DE69402031T2

DE69402031T2 - Plastik Verbundfilm und damit gebildetes Gewächshaus

Info

Publication number: DE69402031T2
Application number: DE69402031T
Authority: DE
Inventors: Masami Kujirai; Yukio Kujirai; Yumiko Kujirai
Original assignee: SEKUTO KAGAKU WARABI KK
Current assignee: SEKUTO KAGAKU WARABI KK
Priority date: 1993-11-18
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2014-11-16
Also published as: JPH07135859A; EP0654213B1; DE69402031D1; AU7882794A; CN1108039A; CA2135812A1; US5519964A; ES2102122T3; EP0654213A1; ATE149789T1; JP3444545B2; KR950013358A; CN1054023C; AU671779B2; KR0132975B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbundkunststoffilm und auf ein Gewächshaus, das nit diesen als lichtdurchlässiges Abdeckfolienmaterial aufgebaut ist, wie z. B. in der US-A-4250681 offenbart ist. Genauer bezieht sich die Erfindung auf einen geschichteten Verbundkunststoffilm, der, wenn er als Abdeckfolienmaterial für ein Gewächshaus zur Pflanzenaufzucht verwendet wird, eine sehr günstige Wirkung auf das Wachstum der Pflanzen haben kann, da die Absenkung der Innentemperatur des Gewächshauses in Winter relativ klein ist und der Anstieg der Innentemperatur des Gewächshauses im Sommer nicht übermäßig groß ist, ohne die Sonneneinstrahlungsmenge für die wachsenden Pflanzen sowie für ein damit aufgebautes Gewächshaus wesentlich zu verringern.
Wie allgemein bekannt ist, ist es in der Landwirtschaft und im Gartenbau weit verbreitet, daß verschiedene Arten von Pflanzen einschließlich Gemüse und Blütenpflanzen sowie einiger Obstbäume unter künstlich kontrollierten klimatischen Bedingungen in einem Gewächshaus aufwachsen, das aus einen Rahmen aufgebaut ist und mit einem durchsichtigen oder durchscheinenden Kunststoffilm abgedeckt ist, der anstelle herkömmlicher Glasscheiben über den Rahmen gespannt ist. In einigen Fällen wird eine sogenannte "Tunnelaufzucht" praktiziert, bei der jede Reihe eines Pflanzenzuchtfeldes mit einer tunnelähnlichen Hülle abgedeckt ist, die aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Kunststoffilm hergestellt ist, der von halbkreisförmigen Rahmen gestützt wird, um die aufwachsenden Pflanzen vor direkten Einflüssen der Ungebungsbedingungen zu schützen. Ein Gewächshaus soll bewirken, daß dann, wenn z. B. im Winter die Außenlufttemperatur niedrig ist, die Abstrahlung der Wärme vom Inneren des Gewächshauses nach außerhalb verhindert wird, um die Temperaturabsenkung im Gewächshaus zu verringern, und dann, wenn z. B. in Sommer bei hoher Sonneneinstrahlung die Außenlufttemperatur zu hoch ist, die eindringende Sonnenlichtenergie verringert wird, um das Wachstum der Pflanzen zu erleichtern.
Herkömmlicherweise werden als Material für die obenerwähnten durchsichtigen oder durchscheinenden Kunststoffilme für das Abdeckmaterial des Gewächshauses verschiedene thermoplastische Kunstharze verwendet, die Polyvinylchlorid-Harze, Polyolefin-Harze, Polyacryl-Harze und dergleichen in Form einzelner Filme, Schichten oder Platten umfassen. Ein Problem bei einem Gewächshaus, das mit diesen herkömmlichen Kunststoffilmen oder Folien hergestellt ist, besteht darin, daß die Wirkung der Temperaturmäßigung, die im Gewächshaus erreicht werden soll, nicht immer groß genug ist, so daß die künstlich kontrollierten klimatischen Bedingungen vom Ideal für das Wachstum der Pflanzen weit entfernt sind. Dementsprechend wird manchmal versucht, die Dicke des Kunststoffilms zu erhöhen oder einen Kunststoffilm zu verwenden, bei dem eine wesentliche Menge eines Füllstoffes mit einem Gegenstand verbunden wird, um die Temperaturmäßigungswirkung zu verbessern. Die Maßnahmen bewirken tatsächlich bis zu einem gewissen Grad eine Mäßigung der Veränderungen der klimatischen Bedingungen im Gewächshaus bei Veränderungen der Umgebungstemperatur, w6bei es unvermeidbar ist, daß die durchgelassene Menge des Lichtes mit der für das Wachstum der Pflanzen wirksamen Wellenlänge stark verringert wird, abgesehen von den Kostensteigerungen für die Kunststoffilme.
Es besteht daher Bedarf an der Entwicklung eines durchsichtigen oder durchscheinenden Kunststoffilms, der als Abdeckmaterial eines Gewächshauses verwendet werden kann und eine hervorragende Temperaturmäßigungswirkung aufweist, so daß die Innentemperatur des Gewächshauses relativ hoch gehalten werden kann, wenn die Außenlufttemperatur niedrig ist, während ein Anstieg der Innentemperatur des Gewächshauses unterdrückt werden kann, wenn die Außentemperatur hoch ist, ohne eine übermäßige Absenkung der Sonneneinstrahlungsmenge in das Gewächshaus zu bewirken.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung hat somit die Aufgabe, einen neuartigen und verbesserten, durchsichtigen oder durchscheinenden Kunststoffilm zu schaffen, der als Abdeckfolienmaterial eines Gewächshauses verwendet werden kann und eine hervorragende Temperaturmäßigungswirkung für das Innere eines Gewächshauses aufweist, so daß die Innentemperatur des Gewächshauses relativ hoch gehalten werden kann, wenn die Außenenlufttemperatur niedrig ist, während ein Anstieg der Innentenperatur des Gewächshauses unterdrückt werden kann, wenn die Außenlufttemperatur hoch ist, ohne eine übermäßige Absenkung der Sonneneinstrahlungsmenge in das Gewächshaus zu bewirken, sowie ein verbessertes Gewächshaus zu schaffen, das mit einem solchen verbesserten Kunststoffilm als Abdeckfolienmaterial aufgebaut ist.
Der durchsichtige oder durchscheinende Kunststoffilm der vorliegenden Erfindung ist daher ein geschichteter Verbundfilm, bestehend aus:
