DE2107346A1

DE2107346A1 - Schichtfolie für landwirtschaftliche Zwecke

Info

Publication number: DE2107346A1
Application number: DE19712107346
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Shibata, Shigeru, Kyoto (Japan)
Priority date: 1970-05-06
Filing date: 1971-02-16
Publication date: 1971-11-25
Also published as: CA953632A; FR2088360B1; FR2088360A1; US3718533A; NL7101809A

Description

Paienianwcrlfe

Dr.-Ing. Wilhslm Relchel
Dipl-ing. WolijGiig ßeichel

6 Frankiuri a. M. J

Parksiraße 13 6537

SHIGERU SHIBATA, Kyoto, Japan

Schichtfolie für landwirtschaftliche Zwecke

Die Erfindung "betrifft lichtdurchlässige Schichtfolien für landwirtschaftliche Zwecke, wie beispielsweise wärmeisolierende Folien für Gewächshäuser und Wärme sowie Insekten abhaltende Bedeckungen für Geflügelfarmen und Gestüte.

Wenn man im heißen Sommer Pflanzen anbaut, die in kälteren Jahreszeiten'wachsen, wie beispielsweise Spinatsorten, Kleearten und dgl., oder wenn man eine gesteuerte Aufzucht von Jj Sämlingen von Tomaten, Gurken usw. betreibt, führt man den Anbau bzw. die Aufzucht im allgemeinen in Gewächshäusern durch, die mit wärmeisolierenden Bedeckungen, beispielsweise Seihtüchern, versehen sind, die dazu dienen, Sonnenstrahlen teilweise abzufangen, um einen zu hohen Temperaturanstieg im Beet zu verhüten.

V/eißes Seihtuch besitzt eine Lxchtdurchlässigkeit von etwa 70^, schwarzes eine solche von etwa 50%. Die Seihtücher fangen jedoch das Licht unterschiedlicher Wellenlänge gleichmäßig ab und damit auch sichtbares Licht, das für das Wachstum der Pflanzen unbedingt erforderlich ist. Dies führt dazu, daß die

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Fotosynthese nicht in ausreichendem Maße abläuft. Außerdem dringt an Regentagen V/asser durch die Seihtücher und verursacht bei den Pflanzen Krankheiten.

Die sog. Silberfolie fängt zwar bekanntlich Infrarotstrahlung gut ab, und die ebenfalls bekannten Bedeckungs- oder Bedachungsmaterialien absorbieren im allgemeinen Sonnenlicht sämtlicher Wellenlängen, so daß es zwar möglich ist, mit ihrer Hilfe einen Temperaturanstieg zu verhindern, nicht aber diese Materialien am Tage zu verwenden. Aus diesem Grund haben diese bisher verwendeten Bedeckungsmaterialien ausschließlich dazu Verwendung gefunden, um Wärmeverluste während der Nacht im Winter zu verhüten.

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung von Schichtfolien für landwirtschaftliche Zwecke, die selektiv den Durchgang von Wärmestrahlen aus dem Sonnenlicht verhindern, jedoch den sichtbaren Anteil des Sonnenlichtes soweit wie möglich durchlassen, so daß sie zur Aufzucht von Pflanzen geeignet sind, die in einer kühleren Jahreszeit wachsen sowie zur gesteuerten Aufzucht von Pflanzensämlingen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer lichtdurchlässigen Schichtfolie, die sich für viele andere landwirtschaftliche Anwendungsgebiete, beispielsweise zur Aufzucht verschiedener Blumen- oder Blattpflanzen sowie als Bedeckungsmaterial für Geflügelfarmen und Gestüte, eignet, wobei sie während der heißen Jahreszeit Wärme abfängt und auf diese Weise Krankheiten verhütet.

Gegenstand der Erfindung ist eine Schichtfolie für !landwirtschaftliche Zwecke, die durch eine erste Folie aus Kunstharz, eine auf die erste Folie bis zu einer Dicke von 80 bis 400 £ aufgedampfte Aluminiumschicht sowie eine zweite Folie aus Kunstharz, die auf die Aluminiumschicht aufgebracht ist, sowie durch die Durchlässigkeit für einen beträchtlichen Anteil an sichtbarem Licht und die Undurchlässigkeit für einen beträchtlichen Anteil an Wärmestrahlung gekennzeichnet ist.

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Vorzugsweise wird die Dicke der Aluminiunischicht so gewählt, daß die Schichtfolie mehr als 10% sichtbares Licht jedoch weniger als 80% Wärmestrahlung aus dem Sonnenlicht hindurchläßt.

Die beiden Folien können aus Polyester, Nylon, Polycarbonat, Polyäthylen, Polyvinylchlorid oder Polypropylen bestehen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher beschrieben, worin

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Schichtfolie der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt der in Fig. 1 dargestellten Schichtfolie längs der Linie II-II und

Fig. 3 ein Diagramm, das die Lichtdurchlässigkeit bei verschiedenen Wellenlängen für die erfindungsgemäße Schichtfolie und für eine herkömmliche Vinylchloridfolie zeigt,

darstellen.

Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, besteht eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schichtfolie aus einem Substrat 1 aus einer farblosen, durchsichtigen Polyvinylchloridfolie für landwirtschaftliche Zwecke von beispielsweise m einer Dicke von 0,05 bis 0,075 mm, einer Breite von 950 bis 300 cm und einer Länge von 100 m sowie einer aufgedampften Folie 2, die ihrerseits aus einer Polyesterfolie 3 mit einer Dicke von 0,012 bis 0,025 mm, einer etwa 5 cm geringeren Breite als der des Polyvinylchloridfilins 1 und einer Länge von 100 m, einer auf die Oberfläche der Polyesterfolie 3 bis zu einer Dikke von 80 bis 400 2 aufgedampften Aluminiumschicht 4 und einer Schutzschicht 5 aus Polyamid oder einein Epoxidharz zur Verhin- derung des Glanzverlustes besteht. Die Folie 2 ist mit dem Substrat 1 durch ein Bindemittel 6, das aus einem ultraviolettlichtabsorbierenden Stoff, wie Polyvinylacetat, in das etwa 4 bis 5/0 Benzotriazol eingemischt sind, besteht, derart verklebt, daß die Polyesterfolie 3 nach außen zu liegen körnet

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BAD ORIGINAL

und daß außerdem etwa 2,5 cm breite Ränder an den gegenüberliegenden Enden des Substrates 1 freibleiben, an denen mehrere Schichtfolien beispielsweise durch Hochfrequenznahtschv/eißen zu einer Schichtfolie der gewünschten Länge verbunden werden. Die auf diese Weise erhaltene Schichtfolie kann als Innenvorhang eines Gewächshauses oder Vinylhauses ("vinyl house") verwendet werden, wobei sie mit dem Substrat 1 nach außen und der Folie 2 nach innen zeigend angeordnet wird.

.Die Schichtfolie kann die Menge an hindurchgehendem Sonnenlicht in jedem gewünschten Ausmaß steuern: sie läßt den sichtbaren Anteil, der für das Wachstum der Pflanzen erforderlich ist, hindurch und verhindert den Durchgang von Wärme- oder Infrarotstrahlen, hauptsächlich durch Reflexion an der dünnen Aluminiumschicht 4.

Im einzelnen sind im Sommer für die Aufzucht von Grünpflanzen, wie Spinat und Klee, 30000 bis 50000 Lux geeignet, während zur gesteuerten Kultivierung von Sämlingen von Pflanzen wie Tomaten, Gurken und dgl. 40000 bis 70000 Lux erforderlich sind. In einigen Ländern, beispielsweise in den Ebenaiin Japan, beträgt die Beleuchtungsstärke an schönen Hochsommertagen häufig bis etwa 125000 Lux, was wesentlich über den oben erwähnten bevorzugten Werten liegt, so daß selbst dann, wenn das Sonnenlicht durch eine Polyvinylchloridfolie von 0,1 mm Dicke hindurchgeschickt wird, eine Beleuchtungsstärke von etwa 100000 Lux verbleibt.' Bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Schichtfolie jedoch, die eine Aluminiumschicht von einer Dicke von 150 Ä, ein Substrat oder einen Träger aus einer Polyvinylchloridfolie von einer Dicke von 0,075 mm sowie eine Polyesterfolie von einer Dicke von 0,012 mm enthält, kann die Beleuchtungsstärke auf etwa 60000 Lux herabgemindert werden. Wenn die erfindungsgemäße Schichtfolie aufliegend auf der oben beschriebenen herkömmlichen Polyvinylchloridfolie verwendet wird, kann die Beleuchtungsstärke bis auf etwa 45000 Lux vermindert werden, was für die Aufzucht von Grünpflanzen unter kühleren Bedingungen sowie für die gesteuerte Aufzucht von Pflanzensämlingen angemessen ist.

