CN111100428B - 农用披覆材组成物、农用披覆材及农用披覆材的制造方法 - Google Patents

农用披覆材组成物、农用披覆材及农用披覆材的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供农用披覆材组成物、农用披覆材及农用披覆材的制造方法。所述农用披覆材组成物包括聚酯复合材料以及紫红色母粒，聚酯复合材料含有0.05wt％至1wt％的平均粒径为10nm至300nm的方钠石纳米颗粒，紫红色母粒与聚酯复合材料的重量比为(1～3)∶100。由农用披覆材组成物制得的农用披覆材具有抗紫外线、放射远红外线及滤光等功能，且耐候性佳，能够长时间的使用并提供有助于被披覆(或被包覆)的植物生长的环境。

Description

农用披覆材组成物、农用披覆材及农用披覆材的制造方法
技术领域
本发明有关于农用披覆材，特别是有关于用来制造农用披覆材的组成物以及农用披覆材的制造方法。
背景技术
对于需要在特定温度、湿度环境中种植的农作物，栽种者会将农作物种植于温室或网室中，另外，为了保护农作物的果实，避免果实长时间受阳光照射、虫害、鸟啄等，栽种者会在果实外部包覆套袋，以提高果实品质。
温室/网室一般是由棚架以及披覆于棚架的透光膜/网构成，其中透光膜/网的材质通常为透光塑料材或编织网，而果实套袋的材质通常亦为透光塑料材或无纺布，藉以兼具通风、透光、阻挡雨水、防止虫害等功能。
然而，习用披覆于温室/网室的棚架的透光膜/网以及果实套袋的耐候性不佳，经过长时间的紫外线照射及长时间处于高温环境后，容易出现劣化、脆化及雾化的现象，逐渐失去保护以及透光的功效。为了提高透光膜/网以及果实套袋的抗紫外线功能，通常会在制造过程中加入有机紫外线吸收剂。日光(紫外光)曝晒下，有机紫外线吸收剂与聚合物竞争吸收紫外线，有机紫外线吸收剂透过共振结构的电子交换，吸收紫外光后将高能量的紫外线光能转换成热能或者是低破坏性的长光波释放出来，从而保护添加有有机紫外线吸收剂的透光膜/网以及果实套袋不会受到紫外线破坏。但是，此作用机理，使其共振结构会随着使用时间增长而逐渐崩坏进而失效，最终失去抗紫外线的功能。
另一方面，为了提高植物的光合作用效率，市面上出现一种具有可见光滤光功能的温室/网室用有色膜/网，但是，此种滤光膜/网的颜色及塑料本身虽受有机紫外线吸收剂保护，但随着紫外线吸收剂功能衰退，滤光膜/网的颜色同样会随着使用时间增长而逐渐褪色或白化，最终失去滤光的功能。
在植物生长方面，各波段的光波对其影响皆不同。短波长的紫外光会破坏植物的遗传物质或影响植物的形态，例如使植株高度降低、叶片变厚、叶面面积缩小等。而植物进行光合作用，主要是利用可见光中的蓝光及红光波段，反射使用率较低的绿光及黄光波段(490nm～600nm)。长波长的远红外线(4μm～14μm)会与植物体中的水分子发生共振，加速植物中的水分及养分循环，使植物健壮并提升其生长速度。
综合上述，适合植物生长的光照环境包括以下要素：1.低紫外光照射；2.可见光波段的蓝光及红光波段的照射量高于绿光及黄光的照射量；以及3.高效率的远红外线照射。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种农用披覆材组成物，其可使由其所制得的农用披覆材具有抗紫外线、放射远红外线及滤光等功能，且其耐候性佳，能够长时间维持农用披覆材的抗紫外线、放射远红外线及滤光的功效，能够长时间的提供有助于被披覆(或被包覆)的植物生长的环境，同时保护植物、使植物健壮、并促进植物生长。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述农用披覆材组成物制得的农用披覆材以及农用披覆材的制造方法。
为达成前述目的，本发明的一方面提供一种农用披覆材组成物，其包含有：
聚酯复合材料，包含0.05wt％至1wt％的平均粒径为10nm至300nm的方钠石纳米颗粒；以及
紫红色母粒，所述紫红色母粒与所述聚酯复合材料的重量比为(1～3)∶100。
