TWI666253B - 高反射農用ｐｐ合成紙及其組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種高反射農用PP合成紙及其組成物，高反射農用PP合成紙之組成物包括聚烯烴樹脂、天然石粉以及用於提高反射率的無機粉料，其中無機粉料包含硫化鋅(ZnS)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、二氧化鈦(TiO2)、硫酸鋇(BaSO4)以及硫酸鈣(CaSO4)之中的一種或兩種以上的組合。通過上述組成，能提高農用地膜的反射率、撕裂強度與抗污性。

Description

高反射農用PP合成紙及其組成物
本發明涉及一種農用PP合成紙及其材料，特別是涉及一種高反射農用PP合成紙及其組成物。
一般農用地膜主要用來：1)控制被覆蓋土壤的濕度和溫度，調節土壤微環境；2)減少土壤水分蒸發與侵蝕，防止氧分流失，保持土壤肥力；3)抑制雜草生長、減少病菌和蟲害滋長，降低農藥、殺蟲劑的使用。除常用的黑色PE薄膜外，近年來在設施園藝和封閉式蔬果工廠中，常見使用白/黑或銀/黑之雙色薄膜來增強光反射，提高作物的醣含量與產量。然因薄膜上有一面為黑色，所以會相對降低光反射率。
作為提高反射的有效方法中，一種是增加薄膜的厚度或形成多層結構，以增加有效成分的含量，然其生產過程中存在均勻塑化及有效成分的均勻分散較難的問題，反而達不到理想的高反射效果；另一種是在薄膜中形成發泡微孔，或對薄膜進行特殊表面處理，然其生產過程中步驟較為繁雜。
有鑑於此，本案發明人遂依其多年從事相關領域之研發經驗，針對前述之缺失進行深入探討，並依前述需求積極尋求解決之道，歷經長時間的努力研究與多次測試，終於完成本發明。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種能簡化製造工序與降低成本的高反射農用PP合成紙及其組成物。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是：一種高反射農用PP合成紙之組成物，其包括：(A)100重量份之聚烯烴樹脂；(B)0至50重量份之天然石粉；以及(C)15至80重量份之用於提高反射率的無機粉料，其包含硫化鋅(ZnS)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、二氧化鈦(TiO2)、硫酸鋇(BaSO4)以及硫酸鈣(CaSO4)之中的一種或兩種以上的組合。
在本發明一實施例中，所述聚烯烴樹脂(A)包含聚乙烯樹脂(PE)、聚丙烯樹脂(PP)、聚氧乙烯樹脂(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)以及甲基丙烯酸甲酯共聚物(MMA)之中的一種或兩種以上的組合。
在本發明一實施例中，所述天然石粉(B)包含碳酸钙(CaCO3)、滑石粉(Talc)或其等的組合。
在本發明一實施例中，所述無機粉料(C)之平均粒徑小於0.3μm。
在本發明一實施例中，所述無機粉料(C)由氧化鋅、二氧化鈦與硫酸鋇所組成，且氧化鋅、二氧化鈦與硫酸鋇之重量比例為1：1：1至1：4：4。
在本發明一實施例中，所述高反射農用PP合成紙之組成物還包括(D)0至20重量份之添加劑，其包含潤滑劑、抗靜電劑以及抗氧化劑之中的一種或兩種以上的組合。
在本發明一實施例中，所述高反射農用PP合成紙之組成物還包括(E)0至60重量份之樹脂改質劑。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是：一種高反射農用PP合成紙，其是利用上述的高反射農用PP 合成紙之組成物而形成。
在本發明一實施例中，所述高反射農用PP合成紙的縱向撕裂強度為1900至3850gf/mm，所述高反射農用PP合成紙的橫向撕裂強度為2300至5700gf/mm。
在本發明一實施例中，所述高反射農用PP合成紙的伸長率為450%至650%。
本發明的有益效果在於，本發明技術方案所提供的高反射農用PP合成紙及其組成物，其通過“無機粉料包含硫化鋅(ZnS)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、二氧化鈦(TiO2)、硫酸鋇(BaSO4)以及硫酸鈣(CaSO4)之中的一種或兩種以上的組合”的技術特徵，能以單層結構達到高反射率要求，不需要額外的加工處理，也不需要昂貴的添加劑。
