DE19963091A1 - Biodegradable mulch material useful, e.g., as a soil covering, is easy to prepare and includes a cellulose carrier which has been treated with a wax/vegetable oil emulsion - Google Patents

Biodegradable mulch material useful, e.g., as a soil covering, is easy to prepare and includes a cellulose carrier which has been treated with a wax/vegetable oil emulsion

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Harald Boettcher
Eva-Maria Bettermann
Winfried Hommel
Peter Adler
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Abstract

A wax/vegetable oil emulsion, which comprises 5-40% of emulsion base bodies and 95-60% of water, is used to prepare a biodegradable mulch material by coating a cellulose carrier, using conventional paper sizing methods. Preparation of a biodegradable mulch material comprises coating a cellulose carrier with a wax/vegetable oil emulsion, in one step and without the use of solvent, using conditions which are conventional for surface treatment of paper with size or sizing. The emulsion comprises 5-40% of emulsion base bodies and 95-60% of water.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von bioabbaubaren Mulch­ materialien, die vorzugsweise als Flächengebilde in Form von Bahnen, Segmenten, kreisförmigen Abdeckungen oder auch großflächigen Gebilden mit oder ohne Perforation Anwendung finden.The invention relates to a method for producing biodegradable mulch materials, which are preferably in the form of sheets, segments, circular covers or large structures with or without Find perforation.

Mulchfolien und Bodenbedeckungen werden in der Landwirtschaft in großem Umfang angewendet. Die eingesetzten Materialien bestehen jedoch überwiegend aus nicht oder nur schwer bioabbaubaren Materialien wie Kunststoffolien, Pflanzhauben und Pflanzringen aus Polyethylen, Polypropylen, Polyester oder Polyvinylchlorid. Besonders die Flächengebilde zur großflächigen Abdeckung, aber auch in Form von Bahnen, verspröden durch den photooxidativen Angriff von Sauerstoff und UV-Licht und neigen noch innerhalb ihrer normalen Einsatzdauer von einer Vegetationsperiode zum mechanischen Einreißen.Mulch films and ground coverings are used in agriculture on a large scale Scope applied. However, the materials used are predominant from non-biodegradable or difficult-to-biodegradable materials such as plastic films, Planting hoods and planting rings made of polyethylene, polypropylene, polyester or Polyvinyl chloride. Especially the fabrics for covering large areas, however also in the form of webs, embrittled by the photooxidative attack of Oxygen and UV light and still tend to within their normal duration of use a vegetation period for mechanical tearing.

Abgesehen davon, daß solche Folien aufgrund ihrer Verschmutzung ohnehin kaum recycelbar sind und daß das Entfernen der Bahnen vom Feld einen enormen Arbeitsaufwand verursacht, ist die mechanische Zerstörung oftmals bereits weit fortgeschritten. So entstehen kleinere Bruchstücke, die vom Wind in der Umwelt verteilt werden. Der weitere Abbauprozeß ist aber dann wiederum so langsam, daß diese Teile eine über Jahre andauernde Umweltverschmutzung verursachen.Apart from the fact that such films hardly any because of their contamination are recyclable and that removing the webs from the field is enormous Mechanical work is often far away advanced. This creates smaller fragments from the wind in the environment be distributed. The further degradation process is so slow that these parts cause pollution lasting for years.

Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, diesen entscheidenden Nachteil zu beheben und zu Flächengebilden mit gesteuerter Bioabbaubarkeit zu kommen. Grundsätzlich erscheinen Faservliese aus Zellulose in Form von natürlichen Faser­ materialien, im einfachsten Falle sogar Papier mit einer ausreichenden mechanischen Festigkeit, für diese Aufgabe geeignet.There has been no shortage of attempts to address this crucial disadvantage fix and come to fabrics with controlled biodegradability. Basically, nonwovens made of cellulose appear in the form of natural fibers materials, in the simplest case even paper with sufficient mechanical strength, suitable for this task.

