Películas y composiciones poliméricas que absorben infrarrojo.

Una película polimérica formada de una composición de polímero que comprende un polímero termoplástico y unmineral particulado deshidratado que tiene un d50 de menos de o igual a aproximadamente 0.

5 μm y en donde elmineral particulado deshidratado es caolín calcinado.

Películas y composiciones poliméricas que absorben infrarrojo Campo de la Invención Esta invención se relaciona con películas poliméricas que tienen características de absorción de radiación infrarroja.

La presente invención se relaciona con películas poliméricas per se y su uso como barreras infra-rojas en las industrias agrícolas y hortícolas. Más particularmente, la presente invención se relaciona con películas poliméricas que comprenden un polímero tal como una poliolefina y un mineral particulado deshidratado fino en donde el mineral particulado deshidratado es caolín calcinado. La presente invención también se relaciona con métodos para controlar y/o aumentar el rendimiento productivo de cultivos agrícolas y/o hortícolas al cubrirlos con dichas películas.

Antecedentes de la Invención Históricamente, se ha utilizado vidrio para cubrimientos de invernadero. Se conocen bien las ventajas de utilizar vidrio en dichas aplicaciones. Estas ventajas incluyen su vida larga de servicio y su capacidad de transmitir luz, o más específicamente, su capacidad de transmitir radiación en la región fotosintéticamente activa (PAR) . La longitud de onda de radiación PAR está en el rango de aproximadamente 0.4 a 0.8 µm. Sin embargo, se presenta una serie de desventajas asociadas con el uso de vidrio como una cubierta para plantas. Por ejemplo, el vidrio que solo se puede suministrar de manera general en láminas pequeñas, es frágil, requiere una gran cantidad de mantenimiento, que incluye limpieza, y es costoso. El vidrio puede ser muy difícil de instalar y frecuentemente el sello formado es menos adecuado.

Más recientemente, se han utilizado polímeros tal como polietileno de baja densidad (LDPE) como alternativas de bajo coste para vidrio. El uso de dichos polímeros ayuda a superar muchos de los inconvenientes asociados con el uso de vidrio. Por ejemplo, dichos polímeros se pueden suministrar en rollos grandes, y se pueden instalar más fácilmente con menos espacios, evitando así pérdida de calor. Los polímeros tal como LDPE son menos frágiles que el vidrio, significativamente más baratos y requieren menos mantenimiento.

Sin embargo, se presentan desventajas asociadas con el uso de películas poliméricas tal como LDPE como cubiertas para plantas y similares. El LDPE tiene una alta transmisión en la mitad más lejana de la región del infrarrojo y se perderá rápidamente cualquier calor generado bajo la película debido a la acción de la luz solar en las plantas o suelo. La región del infrarrojo intermedia es aproximadamente 7 a 13 µm y la región del infrarrojo más lejana se extiende a aproximadamente 25 µm.

Se conoce la adición de materiales de carga a las películas poliméricas con el fin de mejorar la retención de calor al

reducir la transmisión en la mitad más lejana del infrarrojo. Por ejemplo, el documento US 4115347 describe el uso de caolinita deshidratada en composiciones y películas de poliolefina.

Se presentan también inconvenientes asociados con el uso de composiciones poliméricas y películas que comprenden materiales de carga tal como aquellos descritos en el documento US 4115347. El uso de materiales de carga inorgánicos en películas puede tener efectos perjudiciales. Por ejemplo, el uso de dichos materiales de carga puede reducir la transmisión se luz visible y por lo tanto la ganancia de calor por las plantas durante el día. En climas que experimentan particularmente climas soleados, tal como el Sur de Europa, esto no puede ser necesariamente un problema y de hecho, pueden ser favorables la iluminación difusa y los niveles de energía reducidos, que evitan estrés por calor abrazador de las plantas. Sin embargo, en áreas más frías tal como el Norte de Europa, el requerimiento es frecuentemente para transmisión máxima de radiación PAR y luz directa.

