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波长转换膜

阅读:96发布:2020-05-11

专利汇可以提供波长转换膜专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种与以往的 波长 转换膜相比能长时间维持光波长转换功能的波长转换膜。本发明的波长转换膜(1)由 单层 膜或层叠膜构成,上述单层膜由包含热塑性 树脂 (10)、波长转换材料(12)和特定的二烷基二硫代 氨 基 甲酸 镍(II)(14)的树脂组合物构成,上述层叠膜具有由上述树脂组合物构成的波长转换层,其中,特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)(14)的烷基为乙基或丁基,特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的含量相对于100 质量 份的波长转换材料(12)为20~250质量份。,下面是波长转换膜专利的具体信息内容。

1.一种波长转换膜,由单层膜或层叠膜构成,所述单层膜由包含热塑性树脂、波长转换材料和二烷基二硫代甲酸镍(II)的树脂组合物构成,所述层叠膜具有由所述树脂组合物构成的波长转换层,其特征在于,
所述二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的烷基为乙基或丁基,所述二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的含量相对于100质量份的所述波长转换材料为20~250质量份。
2.如权利要求1所述的波长转换膜,其特征在于,所述热塑性树脂为氟树脂。
3.如权利要求1或2所述的波长转换膜,其特征在于,所述树脂组合物还包含无机类紫外线阻断材料。
4.如权利要求1或2所述的波长转换膜,其特征在于,所述层叠膜还具有包含无机类紫外线阻断材料的紫外线阻断层
5.如权利要求1~4中任一项所述的波长转换膜,其特征在于,所述波长转换材料为苝类色素。
6.如权利要求1~5中任一项所述的波长转换膜,其特征在于,所述树脂组合物仅由热塑性树脂、波长转换材料和二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)构成。
7.如权利要求1~5中任一项所述的波长转换膜,其特征在于,所述树脂组合物仅由热塑性树脂、波长转换材料、二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)和无机类紫外线阻断材料构成。
8.如权利要求1~7中任一项所述的波长转换膜,其特征在于,所述波长转换材料的含量在所述树脂组合物的100质量%中为0.005~0.10质量%。
9.如权利要求1~8中任一项所述的波长转换膜,其特征在于,所述热塑性树脂为乙烯-四氟乙烯类共聚物或偏氟乙烯类聚合物
10.一种农业用膜,其特征在于,其使用了权利要求1~9中任一项所述的波长转换膜。
11.一种太阳光发电用覆盖膜,其特征在于,其使用了权利要求1~9中任一项所述的波长转换膜。

说明书全文

波长转换膜

技术领域

[0001] 本发明涉及农业用膜、太阳光发电用覆盖膜等所使用的波长转换膜。

背景技术

[0002] 在农业用棚舍内栽培植物的设施栽培与露天栽培相比,植物的收获量、品质均有飞跃性的提高,因此正大量实施。此外,最近为了实现进一步提高植物的收获量和品质、调整收获时期、缩短栽培时间等目的,进行了以下尝试:利用在农业用棚舍中使用的农业用膜将对植物有害的紫外线转换为在光合作用中有用的蓝色系的光,或者将光合作用效率较低的绿色~黄色系的光转换为光合作用效率较高的橙色~红色系的光。此外,在植物工厂内也使用各种波长的LED灯来实施植物的栽培,并证明了利用各种波长的LED灯可产生伸长效果、促进结果的效果、减少疾病的效果等。因此,可以说在不使用人工光源的情况下,增加比太阳光还多的特定波长范围的光的波长转换膜在植物栽培中是非常有用的。
[0003] 作为具有将特定波长的光转换为不同波长的光的功能(以下记作波长转换功能)的波长转换膜,提出了包括无机类紫外线阻断材料和波长转换材料的波长转换膜(专利文件1)。
