ES2962058T3 - Desarrollo de un tejido para cubrir el suelo ignífugo para invernaderos - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a tejidos para cubrir el suelo. Una tela para cubrir el suelo está hecha de hilos de cinta de PP que se producen antes de la construcción de la tela, es decir, del tejido. Los hilos contienen HALS 0,25% - 3%, preferiblemente 1,5% y NOR-HALS 0,2% - 3%, preferiblemente 0,5%. La funcionalidad de los retardantes de fuego y aditivos UV se ve reforzada por la presencia de CaCO3 y TiO2. La cubierta vegetal logra una seguridad mejorada, ya que combina propiedades de resistencia FR y UV y no incluye aditivos retardantes que se usan en películas y cintas orientadas de poliolefina conocidas y que obstaculizan los inhibidores de UV comúnmente usados en la producción de películas de poliolefina. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Desarrollo de un tejido para cubrir el suelo ignífugo para invernaderos
La presente invención se refiere a tejidos para cubrir el suelo.
Dichos tejidos para cubrir el suelo son para uso agrícola. En los invernaderos, se utilizan como recubrimiento de suelos para proteger las plantas de malas hierbas no deseadas, mantener la retención de humedad en el suelo y proteger el suelo de la radiación solar. Generalmente, el material para cubrir el suelo está tejido de manera firme y proporciona una cobertura completa.
Ejemplos de tejidos para cubrir el suelo se describen en los documentos de Patente US 2015/0033622 y US 2016/0174474. El documento de Patente US 2015/0033622 describe un tejido reflectante para cubrir el suelo para uso agrícola, mientras que el documento de Patente US 2016/0174474 describe un tejido para cubrir el suelo, que consiste en dos tipos diferentes de hilos de cinta que tienen diferentes propiedades reflectantes, de absorción o de transmisión, para aplicaciones agrícolas. Los tejidos para cubrir el suelo descritos en la presente memoria se componen de hilos de cinta estrechos, normalmente hechos de PP, que se tejen para formar un tejido. La producción de hilos de cinta orientados para la producción de tejidos que pueden usarse potencialmente como tejidos para cubrir el suelo se describe en el documento de Patente US 2013/0045346A1.
Sin embargo, los tejidos para cubrir el suelo conocidos pueden provocar algunos problemas hortícolas, siendo los más importantes:
a) retención excesiva de humedad bajo el material, lo que produce suelos saturados de agua, condiciones anaeróbicas del suelo, compactación del suelo, formación de surcos en la superficie del suelo y efectos negativos similares en las condiciones de crecimiento debido a la alta humedad del suelo.
b) restricción excesiva del calor del suelo que se mueve desde el suelo a las plantas sobre el tejido para cubrir el suelo, debido a que no permite suficiente movimiento de aire y calor a través del material, lo que puede provocar condiciones excesivamente frías durante la noche para las plantas/cultivos sobre la cobertura debido a la restricción de la radiación de calor del suelo desde el suelo hasta la planta durante la noche. Este movimiento nocturno de calor desde el suelo a la planta es importante para mantener la temperatura del aire para las plantas por encima del suelo y ayudar a reducir la aparición de condiciones de heladas.
Las propiedades características de una cobertura para el suelo son los factores de cobertura. Un factor de cobertura (CV; %) se puede determinar tanto en la dirección de la máquina (MD) como en la dirección transversal (CD; %) y se define como:
En los tejidos para cubrir el suelo, los factores de cobertura logrados son superiores al 100% debido a la deformación del hilo de la cinta al tejer (hilos de cinta en forma de U). Esta deformación del hilo conduce a la formación de una superficie de tejido ligero en 3D. La deformación del hilo y la formación de hilos de cinta en forma de U en el tejido ofrece dos beneficios principales:
a) propiedades preferibles de permeabilidad al agua y al aire del tejido debido a la eficiente transferencia de agua y aire a través del tejido y en el suelo.
b) valores relativamente altos del factor de cobertura (CV) que, a su vez, conducen a una restricción del paso de los rayos del sol y a la protrusión de malas hierbas a través del tejido de cobertura del suelo.
