CN110719730A - 温室帘幕 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温室帘幕，其包括薄膜材料条(11)，所述薄膜材料条借助针织、经编或编织工艺通过横向线(12、14、18)和纵向线(13a，13b；15；19)的纱线***相互连接以形成连续产品。条(11)中的至少一些包含单层或多层聚乙烯薄膜形式的薄膜材料，其具有10‑70微米的厚度。所述薄膜包含至少1.7重量％的SiO2粒子和最多4重量％的SiO2粒子，其具有2‑10微米的D50。薄膜有利地用作提供尤其适合于温室应用的光散射特性的帘幕。

Description

温室帘幕
技术领域
本发明涉及一种温室帘幕(screen)，其包括多个柔性薄膜条，所述多个柔性薄膜条借助针织、经编或编织工艺通过纱线框架相互连接以形成连续产品。更具体地，本发明涉及一种遮蔽帘幕，其将光散射以在温室内产生更均匀的光分布以及对于植物来说更温和的气候。
背景技术
在温室中受保护的栽培的目的主要是修改天然环境以提高产量、改善产物质量、节约资源、扩大生产区域和农作物周期。依据温室的位置和在其中生长的农作物，在整个一年中或者在一年中的部分时间内所述农作物需要被遮蔽以避免将降低生产的有害应力。
温室帘幕经常用于能源节约、遮蔽和温度控制。所述帘幕必须满足许多要求。一方面，所述帘幕必须让对植物生长所需的光的部分通过，但是另一方面，所述帘幕必须阻挡有害的光和将导致温室过度加热的不需要的光的部分。
一种已知类型的温室帘幕包括平行延伸的多个柔性薄膜材料条，所述多个柔性薄膜材料条借助针织、经编或编织工艺以及纱线***相互连接以形成连续产品，其中所述条形成产品的表面积的大部分。这样的温室帘幕例如通过EP 0 109 951已知。这种类型的帘幕的其它示例在FR 2 071 064、EP 1 342 824中和在WO 2008/091192中示出。
薄膜材料条可以是选择的材料，其在反射以及光和热透射方面提供期望的性能。
提供遮蔽的传统方法是将白垩/白色涂料施加到温室的覆盖物。这是将固定的遮蔽作用施加至温室的便宜且容易的方法。白垩的优点在于所述白垩将通过它的光漫射，这由于更多的光到达植物的下部叶片而提高了光合作用，从而给出更高的生产。所述漫射的光还在温室内给出更温和的气候，并且在阳光强烈的日子里，这将导致对于植物而言降低的头部温度，从而防止应力和生产损失以及质量问题。这种方法的主要缺点在于在当不需要减少光的上午和下午以及在阴天该方法都被永久地应用。
上述问题中的某些通过安装可移动的遮蔽帘幕来解决，所述可移动的遮蔽帘幕当不需要时可以被收回。这已经使所述可移动的遮蔽帘幕成为在大多数高端温室中的标准项目，其有时与白色涂料结合使用。存在有给出良好的但只在非常高的遮蔽水平下进行的光漫射的帘幕。
ES 439227公开了在温室或生长隧道中使用的薄膜，如保护植物以免受夜间的寒冷和白天的高温。该薄膜包含聚乙烯或由EVA与少于15％的乙酸乙烯酯的共聚物，并且可以包含1％至15％的天然二氧化硅，其尺寸为0.1微米至10微米。该薄膜具有150微米的厚度，并且据报道减少长波红外辐射(1450cm-1至730cm-1)的透射，即，在夜间由土壤发射的辐射。红外光以热的形式被薄膜吸收，并且再次散发到温室或覆盖物的内部和外部，在夜间在温室内引起较高的温度。该薄膜也具有增大的浊度，导致温室内的可见光的漫射增大，由此减少在温室内形成的阴影。
EP1095964公开了一种用于农业例如用于温室或地面覆盖物的“热的”聚烯烃薄膜。当温室内没有供暖时，该薄膜旨在降低由于霜冻而造成损坏的风险。该薄膜包含连同作为添加剂的二氧化硅、硅酸盐、碳酸盐或硫酸盐化合物一起的较低密度的聚乙烯、硼酸盐化合物或无水硼砂。该薄膜具有200微米的厚度，并且包含连同硼酸锌化合物一起的粒径为1微米至10微米的1％至15％的二氧化硅。实施例4公开了一种LDPE薄膜，其具有200微米的厚度，包含5.1％的二氧化硅，给出了89.7％的透光率。
因此，需要一种可移动的遮蔽帘幕，其对可见光给出较高的透明度，而同时提供良好的光漫射以在温室内产生更均匀的光分布。
发明内容
本发明的目的是提供一种温室帘幕，其将光散射以在温室内产生更均匀的光分布以及由此对于植物来说更温和的气候。另一个目标是生产一种帘幕，所述帘幕具有较低的制造成本(即，较少的原料和较低的生产成本)，并且如果需要的话可以以较小批量以及较大批量生产。此外，重要的是在不得不更换之前帘幕具有至少为几年的使用寿命。
这是由一种温室帘幕提供，所述温室帘幕包括薄膜材料条，所述薄膜材料条借助针织、经编或编织工艺通过横向线和纵向线的纱线***相互连接以形成连续产品，其中条中的至少一些包含具有10微米至70微米的厚度的单层或多层聚乙烯(PE)薄膜形式的薄膜，所述薄膜包含至少1.7重量％和最多4.5重量％的SiO2粒子，其具有2微米至10微米的D50。
温室帘幕包括由纱线框架保持在一起的多个狭窄的薄膜材料条。薄膜材料条优选地被边缘对边缘紧密地布置，使得它们形成基本连续的表面。帘幕具有纵向方向y和横向方向x，其中薄膜材料条在纵向方向上延伸。在某些实施例中，薄膜材料条也可以在横向方向上延伸。条的典型宽度是介于2mm和10mm之间。帘幕可以包括没有条的开放区域，以减少在帘幕下方的热量积聚。