[0004] 该波长转换膜中,为了改善波长转换材料的耐候性而并用有无机类紫外线阻断材料,但耐候性直到现在仍不足够,存在进行长期室外暴露时发生膜褪色、波长转换功能若干降低的问题。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:国际公开第2008/126766号文本

发明内容

[0008] 发明所要解决的技术问题
[0009] 本发明提供一种与以往的波长转换膜相比能长期维持光波长转换功能的波长转换膜。
[0010] 解决技术问题所采用的技术方案
[0011] 本发明将以下的构成作为技术内容。
[0012] (1)一种波长转换膜,由单层膜或层叠膜构成,所述单层膜由包含热塑性树脂、波长转换材料和二烷基二硫代甲酸镍(II)的树脂组合物构成,所述层叠膜具有由上述树脂组合物构成的波长转换层,其中,上述二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的烷基为乙基或丁基,上述二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的含量相对于100质量份的上述波长转换材料为20~250质量份。
[0013] (2)如上述(1)所述的波长转换膜,其中,上述热塑性树脂为氟树脂。
[0014] (3)如上述(1)或(2)所述的波长转换膜,其中,上述树脂组合物还包含无机类紫外线阻断材料。
[0015] (4)如上述(1)或(2)所述的波长转换膜,其中,上述层叠膜还具有包含无机类紫外线阻断材料的紫外线阻断层
[0016] (5)如上述(1)~(4)中任一项所述的波长转换膜,其中,上述波长转换材料为苝类色素。
[0017] (6)如上述(1)~(5)中任一项所述的波长转换膜,其中,上述树脂组合物仅由热塑性树脂、波长转换材料和二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)构成。
[0018] (7)如上述(1)~(5)中任一项所述的波长转换膜,其中,上述树脂组合物仅由热塑性树脂、波长转换材料、二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)和无机类紫外线阻断材料构成。
[0019] (8)如上述(1)~(7)中任一项所述的波长转换膜,其中,上述波长转换材料的含量在上述树脂组合物的100质量%中为0.005~0.10质量%。
[0020] (9)如上述(1)~(8)中任一项所述的波长转换膜,其中,上述热塑性树脂为乙烯-四氟乙烯类共聚物或偏氟乙烯类聚合物
[0021] (10)一种农业用膜,其使用了上述(1)~(9)中任一项所述的波长转换膜。
[0022] (11)一种太阳光发电用覆盖膜,其使用了上述(1)~(9)中任一项所述的波长转换膜。
[0023] 发明的效果
[0024] 本发明的波长转换膜与以往的波长转换膜相比,能长期维持光波长转换功能。
[0025] 此外,本发明的波长转换膜中,如果热塑性树脂是氟树脂,则与以往的波长转换膜相比,转换后的波长的光的强度高。附图说明
[0026] 图1是表示本发明的波长转换膜的一例的剖视图。
[0027] 图2是表示本发明的波长转换膜的另一例的剖视图。
[0028] 实施发明的方式
[0029] <波长转换膜>
[0030] 本发明的波长转换膜由下述的单层膜或层叠膜构成。
[0031] (α)由包含热塑性树脂、波长转换材料和特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的树脂组合物构成的单层膜。
[0032] (β)具有由包含热塑性树脂、波长转换材料和特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的树脂组合物构成的波长转换层的层叠膜。
[0033] 另外,本说明书中的“膜”也包括“片材”。
[0034] [实施方式1]
[0035] 图1是表示本发明的波长转换膜的一个实施方式的剖视图。波长转换膜1是由在热塑性树脂10中分散波长转换材料12、特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)14和无机类紫外线阻断材料16而成的树脂组合物构成的单层膜。
[0036] 优选波长转换膜的厚度为40~150μm。如果波长转换膜的厚度为40μm以上,则具有足够的强度。如果波长转换膜的厚度为150μm以下,则具有足够的可见光透射率。