(a) einer ersten Schicht, die ein durchsichtiger oder durchscheinender Substratfilm aus thermoplastischem Kunstharz oder einer Kunstharzmischung ist; und
(b) einer zweiten Schicht, die eine auf einer Oberfläche des Substratfilms aus einem polymerischen Kunstharz ausgebildete durchsichtige Deckschicht ist, wobei die Deckschicht ein Gesamtwärmevolumen besitzt, das 10 % des Gesamtwärmevolumens des Substratfilms nicht überschreitet, und eine Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit aufweist, die 60 % der Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit des Substratfilms nicht überschreitet.
Das Gewächshaus der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Konstruktion mit einer Struktur, die enthält:
(A) einen Rahmen; und
(B) ein Abdeckfolienmaterial, das über den Rahmen gespannt und mit diesem verbunden ist und ein geschichteter, durchsichtiger oder durchscheinender Verbundkunststoffilm ist, der besteht aus:
(a) einer ersten Schicht, die ein durchsichtiger oder durchscheinender Substratfilm aus thermoplastischem Kunstharz oder einer Kunstharzmischung ist; und
(b) einer zweiten Schicht, die eine auf einer Oberfläche des Substratfilms aus einem polymerischen Kunstharz ausgebildete durchsichtige Deckschicht ist, wobei die Deckschicht ein Gesamtwärmevolumen besitzt, das 10 % des Gesamtwärmevolumens des Substratfilms nicht überschreitet, und eine Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit aufweist, die 60 % der Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit des Substratfilms nicht überschreitet, wobei vorzugsweise während einer kalten Jahreszeit die Deckschicht nach innen und der Substratfilm nach außen weisen, während in einer warmen Jahreszeit das Umgekehrte der Fall ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Graph, der im Beispiel 4 erhalten wird und die Temperaturänderung im Gewächshaus der Erfindung vom Morgen bis zum Abend eines Tages im Vergleich zu derjenigen in einem herkömmlichen Gewächshaus zeigt.
Fig. 2 ist ein Graph ähnlich der Fig. 1, der im Beispiel 7 erhalten wird und die Temperaturveränderungen in einem weiteren Versuchsgewächshaus und in einem Kontrollgewächshaus zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Wie oben beschrieben worden ist, ist der durchsichtige oder durchscheinende Kunststoffilm der Erfindung ein geschichteter Verbundfilm, der aus einem Substratfilm und einer Deckschicht besteht, die hinsichtlich der relativen Werte von zwei Parametern, die das Gesamtwärmevolumen und die Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit umfassen, einzigartig charakterisiert sind. Dieser neuartige und einzigartige Verbundkunststoffilm wurde als Ergebnis ausführlicher Untersuchungen entwickelt, die von den Erfindern mit dem Ziel durchgeführt wurden, einen durchsichtigen oder durchscheinenden Kunststoffilm zu erhalten, der mit geringen Kosten hergestellt werden kann und als Abdeckfolienmaterial eines Gewächshauses eine hervorragende Leistung aufweist, wobei festgestellt wurde, daß die Aufgabe mit einem geschichteten Verbundkunststoffilm gelöst werden kann, der aus einem Substratfilm und einer Deckschicht besteht und der durch Beschichten oder Laminieren einer Oberfläche des Substratfilms dann und nur dann ausgebildet werden kann, wenn diese zwei Schichten spezielle Beziehungen hinsichtlich zweier Parametern erfüllen, die zum einen das Gesamtwärmevolumen und zum anderen die Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit umfassen, wobei die Werte dieser Parameter in der Deckschicht jeweils um ein spezielles Verhältnis kleiner sind als im Substratfilm.
Das hier angegebene Gesamtwärmevolumen einer Schicht, ausgedrückt durch ein Symbol Q, ist ein Wert, der sich als Produkt des Gesamtvolumens der Schicht, ausgedrückt durch V, dessen Dichte, ausgedrückt durch d, und dessen spezifischer Wärmekapazität, ausgedrückt durch c, ergibt, und ist gegeben durch die Gleichung
Q = V d c, oder
Q = W c,
wobei W = V d das Gesamtgewicht der Schicht ist. Bei Verwendung der Indizes 1 und 2 für die erste bzw. die zweite Schicht ist das Gesamtwärmevolumen der entsprechenden Schichten Q&sub1; bzw. Q&sub2; durch folgende Gleichungen gegeben:
Q&sub1; = V&sub1; d&sub1; c&sub1; = W&sub1; c&sub1;; bzw.
Q&sub2; = V&sub2; d&sub2; c&sub2; = W&sub2; c&sub2;.
Die Werte der speziellen Wärmekapazität c&sub1; bzw. c&sub2; sind jeweils Konstanten, die den entsprechenden Materialien eigentümlich sind und eine Funktion der Temperatur sind. Es ist daher wichtig, einen Wert der spezifischen Wärmekapazität zu verwenden, der für jedes Material bei der Außenlufttemperatur ermittelt worden ist, wenn der Verbundfilm als Abdeckfolienmaterial eines Gewächshauses verwendet wird. Die Werte der spezifischen Wärmekapazität können unter Verwendung einer herkömmlichen Vorrichtung leicht ermittelt werden.
An nächster Stelle stellt die hier angegebene Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit, ausgedrückt durch ein Symbol X, einen Prozentsatz dar, der durch die folgende Gleichung gegeben ist:
X = (T - T') / T 100,
wobei T die Strahlungstemperatur des auf den Film einfallenden Sonnenlichts und T' die Strahlungstemperatur des Sonnenlichts nach dem Durchgang durch den Film sind. Bei Verwendung der Indizes 1 und 2 für die erste bzw. die zweite Schicht ist die Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit der Schicht X&sub1; bzw. der Schicht X&sub2; durch die folgenden Gleichungen gegeben:
X&sub1; = (T&sub1; - T'&sub1;) / T&sub1; 100, bzw.
X&sub2; = (T&sub2; - T'&sub2;) / T&sub2; 100.
