專利名稱：溫室板的制作方法
技術領域：
概括地說，本發明涉及一種透光板，具體地說，本發明涉及一種 溫室中用作屋頂或墻體的板，所述板具有增強的透光性，同時兼具增 進的耐用性、良好的隔絕性能和較低的維護要求。
背景技術：
某些特定類型農作物的溫室種植實際上是用工業標準來控制的。 這種種植方法的收益率有時只能被很狹窄的利益范圍所局限。因此， 種植者必須充分利用所有的因素，其中之一為陽光照射量。增加溫室 中的光照度特別重要之處在于，每減少1%的光照，相應減少的產量依
次為蔬菜1.2%、待采摘的花0.9%、以及觀賞植物0.6%。因此，增
加溫室的墻體和屋頂板的平均透明度同時減小形成不透明表面的框架 組成部分的尺寸是有利的。
太陽的光線不只是能照亮溫室內部，還能夠使之升溫。對溫室的 墻體和屋頂而言，應該具有好的隔絕性能來控制熱量的損益，以便足 以能夠很經濟地在冬天保溫、在夏天散熱。
另一個重要問題涉及所述屋頂和墻體板對氣候的承受能力。覆蓋 材料的機械性能必須能夠在各種條件下經受氣候的考驗并保持自身。 因此，覆蓋材料和板的設計的結合必須能夠抵御各種情況，如冰雹， 而不至散架或被損壞。屋頂板的設計還應該便于雨水或融雪的排水。 而且，相對于干凈的板而言，容易聚集和滯留灰塵、污坭和其它微粒 的屋頂板的透光度要低的多。
因此，最好能夠提供一種在溫室中用作屋頂和墻體組成部分的板， 所述板具有增強的透光性，同時兼具增進的隔絕性能、良好的耐用性 和較低的維護要求
發明內容
本發明為一種具有增強的透光性能的溫室板，同時兼具好的隔絕 性能、良好的耐用性和較低的維護要求。在一個實施方案中，本發明 為突起的熱塑性多壁板材結構，其中包括(i)熱塑性聚合物，(ii)至少兩 個大致平行的壁部，每個壁部具有第一和第二表面，所述壁部彼此分 開，其中至少一個所述壁部具有波紋形狀、 一個或多個波紋表面或者
是兩者的結合和(iii)所述壁部彼此被凸肋分開，該凸肋在擠出的方向上 以與板材相同的長度伸出。
在進一步的實施方案中，本發明的所述板材結構包括兩個壁部， 第一和第二壁部，每個壁部都具有內表面和外表面，其中， 一個或多 個壁部具有波紋形狀。
在進一步的實施方案中，本發明的所述板材結構包括兩個壁部， 第一和第二壁部，每個壁部都具有內表面和外表面，其中，位于一個 或多個壁部上的一個或多個表面為波紋狀。
在進一步的實施方案中，本發明的所述板材結構具有一個或多個 具有波紋狀結構的壁部，該具有約0.1毫米至約50毫米之間波長的波 紋狀結構由正弦波確定。
在進一歩的實施方案中，本發明的所述板材結構具有一個或多個 具有一個或多個波紋狀表面的壁部，該具有約0.01毫米至約10毫米之 間斜度的波紋狀表面由正弦波確定。
在進一步的實施方案中，本發明的所述板材結構包括選自PC、 PET、 PETG、 PMMA的組合優選為PC的熱塑性塑料。
在另一個實施方案中，本發明的所述板材結構，其中所述熱塑性
聚合物包括下列中的一個或多個紫外線吸收劑、熱穩定劑、著色劑、
染色劑、處理輔助劑、潤滑劑、填充劑或者加強輔助劑。
在另一個實施方案中，本發明所述板材結構還包括由一種或多種 熱塑性或熱固性樹脂構成的層疊的或者共同擠出的層，用來提供磨損/
刮擦抵抗力、化學抵抗力、紫外線(UV)輻射抵抗力、降低光散射、降 低光反射、減少污垢聚集、減少冷凝、抗菌、防止變色、減少霧氣形 成或者防止裂紋。
圖1顯示了沿擠出方向的截面視圖，該擠出方向為根據現有技術 的包括垂直凸肋的雙壁板材結構的擠出方向。
圖2A至圖2F顯示了各種現有技術多壁板材結構的凸肋結構。