[0037] (热塑性树脂)
[0038] 作为热塑性树脂,可例举烯类树脂、氯类树脂、丙烯酸类树脂、酯类树脂、氟树脂等,从透明性和耐候性的度考虑,优选烯烃类树脂、丙烯酸类树脂或氟树脂,特别优选氟树脂。
[0039] 作为烯烃类树脂,可例举α-烯烃的均聚物(聚乙烯、聚丙烯等)、α-烯烃的共聚物(乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物等)、α-烯烃和其他单体的共聚物(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物等)等。
[0040] 作为氯类树脂,可例举聚氯乙烯、氯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚偏氯乙烯等。
[0041] 作为丙烯酸类树脂,可例举将选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸癸酯等的1种以上聚合而得的树脂。
[0042] 作为酯类树脂,可例举聚对苯二甲酸乙二酯、聚二甲酸丁二酯等。
[0043] 作为氟树脂,可例举氟乙烯类聚合物、偏氟乙烯类聚合物(以下记作PVDF)、偏氟乙烯-六氟丙烯类共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯类共聚物(以下记作THV)、四氟乙烯-丙烯类共聚物、四氟乙烯-偏氟乙烯-丙烯类共聚物、乙烯-四氟乙烯类共聚物(以下记作ETFE)、六氟丙烯-四氟乙烯类共聚物(以下记作HFP)、全氟烷基乙烯基醚-四氟乙烯类共聚物(以下记作PFA)等。
[0044] 其中,从透明性和耐候性好的角度考虑,优选ETFE、HFP、PFA、THV或PVDF,更优选ETFE或PVDF。
[0045] (波长转换材料)
[0046] 波长转换材料是在紫外线区域或可见光区域内具有吸收波长和发光波长的材料。因此,不含单纯地吸收某个特定波长的光或单纯地反射某个特定波长的光的材料、例如着色颜料(白色、酞菁蓝等)。
[0047] 作为波长转换材料,可例举有机类波长转换材料或无机类波长转换材料。
[0048] 作为有机类波长转换材料,可例举吸收紫外线或可见光、发出荧光色的荧光色素(荧光颜料)。
[0049] 作为荧光色素,可例举以下荧光色素。
[0050] 在紫外线区域(300nm~400nm)内发光的色素:亚三联苯(日文:タ一フエニレン)类色素、 唑(日文:オキソザ一ル)类色素。
[0051] 在蓝色到绿色的波长区域(400nm~500nm)内发光的色素:香豆素类色素等。
[0052] 根据取代基的不同而在绿色到红色的波长区域(500nm~800nm)内发光的色素:吲哚类色素等。
[0053] 在黄色到红色的波长区域(500nm~800nm)内发光的色素:孔雀绿类色素、若丹明类色素等。
[0054] 在深红色的波长区域(630nm~750nm)内发光的色素:嗪类色素等。
[0055] 根据取代基的不同而在较广的波长区域内发光的色素:π共轭类芳香族色素(蒽类色素、芘类色素、苝类色素等)等。
[0056] 其中,从在对光合作用最为重要的600~700nm处具有极大发光的角度考虑,优选π共轭类芳香族色素或 嗪类色素,更优选π共轭类芳香族色素,特优选苝类色素。
[0057] 作为无机类波长转换材料,可例举吸收紫外线或可见光、发出可见光的夜光颜料。
[0058] 夜光颜料通常是具有2~20μm左右的粒径的白色颜料。粒径越大,波长转换效率越高,但如果粒径达到亚微米级,则经常会有波长转换功能下降、吸收和发光极度下降的情况。因此,包含夜光颜料的农业用膜的遮蔽太阳光的效果大于增强太阳光中的特定波长的光的效果,因此虽然不适用于不能缺少强太阳光的植物的栽培,但在太阳落山后也可向植物供给光。
[0059] 波长转换材料可单独使用1种,也可2种以上组合使用。将2种以上的波长转换材料组合使用时,组合中的一种波长转换材料的发射光谱和另一种波长转换材料的吸收光谱也可以部分重叠。此外,也可将有机类波长转换材料和无机类波长转换材料组合。此外,波长转换材料多为吸收高能量的低波长光、发出低能量的高波长光的降频转换型,但也可以是相反的升频转换型。
[0060] 优选波长转换材料的含量在树脂组合物(100质量%)中为0.005~0.10质量%,更优选0.015~0.05质量%。如果波长转换材料的含量过多,则不仅波长转换效率下降,而且光的吸收量多,且吸收波长区域广,因此显现出很强的遮光效果。
