JPH09224490A - ビニールハウス天井およびその結露集中防止方法 - Google Patents
ビニールハウス天井およびその結露集中防止方法Info
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Abstract
井の決まった箇所から落下することによる作物の根腐れ
を防止する。 【構成】 ビニールハウスの天井の内面は半導体光触媒
層で被覆される。光触媒は太陽の照射により光励起さ
れ、光触媒層の表面は水との接触角が約０゜になる程度
に親水化される。寒冷時や夜間にビニールハウスの天井
に結露が生じたときには、凝縮水は光触媒含有層の表面
に一様に広がり、一様な水膜を形成し、ビニールハウス
の側壁に沿って流下する。
Description
天井の結露集中防止構造および方法に関する。
れたビニールハウスが簡便な温室として利用されてい
る。
が露点以下の温度になるとビニールハウス内の空気中の
湿分が凝縮し、ビニールハウスの内面に結露が生じる。
ビニールハウスの天井に結露した凝縮水は互いに融合し
て次第に大きな水滴に成長し、充分に大きくなると天井
から離れて自重により落下する。凝縮水滴の落下点は天
井の特定の決まって箇所に集中する傾向にある。このた
め、落下点直下の農作物に根腐れが生じるという問題が
指摘されている。
の特定の位置に集中することのないビニールハウス天井
構造を提供することにある。本発明の他の目的は、凝縮
水滴の落下点が天井の特定の位置に集中するのを防止す
る方法を提供することにある。
励起すると光触媒の表面が高度に親水化されることを発
見した。驚ろくべきことに、光触媒性チタニアを紫外線
で光励起したところ、水との接触角が１０゜以下、より
詳しくは５゜以下、特に約０゜になる程度に表面が高度
に親水化されることが発見された。
によれば、ビニールハウスの天井の内面は半導体光触媒
を含む透明層で被覆されている。ビニールハウスを圃場
に設置すると、ビニールハウスは日中は太陽の照射を受
け、太陽光はビニールシートを透過して天井内面の光触
媒含有層の光触媒を光励起する。光励起に伴い、光触媒
含有層の表面は水との接触角が１０゜以下、好ましくは
５゜以下、より好ましくは約０゜になる程度に親水化さ
れる。一旦親水化されると、光触媒含有層の表面の親水
性は夜間でも維持される。夜間に作物を照射するべくビ
ニールハウスに蛍光灯などの人工光源が設けてある場合
には、光触媒は夜間にも光励起される。
は高度に親水化されているので、寒冷時や夜間に結露が
生じたときには、凝縮水は光触媒含有層の表面に一様に
広がり、一様な水膜を形成する。結露の進行に伴い水膜
の厚さが増すと、凝縮水は、天井から垂れ下がった水滴
を形成することなく、水膜を形成したままビニールハウ
スの側壁に沿って流下する。従って、ビニールハウスの
天井の特定の位置から凝縮水滴が落下することがない。
（TiO2）が最も好ましい。チタニアは、無害であり、化
学的に安定であり、かつ、安価に入手可能である。ルチ
ル型チタニアも使用可能である。光触媒性チタニアを紫
外線によって光励起すると、光触媒作用によって水が水
酸基（OH-）の形で表面に化学吸着され、その結果、表
面が超親水性になると考えられる。使用可能な他の光触
媒としては、ZnO、SnO2、SrTiO3、WO3、Bi2O3、Fe2O3の
ような金属酸化物がある。これらの金属酸化物は、チタ
ニアと同様に、表面に金属元素と酸素が存在するので、
表面水酸基（OH-）を吸着しすいと考えられる。光触媒
含有層の膜厚は０.２μｍ以下にするのが好ましい。こ
のようにすれば、充分な透明性を確保することができ
る。
カによってビニールシートに結着することにより形成す
ることができる。このため、結晶性チタニアゾルと無定
形シリカの前駆体（例えば、テトラエトキシシラン、テ
トライソプロポキシシラン、テトラｎ−プロポキシシラ
ン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン、等
のテトラアルコキシシラン；それらの加水分解物である
シラノール； 又は平均分子量3000以下のポリシロキサ
ン）との混合物をビニールシートの表面に塗布し、必要
に応じて加水分解させてシラノールを形成した後、約10
0℃以上の温度で加熱してシラノールを脱水縮重合に付
すことにより、チタニアが無定形シリカで結着された光
触媒含有層を形成する。
を呈する光触媒層を形成する他の好ましいやり方は、未
硬化の若しくは部分的に硬化したシリコーン（ケイ素樹
脂）又はシリコーンの前駆体からなる塗膜形成要素に光
触媒の粒子を分散させてなる塗料用組成物を用いること
である。この塗料用組成物をビニールシートの表面に塗
布し、塗膜形成要素を硬化させた後、光触媒を光励起す
ると、シリコーン分子のケイ素原子に結合した有機基は
光触媒の光触媒作用により水酸基に置換され、光触媒層
の表面は超親水化される。
