專利名稱：農(nóng)用拉伸塑料薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及植物繁殖技術(shù)的改善，尤其涉及促進(jìn)植物種子在寒冷氣候中發(fā)芽的方法。
在溫和的氣候帶，特別在歐洲、英聯(lián)邦、北美洲、澳大利亞南部和新西蘭，種子的發(fā)芽常規(guī)延遲至土壤溫度升高到由種子性質(zhì)決定的最低溫度以上且在霜凍的可能性減少之后。此外，希望改善土壤中的保水性，尤其是在非洲、澳大利亞和美國這些地區(qū)中出現(xiàn)的干燥氣候下。
本發(fā)明涉及各種植物種子的繁殖，不過，將參照玉米作物的生長作具體描述，玉米作物代表了夏季溫帶作物的大部分。
玉米在該作物完全成熟前有約5個月的較長生長期。
這意味著在生長季節(jié)必須盡可能快地播種以保證最大的作物產(chǎn)量。
在很多寒溫帶，尤其在歐洲，生長期較短，并可能比達(dá)到玉米收獲的完全成熟所需的時期短。
如果未完全成熟就收獲，就會減少收獲量并在某些情況下降低質(zhì)量。
本發(fā)明主要涉及在一給定的生長期中使種子更早地發(fā)芽，同時結(jié)合在作物生長過程中改善土壤中水分保持力。
達(dá)此目的的常規(guī)方法是應(yīng)用薄塑料膜鋪在耕過的土壤上，土壤已播了種子或者在土壤耕作時播種，或者先鋪塑料薄膜當(dāng)該塑料膜使土壤變暖之后播種。其它方法包括所謂的玻璃罩覆蓋膜，涉及應(yīng)用膜構(gòu)成類似隧道的罩以保護(hù)生長的植物。
此外，該膜可用于常規(guī)的溫室類結(jié)構(gòu)或作為覆蓋膜。在這些情況下需要選擇性應(yīng)用紫外線穩(wěn)定作用，這取決于膜的用途和是否需要膜在作物生長期間迅速分解。
例如在溫室應(yīng)用和覆蓋膜應(yīng)用中，希望膜在例如草莓或西瓜的種植中整個生長期間不分解。
應(yīng)用常規(guī)的塑料覆蓋技術(shù)，可以在耕作土壤的同時利用現(xiàn)有機(jī)器鋪塑料薄膜。這類技術(shù)使得種子更早發(fā)芽并保護(hù)苗以防晚期霜凍，但不會妨礙苗在初始發(fā)芽階段后的生長。
該膜可能是由非紫外線抗性或紫外線抗性的塑料制備的，被擠出成10～15微米的最小厚度。玻璃罩膜可能為10～25微米，覆蓋膜一般為20～50微米。
UV抗性膜的應(yīng)用在一定程度上受前述該膜應(yīng)用的限制。例如，為達(dá)到迅速降解，可能需要應(yīng)用可光降解的和/或可生物降解的添加劑。
當(dāng)需要迅速降解時，較厚膜的應(yīng)用由于在種子發(fā)芽后緩慢分解而確實(shí)呈現(xiàn)某些實(shí)際問題，此外，已證實(shí)在用機(jī)器有效地加工該膜時存在一定的困難；最后，較高厚度塑料的應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)上并不總是切實(shí)可行的。
應(yīng)用現(xiàn)有的膜擠出機(jī)器，不可能在實(shí)際操作中擠出厚度小于約8微米的膜。
本發(fā)明的目的在于，提供用于覆蓋包含植物種子或?qū)N子的土壤或溫室結(jié)構(gòu)的薄膜，其中至少克服了上述某些問題。
