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技術 農業用資材

出願人 大日精化工業株式会社日本曹達株式会社
発明者 倉持仁志石嶺行男長内隆明浅川久紀高橋弘
出願日 1998年1月16日 (23年1ヶ月経過) 出願番号 1998-018331
公開日 1999年7月27日 (21年6ヶ月経過) 公開番号 1999-196685
状態 未査定
技術分野 植物の保護 温室
主要キーワード 天然繊維類 ギネアグリーン 光合成有効放射 UVカットフィルム アリザリンシアニン アキレス 発光フィルム 農ビフィルム
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この項目の情報は公開日時点(1999年7月27日)のものです。
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課題

有用植物の施設栽培園芸において、光のスペクトルを変換して、植物生育を促進するために有効な光スペクトルにする機能をもった農業用光質変換資材を提供すること。

解決手段

680nmの吸光度(A)と730nmの吸光度(B)の比(A)/(B)が3.0以上であり、最大吸収波長における光の透過率が30〜90%である農業用光質変換資材をビニールハウス被覆資材等に用いる。農業用光質変換資材は、軟質硬質樹脂類に吸収極大が570〜700nmにある少なくとも1つの色素を含有させることにより得ることができる。

概要

背景

近年ハウス又はトンネル内で有用植物を栽培する施設園芸が広く行われるようになり、かかる施設園芸は、露地栽培と比較すると収穫量品質ともに飛躍的に向上するため、野菜果物の安定供給上重要な役割を担いつつある。この施設栽培意義は、ハウスやトンネル内の保温の他、雨、風、虫等の害から植物を防護することにある。このため野菜などは季節栽培から周年栽培に、またナシミカンブドウカキリンゴなどの果樹では糖度の高い形のよい果実収穫されるようになってきている。一方、施設園芸が広く行われるようになってから、さらに増収や高品質を指向して、太陽光スペクトルを植物の光合成、あるいは成長活物質生産のために有利なものに変換する試みがなされている。

例えば、研究法人「農業光線選択利用技術研究組合」(昭和39〜57年)の研究成果報告書施設農業における光質利用の技術化に関する総合研究」(1976年2月、農林水産技術会議事務局)において、塩化ビニルに青蛍光物質、赤蛍光物質及びそれらを同時に溶解したフィルム試作を行なったが、耐光性が悪く栽培試験を実施するに到らないまま中断したことが報告されている。

特公昭49−16301号公報、特開昭52−94345号公報、特開平2−102265号公報、特開平2−147651号公報、特開平3−211053号公報では、近紫外光を光合成有効光に変換する色素としてフルオレッセントブライトナーシンチレーターなどが提案されているが、耐光性が十分でなく、施設園芸用に実用化されるに到っていない。また、特開昭54−127945号公報には、ローダミン6Gを用いて緑色〜黄色光を橙色〜赤色光に変換するフィルムが開示されているが、この色素も耐光性が悪く適切な光安定化処理を行わない限りこのままでは実用に耐えないものである。

特開昭57−189号公報には、ポリエステルポリアミドポリカーボネートポリアクリレートポリスチレンポリスフォンなどの溶解性パラメータが9以上の重合体アントラキノン蛍光体チオインジゴ系蛍光体、ペリノン系蛍光体、ペリレン系蛍光体などから選ばれた複数の有機蛍光体が溶解された波長変換可能な成形体が開示されている。複数の有機蛍光体は短波長側の光を吸収して励起された第1の蛍光体から、より励起エネルギーの小さい第2の蛍光体へ無輻射的にエネルギー移動するように、即ち第1の蛍光体の発光スペクトルと第2の蛍光体の吸収スペクトルが部分的に重複するように組み合わされているため、広範囲の短波長側の光を一層長波長側の光へ変換することができるものであり、植物栽培上の一定の効果が期待できるものである。しかし、この発明によれば赤色光のみを植物栽培上の有効光とみなし、変換される短波長側の光の波長領域に配慮をしないものであり、青色光を利用するクロロフィルa、b、カロチン類の作用が阻害されるマイナスの効果をも有するものである。

