DE1247738B - Kunststoffolie und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

AOIg

Deutsche Kl.: 45 f -13/02

Nummer: 1247 738

Aktenzeichen: P 34036 HI/45 f

Anmeldetag: 13. April 1964

Auslegetag: 17. August 1967

Die Erfindung betrifft eine für das Spektrum der Sonnenstrahlung teildurchlässige, schmiegsame Kunststoffolie zum Abdecken Kulturpflanzen tragender Böden sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Kunstoffolie.

Zum Abdecken von Kulturböden sind schmiegsame Kunstoffolien in verschiedenartiger Ausführung in Gebrauch. Sie können beispielsweise perforiert, transparent, schwarzundurchsichtig, weiß und reflektierend oder aluminisiert sein. Alle diese Folien sind jedoch für die Aufgabe eines Abdeckens von Kulturpflanzen tragenden Böden nicht voll geeignet, da sie in der einen oder anderen Hinsicht noch Wünsche offenlassen.

Schwarze Folien werden im allgemeinen durch eine Beigabe eines Farbzusatzes zu einer transparenten Kunststoffmasse hergestellt, der meist zwischen 2 und 6Vo Ruß liegt. Derartige Folien sind für sichtbares Licht undurchlässig, sie wirken daher auf die Clorophyll-Assimilation ein und verhindern so die Entwicklung unerwünschter Pflanzen oder Unkräuter. Außerdem aber absorbieren diese Folien — und zwar sehr stark — auch die Wärmestrahlung, sie leisten daher in der Vorsaison nichts für die Erwärmung des Bodens und erhitzen sich andererseits während der heißen Stunden der Sommertage so stark, daß sie an Blättern oder Früchten, die mit ihnen in Berührung kommen, Verbrennungen erzeugen können. Außerdem bremsen sie die Abgabe von Infrarotstrahlung aus dem Erdboden während der Nacht an die Pflanzen ganz erheblich und erhöhen somit die Gefahr, daß die Kulturen durch Nachtfröste Schäden erleiden.

Transparente Folien halten das sichtbare Licht nicht zurück, sie wirken daher einer Unkrautentwicklung nicht entgegen; ganz im Gegenteil wird die Entwicklung der Unkräuter durch die Gewächshauswirkung der Folie noch gefördert. Eine solche Verstärkung des Wachstums des Unkrauts ist der Entwicklung der Kulturpflanzen jedoch insofern hinderlich, als die Unkräuter dem Boden Nährstoffe, und zwar vor allem stickstoffhaltige Nährstoffe entziehen, die so den Kulturpflanzen verlorengehen. Transparente Folien sind weiterhin für ultraviolettes Licht gut durchlässig, so daß es am Tage zu einer erheblichen Steigerung der Bodentemperatur kommt und während der Nacht eine ungehinderte Ausstrahlung der in dem Boden gespeicherten Wärme erfolgt. Die Schwankungen in den Bodentemperaturen während des Tages und während der Nacht werden daher bei einem Abdecken der Böden durch transparente Folien sehr groß. Schließlich werden transparente Kunststoffolie und Verfahren zu ihrer Herstellung

Anmelder:

Pechiney-Progil, Societe pour le Developpement et la Vente des Specialites Chimiques, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte, München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Joffre Aimable Lemaire,

Chazay D'Azergues, Rhone (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 30. Juli 1963 (943 158)

Folien unter Einwirkung des ultravioletten Lichtes sehr rasch zerstört, so daß sie sich nur über kurze Zeit verwenden lassen.

Opake und reflektierende Folien führen schließlich zu einer schlechten Ausnutzung der Sonnenenergie, da sie einen großen Teil dieser Energie durch Reflexion dem Kulturboden fernhalten.

Bekannt ist schließlich auch die Verwendung von Kunststoffolien als Ersatz für die Glasdächer eines Gewächshauses, wobei man die Folien in glasklarer oder transparenter Form verwendet und auf einer Seite mit Überzügen von chemischen Substanzen versieht, die ein Beschlagen mit Kondenswasser bzw. das Anhaften von Wassertropfen verhindern. Für das Abdecken von Kulturpflanzen tragenden Böden eignen sich diese Folien jedoch nicht, da sie ihrer Aufgabenstellung entsprechend für das sichtbare Licht im Sonnenspektrum stark durchlässig sein müssen und demzufolge die gleichen Nachteile aufweisen wie die obenerwähnten transparenten Folien.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kunststoffolie anzugeben, die unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Folien dem Wachstum der Kulturpflanzen auf dem durch die Folien abgedeckten Boden in besonderer Weise förderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Gehalt der Kunststoffolien an Ruß in solcher Menge, daß sich die nachstehende, spektrale Verteilung des Absorptionsvermögens ergibt

