ФОЛЬГИРОВАННЫЙ УКРЫВНОЙ МАТЕРИАЛ

Область техники
Полезная модель относится к области слоистых, укрывных изделий для выращивания сельскохозяйственных культур в фермерских и приусадебных участках.
Уровень техники
В настоящее время широко известно применение пленок в сельском хозяйстве для их использования, 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 (см. патент на полезную модель RU 162196 U1, 27.05.2016).
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 с 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 мм 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 семяна 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 и с обеих сторон от оси каждого ряда семян с образованием герметичных продольных и/или поперечных полос с 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).
2
2
2
2
Известен водонепроницаемый слоистый укрывной материал общей поверхностной плотности 80±5% г/м, содержащий слой из нетканого волокнистого материала, изготовленного по технологии спанбонд из 100%-ного полипропилена с поверхностной плотностью 40±5% г/м, слой в виде экструзионной сетки из полипропилена, имеющей поверхностную плотность 14±5% г/м, и слой ламинирующего покрытия из полипропилена с поверхностной плотностью 26±5% г/м, размещенный со стороны экструзионной сетки (см. патент на полезную модель RU 193163 U1, 15.10.2019).
2
Известно слоистое изделие для использования в качестве защитного укрывного материала, характеризующееся тем, что выполнено из двух слоев нетканого волокнистого материала, каждый из которых получен по технологии Спанбонд из 100%-ного полипропилена с общей поверхностной плотностью 80±5% г/м, соединенных между собой термосвариванием, при этом один из слоев материала содержит пигмент, придающий слою белый цвет, в качестве которого выступают мелкодисперсные частицы порошка двуокиси титана размером до 0,1 мкм, а другой слой содержит пигмент, придающий слою черный цвет, в качестве которого выступают мелкодисперсные частицы сажи размером до 0,1 мкм (см. патент на полезную модель RU 195523 U1, 30.01.2020).
Раскрытие сущности полезной модели
Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее решение, является защита саженцев сельскохозяйственных культур от негативных атмосферных осадков, заморозков при перепаде температур окружающей среды, в ночное и дневное время при ранних посадках за счет создания оптимального микроклимата при одновременной защите плодов сельскохозяйственных культур от вредоносных насекомых.
2
Поставленная проблема решается за счет того, что фольгированный укрывной материал, согласно полезной модели, выполнен двухслойным с поверхностной плотностью 90 г/м, при этом верхний слой выполнен из воздухопроницаемого нетканого материала по методу экструзии гранул полипропилена с добавлением УФ-стабилизатора, представляющего собой полимер-носитель - гомополимер, а нижний слой представляет собой набор полос из металлизированной пленки, расположенных по все длине полотна и с промежутками между соседними полосами по его ширине, при этом металлизированная пленка состоит из наружного слоя в виде двуосноориентированного металлизированного полиэтилентерефталата, промежуточного слоя в виде двухкомпонентного полиуретанового адгезива и внутреннего сварного слоя в виде неориентированного каст-полипропилена, при этом верхний и нижний слои укрывного материала соединены друг с другом с помощью точечного термоскрепления, площадь скрепления составляет от 18% до 24% от общей площади материала.
Ширина полос металлизированной пленки составляет 180÷190 мм, а расстояние между соседними полосами 190÷200 мм.
Металлизация выполнена в виде нанослоя атомов алюминия, толщиной около 45÷55 нм, нанесенного на поверхность пленки ПЭТ методом плазменного или магнетронного напыления.
Количество УФ-стабилизатора составляет 2÷4 мас.% от общей массы материала верхнего слоя.
Техническим результатом, достигаемым заявленной полезной моделью, является защита посадок сельскохозяйственных культур от резких перепадов температур в дневное и ночное время, что позволяет оптимизировать высадку сельскохозяйственных культур в более ранние сроки посева, при одновременном создании препятствий для образования конденсата и стабильности полотна.
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
Заявленную пленку, которая в дальнейшем может называться укрывным материалом, изготавливают в виде двухслойного полотна, с поверхностной плотностью 90 г/м.
Верхний слой натурального цвета, выполнен из воздухопроницаемого нетканого материала по методу экструзии гранул полипропилена, с добавлением УФ стабилизатора в количестве 3 мас.% от общей массы материала слоя, гарантирующим прочность полотна и сохранение своих свойств на протяжении 3-х сезонов.