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Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist die prozentuale Durchlässigkeit der herkömmlichen Polyvinylchloridfolie für sichtbares Licht und Infrarotlicht praktisch gleich. Wird eine herkömmliche Polyvinylchloridfolie daher für die oben genannten Zwecke verwendet und die Dicke der Folie so weit erhöht, daß die übrigbleibende Beleuchtungsstärke auf einen angemessenen Wert erniedrigt wird, so reicht die Beleuchtungsstärke an sichtbaren Strahlen nicht mehr aus, um eine zufriedenstellende Fotosynthese der Pflanzen zu gewährleisten, wodurch Krankheiten und schlechtes Wachstum hervorgerufen werden. Im Gegensatz dazu gewährleistet die erfindungsgemäße Schichtfolie eine Durchlässigkeit von etwa 55% für sichtbares Licht (55% für blaues und 48% für rotes Licht) gegenüber nur weniger als 250% für Wärme- · oder Infrarotstrahlen, was insbesondere für die Aufzucht von Grünpflanzen unter kühleren Bedingungen sowie für die gesteuerte Aufzucht von Sämlingen zweckmäßig ist.

Wenn die Aluminiumschicht eine Dicke von 400 Ä besitzt, nimmt ihre prozentuale Durchlässigkeit bis auf 10 bis 15% ab,, so daß die Schichtfolie für die Aufzucht von Pilzen geeignet wird, während eine Aluminiumschicht mit einer Dicke von 600 S die prozentuale Durchlässigkeit für sichtbares Licht praktisch auf den Wert Null erniedrigt, so daß Schichtfolien mit Aluminiumschichten, die dicker als 400 S sind, für praktische Zwecke nicht zu verwerten sind. Andererseits nähert sich bei einer Aluminiumschicht mit einer Dicke unter 80 S die prozentuale ■ Durchlässigkeit für Infrarotstrahlen derjenigen für sichtbares Licht an, so daß die Aluminiumschicht unwirksam wird. Derartige Schichtfolien sind ebensowenig zu gebrauchen.

Wie oben beschrieben, wird bei den neuen Schichtfolien als Ursache für das Abfangen unerwünschter Strahlen zur Verhinderung eines unerwünschten Temperaturanstieges des Bodens bei gleichzeitiger größtmöglicher Durchlässigkeit des sichtbaren Anteils der Strahlung, der für das Wachstum der Pflanzen erforderlich ist, die reflektierende Wirkung der Aluminiumschicht angesehen, die diese auf die Wärme7 oder Infrarotstrahlen des Sonnenlichtes ausübt. Eine Dickenvergrößerung der Aluminiumschicht erniedrigt

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die prozentuale Durchlässigkeit sowohl sichtbarer als auch von Infrarotstrahlen und umgekehrt, so daß es vorteilhaft ist, die Untergrenze der prozentualen Durchlässigkeit für sichtbares Licht auf 10% und die Obergrenze der Durchlässigkeit für Wärmestrahlung auf 80% festzulegen; derartige Grenzen werden als geeignet angesehen, um den weiten Anwendungsbereich der oben erwähnten Schichtfolien zu ermöglichen.

Außerdem werden bei den erfindungsgemäßen Schichtfolien die Ultraviolettstrahlen zum Teil durch das als Trägermaterial oder Substrat verwendete Polyvinylchlorid abgefangen, von dem im Bindemittel enthaltenen UV-Absorptionsmittel absorbiert und von der Aluminiumschicht reflektiert, so daß eine Verschlechterung der Polyesterfolie durch das Licht verhütet wird. Trotzdem ist es möglich, Ultraviolettstrahlen in der Intensität durchzulassen, wie sie für die Pflanzenaufzucht erforderlich ist. Bei der oben beschriebenen Dicke der Aluminiumschicht und der anderen verschiedenen Folien zeigte sich, daß die prozentuale Durchlässigkeit für Ultraviolettlicht etwa 12 bis 30% betrug.

Da bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Aluminiumschicht mit einer Schutzschicht zur Verhütung von Glanzverlust versehen ist, kann die Reflexionsfähigkeit der Aluminiumschicht über einen langen Zeitraum erhalten und außerdem eine Oxydation, wie sie durch Feuchtigkeit und Luft hervorgerufen wird, verhindert werden.

Es ist auch möglich, die Schutzschicht auf der Aluminiumschicht durch Überziehen oder Besprühen mit einem thermoplastischen Kunststoff zu erzeugen.