Los hilos de cinta de poliolefina destinados a ser utilizados comourdimbrea lo largo de la dirección de la máquina (MD), pueden tener anchos que varían de 1 a 5 mm y espesores de 30 a 80 gm (1 gm= 10'3 milímetros = 10'6 Í^ P 0). Además, los hilos de cinta de poliolefina destinados a ser utilizados comotramaa lo largo de la dirección transversal (CD), pueden tener anchos que varían de 2 a 10 mm y espesores de 30 a 80 gm. La anchura y el espesor de los hilos de cinta pueden ser diferentes en la dirección de urdimbre y de trama. La construcción del tejido se determina a partir del número de hilos de cinta de trama por metro de longitud (CMD) y de las cintas de urdimbre por metro de anchura (MD).
Los hilos de las cintas de trama por metro (CMD) pueden variar de 300 a 800 y los hilos de las cintas de urdimbre por metro (MD) pueden variar de 800 a 1500. Para los tejidos para la cobertura del suelo se utiliza principalmente tejido liso, pero también se pueden utilizar diferentes tipos de tejido, como sarga o satén. Utilizando dichas construcciones de tejido, los factores de cobertura (CV) alcanzan valores superiores a 100, preferiblemente 120% para tejido liso y superiores para tejido de sarga y satén.
La irradiación de la luz solar degrada los tejidos para cubrir el suelo cuando se exponen al sol o durante períodos prolongados. Además, los tejidos para cubrir suelos son ampliamente utilizados en los invernaderos y se extienden en grandes superficies en su interior, que pueden alcanzar miles de metros cuadrados. En dichos entornos de invernadero, puede iniciarse un incendio, por ejemplo en el caso de defectos eléctricos, durante trabajos de reparación que implican moliendas o soldaduras en el invernadero. Se ha demostrado que dichos incendios pueden propagarse muy rápidamente a grandes superficies debido a la rápida combustión de piezas de plástico. Los incendios constituyen un peligro para el personal presente en los invernaderos y pueden ser destructivos para el propio invernadero y su contenido, con importantes pérdidas económicas. Los tejidos que cubren el suelo son más propensos a sufrir riesgos relacionados con incendios que las cubiertas que se colocan a cierta distancia del suelo, tal como las cubiertas que cubren las aberturas en los invernaderos, túneles, etc.
Los textiles ignífugos son difíciles de producir debido al complejo y largo proceso de producción que implica. Mientras tanto, aunque se pueden conseguir propiedades ignífugas, todavía existe el problema de prevenir o al menos retardar la degradación por rayos UV, de modo que se pueda garantizar al usuario del tejido una duración de vida particular. Los textiles ignífugos se utilizan en condiciones en las que se debe evitar el riesgo de que un incendio iniciado localmente se extienda a un área más grande.
El documento de Patente WO 2008/026229 describe una película polimérica para su uso en agricultura como una cobertura para invernaderos y túneles que comprende al menos una capa de material polimérico basado en poliolefina que incluye un fotoestabilizador basado en aminas impedidas y una cantidad eficaz de poliuretano termoplástico y se observa que el fotoestabilizador está constituido por HALS metiladas o por aminoxiaminas estéricamente impedidas, también conocidas como NOR-HALS.
El documento de Patente WO 2004/076543 presenta un fotoestabilizador (HALS) de amina impedida polimérico u oligomérico que tiene como sustituyente un(os) grupo(s) morfolina colgante, como sinergista ignífugo en una composición que es útil para producir una película plástica ignífuga adecuada para su uso como material de cobertura para invernaderos o zonas previstas para el cultivo, exhibición o venta al por menor de plantas.