根据本发明的一个实施方案，所述聚酯复合材料为一包含有平均粒径为10nm至300nm的方钠石纳米颗粒、多元酸与第一二元醇的混合物、二元酸以及第二二元醇的酯化与聚合反应产物。
在前述实施方案中，所述多元酸选自乙二酸(oxalic acid)、丙二酸(malonicacid)、丁二酸(succinic acid)、柠檬酸(citric acid)、酒石酸(tartaric acid)或苹果酸(malic acid)中的任意一种或者至少两种的混合物。所述第一二元醇与所述第二二元醇分别选自乙二醇(ethylene glycol)、1，3-丙二醇(1，3-propanediol)或1，4-丁二醇(1，4-butanediol)中的任意一种或者至少两种的混合物。所述二元酸选自对苯二甲酸(purifiedterephthalic acid，PTA)、丁二酸或2，6-萘二甲酸(2，6-naphthalenedicarboxylic acid)中的任意一种或者至少两种的混合物。
根据本发明的另一个实施方案，所述聚酯复合材料包含0.05wt％至0.2wt％的平均粒径为50至150nm的方钠石纳米颗粒。
根据本发明的另一个实施方案，所述紫红色母粒与所述聚酯复合材料的重量比为(1.2～2)∶100。
根据本发明的另一个实施方案，所述农用披覆材组成物在CIE 1976的L*a*b*色空间中满足25≤L*≤45，30≤a*≤55，及-20≤b*≤5的条件。
根据本发明的另一个实施方案，所述的农用披覆材组成物更包含有添加剂，所述添加剂和所述紫红色母粒的总量与所述聚酯复合材料的重量比为(2～6)∶100。
根据本发明的另一个实施方案，所述添加剂选自热稳定剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、抗水解剂、光稳定剂、抗冲击剂、或自由基捕捉剂中的任意一种或者至少两种的混合物。
为达成前述目的，本发明的另一方面提供一种农用披覆材，是由上述任何一个实施方案所述的农用披覆材组成物所制成，并且所述农用披覆材为薄膜、薄板、编织网、编织布、无纺布或前述的类似物。
根据本发明的一个实施方案，所述农用披覆材为薄膜，且当薄膜或薄板的厚度介于0.1mm至3mm时，UVA波段的透光率低于30％，UVB波段的透光率低于3％，以及UVC波段的透光率低于0.3％。
为达成前述目的，本发明的再一方面提供一种农用披覆材的制造方法，其包含有下列步骤：
对上述任一个实施方案的农用披覆材组成物执行加工工艺，以制得农用披覆材；
所述加工工艺为拉膜、吹膜、押出成型、纺丝织造或无纺布工艺。
根据本发明，可以提供一种农用披覆材组成物、由农用披覆材组成物制成的农用披覆材、以及农用披覆材的制造方法，藉以使制得的农用披覆材具有抗紫外线、放射远红外线及滤光等功能，且其耐候性佳，能够长时间维持农用披覆材的抗紫外线、放射远红外线及滤光的功效，能够长时间的提供有助于被披覆(或被包覆)的植物生长的环境，同时保护植物、使植物健壮、并促进植物生长。
附图说明
图1为本发明的农用披覆材组成物中的聚酯复合材料与市售聚酯粒的热流图；
图2为穿过本发明的农用披覆材(编织网)的日光以及纯日光，于波长360nm至760nm的光子通量密度光谱图；
图3为穿过本发明的农用披覆材(膜片)的标准光源以及穿过市售滤光膜的标准光源，于波长200nm至700nm的透光率光谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明的具体实施方案，更详细地说明本发明的技术，然而所描述的实施方案和/或实施例仅是本发明一部分的实施方案和/或实施例，而非全部的实施方案和/或实施例。基于本发明中的实施方案和/或实施例，本技术领域中具有通常知识者在不违反本发明的精神下所为的各种修饰与变化，均属于本发明保护的范围。
本发明所述的“包含(有)”或“包括”，意指其除所述组分外，还可以具有其他组分，这些其他组分赋予农用披覆材组成物不同的特性。除此之外，本发明所述的“包含(有)”或“包括”，还可以包括“基本上由......组成”或“由......组成”。
在本发明中，如果没有具体指明，量、比例等是按重量计的。