特開平6−38635号公報には、吸収極大が350〜450nmにあり、発光極大が380〜520nmにある少くとも1つの蛍光色素(A)と吸収極大が460〜580nmにあり、発光極大が540〜800nmにある少なくとも1つの蛍光色素(B)が含有されており、(A)の発光スペクトルと(B)の吸収スペクトルが部分的に重複するような組み合わせであり、(A)の発光強度(I)と、(A)の励起エネルギーの一部が(B)の発光位置発光する強度(I’)の比(I)/(I’)が0.2以上5以下である農業用波長変換資材が開示され、この農業用資材を用いると、野菜、花卉の場合は短期間、多収、果樹類の場合は糖度が高く高品質の果物を多く収穫することができると記載されている。

この他、赤発光フィルムであるラジアンピンク商品名;三井東圧化学株式会社)、Irradiant660(商品名;BASF社)が上市され栽培試験が行われたが、単一の波長領域の光を変換するこれらの波長変換フィルムは一般に作用効果が十分でなく、特定の気象条件では有効であっても別の気象条件では効果が見られないといったケースが多く発生し、実用の施設園芸用資材として用いるには信頼性に欠けるものであった。

概要

有用植物の施設栽培・園芸において、光のスペクトルを変換して、植物生育を促進するために有効な光スペクトルにする機能をもった農業用光質変換資材を提供すること。

680nmの吸光度(A)と730nmの吸光度(B)の比(A)/(B)が3.0以上であり、最大吸収波長における光の透過率が30〜90%である農業用光質変換資材をビニールハウス被覆資材等に用いる。農業用光質変換資材は、軟質硬質樹脂類に吸収極大が570〜700nmにある少なくとも1つの色素を含有させることにより得ることができる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

680nmの吸光度(A)と730nmの吸光度(B)の比(A)/(B)が3.0以上であり、最大吸収波長における光の透過率が30〜90%であることを特徴とする農業用光質変換資材

請求項2

吸収極大が570〜700nmにある少なくとも1つの色素を含有することを特徴とする請求項1記載の農業用光質変換資材。

技術分野

0001

本発明は光スペクトルを変換して植物生育を促進するために有効な光スペクトルにする機能を有する農業用光質変換資材に関する。

背景技術

0002

近年ハウス又はトンネル内で有用植物を栽培する施設園芸が広く行われるようになり、かかる施設園芸は、露地栽培と比較すると収穫量品質ともに飛躍的に向上するため、野菜果物の安定供給上重要な役割を担いつつある。この施設栽培意義は、ハウスやトンネル内の保温の他、雨、風、虫等の害から植物を防護することにある。このため野菜などは季節栽培から周年栽培に、またナシミカンブドウカキリンゴなどの果樹では糖度の高い形のよい果実収穫されるようになってきている。一方、施設園芸が広く行われるようになってから、さらに増収や高品質を指向して、太陽光スペクトルを植物の光合成、あるいは成長活物質生産のために有利なものに変換する試みがなされている。

0003

例えば、研究法人「農業光線選択利用技術研究組合」(昭和39〜57年)の研究成果報告書施設農業における光質利用の技術化に関する総合研究」(1976年2月、農林水産技術会議事務局)において、塩化ビニルに青蛍光物質、赤蛍光物質及びそれらを同時に溶解したフィルム試作を行なったが、耐光性が悪く栽培試験を実施するに到らないまま中断したことが報告されている。

0004

特公昭49−16301号公報、特開昭52−94345号公報、特開平2−102265号公報、特開平2−147651号公報、特開平3−211053号公報では、近紫外光を光合成有効光に変換する色素としてフルオレッセントブライトナーシンチレーターなどが提案されているが、耐光性が十分でなく、施設園芸用に実用化されるに到っていない。また、特開昭54−127945号公報には、ローダミン6Gを用いて緑色〜黄色光を橙色〜赤色光に変換するフィルムが開示されているが、この色素も耐光性が悪く適切な光安定化処理を行わない限りこのままでは実用に耐えないものである。