709 637/52

Wellenlänge in 10-° m	Absorption in %
400	65 bis 100
600	40 bis 100
800	30 bis 100
1000	25 bis 100
1500	15 bis 75
2000	15Ws 60
2500	15 bis 55
3000	10 bis 50

Die erfindungsgemäße Folie dient zum Abdecken des Bodens. Die Kulturpflanzen wachsen durch Öffnungen in der Folie hindurch. Dabei bieten die erfindungsgemäßen Folien den doppelten Vorteil einer Vergleichmäßigung der Temperaturverhältnisse für die Nutzpflanzen während der Tages- und der Nachtzeit und einer Behinderung des Wachstums von Unkraut, das durch die weitgehende Absorption des sichtbaren Lichts neben den Kulturpflanzen hintangehalten wird.

Ein weiterer zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Folie sowie ihrer besonderen Anwendungsart besteht in einer Zurückhaltung bzw. Speicherung der Bodenfeuchtigkeit, die besonders für den Einsatz in warmen Ländern interessant ist. Außerdem wird bei Früchten und Gemüsearten, die am Boden reifen, wie Erdbeeren, Melonen, Gurken u. dgl., die üblicherweise lästige Verschmutzung dieser Früchte durch das Erdreich vermieden und die Fäulnisgefahr verringert.

Vergleicht man die erfindungsgemäßen Folien hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die Kulturpflanzen mit den bisher für das Abdecken von Kulturböden üblichen Folien, so ergeben sich im einzelnen die folgenden Vorteile:

Im Vergleich zu schwarzen Folien wird eine bessere Erwärmung des Bodens erzielt, die Folie selbst erwärmt sich nur wenig und läßt außerdem die nächtliche Wärmestrahlung vom Erdboden zu den Pflanzen ungehindert hindurchdringen.

Im Vergleich zu durchsichtigen Folien gestattet die erfindungsgemäße Folie nur eine sehr schwache Entwicklung von unerwünschtem Unkraut, dessen endgültige Zerstörung dank der relativ großen Absorptionswirkung der verwendeten Pigmentierung bei ihrer Berührung mit der Folie erfolgt. Außerdem gewährleistet die erfindungsgemäße Folie eine größere Ausgeglichenheit der Temperaturen zwischen Tag und Nacht, und schließlich widersteht sie dem ultravioletten Licht wesentlich besser, so daß sie erheblich länger verwendbar bleibt.
Im Vergleich mit reflektierenden oder undurchsichtigen Folien führt die erfindungsgemäße Folie zu einer maximalen Ausnutzung der Sonnenstrahlenenergie für den Kulturboden.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kunststoffolien bringt man in einen Film aus einem schmiegsamen Kunststoff, der zunächst vollkommen transparent ist, einen Farbstoff in der Weise ein, daß der Film nur teildurchlässig für Sonnenstrahlen wird. Als Ausgangsmaterial für die Herstellung der erfindungsgemäßen Kunststoffolien eignen sich insbesondere Polyolefine, wie Polyäthylen oder Polypropylen. Als Farbstoffbeigabe wird Ruß verwendet, dessen Menge je nach der Dicke der herzustellenden Folie zwischen 0,1 und 1,5%, vorzugsweise zwischen 0,2 und 1% bemessen wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden einige Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Folien und für ihren Einsatz beim Abdecken von Kulturböden geschildert, wobei eine beispielhafte Absorptionsverteilung für das Sonnenspektrum in der Zeichnung veranschaulicht ist, die jedoch lediglich zur Erläuterung der Erfindung dienen soll und deren

ίο Umfang in keiner Weise einschränkt. In der Zeichnung sind Absorptionskurven für teildurchlässige, schmiegsame Folien mit einer Dicke von 40 μ dargestellt, deren Durchlässigkeit für das Sonnenlicht durch wechselnde Beigaben von Ruß verändert ist.