[0061] 此外,优选调整波长转换材料的含量以使透过波长转换膜的光的有效光合作用量子数(PAR)达到太阳光的PAR的30%以上。如果透射光的PAR不足30%,则光量不足所导致的生长阻碍的影响大于波长转换对光合作用的促进效果。
[0062] 优选波长转换膜中所含的波长转换材料为粒状,更优选其体积平均粒径为0.001~0.5μm。
[0063] (二烷基二硫代氨基甲酸镍(II))
[0064] 二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)是单线态氧猝灭剂。单线态氧猝灭剂是将空气中的氧利用光的能量进行活化而得的单线态氧捕集并将其钝化的材料。通过使波长转换材料和单线态氧猝灭剂在波长转换膜中共存,从而活性氧在攻击波长转换材料而使其劣化之前钝化。
[0065] 作为二烷基二硫代氨基甲酸镍(II),从在热塑性树脂(特别是氟树脂)中的分散性、耐候性、耐光性的角度考虑,使用二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)或二丁基二硫代氨基甲酸镍(II)。作为二烷基二硫代氨基甲酸镍(II),特别优选二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)。
[0066] 作为单线态氧猝灭剂,已知有各种金属络合物(苯硫酚的金属络合物、二烷基二硫代氨基甲酸(II)等),但是特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)以外的金属络合物在热塑性树脂(特别是氟树脂)中的分散性差,因此在波长转换膜内无法有效地发挥作为单线态氧猝灭剂的功能。
[0067] 特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的含量相对于100质量份的波长转换材料为20~250质量份,优选30~150质量份。如果特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的含量为20质量份以上,则能长期维持光波长转换功能。如果特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的含量为250质量份以下,则在维持高可见光透射率的同时可显现波长转换功能提高耐候性的效果。
[0068] 优选波长转换膜中所含的特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)为粒状,更优选其体积平均粒径为0.001~0.5μm。
[0069] (无机类紫外线阻断材料)
[0070] 无机类紫外线阻断材料是进一步改善波长转换膜的耐候性的成分。
[0071] 作为无机类紫外线阻断材料,可例举选自氧化铈、氧化锌、氧化钛及氧化的1种以上的金属氧化物。作为无机类紫外线阻断材料,优选氧化铈或氧化锌。
[0072] 作为无机类紫外线阻断材料,从以下角度考虑,更优选用选自二氧化、氧化锆及氧化的1种以上的无机氧化物覆盖所述金属氧化物而成的材料。
[0073] (i)抑制在膜成形时及在室外使用时自氟树脂产生的氟化氢所导致的金属氧化物的腐蚀,长期维持紫外线阻断功能。
[0074] (ii)抑制氧化铈、氧化锌、氧化钛等光催化剂的光活性,抑制热塑性树脂的劣化和波长转换材料的分解。
[0075] 为了提高在热塑性树脂中的分散性,优选还进一步用硅、硅烷偶联剂等对上述无机氧化物的表面进行疏化处理。
[0076] 优选无机类紫外线阻断材料的含量在树脂组合物(100质量%)中为0.03~6质量%,更优选0.1~3质量%。如果无机类紫外线阻断材料的含量在0.03质量%以上,则可获得足够的紫外线阻断功能。如果无机类紫外线阻断材料的含量为6质量%以下,则可进一步提高可见光透射率。另外,如果无机类紫外线阻断材料的含量为20质量%以下,则用于农业时可具有足够的可见光透射率。
[0077] 优选波长转换膜中所含的无机类紫外线阻断材料为粒状,更优选其体积平均粒径为0.02~0.5μm。
[0078] (其他添加剂)