Das thermoplastische Kunstharz, das den Substratfilm der ersten Schicht des neuartigen Verbundkunststoffilms bildet, ist in keiner besonderen Weise eingeschränkt und kann unter herkömmlichen thermoplastischen Kunstharzen gewählt werden, die als Filmmaterial für landwirtschaftliche Zwecke verwendet werden. Beispiele geeigneter thermoplastischer Kunstharze umfassen Polyvinylchlorid- Harze, Polyvinyliden-Chlorid-Harze, Polyethylene, Polypropylene, Polystyrole, Polyethylen-Terephthalate, Polyhexamethylendiamin-Adipate, Polycaprolactame, Polymethyl-Methacrylate, Polymethyl-Acrylate, Polyvinyl-Acetate und dergleichen sowie verwandte Copolymere, die hauptsächlich aus monomerischen Einheiten in Verbindung mit den obengenannten Polymeren und mit Polymermischungen derselben bestehen. Von den obenerwähnten Kunstharzen werden in bezug auf die gute Ausgewogenheit der Eigenschaften, wie z. B. der Lichtbeständigkeit, der Durchlässigkeit gegenüber Licht, der mechanischen Festigkeit und dergleichen Polyvinylchloride, Polymethyl-Methacrylate und Polyethylene besonders bevorzugt.
Selbstverständlich können diesen thermoplastischen Kunstharzen je nach Bedarf optional bekannte Zusätze beigemischt werden, die herkömmlicherweise in Kunststoffilmen für landwirtschaftliche Zwecke verwendet werden, einschließlich z. B. Weichmachern, Schmiermitteln, Wärmestabilisierungsmitteln, Ultraviolett-Absorbern, Antistatikzusätzen, Anti-Tau-Zusätzen, Anti-Beschlag-Zusätzen, Farbzusätzen und dergleichen.
Eine besonders bevorzugte Kunstharzverbindung für das Material des Substrats im neuartigen Verbundkunststoffilm ist eine weichgemachte Kunstharzverbindung auf Polyvinylchlorid-Basis, die 100 Gewichtsanteile Polyvinylchlorid-Harz mit einen mittleren Polymerisationsgrad in Bereich von 1000 bis 2000 oder vorzugsweise von 1300 bis 1800 sowie 30 bis 80 Gewichtsanteile oder vorzugsweise 40 bis 60 Gewichtsanteile eines Weichmachers enthält. Beispiele für einen in diesem Fall geeigneten Weichmacher umfassen Phthalat-Ester, wie z. B. Di-n- Oktyl-Phthalat, Di-2-Ethylhexyl-Phthalat, Dipentyl-Phthalat, Didezyl-Phthalat und Diisooktyl-Phthalat, Adipat- Ester, wie Di-n-Buthyl-Adipat und Dioktyl-Adipat, Maleinsäureester wie z. B. Di-n-Buthyl-Maleat und Diisooktyl- Maleat sowie Itakonsäureester wie z. B. Monobuthyl-Itakonat und Monoamyl-Itakonat sowie Glyzerin-Monoricinoleat, Tricresyl-Phosphat und epoxidiertes Sojabohnenöl.
Beispiele des der Kunstharzverbindung- nach Bedarf beigemischten Schmiermittels umfassen Polyethylen-Wachse, flüssiges Paraffin, Stearinsäure und Salze hiervon sowie höhere aliphatische Alkohole. Beispiele für die Wärmestabilisierungsmittel umfassen Dibuthyl-Zinn-Dilaurat und Dibuthyl-Zinn-Dimaleat. Beispiele für die Antistatik- Zusätze oder Anti-Tau-Zusätze umfassen nichtionische, oberflächenaktive Zusätze wie z. B. Polyoxyethylen-Glyzerin-Monostearat. Beispiele für die Farbzusätze umfassen Titandioxid, Calciumkarbonat, gefälltes Siliciumdioxid, Phthalocyaninblau und Phthalocyaningrün. Beispiele für die Ultraviolettabsorber umfassen Hydrochinon, 2- Hydroxy-4-Methoxy-Benzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4, 4'-Dimethoxy-Benzophenon, 2-(2'-Hydroxy-5'-Methylphenyl)Benzotriazol und 2-(2'-Hydroxy-5'-Tert-Buthylphenyl)Benzotriazol. Diese optionalen Zusätze werden der Kunstharzverbindung in einer jeweils begrenzten Menge beigegeben, so daß sie keine ungünstigen Auswirkungen auf die Eigenschaften haben, die der Kunstharzverbindung als Filmsubstrat eigen sind. Zum Beispiel sollte deren Gesamtmenge auf der Grundlage der Gesamtmenge der Harzverbindung 20 Gew.-% nicht überschreiten.
Die obenbeschriebene Kunstharzverbindung, die das thermoplastische Kunstharz und die Zusätze enthält, kann in Form eines Kunststoffilms oder einer Folie ausgebildet werden, um als Substrat für den neuartigen Verbundkunststoffilm zu dienen, indem ein bekanntes Kunststoffgießverfahren wie z. B. ein Schmelzspinnverfahren, ein Lösungsgießverfahren, ein Kalandrierverfahren oder ein Aufblasverfahren verwendet werden. Der Substratfilm oder die Folie besitzt eine Dicke im Bereich von 20 bis 1000 µm oder vorzugsweise 50 bis 500 µm.
Die zweite Schicht, d. h. die durchsichtige Deckschicht, die auf einer Oberfläche des Substratfilms ausgebildet ist, ist aus einem thermoplastischen Kunstharz hergestellt, das vorzugsweise eine relativ kleine spezifische Wärmekapazität besitzt, wie z. B. Polyethylen-Terephthalat, Polyethylen-Isophthalat, Polybuthylen-Terephthalat, Copolymere aus Styrol und Acrylsäure oder ein Ester hieraus und Zusatzprodukte eines Diisocyanats, die einem Copolymer der Acrylsäure und Styrol zugegeben werden, obwohl dies nicht in besonderer Weise hierauf beschränkt ist. Die Deckschicht ist nicht notwendigerweise farblos, wenn sie auch nicht stark gefärbt ist, sondern im wesentlichen durchsichtig ist, um die Sonneneinstrahlungsmenge in das Gewächshaus nicht zu verringern. Das Verfahren zum Ausbilden der durchsichtigen Deckschicht auf einer Oberfläche des Substratfilms ist nicht in besonderer Weise beschränkt und umfaßt das Beschichten der Substratoberfläche mit einer Lösung des obenerwähnten polymerischen Harzes, das Laminieren eines vorgeformten Films aus Kunstharz auf der Substratoberfläche, ein Cospinnverfahren der zwei Schichten sowie ein Thermodruck-Kleben. Die Dicke der durchsichtigen Deckschicht liegt im Bereich von 1 bis 30 µm oder vorzugsweise von 2 bis 20 µm. Optional kann die durchsichtige Deckschicht nach Bedarf Ultraviolettabsorber, Sauerstoffbarrierezusätze, Anti-Tau-Zusätze, Anti-Beschlag-Zusätze und anderes enthalten.