圖3和3A顯示了根據本發明的雙壁板材結構的截面，該雙壁板材 結構包括具有波紋形狀的壁部。
圖4顯示了根據本發明的雙壁板材結構的截面的一個可選實施方 案，該雙壁板材結構包括具有波紋形狀的壁部。
圖5顯示了根據本發明的雙壁板材結構的截面的一個可選實施方 案，該雙壁板材結構包括具有波紋形狀的兩個壁部。
圖6和6A顯示了根據本發明的雙壁板材結構的截面的一個可選實 施方案，該雙壁板材結構包括具有波紋狀表面的壁部。
圖7和7A顯示了根據本發明的雙壁板材結構的截面的一個可選實 施方案，該雙壁板材結構包括具有波紋狀表面的多個壁部。
具體實施例方式
當從截面(穿過或者垂直于如圖1所示的擠出平面而截取)中觀察 多壁板材時，板材為水平并在水平面中具有最長的尺寸(長度和寬度)， 同時具有兩個或多個大致平行的水平壁，也就是"層"或"面"IO，并且有 一系列的凸肋20沿長度方向位于所述層之間并將所述層分開。這些凸 肋20有時也可以是指"腹板"或"細長板材"。在如圖2A至2F所示的此 類具有凸肋結構的已知市售結構中，可以看到，將平行表面分開的凸 肋結構是垂直的21、傾斜的22或者是垂直與傾斜相結合的。
如圖2A至2D所示，現有技術的板材通常具有平的水平壁部，顯 示為ll(第一或上壁)和12(第二或下壁)。這些板材結構具有兩個或多個 層，通常具有平滑的表面，并被統稱為"多壁"板材。例如，如圖2E和 2F所示，在有三個水平層(被稱為"三壁"板材)的情況下，具有兩個外壁 (11和12)和一個內壁13。每個外壁具有外表面14和內表面15。對具 有三個或多個壁的多壁板材，內壁的表面被指定為內部上表面16或者 內壁下表面17。例如在圖2E中，第三壁13具有內部上表面16和內部 下表面17。
本發明關鍵的方面是意外地發現通過在至少一個壁上獲得優化
的壁部結構，通過板材的透光度得到了提高。優選的優化壁部結構為(l)
波紋形壁部，如圖3和4所示，(2)具有一個或多個波紋表面的壁部， 如圖6和7所示，或者(3)上述壁部的各種結合。如此處所用到的，波 紋形意味著具有交替的突脊30和凹槽32。優選地，所述波紋所在的擠 出方向有時涉及的是加工方向或者擠出板材的長度方向。本發明的可 替代優選實施方案是這樣一種板材結構，其中兩個外壁都具有波紋形 狀，見圖5。
不局限于任何具體的一種或多種理論，我們相信，板材波紋形壁 部/表面能夠通過減少以小角度照射到板材結構的光的反射來提高透光 度。可選擇地，或者另外地，所述波紋形壁部/表面可以使從部分波紋 形表面反射的光被該波紋表面的另一部分捕獲，光線以更理想的角度 到達該波紋表面，在此，該光線可以穿透板材結構而不是從該板材結 構反射出去。
在其中只有一個壁部具有波紋形狀或只有一個壁部具有波紋表面 的實施方案中，當被用于溫室的屋頂或墻體時，本發明的板材的優選 方向是使得波紋形壁部/表面位于溫室的外部或外側，從而使太陽光線 從溫室的外邊通過波紋形壁部/表面穿過板材進入溫室的內部。
波紋形突脊的頂點或中心被稱作波峰31。波紋形狀的凹槽的底部 中心被稱作波谷(trough)33。每個突脊具有第一表面34和第二表面35， 所述兩表面在波峰31會合。每個凹槽具有第一表面35和第二表面36， 所述兩表面在波谷33會合。凹槽的第一和第二表面為兩個相鄰接突脊 的第一表面。突脊的第一和第二表面為兩個相鄰接凹槽的第一表面。 波峰和波谷為圓形，也就是說波峰和波谷的連接點不是成角度地形成 的，而是由圓弧形成的。波紋頂峰為圓弧形這一要求提高了板材結構 的總體耐用性，特別是提高了韌性。例如，在對凹槽敏感的熱塑性聚 合物的情況下，如聚碳酸酯，尖角(由角限定)作為應力集中點，會顯著 地降低韌性，例如沖擊抗性，特別是開槽聚合物的沖擊抗性。波紋形 的圓形波谷減小了污垢、灰塵和其它微粒聚集的可能，并且污垢、灰 塵和其它微粒被保留在凹槽的底部。從波峰到波谷的距離被稱為突脊 37的高度。有時，從波峰到波谷的距離被稱為凹槽37的深度。兩個相 鄰波峰和/或兩個相鄰波谷之間的距離被稱為波長(pitch)38。