本发明提供一种农用披覆材组成物，其包含有：
聚酯复合材料，包含0.05wt％至1wt％的平均粒径为10nm至300nm的方钠石纳米颗粒；以及
紫红色母粒，所述紫红色母粒与所述聚酯复合材料的重量比为(1～3)∶100。
聚酯复合材料
聚酯复合材料可以是一包含有方钠石纳米颗粒、多元酸及第一二元醇的混合物，与二元酸以及第二二元醇进行酯化与聚合反应后的产物。前述混合物还可以进一步包含有5wt％以下的水。例如，将包含有方钠石纳米颗粒、多元酸及第一二元醇(或者进一步包含水)的混合物、二元酸以及第二二元醇添加至反应系统中依序进行酯化反应以及聚合反应，或者是使二元酸以及第二二元醇预先进行酯化反应，之后再将包含有方钠石纳米颗粒、多元酸及第一二元醇的混合物加入以进行聚合反应。
前述方钠石纳米颗粒的平均粒径为10nm至300nm，优选为50nm至150nm。聚酯复合材料中的方钠石纳米颗粒的含量为0.05wt％至1wt％，例如0.05％、0.1％、0.12％、0.14％、0.16％、0.18％、0.2％、0.3％、0.5％、0.8％或1.0％，或前述任两个值之间的范围或数值，优选约0.05wt％至0.2wt％。
本发明中，聚酯复合材料中的方钠石纳米颗粒的含量系指在测量的误差范围之内，例如在限定数值的±0.05％之内，或±0.01％之内。
多元酸的具体实例可以包括(但不限于)乙二酸、丙二酸、丁二酸、柠檬酸、酒石酸或苹果酸中的任意一种或者至少两种的混合物。
第一二元醇、第二二元醇的具体实例可以包括(但不限于)乙二醇、1，3-丙二醇或1，4-丁二醇中的任意一种或者至少两种的混合物。
二元酸的具体实例可以包括(但不限于)对苯二甲酸、丁二酸或2，6-萘二甲酸中的任意一种或者至少两种的混合物。
所述聚酯复合材料可以包括(但不限于)聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，PET)复合材料、聚对苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate，PBT)复合材料、聚丁二酸丁二醇酯(polybutylene succinate，PBS)复合材料、聚对苯二甲酸丙二酯(polytrimethylene terephthalate，PTT)复合材料、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)复合材料，或前述聚合物的共聚物。
紫红色母粒
紫红色母粒可以由载体、颜料以及一般常用于制造母粒的增容剂、稳定剂等添加剂所构成。载体例如可为(但不限于)聚对苯二甲酸乙二酯树脂(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的任意一种或者至少两种的混合物；颜料可使用有机颜料或无机颜料，优选为无机颜料。
紫红色母粒与聚酯复合材料的重量比可为约(1～3)∶100，优选为(1.2～2)∶100。以聚酯复合材料为100重量份计，紫红色母粒的含量为约1～3重量份，例如1.0重量份、1.05重量份、1.1重量份、1.15重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、2.0重量份、2.5重量份或3.0重量份，或前述任两个值之间的范围或数值，优选约1.2～2重量份。若紫红色母粒的含量低于1重量份，则会使制成的农用披覆材滤光效果不佳；若紫红色母粒的含量高于3重量份，则会使制造成本增加且制成的农用披覆材的强度不足。
关于本发明的农用披覆材组成物，其在CIE 1976的L*a*b*色空间中满足25≤L*≤45，30≤a*≤55，及-20≤b*≤5的条件。
另外，农用披覆材组成物还可包含有添加剂，用以赋予农用披覆材组成物不同的特性。作为添加剂的具体范例，可以举出热稳定剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、抗水解剂、光稳定剂、抗冲击剂、自由基捕捉剂等。这些添加剂可以单独使用，也可以任何两种或者更多种混合使用。
