ES2281109T3 - Material y metodo para tratamiento de plantas. - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN MATERIAL REFLECTANTE PARA EL TRATAMIENTO DE LAS PLANTAS Y COMPRENDE, POR LO MENOS, UN PIGMENTO Y TIENE UNA ALTA REFLECTANCIA EN LA RADIACION DE LOS UV (280 - 400 NM), DEL VISIBLE (400 - 700 NM) Y CASI INFRARROJA (700 - 800 NM). SIN EMBARGO, ESTE MATERIAL PERMITE, POR LO MENOS, UNA TRANSMISION PARCIAL DE LA RADIACION DE 800 - 2500 NM. SE REFIERE TAMBIEN AL USO DE ESTE MATERIAL Y AL PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO DE LAS PLANTAS.
Description
Material y método para tratamiento de
plantas.
La invención se refiere a materiales para
tratamiento de plantas utilizados para promover el crecimiento y
desarrollo de plantas cultivadas.
Un intento para promover el crecimiento y
desarrollo de plantas es colocar cubiertas de suelo sobre el suelo
adyacente o cercano a la planta. Estas cubiertas han sido hechas con
una variedad de materiales tal como papel, plástico o materiales
orgánicos de plantas, por ejemplo, corteza o paja. Los materiales
pueden contener, además del material base compuestos, tales como
pigmentos y colorantes que también imparten propiedades específicas
a los materiales. El uso de tales cubiertas proporciona cierto
número de beneficios incluyendo la conservación de la humedad del
suelo y el control del crecimiento de malezas. También, dependiendo
de la naturaleza de las cubiertas, la luz utilizada para el entorno
de las plantas puede ser reflejada hacia arriba a la planta.
Las cubiertas de suelo comúnmente conocidas más
importantes son las siguientes:
- Cubierta de suelo transparente de plástico no pigmentado; Cubierta de suelo de plástico pigmentado negro; Cubierta de suelo de plástico pigmentado pardo; Cubierta de suelo de plástico pigmentado verde;
- Cubierta de suelo de plástico pigmentado rojo;
- Cubierta de suelo de plástico pigmentado blanco; Cubierta de suelo de plástica no pigmentado blanco;
- Cubierta de suelo de plástico pigmentado plateado; Cubierta de suelo de plástico metalizado blanco.
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Las cubiertas de suelo de plástico transparente,
negro, pardo y verde calientan moderadamente el suelo.
La cubierta de suelo de plástico pigmentado rojo
se diseña para influir sobre los fitocromos de las plantas que a su
vez influyen sobre la morfología de las plantas.
Las cubiertas de suelo de plástico no pigmentado
y pigmentado blanco parecen aumentar la luz reflejada en la canopia
de la planta. Las cubiertas de suelo de plástico pigmentado blanco
se producen a partir de polímero plástico pigmentado con dióxido de
titanio blanco. Las cubiertas de suelo blanco no pigmentadas se
producen por aplanamiento de muchas microfibras en una lámina
continua.
Las cubiertas de suelo de plástico pigmentado
plateado y metalizado parecen aumentar la luz reflejada en la
canopia de la planta. La cubiertas de suelo pigmentadas plateadas
están hechas típicamente de partículas metálicas (comúnmente
aluminio) colocadas en o sobre polímero plástico. Las cubiertas de
suelo metalizadas plateadas se producen depositando un capa delgada
de metal (comúnmente aluminio) sobre una película u lámina de
plástico, en un proceso de metalización a vacío. La patente de
EE.UU. Nº 4.794.726 describe una cubierta de suelo que comprende
escamas de aluminio unidas a una malla tejida.
Las cubiertas de suelo de papel o fibra de
madera están basadas en su supresión de malezas y las propiedades de
retención de humedad y no son altamente reflectantes.
Generalmente en el diseño de una cubierta de
suelo específica para una cierta situación, cuanto mayor es el
número y grado de las influencias que la cubierta de suelo puede
tener en el ambiente de la planta o cultivo mayor es la prestación o
beneficio total de la cubierta de suelo.
La especie y variedad de cosecha cultivada, el
componente de la planta que se intenta recolectar, el ambiente
físico de la planta y el ambiente biológico de la planta tienen
todos influencia en el tipo de cubierta de suelo más preferida para
una situación específica de cultivo. Por ejemplo, si el
calentamiento moderado del suelo es un factor limitante de
crecimiento, se preferirá la cubierta de suelo que favorezca dicho
calentamiento moderado del suelo, o si la producción de
antocianinas para la coloración del fruto es crítica entonces se
preferirá la reflexión de luz de longitudes de onda correctas para
aumentar la producción de antocianinas.
En muchos casos para lograr uno de los
beneficios preferidos con las cubiertas de suelo conocidas se
requiere el compromiso de otro posible beneficio. La firma
solicitante ha encontrado que utilizando cubiertas de suelo con
propiedades particulares de reflectancia y transmisión pueden
obtenerse resultados inesperadamente buenos.
Es un objetivo de la invención proporcionar
materiales y/o métodos para tratamientos de plantas que den un
ambiente optimizado para conducir a mejores producción y/o calidad
de las plantas o al menos dar al público una elección útil.
De acuerdo con la presente invención se
proporciona un material reflectante para tratamiento de plantas que
comprende al menos un pigmento y que refleja al menos 55% de la
radicación solar en la longitud de onda de aproximadamente
301-400 nm, que refleja más radiación solar que
transmite y absorbe en las regiones UV (aproximadamente
280-400 nm), visible (400-700 nm) e
infrarrojo cercano (700-800 nm), y que transmite al
menos 5% de la radiación solar en el intervalo de aproximadamente
700-2500 nm y que transmite al menos parcialmente en
el intervalo de 2500-25000 nm.
Para muchos materiales de planta preferidos, los
materiales de planta más preferidos y los materiales de plantas muy
preferidos los valores de reflectancia y transmitancia son como los
mostrados en las columnas de las Tablas 1 y 2 respectivamente.
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Para los propósitos de esta memoria las
propiedades de reflectancia y transmitancia de un material para
tratamiento de planta son como se determinó para el material antes
de cualquier uso en el campo y los valores de reflectancia son para
material sin huecos de aire, agujeros, ranuras o aberturas mayores
que 0,8 mm en o entre el material. Los valores de reflectancia y
transmitancia ocurren a cada longitud de onda a intervalos de 1 nm a
través de todo el intervalo de longitudes de onda listado a menos
que se especifique de otra manera.
Los valores de reflectancia y transmitancia son
los obtenidos cuando se mide como se detalla en el Ejemplo 28 para
reflectancia y transmitancia como se especificó en el Sistema Uno y
transmitancia en el Sistema Tres.
De preferencia, el material para tratamiento de
planta es una cubierta de suelo en la realización de una lámina u
hoja, por ejemplo láminas preparadas a partir de una película
extruida. Una realización preferida es una lámina formada a partir
de cintas de tejidos. Preferiblemente las láminas no tienen
espacios, agujeros, ranuras o aberturas mayores que 5 mm en o entre
el material para minimizar así el crecimiento de planta no deseado a
través de las láminas de material.
Preferiblemente el material para tratamiento de
plantas comprende un plástico (incluyendo polímeros plásticos
derivados de materiales de plantas cultivadas) más preferiblemente
poliolefinas, tal como polietileno, polipropileno o sus mezclas.
También se prefieren los elastómeros de etileno y
alfa-olefina y poliolefina. Ciertos plásticos son
particularmente útiles cuando están presentes como componentes
minoritarios. Son útiles para impartir elasticidad el copolímero de
etileno y acetato de vinilo (EVA), copolímero de etileno y acrilato
de butilo (EBA) y copolímero de etileno y acrilato de metilo (EMA).
Los poliésteres pueden estar presentes como un componente
absorbente de UV y son útiles como vehículos de colorantes:
poliestireno, copolímero de estireno-butadieno
(SB), copolímero de
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS), copolímero de estireno-acrilonitrilo (SAN),
poli(tereftalato de etileno) (PET), poli(metacritato
de metilo) (PMMA) y policarbonato. Estos plásticos también se
utilizan en otros aspectos de la invención. El almidón y otros
polímeros de plantas son a menudo componentes utilizados para
aumentar la biodegradabilidad.
Alternativamente el material para tratamiento de
planta puede comprender papel, fibra de madera o celulosa,
polímeros basados en almidón, caseína, látex o en cualquier
combinación de los anteriores y/o con polímeros plásticos derivados
de petróleo.
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención se proporciona un método de tratamiento de plantas por
suministrarles un material reflectante para tratamiento de plantas
que comprende al menos un pigmento y que tiene alta reflectancia de
radiación UV (280-400 nm), visible
(400-700 nm) e infrarrojocercano
(700-800 nm), pero que permite al menos en parte
transmisión de radiación a 800-2500 nm.
En ciertas realizaciones preferidas de la
invención, al menos un pigmento es un pigmento blanco.
Preferiblemente el pigmento blanco se elige entre pigmentos de
zirconio, estroncio, bario, magnesio y calcio. Los pigmentos de
neodimio, estaño, titanio y zinc son (entre otros) útiles en la
invención normalmente como co-pigmentos. Por
ejemplo, el dióxido de titanio se utiliza para reducir la
reflectancia de luz UV, pero por si mismo los resultados en
materiales para tratamientos de plantas que tienen reflectancia UV
son insuficientes para lograr los beneficios de la invención. Los
pigmentos preferidos son: dióxido de zirconio, zirconato de
magnesio, zirconato de calcio, zirconato de estroncio, zirconato de
bario y silicato de zirconio, carbonato de calcio, sulfato de
bario, óxido de magnesio, carbonato de estroncio y. carbonato de
bario y mezclas de estos pigmentos. El titanato de bario, titanato
de magnesio, titanato de estroncio, titanato de neodimio, óxido de
estaño, dióxido de titanio, óxido de titanio, óxido de zinc,
sulfuro de zinc y sulfato de zinc están incluidos entre otros
pigmentos utilizados en esta invención. Los pigmentos especialmente
preferidos son dióxido de zirconio, sulfato de bario y carbonato de
calcio, siendo el carbonato de calcio el más preferido.
Las cubiertas de suelo preferidas de la
invención que contienen pigmentos blancos incluyen
5-75% (preferiblemente 5-50,
especialmente 5-30, más preferiblemente
5-25%) de carbonato de calcio, sulfato de bario u
óxido de magnesio o sus mezclas, siendo el carbonato de calcio
especialmente preferido. También es preferido incluir adicionalmente
1-5% de dióxido de zirconio, zirconato de magnesio,
zirconato de calcio, zirconato de estroncio o mezclas de estos
pigmentos que contienen zirconio.
En otras realizaciones preferidas de la
invención, al menos un pigmento es un pigmento metálico,
preferiblemente elegido entre aluminio, magnesio, níquel, plata,
estaño y zinc, siendo aluminio el más preferido. El cobre también
puede ser utilizado. En estas realizaciones el pigmento metálico no
forma una barrera total a la luz.
En realizaciones preferidas de la invención se
proporciona un material reflectante mono-orientado o
bi-orientado axialmente que comprende un polímero o
polímeros y al menos un pigmento metálico o un pigmento
sustancialmente blanco, que cuando se mezcla con el(los)
polímero(s) para formar una mezcla polímero/pigmento, que
cuando está extruida y se mono-orientada y/o
bi-orientada axialmente proporciona una
reflectividad aumentada con respecto al mismo material sin
mono-orientación u bi-orientación
axial de la mezcla de polímero y pigmento(s).
El efecto de esta orientación es marcado ya que
sin la orientación la mezcla polímero/pigmento tiene una opacidad
relativamente baja, pero en el material orientado que es más delgado
tiene una opacidad que es grandemente aumentada.
