ITPD20010254A1

ITPD20010254A1 - Film trasparente per coperture agricole, in particolare colture serricole, con microsfere in vetro e relativo metodo di realizzazione.

Info

Publication number: ITPD20010254A1
Application number: IT2001PD000254A
Authority: IT
Inventors: Marco Cascone
Original assignee: Agriplast Srl
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-04-25
Also published as: EP1306403A1; DE60222074D1; EP1306403B1; ES2292658T3; ATE371699T1

Description

FILM TRASPARENTE PER COPERTURE AGRICOLE IN PARTICOLARE COLTURE SERRICOLE CON MICROSFERE IN VETRO E RELATIVO METODO DI REALIZZAZIONE CAMPO DELL'INVENZIONE

Questa invenzione riguarda un film trasparente inglobante una data percentuale di microsfere cave di vetro adatto all'uso in agricoltura, soprattutto come copertura di serre. L'invenzione comprende anche il relativo metodo di realizzazione.

STATO DELLA TECNICA

Le tradizionali coperture per serre, sia quelle a semiarco che a tettoia, possono essere sostanzialmente suddivise in rigide o flessibili. Le prime sono costituite da vetro, poliestere rinforzato con fibra di vetro, PVC rigido corrugato, polimetilmetacrilato o policarbonato e sono utilizzate con spessori di vari millimetri. Le seconde sono costituite da PVC plastificato, copolimero ÈVA, PE bassa densità, Etilene-tetra-fluoro etilene Poliuretano, Poliproliene e sono usate con spessori dell'ordine di decimi di millimetro. In ogni caso, le caratteristiche che tali prodotti devono avere sono:

• resistenza meccanica, inclusa la resistenza agli stress derivanti da agenti atmosferici e avverse condizioni meteorologiche, 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);

• il film deve poter essere di lunga durata, particolarmente nei confronti delle radiazioni solari che ne alterano la struttura molecolare.

I film flessibili sono più economici delle lastre rigide, richiedono anche strutture di sostegno meno impegnative e sono più semplici da applicare. La scelta del materiale di copertura è quindi molto importante poiché si devono legare diverse necessità che talvolta possono essere in contrasto. Per esempio, la resistenza meccanica può essere aumentata accrescendo lo spessore, ma ciò diminuisce la trasmissione luminosa.

Lo stato dell'arte include un film prodotto da LDPE, EVA/C, PP con l'aggiunta dei cosiddetti "sali minerali", generalmente silicati o silicoalluminati, che attraverso la rifrazione o diffrazione dei raggi solari, impediscono o limitano la radiazione diretta sulle piante evitando le bruciature. In ogni caso tali sali indeboliscono la struttura del film e, a parità di spessore, ne riducono la resistenza meccanica.

Lo stato dell'arte include anche uno strato basato su materiale polimerico contenente bolle di gas disperso. Mediamente ha una resistenza meccanica inferiore dei corri spettivi films prodotti con lo stesso polimero di base e stesso peso specifico di base. Inoltre, l'alto assorbimento della radiazione solare nel campo dell'infrarosso corto riduce l'entrata della luce diretta aH'intemo della serra rendendolo talvolta incompatibile con le necessità di alcune colture. La stessa osservazione vale anche per quanto riguarda la quasi totale assorbanza nel campo dell'UV.

differenti strati in modo da aumentare la resistenza meccanica; in ogni caso ciò normalmente diminuisce la trasmittanza luminosa

Lo stato dell'arte comprende inoltre il brevetto WO-A-94/05727 che prevede linserimento di particelle solide nel film, quali mica, che sono in grado di riflettere selettivamente la luce solare. In ogni modo, queste particelle solide hanno lo svantaggio di indebolire il film poiché la matrice polimerica è interrotta e ciò facilita la migrazione dei prodotti chimici usati per la coltura all'interno del film che tende quindi a deteriorarsi molto rapidamente.

Lo stato dell'arte include anche interventi meccanici su almeno une delle due superfici del film effettuati con procedimenti di arricciatura, goffratura o altri sistemi che ne modifichino la regolarità superficiale, passando il film attraverso appropriate calandre. Tali operazioni meccaniche richiedono attrezzature molto costose e comunque il limite di larghezze arriva fino a 4-5 metri, mentre nell'applicazione agricola si richiedono larghezze di almeno 14 metri.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Il film relativo all’ invenzione ed il metodo produttivo sono inseriti nelle rivendicazioni principali, mentre le rivendicazioni successive descrivono ulteriori innovative caratteristiche dell’invenzione.

Uno degli obiettivi dell'invenzione è di ottenere un film flessibile dove sia possibile regolare le caratteristiche spettrofotometriche e gli effetti della diffusione senza una diminuzione apprezzabile della trasmittanza totale del film che deve mantenere caratteristiche meccaniche molto vicine a quelle del polimero o polimeri di base e consentire un "Effetto Serra" del film quasi totale, dovuto alla sommatoria dell'effetto intrinseco del polimero con l'effetto "camera" delle microsfere cave di vetro.

In conformità con tale scopo, il film oggetto dell'invenzione è prodotto combinando e mescolando assieme uno o più polimeri omogenei od eterogenei aventi strutture molecolari affini o non affini dal punto di vista molecolare, ma amalgamabili da punto di vista reologico e concentrazioni variabili di microsfere cave di vetro nelle concentrazioni da 1 a 99% di microsfere.