リコーン塗料は常温又は比較的低温で硬化させることが
できるので、ビニールシートのような非耐熱性の材料で
形成されている基材にも適用することができる。光触媒
を含有したこの塗料用組成物は、刷毛塗り、スプレーコ
ーティング、ロールコーティングなどにより塗布するこ
とができる。シリコーン塗料はシロキサン結合を有する
ので、光触媒の光酸化作用に対する充分な対抗性を有す
る。光触媒含有シリコーン塗料からなる光触媒性コーテ
ィングの更に他の利点は、表面が一旦超親水化された後
には、暗所に保持しても長期間超親水性を維持し、か
つ、蛍光灯のような室内照明灯の光でも超親水性を回復
することである。
は、メチルトリクロルシラン、メチルトリブロムシラ
ン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリｔ
−ブトキシシラン；エチルトリクロルシラン、エチルト
リブロムシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルト
リエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、
エチルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−プロピルトリクロ
ルシラン、ｎ−プロピルトリブロムシラン、ｎ−プロピ
ルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラ
ン、ｎ−プロピルトリイソプロポキシシラン、ｎ−プロ
ピルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−ヘキシルトリクロル
シラン、ｎ−ヘキシルトリブロムシラン、ｎ−ヘキシル
トリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラ
ン、ｎ−ヘキシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−ヘキ
シルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−デシルトリクロルシ
ラン、ｎ−デシルトリブロムシラン、ｎ−デシルトリメ
トキシシラン、ｎ−デシルトリエトキシシラン、ｎ−デ
シルトリイソプロポキシシラン、ｎ−デシルトリｔ−ブ
トキシシラン；ｎ−オクタデシルトリクロルシラン、ｎ
−オクタデシルトリブロムシラン、ｎ−オクタデシルト
リメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラ
ン、ｎ−オクタデシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−
オクタデシルトリｔ−ブトキシシラン；フェニルトリク
ロルシラン、フェニルトリブロムシラン、フェニルトリ
メトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニ
ルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリｔ−ブトキ
シシラン；テトラクロルシラン、テトラブロムシラン、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ
ブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン；ジメチ
ルジクロルシラン、ジメチルジブロムシラン、ジメチル
ジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン；ジフェ
ニルジクロルシラン、ジフェニルジブロムシラン、ジフ
ェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラ
ン；フェニルメチルジクロルシラン、フェニルメチルジ
ブロムシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェ
ニルメチルジエトキシシラン；トリクロルヒドロシラ
ン、トリブロムヒドロシラン、トリメトキシヒドロシラ
ン、トリエトキシヒドロシラン、トリイソプロポキシヒ
ドロシラン、トリｔ−ブトキシヒドロシラン；ビニルト
リクロルシラン、ビニルトリブロムシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルト
リイソプロポキシシラン、ビニルトリｔ−ブトキシシラ
ン；トリフルオロプロピルトリクロルシラン、トリフル
オロプロピルトリブロムシラン、トリフルオロプロピル
トリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキ
シシラン、トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシ
ラン、トリフルオロプロピルトリｔ−ブトキシシラン；
γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−メタアクリロキ
シプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタアクリロ
キシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタアクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロ
キシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタアクリロキ
シプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メタアクリ
ロキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−アミノプ
ロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメ
チルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミ
ノプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−メルカプトプ
ロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキ
シシラン、γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルトリｔ−ブトキシシラ
ン；β−(３、４−エポキシシクロヘキシル)エチルトリ
メトキシシラン、β−(３、４−エポキシシクロヘキシ
ル)エチルトリエトキシシラン；および、それらの部分
加水分解物；およびそれらの混合物を使用することがで
きる。
が劣化するのを防止するため、ビニールシートと光触媒
層との間には光酸化対抗性の中間層を配置するのが好ま
しい。この中間層はシリコーン（ケイ素樹脂）、フッ素
樹脂、又はシリカで形成することができる。
る光酸化作用よりも弱い光触媒作用によって実現するこ
とができる。従って、ビニールシートの劣化を防止する
ための他のやり方は、光触媒の光酸化作用を抑制するこ
とである。このためには、光触媒含有層の膜厚を０.１
μｍ以下にするか、光触媒含有層にアルカリ金属、アル
カリ土類金属、アルミナ、シリカ、ジルコニア、酸化ア
ンチモン、無定形チタニア、含水チタニアの１種又は２
種以上を添加することができる。
した。このため、日本合成ゴムの塗料用組成物“グラス
カ”のＡ液（シリカゾル）とＢ液（トリメトキシメチル
シラン）をＡ液とＢ液との重量比が３：１になるように
混合し、この混合液をビニールシートに塗布し、60℃の
温度で硬化させ、膜厚３μｍのシリコーンのベースコー
トで被覆された試料を得た。次に、アナターゼ型チタニ
アゾル（日産化学、TA-15）と前記“グラスカ”のＡ液
を混合し、エタノールで希釈後、更に“グラスカ”の上
記Ｂ液を添加し、チタニア含有塗料用組成物を調整し
た。この塗料用組成物の組成は、シリカ３重量部、トリ
メトキシメチルシラン１重量部、チタニア４重量部であ
った。この塗料用組成物を試料の表面に塗布し、150℃
の温度で硬化させ、アナターゼ型チタニア粒子がシリコ
ーン塗膜中に分散されたトップコートを形成した。
ルー蛍光灯（三共電気、FL20BLB）を用いて０.５mW／cm
2の紫外線照度（アナターゼ型チタニアのバンドギャッ
プエネルギより高いエネルギの紫外線の照度）で１週間
紫外線を照射した後、表面の水との接触角を接触角測定
器（協和界面科学社製、形式CA-X150）により測定し
た。この接触角測定器の低角度側検出限界は１゜であっ
た。接触角は、マイクロシリンジから試料表面に水滴を
滴下した後30秒後に測定した。測定器の読みは０゜であ
り、超親水性を示した。次に、密閉容器中にこの試料の
両端をテープで固定し、湯の入ったビーカを試料の下方
に配置し、凝縮水の状態を観察した。凝縮水は一様な水
膜になり、水滴の成長は認められなかった。
覆した。このため、エタノールの溶媒86重量部に、テト
ラエトキシシランSi(OC2H5)4（和光純薬）６重量部と純
水６重量部とテトラエトキシシランの加水分解抑制剤と
して36％塩酸２重量部を加えて混合し、シリカコーティ
ング溶液を調整した。混合により溶液は発熱するので、
混合液を約１時間放置冷却した。この溶液をフローコー
ティング法によりビニールシートの表面に塗布し、50℃
の温度で乾燥させた。乾燥に伴い、テトラエトキシシラ
ンは加水分解を受けて先ずシラノールSi(OH)4になり、
続いてシラノールの脱水縮重合により無定形シリカの薄
膜がビニールシートの表面に形成された。次に、テトラ
エトキシシラン（和光純薬）0.69ｇとアナターゼ型チタ
ニアゾル（日産化学、TA-15、平均粒径0.01μｍ）1.07
