MXPA97002251A - Material mixto de cubierta retenedora de humedad - Google Patents

Abstract

La presente invenciín se refiere a una cubierta agrícola novedosa que comprende un sustrato de papel que tiene látex formadores de película resistentes a la permeabilidad al agua recubierta sobre sus lados superior e inferior. La cubierta superior del papel de conformidad con la invención es degradable, pero posee la mayoría de los aspectos benéficos de las cubiertas de tipo de polietileno.

Description

MATERIAL MIXTO DE CUBIERTA RETENEDORA DE HUMEDAD ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la Invención Esta invención se refiere a artículos agrícolas, y más particularmente, a un material mixto de cubierta degradable que tiene cualidades similares a película de cubiertas del tipo de polietileno, pero adicionalmente tiene las características de degradabilidad del papel. 2. Descripción de la Técnica Relacionada Las películas de cubierta agrícolas se utilizan extensamente en todo el mundo, debido a las muchas ventajas que proporcionan, incluyendo retención del fertilizante, retención de fumigante, crecimiento retardado de hierbas, retención incrementada del suelo con respecto a la humedad y el calor, y erosión reducida del suelo por los vientos y la lluvia. Estas películas de cubierta también mejoran la estructura del suelo al impedir el encostramiento y compactación del suelo. La película de polietileno, tanto en un estado transparente como en un estado opaco, ha sido la cubierta sintética más común utilizada. Sin embargo, la película de polietileno no es degradable, y debe removerse del campo y quemarse, enterrarse, ó desecharse de otra manera al final de su vida útil. La remoción y enterrado ó quemado de la cubierta de plástico es tanto costosa como que tiene un efecto adverso sobre la ecología. Existe una necesidad de una cubierta que se descomponga al final de una temporada de cultivo. Los intentos por satisfacer esta necesidad han conducido al desarrollo de una variedad de películas de cubierta biodegradables y fotodegradables . Por ejemplo, Otey y colaboradores, en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 3,949,145, desarrollaron una película de plástico biodegradable a partir de almidón, alcohol polivinílico, y glicerol, cuya película está cubierta con un recubrimiento de resina resistente al agua para impedir la degradación prematura. El recubrimiento de resina resistente al agua se prepara a partir de una resina resistente al agua, tal como cloruro de pslivinilo plastificado, y un agente de enlace de prepolímero de diisocianato de poli-tolueno. Otra película de cubierta biodegradable, descrita por Clendinning, Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 3,929,937, se fabrica a partir de una mezcla de un polímero de adición en partículas, tal como polietileno, en una matriz de polímero de oxialcanoílo, termoplástico, biodegradable, tal como homopolímero de «-- caprolactona. Se pueden incluir ingredientes adicionales en las mezclas. Estos ingredientes adicionales incluyen productos biodegradables que se presentan de manera natural, por ejemplo, corteza de árbol, aserrín, musgo de turba, cascaras de semillas de algodón y similares, rellenos fibrosos y no fibrosos, por ejemplo, talco, piedra caliza, bentonita, asbesto y similares, nutrientes de plantas, fertilizantes, insecticidas, plaguicidas y similares. En Iwasy y colaboradores, Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,387,405, se describe una cubierta de espuma continua que se produce mediante la aplicación y gelificación de una manera sustancialmente simultánea, de una espuma acuosa fluida que comprende cuando menos el 0.5 por ciento en peso de alcohol polivinílico disuelto, y cuando menos el 50 por ciento, basados en el peso del alcohol polivinílico, de asfalto emulsificado o cera. Aún otras películas de cubierta agrícola han sido descritas por Vigneault y colaboradores, Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,274,731, y Kane, Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,384,993, Vigneault y colaboradores, por ejemplo, describen una película de cubierta comprendida de cuando menos un copolímero que consiste esencialmente en etileno, y un monómero de ácido carboxílico etilénicamente insaturado, tal como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido fumárico, ácido maleico y similares. Vigneault y colaboradores, sugieren que sus películas también podrían contener nutrientes, tales como amoníaco ó aditivos que contienen fosfato, y otros rellenos para diferentes usos en cubiertas. Kane también describe una película de cubierta plástica que puede incluir nutrientes sólidos solubles en agua, tales como nitrato de amonio, cloruro de potasio, nitrato de potasio, sulfato de potasio y urea. Sin embargo, las únicas películas plásticas de cubierta descritas por Kane están comprendidas de polietileno, polipropileno, acetato de celulosa, butirato de acetato de celulosa, acetato de cloruro de polivinilo, estireno-acrilonitrilo, y similares. Estos materiales plásticos no son solubles en agua, y por consiguiente, deben apoyarse en algún otro mecanismo para impartir una capacidad de degradación adecuada para que se puedan utilizar como una película de cubierta agrícola que no tenga que removerse del campo después de la temporada de cultivo. Uno de estos mecanismos de degradación es descrito por Newland y colaboradores, Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,454,510. En esa patente, se enseña incluir un pro-oxidante en una película de poliolefina insoluble en agua, tal como polietileno, polipropileno ó poli (buteno-1) . Entre los pro-oxidantes que se describen están ciertos acetil acetonatos de metal, benzoilacetatos de alquilo de metal, acetonato de acetilo de metal, estearatos de metal y oleatos de metal. Alternativas para las películas de cubierta agrícola también han incluido material en tira de papel para sembrar semillas. La Patente Soviética SU 1209059A describe un material en tira de papel, tal como un papel secante, al cual se le aplican las semillas y los fertilizantes. La superficie externa del material en tira tiene un recubrimiento de herbicida. Las semillas se emparedan entre dos tiras pegadas conjuntamente. Otra tira de semillas de papel en forma de tubo es descrita en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,623,266. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,916,992, cedida a Nissan, describe la producción de una hoja fertilizante esparciendo los granulos de un fertilizante de acción lenta sobre un papel base recubierto con un adhesivo. La Patente Japonesa #60025902, del 2 de febrero de 1985, cedida a Dainippon Jochugiku KK, describe un papel insecticida que comprende papel recubierto con tinta de impresión y aglutinante que contiene insecticida volátil, el cual se recubre con una película de resina. El recubrimiento utilizado incluye nitrocelulosa, poliamida, etil celulosa, resinas de acrilato, copolímeros de cloruro de vinilo-acetato de vinilo, y resinas de uretano. La Patente Japonesa #8647900, del 8 de marzo de 1986, cedida a Oj i Paper Co., Ltd, describe una hoja insecticida de liberación controlada, impermeable a la humedad. Las hojas se hacen de papel de estraza, látex de hule y ceras ó sustancias cerosas, e insecticidas, fungicidas y fungiestáticos . La Patente Británica Número 1,434,042 describe un papel soluble en agua ó dispersable en agua hecho de alcohol polivinílico, sobre el cual ó adentro del cual se incorpora un ingrediente activo. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,163,247 de Weber y colaboradores, describe un tejido celulósico fibroso y poroso, al menos parcialmente saturado con látex en 30 partes en seco por 100 partes de fibra. Aunque las películas de cubierta anteriormente discutidas, y otras, se han utilizado con algún grado de éxito, no se ha descubierto hasta la fecha ninguna película de cubierta que sea completamente satisfactoria comercialmente en el equilibrio de las propiedades importantes necesarias para una buena cubierta agrícola. Estas propiedades incluyen, por ejemplo, buenas propiedades mecánicas para la aplicación mediante máquinas y la plantación mediante máquinas, resistencia al agua, durabilidad en el campo, la capacidad para retardar el crecimiento de hierbas, capacidad de degradación y una economía apropiada.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención es un material mixto de cubierta novedoso que comprende un sustrato de papel que tiene primera y segunda superficies, y un recubrimiento adherente que comprende un látex formador de película aplicado a las primera y segunda superficies del sustrato de papel. De una manera más particular, la presente invención es una cubierta agrícola que comprende un sustrato de papel extensible que tiene una superficie superior y una superficie inferior, con un primer recubrimiento provisto sobre la superficie superior. El primer recubrimiento comprende un látex. Se proporciona un segundo recubrimiento sobre la superficie inferior. El segundo recubrimiento comprende un látex, y puede incluir un material biológicamente activo. Los recubrimientos generalmente tienen un espesor de menos de 15 mieras. El sustrato de papel en general debe tener un espesor mínimo de cuando menos 30 mieras. La cubierta agrícola de conformidad con la invención, es resistente a la penetración y permeabilidad al agua. La permeabilidad al agua se puede medir de acuerdo con un método de prueba para la permeabilidad al agua establecido en el Ejemplo 1 de la presente, tal que cuando dicha cubierta se coloca sobre la superficie del agua a temperatura ambiente, la cubierta no se ondula fuera del plano de la superficie del agua dentro de 5 segundos de contacto con el agua. La cubierta agrícola comprende: a) un sustrato de papel extensible que tiene una superficie superior y una superficie inferior; b) un primer recubrimiento sobre la superficie superior, comprendiendo este primer recubrimiento un látex formador de película resistente a la permeabilidad al agua, un pigmento, y un repelente de agua; c) un segundo recubrimiento sobre la superficie inferior, comprendiendo este segundo recubrimiento un látex formador de película, un pigmento, y un material biológicamente activo; teniendo dicho papel extensible una elongación del 5% ó más en la dirección de la máquina y en la dirección transversal a la máquina; dicho látex formador de película comprendiendo una emulsión de aceite en agua que forma una película a temperaturas de secado de menos de 100 °C; teniendo dicho primer recubrimiento un peso del recubrimiento de 6 a 12 libras por resma de 3300 pies cuadrados del sustrato de papel (ó de aproximadamente 8 a 18 gramos/m2) • siendo aplicado dicho segundo recubrimiento a una velocidad suficiente para formar un peso del recubrimiento de 6 a 12 libras por resma de 3300 pies cuadrados del sustrato de papel (ó de aproximadamente 8 a 18 gramos/m2) ; teniendo este sustrato de papel de preferencia un peso de cuando menos 25 libras por resma de 3300 pies cuadrados del sustrato de papel; dicho repelente al agua proporcionando al primer recubrimiento un ángulo de contacto con el agua de cuando menos 70°, y de preferencia más de 90°; siendo dicha cubierta agrícola resistente a la permeabilidad al agua, medida de acuerdo con un método de prueba para la permeabilidad al agua estipulado en el Ejemplo 1 de la presente, de tal manera que, cuando se coloca la cubierta sobre la superficie del agua a la temperatura ambiente, la cubierta no se ondula fuera del plano de la superficie del agua dentro de 5 segundos de haberse colocado en contacto con la superficie del agua. El sustrato de papel se puede formar en una máquina de papel, tal como una máquina de papel Foudrinier®. El papel hecho en una máquina de papel, como resultado, tiene direcciones de la máquina y transversal a la máquina que se presenta como un resultado de la orientación de la fibra cuando la pasta de pulpa se extiende sobre el alambre formador. El sustrato se selecciona a partir de papel de 25 a 65 libras, y de preferencia de 30 a 65 libras por resma. Una resma es 3300 pies cuadrados de sustrato de papel. Por consiguiente, el sustrato de papel es de aproximadamente 37 gramos/m2 a 97 gramos/m2. Siendo ya el papel en gran parte resistente a la permeabilidad al agua cuando se: aplica primeramente, la cubierta agrícola convenientemente es biodegradable después de la temporada de recolección de la fruta. El papel de conformidad con la invención tiene baja permeabilidad al aire en términos del paso de aire a través del papel. Este parámetro se puede medir por el volumen de aire que pasa a través del papel con un tiempo fijo, ó un tiempo para que pase un volumen fijo de aire a través del papel. La propiedad de barrera de la cubierta se puede medir por métodos tales como un instrumento de prueba de porosidad Gurley*1" de acuerdo con el método de prueba de TAPPI T460-on-88, que mide el tiempo requerido en segundos para desplazar 100 centímetros cúbicos de aire a través de un área de 6.4 centímetros cuadrados. La cubierta de conformidad con la invención es una estructura no porosa. El sustrato no está saturado con el recubrimiento de látex, y en lugar de eso, se aplica el látex formador de película como recubrimientos sobre las superficies superior e inferior del sustrato, típicamente de 6 a 12 libras, basándose en una resma de 3300 pies cuadrados del sustrato de papel (ó de aproximadamente 8 a 18 gramos/m2) . El sustrato de papel tendría un peso de 25 a 65 libras por resma de 3300 pies cuadrados del sustrato de papel (ó de aproximadamente 37 gramos/m2 a aproximadamente 97 gramos/m2) . La cubierta agrícola de conformidad con la invención es una estructura no porosa, y no está saturada con el látex. La porosidad de la cubierta agrícola de la invención exceden a 5,000 segundos por 100 centímetros cúbicos de desplazamiento de aire para una sola hoja. La proporción de la resistencia a la tracción en húmedo a la resistencia a la tracción en seco de la cubierta agrícola de la invención es de 0.9 a aproximadamente 1.7. La cubierta agrícola de la invención no pierde una resistencia apreciable al humedecerse. Las proporciones sugieren inclusive alguna ganancia en la resistencia. Todas las pruebas, incluyendo las pruebas de resistencia en húmedo, porosidad, permeabilidad al agua y ángulo de contacto, deben realizarse en muestras recién fabricadas, mas bien que en muestras viejas.

Los métodos de prueba empleados para determinar la resistencia a la tracción en seco fue el método de TAPPI T 494 om-88, Propiedades de rompimiento por tracción de papel y cartón (utilizando un aparato de elongación de velocidad constante) . El método de prueba para determinar la resistencia a la tracción en húmedo fue el método de TAPPI T 456 om-87 resistencia al rompimiento por tracción en húmedo de papel y cartón . (Las muestras de la siguiente Tabla se prepararon de acuerdo con el Ejemplo 2) .

La proporción de la resistencia a la tracción en húmedo a la resistencia a la tracción en seco, para los propósitos de la invención y de las reivindicaciones, se determina en la dirección de la máquina del sustrato de papel. Los valores en la dirección transversal a la máquina (DT) se encontraron generalmente consistentes con las pruebas en la dirección de la máquina (DM) , como se refleja en la Tabla anterior. Por consistencia, y para los propósitos de las reivindicaciones, la prueba de tracción debe ser en la dirección de la máquina (DM) . Papel incluye papel, cartón, pulpa de estraza, como madera molida, pulpa mecánica ó pulpa química, incluyendo pulpa del proceso de sosa, pulpa del proceso de sulfito y pulpa del proceso de sulfato, ya sea blanqueada ó no blanqueada. El uso de pulpa no blanqueada es favorecido debido a su contenido de lignina para producir una cubierta agrícola. Para los propósitos de la invención, se prefiere el papel extensible. El papel extensible típicamente tiene más resistencia del papel en la dirección de la máquina. El papel extensible tendría típicamente 5% ó más de capacidad de estiramiento en la dirección de la máquina y en la dirección transversal a la máquina. La capacidad del papel para estirarse reduce el desgarre ó el rompimiento durante las operaciones mecánicas de colocación, cubrimiento de las orillas del material mixto de la cubierta, y plantación por la máquina. El papel extensible es un papel que se puede estirar, y se utiliza de manera ventajosa en la invención por ser capaz de amoldarse a la superficie a la que se aplique. El papel extensible se puede hacer mediante una variedad de métodos, tales como el proceso Clupak, el proceso Expando ó el proceso Mikrokrep. Estos procesos se describen en patentes tales como las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 3,362,869 y 3,329,562, incorporadas a la presente por referencia. La elongación se puede determinar mediante métodos convencionales, tales como TAPPI T 404 em - 92, y más preferiblemente el Método Útil de TAPPI 457 Crepé en Papel (Estiramiento en Regla ) . El sustrato de papel de la cubierta agrícola tiene orillas laterales y orillas de extremo. Típicamente el sustrato es un rollo largo que se desenrolla en una tira rectangular a la longitud de un surco a plantar. Una variación preferida involucra recubrir las orillas laterales con un material de látex, de preferencia el mismo látex formador de película como en el primero ó segundo recubrimientos . Las orillas laterales se pueden recubrir de manera conveniente mientras que el matericil de sustrato está en forma de rollo, untando ó rociando ligeramente el látex sobre los lados del rollo, antes de desenrollarlo. Se prefirieron Dow 620 ó Genflo 5068. Las orillas de extremo de la tira rectangular opcionalmente se pueden recubrir con el látex. El látex formador de película para los recubrimientos superior e inferior es un látex elcistomérico, tal como látex de estireno-butadieno. Se prefirió el látex de estireno-butadieno carboxilado, tal como Dow 620 ó Genflo 5068. El látex es una emulsión en agua de un material formador de película. Los látex son dispersiones de, ya sea, partículas poliméricas termoplástica elastoméricas ó amorfas en agua. Estas son típicamente gotitais aceitosas u oligómeros de bajo peso molecular. Las celosías útiles en la invención deben ser capaces de formar una película continua que sea resistencia a la permeabilidad al agua. Las celosías útiles en la invención son emulsiones de aceite en agua que forman una película a la temperatura de secado de menos de 100 °C. Las emulsiones de oligómeros de bajo peso molecular que forman películas a menos de 100°C, son las emulsiones de aceite en agua paira los propósitos de esta invención. Se encontró que los látex con un carácter de hule más probablemente satisfacen los criterios de la invención. Se encontró que las celosías tales como cloruro de polivinilo, por ejemplo, Air Products Airflex 4530, que es cloruro de vinilo- etileno, no cumple con la prueba de permeabilidad al agua. El cloruro de polivinilo como un homopolímero, similarmente carece de suficiente carácter de hule. La copolimerización de este homopolímero con polímeros con un carácter más de hule, puede incrementar la probabilidad de satisfacer los criterios de la invención. El policloropreno que tiene unidades repetitivas de 2-cloro- 1, 3 -butadieno, tiene más carácter de hule, y de conformidad con lo mismo, se esperaría que fuera funcional . Los látex elastoméricos principales útiles en la invención son: estireno-butadieno, estireno-butadieno carboxilado, látex de hule natural, neopreno-nitrilo, acrilonitrilo-butadieno-estireno carboxilado, estireno acrílico, poliacrilonitrilo-butadieno, acrilonitrilo, poliestireno, poliacrílico, o sus copolímeros. Las celosías son típicamente dispersiones coloidales de polímeros preparados por emulsificación directa del polímero a granel en un medio acuoso. Estas celosías se estabilizan en general mediante agentes tensoactivos. Para propósitos industriales, las celosías con frecuencia se producen mediante polimerización de emulsión. Un monómero ó mezcla de monómeros se emulsifica en agua, y se induce la polimerización en la fase acuosa mediante un iniciador. Los agentes tensioactivos son útiles en la polimerización de emulsión. Su absorción en la interfaz reduce la tensión interfacial entre las fases dispersa y continua, y rodea a las partículas con una envoltura de agua firmemente enlazada, estabilizando la emulsión contra la coagulación. Las capas absorbidas de agentes tensioactivos antipáticos se orientan de tal manera que sus cabezas polares hidrofílicas tienden hacia la fase continua, mientras que las colas no polares hidrofóbicas se anclan en la fase dispersa. Están comercialmente disponibles diferentes látex elastoméricos. Para polímero en una dispersión acuosa estable, se pueden agregar aditivos modificadores, tales como plastificantes y rellenos al látex, para alterar las propiedades de un recubrimiento producido mediante la aplicación de la dispersión ó látex modificado. Para la cubierta agrícola de la invención, no se desea la adición de polímeros hidrofílicos a cualquiera del recubrimiento superior ó al recubrimiento inferior, porque se afectarían típicamente las características de permeabilidad al agua de una manera adversa. No obstante, para facilitar el recubrimiento, se pueden añadir polímeros hidrofílicos tales como almidones ó metil celulosa carboxilada a los recubrimientos en una cantidad reológicamente efectiva. El primer recubrimiento sobre la superficie superior debe tener un ángulo de contacto con el agua de cuando menos 50°. De preferencia, la capa superior de la cubierta agrícola tiene un repelente de agua añadido para incrementar el ángulo de contacto con el agua a por lo menos 70°. Un método para determinar el ángulo de contacto se estipula en el método de TAPPI T458 om-89. El ángulo interior entre la línea base de la gota de agua y las tangentes a la curva en el punto de contacto con la línea base, es el ángulo de contacto. El ángulo de contacto (C) a los 5 segundos, determinado mediante el método de TAPPI mencionado, es el que se pretende como la medición del ángulo de contacto para los propósitos de esta invención. El repelente al agua se puede seleccionar a partir de compuestos tales como cera de parafina, sellador de agua Thompson, compuestos fluorados tales como Scotchban, siliconas, y similares. Los ejemplos de los compuestos fluorados adecuados se estipulan en las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 4,074,009 y 3,574,791, incorporadas a la presente como referencia. Se prefirió el sellador de agua Thompson, un tratamiento superficial de cubierta de madera común. En los recubrimientos de la presente invención, también se pueden incluir pigmentos, tales como los descritos sobre rellenos en la Encyclopedia of Polymer Science y Technology , John Wiley & Sons, Inc., Nueva York:Fillers, Volumen 6, página 740. Los pigmentos adecuados incluyen, pero no se limitan a, silicatos insolubles en agua, óxidos, arcillas, arcillas calcinadas, negro de humo, carbonatos, silicatos, sulfatos, sulfitos, tierra diatomácea, y fibras poliméricas.

Otros pigmentos que se pueden agregar al látex de preferencia incluyen arcillas, tales como arcillas de ansilex, pigmentos de urea-formaldehído, dióxido de titanio, dióxido de silicona, talco, hidróxido de aluminio, y arcilla de caolín calcinada. Los aglutinantes pueden incluir alcohol polivinílico, hidroxietilcelulosa, metilcelulosa, metilhidroxipropilcelulosa, almidón, almidón modificado y gelatina. Los plastificantes típicos que se pueden utilizar de manera ventajosa incluyen aquellos seleccionados a partir del grupo que consiste en ftalatos, fosfatos, citratos, adipatos, tartratos, sebacatos, succinatos, glicolatos, glicerolatos, benzoatos, miristat?3, glicoles de polietileno, glicoles de polipropileno y fenilo halogenado. En general, se incorporan de 0.001 a 50 partes de un plastificante ó de una mezcla de plastificantes en 100 partes de látex. El material mixto de cubierta de la invención no es permeable al agua cuando se fabrica. Bajo las condiciones de campo, se observó que el ángulo de contacto del agua en contacto con la película disminuía a través del tiempo, y se incrementaba la porosidad, reflejando un incremento en el carácter hidrofílico ó en la permeabilidad al agua. El recubrimiento inferior se vuelve permeable más rápido que el recubrimiento superior, permitiendo la penetración de humedad en las fibras de papel. El recubrimiento superior es mucho más lento para cambiar desde un carácter hidrofóbico hasta uno hidrofílico, dando lugar de esta manera a un tipo de efecto de diodo . El papel recubierto se torna permeable en una dirección e impermeable al agua en la dirección opuesta. Una cantidad de agua llega a mantenerse en las fibras de papel, facilitando el proceso de biodegradación. Se pueden agregar agentes tensioactivos al material formador del recubrimiento, para regular la energía superficial del polímero disperso, y de esta manera mejorar la mezcla y dispersión del polímero y otros aditivos en un material mixto. Se pueden utilizar agentes tensioactivos aniónicos, catiónicos, no iónicos ó anfotéricos, incluyendo esteres sulfatados, sulfonados, ó carboxilados, amidas, alcoholes, éteres, hidrocarburos aromáticos, hidrocarburos alifáticos, aminoácidos acilados y péptidos. Se prefirió glicol de diacetileno terciario. Los agentes tensioactivos adecuados se pueden seleccionar para mezclarse con materiales formadores del recubrimiento, mediante la utilización del número de equilibrio hidrófilo- lipófilo del agente tensioactivo, EHL, que representa la proporción entre los porcentajes en peso de los grupos hidrofílicos y lipofílicos en un agente tensioactivo. Mientras más alto sea el equilibrio hidrófilo-lipófilo, más hidrofílico será el agente tensioactivo, y mientras más bajo sea el número, más lipofílico será el agente tensioactivo. El concepto del equilibrio hidrófilo-lipófilo se detalla en Remington Pharmaceutical Sciences, 16a Edición, Mack Pub. Co. (1980) , páginas 316-319. La cantidad de agente tensioactivo necesario es una cantidad que, cuando se mezcla con un material formador del recubrimiento, formará el material mixto de recubrimiento deseado, y variará de acuerdo con el agente tensioactivo y los materiales particulares que se mezclen para formar el recubrimiento. En general, la cantidad de agente tensioactivo será de aproximadamente 0.001 partes hasta 40 partes por 100 partes del recubrimiento. El proceso para producir la formulación de recubrimiento deseada involucra la adición al látex de plastificante, agente tensioactivo, y cualesquiera otros aditivos y pigmentos deseados, tales como negro de humo, y mezclar con una mezcladora de alto esfuerzo cortante. El recubrimiento se puede realizar empleando aparatos y técnicas de recubrimiento convencionales. Se encontró que la aplicación mediante una cuchilla de aire produce el recubrimiento que sigue mejor los contornos levantados de la superficie del sustrato. Se desean sólidos tan altos como sea práctico para formar una película de látex coherente . A la parte inferior o superficie inferior del sustrato, se le recubre con un material biológicamente activo junto con látex. Este material activo se puede seleccionar a partir de uno ó más de herbicidas, bactericidas, fungicidas, insecticidas, nematicidas, nutrientes, elementos de traza, vitaminas, feromonas ó fertilizantes. El material activo se adhiere a la parte inferior del sustrato recubierto con látex, de preferencia dentro ó sobre un portador o aglutinante soluble en agua, tal como almidón. Los ejemplos de los herbicidas útiles incluyen alaclor, aptam, fluorocloridona, ve:rnolato, trifluralín, 2,4-D, diquat, paraquat, hexazinona, fomesafén, metribuzín. Los ejemplos de los insecticidas útiles incluyen pirimifosmetilo, metopreno, fonofoe, treflutrín, metil -paratión, etil-paratión, permetrina, piretrina, fenitrotión, clorpirifos, diazinón, cicloheximida, clorpirifos, forato, carbosulfano, enpetrina. Los rodenticidas incluyen warafina. Los ejemplos de los fungicidas útiles incluyen 8-quinolinolato de cobre, sulfato de cobre, fluoruro de tributil estaño, diclobutrazol, etirimol, flutriafol. Los ejemplos de las feromonas incluyen compuestos tales como acetato de 11-hexadecandienilo, Z, ZZ E7. El fungicida, tal como 8-quinolinolato de cobre se puede incluir, ya sea en el recubrimiento inferior, ó más convenientemente se puede impregnar en el sustrato de papel , ó se puede incorporar en el proceso de fabricación de papel en la caja del cabezal para servir como un fungicida de papel para hacer más lenta la degradación del papel. Los fertilizantes incluyen urea y otros compuestos que contengan nitrógeno, que ayudan a promover el crecimiento de las plantas. Los nutrientes pueden incluir materiales como urea, fosfatos, sales y complejos de potasio, metales de traza ó sus sales, compuestos nitrogenosos, sales de nitrato y otras en su forma simple o compleja. Los diferentes nutrientes pueden incluir algunos ó todos los nutrientes requeridos para el cultivo durante la temporada de cultivo. Si se desea, el material biológicamente activo se puede microencapsular, y se puede incluir dentro ó sobre el recubrimiento, sobre la parte inferior del sustrato. Entonces con frecuencia se necesita un material aglutinante, tal como almidón, hidroxietilcelulosa, metilcelulosa ó gelatina. Con frecuencia el látex formador de película mismo también puede actuar como el material aglutinante. La microencapsulación del material biológicamente activo tiene las ventajas de adicionar capacidades de liberación prolongada y una vida en el campo más larga al material activo, ó estabilidad, y transporte a través del procesamiento y almacenamiento. Los métodos de microencapsulación que son útiles son la polimerización de urea y formaldehído, ó de polímeros monoméricos o de bajo peso molecular de dimetilolurea ó dimetilolurea metilada, melamina y formaldehído, polímeros monoméricos ó de bajo peso molecular de metilolmelamina ó metilolmelamina metilada en un vehículos acuoso, como es enseñado por Brown y colaboradores, en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,552,811, incorporada a la presente como referencia, y también cápsulas de gelatina y cápsulas producidas mediante polimerización interfacial. Las cápsulas de gelatina son bien conocidas de la enseñanza en patentes tales como las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 2,800,457; 3,041,289 y 3,533,958; incorporadas a la presente como una referencia específica. Se prefieren las cápsulas de gelatina. Se describen métodos de encapuslación de diferentes tipos en las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 4,277,364; 3,516,941; 4,001,140; 3,755,190 y 4,087,376.

EJEMPLOS Ejemplo 1. Método de Prueba para la Permeabilidad al Agua Esta prueba mide la resistencia a la permeabilidad al agua. Una hoja desenrollada y cortada de papel que queda plana, tiene tensiones igualadas sobre cada lado del papel. Esto es bajo condiciones normales de temperatura y humedad. Cuando se aplica un recubrimiento acuoso a un lado del papel, y el recubrimiento se seca en un horno caliente, el lado recubierto típicamente desarrolla una tensión considerable, haciendo que el papel se ondule en la dirección del recubrimiento. La ondulación también es en la dirección transversal a la máquina.

Se pueden aplicar técnicas de desondulación al papel para compensar la tendencia a la ondulación. Estas técnicas pueden incluir vaporización y rehumedecimiento de la hoja. La ondulación todavía puede llegar a ser evidente en una alta humedad o en el contacto directo con el agua. Una prueba útil para la permeabilidad al agua para los propósitos de esta invención, es colocar una muestra del papel recubierto en contacto con agua, haciendo flotar la hoja sobre la superficie del agua. Las fibras absorben el agua muy rápidamente (menos de cinco segundos) . El hinchamiento asociado de la fibra y la absorción de agua producen tensión en la hoja, y el papel se ondula fuera del plano de la superficie del agua. En muchos casos, se puede observar que el papel realmente forma un carrete enrollado apretado. Si se deja el papel en este medio ambiente, eventualmente se hinchan todas las fibras, se liberan las tensiones con el tiempo, y el papel húmedo ó mojado nuevamente queda plano. Se ha descubierto que la deformación fuera del plano inicial cuando se hace flotar el papel sobre la superficie del agua, es una herramienta de selección conveniente y útil.

PROCEDIMIENTO Método de Prueba para la Permeabilidad al Agua) Se toma una muestra de cuatro pulgadas (2 pulgadas x 2 pulgadas) [muestra de 6.45 centímetros cuadrados (5.08 centímetros x 5.08 centímetros)] cortada paralela a la dirección del recubrimiento, del material de hoja plana recubierta con látex que se va a probar. Se proporciona un vaso transparente de agua hasta una profundidad de cuando menos 1 centímetro a aproximadamente la temperatura ambiente (20°C) . La muestra cuadrada de 2 pulgadas por 2 pulgadas (5.08 centímetros x 5.08 centímetros) con el lado superior hacia arriba, se coloca sobre la superficie del agua y se hace flotar en el centro del vaso para que no se dirija a la orilla cuando se pueda romper la tensión superficial del agua. El lado del recubrimiento que se desea probar se coloca en contacto con el agua. No se debe dejar que la hoja toque los lados del recipiente. Después de que se permite que la muestra flote, entonces se hace una observación visual en 5 segundos, con respecto a la evidencia de ondulación de la muestra plana, fuera del plano de la superficie del agua. Se mide el tiempo para que una orilla se levante arriba del plano del agua. La prueba se repite con una segunda muestra de cuadrada de 4 pulgadas (2 pulgadas x 2 pulgadas) (5.08 centímetros x 5.08 centímetros) con el lado inferior hacia arriba. Solamente las muestras que quedan sustancialmente planas visualmente en el plano de la superficie del agua durante los primero cinco (5) segundos, son aceptables para los propósitos de esta invención, en términos de resistencia a la permeabilidad al agua. Para los propósitos de esta invención, ambos lados de la cubierta agrícola deben pasar esta prueba. Se descubrió que la mayoría de los látex no pasan esta simple aunque elegante prueba. Los látex permeables permiten que el agua penetre el sustrato de papel. Las tensiones internas en el papel dan lugar inmediatamente a la ondulación de la hoja fuera del plano de la superficie del agua. Cuando el papel recubierto es una excelente barrera a la permeabilidad al agua, se observará que el papel no tiene ondulación hacia arriba, y queda plano sobre el agua, inclusive durante tiempos extensos, con solamente una ligera ondulación cerca de las orillas cortadas. Los recubrimientos que son barreras parciales se ondulan fuera del plano de la superficie del agua. La rapidez de ondulación y lo apretado del carrete formado se correlacionan bien con el grado de permeabilidad al agua del recubrimiento. Los recubrimientos más permeables tienden a formar carretes apretados y más rápidamente. Si las muestras no se cortan paralelas a la dirección del recubrimiento, la muestra tiende a torcerse durante la ondulación, haciendo difícil seguir el proceso de ondulación.

Ejemplo 2 Se preparó una cubierta agrícola de conformidad con la invención, como sigue: DISPERSIÓN DE 8-QUINOLINOLATO DE COBRE Recubrimiento Sobre la Superficie Superior Recubrimiento Sobre la Superficie Inferior El Nopco NDW es un aceite de ricino sulfonado disponible en Nopco Chemical Company. El Surfynol 104 es un agente de actividad superficial de glicol de diacetileno terciario. El látex Dow 620 es un látex de estireno-butadieno carboxilado. Los recubrimientos se formularon en el 38 por ciento de sólidos, y luego se recubrieron sobre papel de estraza extensible #55/resma de 3300 pies cuadrados (24.95 kilogramos/307 m2) . El papel base contenía un aditivo de resistencia a la humedad, tal como anhídrido succínico de alquilceteno, Hercon 70MR, Hercules Corp., ó anhídrido alquenilsuccínico. El primer recubrimiento se aplicó con una varilla Meyer enrollada de alambre #5 para proporcionar un peso del recubrimiento entre 7.5 y 8.5 libras/resma (11.2 gramos/m2 y 12.69 gramos/m2). Después de que se aplica el recubrimiento, la hoja húmeda se coloca en un horno a 100 °C durante aproximadamente 2 minutos. Luego se aplica el segundo recubrimiento de una manera similar, al lado opuesto de la hoja base. Primero se aplicó el recubrimiento del lado superior, y en segundo lugar el recubrimiento del lado de la tierra, para mayor conveniencia de la fabricación. Un método alternativo empleado para preparar la cubierta agrícola es dividir la concentración de 8-quinolinolato de cobre uniformemente entre los dos lados, aplicando la mitad de la concentración total de conservador en cada uno de los recubrimientos látex/arcilla. Cuando se altera la concentración del 8-quinolinolato de cobre en los dos recubrimientos de látex, la concentración del látex y el negro de humo permanece constante; la cantidad de arcilla se varía para acomodar el cambio en la concentración del 8-quinolinolato de cobre. Todavía un tercer método para la preparación del producto de cubierta de papel, es aplicar el conservador de 8-quinolinolato de cobre en un paso separado antes del recubrimiento por separado de la capa de látex. De esta manera, el 8-quinolinolato de cobre tiene un contacto más íntimo con las fibras de celulosa del sustrato de papel, haciéndolo un constituyente del papel. Esto se puede realizar mediante la utilización de un proceso de recubrimiento separado. El recubrimiento con 8-quinolinolato de cobre se puede realizar empleando la siguiente formulación: El 8-quinolinolato de cobre, si se desea para aplicarse por separado, se aplica con una varilla Meyer enrollada de alambre #5 en ambos lados de la hoja base. Un lado se recubre y se seca a 100°C durante 2 minutos, y se repite el proceso aplicando el recubrimiento al otro lado de la hoja. El resultado es aproximadamente 0.6 libras/resma de 8-quinolinolato de cobre (272.2 gramos/307 m2) sobre cada lado de la hoja, y es equivalente a la concentración de 8-quinolinolato de cobre que resulta en las versiones en donde se coloca el 8 -quinolinolato de cobre en la capa inferior ó en la capa superior. Sobre esta hoja impregnada de 8 -quinolinolato de cobre, se aplican recubrimientos de látex como se describió anteriormente. La diferencia es que se puede omitir el 8-quinolinolato de cobre de los recubrimientos de látex, porque ya está presente en la hoja base. Los cambios en la concentración de 8 -quinolinolato de cobre en el recubrimiento de látex, se pueden acomodar fácilmente para lograr cierto contenido de sólidos, mediante el ajuste de la cantidad de pigmento de arcilla. En la especificación anterior se han descrito los principios, modalidades preferidas, y modos de operación de la presente invención. Sin embargo, la invención que se pretende proteger en la presente, no debe interpretarse como limitada a las formas particulares descritas, ya que éstas deben considerarse como ilustrativas en vez de variaciones y cambios restrictivos, que pueden hacerse por aquellos expertos en la técnica sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES 1. Una cubierta agrícola, la cual comprende: a) un sustrato de papel extensible que tiene una superficie superior y una superficie inferior; b) un primer recubrimiento sobre la superficie superior, comprendiendo este primer recubrimiento un látex formador de película resistente a la permeabilidad al agua, y un pigmento; c) un segundo recubrimiento sobre la superficie inferior, comprendiendo este segundo recubrimiento un látex formador de película resistente a la permeabilidad al agua, y un pigmento; teniendo el papel extensible una elongación de cuando menos el 5% en la dirección de la máquina y en la dirección transversal a la máquina de formación del sustrato de papel ; comprendiendo el látex formador de película una emulsión de aceite en agua que forma una película a temperaturas de secado menores de 100°C; siendo el primer recubrimiento suficiente para formar un peso del recubrimiento de 8 a 18 gramos por metro cuadrado del sustrato de papel ; siendo el segundo recubrimiento suficiente para formar un peso del recubrimiento de 8 a 18 gramos por metro cuadrado del sustrato de papel; teniendo el sustrato de papel un peso de 37 a aproximadamente 97 gramos por metro cuadrado del sustrato de papel ; teniendo el primer recubrimiento un ángulo de contacto con el agua de cuando menos 50°; teniendo esta cubierta agrícola una proporción de la resistencia a la tracción en número a la resistencia a la tracción en seco de 0.9 a aproximadamente 1.7; siendo las superficies superior e inferior recubiertas de la cubierta agrícola resistentes a la permeabilidad al agua, medida de acuerdo con un método de prueba para la permeabilidad al agua estipulada en el Ejemplo 1 de la presente, de tal manera que, cuando la cubierta agrícola se coloca sobre la superficie del agua a la temperatura ambiente, esta cubierta agrícola no se ondula fuera del plano de la superficie del agua dentro de 5 segundos de haberse colocado en contacto con la superficie del agua.
2. 2. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque el látex se selecciona a partir del grupo que consiste en látex de estireno-butadieno carboxilado y látex de estireno-butadieno.
3. 3. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque el pigmento se selecciona a partir del grupo que consiste en negro de humo, arcilla, carbonato de calcio, pigmento de urea- formaldehído, y arcilla calcinada.
4. 4. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque el látex sobre la superficie inferior incluye, en adición, un material biológicamente activo seleccionado a partir del grupo de materiales biológicamente activos que comprenden herbicida, nutriente de plantas, elemento de traza, feromona, insecticida, fungicida y fertilizante.
5. 5. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque el sustrato de papel incluye 8 -quinolinolato de cobre como un constituyente del papel .
6. 6. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada idemás porque los primero y segundo recubrimientos contienen en adición un aglutinante.
7. 7. Una cubierta agrícola que comprende: a) un sustrato de papel extensible que tiene una superficie superior y una superficie inferior; b) un primer recubrimiento sobre la superficie superior, comprendiendo este primer recubrimiento un látex formador de película resistente a la permeabilidad al agua, un pigmento y un repelente de agua; c) un segundo recubrimiento sobre la superficie inferior, comprendiendo este segundo recubrimiento un látex formador de película resistente a la permeabilidad al agua, un pigmento, y un material biológicamente activo; teniendo el papel extensible una elongación de cuando menos el 5 % en la dirección de la maquina y en la dirección transversal a la máquina de formación del sustrato de papel ; comprendiendo el látex formador de película una emulsión de aceite en agua que forma una película a temperaturas de secado menores de 100°C; siendo el primer recubrimiento suficiente para formar un peso del recubrimiento de 8 a 18 gramos por metro cuadrado del sustrato de papel; siendo el segundo recubrimiento suficiente para formar un peso del recubrimiento de 8 a 18 gramos por metro cuadrado del sustrato de papel; teniendo el sustrato de papel un peso de cuando menos 37 gramos por metro cuadrado del sustrato de papel; teniendo la cubierta agrícola una proporción de resistencia a la tracción en número a resistencia a la tracción en seco de 0.9 a aproximadamente 1.7; proporcionando el repelente al agua al primer recubrimiento, con un ángulo de contacto con el agua de cuando menos 70°C; siendo las superficies superior e inferior recubiertas de la cubierta agrícola resistentes a la permeabilidad al agua, medida de acuerdo con el método de prueba para la permeabilidad al agua estipulado en el Ejemplo 1 de la presente, de tal manera que, cuando la cubierta agrícola se coloca sobre la superficie del agua a la temperatura ambiente, esta cubierta agrícola no se ondula fuera del plano de la superficie del agua dentro de 5 segundos de haberse colocado en contacto con la superficie del agua.
8. 8. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el sustrato de papel se selecciona a partir de papel que tiene un peso de 37 gramos a aproximadamente 97 gramos por metro cuadrado.
9. 9. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el látex se selecciona a partir del grupo que consiste en látex de estireno-butadieno carboxilado, y de estireno-butadieno.
10. 10. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el pigmento se selecciona a partir del grupo que consiste en negro de humo, arcilla, carbonato de calcio, pigmento de urea-formaldehído, y arcilla calcinada.
11. 11. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el material biológicamente activo se selecciona a partir del grupo de materiales biológicamente activos que comprenden herbicida, nutriente de plantas, elementos de traza, feromona, insecticida, fungicida y fertilizante.
12. 12. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada además porque el material biológicamente activo se microencapsula.
13. 13. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el repelente al agua se selecciona a partir del grupo que consiste en cera de parafina, polifluorocarbono y silicona.
14. 14. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el material biológicamente activo es 8 -quinolinolato de cobre.
15. 15. La cubierta agrícolcL que comprende: a) un sustrato de papel extensible que tiene una superficie superior y una superficie inferior, con orillas laterales y orillas de extremo que definen el perímetro de la hoja; b) un primer recubrimiento sobre la superficie superior, comprendiendo este primer recubrimiento un látex formador de película resistente a la permeabilidad al agua, un pigmento y un repelente de agua; c) un segundo recubrimiento sobre la superficie inferior, comprendiendo este segundo recubrimiento un látex formador de película resistente a la permeabilidad al agua, un pigmento, y un material biológicamente activo; d) un recubrimiento de látex formador de película sobre las orillas laterales; teniendo el papel extensible una elongación de más del 5 % en la dirección de la máquina y en la dirección transversal a la máquina de formación del sustrato de papel; comprendiendo el látex formador de película una emulsión de aceite en agua que forma una película a temperaturas de secado menores de 100°C; teniendo el primer recubrimiento un peso del recubrimiento de 8 a 18 gramos por metro cuadrado del sustrato de papel ; aplicándose el segundo recubrimiento a una velocidad suficiente para formar un peso del recubrimiento de 8 a 18 gramos por metro cuadrado del sustrato de papel; teniendo el sustrato de papel un peso de cuando menos 37 gramos por metro cuadrado del sustrato de papel; teniendo la cubierta agrícola una proporción de resistencia a la tracción en húmedo a resistencia a la tracción en seco de 0.9 a aproximadamente 1.7; proporcionando el repelente de agua al primer recubrimiento, un ángulo de contacto con el agua de cuando menos 70 °C; siendo las superficies superior e inferior recubiertas de la cubierta agrícola resistentes a la permeabilidad al agua, medida de acuerdo con un método de prueba para la permeabilidad al agua estipulado en el Ejemplo 1 de la presente, de tal manera que, cuando la cubierta agrícola se coloca sobre la superficie del agua a la temperatura ambiente, la cubierta agrícola no se ondula fuera del plano de la superficie del agua dentro de 5 segundos de haberse colocado en contacto con la superficie del agua.
16. 16. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el látex se selecciona a partir del grupo que consiste en látex de estireno-butadieno carboxilado, y látex de estireno-butadieno.
17. 17. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el pigmento se selecciona a partir del grupo que consiste en negro de humo, arcilla, carbonato de calcio, pigmento de urea-formaldehído, y arcilla calcinada.
18. 18. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el material biológicamente activo se selecciona a partir del grupo de materiales biológicamente activos que comprenden herbicida, nutriente de plantas, elemento de traza, feromona, insecticida, fungicida y fertilizante.
19. 19. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el látex formador de película sobre las orillas laterales incluye en adición 8-quinolinolato de cobre.
20. 20. La cubierta agrícola de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el repelente de agua se selecciona a partir de ceras de parafina y polifluorocarbono.