薄膜材料条中的至少一些，优选地大于10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％，但最优选地，帘幕中的所有条，均包含如本文所述的单层或多层聚乙烯(PE)薄膜形式的薄膜材料。
单层或多层薄膜中使用的聚合物是聚乙烯(PE)，其也称为聚乙烯(IUPAC)。使用聚乙烯作为温室帘幕的主要成分有若干优点，这是由于聚乙烯比聚酯(聚酯是一种经常在温室薄膜中使用的成分)便宜，以及聚乙烯可以容易地较小批量生产的事实。聚乙烯按其密度和支化(branching)来分类，并且聚乙烯通常是乙烯的类似聚合物的混合物。本文所述的聚乙烯是聚乙烯或聚乙烯的共聚物，其中所述聚乙烯的共聚物由乙烷和以下烯烃中的至少一种来制备，例如，1-丁烯、1-己烯和1-辛烯和类似物及其混合物。
高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)或它们的混合物是全部可以用于制造用于本发明的帘幕的薄膜的聚乙烯类。
用于温室帘幕的薄膜中的主要成分是高密度聚乙烯(HDPE)树脂。HDPE由大于或等于0.941g/cm3至约0.970g/cm3的密度定义。HDPE具有较低程度的支化。大多数的线性分子较好地聚集在一起，所以分子间作用力比高度支化的聚合物强。因此，由HDPE制成的薄膜具有较高抗张强度、较高断裂伸长率以及较低原纤化倾向。有利地，使用用于薄膜或带拉伸的HDPE。
该薄膜还包含一定量的低密度聚乙烯(LDPE)或线性低密度聚乙烯(LLDPE)。
LDPE和LLDPE具有独特的流变或熔体流动特性，但是使用LDPE或LLDPP的一个重要目的是作为添加剂的载体，例如，SiO2粒子、紫外线稳定剂或在薄膜中使用的其它添加剂。
如本文所公开的温室帘幕的主要目的是将入射的阳光散射以在温室内产生更均匀的光分布以及对于植物来说更温和的气候。光的散射未必将光从该***去除，但是反而以其原始颜色和强度将光从薄膜中重定向到温室的内部。光散射在与帘幕中存在的颜料粒子接触时发生。
为了光散射的目的，单层或多层聚乙烯(PE)薄膜包括二氧化硅(“光散射粒子”)。单层或多层聚乙烯(PE)薄膜包含至少1.7重量％的SiO2和最大4.5重量％的SiO2。基于薄膜的总重量，多层薄膜包含至少1.7重量％的SiO2，例如，至少1.8重量％、1.9重量％、2.0重量％、2.1重量％、2.2重量％、2.3重量％、2.4重量％并且理想地至少2.5重量％或更高的SiO2，但是应当有利的是包含不超过4.4重量％、4.3重量％、4.2重量％、4.1重量％、4.0重量％、3.9重量％、3.8重量％、3.7重量％、3.6重量％并且理想地3.5重量％或更少的SiO2。如果粒子的含量太低，则光漫射效应变得太低。如果粒子的含量太高，则透明度降低。
聚酯是如上所述用于制成温室帘幕的常用原料。然而，与具有相同二氧化硅浓度的聚酯帘幕相比，用聚乙烯制造的帘幕可以获得更高的透光率，这对于具有较低遮蔽水平要求的帘幕而言是巨大的优势，这是由于聚乙烯能够将非常高的透光率与良好的光扩散(光漫射)结合。
光的散射在较大程度上取决于提供散射效应的粒子的尺寸。如本文公开的用于温室帘幕中的目的光散射的SiO2粒子具有2微米至10微米的质量中位直径(D50)值，例如，3微米至9微米、4微米至8微米的D50值并且理想地为5微米至7微米的D50值。有利地，本文使用的SiO2粒子具有大于2微米、2.5微米、3微米、3.5微米、4微米、4.5微米的D50值并且优选地至少5微米或以上的D50值，但是有利地，SiO2粒子的D50值小于10微米、9.5微米、9微米、8.5微米、8微米、7.5微米并且优选地7微米或以下。
当在本文中使用时的术语“质量中值直径(MMD)”旨在意味着对数正态分布质量中值直径，并且MMD被认为是按质量计算的平均粒子直径，即，具有在总体中所有粒子的中值质量的球形粒子的直径。
与上述尺寸范围的粒子相比，具有小于2微米的D50值的粒子的使用比当粒子含量(以重量％计)相对应于在上述范围内的SiO2粒子的粒子含量时引起更低的光散射角和更大的透明度降低。如与在期望的尺寸范围内的粒子相比，具有大于10微米的D50值的粒子引起相同的粒子含量(以重量％计)，但是没有对光散射效应给出进一步改善。另外，在较大的粒子周围形成较大的空隙(空腔)，并且这些空隙通过降低透明度而起作用。
受光散射效应影响的因素
当在温室帘幕中使用薄膜时，透明度与合适的散射行为结合是尤为重要的。通常，期望尤其高的透明度以向植物提供尽可能多的光。然而，在气候非常温暖的地区中，尤其是在太阳达到峰值的两个小时左右，也会希望减少光量。适用于这些气候区域中的帘幕的本发明薄膜应当具有介于70％至95％之间的透明度。对于温带气候(例如，欧洲，北美，日本)，本发明的薄膜的透明度有利地为至少80％，并且尤其是至少83％。本文所述的温室薄膜具有至少70％的透明度，例如，至少75％、80％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％或更高的透明度。