Jedoch ist ein solcher Zelluloseträger als Grundmaterial in der Regel nicht aus­ reichend widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit und mikrobielle Angriffe, um eine Vegetationsperiode zu überstehen. Hinzu kommt eine nur geringe Wasserdampf sperrende Wirkung, so daß der Mulcheffekt nicht im notwendigen Maße eintritt. Dennoch sind Zelluloseträgermaterialien im allgemeinen und speziell Papier, insbesondere Recyclingpapier (WO96/13560), auch aus ökonomischer Sicht ein interessantes Ausgangsmaterial, das allerdings entsprechend modifiziert werden muß, um die gestellten Aufgaben zu erfüllen.However, such a cellulose carrier is generally not sufficient as a base material sufficient resistance to moisture and microbial attacks to a To survive the growing season. In addition there is only a small amount of water vapor  blocking effect, so that the mulching effect does not occur to the necessary extent. Still, cellulosic substrates in general, and especially paper, especially recycled paper (WO96 / 13560), also from an economic point of view interesting source material, which will be modified accordingly must to fulfill the tasks.

Dazu ist grundsätzlich bekannt, daß man einerseits eine gewisse Hydrophobierung (Leimung) erreichen muß, die aber andererseits die Bioabbaubarkeit nicht völlig aufheben oder zu stark verzögern darf.In addition, it is generally known that, on the one hand, there is a certain hydrophobization (Sizing), but on the other hand not completely biodegradable cancel or delay too much.

Beispielsweise ist bekannt, daß man diese Hydrophobierung mit Hilfe von Latices oder Fettsäuren vornehmen kann (EP 0323 733), wodurch man allein aber keine ausreichende Lebensdauer erreicht. Insbesondere die Fettsäuren sind gut biologisch verwertbar, und der mikrobielle Abbau geht daher bei alleiniger Verwendung von Fettsäuren sehr schnell vonstatten, so daß zur Vermeidung dieses Nachteils ausschließlich kombinierte Verfahren bekannt sind.For example, it is known that this hydrophobization with the help of latices or can make fatty acids (EP 0323 733), but this alone does not sufficient lifespan achieved. The fatty acids in particular are good organic usable, and the microbial degradation therefore goes away when used alone Fatty acids take place very quickly, so that to avoid this disadvantage only combined methods are known.

Es ist auch bekannt, daß man mittels Melamin-Formaldehydharz-Imprägnierung und anschließendes Coating mit einem Latex (Styrol-Butadien) die entsprechenden Eigenschaften erreichen kann (US 5163247). Dieses Produkt verfügt zwar über eine bessere Stabilität, jedoch kann die biologische Abbaubarkeit nicht in der gewünsch­ ten Weise gesteuert werden, und die Umweltverträglichkeit wird durch die Beschich­ tung nachteilig beeinflußt.It is also known that impregnation with melamine-formaldehyde resin and Subsequent coating with a latex (styrene-butadiene) the corresponding Can achieve properties (US 5163247). This product has one better stability, but the biodegradability may not be as desired controlled, and the environmental impact is through the coating tion adversely affected.

Dieser Nachteil wird behoben, indem ein kombiniertes Verfahren angewendet wird, das eine zweifache Beschichtung eines Zelluloseträgermaterials vorsieht (EP 0323733). Durch Beschichtung mit Chitosan verschiedener Molmasse läßt sich die Bioabbaubarkeit in gewünschter Weise steuern.This disadvantage is remedied by using a combined method which provides for a double coating of a cellulose carrier material (EP 0323733). By coating with chitosan of different molecular weights, the Control biodegradability in the desired way.

Allerdings ist Chitosan allein in der normalen Freilandanwendung nicht ausreichend feuchtigkeitsstabil, so daß auf jeden Fall ein zweiter Imprägnierprozeß mit einem hydrophobierenden Mittel erfolgen muß. Auch in diesem bekannten Verfahren wird die gewünschte Funktionalität (analog zu US 5163247) nur durch die Kombination zweier Beschichtungen erreicht, wodurch die Wirtschaftlichkeit nachteilig beeinflußt wird. Außerdem werden für den Imprägnierschritt große Mengen Lösungsmittel eingesetzt, und infolgedessen sind komplizierte Trocknungstechnologien erforderlich. Hinzu kommt, daß die Verwendung von giftigen Lösungsmitteln wie Methanol nicht die Ansprüche an ein einfaches, umweltfreundliches und wirtschaftliches Verfahren erfüllt.However, chitosan alone is not sufficient in normal outdoor use moisture-stable, so that a second impregnation process with a hydrophobizing agent must be done. Also in this known method  the desired functionality (analogous to US 5163247) only through the combination achieved two coatings, which adversely affects the economy becomes. In addition, large amounts of solvent are used for the impregnation step used, and as a result, complicated drying technologies are required. In addition, the use of toxic solvents such as methanol does not the demands on a simple, environmentally friendly and economical process Fulfills.