限定突脊波峰的半徑可以與限定相鄰波谷的半徑相同或不同。對 于不同的突脊，所述高度和波長可以相互獨立地跨越本發明的板材寬 度(垂直于擠出的方向)發生變化。例如，跨越板材的每個突脊之間的波 長可以為常數而突脊的高度可能發生變化。突脊的高度可以任意地變 化或者為一種設定好的模式。可選擇地，跨越板材的每個突脊之間的 高度可以為常數而突脊之間的波長可以變化。突脊的波長可以任意地 變化或者為一種設定好的模式。可選擇地，突脊的高度和波長都可以 跨越板材的寬度發生變化，二者任意地變化或者為一種設定好的模式。 優選地，波峰和波谷的半徑相同，跨越板材的突脊的高度為常數并且 跨越板材的突脊之間的波長為常數。當波峰和波谷的半徑相同時，所 述高度和波長都為常數，在跨越板材寬度方向上，波紋的重復模式相 同并且可以用一種周期波描述。 一種優選的波形是正弦波。
在一個實施方案中，所述波紋表面的波形可以由下列方程式定義
z = 0.25-(0.252 -當0^x^0.25
或者
z = 0.25 + (0.252 — (x - 0.5)2,當0.25 S x S 0.5
其中x^波長，"高度。 2
對于一種波紋形或非波紋形的壁部，其厚度由該壁部的第一表面 至該壁部的第二表面的距離限定。波紋形上壁18的厚度50與非波紋 形下壁12的厚度51如圖3所示。具有波紋形表面40的壁的厚度52 被限定為從非波紋表面41至相對波紋表面42上的波峰之間的距離。 具有單個波紋表面40的壁的厚度52如圖6A所示。具有兩個波紋表面 43的壁的厚度53被限定為從壁部45的第一波紋表面上的突脊的波峰 至相對的第二波紋表面46上的突脊的波峰之間的距離。具有兩個波紋 表面43的壁的厚度53如圖7A所示。
在一個實施方案中， 一個或多個具有波紋形狀的壁部如圖3至5 所示。當本發明的一種多壁板材具有一個或多個具有波紋形狀的壁部 時，優選地限定為正弦波，該波紋壁的波長等于或大于大約0.1毫米， 優選為等于或大于大約0.5毫米，更優選為等于或大于大約0.75毫米， 最優選為等于或大于大約1毫米。當本發明的多壁板材具有一個或多
個具有限定為正弦波的波紋形壁部時，該波紋壁部的波長等于或小于 大于50毫米，優選為等于或小于大約30毫米，更優選為等于或小于
大約15毫米，最優選為等于或小于大約5毫米。
在另一個實施方案中， 一個或多個具有一個或多個波紋形狀的壁 部如圖6和7所示。當本發明的多壁板材具有一個或多個具有一個或 多個波紋形狀的壁部時，該波紋表面的波長等于或大于大約0.05毫米， 優選為等于或大于大約0.01毫米，更優選為等于或大于大約0.05毫米， 最優選為等于或大于大約0.1毫米。當本發明的多壁板材具有一個或多 個具有一個或多個波紋表面的壁部時，該波紋表面的波長等于或小于 大約10毫米，優選為等于或小于大約5毫米，更優選為等于或小于大 約2毫米，最優選為等于或小于大約1毫米。
本發明的多壁板材的壁部的壁厚各自等于或大于大約0.1毫米，優 選為等于或大于大約0.3毫米，最優選為等于或大于大約0.5毫米。本 發明的多壁板材的壁部的壁厚各自等于或小于大約IO毫米，優選為等 于或小于大約5毫米，最優選為等于或小于大約1毫米。