La invención se refiere a una cobertura para el suelo que está hecha de hilos de cinta que comprenden poliolefinas y aditivos HALS y que se transforma en un producto tejido continuo al tejer. Dicha cobertura para el suelo se conoce a partir del documento de Patente US 2005/050793.
Un objetivo de la invención es una cobertura para el suelo que sea ignífuga. Un objetivo adicional de la invención es una cobertura para el suelo que sea ignífuga con propiedades que no se degraden con el tiempo. Aún, otro objetivo de la invención es una cobertura para el suelo que sea ignífuga y resista la radiación UV durante períodos relativamente largos. Otro objetivo de la invención es la producción de hilos de cinta que sean adecuados para dichas coberturas para el suelo.
La invención se define en la reivindicación independiente 1.
El contenido en peso de los aditivos NOR-HALS puede ser del 0,2% al 3% del peso total del hilo de cinta y, en una realización preferida, del 0,5%.
El contenido en peso de los aditivos HALS puede ser del 0,1% al 3% del peso total del hilo de cinta y, en una realización preferida, del 1,5%.
Los hilos de cinta pueden ser de polietileno o polipropileno. La funcionalidad de los aditivos FR y UV puede mejorarse mediante la presencia de carbonato de calcio, CaCO3, preferiblemente entre el 2% y el 10% de calcio y/o dióxido de titanio, TiO2, preferiblemente entre el 0,5% y el 3%. Los intervalos se refieren al contenido en peso sobre el peso total de los hilos de cinta.
Un tejido para cubrir el suelo según la invención se puede producir en forma de tejido para cubrir el suelo de plástico pigmentado en negro, beige, gris, verde y blanco. Un material de tejido para cubrir el suelo negro contiene pigmento de negro de humo y un tejido para cubrir el suelo blanco contiene TiO2. Las coberturas para el suelo verdes y beige contienen otros pigmentos de color.
Un tejido para cubrir el suelo, según la invención, mantiene las propiedades y las características geométricas de una estructura tejida, tal como la estructura tejida, es decir, el tamaño de la abertura, etc.
Una cobertura para el suelo según la invención logra una seguridad mejorada, ya que combina propiedades de resistencia a FR y UV. Según la invención, la cobertura del suelo no incluye aditivos retardantes que se usan en películas e hilos de cinta orientados de poliolefina conocidos y que obstaculizan los inhibidores de UV comúnmente, tales como HALS, usados en la producción de películas de poliolefina. Por lo tanto, las coberturas para el suelo según la invención pueden utilizarse ampliamente, ya que pueden resistir la radiación solar.
Según la invención, no es necesario utilizar sustancias ignífugas basadas en halógenos ni aditivos ignífugos que contengan azufre o fósforo, que se utilizan actualmente en productos extruidos de poliolefina. Además, la mejora de las propiedades ignífugas no se consigue a expensas de la estabilidad a los rayos UV.
La invención incorpora una sustancia ignífuga (FR) para productos agrícolas tejidos, que no comprende aditivos que contengan azufre, halógenos o fósforo. Dicha sustancia ignífuga libre de halógenos es el estabilizador de amina impedida alcoxiamina, abreviatura: NOR-HALS, descrito en el documento de Patente US 2015/0284535.
Con respecto a las propiedades al fuego de los tejidos de poliolefina para cubrir suelos y de los objetos de plástico en general, se suele hacer referencia a los ensayos de fuego, es decir, EN ISO 11925-2:2010 e ISO 9239-1:2010, y a la clasificación según EN 13501-1: 207+A1:2009 o DIN4102-1:1998. Según la invención, las coberturas para el suelo alcanzan la clase B1 o B2 según DIN4102-1:1998 y como clase Bfl-s 1 como elemento de pavimento y D-s1 -d0 o hasta B-s1-d0 como producto de construcción según EN13501-1:2007+A1:2009.