Die in der Papierindustrie zur Oberflächenleimung verwendeten Polymer- und Harz­ dispersionen sind aufgrund ihrer wäßrigen Formulierung grundsätzlich geeignet. Damit wird bei Verwendung der technisch üblichen Mengen nur eine geringe Naßfestigkeit erreicht, wie sie für den normalen Anwendungsfall auch ausreicht.The polymer and resin used for surface sizing in the paper industry Because of their aqueous formulation, dispersions are generally suitable. This means that only a small amount is used when using the technically usual quantities Wet strength achieved as it is sufficient for normal use.

Erhöht man die Menge entsprechend den Erfordernissen für die Anwendung als Mulchmaterial, so sinkt die Bioabbaubarkeit des beschichteten Materials, weil die üblicherweise eingesetzten Polyacrylate und Maleinsäureanhydridcopolymeren schwer abbaubar sind. Der Hydrophobierungseffekt ist ebenfalls bei der für die Papierherstellung normalen Aufwandmenge unzureichend.If you increase the amount according to the requirements for the application as Mulch material reduces the biodegradability of the coated material because the Usually used polyacrylates and maleic anhydride copolymers are difficult to degrade. The water repellency effect is also the same for that Paper production normal application rate is insufficient.

Dagegen kann man zwar eine ausreichende Hydrophobierung erreichen, indem man eine wäßrige Wachsdispersion, z. B. aus Polyethylenwachsen, Montanwachsen, Fischer-Tropsch-Wachsen oder den entsprechenden Oxidaten, auf die Papieroberfläche aufträgt. Dieser Effekt ist von den in der Papierindustrie allgemein üblichen Streichmassen gut bekannt.On the other hand, sufficient hydrophobization can be achieved by an aqueous wax dispersion, e.g. B. from polyethylene waxes, montan waxes, Fischer-Tropsch waxes or the corresponding oxidates to which Paper surface. This effect is of a general nature in the paper industry common coating slips well known.

Diese Wachse haben aber aufgrund ihrer chemischen Struktur keine ausreichende Bioabbaubarkeit, und das Eindringvermögen in das Flächengebilde ist gering (Streicheffekt).However, due to their chemical structure, these waxes do not have sufficient Biodegradability, and the penetration into the fabric is low (Streak effect).

Insgesamt haftet also den bekannten technischen Lösungen zur Herstellung von bioabbaubaren Mulchmaterialien oder geeigneten Substituten der Nachteil an, daß sie jeweils nur eine der gewünschten Eigenschaften realisieren können, oder daß zur Erreichung der gewünschten Funktionalität mehrere, mindestens aber zwei Beschichtungsprozesse erforderlich sind, wobei ein Teil der bekannten technischen Lösungen aufgrund der Stoffeigenschaften auch nicht ohne weiteres mit einer ein­ fachen Herstellungstechnologie realisiert werden kann.Overall, the known technical solutions for the production of biodegradable mulch materials or suitable substitutes the disadvantage that they can only implement one of the desired properties, or that for  Achieve the desired functionality several, but at least two Coating processes are required, some of the known technical Solutions due to the properties of the fabric are not easy with one manufacturing technology can be realized.

Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, ein technologisch einfaches, möglichst einstufiges und daher wirtschaftlich günstiges und umweltfreundliches Beschich­ tungsverfahren zur Herstellung von bioabbaubaren Mulchmaterialien zu entwickeln.The invention therefore has the task of being technologically simple, if possible single-stage and therefore economically favorable and environmentally friendly coating development process for the production of biodegradable mulch materials.

Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß die genannten Nachteile einer reinen Wachsdispersion vermieden werden können, wenn
Surprisingly, it has now been shown that the disadvantages mentioned of a pure wax dispersion can be avoided if

  • - eine Wachs/Pflanzenöl-Emulsion mit 5 bis 40% Emulsionsgrundkörper und 95 bis 60% Wasser- a wax / vegetable oil emulsion with 5 to 40% basic emulsion and 95 up to 60% water
  • - auf einem Zelluloseträger- on a cellulose support
  • - in einem Schritt und ohne Lösungsmittel- in one step and without solvent
  • - nach dem bei der Oberflächenleimung von Papier an sich bekannten Bedin­ gungen aufgetragen wird.- According to the Bedin known per se for the surface sizing of paper is applied.