Bei dem neuartigen Verbundkunststoffilm ist es wesentlich, daß die erste Schicht, d. h. der Substratfilm oder die Substratfolie, und die zweite Schicht, d. h. die durchsichtige Deckschicht, die Beziehung von zwei Parametern erfüllt, die durch die folgenden Ungleichungen gegeben ist:
0,10 Q&sub1; ≥ Q&sub2;; (1)
und 0,60 X&sub1; ≥ X&sub2;, (2)
wobei Q&sub1; und Q&sub2; die Gesamtwärmevolumina der ersten bzw. der zweiten Schicht sind und X&sub1; und X&sub2; die Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeiten der ersten bzw. der zweiten Schicht sind.
Damit die obenerwähnten Beziehungen erfüllt werden können, ist es wichtig, daß das Material der Deckschicht unter polymerischen Kunstharzen ausgewählt wird, die eine relativ kleine spezifische Wärmekapazität besitzen und denen ein Zusatz beigemischt ist, der Sonnenlicht absorbieren kann, um mit einer Verringerung der Dicke der Deckschicht das Wärmevolumen pro Volumeneinheit und die Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit des Materials an sich zu verringern. Außerdem ist wichtig, daß der Kunstharzverbindung für das Substrat ein Zusatz beigemischt wird, der die spezifische Wärmekapazität der Harzverbindung mit gleichzeitiger Erhöhung der Dicke des Substrats erhöhen kann, um das Gesamtwärmevolumen Q&sub1; des Substrats zu erhöhen.
Es folgt eine Erläuterung des Grundprinzips, das zur vorliegenden Erfindung führt.
Wie allgemein bekannt ist, findet Wärmeübertragung auf drei unterschiedlichen Wegen statt, nämlich Konvektion, Leitung und Strahlung, wobei eine wirkliche Wärmeübertragung immer als Kombination dieser drei unterschiedlichen Wege stattfindet. Unter gewöhnlichen Umständen ist der Wärmefluß q mittels Konvektion und Leitung von Wärme durch die folgende Gleichung gegeben:
q = α&sub1; (Tr - TH) = λ/L (TH - TL) = α&sub0; (TL - T&sub0;),
wobei α&sub1; der Wärmeübergangskoeffizient eines Fluids bei hoher Temperatur, α&sub0; der Wärmeübergangskoeffizient eines Fluids bei niedriger Temperatur, Tr die Temperatur des Fluids bei der hohen Temperatur, T&sub0; die Temperatur des Fluids bei der niedrigen Temperatur, TH die Temperatur der Trennwand auf der Hochtemperaturseite, TL die Temperatur der Trennwand auf der Niedrigtemperaturseite, λ der Wärmeleitkoeffizient der Trennwand und L die Dicke der Trennwand sind. Wie aus dieser Gleichung hervorgeht, wird die Wärme zuerst vom Hochtemperaturfluid auf die Hochtemperaturoberfläche der Trennwand übertragen, fließt anschließend mittels Wärmeleitung durch die Trennwand von der Hochtemperaturoberfläche zur Niedrigtemperaturoberfläche und wird schließlich von der Niedrigtemperaturoberfläche der Trennwand auf das Niedrigtemperaturfluid übertragen.
Wenn ein Raum von Trennwänden umgeben ist, die aus einem durchsichtigen Material wie z. B. einem Kunstharzfilm gefertigt sind, das das Sonnenlicht mit kurzen Wellenlängen durchläßt, jedoch andererseits sekundärerzeugtes langwelliges Licht absorbiert, wird tendenziell die Innentemperatur des Raums allmählich erhöht, da die Wärmestrahlung aufgrund der vom Sonnenlicht abgegebenen Wärmeenergie nicht von innerhalb des Raums nach außen abgegeben wird. In einem Gewächshaus für die landwirtschaftliche Pflanzenaufzucht, das mit einem Kunstharzfilm abgedeckt ist, wird z. B. im Sommer die Innentenperatur des Gewächshauses manchmal übermäßig erhöht, da der kurzwellige Anteil des Sonnenlichts Wärmeenergie in das Innere des Gewächshauses transportiert, während die Abstrahlung von langwelligem Licht durch den Abdeckkunstharzfilm versperrt wird, was zu einer Wachstumsverhinderung der Pflanzen oder zu einem Absinken der Ausbeute an Produkten führt. Das heißt, die durchsichtige Wand ist unter einer solchen Bedingung für die übermäßige Temperaturanhebung im Gewächshaus verantwortlich, da die Wand durch die Absorption der Sonnenenergie eine hohe Temperatur besitzt, während sie die Abstrahlung von Wärme verhindert.
Genauer besitzt eine Wand, die durch Absorption der Wärmestrahlung auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, ein solches Querschnittstemperaturverteilungsprofil, daß aufgrund der durch die Berührung mit der Umgebungsluft gegebenen Kühlwirkung die Temperatur in der Kernschicht am höchsten ist und die Temperatur der Oberflächen niedriger ist als diese. Wenn die Wand intensiv mit Sonnenlicht bestrahlt wird, ist die Temperatur der Kernschicht der Wand manchmal höher als die Temperatur der im Raum eingeschlossenen Luft, die von den Wänden umgeben ist und auf eine erhöhte Temperatur aufgeheizt wird, oder ist in jedem Fall nicht niedriger als die Temperatur der Raumluft, so daß keine Möglichkeit zur Wärmeübertragung durch die Wände von innerhalb des Raums zur Außenluft besteht. Daher kann die Wärme im Innern des Raums nur durch Absenken der Temperatur der Wände nach außen übertragen werden.
Einen in der Umgebungsluft angeordneten heißen Körper wird als Folge der Konvektion der Luft kontinuierlich Wärme entzogen, so daß die Temperatur des Körpers allmählich abgesenkt wird. Die Geschwindigkeit der Temperaturabsenkung nimmt in diesem Fall mit der Verringerung der spezifischen Wärmekapazität des Körpers und der Verringerung des Volumens desselben zu. Mit anderen Worten, die Geschwindigkeit der Temperaturabsenkung nimmt mit der Verringerung des Produkts aus der spezifischen Wärmekapazität und dem Gesamtvolumen, dem sogenannten Gesamtwärmevolumen, zu.