Se presentan desventajas adicionales asociadas con el uso de materiales de carga, tal como caolinita deshidratada, en películas poliméricas. Por ejemplo, se sabe que la adición de cantidades incluso pequeñas de arcilla calcinada puede afectar adversamente la estabilidad de la película polimérica lo que conduce a reducciones significativas en la vida útil de servicio. Una forma de superar este problema se ha resultado en el uso aumentado de aditivos estabilizantes costosos.

En claridad de estos problemas, subsiste la necesidad de proporcionar películas poliméricas modificadas en forma adecuada que superan por lo menos algunos de los problemas anteriores.

La presente invención se basa en el hallazgo de que los minerales particulados deshidratados tal como arcilla de caolín calcinado, que poseen un tamaño de partícula promedio (d50/µm) por debajo de un valor particular son particularmente útiles para hacer composiciones poliméricas que absorben infrarrojo y películas poliméricas.

Resumen de la Invención

La presente invención se define en y por las reivindicaciones adjuntas. De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una película polimérica formada de una composición de polímero que comprende un polímero termoplástico y un mineral particulado deshidratado que tiene un d50 de menos de o igual a aproximadamente 0.5 µm y en donde el mineral particulado deshidratado es caolín calcinado.

El polímero y mineral particulado deshidratado se puede seleccionar de tal manera que los índices refractivos del polímero y mineral son similares. Por ejemplo, los índices refractivos pueden variar mediante una cantidad en el rango de 0 a 0.15, por ejemplo 0 a 0.1, normalmente 0.01 a 0.05.

La composición de polímero se puede hacer mediante un proceso de producción, que comprende una etapa de mezclar dicho polímero termoplástico y mineral particulado deshidratado que tiene un d50 de menos de o igual a aproximadamente 0.5 µm en donde el mineral particulado deshidratado es caolín calcinado.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para controlar y/o aumentar el rendimiento de cultivos agrícolas y/o cultivos hortícolas al cubrir dichos cultivos con una película polimérica de acuerdo con el primer aspecto de la invención.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención se proporciona un invernadero que comprende la película polimérica de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención.

De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona el uso de un mineral particulado deshidratado que tiene un d50 de menos de o igual a aproximadamente 0.5 µm como un material de carga en combinación con un polímero termoplástico en una película polimérica de absorción de infrarrojo en donde el mineral particulado deshidratado es caolín calcinado.

Los valores de d50, a menos que se indique de otra forma, son como se deriva de mediciones de diámetro esférico equivalente (esd) . Las mediciones esd se hacen en una forma bien conocida mediante la sedimentación del material particulado en una condición completamente dispersa en un medio acuoso utilizando una máquina sedigraph 5100 como se suministra por Micromeritics Instruments Corporation, Norcross, Georgia, USA, denominado aquí como una "unidad Micromeritics Sedigraph 5100". Dicha máquina proporciona mediciones y una gráfica de tamaño de partícula versus el porcentaje acumulado en peso de partículas que tienen un esd menor que el tamaño de partícula respectivo.

En una realización preferida de la invención, la composición de polímero para uso en el primer aspecto de la invención es tal que por lo menos aproximadamente 95 % por volumen de las partículas de mineral deshidratado tienen un diámetro de partícula de menos de 3 µm y el mineral particulado deshidratado es caolín calcinado. Entre aproximadamente 90 % y 98 % por volumen de las partículas de caolín calcinado pueden tener un diámetro de partícula de menos de 2 µm, por ejemplo, entre aproximadamente 93 % y aproximadamente 97 % por volumen de las partículas de caolín calcinado pueden tener un diámetro de partícula de menos de 2 µm. Adicionalmente, menos de aproximadamente 1 % por volumen de las partículas de caolín calcinado pueden tener un diámetro de partícula entre 3 y 5 µm y menos de aproximadamente 40 % por volumen de las partículas de caolín calcinado pueden tener un diámetro de partícula entre 1 y 5 µm. Un caolín calcinado particulado normal que se puede utilizar en la presente invención puede tener una distribución de tamaño de partícula de tal manera que entre aproximadamente 95 % y aproximadamente 99 % por volumen de las partículas tienen un diámetro de partícula de menos de 3 µm. Para esta realización preferida de la invención, el término "diámetro... [Seguir leyendo]

