ITPD20060386A1 - Film agricolo per solarizzazione con poliammide ad elevato potere sterilizzante ed elevato effetto termico - Google Patents

Description

AGRIPLAST S.r.l. - VITTORIA (Ragusa)

TITOLO

FILM AGRICOLO PER SOLARIZZAZIONE CON POLIAMMIDE AD

ELEVATO POTERE STERILIZZANTE ED ELEVATO EFFETTO

5 TERMICO

CAMPO DELL’INVENZIONE

Questa invenzione riguarda un film in materiale plastico ad uno o più strati, monostrato o multistrato, monoestruso o coestruso, da utilizzare come film per solarizzazione, e che sia caratterizzato da un elevato effetto sterilizzante 10 conseguito mediante l’uso di poliammide (PA), che sia omopolimero o copolimero, in uno o più strati.

STATO DELLA TECNICA

La pacciamatura è un sistema di controllo delle temperatura e dell’umidità del terreno ottenuto per copertura dello stesso terreno con film plastici. Il 15 microclima così ottenuto permette una più rapida e sana crescita delle piantine.

Per realizzare questi scopi occorre che il film sia trasparente alle lunghezze d’onda corte, ovvero permeabile agli ultravioletti, e riflettente per le lunghezze d’onda lunghe, ovvero impermeabile alle radiazione provenienti 20 dal terreno. Viene così aumentata la temperatura del terreno e, soprattutto, ridotta l’escursione termica fra giorno e notte.

La solarizzazione è un particolare tipo di pacciamatura che ha lo scopo precipuo di aumentare la temperatura nei primi strati del terreno per eliminare agenti patogeni dal terreno stesso.

25 Viene effettuata con film trasparenti ed ha una durata sufficientemente lunga, in genere uno o due mesi. Anche in questo caso, e soprattutto in questo caso, è necessario un film permeabile ai raggi solari ed impermeabile alle radiazioni che il terreno durante la notte emette.

<In ogni caso le caratteristiche che tali prodotti devono avere sono:>

5 • resistenza meccanica, inclusa la resistenza agli stress derivanti da<agenti atmosferici e avverse condizioni metereologiche;>

• trasmissione luminosa della radiazione solare in particolar modo<delle radiazioni P.A.R. (Photosyntetic Active Radiations);>

• effetto serra elevato, capacità cioè di trasmettere o filtrare bande di10 radiazioni nel campo dell’infrarosso (7,00-13,00 nm);

• elevate caratteristiche ottiche di Trasmittanza luminosa totale e diluce diretta.

La solarizzazione è un’agrotecnica ecologica, economica e di facile esecuzione.

15 Modifiche indotte dalla solarizzazione nel terreno

Principalmente la solarizzazione modifica il regime termico, idrico, nutrizionale e la composizione dell’aria tellurica.

Le modifiche del regime termico del suolo interessano la temperatura ed in particolare il suo aumento, l’andamento della temperatura massima e 20 l’escursione termica giornaliera.

L’aumento della temperatura varia entro limiti abbastanza ampi e può essere rilevabile sino a circa 50 cm di profondità. Come è noto il calore si propaga per conduzione, convezione e irraggiamento; nel terreno prevalgono le prime due forme. Le variazioni delle temperature lungo il profilo sono 25 elevate in superficie e tendono ad annullarsi con l’aumento della profondità.

La riuscita del trattamento dipende oltre che dalle temperature raggiunte nel terreno, dall’attenta e scrupolosa esecuzione della stessa nelle diverse fasi. La temperatura elevata induce una morte lenta degli agenti termolabili e causa un indebolimento di quelli resistenti, mentre sembra salvaguardi 5 quelli antagonisti e più termotolleranti.

Nel complicato equilibrio biologico del terreno, sembra venirsi a determinare un cambiamento favorevole ai microrganismi utili, i quali, oltre ad integrare l’azione fisica del calore contro i parassiti e patogeni indeboliti dalle temperature subletali, limitano l’accrescimento e l’attività di quelli 10 sopravvissuti al trattamento.

Influenza delle caratteristiche dei film

Attualmente i film plastici disponibili in commercio per questa pratica sono: il polietilene (PE), il cloruro di polivinile (PVC), l’etilen-vinil-acetato (EVA), il PE a bassa densità (LDPE), il coestruso PE etilen-vinil-acetato 15 (LDPE/EVA) ed il gruppo dei film additivati (LDPE sali silicati o fosfati o alluminati).

