TR202012380A2 - Su emici malzeme - Google Patents

Abstract

Buluş özellikle, sıvıyı absorblayan ve zamanla salınım yaparak bitki kökünün her zaman nemli kalmasını sağlayan potasyum akrilat, tohumların gelişmesi için gerekli olan nem ve besini tutarak büyümeyi hızlandıran vermikülit ve suyun süzülmesini, toprağın havalanmasını sağlayan ve bu sayede toprağın doğal yapısı bozulmadan bitki yetiştirilmesine olanak sağlayan hindistan cevizi kabuğu lifi içeren su emici malzeme ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME Su emici malzeme Teknik Alan Bulus, sulama frekansini azaltarak kurak kosullarda dahil her bölgede, topraksiz tarim ürünlerinde veya gelismis bitkilerde, kök çevresine yeterli suyu saglamak ve köklendirmek üzere kullanilan su emici malzeme ile ilgilidir. Bulus özellikle, siviyi absorblayan ve zamanla salinim yaparak bitki kökünün her zaman nemli kalmasini saglayan potasyum akrilat, tohumlarin gelismesi için gerekli olan nem ve besini tutarak büyümeyi hizlandiran vermikülit ve suyun süzülmesini, topragin havalanmasini saglayan ve bu sayede topragin dogal yapisi bozulmadan bitki yetistirilmesine olanak saglayan hindistan cevizi kabugu lifi içeren su emici malzeme ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu Yillara paralel olarak sürekli artan dünya nüfusu, iklimlerin degisimi, zararli böceklerle mücadele, yabanci otlarin tarim alanlarindan uzaklastirilmasi ve azalan dogal kaynaklarin ihtiyaçlari karsilamadaki yetersizligi gibi çesitli alanlarda karsilasilan zorluklar, tarimi oldukça karmasik hale getirmektedir. Tarim alaninda tüm bitkiler için sulama ortak bir ihtiyaçtir. Bazi bitkiler sürekli sulama ihtiyaci duyarken bazi bitkiler ise fazla su ile zarar da görebilmektedir. Günümüzde, dünya üzerinde su tüketiminin %TO'inin tarim sektöründe sulama amaçli kullanildigi bilinmektedir. Tarim arazilerinin kisitlanmasi, su tüketimi ve sürekli artan talep bitki yetistiriciliginde sorun teskil etmektedir. Her arazinin tarima uygun olmamasi, kuraklik gibi sebeplerden verimli yetistiriciligin yapilabilecegi alanlar da kisitlidir. Sürekli bakim ihtiyaci duyan peyzaj uygulamalari ise hem zaman hem de su kaybina neden olmaktadir. Bilinen teknikte bahsedilen dezavantajlari bertaraf etmek üzere, bitki sulama frekansi azaltilmaktir. Tarimda, bitki su frekansini azaltmak amaciyla hali hazirda çesitli polimerler kullanilmaktadir. Bu amaçla kullanilan polimerler süper emici polimerler (SAP) olarak adlandirilmakta olup, kendi agirliklarinin en az 10 kati sivi emme kapasitesine sahiptir. Emilen sivi, süper emici polimerin moleküler yapisina alinmakta ve daha sonra sivinin sikilarak disari verilebilecegi gözeneklerde tutulmaktadir. Tarimsal uygulamalarda kullanilan süper emici polimerler, bir baslatici varliginda nisasta üzerine akrilonitrilin asi polimerizasyonu ve nitril gruplarinin bir alkali metal ile sabunlastirilmasi seklinde üretilmektedir. Sabunlastirma esnasinda reaksiyon ortamina potasyum hidroksit ilave edilmektedir. Dolayisiyla sabunlastirilmiss nisasta greft kopolimer karisimi bazik hale gelmektedir. Nisasta asi kopolimer karisiminin pH'sini nötralize etmek üzere karisima asit ilavesi gerekmektedir. Asit ilavesi de süper emici polimerin emiciligini azaltmaktadir. basvurusuna rastlanilmistir. Basvuruda, tarimsal uygulamalarda kullanilmak üzere gelistirilen süper emici polimer ürünü açiklanmaktadir. Bulusa konu polimer ürün nisasta asi kopolimerleri olup, bahsedilen