[0079] 从最大限度地抑制对波长转换材料的不良影响的角度考虑,优选树脂组合物不含除波长转换材料、特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)和无机类紫外线阻断材料以外的其他添加剂。即,作为树脂组合物,优选仅由热塑性树脂、波长转换材料和特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)构成,或者仅由热塑性树脂、波长转换材料、特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)和无机类紫外线阻断材料构成。
[0080] 作为其他添加剂,可例举有机类紫外线阻断材料(有机类紫外线吸收剂等)、受阻胺类光稳定剂(HALS)等。
[0081] 特别地,有机类紫外线吸收剂是低分子量的有机化合物,因此即使有机类紫外线吸收剂和波长转换材料分别包含在不同的层中,有机类紫外线吸收剂也会因太阳光的热量而迁移,结果移至包含波长转换材料的层。有机类紫外线吸收剂与波长转换材料发生相互作用,使波长转换材料的波长转换功能下降。
[0082] (波长转换膜的制造方法)
[0083] 波长转换膜可通过将树脂组合物成形为膜状的方法来制造。波长转换材料、特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)及无机类紫外线阻断材料可以在单独地母料化之后进行成形,但是将波长转换材料混入氟树脂中时的热量及产生的氢氟酸有时会产生活性氧,因此从更有效地发挥二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的效果的角度考虑,优选将波长转换材料和二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)一起混炼进行母料化。
[0084] [实施方式2]
[0085] 图2是表示本发明的波长转换膜的另一个实施方式的剖视图。波长转换膜2是具有波长转换层20和紫外线阻断层22的层叠膜,上述波长转换层20由在热塑性树脂10中分散有波长转换材料12和特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)14的树脂组合物构成,上述紫外线阻断层22由在热塑性树脂10中分散有无机类紫外线阻断材料16的树脂组合物构成。
[0086] (波长转换层)
[0087] 作为热塑性树脂,可例举实施方式1中例示的热塑性树脂。
[0088] 作为波长转换材料,可例举实施方式1中例示的波长转换材料。
[0089] 波长转换材料的优选含量范围与实施方式1的相同。
[0090] 特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)与实施方式1中例示的相同。
[0091] 特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的含量范围与实施方式1的相同。
[0092] 优选波长转换层的厚度为40~300μm。如果波长转换层的厚度在40μm以上,则可获得具有足够的强度的波长转换膜。如果波长转换层的厚度在300μm以下,则可获得具有足够的可见光透射率的波长转换层。
[0093] (紫外线阻断层)
[0094] 作为热塑性树脂,可例举实施方式1中例示的热塑性树脂。
[0095] 作为无机类紫外线阻断材料,可例举实施方式1中例示的无机类紫外线阻断材料。
[0096] 无机类紫外线阻断材料的优选含量范围与实施方式1的相同。
[0097] 优选紫外线阻断层的厚度为6~250μm,更优选10~150μm。如果紫外线阻断层的厚度在6μm以上,则可获得具有足够的强度的波长转换膜。如果紫外线阻断层的厚度在250μm以下,则可获得具有足够的可见光透射率的紫外线阻断层。
[0098] (波长转换膜的制造方法)
[0099] 波长转换膜可通过将波长转换层和紫外线阻断层层叠来制造。作为层叠方法,可例举使用多层模具的共挤出法;在将一方的层成形为膜状后将另一方的层挤出层压的方法;在将波长转换层及紫外线阻断层分别成形为膜状后进行层压的方法等。
[0100] [其他实施方式]
[0101] 本发明的波长转换膜并不局限于实施方式1和实施方式2的波长转换膜,只要是由单层膜或层叠膜构成的波长转换膜即可,上述单层膜由上述树脂组合物构成,上述层叠膜具有由上述树脂组合物构成的波长转换层。
