高透過率・高乱視率を有する機能性温室用フィルムの開発

雲南省は低緯度の雲南-貴州高原に位置する。その特殊な地理的条件と気候のため、雲南省の花は色鮮やかで、高品質の花を入手しやすい。しかし、強い日差しによって葉が焼けてしまい、生育や品質に影響を及ぼし、商品価値を失ってしまう花や作物もある。特に、赤いバラの栽培・生産では、火傷による花弁の黒化や色の薄さの現象が深刻である。このような現象に鑑み、雲南省では高い光線透過率と非点収差を有する機能性温室用フィルムを開発した。

高透過率、高散乱率、高保温率、超長寿命セルフクリーニングの機能性フィルムは、中国の第5世代機能性農業用フィルムとして使用され、野菜集団内の深刻な光偏在を改善し、野菜施設の生産能力を大幅に向上させる。

1 実験部分 1.1 主原料。
低密度ポリエチレンLDPE：2130、MFR 0.3g/10min、イラン石油化学。
低密度ポリエチレンLDPE：2426H、MFR 2.0g/10min、蘭州石化。
直鎖状低密度ポリエチレン LLDPE: 9047 Permian 1.0g/10min、大慶石油化学有限公司。
メタロセンポリエチレンm-LLDPE：2010 MEJ MFR 1.0g/10min、エクソンモービル社、米国。

光拡散剤（シリコーン）：WD-102、万達化学株式会社
ライトスタビライザーHS-944北京天康助剤有限公司
酸化防止剤B215:北京延聯有限公司

1.2 生産設備と検査機器
ロータリー爪リファイナー造粒機、杭州林安Luyuanファインケミカル株式会社。
二軸押出造粒機 CJWA75-48D 常州市金偉化学設備有限公司
ミキサー、Zhenxin機械。
三層複合ブロー成形温室用フィルム機 M3N-10000, 広東省金明設備有限公司
電子式万能試験機 CMT2202, Meters Industrial Systems (China) Co.
照度計1339、大志電子工業株式会社 光線透過率/ヘイズ試験機WGT-S、上海神光器械有限公司

1.3 非点収差マスターバッチおよび長寿命マスターバッチの調製。
非点収差マスターバッチの調製：ある割合の非点収差剤KS-1500と酸化防止剤B215 LLDPE2426H樹脂を設計式に従って電子秤量し、ミキシングポットで均一に混合し、二軸押出機で加熱、可塑化、押出し、延伸、水冷後、非点収差マスターバッチを得た。長寿命マスターバッチの調製：一定割合の光安定剤HS-944と酸化防止剤B215 LLDPE 2426H樹脂を設計式に従って電子秤量し、回転爪式内部混合機に添加し、加熱、可塑化、混合した後、単軸押出機で押し出し、延伸水冷、造粒して長寿命マスターバッチを得た。

1.4 高い透過率と非点収差機能を持つ温室用フィルムの生産。
まず、LDPE 2130m LLDPE 9047 LLDPE 2010ME、非点収差マスターバッチ、長寿命マスターバッチなどの原料を異なる割合に従って内層、中層、外層に分け、均一に混合し、混合した原料を対応する内層、中層、外層の押出機に加え、ブローフィルムにし、牽引、カッター、巻き取りの後、完成品が得られる。

1.5 パフォーマンステスト
光線透過率とヘイズを光線透過率ヘイズテスターで測定。照度計で光強度を試験する。製品の機械的特性は、電子万能試験機で試験する。

2件の結果。
2.1 機械的特性の試験と分析
表1の最近3年間に生産されたいくつかの乱視温室用フィルムの機械的性質の試験結果から、光拡散剤（有機ケイ素）の添加は温室用フィルムの機械的性質にほとんど影響を与えず、製品の機械的指標は国家標準GB4455- 2006の要求を満たしている：KS-1500は温室用フィルムの機械的性質にほとんど影響せず、製品の機械的指標は国家標準GB4455- 2006の要求を満たしている。