ürünün tohum çimlenmesinde ve bitki büyümesinde artis saglarken, su gereksiniminde azalmayi sagladigi ifade edilmistir. US4906276A numarali patent basvurusunda ise, sera gibi bir çimlenme alanindan tarlaya nakledilen bitkilerin mahsul verimini arttirmak ve taze kesilmis bitkilerin ömrünü uzatmak üzere kullanilan, yüksek oranda emici, çapraz bagli, homopolimerize veya kopolimerize akrilik asidin karisik tuzunu içeren sulu birjel açiklanmaktadir. Söz konusu basvurularda bahsedilen su emici polimerler, yalnizca su tutma görevi görmekte olup, gerekli havalanma ve drenaja etki etmemektedir. Bu sebeple de bitkinin yalnizca su ihtiyacini karsilamakta iken köklenmeye yardimci olmamaktadir. Ayrica, var olan bitkinin su ihtiyacini karsilarken genç bitkilerin çikmasina ve topraktaki element degisimlerine etki göstermemektedir. Sonuç olarak yukarida bahsedilen olumsuzluklardan ve eksikliklerden dolayi, ilgili teknik alanda bir yenilik yapma ihtiyaci ortaya çikmistir. Bulusun Amaci Mevcut bulus, yukarida bahsedilen gereksinimleri karsilayan, tüm dezavantajlari ortadan kaldiran ve ilave bazi avantajlar getiren, su emici malzeme ile ilgilidir. Bulusun amaci, toprakli tarim bitkilerinin köklerinde suyu absorbe eden ve zamanla bitki ihtiyaci kadar salinim yapan bir su emici malzeme ortaya koymaktir. Böylelikle, sulama frekansini azaltilarak su tasarrufu saglanmaktir. Bulusun amaci, topraktaki organik madde miktarinin arttirilmasina katkida bulunurken köklere yeterli havalanmayi saglayan bir su emici malzeme ortaya koymaktir. Böylelikle, erozyonun önüne geçerek kurak bölgelerde dahi verimli ürün yetismek mümkün kilinmaktadir. Bulusun amaci, su emici malzeme ile su ihtiyaci yüksek bitkiler için topraksiz tarim yapilabilmesini saglamaktir. Su emici malzemeye sahip bitki köklerinde, verilen su ile gübre ve diger yararli elementler absorblanmakta ve böylelikle toprak olmadan ürün yetistirilmesi saglanmaktadir. Bu sayede de çok çesitli yerlerde bitki yetistirilebilecegi gibi zararli otlarin temizlenmesi ve bitki bakimi için harcanan süreden tasarruf edilmektedir. Bulusun amaci, bitki yetistiriciliginde kullanilan sivi gübreleri absorblayarak sulama ile kaybolmasini engelleyen ve bu sayede bitkinin hizli büyümesine ve verimlilige katkida bulunan bir su emici malzeme elde etmektir. Bulusun amaci, içeriginde yer alan vermikulitin yüksek katyon degisim özelligi sayesinde potasyum, magnezyum gibi yararli elementlerin tutulmasini saglamaktir. Bulusun amaci, tohumlarin gelismesi için gerekli olan nem ve besini tutarak hizli büyümeye katkida bulunan bir su emici malzeme ortaya koymaktir. Bulusun bir amaci, içeriginde yer alan perlitin isi izolasyon özelligi ile bitkilerin sicaklik degisimlerinden etkilenmesini asgari seviyeye düsürmektir. Bulusun bir amaci, içeriginde yer alan hindistan cevizi kabugu liflerinin yapisi sayesinde, suyun süzülmesini ve topragin havalanmasini saglamaktir. Bu sayede de topragin dogal yapisi bozulmadan bitki yetistirilmesine olanak saglanmaktadir. Bulusun bir amaci, içeriginde yer alan hindistan cevizi kabugu liflerinin yapisi sayesinde agir topraklarda drenaji arttirip, kumlu topraklarda nem tutma saglayarak toprak yapisini gelistirmektir. Bulusun bir diger amaci, park, bahçe, futbol ve golf alanlari gibi çim dikili alanlar için toprak düzenleyicisi olarak kullanilabilir özellikte su emici malzeme ortaya koymaktir. Su emici malzeme, çimleri dis etkilerden korumakta ve