除了透明度之外，雾度、澄清度和扩散因子(SF)这三个参数是至关重要的，以提供具有适当的散射特性的薄膜。第一个基本参数是雾度。雾度应当为50％至75％，例如，54％至70％，例如，57％至67％。有利地，雾度高于50％、51％、53％、54％、55％、56％，并且优选地至少57％或更高，但是有利地，雾度低于75％、74％、73％、72％、71％、70％、69％、68％，并且优选地为67％或以下。
透明度取决于穿过材料的光线的线性度。由材料中的散射中心引起的光的较小挠曲导致图像劣化。这些挠曲比在雾度测量中记录的挠曲小得多。虽然雾度测量取决于广角散射，但是澄清度是由小角散射确定的。因此，第二个参数是薄膜的澄清度，其应当为15％至50％，优选地介于18％至47％之间，例如，介于21％至45％之间，并且理想地为24％至41％。有利地，澄清度高于15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％，并且优选地至少24％或更高，但是有利地，澄清度低于50％、49％、48％、47％、46％、45％、44％、43％、42％，并且优选地为41％或以下。
广角和小角散射彼此之间并不直接相关，这意味着雾度测量不一定能够提供关于样本的澄清度的信息，并且反之亦然。然而，通常保持以下关系：如果雾度太高，或者如果澄清度太低，则光变得太分散。由于由粒子引起的较强反向散射，所以不再能够实现所述较高的透明度值，并且尤其是由于散射的光的较高比例，太多的光在所述温室的环境中损失而没有到达植物。然后，使用光散射薄膜的最终目标，即，对植物的较低部分的照明，不能被实现，这是由于植物的上部区域吸收了光并且遮蔽了附近植物的下部部分。如果雾度太低，则光被不充足地分散，并且植物的上部区域接收太多的光线。
除了透明度、雾度和澄清度之外，还必须考虑到扩散因子(SF)。扩展因子是按照ASTM D 1003-61(方法A)测量的透明度与如通过澄清度端口(对于细节，请参见测量方法)测量的透明度的比：
SF＝按照ASTM D 1003-61(方法A)的透明度/通过澄清度端口测量的透明度
对于最佳的光散射，扩展因子SF应当是介于1和8之间，优选地介于1.5和7之间，例如，介于1.8和6之间，例如，介于1.9和5之间，并且理想地介于2和4之间。有利地，扩展因子SF高于1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9，并且优选地至少2.0或更高，但是有利地扩展因子SF低于8、7.5、7、6.5、6、5.5、5、4.5并且优选地为4或更低。
如果扩散因子太低，则在给定的透明度下太多的非散射的光穿过所述薄膜。光被不充足地分散，并且植物的上部区域向较低部分投***影。上部叶片接收太多的光，并且光合活性通过过度加热而降低，而下部叶片无法获得足够的光以用于最大的光合作用。因此，在上述限制内，必须优化平均散射角以用于植物的最佳照明。
如果扩散因子在设定的透明度下太高，则由于散射效应太多的光损失到温室环境。然后，使用光散射薄膜的最终目标，即，对植物的较低部分的照明，不能被实现，这是由于植物的上部区域吸收了光并且遮蔽了附近植物的下部部分。
薄膜的透明度及其散射行为(任选地，同样横过层的粒子的分布)是通过仔细选择在以下制备过程中所述的聚合物并且任选地通过添加具有合适粒度以及粒子含量的光散射粒子来实现的。
有利地，薄膜的总厚度为至少10微米并且至多70微米。单层或多层聚乙烯薄膜条的最小厚度优选地为10微米。优选地，薄膜的厚度为至少15微米并且不大于50微米，并且理想地为至少20微米并且最大为40微米。有利地，薄膜的厚度大于10微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米，并且优选地至少20微米或以上，但是有利地，薄膜的厚度小于70微米、65微米、60微米、55微米、50微米、45微米、40微米，并且优选地35微米或以下。如果薄膜的厚度低于10微米，则在温室中应用期间薄膜形成裂纹而破损的风险增大，并且薄膜的机械强度将不再足以适应在使用期间在帘幕中产生的拉力。在薄膜的厚度超过70微米时，薄膜变得太硬并且难以管理。帘幕的捆束尺寸也倾向于随着薄膜厚度增大而增大，这在帘幕的搬运和储存期间是不利的。因此，重要的是生产具有在上述公开的限度内的厚度的薄膜。
此外，散射过程取决于光必需通过薄膜传播的距离以及光将沿着路径与散射粒子相互作用的可能性。因而，在薄膜中的给定散射粒子浓度下，由于随着薄膜厚度的增大而使照射(hitting)粒子的可能性增加，穿过薄膜的光的量减少。由于这样的结果，以不同于90°的入射角射向薄膜的光由于其穿过薄膜的更长路径而比从垂直方向射向薄膜的光将散射更多。
单层薄膜条仅由单层薄膜构成，所述单层薄膜也被称为基础层(B层)。在多层实施方案中，所述薄膜包括基础层和至少一个另外的层(例如，A层和/或C层)，依据所述至少一个另外的层在薄膜中的位置，当所述至少一个另外的层位于两个层中的每个上时，所述至少一个另外的层被称为中间层，或者当所述至少一个另外的层形成薄膜的涂层时，所述至少一个另外的层被称为外部层。