Preferiblemente el pigmento que muestra este
aumento de reflectividad, cuando está presente en una mezcla de
polímero/pigmento que está mono-orientada y/o
bi-orientada axialmente es un pigmento
sustancialmente blanco, más preferiblemente una sal u óxido de
metal. Más preferiblemente el material está hecho de una poliolefina
que contiene un pigmento blanco, preferiblemente carbonato de
calcio que ha sido orientado uniaxial o biaxialmente para aumentar
las celdillas microhuecas que favorecen el desarrollo de las
propiedades de reflectancia y transmitancia del material. Para
muchas aplicaciones se prefiere la mono-orientación
con cintas que se estiran a una longitud de al menos 5 veces más.
La orientación de la mezcla pigmento/polímero también ayuda al
desarrollo de las propiedades térmicas del material.
Un pigmento particularmente preferido para
utilizarse en este aspecto de la invención es el blanco fijo una
forma precipitada de sulfato de bario obtenida por fabricación. El
pigmento se procesa preferiblemente a un tamaño fino de micrómetros
en el intervalo de 0,05 a 10 micrómetros.
Otro pigmento particularmente preferido para
utilizar en este aspecto de la invención es el carbonato de calcio,
en forma de un mineral obtenido de la mina o en forma de precipitado
de fabricación. El pigmento se procesa preferiblemente a un tamaño
fino de micrómetros en el intervalo de 0,05 a 10 micrómetros,
preferiblemente 0,5-3 micrómetros, más
preferiblemente 0,7-1,0 micrómetros. La forma
mineral es la comúnmente preferida.
En otras realizaciones preferidas de la
invención el material reflectante mono- orientado o
bi-axialmente orientado comprende un pigmento
metálico (por ejemplo, pigmento de aluminio) que muestra una
reflectividad u orientación aumentada. En estas realizaciones el
pigmento metálico no forma una barrera completa a la luz. Por
ejemplo, el pigmento metálico puede estar presente en forma de
plaquitas que permiten al menos el paso de algunas longitudes de
onda a través del material entre las plaquitas. Las partículas
metálicas están alineadas sustancialmente paralelas a la superficie
del material y/o crean microhuecos y/o macrohuecos que favorecen el
desarrollo de las propiedades de reflectancia y transmitancia del
material.
La creación de los huecos debido a la
orientación de la combinación polímero/pigmento es favorecida por el
tipo de polímero o polímeros. El uso de homopolímero de propileno
y/o co-polímero al azar de propileno y/o
co-polímero de bloques de etileno/propileno y/o
co-monómero de etileno y/o etileno y
alfa-olefinas y/o poliolefinas obtenidos con
catalizadores de sitio único y/o combinaciones de estos polímeros
son particularmente eficaces para la creación de los huecos.
La producción de polímeros de poliolefina basada
en lo que ha sido llamado catalizador de sitio único, o catalizador
de metalocina permite el control sobre la arquitectura del polímero
y son las poliolefinas preferidas para fines de orientación.
Un material reflectante para tratamiento de
plantas que comprende polímero(s) y al menos un pigmento
sustancialmente blanco, que cuando está mezclado con el (los)
polímero(s) forma una mezcla de polímero/pigmento, que cuando
se extruye y mono-orienta o
bi-orienta axialmente proporciona una reflectividad
aumentada con respecto al mismo material sin
mono-orientación u orientación biaxial de la mezcla
de polímero(s) y pigmento(s) puede ser fabricado
tratando una cinta plástica gruesa y ancha que contiene un pigmento
en una forma que permite la mono-orientación por
estiramiento de la cinta para disminuir su espesor y anchura y
orientar la mezcla del polímero(s) y pigmento(s).
El desarrollo de esta reflectividad mejorada de
la mezcla de polímero(s) y pigmento(s) no está
limitado a cintas. También puede lograrse por la
mono-orientación de película extruida colada en
forma de una lámina. Adicionalmente también puede desarrollarse en
una película soplada la cual está biaxialmente orientada y también
puede tener mayor orientación en una de las dos direcciones de
orientación. Esta película soplada puede luego ser más orientada ya
sea mono- o bi-orientada axialmente.
La ventaja de plaquitas de aluminio grandes es
que tienen mayor porcentaje de luz reflejada como luz especular o
directa.
Un material reflectante para tratamiento de
plantas puede ser fabricado por un método que comprende colocar
aluminio u otro pigmento metálico dentro de polímero(s) con
orientación subsiguiente por métodos análogos a los descritos antes
para polímeros que comprenden sustancialmente pigmentos blancos. La
maximización de la reflectividad de pigmentos metálicos con mínimo
"engrisamiento" o absorción de luz visible se consigue
utilizando calidades de pigmentos de aluminio con alta reflectividad
de luz visible, que tienen preferiblemente un tamaño medio de
partículas de 10-500 micrómetros, más
preferiblemente 20-200 micrómetros, más
preferiblemente 30-150 micrómetros especialmente
40-80. El material ST 460 de Silberline
Manufacturing US es un pigmento de aluminio preferido para este
propósito. Se prefiere una carga de este pigmento en el intervalo de
10-3500 micrómetros (preferiblemente
0,5-6%, más preferiblemente 1-4%) en
peso para muchas aplicaciones. La desventaja de pigmentos de
tamaños grandes es que para obtener una buena cobertura u opacidad
en la película plástica se requiere mayor concentración del
pigmento. Los pigmentos de aluminio como plaquitas o escamas pueden
ser colocados en el polímero y la mezcla polímero/pigmento se
orienta luego de tal modo que las plaquitas están alineadas a lo
largo de la película plástica orientada. Esta orientación maximiza
la cobertura obtenida con el pigmento y facilita el uso económico
de grandes y/o costosos pigmentos de aluminio especializados y en
general el uso de menores niveles de pigmentación. El uso de
plaquitas de aluminio permite el desarrollo de bolsas de aire
alrededor de las plaquitas, que se añaden a las propiedades térmicas
del material resultante. Este es particularmente el caso para la
mono-orientación de cintas utilizadas para una
cubierta de suelo de tipo tejido. La
mono-orientación mejora la alineación de las
plaquitas/escamas de aluminio o metálicas. En esta realización los
colorantes y los absorbentes de UV pueden ser incluidos en las
cintas sin una disminución sustancial de la naturaleza especular de
la luz reflejada. Combinar los pigmentos metálicos con los pigmentos
blancos reflectantes de 280-800 nm utilizados en la
invención en las mismas cintas no es preferido, ya que dichos
pigmentos blancos podrían disminuir el contenido especular de la luz
reflejada.
En algunas realizaciones preferidas de la
invención la reflectancia del material para tratamiento de plantas
para longitudes de onda en el intervalo de 350-800
nm es mayor que 25%, preferiblemente mayor que 40%. En otras
realizaciones preferidas, la reflectancia en este intervalo de
longitud de onda es mayor que 25%, preferiblemente mayor que 40%
para el(los) pigmento(s) base(s) del material
para tratamiento de plantas, pero esta es modificada en algunas
longitudes de onda por pigmento(s)/polímero(s)
adicionales. Para muchos usos los cuales no son adversamente
afectados por alta reflectancia de longitudes de onda por debajo de
350 nm el intervalo de reflectancia mayor que 25% (o 40%) se
extiende usualmente a 320-800 nm,
300-800 nm o 280-800 nm. Que esto
sea beneficioso depende de factores tales como el tipo de cultivo,
como se ha analizado anteriormente.
En una realización preferida de la invención, el
material para el tratamiento de plantas comprende además al menos
una capa adicional o capas de material revestido en una o ambas
superficies de material que comprende polímeros y pigmentos
adicionales para modificar las propiedades de reflectancia,
transmisión y absorbancia de la cubierta de suelo.
En realizaciones preferidas adicionales de la
invención se incluyen pigmentos adicionales en el material para
tratamiento de plantas en la misma capa en que los pigmentos que se
mezclan luego con el(los) polímero(s) forman una
mezcla polímero/pigmento y se extruye y mono-orienta
y/o se bi-orienta axialmente que proporciona una
reflectividad relativa aumentada para el mismo material sin
mono-orientación u orientación biaxial de la mezcla
de polímero(s) y pigmento(s).
En otras realizaciones preferidas la lámina se
prepara a partir de cintas que se tejen conjuntamente. Las cintas
pueden estar hechas de diferentes combinaciones de polímeros y/o
pigmentos/colorantes para impartir diversas combinaciones en las
propiedades de reflectancia y transmitancia del material
resultante.
La separación de polímeros y/o pigmentos
diferentes es una característica de diseño útil porque permite la
separación de diferentes polímeros y/o pigmentos que si están
mezclados producen un efecto menos deseable.
Por ejemplo, la radiación, en particular de luz
visible (400-700 nm) desde el sol en un día
despejado es la forma prominente de luz directa. Al incidir en una
superficie blanca la luz reflejada es dispersada en luz
predominantemente difusa. En contraste, si la luz directa incide
sobre una superficie metálica, tal como aluminio, la luz reflejada
tiene una cantidad mucho mayor de luz directa.
La luz directa tiene la ventaja de viajar más
que la luz difusa, pero tiene la desventaja de que puede ser
reflejada fuera de la planta por lo que se pierde cualquier
beneficio sobre la planta. Una alta proporción de luz directa
también puede conducir a altas concentraciones de luz en zonas
localizadas de hojas y frutos. Esto puede conducir a altas
temperaturas y/o niveles muy altos de luz que pueden causar
quemadura solar y/o hojas que detienen la fotosíntesis.
Una combinación de luz directa y difusa es
considerada por la firma solicitante superior para algunas plantas
cultivadas.
La mezcla de pigmentos blancos y pigmentos
metálicos da como resultado la reducción de la luz directa reflejada
por el componente metálico. La separación de componentes blanco y
metálico produce un material para tratamiento de plantas que tiene
características muy superiores para algunos cultivos, que si está
mezclados o se proporcionan separadamente.
La separación de los diferentes polímeros y/o
pigmentos/colorantes también puede aplicarse a lo largo de la
anchura de la cubierta de suelo. Esto tiene aplicación cuando se
desea variar las propiedades de reflectancia y/o transmitancia a
través de la cubierta de suelo. Por ejemplo, en una situación de un
huerto con árboles frutales, la cubierta que está en o cercana al
centro de la zona de fila de de árboles interiores podría tener más
luz directa, mientras que la cubierta de suelo bajo el árbol tiene
más luz difusa. Esto podría dar potencialmente un uso más óptimo de
la radiación solar incidente.
La separación de diferentes polímeros y/o
pigmentos y/o colorantes puede lograrse de varias maneras.
Para el material tejido esto puede lograrse
teniendo los componentes separados en cintas individuales. Así
cuando las cintas se tejen conjuntamente, los componentes
individuales llegan a estar juntos para hacer un material compuesto
para dar un efecto combinado de ambas de estas propiedades
específicas de reflectancia y transmitancia.
Así las cintas de urdimbre (en dirección
longitudinal) podrían tener un componente por ejemplo cintas
pigmentadas de aluminio y las cintas de trama (en dirección
transversal) cintas blancas que contienen carbonato de calcio que
está orientado para generar microhuecos. Tejiendo conjuntamente
estos dos tipos de cintas pueden lograrse un material con
propiedades de reflectancia y transmitancia que es un material
compuesto de dos cintas individuales.