basilma, sikisma ile olusabilecek çim zayifliklarini önlemekte ve susuzluktan dolayi olusabilecek sararmalarin önüne geçmektedir. Yukarida anlatilan amaçlarin yerine getirilmesi için bulus, sulama frekansini azaltarak kurak kosullarda dahil her bölgede, topraksiz tarim ürünlerinde veya gelismis bitkilerde, kök çevresine yeterli suyu saglamak ve köklendirmek üzere kullanilan su emici malzeme olup, özelligi; siviyi absorblayan ve zamanla salinim yaparak bitki kökünün her zaman nemli kalmasini saglayan potasyum akrilat, tohumlarin gelismesi için gerekli olan nem ve besini tutarak büyümeyi hizlandiran vermikülit ve suyun süzülmesini, topragin havalanmasini saglayan ve bu sayede topragin dogal yapisi bozulmadan bitki yetistirilmesine olanak saglayan hindistan cevizi kabugu lifi içermektedir. Bulusun amaçlarini gerçeklestirmek üzere su emici malzeme, isi izolasyon özelligiyle bitki köklerini isi degisimine karsi korurken ani buharlasmayi engelleyen ve drenaji arttiran perlit içermektedir. Bulusun amaçlarini gerçeklestirmek üzere su emici malzeme, 0 mikser içerisine alinan potasyum poliakrilat ve vermikülitin oda sicakliginda 2 dakika süreyle karistirilmasi, i elde edilen karisima hindistan cevizi kabugu lifi eklenerek oda sicakliginda 5 dakika süreyle karistirilmasi, islem adimlari ile üretilmektedir. Bulusun amaçlarini gerçeklestirmek üzere, potasyum poliakrilat ve vermikülit karisimina hindistan cevizi kabugu Iifinden önce perlit eklenmektedir. Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir ve bu nedenle degerlendirmenin de bu detayli açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Bulusun Anlasilmasina Yardimci Olacak Sekiller Sekil-1: Su emici malzemenin agaç köklerinde kullaniminin temsili sematik görünümüdür. Çizimlerin mutlaka ölçeklendirilmesi gerekmemektedir ve mevcut bulusu anlamak için gerekli olmayan detaylar ihmal edilmis olabilmektedir. Bundan baska, en azindan büyük ölçüde özdes olan veya en azindan büyük ölçüde özdes islevleri olan elemanlar, ayni numara ile gösterilmektedir. Parça Referanslarinin Açiklamasi B. Çember formda su emici malzeme C. Levha formda su emici malzeme Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, su emici malzeme, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak sekilde açiklanmaktadir. Bulus, sulama frekansini azaltarak kurak kosullarda dahil her bölgede, topraksiz tarim ürünlerinde veya gelismis bitkilerde, kök çevresine yeterli suyu saglamak ve köklendirmek üzere kullanilan su emici malzeme ile ilgilidir. Bulusun özelligi; toprakli tarim bitkilerinin köklerinde suyu absorbe edip, zamanla bitki ihtiyaci kadar salinim yapmasiyla sulama frekansini azaltarak su tasarrufu saglarken, su ihtiyaci yüksek bitkilerin köküne verilen su ile gübre ve diger yararli elementleri absorblayarak topraksiz tarim yapilamasina imkan saglamasidir. Buius konusu su emici malzemenin formüiasyonu; Içerik Agirlikça tercih edilen miktar Agirlikça kullanilabilir miktar Potasyum poliakrilat 25 5-25 Perlit 5 0-15 Vermikülit 10 5-25 Hindistan cevizi kabugu lifi 60 30-70 Potasyum poliakrilat (SAP), çapraz baglari sayesinde suda çözünmemekte ve sivi absorblanmasini saglamaktadir. Kuru haldeyken halka seklinde duran bu polimer zinciri, sivi ile birlikte genisleyerek ag gibi islev görmektedir. Potasyum poliakrilat, siviyi absorblamakta ve zamanla salinim yaparak bitki kökünün her zaman nemli kalmasini saglamaktadir. Bulus kapsaminda poliakrilik asit ya