Die wärmeabfangende Wirkung der Schichtfolie eignet sich zugleich zur Verhütung von Wärmeausstrahlung während der Nacht.

Die Erfindung soll im folgenden an Hand von Beispielen näher erläutert werden, durch die typische Anwendungen für die erfindungsgemäße Schichtfolie beschrieben werden.

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Beispiel 1 Anbau von Spinatsorten

Das für den Anbau verwendete Gewächshaus besaß einen vereinfachten Aufbau, und zwar denjenigen des sog. Wulst- und Gebläsetyps (pad and fan type) mit einem die Luft umwälzenden Gebläse und WasserSprengern. Das Gewächshaus besaß eine Grundfläche von

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etwa 120 m und ein Gesamtvolumen von 180 m . Das Gebläse besaß eine Leistung von 400 W (3 Phasen) sowie eine Umwälzkapazität von 320 m /min. Die verwendete Wulst bestand aus einer vertikalen Bambuswand mit einer Breite von 3,6 m und einer Höhe von 1,2 m. Ein Wassertank aus Polyäthylen mit einer Kapazität von 300 1 befand sich am Boden der Wulst, und das Wasser wurde mit einer Umwälzpumpe von einer Kapazität von 50 l/min so versprengt, daß es an der Wulst entlanglief. Jeden Morgen wurde der Tank mit Brunnenwasser von 16 ⁰C gefüllt und das Gebläse eingestellt. An einem schönen Tag bei einer Atmosphärentemperatur von 30 C fiel beispielsweise die Temperatur des Wassers am Abend auf 23 ⁰C, und der Wasserverlust betrug etwa 200 1.

Der Vorhang aus der Schichtfolie wurde so montiert, daß er an wolkigen Tagen, wenn die Beleuchtungsstärke unzureichend war, geöffnet werden konnte.

Folgende Spinattypen wurden angebaut: King of Denmark, Viking, Nobel, Misterland, New Asia und Hikari. Gesät wurde am 9. Juni, ■ wobei zwischen den Dämmen ein Abstand von 120 cm eingehalten wurde. Von Zeit zu Zeit wurden landwirtschaftliche Chemikalien versprüht; an Dünger wurden 20 kg Kalk, 30 kg Geflügelmist und 4 kg eines flüssigen Düngemittels je 100cm aufgebracht. Die / Sorte Misterland wurde am 4. Juli, King of Denmark und Viking am 12. Juli ausgedünnt und die übrigen Sorten am 25. Juli gänzlich geerntet. Das Wachstum der Spinatsorten war außerordentlich gut.

Die Beobachtung des Wachstums ergab die folgenden Ergebnisse: ' Anfangs wuchsen New Asia und Hikari gut, die anderen Sorten jedoch nicht so gut. Die Sorten New Asia und Hikari begannen am

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etwa 20. Tag mit 5 oder 6 Blättern zu schießen, und alle Blätter schössen etwa am 30. Tag. Bei der Sorte Minster schoß etwa die Hälfte. Bei den Sorten Viking und King war zwar selbst nach 60 Tagen keine Neigung zum Schießen zu beobachten, jedoch war ihre V/achstumsgeschwindigkeit nur mäßig. Die Sorte Nobel wuchs sehr langsam, sproß jedoch gut und schoß erst sehr spät, so daß diese Art sehr geeignet war, über einen langen Zeitraum angebaut zu werden.

Vom Standpunkt der Ernte aus betrachtet, können selbst die Arten mit einer Neigung zum zeitigen Schießen (die japanischen Arten) nach etwa 20 Tagen geerntet werden. Ohne Verwendung der erfindungsgemäßen Schichtfolie können diese Arten in einer derartigen Zeit nicht geerntet werden. Wenn am 40. Tag geerntet werden soll, sind die Sorten King und Viking vorzuziehen, während für eine Ernte am 50. Tag die Sorte Nobel zu bevorzugen ist. Am 50. Tag besaß die Sorte Nobel 20 Blätter, eine Höhe von 26 cm und ein Gewicht von 80 g.

