에 가열된 공기를 열선 차폐 수단을 통하여 외부로 빼낼 수 있고, 또한, 야간, 특히 아침녘에, 지붕에 근접하는 상부의 공기가 차가워진 경우에도, 열선 차폐 수단 하면에 발생한 결로가 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색, 열화하는 등의 품질 저하를 발생시키거나, 필름 자체에 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법에서는, 낮에는 천정부에 형성한 천창을 폐쇄하여, 농업 하우스 내의 수분이 외부로 잘 빠져나가지 않게 되기 때문에, 식물에 대한 공급수량을 적게 할 수 있고, 건조 지역 등에 있어서도 식물을 재배할 수 있다.

또한, 본 발명의 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법에서는, 소정의 간격으로 복수의 관통공을 형성한 열선 차폐 수단을 사용함으로써, 자외선 투과율을, 열선 반사 필름의 자외선에 의한 열화를 방지하면서, 과실의 착색, 벌에 의한 수분 (受粉) 활동을 저해하지 않는 범위로 조정할 수 있다.

본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 가시광의 투과율이 높고, 열선의 반사율이 높은 다층 적층 필름을 사용하여 형성된 것이기 때문에, 식물의 생육을 방해하지 않고, 농업 하우스 내의 온도의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 이 다층 적층 필름의 양표면에 슬라이딩성 부여층을 형성한 원 필름을 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 또는 위사로 하고, 필라멘트사 또는 방적사 (이하, 「필라멘트사 등」 이라고도 한다) 를 위사 또는 경사로 하여 직편성한 직편물이기 때문에, 직편성을 원활하고 또한 균질로 실시할 수 있고, 다층 적층 필름 단체를 사용한 경우에 비하여, 권취성, 내블로킹성, 내인열성, 내구성 등의 기계적 강도를 양호한 것으로 할 수 있고, 또한, 가는 띠상 테이프, 필라멘트사 등의 사이에 형성되는 개구에 의해, 통기성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 이 직편물의 가는 띠상 테이프의 폭, 인접하는 필라멘트사 등의 간격 및 인접하는 가는 띠상 테이프의 간격을 특정한 범위로 함으로써, 개공률을 적정한 범위로 하고, 다층 적층 필름 단체를 사용한 경우에 비하여, 손색이 없는 높은 가시광의 투과율 및 열선의 반사율을 확보하면서, 파장 350 ㎚ 의 광선 (이하, 「자외선」 이라고 하는 경우가 있다) 의 투과율을 적정한 범위로 할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 농업 하우스 또는 열선 반사 필름 구조체에 대하여 설명하기 위한, 농업 하우스의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2 는 본 발명의 농업 하우스에 있어서 바람직하게 사용할 수 있는 열선 차폐 수단의 예로서, 필름을 가는 띠상으로 재단한 가는 띠상 테이프를 편직한 것의 일부 정면도이다.
도 3 은 본 발명의 열선 반사 필름 구조체의 하나의 실시양태를 나타내는 일부 정면도이다.
도 4 는 본 발명의 열선 반사 필름 구조체의 다른 실시형태를 나타내는 일부 정면도이다.
도 5 는 선행의 농업 하우스 (본원 발명자 등이 제안하고, 농업·식료 산업 이노베이션 대상을 수상한 농업 하우스) 를 나타내는 모식도이다.

이하에, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면도 사용하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다.

도 5 는 선행의 농업 하우스를 나타내는 모식도로서, 상기 설명한 바와 같이, 농업 하우스의 천정부 (101) 와 재배부 (102) 를 투명한 수지판인 「써니 코트 (103)」 로 단열·구획하여, 재배부 (102) 의 이산화탄소 농도를 경제적으로 고농도로 유지함과 함께, 「근적외선 흡수 필름 (104)」 의 발열을 재배부 (102) 와 단열·구획된 천정부 (101) 로부터, 천창 (105) 을 통하여 외부로 방출하여, 재배부 (102) 의 온도 상승을 방지하는 것이다.

A. 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법에 대하여

먼저, 본 발명의 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법에 대하여 설명한다.

도 1 은 본 발명의 농업 하우스 또는 열선 반사 필름 구조체에 대하여 설명하기 위한, 농업 하우스의 일례를 나타내는 모식도이고, 부호 3 은, 본 발명의 농업 하우스의 설명에 있어서는 열선 차단 수단을 나타내고, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체의 설명에 있어서는 열선 반사 필름 구조체를 나타낸다.

이 태양광을 이용하는 농업 하우스 (1) 에는, 상부에 열선 차폐 수단 (3) 이 덮이고, 하부에는, 농업 하우스 (1) 의 내부에 이산화탄소를 공급하는 CO₂ 공급 수단 (2) 및 농업 하우스 (1) 의 내부를 냉각시키는 제습 냉각 수단 (4) 이 구비되어 있다. 이 농업 하우스 (1) 에서는, 낮에는 천창 (5) 을 폐쇄하여 농업 하우스 내의 이산화탄소 농도를 경제적으로 고농도로 유지하고, 야간에는 천창 (5) 을 개방하여 농업 하우스 내의 온도를 저하시킨다.

이 열선 차폐 수단 (3) 은, 파장 400 ∼ 700 ㎚ 의 광의 평균 투과율이 80 ％ 이상, 파장 800 ∼ 1200 ㎚ 의 광의 평균 반사율이 70 ％ 이상인 열선 반사 필름을 사용하여 형성되고, 소정의 간격으로 복수의 관통공을 형성한 것이다.

본 발명의 농업 하우스는, 「써니 코트」 와 같은 수지판을 형성하지 않기 때문에, 선행의 농업 하우스에 비하여, 다음과 같은 우수한 점을 가지고 있다.

1) 식물의 생육에 필요한 가시광의 투과율을 높일 수 있다. (「써니 코트」 를 형성한 선행의 농업 하우스에서는, 전술한 바와 같이, 식물의 생육에 필요한 400 ∼ 700 ㎚ 의 광의 투과율은 높아도 70 ％ 정도로 낮다.)

2) 농업 하우스의 설비비를 경감시킬 수 있다.

3) 야간, 특히 아침녘에, 재배부와 천정부 사이의 온도차가 커지기 때문에, 「써니 코트」 의 하면에 결로가 발생하여 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색·열화한다는 문제가 발생하지 않는다.

또한, 선행의 농업 하우스에서는, 태양광에 포함되는 열선을 차폐하기 위해서 「근적외선 흡수 필름」 을 사용하고 있지만, 이와 같은 열선 흡수 타입의 필름에서는 열선을 흡수하여 필름 자체가 발열하여, 농업 하우스 내의 온도를 상승시킨다. 한편, 본 발명의 농업 하우스에서는 「파장 800 ∼ 1200 ㎚ 의 광의 평균 반사율이 70 ％ 이상인 열선 반사 필름」 이라는 열선 반사 타입의 필름을 사용하기 때문에, 농업 하우스 내의 온도를 잘 상승시키지 않는 것이다.

A-1. 농업 하우스

＜농업 하우스＞

다음으로, 본 발명의 농업 하우스에 대하여, 순차적으로 설명한다.

본 발명의 농업 하우스는, 태양광을 이용하는 것이다. LED 등의 인공 광을 사용하면, 광합성의 구동원인 광 에너지의 양을 조정·제어할 수 있지만, 조사 에너지가 필요하기 때문에, 식물의 대량 생산에는 적합하지 않다.

그리고, 태양광을 이용하는 농업 하우스에서는, 태양광에는, 식물의 생육에 필요한 가시광과 함께, 농업 하우스 내의 온도를 상승시키는 열선이 포함되어 있기 때문에, 농업 하우스 내를 적온으로 유지하기 위해서, 자연 환기, 강제 통기 등의 환기가 경제적인 냉각 수단으로서 일반적으로 채용되지만, 환기에 수고·비용을 필요로 하고, 또한, 환기에 의해 병해충이 농업 하우스 내에 침입하기 쉬워진다.

또한, 이산화탄소 농도를 높게 유지하는 농업 하우스에서는, 가능한 한 이산화탄소를 외부로 빠져나가지 않게 하기 위해서 환기율을 낮게 유지할 필요가 있는데, 그러기 위해서는, 낮에 냉방 설비를 가동시켜 넓은 농업 하우스 내의 온도를 적온으로 유지하지 않으면 안되어, 냉방에 다량의 에너지를 필요로 한다.

본 발명의 농업 하우스는, 광합성이 활발하게 실시되는 낮에는, 천정부에 형성한 천창을 폐쇄하여 농업 하우스를 밀폐 상태로 하여, 이산화탄소를 공급하는 CO₂ 공급 수단에 의해, 농업 하우스 내의 이산화탄소 농도를 광합성이 활발하게 실시되는 범위로 유지·제어함과 함께, 제습 냉각 수단에 의해, 농업 하우스 내의 온도 및 습도를 광합성이 활발하게 실시되는 범위로 유지·제어함으로써, 식물을 효율적으로 재배할 수 있다.

또한, 그 열선 차폐 수단에, 가시광의 평균 투과율이 80 ％ 이상으로 높고, 열선의 평균 반사율이 70 ％ 이상으로 높은 열선 반사 필름을 사용함으로써, 식물의 육성을 방해하지 않고, 농업 하우스 내의 온도 상승을 방지하여, 적온의 유지에 필요로 하는 에너지 비용을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 농업 하우스는, 광합성이 실시되지 않는 야간에는, 천정부에 형성한 천창을 개방하여, 농업 하우스 내의 온도를 다음날의 낮의 온도 상승에 대비하여 저하시키는데, 열선 차폐 수단에 소정의 간격으로 복수의 관통공을 형성함으로써, 농업 하우스 하부에 있어서의 낮에 가열된 공기를 열선 차폐 수단을 통하여 외부로 빼낼 수 있고, 또한, 야간, 특히 아침녘에, 지붕에 근접하는 상부의 공기가 차가워진 경우에도, 열선 차폐 수단 하면에 발생한 결로가 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색, 열화하는 등의 품질 저하를 발생시키거나, 필름 자체에 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

＜CO₂ 공급 수단＞

본 발명의 농업 하우스 내부에 구비되는, 농업 하우스 내부에 이산화탄소를 공급하는 CO₂ 공급 수단으로는, 공지된 각종 수단을 사용할 수 있다. 예를 들어, 탄산염 또는 중탄산염을 산으로 중화시키는 수단, 탄화수소류를 연소시키는 수단, 액화 탄산 가스를 사용하는 수단 등을 들 수 있지만, 경제적이고, 불순물이 적은 점에서, LP 가스, 액화 천연 가스를 연소시키는 수단을 바람직하게 사용할 수 있다.

＜제습 냉각 수단＞

본 발명의 농업 하우스 내부에 구비되는, 농업 하우스 내부를 냉각시키는 수단으로는, 히트 펌프에 의한 열 교환과 같은 제습 냉각 수단을 사용한다.

농업 하우스 내의 냉각에는, 미세한 안개를 분무하여 증발시의 기화 냉각을 이용하여 냉각시키는 세무 냉각 수단이 일반적으로 사용되지만, 본 발명과 같은 낮에 밀폐되는 농업 하우스에서는, 환기를 실시하지 않기 때문에 수증기가 포화 상태가 되어, 세무가 원래 기화하지 않기 때문에, 세무 냉각 수단을 사용하여 냉각시킬 수 없다.