在本发明中，添加剂的使用具体可以藉由(但不限于)添加抗老化母粒予以达成。前述抗老化母粒中可以包含热稳定剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、抗水解剂、光稳定剂、抗冲击剂、自由基捕捉剂或前述的混合物。
优选地，添加剂和紫红色母粒的总量与聚酯复合材料的重量比为(2～6)∶100。以聚酯复合材料为100重量份计，添加剂与紫红色母粒的总量为约2～6重量份，例如2.0重量份、2.5重量份、3.0重量份、3.5重量份、4.0重量份、4.5重量份、5.0重量份、5.5重量份或6.0重量份，或前述任两个值之间的范围或数值。若添加剂与紫红色母粒的总量高于6重量份，则会因为分散性不佳，影响制成的农用披覆材的强度，也会导致聚酯复合材料被过度稀释，使得制成的农用披覆材的抗紫外线、放射远红外线等性能下降。
本发明的农用披覆材组成物可以透过各种已知的方法来制备，例如透过搅拌、混合聚酯复合材料、紫红色母粒、以及任选的添加剂来制备。
另一方面，本发明还提供一种农用披覆材，所述农用披覆材是由前面所述的农用披覆材组成物所制成。并且，所述农用披覆材优选为薄膜、薄板、编织网、编织布、无纺布或前述的类似物。当所述农用披覆材为薄膜或薄板，且其厚度介于0.1mm至3mm时，UVA波段的透光率低于30％，UVB波段的透光率低于3％，以及UVC波段的透光率低于0.3％。
再一方面，本发明还提供一种农用披覆材的制造方法，包含有下列步骤：
对上述任一种农用披覆材组成物执行加工工艺，以制得农用披覆材；
所述加工工艺可为(但不限于)拉膜、吹膜、押出成型、纺丝织造或无纺布工艺。
根据本发明，可以提供一种农用披覆材组成物、藉由农用披覆材组成物制得的农用披覆材，以及农用披覆材的制造方法，使制得的农用披覆材具有抗紫外线、放射远红外线及滤光等功能，且其耐候性佳，能够长时间维持农用披覆材的抗紫外线、放射远红外线及滤光的功效，能够长时间的提供有助于被披覆(或被包覆)的植物生长的环境，同时保护植物、使植物健壮、并促进植物生长。
下面透过具体的范例与实施例来进一步说明本发明的技术内容。但是，这些范例与实施例只是为了举例说明本发明，而不应当理解为限制本发明。
聚酯复合材料
范例1：含0.1％的方钠石纳米颗粒的聚酯复合材料
将80克的方钠石微米颗粒与420克的蒸馏水均匀混合，获得方钠石微米颗粒溶液。其后，将120克的柠檬酸溶解于380克的蒸馏水中，获得柠檬酸溶液。将方钠石微米颗粒溶液与柠檬酸溶液混合并加热至60℃～70℃进行酸解反应，使方钠石微米颗粒酸解成为纳米颗粒，持续反应20～30分钟后，获得方钠石纳米颗粒溶液。之后，将800克的乙二醇加入方钠石纳米颗粒溶液中充分混合，然后于压力低于300Pa，温度介于50℃至60℃的条件下进行减压蒸馏2～3小时，使前述溶液的含水量低于5wt％，最终获得方钠石纳米颗粒/柠檬酸/水/乙二醇混合溶液，其中方钠石纳米颗粒/柠檬酸/水/乙二醇的重量比为8∶12∶2∶78。前述混合溶液经粒径仪(型号：Zetasizer Nano ZS90，Malvern Panalytical公司)分析，混合溶液中的方钠石纳米颗粒的平均粒径为50nm至150nm。
将14.5克的方钠石纳米颗粒/柠檬酸/水/乙二醇混合溶液、425克的乙二醇以及1公斤的对苯二甲酸同时置入反应器中并均匀混合，以常规聚酯材料的聚合参数进行聚合，将压力增加至2.0至2.5bar并将温度升高至240℃进行酯化反应。待酯化反应结束后，将催化剂醋酸锑(Sb(OAc)3)加入反应器中，使其与酯化反应的产物均匀混合，其后，将温度升高至280℃，真空度控制为2至4pa，在催化剂作用下进行聚合反应，直至搅拌器扭力功率达到设定值则降温增压以停止聚合反应。所得产物进行造粒后，获得约800克的范例1的聚对苯二甲酸乙二酯复合材料聚酯粒(下称PET复合聚酯粒)，其包含有0.1％±0.01％的平均粒径为50nm至150nm的方钠石纳米颗粒。
范例2：含0.2％的方钠石纳米颗粒的聚酯复合材料