Como ya se mencionó, los materiales de cobertura para el suelo se usan en agricultura para varios propósitos, incluyendo la supresión de malas hierbas y/o la retención del calor del suelo y/o la retención de humedad y/o para reflejar la luz. Estas propiedades también dependen del color del tejido que cubre el suelo. Las importantes cubiertas de suelo tejidas actualmente conocidas pueden tener los siguientes colores:
a) tela tejida para la cobertura del suelo de plástico pigmentado en negro,
b) tela tejida para la cobertura del suelo de plástico pigmentado en gris
c) tela tejida para la cobertura del suelo de plástico pigmentado en verde
d) tela tejida para la cobertura del suelo de plástico pigmentado en beige, y
e) tela tejida para la cobertura del suelo de plástico pigmentado en blanco.
En general, las coberturas del suelo de plástico negro normalmente calientan el suelo más que otras coberturas del suelo pigmentadas. Se prefiere el material de cobertura del suelo pigmentado en negro para eliminar las malas hierbas. Las coberturas del suelo de plástico gris, verde y beige también se utilizan para eliminar las malas hierbas, pero también aportan estética sobre otras coberturas del suelo pigmentadas de colores. Las coberturas del suelo de plástico pigmentado en blanco se utilizan cuando se requiere un aumento de la luz reflejada en el dosel de la planta. Las coberturas del suelo pigmentadas en blanco se fabrican a partir de un polímero plástico pigmentado con el pigmento blanco de dióxido de titanio.
En una realización de la invención, los hilos de cinta de PP, que se producen antes de la construcción del tejido, es decir, de la costura, pueden contener tanto HALS 0,1%-3%, preferiblemente más del 1%, como NOR-HALS 0,2%-3%, preferiblemente más del 0,4%. La funcionalidad de los aditivos FR y UV puede mejorarse mediante la presencia de 2%-10% de CaCO3 y 0,5%-3% de TiO2. Todos los contenidos en % se refieren al peso del aditivo, es decir, HALS, NOR-HALS, CaCO3 y 0,5%-3% de TiO2 sobre el peso total de los hilos de la cinta. A menos que se indique explícitamente se refieren tanto a la trama como a la urdimbre. Los hilos de cinta de poliolefina utilizados como urdimbre a lo largo de la dirección de la máquina (MD) tienen una anchura de 3 mm y un espesor de 45 gm. Además, los hilos de cinta de poliolefina destinados a ser utilizados como trama a lo largo de la dirección transversal (CD), tienen 1,3 mm de anchura y 45 gm de espesor. En la realización propuesta, los hilos de cinta de trama por metro (MD) son 400 y los hilos de la cinta de urdimbre por metro (CD) son 920. Usando dicha construcción de tejido, el factor de cobertura (CV) es del 120%. En esa realización, el tejido tiene un tejido liso.
Se probó un ejemplo de tejido para cubrir el suelo según la invención y se clasificó como clase B2 utilizando la Norma DIN4102-1:1998. El ejemplo se produjo mediante hilos de cinta de PP y contenía 1,6% de HALS, 0,5% de NOR-HALS y 2,4% de CaCO3. Como se indicó anteriormente, todos los porcentajes son contenido en peso sobre el peso total de los hilos de cinta. Vale la pena señalar que al utilizar la receta propuesta, no se observaron gotas de polímero fundido y la propagación del fuego se redujo significativamente en comparación con un tejido para cubrir el suelo que no contenía aditivos NOR-HALS. Los productos clasificados como B2 según DIN4102-1:1998 son capaces de resistir, durante un período más largo, un ataque de llama pequeño sin una propagación sustancial de la llama. Además, también son capaces de sufrir un ataque térmico por parte de un solo elemento en llamas con una liberación de calor suficientemente retardada y limitada. El material también se probó según EN ISO 11925-2:2010 e ISO 9239-1:2010, para la clasificación según EN13501-1:2007+A1:2009. La cobertura para el suelo analizada se clasificó como clase Bfl-s1.
