DE2934601A1 - POLYMERS - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Gegenstand der Erfindung ist eine polymere Masse, die im wesentlichen gegenüber Sonnenbestrahlung transparent ist und eine wirksame Schranke gegenüber Infrarotstrahlung, insbesondere im Bereich von 7Mbis 15 U, ist und die ein Polyäthylen oder ein Copolymer aus hauptsächlich Polyäthylen und einer wirksamen Menge eines Phosphats enthält. Der bevorzugte Bereich für den Phosphatgehalt beträgt von 1 Με 20 Gev.~%. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein tunnelartig geformter oder ähnlicher Aufbau für die Kultivierung landwirtschaftlicher Nutzpflanzen, der eine Abdeckung bzw. eine Bedeckung aus Bahnenmaterial oder Abdeckmaterial, hergestellt aus einem solchen Polymeren, umfaßt.The invention relates to a polymeric composition which is substantially transparent to solar radiation and which is an effective barrier to infrared radiation, in particular in the range from 7M to 15 U, and which contains a polyethylene or a copolymer composed mainly of polyethylene and an effective amount of a phosphate. The preferred range for the phosphate content is from 1 Με 20 % by weight. The invention further relates to a tunnel-like or similar structure for the cultivation of agricultural useful plants, which comprises a cover or a cover made of sheet material or a cover material made from such a polymer.
Die Erfindung betrifft neue polymere Zusammensetzungen oder Massen, die in der Landwirtschaft verwendet werden. Die Erfindung betrifft insbesondere bestimmte neue Polymere oder Copolymere aus Äthylen, die so angepaßt sind, daß das Licht im sichtbaren Bereich im wesentlichen ungehindert hindurchgehen kann, die jedoch gegenüber einer wesentlichen Fraktion des Lichtes im Infrarotbereich im wesentlichen undurchlässig sind. Solche Polyäthylene oder Copolymere aus Polyäthylen in Folien- oder Bahnenmaterial und Filmform sind besonders als Plastikfolien oder -filme zum Abdecken von Aufbauten bzw. Elementen bzw. Einrichtungen geeignet, unter denen im Winter oder Frühjahr Nutzpflanzen gezüchtet werden. Bevorzugte Dikken betragen etwa 0,15 bis 0,5 mm.The invention relates to new polymeric compositions or compositions used in agriculture. The invention relates in particular to certain new polymers or copolymers of ethylene which are adapted to accept light in the visible range can pass through essentially unimpeded, but against a substantial fraction of light in the infrared range are essentially opaque. Such polyethylene or copolymers of polyethylene in Foil or sheet material and film form are particularly useful as plastic foils or films for covering structures or structures. Suitable for elements or facilities under which useful plants are grown in winter or spring. Preferred thicknesses are about 0.15 to 0.5 mm.
Die Verwendung von Polyäthylenfclien oder -filmen für die Abdeckung einschließlich der Abdeckung mit Laub oder Stroh ist ein wirksames Verfahren für die Wärmesterilisation von Boden. Polyäthylenfilme, die Metaphosphatfüllstoffe enthalten, verbessern das Sterilisationsverfahren durch Verringerung der Wärmeverluste aus dem Boden, da sie als Infrarotschranke ge-The use of polyethylene foils or films for the covering including covering with leaves or straw is an effective method for heat sterilization of soil. Polyethylene films containing metaphosphate fillers improve the sterilization process by reducing the Heat loss from the ground, as it acts as an infrared barrier
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genüber der Infrarotstrahlung wirken, die vom Boden abgegeben wi rd.act on the infrared radiation emitted from the ground will.