In rispondenza con un'altra caratteristica dell'invenzione, usando appropriate condizioni di estrusione e produzione di film a bolla, secondo le tradizionali tecniche, si ottiene un film, mono o multistrato, secondo la tecnologia scelta, dove la trasmittanza luminosa non sia uniforme, ma può variare entro forme ed aree dimensionali casuali, per effetto dei diversi indici di rifrazione secondo il rapporto tra due o più polimeri e le relative microsfere cave di vetro.

Le mescole binarie di polimeri, alle quali si aggiungono normalmente diversi additivi quali scivolanti, anti-statici, anti-drip, stabilizzanti UV, sono composti da percentuali del Polimero A variabile da 10 a 90%, preferibilmente da 20 a 80% e da percentuali di Polimero B variabile da 90 a 10%, preferibilmente da 80 a 20%.

Le temperature di fusione dei polimeri A e B devono essere diverse, ma la differenza deve preferibilmente essere tra 5 e 50°K, preferibilmente tra 10 e 40°K.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, i film relativi all'invenzione possono essere ottenuti da impianti a bolla a mono e coestrusione senza particolari modifiche e 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 (mescola) dei polimeri scelti.

BREVE DESCRIZIONE DELL 'IMPIANTO

Queste ed altre caratteristiche dell'invenzione saranno più chiare nella seguente descrizione di un 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

Come "impianto che produce un film secondo l'invenzione" si intende 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 da 10 a 90% di un tipo rispetto all'altro, entrambi per i granuli dei polimeri A e B compresi anche i relativi additivi e le microsfere cave di vetro. Il dosatore deve essere adatto ad alimentare anche un terzo polimero C o altri polimeri N. I granuli dei polimeri base e dei compounds di masterbatches contenenti gli additivi possono essere soggetti a parziali pre-miscelature in una tramoggia adatta ad alimentare la sezione di alimentazione dell'estrusore.

Nel caso si usi il metodo della coestrusione, l'alimentazione sarà proporzionale per ogni linea. In un caso tipico, nella sezione di alimentazione dell'estrusore la temperatura di estrusione deve essere vicina a quella del punto di fusione del polimero "più basso". In questa zona i granuli iniziano a fondersi ed il materiale viene compresso e spinto attraverso una vite non visibile nel disegno che sta all'interno dell'estrusore.

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 es. di tipo PLC, e rispettivamente con resistori elettrici che riscaldano i diversi settori dell'estrusore. Ventole centrifughe sono disposte per raffreddare l'estrusore.

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 fuso raggiunge la corretta fluidità e può passare attraverso la testa dell'estrusore e uscirne a forma di tubolare; il diametro e 10 spessore sono regolati mediante iniezione di aria all'intemo del tubo e dalla velocità dell'estrusione.

11 tubolare viene rAffreddato alla base da aria di tangente e procede attraverso la torre di raffreddamento e, proseguendo, il tubolare viene piegato e soffiato con dei soffietti prima di raggiungere i rulli di traino posti nella cima dell'impianto che completano lo schiacciamento del tubolare che viene rimandato verso il basso verso l'avvolgitore.

Alcuni esempi di varie combinazioni di polimeri, partendo dai polimeri di base e dalle seguenti coppie eterogenee: LDPE e PP; PP e EVA/C; PVC ed EVA/C; PU e LDPE, PU ed EVA/C EVA/C e poliammidi, da cui è possibili raggiungere le seguenti combinazioni con tre polimeri: LDPE; PP e EVA/C; PP ed EVA/C e PVC e così via.

E' ovvio che si possono effettuare modifiche ed aggiunte per produrre il film del brevetto, ma queste rimangono sempre nel campo e nello scopo dell'invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Film, destinato all'uso in agricoltura come copertura di serre, costituito da uno o più polimeri omogenei o due polimeri eterogenei aventi diverse strutture molecolari che non sono reattive tra loro dal punto di vista molecolare, ma che possono essere legati per effetto delle loro caratteristiche reologiche, caratterizzato dal fatto di contenere microsfere cave di vetro.
2. Film, come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che su detti polimeri, omogenei o non omogenei nello stadio amorfo, c'è una quantità ben definita di microsfere cave di vetro disposte a random, in modo tale che la diffusione della luce che lo attraversa sia modificata a causa di fenomeni di diffrazione collegati ai suddetti settori.
3. Film, come da rivendicazioni 1, 2, caratterizzato dal fatto che suddetti polimeri inglobano microsfere cave di vetro la cui densità può variare da g/cm3 O, 125 a 0,60 e con intervallo di densità da g/cm3 0, 10 a 0,63 e densità apparente da g/cm3 0,05 a 0,43.
4. Film, come da rivendicazioni 1,2, 3, caratterizzato dal fatto che, durante la fase di estrusione, si associa almeno un secondo strato al primo e che si possa definire film multistrato.
5. Film, come da rivendicazione 1,2, 3, 4, caratterizzato dal fatto che suddetti polimeri, inglobanti microsfere cave di vetro, sono prodotti in spessori da 10 a 1000 microns.
6. Film, come da rivendicazione 1,2, 3, 4, caratterizzato dal fatto che le caratteristiche di effetto serra, calcolate nel campo del'inffarosso mediolungo tra 7,0003 13,000 nm, sono superiori di almeno il 3% rispetto allo stesso film senza microsfere.
7. Film, come da rivendicazione 1,2, 3, 4, 5, 6, caratterizzato dal fatto che, per le caratteristiche di trasmittanza alle radiazioni visibili, non abbia valori di diffusione luminosa superiori al 3% in termini assoluti rispetto allo stesso film senza microsfere.