CZ333598A3

CZ333598A3 - Plastová fólie nebo povlak odolné proti UV záření pro použití jako ochrana před povětrností a ochranné clony

Info

Publication number: CZ333598A3
Application number: CZ19983335A
Authority: CZ
Inventors: Hans Andersson; Lars Öhrn
Original assignee: Ludvig Svensson International B. V.
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1997-04-17
Publication date: 2000-02-16
Also published as: SE9601499D0; PL329389A1; CN1219185A; SE9601499L; DE888404T1; PL188984B1; EP0888404A1; CN1122073C; AU719162B2; EP0888404B1; JP2000508689A; TR199802090T2; ES2153764A1; DE69703203T2; BR9708711A; ES2153764B1; SE506736C2; CZ294164B6; IL126543A; ES2152665T3

Description

Oblast techniky

Vynález se týká plastové fólie nebo povlaku, které jsou proti UV zářeni a které jsou aplikované na jiném nosném materiálu, přičemž jsou určené zejména pro ochranu proti povětrnostními vlivy, například k použití v souvislosti s pěstováním rostlin, zejména jako clony ve sklenících, jako fólie pro skleníky a jako krycí materiál pro venkovní pěstování, jako markýzy, atd. U těchto fólií se hlavní problém týká jejich užitečné životnosti, protože fólie je vystavena slunečnímu světlu a mnohým chemikáliím, použitým například při pěstování rostlin.

Dosavadní stav techniky

Z dosavadního stavu techniky je pro zvýšení životnosti těchto fólií známo použití stabilizátorů proti působení světla na bázi blokovaných aminů (HALS - blokované aminy jako stabilizátory proti světlu). Tyto látky jsou popsány například v evropském patentu č. EP-A 0 214 507. Tyto látky představují velmi dobré stabilizátory pro tenké fólie s očekávanou dlouhou životností. Často j sou kombinovány s jinými typy stabilizátorů a rovněž s látkami, absorbujícími UV záření, přičemž účelem je ještě větší prodloužení životnosti. Blokované aminy j sou vysoce reaktivní a rychle likvidují produkty degradace, přičemž se jedná o zásadité látky. Tato skutečnost znamená, že mohou reagovat s cizími látkami, které přicházej i do styku s fólií, a zejména s látkami, které jsou kyselé, například • · se sloučeninami na bázi síry, chloru a bromu. V některých sklenících jsou takové chemikálie široce používány pro ochranu rostlin před různými nemocemi a hmyzem. Po reakci těchto blokovaných aminů s těmito chemikáliemi se jejich účinky se ztrácejí a ochrana fólie proti záření UV je již nenastává. Někteří výrobci fólií pro skleníky omezují proto své záruky na životnost fólie v souvislosti s výše uvedenými skutečnostmi podle toho, zda jsou tyto fólie vystaveny působení následuj ící skupiny látek nebo podle toho zda j sou vystaveny působení jednotlivých látek nebo skupiny těchto látek po delší časové intervaly: insekticidy, fungicidy atd., zejména látky obsahující obsahujícími brom, chlor, fluor, jód, síru, ropné produkty a ochrannými přípravky na dřevo, které obsahují měď.

Rovněž jez dosavadního stavu techniky známo, že životnost fólií nebo povlaků, se zkracuje v případech, kdy j sou j sou tyto materiály vystaveny tak zvanému kyselému dešti, což může platit u markýz umístěných v prostředí s vysoký stupněm znečištění vzduchu. Výrobci stabilizátorů HALS nabízejí některé typy stabilizátorů, které mají být vhodné pro taková prostředí, tak zvaně odolné vůči kyselému dešti, ale zkoušky ukázaly, že jejich účinnost se příliš neliší od jiných stabilizátorů HALS.