Estas propiedades mejoradas de FR se atribuyen al efecto sinérgico de los aditivos HALS y NOR-HALS. Otras propiedades mejoradas pueden atribuirse al efecto sinérgico del CaCO3 y TiO2 con los aditivos HALS y NOR-HALS. Además, es posible lograr incluso la clase B1 utilizando NOR-HALS en concentraciones más altas, por ejemplo, 2%. La clase B1 es como la B2 pero cumple con requisitos más estrictos. Además, bajo el ataque térmico de un solo elemento en llamas, tienen una propagación lateral limitada de la llama.
Además, la resistencia a los rayos UV del ejemplo mencionado anteriormente del tejido para cubrir el suelo se evaluó utilizando la Norma EN12224:2000 durante 2000 horas bajo irradiación con lámpara UVA con una longitud de onda de 340 nm, una intensidad de irradiancia de 0,83 W/m2, utilizando pruebas cíclicas que comprenden las siguientes etapas: exposición durante 5 h a una temperatura estándar negra de 50°C ± 3°C (°C: grados Celsius) y 1 h de pulverización a 25°C. Los resultados revelaron que después de 2000 horas, el tejido de cobertura para el suelo conserva más del 50% de su resistencia a la tracción y no muestra signos significativos de desgaste. En esa realización, el caudal de agua según la Norma EN11058 con una columna de cabezal de agua de 50 mm fue de 900 It/min/m2 (litros por minuto por metro cuadrado).
El efecto combinado de HALS y NOR-HALS se describe mejor en los resultados obtenidos de las pruebas según EN ISO 11925-2:2010, EN ISO 9239-1:2010, EN13501-1:2007+A1:2009, BS EN 13501-1:2007+A1:2009 y DIN4102-1:1998-05. Se probaron dos configuraciones diferentes, es decir, tejido de cinta de película cortada de polipropileno blanco con un peso por unidad de área igual a 100 g/m2 y 130 g/m2. En ambas configuraciones, el contenido en peso en HALS y NOR-HALS es 1,6% y 0,5% respectivamente. Específicamente, con respecto al rendimiento de ignición del producto según EN ISO 11925-2:2010, se superó con éxito al no observarse signos de ignición superficial. Además, con respecto a la prueba del panel radiante de suelo según EN ISO 9239-1:2010, el producto (tejido) no se encendió y el tejido se funde y se retrae de la fuente de ignición. Además, el tejido se clasifica como clase Bfl-s1, según EN13501-1:2007+A1:2009 (reacción al fuego). Las pruebas se realizaron según las Normas EN ISO11925-2:2010 y EN ISO 9239-1:2010. Finalmente, en la prueba de reacción al fuego según DIN4102-1:1998-05, el tejido se clasifica como material de construcción de clase B2.
Por otro lado, las configuraciones correspondientes solo con HALS, contenido en peso de HALS 1,6%, no pudieron lograr la clase E en las pruebas según la Norma EN13501.
Según la invención, un tejido para cubrir el suelo está hecho de hilos de cinta de PP con aditivos NOR-HALS y se forma mediante tejido en un producto tejido continuo, con ignición mejorada. El tejido para cubrir el suelo se puede producir en forma de tejido de plástico para cubrir el suelo pigmentado en negro, gris, verde y blanco. Un material de tejido para cubrir el suelo en el que el pigmento negro es negro de humo y el blanco es TiO2. Además, un tejido para cubrir el suelo según la invención mantiene las características geométricas de la estructura tejida, es decir, el tamaño de la abertura, etc.
