CZ36974U1 - Insekticidní prostředek se zlepšenou prodyšností na ochranu dřeva proti škůdcům - Google Patents

Description

Dosavadní stav techniky

K hubení dřevokazného a podkorního hmyzu v lesních porostech je možné využít různé postupy a účinné látky. Nejstarší metodou je využití otrávených lapáků. V 70. letech 20. století se do lapáků začali aplikovat agregační feromony lákající hmyz do lapáků. Účinné je také odkorňovaní napadeného dřeva, před dosažením vývojového stádia dospělce. Obě tyto metody jsou sice účinné, v době kalamit však nedostatečné.

Novější metody využívají insekticidy aplikované ve vodě, kterými se skládky skrápí nebo se dřevo skladuje ve vodě s insekticidy. Tyto metody jsou ekonomicky náročné a představují také významné ekologické riziko související s penetrací insekticidů do půdy nebo s otravami drobných lesních živočichů.

V nedávné době se na trhu objevili insekticidní sítě Storanet, které kontaktně hubí škůdce ve vývojovém stádiu dospělce. Tuto síť je možné využít k ochraně skládek nenapadeného dřeva, k asanaci napadeného dřeva a zároveň jako otrávených lapáků. Toto řešení je popsáno v WO/2010/012671. Popsaná síť je insekticidem impregnována, v podstatě je obalena ze všech stran, což je nevýhodné při manipulaci se sítí pro obsluhu, která je vystavena toxickým účinkům insekticidní látky. Síť hubí i jiný lesní hmyz, který dosedá na povrch sítě. Pro zajištění funkcionality je napuštěna vysokou dávkou insekticidů, výrobní proces produkuje vysoké množství toxických odpadů. Pracovníci, kteří ji aplikují, musí být vyškoleni, vybavení ochrannými pomůckami a celkový čas instalace sítě je proto dlouhý. Nevýhodou je také malá odolnost sítě, často se trhá a nemá stabilní vlastnosti v dlouhodobém horizontu sezóny.

V posledních letech se využívá technologie fúmigace, která využívá přípravek ethandinitril (EDN) k asanaci skládek napadeného dřeva. EDN je fúmigant, tedy těkavý pesticidní přípravek užívaný v plynném stavu k ničení chorob a škůdců. Tato metoda je zatím povolena na výjimku a je z hlediska nákladovosti vhodná zejména na velké skládky dřeva (minimálně 350 m³), další nevýhodou této metody je skutečnost, že ji může provádět pouze specializovaná firma, jelikož jde o těkavou, toxickou látku. Využitelnost této metody je velice omezena na velké skládky a termíny volných kapacit specializovaných firem, které mají příslušná povolení k nakládání s toxickým a nebezpečným odpadem. Zásadním problémem je ale možnost kontaminace půdy a následně i vodních zdrojů v lokalitě.

Další metodou asanace napadeného dřeva je technologie MARCATA, která kombinuje aplikaci insekticidu postřikem na povrchu hráně a překrytí ošetřené skládky netkanou textilií. Tato technologie je chráněna užitným vzorem UV 32 889.

Praktickou nevýhodou této technologie je skutečnost, že takto aplikovaný insekticid ztrácí po 4 až 6 týdnech účinnost a část dospělců vyvinutých z larev po tomto období zůstává pod plachtou a po určité době se jim daří najít únikovou cestu.

Technologie výroby nanovlákenných struktur (vrstev) umožňují výrobu nanovlákenných vrstev v průmyslovém rozsahu. Od začátku 21. století dochází k jejich zavádění do průmyslové výroby v oblasti výroby filtračních médií, funkčních textilních materiálů, separačních membrán.

- 1 CZ 36974 U1

V oblastech technických i zdravotnických aplikacích jsou tyto struktury využity jako nosiče aktivních účinných látek, například antimikrobiálních látek, farmakologicky aktivních látek atd.

Užitný vzor č. 33382 popisuje insekticidní prostředek na ochranu dřeva proti škůdcům. Jde o textilní laminát, který obsahuje alespoň jednu nanovlákennou vrstvu s obsahem insekticidní látky. Aplikace takového materiálu ve venkovním prostředí ukázala, že materiál málo dýchá a dřevo podléhá plísňovým a houbovým nákazám.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody stavu techniky překovává insekticidní prostředek se zlepšenou prodyšností, jehož podstatou je, že je ve formě alespoň jednoho pevného vlákenného nosiče, jenž zahrnuje nanovlákna obsahující polyvinylbutyrát a alespoň jednu insekticidní látku vybranou ze skupiny cypermethrin, zeta-cypermethrin, alfa-cypermethrin, deltamethrin, permethrin nebo jejich směs; přičemž obě strany vlákenného nosiče jsou opatřeny polyolefinovou síťkou.

S výhodou je polyolefinová síťka z obou stran vlákenného nosiče připevněna laminací.