Dabei hat der einzusetzende Emulsionsgrundkörper vorzugsweise folgende Zusammensetzung
The basic emulsion body to be used preferably has the following composition

  • a) 40 bis 70% eines Wachsesters mit C-Atomen im Bereich von C 30 bis 300,a) 40 to 70% of a wax ester with carbon atoms in the range of C 30 to 300,
  • b) 10 bis 20% eines Pflanzenöls,b) 10 to 20% of a vegetable oil,
  • c) 04 bis 08% Mono- und/oder Diacylglyceride,c) 04 to 08% mono- and / or diacylglycerides,
  • d) 06 bis 12% ungesättigte, überwiegend geradkettige Fettsäuren mit 16 bis 32 C-Atomen,d) 06 to 12% unsaturated, predominantly straight-chain fatty acids with 16 to 32 Carbon atoms,
  • e) 10 bis 15% alkalisches Agenz, zum Teil als Verbindungen mit oben genannten Komponenten a) und d).e) 10 to 15% alkaline agent, partly as compounds with the above Components a) and d).

Zusammensetzung und Herstellung sind beispielsweise in EP 0 891 707 A1 beschrieben. Composition and manufacture are described, for example, in EP 0 891 707 A1 described.  

Dabei entsteht ein sehr homogenes Compound, das ohne zusätzliche Emulgatoren gleichmäßig in Wasser dispergiert werden kann. Die Emulsion wird in Konzentra­ tionen von 5 bis 40% Emulsionsgrundkörper je nach Saugfähigkeit, Flächengewicht und Vorleimung des Zelluloseträgermaterials in einem Schritt und ohne Lösungs­ mittel aufgebracht. Die Absolutmenge der aufzubringenden Emulsion wird vom Flächengewicht und vom Vorleimungsgrad bestimmt, wobei dicke und ungeleimte Papiere Auftragsmengen bis zu 20 g Festkörper/m2 erfordern können, während für dünne und leicht vorgeleimte Papiere bereits 2 g Festkörper/m2 eine ausreichende Haltbarkeit bewirken.The result is a very homogeneous compound that can be evenly dispersed in water without additional emulsifiers. The emulsion is applied in concentrations of 5 to 40% of the basic emulsion body depending on the absorbency, basis weight and pre-size of the cellulose carrier material in one step and without solvents. The absolute amount of the emulsion to be applied is determined by the weight per unit area and the degree of pre-sizing, whereby thick and unsized papers may require application amounts of up to 20 g solids / m 2 , while for thin and lightly pre-sized papers already 2 g solids / m 2 result in a sufficient durability.

Als vorteilhaft für die Penetration der Emulsion und die Oberflächeneigenschaften nach der Trocknung haben sich Konzentrationen von 5 bis 20% des Emulsions­ grundkörpers, dispergiert in Wasser, erwiesen. Die besten Ergebnisse werden mit Konzentrationen von 10 bis 15% erreicht.As advantageous for the penetration of the emulsion and the surface properties after drying there are concentrations of 5 to 20% of the emulsion basic body, dispersed in water, proven. The best results are with Concentrations of 10 to 15% reached.

Dabei können als Zelluloseträgermaterialien Recyclingpapiere mit Flächengewichten von 50 bis 200 g/m2, vorzugsweise 60 bis 140 g/m2, eingesetzt werden.Recycled papers with basis weights of 50 to 200 g / m 2 , preferably 60 to 140 g / m 2 , can be used as cellulose carrier materials.

Das Auftragen erfolgt nach den bei der Oberflächenleimung von Papier an sich bekannten Bedingungen. Dabei läuft die Papierbahn auf einer Walze an einem engen Spalt vorbei, der mit einem Flüssigkeitsreservoir verbunden ist. Auf diese Weise wird die aufzutragende Substanz als wäßrige Lösung gleichmäßig auf der Papierbahn verteilt, und anschließend wird in einer Trockenzone das Wasser wieder entfernt. Die aufzutragende Menge kann in einfacher Weise durch die Maschinen­ geschwindigkeit und die Spaltbreite gesteuert werden. Die bereits erläuterten be­ kannten technischen Lösungen zur Herstellung von bioabbaubaren Flächengebilden unter Verwendung von Lösungsmitteln bei der Beschichtung scheiden jedoch für die Anwendung dieser Technologie aus.The application takes place after the surface sizing of paper itself known conditions. The paper web runs on a roller on one narrow gap, which is connected to a liquid reservoir. To this Way, the substance to be applied as an aqueous solution on the Paper web is distributed, and then the water is again in a drying zone away. The amount to be applied can easily be passed through the machines speed and the gap width can be controlled. The be already explained knew technical solutions for the production of biodegradable fabrics using solvents in the coating, however, for the Application of this technology.