本發(fā)明提供了用于覆蓋耕種用土壤的塑料薄膜，其中至少該膜的部分在應(yīng)用前已被拉伸超過了它的屈服點(diǎn)。
該膜優(yōu)選在擠出時被拉伸，即在擠出過程中在線拉伸該膜。
該膜可在二次線外拉伸過程中被拉伸。也可在將該膜應(yīng)用到土壤時拉伸該膜，后一種方法將在實(shí)際方案中更詳細(xì)地描述。在擠出時拉伸(在線拉伸)和/或田間操作前二次過程中的拉伸是優(yōu)選的選擇，這樣可減少在將膜鋪到作物床上時損壞膜的可能性。
本發(fā)明一方面提供了擠出的塑料薄膜，它用于覆蓋包含植物種子或?qū)敝撤N子的土壤或溫室結(jié)構(gòu)等，其中，該膜布被拉伸超過了它的屈服點(diǎn)以減小膜的厚度和體積。一方面該膜布適合迅速老化和使發(fā)芽的苗能穿過它。
本發(fā)明的另一方面提供了薄膜，該薄膜用于覆蓋包含植物種子或?qū)l(fā)芽的植物種子的土壤，其中非紫外線抗性(可光降解的)可生物降解的薄膜布已被拉伸超過了它的屈服點(diǎn)，于是該膜的厚度被減小到10微米或更小，這樣至少該膜布的部分將通過風(fēng)化作用和/或生物作用更迅速地老化，于是使發(fā)芽的苗從保護(hù)性膜覆蓋層下面穿過該膜，該膜已發(fā)揮的作用是在種子發(fā)芽過程中和/或前期促進(jìn)土壤保溫和保護(hù)種子以防霜凍。
任選地該膜可以是未處理的、可光降解的、可生物降解的或它們的組合。在某些情況下，如前所述該膜應(yīng)是可光降解的以加速UV降解并使發(fā)芽的作物在較短的一段時間(例如一個月)后的初始生長階段后長出。可應(yīng)用不透光的膜限制光線通過照到植物周圍土壤區(qū)域。另外局部拉伸該膜使該膜靠近植物的局部地方透明而讓光通過。
應(yīng)用塑料膜拉伸機(jī)器實(shí)現(xiàn)該膜的拉伸，這類機(jī)器是本領(lǐng)域中熟知的。
在本發(fā)明的一方面，膜的邊緣可以折疊或者比膜的中部更厚，使得在將膜鋪到地面期間機(jī)器更有效地操縱和固定該膜并且由土壤至少在該膜的邊緣部位覆蓋該膜。
在將薄膜應(yīng)用到地面上之前優(yōu)選將該膜預(yù)拉伸，還可將膜以其拉伸狀態(tài)存放在輥?zhàn)由蟼溆谩？闪硗饫煸撃ぃ椒ㄊ茄啬さ拈L度方向形成相間的波紋(dimple)，該波紋為發(fā)芽的苗提供生長空間，此外，該波紋在膜中產(chǎn)生弱化部位，這些弱化部位暴露于紫外線時將迅速降解。該薄膜還可沿苗上方膜的長度方向具有另外拉伸的連續(xù)線，使植物能生長穿過弱化層。
看來這比常規(guī)的方法好，常規(guī)方法只以一定間隔或沿它的全長切割膜，這是既費(fèi)錢又費(fèi)勞力的方法。它還產(chǎn)生一個問題，即如果沿它的全長割裂膜就勢必卷曲。
已發(fā)現(xiàn)拉伸的可降解膜暴露于紫外線后將迅速降解，降解以近乎均一的方式進(jìn)行，不過，該膜某些部分在生長植物或覆蓋土壤的掩蔽下將未暴露于紫外線，所以這些部分的降解將更緩慢。
降解速度可容易地通過向塑料膜中加入合適的化學(xué)物質(zhì)以及控制膜的厚度而控制。在干燥氣候中，優(yōu)選在植物基部周圍使膜保持完整(未降解)，有助于在生長季節(jié)保持水分。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于，對于給定體積的未拉伸塑料來說，可以得到至少多50％的膜，此情形中塑料已被拉伸至例如100％伸長率然后使其松弛。