Wenn eine Abdeckfolie eines Gewächshauses ein aus zwei Schichten bestehender Verbundkunststoffilm ist, von welchen die der Außenluft zugewandte Schicht ein Gesamtwärmevolumen aufweist, das kleiner ist als dasjenige der nach innen weisenden Schicht, wird die Wärmemenge, die durch die Konvektion der Luft an der Außenfläche abgeführt wird, so stark erhöht, daß ein schnelles Absinken der Temperatur der Deckfolie auf der nach außen gewandten Oberfläche verursacht wird. Folglich entsteht eine Temperaturdifferenz zwischen der Kernschicht des Verbundfilms und der Oberfläche des Verbundfilms, die der Außenluft zugewandt ist, so daß die Wärme in der Richtung von der Substratschicht zur Außenfläche des Verbundfilms, die nach außen gewandt ist, fließt, was zu einer Absenkung der im gesamten Körper des Verbundfilms akkumulierten Wärmemenge und einer Absenkung der Temperatur des Verbundfilms führt. Als Folge hiervon ergibt sich eine nach außen gerichtete Wärmeströmung aus dem Inneren des Gewächshauses.
Es wird allgemein angenommen, daß die Temperatur eines mit Sonnenlicht bestrahlten Körpers mit zunehmender Absorption von Wärmestrahlung so stark erhöht wird, daß dann, wenn die Strahlungs-Absorptionsfähigkeit in der obenerwähnten, auf der Substratschicht ausgebildeten Schicht groß ist, die Temperatur der Deckschicht höher wird als die Temperatur der Substratschicht und somit die nach außen gerichtete Wärmeströmung aus dem Inneren des Gewächshauses unterbrochen wird und die gewünschte Wirkung zur Absenkung der Innentemperatur des Gewächshauses nicht erreicht werden kann. Diese Tatsache ist der Grund für die Forderung, daß die auf der Substratschicht ausgebildete und zur Außenluft weisende Deckschicht eine kleinere Strahlungs-Absorptionsfähigkeit haben soll als die Substratschicht.
Die obige Beschreibung ist eine Erläuterung des Prinzips, mit dem eine übermäßige Temperaturerhöhung in einem Gewächshaus in der warmen Jahreszeit, wie z. B. dem Sommer, unterdrückt werden kann. Andererseits ist es in der kalten Jahreszeit, wie z. B. im Winter, erforderlich, die Wärmeströmung vom Inneren des Gewächshauses zur Außenluft zu verringern, um eine übermäßige Temperaturabsenkung im Gewächshaus zu verhindern. Diese Forderung kann erfüllt werden, indem eine Substratschicht der Abdeckfolie des Gewächshauses auf der Oberfläche der Substratschicht, die der der Außenluft zugewandten Oberfläche gegenüber liegt, mit einer Deckschicht versehen wird, die ein kleines Gesamtwärmevolumen und eine kleine Strahlungs-Absorptionsfähigkeit besitzt. Auf diese Weise fließt die Wärme in der Richtung von der Außenluft zum Inneren des Gewächshauses, was zu einer Erhöhung der Innentemperatur des Gewächshauses führt.
Vom obenbeschriebenen Grundprinzip geleitet, haben die Erfinder ausführliche Untersuchungen durchgeführt und festgestellt, daß ein Verbundkunststoffilm erhalten werden kann, der für die praktische Verwendung als Abdeckfolie eines Gewächshauses und eines Hochleistungsgewächshauses geeignet ist, wenn die Substratschicht und die darauf ausgebildete durchsichtige Deckschicht einen Verbundfiln bilden, der die obenerwähnten Ungleichungen (1) und (2) erfüllt, oder mit anderen Worten, wenn und nur wenn die durchsichtige Deckschicht ein Gesamtwärmevolumen besitzt, das 10 % oder vorzugsweise 5 % desjenigen der Substratschicht nicht überschreitet, und eine Strahlungs-Absorptionsfähigkeit besitzt, die 60 % oder vorzugsweise 50 % derjenigen der Substratschicht nicht überschreitet.
Selbstverständlich kann optional die Substratschicht des Verbundfilms ähnlich den herkömmlichen Kunststoffilmen für landwirtschaftliche Zwecke auf der Oberfläche, die der durchsichtigen Deckschicht gegenüberliegt, nach Bedarf mit einer Hilfsschicht versehen sein, wie z. B. einer Anti-Tau-Schicht, einer Sauerstoffbarriereschicht, einer Schutzschicht und dergleichen. In einigen Fällen ist zwischen der Substratschicht und der durchsichtigen Deckschicht eine Klebeschicht angeordnet. Die Werte des Gesamtwärmevolumens und der Strahlungs-Absorptionsfähigkeit, die in den Ungleichungen für das Substrat eingesetzt werden müssen, müssen berechnet werden, indem die Werte, die diesen Zusatzschichten entsprechen, berücksichtigt werden.
Der Verbundkunststoffilm mit dem obenbeschriebenen Aufbau kann als Abdeckfolie eines Gewächshauses auf herkömmliche Weise verwendet werden, indem er über den Rahmen des Gewächshauses gespannt wird und mit diesem verbunden wird. Der Rahmen des Gewächshauses kann aus irgendwelchen herkömmlichen Materialien einschließlich Holz, Metall- und Kunststoffmaterialien gefertigt sein. Bei der Konstruktion eines Gewächshauses unter Verwendung des Verbundkunststoffilms ist im allgemeinen anzuraten, daß der Verbundfilm so über den Rahmen gespannt wird, daß die durchsichtige Deckschicht im Sommer nach außen und im Winter zum Inneren des Gewächshauses weist.
In einem gemäß der Erfindung aufgebauten Gewächshaus ist es möglich, während der Zeitspanne von 10 Uhr bis 15 Uhr eines Sommertages die Innentemperatur des Gewächshauses um 6 bis 10 ºC niedriger zu halten als in einem herkömmlichen Gewächshaus, wobei es während der Periode von 13 Uhr bis 18 Uhr eines Wintertages möglich ist, die Innentemperatur des Gewächshauses um 2 bis 5 ºC höher zu halten als in einem herkömmlichen Gewächshaus.
Es muß nicht erwähnt werden, daß die Pflanzen, die im Gewächshaus der Erfindung aufgezogen werden können, nicht auf spezielle Pflanzen beschränkt sind, und daß ohne besondere Beschränkungen beliebige Pflanzen darin aufgezogen werden können, einschließlich Blattgemüse und Fruchtgemüse, wie z. B. Spinat, Kopfsalat, Sellerie, Lauch, Kohl, Chinakohl, Erbsen, grüner Pfeffer, Tomaten, Gurken, Auberginen, Kürbisse, Erdbeeren, Melonen und Wassermelonen sowie Blütenpflanzen wie z. B. Chrysanthemen, Nelken, Rosen und Tulpen.
Im folgenden werden Beispiele vorgestellt, um die vorliegende Erfindung genauer zu erläutern.