Нижний слой серебристого цвета выполнен из полос металлизированной пленки шириной 185 мм и расстоянием между полосами 200 мм, по всей длине полотна. Слоя скреплены между собой по технологии точечного термоскрепления. Заявленное полотно рекомендовано к применению как укрывной материал для парников и теплиц. В результате наличия расстояния между полосами металлизированной пленки, полотно пропускает воду, воздух и лучи солнечного спектра. Таким образом, в парнике или теплице происходит естественный процесс циркуляции воздуха, а вероятность образования конденсата сводится к нулю. За счет воздухопроницаемости материала в парнике или теплицы создается оптимальный микроклимат, позволяющий корневой системе плодов сельскохозяйственных культур получать требуемое количество кислорода для развития и роста. В результате наличия на нижнем слое полотна, полос металлизированной пленки, лучи солнечного спектра отражаются и равномерно рассеиваются на плоды сельскохозяйственных культур, увеличивая их рост и скорость развития.
Металлизированная пленка состоит из наружного слоя в виде двуоснориентированного металлизированного полиэтилентерефталата (ПЭТ, лавсан), толщиной 10-12 мкм, наиболее предпочтительно 12 мкм; промежуточного слоя в виде двухкомпонентного полиуретанового адгезива, толщиной 1-2 мкм, наиболее предпочтительно 1 мкм; и внутреннего сварного слоя в виде неориентированного каст-полипропилена, толщиной 20-30 мкм, наиболее предпочтительно 35 мкм.
Металлизация представляет собой нанослой атомов алюминия (толщиной около 50 нм), наносимый на поверхность пленки ПЭТ методом плазменного (в основном), либо магнетронного (редко) напыления.
Указанные размеры слоев и толщины напыления являются оптимальными и достаточными для достижения указанного технического результата, поскольку позволяют равномерно аккумулировать и рассеивать солнечный свет на растения, не препятствуя естественному процессу циркуляции воздуха и образования конденсата.
Готовые рулоны, нетканого материала натурального цвета и рулоны металлизированной пленки поступают на оборудование точечного термоскрепления. Рулон нетканого материала, натурального цвета, устанавливается на размоточное устройство и пропускается через систему валов в каландр точечного термоскрепления. Рулоны с металлизированной пленкой шириной 185 мм, устанавливаются на размоточное устройство с расстоянием по ширине между рулонами 190 мм - 200 мм и пропускается через систему валов в каландр точечного термоскрепления.
Устройство точечного термоскрепления состоит из двухвалкового каландра, состоящего из гравированного и гладкого валов. В каландре материал по всей ширине подвергается термическому точечному скреплению за счет равномерного прижима гравированного вала и гладкого вала друг к другу. Температура валов не превышает 160°С. Проходя через каландр точечного скрепления, материал подвергается расплавлению в точках. Между точечными соединениями остается материал остается неизменен, что сохраняет заданные свойства материала. Площадь скрепления составляет от 18% до 24% от площади гравированного вала. При выходе из каландра, скрепленный материал входит в зону охлаждения. Для охлаждения материала используется система из двух валов. Охлаждение валов происходит холодной водой. Далее материал поступает на автоматический намотчик. После чего намотанный рулон полотна перематывается в рулоны в зависимости от потребностей заказчика.
УФ стабилизатор представляет (изначально в виде гранул):
а) полимер-носитель - ПП (гомополимер);
б) содержание активного вещества - 20% (полимерный HALS);
в) минеральный наполнитель микрокальцит.
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.
Процент добавок зависит от конечных условий применения укрывного материала, например, от конкретного региона с его климатическими особенностями, а также периодичности и длительности непосредственного применения пленки.
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. Полотно крепится на дуги и парники.
2
В результате проведенных испытаний было установлено, что выбранная поверхностная плотность 90 г/м для заявленного полотна является оптимальной для создания необходимого микроклимата для защиты сельскохозяйственных культур.
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.
Площадь скрепления 18÷24% обусловлена необходимостью обеспечения стабильности полотна длительное время.
Для доказательства достижения заявленного технического результата ниже, приведены основные показатели пленки в зависимости от его плотности, которые представлены в Таблице 1.
Как следует из приведенной Таблицы 1, а также проведенных испытаний, заявленная пленка мульчирующая, с приведенными характеристиками обеспечивает стабильность полотна на протяжении нескольких сезонов, создает оптимальный микроклимат для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и защищает посадки сельскохозяйственных культур от резких перепадов температур в дневное и ночное время, что позволяет оптимизировать высадку сельскохозяйственных культур в более ранее сроки посева за счет создания препятствий для образования конденсата и стабильности полотна, при одновременной защите плодов сельскохозяйственных культур от вредоносных насекомых.