[0102] 例如,可以在不含波长转换材料、特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)和无机类紫外线阻断材料,且实质上由热塑性树脂构成的基材膜的表面上形成有波长转换层;也可以在基材膜的表面上形成有波长转换层和紫外线阻断层。
[0103] 此外,可以在基材膜或波长转换层的表面具有将包含热塑性树脂、波长转换材料、特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)和液状介质(有机溶剂、水等)的涂膜形成用组合物涂布、干燥而形成的涂膜;也可以在基材膜的表面具有将包含热塑性树脂、波长转换材料、特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)、无机类紫外线阻断材料和液状介质的涂膜形成用组合物涂布、干燥而形成的涂膜。
[0104] (作用效果)
[0105] 以上说明的本发明的波长转换膜中,由于并用波长转换材料和特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II),并且特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)的含量相对于100质量份的波长转换材料为20~250质量份,因此从以下原因考虑,与以往的波长转换膜相比,能长期维持光波长转换功能。
[0106] 认为波长转换膜中的波长转换材料的劣化的原因是,由于波长转换材料吸收特定的光、尤其是紫外线,以及空气中的氧被紫外线活化而形成单线态氧并攻击波长转换材料,波长转换材料的化学键断裂而引起劣化。
[0107] 专利文献1的波长转换膜中,虽然通过用无机类紫外线阻断材料将紫外线阻断而抑制了波长转换材料的劣化,但为了使耐候性进一步提高,认为将活化的单线态氧钝化是有效的。
[0108] 因此,本发明的波长转换膜通过使波长转换材料和将单线态氧钝化的特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)包含在同一层内,从而抑制了波长转换材料的劣化、提高了耐候性。
[0109] <农业用膜>
[0110] 本发明的波长转换膜可吸收太阳光中的特定波长区域的光,发出对植物的生长有效的不同的波长区域的光,因此适合用作农业用棚舍等的农业用膜。本发明的波长转换膜中,使用层叠膜作为农业用膜时,使紫外线阻断层位于比波长转换层更靠近太阳光的入射侧的位置
[0111] 作为农业用膜,优选如下所述的波长转换膜:使太阳光入射时,在400~700nm的波长区域内的至少一部分的波长处,透射光的强度(转换后的光的强度)高于入射光的强度。
[0112] 即,太阳光的波长(300nm~2500nm)中,400~700nm的可见光是植物的生长所不可或缺的波长的光。转换后的光的波长区域的调整可通过适当地选择波长转换材料来进行。
[0113] 另外,作为对植物的生长造成影响的光,报道了以下的光。
[0114] 促进发芽和发根的红色光(660nm附近),
[0115] 抑制发芽和发根的远红外光(730nm附近),
[0116] 抑制胚轴伸长的近紫外光(370nm~380nm附近),
[0117] 赋予向光性(日文:屈光性)的蓝色光(440nm~480nm附近),
[0118] 促进叶柄伸长的远红外光(730nm附近),
[0119] 促进变绿(促进叶绿素生物合成)的636nm和650nm附近的光,
[0120] 促进生长发育(光合作用)的430nm和670nm(极大波长)附近的光,[0121] 对短日性和长日性的光周期性造成影响,促进或抑制开花的红色光和远红外光,[0122] 通过酚类色素、花色素类色素的增加而改变果实和花的颜色的紫外光等。
[0123] 光的强度以有效光合作用量子数(PAR)表示。即,光合作用和太阳光能量的关系不应通过照度、而是应该通过PAR来论述。PAR是作为可见光线的400~700nm的光中的各波长的光谱辐射能(光谱辐射强度)的积分值。
[0124] 关于农业用膜的透射光的PAR,从促进植物生长的角度考虑,分割为400~500nm、500~600nm、600~700nm这3个区域时,在任一区域内,农业用膜的透射光的PAR相对于太阳光的PAR都必须在10%以上。
[0125] 农业用膜也可以在其一面或两面形成由二氧化硅、氧化铝等构成的流滴层。