Z japonského patentu JP-A-5 24 5987 je známa laminovaná fólie, určená pro skleníky a podobné jiné účely. V tomto patentu se uvádí, že má mít vysokou pevnost v tahu a že je průhledná a odolná vůči teplu. Tato fólie je vyrobena z EVA, na něž byl pomocí peroxidu naroubován nenasycený alkoxysilan a následně byl polymer zesítěn. Při roubování nastane otevření řetězce polymeru v místě, kde je naroubována silanová skupina, která se pak zesífuje. 0 odolnosti této • · fólie vůči UV záření nejsou žádné informace, přičemž v našich pokusech (viz dále) je ukázáno, že takový polyolefin s naroubovaným sílaném nemá požadovanou odolnost vůči UV záření.

Struktury clon skleníků mohou být příčinou požárů, které se mohou rychle šířit. Proto v tomto oboru existuje stálá potřeba získat materiál pro výrobu skleníkových clon, který by byl odolný proti ohni a který musí rovněž splňovat všechna další očekávání, jako je například ochrana proti UV záření, dlouhá životnost atd.

Podstata vynálezu

Účelem tohoto vynálezu je získat vhodný materiál pro výrobu plastových fólií nebo povlaků na jiném nosném materiálu, který by byl vhodný pro výrobu skleníkových clon, fólií pro skleníky a jako krycí materiál pro venkovní pěstování mimo skleník. Jak bylo uvedeno výše, může se používat v dalších výrobcích, například v markýzách nebo žaluziích, protože ty mohou rovněž být vystaveny kyselému prostředí. Tento materiál by měl být stabilní vůči UV záření a neměl by být ovlivňován při působení chemikálii, jemuž je normálně vystavován v prostředí skleníku, nebo by měl být ovlivňován jen v malé míře, a v některých případech by měl být rovněž odolný proti ohni.

Podle tohoto vynálezu se toho dosáhlo použitím fólie, nebo povlaku, které plně, nebo částečně obsahují zesítěný kopolymer polyolefinu a sílánu. Tím se míní kopolymer, kde jsou silanové skupiny umístěny v řetězci polyolefinu během procesu polymerizace na rozdíl od roubovaného polymeru, v jehož případě nastává otevření řetězce polyolefinu, například působením peroxidu, načež následuje umístění silanových skupin a zesítění.

Zesítění kopolymeru polyolefinu a sílánu se výhodně provádí působením vody a kondenzačního katalyzátoru pro silanol.

Polyolefin je výhodně vybrán ze skupiny zahrnující polyethyleny, například polyethylen o nízké hustotě, LDPE nebo některý z jeho kopolymerů, například EVA, nebo EBA. Vyšší stabilita vůči UV záření je překvapující, protože tento materiál je vesměs obvyklým polyolefinovým kopolymerem s tím rozdílem, že molekuly jsou vzájemně zesítěny, zatímco jeho vlastnosti, jako je například krystalická struktura, jsou téměř nezměněny. Polyolefin, výhodně ze skupiny zahrnující polyethyleny, může rovněž vedle silanové skupiny obsahovat jeden komonomer nebo více komonomerů. Jako příklad takovýchto komonomerů je možno uvést vinylacetát, butylakrylát, 1-buten a 1-okten.

Ve vícevrstvé fólii má být alespoň jedna vrstva tvořena zesilovaným kopolymerem polyolefinu a silanu podle vynálezu, ale ostatní vrstvy mohou být tvořeny z jiných materiálů, jako je například materiál, absorbující tepelné záření.

Do fólie nebo povlaku se rovněž mohou přidávat aditiva. Jako příklad takovýchto aditiv je možno uvést pigmenty, pomocí kterých je možno dosáhnout propustnost některých vlnových délek slunečního světla, a činidla proti opocování, jako je například stearát glycerolu, ester glycerolu nebo jiné produkty, které zabraňují kondenzaci kapek. Činidla proti opocování se mohou přidávat jen do • · vnější vrstvy. Fólie rovněž může být celulárního typu, kde se fermentační látka, neboli nadouvadlo, organického či anorganického typu, míchá do plastické hmoty při výrobě fólie, takže po zreagování a vývinu nadouvadla se vytvářejí dutinky uzavřené nebo spojené. K jiným příkladům přísad patří mísitelné termoplasty, stabilizační činidla, maziva a činidla na ochranu proti ohni.