Beispielsweise wird in Polyäthylen eine Menge von 0,2⁰Zo Ruß eingearbeitet. Mit dem so pigmentierten Polyäthylen wird eine Kunststoffolie von 40 Mikron Dicke und 1 m Breite hergestellt. Diese Folie hat eine rauchgraue Färbung. Die spektrofotometrische Untersuchung ergibt, daß die Folie wenig durchlässig für die sichtbaren Strahlungen des Sonnenspektrums ist und daß sie die infraroten Sonnenstrahlen in ganz wesentlich größerem Umfang durchläßt als eine vollkommen schwarze Polyäthylenfolie gleicher Dicke.

Die Figur stellt die Absorptionskurve einer derartigen Folie dar: in der Abszisse sind die Wellenlängen der auftreffenden Strahlungen angegeben, in der ¹ Ordinate der jeweilige Absorptionskoeffizient der Folie.

Eine solche Folie wird auf dem Kulturboden eines Beetes ausgebreitet, dann werden in Richtung der Achse dieser Folie in genau gleichen Abständen Löcher hergestellt und durch diese Löcher hindurch junge Melonenpflanzen in den Boden eingepflanzt.

Bei der weiteren Beobachtung der Kultur stellt man fest, daß die Geschwindigkeit der Entwicklung dieser Pflanzen wesentlich besser ist als die von Vergleichspflanzen, die in einen Kulturboden gleicher Art eingesetzt wurden, der aber mit einer Folie aus vollkommen undurchsichtigem schwarzem Polyäthylen bedeckt ist; die Früchte sind wesentlich zahlreicher, erheblich größer, und sie reifen auch früher. Diese Verbesserung in bezug auf frühe Reife bringt einen großen wirtschaftlichen Vorteil, der auch wesentlich größer ist als derjenige, den man bei Verwendung von vollkommen transparenten Folien erzielen kann; in dem letzteren Fall nämlich entwickeln sich die Unkräuter unter den Kunststoffolien sehr gut, so daß sie das Wachstum der Melonen behindern, insbesondere durch Nahrungsentzug in der ersten Vegetationsperiode. Im Gegensatz hierzu können sich auf denjenigen Böden, die mit teildurchlässigen Kunststoffolien abgedeckt sind, die Unkräuter nur sehr unvollkommen entwickeln, und sie ergeben keine Behinderung des Wachstums der Melonen.

Als Beispiel 1 wurde eine Melonenpflanzung unter Verwendung einer rauchgrünen Kunststoffolie auf einem Boden eingerichtet, auf dem Unkräuter vorhanden waren. Es ergaben sich wesentlich günstigere Resultate als bei der gleichen Kultur, bei der eine vollkommen transparente Folie verwendet wurde.

Für Kulturflächen, die in den Ausmaßen von 7 X 2 m abgedeckt waren, ergaben sich die folgenden Gewichte für die geernteten Melonen:

Für die Vergleichskultur ohne Folie 14,2 kg

Für die Kultur mit voll transparenter Folie 20,9 kg Für die Kultur mit rauchgrauer Folie .... 30,7 kg

Die rauchgraue Folie zeigt also eine deutliche Überlegenheit über die vollkommen transparente Folie, und zwar wegen einer stärkeren Behinderung der Unkräuter. Die Überlegenheit gegenüber der vollkommen undurchsichtigen, schwarzen Folie ist ebenfalls sehr deutlich, wie sich aus dem folgenden Versuch ergibt:

Eine Melonenkultur wurde unter identischen Bedingungen hinsichtlich der Düngung des Bodens mit einer schwarzen, undurchsichtigen Abdeckungsfolie, einer vollkommen transparenten Folie und einer rauchgrauen Folie durchgeführt. Der Boden wurde zunächst vom Unkraut befreit, um den Einfluß der Anwesenheit der LTnkräuter auf das Endergebnis zu neutralisieren. Die Ernteergebnisse waren:

Kultur mit rauchgrauer

Folie 91 Früchte = 78,2 kg

Kultur mit schwarzer,

undurchsichtiger Folie .. 77 Früchte = 63,9 kg Kultur mit voll transparenter

Folie 69 Früchte = 54,7 kg

Die frühe Reife ergibt sich aus den folgenden Angaben der Vergleichsgewichte für eine Teil-Ernte der ersten reifen Früchte:

Mit rauchgrauer Abdeckungsfolie 53,5 kg

Mit schwarzer, undurchsichtiger Folie ... 42,5 kg Mit voll transparenter Folie 35,9 kg

Die Wirkung der rauchgrauen Folie übertrifft sehr deutlich die Wirkungen der schwarzen, undurchsichtigen und der voll transparenten Folie sowohl in bezug auf das Gesamtgewicht als auch auf die frühere Reife der zu erntenden Früchte.