da poliakrilamid esasli SAP kullanilmaktadir. Yagmur ve sulama suyunu absorblayarak kökün ihtiyaci kadar sivi almasini saglamakta ve toprak erozyonunun önüne geçmektedir. Ayrica, bitki yetistiriciliginde kullanilan sivi gübreleri absorblayarak sulama ile kaybolmasini engellemekte ve bitkinin hizli büyümesine, verimlilige katkida bulunmaktadir. Potasyum poliakrilatin olusturdugu jel gevsek yapidadir. Bu sayede bitki kökleri jelden rahatça su emebilmektedir. Potasyum poliakrilat ayrica, bitkilere gelisimleri için gerekli olan potasyumu da saglamaktadir. Potasyum poliakrilat yerine sodyum poliakrilat kullanilmasi tercih edilmemektedir. Bunun sebebi, sodyum poliakrilatin jel mukavemeti, bitki köklerinin suyu jelden çekmesini önlemektedir. Dolayisiyla, sodyum poliakrilat köklerde kurumaya ve strese neden olmaktadir. Perlit, volkanik bir malzeme olup, isi izolasyon özelligi ile bitkilerin sicaklik degisimlerinden etkilenmesini asgari seviyeye düsürmektedir. Bitki köklerini isi degisimine karsi korurken ani buharlasmayi engellemekte ve drenaji arttirmaktadir. Vermikülit, volkanik yapida bir malzeme olup, yüksek katyon degisim özelligi sayesinde potasyum, magnezyum gibi yararli elementlerin tutulmasini saglamaktadir. Tohumlarin gelismesi için gerekli olan nem ve besini tutarak hizli büyümeye katkida bulunmaktadir. Ayrica, çimlenmeye de katki saglamaktadir. Hindistan cevizi kabugu lifi, yapisi sayesinde suyun süzülmesini ve topragin havalanmasini saglamakta ve bu sayede topragin dogal yapisi bozulmadan bitki yetistirilmesine olanak saglamaktadir. Ayrica, agir topraklarda drenaji arttirip, kumlu topraklarda nem tutma saglayarak toprak yapisini gelistirmektedir. Bulusa konu su emici malzeme, bitki yetistiriciliginde kullanilan sivi gübreleri absorblayarak sulama ile kaybolmasini engellemekte ve bu sayede bitkinin hizli büyümesine ve verimlilige katkida bulunmaktadir. Tohumlarin gelismesi için toprakta gerekli olan nem ve besini tutarak hizli büyümeye katkida bulunmaktadir. Bulusa konu su emici malzemenin bir diger kullanim alani da, park, bahçe, futbol ve golf alanlari gibi çim dikili alanlardir. Bu alanlar için toprak düzenleyicisi olarak kullanilabilir özellikte olup, çimleri dis etkilerden korumakta ve basilma, sikisma ile olusabilecek çim zayifliklarini önlemektedir. Tüm bunlarin yani sira susuzluktan dolayi olusabilecek sararmalarin önüne geçmektedir. Buius konusu su emici malzemenin üretim yöntemi; i Mikser içerisine alinan potasyum poliakrilat, perlit ve vermikülit 2 dakika süreyle karistirilir, i Elde edilen karisima hindistan cevizi kabugu lifi eklenerek hammaddeler arasindaki gerekli baglanmalarin saglanabilmesi adina 5 dakika süreyle karistirilir ve kullanima hazir homojen bir toz karisim elde edilir. Bulusa konu üretim yönteminde tüm karistirma islemleri oda sicakliginda gerçeklestirilmektedir. Bulusa konu su emici malzemenin elde edilmesinde kullanilan tüm hammaddelerin partikül boyutlari 0,10-0,55 mm arasindadir. Partikül boyutlari 0,55 mm'nin üzerine çiktigi durumda karisim içerisinde dagilim iyi saglanamamaktadir. Bunun sebebi bir diger sebebi de karisim içerisinde yer alan perlit gibi dogal kayaçlardan elde edilen tozlarin standart boyutlara sahip olmasidir. Ayrica partikül boyutlari küçültülerek karisim içerisinde birim alana düsen absorban miktari arttirilmaktadir. Bulusun tercih edilen yapilanmasinda, potasyum bazli çapraz bagli polimerler de kullanilabilmektedir. Dogrusal