聚乙烯由于其稳定的结构且不存在发色团而在紫外光的作用下理论上是稳定的。然而，在处理过程中，聚乙烯经受部分氧化，在所述部分氧化中形成羰基和羟基。聚乙烯还含有可以充当光吸收发色团的某些杂质。因此，有必要保护温室薄膜免受太阳辐射并且尤其免受紫外线辐射。可以通过使用诸如紫外线稳定剂之类的添加剂来延缓或防止光降解。经常在聚合物中包含紫外线稳定剂，以提供抵抗光氧化的稳定性，来保护薄膜免受紫外光的损害。紫外线稳定剂选自由紫外线吸收剂、激发态猝灭剂或受阻胺光稳定剂(HALS)构成的组。
紫外线吸收剂通过吸收290nm以上的有害紫外线来起作用并且防止其到达在PE的化学结构中存在的发色团。
邻羟基二苯甲酮或苯并***的衍生物是紫外线吸收剂的示例。
镍激发态猝灭剂通过使发色基团的激发态失活来起作用，所述发色基团负责通过能量转移进行光引发。Ni淬灭剂的示例是二丁基二硫代氨基甲酸镍。
受阻胺光稳定剂(HALS)是基于双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯的并且针对大多数聚合物的光诱导降解是极其高效的稳定剂。HALS不吸收紫外线辐射，但是用于抑制聚合物的降解。它们以与抗氧化剂类似的方式减缓光化学引发的降解反应。HALS的高效率和长寿命归因于循环过程，其中HALS在稳定过程期间再生而不是消耗。因为该过程的再生性质以及稳定剂的典型高分子量，受阻胺稳定剂能够提供极高的长期热稳定性和光稳定性。
另外，对于温室帘幕应用来说，如果薄膜的紫外线稳定性不因经常在温室中应用的农药而恶化，则这是优势。农药典型地是基于硫或卤素的化合物。在这种情况下，可能有必要将HALS与诸如金属氧化物的除酸剂结合。经常，还添加硬脂酸酯作为共添加剂，如硬脂酸酯具有协同效应并且改善金属氧化物的功能。如果需要更好的性能，则这典型地可以通过不被农药灭活的NOR-HALS来实现。缺点在于NOR-HALS是非常昂贵的。可以用作薄膜中的紫外线稳定剂的HALS的示例是可从BASF Schweiz AG购得的FlamestabTMNOR 116或从同一公司购得的TinuvinTMNOR 371。
因为例如由于电气故障引发的火灾可以蔓延到整个温室，从而造成巨大的经济损失，所以温室中的帘幕可以是潜在的火灾隐患。HALS FlamestabTMNOR 116可以有利地由磷基阻燃剂(FR)补充。可从英国的托尔集团有限公司获得的
Figure BDA0002294638460000093
PCO 700、
Figure BDA0002294638460000091
PCO 800和
Figure BDA0002294638460000092
PCO 900是与FlamestabTMNOR 116一起发挥协同效应的阻燃剂。
用于制备的过程
通过在下面的制备过程中选择聚合物、通过添加特定尺寸和含量的合适粒子以及也任选地横过层的粒子的分布，可以实现薄膜的透明度及其散射行为。
薄膜加工包括以下步骤：1)挤出聚合物熔体；2)通过冷却使薄膜固化；3)在高温下单轴拉伸；4)热松弛或固着；5)薄膜的最终收卷。
聚合物熔体的挤出可以通过环形模头或扁平模头进行。如果借助环形模头挤出熔体，则使用空气来冷却和固化薄膜。当使用扁平模头进行挤出时，可以通过水浸或冷却辊处理来冷却和固化聚合物熔体。在薄膜固化之后、在拉伸操作期间或在最终收卷之前的后期过程中，将薄膜切成条。
SiO2粒子和紫外线稳定剂在实际薄膜挤出之前以粒料的形式作为浓缩的含粒子母料或含添加剂母料被有利地添加到HDPE聚合物。添加包含SiO2粒子的母料，以获得1.7重量％至4.5重量％的薄膜中的SiO2粒子的最终浓度。
有利地，也将HALS(例如，FlamestabTMNOR 116)作为母料添加到挤出机中，以获得0.2重量％至4.0重量％的最终熔体中的紫外线稳定剂的最终浓度。
含有添加剂的母料被液化并且在混合机中与HDPE聚合物混合，并且然后被转移到挤出机中。通过对于本领域的技术人员众所周知的吹塑薄膜工艺或流延薄膜工艺将熔体形成为平坦薄膜。
吹塑薄膜工艺包括高秆工艺和袋装工艺。在高秆工艺中，挤出物以管状“秆”的形式离开模头中的环形开口，所述管状“秆”从挤压模头胀大一距离(通常为秆的长度)。对于袋装吹制工艺，随着管离开挤出模头，管被胀大。
管的胀大使薄膜的尺寸更大并且提供聚合物的取向。该管穿过冷却空气的区域，所述冷却空气的区域使聚合物固化并且控制结晶化。在管被变平并且冷却之后，所述管可以被切开以形成薄膜。
流延薄膜通过非常薄的水平狭缝模头(扁平模头)挤出。此后，通过使薄膜穿过水浴或冷却辊来冷却和固化聚合物熔体。与管状吹塑薄膜相比，通过水淬的快速固化倾向于增大薄膜的拉伸强度。此后，薄膜可以在拉伸之前被切成条；或者，薄膜如下所述在拉伸期间或在拉伸之后被切割。
薄膜条可以通过两种不同的技术生产：a)薄膜可以在将薄膜切成条之前被拉伸，或者b)薄膜条可以在将薄膜分切之后被拉伸。在第一种技术(a)中，通过使薄膜在机器方向上单轴地取向来将膜在其整个宽度上拉伸(MDO)。在MDO期间，将来自吹塑薄膜生产线或流延薄膜工艺的薄膜加热到比薄膜的熔融温度低约5摄氏度至7摄氏度(℃)的取向温度。优选地，利用多个加热的辊执行加热。加热的薄膜借助压合辊被进给到慢速牵伸滚筒中，所述慢速牵伸滚筒具有与加热的辊相同的滚动速度。然后，薄膜进入快速牵伸滚筒。快速牵伸滚筒的速度是慢速牵伸滚筒的2倍到10倍，这高效地使薄膜在连续的基础上取向。通过将薄膜在高温下保持一段时间以允许用于应力松弛来使取向的薄膜退火。退火热辊的温度优选地从约100℃至约125℃，并且退火时间是从约1秒至约2秒。