Zesítěním kopolymeru polyolefinu a silanu se vytvoří nekonečná trojrozměrná struktura, která materiálu dodává následující výhodné charakteristiky, jako je například:

- vyšší odolnost proti UV záření,

- vyšší chemická odolnost,

- vyšší odolnost vůči teplu,

- paměťové vlastnosti materiálu, které vedou k nižšímu srážení a snižují sklon k tvorbě trvalých skladů,

- vyšší pevnost při přetržení,

- lepší vlastnosti při nízké teplotě,

- a kombinaci výše uvedených vlastností.

Složení polymeru v základním řetězci je tvořeno kopolymerem polyolefinu obsahujícím hydrolyzovatelné silanové skupiny. Tato polymerní kompozice je popsána například ve švédském patentu SE-B-462 752.

Požadovaná ochrana proti ohni se dosahuje přidáním ochranného činidla proti působení ohně do této plastové fólie nebo do pásů vyrobených z této fólie, které může být tvořeno sloučeninami obsahujícími halogeny nebo fosfor. Taková činidla se mohou používat, aniž by se snížila hladina ochrany proti UV záření, což se stává v případě, kdy se použijí tak zvané stabilizátory HALS, aby se docílila uspokojivá životnost. Jinou možnosti je, že je nosný materiál složen z plastové fólie, obsahující halogen nebo fosfor, nebo z pásů takové fólie, která je opatřena vrstvou zesítěného kopolymeru polyolefinu a silanu.

Příklady provedení vynálezu

V následujících příkladech bude blíže popsán předmětný vynález s pomocí konkrétních příkladů provedení, které jsou ovšem pouze ilustrativní a nijak neomezují rozsah tohoto vynálezu.

V níže popsaných experimentech byl použit LDPE zesítěný vinyltrimethoxysilanem. Polymer se chová jako normální polyethylen o nízké hustotě, pokud se týče jeho vlastností při vytlačování. To znamená, že se polymer může vytlačovat na fólii v normálním extrudéru bez speciální přestavby nebo bez přídavných jednotek ve formě speciálních zařízení. Zesítění se docílí po vytlačení v přítomnosti vody a katalyzátoru. Výroba je popsána v příkladu níže.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Postup výroby vyfukované fólie obsahující zesítěný polyethylen.

Jako zesítěný polymer byl podle tohoto příkladu použit sílaném zesítěný LDPE od firmy Borealis, LE 4421 a s přídavkem katalyzátoru ve formě předsměsi označované LE 4436. Výše uvedený LE 4421 je běžně na trhu dostupný kopolymer, kde je v řetězci polymerizován vinyltrimethoxysilan. Podle tohoto příkladu byla použita « · předsměs obsahující 5 % katalyzátoru. Polymer a katalyzátor se smísily odděleně těsně před vytlačováním, i když toto smísení lze provést v běžném míchacím zařízeni, které je obvykle namontováno na extrudéru. Výhodou druhého způsobu je to, že se zkracuje doba styku polymeru s katalyzátorem, čímž se snižuje riziko příliš předčasného zesítění, při kterém se ve fólii vytváří gel.

Polymer a předsměs katalyzátoru se skladovaly tak, aby byly chráněné před působením páry a vlhkosti při teplotě asi 20 °C, aby se snížilo riziko předčasného zesítění.

Materiál pro zhotovení fólie s hustotou 923 kg/m a s indexem toku taveniny MFR2 0,9 gramu/10 minut se zpracovával při nastavení ohřívacích pásem extrudéru na 150 až 170 °C. Rychlost šneku činila 112 otáček/minutu, což poskytlo pracovní sílu 52 Amp, taviči tlak 26,6 MPa a teplotu tavení 178 °C.