Pueden crearse variaciones con los dos tipos de
cintas anteriores colocando en lugar de todas las cintas de
aluminio en la urdimbre, parte podría colocarse en la trama y
viceversa para las cintas blancas. Variando estas disposiciones se
puede obtener una gama de materiales con propiedades de reflectancia
y transmitancia variables. Por ejemplo si las cintas de la urdimbre
eran cintas de aluminio alternadas con cintas blancas (polímero y
carbonato de calcio que ha sido orientado) luego lo mismo para las
cintas de trama tendríamos un material que tiene una combinación de
25% blanco en blanco, 25% blanco en aluminio, 25% aluminio en blanco
y 25% aluminio en aluminio. Si las cintas de aluminio están
construidas para dar alta transmitancia de radiación solar en el
día y moderada a alta transmitancia de radiación infrarroja de
calentamiento moderado del suelo para el tiempo de noche tendríamos
un material para transferir calentamiento moderado del tiempo día al
tiempo noche (esto podría ser beneficioso para regiones propensas a
heladas). Este material tiene diferentes propiedades de
reflectancia y transmitancia que un material tejido donde las cintas
de aluminio estuvieran todas en la urdimbre y las cintas blancas
estuvieran todas en la trama.
Siendo capaces de alterar la arquitectura o
construcción de la cubierta somos capaces de crear un material para
situaciones de cultivo específicas. Pueden obtenerse variaciones
adicionales para un producto tejido revistiendo el material tejido
con una capa o polímero y/o pigmentos y/o colorantes. La capa de
revestimiento en uno o los dos lados añadirá un componente
adicional al material tejido para influir sobre la reflectancia y
transmitancia. Adicionalmente puede añadirse para influir sobre el
movimiento de agua y vapor de agua a través del material.
La separación también podría lograrse
produciendo (dos o más mezclas) de cintas extruidas, tales que las
mezclas separadas se ponen a través de la misma matriz de extrusión
simultáneamente pero unidas solo en la superficie.
Alternativamente, un material tejido podría ser
impreso en uno o más lados para lograr la separación de las
mezclas.
Alternativamente un material tejido puede tener
una combinación de parte o revestimiento completo y/o impresión para
lograr la separación de las mezclas.
La impresión de la mezcla o mezclas también
podría hacerse en tiras a lo largo de la longitud del material para
lograr una variación de mezcla a través de la anchura del
material.
Para una película de material, la separación de
los pigmentos y/o colorantes y/o polímeros puede lograrse de alguna
de las siguientes maneras:
Película co-extruida (dos o más
capas) puede producir capas de películas unidas en la superficie
pero sin mezclarse. Esto lograría separar las mezclas.
Alternativamente, una película (única o
co-extruida) podría estar impresa en uno o ambos
lados para lograr la separación de las mezclas.
La impresión de la mezcla o mezclas también
podría hacerse en tiras a lo largo de la longitud del material para
lograr una variación de mezcla a través de la anchura del material.
La extrusión podría también ser hecha de este modo.
Como una alternativa a imprimir una capa, en
particular una capa metálica, tal como aluminio, la capa podría ser
aplicada a la película extruida (capa única y
co-extruida) por vacío metalizante con lo cual la
capa metalizada es aplicada no como una capa continua por lo que no
cubre el 100% de la película o material tejido base/capa.
Alternativamente la capa metalizada se aplica
uniformemente a través de la capa base y luego esta se trata de
manera que la capa metalizada continua se retira parcialmente para
dar una incompleta. Luego podrían añadirse capas adicionales, si se
requiere, para formar el material final.
Las cubiertas de suelo que utilizan una capa
metálica completa tienen alguna desventaja debido a que la capa
metálica puede inducir concentraciones excesivas de radiación solar
reflectante en una canopia de planta, lo que puede producir
quemaduras solares visibles y/o detener parcialmente o reducir la
eficacia de la fotosíntesis de la planta.
La capa metálica también tiende a restringir el
calentamiento moderado del suelo no permitiendo cualquier
transmitancia significativa de radiación a través del material, y de
hecho puede producirse enfriamiento del suelo.
Presentando la capa metálica como una capa
incompleta tal que cubra solo 1- 97%, preferiblemente
2-80%, más preferiblemente 5-50%
tenemos una capa que puede tener la influencia de la capa metálica
más la de la capa adyacente. Esta capa podría tener un número de
propiedades como una capa de polímero no pigmentado o polímero
parcialmente pigmentado o un polímero totalmente pigmentado.
Preferiblemente la capa no completa está revestida sobre una
superficie de un material sustancialmente blanco de la invención
antes descrito. Por ejemplo, una capa base que contiene sulfato de
bario mono-orientado puede estar impresa con un
revestimiento en un patrón regular tal que se cubra 50% de la
superficie. Si el revestimiento fue con impresión con aluminio, esto
daría como resultado un material de cubierta para suelo que tiene
porciones que muestran las características del revestimiento de
aluminio (reflexión de luz especular y reflectancia de la
infrarroja, mientras que el resto del material mostró las
características de reflectancia y transmitancia de la capa base. En
vez de imprimir el aluminio, este podría ser 50% metalizado
directamente o aplicado por estratificación de una película plástica
50% metalizada o pigmentos de aluminio incorporados en una capa de
revestimiento por polímero(s) para dar una cobertura del
50%. En el caso de estratificado con una película plástica 50%
metalizada o con una capa de revestimiento que contiene pigmentos
de aluminio, el aluminio forma una capa incompleta mientras que el
vehículo plástico forma una capa física completa. En otras
realizaciones de este aspecto de la invención la cobertura
incompleta de los pigmentos metálicos (por ejemplo aluminio) se
aplica sobre materiales pigmentados blancos que son absorbentes UV
como cubiertas para suelo de dióxido de titanio o para cubiertas
para suelo transparente o coloreado en verde o de papel. El
material Silvet 460 de Silberline Manufacturing (USA) es un pigmento
de aluminio preferido para este propósito.
La capa incompleta puede fabricarse por cierto
número de modos tal como una capa parcialmente metalizada o una capa
parcialmente pigmentada.
La capa parcialmente metalizada se produce por
la restricción de la cobertura completa del metal metalizante o
retirada parcial después de la metalización.
La capa parcialmente pigmentada se produce
añadiendo la concentración de pigmento metálico a la tinta o en el
sistema polímero de manera que en impresión o extrusión la cobertura
es incompleta.
Alternativamente una capa completa del pigmento
metálico puede ser añadida como una tinta que es impresa solo en
una parte de la superficie o parte de la capa es aplicada vía un
pigmento en un revestimiento o capa.
Para un material tejido si solo algunas de las
cintas en una dirección del tejido son aluminio o las cintas
contienen una capa incompleta de aluminio entonces tendremos así una
capa incompleta.
El uso del componente metálico en el material se
utiliza particularmente para generar una porción de luz directa. El
componente metálico es preferiblemente aluminio y se proporciona
como un vapor en la aplicación metalizante a vacío o como un
pigmento y añadido vía un sistema de tinta o en un polímero.
En el caso de un sistema de pigmento metálico,
se prefiere la elección del pigmento con un gran tamaño de
partículas. Cuanto menor es el tamaño de partículas mayor es el
porcentaje de bordes de partículas y por tanto mayor la difusión y/o
efecto de engrisamiento metálico.
Los pigmentos metálicos más grandes
(10-3500 micrómetros de tamaño medio de partícula,
preferiblemente 1-500 micrómetros, más
preferiblemente 40-80 micrómetros) pueden estar
presentes como plaquitas (donde su longitud es muchas veces su
espesor) los cuales cuando se introducen en el material vía la tinta
impresa o como un pigmento en el polímero puede ser inducidos a
favorecer la alineación de las plaquitas de manera que el lado
largo de la plaquita estén paralelos a la superficie del material
para maximizar la superficie reflectante de la partícula
metálica.
La naturaleza del sistema de aplicación de tinta
y la extrusión y/o la orientación de la mezcla polímero/pigmento
favorece esta alineación paralela.
Los pigmentos metálicos tienden a alinearse en
la dirección paralela pero hay una variación en la alineación tal
que la luz reflejada se dispersa en muchas direcciones de la
superficie. Esta característica es ventajosa para minimizar el
efecto que puede ocurrir desde materiales metálicos que tienden a
concentrar la radiación solar reflejada en localizaciones que puede
causar quemaduras solares de las hojas y/o frutos de las plantas o
efectos no visiblemente obvios, tal como la detención de la
fotosíntesis en zonas grandes o localizadas de la canopia de la
planta.
Una característica de la invención en contraste
con las cubiertas de suelo plateadas conocidas que contienen
aluminio es que la capa reflectante permite la transmisión al menos
parcial de longitudes de onda de 800-25000 nm. La
transmisibilidad parcial de longitudes de onda en el intervalo de
800-25000 permite un calentamiento moderado medible
del suelo, en relación con una cubierta para suelo plástica plateada
pigmentada con aluminio. Por supuesto, si se requiere calentamiento
moderado del suelo puede todavía obtenerse teniendo un revestimiento
parcial de aluminio y esto puede ser útil para obtener alguno de
los beneficios de la reflectivilidad del aluminio. La
transmisibilidad parcial de longitudes de onda en el intervalo de
2500-25000 nm es una extensión que permite la
re-radiación del calor desde el suelo al aire
particularmente durante la noche suficientemente para permitir que
el calor del suelo se mueva hacia arriba en el entorno de la planta
en relación con una cubierta para suelo pigmentada con pigmento de
aluminio. Esto también permite la radiación de calor desde el aire
al suelo, en situaciones en donde la temperatura del aire es mayor
que la temperatura del suelo.
Otra característica de la invención en contraste
con las cubiertas de suelo plateadas conocidas que contienen
aluminio es que la capa reflectante puede permitir al menos
parcialmente (aún cuando sea bastante baja, pero mayor que el
aluminio) la transmisión de longitudes de onda de
400-800 nm. Las longitudes de onda en este
intervalo (400-800 nm) son útiles para calentar
moderadamente el suelo y en particular para la fotosíntesis de la
planta. Permitiendo una ligera transmisión de luz en la región de
luz de 400-800 nm, se permite el crecimiento de la
planta bajo la cubierta de suelo. Este crecimiento de la planta está
restringido por la barrera física de la cubierta para el suelo y la
cantidad limitada de luz fotosintéticamente activa que está
recibiendo. Debido a esto parte de la planta que crece bajo la
cubierta para el suelo no aparece excesivamente vigorosa para
competir con la planta que crece sobre la cubierta para el suelo,
que es la planta primariamente cultivada. La presencia de plantas,
bajo la cubierta para el suelo en algunas situaciones se considera
beneficiosa, ya que permite la manutención de la estructura del
suelo, la entrada de material orgánico en el suelo bajo la cubierta
del suelo y mantiene la cobertura levemente fuera de la superficie
del suelo. Para muchas aplicaciones los porcentajes preferidos de
transmisión están en el intervalo de 2 a 30% preferiblemente 5 a
20%, más preferiblemente 10-20%. En ciertas
realizaciones también se usa algo de la transmisión de longitudes de
onda de 280-400 nm como útil para calentar
moderadamente el suelo.
Para longitudes de onda deseables, las cubiertas
para suelo preferidas reflejan o transmiten la mayoría de la luz
beneficiosa para las plantas vía el aumento de la luz o por
calentamiento moderado del suelo. Para estas longitudes de onda la
absorción por la cubierta para suelo se mantiene en un mínimo.
En realizaciones preferidas de la invención, la
cubierta para suelo comprende además una capa adicional de material
revestido sobre una superficie del material que comprende pigmentos
y/o polímeros adicionales para modificar las propiedades
reflectantes y absorbentes del material. Esta realización es
particularmente preferida cuando los pigmentos y/o polímeros
adicionales son incompatibles con el pigmento de la capa base o
necesitan ser incorporados en un tipo de polímero diferente, por
ejemplo poliéster y polipropileno o donde la incorporación en una
capa diferente ayuda en la reducción de costos de fabricación.