再者，開發高反射PP合成紙，透過各種配方組合，不需二次加工達到高反射率，且具備高強度之物性，此特性作為農用地膜之用途，不僅能提升植物光合作用，亦能有助於產品鋪設作業與耐用度。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所提供的附圖僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
1‧‧‧混合機
2‧‧‧捏練機
3‧‧‧入料機
4‧‧‧押出機
5‧‧‧軋輪機
6‧‧‧壓延機
7‧‧‧引取機
8‧‧‧壓花裝置
9‧‧‧縱向拉伸設備
10‧‧‧橫向拉伸設備
11‧‧‧拉伸回火設備
12‧‧‧冷卻輪
13‧‧‧捲取機
Z‧‧‧高反射農用PP合成紙
圖1為根據本發明的高反射農用地膜的製造系統的架構圖。
圖2為根據本發明的高反射農用地膜的使用示意圖。
圖3顯示根據本發明的高反射農用PP合成紙與市售農用地膜的各段反射率結果。
由於PO(polyolefins)膜作為農用地膜，具有高透明和透光性、 高拉伸強度和撕裂強度、高保溫性、能抗污和抗病蟲害、使用壽命長等特性，然一般PO膜多以多層複合結構或通過額外的加工處理(如表面處理或於於內部形成微孔等)來達到高反射率，不利於工序的簡化與成本的降低。因此，本發明提供一種農用PO膜的新組成，其將特定的無機粉料與天然石粉配伍使用，能形成具有高反射率的單層PO膜，不需要額外的加工處理，也不需要昂貴的添加劑。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“高反射農用PP合成紙之組成物”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
本發明一較佳實施例提供的高反射農用PP合成紙之組成物，其成分主要包括：(A)聚烯烴樹脂、(B)天然石粉以及(C)無機粉料。
本實施例中，成分(A)聚烯烴樹脂作為膜的基體材料，其包含聚乙烯樹脂(PE)、聚丙烯樹脂(PP)、聚氧乙烯樹脂(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)以及甲基丙烯酸甲酯共聚物(MMA)之中的一種或兩種以上的組合。從環保、成型加工性、耐熱性、耐彎折、化學安定性等觀點，成分(A)聚烯烴樹脂較佳選用聚丙烯樹脂。
成分(B)天然石粉用於調整地膜的透光性及顏色，其含量相對於100重量份之成分(A)聚烯烴樹脂可為0至50重量份，且較佳為30至50重量份。成分(B)天然石粉包含碳酸钙(CaCO3)、滑石粉(Talc)或其等的組合，但並不限定於此。
成分(C)無機粉料用於提高反射率，其含量相對於100重量份之成分(A)聚烯烴樹脂可為15至80重量份，且較佳為42至68重量份。成分(C)無機粉料包含硫化鋅(ZnS)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、二氧化鈦(TiO2)、硫酸鋇(BaSO4)以及硫酸鈣(CaSO4)之中的一種或兩種以上的組合，成分(C)無機粉料之平均粒徑小於0.3微米(μm)。值得說明的是，當成分(C)無機粉料同時使用氧化鋅、二氧化鈦與硫酸鋇，且氧化鋅、二氧化鈦與硫酸鋇按1：1：1至1：4：4的重量比例添加時，其中以1：3：2為較佳，只需要單一層地膜便能將絕大部分的可見光與紅外線反射掉。
本組成物可進一步包括成分(D)添加劑以及成分(E)樹脂改質劑，其中成分(D)添加劑的含量相對於100重量份之成分(A)聚烯烴樹脂可為0至20重量份，成分(E)樹脂改質劑的含量相對於100重量份之成分(A)聚烯烴樹脂可為0至60重量份。實務上，成分(D)添加劑可包含潤滑劑、抗靜電劑以及抗氧化劑之中的一種或兩種以上的組合，但並不限定於此。添加潤滑劑有助於改善加工性，例如能增加樹脂材料與輪面之離型力，使得壓延成型的薄膜能順利從輥輪上剝離。添加抗氧化劑有助於延長地膜的使用壽命。添加抗靜電劑有助於防止灰塵吸附，以確保地膜的透光性，添加樹脂改質劑能增加成分(A)聚烯烴樹脂與其他成分之間的相容性(compatibility)。