Recht große Landfischen, die für die Züchtung von Winternut:: pflanzen dienen, sind mit tunneiähnlichen Aufbauten, niedrigen Tunnels, begehbaren Tunnels und Gewächshäusern bedeckt, wobei Polyäthylenfolienmaterial zum Schutz für die Kutrpflanzen vor Kälte verwendet wird. Die polymeren Substanzen werden auf solche Weise gewählt, daß das Licht im sichtbaren Bereich durch das Folienina te rial hindurchdringen kann. Wenn das sichtbare Licht durch das Folienmaterial hindurchdringt und den Boden oder die wachsende Pflanze erreicht, wird ein Teil davon in Licht längerer Wellenlänge im Infrarotbereich umgewandelt, und im allgemeinen ist die Temperatur im Inneren solcher Tunnels höher als die Außentemperatur. Nachts, wenn keine Bestrahlung mit Sonnenlicht stattfindet, wird durch die Polyäthylenfolie Wärme durch Infrarotstrahlung, die durch die Folie hindurchgeht, verlorengehen, da diese gegenüber solcher Bestrahlung recht durchlässig ist. Für das Wachstum der Pflanzen ist der entstehende Temperaturabfall schädlich, und man hat daher verschiedene Versuche unternommen, Zusammensetzungen bzw. Massen zu finden, die einen solchen Wärmeverlust, bedingt durch Infrarotstrahlung, im wesentlichen verhindern.Quite large land fish, which are used for breeding winter nut :: plants, are covered with tunnel-like structures, low tunnels, accessible tunnels and greenhouses, whereby polyethylene film material is used to protect the herbaceous plants from the cold. The polymeric substances are chosen in such a way that the light in the visible range can penetrate through the Folienina te rial. When the visible light penetrates through the sheet material and reaches the soil or the growing plant, some of it is converted into light of longer wavelengths in the infrared region and, in general, the temperature inside such tunnels is higher than the outside temperature. At night, when there is no exposure to sunlight, heat is lost through the polyethylene film by infrared radiation that passes through the film, since this is quite transparent to such radiation. The resulting drop in temperature is detrimental to the growth of plants, and various attempts have therefore been made to find compositions or compositions which essentially prevent such a loss of heat due to infrared radiation.
In der FR-PS 1 574 066 werden Kunststoffilme beschrieben, die gegenüber Sonnenbestrahlung durchlässig sind und eine Schranke gegenüber Infrarotbestrahlung darstellen und die ein polymeres Äthylen oder ein Copolymer aus Äthylen und Vinylacetat enthalten und die mindestens 10 Gew.-# fein dispergiertes Siliciumdioxid oder Aluminiumhydroxid enthalten. Durch Ausschwitzen aus den anorganischen Füllstoffen wird bei dem Verfahren Wasser gebildet, wodurch die mechanischen Eigenschaften solcher Filme verschlechtert werden. In der FR-PS 2 213 954 werden Kunststoffolien aus Folyäthylen oder Copolymeren aus Polyäthylen und Vinylacetat beschrieben, die 1 bis 20 Gev.-% wasserfreies Alurainiumsilicat enthalten. Die Aufarbeitung der MessenFR-PS 1 574 066 describes plastic films which are permeable to solar radiation and which represent a barrier to infrared radiation and which contain a polymeric ethylene or a copolymer of ethylene and vinyl acetate and which contain at least 10% by weight of finely dispersed silicon dioxide or aluminum hydroxide . In the process, water is formed by exudation from the inorganic fillers, as a result of which the mechanical properties of such films are impaired. FR-PS 2 213 954 describes plastic films made of polyethylene or copolymers of polyethylene and vinyl acetate which contain 1 to 20% by weight of anhydrous aluminum silicate. The processing of the trade fairs
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gemäß der letzteren Patentschrift erfordert die Verwendung- ve: Estern von Polyalkoholen oder von Polyaminoalkoholen. Dieses Verfahren ist recht kompliziert, und das entstehende Produkt ist sehr teuer.according to the latter patent specification, the use requires: Esters of polyalcohols or of polyamino alcohols. This process is quite complicated, as is the resulting product is very expensive.