K získání fólie s vlastnostmi vhodnými pro účely předmětného vynálezu byl použit poměr vyfukování 1:2. Teplota tavení se udržovala pod 180 °C z toho důvodu, aby se zabránilo problémům s tvorbou gelu. Pro ochranu polymeru před degradováním během vytlačování byl tento polymer stabilizován zpracovávacím stabilizátorem ve formě antioxidantu.

Příklad 2

Podle tohoto příkladu byly provedeny pokusy se zkoušením životnosti různých plastových fólií, které byly vystaveny působení UV záření a sloučenin se sírou.

Prováděné zkoušky měly za cíl co nejlépe reflektovat reálné podmínky ve sklenících. Vzorky byly po jeden den a jednu noc nejprve vystaveny působení síry pomocí tak zvané sirné lampy, načež byly vystaveny simulovaným podmínkám v zařízení Atlas Xenon Veather-ometer Ci35 A. Podmínky ve Veather-ometeru byly tyto: 0,35 V/m při vlnové délce 340 nm, světlo 23 hodin/24 hodin. Nebylo použito sprchování vodou. Podmínky měly obrážet podmínky na Floridě. Vzorky byly z tohoto zařízení Veather-ometer odebírány v pravidelných intervalech a testovaly se na stroji pro testování pevnosti v tahu (rychlost tažení 100 mm/min), přičemž byly tyto vzorky kontrolovány pomocí FT-IR, aby se zjistilo nahromadění karbonylu při 1718 cml.

Zkoušenými fóliemi byly:

gm LDPE + HALS gm zesítěný kopolymer LDPE a sílánu.

Níže jsou uvedeny získané výsledky. Tyto výsledky představují měření pevnosti v tahu.

TABULKA 1

Doba do 50 % relativního protažení

	1	2
A	1400 h	>1500 h
B	470 h	>1500 h

V pokusu A byly vzorky fólie vystaveny pouze simulovaným podmínkám v zařízení Veather-ometer. V pokusu B byly vzorky nejprve vystaveny působení sirné lampy po dobu • ·

hodin a potom působení v Veather-ometeru.

Jak je z pokusů patrné, zesíténá fólie je velmi stabilní vůči UV záření bez ohledu na to, zda byla či nebyla vystavena působení síry. Nezesítěný polymer měl dobrou stabilitu proti UV záření v případě, kdy nebyl vystaven působení síry, ale po vystavení působení síry jeho stabilita proti UV záření exponenciálně klesala. Pokud by bylo žádoucí zvýšit životnost zesítěného polymeru, je samozřejmě možné přidat k němu stabilizátor HALS. Účinek stabilizátoru v kyselém prostředí však může být pochybný.

Příklad 3

Podle tohoto příkladu byl proveden pokus s porovnáním životnosti plastových fólií z HDPE, HDPE s naroubovaným silanem a z ethen/vinylsilanového kopolymeru, které byly vystaveny UV záření.

Fólie byly vystaveny působení v zařízení Atlas Xenon Veather-ometer CÍ35A za těchto podmínek : 0,35 V/m při vlnové délce 340 nm, 23 hodin světla/24 hodin. Při tomto testování nebylo použito sprchování vodou. Během stárnutí vzorků byly plynule prováděny jednoduché mechanické zkoušky tak, že se vzorky vyjmuly a ohýbaly. Pokud se toto testování mohlo provádět, aniž by se vzorek fólie zlomil nebo rozpadl na kousky, stárnutí pokračovalo. Doba do zlomení nebo zkřehnutí vzorku je uvedena v tabulce 2.

Podle tohoto testu byly zkoušeny tyto fólie μιη HDPE gm HDPE + HALS, roubovaný silanem

Α. 50μπι HDPE, roubovaný sílaném

B. 50μπι HDPE, roubovaný sílaném + HALS μπι kopolymer ethylen/vinylsilan

C. 50 pm kopolymer ethylen/vinylsilan + HALS

D. 50 pm 50/50 (kopolymer ethylen/vinylsilan + HDPE)

E. 50 pm 50/50 (kopolymer ethylen/vinylsilan + HDPE) + HALS

Získané vÝsledky jsou uvedeny dále.