Beispiel 1

Eine Lösung, die 8 Gew.-% eines nichtflüchtigen Stoffes enthält, wurde vorbereitet, indem ein copolymerisches Kunstharz aus Acrylonitril und Styrol, dessen Gehalt des Acrylonitril-Anteils 30 Gew.-% betrug, in einer Lösungsmittelmischung bestehend aus Ethylacetat, Toluol, Isopropylalkohol, Buthylacetat und Methylalkohol gelöst wurde. Eine Beschichtungslösung für eine auf einem Substratfilm auszubildende durchsichtige Deckschicht wurde vorbereitet, indem 100 Gewichtsanteile der obigen vorbereiteten Kunstharzlösung mit 0,03 Gewichtsanteilen eines Dimethyl- Siliconöls gemischt wurden, das mit einem Alcyl-Aralcyl- Polyether (SF 8419, ein Produkt von Toray Dow Corning Silicone Co.) modifiziert wurde, und ferner unter Rühren mit 0,5 Gewichtsanteilen von 2-(5-Methyl-2-Hydroxyphenyl)Benzotriazol und 0,5 Gewichtsanteilen von 2-(3,5- Di-Tert-Buthyl-2-Hydroxyphenyl) Benzotriazol vermischt wurde.
Ein parallelwandiger Kasten mit den Abmessungen 50 cm mal 50 cm mal 100 cm, wovon eine der Flächen mit 50 cm mal 100 cm offen war, der im folgenden als Versuchskasten bezeichnet wird, wurde mit geschäumten Polystyrolplatten mit 5 mm Dicke versehen, wobei das Innere des Kastens mit einer geschäumten Polystyrolplatte der gleichen Dicke in zwei gleich große Fächer geteilt wurde, indem die 100 cm lange Seite in der Mitte geteilt wurde, so daß zwei Öffnungen von jeweils ungefähr 50 cm mal 50 cm Breite geschaffen wurden.
Es wurden getrennt mehrere Verbundkunststoffilme vorbereitet, in dem jeweils ein Polyvinylchloridfilm mit einer Dicke von 100 µm, im folgenden als Kontrollfilm bezeichnet, gleichmäßig mit der obenerwähnten vorbereiteten Beschichtungslösung in verschiedenen Beschichtungsmengen beschichtet wurde, gefolgt von einem Trocknungsvorgang, um eine durchsichtige Deckschicht mit unterschiedlichen Dicken von bis zu 22 µm auszubilden.
Eine der zwei Öffnungen im obenerwähnten, vorbereiteten, unterteilten Versuchskasten wurde mit dem Kontrollfilm ohne Durchhang abgedeckt, während die andere Öffnung in ähnlicher Weise mit einem der obenerwähnten, vorbereiteten Verbundkunststoffilme mit nach außen weisender durchsichtiger Deckschicht abgedeckt wurde.
Die unterteilten Fächer im Kasten, die somit einerseits mit dem Kontrollfilm und andererseits mit dem Verbundfiln abgedeckt waren, wurden mit vier Infrarotlampen von jeweils 500 Watt Ausgangsleistung, die über der Öffnung angeordnet waren, bei einer Umgebungstemperatur von 20 ºC im wesentlichen in senkrechter Richtung bestrahlt, wobei die Temperatur in den jeweiligen Fächern nach 0,5, 1 und 3 Stunden seit Beginn der Infrarotbestrahlung gemessen und die in der folgenden Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden, in der Q&sub1; und Q&sub2; das Gesamtwärmevolumen des Kontrollfilms bzw. der Deckschicht und X&sub1; und X&sub2; das Wärmestrahlungs-Absorptionsvermögen des Kontrollfilms bzw. der Deckschicht sind. Das Gesamtwärmevolumen des Kontrollfilms betrug ungefähr 9,56 cal/ºC. Tabelle 1