＜열선 차폐 수단＞

[열선 반사 필름]

본 발명의 농업 하우스에 사용되는 열선 차폐 수단의 제 1 특징은, 열선 차폐 수단이, 일반적인 농업 하우스에서 이용되고 있는 것과 같은, 금속 증착층, 금속박, 금속 함유층의 금속에 의해 열선뿐만 아니라 가시광도 반사하는 필름이 아니라, 광학 간섭 필터, 합판 유리의 분야에서 사용되는 열선 반사 필름을 사용하여 형성되어 있는 것에 있다.

구체적으로는, 이 열선 반사 필름은, 태양광에 포함되는 가시광의 평균 투과율이 80 ％ 이상으로 높고, 또한, 태양광에 포함되는 열선의 평균 반사율이 70 ％ 이상으로 높은 것이다. 또한, 여기서는, 가시광은 파장 400 ∼ 700 ㎚ 의 광을 말하고, 열선은 파장 800 ∼ 1200 ㎚ 의 광을 말한다.

가시광의 평균 투과율이 80 ％ 이상이라는 높은 열선 반사 필름을 사용함으로써, 광합성의 구동원이 되는 가시광을 식물에 충분히 공급할 수 있기 때문에, 식물의 생육을 충분히 촉진시킬 수 있다.

또한, 열선의 평균 반사율이 70 ％ 이상이라는 높은 열선 반사 필름을 사용함으로써, 농업 하우스 내의 온도를 상승시키는 열선을 충분히 차폐할 수 있다. 또한, 열선 흡수 필름과 같은 필름 자체의 발열도 적기 때문에, 농업 하우스 내의 온도의 상승을 억제할 수 있고, 제습 냉방에 필요로 하는 비용을 저감시킬 수 있다.

이와 같은 가시광의 높은 평균 투과율 및 열선의 높은 평균 반사율을 갖는 열선 반사 필름으로는,

0 일본 공표특허공보 평9-506837호에 기재되어 있는 바와 같은, 광학 간섭 필터에 사용되는, 폴리에스테르계 다층 광학 필름,

0 일본 공표특허공보 평11-508380호에 기재되어 있는 바와 같은, 유리창의 표면에 첩착되는, 다층 폴리머 필름과 투명 도전체를 포함하는 필름,

0 국제 공개 제2005/040868호에 기재되어 있는 바와 같은, 합판 유리로 유리에 적층하여 사용되는, 적층 폴리에스테르 필름,

0 국제 공개 제2013/080987호에 기재되어 있는 바와 같은, 합판 유리로 유리에 적층하여 사용되는, 2 축 연신 적층 폴리에스테르 필름,

0 일본 공개특허공보 2014-228837호에 기재되어 있는 바와 같은, 합판 유리로 유리에 적층하여 사용되는, 2 축 연신 적층 폴리에스테르 필름,

등의 다층 적층 필름을 바람직하게 사용할 수 있다.

이들 다층 적층 필름은, 농업 하우스에 있어서 일반적으로 이용되고 있는 바와 같은, 열선 등을 금속 증착층, 금속박, 금속 함유층 등으로 반사하는 것이 아니라, 굴절률이 상이한 적어도 2 종류의 수지층이 교대로 적층된 다층 적층 필름으로서, 태양광 중 가시광은 투과시키고, 열선을 선택적으로 반사할 수 있다.

본 발명에 있어서의 열선 반사 필름에 사용되는 다층 적층 필름은, 상기 특성을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 굴절률이 상이한 적어도 2 종류의 수지층이 교대로 적층되어 있는 것이 바람직하다. 굴절률이 상이한 수지층의 교대 적층에 의한 반사는, 반사 파장은 수지층의 광학 두께 (굴절률 × 두께) 에 의해, 반사율은 수지층의 총수와 수지층간의 굴절률차에 의해 설계할 수 있고, 원하는 반사 특성이 되도록, 수지의 선택 및 수지층의 두께나 적층수를 조정할 수 있다.

다층 적층 필름의 수지층을 형성하는 수지로는, 그 자체 공지된 것을 채용할 수 있고, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리케톤, 폴리아크릴, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리스티렌, 폴리아미드이미드, 폴리알릴레이트, 폴리올레핀, 폴리플루오로 폴리머, 폴리우레탄, 폴리아릴술폰, 폴리에테르술폰, 폴리알릴렌황, 폴리염화비닐, 폴리에테르이미드, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에테르케톤을 들 수 있고, 이들은 호모폴리머에 한정되지 않고, 공중합이어도 된다. 또한, 수지간의 굴절률차를 높이기 쉬운 점에서, 적어도 수지층의 1 개가, 굴절률을 높게 하기 쉬운 나프탈렌 고리 등의 축합형 방향 고리를 반복 단위로서 갖는 수지가 바람직하고, 공중합 성분으로서 존재시켜도 된다.

이들 중에서도, 굴절률이 높은 수지층에 사용하는 수지로는, 연신에 의해 고도의 분자 배향을 발현하기 쉬운 점에서 결정성을 갖는 열 가소성 수지가 바람직하고, 특히 융점이 200 ℃ 이상인 열 가소성 수지가 바람직하다. 그러한 관점에서, 구체적인 열 가소성 수지로는, 폴리에스테르가 바람직하고, 또한 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트가 바람직하고, 특히 굴절률이 높고, 고도의 연신 배율로 연신할 수 있는 점에서, 축합형 방향 고리를 갖는 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트가 바람직하다.

한편, 굴절률이 낮은 수지층에 사용하는 수지로는, 굴절률이 높은 수지층과 충분한 굴절률차를 발현할 수 있고, 또한 필요한 밀착성을 유지할 수 있는 것이면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 굴절률이 높은 수지층에 사용한 수지에 굴절률을 낮게 할 수 있는 공중합 성분을 공중합한 수지 등도 사용할 수 있다. 또한, 연신 등에 의해 굴절률을 높일 필요가 없는 점에서 비정성 수지나 굴절률이 높은 수지층의 수지보다 충분히 낮은 융점을 갖는 수지를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 에틸렌테레프탈레이트 성분을 포함하는 비정성 폴리에스테르 등을 바람직하게 사용할 수 있다.

[관통공]

본 발명의 농업 하우스에 사용되는 열선 차폐 수단의 제 2 특징은, 열선 차폐 수단에 소정의 간격으로 복수의 관통공이 형성되어 있는 것에 있다.

본 발명의 농업 하우스에 사용되는 열선 차폐 수단은, 열선을 충분히 차폐할 필요가 있는 점에서, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 농업 하우스의 상부 전체면에 걸쳐 덮이고, 농업 하우스를 상부와 하부로 구획하는 것이지만, 농업 하우스의 상부와 하부의 통기성을 양호하게 하기 위하여, 소정 간격으로 복수의 관통공이 형성된다.

본 발명의 농업 하우스는, 광합성이 실시되지 않는 야간에는, 천정부에 형성한 천창을 개방하여, 농업 하우스 내의 온도를 다음날의 낮의 온도 상승에 대비하여 저하시키는데, 열선 차폐 수단에 소정의 간격으로 복수의 관통공을 형성함으로써, 농업 하우스 하부에 있어서의 낮에 가열된 공기를 열선 차폐 수단을 통하여 외부로 빼낼 수 있고, 또한, 야간, 특히 아침녘에, 지붕에 근접하는 상부의 공기가 차가워진 경우에도, 열선 차폐 수단 하면에 결로가 발생하여, 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색, 열화하는 등의 품질 저하를 발생시키거나, 열선 차폐 수단 자체에 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

열선 차폐 수단에 형성되는 복수의 관통공의 개공률은, 바람직하게는 0.5 ∼ 10 ％, 보다 바람직하게는 1 ∼ 5 ％ 의 범위이다.

또한, 본 발명에 있어서의 「개공률」 은, 열선 차폐 수단의 일방의 표면에 있어서의 가로세로 각각 10 ㎝ 의 정방형의 부분 (면적 100 ㎠) 을, 표면 수직 방향으로부터 표면 관찰을 실시한 경우에, 이면측이 차단되는 것 없이 보이는 부분을 개공이라고 하고, 그 개공의 면적 (개공 면적이라고 한다) 의 총합 (S ㎠) 을 구하여, 식 : [S (㎠)/100 (㎠)] × 100 에 의해 구한 것이다.

본 발명의 농업 하우스에서는, 개공률이 0.5 ％ 이상이면 열선 차폐 수단의 통기성을 양호한 것으로 할 수 있고, 광합성이 실시되지 않는 야간에 천정부에 형성한 천창을 개방하여, 농업 하우스 내의 온도를 다음날의 낮의 온도 상승에 대비하여 저하시키는 경우에, 농업 하우스 하부에 있어서의 낮에 가열된 공기를 열선 반사 필름을 통하여 외부로 빼낼 수 있다. 또한, 야간, 특히 아침녘에, 지붕에 근접하는 상부의 공기가 차가워진 경우에도, 필름 하면에 발생한 결로가 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색, 열화하는 등의 품질 저하를 발생시키거나, 필름 자체에 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 개공률이 1 ％ 이상이면 열선 반사 필름의 통기성이 더욱 양호해지기 때문에 보다 바람직하다.

또한, 개공률이 10 ％ 이하이면, 열선 반사 필름에 의해 초래되는 열선 반사 기능이 크게 저하하는 경우가 없기 때문에 바람직하다. 또한, 개공률이 5 ％ 이하이면 열선 반사 능력의 저하를 보다 작게 할 수 있기 때문에 보다 바람직하다.

열선 차폐 수단으로는, 열선 반사 필름에 관통공을 천설한 구조의 것을 사용할 수 있다.

관통공의 배치는, 열선 차폐 수단의 강도, 강성 등의 물성이 가능한 한 균일해지도록, 소정의 간격으로 천설되는 것이 바람직하다. 관통공의 간격은, 열선 차폐 수단의 통기성을 가능한 한 균일한 것으로 하기 위해서, 30 ㎝ 이하, 바람직하게는 20 ㎝ 이하, 더욱 바람직하게는 10 ㎝ 이하로 한다.

열선 차폐 수단의 구체적인 구조로는, 단순히 열선 반사 필름에 소정 간격으로 원형, 삼각형, 사각형 등의 소정 형상의 구멍을 천설한 것이어도 되지만, 열선 차폐 수단은 야간, 동기 등에는 권취되는 경우가 있기 때문에, 열선 차폐 수단의 권취성을 양호하게 하기 위해서, 구멍의 형상은, 열선 차폐 수단의 길이 방향의 길이보다 폭 방향 (즉, 길이 방향과 직교하는 방향) 의 길이가 긴 것으로 하는 것이 바람직하다.

열선 차폐 수단의 권취성, 내블로킹성, 내인열성, 내구성 등을 양호하게 하기 위해서는, 열선 차폐 수단을 1 장의 열선 반사 필름으로 형성하는 것보다, 열선 반사 필름을 가는 띠상으로 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 및/또는 위사로 하여 편직한 직편물로 하는 것이 바람직하다. 또한, 열선 반사 필름의 가는 띠상 테이프를 경사 또는 위사로 하고, 투명한 실을 위사 또는 경사로 하여 짠 직물로 하는 것이 보다 바람직하다. 가는 띠상 테이프로는, 열선 반사 필름을 폭 1 ∼ 50 ㎜, 바람직하게는 폭 2 ∼ 20 ㎜, 보다 바람직하게는 폭 4 ∼ 8 ㎜ 정도의 가는 띠상으로 재단 (슬릿 가공) 한 것을 사용한다.