TABULKA 2.

Doba do zkřehnutí vzorku

A	B	C	D	E	F	G	H
lOOOh	1450h	1300h	1300h	>5000h	>5000h	>2000h	>2000h

Jak je patrné, byly získány překvapivě dobré výsledky u ethylen/vinylového kopolymeru ve srovnání s polyethylenem, r oub ováným silanem.

Materiál podle vynálezu může být, jak již bylo uvedeno, ve formě fólie, nebo ve formě povlaku na jiném nosném materiálu. Tloušťka je výhodně < 500 pm. Pod pojmem fólie se v tomto textu rozumí souvislé fólie i malé proužky fólie, které se mohou použít jako clony ve sklenících. Fólie může být vícevrstvého typu, kde alespoň jedna vrstva je tvořena zesítěným polyolefinu/silanovým kopolymerem podle vynálezu, zatímco ostatní vrstvy mohou být z jiného materiálu, například z materiálu, který absorbuje tepelné záření. Příkladem takových materiálů jsou polyethylenové kopolymery EVA a EBA.

Tato fólie může být pigmentovaná čímž se dosáhne • · ♦ · • ·

• · · · · • · ···· ··· * · · ·· selektivního odstínění slunečního světla k ovlivnění růstu rostlin. Pod tím se rozumí to, že fólie je propustná jen pro určité vlnové délky slunečního světla. Příkladem takových pigmentů jsou interferenční pigmenty, popsané v mezinárodní zveřejněné patentové přihlášce č. VO 95/05727. Možné je rovněž přidání absorbentů UV záření, zejména typu benzofenonu nebo benztriazolu. Fólie rovněž mohou obsahovat tak zvaná činidla proti opocování, aby se zabránilo kondenzaci kapek. Činidlo proti opocování se může přidat jen do povrchové vrstvy fólie.

Fólie může být tak zvaně celulárního typu, čímž se rozumí plastová fólie, do které se při její výrobě přimísí fermentové činidlo nebo činidlo pro tvorbu bublinek, organického nebo anorganického typu, které při svém rozkladu vytváří dutinky nebo bublinky, uzavřené nebo spojené.

Příkladem použití fólie jsou skládací záclony, nebo žaluzie pro ochranu před povětrnostními vlivy, které jsou tvořeny vzájemně spojenými pásy. Pásy mohou být buď složeny společně nebo vzájemně mezi sebou a/nebo mohou být spojeny soustavou vláken, například propletením nebo tkaním. Jeden příklad takové záclony na ochranu před povětrností je popsán v evropském patentu EP 0 109 951. Pásy zde mají alespoň zčásti obsahovat plastovou fólii, odolnou vůči UV záření podle vynálezu.

Jiným příkladem použití vynálezu jsou skládací vodotěsné ochranné záclony proti povětrnostním vlivům, nebo žaluzie, které obsahují vzájemně spojené pásy, vlákna, nebo kombinaci pásů a vláken, kde má záclona alespoň na jedné straně vodotěsnou vrstvu, úplně nebo částečně tvořenou plastovou fólií, odolnou proti UV záření podle vynálezu.

Alespoň část pásů v klimatické cloně, zácloně nebo žaluzii může propouštět světlo. V pásech může být obsažena přísada činidla proti ohni.

Vynález samozřejmě není omezen na popsané příklady, ale v rámci nároků jsou možné četné modifikace.