ya da dallanmis polimerler, zincir yapilarina göre polar ya da apolar çözücülerde çözünmektedir. Dallanmis polimerlerde her dal bir zincire ait iken çapraz bagli polimerlerde dallar birden fazla zincire aittir ve bu zincirler birbirine kovalent baglarla baglanmaktadir. Bu nedenle çapraz bagli polimerler çözücülerde çözünmeyip sismektedir. Böyle sisebilen çapraz bagli, ag yapili polimerler jel olarak tanimlanmaktadir. Sisme orani, çapraz bag yogunluguna bagli olarak degismektedir. Çapraz bag yogunlugu arttikça polimerin çözücüdeki sisme derecesi azalmaktadir. Hidrojeller, yapilarinda bulunan hidrofilik fonksiyonel gruplar sayesinden su ile etkileserek hidrojen baglarini olusturmaktadir. Potasyum bazli çapraz bagli polimerler disinda pH, sicaklik, elektrik alan gibi degisimlere karsi sisme ve büzülme etkisi gösteren çapraz bagli polimerler de vardir. Dolayisiyla, bulusun tercih edilen yapilanmasinda bulus kapsaminda kullanilan çapraz bagli polimerin yerine bu tarz akilli polimerler (sicakliga duyarli jeller, pH'ya duyarli jeller) kullanilabilmektedir. Sicakliga duyarli jeller; sicakliga bagli olarak sisme ya da büzülme davranisi göstermektedir. Sicakliga duyarli polimerlerlerden bazilari Poli(N-izopropilakrilamid) (PNIPAAm), poli(vinilmetileter) (PVME), polietilen glikol (PEG) ve poli(N,Ndietilakrilamid)'dir. Sicakliga duyarli jellerde sicaklik belli bir degerin üstüne çiktiginda faz ayrimi meydana gelmekte ve jel büzüsmektedir. Bunun sebebi hidrofobik etkinin artmasi ve hidrojen baglarinin zayiflamasidir. Bu sinir sicaklik degerine, en düsük kritik çözelti sicakligi (LCST, lower critical solution temperature) denilmektedir. Bununla beraber LCST'nin altinda çapraz bagli jelin suyla uyumlulugu artmakta ve sisme gözlenmektedir. Bu durum su molekülleri ile hidrofilik gruplar arasindaki hidrojen baglarinin kuvvetlenmesi ile açiklanabilmektedir. pH"ya duyarli jeller; iyonik ag seklindeki yapilar pH'a bagli olarak sisme ya da büzülme davranisi göstermektedir. iyonik jeller zincirlerine takili asidik ve bazik gruplar içermektedir. Ortamin pH'sina göre proton alip vererek iyonlasip ve jelde sabit bir elektriksel yük olusturmaktadir. Olusan elektrostatik kuwetlerin birbirini itmesi ile jel yapisina su girisi kolaylasmakta ve sisme gözlenmektedir. Asidik grup tasiyan anyonik bir hidrojel olan poli(akrilik asit) (PAA), düsük pH'da iyonize olmamakta, yüksek pH' da iyonlasmakta ve negatif yüklenmektedir. Meydana gelen COO- gruplari birbirini itmektedir. Böylece ag yapi içine su difüzyonu gerçeklesmekte ve hidrojel sismektedir. Bazik grup tasiyan katyonik bir hidrojel olan poli(N, N'-dietilaminoetil metakrilat) (PDEAEM) ise düsük pH' da protonlanmaktadir. Olusan arti yükler birbirini iterek su difüzyonu saglanmakta ve jelde sisme gözlenmektedir. Bulusa konu su emici malzeme, toz formda (A) bitki köklerinin üzerine direkt serpilerek ya da su ile karistirilarak çember formda (B) veya levha formda (C) bitki köklerinin içerisine konumlandirilarak kullanilmaktadir. Sekil-1'de su emici malzemenin (A) agaç köklerinde kullaniminin temsili sematik görünümü verilmektedir. Bulus konusu su emici malzemenin içerisine kullanim amaci dogrultusunda, probiyotik, vitamin, sivi gübre, bitki için yararli elementlerden olusa sivi karisim, zararli böceklerin ve otlarin uzaklastirilmasinda kullanilan ilaçlarin absorbe edilmesi mümkündür. Ayrica, su emici malzemeye tercihen torf da dahil edilebilmektedir. TR TR