Beispiel 2

Der unterteilte Versuchskasten war auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 konstruiert, mit der Ausnahme, daß der Verbundfilm mit nach innen weisender durchsichtiger Deckschicht über eine der Öffnungen gespannt wurde. Bei einer Umgebungstemperatur von 10 ºC wurde jedes der Fächer bis auf eine Temperatur von 30 ºC erwärmt und anschließend für eine spontane Abkühlung sich selbst überlassen, wobei die absinkende Temperatur in jedem Fach nach 0,5 Stunden, nach 1 Stunde und nach 3 Stunden seit Beginn der spontanen Abkühlung aufgezeichnet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2

Beispiel 3

Der Versuchsvorgang war derselbe wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß die Deckschicht auf dem Kontrollfilm immer eine Dicke von 10 µm aufwies und durch Beschichten mit einer weiteren Beschichtungslösung ausgebildet wurde, die durch Beimischen verschiedener Mengen eines Farbstoffs (Kayaset Black, ein Produkt von Nippon Kayaku Co.) und eines Ultraviolettabsorbers (IRG 820B, ein Produkt derselben Firma) zu der im Beispiel 1 vorbereiteten Beschichtungslösung vorbereitet wurde, um die Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit zu steuern. Die Ergebnisse des Temperaturerhöhungsversuchs sind in der folgenden Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3

Beispiel 4

Ein 100 µm dicker Polyvinylchlorid-Film mit einem spezifischen Gewicht von 1,530 und einer spezifischen Wärmekapazität von 0,25 cal/g ºC wurde auf einer Oberfläche mit der im Beispiel 1 vorbereiteten Beschichtungslösung beschichtet, gefolgt von einem Trocknungsvorgang, um eine durchsichtige Deckschicht mit einer Dicke von ungefähr 3 µm auszubilden. Der so vorbereitete Verbundkunststoffilm wurde über einen Rahmen mit einer Frontseite von 5,4 Metern, einer Tiefe von 10 Metern und einer Höhe von 1,5 Metern durchhangfrei gespannt und mit den Rahmenelementen verbunden, um somit ein Versuchsgewächshaus aufzubauen. Die Parameter Q&sub1;, Q&sub2;, X&sub1; und X&sub2; im Verbundfilm betrugen: Q&sub1; = 4207 cal/ºC und Q&sub2; = 172,1 cal/ºC mit (Q&sub2;/Q&sub1;) 100 gleich 4,1 % sowie X&sub1; = 19 und X&sub2; = 1,9 mit (X&sub2;/X&sub1;) 100 gleich 10 %.
Das Versuchgsgewächshaus wurde auf einem offenen Boden in einer solchen Ausrichtung installiert, daß die 10 Meter lange Seite in Nord-Süd-Richtung verlief, wobei nur auf der nach Süden gerichteten Fläche eine Belüftungsöffnung vorgesehen wurde.
Ein weiteres Gewächshaus für Kontrollzwecke wurde mit denselben Abmessungen wie das obenbeschriebene Versuchsgewächshaus aufgebaut, mit der Ausnahme, daß der Verbundkunststoffilm durch den unbeschichteten Polyvinylchlorid- Film ersetzt wurde. Dieses Kontrollgewächshaus wurde in der Nähe des Versuchsgewächshauses ebenfalls in Nord-Süd- Richtung installiert, wobei dessen südliche Stirnfläche der nördlichen Stirnfläche des Versuchsgewächshauses zugewandt war.
In jedem dieser zwei Gewächshäuser wurden unter Überwachung der klimatischen Bedingungen und der Sonneneinstrahlung Kopfsalate aufgezogen. Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt die Temperaturaufzeichnungen am 9. April 1993 von 5 Uhr bis 21 Uhr, wobei die durchgezogene Linie für das Versuchgsgewächshaus und die gestrichelte Linie für das Kontrollgewächshaus gilt. Die Kopfsalate wurden am 1. Juni des Jahres geerntet. Das Erntegewicht der frischen Kopfsalate betrug im Versuchsgewächshaus 75,56 kg, während es im Kontrollgewächshaus 69,46 kg betrug.

Beispiel 5

Es wurde der gleiche Kastenversuch wie im Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der Verbundkunststoffilm durch einen weiteren Verbundkunststoffilm ersetzt wurde, der durch Heißlaminierung eines Substratfilms aus Polyvinylchloridharz mit 300 µm Dicke und einem spezifischen Gewicht von 1,530, einer spezifischen Wärmekapazität von 0,25 cal/g ºC und einer Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit von 35 % mit einem Deckschichtfilm aus einem Polyesterharz mit 30 µm Dicke und einem spezifischen Gewicht von 0,920, einer spezifischen Wärmekapazität von 0,55 cal/g ºC sowie einer Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit von 14 % vorbereitet wurde. Die Temperatur im Versuchsfach des Kastens, die zu Beginn 20 ºC betrug, betrug nach 30 Minuten, einer Stunde und drei Stunden 45 ºC, 47 ºC bzw. 49 ºC.