Technisch kann mit den in der Oberflächenleimung üblichen Maschinenbedingungen und Trocknungszeiten bzw. -temperaturen gearbeitet werden. Als Zelluloseträger kann sowohl ungeleimtes Rohpapier als auch vorteilhaft ein leicht in der Masse vorgeleimtes Papier eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft einsetzbar sind schwach vorgeleimte Recyclingpapiere mit Cobb-Werten von 40 bis 50 g/m2 und Flächengewichten von 60 bis 140 g/m2.Technically, you can work with the machine conditions and drying times and temperatures that are common in surface sizing. Both unsized raw paper and, advantageously, a paper that has been slightly pre-sized in the mass can be used as the cellulose carrier. Weakly sized recycling papers with Cobb values of 40 to 50 g / m 2 and basis weights of 60 to 140 g / m 2 can be used particularly advantageously.

Die Beschichtung erfolgt vorzugsweise in Mengen von 2,0 bis 20,0 g/m2, sie ist bei 6 bis 9 g/m2 besonders günstig.The coating is preferably carried out in amounts of 2.0 to 20.0 g / m 2 , it is particularly favorable at 6 to 9 g / m 2 .

Durch die spezielle Formulierung penetriert diese Wachs-Pflanzenölemulsion besser in das Zelluloseträgermaterial als reine Wachsdispersionen und hydrophobiert praktisch gleichzeitig die Oberfläche des Mulchmaterials und verstärkt die Masse­ leimung. Sie besitzt durch die enthaltene Pflanzenölkomponente eine deutlich ver­ besserte biologische Abbaubarkeit gegenüber einer reinen Wachsdispersion und hydrophobiert trotzdem ausreichend.Thanks to the special formulation, this wax-vegetable oil emulsion penetrates better into the cellulose carrier material as pure wax dispersions and hydrophobized practically simultaneously the surface of the mulch material and increases the mass sizing. Due to the vegetable oil component it contains, it has a clear ver improved biodegradability compared to a pure wax dispersion and Sufficiently hydrophobic.

Diese Wirkung hält unter Freilandbedingungen je nach aufgebrachter Menge und in Abhängigkeit von der Basispapiersorte 2 bis 6 Monate an, bis der Pflanzenölanteil im Wachsfilm biologisch abgebaut ist. Dabei wirken die in dem Film enthaltenen Pflanzenölpartikel offenbar als Startpunkt für den biologischen Abbau, so daß danach auch der Wachsanteil besser angegriffen und abgebaut wird (siehe Abb. 1, CO2-Bildung im Versuchsansatz zur Kompostierung CO2-Messung). Diese Primärbe­ siedelung läßt den Zelluloseträger anschließend relativ schnell und physikalisch weitgehend vollständig zerfallen.This effect lasts for 2 to 6 months under field conditions, depending on the amount applied and the type of base paper, until the vegetable oil portion in the wax film is biodegraded. The vegetable oil particles contained in the film apparently act as a starting point for biodegradation, so that afterwards the wax content is attacked and broken down better (see Fig. 1, CO 2 formation in the test approach to composting CO 2 measurement). This primary settlement then allows the cellulose carrier to disintegrate relatively quickly and physically largely completely.

Der Zeitpunkt des Zerfalls kann in einfacher Weise dadurch gesteuert werden, daß ein unterschiedlicher Leimungsgrad im Zelluloseträgermaterial (insbesondere Papier) und damit ein unterschiedlicher Hydrophobierungsgrad erzeugt wird. Dies kann allein durch die Auftragsmenge im Oberflächenleimungsverfahren realisiert werden. In gewisser Weise kann die Lebensdauer eines solchen Mulchmaterials auch durch die Auswahl von entsprechend vorgeleimten Papieren beeinflußt werden.The time of decay can be easily controlled by a different degree of sizing in the cellulose carrier material (especially paper) and thus a different degree of hydrophobization is generated. This can be done alone can be realized through the order quantity in the surface sizing process. In in a way, the lifespan of such a mulch material can also be determined by the Selection of appropriately pre-sized papers can be influenced.

Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet rein wäßrige Emulsionen bzw. Disper­ sionen und ist abproduktfrei. Bei der Trocknung entstehen außer Wasserdampf keine gasförmigen Abprodukte. In der Umwelt sind sowohl das Trägermaterial als auch die Beschichtung weitestgehend abbaubar und sind visuell nach einem Jahr im Freiland nicht mehr erkennbar.The process according to the invention uses purely aqueous emulsions or dispersers ion and is free of waste. Apart from water vapor, no drying occurs during drying  gaseous waste. In the environment are both the carrier material and the The coating is largely degradable and is visually visible after one year in the field no longer recognizable.

Die Erfindung soll in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, wobei als Basissubstanz eine Wachs-Pflanzenöl-Emulsion mit 30 Masse­ prozent Polyethylenwachsoxidat und Rapsöl verwendet wurde.The invention will be explained in more detail in the following exemplary embodiments be, with a wax-vegetable oil emulsion with 30 mass percent polyethylene wax oxidate and rapeseed oil was used.

Diese Emulsion ist frei von zusätzlichen Emulgatoren und entspricht in der Zusam­ mensetzung der Emulsion gemäß EP 0 891 707 A1. Die Ausführung ist aber nicht auf diese Emulsion beschränkt, sondern es eignen sich prinzipiell alle Wachsgrund­ körper in Dispersionsform, sofern sie eine biologisch gut abbaubare Ölkomponente enthalten.This emulsion is free of additional emulsifiers and corresponds in total Composition of the emulsion according to EP 0 891 707 A1. The execution is not limited to this emulsion, but basically all wax bases are suitable bodies in dispersion form, provided that they are a readily biodegradable oil component contain.

Als Testmethoden für das Verhalten des Mulchmaterials in der praktischen Anwen­ dung wurden sowohl Freilandtests als auch Kompostierungstests nach DIN 54900-2 durchgeführt, wobei die Kompostierung als Zeitraffermethode nur ein Ergebnis mit orientierendem Charakter darstellt.As test methods for the behavior of the mulch material in practical applications Both field tests and composting tests according to DIN 54900-2 carried out, the composting as a time-lapse method with only one result orientation character.

Beispiel 1example 1

Auf ein schwach vorgeleimtes Recyclingpapier mit einem Flächengewicht von 70 g/m2 werden bei einer Maschinengeschwindigkeit von 75 m/min im Oberflächen­ leimungsverfahren 62 g der oben beschriebenen Wachsemulsion pro m2 aufgetragen und anschließend bei 80 bis 90°C getrocknet, wobei die Wachsemulsion auf unter­ schiedliche Feststoffkonzentrationen verdünnt eingesetzt wurde. Die darauf resultie­ renden beschichteten Papiere wurden auf ihre Hydrophobierung geprüft und die mechanischen Eigenschaften beurteilt. Die Ergebnisse zeigt die Tabelle 1:
62 g of the wax emulsion described above per m 2 are applied to a weakly pre-sized recycling paper with a basis weight of 70 g / m 2 at a machine speed of 75 m / min in the surface sizing process and then dried at 80 to 90 ° C., the wax emulsion being on was used diluted under different solid concentrations. The resulting coated papers were tested for their water repellency and the mechanical properties were assessed. The results are shown in Table 1:

Das ermittelte Maximum der Hydrophobierung bei gleichzeitig guten mechanischen Eigenschaften liegt bei Variante E vor. Jedoch zeigen auch die Varianten C und D gute Ergebnisse.The determined maximum of water repellency with good mechanical properties Properties are available for variant E. However, variants C and D also show good results.

Beispiel 2Example 2

Auf ein ungeleimtes Recyclingpapier mit einem Flächengewicht von 70 g/m2 werden bei einer Maschinengeschwindigkeit von 75 m/min im Oberflächenleimungsverfahren 62 g der oben beschriebenen Wachsemulsion pro m2 aufgetragen und anschließend bei 80 bis 90°C getrocknet, wobei die Wachsemulsion in unterschiedlichen Feststoff­ konzentrationen eingesetzt wurde. Die darauf resultierenden beschichteten Papiere wurden auf ihre Hydrophobierung geprüft und die mechanischen Eigenschaften beurteilt. On an unsized recycled paper with a basis weight of 70 g / m 2 , 62 g of the above-described wax emulsion per m 2 are applied at a machine speed of 75 m / min in the surface sizing process and then dried at 80 to 90 ° C., the wax emulsion in different solids concentrations was used. The resulting coated papers were tested for their hydrophobicity and the mechanical properties were assessed.