Claims (7)

ISTEMLER

1. Sulama frekansini azaltarak kurak kosullarda dahil her bölgede, topraksiz tarim ürünlerinde veya gelismis bitkilerde, kök çevresine yeterli suyu saglamak ve köklendirmek üzere kullanilan su emici malzeme olup, özelligi; siviyi absorblayan ve zamanla salinim yaparak bitki kökünün her zaman nemli kalmasini saglayan potasyum akrilat, tohumlarin gelismesi için gerekli olan nem ve besini tutarak büyümeyi hizlandiran vermikülit ve suyun süzülmesini, topragin havalanmasini saglayan ve bu sayede topragin dogal yapisi bozulmadan bitki yetistirilmesine olanak saglayan hindistan cevizi kabugu lifi içermesidir.

2. istem 'I'e uygun su emici malzeme olup, özelligi; agirlikça %5-25 oraninda potasyum poliakrilat, agirlikça %5-25 oraninda vermikülit ve agirlikça %30-70 oraninda hindistan cevizi kabugu lifi içermesidir.

3. istem 1'e uygun su emici malzeme olup, özelligi; isi izolasyon özelligiyle bitki köklerini isi degisimine karsi korurken ani buharlasmayi engelleyen ve drenaji arttiran perlit içermesidir.

4. istem 3'e uygun su emici malzeme olup, özelligi; bahsedilen perlitin agirlikça en fazla

5. Yukaridaki istemlerden herhangi birinde bahsedilen su emici malzemenin üretim yöntemi olup, özelligi; a) mikser içerisine alinan potasyum poliakrilat ve vermikülitin oda sicakliginda 2 dakika süreyle karistirilmasi, b) elde edilen karisima hindistan cevizi kabugu lifi eklenerek oda sicakliginda 5 dakika süreyle karistirilmasi, islem adimlarini içermesidir.

6. istem 5'e uygun üretim yöntemi olup, özelligi; a islem adiminda perlit ilave edilmesidir.

7. istem 5 veya öida bahsedilen üretim yöntemi ile elde edilen su emici malzemenin ayrica park, bahçe, futbol ve golf alanlari gibi çim dikili alanlarda toprak düzenleyicisi olarak kullanilmasidir.