DE4224782A1 - Plastic sheeting for use as plant growing aid - has IR emissivity below 0.8., pref. on both sides, and is coloured light or dark depending on number of sunny days at place of use - Google Patents

Plastic sheeting for use as plant growing aid - has IR emissivity below 0.8., pref. on both sides, and is coloured light or dark depending on number of sunny days at place of use

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Abstract

Plant-growing film (I) is claimed, with low emission in the infrared, esp. in the atmos. windows at 3-5 microns and 8-14 microns; the emissivity of (I) is below 0.8 on at least one, pref. both sides, and the film is coloured light or dark depending on the number of sunny days at the place of use. (I) consists of matted fleece with single filament dia. 5-100 microns and unit wt. 25-100 g/m2, and with high IR transmission, esp. at 3-5 and 8-14 microns. (I) is made of polyethylene (PE) which is coloured light or dark (see below) and pref. mechanically strengthened by heat treatment. (I) can be metallised by vapour deposition, pref. on both sides, in which case the metal layer is coated with a light- or dark-coloured lacquer with high transmission in the thermal IR range. Alternatively, (I) is filled with metal platelets and internally pigmented as required. Film (I) can also be perforated to make it permeable to water. USE/ADVANTAGE - Used in agriculture and gardening as an aid to plant growth; the plastic film is spread on the ground and the plants grow through holes in the sheet. Film (I) reflects heat back into the soil and thus reduces heat loss at night; the low IR emission of (I), esp. on the side facing the air, means that the part of the heat absorbed in daytime which is used to heat up the film is not lost again by radiation at night. The visible colour of the film (e.g. white or black depending on the amt. of sunlight) is important w.r.t. absorption of energy by the soil.

Description

Derzeit werden in der Landwirtschaft und im Gartenbau Pflanzenfolien, die im Handel auch als Wachstumsfolien angeboten werden, eingesetzt. Die Folien werden über den Boden gespannt, die Sämlinge oder Pflanzen werden durch Löcher in der Folie in den Boden eingepflanzt. Durch Unebenheiten des Bodens bilden sich Luftpolster zwischen der Folie und dem Boden, die eine Wärmeisolation darstellen.Plant foils are currently being sold in agriculture and horticulture are also offered as growth foils. The slides are stretched over the ground, the seedlings or plants are cut through holes in the Foil planted in the ground. Air cushions form due to unevenness in the floor between the film and the floor, which provide thermal insulation.

Hierdurch wird der Wärmetransport zwischen Boden und Luft behindert. Der Boden kühlt nachts langsamer aus als ohne die Folie. Das Resultat ist ein schnelleres Wachstum der so eingesetzten Pflanzen.This hinders the heat transfer between soil and air. The floor cools down more slowly at night than without the film. The result is a faster one Growth of the plants used in this way.

Nachteilig ist jedoch, daß über die Kältebrücke zum Weltraum im Bereich der atmosphärischen Fenster bei 3-5 µm und 8-14 µm, bei den hier vorherrschenden Temperaturen insbesondere bei 8-14 µm, Strahlungswärme des Bodens durch die Folien hindurch ungehindert entzogen wird.The disadvantage, however, is that over the cold bridge to space in the range of atmospheric Windows at 3-5 µm and 8-14 µm, with those that are predominant here Temperatures in particular at 8-14 µm, radiant heat from the soil through the Foils are withdrawn unhindered.

Analysen der herkömmlichen, z. Zt, eingesetzten Pflanzenfolien, ergaben, daß vor allem die schwarzen Polyäthylenfolien teilweise gute Wachstumsergebnisse brachten, aber in anderen Jahren die Pflanzen schlechter wuchsen als ohne Folie. Dies ist darauf zurückzuführen, daß in Sommern mit geringerer Sonneneinstrahlung die schwarzen und damit Sonnenlicht absorbierenden Folien auch tagsüber einen guten Einfluß auf das Wachstum der Pflanzen hatten. In Sommern mit starker Sonneneinstrahlung die zusätzliche Wärmeaufnahme des Bodens durch die lichtabsorbierende Folie, für die Pflanzen eher zuviel war.Analyzes of conventional, e.g. Zt, plant foils used, showed that above all the black polyethylene films sometimes gave good growth results, but in other years, the plants grew worse than without foil. This is due to, that in summers with less sunlight the black and so that sunlight-absorbing films have a good influence on the day Plants had growth. In summers with strong sunshine the additional Heat absorption of the soil through the light-absorbing film, more for the plants was too much.