Der Hauptvorteil von Metaphosphatfüllstoffen, verglicher, ir.it Aluminiumsilicat, ist der, daE der Natriummetaphcsphatfüllstoff im wesentlichen gegenüber dem sichtbaren Licht transpsrent ist, während der AluminiumsilicBtfüllstoff se viel vie 50 % des sichtbaren Lichtes absorbiert. Das sichtbare Licht ist sowohl für die Nutzpflanzen, die unter Kunststofftunnelε gezüchtet werden, wichtig, und es ist wichtig zum Erwärmer: des Bodens.The main advantage of metaphosphate fillers, as compared with aluminum silicate, is that the sodium metaphosphate filler is essentially transparent to visible light, while the aluminum silicate filler absorbs well over 50% of visible light. The visible light is important both for the useful plants that are grown under Kunststofftunnelε, and it is important for warming: the soil.
Gegenstand der Erfindung ist eine polymere Masse in Folienbzw. Bahnenform, wobei die Folien im wesentlichen gegenüber Sonnenstrahlung durchlässig sind, jedoch eine wirksame Schranke für die Infrarotbestrahlung darstellen. Die Folien sind dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix aus Polyäthylen oder einem Copolymeren, in dem das Polyäthylen überwiegt, besteht und daß sie eine ausreichende Menge an Metaphosphat eines Metalls, ausgewählt unter der Gruppe 1 bis 3 des periodischen Systems, enthalten. Der Film muß gegenüber Sonnenbestrahlung durchsichtig sein, und es ist gut bekannt, daß Polyäthylenpolymere oder -copolymere diese Eigenschaft aufweisen. Die Zugabe bestimmter Phosphate und insbesondere von Metaphosphaten verschlechtert die Durchlässigkeit für die Sonnenstrahlung nicht, sie ändert jedoch in prononzierter Art die Durchlässigkeit von Infrarotstrahlung.The invention is a polymeric mass in films or. Web shape, the foils being essentially transparent to solar radiation, but an effective barrier represent for infrared radiation. The films are characterized in that the matrix is made of polyethylene or a Copolymers in which the polyethylene predominates and that they contain a sufficient amount of metaphosphate of a metal, selected from group 1 to 3 of the periodic table. The film must be exposed to sunlight be transparent and it is well known that polyethylene polymers or copolymers have this property. The addition Certain phosphates and metaphosphates in particular impair the transparency of solar radiation not, but it does change the permeability of infrared radiation in a pronounced way.
Der kritische Bereich ist der von etwa 7 Ji bis 15 η , und es ist gut bekannt, daß es bestimmte Ionen gibt, die in diesem Bereich absorbieren. Es ist somit bekannt, daß PO, stark in diesem Bereich absorbiert. Das Spektrum von Polyanionen vom MPO,-Typ wird beschrieben in:The critical range is that of about 7 Ji to 15 η , and it is well known that there are certain ions which absorb in this range. It is thus known that PO, strongly absorbs in this area. The spectrum of polyanions of the MPO, type is described in:
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a. D.E.C. Corbridge et al., J. Chem. Soc. (195A) 493-504;a. D.E.C. Corbridge et al., J. Chem. Soc. (195A) 493-504;
b. Infrared Spectre of Inorganic Compounds, R.A. Hyquisx, Academic Press, New York, 1971; undb. Infrared Specter of Inorganic Compounds, R.A. Hyquisx, Academic Press, New York, 1971; and
c. Bertoluzza et al., Atti della Academia Nationale, Lincel Rand. Sc. fis. Mat. e. Nat. Vol. LVI, 1974.c. Bertoluzza et al., Atti della Academia Nationale, Lincel edge. Sc. f sharp. Mat. E. Nat. Vol. LVI, 1974.
Die Bereiche von 7 Ai bis 15 U entsprechen etwa 1300 cm" bis 800 cm"1. Die Polyanionen (NaPO,) . (KPO,) . (CaPO,) undThe ranges from 7 Ai to 15 U correspond to approximately 1300 cm "to 800 cm" 1 . The polyanions (NaPO,). (KPO,). (CaPO,) and
D X D X .D X D X D X .DX
(AlPO,) besitzen alle starke Absorptionsspektren im Bereich(AlPO,) all have strong absorption spectra in the range
— 1 —1- 1 - 1
von 800 cm bis 1400 cm , und sie sind gegenüber dem sichtbaren Bereich iß wesentlichen transparent.from 800 cm to 1400 cm and they are opposite to the visible Area eats essentially transparent.