[0126] 此外,根据热塑性树脂的折射率,波长转换材料所发出的光中的60~80%可能会在农业用膜和空气的界面上被反射,在膜内传播。多数情况下,波长转换材料的吸收光谱和发射光谱重叠,因此膜内的光的一部分再次被波长转换材料吸收。可以施加处理以避免该能量损耗,使波长转换材料所发出的光能够有效地从膜内射出。作为该处理,可例举下述处理。
[0127] (i)使农业用膜包含二氧化硅、氧化铝等无机微粉。
[0128] (ii)如日本专利特开昭63-160520号公报所记载的那样,对农业用膜的内表面实施规则的凹凸加工。
[0129] 以上说明的农业用膜具有波长转换功能,因此通过将其用于农业用棚舍,可实现植物的收获量和品质的进一步提高、收获时期的调整、栽培时间的缩短等。
[0130] <太阳光发电用覆盖膜>
[0131] 本发明的波长转换膜可吸收太阳光中的特定波长区域的光,发出对太阳光发电有效的不同的波长区域的光,因此也适合用作太阳光发电面板的覆盖膜。实施例
[0132] 下面例举实施例对本发明进行具体说明,但本发明并不局限于这些例子。
[0133] 例1~例5是实施例,例6~例11是比较例。
[0134] (可见光透射率)
[0135] 波长转换膜的可见光透射率采用分光光度计(株式会社岛津制作所制,UV-3100PC),按照JIS R3106“平板玻璃类的透射率、反射率、辐射率、太阳辐射热取得率的试验方法”进行测定。
[0136] (促进耐候性试验)
[0137] 对于波长转换膜,采用以JIS K7350-4为基准的具备开放式弧灯的阳光耐候性试验机(サンシヤインウエザメ一タ)(须贺试验机株式会社(スガ試験機社)制,300阳光耐候性试验机)进行10000小时的耐候性试验。
[0138] (光谱辐射能)
[0139] 采用可见光谱辐射计(英弘精机株式会社(英弘精機社)制,MS700)同时测定:(i)太阳光的光谱辐射能、(ii)透过预先保存好的促进耐候性试验前的波长转换膜的太阳光的光谱辐射能、(iii)透过促进耐候性试验后的波长转换膜的太阳光的光谱辐射能。测定日为2010年的2月4日,选择了天气稳定的时间。
[0140] (对光合作用有效的放射数(PAR)比值)
[0141] 根据光谱辐射能算出400~700nm处的对光合作用有效的放射数(PAR),求出(I)太阳光的PAR、(II)透过预先保存好的促进耐候性试验前的波长转换膜的太阳光的PAR、(III)透过促进耐候性试验后的波长转换膜的太阳光的PAR。分割为400~500nm(蓝色)、500~600nm(绿色)、600~700nm(红色)这3个区域,对于各波长区域,求出促进耐候性试验前的PAR比值:(透过预先保存好的促进耐候性试验前的波长转换膜的太阳光的PAR)/(太阳光的PAR)、促进耐候性试验后的PAR比值:(透过促进耐候性试验后的波长转换膜的太阳光的PAR)/(太阳光的PAR)。
[0142] [例1]
[0143] 无机类紫外线阻断材料的制造:
[0144] 将100g被覆二氧化硅的氧化铈(日本电工株式会社(日本電工社)制,SC4060)分散于300g溶解有5质量%苯基甲基硅油的异丙醇溶液。接着,在70℃下使异丙醇挥发后,在170℃下干燥1小时,得到二氧化硅的表面经疏水化的粉体。用冲击式粉碎机粉碎该粉体,得到无机类紫外线阻断材料。
[0145] 波长转换膜的制造:
[0146] 将5g作为波长转换材料的苝类色素(巴斯夫公司(B A S F社)制,Lumogen F305Red)、2.5g二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)(东京化成株式会社(東京化成社)制)、25g上述无机类紫外线阻断材料分散于20kg的ETFE(旭硝子株式会社制,Fluon ETFE88AXB)中,用双轴挤出机在300℃下进行颗粒化。用T模在300℃下将该颗粒挤出成形,得到厚度为100μm的波长转换层膜。测定波长转换层膜的可见光透射率。结果示于表1。
[0147] 此外,进行该波长转换膜的促进耐候性试验。
[0148] 同时测定(i)太阳光的光谱辐射能、(ii)透过预先保存好的促进耐候性试验前的波长转换膜的太阳光的光谱辐射能、(iii)透过促进耐候性试验后的波长转换膜的太阳光的光谱辐射能,用上述的方法求出促进耐候性试验前的PAR比值、促进耐候性试验后的PAR比值。结果示于表1。