So ist bei Böden, welche günstig für die Entwicklung von Unkräutern sind oder auch in sauberen Böden die Verwendung von rauchgrauen Kunststofffolien besonders geeignet für die Kultur von Pflanzen, welche zu gegebenen Zeiten oder ständig günstige Wärmebedingungen im Bereich ihrer Wurzeln brauchen; dies gilt insbesondere für Kulturen von Kürbisgewächsen, Melonen, Auberginen usw. Andere Kulturen, wie Tomaten, grüne Bohnen, Salate, Lauch, Erdbeeren, wurden ebenfalls mit vollem Erfolg unter Verwendung von rauchgrauen Kunststoffolien durchgeführt.

Als Beispiel 2 wurde eine Tomatenkultur auf sauberem Boden unter Verwendung einer rauchgrauen Kunststoffolie mit 40 Mikron Dicke und einem Gehalt von 0,5 % Ruß im Vergleich mit schwarzen, undurchsichtigen und volltransparenten Folien durchgeführt. Jede Kultur erstreckte sich über eine Bodenfläche von 6XIm.

Die erzielten Ernten waren die folgenden:

Mit rauchgrauer Folie 145,4 kg

Mit schwarzer, undurchsichtiger Folie 128,4 kg Mit voll transparenter Folie 125,0 kg

Die frühzeitige Reife ergibt sich aus den folgenden Erntegewichten in der Mitte der Erntezeit:

Mit rauchgrauer Folie 85,6 kg

Mit schwarzer, undurchsichtiger Folie 75,9 kg Mit voll transparenter Folie 67,5 kg

Der durch Verwendung der rauchgrauen Abdeckfolie erzielte Vorteil ist sehr deutlich.

Als Material der Abdeckfolien wird Polyäthylen wegen seines niedrigen Beschaffungspreises bevorzugt, aber auch jedes andere Polyolefin und insbesondere das Polypropylen ist ebensogut geeignet. Ganz allgemein kann jedes Kunststoffmaterial benutzt werden, das eine genügende Weichheit oder Biegsamkeit aufweist und in der Lage ist, eine geringe Füllung

ίο mit Ruß aufzunehmen; es seien noch genannt: PoIyvinylharze, wie Polyvinylchlorid, die Polyamide, Polyester usw.

Die Strahlungsabsorptionskurve derjenigen Folie, die in dem Beispiel 1 erwähnt wurde, ist in der einzigen Figur als Kurve (1) eingezeichnet; die Kurve (2) entspricht einer Folie von 40 Mikron Dicke, die 0,5 °/o Ruß enthält, wie beim Beispiel 2, während die Kurve (3) für eine gleich dicke Folie, aber mit 1 % Rußgehalt, gilt. Zum Vergleich sind mit gestrichelten Linien eine Kurve (4) dargestellt, die für eine voll transparente Folie gilt, und eine Kurve (5), die für eine schwarze, vollkommen undurchsichtige Folie gilt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Für das Spektrum der Sonnenstrahlung teildurchlässige, schmiegsame Kunststoffolie zum Abdecken Kulturpflanzen tragender Böden, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Ruß in solcher Menge, daß sich die nachstehende spektrale Verteilung des Absorptionsvermögens ergibt:

Wellenlänge in 10-° m Absorption in °/o 400 65 bis 100 600 40 bis 100 800 30 bis 100 1000 25 bis 100 1500 15 bis 75 2000 15 bis 60 2500 15 bis 55 3000 10 bis 50

2. Verfahren zur Herstellung der Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in das transparente Kunststoffmaterial einen Farbstoff hineingibt, um die Folie teildurchlässig zu machen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der transparenten Kunststoffolie ein Polyolefin, wie PoIythylen oder Polypropylen, verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in das transparente Kunststoffmaterial — in Abhängigkeit von der Dicke der herzustellenden Folie — von 0,1 bis 1,5%, vorzugsweise 0,2 bis 1% Ruß hineingibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift A 22574III/45 f
(bekanntgemacht am 8. 11.1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 637/52 8. 67 © ßiindesdruckerei Berlin