1. Una película polimérica formada de una composición de polímero que comprende un polímero termoplástico y un mineral particulado deshidratado que tiene un d50 de menos de o igual a aproximadamente 0.5 µm y en donde el mineral particulado deshidratado es caolín calcinado.

2. Una película polimérica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el caolín calcinado particulado tiene un d50 en el rango de aproximadamente 0.1 a 0.5 µm.

3. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el polímero termoplástico comprende una poliolefina.

4. Una película polimérica de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la poliolefina es polietileno.

5. Una película polimérica de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el polietileno es polietileno de baja densidad (LDPE) .

6. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición de polímero comprende EVA.

7. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el caolín calcinado particulado tiene la superficie tratada.

8. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente uno o más de los siguientes aditivos: estabilizantes, secuestrantes de ácido, agentes de acoplamiento y deactivadores de metal, en donde el aditivo está presente en una cantidad de 0.1 a 0.5 % en peso de la composición de polímero total.

9. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde por lo menos aproximadamente 95 % por volumen de las partículas de caolín calcinado tienen un diámetro de partícula de menos de 3 µm.

10. Una película polimérica de acuerdo con la reivindicación previa, en donde entre aproximadamente 90 % y 98 % por volumen de las partículas de caolín calcinado tienen un diámetro de partícula menos de 2 µm.

11. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el caolín calcinado particulado está presente en una cantidad de aproximadamente 1 a 15 % en peso de la película polimérica total.

12. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la película polimérica tiene un espesor de aproximadamente 100 a 400 µm.

13. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde los índices refractivos del polímero termoplástico y el caolín calcinado particulado varían mediante una cantidad en el rango de 0 a 0.15.

14. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde la película polimérica transmite más de aproximadamente 80 % de radiación PAR.

15. Una película polimérica de acuerdo con la reivindicación previa, en donde la película polimérica transmite más de aproximadamente 85 % de radiación PAR.

16. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en donde la película polimérica absorbe por lo menos 40 % en la mitad más lejana de la región del infrarrojo del espectro electromagnético.

17. Una película polimérica de acuerdo con la reivindicación previa en donde la película polimérica absorbe hasta 99 % en la mitad más lejana de la región del infrarrojo del espectro electromagnético.

18. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en donde la película polimérica absorbe 60 % a 95 % a través de la región del infrarrojo más lejana de la región electromagnética.

19. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en donde la película polimérica tiene un valor de turbidez de menos de 40 % en una longitud de onda incidente utilizada de acuerdo con ASTM D1003.

20. Una película polimérica de acuerdo con la reivindicación previa, en donde la turbidez es menor de 5 aproximadamente 30 %.

21. Una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, en donde la claridad es más de aproximadamente 90 % en una longitud de onda incidente utilizada de acuerdo con ASTM D1003.

22. Una película polimérica de acuerdo con la reivindicación previa, en donde la claridad es más de aproximadamente 95 %.

23. El uso de un mineral particulado deshidratado que tiene un d50 de menos de o igual a aproximadamente 0.5 µm como un material de carga en combinación con un polímero termoplástico en una película polimérico de absorción de infrarrojo en donde el mineral particulado deshidratado es caolín calcinado.

24. Un método para controlar y/o aumentar el rendimiento de cultivos agrícolas y/o hortícolas al cubrir dichos cultivos con una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.

25. Un invernadero que comprende una película polimérica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.