Il PE messo a punto alla fine degli anni ‘70, trovò subito ampio favore presso gli agricoltori per la sua flessibilità, resistenza meccanica, tenuta alle alte temperature, disponibilità in spessori molto sottili, facilità di produzione 20 a livello industriale, e principalmente per il più basso costo commerciale. In riferimento alla struttura chimico-fisica e alla tecnologia di polimerizzazione si possono avere tre tipi diversi di PE: il primo con molecole lineari e rare ramificazioni corte laterali (HDPE), il secondo con molecole lineari provviste di ramificazioni lunghe e corte laterali (LLDPE) ed il terzo con 25 molecole lineari a ramificazioni lunghe laterali (LDPE). In generale il PE presenta un effetto serra inferiore rispetto agli altri film, ma mediante l’aggiunta di sostanze inorganiche (sali fosfatici, silicati, silico-alluminati ecc.) o organiche (vinil-acetato) durante il processo di fabbricazione o mediante la coestrusione di due o più strati di materiali affini e 5 complementari, si ha la possibilità di produrre un nuovo film che alle caratteristiche del primo (PE) somma quelle degli altri.

Il PVC costituisce il film plastico migliore, per l’elevata trasparenza alla radiazione solare e all’infrarosso corto (>90 %) e per la limitata trasmittanza all’infrarosso lungo (< 15 %) che ne esalta la capacità termica. Nonostante 10 ciò, la sua utilizzazione pratica risulta limitata a circa il 2% del fabbisogno nazionale dei film plastici rispetto al 30% di EVA e al 68% di LDPE, contrariamente a quanto avviene, per esempio, in Giappone dove circa il 65% dei film utilizzati sono di PVC, il 25% di LDPE e il 10% di EVA (1991). Questo comportamento è spiegabile con il fatto che in Estremo 15 Oriente il PVC è utilizzato in film molto sottili (0,06 - 0,12 mm) ed in larghezze ridotte (0,5-2,2-4,2 m), mentre in Europa dovendo spesso produrre film di elevata larghezza la complessità di lavorazione industriale fa lievitare i costi per cui alla fine risulta più economico il LDPE. L’EVA si ottiene dall’etilene (C2H4) per polimerizzazione con l’acetato di 20 vinile e presenta caratteristiche simili al PVC, con una trasparenza al visibile a partire dall’89% ed una trasmittanza all’infrarosso lungo inferiore al 25% per cui risulta di elevata capacità termica.

Il LDPE è caratterizzato da valori di trasmittanza luminosa intorno a 88 -90% ed è impermeabile alle radiazioni infrarosse medio-lunghe per il 24% 25 circa, per i film da 0,10 mm e del 38% circa per quelli di 0,20 mm di spessore.

Il PE trasparente è quello maggiormente utilizzato, anche se il PVC, il PE additivato e l’EVA effetti termici più elevati.

Forma oggetto del presente brevetto un nuovo film agricolo per 5 solarizzazione con poliammide ad elevato potere sterilizzante ed elevato effetto termico.

SCOPI DEL TROVATO

Uno degli scopi del nuovo film è aumentare la temperatura del terreno. Altro scopo del nuovo film è mantenere per tutta la notte, ovvero durante le 10 ore di non solarizzazione, la temperatura raggiunta durante il giorno con l’irraggiamento solare.

Altro scopo del nuovo film è permettere la sua filmatura a spessori notevolmente ridotti, inferiori a 50 µm.

Altro scopo del nuovo film è avere un’alta resistenza alle sollecitazioni 15 meccaniche.

Altro scopo del nuovo film è essere adeguatamente flessibile senza utilizzare sostanze plastificanti le quali migrando col tempo in superficie tenderebbero ad infragilire il film.

Altro scopo del nuovo film è avere temperature di infragilimento e di 20 rammollimento rispettivamente più basse e più elevate rispetto ai film per solarizzazione noti.

Altro scopo del nuovo film è permettere un suo più semplice riciclo.

Questi ed altri scopi, diretti e complementari, sono raggiunti dal nuovo film agricolo per solarizzazione con poliammide ad elevato potere sterilizzante 25 ed elevato effetto termico.

DESCRIZIONE DEL TROVATO

Il nuovo film è costituito da almeno uno strato di materiale plastico contenente, almeno in parte, poliammide.

Il nuovo film può essere monostrato o multistrato.

