ГЕОТЕКСТИЛЬ НЕТКАНЫЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ ДЛЯ УКРЫТИЯ АГРОКУЛЬТУР

Область техники
Полезная модель относится к области сельского хозяйства и может быть использована на посевных площадях для устройства защитных укрытий различных агрокультур.
Уровень техники
В настоящее время широко известно применение геотекстиля в сельском хозяйстве для использования его, в частности, в качестве укрывного материала растений.
Известен биоразлагаемый джутовый мат, используемый для выращивания растений, в частности, к наземному мульчирующему покрытию для выращивания растений, к покрытию для теплиц, к материалам для обмотки стволов деревьев и т.п. Мат имеет первый слой, выполненный нетканым из джутовых волокон иглопробивным способом. Второй, упрочняющий слой, выполнен в виде ткани полотняного редкого переплетения из джутовых нитей и соединен с первым слоем иглопробивным способом, (см. патент на полезную модель RU 167929 U1,12.01.2017).
Известен укрывной материал, содержащий нижний слой, выполненный из несущей биоразлагаемой сетки, над которой расположен слой водопроницаемой бумаги, наполнитель - внутренний слой, в состав которого входят семена растений, минеральные и/или органические удобрения, стимуляторы роста, влагоудерживающие компоненты и т.п., верхний, защитный слой, выполненный в виде тканых или нетканых полотен из разлагающихся натуральных хлопковых, или джутовых, или кокосовых, или льняных, или других волокон растительного происхождения, или их комбинаций, над которым расположен полимерный противоэрозионный мат, обеспечивающий удержание склона, несущая способность которого усиливается при появлении всходов трав. Полимерный противоэрозионный мат представлен сеткой толщиной 10-40 мм, выполненной из полиамида, либо полипропилена, либо полиэтилена. Все слои материала скреплены прошивной нитью. Конструкция выдерживает большие нагрузки на сдвиг и может быть применена для укрепления откосов, имеющих крутизну >45°. (см. патент на полезную модель RU 133138 U1, 10.11.2013).
Известен рулонный биомат, включающий скрепленные между собой и выполненные из биоразлагаемых волокон растительного происхождения нетканый противоэрозионный и сетчатый несущий слои с размещенным между ними наполнителем с семенами растений, при этом слои соединены иглопробивным способом.
Из патента на полезную модель RU 116739 U1, 10.06.2012 известен укрывной материал, представляющий собой многослойную, по меньшей мере трехслойную конструкцию, включающую размещенный между каждыми двумя слоями и скрепленный c ними слой наполнителя, содержащий семена растений, при этом верхний слой выполнен в виде тканых или нетканых полотен или мелких сеток с размером ячеек 3-5 им из разлагающихся натуральных хлопковых, или джутовых, или кокосовых, или льняных, или других волокон растительного происхождения, или их комбинаций, а в качестве нижнего слоя используется водопроницаемая бумага, под которой располагается несущая биоразлагающаяся сетка, причем все слои скреплены нитепрошивным способом.
Известно посевное полотно, используемое для посева растений и сельскохозяйственных культур, преимущественно в фермерских хозяйствах и на приусадебных участках. Посевное полотно включает соединенные между собой верхний и нижний слои. Между слоями размещены рядами семян растений. Верхний слой выполнен из бумаги, а нижний слой - из нетканого укрывного материала «Спанбонд» черного цвета. Слои соединены между собой посредством термосварки по краям полотка с обеих сторон от оси каждого ряда семян с образованием герметичных продольных и/или поперечных полос размещенными в них семенами. Полотно может содержать удобрения и/или биогумус и/или компост, расположенные в полосе полотна ряда семян. При использовании в качестве семян растений семян корнеплодов в нижнем слое полотна выполнена перфорация с шагом, соответствующим расстоянию между семенами в ряду, и диаметром, менее диаметра семени, для размещения каждого семени над отверстием. Такое выполнение полотна позволит исключить потери посевного материала, повысить всхожесть семян, создать благоприятные условия для развития растений и предотвратить прорастание сорняков, подавляющих вегетирующие растения (см. патент на полезную модель RU 102286 U1, 27.02.2011 - наиболее близкий аналог).
Раскрытие сущности полезной модели
Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее решение, является сокращение временных затрат, а именно, максимальное снижение, либо отказ от физического труда при посадке и прополке агрокультур, а также отказ от добавления пестицидов.
2
Поставленная проблема решается за счет того, что геотекстиль нетканый фильтрующий, согласно полезной модели, представляет собой нетканое однослойное полотно, выполненное по методу экструзии, из переплетенных между собой бесконечных термостабильных полипропиленовых волокон с поверхностной плотностью полотна в пределах 60-120 г/м с добавлением УФ-стабилизатора на базе гомополимера, а также черного суперконцентрата на базе технического углерода, на поверхности полотна образованы сквозные отверстия, расположенные в несколько рядов по ширине и на всю длину полотна, причем отверстия соседних рядов расположены в шахматном порядке относительно друг друга, шаг отверстий в ряду, а также расстояние между рядами лежат в интервале 250-350 мм.
Техническим результатом, достигаемый заявленной полезной моделью, является улучшение дышащей способности укрывного материала, а также его термостабильности на протяжении нескольких сезонов.
Осуществление полезной модели
Ниже будет представлен предпочтительный вариант осуществления полезной модели, который, как это понятно специалисту, не ограничивает иные возможные варианты выполнения, вытекающий из существа данной полезной модели.