Die Ergebnisse zeigt die Tabelle 2 The results are shown in Table 2

Die Tabelle zeigt, daß ohne Vorleimung selbst mit hohen Konzentrationen keine sehr gute Hydrophobierung erreicht wird. Jedoch haben auch diese Mulchmaterialien im Praxiseinsatz eine ausreichende Haltbarkeit (siehe Beispiel 3, Variante 2E und 2F).The table shows that without pre-sizing, even with high concentrations, none very much good water repellency is achieved. However, these mulch materials also have Practical use sufficient durability (see example 3, variant 2E and 2F).

Beispiel 3Example 3

Die beschichteten Recyclingpapiere gemäß Beispiel 1 und Beispiel 2 werden einem Zerfallstest in der Klimakammer auf einem Normalboden (Filderlehm) unterworfen. (Luftfeuchtigkeit 60%, Temperatur 20°C, Bodenfeuchtigkeit praxisüblich). Die Ergebnisse zeigt die Tabelle 3:
The coated recycling papers according to Example 1 and Example 2 are subjected to a disintegration test in the climatic chamber on a normal floor (Filder loam). (Air humidity 60%, temperature 20 ° C, floor moisture usual in practice). The results are shown in Table 3:

Beispiel 4Example 4

Die beschichteten Recyclingpapiere gemäß Beispiel 1 und Beispiel 2 werden einem Kompostierungstest nach DIN 54900-2 unterworfen. Die normale Versuchsdauer beträgt 90 Tage, jedoch sind nach dieser Zeit keine Unterschiede mehr feststellbar.The coated recycling papers according to Example 1 and Example 2 are one Composting test according to DIN 54900-2. The normal duration of the experiment is 90 days, but no differences can be determined after this time.

Die Ergebnisse zeigt Tabelle 4 (Zerfallsgrad = 100%-Restfläche [%]
The results are shown in Table 4 (degree of decay = 100% residual area [%]

Die Beispiele zeigen, daß mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren durchaus Mulchmaterial mit der gewünschten Haltbarkeit hergestellt werden kann. Die Varianten 1 und 2 (unbehandelt) stellen Vergleichsbeispiele dar. Dabei ist aller­ dings zu beachten, daß die für den Freilandeinsatz meist erforderliche Mindesthalt­ barkeit von 3 Monaten besser durch die Verwendung eines schwach vorgekeimten Trägermaterials (Recyclingpapier) erreicht werden kann, indem man mit mindestens 10%iger Emulsion, besser mit 15%iger Emulsion beschichtet. Höhere Konzentra­ tionen auf ungeleimten Papieren bewirken zwar auch eine ausreichende Haltbarkeit, das Material ist jedoch technisch aufgrund seiner Klebrigkeit nicht mehr verarbeitbar. Die Varianten F und G wurden deshalb nicht mittels Oberflächenleimung, sondern manuell hergestellt.The examples show that with the coating method according to the invention mulch material can be produced with the desired durability. Variants 1 and 2 (untreated) are comparative examples It should be noted, however, that the minimum stop required for outdoor use availability of 3 months better by using a weakly pre-germinated Backing material (recycled paper) can be achieved by using at least 10% emulsion, better coated with 15% emulsion. Higher concentration ions on unsized paper also ensure sufficient durability, however, due to its stickiness, the material cannot be processed technically. The variants F and G were therefore not by means of surface sizing, but made manually.

Im Kompostierungstest sind nach den vorgeschriebenen 90 Tagen Versuchsdauer alle eingesetzten Varianten zu 100% zerfallen. Die Ursprungsstruktur ist visuell nicht mehr erkennbar. Damit ist gleichzeitig gewährleistet, daß im Freilandeinsatz ebenfalls ein vollständiger Abbau stattfindet. The composting test is after the prescribed 90-day test period all variants used decay to 100%. The original structure is not visual more recognizable. This also ensures that it is used outdoors complete degradation also takes place.  