직편물의 바람직한 구조로는, 도 2(a), (b), (c) 에 나타내는 바와 같은, 가는 띠상 테이프 (7) 를 투명한 실 (8) 로 직편성한 것을 들 수 있다. 도 2(a) 의 편직성물은, 가는 띠상 테이프 (7) 를 경사로 하여 방직기에 가하여 투명한 실 (8) 을 가로 삽입하여 짜여진 것이고, 도 2(b) 의 편직성물은, 가는 띠상 테이프 (7) 를 위사, 투명한 실 (8) 을 경사로 하여 짜여진 것이고, 또한, 도 2(c) 의 편직성물은, 가는 띠상 테이프 (7) 를 경사, 투명한 실 (8) 을 위사로 하여 짜여진 것이다.

직편물에 있어서의 관통공은, 경사 사이 및/또는 위사 사이에 형성되고, 관통공의 개공률은, 경사, 위사의 밀도 등에 따라 조정할 수 있다.

[자외선 흡수층]

본 발명에 있어서의 열선 차폐 수단은, 낮에는 태양광에 노출되는 점에서, 자외선에 의한 열화를 방지하기 위해서, 열선 차폐 수단을 형성하는 열선 반사 필름의 파장 350 ㎚ 의 광선 투과율 (이하, 「자외선 투과율」 이라고 한다) 을 10 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

열선 반사 필름이, 나프탈렌디 고리 등의 축합형 방향 고리를 갖는 수지를 함유하고 있는 경우에는, 열선 반사 필름의 자외선 투과율은 자연스럽게 낮아지기 때문에, 반드시 자외선 흡수층을 형성할 필요는 없지만, 열선 반사 필름의 자외선 투과율이 높은 경우에는, 열선 반사 필름의 최외층의 적어도 편측에 자외선 흡수층을 형성하여, 자외선 투과율을 저하시키는 것이 바람직하다.

자외선 흡수층에 함유시키는 자외선 흡수제로서, 예를 들어 트리아진계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조옥사지논계 자외선 흡수제, 살리실레이트계 자외선 흡수제, 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제, 살리실레이트계 자외선 흡수제를 들 수 있고, 바람직하게는 트리아진계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 2-(2-하이드록시-4-[1-옥틸옥시카르보닐에톡시]페닐)-4,6-비스(4-페닐페닐)-1,3,5-트리아진, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(1-메틸-1-페닐에틸)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀, 옥틸-3-[3-tert-부틸-4-하이드록시-5-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐]프로피오네이트, 2-에틸헥실-3-[3-tert-부틸-4-하이드록시-5-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐]프로피오네이트, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일) 4,6-비스(1-에틸-1-페닐에틸)페놀, 페놀, 2-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(1,1-디메틸에틸)4-메틸, 2,2'-메틸렌비스[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-1,1,3,3-테트라메틸부틸]페놀, 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-[(헥실)옥시]페놀, 2,4-비스(2-하이드록시-4-부틸옥시페닐)-6-(2,4-비스-부틸옥시페니실)-1,3,5-트리아진, 벤젠프로판산, 3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시-C7-9 분기 및 사슬형 알킬에스테르, 2-(2-하이드록시-5-tert-메틸페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-디-tert-펜틸페놀, 2,2'-디하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2-[4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진-2-일]-5-(옥틸옥시)페놀, 2-(2'-하이드록시-5'-옥틸페닐)벤조트리아졸이 예시된다.

또한, 자외선 흡수층의 바인더 수지로는, 예를 들어 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 아크릴 실리콘 수지, 우레탄 수지, 불소 수지, 실리콘 수지, 멜라민계 수지, 셀룰로오스 수지, 및 폴리아미드 수지를 예시할 수 있다. 이들 바인더 수지 중에서, 아크릴 수지, 아크릴 실리콘 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 불소 수지가 광 안정성이 우수하기 때문에 바람직하다.

자외선 흡수층을 형성하는 수법으로는, 예를 들어, 다층 적층 필름의 표면에 공압출법에 의해 자외선 흡수제층을 형성하는 수법, 코팅 등의 방법으로 자외선 흡수제층을 형성하는 수법을 들 수 있다.

상기와 같이, 열선 차폐 수단의 자외선 열화 방지의 관점에서는, 자외선 투과율을 10 ％ 이하로 낮게 하는 것이 바람직하지만, 자외선을 과도하게 차폐하면, 가지 등의 과실이 생육했을 때의 색채가 나쁘거나, 농업 하우스 내에서 벌이 꽃에 충분히 모여들지 않아 수분 활동이 정상적으로 실시되지 않는 등의 문제가 발생한다.

열선 차폐 수단의 자외선 투과율이 지나치게 낮은 경우에는, 다음과 같이 하여, 자외선 투과율이 높아지도록 조정할 수 있다.

열선 차폐 수단이, 열선 반사 필름에 관통공을 천설한 것인 경우에는, 천설하는 관통공의 크기, 밀도를 조정하여 개공률을 조정함으로써, 열선 차폐 수단이 자외선을 과도하게 차폐하지 않도록 조정할 수 있다.

또한, 열선 차폐 수단이 열선 반사 필름의 가는 띠상 테이프와 투명한 실의 편직물인 경우에는, 편직물을 구성하는 가는 띠상 테이프 및/또는 투명한 실의 밀도를 조정하고, 가는 띠상 테이프간 및/또는 투명한 실간에 형성되는 관통공의 개공률을 조정하는 것, 가는 띠상 테이프로서, 열선 반사 필름과 함께 폴리에틸렌 필름과 같은 자외선 투과율이 높은 투명 필름을 사용하는 것 등에 의해, 열선 차폐 수단이 자외선을 과도하게 차폐하지 않도록 조정할 수 있다.

일반적으로는, 열선 반사 필름이, 나프탈렌 고리 등의 축합형 방향 고리를 갖는 수지를 함유하고 있는 경우에는, 열선 반사 필름의 자외선 투과율이 지나치게 낮아지는 경향이 있기 때문에, 이 경우에는, 열선 차폐 수단을 표면 수직 방향으로부터 표면 관찰을 실시한 경우에, 열선 차폐 수단에서 차지하는 열선 반사 필름의 면적 비율 (이하, 「커버율」 이라고 한다) 을, 95 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

A-2. 식물의 재배 방법

본 발명의 농업 하우스는, 태양광에 의해 광합성을 실시하는 과채류, 예를 들어, 토마토, 가지, 피망, 파프리카, 오이, 수박, 호박, 고추, 완두, 잠두, 딸기, 브로콜리, 콜리플라워 등의 재배에 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명의 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법에서는, 광합성이 활발하게 실시되는 낮에는, 천정부에 형성한 천창을 폐쇄하여 농업 하우스를 밀폐 상태로 하고, 농업 하우스 내의 온도, 이산화탄소 농도 및 습도를, 광합성이 활발하게 실시되는 범위로 유지·제어하는 것이지만, 일시적으로 낮에 천창을 개방하는 것까지 방해하는 것은 아니다. 구체적으로는, 농업 하우스 내부의 온도를 35 ℃ 이하, 이산화탄소 농도를 500 ∼ 1500 ppm 및 습도 포차를 4 g/㎥ 이하로 유지·제어하여 식물의 재배를 실시하는 것이 바람직하다.

농업 하우스 내부의 온도는, 재배하는 식물의 적온, 최고 한계 온도에 따라 설정할 수 있다. 예를 들어, 낮에 있어서의 과채류의 적온 및 최고 한계 온도 ([적온, 최고 한계 온도] 로서 나타낸다) 는, 토마토 [20 ∼ 25 ℃, 35 ℃], 가지 [23 ∼ 28 ℃, 35 ℃], 피망 [25 ∼ 30 ℃, 35 ℃], 오이 [23 ∼ 28 ℃, 35 ℃], 수박 [23 ∼ 28 ℃, 35 ℃], 호박 [20 ∼ 25 ℃, 35 ℃] 로 되어 있다. 이것으로부터, 농업 하우스 내부의 온도는, 35 ℃ 이하, 바람직하게는 30 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 20 ∼ 30 ℃ 로 하는 것이 바람직하다.

통상적인 공기의 이산화탄소 농도는 300 ppm 정도이지만, 농업 하우스 내부의 이산화탄소 농도를 500 ∼ 1500 ppm 으로 설정함으로써 식물의 광합성을 대폭으로 촉진시킬 수 있다. 이산화탄소 농도가 500 ppm 미만에서는 광합성의 촉진 효과가 충분하지 않고, 또한, 1500 ppm 을 초과해도 광합성은 그다지 촉진되지 않기 때문에 경제적 장점이 작다.

식물의 수분 상태는, 상대 습도보다 습도 포차 (어느 온도와 습도의 공기에, 앞으로 얼마나 수증기가 들어갈 여지가 있는지를 나타내는 지표로서, 공기 1 ㎥ 당의 수증기의 빈 용량을 g 수로 나타낸다) 에 강하게 영향을 받는데, 본 발명의 재배 방법에서는, 제습 냉각 수단에 의해, 농업 하우스 내부의 습도 포차를 4 g/㎥ 이하로 유지·제어하여 식물의 재배를 실시한다.

농업 하우스 내부의 습도 포차는 재배하는 식물에 적합한 범위로 설정할 수 있지만, 일반적으로는, 습도 포차가 지나치게 커지면, 식물은 기공을 닫고 증산을 실시하지 않게 되어, 광합성이 활발하게 실시되지 않게 되기 때문에, 농업 하우스 내부의 습도 포차는 바람직하게는 4 g/㎥ 이하, 보다 바람직하게는 3.5 g/㎥ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 습도 포차가 지나치게 작아지면, 식물과 공기에 수증기압차가 없어져, 기공이 열려 있어도 증산은 일어나지 않고, 탄산 가스도 흡수되지 않게 되어, 광합성이 활발하게 실시되지 않게 되기 때문에, 농업 하우스 내부의 습도 포차는 바람직하게는 2 g/㎥ 이상, 보다 바람직하게는 2.5 g/㎥ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

농업 하우스 내의 온도, 이산화탄소 농도 및 습도를 상기의 범위로 유지·제어하기 위해서는, 예를 들어, 농업 하우스 내에 기온 센서, CO₂ 센서 및 습도 센서를 설치하고, 이들 측정치에 따라, CO₂ 공급 수단 및 제습 냉각 수단의 운전 상태를 조정하면 된다.

또한, 광합성이 활발하게 실시되는 온도, 이산화탄소 농도 및 습도는, 식물의 종류, 생육 단계 등에 따라 상이하기 때문에, 농업 하우스 내의 온도, 이산화탄소 농도 및 습도의 목표치는, 정밀하게 설정·조정하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명의 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법에서는, 광합성이 활발하게 실시되는 낮에는, 천정부에 형성한 천창을 폐쇄하여 농업 하우스를 밀폐 상태로 하여, 농업 하우스 내의 온도, 이산화탄소 농도 및 습도를, 광합성이 활발하게 실시되는 범위로 유지·제어할 수 있다. 게다가, 가시광의 투과율이 높고, 열선의 반사율이 높은 열선 반사 필름을 사용하여 형성한 열선 차폐 수단을 사용함으로써, 식물의 생육을 방해하지 않고 에너지 비용을 저감시킬 수 있는 우수한 것이다.