在很寒冷的氣候中，可提供兩層膜或?qū)訅耗ひ赃_(dá)更好的保溫效果。這種膜可制成管形，在鋪蓋過程中使兩層膜之間夾有空氣層，可按類似于前述的方式應(yīng)用這種膜。這尤其適用于易發(fā)生霜凍的地區(qū)。這種雙層膜特別適用于地面鋪蓋或玻璃房結(jié)構(gòu)覆蓋。
該塑料是天然的、可生物降解的或可光降解的或其組合，此外，該塑料優(yōu)選對紫外線不穩(wěn)定，因此當(dāng)該膜在種子床上或下方接觸自然環(huán)境后、尤其是用作地膜時，保證該膜迅速老化?？缮锝到獾哪ぜ词孤裨谕寥老旅嬉矔到?。
已發(fā)現(xiàn)按本發(fā)明制備的可降解的膜(尤其在更薄的或弱化的部分)在4～10周的較短時間(它代表待繁殖種子的發(fā)芽時間)之后將老化，這取決于降解添加劑的加入和膜的厚度。該膜也可以一定間隔設(shè)有縫隙或波紋以便發(fā)芽的苗穿過該膜?？p隙或波紋的間隔取決于生長的植物種類。
因此，保證了發(fā)芽的苗容易穿過該塑料覆蓋膜，該塑料膜優(yōu)選在作物生長期間迅速降解，這樣在收獲時(可能要5或6個月之后)它已至少部分地分解了。
已發(fā)現(xiàn)，在生長季節(jié)開始后應(yīng)用塑料膜覆蓋種子床可延長生長期達(dá)兩個月，獲得更大的收獲量，每公頃高達(dá)6噸玉米(干基產(chǎn)量)，導(dǎo)致或保證回收裝備種子床的費(fèi)用。對其它作物(例如甜菜)的初步試驗(yàn)表明更高的產(chǎn)量和更高的糖含量。
至于覆蓋膜，該膜可以是未處理的或可光降解的或可生物降解的或是可光降解和可生物降解二者的組合。于是對結(jié)合光降解性和生物降解性的膜來說，由于該膜迅速分解可使植物發(fā)芽后穿過該膜，而生物降解添加劑會使任何埋在地下的塑料在作物收獲后分解。這就避免在同一田地長期應(yīng)用塑料而引起土壤污染的任何可能性。在應(yīng)用沒有任何添加劑或是UV穩(wěn)定的玻璃罩覆蓋膜或覆蓋膜的情形中，在每次生長期后都會揭去并丟棄這些膜。然而與常規(guī)方法相比廢塑料的量大為減少了，因?yàn)閼?yīng)用了更少量的塑料。
本發(fā)明的實(shí)際方案現(xiàn)將參照表示優(yōu)選的拉伸機(jī)器的附圖而得以描述，拉伸機(jī)器可安裝在膜擠出線中，或者作為次級線裝在擠出線的下游。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，已發(fā)現(xiàn)預(yù)拉伸該標(biāo)準(zhǔn)寬度的膜布超過屈服點(diǎn)將導(dǎo)致膜厚度減小至不大于10微米。在該實(shí)施例中，膜的起始厚度為17微米?？梢詰?yīng)用中間夾有空氣的雙層膜以達(dá)到更好的保溫效果。至于雙層膜，優(yōu)選使每層膜的最大厚度約為8微米以減少費(fèi)用。
因此，在下述意義上膜的制備是一個較簡單的過程，即在進(jìn)行擠出時形成適當(dāng)膜厚度，而拉伸后膜厚度可達(dá)至少4微米，不會對膜的操縱性能產(chǎn)生任何不利效果。實(shí)際上已發(fā)現(xiàn)，拉伸了的膜即使薄也具有提高了的操縱特性。