En otras realizaciones preferidas de la
invención los pigmentos y/o polímeros adicionales están incluidos
en la cubierta para el suelo en la misma capa como al menos un
pigmento que tiene alta reflectancia de radiación UV, visible e
infrarroja cercana, pero que permite la transmisión al menos parcial
de radiación de 800-2500 nm y
2500-25000 nm.
En una realización adicional la capa base es una
película plástica transparente impresa con pigmentos blancos que
cubren 1-97% de la zona y/o impresa con
2-80% de aluminio.
Los pigmentos que pueden ser utilizados para
modificar la reflexión y transmisión de la capa base del material
incluyen pigmentos blancos con grados variables de reflexión o
absorción UV. Los pigmentos que tienen el potencial para esta
función incluyen dióxido dé titanio, titanato de bario, titanato de
litio, titanato de magnesio, titanato de estroncio, titanato de
potasio, titanato de bismuto, óxido de zinc, sulfato de zinc y
sulfuro de zinc y mezclas de estos pigmentos.
Adicionalmente se permite el uso de polímeros
plásticos específicos para influir en las propiedades de reflexión
y transmisión de la cubierta para suelo. Por ejemplo poliéster, que
es un absorbente de las ondas más cortas de UV y/o EVA, un
transmisor de ondas cortas de la radiación infrarroja y bloquea las
ondas largas de la radiación infrarroja, puede ser incorporado en
el sistema para modificar la reflexión y transmisión de la capa
base. En algunos casos el polímero modificador puede ser añadido a
los polímeros de la capa base directamente en lugar de al
revestimiento o en la capa superior.
La elección específica del blanco base y blanco
regulador también puede influir en los sistemas de regulación de
crecimiento de la planta. Podrían incluirse otros pigmentos para
influir además en el equilibrio entre los sistemas reguladores del
crecimiento de la planta criptocromos, fitocromos, el fotorreceptor
UV y el equilibrio entre la luz UV y la luz azul reflejada a las
plantas. Los pigmentos útiles para esta función son típicamente
coloreados más bien que blancos y pueden incluir:
- Pigmentos inorgánicos tales como óxido de cobalto y aluminio, óxido de cobalto (aluminio, cromo), óxido de titanio (níquel, antimonio) y óxido de titanio (cromo, antimonio); o
- Pigmentos/colorantes orgánicos, tales como rojo de quinacridona, violeta de carbazol-dioxazina, amarillo de isoindolinona, azul de ftalocianina de cobre y magenta de dicloroquinacridona, violeta de perileno, granate perrindo, rojo perrindo, escarlata brillante indofast, violeta quindo, verde palomar o
- Micas revestidas con óxidos de metales o
- Metales, tal como aluminio, zinc, estaño y cobre o
- Una mezcla de estos pigmentos.
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También pueden emplearse colorantes y pigmentos
fluorescentes. Estos tienen un potencial particular de aplicación
para influir sobre el criptocromo, fitocromo y el
foto-receptor UV el equilibrio UV/luz azul por la
absorción de luz en una banda de longitud de onda y emitirla como
otra banda de longitud de onda más útil en la aplicación deseada.
Los utilizados para esta función incluyen verde Lumogen, naranja
Lumogen, rojo Lumogen, violeta Lumogen, rojo Allplast 5B y rojo
Macrolex fluorescente G. También es útil para esta función Garobrite
OB. Los preferidos son rojo Lumogen, rojo Allplast 5B y rojo
Macrolex fluorescente G.
Los pigmentos adicionales para afectar las
propiedades de reflectancia y transmitancia son: silicato de
magnesio, silicato de aluminio, sílice, silicato de aluminio y
potasio, metasilicato de calcio, clorita sierra, arcilla calcinada,
arcilla y metafosfato son particularmente relevantes para influir en
las longitudes de onda largas del infrarrojo. El negro de carbono
también puede utilizarse para afectar las propiedades de transmisión
y reflectancia.
Los pigmentos particularmente preferidos para
modificar las propiedades del pigmento blanco base son dióxido de
titanio ultrafino, óxido de zinc ultrafino, rojo Macrolex
fluorescente G, rojo Lumogen, rojo Allplast 5B, óxido de cobalto y
aluminio, óxido de cobalto (aluminio, cromo) y sus
combinaciones.
El uso de una combinación de polímeros plásticos
puede ser útil para favorecer la estabilidad y/o solubilidad de
algunos pigmentos o colorantes en el sistema. Cuando el
pigmento/colorante no es estable en el polímero base, se añade un
polímero que favorece la estabilidad del pigmento/colorante en el
sistema.
Los pigmentos/colorantes también pueden ser
aplicados vía un sistema de tinta que también evita la adición de
poliolefina al sistema.
El material tejido producido a partir de cintas
y/o hilos ofrece la posibilidad de añadir pigmentos/colorantes al
sistema total sin utilizar el polímero poliolefínico.
En algunos casos estos pigmentos/colorantes,
para impartir su efecto en el sistema se requieren solo como una
parte más pequeña del sistema total.
Algunos de los polímeros tal como poliestireno,
estireno-butadieno,
acrilonitrilo-butadieno-estireno,
estireno-acrilonitrilo, poli(tereftalato de
etileno), poli(metacrilato de metilo) y policarbonato son
polímeros útiles para estos propósitos. También puede utilizarse
poliamida.
Es preferible uno o más estabilizadores para
asegurar que el material tiene una vida económica. Posibles
estabilizadores, pero no exclusivamente, son los siguientes:
- A0-1, Irganox 1010, Irganox 1035, Irgarnox 1076, Irganox 1330, Irganox 1425 WL, Irganox 3114, Irganox MD 1024, Irgafos 168, Irgafos P-EPQ, Irganox PS800, Tinuvin 326, Tinuvin 327, Tinuvin 492, Tinuvin 494, Irganox PS802, Tinuvin 622, Tinuvin 765, Tinuvin 770, Tinuvin 791, Chimassorb 81, Chimassorb 119, Chimassorb 944, Chimassorb N-705, Ni-Quencher y Esterato de calcio.
Además de los polímeros/pigmentos/colorantes y
estabilizadores el material puede tener otros aditivos tal como
agentes deslizantes, antibloqueo, antiestáticos, auxiliares de
procesamiento, antideslizantes, algicidas, bactericidas,
fungicidas, plaguicidas, fertilizantes y similares añadidos para
mejorar sus resultados en fabricación y aplicación.
Como se mencionó antes, en relación con el
aluminio, los compuestos pueden ser añadidos para aumentar la
reflexión de radiación infrarroja. El aluminio, zinc, estaño y
cobre tienen esta función. El aluminio es el material preferido
para utilizarse en revestimientos adicionales, particularmente
revestimientos parciales. El aluminio refleja luz especular. La
ventaja de la luz especular en horticultura es que viaja más hasta
las plantas que la luz difusa. Así añadiendo una capa parcial de
aluminio sobre una capa de blanco base, no solo se favorece la
regulación de la luz infrarroja, sino que también se proporciona una
mezcla de luz reflejada especular y difusa. Estos beneficios
también están disponibles utilizando zinc, estaño y cobre u otros
metales. El aluminio puede ser impreso en la capa base, metalizado
directamente o añadido estratificando una película plástica
metalizada al 1-97%. El aluminio también puede ser
incorporado en un capa de revestimiento polímera, como un pigmento,
o añadido al sistema como un pigmento para la capa base. Si se hace
que el aluminio no se mezcle con pigmentos blancos en la misma capa
o cinta plástica, se podría reducir la luz especular reflejada.
Las cubiertas para suelo de la invención pueden
ser preparadas simplemente tejiendo las cintas que contienen, por
ejemplo dióxido de zirconio y sulfato de bario. Preferiblemente las
cintas están hechas de polipropileno, polietileno, o una mezcla de
estos polímeros, más preferiblemente polipropileno, preparado por
métodos conocidos por los expertos en la técnica. Si la película
base va a ser utilizada sin la adición de una o más capas
adicionales, el espesor está preferiblemente en el intervalo de 5 a
300 micrómetros. La cantidad de pigmento está preferiblemente en el
intervalo de 5 a 75% en peso, más preferiblemente 5 a 50% en peso,
más preferiblemente 5-30% o 5-25%.
El espesor de la capa base que contiene los pigmentos que reflejan
la radiación UV, visible e infrarroja cercana está preferiblemente
en el intervalo de 10 a 200 micrómetros cuando está revestida sobre
dicha capa base una capa adicional que contiene otros pigmentos. El
material tejido por su construcción tiene espacio entre las cintas
individuales en los que el agua y el aire pueden moverse a través de
ellos. En algunas aplicaciones este movimiento es excesivo y la
restricción podría ser una ventaja. Adicionalmente el espacio es
también una oportunidad para recoger algas y/o suciedad.
Este espacio puede ser parcial o totalmente
reducido por la aplicación de calor y presión al material tejido,
de tal modo que las cintas desarrollen adhesión unas con otras. En
éste caso es ventajoso mezclar en el material tejido componentes que
se activan en respuesta del calor y/o presión.
Los adhesivos también podrían aplicarse después
de que se prepara el material tejido para favorecer el cierre de los
espacios entre las cintas.
Una combinación particular que es útil es la
adición de un copolímero de etileno y alfa-olefina a
la base de poliolefina (preferiblemente polipropileno o
polietileno). Este material es advertido por su menor temperatura
de fusión (que la base de poliolefina) y propiedades de adhesión.
Cuando se aplica en una concentración de 5-50% a la
poliolefina base, y luego se extruye y teje formando un material
pueden aplicarse temperatura y presión tales que se activen las
propiedades de adhesión del copolímero de etileno y
alfa-olefina, pero la temperatura y presión deben
se insuficientes para afectar marcadamente a la poliolefina base del
material tejido.
En una realización preferida de la invención las
cintas reflectantes se tejen y sellan con un polímero transparente
de revestimiento para prevenir la acumulación de algas y suciedad
entre los espacios de las cintas y para proteger la capa impresa o
metalizada de aluminio. El revestimiento polímero para prevenir la
acumulación de algas y suciedad entre los espacios de las cintas
también puede contener el pigmento/colorante para modificar la luz
reflejada de la capa base. Luego el material de cubierta para suelo
se perfora, teniendo dichas perforaciones un diámetro de 0,1 a 5 mm
y un radio de abertura de 0,1-10% para proporcionar
movimiento de aire y agua, aunque para algunas aplicaciones la
cubierta para suelo no se perfora. Preferiblemente al menos alguna
de las cintas son cintas que contienen mezcla de polímero/pigmento
mono-orientada.
El material puede (o no) estar perforado para
aumentar el movimiento de aire y agua a través del material. En
algunos casos la ausencia de perforaciones es ventajosa y en otras
las perforaciones son ventajosas.
Algunos de los materiales, dependiendo de los
métodos de construcción utilizados, no requiere perforación alguna.
Si se realizan perforaciones deben ser agujeros realizados con
perforadores o punzones de 1-20 mm de diámetro o
cortes de 1-20 mm o incluso hasta 200 mm de
longitud.
Algunos de los materiales tejidos no requerirán
perforaciones debido a su construcción lo que permite el movimiento
directo de aire y agua a través del material.
Un método alternativo de fabricación para
alterar la permeabilidad de un material tejido es variar el espesor
del tejido. Un producto tejido de cintas se teje del modo tal que
lascintas se colocan juntas sin cualquier pliegue de cinta y esto
genera una pérdida moderada de tejido que es fácilmente permeable.
Como el número de cintas de la trama aumenta por la longitud de las
cintas de la urdimbre, se colocan juntas apretadamente, ocurriendo
algún repliegue, y esto disminuye la permeabilidad del material.