또한, 본 발명은, 광합성이 활발하게 실시되지 않는 야간에는, 천정부에 형성한 천창을 개방하여, 농업 하우스 내의 온도를 다음날의 낮의 온도 상승에 대비하여 저하시킬 수 있다. 게다가, 소정의 간격으로 복수의 관통공을 형성한 열선 차폐 수단을 사용함으로써, 농업 하우스 하부에 있어서의 낮에 가열된 공기를 열선 차폐 수단을 통하여 외부로 빼낼 수 있다. 또한, 야간, 특히 아침녘에, 지붕에 근접하는 상부의 공기가 차가워진 경우에도, 열선 차폐 수단 하면에 발생한 결로가 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색, 열화하는 등의 품질 저하를 발생시키거나, 필름 자체에 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있는 우수한 것이다.

또한, 본 발명에서는, 낮에는 천정부에 형성한 천창을 폐쇄하여, 농업 하우스 내의 수분이 외부로 잘 빠져나가지 않게 되기 때문에, 식물에 대한 공급수량을 적게 할 수 있어, 건조 지역 등에 있어서도 식물을 재배할 수 있는 우수한 것이다.

또한, 본 발명에서는, 소정의 간격으로 복수의 관통공을 형성한 열선 차폐 수단을 사용함으로써, 자외선 투과율을, 과실의 착색, 벌에 의한 수분 활동을 저해하지 않는 범위로 조정할 수 있는 우수한 것이다.

B. 열선 반사 필름 구조체

다음으로, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체에 대하여 설명한다.

본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 가시광의 투과율이 높고, 열선의 반사율이 높고, 통기가 양호 등의 물성·특성을 구비하는 점에서, 태양광을 이용하는 농업 하우스, 특히, 도 1 에 나타내는 바와 같은, 농업 하우스 내의 이산화탄소 농도를 높게 유지함으로써 식물의 생육을 촉진시키는 농업 하우스에 있어서 바람직하게 사용할 수 있다. 특히, 농업 하우스에 있어서의 열선 차폐 수단으로서 사용할 수 있다. 또한, 여기서는, 가시광은 파장 400 ∼ 750 ㎚ 의 광을 말하고, 열선은 파장 800 ∼ 1100 ㎚ 의 광을 말한다.

도 1 은 본 발명의 농업 하우스 또는 열선 반사 필름 구조체에 대하여 설명하기 위한, 농업 하우스의 일례를 나타내는 모식도이고, 부호 3 은, 본 발명의 농업 하우스의 설명에 있어서는 열선 차폐 수단을 나타내고, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체의 설명에 있어서는 열선 반사 필름 구조체를 나타낸다.

이 태양광을 이용하는 농업 하우스 (1) 에는, 상부에 열선 반사 필름 구조체 (3) 가 덮이고, 하부에는, 농업 하우스 (1) 의 내부에 이산화탄소를 공급하는 CO₂ 공급 수단 (2) 과, 농업 하우스 (1) 의 내부를 냉각시키는 제습 냉각 수단 (4) 이 구비되어 있다. 이 농업 하우스 (1) 에서는, 낮에는 천창 (5) 을 폐쇄하여 농업 하우스 (1) 내의 이산화탄소 농도를 경제적으로 고농도로 유지하고, 야간에는 천창 (5) 을 개방하여 농업 하우스 (1) 내의 온도를 저하시킬 수 있다.

본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 다음과 같은 물성·구조를 구비하고 있다.

1) 굴절률이 상이한 적어도 2 종류의 수지층을 교대로 적층하여 얻어지고, 가시광의 평균 투과율이 80 ％ 이상, 열선의 평균 반사율이 70 ％ 이상인 다층 적층 필름의 적어도 편측 표면에 슬라이딩성 부여층을 형성한 원 필름을 사용하여 형성된 것이다.

2) 이 원 필름을 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 또는 위사로 하고, 필라멘트사 등을 위사 또는 경사로 하여 직편성한 직편물이다.

3) 이 직편물에 있어서, 그 필라멘트사 등의 굵기를 그 가는 띠상 테이프의 폭의 0.01 ∼ 0.30 배로 하고, 인접하는 그 가는 띠상 테이프의 간격을 그 가는 띠상 테이프의 폭의 0.1 ∼ 0.5 배로 한 것이다.

본 발명의 열선 반사 필름 구조체를 형성한, 예를 들어 낮에는 천창을 폐쇄하고 야간에는 천창을 개방하는, 태양광을 이용하는 농업 하우스는, 「써니 코트」 와 같은 수지판을 형성하지 않기 때문에, 선행의 농업 하우스에 비하여, 다음과 같은 우수한 점을 가지고 있다.

1) 식물의 생육에 필요한 가시광의 투과율을 높일 수 있다. (「써니 코트」 를 형성한 선행의 농업 하우스에서는, 전술한 바와 같이, 식물의 생육에 필요한 400 ∼ 700 ㎚ 의 광의 투과율은 높아도 70 ％ 정도로 낮다)

2) 농업 하우스의 설비비를 경감시킬 수 있다.

3) 야간, 특히 아침녘에, 재배부와 천정부 사이의 온도차가 커져, 「써니 코트」 의 하면에 결로가 발생하여 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색·열화한다는 문제가 발생하지 않는다.

또한, 선행의 농업 하우스에서는, 열선을 차단하기 위해서 「근적외선 흡수 필름」 을 사용하고 있지만, 이와 같은 열선 흡수 타입의 필름에서는 열선을 흡수함으로써 필름 자체가 발열하여, 농업 하우스 내의 온도가 상승한다. 한편, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체는 「열선 (파장 800 ∼ 1100 ㎚ 의 광) 의 평균 반사율이 70 ％ 이상인 다층 적층 필름」 이라는 열선 반사 타입의 필름을 사용하기 때문에, 농업 하우스 내의 온도가 잘 상승하지 않는다.

다음으로, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체의 물성·구조 등에 대하여, 순차적으로 설명한다.

＜적용되는 농업 하우스＞

본 발명의 열선 반사 필름 구조체가 적용되는 농업 하우스는, 태양광을 이용하는 것이다. LED 등의 인공 광을 사용하면, 광합성의 구동원인 광 에너지의 양을 조정·제어할 수 있지만, 조사 에너지가 필요하기 때문에, 식물의 대량 생산에는 적합하지 않다.

그리고, 태양광을 이용하는 일반적인 농업 하우스에서는, 태양광에 포함되는 열선에 의해 농업 하우스 내의 온도가 상승하기 때문에, 자연 환기, 강제 통기 등에 의해 농업 하우스 내를 적온으로 유지할 필요가 있지만, 환기에 수고·비용을 필요로 하고, 또한, 환기에 의해 병해충이 농업 하우스 내에 침입하기 쉬워진다.

또한, 이산화탄소 농도를 높게 유지하는 농업 하우스에서는, 가능한 한 이산화탄소를 외부로 빠져나가지 않게 하기 위해서 환기율을 낮게 유지할 필요가 있지만, 그러기 위해서는, 낮에 냉방 설비를 가동시켜 넓은 농업 하우스 내의 온도를 적온으로 유지하지 않으면 안되어, 냉방에 다량의 에너지를 필요로 한다.

본 발명의 열선 반사 필름 구조체가 적용되는, 태양광을 이용하는 농업 하우스는, 광합성이 활발하게 실시되는 낮에는, 천정부에 형성한 천창을 폐쇄하여 농업 하우스를 밀폐 상태로 하고, 농업 하우스 내의 온도, 이산화탄소 농도 및 습도를, 광합성이 활발하게 실시되는 범위로 유지·제어하고, 또한, 광합성이 활발하게 실시되지 않는 야간에는, 천정부에 형성한 천창을 개방하여, 농업 하우스 내의 온도를 다음날의 낮의 온도 상승에 대비하여 저하시키는 것이 바람직하고, 특정한 구조·물성을 구비한 열선 반사 필름 구조체를 사용함으로써, 식물의 재배를 경제적이고 또한 효율적으로 실시할 수 있다.

＜다층 적층 필름＞

본 발명의 열선 반사 필름 구조체의 제 1 특징은, 열선 반사 필름 구조체의 소재 필름으로서, 농업 하우스에 있어서 일반적으로 이용되고 있는 것과 같은, 금속 증착층, 금속박, 금속 함유층의 금속에 의해 열선뿐만 아니라 가시광도 반사하는 타입의 필름이 아니라, 광학 간섭 필터, 합판 유리의 분야에서 사용되는, 열선 반사 타입의 다층 적층 필름을 사용함과 함께, 이 다층 적층 필름의 적어도 편측 표면에 슬라이딩성 부여층을 형성한 것에 있다.

구체적으로는, 이 다층 적층 필름은, 태양광에 포함되는 가시광의 평균 투과율이 80 ％ 이상으로 높고, 또한, 태양광에 포함되는 열선의 평균 반사율이 70 ％ 이상으로 높은 것이다.

가시광의 평균 투과율이 80 ％ 이상이라는 높은 다층 적층 필름을 사용함으로써, 광합성의 구동원이 되는 가시광을 식물에 충분히 공급할 수 있기 때문에, 식물의 생육을 충분히 촉진시킬 수 있다.

또한, 열선의 평균 반사율이 70 ％ 이상이라는 높은 다층 적층 필름을 사용함으로써, 농업 하우스 내의 온도를 상승시키는 열선을 충분히 차폐할 수 있다. 또한, 열선 흡수 필름과 같은 필름 자체의 발열도 적기 때문에, 농업 하우스 내의 온도의 상승을 억제할 수 있고, 제습 냉방에 필요로 하는 비용을 저감시킬 수 있다.

이와 같은 가시광의 높은 평균 투과율 및 열선의 높은 평균 반사율을 갖는 소재 필름으로는, 상기 ＜열선 차폐 수단＞ 의 [열선 반사 필름] 의 항에서 예시된 특허문헌에 기재된 다층 적층 필름을 바람직하게 사용할 수 있다.

이들 다층 적층 필름은, 굴절률이 상이한 적어도 2 종류의 수지층이 교대로 적층된 다층 적층 필름으로서, 태양광 중 가시광은 투과시키고, 열선을 선택적으로 반사시킬 수 있다. 다층 적층 필름에 의해 가시광의 투과 및 열선의 선택적 반사를 적정하게 실시하기 위해서는, 2 종류의 수지층의 면내 방향에 있어서의 평균 굴절률의 차는, 적어도 0.03 인 것이 바람직하다. 또한, 다층 적층 필름은, 광학 두께가 150 ∼ 400 ㎚, 바람직하게는 200 ∼ 300 ㎚ 인 수지층을 적어도 101 층 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 열선 반사 필름 구조체에 사용되는 다층 적층 필름은, 상기 특성을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 굴절률이 상이한 적어도 2 종류의 수지층이 교대로 적층되어 있는 것이 바람직하다. 굴절률이 상이한 수지층의 교대 적층에 의한 반사는, 반사 파장은 수지층의 광학 두께 (굴절률 × 두께) 에 의해, 반사율은 수지층의 총수와 수지층간의 굴절률차에 의해 설계할 수 있고, 원하는 반사 특성이 되도록, 수지의 선택 및 수지층의 두께나 적층수를 조정할 수 있다.

다층 적층 필름의 수지층을 형성하는 수지로는, 상기 ＜열선 차폐 수단＞ 의 [열선 반사 필름] 의 항에서 기재한 다층 적층 필름의 수지층을 형성하는 수지와 동일하다. 또한, 굴절률이 높은 수지층에 사용하는 수지 및 굴절률이 낮은 수지층에 사용하는 수지에 대해서도, 상기 ＜열선 차폐 수단＞ 의 [열선 반사 필름] 의 항에서 기재한 굴절률이 높은 수지층에 사용하는 수지 및 굴절률이 낮은 수지층에 사용하는 수지와 각각 동일하다.