給定厚度的拉伸了的膜比未拉伸的膜具有更大的強(qiáng)度。
現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明，其中

圖1示出膜拉伸機(jī)器，圖1(a)、1(b)、1(c)和1(d)顯示產(chǎn)生膜的局部額外拉伸的不同型式的輥。
圖2是膜拉伸線中波紋輥的示意圖。
參照闡述一個實(shí)際方案的圖1，膜被導(dǎo)入拉伸機(jī)器10，它包括與高速拉伸輥12機(jī)械連接的低速拉伸輥11，隨著膜從薄膜輥15上脫下，高速拉伸輥就接觸該膜，在薄膜輥和高速拉伸輥12之間的間隙中拉長該膜。拉伸作用將使適用于覆蓋土壤的膜面積顯著增大?？裳啬さ拈L度方向或?qū)挾确较蚧蛘唛L度方向和寬度方向的面拉伸。伸長率可高達(dá)300％拉伸的數(shù)量級。然后該膜可通過退出輥13和14直接分配到耕作過的土壤17上。
膜的拉伸可通過不偏離本發(fā)明構(gòu)思的一些不同方法實(shí)現(xiàn)。例如，本領(lǐng)域中熟知的直接制動薄膜輥或者馬達(dá)驅(qū)動高速拉伸輥(未示出)。
本發(fā)明導(dǎo)致更有效地應(yīng)用薄膜，對于相同量塑料成本可達(dá)到大約多到兩倍于未拉伸的膜標(biāo)準(zhǔn)長度的長度。
在本發(fā)明又一實(shí)施例中，膜可作為雙層膜擠出，或者也可以雙層擠出再形成雙層膜，中間夾有空氣，然后膜被拉伸超過它的屈服點(diǎn)。兩層膜可通過在邊緣用土壤覆蓋而密封，這樣可起層間夾有空氣和將膜固定在土地上的雙重作用。該膜甚至表現(xiàn)更好的保溫效果，并可作為預(yù)熱膜在覆蓋了的耕種床中播種前應(yīng)用更長的時間。
能夠理解的是，該膜的寬度能容納多于一排的栽培品種。
優(yōu)選地(為了避免該膜在工作場所損壞)該膜的拉伸是在膜擠出時或者在將膜鋪設(shè)之前進(jìn)行。
圖2示出在擠出后已拉伸的膜中形成弱化部分的方案示意圖，輥20包括壓紋部分21，它們壓在膜上而在退出拉伸機(jī)器的已拉伸膜中形成弱化部分23。
對照圖1(b)、(c)和(d)，這些略圖顯示具有不同表面形狀的輥，這些形狀取決于待覆蓋作物的性質(zhì)。
圖1(a)生產(chǎn)的膜例如適合玉米，玉米單一的莖將在間隔兩行植物的弱化部分穿過該膜。
圖1(b)示出的輥20具有大面積壓紋26以形成適合例如馬鈴薯作物的單一弱化行。
圖1(c)示出在輥30上的4排細(xì)長的突出部分或盤25，它們與輥32上的隙縫或槽31嚙合，供拉伸膜以在膜中形成很薄的局部部分。已發(fā)現(xiàn)這適合谷類作物如小麥或大麥等，或其它種類的作物。
圖1(d)是輥的另一實(shí)例，可應(yīng)用輥20上的很多壓紋型模27在拉伸了的膜上形成弱化的控制圖形，形成很多行弱化點(diǎn)，適合谷類作物和其它類作物。
優(yōu)選具有兩個拉伸站，第一個例如是在膜擠出機(jī)上的線上預(yù)拉伸站，其中放置在圖1(a)至1(d)中闡述的壓紋輥。這些壓紋輥可相互交換，使得在制造膜時產(chǎn)生多種膜。