Neben der Gestaltung eine Pflanzenfolie mit optimalen Eigenschaften im Bereich des thermischen Infrarot, muß die sichtoptische Einfärbung der Folie und damit die Ankopplung an das Sonnenlicht, auch berücksichtigt sein.In addition to designing a plant film with optimal properties in the area of thermal infrared, the visible optical coloring of the film and thus the coupling to sunlight, also be taken into account.

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Gegenstand der Erfindung ist die Unterbrechung der Wärmeverluste des Bodens über die abgestrahlte Wärme in den genannten atmosphärischen Fenstern, in denen die Atmosphäre für Wärmestrahlung weitgehend transparent ist. In klaren Nächten, sei es im Sommer oder im Winter, liegt die Strahlungstemperatur des Himmels, gemessen mit einem herkömmlichen Strahlungsthermometer, je nach Luftfeuchtigkeit im Bereich -40 Grad Celsius bis -65 Grad Celsius. Das bedeutet, je nach Temperatur des Bodens, besteht ein Temperaturgefälle von ca. 30 bis 65 Kelvin.The object of the invention is to interrupt the heat loss of the floor the radiated heat in the above-mentioned atmospheric windows in which the atmosphere is largely transparent to heat radiation. On clear nights, be it in the Summer or winter, the radiation temperature of the sky, measured with a conventional radiation thermometer, depending on the humidity in the range -40 Degrees Celsius to -65 degrees Celsius. That means, depending on the temperature of the soil, there is a temperature gradient of approx. 30 to 65 Kelvin.

Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, dieses Temperaturgefälle weitgehend zu moderieren, um die, durch die Tag- und Nachtphasen bedingten starken Temperaturschwankungen im Boden zu unterdrücken und damit den Pflanzen möglichst ideale Bedingungen für das Wachstum zu geben.The object of the invention is to moderate this temperature gradient to a large extent, the strong temperature fluctuations caused by the day and night phases suppress in the soil and thus ideal conditions for the plants to give for growth.

Erreicht wird dies über eine Strahlungssperre zwischen Boden und Himmel.This is achieved through a radiation barrier between the ground and the sky.

Die erfindungsgemäße Pflanzenfolie ist auf der dem Himmel zugewandten Seite, vorzugsweise jedoch auf beiden Seiten, niedrig emittierend ausgelegt.The plant film according to the invention is preferably on the side facing the sky however, on both sides, low-emitting design.

Ein Wärmetransport über Wärmestrahlung vom Boden zum Weltraum, wird hierdurch weitgehend unterbunden. Die Folie reflektiert die vom Boden abgestrahlte Wärme zum überwiegenden Teil zum Boden zurück. Der Anteil an Strahlungswärme, der dennoch zur Erwärmung der Folie und damit zum Energieverlust des Bodens beiträgt, kann aufgrund der niedrigen Emissivität der Folie auf der dem Himmel zugewandten Seite, nicht abgestrahlt werden.A heat transport through heat radiation from the ground to space is thereby largely prevented. The foil reflects the heat radiated from the floor predominantly back to the ground. The proportion of radiant heat that nevertheless can contribute to the heating of the film and thus to the energy loss of the soil the low emissivity of the film on the side facing the sky, not be emitted.

Die Einfärbung der Pflanzenfolie im sichtoptischen Bereich ist für die Energieaufnahme des Bodens unter Sonneneinstrahlung wichtig. Je nach Anzahl der Sonnentage am Einsatzort, sollte die Farbe heller oder dunkler sein.The coloring of the plant film in the visible area is for energy consumption of the ground under sunlight. Depending on the number of sunny days on Place of use, the color should be lighter or darker.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Fig. 1 zeigt die typische Anordnung der erfindungsgemäßen Folie (1) auf einem Ackerboden (schraffiert dargestellt). Dabei ist (2) eine metallische Bedampfung der Folie und (3) eine infrarottransparente Lackschicht über der Metallbedampfung. Fig. 1 shows the typical arrangement of the film ( 1 ) according to the invention on a field soil (shown hatched). Here, ( 2 ) is a metallic vapor deposition of the film and ( 3 ) an infrared-transparent lacquer layer over the metal vapor deposition.

Fig. 2 zeigt den typischen Temperaturverlauf im Ackerboden unter der Pflanzenfolie über einen 24-Stundenzyklus einmal für eine herkömmliche Pflanzenfolie (6) und einmal für die erfindungsgemäße Folie (7). Fig. 2 shows a typical temperature profile in the soil under the plant film over a 24 hour cycle time for a conventional plant film (6) and once for the inventive film (7).