当薄膜在薄膜已经被切成条之后被拉伸(技术b)时，与在热风炉中拉伸相比，在热板上拉伸会是有利的，这是因为热量是通过与拉伸板的抛光钢表面直接接触而传递到薄膜。拉伸板的加热借助热油循环来执行。重要的是温度横过拉伸板均匀地分布，以生产均匀的薄膜带。在过高的温度下，薄膜带可以软化并且粘到金属表面。在过低的拉伸温度下，薄膜带会破裂。在机器方向上，随着板温度的升高，温度曲线为平稳的拉伸过程提供最佳条件。
管状吹塑薄膜可以通过以下三种方式中的任何一种拉伸：
1)在抽出的压合滚筒程序之后，将管切开并且打开。将单层薄膜切成条，并且然后如上所述将条拉伸。
2)将薄膜管拉伸为双层，并且在扁平的双层薄膜上进行切割。在加热板的上侧拉伸上层薄膜条，并且在加热板的底侧拉伸下层薄膜条。
3)将薄膜在双层中切割和拉伸。
纵向(单轴)拉伸比处于1∶3至1∶10的范围内，优选地1∶4至1∶8，更优选地1∶5至1∶7。有利地，拉伸比为1∶3、1∶4，并且优选地至少为1∶5或更高，但是有利地，拉伸比为1∶10、1∶9、1∶8，并且优选为1∶7或更低。这意味着薄膜在纵向方向上被拉伸，使得被拉伸的薄膜在被拉伸之后具有比之前更薄的最终厚度，所述最终厚度是被拉伸之前的厚度的3倍至10倍。大于9或10的纵向拉伸比倾向于降低光散射效应，并且因此应当被避免。高于10的拉伸比在可制造性(撕裂)中引起明显降低。低于1∶3的拉伸比会导致“浑浊”的薄膜。
然后，薄膜以常规方式被卷起来。
有利地，所述薄膜材料条中的一个或多个具有比纵向线之间的距离小的宽度。
有利地，在所述一个或多个薄膜材料条与相邻的一个或多个条之间形成间隙，所述间隙允许通过所述帘幕通气。
有利地，温室帘幕中的薄膜材料条的至少10％、优选地至少20％、更优选地至少30％、更优选地至少40％、更优选地至少50％、更优选地至少60％、更优选地至少70％、更优选地至少80％、更优选至少90％包括所述单层或多层聚乙烯薄膜。
有利地，温室帘幕中的所有薄膜材料条都是所述单层或多层聚乙烯薄膜的。
附图说明
下面将参照附图中所示的某些实施例描述本发明。
图1以放大比例示出根据第一实施例的经编帘幕的一部分。
图2示出根据第二实施例的经编帘幕的一部分。
图3以放大比例示出编织帘幕的一部分。
图4示出根据又一个实施例的编织帘幕的一部分。
具体实施方式
本发明的薄膜非常适合用作光散射薄膜，尤其是用于生产温室中的帘幕。
根据本发明的温室帘幕10包括由纱线框架12、13a、13b；14、15；18、19保持在一起的多个狭窄薄膜材料条11。
薄膜材料条11优选地被边缘对边缘紧密地布置，使得它们形成基本连续的表面。在所有实施例中，为了清楚起见，条11之间的距离已经被放大，以使纱线框架可见。帘幕具有纵向方向y和横向方向x，其中薄膜材料条11在纵向方向上延伸。在某些实施例中，薄膜材料条11’也可以在横向方向上延伸。条的典型宽度是介于2mm至10mm之间。
在图1中，薄膜材料条11通过如在EP 0 109 951中描述的经编程序相互连接。纱线框架包括形成线圈或缝线且主要在纵向方向y上延伸的经线12。经线12通过横过薄膜条延伸的纬线13a和13b彼此连接。
图1示出用于通过经编工艺制造的织物的网眼图案的示例，在所述经编工艺中使用了四个导杆，一个导杆用于薄膜材料条11，两个导杆用于与薄膜条成横向地延伸的连接的纬线13a和13b，并且一个导杆用于纵向经线12。
薄膜材料条11之间的间隔已经被明显地夸大，以便使网眼图案清晰。通常，薄膜材料条11被边缘对边缘紧密地设置。纵向经线12布置在帘幕的一侧上，即，下侧，而横向连接的纬线13a和13b位于织物的两侧上，即，上侧和下侧。在该方面，术语“横向”不限于与纵向方向垂直的方向，但是这意味着连接的纬纱13a和13b如图所示横过薄膜材料条11延伸。纵向经线12与横向纬线13a和13b之间的连接优选地在织物的下侧上进行。薄膜材料条11可以以这种方式在不受纵向经线12限制的情况下边缘对边缘紧密地布置。
图1中的纵向经线12在所谓的开放柱式针步形成中以一系列针织缝线按未被阻断的型式沿着相邻的薄膜材料条11的相对边缘连续地延伸。
横向纬线13a和13b在相同的位置处(即，彼此相对)在薄膜材料条11的上方和下方经过，以固定地捕获薄膜材料条。纵向经线12中的每个针织缝线都具有与其接合的两个这种横向纬线13a和13b。
图2示出与图1中所示的用于织物的网眼图案类似的用于织物的网眼图案的另一个示例。不同之处在于，横向纬纱13a和13b以交替的方式越过一个和两个薄膜材料条11。
图3示出编织帘幕，其中薄膜材料条11通过在纵向方向y上延伸的经线14相互连接并且与主要在横向方向x上横过薄膜材料条11延伸的纬线15相互编织。
图4示出如在US 5,288,545中所述的编织帘幕的又一个实施例，其包括在纵向方向y上延伸的薄膜材料条11(经线)和在横向方向x上延伸的薄膜材料条11’(纬线)。在横向方向上的纬纱条11’可以如图4所示总是在纵向方向上位于在经纱条11的同一侧上，或者可以在经纱纵向条11的上侧和下侧上交替。经纱条11和纬纱条11’通过包括纵向纱线18和横向纱线19的纱线框架保持在一起。帘幕可以包括没有条的开放区域，以减少在帘幕下方的热量积聚。