2
Геотекстиль, который в дальнейшем может называться укрывной материал, изготавливают из переплетенных между собой бесконечных термостабильных полипропиленовых волокон с поверхностной плотностью полотна в пределах 60-120 г/м методом экструзии.
Нетканое полотно - это однослойное дышащее полотно, которое производится по методу экструзии гранул полипропилена, через создание вертикальных бесконечных полипропиленовых волокон, которые под воздействием воздушных потоков переплетаются между собой, образуют занавес однородного полотна и ложатся на транспортировочную ленту. Переплетенные между собой полипропиленовые волокна на транспортировочной ленте с помощью горячих валов формируются в дышащее нетканое полотно. Для получения нетканого полотна черного цвета в загрузочный бункер экструдера добавляют черный суперконцентрат на базе технического углерода и УФ-стабилизатор. Затем нетканое полотно поступает на устройство для перфорации, которое вырубает определенные конфигурации отверстий, с помощью тяжелого пресса, на который устанавливаются пуансон и матрица.
Заявленный геотекстиль поглощает большую часть лучей солнечного спектра, что дает дополнительный прогрев для роста растений, увеличения урожая и убивает сорняки в междурядье. Его уникальность в том, что предоставляет возможность выращивания экологически чистых продуктов, за счет отказа от применения пестицидов. Данная технология может быть использована фермерами на посевных площадях, при дефиците рабочих или сокращении экономических затрат на рабочую силу. Дышащая структура заявленного геотекстиля позволяет корням растений получать кислород и создает оптимальный микроклимат для развития корневой системы агрокультур и более высокой урожайности, поскольку защищает землю от перегревов, высушивания и заветривания, снижает расходы воды при орошении агрокультур. Данный материал исключает контакт плодов и ягод с земляным покровом.
В процессе изготовления, для повышения термостабильности материала, в него добавляют УФ-стабилизатор на базе гомополимера. УФ-стабилизатор представляет (изначально в виде гранул):
а) полимер-носитель - ПП (гомополимер);
б) содержание активного вещества - 20% (полимерный HALS).
УФ-стабилизаторы для полимеров применяются для защиты поверхности от разрушающего светового воздействия. Находясь под солнечными лучами, полиэтилен, полипропилен, ПВХ выцветают, желтеют, раскрашиваются. На изделии появляются трещины, в которые проникают влага и пыль. Они добавляются в исходную смесь или наносятся на поверхность изделия. В их состав входят: пространственно-затрудненные органические соединения, которые обладают сложной разветвленной структурой, замедляют движение радикалов, а также антиокислители, которые препятствуют разрушению материала под действием выделяемого кислорода. Применение светостабилизаторов позволяет поглощать свет, рассеивая тепло, замедляют процессы разложения и вступают в реакцию с уже образовавшимися продуктами. Срок службы качественного УФ-стабилизатора - до 10 сезонов.
Кроме этого в геотекстиль добавляют суперконцентрат на базе технического углерода.
В итоге полный состав материала можно выразить в следующих соотношениях (мас.%):
гранулы полипропилена
92-96,5
УФ-стабилизатор
2-6
суперконцентрат
1,5-2
Процент добавок зависит от конечных условий применения укрывного полотна, например, от конкретного региона с его климатическими особенностями, а также периодичности и длительности непосредственного применения геотекстиля.
На поверхности полотна образованы сквозные отверстия, расположенные в несколько рядов по ширине и на всю длину полотна. Отверстия соседних рядов расположены в шахматном порядке относительно друг друга, шаг отверстий в ряду, а также расстояние между рядами, лежит в интервале 250-350 мм.
Выбор плотности материала обусловлена, в частности, способностью выдерживания снегопадов, устоявшегося толстого снежного покрова при осенне-зимней защите растений, кустарников и стволов деревьев, защите многолетних растений и озимых от промерзания.
2
2
При плотности меньше 60 г/м данная защита будет неэффективной и может привести к промерзанию агрокультур, а при плотности больше 120 г/м будет затруднен эффект «дышащего» полотна, что может привести к недостатку поступления кислорода к растениям, образованию под полотном застойных (непроветриваемых) зон со скапливанием конденсата, что в свою очередь может привести к загниванию агрокультур.
Выполнение на поверхности полотна сквозных отверстий, расположенных в несколько рядов по ширине и на всю длину полотна в шахматном порядке относительно друг друга, с шагом отверстий в ряду, а также расстоянием между рядами 250-350 мм, обусловлено следующим.
Данные условия выбираются от конкретной высаживаемой агрокультуры. Одним из необходимых критериев при выборе интервала отверстий является условия высадки той или иной агрокультуры в ряду и в междурядье. В частности, при высадке плодово-ягодных культур (например, клубники) учитывается свободное расположение как самих соседних кустов между собой, так и плодов этих кустов. При этом понятно, что для одних культур это расстояние может быть меньше, а для других больше. Этой же причиной обусловлен и шахматный порядок расположения отверстий между рядами.
Таким образом, укрывной материал позволяет исключить, в частности прополку культур, а также загнивание плодов за счет отсутствия их контакта с землей, при этом сохраняется доступ воды и воздуха к корневой системе агрокультур.
Для доказательства достижения заявленного технического результата ниже, приведены основные показатели геотекстиля в зависимости от его плотности, которые представлены в Таблице 1:
Как следует из приведенной Таблицы 1, а также проведенных испытаний, заявленный геотекстиль нетканый фильтрующий с приведенными характеристиками обладает повышенной дышащей способности, а также его термостабильностью на протяжении нескольких сезонов.