La presente invención se refiere a tejidos para cubrir el suelo que funcionan para proporcionar protección y control de la humedad del suelo en invernaderos. Además, la invención se refiere particularmente a tejidos ignífugos y al mismo tiempo resistentes a los rayos UV para su uso en invernaderos, principalmente tejidos para cubrir el suelo que consisten en hilos de cinta de poliolefina (PP, PE) que se pueden convertir en un producto grande, plano y flexible, tal como un tejido, al tejer. Además, el tejido para cubrir el suelo, aparte de sus propiedades ignífugas mejoradas, también posee una resistencia a los rayos UV a largo plazo. Vale la pena señalar que la adición de sustancias ignífugas, durante la producción de hilos de cinta, no afecta las características geométricas de la estructura tejida del tejido para cubrir el suelo y, por lo tanto, el tejido para cubrir el suelo mantiene sus características geométricas y propiedades de permeabilidad al agua. La resistencia a los rayos UV y las propiedades FR mejoradas y combinadas, por ejemplo, del tejido blanco para cubrir el suelo, se logra modificando consecuentemente la receta del hilo de cinta de poliolefina.
En la actualidad se utilizan como sinónimos los términos «tejido» y «textil».
Claims (11)
1. Un tejido para cubrir el suelo que está hecho de hilos de cinta, que están hechos de polietileno o polipropileno, comprendiendo los hilos de cinta aditivos HALS y formándose en un producto tejido continuo al tejer, caracterizado por que los hilos de cinta contienen aditivos NOR-HALS.
2. Un tejido para cubrir el suelo, según la reivindicación 1, en el que el peso de NOR-HALS en los hilos de cinta en trama está dentro del intervalo de 0,1%-3%, preferiblemente en el intervalo de 0,4%-3%, del peso total de la hilos de cinta en trama y el peso de NOR-HALS en los hilos de cinta en urdimbre está dentro del intervalo de 0,1%-3%, preferiblemente en el intervalo de 0,4%-3%, del peso total de los hilos de cinta en urdimbre.
3. Un tejido para cubrir el suelo, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el peso de HALS en los hilos de cinta en trama está dentro del intervalo del 0,2%-3%, preferiblemente en el intervalo del 1%-3%, del peso total de los hilos de cinta en trama y el peso de HALS en los hilos de cinta en urdimbre está dentro del intervalo de 0,2%-3%, preferiblemente en el intervalo de 1%-3%, del peso total de los hilos de cinta en urdimbre.
4. Un tejido para cubrir el suelo, según la reivindicación 1, en el que el peso de NOR-HALS en los hilos de cinta está dentro del intervalo de 0,1%-3%, preferiblemente en el intervalo de 1%-3%.
5. Un tejido para cubrir el suelo, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los hilos de cinta contienen CaCO3, preferiblemente menos del 10% del peso total de los hilos de cinta, y/o TiO2, preferiblemente menos del 3% del peso total de los hilos de cinta.
6. Un tejido para cubrir el suelo, según la reivindicación 5, en el que los hilos de la cinta contienen CaCO3 y el peso del CaCO3 en los hilos de cinta está dentro del intervalo de 2%-10% del peso total de los hilos de cinta.
7. Un tejido para cubrir el suelo, según la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en el que los hilos de cinta contienen TiO2 y el peso del TiO2 en los hilos de cinta está dentro del intervalo de 0,5%-3% del peso total del hilo de cinta.
8. Un tejido para cubrir el suelo, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que se produce en forma de un tejido para cubrir el suelo pigmentado en negro y el pigmento negro es negro de carbón o que se produce en forma de un tejido para cubrir el suelo pigmentado en blanco y el pigmento blanco es TiO2.
9. Un tejido para cubrir suelo, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, con una resistencia al fuego clasificada en B1 o B2 según la Norma DIN4102-1:1998.
10. Un tejido para cubrir el suelo, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, con una clase de clasificación de resistencia al fuego de al menos D-s1-d0 o hasta B-s1-d0, según EN13501-1:2007+A1:2009.
11. Un tejido para cubrir el suelo, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, con una clase de clasificación de resistencia al fuego de al menos Bfl-s1 o superior, según EN13501-1:2007+A1:2009.
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