Este método permite conseguir un intervalo de
permeabilidad para cubrir las necesidades de la situación en
horticultura.
Otra alternativa es revestir las cintas pero
permitir que los bordes permanezcan sin revestir. Esto permite que
las grapas o estacas colocadas a través del material en el suelo
pasen a través de la zona no revestida. Esto permite al material
revestido más flexibilidad como un material tejido no revestido.
Esto tiene una ventaja particular cuando la cubierta para suelo se
coloca por un tractor o similar. En el revestimiento, una cubierta
para suelo tejida pierde algo de la flexibilidad que tiene cuando no
está revestida. Esta pérdida de flexibilidad es advertida cuando un
tractor coloca la cubierta para suelo tejida que está revestida. El
tractor tiende a tirar y desenclavar las estacas o grapas del suelo
que mantienen la cubierta del suelo sobre dicho suelo. Este
problema se reduce si una cubierta para suelo revestida no se
reviste alrededor de donde está fijada con estacas al suelo.
Las cubiertas para suelo de la invención con
pigmento y polímero mono-orientado pueden ser
preparadas simplemente a partir de cintas que contienen, por
ejemplo 1-50% de sulfato de bario precipitado
finamente molido y las cintas preferidas se fabrican de
polipropileno, polietileno o mezclas de estos polímeros, más
preferiblemente polipropileno, preparado por métodos conocidos por
los expertos en la técnica. Las cintas pueden ser luego estiradas a
una temperatura de 100-150ºC para disminuir el
espesor y la anchura de la cinta a un cuarto incluso a un décimo de
la anchura original. El estiramiento a aproximadamente 120ºC es
apropiado para polipropileno. Si la película base ha de ser
utilizada sin la adición de una o más capas adicionales, el espesor
está preferiblemente en el intervalo de 5 a 300 micrómetros. La
cantidad de pigmento está preferiblemente en el intervalo de 5 a
75% en peso, más preferiblemente 5 a 50% en peso, más
preferiblemente 5-30% o 5-25% en
peso. El espesor de la capa base que contiene la mezcla de polímero
con pigmento orientado y pigmento está en el intervalo de 5 a 200
micrómetros cuando ha de revestirse sobre dicha capa base una capa
adicional que contienen pigmentos modificados. En una forma
preferida de esta realización de la invención las cintas
reflectantes se tejen y sellan con un polímero transparente de
revestimiento, luego se perforan teniendo las perforaciones un
diámetro de 0,1 a 20 mm y un radio de abertura de
0,1-10% para proporcionar movimiento de aire y agua,
aunque para algunas aplicaciones la cubierta para suelo no está
perforada.
La mono-orientación y/o
orientación biaxial de la mezcla de polímero y pigmento puede tener
un efecto muy importante en las propiedades reflectantes del
material. Cuando se usa sulfato de bario como pigmento en la mezcla
polímero/pigmento que está mono-orientada y/o
bi-orientada axialmente la reflectancia puede
aumentar en 3-5 veces. Puede obtenerse aumentos más
modestos en reflectancia cuando se usa sulfato de bario mineral o
más grueso. Con diferentes materiales varían las ganancias para
mono-orientación u orientación biaxial.
Las cubiertas para suelo que contienen
5-30% de carbonato de calcio, óxido de magnesio o
sulfato de bario son especialmente preferidas. La inclusión de
1-5% de un pigmento elegido entre dióxido de
zirconio, zirconato de calcio y óxido de magnesio como segundo
pigmento también es preferida para muchas aplicaciones.
Por supuesto muchos pigmentos en virtud de su
estructura no dan ningún aumento significativo de reflectividad
cuando la mezcla polímero/pigmento está
mono-orientada u biaxialmente orientada. El pigmento
blanco de dióxido de titanio comúnmente utilizado es un ejemplo de
tal pigmento.
La presente invención permite el diseño de
cubiertas para suelo con una gran gama de propiedades para
proporcionar diferentes aplicaciones en horticultura. Los
pigmentos/colorantes blancos utilizadas pueden dar reflexión de la
radiación solar incluyendo el espectro UV, pero los
pigmentos/colorantes y polímeros absorbentes de UV pueden
utilizarse para regular la reflectancia en la parte del espectro UV.
La mono- orientación u orientación biaxial de polímeros y
combinación de pigmentos polímeros da una opción para aumentar la
reflectivilidad. El material base blanco puede ser cubierto
parcialmente con pigmentos, tales como aluminio para regular la
reflexión/transmisión de la zona infrarroja y/o obtener reflexión
mezclada de luz especular y difusa. El material pigmentado blanco o
el material pigmentado blanco parcialmente cubierto con pigmentos,
tal como aluminio puede ser revestido con capas de
plástico/polímero que contienen polímeros o pigmentos/colorantes
absorbentes de UV para regular la reflectividad de UV del material
base. Cualquiera de los materiales antes descrito puede ser
revestido con material absorbente en partes del intervalo 280- 800
nm para regular la reflectividad de los materiales bases y para
influir en la luz del entorno de las plantas e influir
potencialmente sobre el crecimiento/desarrollo de las plantas y su
entorno. Además cualquiera de los materiales antes descritos también
puede ser revestido con una capa que contiene colorantes
fluorescentes que alteran la longitud de onda de la luz reflejada
para influir sobre el desarrollo/crecimiento de las plantas y su
entorno.
Alternativamente podrían añadirse al material
base pigmentos de aluminio, pigmentos/colorantes absorbentes de UV,
pigmentos/colorantes coloreados absorbentes de
280-800 nm, pigmentos/colorantes fluorescentes y
mezclas particulares de polímero plástico. Estos pueden añadirse de
tal modo que se añadan a una cinta o película como una mezcla o
como diferentes cintas tejidas en una película tejida o como una
película con diferentes secciones de cada componente vía moldeo por
extrusión de tal modo que la cubierta para suelovaríe a través de
su anchura y/o en las capas como en una película
co-extruida. La mezcla de los pigmentos de aluminio
con los pigmentos base blancos no se prefiere ya que los pigmentos
blancos disminuyen la reflexión especular de los pigmentos de
aluminio. Los pigmentos/colorantes coloreados o fluorescentes
absorbentes de UV podrían mezclarse con los pigmentos de
aluminio.
Una combinación particularmente útil es tener
una capa base que contiene uno o más pigmentos blancos revestidos
con una capa especular infrarroja que comprende un revestimiento
parcial de pigmentos metálicos y en la superficie un segundo
revestimiento que contiene materiales elegidos entre absorbentes de
UV, pigmentos/colorantes coloreados y pigmentos/colorantes
fluorescentes y también mezclas de estos. Este segundo revestimiento
se utiliza para influir sobre el crecimiento y desarrollo de la
planta variando las porciones de luz de diferentes longitudes de
onda en la región de 280-800 nm. Una de las ventajas
de tener la capa de metal debajo del revestimiento que contiene los
pigmentos/colorantes que influye sobre la región
280-800 nm, es que esta influencia es recogida como
luz reflejada especular para las plantas y su entorno. Una
alternativa es mezclar los pigmentos de metal con los
pigmento(s)/colorantes(s) coloreados y/o
pigmentos/colorantes fluorescentes absorbentes de UV en una
película o cinta para obtener una luz reflejada combinada
difusa/especular para influir sobre el crecimiento y desarrollo de
las plantas.
En una realización especialmente preferida de la
invención el material para tratamiento de las plantas es tal que el
componente que está hecho de una lámina continua, esto es excluyendo
cualquier hueco o abertura de aire en el material, tiene las
siguientes propiedades de reflexión y transmisión:
- Reflectancia total (luz difusa y especular/radiación) de UV de 280-300 nm de 11-90%, preferiblemente 30-90% o más preferiblemente 40-90%.
- Reflectancia total (luz difusa y especular/radiación) de UV de 301-400 nm de 11-90%, preferiblemente 40-90% o más preferiblemente 50-90%.
- Reflectancia total (luz difusa y especular/radiación) de luz visible de 401-700 nm de 15-90%, preferiblemente 40-90% o más preferiblemente 60-90%.
- Reflectancia total (luz difusa y especular/radiación) de radiación de 701-1100 nm de 10-90%, preferiblemente 30-85% o más preferiblemente 50-85%.
- Reflectancia total (luz difusa y especular/radiación) de radiación de 1101-1650 nm de 10-90%, preferiblemente 30-85% o más preferiblemente 50-85%.
- Reflectancia total (luz difusa y especular/radiación) de radiación de 1651-2250 nm de 10-85%, preferiblemente 25-80% o más preferiblemente 40-75%.
- Reflectancia total (luz difusa y especular/radiación) de radiación de 2251-2500 nm de 10-75%, preferiblemente 15-70% o más preferiblemente 25-60%.
- Transmitancia total (luz difusa y especular/radiación) de radiación de 280-300 nm es 0-80%, preferiblemente 2-50% o más preferiblemente 2-30%.
- Transmitancia total (luz difusa y especular/radiación) de radiación de 301-400 nm es 0-80%, preferiblemente 4-50% o más preferiblemente 4-30%.
- Transmitancia total (luz difusa y especular/radiación) de radiación de 400-700 nm es 5-80%, preferiblemente 10-60% o más preferiblemente 10-40%.
\global\parskip0.900000\baselineskip
- Transmitancia total (luz difusa y especular/radiación) de radiación de 701-1100 nm es 5-80%, preferiblemente 10-65% o más preferiblemente 10-45%.
- Transmitancia total (luz difusa y especular/radiación) de radiación de 1101-1650 nm es 5-85%, preferiblemente 10-65% o más preferiblemente 10-45%.
- Transmitancia total (luz difusa y especular/radiación) de radiación de 1651-2250 nm es 5-85%, preferiblemente 5-60% o más preferiblemente 10-50%.
- Transmitancia total (luz difusa y especular/radiación) de radiación de 2251-2500 nm es 5-85%, preferiblemente 5-60% o más preferiblemente 5-40%.
La radiación total (radiación difusa y especular
combinadas) se mide en una esfera integradora con la fuente de luz
desplazada 6 grados de la perpendicular a la muestra.
En los intervalos definidos la reflectancia o
transmisión cae entre las cifras de porcentaje superior e inferior y
no está fuera de este intervalo de la longitud de onda así
especificada.
En una realización especialmente preferida el
material para tratamiento de planta es una cubierta para el suelo
que comprende cintas tejidas de dos tipos diferentes, cintas
pigmentadas blancas y con aluminio. Por ejemplo, las cintas de
urdimbre y trama pueden ser diferentes. En una dirección las cintas
pueden contener 10-30% de carbonato de calcio,
sulfato de bario u óxido de magnesio o mezclas de estos,
preferiblemente carbonato de calcio. En la otra dirección la cinta
contiene plaquitas de aluminio como una carga de 0,5%-5%. Un
material preferido para construir la cubierta para suelo de esta
realización es polipropileno y se prefiere que las cintas en ambas
direcciones estén mono-orientadas. Las plaquitas de
aluminio tienen preferiblemente un tamaño de partículas medio en el
intervalo de 10-500 micrómetros. Los estabilizadores
UV se incluyen útilmente en estas cubiertas para suelo. El tamaño
de partícula especialmente preferido en esta realización para los
pigmentos blancos está en el intervalo de 0,3 a 3 micrómetros. El
material para tratamiento de plantas de esta realización es
especialmente preferido para utilizarse con manzanos, vides, frutas
de huesos, kiwi, caqui y cítricos.
Los siguientes ejemplos ilustran adicionalmente
la práctica de la invención.
Este Ejemplo utilizó una carga de 15% de
carbonato de calcio en cintas de polipropileno orientadas de 50
micrómetros que estaban tejidas formando una película.