本發明的多壁板材的凸肋厚度等于或大于大約0.1毫米，優選為等 于或大于大約0.3毫米，最優選為等于或大于大約0.5毫米。本發明的 多壁板材的凸肋厚度等于或小于大約8毫米，優選為等于或小于大約4 毫米，最優選為等于或小于大約0.8毫米。
本發明的多壁板材的厚度等于或大于大約2毫米，優選為等于或 大于大約6毫米，最優選為等于或大于大約IO毫米。本發明的多壁板 材的厚度等于或小于大約100毫米，優選為等于或小于大約50毫米， 最優選為等于或小于大約16毫米。
本發明的一種優選的擠出熱塑性板材結構包括波紋形壁部和/或表 面，該板材的邊緣可以被組裝進入在溫室行業中使用的標準的、市售 的鋁或塑料框架之中。有一些例如市售的錐形或棱形多壁板材，有時 被稱為Z字形板材，其不能被裝配在標準的鋁或塑料框架中。該Z字 形板材需要特別的、更加昂貴的框架，該框架的安裝更困難、耗時和 昂貴。而且，因為在棱錐的頂點和底部的尖角，該Z字形板材更不耐 用而且容易破裂。積聚在棱錐底部的尖角中的污垢也很難清理。
理想的總的板材厚度、壁(也就是層或表面)的數量和壁或層之間的
空間(例如，垂直凸肋的高度)可以通過提供理想的板材性能來加以確 定。優選地，在厚度大約為40毫米的板材中，可以使用兩個或三個在 空間中分開的層(也就是，雙壁或三壁板材)。如果使用三個層(第一層 或上層、第二層或下層和第三層或中間層)，中間層可以位于與上層和 下層距離相同的位置(居中)或者靠近其中 一個層或另 一個層。
凸肋的數量及其設計依賴于板材的結構要求。凸肋可以為垂直的
21(也就是說，垂直于板材壁部)、傾斜的22(包括交叉的傾斜23)或者為 兩者的結合。當垂直的與傾斜的凸肋都用到時，該傾斜凸肋和壁部的 交點與該垂直凸肋24和壁部的交點可以為同一點24，或者該傾斜凸肋 與壁部交于不同的點25和26。
如本領域技術人員所認同的，這些依賴于剛度、隔熱性、透光性 和氣候抵抗性的結構類型可以在大范圍的塑性樹脂中選擇。優選地， 本發明的多壁板材由一種選自包括下列選項的已知剛性熱塑性樹脂所 制備聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚苯乙烯-丙烯腈共 聚物(SAN)、改良的丁二烯(ABS)、聚(甲基-甲基丙烯酸鹽)(PMMA)、 聚(乙烯基-對苯二酸鹽)(PET)、改良的乙二醇(PETG)和聚氯乙烯(PVC)， 更優選地，板材結構由PC、 PET、 PETG和PMMA板材制備，最優選 地，板材結構由PC板材制備。
根據本發明的結構還可以包含或者具有層疊于其上或者共同擠出 的其它熱塑性或熱固性樹脂的層，用來提供所需的性能，特別是在對 于需要將板材結構表面的其它一些性能進行改性的場合，這些性能例 如磨損/刮擦抵抗力、化學抵抗力、紫外線輻射抵抗力、降低光散射、 降低光反射、減少污垢聚集、減少冷凝、抗菌、防止變色、減少霧氣 形成、防止裂紋，等等。所述熱塑性樹脂可以包含常見類型的添加劑， 這些添加劑根據其已知的用途用于這些類型的樹脂和結構，所述添加 劑包括但不限于穩定劑例如紫外線吸收劑或熱穩定劑、著色劑例如染 料、處理輔助劑例如潤滑劑、填充劑、加強輔助劑、光學增亮劑、熒 光添加劑，等等。所述添加劑可以加入到用來形成這些結構的樹脂中 和/或層疊于這些結構上或者與這些結構共同擠出的任意層中，以實現 它們的已知用途板材。
本發明的多壁板材結構利用成型模具經由已知擠出工藝而制備。