5 Qualora il nuovo film sia multistrato, almeno uno di detti strati comprende poliammide, sia esso omopolimero o copolimero.

E’ preferibile che almeno uno strato comprenda unicamente poliammide. E’ possibile prevedere che il nuovo film sia costituito da un solo strato di sola poliammide.

10 E’ possibile prevedere che il nuovo film sia costituito da un solo strato contenente almeno in parte poliammide.

E’ possibile prevedere che il nuovo film sia costituito da due o più strati di materiale plastico di cui almeno uno strato formato di sola poliammide. E’ possibile prevedere che il nuovo film sia costituito da due o più strati di 15 materiale plastico di cui almeno un strato comprendente in parte poliammide.

Alcuni esempi di varie combinazioni dei polimeri, partendo dai polimeri di base e dalle seguenti coppie eterogenee: LDPE e PA; EVA e PA; LLDPE e PA; PP e PA; PA e PU; PVC e PA, e tutte le relative combinazioni possibili 20 dei suddetti polimeri. Il film potrà anche essere costituito anche da un solo polimero (in tal caso PA) in monostrato o multistrato.

I polimeri che costituiscono lo strato/gli strati del film possono essere omogenei od eterogenei e possono avere strutture polimeriche affini o non affini dal punto di vista molecolare, e concentrazioni variabili dall’1 al 25 100%.

Il film di cui al presente brevetto permette di conseguire un incremento medio di 10° superiore, rispetto ad un normale film per solarizzazione tradizionale, nei primi strati di terreno sottostanti fino ad una profondità di 15-20 cm nell’arco di pochi giorni dall’applicazione del film stesso.

5 Le oscillazioni giornaliere si riducono a frazioni di °C a pochi decimetri di profondità.

Proprio l’incremento di temperatura conseguito mediante l’utilizzo di poliammide in mescola nel film oggetto dell’invenzione permette di aumentare notevolmente l’efficacia del film stesso.

10 Quindi l’incremento dell’effetto IR conseguito nel film da invenzione permette di ridurre ulteriormente le oscillazioni termiche nel terreno nel corso della giornata aumentando l’efficacia del prodotto.

Il film da invenzione in pratica permette di conseguire i vantaggi caratteristici sia dei film per solarizzazione in PVC che di quelli in PE, 15 senza averne i difetti caratteristici corrispettivi.

In particolare il nuovo film per pacciamatura mediante solarizzazione<possiede le seguenti caratteristiche:>

• Filmabilità anche a spessori inferiori a 50 µm, limite di filmabilità del<PVC.>

20 • Proprietà meccaniche superiori a film in PVC a parità di spessore.

• Assenza di plastificanti i quali migrando in superficie tendono adinfragilire il film.

25

• Temperature di infragilimento e di rammollimento che ne permettono l’utilizzo in qualsiasi condizione ambientale, nell’ordine di -40°C~+100°C e oltre (in base al contenuto in percentuale di PA in mescola), al contrario del PVC che presenta un range di utilizzo molto 5 più ristretto, tipicamente -10°C~+50°C.

• Effetto termico notevolmente più elevato dei tradizionali film dasolarizzazione in PE, analogo o superiore ai film per solarizzazione in<PVC.>

• Temperatura raggiungibile dal suolo sottoposto al trattamento10 notevolmente più elevata rispetto ai tradizionali film da pacciamatura in<PE.>

• Facile riciclo, al contrario dei film in PVC.

Comunemente per solarizzazione sono impiegati film in PE di 0,02 - 0,04 -0,06 mm e valori intermedi, e, quando si richiedono prestazioni particolari 15 come ad esempio impermeabilità al metilbromuro ed altri agenti disinfestanti, si usano film più spessi ed ovviamente di maggiore costo. Nel caso del film da invenzione che contiene poliammide non si pone certo la problematica di permeabilità al metilbromuro ed altri agenti disinfestanti in quanto la poliammide ha elevatissime proprietà di barriera ai gas.

20 DESCRIZIONE DELL’IMPIANTO

Il nuovo film di cui al presente trovato viene prodotto da apposito impianto produttivo preferenziale in grado di produrre il film dell’invenzione, visibile nelle figure 1 e 2. L’impianto che produce un film secondo il trovato sopra esposto è preferibilmente costituito da un apparecchio di estrusione 25 convenzionale.

Il sistema di dosaggio dei vari componenti da miscelare può essere del tipo gravimetrico oppure volumetrico, adatto comunque a dosare quanto necessario, nelle proporzioni richieste per le singole miscele nelle singole viti, indi anche relativamente ad additivi e master coloranti.