An schönen Tagen betrug die Höchsttemperatur innerhalb des Gewächshauses um etwa 7 ⁰C weniger als die Außentemperatur, während die Feuchtigkeit im Inneren etwa 20% höher war. Während 6 Tagen, vom 28. Juni bis 3. Juli wurden die Temperaturen innerhalb und außerhalb des Gewächshauses mit einem automatischen Thermometer gemessen. Der Thermostat wurde auf 25 ⁰C eingestellt, und das Wasser wurde gleichzeitig mit dem Betrieb des Luftumwälzgebläses auf die Wulst gesprengt. An schönen Tagen betrug die Außentemperatur 33 ⁰C und die Innentemperatur 27 ⁰C. In der ' Nacht war die Innentemperatur 1 bis 2 ⁰C höher.,,Wenn das Wassersprengen zusammen mit dem Betrieb des Luftumwälzgebläses begonnen wurde, erreichte die Feuchtigkeit einen Wert von 80 bis 90%, während während der Nacht das Wassersprengen unterbrochen und die Feuchtigkeit auf 60% vermindert wurde. Da bekanntlich eine Feuchtigkeit von etwa 80% zur Verbesserung der Absorption der Nährstoffe angemessen ist, ist das oben beschriebene Gebläse- und Wulstsystem besonders zweckmäßig. Die gemessene Beleuchtungsstärke betrug 85000 Lux unter einer Polyvinylchlorid-

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folie gegenüber etwa 40000 Lux unter der erfindungsgemäßen Schichtfolie, was der Beleuchtungsstärke im Frühling entspricht.

Beispiel 2 „ ·

Anbau von KIeesorten in Hydrokulturen

In einem überschwemmten Kiesbeet übersteigt die Beettemperatur im Sommer (Juli) häufig 35 ⁰C, so daß es schwierig ist, Kleesorten in einem derartigen Beet zu ziehen. Bei der Aufzucht von Kleesorten unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schichtfolie wurden Saaten in sechs Streifen auf einem Beet von 80 cm Breite eingebracht. Die Ernte betrug 36 Bündel je Meter Beetlänge. Dem- jm gegenüber erbrachte ein Gewächshaus, in dem ein Seihtuch verwen- ^ det wurde, lediglich einen Ertrag von 15 Bündeln.

Beispiel 3 Gesteuerte Aufzucht von Sämlingen von Tomaten und Gurken

Die Sämlinge wurden in einem überfluteten Kiesbeet gezogen. Die Sämlinge von Tomaten wurden 30 Tage vom 8. Juli bis 5. August kultiviert, während die Gurkensämlinge 15 Tage vom 11. bis 25. August kultiviert wurden. Die Innentemperatur eines Gewächshauses, in dem die erfindungsgemäße Schichtfolie verwendet wurde, war 5 bis 6° niedriger als die Außentemperatur. Die Sämlinge, die auf diese Weise gezogen wurden, waren gesund und wuchsen ■ nicht zu schnell, verglichen mit denjenigen, die unter Verwendung eines Seihtuches gezogen wurden.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Schichtfolien kann also insbesondere Wärmestrahlung abgehalten werden, so daß im Sommer Grünpflanzen unter kühleren Bedingungen gezogen sowie Sämlinge von Pflanzen unter gesteuerten Bedingungen kultiviert werden können. Die Folie kann außerdem zur Kultivierung von Blattpflan-' ζen und als Abdeckung in Geflügelfarmen und Gestüten verwendet i'/erden, um Hitze und Insekten abzuhalten. Die neuen Schichtfolien " vsrliindern den Durchgang von Wärmestrahlen, vermindern jedoch -■?■} Dur^ng&ng von für das Pflanzen- und Tierwachstum unerläßlichen sichtbaren Strahlen nur geringfügig.

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Claims

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Patentansprüche

^) Schichtfolie für landwirtschaftliche Zwecke, gekennzeichnet durch eine erste Folie aus Kunstharz, eine auf die erste Folie bis zu einer Dicke von 80 bis 400 £ μ pzs-jSluminiums chi ent sowie eine zweite Folie aus Kunstharz, die auf die Aluminiuinschicht aufgebracht ist, sowie durch die Durchlässigkeit für einen beträchtlichen Anteil an sichtbarem Licht und die Undurchlässigkeit für einen beträchtlichen Anteil an Wärmestrahlung.
2. Schichtfolie gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet

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daß die Dicke der Aluminiumschicht derart gewählt ist, daß sie ^v mehr als 1096 sichtbare Strahlung, Jedoch weniger als 80% Wärmestrahlung aus dem Sonnenlicht hindurchläßt.
3. Schichtfolie gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Folie mit der Aluminiumschicht mit einem Kleber verbunden ist, in den ein Absorbens für Ultraviolettstrahlung eingemischt ist.
4. Schichtfolie gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kunststofffolie aus Polyester, Nylon, Polycarbonat, Polyäthylen, Polyvinylchlorid oder Polypropylen bestehen.

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