Podle jednoho provedení technického řešení polyolefinová síťka obsahuje polyolefin vybraný ze skupiny obsahující polyethylen, kopolymer polyethylenu, s výhodou kopolymer nízkotavného polyethylenu. Kopolymery nízkotavného polyethylenu jsou známy pod označením CAS 9002-88-4 a CAS 9010-79-1.

Podle dalšího provedení technického řešení má insekticidní prostředek plošnou hmotnost vlákenného nosiče je 0,5 až 1 g/m².

Dále průměry nanovláken ve vlákenném nosiči jsou s výhodou v rozsahu 100 až 750 nm.

Podle dalšího provedení technického řešení je obsah účinné látky (s výhodou zeta cypermetrinu) v g na m² vlákenného nosiče insekticidního prostředku 0,0085 až 0,17 g/m².

Ještě podle dalšího provedení technického řešení je insekticidní prostředek ve formě plachty určené pro zakrytí dřeva.

Nanovlákna obsažená v nanovlákenné vrstvě je možné vyrábět principem elektrostatického zvlákňování z polymerního zvlákňovacího roztoku polyvinylbutyrátu o koncentraci 10 až 11 % hmotn. polyvinylbutyrátu na celkový objem roztoku.

Účinnou látkou je insekticidní látka, která působící kontaktním způsobem na dospělce kůrovce. Jedná se s výhodou o imágocidy. Účinnou látkou může být alespoň jeden insekticid, imágocid, který je vybrán ze skupiny obsahující syntetické nebo přírodní pyrethroidy, s výhodou obsahuje cypermethrin (kyano(3-fenoxyfenyl)methylester kyseliny 3-(2,2-dichlorethenyl)-2,2-dimethyl-cyklopropankarboxylové), zeta-cypermethrin ((1-(3,5-dichlor-2,4-difluorfenyl)-3-(2,6-difluorbenzoyl)močovina), alfa-cypermethrin ((1R)-cis-(alphaS)-cypermethrin), deltamethrin ([(5) -kyan(3-fenoxyfenyl)methyl]-(1 R ,3 R )-3-(2,2-dibromethenyl)-2,2-dimethylcyklopropan-1-karboxylát), permethrin ((3-fenoxyfenyl)methylester kyseliny 2,2-dimethyl-3-(2,2-dichlorovinyl)-cyklopropankarboxylové), nebo jejich směsi. Nejlépe to jsou alfa-cypermethrin, zeta-cypermetrin, cypermetrin.

Účinné látky obsažené v nanovláknech vlákenného nosiče podle technického řešení působí proti škůdcům vybraným ze skupiny obsahující škůdce z rodu: kůrovci, krasci, tesaříci.

- 2 CZ 36974 U1

Účinná látka je do nanovláken, resp. vlákenného nosiče podle technického řešení aplikovaná během jejich přípravy elektospinningem ze zvlákňovacího roztoku, ke kterém je rozpuštěna, proto je obsažena v celém objemu nanovláken. Nebo může být na nanovlákenný nosič aplikována dodatečně impregnací, například sprejováním, smáčením nebo nástřikem. Po impregnaci je účinná látka pouze na povrchu vláken.

Insekticidní prostředek podle technického řešení slouží jako kontaktní vrstva pro kontakt s dospělci škůdce za účelem jejich usmrcení.

Pevný vlákenný nosič podle technického řešení představuje vrstvu nanovláken, jak jsou popsána výše. V případě, že prostředek podle technického řešení obsahuje dva a více vlákenných nosičů, jsou tyto uspořádány na sobě ve vrstvách a účinná látka je obsažena v nanovláknech kterékoliv z vlákenných nosičů. S výhodou je účinná látka obsažena v nanovláknech kontaktního vlákenného nosiče, který představuje vnější, kontaktní stranu prostředku podle technického řešení. Kontaktním vlákenným nosičem se rozumí vlákenný nosič, který se po použití dostane do kontaktu se škůdci. Vlákenný nosič prostředku podle technického řešení má tedy extrémně vysoký měrný povrch. Toho je možné využít jako nosiče účinné látky.

Dlouhodobá stabilita pevného vlákenného nosiče podle technického řešení ve venkovním prostředí je alespoň 6 až 7 měsíců (alespoň po dobu jedné sezony) a významně nižší koncentrace toxické/účinné látky jsou výhodnými parametry technického řešení, kterých jde docílit jen využitím nano technologie.

Výsledný insekticidní prostředek podle technického řešení je s výhodou ve formě plachty určené pro zakrytí dřeva, výhodněji určené k zakrytí čerstvě pořezaného dřeva z důvodu jeho ochrany před napadením kůrovcem nebo k zakrytí napadeného dřeva před výletem dospělců kůrovce za účelem snižování stavu škůdce v lesních porostech. Při kontaktu dospělce s vnějším povrchem vlákenného nosiče prostředku podle technického řešení dojde k jeho usmrcení. Prostředek podle technického řešení zajišťuje vysoce účinné hubení škůdců ve vývojovém stadiu dospělce. Tím přispívá k ochraně zdravého lesního porostu.