ｇとエタノール29.88ｇと純水0.36ｇを混合し、コーテ
ィング溶液を調整した。このコーティング溶液をスプレ
ーコーティング法によりビニールシートの表面に塗布し
た。このビニールシートを約20分間約150℃の温度に保
持することにより、テトラエトキシシランを加水分解と
脱水縮重合に付し、アナターゼ型チタニア粒子が無定形
シリカのバインダーで結着されたコーティングをビニー
ルシートの表面に形成した。チタニアとシリカの重量比
は１であった。
照射した後、表面の水との接触角を測定したところ、接
触角は０゜であった。更に、実施例１と同様に湯の入っ
たビーカの上方に試料を配置したところ、水滴の成長は
認められなかった。
に実施例１と同様の条件で紫外線を照射した後、表面の
水との接触角を接触角測定器で測定したところ、水との
接触角は７０゜であった。湯の入ったビーカの上方に試
料を配置したところ、水滴の成長が確認された。
よれば、ビニールハウスの天井に結露が生じても、凝縮
水は光触媒層の表面に一様に広がり、一様な水膜を形成
するので、凝縮水滴が天井の決まった箇所から落下する
ことがない。従って、作物の根腐れを防止することがで
きる。また、天井の決まった箇所の直下の圃場に根腐れ
が生じないので、作付け面積を確保し、収穫量を向上さ
せることができる。
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体光触媒を含む透明層によって内面
が被覆された天井を備え、光触媒の光励起に伴い前記層
の表面が親水化されるようになっていることを特徴とす
るビニールハウス。 - 【請求項２】 前記層は光触媒の粒子を無定形シリカに
よって結着してなる請求項１に基づくビニールハウス。 - 【請求項３】 前記層は光触媒の粒子が分散されたシリ
コーンによって形成されており、前記層の表面はシリコ
ーン分子のケイ素原子に結合した有機基が光触媒の作用
により少なくとも部分的に水酸基に置換されたシリコー
ン誘導体で形成されていることを特徴とする請求項１に
基づくビニールハウス。 - 【請求項４】 光触媒の作用により天井素材が劣化する
のを防止するため、前記層と天井素材との間には光酸化
対抗性の中間層を配置したことを特徴とする請求項１か
ら３のいづれかに基づくビニールハウス。 - 【請求項５】 半導体光触媒を含む透明層によって天井
内面が被覆されたビニールハウスを屋外に設置して太陽
の照射にさらし、太陽光によって光触媒を光励起させる
ことにより前記層の表面を親水化させ、もって、天井内
面に凝縮水が結露したときに凝縮水を一様な水膜に広が
らせることを特徴とするビニールハウス天井の結露集中
防止方法。 - 【請求項６】 前記層は光触媒の粒子が分散されたシリ
コーンからなり、前記層の表面のシリコーン分子のケイ
素原子に結合した有機基は光触媒が太陽光によって光励
起されるに伴い少なくとも部分的に水酸基に置換される
ことを特徴とする請求項５に基づく方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15017196A JP3760509B2 (ja) | 1995-12-22 | 1996-05-22 | ビニールハウス天井およびその結露集中防止方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35464995 | 1995-12-22 | ||
| JP7-354649 | 1995-12-22 | ||
| JP15017196A JP3760509B2 (ja) | 1995-12-22 | 1996-05-22 | ビニールハウス天井およびその結露集中防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09224490A true JPH09224490A (ja) | 1997-09-02 |
| JP3760509B2 JP3760509B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=93155453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15017196A Expired - Lifetime JP3760509B2 (ja) | 1995-12-22 | 1996-05-22 | ビニールハウス天井およびその結露集中防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3760509B2 (ja) |
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|---|---|
| JP3760509B2 (ja) | 2006-03-29 |
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