本发明的薄膜条(11)可以与其它薄膜条组合。这种条可以是提供期望的热传递和遮蔽性能的材料，并且可以是塑料、金属箔或塑料和金属的层压板。也能够使帘幕具有“开放”区域，所述“开放”区域没有条而允许通过所述帘幕通气。
为了提供期望的光散射特性，帘幕的表面积的至少10％、优选地至少20％、更优选地至少30％、更优选地至少40％、更优选地至少50％、更优选地至少60％、更优选地至少70％、更优选地至少80％、更优选地至少90％应当是根据本发明的单层或多层薄膜条(11)。根据一个实施例，在帘幕中的全部条(11)是本文所述的单层或多层聚乙烯薄膜的条，并且条(11)被边缘对边缘紧密地布置，使得它们形成基本连续的表面。或者，薄膜本身被安装在温室中。
在某些实施例中，薄膜条可以通过纱线框架相互连接，所述纱线框架具有通过毛细作用的液体输送能力。有利地，纱线框架被热结合到薄膜材料条的至少一侧，并且其中纱线框架的被热结合到条的那些部件还具有通过毛细作用的液体输送能力。上述装备引起照射植物的光量的减少，并且从而导致在白天冷却。同时，由于在空间中的较高的光散射，上述装备均匀地分配剩余的光量，由此确保所有植物和植物部分的良好照明。在夜间，这些装备引起从温室到室外的较低热损失。
聚乙烯类
如本文所述的待用于薄膜材料的适当高密度聚乙烯(HDPE)包括乙烯均聚物以及乙烯与α-烯烃的共聚物(约0.1重量％至约10重量％)。适当的α-烯烃包括1-丁烯、1-己烯和1-辛烯和类似物以及它们的混合物。有利地，HDPE具有在190℃/5.0kg下为1.6克/10分钟至2.0克/10分钟的熔体流动速率以及在190℃/21.6kg下为19克/10分钟至26克/10分钟的熔体流动速率，优选地，熔体流动速率在190℃/5.0kg下为1.7克/10分钟至1.9克/10分钟并且在190℃/21.6kg下为20克/10分钟至25克/10分钟，更优选地，熔体流动速率在190℃/5.0kg下为1.8克/10分钟并且在190℃/21.6kg下为21克/10分钟至23克/10分钟(如根据ISO1133-1确定)。
有利地，HDPE具有0.940g/cm3至0.955g/cm3的密度，优选地具有0.943g/cm3至0.950g/cm3的密度，并且更优选地具有0.946g/cm3至0.948g/cm3的密度(ISO 1183-1)。待使用的HDPE的示例是BV的莱昂德尔巴塞尔工业公司产业控股有限公司的Hostalen ACP 7740F2(熔体流动速率在190℃/5.0kg下为1.8克/10分钟并且在190℃/21.6kg下为23克/10分钟(如根据ISO 1133-1确定)；密度为0.948g/cm3(ISO 1183-1))或BV的莱昂德尔巴塞尔工业公司产业控股有限公司的HDPE Hostalen GF 9045 F(熔体流动速率在190℃/5.0kg下为1.8克/10分钟并且在190℃/21.6kg下为21克/10分钟(如根据ISO1133-1确定)；密度为0.946g/cm3(ISO 1183-1))。
该薄膜还包含一定量的低密度聚乙烯(LDPE)或线性低密度聚乙烯(LLDPE)。LDPE由0.910g/cm3至0.940g/cm3的密度范围限定。LDPE具有高度的短链和长链支化，这意味着这些链也不聚集到晶体结构中。因此，LDPE具有比HDPE弱的分子间作用力，这是因为瞬时偶极感应的偶极吸引力较小。通过在单层或多层薄膜中包含一定量的LDPE，改进了薄膜的延展性。
LLDPE是一种基本线性的聚合物(聚乙烯)，其具有大量的短支链，所述大量的短支链通常通过乙烯与长链烯烃的共聚反应制得。线性低密度聚乙烯在结构上与常规的低密度聚乙烯(LDPE)不同，这是因为它不存在长链支化。LLDPE是在较低的温度和压力下通过乙烯与诸如丁烯、己烯或辛烯(约5重量％至约15重量％)的这种高级α-烯烃的共聚来产生。共聚过程产生一种LLDPE聚合物，其具有比常规LDPE窄的且与线性结构结合的分子量分布，其具有明显不同的流变特性。LLDPE的密度处于约0.865g/cm3至约0.925g/cm3的范围内。
示例1至示例6
在示例1至示例6中，使用以下聚合物和母料：
HDPE1：
HDPE Hostalen ACP 7740 F2(莱昂德尔巴塞尔工业公司产业控股有限公司，BV)，其具有在190℃/5.0kg下为1.8克/10分钟的熔体流动速率以及在190℃/21.6kg下为23克/10分钟的熔体流动速率(如根据ISO 1133-1确定)；0.948g/cm3的密度(ISO 1183-1)。
MB3.2：
90重量％LDPE+10重量％SiO2(D50＝3.2μm)。法国万泽内姆，68920，玛格丽特街15号，Plastron ANT PO 10B，Plastron SAS。在双螺杆挤出机中将SiO2并入LDPE中。
MB5.8：
80重量％LDPE+20重量％SiO2(D50＝5.8μm)。德国布伦33142Oberer Westring 3-7ARGUS添加剂塑料有限公司，ARGUBLOCK AB212 LD。在双螺杆挤出机中将SiO2并入LDPE中。
