DE10308236A1

DE10308236A1 - Biologisch abbaubarer Folienüberzug zur temporären Bodenabdeckung, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Verfahren zu seiner Ausbringung

Info

Publication number: DE10308236A1
Application number: DE10308236A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Adler; Arnim Wagner
Original assignee: DRACOWO FORSCHUNGS und ENTWICK
Current assignee: DRACOWO FORSCHUNGS und ENTWICK
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2003-10-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen biologisch abbaubaren Folienüberzug zur temporären Bodenabdeckung für landwirtschaftliche Großflächen, den Landschafts-, Gemüse- bzw. Gartenbau, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie ein Verfahren zu seiner Ausbringung. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen wirtschaftlich herstellbaren Folienüberzug, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie ein einfach zu handhabendes Verfahren zu seiner Ausbringung zu entwickeln. DOLLAR A Erfindungsgemäß entsteht die Bodenabdeckung in situ durch Ausbringen von Lösungen und Suspensionen von Polyhydroxypolyethern von Fettsäureglycidestern. Diese Gemische werden unter Anwendung von Druckluft auf der zu behandelnden Fläche ausgebracht. Nach Verdampfen des Suspensions- oder Lösungsmittels verkleben die Bodenpartikel zu einer ultradünnen Schicht (Folie). Die Polyhydroxypolyether werden durch Umsetzung nativer Epoxide von Fettsäureglycidestern unter katalytischer Wirkung von Säuren mit sich selbst gewonnen.

Description

Die Erfindung betrifft einen biologisch abbaubaren Folienüberzug zur temporären Bodenabdeckung für landwirtschaftliche Großflächen, den Landschafts-, Gemüse- bzw. Gartenbau, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie ein Verfahren zu seiner Ausbringung.
Bekannt ist, dass biologisch abbaubare Folien für die Landwirtschaft dadurch herstellbar sind, dass Polypeptide mit ethylenisch ungesättigten Gruppen copolymerisiert werden (DE A1 42 08 435 und DE A1 42 10 334); Folien oder Vliese, die aus pflanzlichen Rohstoffen, wie z. B. Kohlenhydraten oder fermentierten Stärken bzw. Stärkeacetat, bestehen, sind in DE 42 28 016 C1, DE 44 09 465 A1 und DE 198 56 507 A1 genannt. Ferner werden Folien durch Coextrusion von Polyestern oder Polyamiden mit Polyvinylalkohol gebildet DE 196 32 799 A1. Folien, die aus einem Gemisch von Acryl- und Cellulosefasern bestehen, sind in dem DE U1 201 10 737 beschrieben. Zu den biologisch abbaubaren Folien gehören auch jene, die aus Polyestercarbonaten bzw. Polyesteramiden bestehen (DE 199 12 996 A1).
Alle genannten Folien müssen durch an sich bekannte Verfahren der Folienherstellung vorgefertigt und vor Ort auf Maß geschnitten und ausgelegt werden. Wegen des verhältnismäßig hohen Aufwandes bei der Herstellung vor allem der Coextrudate oder Copolymerisate, sind diese Folien entsprechend teuer. Der Aufwand erhöht sich zusätzlich noch dadurch, dass die Folien vor Ort zugeschnitten, ausgebreitet und außerdem gegen Ortsveränderung gesichert werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen wirtschaftlich herstellbaren Folienüberzug, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie ein einfach zu handhabendes Verfahren zu seiner Ausbringung zu entwickeln.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Patentanspruches gelöst. Die Patentansprüche 2 und 3 betreffen ein Verfahren zur Herstellung des Folienüberzuges. Der Patentanspruch 4 betrifft ein neues Verfahren der Ausbringung des Folienüberzuges auf den Boden. Die nachfolgenden Patentansprüche 5 bis 8 betreffen Spezifizierungen des Verfahrens der Ausbringung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Folienaufbringung entsteht die Bodenabdeckung in situ durch Ausbringen von Lösungen oder Suspensionen von Polyhydroxypolyethern von Fettsäureglycidestern. Diese Gemische werden unter Anwendung von Druckluft auf der zu behandelnden Fläche ausgebracht. Nach Verdampfen des Suspensions- oder Lösungsmittels verkleben die Bodenpartikel zu einer ultradünnen Schicht (Folie). Die Schicht ist durch die Verwendung von nativen Fettsäurederivaten biologisch abbaubar. Die Abbauzeit richtet sich nach den Witterungsbedingungen. Feuchtheißes Wetter baut die Schicht relativ leicht in wenigen Tagen ab. Umgekehrt bleibt die Schicht bei kaltem Wetter mehrere Wochen erhalten. Durch Einbringen von feingemahlenem Holzkohlepulver wird die Energieaufnahme erhöht. Man erhält eine Wärmefolie, beispielsweise für den Spargel- oder Frühgemüseanbau. Besondere Bedeutung besitzt die Bodenabdeckung zur Fixierung von Bodenpartikeln hoch sandhaltiger Böden. Diese Böden sind zwar für den Gemüseanbau typisch und vorteilhaft, besitzen jedoch den Nachteil, bei windigem Wetter verweht zu werden, bzw. bei zu trocknem Wetter in der Auflaufphase der Saat zu schnell auszutrocknen. Beide negativen Prozesse werden durch das Aufbringen der Polyhydroxypolyether temporär unterbunden. Die Saat kann durch die temporär versiegelte Bodenfläche auflaufen.
Die verwendeten Polyhydroxypolyether gewinnt man durch säurekatalytische Umsetzung nativer Hydroxy-fettsäureglycid-polyepoxide mit sich selbst bei 85 bis 125°C, wobei sowohl Phosphor-, Schwefel- oder Ameisensäure als Katalysator dienen können. Als Ausgangsverbindungen dienen die Reaktionsprodukte der Epoxidierung nativer Fettsäureglycide, vorzugsweise des Drachenkopföls, wenn man die an sich bekannte Epoxidierung bei ca. 70°C durchführt und unter diesen Reaktionsbedingungen ein Teil der gebildeten Epoxide zu Polyhydroxyden weiter reagiert. Der Polymerisationsgrad kann sowohl durch die Reaktionszeit, die Polymerisationstemperatur als auch durch die Menge der Säurezugabe gesteuert werden.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Versuchsdurchführungen näher erläutert werden.