Se utilizaron gránulos de polipropileno más
carbonato de calcio mineral (molido a 1-10
micrómetros) para preparar cintas que fueron subsiguientemente
estiradas para mono-orientar los pigmentos. Antes de
la orientación la anchura y el espesor medios de la cinta eran 12
mm y 0,23 mm, respectivamente. Después del estiramiento estos
valores fueron 3,2 mm y 0,07 mm.
- 1.
- Cinta y detalles de la producción del tejido
- Máquina: Lizenz, Windmuller & Holscher
- Formato de la cinta: Urdimbre -120 a 200 - Tex con anchuras de 2-4 mm
\hskip4.6cmTrama -120 a 200 - Tex con anchuras de 2-4 mm
- Construcción del tejido: 30 a 40 hilos por dm para urdimbre y trama.
- Peso del tejido: 70 a 160 g/m^{2}
\vskip1.000000\baselineskip
- 2.
- Producción de la cinta
- Temperatura de la matriz extrusora: 200-300ºC
- Temperaturas del horno: 150ºC-180ºC
- Velocidad en la unidad de Godet: 20 m/min-170 m/min
- Presión de la masa fundida: 120 a 180 kPa
- Temperatura de la masa fundida: 250ºC
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 3.
- A continuación la cinta tejida se revistió con polietileno de baja densidad utilizando moldeo por extrusión:
- Máquina: Máquina de revestimiento por extrusión Lenzing
- Ajuste del precalentamiento: 150-190%
- Temperaturas de la matriz extrusora: 200ºC-300ºC
- Temperaturas: 210ºC-270ºC
- Peso del revestimiento: 20-50 g/m^{2}
- Peso del tejido final: 90-210g/m^{2}.
\vskip1.000000\baselineskip
- 4.
- Pueden prepararse tejidos que contienen sulfato de bario (blanco fijo) y tejidos que contienen óxido de magnesio como se ha descrito antes para el carbonato de calcio utilizando la misma carga de pigmento.
La cubierta para suelo refleja la radiación UV,
280-400 nm, y la radiación de
400-800 nm.
Permite la transmisión, en cierto grado, de la
radiación infrarroja, 800-2500 nm, y también de
2500-25000nm.
Una carga del 18% en cintas de polipropileno
orientado de 50 micrómetros que están tejidas formando una película.
Los pigmentos usados fueron:
- Óxido de zirconio 3%
- Carbonato de calcio 15%
El material se revistió a continuación con una
capa de 25 micrómetros por un moldeo por colada de polipropileno con
una carga del 2% de pigmento de aluminio.
La cubierta para suelo reflejala radiación UV,
280-400 nm, y la radiación de
400-800 nm. La radiación está compuesta de
radiación especular y difusa. Las cintas se sellaron por el
revestimiento y podían requerir perforaciones para permitir el
movimiento de agua y aire a través de la cubierta para suelo.
La cubierta para suelo permitió la transmisión
parcial de la radiación infrarroja, 800-2500 nm, y
también de la radiación de 2500-25000 nm.
Las propiedades de la película base, antes del
revestimiento, producida en el Ejemplo 1 con sulfato de bario se
midieron por el Sistema Dos del Ejemplo 28. La Fig. 1 muestra la
reflectancia del material del Ejemplo 1. La Figura 2 muestra la
reflectancia de la misma composición preparada como en el Ejemplo 1,
excepto que el material se moldeó por colada. La comparación de las
figuras muestra que la reflectancia mejora notablemente desde
280-840 nm por el uso de la
mono-orientación de la mezcla de polímero y
pigmento.
Las cintas de la trama de polipropileno
orientado del Ejemplo 2 se produjeron con una carga del 1,5% de
pigmento de aluminio en vez de los pigmentos blancos. El material
se tejió de tal forma que las cintas de la urdimbre eran cintas
blancas como las del Ejemplo 2 y las cintas de la trama alternaban
entre las cintas blancas del Ejemplo 2 y cintas de aluminio. Esta
cubierta para suelo tenía propiedades reflectantes similares a la
del Ejemplo 2, pero sin el revestimiento que proporciona mejores
características de flexibilidad y caída.
La cubierta para suelo se construyó como en el
Ejemplo 4, pero también con la adición de colorante fluorescente
(Macrolex Fluorescent Red G) a una concentración del 0,02%, tanto
para las cintas blancas como para las de aluminio. Esta cubierta
para suelo tenía las propiedades de la cubierta del Ejemplo 4, pero
con más luz roja reflejada (y menos luz verde) para influir sobre
los fitocromos de las plantas.
El material de cubierta para suelo se construyó
como en el Ejemplo 4, pero también con la adición de un óxido de
cobalto y aluminio (Lightfast Blue 100) a una concentración de 0,2%
tanto para las cintas blancas como para las de aluminio. Este
material tiene las propiedades de la cubierta del Ejemplo 4, pero
con menor reflexión de luz roja para influir sobre los fitocromos de
las plantas.
El material de cubierta para suelo se construyó
como en el Ejemplo 4, pero con la adición de un óxido de zinc
ultrafino a una concentración de 0,4% tanto para las cintas blancas
como para las de aluminio. Este material tenía las propiedades de
la cubierta del Ejemplo 4 pero con menor reflexión de UV para
permitir que la cubierta para suelo sea utilizada en plantas
sensibles al UV.
Las propiedades de más películas base sin
revestimiento se midieron de acuerdo con el Sistema Dos del Ejemplo
28. Se prepararon de manera análoga a las del Ejemplo 1, excepto que
la composición del pigmento era diferente. La reflectancia de cada
una se muestra en las Figuras 3-7.
Figura 3 - Cintas
mono-orientadas con 15% de carbonato de calcio
Figura 4 - Cintas orientadas con 3% de óxido de
zirconio más 8% de sulfato de bario
Figura 5 - Cintas orientadas con 8% de sulfato
de bario más dióxido de titanio ultrafino al 0,4%
Figura 6 - Cintas orientadas con 8% de sulfato
de bario más Azul Lightfast 100 al 0,2% más 3% de titanato de
magnesio
Figura 7 - Cintas orientadas con 8% de sulfato
de bario más Rojo fluorescente Macrolex G al 0,02%
Este Ejemplo utilizó una carga del 25% de
carbonato de calcio con un tamaño medio de partículas de 0,9
micrómetros en cintas de polipropileno
mono-orientado de 70 micrómetros de espesor y 3,2 mm
de anchuraque constituyen las cintas de trama en una construcción
de tejido de 30 cintas de trama por 10 cm. Las cintas de urdimbre
contienen plaquitas de aluminio con un tamaño medio de partículas de
70 micrómetros a una carga del 1%. El espesor de la cinta es 60
micrómetros con polipropileno mono-orientado de 2,6
mm de anchura. Hay 38 cintas de urdimbre por 10 cm de tejido. A
cada cinta se le ha añadido estabilizante de UV al 0,35% de Tinuvin
770 y 0,4% de Chimassorb 944.
Este Ejemplo utilizó la adición de una carga del
30% de carbonato de calcio con un tamaño medio de partículas de 1
micrómetro en película de polietileno de 60 micrómetros de espesor
de una anchura adecuada para su uso final. La película se obtiene
por soplado (biaxialmente formada) y se mono-orienta
después de la extrusión.
La película se imprime a continuación con
plaquitas de aluminio de un tamaño medio de 70 micrómetros, de tal
modo que se apliquen 0,6 gramos de las plaquitas de aluminio por
metro cuadrado de película. La tinta es un sistema epoxídico de dos
partes (componentes).
La película se estabilizó frente a la radicación
UV con Chimassorb 944 al 0,2%.
Este Ejemplo utilizó cintas blancas con una
carga del 25% de carbonato de calcio con un tamaño medio de
partículas de 0,9 micrómetros en cintas de polipropileno
mono-orientado de 70 micrómetros de espesor y cintas
separadas con plaquitas de aluminio con un tamaño medio de
partículas de 70 micrómetros a un punto de carga del 1%. El espesor
de la cinta de aluminio era 60 micrómetros y era de polipropileno
mono-orientado. A continuación se construyó el
material con la urdimbre constituida por las cintas anteriores,
alternando el tipo de cinta, aluminio, blanca, aluminio, blanca
etc. Esto también se realizó con las cintas de trama. A cada cinta
se le añadió estabilizante frente a la radiación UV al 0,35% de
Tinuvin 770 y Chimassorb 9440,4%.
Este Ejemplo es igual que el Ejemplo 9 pero cada
sexta cinta de trama está constituida por aluminio con un tamaño
medio de partículas de 70 micrómetros a una carga del 1% de
polipropileno. El espesor de la cinta era 70 micrómetros, la anchura
3,2 mm y estaba mono-orientada.
Este Ejemplo utilizó una carga de 7% de dióxido
de titanio más 10% de carbonato de calcio (con un tamaño medio de
partículas de 0,9 micrómetros) en película de polietileno. La
película se obtuvo por soplado (biaxialmente formada) y a
continuación se imprimió con plaquitas de aluminio, con un tamaño
medio de partículas de 80 micrómetros, con una adición de 0,6
gramos por metro cuadrado. La tinta era un sistema epoxídico de dos
partes (componentes).
Este Ejemplo es igual que el Ejemplo 13 pero se
usó sólo dióxido de titanio al 12% sin adición de carbonato de
calcio.
Este Ejemplo utilizó cintas de polipropileno con
20% de carbonato de calcio (con un tamaño medio de partículas de
2,7 micrómetros) que había sido mono-orientado. Las
cintas se usaron en la urdimbre y la trama del producto tejido
estando constituida cada sexta cinta de la trama de plaquitas de
aluminio de un tamaño medio de partículas de 18 micrómetros con una
carga del 2%.
Como para el Ejemplo 15 pero sin las cintas de
aluminio. En vez de estas, el aluminio se coloca en un revestimiento
de polipropileno colado sobre el producto tejido a un peso de 25
gramos por metro cuadrado con un contenido de aluminio del 2%. Las
plaquitas de aluminio tenían un tamaño medio de partículas de 70
micrómetros.
(T534)
Las cintas se produjeron a partir de
homopolímero de propileno (calidad JY630, de Montell) con adición de
15% de carbonato de calcio (calidad Millicarb-OG, de
Pluss-Stanfer AG).
Las cintas de urdimbre se produjeron con 2,8 mm
de anchura y 40-60 micrómetros de espesor, las
cintas de trama con 3,2 mm de anchura y 40-60
micrómetros de espesor. Las cintas se tejieron con una construcción
de 38 cintas de urdimbre y 30 cintas de trama por 0,1 metro de
material.
A continuación se revistió el material tejido
con polipropileno (calidad WG341C, de Borealis) a 25 gramos por
metro cuadrado con adición de 2% de plaquitas de aluminio (calidad
Silvet 460-30-E1, de
Silberline).
El material se perforó, cada metro cuadrado, con
cuatro agujeros de 5 mm.
(EU)
Las cintas se produjeron como en el Ejemplo 17
(sin revestimiento) con la adición de 1% de zirconato de calcio,
con un tamaño medio de partículas de 2,2 micrómetros (calidad 117,
de Ferro Corporation) para las cintas de trama. También cada sexta
cinta de trama tenía el carbonato de calcio reemplazado por 1% de
plaquitas de aluminio (calidad
SSP-950-20-C, de
Silberline).
(JJ)
Las cintas se produjeron a partir de
homopolímero de polipropileno (calidad JY630, de Montell) con
adición de 25% de carbonato de calcio, por medio de una solución
madre de polipropileno (calidad MPPNA 194, de Clariant).