首先，以与范例1相同的方法先制备方钠石纳米颗粒/柠檬酸/水/乙二醇混合溶液，其中方钠石纳米颗粒/柠檬酸/水/乙二醇的重量比为8∶12∶2∶78，且混合溶液中的方钠石纳米颗粒的平均粒径为50nm至150nm。
之后，以与范例1大致上相同的方法制备范例2的PET复合聚酯粒，其包含有0.2％±0.01％的平均粒径为50nm至150nm的方钠石纳米颗粒，惟方钠石纳米颗粒/柠檬酸/水/乙二醇混合溶液的用量为29克，乙二醇的用量为413克。
范例3：含1.0％的方钠石纳米颗粒的聚酯复合材料
将80克的方钠石微米颗粒与420克的乙二醇均匀混合，获得方钠石微米颗粒溶液。其后，将120克的柠檬酸溶解于380克的乙二醇中，获得柠檬酸溶液。将方钠石微米颗粒溶液与柠檬酸溶液混合并加热至65℃～85℃进行酸解反应，使方钠石微米颗粒酸解成为纳米颗粒，持续反应1～2小时后，获得方钠石纳米颗粒/柠檬酸/乙二醇混合溶液，其中方钠石纳米颗粒/柠檬酸/乙二醇的重量比为8∶12∶80。前述混合溶液经粒径仪(型号：Zetasizer NanoZS90，Malvern Panalytical公司)分析，混合溶液中的方钠石纳米颗粒的平均粒径为50nm至150nm。
将150克的方钠石纳米颗粒/柠檬酸/乙二醇混合溶液、328克的乙二醇以及1公斤的对苯二甲酸同时置入反应器中并均匀混合，以常规聚酯材料的聚合参数进行聚合，将压力增加至2.0至2.5bar并将温度升高至240℃进行酯化反应。待酯化反应结束后，将催化剂醋酸锑(Sb(OAc)3)加入反应器中，使其与酯化反应的产物均匀混合，其后，将温度升高至280℃，真空度控制为2至4pa，在催化剂作用下进行聚合反应，直至搅拌器扭力功率达到设定值则降温增压以停止聚合反应。所得产物进行造粒后，获得约800克的范例3的PET复合聚酯粒，其包含有1.0％±0.01％的平均粒径为50nm至150nm的方钠石纳米颗粒。
比较范例1：聚对苯二甲酸乙二酯聚酯粒(下称PET聚酯粒，不含方钠石纳米颗粒)
使用中石化公司的型号大有光切片SB500作为比较范例1的PET聚酯粒。
比较范例2：聚对苯二甲酸乙二酯聚酯粒(下称PET聚酯粒，不含方钠石纳米颗粒)
将437克的乙二醇以及1公斤的对苯二甲酸同时置入反应器中并均匀混合，以常规聚酯材料的聚合参数进行聚合，将压力增加至2.0至2.5bar并将温度升高至240℃进行酯化反应。待酯化反应结束后，将催化剂醋酸锑(Sb(OAc)3)加入反应器中，使其与酯化反应的产物均匀混合，其后，将温度升高至280℃，真空度控制为2至4pa，在催化剂作用下进行聚合反应，直至搅拌器扭力功率达到设定值则降温增压以停止聚合反应。所得产物进行造粒后，获得比较范例2的PET聚酯粒。
结晶度实验
利用差式扫描热分析仪(型号：LINSEIS DSC-PT1000慧承国际)，以升温降温速率10℃/min的条件，量测范例2～3的PET复合聚酯粒以及比较范例1的PET聚酯粒，所得热流图如图1所示，所得的熔点(Tm)、结晶峰温度(Tc)、结晶峰半高宽(结晶峰极大值时，一半结晶峰的宽度，D)以及利用下式求得的过冷度(ΔTc)显示于下表1。
过冷度(ΔTc)：ΔTc＝Tm-Tc。
[表1]
T<sub>m</sub> T<sub>c</sub> ΔT<sub>c</sub> D
范例2 257.58 209.50 48.08 5.8
范例3 254.79 211.23 43.56 6.1
比较范例1 256.81 187.08 69.73 19
由上表1可清楚看出，由于范例2～3的PET复合聚酯粒的过冷度均低于比较范例1的PET聚酯粒的过冷度，且范例2～3的PET复合聚酯粒的结晶峰半高宽亦远小于比较范例1的PET聚酯粒的结晶峰半高宽，显见范例2～3的PET复合聚酯粒的结晶能力较强且结晶速率较快，表示其分子间的引力较大，分子呈规则排列，因而聚酯本身具有较高的刚性，并能够提高由其所制得的披覆材的耐候性、耐光性、耐热性以及耐化性。
披覆材(薄膜)强度实验
对范例1、范例2的PET复合聚酯粒以及比较范例2的PET聚酯粒执行拉膜工艺，分别制成尺寸为长90mm×宽60mm×厚0.03mm的实施例1、实施例2以及比较例1的薄膜。