Claims

PATENTOVÉ

NÁROKY pvms-^s

1. Plastová fólie nebo povlak na jiném nosném materiálu, odolné proti UV záření, které jsou zejména učeny k ochraně před povětrností, například pro použití při pěstování rostlin, zejména v clonách skleníků, ve fóliích pro skleníky a v krycích materiálech pro venkovní pěstování rostlin, pro žaluzie a podobné, vyznačující se tím, že je plně, nebo částečně tvořena zesítěným polyolefinem obsahujícím silanové skupiny, které byly zavedeny kopolymerizací.
2. Plastová fólie nebo povlak podle nároku 1, vyznačující se tím, že zesítěný polyolefin je tvořen polyethylenem, zejména LDPE a/nebo HDPE, nebo jakýmkoliv z jeho kopolymerů, například EVA nebo EBA,
3. Plastová fólie nebo povlak podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že je vícevrstvého typu, kde alespoň jedna z vrstev sestává ze zesítěného kopolymeru polyolefinu a silanu.
4. Plastová fólie podle nároku 3, vyznačující se tím, že alespoň jedna z dalších vrstev obsahuje materiál absorbující teplo, například EVA, EBA, PET, nebo PA.
5. Plastová fólie nebo povlak podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že kopolymer polyolefinu a silanu byl zesítěn působením vody a silanového kondenzačního katalyzátoru.
6. Plastová fólie nebo povlak podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že plastová fólie, povlak a/nebo nosný materiál, vyrobený ze zesítěného polyolefinu, je opatřen přísadou ochranného činidla proti ohni.
7. Povlak odolný proti UV záření, podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že nosný materiál sestává úplně nebo částečně z polymeru, obsahujícího halogen nebo fosfor, jako je například PVC, PVDC, PCTFE, PVF, PVDF, FEB, PTFE nebo E/TFE.
8. Plastová fólie nebo povlak podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že jsou pigmentovány k vytvoření selektivní stínění slunečního světla.
9. Plastová fólie nebo povlak podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že jako přísadu obsahuje činidlo proti opocování typu glycerolstearátu, glycerolesteru, nebo podobného, aby se zabránilo kondenzaci kapek.
10. Plastová fólie nebo povlak podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že je celulárního typu, to znamená, že že fólie obsahuje uzavřené nebo otevřené dutinky nebo bublinky.
11. Plastová fólie nebo povlak podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že zesítěný polyolefin je smíchán s nezesítěným polyolefinem a/nebo s kopolymerem polyolefinu.
12. Plastová fólie nebo povlak podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že jako přísadu obsahuje stabilizátor proti UV záření, zejména stabilizátor HALS.
13. Plastová fólie, nebo povlak podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že jako přísadu obsahuje látku absorbující UV záření, zejména typu benzofenonu nebo benzotriazolu.
14. Skládací ochranná clona proti povětrnosti nebo žaluzie, druhu tvořeného vzájemně spojenými pásy, vyznačující se tím, že uvedené pásy jsou alespoň částečně tvořeny plastovou fólií odolnou proti UV záření, která je úplně nebo částečně tvořena zesítěným polyolefinem obsahujícím silanové skupiny, které byly zavedeny kopolymerizací.
15. Skládací vodotěsná ochranná záclona proti povětrnosti nebo žaluzie, druhu tvořeného vzájemně spojenými pásy, a/nebo vlákny, vyznačující se tím, že záclona má alespoň na jedné straně vodotěsnou vrstvu, obsahující plně nebo částečně zesítěný polyolefin, obsahující silanovou skupinu, zavedenou kopolymerizací.
16. Ochranná záclona proti povětrnosti podle nároku nebo 15, vyznačující se tím, že alespoň některé pásy jsou propustné pro světlo.
17. Ochranná záclona proti povětrnosti podle nároku 14, 15 nebo 16, vyznačující se tím, že pásy jsou vyrobeny z plastové fólie odolné proti UV záření s přídavkem inhibitoru hoření.
18.

až 17,

Ochranná záclona proti vyznačující se tím, že povětrnosti podle nároků pásy jsou spojeny vlákny.

Zastupuj e :

Dr. Miloš Všetečka