Las cintas de urdimbre se produjeron a 2,8 mm de
anchura con 135 tex y las cintas de trama con 3,2 mm de anchura con
195 tex. Las cintas se tejieron con una construcción de 37 cintas de
urdimbre y 30 cintas de trama por 0,1 metro del material.
A las cintas se añadió un sistema de
estabilización.
(JS)
Las cintas se produjeron como en el Ejemplo 19,
pero las cintas de urdimbre sólo contenían plaquitas de aluminio a
un nivel del 2% (calidad Silvet
460-30-E1, de Silberline).
(SC)
Una película transparente de polietileno de baja
densidad de 25 micrómetros de espesor se extruyó sin la adición de
pigmentos o colorantes y a continuación se imprimió con un sistema
de tinta de dos partes (recipientes) (calidad Gemini de Pacific
Inks) con un nivel de 24% de plaquitas de aluminio (calidad Silvex
460-15-D, de Silberline).
(JTS)
Película de polietileno de baja densidad de 50
micrómetros de espesor producida a partir de una solución madre de
polietileno de baja densidad con carbonato de calcio (calidad
MLLNA-198, de Clariant) y dióxido de titanio como
película soplada. Esta con alguna orientación biaxial.
El nivel de carbonato de calcio era de 20% y el
de dióxido de titanio era 3,5% en la película final.
A continuación se imprimió la película con un
sistema de tinta de un solo componente (calidad Quasar, de Pacific
Inks) con un nivel de 20% de plaquitas de aluminio (calidad Silvex
460-15-D, de Silberline).
La película se produjo en un extrusor de
película soplada con un espesor de 150 micrómetros utilizando
una solución madre de polietileno de baja densidad con carbonato de calcio (calidad MLLNA-198, de Clariant)
para dar un nivel de 25% del pigmento utilizando una resina de polietileno de baja densidad (calidad 5100, de
Dow).
una solución madre de polietileno de baja densidad con carbonato de calcio (calidad MLLNA-198, de Clariant)
para dar un nivel de 25% del pigmento utilizando una resina de polietileno de baja densidad (calidad 5100, de
Dow).
A continuación se orientó uniaxialmente la
película a lo largo o en dirección de la máquina de la película para
reducir su espesor a 50 micrómetros.
El material se perforó con cuatro agujeros de 5
mm cada metro cuadrado.
La película se produjo en un
co-extrusor de película colada con un espesor de 200
micrómetros, utilizando una solución madre de polietileno de baja
densidad con carbonato de calcio (calidad MLLNA-198,
de Clariant) para una capa (100 micrómetros) y utilizando la otra
capa plaquitas de aluminio (calidad Silvet
460-30-E1, de Silberline).
La película se orientó biaxialmente para
producir una película de 65 micrómetros de espesor.
El material se perforó con cuatro agujeros de 5
mm cada metro cuadrado.
\newpage
En 1995 y 1996, se realizaron en diversos sitios
de Hawkes Bay, Nueva Zelanda, ensayos a median y gran escala para
evaluar la respuesta potencial de las cubiertas para suelo para
aumentar la producción de fruta usando cubiertas reflectantes para
el suelo de hojas Soltec (Paper Costers, NZ) de la técnica anterior.
Los resultados se muestran en la Tabla 3.
El aumento en el tamaño de la fruta se midió a
partir de datos del lugar de envasado (el sitio de envasado
suministró el peso medio de la fruta desde los árboles control y los
tratados cosechados los cuales estaban graduados separadamente) con
la excepción de los ensayos con Gala que estaban localizados en los
Sitios A y C que fueron medidos de muestras de tamaño de fruta en
el momento de la cosecha. El tamaño de fruta Sunrise no se midió
directamente, sino que los árboles se cosecharon y se anotó el peso
total de la fruta cosechada para cada tratamiento. Todos los datos
fueron medidos y suministrados por el encargado del envasado o el
agricultor directamente.
La tendencia estaba indicando que una aplicación
de la cubierta reflectante para suelo con aluminio metalizado a
finales de Noviembre (30-40 días después de la
floración completa) se obtuvo un aumento de 5-10% en
la producción. El color maduro también se mejoró en un grado
variable en cada sitio, hasta una cantidad máxima para el ensayo
con la cubierta reflectante para suelo comparativa en Gisborne,
Nueva Zelanda sobre manzano Royal Gala.
La aplicación antes de finales de Noviembre no
fue útil. Cuando se ensayó hubo problemas con las cubiertas para
suelo con aluminio metalizado ya que suprimía el calentamiento
moderado del suelo. Esta podría haber sido la causa del colapso del
crecimiento primaveral joven. También podría haber sido debido a la
luz directa. A finales de Noviembre la temperatura media del suelo
era 17ºC a 0,1 m, con supresión de 2ºC por las cubiertas de
aluminio, esto dió como resultado una media de 15ºC lo cual se
considera una temperatura mínima para la buena actividad de las
raíces de una planta.
La prueba se estableció en manzano, variedad
Royal Gala en rizoma MM106, plantado en filas dispuestas de Norte a
Sur. Los árboles se plantaron en 1991 con un espacio entre las filas
de 5 metros con 3 metros entre árboles. Los árboles se trataron
como árbol de tipo delantero central con sistema de poda axial.
Las cubiertas reflectantes para suelo se
aplicaron el 1 de Enero de 1997 como cubiertas de 1 metro de anchura
a cada lado de los árboles. Las cubiertas se colocaron en dos filas
adyacentes con 8 árboles en cada fila para dar 16 árboles en total
para cada replicación. Hubo dos replicaciones por tratamiento.
Cada grupo de replicaciones estaba adyacente en
la dirección de la fila en el siguiente patrón, descendiendo en la
fila.
- Control
- Replicación Uno
- SS
- Replicación Uno
- T534
- Replicación Uno
- Control
- Replicación Dos
- SS
- Replicación Dos
- T534
- Replicación Dos
\vskip1.000000\baselineskip
Los tratamientos fueron
- 1 Control
- (sin cubierta, franja de herbicida)
- 2 SS -
- Cubierta para suelo de polímero con aluminio metalizado de la técnica anterior.
- 3 T534 -
- Tejido orientado de polipropileno/carbonato de calcio revestido o con polímero/plaquitas de aluminio del Ejemplo 17.
La cosecha se realizó en dos filas adyacentes de
cada replicación de cada tratamiento, de tal modo que la fruta se
pesó en cada una de las cinco cosechas. La fruta se escogió en base
a que tuvo al menos un mínimo de 66% de color maduro.
Después de la recolección de la cosecha de
ensayo el 7 de Marzo de 1997 se cosechó el resto de la fruta en los
árboles que no alcanzó el 66% de color maduro para determinar la
fruta no cosechada. Esto más la fruta cosechada dio el rendimiento
total de fruta por tratamiento.
Los resultados se muestran en las Tablas 4 y 5.
Un mayor porcentaje del cultivo está listo para cosecharse en fecha
más temprana cuando se utiliza la cubierta para suelo T354.
Los resultados muestran el beneficio de utilizar
la cubierta para suelo de polímero y aluminio metalizado para
favorecer al color de la fruta. Este resultado es consistente con
otras pruebas.
El T354 es un Ejemplo de la invención y es capaz
de producir un desarrollo de color similar, si no levemente mejor
que el material SS.
El material SS con su mayor reflectividad total
podría esperarse que fuera mejor que T 534 pero no es el caso. La
razón puede estar relacionada con el hecho de que T534 refleja
mayores cantidades de longitudes de onda muy cortas y/o su patrón
reflectante de la luz difusa y directa da un patrón de luz reflejada
superior para el desarrollo del color maduro de la fruta.
El modelo T534 que permite el calentamiento
moderado del suelo tiene la ventaja de que puede ser aplicado al
principio de la primavera, mientras que el material SS no puede
aplicarse a comienzo de la primavera sin causar problemas de
colapso de los brotes jóvenes o la supresión del crecimiento, debido
a sus propiedades de restricción del calentamiento moderado del
suelo y/o tipo de luz reflejada.
Con el Ejemplo 26 que demuestra en el desarrollo
satisfactorio de color, el material estuvo listo para ser probado
con aplicación al final de la floración. El material utilizado para
esta prueba fue EU (véase el Ejemplo 18).
Para obtener dos conjuntos de datos en un año se
estableció un ensayo en el sur del Tirol en el norte de Italia, en
manzanos Mondial Gala (una variedad de Royal Gala).
Los árboles eran rizomas de MM9, dispuestos en
filas de 3 metros y 0,75 metros entre árboles. El material tenía
0,75 m de anchura colocado a cada lado de los árboles el 23 de Abril
de 1997, después de completar la caída de pétalos, 15 días después
de la floración completa. Hubo 4 replicaciones para los 2
tratamientos (cubierta reflectante y sin cubierta). Con untotal de
53 árboles en el control o tratamiento sin cubierta y 51 árboles en
los árboles con la cubierta reflectante. Los resultados se muestran
en la Tabla 6.
La producción típica para Royal Gala en esta
parte de Italia es alrededor de 55 toneladas por hectárea de
canopia. En este año de 1997 el control rindió 59,1 toneladas por
hectárea de canopia, mientras que los árboles tratados tuvieron un
rendimiento de 72,5 toneladas por hectárea de canopia. Este aumento
del 22,6% en la producción es significativamente mayor que el
5-10% logrado con la aplicación de la cubierta
reflectante a los 30-40 días después de la floracion
total.
Este aumento se considera que es debido a la
capacidad de poder aplicar la cubierta reflectante 15 días después
de la floración completa en lugar de 30 a 40 días después de la
floración completa. También el tipo diferente de luz de la nueva
técnica con su particular patrón y tipo de luz directa y difusa
pueden dar este resultado superior.
La nueva cubierta reflectante puede permitir el
calentamiento moderado del suelo o no restringir que ocurra el
calentamiento moderado del suelo además de aumentar la luz
reflectante. Las propiedades reflectantes de la cubierta con una
combinación de luz reflejada directa y difusa también demostraron en
este ensayo su capacidad de aumentar el desarrollo del color maduro
de la fruta.
El sistema de espectrofotómetro de alta
precisión está basado en un lente focal de una longitud de 1 m de
monocromador Czemy Turner. La luz monocromática salida desde el
monocromador se colima luego y se dirige por espejos a varios
dispositivos de medida. Este sistema operará sobre el intervalo de
longitud de onda de aproximadamente 200 nm a 2500 nm y una anchura
de banda variable hasta 3 nm.
La reflectancia difusa se midió utilizando una
esfera integradora con el orificio de la muestra inclinado 6º
respecto a la luz incidente de manera que tanto la luz reflejada
especular como la luz reflejada difusa salida de la muestra se
incluye en la medida. La superficie de la esfera está revestida con
impresión de halon en polvo comprimido y tiene un diámetro interno
de 7 cm. Los diámetros del orificio de entrada y de muestra tienen
un diámetro de 1 cm. Los detectores utilizados son un fotodiodo de
silicio en el intervalo de longitud de onda de 280 a 1100 nm y un
detector de sulfuro de plomo en el intervalo de longitud de onda de
800 nm a 2500 nm. La luz monocromática se enfocó luego sobre la
muestra utilizando un espejo parabólico de eje descentrado de
longitud focal 35 cm, f/15.
Se montan cuatro muestras en un cambiador de
muestra neumático accionado por aire junto con una muestra de halon
blanco como referencia y un cono negro.
Las muestras se midieron utilizando una esfera
integradora con la muestra a 6º del rayo de luz incidente de manera
que se midieran tanto la luz especular como la luz difusa. El rayo
de luz incidente de la muestra llenó un área de 5 mm x 4 mm y para
las muestras tejidas se centró en la intersección de dos tiras de
urdimbres y dos tiras de trama del tejido. El rayo de luz tenía una
anchura de banda de 2,4 nm.