2.2 光透過率とヘイズの検出と分析。

光線透過率とヘイズは、温室用フィルムの光学特性を特徴付ける重要な指標である。光線透過率は、入射光の光束に対する材料の光束の比の百分率で表され、透明または半透明の材料の不明確な度合いである。光の散乱によって材料の内部や表面が曇ったように見えることで、材料を通過する光束に対する散乱光束の割合の百分率で表される[2]。光線透過率が高く、霧の値が高いほど、温室フィルムを通過する光が多くなり、散乱光が多くなり、散乱光が柔らかくなるため、植物にとってより穏やかな微気候環境を作り出すことができ、作物の葉の焦げや火傷が減少するという特徴がある。

表1の最近3年間に生産されたいくつかの乱視温室用フィルムの光線透過率とヘイズの試験結果によると、シリコーン乱視剤を添加して厚さ0.08~0.12mm、非点収差マスターバッチの添加比率を調整し、顧客や作物の異なるニーズに応じて、製品の光線透過率を低下させることなく、高光線透過率、高ヘイズの非点収差温室用フィルムを生産することができ、光線透過率は89% / 92%である。通常の温室用フィルム製品の光線透過率が89% "91%であるのに対して、霧の値は60% "80%であり、霧の値は14% "25%である。

国家標準GB4455-2006「農業用ポリエチレン吹き付け温室フィルム」において、透明ポリエチレン老化防止温室フィルムの光線透過率は85%以上である。当社が生産する高透過率非点収差機能温室用フィルムは国家標準の要求を満たしている。

表2から分かるように、乱視フィルムを通過する太陽光の拡散散乱により、散乱光の散乱は光の吸収と同じであり、光の散乱は物質を通過する光の強度を弱める。通常の温室用フィルムの太陽光線強度は6%～7%低下させることができ、乱視温室用フィルムの太陽光線強度は12%～23%低下させることができ、ヘイズ値が大きいほど散乱光が多くなり、フィルム下の光強度が低下し、光強度が低下する。

2.4 効果 非点収差温室用フィルムと温室内の温度との関係。
図1、図2に非点収差温室用フィルムの圃場適用温度試験を示す。図1、図2に非点収差温室用フィルムの圃場適用温度試験を示す。日中、非点収差温室用フィルムの温度は通常の温室用フィルムの温度より1〜2℃低く、日中の温室内の作物の高温やけどを避けることができる。同時に、非点収差温室用フィルムは、夜間の温室用フィルムと共通の保温性を持っている。

2.5 乱視用温室フィルムの適用。
最近3年間に生産された乱視温室用フィルムの応用によると、乱視温室用フィルムはトマト、キュウリ、ピーマン、ブドウ、シュガーオレンジ、アジサイ、バラなど多くの種類の野菜、果物、花卉に応用されている。トマト、キュウリ、ピーマンなどの野菜では、乱視フィルムは収穫量を増やし、品質を向上させることができる。アジサイやバラの植え付けでは、小屋内の過剰な日光や高温によって花びらや葉が焼けたり、花びらが色あせたりするのを効果的に防ぐことができる。非点収差温室用フィルムの生産には、光安定剤と酸化防止剤が添加されており、耐用年数は2～3年に達する。非点収差温室用フィルムの生産は、社会的、経済的にメリットがある。勿論、実用化においては、現地の気候や作物によって、ヘイズ値の異なる非点収差温室用フィルムを選択する必要がある。

3 結論
主な成果は以下の通りである：1)シリコーン光拡散剤の自作マスターバッチを温室用フィルムに添加し、高光線透過率、高非点収差の機能性温室用フィルムを製造した。

2) 光拡散マスターバッチの添加比率を調整することにより、非点収差（ヘイズ）の異なる機能性温室用フィルムを製造することができる。

3) 光安定剤と酸化防止剤は非点収差温室フィルムの生産に添加され、その耐用年数は2～3年に達する。

4）非点収差温室用フィルムの応用は、温室内の光強度と日中の温度を下げ、温室内の光を均等に分散させ、植物の光面積を増やし、作物の生育に柔らかい光と良好な生育環境を提供し、作物の収穫量を増やし、品質を向上させ、収穫時間を延長し、花植え温室内の過度の日光と高温による花びらや葉のやけどを効果的に減らすことができる。また、花びらの色あせを防ぎます。