Gegenstand der Erfindung sind polymere Gemische aus Polyäthylen oder aus Copolymeren, die eine überwiegende Menge an Polyäthylen enthalten und die eine Menge an fein dispergierten Phosphat mit starker Absorption im IR-Bereich, während es im sichtbaren Bereich im wesentlichen transparent ist, enthält. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform sind die verwendeten Phosphate die unlöslichen Formen von Natrium, Kalium-, Calcium- oder Aluminiummetaphosphat. Die Menge von diesen, die in die polymere Matrix eingearbeitet wird, kann zwischen 1 und 20^Gew.-% variieren, der bevorzugte Bereich beträgt 3 bis 10 Gew.-#. Das bevorzugte Polyäthylen ist Polyäthylen mit niedriger Dichte oder Copolymere aus Äthylen mit Vinylacetat, beispielsweise Material, das als EVA auf dem Markt ist. Die unlöslichen Formen der obigen Metaphosphate können mit einem Granulat aus Polyäthylen nach industriellen Standardverfahren, wie durch Verarbeitung auf dem Walzwerk bzw. Mahlen, Extrudieren in einem Doppelschneckenextruder oder unter Verwendung eines Mischers des Banbury-Typs, vermischt werden. Man erhält eine homogene Masse, die durch Blasen in Form von Folien oder Filmen bzw. Bahnenmaterial üblicher Dikke extrudiert werden können, wobei das Bahnenmaterial zum Abdecken von Nutzpflanzen mit Aufbauten verwendet wird, die inThe invention relates to polymeric blends of polyethylene or from copolymers which contain a predominant amount of polyethylene and which have an amount of finely dispersed Phosphate with strong absorption in the IR range, while it is in the visible area is essentially transparent. According to a preferred embodiment, they are used Phosphates the insoluble forms of sodium, potassium, calcium, or aluminum metaphosphate. The amount of that which is incorporated into the polymeric matrix can vary between 1 and 20% by weight, the preferred range is 3 to 10 wt. #. The preferred polyethylene is polyethylene with low density or copolymers of ethylene with vinyl acetate, for example material known as EVA on the Market is. The insoluble forms of the above metaphosphates can be made with a granulate of polyethylene according to industrial Standard processes, such as processing on the mill or grinding, extrusion in a twin screw extruder or using a Banbury-type mixer. A homogeneous mass is obtained, which by blowing in Form of sheets or films or sheet material of conventional thickness can be extruded, the sheet material for covering used by crops with superstructures in
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der Landw!rtεohaft üblich sind. Diese Filme besitzen die für diesen Zweck erforderliche mechanische Festigkeit. Versuche haben gezeigt, daß Filme aus Polyäthylen mit niedriger Dichte die von 5 bis 10 Gev.-9t Natriummetaphosphat oder Kaliummetcphosphat enthalten, gute mechanische Eigenschaften aufweisen. Sie sind im wesentlichen gegenüber der Sonnenbestrahlung transparent, absorbieren mindestens BO 9t der Infrarotbestrahlung im Bereich von 7» bis 15 JJ . Die erfindungsgemäßen Filme werden in Wasser eingetaucht, und während 24 Stunden findet i:;. wesentlichen kein Auslaugen statt, und die physikalischen Eigenschaften verschlechtern sich nicht.are customary in agriculture. These films own the for mechanical strength required for this purpose. try have shown that films made from low density polyethylene contain from 5 to 10 percent sodium metaphosphate or potassium metaphosphate contain good mechanical properties. They are essentially opposed to solar radiation transparent, absorb at least BO 9t of infrared radiation in the range from 7 »to 15 yrs. The films of the invention are immersed in water, and during 24 hours i:;. substantial no leaching takes place and physical properties do not deteriorate.