＜슬라이딩성 부여층 직편물＞

본 발명에 있어서는, 추가로, 이 다층 적층 필름의 적어도 편측 표면, 바람직하게는 양표면에 슬라이딩성 부여층을 형성함으로써, 다층 적층 필름을 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 또는 위사로 하고, 필라멘트사 등을 위사 또는 경사로 하여 직편성을 원활하게 또한 균질로 실시할 수 있다. 이 슬라이딩성 부여층을 형성하지 않는 경우에는, 직편성을 실시할 때에, 가는 띠상 테이프가 저장 중에 블로킹을 발생시키거나, 직편기 내를 원활하게 이송할 수 없게 되어, 직편성을 원활하게 실시할 수 없고, 직편성을 균질로 실시할 수 없다는 문제가 발생하게 된다.

슬라이딩성 부여층은, 다층 적층 필름에 평균 입경이 0.05 ∼ 0.5 ㎛ 인 미세 입자나 왁스 등의 활제를 함유하는 수지층을 도포 형성하거나, 공압출에 의해 적층함으로써 형성할 수 있다.

상기 미세 입자로는, 예를 들어 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 공중합체, 메틸메타크릴레이트 공중합 가교체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 벤조구아나민 수지, 폴리스티렌 입자의 외각을 아크릴계 수지로 덮은 코어셸형 입자 등의 유기 미립자, 및 실리카, 알루미나, 이산화티탄, 카올린, 탤크, 그라파이트, 탄산칼슘, 장석, 이황화몰리브덴, 카본 블랙, 황산바륨 등의 무기 미립자 등을 들 수 있다. 이들 중, 유기 미립자가 바람직하다.

이 미세 입자의 평균 입경이 0.05 ㎛ 미만이면 입자량에 따라서는 필름의 슬라이딩성이 부족하기 쉽고, 한편 0.5 ㎛ 보다 커지면 도막으로부터의 입자의 탈락이 발생하기 때문에 바람직하지 않다.

이하, 도포 형성하는 경우를 예로서 설명한다.

미세 입자를 고착시키는 바인더로는, 알키드 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 페놀 수지, 아미노 수지, 아세트산비닐 수지, 염화비닐-아세트산비닐 수지, 아크릴 수지, 아크릴-폴리에스테르 수지 등을 예시할 수 있다. 이들 수지는 단일 중합체여도 되고 공중합체여도 되고, 또한 혼합체여도 된다.

상기 미세 입자와 피막 형성 수지 (바인더) 의 비율은 피막 표면 특성의 설계로 정하는 것이 바람직하고, 전체 피막 형성 성분 당, 미세 입자가 0.1 ∼ 40 중량％ 이고, 결합제가 되는 피막 형성 수지 (바인더) 가 60 ∼ 99.9 중량％ 인 것이 바람직하다. 미세 입자가 지나치게 적으면, 피막에 균일하고 또한 소정량의 돌기를 부여할 수 없고, 다른 한편 지나치게 많으면, 분산성이 악화되어, 균일하고 또한 소정량의 돌기를 부여하는 것이 어렵다. 바인더의 피막 형성 수지가 지나치게 적으면, 피막의 폴리에스테르 필름에 대한 밀착성이 저하하고, 다른 한편 지나치게 많으면 내블로킹성이 저하한다.

다층 적층 필름에 슬라이딩성 부여층을 형성하는 방법으로는, 미세 입자 및 피막 형성 수지를 함유하는 도액, 바람직하게는 수성 도액을 다층 적층 필름의 제조 공정 중에서 결정 배향이 완료되기 전의 필름 표면에 도포·건조 고화시키는 방법 (인라인 코라잉법), 또는 2 축 배향한 다층 적층 필름에 미세 입자를 함유하는 수지 도액을 도포·건조 고화시키는 방법 등을 채용할 수 있지만, 전자가 바람직하다. 특히, 종연신 다층 적층 필름의 표면에 수성 도액을 도포하고, 이어서 건조, 횡연신 처리하는 것이 바람직하다.

여기서, 결정 배향이 완료되기 전의 다층 적층 필름이란, 필름을 용융 압출하고, 급냉 고화시킨 미연신 필름, 그 미연신 필름을 세로 방향 또는 가로 방향의 어느 일방으로 배향시킨 1 축 연신 필름, 나아가 2 축 방향으로 연신되어 있지만, 적어도 일 방향은 저배율 연신으로서 더욱 그 방향의 연신 배향을 필요로 하는 2 축 연신 필름 (최종적으로 세로 방향 및/또는 가로 방향으로 재연신시켜 배향 결정화를 완료시키기 전의 2 축 연신 필름) 등을 포함하는 것이다.

도포 방법으로는, 공지된 임의의 도공법을 적용할 수 있다. 예를 들어 롤 코트법, 그라비아 코트법, 롤 브러시법, 스프레이 코트법, 에어 나이프 코트법, 함침법, 커튼 코트법 등을 단독 또는 조합하여 적용하면 된다. 또한 공압출에 대해서는 그 자체 공지된 방법을 채용할 수 있다.

＜직편물＞

본 발명의 열선 반사 필름 구조체의 제 2 특징은, 상기 다층 적층 필름의 적어도 편측, 바람직하게는 양표면에 슬라이딩성 부여층을 형성한 원 필름을 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 또는 위사로서 이용하고, 필라멘트사 등을 위사 또는 경사로 하여 직편성한 직편물로 한 것이다.

이와 같이, 다층 적층 필름을 필름 단체로 사용하는 것은 아니라, 다층 적층 필름의 표면에 슬라이딩성 부여층을 형성한 원 필름을 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 또는 위사로 하여 직편성한 직편물로서 사용함으로써, 열선 반사 필름 구조체의 권취성, 내블로킹성, 내인열성, 내구성 등의 기계적 강도를 양호한 것으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체는 직편물이기 때문에, 가는 띠상 테이프, 필라멘트사 등 사이에 형성되는 개구에 의해, 통기성을 확보할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 필름 단체를 사용한 경우에 비하여, 통기성이 우수하기 때문에, 야간, 특히 아침녘에, 재배부와 천정부 사이의 온도차가 커져, 필름의 하면에 결로가 발생하여 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색·열화한다는 문제의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 다층 적층 필름을 단체로 사용한 경우에는, 자외선을 과도하게 차폐하여, 가지 등의 과실이 생육했을 때의 색채가 나쁘거나, 농업 하우스 내에서 벌이 꽃에 충분히 모여들지 않아 수분 활동이 정상적으로 실시되지 않는 등의 문제가 발생하는 경우가 있지만, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체에서는, 개구가 형성되어 있기 때문에, 이와 같은 자외선을 과도하게 차폐하는 것에서 수반하는 폐해를 피할 수 있다.

＜개공의 양태＞

본 발명의 열선 반사 필름 구조체의 제 3 특징은, 이 직편물에 있어서, 필라멘트사 등의 굵기를 그 가는 띠상 테이프의 폭의 0.01 ∼ 0.30 배로 하고, 인접하는 그 가는 띠상 테이프의 간격을 그 가는 띠상 테이프의 폭의 0.1 ∼ 0.5 배로 한 것이다. 「필라멘트사 등」 이란, 필라멘트사 또는 방적사이다. 또한, 본 발명에 있어서의 필라멘트사로는, 모노 필라멘트사, 멀티 필라멘트사의 어느 것을 사용해도 되고, 특별히 제한은 되지 않는다.

도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 다층 적층 필름을 가는 띠상으로 재단 (슬릿 가공) 한 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 를, 필라멘트사 등 (위사) (12) 으로 짠 것을 일례로서 들 수 있는데, 이들 도면을 사용하여 설명하면, 필라멘트사 등 (위사) (12) 의 굵기 (A), 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 폭 (B), 인접하는 필라멘트사 등 (위사) (12) 의 간격 (C) 및 인접하는 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 간격 (D) 을 특정한 범위로 함으로써, 열선 반사 필름 구조체의 개공률을 적정한 범위로 하고, 다층 적층 필름 단체를 사용한 경우에 비하여, 손색이 없는 높은 가시광의 투과율 및 열선의 반사율을 확보하면서, 자외선 투과율을 적정한 범위로 하는 것이다.

구체적으로는, 직편물에 있어서, 필라멘트사 등 (위사) (12) 의 굵기를, 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 폭의 0.01 ∼ 0.30 배로 하고, 인접하는 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 간격을, 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 폭의 0.1 ∼ 0.5 배로 함으로써, 개공률을 적정한 범위로 하고, 다층 적층 필름 단체를 사용한 경우에 비하여, 손색이 없는 높은 가시광의 투과율 및 열선의 반사율을 확보하면서, 자외선 투과율을 적정한 범위로 할 수 있다. 또한, 인접하는 필라멘트사 등 (위사) (12) 의 간격은 1.0 ∼ 10 ㎜ 의 범위가 본 발명의 효과의 점에서 바람직하다.

가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 폭으로는, 1 ∼ 10 ㎜ 가 바람직하고, 2 ∼ 6 ㎜ 가 보다 바람직하고, 3 ∼ 5 ㎜ 가 더욱 바람직하다. 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 간격, 즉, 이웃하는 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 단변의 거리로는, 0.2 ∼ 1.0 ㎜ 가 바람직하고, 0.4 ∼ 0.8 ㎜ 가 보다 바람직하고, 0.5 ∼ 0.7 ㎜ 가 더욱 바람직하다. 필라멘트사 등 (위사) (12) 의 굵기로는, 0.05 ∼ 0.35 ㎜ 가 바람직하고, 0.1 ∼ 0.3 ㎜ 가 보다 바람직하고, 0.15 ∼ 0.25 ㎜ 가 더욱 바람직하다. 본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 직편물의 가는 띠상 테이프의 폭, 필라멘트사 등의 굵기, 인접하는 필라멘트사 등의 간격 및 인접하는 가는 띠상 테이프의 간격을 상기와 같이 설정함으로써, 개공률을 적정한 범위로 하고, 다층 적층 필름 단체를 사용한 경우에 비하여, 손색이 없는 높은 가시광의 투과율 및 열선의 반사율을 확보하면서, 자외선 투과율을 적정한 범위로 할 수 있다.

열선 반사 필름 구조체의 자외선 투과율은 7 ∼ 21 ％ 로 하는 것이 바람직하다. 자외선 투과율이 7 ％ 이상이면, 가지 등의 과실이 생육했을 때의 색채가 나쁘거나, 농업 하우스 내에서 벌이 꽃에 충분히 모여들지 않아 수분 활동이 정상적으로 실시되지 않는 등의 문제가 잘 발생하지 않게 되기 때문에 바람직하다. 또한, 자외선 투과율이 21 ％ 이하이면, 식물의 성장을 방해할 수 있는 등의 문제가 잘 발생하지 않게 되기 때문에 바람직하다.

열선 반사 필름 구조체의 개공률은, 10 ∼ 30 ％ 로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서의 「개공률」 은, 열선 반사 필름 구조체의 일방의 표면에 있어서의 가로세로 각각 10 ㎝ 의 정방형의 부분 (면적 100 ㎠) 을, 이 부분을 표면 수직 방향으로부터 표면 관찰을 실시한 경우에, 이면측이 차단되는 것 없이 보이는 부분을 개공으로 하고, 그 개공의 면적 (개공 면적이라고 한다) 의 총합 (S ㎠) 을 구하여, 식 : [S (㎠)/100 (㎠)] × 100 에 의해 구한 것이다.

본 발명의 열선 반사 필름 구조체에서는, 개공률이 10 ％ 이상이면, 열선 반사 필름 구조체의 통기성을 양호한 것으로 할 수 있고, 광합성이 실시되지 않는 야간에 천정부에 형성한 천창을 개방하여, 농업 하우스 내의 온도를 다음날의 낮의 온도 상승에 대비하여 저하시키는 경우에, 농업 하우스 하부에 있어서의 낮에 가열된 공기를 열선 반사 필름 구조체를 통하여 외부로 빼낼 수 있다. 또한, 야간, 특히 아침녘에, 지붕에 근접하는 상부의 공기가 차가워진 경우에도, 열선 반사 필름 구조체 하면에 발생한 결로가 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색, 열화 등의 품질 저하를 발생시키거나, 열선 반사 필름 구조체 자체에 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 개공률이 30 ％ 이하이면, 다층 적층 필름에 의해 초래되는 높은 가시광의 투과율 및 열선의 반사율을 확보할 수 있기 때문에 바람직하다.

＜자외선 흡수층＞

본 발명의 열선 반사 필름 구조체와 같은 농업 필름은, 낮에는 태양광에 노출되는 점에서, 자외선에 의한 열화를 방지하기 위해서, 적어도 편면에 자외선 흡수층을 형성하는 것이 바람직하다.

열선 반사 필름 구조체를 구성하는 다층 적층 필름의 굴절률이 높은 수지층을, 나프탈렌 고리 등의 축합형 방향 고리를 갖는 수지로 형성하는 경우에는, 이 수지층이 자외선에 의한 열화를 받기 쉬워지기 때문에, 자외선 흡수층을 형성하는 것이 특히 효과적이다. 또한, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 필름 단체가 아니라 전술한 개구부를 형성하고 있기 때문에, 이와 같은 자외선 흡수층을 형성한 경우에도, 필요한 자외선을 투과시키면서, 열선 반사 필름 구조체 자체의 열화를 억제할 수 있다.

자외선 흡수층의 두께는, 1 ∼ 5 ㎛ 가 바람직하다. 자외선 흡수층의 두께가 1 ㎛ 이상이면 수지층의 열화를 충분히 방지할 수 있고, 또한, 5 ㎛ 이하이면 경제적·효율적으로 수지층의 열화를 충분히 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.

자외선 흡수층에 함유시키는 자외선 흡수제, 바인더 수지 및 자외선 흡수층을 형성하는 수법은, 상기 ＜열선 차폐 수단＞ 의 [자외선 흡수층] 의 항에서의 기재와 동일하다.

＜작용·효과＞

본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 가시광의 투과율이 높고, 열선의 반사율이 높은 다층 적층 필름을 사용하여 형성된 것이기 때문에, 식물의 생육을 방해하지 않고, 농업 하우스 내의 온도의 상승을 억제할 수 있는 우수한 것이다.

또한, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 이 다층 적층 필름의 표면에 슬라이딩성 부여층을 형성한 원 필름을 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 또는 위사로 하고, 필라멘트사 등을 위사 또는 경사로 하여 직편성한 직편물이기 때문에, 직편성을 원활하고 또한 균질로 실시할 수 있고, 다층 적층 필름 단체를 사용한 경우에 비하여, 권취성, 내블로킹성, 내인열성, 내구성 등의 기계적 강도를 양호한 것으로 할 수 있고, 또한, 가는 띠상 테이프, 필라멘트사 등의 사이에 형성되는 개구에 의해, 통기성을 확보할 수 있는 우수한 것이다.

또한, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 이 직편물의 필라멘트사 등의 굵기, 가는 띠상 테이프의 폭, 인접하는 필라멘트사 등의 간격 및 인접하는 가는 띠상 테이프의 간격을 특정한 범위로 함으로써, 개공률을 적정한 범위로 하고, 다층 적층 필름 단체를 사용한 경우에 비하여, 손색이 없는 높은 가시광의 투과율 및 열선의 반사율을 확보하면서, 자외선 투과율을 적정한 범위로 할 수 있는 우수한 것이다.

실시예

이하, 실시예·비교예에 의해, 본 발명의 농업 하우스 및 이 농업 하우스를 사용한 식물의 재배 방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

＜열선 차단 필름＞

열선 차단 필름으로서, 열선 반사 타입의 필름 (이하, 「필름 A」 라고 한다) 및 열선 흡수 타입의 필름 (이하, 「필름 B」 라고 한다) 을 열선 차단 필름으로서 사용하여, 농업 하우스 내의 온도 상승을 비교하였다.

필름 A 로서, 다음과 같은 구조, 물성 등을 갖는 필름을 사용하였다.

* 제 1 층 (PEN 수지, 137 층) 과 제 2 층 (PETG 수지, 138 층) 이 교대로 적층된 적층부를 갖고, 이 적층부의 양표면에 보호층 (PEN 수지, 2 층) 을 형성한 2 축 연신 적층 폴리에스테르 필름

* PEN 수지 : 고유 점도 (오르토 클로로페놀, 35 ℃) 0.62 ㎗/g 의 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트

* PETG 수지 : 시클로헥산디메탄올을 30 ㏖％ 공중합한 고유 점도 (오르토 클로로페놀, 35 ℃) 0.77 ㎗/g 의 시클로헥산디메탄올 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트

* 적층부의 두께 : 40 ㎛, 각 보호층의 두께 : 5 ㎛, 전체 두께 : 50 ㎛

* 적층부의 제 1 층과 제 2 층의 광학 두께비가 동일해지도록, 제 1 층, 제 2 층의 두께를 조정

* 평균 투과율 : 88 ％, 열선의 평균 반사율 : 75 ％

또한, 필름 B 로서, 시판되고 있는 열선 흡수 타입의 필름 (상품명 「메가 쿨」, 미츠비시 수지 어그리 드림 주식회사 제조) 을 사용하였다.

필름 A, 필름 B 를, 천창을 폐쇄하여 밀폐된 농업 하우스의 상부에 덮고, 농업 하우스 내의 온도를 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다. 표 1 의 그래프의 세로축은 농업 하우스 내의 온도 (℃), 가로축은 시각 (0 시 ∼ 24 시) 을 나타낸다.

표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 태양광을 이용하는, 농업 하우스에 있어서 사용되는 열선 차단 필름으로서, 필름 A 와 같은 열선 반사 타입의 것을 사용함으로써, 필름 B 와 같은 열선 흡수 타입의 것을 사용한 경우에 비하여, 밀폐된 농업 하우스 내의 온도의 상승을 억제할 수 있다.

＜실시예 1 ∼ 5, 비교예 1 ∼ 2＞

필름 A 를 사용하여, 다음과 같이 하여 열선 차폐 수단을 제작하고, 이들의 성능을 조사하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

1) 실시예 1 ∼ 3 및 비교예 2 의 열선 차폐 수단

필름 A 를 재단한 가는 띠상 테이프를 경사로 하여 방직기에 가하고, 투명한 실을 가로 삽입하여 짜서, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같은 열선 차폐 수단을 제작하였다.

구체적으로는, 필름 A 를 슬릿하여, 폭 방향의 폭이 4.5 ㎜ 인 플랫 얀을 제작하고, 이 플랫 얀을 경사로 하고, 고밀도 폴리에틸렌 수지제의 모노 필라멘트 (섬도 : 550 dtex, 인장 강도 : 29 N/개, 신장도 : 35 ％) 를 위사로 하여, 방직기로 열선 차폐 수단을 제직하였다.

경사의 플랫 얀의 간격을 조정함으로써, 표 2 에 나타내는 바와 같은 개공률을 갖는 열선 차폐 수단을 얻었다.

2) 실시예 4 의 열선 차폐 수단

상기 실시예 1 의 열선 반사 필름의 제작에 있어서, 플랫 얀으로서, 필름 A 로부터 얻어진 플랫 얀 (플랫 얀 a) 과 함께, 폴리에틸렌 필름으로부터 얻어진 동형상의 플랫 얀 (플랫 얀 b) 을 이용하여, 경사로서, 플랫 얀 a 10 개 마다, 플랫 얀 b 를 1 개 배치하도록 하고, 그 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 방직기로 열선 차폐 수단을 제직하였다.

3) 실시예 5 및 비교예 1 의 열선 차폐 수단

실시예 5 에서는, 필름 A 에, 동일한 원형의 관통공을 등간격으로 천설하여 개공률을 3 ％ 로 한 것을, 열선 차폐 수단으로서 사용하였다.

또한, 비교예 1 에서는, 필름 A 를 그대로 열선 차폐 수단으로서 사용하였다.

표 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, 필름 A 와 같은 열선 반사 필름을 사용하여 형성하는 것 및 적당한 개공을 형성함으로써, 열선 차폐 수단을, 통기성을 가짐과 함께 적당한 자외선 투과율을 갖는 것으로 할 수 있다. 또한, 직편물 구조로 함으로써, 열선 차폐 수단을, 권취성, 내블로킹성, 내인열성, 내구성 등이 양호한 것으로 할 수 있다.

이하, 실시예·비교예에 의해, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 실시예 중의 물성이나 특성은 하기의 방법에 의해 측정 또는 평가하였다.

(1) 가시광 (파장 : 400 - 750 ㎚) 평균 투과율, 자외선 (파장 350 ㎚) 투과율 분광 광도계 (시마즈 제작소 제조, MPC-3100) 를 이용하여, 각 파장에서의 알루미늄 증착한 미러와의 상대 경면 반사율을 파장 300 ㎚ 내지 2,100 ㎚ 의 범위에서 측정하였다. 얻어진 투과율 곡선으로부터, JIS R 3106 : 1998 에 준하여, 가시광 평균 투과율 및 자외광 투과율을 산출하였다.

(2) 열선 (파장 : 800 - 1100 ㎚) 평균 반사율

분광 광도계 (시마즈 제작소 제조, MPC-3100) 를 이용하여, 각 파장에서의 알루미늄 증착한 미러와의 상대 경면 반사율을 파장 800 ㎚ 내지 1100 ㎚ 의 범위에서 측정하였다. 측정된 반사율 곡선으로부터, 열선 평균 반사율을 산출하였다.

＜제조예 1 : 다층 적층 필름 A 의 제조＞

일본 공개특허공보 2014-228837호의 실시예 1 에 나타낸 제법과 동일한 제법에 의해, 다층 적층 필름 A 를 제조하였다.

제 1 층용이고 또한 보호층용인 폴리에스테르로서 고유 점도 (오르토 클로로 페놀, 35 ℃) 0.62 ㎗/g 의 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 (이하 「PEN」 이라고 한다), 제 2 층용의 폴리에스테르로서 시클로헥산디메탄올을 30 ㏖％ 공중합한 고유 점도 (오르토 클로로페놀, 35 ℃) 0.77 ㎗/g 의 시클로헥산디메탄올 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 (이하 「PETG」 라고 한다) 를 각각 준비하였다.

그리고, 제 1 층용이고 또한 보호층용인 폴리에스테르를 180 ℃ 에서 5 시간, 제 2 층용 폴리에스테르를 60 ℃ 에서 12 시간 건조 후, 압출기에 공급하고, PEN 은 300 ℃, PETG 는 270 ℃ 까지 가열하여 용융 상태로 하였다. 제 1 층의 폴리에스테르를 137 층, 제 2 층의 폴리에스테르를 138 층으로 분기시킨 후, 제 1 층과 제 2 층에 있어서의 각각의 최대 두께와 최소 두께의 비가 최대/최소로 1.4 배까지 연속적으로 변화하는 것과 같은 적층 구조 부분과, 그 적층 구조 부분의 양면에 보호층을 적층시키는 것과 같은 다층 피드 블록 장치를 사용하여 적층하고, 그 적층 상태를 유지한 채로 다이로 유도하여, 캐스팅 드럼 상에 캐스트하였다. 그리고, 필름 양면의 최외층에 PEN 층으로 이루어지는 보호층을 갖고, 적층 구조부의 전체 층수가 275 층인 미연신 다층 적층 필름을 제작하였다.