MB16：
90重量％LDPE+10重量％SiO2(D50＝16μm)。法国万泽内姆，68920，玛格丽特街15号，Plastron ANT PO10E，Plastron SAS。在双螺杆挤出机中将SiO2并入LDPE中。
表1总结了配方、制造条件和所得薄膜性能。
Figure BDA0002294638460000171
结果：
包含D50为5.8μm的SiO2粒子的薄膜给出了具有良好的光漫射性能的均匀且光滑的薄膜。粒子在薄膜中是不可见的，并且聚合物混合物被容易地挤出。
包含D50为16μm的SiO2粒子的薄膜产生了具有较高的透明度的薄膜，但是粒子在薄膜中是可见的并且该薄膜不能较好地漫射光。
包含D50为3.2μm的SiO2粒子的薄膜给出了具有较高的透明度但具有较差的光漫射性能的薄膜。粒子是不可见的。
示例7至示例18
在下面介绍的测试中，使用以下聚合物和母料：
HDPE2：
HDPE Hostalen GF 9045F(莱昂德尔巴塞尔工业公司产业控股有限公司，BV)，其具有在190℃/5.0kg下为1.8克/10分钟的熔体流动速率以及在190℃/21.6kg下为21克/10分钟的熔体流动速率(如根据ISO 1133-1确定)；0.946g/cm3的密度(ISO 1183-1)。
MB ARX F85 LD：
包含70重量％+LLDPE+30重量％FlamestabTM NOR 116的母料(Argus添加剂塑料有限公司)
MB WPT 1181N：
包含80重量％LLDPE+20重量％CaCO3的母料(沃尔特昆斯托夫股份有限公司)
ARX 601 AB02LD：
80重量％载体聚合物+20重量％SiO2，二氧化硅粒子具有约10μm的D50(Argus添加剂塑料有限公司)。在双螺杆挤出机中将SiO2并入LDPE中。
ARX V17/848：
80重量％载体聚合物+20重量％SiO2，二氧化硅粒子具有约5.8μm的D50(Argus添加剂塑料有限公司)。在双螺杆挤出机中将SiO2并入LDPE中。
ARX V17/885：
90重量％载体聚合物+10重量％SiO2，二氧化硅粒子具有约2.8μm的D50(Argus添加剂塑料有限公司)。在双螺杆挤出机中将SiO2并入LDPE中。
对于测试薄膜7至18，将挤出的熔体通过吹塑薄膜工艺形成扁平薄膜，并且使用表2中的设定而沿机器方向拉伸。
表2：在薄膜制造期间的机器设置
Figure BDA0002294638460000191
表3总结了配方和所得的薄膜特性。
结果
Figure BDA0002294638460000211
分析方法
以下分析方法用于确定所使用的参数：
平均粒径D50的测量
使用Malvern粒度分析仪2000执行平均粒径D50的确定。为此，粒子被分散在水中并且转移到比色皿中，所述比色皿在仪表中进行分析，其中通过激光衍射确定粒子的大小。通常，当检测器使用数学相关函数从角度相关的光强度中捕获衍射激光的图像强度时，计算粒度分布。粒度分布由两个参数表征，中值D50(＝针对平均值的位置的度量)和散射程度SPAN98(＝粒子直径的散射的度量)。测试程序被自动地执行，并且包括D50值的数学求解。
透明度
透明度是根据ASTM-D 1003-61(方法A)由德国毕克-加特纳公司的haze-Gardplus测量。
澄清度
澄清度的确定根据ASTM-D-1003通过德国毕克-加特纳公司(德国格雷茨里德82538劳齐茨大街8号毕克-加特纳公司)的haze-gard plus执行。光在较小的立体角内偏转，使得散射光的量被集中在狭窄的波瓣中。在小于2.5°的角度范围内测量澄清度。为了测量澄清度，当进行测量时，紧贴光出口来施加薄膜。(图像清晰度)
光散射特性的评估(散射因子SF的测量)
对于本发明的薄膜，光散射特性是尤其重要的。借助购自毕克-加特纳(德国格雷茨里德82538劳齐茨大街8号毕克-加特纳公司)的“haze-gard plus”透明/不透明度仪执行测量。为了测量SF，如在ASTM D-1003-61(方法A)中所述，当薄膜由张力保持在夹紧环中时，通过保持薄膜与用于雾度和透明度测量的测量开口齐平来测量薄膜的透明度。然后，在再次测量透明度的同时，被夹持的薄膜针对光出口保持齐平(如在“澄清度”中)。光散射因子SF与这两个读数的比值相对应：
散射因子(SF)＝透明度(根据ASTM D-1003-61方法A测量的)/在光出口的前方测量的透明度(即，澄清度测量)。

Claims (22)

1.一种温室帘幕，其包括薄膜材料的条(11)，所述条借助针织、经编或编织工艺通过横向线(12，14，18)和纵向线(13a，13b；15；19)的纱线***相互连接以形成连续产品，其特征在于，所述条(11)中的至少一些包含单层或多层聚乙烯薄膜形式的薄膜，其具有10微米至70微米的厚度，所述薄膜包含至少1.7重量％和最多4.5重量％的SiO2粒子，所述SiO2粒子具有2微米至10微米的D50。
2.根据权利要求1所述的温室帘幕，其特征在于，所述聚乙烯是高密度聚乙烯(HDPE)树脂。