Auf ähnliche Weise kann man andere Phosphate und insbesondere Metaphosphate verwenden, die die erforderlichen optischen Eigenschaften aufweisen. Obgleich gefunden wurde, daß die unlöslichen Polymetaphosphate von Natrium und Kalium besonders für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet sind, ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf diese Phosphor enthaltenden Salze beschränkt. Es sind somit euch Metaphosphate oder Polymetaphosphate aus Aluminium, Calcium, Barium usw. geeignet. Similarly, one can use other phosphates and especially metaphosphates that have the required optical properties exhibit. Although it has been found that the insoluble polymetaphosphates of sodium and potassium are especially effective for The purposes of the present invention are appropriate, the present invention is not limited to these phosphorus-containing ones Salts restricted. Metaphosphates or polymetaphosphates made of aluminum, calcium, barium etc. are therefore suitable for you.
AO kg Natriummetaphosphat (Maddrell-Salz) werden mit 400 kg Polyäthylen mit niedriger Dichte in einem Banbury-Innenmischer bei 170 bis 1800C vermischt. Anschließend wird das Gemisch aus dem Banbury-Mischer in an sich bekannter Weise extrudiert und pelletisiert.AO kg of sodium metaphosphate (Maddrell salt) are mixed with 400 kg of low density polyethylene in a Banbury internal mixer at 170 to 180 0 C. The mixture is then extruded from the Banbury mixer in a manner known per se and pelletized.
Die Pellets werden dann in einen Extruder gegeben, der mit einer Blasvorrichtung versehen ist, wobei eine flache Röhre bzv. ein Schlauch gebildet wird, die bzw. der auf einen Aufnahmedorn aufgewickelt wird.The pellets are then placed in an extruder equipped with a blowing device, using a flat tube or a flat tube. a tube is formed which is mounted on a receiving mandrel is wound up.
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Aus der flachen Röhre bzw. dem Schlauch werden Folien bzv. Bahnen und Filme mit der gewünschten Dicke für die Bedeckung der Aufbauten für die Nutzpflanzen verwendet. Gute Ergebnisse werden mit Dicken von 0,1 bis 0,5 mm erhalten.Foils or sheets are made from the flat tube or hose. Sheets and films of the desired thickness are used for covering the superstructures for the crops. Good results are obtained with thicknesses from 0.1 to 0.5 mm.
Das Absorptionsspektrum des 0,1 mm dicken Filmes wird mit dem von Polyäthylen mit niedriger Dichte, IPE-111-Qualität, (ein ISR.-PET.-IND.-Produkt) und mit einem im Handel erhältlichen Film, INFRANE X30, beide 0,1 mm dick, verglichen.The absorption spectrum of the 0.1 mm thick film is with that of low density polyethylene, IPE-111 quality, (an ISR.-PET.-IND. product) and compared to a commercially available film, INFRANE X30, both 0.1 mm thick.
Im Diagramm 1 sind die Infrarotabsorptionsspektren im Bereich von 7 W bis 15 η dargestellt.Diagram 1 shows the infrared absorption spectra in the range from 7 W to 15 η .
Die Spektren zeigen, daß ein Vergleich des erfindungsgemäßen Filmes mit dem im Handel erhältlichen Film günstig ist.The spectra show that a comparison of the invention Filmes with the commercially available film is cheap.
Bei dem im Handel erhältlichen Film wird die Transmission des Lichtes im sichtbaren Bereich um etwa 50 %, verglichen mit dem Polyäthylen niedriger Dichte, verringert, und bei dem erfindungsgemäßen Film wird die Transmission nur um etwa 10 %, bezogen auf das Polyäthylen, verringert.In the case of the commercially available film, the transmission of light in the visible range is reduced by about 50% compared to the low density polyethylene, and in the case of the film according to the invention the transmission is reduced by only about 10 %, based on the polyethylene.
Zugfestigkeitsmessungen haben gezeigt, daß sich der Film mit 10 % Natriummetaphosphatfüllstoff praktisch von dem von Polyäthylen IPE 111 nicht unterscheidet.Tensile strength measurements have shown that the 10% sodium metaphosphate filler film is essentially different from that of polyethylene IPE 111 does not distinguish.
Ende der Beschreibung.End of description.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |