NO157686B - Okkluderende flersjikts-dressing for sŸrbehandling. - Google Patents

Description

Jordbeleggblanding på petroleumbasis.

Foreliggende oppfinnelse angår en jordbeleggblanding på petroleumsbasis, og denne blanding kan anvendes ved etablering og opp-retthold av jordbruksavlinger i delvis tørr-lendte områder.

Formålet ved oppfinnelsen er å tilveiebringe et belegg på petroleumsbasis som kan holde på fuktigheten, slik at dette belegget, når det anvendes over steder hvor det er satt frø, vil ha en stimulerende virkning på avlinger i områder som vanligvis mottar utilstrek-kelige nedbørsmengder til å gi nok fuktighet i jordsmonnet til frøspiring, og slik at det, uten benyttelse av overrisling, kan hjelpe til i veksten av slike avlinger i den kritiske spi-ringstiden.

Det er således ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebragt en jordbeleggblanding på petroleumsbasis omfattende et petroleumsprodukt og vann, hvis ønsket i form av en emulsjon, og denne blandingen er karakterisert ved at den inneholder 0.1 til 5.0 vektprosent av en lineær hydrokarbonpolymer, fortrinnsvis en oksydert lineær hydrokarbonpolymer, basert på den totale vekten av blandingen.

Problemet med å frembringe avlinger i delvis tørrlendte områder har opptatt men-neskeheten i uminnelige tider. Dette problemet har blitt enda mer avgjørende i nyere tid på grunn av den store forøkning i verdens be-folkning. Nå mer enn noen gang er det på-krevet å utnytte et hvert mulig område, enten direkte til å frembringe avlinger, eller til un-derhold for dyr som menneskene kan dra nytte av i ernæringsøyemed.

For å skaffe den nødvendige fuktighet for

både frøspiring og tidlig plantevekst i områder med lite nedbør, er det nylig blitt fore-slått et belegg på petroleumsbasis, hovedsake-lig som en asfaltemulsjon, som skal benyttes over områder hvor det er satt frø. Dette for-slaget og en beskrivelse av teknikken som er benyttet foreligger i U.S.-patent nr. 3 061 974.

De avgjørende trekk ved belegningstek-nikken er 1) beskyttelse mot fordampningstap tilveiebringes umiddelbart over området som er tilsådd, 2) erstatning for forbrukt fuktighet ved plantevekst blir muliggjort ved ned-bør. Disse oppfylles ved å benytte en hinne bestående av en asfaltemulsjon som dekker bredden av tilsådde planterader inneholdende fuktighet, mens det oppstår et udekket område mellom planteradene som kan motta ned-bør. Emulsjon benyttes etter tilsåing fortrinnsvis når fuktighetsinnholdet av de tilsådde radene er ved eller nær feltkapasiteten. Feltkapasitet er definert som den mengde vann som er tilbake i jordsmonnet etterat det vann som er til overs har rent bort grunnet gravitasjon, og etterat farten med hvilken vannet synker, har avtatt. Asfaltbelegget som dekker de tilsådde radene, vil da ha en tendens til å funksjonere i likhet med en «enveis-ventil».

Ved nedbør som er tilstrekkelig til mid-lertidig å mette det øverste lag av jordsmonnet, er fuktighetens bevegelse i side relativt hurtig, dvs. med en hastighet på flere centi-meter i timen, som vil variere avhengig av type jordsmonn. Når regnfallet stopper og marken tørker eller på annen måte blir fri for fuktighet, slik at feltkapasiteten nåes eller underskrides, vil vandringshastigheten til si-den plutselig avta, inntil bevegelsen er ganske liten, og kan da i praktisk henseende anses som ikke eksisterende.

I de korte periodene overflaten er mettet, vil nedbør som faller på de udekkede områ-dene, bevege seg til og gå under belegget for å komplettere fuktigheten i de tilsådde radene. Når de udekkede arealene ikke lenger er mettet, vil fuktigheten som har beveget seg inn under belegget, holde seg der, og tapet av fuktighet ved bevegelse i side eller ved over-flatemetning vil avta meget. Ved hjelp av denne teknikken kan således fuktigheten fra sjeldne og korte nedbørsperioder bli tatt vare på nettopp på de stedene hvor det mest trengs, og på denne måte være kilden til en rik plantevekst hvor udekkede tilsådde planterader er ute av stand til å opprettholde noen som helst form for ønskelig planteliv.

Det er nå oppdaget at den evnen belegg på petroleumsbasis har til å holde på fuktigheten i jorda og forhindre at det fordamper, kan forbedres vesentlig ved å tilsette små av-gjørende mengder av lineært hydrokarbonpolymer, f. eks. enten oksydert eller uoksydert polyetylen, polypropylen, etc. til beleggblan-dingen. Man har sett at ved å tilsette 0,1 til 5,0 vektprosent, fortrinnsvis 0,5 til 2,0 vektprosent, og helst 1,0 vektprosent, av oksydert polyetylen med lav molekylvekt til en bestemt asfaltblanding, ble fuktighetstapet i forsøks-jorden redusert fire—fem ganger i forhold til lignende jord dekket med den førstnevnte type asfaltblanding. I foreliggende beskrivelse er vektprosentene basert på det emulgerte pro-dukts samlede vekt.

Belegg på petroleumsbasis som er egnet til bruk i henhold til oppfinnelsen, er fortrinnsvis asfaltemulsjoner, hvor emulsjonene enten kan være sure (kationiske) eller basiske (anioniske), skjønt de sure emulsjonene er å foretrekke. Begge emulsjonstypene er asfalt-i-vann-emulsjoner. Typiske spesifikasjoner for disse er satt opp i følgende tabell:

Egnede emulgeringsmidler for tillagning av disse emulsjonene innbefatter følgende:

Kationiske midler:

(1) Primære, sekundære, tertiære og po- lyaminsalter f. eks. diamindiklorid hvor R er en alkylkjede med 16—18 karbonatomer. I alminnelighet kan aminenes alkyl-kjeder inneholde 8—22 karbonatomer, fortrinnsvis 16—18. (2) Slike aminer som blir brukt til å danne salter nevnt il), kondensert med 1—10 mol etylenoksyd pr. mol amin, f. eks. hvor R er som definert i (1). (3) Kvaternære ammoniumsalter, f. eks. i (4) Salter av dimetylaminer, f. eks. (5) Salter av aromatiske aminer og salter av cykliske aminer.

(6) 2-imadazolin.

Anioniske midler:

Alkali metallsalter av fettsyrer, f. eks.

hvor R er en alkylkjede med 8-22 karbonatomer, fortrinnsvis 14—18. Kaliumsaltet kan også brukes. Emulgeringsmidlet er ikke alltid en spesiell forbindelse, men kan være en blanding av salter og fettsyrer, hvori R vari-erer i lengde. Eksempler på disse er natrium-saltet av ligning fra furutre og saltet av en langkjedet harpikssyre fra destillasjonen av furutre; fin leire f. eks. bentonit, kan også brukes.

Idet de egentlige emulgeringsmidler for de kationiske og anioniske emulsjonene er saltene av aminer eller saltene av fettsyrer, er disse saltene vanligvis dannet i den vandige emulsjonsoppløsningen ved å omsette aminet med en syre, f. eks. HC1 og fettsyren med en base, f. eks. NaOH. Andre syrer og baser i stedet for HC1 og NaOH kan benyttes. Eddik-syre (CH.COOH) eller salpetersyre (HNO:;) kan brukes i stedet for HC1 på en mol pr. mol basis. KOH kan også brukes i stedet for NaOH, skjønt den sistnevnte er billigere.

Andre petroleumsprodukter kan benyttes i stedet for asfalt i disse emulsjonene, eller de kan brukes som ikke-emulgerte væsker under forutsetning av at de har en passende viskositet for bruk i spredning, at de danner et sam-menhengende belegg som kan gjennomtrenges av unge frøplanter, men vesentlig ugjennom-trengelig overfor vann, og at de ikke har plantedrepende egenskaper. Egnede petroleumsprodukter for dette formål innbefatter rå-olje med lavt svovelinnhold, petroleumvoks og asfaltblandinger, biprodukter, etc.

Det lineære hydrokarbon som benyttes i praksis i henhold til oppfinnelsen, er fortrinnsvis et oksydert polyetylen med lav molekylvekt. Grunnen til at dette foretrekkes er at vanlig ikke-oksydert polyetylen ikke gir like heldige resultater når det brukes på samme måten. Molekylvektområdet for polyetylen bør ligge mellom 1000 til 10 000, fortrinnsvis i området mellom 2000 til 5000. Polyetylen i oksydert tilstand er særlig ønskelig og går under varenavnet «Epolen E». Dette oksyderte polyetylenet, kalt «Epolen E», har en molekylvekt på ca. 2500.

Fremstillingen og anvendelsen av belegg på petroleumsbasis på tilsådde planterader er utførlig beskrevet i US-patent nr. 3 061 974. Den ønskede mengde av det lineære hydrokarbonpolymer tilsettes petroleumsproduktet, f. eks. asfalt, forut for emulgeringen av petroleumsproduktet med vann. Emulsjonssammen-setningen ifølge foreliggende oppfinnelse kan fåes ved å blande bestanddelene på flere må-ter, f. eks. ved røring, maling, sentrifuge-ring, osv.

Fordelene som oppnås ved å benytte lineære hydrokarbonpolymer-forbindelser, som f. eks. polyetylen og propylen, i belegg på petroleumsbasis, kan lett sees fra en undersøkelse av sammenlignede eksperimentelle resultater. Resultatene er summert ved følgende eksempler.

Eksempel 1.

En beleggblanding på petroleumsbasis i alt vesentlig lik den tidligere kjente type, ble laget ved å blande bestanddelene i følgende oppskrift:

50 % «85—100 Pen asfalt»

0,3 % «Duomen T» (RNHCH-CHl-.

CH2NH- hvor R=talg)

0,47 % konsentrert HC1.

3 % petroleumdestillat-oppløsningsmiddel 46,23 % vann.

Eksempel 2.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 0,3 % av et oksydert polyetylen med lav molekylvekt («Epolen E», M.V. = 2500) ble tatt med og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 46,03 % for å utjevne forskjellen i konsentrasjonen.

Eksempel 3.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 0,5 % av et oksydert polyetylen med lav molekylvekt («Epolen E», M.V. = 2500) ble benyttet og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 45,73 % for å utjevne forskjellen i konsentrasjonen.

Eksempel Jf.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 0,75 % av et oksydert polyetylen med lav molekylvekt («Epolen E», M.V. = 2500) ble tatt med og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 45,48 % for å utjevne forskjellen i konsentrasjonen.

Eksempel 5.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 1,0 % av et oksydert polyetylen med lav molekylvekt («Epolen E», M.V. = 2500) ble tatt med og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 45,23 % for å utjevne forskjellen i konsentrasjon.

Eksempel 6.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 1,25 % av et oksydert polytetylen med lav molekylvekt («Epolen E», M.V. = 2500) ble tatt med og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 44,98 % for å utjevne forskjellen 1 konsentrasjon.

Eksempel 7.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 1,5 % av et oksydert polyetylen med lav molekylvekt («Epolen E», M.V. = 2500) ble tatt med og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 44,73 % for å utjevne forskjellen i konsentrasjon.

Eksempel 8.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 2 % av et oksydert polyetylen med lav molekylvekt («Epolen E», M.V. = 2500) ble benyttet og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 44,23 % for å utjevne forskjellen i konsentrasjon.

Eksempel 9.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 5 % av et oksydert polyetylen med lav molekylvekt («Epolen E», M.V. = 2500) ble benyttet og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 41,23 % for å utjevne forskjellen i konsentrasjon.

Eksempel 10.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 0,2 % av et ikke-oksydert polyetylen med lav molekylvekt («Epolen N», M.V. = 2500) ble tatt med og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 46,03 %.

Eksempel 11.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 0,5 % av et ikke-oksydert polyetylen med lav molekylvekt («Epolen N», M.V. = 2500) ble tatt med og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 45,73 %.

Eksempel 12.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 1 % av et ikke-oksydert polyetylen med lav

molekylvekt («Epolen N», M.V. = 2500) ble tatt med og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 45,23 %.

Eksempel 13.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 2 % av et ikke-oksydert polyetylen med lav molekylvekt («Epolen N», M.V. = 2500) ble tatt med og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 44,23 %.

Eksempel llf.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 0,5 % av en isotaktisk polypropylen ble tatt med og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 45,73 %.

Eksempel 15.

En emulsjon ble laget på samme måte som beskrevet i eksempel 1, med den unntagelse at 2 % av en isotaktisk polypropylen ble tatt med

og vanninnholdet i emulsjonen ble redusert til 44,23 %.

Eksempel 16.

Forsøk i evnen til å holde på vannet ble gjort på fuktig jord (inneholdende ca. 16 % vann) som var plasert på 20,32 cm X 20,32 cm x 5,08 cm glassbrett. Jorden ble klemt sammen 6,3 mm med en håndrulle og deretter dusjet og dekket med 25 g av blandingen på petroleumsbasis, beskrevet i eksempel 1—15. Denne påleggingen tilsvarer ca. 565 liter av blandingen pr. mål. Brettene ble så kontrollert for vekttap som en funksjon av tiden i 12 uker. Resultatene ble funnet to ganger for hvert eksempel som ble gjort og middelverdien utregnet. Middelverdiene er ført opp i tabell 11 som følger.

Beleggene på petroleumsbasis avledet fra eksemplene 2—8, 10—15 viser en forbedring i evnen til å holde på fuktighet i jordsmonn som er dekket med en blanding inneholdende et tilsetningsmiddel, sammenlignet med jord be-handlet med basisbeleggblandingen. Resultatene fra eksempel —5— sammensetningen som inneholdt 1,0 vektsprosent oksydert polyetylen viser uventet et vesentlig lavere fuktighetstap enn de tilsvarende resultatene oppnådd fra alle de andre beleggblandingene inneholdende til-setningsmidler og er derfor betraktet som den foretrukne sammensetning.

Til sist, og uventet, innbefatningen av 5,0 % av det oksyderte polyetylen med lav molekylvekt i sammensetningen av belegg på petroleumsbasis resulterer i et belegg som har dårligere egenskaper når det gjelder å forhindre fuktighetstap enn belegget på petroleumsbasis som ikke inneholder noe oksydert polyetylen. Således viser det seg at den økede tilsetning av oksydert polyetylen utover det kritiske konsentrasjonsområde reverserer de heldige virkningene av den oksyderte polyetylen-tilsetningen. Dette skyldes sannsynlig-vis den vesentlige økning i viskositeten til den 5 % oksyderte polyetylen-blandingen, som ikke utvider seg eller trekker seg sammen i samsvar med temperaturforandringer, en egenskap som derimot blandingene med lavere viskositet inneholdende mindre polyetylen viser.

Når blandingene ifølge foreliggende oppfinnelse benyttes for å dekke tilsådde planterader er det ønskelig at nevnte dekkmiddel av-grenses i bredde. Det er nødvendig at bredden på sådanne dekkede rader er tilstrekkelig stor for på denne måte å tilveiebringe en beskyttelse overfor overflatefordampning fra et fla-teområde som er direkte over eller i nærheten av frøene eller planterøttene. For å dra fordel av senere nedbør må på samme tid radene være tilstrekkelig smale for å tillate vannet å vandre i side i de korte periodene overflaten er mettet, for å nå hele flateområdet umiddelbart under belegget. Dette vil i noen grad være avhengig av nedbørsmengden i vekstperioden, regnfallenes hyppighet i vekstperioden og på

hva slags jordsmonn belegget blir anvendt.

Foreliggende oppfinnelse kan imidlertid bli tilfredsstillende benyttet ved å anvende strimler, over de tilsådde planteradene, som har en bredde på 5,1 til 38,1, fortrinnsvis 7,6 til 25,4 cm. Gress såvel som andre slags avlinger i delvis tørrlendte strøk er fortrinnsvis ordnet i rekker, og avstanden mellom disse rekkene er ca. 17,8 til 106,7 cm, fortrinnsvis 30,5 til 91,4 cm, for å bevare fuktigheten. Teknikken med å lage strimler tilveiebringer mak-simum fuktighetsbeskyttelse med et minimum av materiale til å dekke med. Hinnebelegget over de tilsådde planteradene bør være sam-menhengende, og det bør ha en passende tyk-kelse og tetthet, slik at unge planter eller frø-planter kan trenge gjennom den. Sammensetningen av belegningsmidlet på petroleumsbasis, innbefattet det oksyderte polyetylenet, kan anvendes for hvilken som helst metode som er egnet til å legge en tynn sammenhen-gende hinne over de tilsådde planteradene. Den foretrukne metode for å tilveiebringe dette belegget er ved dusjing, enten ved å benytte vanlig trykk eller luftforstøvnings-teknikk.

Claims (2)

1. Jordbeleggblanding på petroleumsbasis omfattende et petroleumsprodukt og vann, hvis ønsket i form av en emulsjon, karakterisert ved at blandingen inneholder 0.1 til 5.0 vektprosent av en lineær hydrokarbonpolymer, fortrinnsvis en oksydert lineær hydrokarbonpolymer, basert på den totale vekten av blandingen.

3. Blanding ifølge påstand 1, karakterisert ved at den inneholder 1.0 vektprosent oksydert lineær polyetylen med lav molekylvekt.

2. Blanding ifølge påstand 2, karakterisert ved at den inneholder oksydert lineær polyetylen av molekylvekt 2000 til 5000, fortrinnsvis ca. 2500.