3.根据权利要求2所述的温室帘幕，其特征在于，所述高密度聚乙烯(HDPE)树脂具有在190℃/5.0kg下为1.6克/10分钟至2.0克/10分钟的熔体流动速率以及在190℃/21.6kg下为19克/10分钟至26克/10分钟的熔体流动速率(ISO 1133-1)并且具有0.940g/cm3至0.955g/cm3的密度(ISO 1183-1)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，基于所述薄膜的总重量，所述薄膜包含2.0重量％至4.2重量％的SiO2，例如，2.5重量％至4.0重量％的SiO2。
5.根据前述权利要求中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，所述SiO2粒子具有3微米至9微米的D50值，例如，4微米至8微米的D50值，例如，5微米至7微米的D50值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，所述薄膜具有至少70％的透明度，例如，至少75％、80％、85％、86％、87％、88％、90％、91％、92％、93％或更高的透明度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，所述薄膜具有应当为50％至75％的雾度，例如，54％至70％的雾度，例如，57％至67％的雾度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，所述薄膜具有介于1.5和7之间的扩散因子(SF)，例如，介于1.8和6之间的扩散因子(SF)，例如，介于1.9和5之间的扩散因子(SF)，例如，介于2和4之间的扩散因子(SF)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，所述薄膜具有15微米至50微米的总厚度，例如，20微米至40微米的总厚度，例如，20微米至35微米的总厚度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，所述薄膜选自由紫外线吸收剂、激发态猝灭剂或受阻胺光稳定剂(HALS)构成的组。
11.根据权利要求10所述的温室帘幕，其特征在于，所述紫外线稳定剂选自由受阻胺光稳定剂构成的组。
12.根据权利要求11所述的温室帘幕，其特征在于，所述紫外线稳定剂是能从BASFSchweiz AG购得的FlamestabTMNOR 116或是能从BASF Schweiz AG购得的TinuvinTMNOR371。
13.根据权利要求12所述的温室帘幕，其特征在于，所述FlamestabTMNOR 116由磷基阻燃剂(FR)补充。
14.根据权利要求13所述的温室帘幕，其特征在于，所述阻燃剂(FR)是能从英国的托尔集团有限公司获得的
Figure FDA0002294638450000023
PCO 700、
Figure FDA0002294638450000021
PCO 800或PCO900。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，基于所述薄膜的重量，紫外线稳定剂以介于0.2重量％至4重量％之间的量被添加至所述薄膜。
16.根据前述权利要求中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，所述薄膜在其被切成条之前被拉伸。
17.根据前述权利要求中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，所述薄膜在其已经被切成条之后被拉伸。
18.根据前述权利要求中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，所述薄膜被单轴地拉伸至1:3至1:10的比率，例如，1:4至1:8的比率，例如，1:5至1:7的比率。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，所述薄膜材料的条(11)中的一个或多个薄膜材料的条具有比所述纵向线(13a，13b；15；19)之间的距离小的宽度。
20.根据权利要求19所述的温室帘幕，其特征在于，在所述一个或多个薄膜材料的条(11)与相邻的一个或多个薄膜材料的条(11)之间形成间隙，所述间隙允许通过所述帘幕通气。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，在所述温室帘幕中的所述薄膜材料的条(11)的至少10％、优选地至少20％、更优选地至少30％、更优选地至少40％、更优选地至少50％、更优选地至少60％、更优选地至少70％、更优选地至少80％、更优选至少90％包括所述单层或多层聚乙烯薄膜。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的温室帘幕，其特征在于，在所述温室帘幕中的所有薄膜材料的条(11)都是所述聚乙烯薄膜的。
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