前述拉膜工艺为：将聚酯粒投入拉膜机的投料孔，聚酯粒于拉膜机的螺杆中熔融并均匀混合后，由模头挤出形成片状，之后以热辊牵引进行定型，制得厚度0.3mm的膜片。其后，将膜片放置于双向拉伸机上并将膜片加热至70℃至80℃后，开始进行双向拉伸，制得厚度0.03mm的薄膜，最后再将薄膜裁切成长90mm，宽60mm的尺寸。
按ASTM638的拉伸试验标准，使用万用拉伸机以5mm/min的拉伸速度，评价实施例1、实施例2以及比较例1的薄膜的拉伸强度，所得结果显示于下表2。
[表2]
平行涂布方向拉伸强度(Mpa) 垂直涂布方向拉伸强度(Mpa)
实施例1 71.3 160.1
实施例2 55.0 120.2
比较例1 55.5 130.3
由上表2结果可知，由含有0.1％及0.2％的方钠石纳米颗粒的PET复合聚酯粒制得的实施例1及2的薄膜，相较于由未含有方钠石纳米颗粒的PET聚酯粒制得的比较例1的薄膜，具有显著提升的或相近的拉伸强度。
因此，为了维持足够的拉伸强度，同时具有良好的耐候性、抗紫外线及放射远红外线等功效，后续实验均使用范例2(含有0.2％的方钠石纳米颗粒的PET复合聚酯粒)来进行。
单丝抗老化实验
此实验中使用的原料如下：
范例2的PET复合聚酯粒：特性黏度0.7dL/g
市售高黏聚酯粒：特性黏度0.85dL/g；FG721，中石化公司
紫红色母粒：PET32084A，东莞金彩色母公司
抗老化母粒：K-899BF，江苏巨奇科技公司
实施例3：对范例2的PET复合聚酯粒执行抽单丝工艺，并且在抽单丝的过程中加入2％的紫红色母粒，抽出直径0.16mm的单丝。
实施例4：对范例2的PET复合聚酯粒执行抽单丝工艺，并且在抽单丝的过程中加入2％的紫红色母粒以及3％的抗老化母粒，抽出直径0.16mm的单丝。
比较例3：对市售高粘聚酯粒执行抽单丝工艺，并且在抽单丝的过程中加入2％的紫红色母粒，抽出直径0.16mm的单丝。
比较例4：对市售高粘聚酯粒执行抽单丝工艺，并且在抽单丝的过程中加入2％的紫红色母粒以及3％的抗老化母粒，抽出直径0.16mm的单丝。
前述抽单丝工艺为：将原料混合后投入纺丝机的投料孔，原料于纺丝机的螺杆中熔融并均匀混合后，由喷丝孔挤出形成丝状，之后被导入约60℃的温水槽中定形成丝，再以热辊牵引进行拉伸与定型，制得直径0.16mm的单丝。
将实施例3、4以及比较例3、4的单丝，按ASTM G154-12a的规范，于60℃环境下以UVB-313灯管照射8小时，再于50℃环境下喷水雾(使水雾冷凝于单丝上)4小时，共12小时为一循环，总共测试500小时(模拟在自然环境下曝晒于日光及暴露于湿气下3年的情况)，评价实施例3、4以及比较例3、4的单丝的抗老化性能，评价结果显示于下表3。
[表3]
单丝强度保留率(200小时) 单丝强度保留率(500小时)
实施例3 30％ 已粉化
实施例4 - 38％
比较例3 26％ 已粉化
比较例4 - 33％
由上表3结果可知，未添加抗老化母粒的实施例3与比较例3，实施例3的单丝测试200小时后，其强度保留率明显高于比较例3的单丝。此外，虽然比较例4的单丝添加了抗老化母粒，但与同样添加有抗老化母粒的实施例4的单丝相比，实施例4的单丝测试500小时后，其强度保留率仍然明显高于比较例4的单丝。显见由本发明的农用披覆材组成物制得的单丝(之后可进一步制成编织网)具有较佳的抗老化性(耐候性)。
农用披覆材(编织网)的滤光及远红外线放射率实验
将实施例4的单丝(强度12N，颜色紫红色)利用织造工艺制成紫红色编织网，编织网的规格为19目(每英时20根丝)，每卷宽2.8米，长100米。
利用光谱分析仪(型号：HR-350，台湾海博特)测量纯日光以及分别穿透过单层、双层紫红色编织网后的日光，于波长范围360nm～760nm的光子通量密度的光谱图，光谱图显示于图2。
由图2可明显看出，单层的由本发明的农用披覆材组成物制得的编织网，就能够有效地过滤波长490nm～600nm的绿光以及黄光，双层的编织网则能进一步提高滤光效果。
另外，将本发明的紫红色编织网以远红外线放射率检测器(TSS-5X)量测于恒温25℃的条件下，波长2～22μm的远红外线平均放射率。测试结果为：本发明的紫红色编织网的远红外线放射率为0.91，显见本发明的编织网具有优异的远红外线放射性能。