Kontaktní vnější strana vlákenného nosiče ale i jeho opačná strana musí být mechanicky zpevněny, aby při manipulaci a aplikaci plachty nedocházelo k jejímu otěru. Proto jsou s výhodou na obě strany vlákenného nosiče připevněny olefinové síťky. Zpevnění je provedeno technologií termobondingu nebo ultrazvukovým pojením.

Všechny vrstvy prostředku podle technického řešení jsou s výhodou vzájemně spojeny pomocí laminace. Prakticky je možné využít například technologii využívající působení tepla (termobonding).

Objasnění výkresů

Na Obr. 1 jsou zobrazena nanovlákna nanovlávenné vrstvy, která byla připravena lince na výrobu nanovlákenných materiálů využívající AC electrospinning podle Příkladu uvedeného níže. Snímek je zvětšen 3000x.

Příklad uskutečnění technického řešení

Je připraven polymerní roztok polyvinylbutyrátu (PVB) a účinné látky cypermethrinu. Polymerní roztok obsahuje 10 hmotn. % PVB, 5 % hmotn. účinné látky cypermethrinu a jako rozpouštědlo je použit technický líh o koncentraci 94 až 98 % hmotn.. Míchání roztoku probíhá v kotlíku, nejprve

- 3 CZ 36974 U1 je do kotlíku načerpán technický líh, následuje přidání PVB a jako poslední je přidán cypermethrin. Míchání roztoku je nastaveno na 150 ot/min a míchání roztoku probíhá 10 až 12 hodin.

K přípravě nanovlákenné vrstvy byla použita linka, která využívá princip elektrostatického zvlákňování střídavým proudem. Elektrostatické zvlákňování střídavým proudem je technika tvorby nanovláken z polymerních roztoků pod dynamickou tažnou silou elektrostatického pole s periodicky měnící se polaritou. Při elektrostatickém zvlákňování střídavým proudem je možné dosáhnout několikanásobně vyšší produktivity.

Při elektrostatickém zvlákňování je použito napětí +30 až 35 kV, rychlost odtahu 6 až 10 m/min, a ventilátory jsou nastaveny na hodnoty 400 až 550 m³, rychlost průtahu substrátu je 10 až 12 m/min. Pro zvlákňování je použita polyethylenová síťka s označením SS28L v šíři 1600 mm. Na polyethylenovou síťku je nanesena nanovlákenná vrstva o plošné hmotnosti 0,5 až 1 g/m². Připravená nanovlákna dosahují průměrů 270 nm a nanovlákenná vrstva obsahuje 0,17 g/m² cypermethrinu, obsah cypermethrinu závisí na plošné hmotnosti nanovláken.

Polyethylenová síťka s nánosem nanovláken je následně překryta na straně nánosu nanovláken další polyethylenovou síťkou. Insekticidní prostředek je tedy tvořen polyethylenovou síťkou/ nanovlákny s insekticidem/ polyethylenovou síťkou, toto uspořádání je následně laminováno. Laminace probíhá za použití horního i dolního ohřevu laminátoru. V první zóně je nastavena teplota 100 °C, ve druhé zóně 105 °C, ve třetí zóně je teplota 110 °C. Teploty jsou stejné pro horní i dolní ohřev. Tlak při průchodu materiálu laminátorem je nastaven na 15 N/qcm a rychlost průchodu materiálu 10 m/min. Laminovaný materiál je následně stříhán a sešíván na plachty o rozměru 12 x 7,5 m.

Claims (7)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Insekticidní prostředek se zlepšenou prodyšností, vyznačující se tím, že je ve formě alespoň jednoho pevného vlákenného nosiče, jenž zahrnuje nanovlákna obsahující polyvinylbutyrát a alespoň jednu insekticidní látku vybranou ze skupiny cypermethrin, zeta-cypermethrin, alfa-cypermethrin, deltamethrin, permethrin nebo jejich směs; přičemž obě strany vlákenného nosiče jsou opatřeny polyolefinovou síťkou.
2. 2. Insekticidní prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že z obou stran vlákenného nosiče je připevněna polyolefinová síťka laminací.
3. 3. Insekticidní prostředek podle nároku 1 nebo nároku 2, vyznačující se tím, že polyolefinová síťka obsahuje polyolefin vybraný ze skupiny obsahující polyethylen, kopolymer polyethylenu, s výhodou kopolymer nízkotavného polyethylenu.
4. 4. Insekticidní prostředek podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že plošná hmotnost vlákenného nosiče je 0,5 až 1 g/m².
5. 5. Insekticidní prostředek podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že průměry nanovláken ve vlákenném nosiči jsou v rozsahu 100 až 750 nm.
6. 6. Insekticidní prostředek podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že obsah účinné látky ve vlákenném nosiči je 0,0085 až 0,17 g/m².
7. 7. Insekticidní prostředek podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že je ve formě plachty určené pro zakrytí dřeva.