ITPD20080199A1 - Film ad uso agricolo per copertura, pacciamatura, o per insilaggio, contenente in mescola ionomero e relativo metodo di realizzazione - Google Patents
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Classifications
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Description
FILM AD USO AGRICOLO PER COPERTURA,
PACCIAMATURA, O PER INSILAGGIO, CONTENENTE IN
MESCOLA IONOMERO E RELATIVO METODO DI
REALIZZAZIONE
DESCRIZIONE
CAMPO DELL'INVENZIONE
Questa invenzione riguarda un film in materiale plastico ad uno o più strati, monoestruso o coestruso, da utilizzare come film di copertura per serre, per pacciamatura, o per film per insilaggio, caratterizzato dall'uso in mescola di ionomero.
STATO DELLA TECNICA
Film per copertura
Le tradizionali coperture per serre, sia quelle a semiarco che a tettoia, possono essere suddivise in rigide o flessibili.
Le coperture rigide sono costituite da vetro, poliestere rinforzato con fibre di vetro, PVC rigido corrugato, Polimetilmetacrilato o Policarbonato e sono utilizzate con spessori di vari millimetri. Le coperture flessibili sono costituite da PVC plastificato, copolimero EVA (etilene vinile acetato), PE bassa densità e PE lineare, Etilene-tetra-fluoro Etilene, Poliammide, EMA, EBA, Poliuretano, Polipropilene e loro Blend o miscele, e sono usate con spessori dell'ordine di decimi di millimetro.
In ogni caso le caratteristiche che le coperture per serre devono avere sono:
• Resistenza meccanica, inclusa la resistenza agli stress derivanti da agenti atmosferici e condizioni metereologiche avverse, in modo da proteggere adeguatamente il raccolto sottostante;
• Trasmissione luminosa della radiazione solare in particolar modo delle radiazioni P.A.R. (photosynthetic Active Radiations);
• Effetto serra, capacità di trasmettere o filtrare bande di radiazioni nel campo dell'infrarosso (7,000-13,000 nm); • Lunga durata, particolarmente nei confronti delle radiazioni che ne alterano la struttura molecolare;
• Capacità di resistenza alla degradazione indotta dall'utilizzo da parte degli agricoltori di agenti chimici e pesticidi.
I film flessibili sono più economici delle lastre rigide, richiedono strutture di sostegno meno impegnative e sono più semplici da applicare.
La scelta del materiale di copertura à ̈ quindi molto importante poiché si devono legare diverse necessità che talvolta possono essere in contrasto. Per esempio la resistenza meccanica aumenta accrescendo lo spessore ma ciò diminuisce la trasmissione luminosa.
L'effetto IR, comunemente definito come effetto serra, viene espresso in percentuale ed à ̈ rappresentato graficamente dalla assorbanza spettrale del film nella banda compresa tra 770 e 1430 cm<-1>nell'infrarosso. Questa serie di lunghezze d'onda corrisponde al campo di massima emissione d'energia irradiata dalla superficie terrestre.
Attualmente i film di copertura ad uso agricolo contengono in prevalenza PE che presenta, però, effetto serra relativamente basso.
Lo stato dell'arte à ̈ costituito da film che contengono in miscela EVA poiché presenta un maggiore effetto IR intrinseco rispetto al PE.
Lo stato dell'arte include PU o PVC nella miscela del film, che presentano effetto termico intrinseco elevato.
Il PVC, per contro, presenta notevoli svantaggi, come un range termico di utilizzo particolarmente esiguo, compreso tra –10 e 40°C, e presenza di plastificanti i quali, migrando in superficie, tendono ad indebolire il film.
Altra alternativa in uso à ̈ costituita dall'utilizzo di cariche, solitamente costituite da silicati o silico-alluminati, che aumentano l'effetto serra in modo considerevole ma al contempo indeboliscono la struttura del film e ne riducono significativamente la resistenza meccanica, a parità di spessore e relativa trasmittanza totale.
Film per pacciamatura
La pacciamatura à ̈ un sistema di controllo della temperatura e dell'umidità del terreno ottenuto per copertura dello stesso terreno con film plastici. Il microclima così ottenuto permette una più rapida e sana crescita delle piantine.
Vi sono varie tipologie utilizzate di film per pacciamatura, a seconda delle esigenze delle colture e dell'utilizzatore possono essere sia trasparenti che colorati.
I film trasparenti vengono utilizzanti nei casi in cui l'esigenza sia quella di innalzare la temperatura del suolo. Nel caso in cui si voglia anche avere un effetto disinfestane contro le malerbe l'utilizzo prevalente à ̈ di film neri o fotoselettivi, come a ad esempio verdi o fumé.
Gli ionomeri
Uno ionomero à ̈ un co-polimero contenente ioni (uno ione à ̈ un atomo che ha una carica elettrica, positiva [+] o negativa [-]). Contiene sia unità ripetitive non ioniche, sia una piccola frazione di unità ripetitive contenenti specie ioniche.