Beispiel 6

Es wurde der gleiche Versuch wie im Beispiel 1 mit veränderter Dicke der durchsichtigen Deckschicht durchgeführt, mit der Ausnahme, daß das Substrat des Verbundkunststoffilms ein hochdichter Polyethylenfilm mit einer Dicke von 150 µm und einem spezifischen Gewicht von 0,960, einer spezifischen Wärmekapazität von 0,55 cal/g ºC und einer Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit von 26 % war. Die folgende Tabelle 4 zeigt die aufgezeichneten Temperaturen in den Versuchsfächern und im Kontrollfach. Tabelle 4

Beispiel 7

Es wurden ein Versuchsgewächshaus und ein Kontrollgewächshaus auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 aufgebaut, mit der Ausnahme, daß die im Beispiel 1 vorbereitete Beschichtungslösung durch eine weitere Beschichtungslösung ersetzt wurde, die vorbereitet wurde, indem zwei copolymerische Kunstharze aus einem Acrylsäureester und Styrol (Kayacryl-Harze P4872 und P5100, jeweils Industrieprodukte von Nippon Kayaku Co.) in gleichen Mengen in einer 1:3-Mischung aus Ethylacetat und Isopropylalkohol mit einer Beimischung desselben Siliconöls SF8419 wie in Beispiel 1 aufgelöst wurden. Die Parameter Q&sub1;, Q&sub2;, X&sub1; und X&sub2; in dem so vorbereiteten Verbundfilm, dessen durch sichtige Deckschicht eine Dicke von 3 µm aufwies, betrugen: Q&sub1; = 4207 cal/ºC und Q&sub2; = 131,3 cal/ºC mit (Q&sub2; / Q&sub1;) 100 von 3,1 % und X&sub1; = 12 und X&sub2; = 1,6 mit (X&sub2; / X&sub1;) 100 von 13,3 %.
Die Temperatur in den Versuchs- und Kontrollgewächshäusern wurde am 31. März 1993 von 5 Uhr bis 21 Uhr aufgezeichnet, wobei sich die in Fig. 2 der beigefügten Zeichnungen gezeigten Ergebnisse ergaben, in der die durchgezogene Linie für das Versuchsgewächshaus und die gestrichelte Linie für das Kontrollgewächshaus gelten.

Claims

1. Durchsichtiger oder durchscheinender, geschichteter Verbundkunststoffilm, bestehend aus:

(a) einer ersten Schicht, die ein durchsichtiger oder durchscheinender Substratfilm aus einem thermoplastischen Kunstharz oder einer Kunstharzverbindung ist; und

(b) einer zweiten Schicht, die eine durchsichtige Deckschicht aus einem polymerischen Harz ist, die auf einer Oberfläche des Substratfilms ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

die Deckschicht ein Gesamtwärmevolumen besitzt, das 10 % des Gesamtwärmevolumens des Substratfilms nicht überschreitet, und eine Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit besitzt, die 60 % der Wärmestrahlungs-Absorptionsfähigkeit des Substratfilms nicht überschreitet.

2. Gewächshaus, das eine Konstruktion mit einer Struktur ist, die enthält:

(A) einen Rahmen; und

(B) ein Abdeckfolienmaterial, das über den Rahmen gespannt und mit diesem verbunden ist und ein durchsichtiger oder durchscheinender beschichteter Verbundkunststoffilm ist, bestehend aus:

3. Gewächshaus nach Anspruch 2, bei dem die Abdeckfolie derart über den Rahmen gespannt ist, daß der Substratfilm dem Äußeren des Gewächshauses zugewandt ist und die durchsichtige Deckschicht dem Inneren des Gewächshauses zugewandt ist.

4. Gewächshaus nach Anspruch 2, bei dem die Abdeckfolie derart über den Rahmen gespannt ist, daß der Substratfilm dem Inneren des Gewächshauses zugewandt ist und die durchsichtige Deckschicht dem Äußeren des Gewächshauses zugewandt ist.

5. Gewächshaus nach Anspruch 2, bei dem das thermoplastische Kunstharz, das den Substratfilm bildet, aus der Gruppe gewählt ist, die Polyvinylchlorid-Harze, Polymethyl-Methacrylat-Harze, Polyethylen-Harze und Kunstharzverbindungen hiervon umfaßt.

6. Gewächshaus nach Anspruch 5, bei dem das thermoplastische Kunstharz, das den Substratfilm bildet, eine Polyvinylchlorid-Harzverbindung ist, die 100 Gewichtsanteile eines Polyvinylchlorid-Harzes mit einem mittleren Polymerisationsgrad im Bereich von 1000 bis 2000 und 30 bis 80 Gewichtsanteile eines Weichmachers enthält.

7. Gewächshaus nach Anspruch 2, bei dem der Substratfilm eine Dicke im Bereich von 20 bis 1000 µm besitzt.

8. Gewächshaus nach Anspruch 2, bei dem das polymerische Kunstharz, das die Deckschicht bildet, aus der Gruppe ausgewählt wird, die Polyethylen-Terephthalat, Polyethylen-Isophthalat, Polybuthylen-Terephthalat, Copolymere der Acrylsäure oder eines Alcylesters hiervon und Styrol sowie Reaktionsprodukte eines Copolymers einer Acrylsäure und Styrol mit einer Diisocyanat-Verbindung umfaßt.

9. Gewächshaus nach Anspruch 2, bei dem die Deckschicht eine Dicke im Bereich von 1 bis 30 µm besitzt.