[0149] 与没有透过膜的太阳光相比,透过波长转换膜的太阳光的PAR整体减少,只有600nm~700nm的红色光的PAR增加。此外,促进耐候性试验后的PAR的变化较小。
[0150] [例2]
[0151] 除使用二丁基二硫代氨基甲酸镍(II)代替二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)以外,与例1同样地得到波长转换膜。
[0152] 对于该波长转换膜,与例1同样地进行评价。结果示于表1。
[0153] [例3]
[0154] 除将二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)的量改为1.25g以外,与例1同样地得到波长转换膜。
[0155] 对于该波长转换膜,与例1同样地进行评价。结果示于表1。
[0156] [例4]
[0157] 除将二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)的量改为1.0g以外,与例1同样地得到波长转换膜。
[0158] 对于该波长转换膜,与例1同样地进行评价。结果示于表1。
[0159] [例5]
[0160] 除将二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)的量改为10.0g以外,与例1同样地得到波长转换膜。
[0161] 对于该波长转换膜,与例1同样地进行评价。结果示于表1。
[0162] [例6]
[0163] 除将二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)的量改为0g以外,与例1同样地得到波长转换膜。
[0164] 对于该波长转换膜,与例1同样地进行评价。结果示于表1。
[0165] [例7]
[0166] 除将二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)的量改为0.625g以外,与例1同样地得到波长转换膜。
[0167] 对于该波长转换膜,与例1同样地进行评价。结果示于表1。
[0168] [例8]
[0169] 除将二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)的量改为15.0g以外,与例1同样地得到波长转换膜。
[0170] 对于该波长转换膜,与例1同样地进行评价。结果示于表1。
[0171] [例9]
[0172] 除使用二乙基二硫代氨基甲酸铜(II)代替二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)以外,与例1同样地得到波长转换膜。
[0173] 对于该波长转换膜,与例1同样地进行评价。结果示于表1。
[0174] [例10]
[0175] 除使用二己基二硫代氨基甲酸镍(II)代替二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)以外,与例1同样地得到波长转换膜。
[0176] 对于该波长转换膜,与例1同样地进行评价。结果示于表1。
[0177] [例11]
[0178] 除使用二苄基二硫代氨基甲酸镍(II)代替二乙基二硫代氨基甲酸镍(II)以外,与例1同样地得到波长转换膜。
[0179] 对于该波长转换膜,与例1同样地进行评价。结果示于表1。
[0180] [表1]
[0181]
[0182] 产业上利用的可能性
[0183] 本发明的波长转换膜作为农业用膜、太阳光发电用覆盖膜有用。
[0184] 另外,在此引用2010年5月28日提出申请的日本专利申请2010-123176号说明书、权利要求书、附图以及摘要的全部内容作为本发明说明书的揭示。
[0185] 符号的说明
[0186] 1波长转换膜
[0187] 2波长转换膜
[0188] 10热塑性树脂
[0189] 12波长转换材料
[0190] 14特定的二烷基二硫代氨基甲酸镍(II)
[0191] 16无机类紫外线阻断材料
[0192] 20波长转换层
[0193] 22紫外线阻断层
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标题 发布/更新时间 阅读量
波长转换膜 2020-05-11 96
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