Deutlich ist der gemäßigte Temperaturverlauf, insbesondere der geringere Wärmeverlust des Bodens in der Nacht, durch die erfindungsgemäße Pflanzenfolie erkennbar.The moderate temperature curve, in particular the lower heat loss, is clear of the ground at night, recognizable by the plant film according to the invention.

In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Pflanzenfolie (1) aus einem Material mit hoher Transmission im thermischen Infrarotbereich (4), das mit Metallplättchen (5) gefüllt ist, dargestellt.In Fig. 3 the plants film of the invention (1) is shown from a material having high transmission in the thermal infrared region (4), which is filled with metal platelets (5).

Beispiel 1example 1

Ein nicht eingefärbtes Wirrvlies aus Polyäthylen mit einem Flächengewicht von 50 g/m² das durch die Faserstruktur im sichtoptischen Bereich weiß aussieht, wird auf den Boden gespannt und die Bodentemperatur unter dem Vlies über mehrere Tag- Nachtzyklen vermessen.A non-colored tangled non-woven made of polyethylene with a basis weight of 50 g / m² that looks white due to the fiber structure in the optical field, is opened stretched the floor and the floor temperature under the fleece over several days Measure night cycles.

Im Vergleich dazu wird eine handelsübliche, weiße Polyäthylenfolie, die als Pflanzenfolie gekauft wurde, im gleichen Versuchsaufbau vermessen.In comparison, a commercially available, white polyethylene film is used as a plant film was bought, measured in the same experimental setup.

Die Bodentemperatur unter dem erfindungsgemäßen Wirrvlies lag in der Nacht über alle Meßzyklen gemittelt, um 30% über der Bodentemperatur unter der herkömmlichen Folie.The floor temperature under the random fleece according to the invention was higher at night all measuring cycles averaged, 30% above the floor temperature below the conventional Foil.

Beispiel 2Example 2

Ein lindgrün eingefärbtes, perforiertes Wirrvlies aus Polyäthylen mit einem Flächengewicht von 60 g/m² wurde gegen eine herkömmliche weiße Polyäthylen- Pflanzenfolie im gleichen Versuchsaufbau getestet.A lime green colored, perforated random fleece made of polyethylene with a basis weight of 60 g / m² was used against a conventional white polyethylene Plant film tested in the same experimental setup.

Der Boden unter dem erfindungsgemäßen Wirrvlies war über mehrere Tag-Nachtzyklen gemittelt um 35% wärmer als der Boden unter der herkömmlichen Folie.The floor under the random web according to the invention was over several day-night cycles averaged 35% warmer than the floor under the conventional film.

Beispiel 3Example 3

Ein dunkelbraun eingefärbtes, Wirrvlies aus Polyäthylen, das durch eine thermische Nachbehandlung mechanisch gefestigt und wasserdurchlässig war mit einem Flächengewicht von 60 g/m² wurde gegen eine herkömmliche schwarze Polyäthylen-Pflanzenfolie im gleichen Versuchsaufbau getestet.A dark brown colored, tangled fleece made of polyethylene, which is characterized by a thermal After-treatment was mechanically consolidated and water-permeable with one The basis weight of 60 g / m² was compared to a conventional black polyethylene plant film tested in the same experimental setup.

Der Boden unter dem erfindungsgemäßen Wirrvlies war über mehrere Tag-Nachtzyklen gemittelt um 35% wärmer als der Boden unter der herkömmlichen schwarzen Polyäthylenfolie. The floor under the random web according to the invention was over several day-night cycles averaged 35% warmer than the floor under the conventional black Polyethylene film.  

Beispiel 4Example 4

Eine beidseitig aluminiumbedampfte Polyesterfolie der beidseitig mit einem infrarottransparenten, grünen Schutzlack versehen war und ein Flächengewicht von 40 g/m² hatte, wurde im gleichen Versuchsaufbau über mehrere Tag-Nachtzyklen gegen eine handelsübliche Pflanzenfolie aus schwarzen Polyäthylen getestet.A double-sided aluminum-vapor-coated polyester film with an infrared-transparent green protective lacquer was provided and a weight of 40 g / m² was in the same experimental setup over several day-night cycles tested against a commercial plant film made of black polyethylene.

Der Boden unter der erfindungsgemäßen Pflanzenfolie mit beidseitiger Aluminiumbedampfung war im Mittel 50% wärmer als unter der normalen Pflanzenfolie.The floor under the plant film according to the invention with aluminum vapor deposition on both sides was 50% warmer on average than under normal plant foil.