Solitamente i gruppi ionici costituiscono meno del 15% del polimero ma a seconda dello specifico prodotto questa percentuale à ̈ variabile.
Un esempio di ionomero à ̈ il copolimero etilene-acido metacrilico. Questo co-polimero à ̈ un sale di zinco o di sodio (che à ̈ responsabile della forma ionica) dei copolimeri derivati dall'etilene e dall'acido metacrilico.
Gli ionomeri termoplastici si comportano come i polimeri parzialmente reticolati, tuttavia gli ionomeri non sono polimeri reticolati, in quanto quando vengono riscaldati, si rompono le interazioni tra i gruppi ionici e le catene sono libere di muoversi. Tanto più viene alzata la temperatura, tanto più liberamente le catene si muovono e tanto meno i gruppi riescono a stare nei loro domini. Questo permette al polimero di avere un comportamento di un elastomero e la lavorabilità di un termoplastico. Gli ionomeri sono spesso denominati elastomeri termoplastici.
Finora nel campo dei film le applicazioni tipiche sono limitate ai film termoformabili per editoria, ed ai film per uso alimentare. SCOPI DEL TROVATO
Obiettivo del presente trovato à ̈ ottenere un film flessibile con caratteristiche superori di trasmittanza totale della luce visibile e di torbidità HAZE (nel caso di produzione di film neutro).
In particolare, nel caso di produzione di film chiaro termico secondo definizione della normativa EN13206, il valore della torbidità (HAZE) sarà migliore almeno del 5% rispetto a quanto prescritto dalla normativa.
Altro obiettivo del presente trovato à ̈ ottenere un film con alte flessibilità ed elevata resistenza meccanica specifica del film, in particolare per quanto riguarda il balldrop eseguito secondo metodo ISO 7765-1A. Un film che contenga ionomero in mescola, a seconda della percentuale dello stesso ionomero, presenterà valori rispetto a quelli prescritti dalle rispettive normative per film di copertura, pacciamatura, insilaggio EN13206, EN13655, EN13207, superiori almeno del 15 %.
Sperimentazione preliminare e risultati
In seguito ad una fase sperimentale e di test di laboratorio comparativi tra film di copertura tradizionali realizzati con mescole standard e film realizzati utilizzando ionomero (nel dettaglio sale di sodio di co-polimeri derivati da etilene ed acido meta-acrilico) in mescola à ̈ emerso che le caratteristiche ottiche meccaniche si incrementano notevolmente quanto più sia elevata la percentuale in mescola di ionomero.
Film Spessore Trasmittanza Haze gloss 45° Balldrop Totale % % grammi Film tradizionale chiaro termico 150 µm 88,20% 19,50% 62% 715 Film con ionomero 20% 150 µm 89,92% 14,30% 69% 836 Film con ionomero 40% 150 µm 91,18% 9,00% 78% 1152
I tre film sono dei coestrusi con mescola nello strato centrale uguale costituito da copolimero EVA in tutte e tre le prove. Le ottiche sono state misurate secondo quanto previsto dalla normativa EN13206 EN 2155-5, utilizzate apparecchiature spettrofotometro UV Jasco 650 e glossmetro Rhopoint Novogloss.
Prove di balldrop eseguite secondo quanto previsto da normativa Europea EN 13206 metodo ISO 7765-1A.
Si può quindi notare come la presenza in mescola di ionomero abbia influenzato notevolmente sia le caratteristiche ottiche che meccaniche che si incrementano in proporzione alla percentuale di ionomero contenuta in mescola.
DESCRIZIONE DEL TROVATO
Il nuovo film per coperture agricole comprende l'utilizzo di ionomero in mescola.
Il nuovo film può essere monostrato o multistrato.
Qualora il nuovo film sia multistrato, almeno uno di detti strati comprende ionomero.
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 100%.
Le varie combinazioni dei polimeri nei diversi strati, partendo dai polimeri di base e dalle seguenti coppie eterogenee possono essere:
- LDPE e Ionomero;
- EVA e Ionomero;
- EMA e Ionomero ;
- EBA e Ionomero
- EEA e Ionomero;
- LLDPE e Ionomero;
- PP e Ionomero;
- PA e Ionomero;
- PVC e Ionomero ;
- PP e Ionomero;
- e tutte le relative combinazioni possibili dei suddetti polimeri.
Il film potrà anche essere costituito da solo ionomero monostrato o multistrato.
E' possibile prevedere l'aggiunta di additivi, quali scivolanti, antistatici, anti-drip, surfattanti, stabilizzanti UV, cariche minerali, silicati, zeolite, ceramiche o di altri materiali, boro e suoi composti, anidride maleica, collanti col fine di favorire l'aggraffaggio di strati adiacenti, nucleanti, reticolanti, nanocompositi, microsfere cave e non cave di vetro, di silice, di zeolite, ceramiche o di altri materiali.