5 I granuli dei polimeri base, e dei compounds che costituiscono gli additivi, possono essere soggetti a parziali premiscelature in una tramoggia adatta ad alimentare la sezione di alimentazione dell’estrusore.

Qualora il processo produttivo preveda la coestrusione, l’alimentazione di granuli e compounds sarà proporzionale per ogni linea.

10 Utilizzando varie tipologie di polimero in monoestrusione, la temperatura di estrusione deve essere vicina a quella del punto di fusione del polimero a più basso punto di fusione.

La temperatura viene gradualmente variata mediante controlli automatizzati, settore per settore, tramite sensori di termocoppie collegati a regolatori 15 termici tramite un’unità di controllo, per esempio di tipo PLC, e rispettivamente con resistori elettrici che riscaldano i diversi settori dell’estrusore.

Opportune ventole centrifughe sono adeguatamente disposte per raffreddare l’estrusore.

20 La scelta della temperatura di ogni settore dell’estrusore è definita secondo il rapporto di attrito che viene generato tra il cilindro e la vite interna e le curve reologiche dei polimeri usati.

In questo modo il materiale polimerico fuso raggiunge la corretta fluidità e può passare attraverso la testa dell’estrusore e uscirne a forma di tubolare.

25 Il diametro e lo spessore di detto tubolare sono regolati mediante iniezione di aria all’interno del tubo e dalla velocità dell’estrusione.

Il tubolare viene raffreddato alla base da aria di tangente e procede attraverso la torre di raffreddamento, e proseguendo raggiunge i rulli di traino posti nella cima dell’impianto che completano lo schiacciamento del 5 tubolare che viene rimandato verso il basso verso l’avvolgitore.

L’accoppiamento tra strati nel caso in cui film venga realizzato in coestrusione può essere agevolato dall’utilizzo di noti adesivanti che favoriscono l’adesione tra i vari strati del film.

Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per 10 realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo.

Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alla tavola acclusa si esprimono le seguenti rivendicazioni.

15

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Film destinato all’uso in agricoltura per pacciamatura-solarizzazione, costituito da uno o più polimeri omogenei o due o più polimeri eterogenei aventi diverse strutture molecolari che non siano reattive tra loro dal punto 5 di vista molecolare, ma che possono essere legati per effetto delle loro caratteristiche reologiche, caratterizzato dal fatto di contenere poliammide in uno o più strati.
2. 2. Film come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella mescola sia contenuta in uno o più strati poliammide, sia che sia omopolimero o 10 copolimero.
3. 3. Film, come da una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di poter o meno contenere un altro/altri polimero/polimeri in mescola oltre alla poliammide.
4. 4. Film, come da una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto 15 di poter o meno contenere in mescola uno o più dei seguenti polimeri oltre alla PA: LDPE, LLDPE, PU, PVC, EVA, PP, EMA, EBA, copolimeri dei precedentemente elencati polimeri.
5. 5. Film, come da una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere in monostrato o in multistrato. 20
6. 6. Film, come da una o più rivendicazioni precedenti, monostrato o multistrato, caratterizzato dal fatto di essere realizzato in spessore variabile da 1 a 1000 µm per ogni strato.
7. 7. Film caratterizzato dal fatto che le caratteristiche di effetto serra, calcolate nel campo dell’infrarosso lungo tra 7,00 e 13,00 nm, siano decisamente 25 superiori rispetto ad analogo film tradizionale per solarizzazione in polietilene.
8. 8. Film, come da una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di presentare una elevata resistenza meccanica.
9. 9. Film, come da una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto 5 di essere realizzato mediante monoestrusione o coestrusione, per estrusione in bolla o in testa piana.
10. 10. Film, come da una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di poter o meno contenere sia nello/negli strati contenenti poliammide che nello/negli altri eventuali strati di polimero/polimeri che non includano 10 poliammide, scivolanti, antistatici, anti-drip, stabilizzanti UV, cariche minerali, collanti per strati adiacenti, nucleanti, reticolanti, anidride maleica, nanocompositi, microsfere cave e non cave di vetro, di silice, di zeolite, ceramiche o di altri materiali.
11. 11. Film, come da una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto 15 di conseguire una temperatura nel suolo da sterilizzare superiore rispetto ad analogo film per solarizzazione tradizionale in polietilene.