0005

特開昭57−189号公報には、ポリエステルポリアミドポリカーボネートポリアクリレートポリスチレンポリスフォンなどの溶解性パラメータが9以上の重合体アントラキノン蛍光体チオインジゴ系蛍光体、ペリノン系蛍光体、ペリレン系蛍光体などから選ばれた複数の有機蛍光体が溶解された波長変換可能な成形体が開示されている。複数の有機蛍光体は短波長側の光を吸収して励起された第1の蛍光体から、より励起エネルギーの小さい第2の蛍光体へ無輻射的にエネルギー移動するように、即ち第1の蛍光体の発光スペクトルと第2の蛍光体の吸収スペクトルが部分的に重複するように組み合わされているため、広範囲の短波長側の光を一層長波長側の光へ変換することができるものであり、植物栽培上の一定の効果が期待できるものである。しかし、この発明によれば赤色光のみを植物栽培上の有効光とみなし、変換される短波長側の光の波長領域に配慮をしないものであり、青色光を利用するクロロフィルa、b、カロチン類の作用が阻害されるマイナスの効果をも有するものである。

0006

特開平6−38635号公報には、吸収極大が350〜450nmにあり、発光極大が380〜520nmにある少くとも1つの蛍光色素(A)と吸収極大が460〜580nmにあり、発光極大が540〜800nmにある少なくとも1つの蛍光色素(B)が含有されており、(A)の発光スペクトルと(B)の吸収スペクトルが部分的に重複するような組み合わせであり、(A)の発光強度(I)と、(A)の励起エネルギーの一部が(B)の発光位置発光する強度(I’)の比(I)/(I’)が0.2以上5以下である農業用波長変換資材が開示され、この農業用資材を用いると、野菜、花卉の場合は短期間、多収、果樹類の場合は糖度が高く高品質の果物を多く収穫することができると記載されている。

0007

この他、赤発光フィルムであるラジアンピンク商品名;三井東圧化学株式会社)、Irradiant660(商品名;BASF社)が上市され栽培試験が行われたが、単一の波長領域の光を変換するこれらの波長変換フィルムは一般に作用効果が十分でなく、特定の気象条件では有効であっても別の気象条件では効果が見られないといったケースが多く発生し、実用の施設園芸用資材として用いるには信頼性に欠けるものであった。

0008

本発明の課題は、有用植物の施設栽培・園芸において、光のスペクトルを変換して、植物生育を促進するために有効な光スペクトルにする機能をもった農業用光質変換資材を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、680nmの吸光度(A)と730nmの吸光度(B)の比(A)/(B)が3.0以上であり、最大吸収波長における光の透過率が30〜90%である農業用光質変換資材を用いると、上記課題が解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。

0010

すなわち本発明は、680nmの吸光度(A)と730nmの吸光度(B)の比(A)/(B)が3.0以上であり、最大吸収波長における光の透過率が30〜90%であることを特徴とする農業用光質変換資材に関する。また本発明は、吸収極大が570〜700nmにある少なくとも1つの色素を含有し、680nmの吸光度(A)と730nmの吸光度(B)の比(A)/(B)が3.0以上であり、最大吸収波長における光の透過率が30〜90%であることを特徴とする農業用光質変換資材に関する。

発明を実施するための最良の形態

0011

本発明において、680nmの吸光度(A)と730nmの吸光度(B)の比(A)/(B)が3.0以上であり、最大吸収波長における光の透過率が30〜90%である農業用光質変換資材には、吸収極大が570〜700nmにある色素を用いるのが好ましい。吸収極大が570〜700nmにある色素を用いると、前記(A)/(B)比を容易に実現出来る。そして、吸収極大が570〜700nmにある色素としては、例えば、エネルギー関連色素又は食品もしくは化粧品用色素、各種染料、各種顔料を挙げることができる。

0012

吸収極大が570〜700nmにある、エネルギー関連色素又は食品もしくは化粧品用色素としては、チオニンブルーGO、アリザリンシアニングリーンF、キニザリングリーンSSライトグリーンSF黄、パテントブルーNA、ギネアグリーンB、スダンブルーB、ナフトールブルーブラッククチナシ青色素クロロフィルスピルリナ青等の色素を例示することができる。