农用披覆材(无纺布)的远红外线放射率实验
对范例2的PET复合聚酯粒执行无纺布工艺(此例中为熔喷工艺)，以制成约50g/m2的紫红色无纺布。
前述无纺布工艺(熔喷工艺)为：将PET复合聚酯粒及紫红色母粒混合后投入熔喷机的投料孔，前述混合物于熔喷机的螺杆中熔融并均匀混合后，熔体由多个喷丝孔同时喷出细丝，且细丝飞向距离约50cm处的滚轮上，于滚轮上交织成网，获得约50g/m2的紫红色无纺布。
将本发明的紫红色无纺布以远红外线放射率检测器(TSS-5X)量测于恒温25℃的条件下，波长2～22μm的远红外线平均放射率。测试结果为：本发明的紫红色无纺布的远红外线放射率为0.86，显见本发明的无纺布也具有优异的远红外线放射性能。
农用披覆材(膜片)的抗紫外线实验
将范例2的PET复合聚酯粒，以及将范例2的PET复合聚酯粒与2％的紫红色母粒混合后，分别投入拉膜机的投料孔，于拉膜机的螺杆中熔融并均匀混合后，由模头挤出形成片状，之后以热辊牵引进行定型，分别制得厚度0.2mm、1.0mm的复合聚酯膜片以及厚度0.2mm、1.0mm、2.0mm的紫红色膜片。
利用双光束分光光谱仪(Double Beam Spectrophotometer，U-2900，Hitachi)测量复合聚酯膜片、紫红色膜片以及市售滤光膜(AP610，日本APC株式会社)的穿透光谱，各种厚度的紫红色膜片及市售滤光膜的光谱图如图3所示，并且，UVA、UVB及UVC各波段紫外光的透光率数据整理如下表4。
[表4]
Figure BDA0001844977190000131
Figure BDA0001844977190000141
由上表4结果可知，相较于仅含有方钠石纳米颗粒的复合聚酯膜片，本发明的紫红色膜片展现出优异的紫外光遮蔽效果，特别是针对UVA波段的紫外光。相较于市售滤光膜，本发明的紫红色膜片对于各波段的紫外光，更展现出极优异的遮蔽效果。另外，由图3可明显看出，虽然本发明的紫红色膜片与市售滤光膜皆够能有效地过滤波长490nm～600nm的绿光以及黄光；但相较于市售滤光膜，本发明的紫红色膜片更可有效地阻绝紫外光(UVA、UVB、UVC)，尤其几乎可完全阻隔UVB、UVC波段的高能量紫外光，具有极优异的紫外光遮蔽效果，因此能够更有效的保护农作物。
除此之外，依据相关的实验结果显示，当本发明的紫红色膜片厚度介于0.1mm至3mm时，UVA波段的透光率低于30％，UVB波段的透光率低于3％，以及UVC波段的透光率低于0.3％。
农作物成长实验
种植地点与环境：内蒙古；尺寸10m×100的温室内
种植时间：三个月(2018/8～2018/10)
农作物：香瓜
对照组：现有的棚架以及披覆于棚架的聚乙烯薄膜
实验组：现有的棚架、披覆于棚架的聚乙烯薄膜以及披覆于聚乙烯薄膜上的本发明的紫红色编织网
结果：
对照组：植株的叶片数量多，但叶片枯黄且干垂。花及果实的数量较少，且同一批植株的生产批次较少。香瓜的生长期约为75天；收成香瓜的甜度为10度。
实验组：植株的叶片数量相对较少，但叶片鲜绿且直挺。花及果实的数量较多，且同一批植株的生产批次多，相较于对照组，产量提高至少40％～50％。香瓜的生长期约为65天；收成香瓜的甜度为12度。
由前述实验结果可知，相较于对照组，披覆有本发明的披覆材的实验组，植株明显较健壮，且其不仅使香瓜的生长期缩短10天，产量增加40％～50％，亦使生产的香瓜甜度提高。显见本发明的披覆材确实能够保护农作物、使植物健壮，并能够促进农作物的生长且提高品质。
由上述结果可知，本发明提供一种农用披覆材组成物、由农用披覆材组成物制成的农用披覆材、以及农用披覆材的制造方法，藉以使制得的农用披覆材具有优异的抗紫外线、放射远红外线以及滤光等功能，且其耐候性佳，能够长时间维持农用披覆材的抗紫外线、放射远红外线以及滤光的功效，能够长时间的提供有助于被披覆(或被包覆)的植物生长的环境，同时保护植物、使植物健壮、并促进植物生长。

Claims (10)

1.一种农用披覆材组成物，包含有：