이와 같이 하여 얻어진 미연신의 다층 적층 필름을 120 ℃ 에서 예열하고, 또한 저속, 고속의 롤 사이에서 15 ㎜ 상방으로부터 900 ℃ 의 IR 히터로 가열하여 세로 방향으로 3.5 배로 연신하였다. 계속해서 텐터에 공급하여, 145 ℃ 에서 가로 방향으로 4.5 배로 연신하였다. 얻어진 2 축 배향 다층 적층 필름을, 180 ℃ 의 온도에서 30 초간 열 고정시켜, 다층 적층 필름 A 를 제조하였다.

얻어진 다층 적층 필름 A 는, 전체 두께가 50 ㎛ 이고, 표면 및 이면의 보호층의 두께가 5 ㎛ 이고, 보호층을 제외한 적층부의 제 1 층과 제 2 층의 광학 두께비가 동등한 것이다. 또한, 이들 두께는, 공급량, 제 1 층과 제 2 층의 토출량을 조정함으로써, 조정할 수 있다. 또한, 얻어진 다층 적층 필름 A 의 가시광 평균 투과율은 89 ％ 이고, 열선 평균 반사율은 75 ％ 이다.

＜제조예 2 : 다층 적층 필름 B 의 제조＞

제조예 1 에 있어서, 세로 방향의 연신 후이고, 가로 방향의 연신 전의 다층 적층 필름의 양면에, 다음 조성의 도액 (슬라이딩성 부여 도액) 을 롤 코트법으로 도포 두께가 3 ㎛ 가 되도록 도포하고, 이어서 건조시키고, 가로 방향의 연신을 실시하도록 한 것 이외에는, 제조예 1 과 동일하게 하여, 다층 적층 필름 B 를 제조하였다.

도액의 조성은, 아크릴-폴리에스테르 수지 (타카마츠 유지 (주) 제조 IN-170-6) 의 1.0 wt％ 용액 76.9 부, 폴리메타크릴산메틸 미립자 (평균 입경은 0.06 ㎛ 이다) 의 1.0 wt％ 용액 3.1 부, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 (닛폰 유지 (주) 제조 NS208.5) 의 1.0 wt％ 용액 2.0 부, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 (닛폰 유지 (주) 제조 NS240) 의 1.0 wt％ 용액 18.0 부이고, 도포량은 웨트로 2.7 g/㎡ 이다.

＜제조예 3 : 다층 적층 필름 C 의 제조＞

제조예 2 에 있어서, 가로 방향의 연신 후의 연신 전의 다층 적층 필름의 편면에, 오블리가토 PW202 (AGC 코트 테크 주식회사 제조의 자외선 흡수제 함유 불소 수지) 를 와이어 바를 사용하여 다층 적층 필름의 편면에 도포하고, 계속해서 100 ℃ 에서 5 분간의 건조 처리를 실시함으로써 막 두께가 1 ㎛ 인 자외선 흡수층을 형성하도록 한 것 이외에는, 제조예 2 와 동일하게 하여, 다층 적층 필름 C 를 제조하였다.

＜실시예 6-1 ∼ 6-4＞

다음과 같이 하여, 실시예 6-1 ∼ 6-4 의 열선 반사 필름 구조체를 제조하였다.

다층 적층 필름 B (슬라이딩성 부여층 있음, 자외선 흡수층 없음) 를 재단하여 가는 띠상 테이프를 제작하고, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 이 가는 띠상 테이프를 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 로 하고, 폴리에틸렌제의 모노 필라멘트사를 필라멘트사 등 (위사) (12) 으로 하여 직편성하여, 열선 반사 필름 구조체로 하였다.

이 때,

0 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 폭 (B) 을, 표 3 의 「가는 띠상 테이프의 폭 (B) [㎜]」 에 나타내는 값으로 하고,

0 필라멘트사 등 (위사) (12) 의 굵기 (A) 를, 표 3 의 「모노 필라멘트사의 굵기 (A) [㎜]」 에 나타내는 값으로 하고,

0 인접하는 필라멘트사 등 (위사) (12) 의 간격 (C) 을, 표 3 의 「모노 필라멘트사의 간격 (C) [㎜]」 에 나타내는 값으로 하고,

0 인접하는 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 간격 (D) 을, 표 3 의 「가는 띠상 테이프의 간격 (D) [㎜]」 에 나타내는 값으로 하여,

실시예 6-1 ∼ 6-4 의 열선 반사 필름 구조체를 직편성하였다.

이들 열선 반사 필름 구조체에 있어서, 「인접하는 필라멘트사 등의 간격」, 「가는 띠상 테이프의 폭에 대한 필라멘트사 등의 굵기의 배율」 및 「가는 띠상 테이프의 폭에 대한 인접하는 가는 띠상 테이프의 간격의 배율」 은, 각각, 표 3 의 「모노 필라멘트사의 간격 (C) [㎜]」, 「A/B」 및 「D/A」 에 나타내는 값이 되어 있다.

＜비교예 3＞

다층 적층 필름으로서, 다층 적층 필름 A (슬라이딩성 부여층 및 자외선 흡수층 없음) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 6-1 과 동일하게 직편성하여, 열선 반사 필름 구조체를 제작했지만, 다층 적층 필름 A 는 표면의 미끄러짐이 매우 나쁘기 때문에, 재단하여 가는 띠상 테이프를 제작하는 공정에 있어서의 장력 변동이 커서, 절단되거나, 가는 띠상 테이프의 폭이 불균일해져, 균일한 짜임새의 열선 반사 필름 구조체를 얻을 수 없었다.

＜비교예 4-1＞

다층 적층 필름 B (슬라이딩성 부여층 있음, 자외선 흡수층 없음) 를 재단·직편성하지 않고, 그대로 비교예 4-1 의 열선 반사 필름 구조체로서 사용하였다.

＜비교예 4-2＞

필라멘트사 등 (위사) (12) 으로서, 굵기 1.5 ㎜ 의 폴리에틸렌제의 모노 필라멘트사를 사용한 것 이외에는, 실시예 6-1 과 동일하게 직편성하여, 비교예 4-2 의 열선 반사 필름 구조체로 하였다.

비교예 4-2 의 열선 반사 필름 구조체에 있어서, 「인접하는 필라멘트사 등의 간격」, 「가는 띠상 테이프의 폭에 대한 필라멘트사 등의 굵기의 배율」 및 「가는 띠상 테이프의 폭에 대한 인접하는 가는 띠상 테이프의 간격의 배율」 은, 각각, 표 3 의 「모노 필라멘트사의 간격 (C) [㎜]」, 「A/B」 및 「D/A」 에 나타내는 값이 되어 있다.

＜실시예 7-1 ∼ 7-4＞

다층 적층 필름으로서, 다층 적층 필름 C (슬라이딩성 부여층 및 자외선 흡수층 있음) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 6-1 과 동일하게 직편성하여, 실시예 7-1 의 열선 반사 필름 구조체로 하였다.

또한, 실시예 7-1 ∼ 7-4 에 있어서,

0 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 폭 (B) 을, 표 4 의 「가는 띠상 테이프의 폭 (B) [㎜]」 에 나타내는 값으로 하고,

0 필라멘트사 등 (위사) (12) 의 굵기 (A) 를, 표 4 의 「모노 필라멘트사 등의 굵기 (A) [㎜]」 에 나타내는 값으로 하고,

0 인접하는 필라멘트사 등 (위사) (12) 의 간격 (C) 을, 표 4 의 「모노 필라멘트사 등의 간격 (C) [㎜]」 에 나타내는 값으로 하고,

0 인접하는 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 간격 (D) 을, 표 4 의 「가는 띠상 테이프의 간격 (D) [㎜]」 에 나타내는 값으로 하여,

실시예 7-1 ∼ 7-4 의 열선 반사 필름 구조체로 하였다.

이들 열선 반사 필름 구조체에 있어서, 「인접하는 필라멘트사 등의 간격」, 「가는 띠상 테이프의 폭에 대한 필라멘트사 등의 굵기의 배율」 및 「가는 띠상 테이프의 폭에 대한 인접하는 가는 띠상 테이프의 간격의 배율」 은, 각각, 표 4 의 「모노 필라멘트사의 간격 (C) [㎜]」, 「A/B」 및 「D/A」 에 나타내는 값이 되어 있다.

＜비교예 5-1＞

다층 적층 필름 C (슬라이딩성 부여층 및 자외선 흡수층 있음) 를 재단·직편성하지 않고, 그대로 비교예 5-1 의 열선 반사 필름 구조체로 하였다.

＜비교예 5-2＞

인접하는 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 간격 (D) 을 2.40 ㎜ 로 한 것 이외에는, 실시예 7-1 과 동일하게 직편성하여, 비교예 5-2 의 열선 반사 필름 구조체로 하였다.

비교예 5-2 의 열선 반사 필름 구조체에 있어서, 「인접하는 필라멘트사 등의 간격」, 「가는 띠상 테이프의 폭에 대한 필라멘트사 등의 굵기의 배율」 및 「가는 띠상 테이프의 폭에 대한 인접하는 가는 띠상 테이프의 간격의 배율」 은, 각각, 표 4 의 「모노 필라멘트사의 간격 (C) [㎜]」, 「A/B」 및 「D/A」 에 나타내는 값이 되어 있다.

또한, 실시예 6-1 ∼ 6-4, 비교예 3, 비교예 4-2, 실시예 7-1 ∼ 7-4 및 비교예 5-2 에서는, 폭이 넓은 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 를, 위사를 사용하여 확실하게 짜기 때문에, 인접하는 가는 띠상 테이프 (경사) (11) 의 사이에, 굵기 (E) (0.2 ㎜) 의 폴리에틸렌제의 필라멘트사 등 (경사) (13) 을, 경사로 하여 개재시키고 있다.

상기 실시예 및 비교예의 열선 반사 필름 구조체에 있어서의, 가시광 (파장 400 ∼ 750 ㎚ 의 광) 의 평균 투과율, 열선 (파장 800 ∼ 1100 ㎚ 의 광) 의 평균 반사율, 및 자외선 (파장 350 ㎚) 투과율을 측정하고, 그 결과를 표 3 및 표 4 에 나타낸다.

*1 파장 400 ∼ 750 ㎚ 의 광의 평균 투과율

*2 파장 800 ∼ 1100 ㎚ 의 광의 평균 반사율

*3 파장 350 ㎚ 의 광선 투과율

*1 파장 400 ∼ 750 ㎚ 의 광의 평균 투과율

*2 파장 800 ∼ 1100 ㎚ 의 광의 평균 반사율

*3 파장 350 ㎚ 의 광선 투과율

＜표 3 에 기초하는 고찰＞

비교예 3 과 같이, 슬라이딩성 부여층을 형성하지 않는 다층 적층 필름 A 를 사용한 경우에는, 다층 적층 필름 A 는 표면의 미끄러짐이 매우 나쁘기 때문에, 재단하여 가는 띠상 테이프를 제작하는 공정에 있어서의 장력 변동이 커서, 절단되거나, 가는 띠상 테이프의 폭이 불균일해져, 균일한 짜임새의 열선 반사 필름 구조체를 얻을 수 없다. 이 때문에, 열선 반사 필름 구조체의 개공률, 가시광 평균 투과율, 열선 평균 반사율, 자외선 투과율에도 편차가 발생하게 된다.

또한, 슬라이딩성 부여층을 형성한 다층 적층 필름 B 를 사용한 경우에도, 비교예 4-1 과 같이, 다층 적층 필름 B 를 재단·직편성하지 않고, 그대로 열선 반사 필름 구조체로 한 경우에는, 표 3 에 나타내는 바와 같이 「개공률이 0 ％」 가 되어, 통기성을 확보할 수 없어, 야간, 특히 아침녘에, 재배부와 천정부 사이의 온도차가 커져, 필름의 하면에 결로가 발생하여 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색·열화한다는 문제가 발생한다. 또한, 표 3 에 나타내는 바와 같이 「자외선 투과율이 5 ％」 로 지나치게 작아지기 때문에, 가지 등의 과실이 생육했을 때의 색채가 나쁘거나, 농업 하우스 내에서 벌이 꽃에 충분히 모여들지 않아 수분 활동이 정상적으로 실시되지 않는 등의 문제가 발생할 우려가 있다.

또한, 슬라이딩성 부여층을 형성한 다층 적층 필름 B 를 사용한 경우에도, 비교예 4-2 와 같이, 필라멘트사 등으로서 굵기 1.5 ㎜ 라는 굵은 것을 사용한 경우에는, 표 3 에 나타내는 바와 같이, 실시예 6-1 ∼ 6-4 에 비하여, 「개공률이 7 ％」 로 작아지기 때문에, 가시광 평균 투과율이 65 ％ 로 지나치게 작아지게 된다.

다층 적층 필름 B 를 사용한 실시예 6-1 ∼ 6-4 의 열선 반사 필름 구조체는, 비교예 3 의 열선 반사 필름 구조체에 비하여, 직편성을 원활하고 또한 균질로 실시할 수 있고, 또한, 이 때문에 열선 반사 필름 구조체의 개공률, 가시광 평균 투과율, 열선 평균 반사율, 자외선 투과율도 편차가 작은 우수한 것이다.

또한, 실시예 6-1 ∼ 6-4 의 열선 반사 필름 구조체는, 비교예 4-1 의 열선 반사 필름 구조체에 비하여, 통기성이 우수하기 때문에, 야간, 특히 아침녘에, 재배부와 천정부 사이의 온도차가 커져, 필름의 하면에 결로가 발생하여 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색·열화한다는 문제의 발생을 방지할 수 있고, 또한, 자외선을 과도하게 차폐하지 않기 때문에, 과실의 변색, 수분 활동에 악영향을 줄 우려가 없다.

또한, 실시예 6-1 ∼ 6-4 의 열선 반사 필름 구조체는, 비교예 4-2 의 열선 반사 필름 구조체에 비하여, 손색이 없는 높은 열선 평균 반사율 (61 ∼ 72 ％) 및 자외선 투과율 (11 ∼ 21 ％) 을 확보하면서, 가시광 투과율을 「86 ∼ 89 ％」 로 높은 것으로 할 수 있다.

＜표 4 에 기초하는 고찰＞

표 4 에 나타내는 열선 반사 필름 구조체는, 슬라이딩성 부여층 및 자외선 흡수층을 형성한 다층 적층 필름 C 를 사용하여 제조된 것이지만, 비교예 5-1 과 같이, 다층 적층 필름을 재단·직편성하지 않고, 그대로 열선 반사 필름 구조체로 한 경우에는, 표 4 에 나타내는 바와 같이 「개공률이 0 ％」 가 되어, 통기성을 확보할 수 없고, 야간, 특히 아침녘에, 재배부와 천정부 사이의 온도차가 커져, 필름의 하면에 결로가 발생하여 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색·열화한다는 문제가 발생한다. 또한, 표 4 에 나타내는 바와 같이 「자외선 투과율이 1 ％」 로 지나치게 작아지기 때문에, 가지 등의 과실이 생육했을 때의 색채가 나쁘거나, 농업 하우스 내에서 벌이 꽃에 충분히 모여들지 않아 수분 활동이 정상적으로 실시되지 않는 등의 문제가 발생할 우려가 있다.

또한, 비교예 5-2 와 같이, 가는 띠상 테이프의 간격을 2.40 ㎜ 로 지나치게 넓게 한 경우에는, 표 4 에 나타내는 바와 같이, 실시예 7-1 ∼ 7-4 에 비하여, 「개공률이 34 ％」 로 커지기 때문에, 열선 평균 반사율이 52 ％ 로 지나치게 작아지게 된다.

다층 적층 필름 C 를 사용한 실시예 7-1 ∼ 7-4 의 열선 반사 필름 구조체는, 비교예 3 의 열선 반사 필름 구조체에 비하여, 직편성을 원활하고 또한 균질로 실시할 수 있고, 또한, 이 때문에 열선 반사 필름 구조체의 개공률, 가시광 평균 투과율, 열선 평균 반사율, 자외선 투과율도 편차가 작은 우수한 것이다.

또한, 실시예 7-1 ∼ 7-4 의 열선 반사 필름 구조체는, 비교예 5-1 의 열선 반사 필름 구조체에 비하여, 통기성이 우수하기 때문에, 야간, 특히 아침녘에, 재배부와 천정부 사이의 온도차가 커져, 필름의 하면에 결로가 발생하여 물방울이 되어 식물에 닿아, 식물의 과실, 잎, 꽃 등이 변색·열화한다는 문제의 발생을 방지할 수 있고, 또한, 자외선을 과도하게 차폐하지 않기 때문에, 과실의 변색, 수분 활동에 악영향을 줄 우려가 없다.

또한, 실시예 7-1 ∼ 7-4 의 열선 반사 필름 구조체는, 비교예 5-2 의 열선 반사 필름 구조체에 비하여, 손색이 없는 가시광 투과율 (88 ∼ 93 ％) 및 자외선 투과율 (7 ∼ 17 ％) 을 확보하면서, 열선 반사율을 「58 ∼ 71 ％」 로 높은 것으로 할 수 있다.

＜참고예＞

1) 다층 적층 필름 A, 및

2) 다층 적층 필름 A 의 편면에 오블리가토 PW202 (AGC 코트 테크 주식회사 제조의 자외선 흡수제 함유 불소 수지) 를 와이어 바를 사용하여 도포하고, 계속해서 100 ℃ 에서 5 분간의 건조 처리를 실시함으로써 막 두께가 1 ㎛ 인 자외선 흡수층을 형성한 필름

을 준비하고, 이들 1) 및 2) 의 필름에 대하여 노출 시험 (크세논 웨더 미터에 의해 방사 조도 60 W/㎡, 블랙 패널 온도 63 ℃, 조사 시간 200 시간) 을 실시하여, 헤이즈치의 차 [ΔHaze (％)] 를 평가하였다. 결과를 표 5 에 나타낸다.

노출 시험 후의 필름을 육안으로 관찰하면, 자외선 흡수층을 형성하지 않는 상기 1) 의 필름에는, 표면에 미소한 균열이 발생해 있었지만, 자외선 흡수층을 형성한 상기 2) 의 필름에는, 외관에 거의 변화를 볼 수 없었다.

이와 같이, 열선 반사 필름 구조체를 구성하는 다층 적층 필름의 굴절률이 높은 수지층을, 나프탈렌 고리 등의 축합형 방향 고리를 갖는 수지로 형성한 경우에는, 이 수지층이 자외선에 의한 열화를 받기 쉬워지지만, 자외선 흡수층을 형성함으로써, 필름의 자외선 열화를 충분히 방지할 수 있고, 열선 반사 필름 구조체의 사용 가능 기간을 길게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 열선 반사 필름 구조체는, 필름 단체가 아니라, 필름을 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 또는 위사로 하고, 필라멘트사 등을 위사 또는 경사로 하여 직편성된 직편물로서, 개구부가 형성되기 때문에, 이와 같은 자외선 흡수층을 형성한 경우에도, 필요한 자외선을 투과시키면서, 열선 반사 필름 구조체 자체의 열화를 억제하도록 조정할 수 있다.

1 농업 하우스
2 CO₂ 공급 수단
3 열선 차폐 수단 또는 열선 반사 필름 구조체
4 제습 냉각 수단
5 천창
7 가는 띠상 테이프
8 투명한 실
11 가는 띠상 테이프 (경사)
12 필라멘트사 등 (위사)
13 필라멘트사 등 (경사)
101 (농업 하우스의) 천정부
102 (농업 하우스의) 재배부
103 써니 코트
104 근적외선 흡수 필름
105 천창
106 CO₂ 발생 장치
107 히트 펌프
108 태양광
A 위사 (필라멘트사 등) 의 굵기
B 가는 띠상 테이프의 폭
C 위사의 간격
D 가는 띠상 테이프의 간격
E 폴리에틸렌제의 필라멘트사 등의 굵기

Claims (18)

1. 태양광을 이용하는 농업 하우스에 있어서 사용되는 열선 반사 필름 구조체로서,
   그 열선 반사 필름 구조체는, 굴절률이 상이한 적어도 2 종류의 수지층이 교대로 적층된, 파장 400 ∼ 750 ㎚ 의 광의 평균 투과율이 80 ％ 이상, 파장 800 ∼ 1100 ㎚ 의 광의 평균 반사율이 70 ％ 이상인 다층 적층 필름의 적어도 편측 표면에 슬라이딩성 부여층을 형성한 원 필름을 재단한 가는 띠상 테이프를 경사 또는 위사로 하고, 필라멘트사 또는 방적사를 위사 또는 경사로 하여 직편성된 직편물로 이루어지고,
   그 필라멘트사 또는 방적사의 굵기가 그 가는 띠상 테이프의 폭의 0.01 ∼ 0.30 배이고, 인접하는 그 가는 띠상 테이프의 간격이 그 가는 띠상 테이프의 폭의 0.1 ∼ 0.5 배인, 열선 반사 필름 구조체.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 다층 적층 필름이, 적어도 편측 표면에 자외선 흡수층을 형성한 것인, 열선 반사 필름 구조체.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 자외선 흡수층이 바인더 수지를 함유하고, 그 바인더 수지가 불소 수지인, 열선 반사 필름 구조체.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 열선 반사 필름 구조체의 개공률이 10 ∼ 30 ％, 파장 350 ㎚ 의 광선 투과율이 7 ∼ 21 ％ 인, 열선 반사 필름 구조체.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 다층 적층 필름의 굴절률이 높은 수지층이, 축합형 방향 고리를 갖는 수지로 이루어지는 수지층인, 열선 반사 필름 구조체.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 다층 적층 필름의 굴절률이 낮은 수지층이, 그 축합형 방향 고리를 갖는 수지에 굴절률을 낮게 할 수 있는 공중합 성분을 공중합한 수지, 비정성 수지 또는 그 축합형 방향 고리를 갖는 수지보다 융점이 낮은 수지로 이루어지는 수지층인, 열선 반사 필름 구조체.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 다층 적층 필름의 상기 2 종류의 수지층의 면내 방향에 있어서의 평균 굴절률의 차가, 적어도 0.03 인, 열선 반사 필름 구조체.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 다층 적층 필름이, 광학 두께가 150 ∼ 400 ㎚ 인 수지층을 적어도 101 층 갖는, 열선 반사 필름 구조체.
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