Beispiel 5Example 5

Eine lindgrün eingefärbte Polyäthylenfolie mit hoher Transmission im Bereich des thermischen Infrarot, die mit Aluminiumplättchen einer mittleren Größe von 5 bis 20 µm zu etwa 15 Gewichtsprozenten gefüllt war, wurde im gleichen Versuchsaufbau über mehrere Tag-Nachtzyklen gegen eine handelsübliche Pflanzenfolie aus lindgrünem Polyäthylen getestet.A lime green colored polyethylene film with high transmission in the range of thermal infrared, with aluminum plates of an average size of 5 to 20 microns was filled to about 15 percent by weight in the same experimental setup Tested over several day-night cycles against a commercial plant foil made of lime green polyethylene.

Der Boden unter der erfindungsgemäßen Pflanzenfolie aus Polyäthylen, die mit Metallplättchen gefüllt war, war im Mittel 40% wärmer als unter der normalen Pflanzenfolie.The floor under the plant film according to the invention made of polyethylene, with Metal plate was filled, was on average 40% warmer than under the normal plant foil.

Claims (9)

1. Pflanzenfolie (1) dadurch gekennzeichnet, daß sie im Bereich des thermischen Infrarot, insbesondere in den Bereichen der atmosphärischen Fenster bei 3-5 µm und 8-14 µm, selber niedrig emittierend ist, mindestens jedoch auf einer Seite, vorzugsweise aber auf beiden Seiten, niedrig emittierend ist mit einem Emissionsgrad unter 0,8 und daß sie entsprechend der Anzahl an Sonnentagen am Ort des Einsatzes im sichtoptischen Bereich heller oder dunkler eingefärbt ist.1. Plant film ( 1 ), characterized in that it is itself low-emitting in the area of thermal infrared, in particular in the areas of atmospheric windows at 3-5 µm and 8-14 µm, but at least on one side, but preferably on both Sides, low-emitting is with an emissivity below 0.8 and that it is colored lighter or darker depending on the number of sunny days at the place of use in the visible area. 2. Pflanzenfolie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Wirrvlies mit einem Durchmesser von 5 bis 100 µm der Einzelfilamente und einem Flächengewicht von 25 bis 100 g/m² besteht, dessen Basismaterial im Bereich des thermischen Infrarot insbesondere in den Bereichen 3-5 µm und 8-14 µm, eine hohe Transmission aufweist.2. Plant film ( 1 ) according to claim 1, characterized in that it consists of a random fleece with a diameter of 5 to 100 microns of the individual filaments and a basis weight of 25 to 100 g / m², the base material in the thermal infrared range, in particular in the Ranges 3-5 µm and 8-14 µm, has a high transmission. 3. Pflanzenfolie (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um ein Wirrvlies aus Polyäthylen handelt.3. Plant film ( 1 ) according to claim 1 and 2, characterized in that it is a non-woven fabric made of polyethylene. 4. Pflanzenfolie (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirrvlies je nach Anzahl der Sonnentage am Einsatzort heller oder dunkler eingefärbt ist.4. Plant film ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the random fleece is colored lighter or darker depending on the number of sunny days at the place of use. 5. Pflanzenfolie (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirrvlies durch thermische Nachbehandlung mechanisch verfestigt ist.5. Plant film ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the random web is mechanically consolidated by thermal aftertreatment. 6. Pflanzenfolie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie auf mindestens einer, vorzugsweise jedoch auf beiden Seiten (2) metallisch bedampft ist.6. Plant film ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the film is metallized on at least one, but preferably on both sides ( 2 ). 7. Pflanzenfolie (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbedampfung (2) mit einem Lack (3) mit hoher Transmission im Bereich des thermischen Infrarot überzogen ist, dessen Farbe je nach Anzahl der Sonnentage am Einsatzort heller oder dunkler ist.7. Plant film ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the metal vapor deposition ( 2 ) is coated with a lacquer ( 3 ) with high transmission in the thermal infrared range, the color of which is lighter or darker depending on the number of days of sun at the place of use. 8. Pflanzenfolie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine Folie (4) handelt, die im Bereich der atmosphärischen Fenster bei 3-5 µm und 8-14 µm eine hohe Transmission aufweist und die mit Metallplättchen (5) gefüllt ist und je nach Anzahl der Sonnentage am Einsatzort heller oder dunkler eingefärbt ist.8. Plant film ( 1 ) according to claim 1, characterized in that it is a film ( 4 ) which has a high transmission in the range of atmospheric windows at 3-5 microns and 8-14 microns and with metal plates ( 5th ) is filled and colored lighter or darker depending on the number of sunny days at the place of use. 9. Pflanzenfolie (1) nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie wasserdurchlässig perforiert sein kann.9. Plant film ( 1 ) according to claim 1 to 8, characterized in that the film can be permeable to water.
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