聚酯复合材料，包含0.05wt％至1wt％的平均粒径为10nm至300nm的方钠石纳米颗粒；以及
紫红色母粒，该紫红色母粒与该聚酯复合材料的重量比为(1～3)∶100；
其中该农用披覆材组成物在CIE 1976的L*a*b*色空间中满足25≤L*≤45，30≤a*≤55，及-20≤b*≤5。
2.如权利要求1所述的农用披覆材组成物，其中该聚酯复合材料为一包含有平均粒径为10nm至300nm的方钠石纳米颗粒、多元酸与第一二元醇的混合物、二元酸以及第二二元醇的酯化与聚合反应产物；其中，所述多元酸是大于等于2个羧基的羧酸。
3.如权利要求2所述的农用披覆材组成物，其中：
该多元酸选自乙二酸、丙二酸、丁二酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸以及前述的混合物所构成的族群；
该第一二元醇、该第二二元醇分别选自乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇以及前述的混合物所构成的族群；以及
该二元酸选自对苯二甲酸、丁二酸、2，6-萘二甲酸以及前述的混合物所构成的族群。
4.如权利要求1所述的农用披覆材组成物，其中该聚酯复合材料包含0.05wt％至0.2wt％的平均粒径为50至150nm的方钠石纳米颗粒。
5.如权利要求1所述的农用披覆材组成物，其中该紫红色母粒与该聚酯复合材料的重量比为(1.2～2)∶100。
6.如权利要求1所述的农用披覆材组成物，更包含有一添加剂，该添加剂和该紫红色母粒的总量与该聚酯复合材料的重量比为(2～6)∶100。
7.如权利要求6所述的农用披覆材组成物，其中该添加剂为热稳定剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、抗水解剂、光稳定剂、抗冲击剂、自由基捕捉剂或前述的混合物。
8.一种农用披覆材，是由权利要求1～7中任一项所述的农用披覆材组成物所制成，所述农用披覆材为薄膜、薄板、编织网、编织布、无纺布。
9.如权利要求8所述的农用披覆材，其中所述农用披覆材为薄膜或薄板，并且，薄膜或薄板厚度介于0.1mm至3mm时，UVA波段的透光率低于30％，UVB波段的透光率低于3％，以及UVC波段的透光率低于0.3％。
10.一种农用披覆材的制造方法，包含有下列步骤：
对权利要求1～7中任一项所述的农用披覆材组成物执行一加工工艺，以制得农用披覆材；
所述加工工艺为拉膜、吹膜、押出成型、纺丝织造或无纺布工艺。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4942119A (en) * 1988-08-03 1990-07-17 Ozin Geoffrey A Photosensitive, radiation sensitive, thermally sensitive and pressure sensitive silver sodalite materials
IL106759A (en) * 1992-09-09 1998-06-15 Hyplast N V Hoogstraten Belgiu Complex material for radiation insulation
JP5997918B2 (ja) * 2012-03-30 2016-09-28 株式会社Ｎｂｃメッシュテック 紫外線遮蔽材および紫外線遮蔽材の製造方法
CN105273171B (zh) * 2014-07-08 2017-04-12 丰阳产业科技股份有限公司 含方钠石组合物及聚酯复合材料
JP6645243B2 (ja) * 2015-03-19 2020-02-14 Jsr株式会社 硬化性組成物、硬化膜、赤外光透過フィルタ及び固体撮像装置
CN205620569U (zh) * 2016-02-01 2016-10-05 张汉新 一种滤光膜及一种灯具滤光装置

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