0013

また、吸収極大が570〜700nmにある染料としては、ダイレクトスカイブルー5B、シリアススープラブルーBRR、ダイレクトファースターコイスブルーGL、ダイレクトコッパーブルー2B、コプラチングリーンG、ダイレクトファーストブラックD、アシツドバイオレット5B、アリザリンダイレクトブルーA2G、アシッドサイアニン6B、アシッドサイアニン5R、アシッドサイアニングリーンG、アシッドファーストブラックVLG、カチオンブルーGRL、カチオンブルーGLH、カチオンネイビーブルーRLH、バットブルーRSN、バットブルーBC、バットブリリアントグリーンFFB、ディスパースブルーFFR、ディスパースブルーグリーンB、ディスパースブルーFB、ディスパースターコイスブルーGL、ディスパースネイビーブルー2GL、ソルベントファーストブルーHFLリアクティブブルー3G、リアクティブブルーR、リアクティブブルーBR、リアクティブターコイスGF、リアクティブブリリアントブルーR、アイゼンダイレクトスカイブルー5B、アイゼンプリムラターコイスブルーGLH、アイゼンプリムラキユプログリーンGHサンライトスープラグレイCGL等を例示することができる。

0014

また、吸収極大が570〜700nmにある顔料としては、ジオキサジンバイオレット、チオインジゴマゼンタビクトリアブルーレーキ、ビクトリアブルー6Gレーキ、フタロシアニンブルーR、フタロシアニンブルーG、フタロシアニンブルーE、無金属フタロシアニンファストスカイブルー、紺青コバルトブルー群青アルカリブルーG、インダンスロンブルー等を例示することができる。

0015

上記色素は、それ自体光に対して安定性を有するものか、あるいは紫外線吸収剤酸化防止剤一重項酸素クエンチャーなどの添加その他の光安定化処理によって、安定化し得る程度の光安定性を有するものでなければならない。

0016

色素の光安定性は、具体的には、400nm以下の近紫外光を吸収するUVカットフィルムの内側に本発明の光質変換資材を設置し、太陽光を1年間照射した後の色素の吸収強度保持率により判定することができ、この保持率が好ましくは50%程度は必要である。

0017

本発明の農業用光質変換資材における資材の形状としては、施設栽培・園芸に適用しうるものであればどのような形状のものでもよいが、例えばフィルム、板、ネット、織布、不織布などを例示することができ、また基材に使用される材料としては、軟質半硬質硬質PVC、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ビニルアクリレート、ポリビニルメタクリレートポリ塩化ビニリデンポリアクリルニトリルポリブタジエン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラールポリビニルホルマール、PET,PBTなどのポリエステル、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネートフェノキシ樹脂ナイロン6,ナイロン6/6,ナイロン11ナイロン12,MXD6ナイロンなどのポリアミド、ポリジメチルシロキサンポリトリメチルシリルプロピンポリウレタンアイオノマー類、セロファン、ポリエチレンセロファン、セルロースアセテートセルロースプロピオネートエチルセルロースニトロセルロース等の軟質・硬質樹脂類、セルロース等の天然繊維類を例示することができる。

0018

本発明の農業用光質変換資材の製造法には特に制約はなく、例えばその形状がフィルムの場合、基材樹脂溶融特性溶剤溶解性、色素の熱特性などに応じて押出し成形インフレーション成形カレンダー成形などによって製造するか、あるいは樹脂を溶解したワニスベースフィルムコーティングするか又は織布、不織布、紙などに含浸することにより製造することができる。色素を含む合成樹脂層の厚さは成形フィルムコーティング層ともに10〜300μm、好ましくは30〜150μmにするのが良い。また、板の場合、成形性及び強度から0.5〜5mm、好ましくは1〜3mmの厚さにするのが良い。

0019

本発明の農業用光質変換資材において、好ましい色素含有量は、フィルムの吸収極大波長(λmax)における光の透過率が30〜90%、好ましくは50〜80%になる量である。光の透過率が30%未満であると光量不足になり徒長あるいは生長を妨げるため好ましくなく、他方光の透過率が90%を超えると波長変換の効果が十分に現れないため好ましくない。