A Herstellung der Polyhydroxypolyether

1 Mol Drachenkopföl wird mit 7,2 Mol Wasserstoffperoxid und 7,2 Mol Ameisensäure umgesetzt; bei Verwendung von Leinöl setzt man 6 Mol Wasserstoffperoxid mit 6 Mol Ameisensäure pro Mol Leinöl um. Am Ende der zunächst stark exotherm verlaufenden Reaktion trennt man den Hauptanteil des Sauerwassers ab, versetzt die organische Phase mit ca. 10 g Phosphor- oder Schwefelsäure und erwärmt auf 85 bis 125°C solange, bis die Viskosität des Reaktionsgemisches sirupartig ist.

B Herstellung der Lösungen und Suspensionen

Polyhydroxypolyether lösen sich gut in Aceton. Auch in Lösungsgemischen von Aceton und Wasser bis zum Verhältnis 75/25 Gewichtsprozenten lassen sich Suspensionen, die mehrere Stunden stabil sind, herstellen. Tabelle 1 Rezepturen für Ackersuspensionen Masseangaben in g
Für die Herstellung von Wärmefolie mischt man 1 g Holzkohlenpulver in 10 g Polyhydroxypolyether und 0,66 g Pentaerythritphosphat als Härter. Diese Mischung wird mit 5 g Aceton zu einer sprühfähigen Suspension verdünnt.

C Ausbringung der Schichtbildner

Lösungen oder Suspensionen nach B präpariert, werden durch Versprühen mittels Druckluft auf die Acker- oder Gartenfläche ausgebracht. Pro Quadratmeter Bodenfläche sind ca. 20 g Polyhydroxypolyether dabei einzusetzen.

D Test der Schicht

Die nach C erzeugte Schicht zeigt nach mehrstündigem Anblasen mit Luft der Windstärke 3-4 keine Veränderungen. Bei wiederholtem Besprühen mit Wasser werden Niederschlagsmengen von mindestens 1 mm/m².min von der Schicht durchgelassen.

Claims

1. Biologisch abbaubarer Folienüberzug zur temporären Bodenabdeckung zum Schutz eingebrachten Saatgutes, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Polyhydroxypolyether nativer Festtsäureglycide besteht.

2. Verfahren zur Herstellung des Folienüberzuges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er durch Umsetzung von nativen Epoxiden mit sich selbst in Gegenwart von Ameisen-, Phosphor- oder Schwefelsäure bei Temperaturen von 80 bis 120°C entsteht.

3. Verfahren zur Herstellung des Folienüberzuges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Epoxidherstellung Teile des Sauerwassers im Reaktionsgemisch verbleiben und das Gemisch auf obengenannte Temperaturen erwärmt wird.

4. Verfahren zur Aufbringung eines biologisch abbaubaren Folienüberzuges zur temporären Bodenabdeckung zum Schutz eingebrachten Saatgutes, dadurch gekennzeichnet, dass Polyhydroxypolyether nativer Fettsäureglycide in Lösungen oder Suspensionen durch Versprühen auf den Boden aufgebracht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungs- oder Suspensionsmittel Aceton bzw. Gemische von Wasser und Aceton verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungs- oder Suspensionsmittel Aceton und Biodiesel bzw. Biodiesel und Fettsäuremethylester-monoepoxid verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausbringen der Wirkkomponente gemäß Anspruch 1 in die Suspension pulverisierte Holzkohle eingemischt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch, gekennzeichnet, dass die Bodenfixierung durch mehrmaliges Versprühen in einer Vegetationsperiode auf der Ackerfläche erfolgt.