請參閱圖1，為一種農用地膜製造系統的架構圖。本組成物可通過此系統形成高反射農用PP合成紙，流程如下：首先，配方原料通過混合機1高速混合。接著，所形成的混合料通過捏練機2(或稱捏合機)膠化並均勻分散。此後，所形成的膠化料由入料機3持續供料至押出機4，通過押出機4再次充分膠化並擠壓成條狀。此後，軋輪機5在150~250℃之高溫下將膠化料輾壓混練，以促進更均勻的膠化度。此後，壓延機6將膠化料再次加溫輾壓，使之達到最佳膠化與分散性，並壓延形成設定的厚度，形成初步成品。
此後，成品通過引取機7適當地調整拉伸比(相對於壓延機之輥輪的速度比)。此後，成品視需要可通過壓花裝置8形成所需的紋路表面。此後，成品通過縱向拉伸設備9及橫向拉伸設備10，以達到設定的尺寸，並獲得所需的物性。此後，成品通過拉伸回火設備11進行回火，並視需要進行第二次縱向拉伸及兩次延伸處理，以確保成品的完整性。最後，成品通過冷卻輪12進行定型及冷卻，並由捲取機13收卷成卷再送往後段加工或包裝。
請參閱圖2，由上述系統形成的高反射農用PP合成紙Z，其於使用時可覆蓋於土壤地面上，使得植物於人工鑿穿高反射農用PP合成紙Z的孔洞種植於土壤。依此方式，不僅能降低地溫，並有效抑制覆蓋土壤的雜草生長，還能利用高反射農用PP合成紙Z形成的反射光來增加植物基部的照光強度，以彌補基部直射光的不足，及驅除藏匿植物背光面的害蟲。
請參閱圖3，其顯示根據本發明的高反射農用PP合成紙與市售農用地膜的各段反射率結果。如圖3所示，根據本發明的高反射農用PP合成紙不僅在可見光部分具有高反射率，就對遠紅外線的反射效果也相當優異，均優於市售農用地膜，即便是將厚度減半仍有一定的效果。
[實施例的有益效果]
本發明的有益效果在於，本發明實施例所提供的高反射農用PP合成紙及其組成物，其通過“無機粉料包含硫化鋅(ZnS)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、二氧化鈦(TiO2)、硫酸鋇(BaSO4)以及硫酸鈣(CaSO4)之中的一種或兩種以上的組合”的技術特徵，能以單層結構達到高反射率要求，不需要額外的加工處理，也不需要昂貴的添加劑。
承上所述，地膜可具有至少為450%至650%的伸長率、至少為1900至3850gf/mm的縱向撕裂強度以及至少為2300至5700 gf/mm的橫向撕裂強度，不容易被踩破。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及附圖內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Claims (9)

  1. 一種高反射農用PP合成紙之組成物，其包括：(A)100重量份之聚烯烴樹脂；(B)15至50重量份之天然石粉；以及(C)15至80重量份之用於提高反射率的無機粉料，所述無機粉料是由氧化鋅、二氧化鈦與硫酸鋇所組成，且氧化鋅、二氧化鈦與硫酸鋇之重量比例為1：1：1至1：4：4。
  2. 如請求項1所述的高反射農用PP合成紙之組成物，其中，所述聚烯烴樹脂(A)包含聚乙烯樹脂(PE)、聚丙烯樹脂(PP)、聚氧乙烯樹脂(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)以及甲基丙烯酸甲酯共聚物(MMA)之中的一種或兩種以上的組合。
  3. 如請求項1所述的高反射農用PP合成紙之組成物，其中，所述天然石粉(B)包含碳酸鈣(CaCO3)、滑石粉(Talc)或其等的組合。
  4. 如請求項1所述的高反射農用PP合成紙之組成物，其中，所述無機粉料(C)之平均粒徑小於0.3μm。
  5. 如請求項1所述的高反射農用PP合成紙之組成物，還包括(D)0至20重量份之添加劑，其包含潤滑劑、抗靜電劑以及抗氧化劑之中的一種或兩種以上的組合。
  6. 如請求項1所述的高反射農用PP合成紙之組成物，還包括(E)0至60重量份之樹脂改質劑。
  7. 一種高反射農用PP合成紙，其是利用如請求項1所述的高反射農用PP合成紙之組成物而形成。
  8. 如請求項7所述的高反射農用PP合成紙，其中，所述高反射農用PP合成紙的縱向撕裂強度為1900至3850gf/mm，所述高反射農用PP合成紙的橫向撕裂強度為2300至5700gf/mm。
  9. 如請求項7所述的高反射農用PP合成紙，其中，所述高反射農用PP合成紙的伸長率為450%至650%。
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