0020

また、本発明の農業用光質変換資材において、680nmの吸光度(A)と730nmの吸光度(B)の比(A)/(B)は、3.0以上、好ましくは4.0以上である。この範囲内で光変換することにより730nmの光の透過量を相対的に増加させ、作物光形態形成を促し、作物の増収等の有意義な効果を引き出すことができるが、(A)/(B)が3.0未満のときは、730nmの光の透過量が相対的に少なく、光形態形成に対する十分な効果を上げることが出来ないので好ましくない。

0021

本発明の農業用光質変換資材には、施設園芸用資材としての他の諸条件を満たすため、本発明の目的を損なわない範囲内で各種添加剤を用いることもできる。かかる添加剤としては、紫外線吸収剤、酸化防止剤、一重項酸素クエンチャー、ヒンダードアミン光安定剤、その他の安定剤、分散剤滑剤防曇剤流滴剤などを挙げることができる。

0022

本発明の農業用光質変換資材は、ビニールハウス被覆資材の他、マルチフィルム反射マルチ)フィルム、太陽光がハウス内に平均して照射されるように設置する反射板プラスチックネット、織布、不織布、果実の袋掛け用の袋などにも同様に用いることができる。

0023

次に本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1(光質変換アクリル板の製造)
マスターバッチの製造]ポリメタクリル酸メチルアルドリッチ社製、Mw=350,000、Tg=122℃)100重量部、吸収極大が640nmにあるアンスラキノン系染料(C.I.Solvent Blue35)0.03重量部、ステアリン酸アマイド系分散剤0.30重量部をタンブラーミキサー混合機で混合後、これを押出成形機に供し、240℃で押出し後造粒してマスターバッチとした。
[光質変換アクリル板の製造]ポリメタクリル酸メチル(アルドリッチ社製、Mw=350,000、Tg=122℃)100重量部、マスターバッチ5重量部をダイス温度240℃で押出成形し、厚さ1mmの光質変換アクリル板を製造した。

0024

実施例2
実施例1で得られた厚さ1mmの光質変換アクリル板を用いて、1m×1m×1mのミニハウスを作製した。次に、20cm×20cm、深さ18cmのポリプロピレン製ポット複合肥料(N,P,K各15%)を4g入れ、った畑土壌充填し、チンゲン菜の種子を適量播種して2cm覆土した。このチンゲン菜の種子を播種したポット9個を、屋外に設置した上記ミニハウス内に収容し試験を開始した。出芽後10日目に間引きを行い、1ポット当たり3本残し、播種後55日目に収穫し地上部重量を測った後、総ビタミンCの含量を(財)日本食品分析センターで測定した。また、播種日8月20日、収穫日10月14日であった。

0025

実施例3
アクリル板(三菱レーヨン株式会社製「ライトブルー310」)を用いたミニハウスを使用する他は実施例2と同様に行った。
比較例1
透明な農ビフィルムアキレス株式会社製「ノンキリー」)を用いたミニハウスを使用する他は実施例2と同様に行った。
比較例2
アクリル板(三菱レーヨン株式会社製「スカイブルー301」)を用いたミニハウスを使用する他は実施例2と同様に行った。

0026

実施例2及び3ならびに比較例1及び2の資材を用いたミニハウスによる試験結果をまとめて表1に示す。なお、表1中「PAR」は「光合成有効放射光量(400〜700nm)」を表す。また、同じく表1中「重量」及び「総ビタミンC」の値は9ポットの平均値であり、カッコ内の数値は比較例1における値を100とした場合の相対値を示す。表1からもわかるように、資材の吸収極大波長(λmax)における光の透過率が30〜70%であり、(A)/(B)比が3.0以上の波長変換資材を用いることによりチンゲン菜の増収を図ることができる他、ビタミンC含量の高いチンゲン菜をも生産することができた。

0027

発明の効果

0028

本発明の光質変換資材により、栄養面等高品質の野菜類及び果物類を高い生産性をもって生産することが出来る。

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