Beispiel 5 Example 5

Das Beispiel zeigt die Ergebnisse der Testvarianten im Freiland The example shows the results of the test variants in the field

Bei diesem Beispiel wurde als zusätzliches Vergleichsbeispiel eine handelsübliche schwarze Mulchfolie aus PE an mehreren Kulturen getestet. Das Wachstum und die Erträge waren mit den Ergebnissen des (ebenfalls schwarz eingefärbten) schwach vorgeleimten Mulchmaterials mit 10%- bzw. 15%iger Beschichtung vergleichbar. Bei den übrigen Varianten (A-C) ist aufgrund des vorzeitigen Zerfalls der Mulcheffekt deutlich geringer. Dies macht sich dann auch in geringeren Erträgen im Vergleich zu den Varianten D und E bzw. herkömmlicher PE-Folie bemerkbar.In this example, a commercially available one was used as an additional comparative example black PE mulch film tested on several crops. The growth and the Yields were weak with the results of the (also colored black) pre-glued mulch material with 10% or 15% coating comparable. At The other variants (A-C) are due to the premature decay of the mulch effect much lower. This then also results in lower yields compared to the variants D and E or conventional PE film noticeable.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von bioabbaubarem Mulchmaterial, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • - eine Wachs/Pflanzenöl-Emulsion mit 5 bis 40% Emulsionsgrundkörper und 95 bis 60% Wasser
  • - auf einem Zelluloseträger
  • - in einem Schritt und ohne Lösungsmittel
  • - nach dem bei der Oberflächenleimung von Papier an sich bekannten Bedin­ gungen aufgetragen wird.
1. A process for the production of biodegradable mulch material, characterized in that
  • - A wax / vegetable oil emulsion with 5 to 40% basic emulsion and 95 to 60% water
  • - on a cellulose support
  • - in one step and without solvent
  • - After the conditions known per se applied to the surface sizing of paper.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Emulsion mit einem Emulsionsgrundkörper folgender Zusammensetzung aufgetragen wird
  • a) 40 bis 70% eines Wachsesters mit C-Atomen im Bereich von C 30 bis 300,
  • b) 10 bis 20% eines Pflanzenöls,
  • c) 04 bis 08% Mono- und/oder Diacylglyceride,
  • d) 06 bis 12% ungesättigte, überwiegend geradkettige Fettsäuren mit 16 bis 32 C-Atomen,
  • e) 10 bis 15% alkalisches Agenz, zum Teil als Verbindungen mit oben genannten Komponenten a) und d).
2. The method according to claim 1, characterized in that an emulsion with an emulsion base body of the following composition is applied
  • a) 40 to 70% of a wax ester with carbon atoms in the range of C 30 to 300,
  • b) 10 to 20% of a vegetable oil,
  • c) 04 to 08% mono- and / or diacylglycerides,
  • d) 06 to 12% unsaturated, predominantly straight-chain fatty acids with 16 to 32 carbon atoms,
  • e) 10 to 15% alkaline agent, partly as compounds with components a) and d) mentioned above.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wachs- Pflanzenöl-Emulsion in Konzentrationen von 5 bis 20%, vorzugsweise von 10 bis 15% Feststoffgehalt (bezogen auf die Summe der Gehalte an Wachs und Öl gemäß Anspruch 2a + b) angewendet wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the wax Vegetable oil emulsion in concentrations from 5 to 20%, preferably from 10 to 15% solids content (based on the sum of the wax and oil contents is applied according to claim 2a + b). 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Zelluloseträger Recyclingpapier mit einem Flächengewicht von 50 bis 200 g/m2, vorzugsweise 60 bis 140 g/m2, eingesetzt wird. 4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that recycled paper with a basis weight of 50 to 200 g / m 2 , preferably 60 to 140 g / m 2 , is used as the cellulose carrier. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Zelluloseträger ein schwach vorgeleimtes Recyclingpapier (Cobb-Wert ca. 40 bis 50 g/m2) mit einem Flächengewicht von 60 bis 140 g/m2 verwendet wird.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that a weakly pre-sized recycling paper (Cobb value approx. 40 to 50 g / m 2 ) with a weight per unit area of 60 to 140 g / m 2 is used as the cellulose carrier becomes. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beschichtung mit Auftragsmengen von 2,0 bis 20,0 g/m2 Emulsionsfestkörper, vorzugsweise 6,0 bis 9,0 g/m2 erfolgt.6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the coating is carried out with application quantities of 2.0 to 20.0 g / m 2 emulsion solids, preferably 6.0 to 9.0 g / m 2 .
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