Sono prevedibili modifiche ed aggiunte per produrre il film oggetto del presente trovato, ma esse rimangono sempre nel campo e nello scopo dell'invenzione.
Ciascuno strato del film può essere ottenuto da impianti in mono o coestrusione a 2 o più strati, in bolla o a testa piana, senza particolari modifiche, attrezzati ad operare con un'adeguata flessibilità durante le condizioni di processo, velocità di rotazione della vite o delle viti e profili delle temperature, in modo da essere confacenti alla caratteristica della formula dei polimeri scelti.
Il nuovo film di cui al presente trovato à ̈ caratterizzato dall'avere caratteristiche meccaniche ed ottiche particolarmente elevate, in relazione allo spessore dello stesso film.
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, dato come non restrittivo lo schema allegato che mostra una vista schematica dell'impianto. L'impianto che produce un film secondo il trovato sopra esposto à ̈ preferibilmente costituito da un apparecchio di estrusione 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.
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.
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 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.
La scelta della temperatura di ogni settore dell'estrusore à ̈ 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.
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 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 adesivi che favoriscono l'adesione tra i vari strati del film.
Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per 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.
Claims (12)
- RIVENDICAZIONI 1. Film ad uso agricolo per copertura o per pacciamatura o per insilaggio, 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 di vista molecolare, ma che possono essere legati per effetto delle loro caratteristiche reologiche, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno uno ionomero nella miscela.
- 2. Film come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere monostrato, detto monostrato essendo costituito integralmente o in quota parte da ionomero
- 3. Film come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere pluristrato, e dove almeno uno di detti strati à ̈ costituito integralmente o in quota parte da ionomero.
- 4. Film di copertura, come da rivendicazioni 1, 2 o 3, caratterizzato dal fatto che uno o più strati comprendono due o più polimeri o copolimeri miscelati, riscaldati ed estrusi assieme, di cui uno à ̈ ionomero.
- 5. Film, come da rivendicazione 1, 2 o 3, destinato all'uso in agricoltura per copertura, caratterizzato dal fatto che per le sue caratteristiche sia classificabile da EN13206 come "Normale", “Chiaro termico†o “Diffusivo termico†.
- 6. Film come da rivendicazione 5, classificato come "chiaro termico", caratterizzato dal fatto di presentare un valore di HAZE migliorativo almeno del 5% rispetto quanto prescritto dalla relativa normativa EN13206.
- 7. Film, come da rivendicazione 1, destinato all'uso in agricoltura per pacciamatura, caratterizzato dal fatto che per le sue caratteristiche à ̈ classificabile da EN13655 come "Normale", “termico, diffusivo termico†o †nero, nero/bianco"
- 8. Film, come da rivendicazione 1, destinato all'uso per insilaggio, caratterizzato dal fatto che per le sue caratteristiche à ̈ classificabile come tale da EN13207.
- 9. Film come da una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere realizzato in spessore variabile da 1 a 1000 µm per ogni strato.
- 10. Film ad uso agricolo per copertura come da una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di presentare una trasmittanza totale alla luce ed una trasmittanza diretta alla luce superiori a film analogo che non contenga ionomero in mescola.
- 11. Film monostrato o multistrato, come da una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere realizzato mediante monoestrusione o coestrusione a due o più strati, per estrusione in bolla o in testa piana.
- 12. Film come da una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di poter o meno contenere, in almeno uno dei suoi strati contenenti ionomero e/o eventuali strati di polimero/polimeri che non includano ionomero, scivolanti e/o antistatici e/o silicati e/o anti-drip e/o surfattanti e/o stabilizzanti UV e/o cariche minerali e/o boro e suoi composti e/o collanti per strati adiacenti e/o nucleanti e/o reticolanti e/o anidride maleica e/o nanocompositi e/o microsfere cave e non cave di vetro, di silice, di zeolite e/o ceramiche e/o di altri materiali.
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| ITPD2008A000199A IT1396667B1 (it) | 2008-07-03 | 2008-07-03 | Film ad uso agricolo per copertura, pacciamatura, o per insilaggio, contenente in mescola ionomero e relativo metodo di realizzazione |
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| WO2002014417A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-02-21 | The Procter & Gamble Company | Thermoplastic hydrophilic polymeric compositions with improved adhesive properties for moisture vapour permeable structures |
| EP1352920A1 (en) * | 2002-04-12 | 2003-10-15 | The Procter & Gamble Company | Liquid impermeable, moisture vapour permeable films and layers comprising thermoplastic hydrophilic polymeric compositions and having improved strength |
| EP1361039A1 (en) * | 2002-05-10 | 2003-11-12 | Board of Trustees of Michigan State University | Environmentally friendly polylactide-based composite formulations |
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-
2008
- 2008-07-03 IT ITPD2008A000199A patent/IT1396667B1/it active
Patent Citations (5)
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