在例如使用波紋開》定徑單元(corrugated calibrator unit)或使用壓輥通過 輥壓板材的方法的擠出過程中，可以在本發明的多壁板材上制造波紋 形表面。在另一個實施方案中， 一種波紋形膜板材層疊于或者共同擠 出于多壁板材的一個或多個壁部的一個或多個表面上。
盡管通過優選形式揭示了本發明，顯而易見的是，本領域技術人 員在不脫離由下列權利要求限定的本發明及其同等的實質與范圍的前 提下，可以進行多種修改、增加和刪除。
權利要求
1、一種擠出的熱塑性多壁板材結構，包括(i)熱塑性聚合物，(ii)至少兩個大致平行的壁部，每個壁部具有第一和第二表面，所述壁部彼此分開，其中至少一個所述壁部具有波紋形狀、一個或多個波紋形表面或者所述為兩者的結合，并且(iii)壁部由凸肋將彼此分開的，所述凸肋在擠出方向上延伸所述板材的長度。
2、 如權利要求1所述的板材，包括兩個壁部第一壁部和第二壁部，每個壁部具有內表面和外表面，其中，所述第一壁部為波紋形。
3、 如權利要求2所述的板材，其中，所述第二壁部具有波紋形狀。
4、 如權利要求1所述的板材，包括兩個壁部第一壁部和第二壁部，每個壁部具有內表面和外表面，其中，所述第一壁部具有波紋形外表面。
5、 如權利要求4所述的板材，其中，所述第一壁部具有波紋形內表面。
6、 如權利要求4所述的板材，其中，所述第二壁部具有波紋形外表面。
7、 如權利要求5所述的板材，其中，所述第二壁部具有波紋形外表面。
8、 如權利要求7所述的板材，其中，所述第二壁部具有波紋形內表面。
9、 如權利要求2所述的板材，其中，一個或多個表面為波紋形。
10、 如權利要求3所述的板材，其中， 一個或多個表面為波紋形。
11、 如權利要求2或3所述的板材，其中，所述波紋由正弦波確 定，所述正弦波的波長介于大約0.1毫米至大約50毫米之間。
12、 如權利要求5、 6、 7或8所述的板材，其中，所述波紋由正 弦波確定，所述正弦波的波長介于大約0.1毫米至大約50毫米之間。
13、 如權利要求9或10所述的板材，其中，所述壁部和所述表面 的波紋由正弦波確定，用于所述壁部的所述正弦波的波長介于大約0.1 毫米與大約50毫米之間，位于所述表面上的所述正弦波的波長介于大 約0.01毫米與大約10毫米之間。
14、 如權利要求1所述的板材，具有介于大約2毫米至大約100 毫米之間的厚度。
15、 如權利要求l所述的板材，包括三個或更多的壁部。
16、 如權利要求1所述的板材，其中，所述熱塑性塑料為PC、 PET、 PETG或PMMA。
17、 如權利要求l所述的板材，其中，所述熱塑性聚合物為PC。
18、 如權利要求1所述的板材，其中，所述熱塑性聚合物包括下列中的一個或多個紫外線吸收劑、熱穩定劑、著色劑、染色劑、處理輔助劑、潤滑劑、填充劑或者加強輔助劑。
19、 如權利要求1所述的板材，還包括由一種或多種熱塑性或熱 固性樹脂構成的層疊的或者共同擠出的層，用來提供磨損/刮擦抵抗力、 化學抵抗力、紫外線(UV)輻射抵抗力、降低光散射、降低光反射、減 少污垢聚集、減少冷凝、抗菌、防止變色、減少霧氣形成或者防止裂紋。
全文摘要
概括地說，本發明揭示的是透光板，具體來說是擠出的多壁熱塑性板材結構，該板材結構具有如用于溫室中的屋頂和墻壁的波紋形壁部和/或表面，所述板材結構兼具增強的透過性和良好的耐用性、良好的隔絕性和較低的維護需求。
文檔編號A01G9/14GK101175399SQ200680016538
公開日2008年5月7日 申請日期2006年4月19日 優先權日2005年5月13日
發明者P·D·哈姆霍斯特 申請人:陶氏環球技術公司