已發(fā)現(xiàn)如果膜中包含彩色不透明顏料(例如綠色或黑色或其它顏色)，則另外被拉伸的膜局部區(qū)域(即通過上述形成膜的該部分的壓紋凸出部分或盤拉伸的)使膜中那些拉伸了的局部部分呈透明的。于是獲得另外有益的結(jié)果，光線從拉伸了的部分射入緊鄰發(fā)芽植物芽的土壤區(qū)，而在不透明的膜下方，光線被反射或被阻止透到所有其它地方，于是限制了雜草的生長，并節(jié)制因之而應(yīng)用的除草劑等。
權(quán)利要求
1．用于覆蓋耕作土壤或框架結(jié)構(gòu)的塑料薄膜，其中至少一部分該膜在應(yīng)用前已被拉伸超過它的屈服點(diǎn)。
2．包含植物種子或?qū)┓敝车闹参锓N子的擠出塑料薄膜，其中該膜布被拉伸超過其屈服點(diǎn)致使膜布的至少一部分厚度減小了。
3．覆蓋播種了的土壤或者將包含供繁殖用種子的土壤的擠出塑料薄膜，其中該膜布被拉伸超過它的屈服點(diǎn)致使膜的厚度減小了，于是膜布將迅速老化并讓發(fā)芽了的苗穿過。
4．用于覆蓋包含植物種子的作物床或?qū)l(fā)芽的植物種子的作物床的薄膜，其中非紫外線抗性可光降解的和/或可生物降解的膜布適于進(jìn)行拉伸超過其屈服點(diǎn)，于是膜的厚度被減小到小于10微米的厚度，使得至少部分該膜布將通過風(fēng)化和/或生物作用更迅速地老化，于是讓發(fā)芽了的苗從保護(hù)性覆蓋膜下面穿過并且促進(jìn)土壤保溫以及在種子發(fā)芽過程中和/或前期保護(hù)種子以防霜凍。
5．權(quán)利要求2或3中要求的膜布，其中該膜邊緣被折疊了或者比膜中部具有更大的厚度。
6．權(quán)利要求2或4中要求的膜布，其中沿拉伸的膜以一定間隔形成波紋部分以在其中容納發(fā)芽的苗，膜中的波紋部分形成弱化部分，后者將容易允許長勢猛的發(fā)芽了的苗穿過。
7．?dāng)D出的塑料薄膜，它適用于覆蓋包含植物種子的土壤或者將包含供繁殖的植物種子的土壤，其中該膜以雙層膜形式擠出或者以兩層形式擠出而形成兩層間可夾有空氣的雙層膜，其中該膜被拉伸超過其屈服點(diǎn)以致在較冷的氣候中表現(xiàn)良好的隔熱性。
8．用于覆蓋耕作土壤或框架結(jié)構(gòu)的膜布，其中該膜在應(yīng)用到土壤前被拉伸超過其屈服點(diǎn)，而且其中該膜按預(yù)定的圖形或線沿膜的長度方向經(jīng)歷進(jìn)一步的局部拉伸以便讓作物穿過所述局部拉伸的部分。
9．權(quán)利要求8中要求的膜布，其中所述預(yù)定的圖形是根據(jù)待覆蓋的土壤中將繁殖的作物植物的種類選擇的。
全文摘要
所公開的是提供塑料薄膜,它用于覆蓋土壤而用于作物或者覆蓋框架以獲得溫室效應(yīng),其中該膜的至少一部分在應(yīng)用前已被拉伸超過它的屈服點(diǎn)。在其它形式中,該膜經(jīng)受了二次拉伸而在該膜的某些局部區(qū)中形成預(yù)定的弱化模式。該膜可以是可光降解和可生物降解的,于是當(dāng)膜露置于自然環(huán)境中時可加速該膜的分解。
文檔編號B29L7/00GK1220576SQ97195174
公開日1999年6月23日 申請日期1997年5月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月3日
發(fā)明者P·約翰斯通 申請人:第一綠色場地有限公司