La transmitancia difusa espectral se midió
utilizando una esfera integradora con el orificio de la puerta de
la muestra perpendicular a la luz incidente. La pared de la esfera
estaba revestida con halon en polvo comprimido y tenía un diámetro
interno de 18 cm y el orificio de muestra tenía un diámetro de 4 cm.
La muestra se montó para cubrir la mitad del orificio de la muestra
de la esfera y estaba cerca del punto focal de la luz del
monocromador. La esfera y la muestra se trasladan a través del haz
de luz de manera que la luz entre a la esfera sin impedimento o se
transmite a través de la muestra dentro de la esfera. Este
dispositivo corrige el efecto de la muestra al ser parte de la pared
de la esfera.
Los detectores utilizados son los mismos que
para medirla de la reflectancia difusa.
Las muestras se montaron en el orificio de
entrada de una esfera integradora y perpendicular al rayo de luz
incidente el cual tiene una anchura de banda de 2,4 nm. El área
iluminada de la muestra fue 7 mm x 5 mm.
La transmitancia espectral difusa de la muestra
SS a una longitud de onda mayor que 1200 nm fue demasiado baja para
medidas fiables. La transmitancia difusa espectral salido de la
muestra MET a longitudes de onda mayores que 2000 nm también fue
demasiado baja para obtener medidas fiables.
Estas medidas se hicieron a temperatura ambiente
de 20ºC \pm 0,5ºC.
En cada caso, se eligió un área o zona de la
muestra a ensayar que visualmente parecía que era representativa de
la muestra como un todo. La incertidumbre a un nivel de confianza
del 50% en los valores de reflectancia difusa y transmitancia
difusa es \pm10% del valor o 0 \pm 0,01 cualquiera que sea el
mayor.
La medición se hace con un:
- Varian Techtron
- Espectrofotómetro UV-Visible modelo 6345
- Accesorio de reflectancia difusa y patrón de reflectancia halon blanco
- Lecturas tomadas cada 20 nm entre 280-840 nm
- Se usa una lámpara visible de 840-420 nm
- Se usa lámpara sólo UV de 400-280 nm
- La anchura del rayo es 2 nm
Para la medida de la transmitancia ambos
patrones se colocan en el lugar. Se hace primero una exploración
sin muestra en el portador, luego se explora con la muestra en el
lugar. La muestra es coloca en el portador frente a la esfera
integradora.
Para medir la reflectancia el instrumento se
colocado en cero y luego se retira un patrón de reflectancia y se
reemplaza por una trampa de luz negra. Se hace una exploración con
esta disposición y luego la exploración se hace con la muestra en
frente de la luz atrapada.
El instrumento se pone en cero para las
siguientes longitudes de onda para el intervalo de longitudes de
onda entre paréntesis.
- 840 nm (780-840 nm)
- 700 nm (740-660 nm)
- 600 nm (640-560 nm)
- 500 nm (540-460 nm)
- 380 nm (440-280 nm)
Las medidas infrarrojas se hicieron con un
espectrofotómetro infrarrojo con transformada de Fourier BOMEN DA 8
(abreviadamente FTIR por la expresión inglesa Fourier Transform
Infrared Spectrometer) en la región de 2,5 mm a 22 mm. Entre
2,5 mm y 4 mm, el FTIR estaba equipado con una fuente de
cuarzo-halógeno, un divisor de rayos CaF_{2} y un
detector de InSb. En la región de 4 mm a 22 mm, se usó una fuente
Globar, un divisor de rayos de KBr y un detector de telururo de
mercurio y cadmio (abreviadamente MCT por la expresión inglesa
Mercury Cadmium Telluride).
Todas las medidas se hicieron a vacío con un
tamaño de punto de 1 mm. El rayo transmitido se capturó y alimentó
en el detector por un espejo de 50 mm de diámetro y un lente focal
de 75 mm (f/5). Los ángulos de incidencia se mantuvieron lo más
cerca posible a la incidencia perpendicular. La transmitancia se
midió en un ángulo desplazado de la perpendicular de al menos
80º.
La medida se hizo con un:
- Biorad
- Espectrofotómetro infrarrojo con transformada de Fourier- FTIR Modelo FTS-7
- Detector DTG5
- Abertura del rayo de muestra 25 mm de diámetro.
Este es un sistema de rayo de luz simple donde
la máquina registra las medidas sin muestra; luego la muestra para
cubrir el diámetro de apertura de 25 mm se coloca en la máquina, se
mide y se mide la transmitancia.
Todos los datos del sistema Uno al Cuatro pueden
ser presentados como un proporción de 1 (es decir, reflectancia de
0,5 igual a 50% de reflectancia).
- Técnica anterior
- Descripción del material
- W -
- Película de cubierta de poliolefina y titanio blanco
- WW -
- Película de cubierta de poliolefina dióxido de titanio blanco
- TX -
- Cubierta de poliolefina no pigmentada blanca (Tyvex)
- SS -
- Aluminio metalizado en polímero estratificado a tejido de poliolefina (hoja Soltec reflectante).
- MET -
- Aluminio metalizado con respaldo de película de poliolefina (Colorup)
\vskip1.000000\baselineskip
Invención
- T534-
- Tejido de poliolefina a partir de polímero/carbonato de calcio orientado y luego revestido con polímero poliolefina y plaquitas de aluminio (Ejemplo 17)
- EU -
- Tejido de poliolefina a partir de polímero/carbonato de calcio orientado para las cintas de trama pigmentada con plaquitas de aluminio (Ejemplo 18)
- JS -
- Tejido de poliolefina a partir de polímero/carbonato de calcio orientado para las cintas de trama y polímero/plaquitas de aluminio orientado para las cintas de urdimbre (Ejemplo 20)
- JJ -
- Tejido de poliolefina a partir de polímero/carbonato de calcio orientado (Ejemplo 19)
- JTS -
- Película de poliolefina a partir de carbonato de calcio y dióxido de titanio con plaquitas de aluminio impresas en la superficie (Ejemplo 22)
- SC -
- Plaquitas de aluminio impresas sobre la película de poliolefina transparente (Ejemplo 21)
- JSS -
- Tejido de poliolefina a partir de plaquitas de aluminio/polímero orientado para utilizar en cintas de trama o urdimbre (por ejemplo JS)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Las Figuras 8, 9 y 10 muestran respectivamente
los datos de transmitancia para T534, EU y película de poliolefina
pigmentada con negro de carbono respectivamente.
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Los aspectos de la invención han sido descritos
solamente por medio de ejemplos y debe apreciarse que se le pueden
hacer modificaciones y adiciones sin apartarse del alcance de la
invención.
Claims (33)
1. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas, que refleja al menos 55% de la radicación solar en un
intervalo de longitudes de onda de 301-400 nm, que
refleja más radiación solar que transmite y absorbe en la región UV,
es decir aproximadamente 280-400 nm, visible es
decir aproximadamente 400-700 nm y el infrarrojo
cercano, es decir aproximadamente 700-800 nm, y que
transmite al menos 5% de la radiación solar en el intervalo de
700-2500 nm y transmite al menos parcialmente en el
intervalo de 2500-25000 nm.
2. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 1, que transmite al
menos 10% de la radiación solar en el intervalo de aproximadamente
700-2250 nm.
3. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 1, que transmite al
menos 14% de la radiación solar en el intervalo de aproximadamente
701-1000 nm, al menos 17% de la radiación solar en
el intervalo de aproximadamente 1001-1640 nm, y al
menos 12% de la radiación solar en el intervalo de aproximadamente
1641-2200 nm.
4. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a
3, que es una cubierta para suelos.
5. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a
4, en donde la reflectancia y la transmitancia se muestran en la
tabla siguiente:
midiéndose dichos valores de
reflectancia y transmitancia empleando un sistema de
espectrofotómetro de alta precisión basado alrededor de un
monocromador Czesny Turner de longitud focal
1M.
6. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a
4, en donde la reflectancia y la transmitancia se muestran en la
tabla siguiente:
midiéndose dichos valores de
reflectancia y transmitancia empleando un sistema de
espectrofotómetro de alta precisión basado alrededor de un
monocromador Czesny Turner de longitud focal
1M.
7. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a
4, en donde la reflectancia y la transmitancia se muestran en la
tabla siguiente:
midiéndose dichos valores de
reflectancia y transmitancia empleando un sistema de
espectrofotómetro de alta precisión basado alrededor de un
monocromador Czesny Turner de longitud focal
1M.
8. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a
7, que comprende un pigmento blanco elegido entre pigmentos basados
en zirconio, estroncio, bario, magnesio y calcio.
9. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el pigmento
blanco está presente en una cantidad de 5- 50% peso/peso.
10. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el pigmento
blanco esta presente en una cantidad de 5-30%
peso/peso.
11. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a
10, en donde dicho pigmento blanco se seleccionado entre dióxido de
zirconio, zirconato de magnesio, zirconato de calcio, zirconato de
estroncio, zirconato de bario, silicato de zirconio, carbonato de
calcio, sulfato de bario, óxido de magnesio, carbonato de estroncio
y carbonato de bario.
12. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 11, en donde dicho
pigmento blanco se selecciona de dióxido de zirconio, sulfato de
bario y carbonato de calcio.
13. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 12, en donde dicho
pigmento blanco es carbonato de calcio.
14. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 13, que dicho carbonato
de calcio está en la forma de partículas de tamaño
0,5-3 micrómetros.
15. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a
14, que comprende al menos un pigmento metálico elegido entre
aluminio, magnesio, níquel, plata, estaño y zinc.
16. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el pigmento
metálico está presente en una cantidad de 0,5-6% en
peso.
17. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 y
16, en donde dicho pigmento metálico es aluminio.
18. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 17, en donde dicha
aluminio está en la forma de plaquitas de aluminio
19. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 18, en donde dichas
plaquitas de aluminio son plaquitas de un tamaño de
10-500 micrómetros.
20. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a
18, en donde dicho pigmento, o pigmentos, está/están
presente(s) en un material plástico.
21. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 20, que incluye un
revestimiento de un material que comprende al menos otro polímero o
pigmento que modifica la reflectancia, la transmitancia y/o la
absorbancia de dicho material plástico.
22. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 20, en donde dicho
material plástico está mono-orientado
\newpage
23. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 20, en donde que dicho
material plástico está biaxialmente orientado.
24. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 20
a 23, en donde dicho material plástico comprende una
poliolefina.
25. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 21
a 24, que está tejido a partir de cintas de plástico tejidas.
26. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 20
a 24, que es una película.
27. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 25, en donde dicha
cubierta para suelo está tejida a partir de cintas de plástico que
comprenden un pigmento blanco y cintas separadas que comprenden
plaquitas de aluminio.
28. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 27, en donde dicho
pigmento blanco es carbonato de calcio.
29. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 26, en donde dicha
película tiene un revestimiento parcial de aluminio metalizado.
30. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 5, en donde un
componente absorbente de la radiación UV que comprende dióxido de
titanio está presente como aditivo en una cantidad que disminuye la
reflectancia a 280-400 nm debida al pigmento
principal.
31. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el dióxido
de titanio está presente como un pigmento en una lámina de plástico
que tiene un revestimiento parcial de una magnitud de 1,97%.
32. Un material reflectante para el tratamiento
de plantas de acuerdo con la reivindicación 25, que comprende un
polímero transparente sobre una superficie del material.
33. Un método de tratar una planta o plantas
para estimular a la planta y/o al desarrollo del fruto, que
comprende colocar por ejemplo un material reflectante para el
tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 32, en relación con la planta o plantas para
reflejar la luz sobre la planta o planta y/o el fruto.
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