Способ получения структурного поликарбонатного листа Российский патент 2023 года по МПК A01G9/22 E04C2/54 

Изобретение относится к способам получения структурного поликарбонатного сотового или ячеистого листа в качестве укрывного материала для парников, промышленных и бытовых теплиц, зимних садов, навесов, беседок, а также для светопрозрачных архитектурных конструкций, остекления, дизайна и рекламы, который также может быть использован для облицовки стен, потолков, для устройства перегородок, перекрытий, автобусных остановок, для изготовления подвесных потолков.

Известно, что под действием солнечного света в листьях растений происходят различные фотобиохимические реакции (фотосинтез). Листья растений поглощают свет различных спектральных диапазонов, который выполняет субстратную (синтез веществ) и регулятивную (морфогенез) функции. Спектральные диапазоны света имеют следующие физиологические значения:

- 280-320 нм: оказывает вредное воздействие;

- 320-400 нм (УФ-ультрафиолетовый): регуляторная роль, необходимо несколько процентов;

- 400-500 нм («синий»): необходим для фотосинтеза и регуляции;

- 500-600 нм («зеленый»): благодаря высокой проникающей способности полезен для фотосинтеза оптически плотных листьев, листьев нижних ярусов, густых посевов растений;

- 600-700 нм («красный»): ярко выраженное действие на фотосинтез, развитие и регуляцию процессов;

- 700-750 нм («дальний красный»): ярко выраженное регуляторное действие, достаточно несколько процентов в общем спектре;

- 1200-2000 нм (ПК): поглощается внутри- и межклеточной водой, увеличивает скорость тепловых биохимических реакций.

(Тихомиров А.А., Шарупич В.П., Лисовский Г.М. «Светокультура растений», изд. СО РАН, Новосибирск, 2000 г., http:/greenhouses.ru/svetokultura).

Вместе с тем, несмотря на весьма сложную картину действия спектрального состава света на рост растений, в настоящее время установлено, что наибольшей активностью в пределах физиологической радиации обладают оранжево-красные и сине-фиолетовые лучи. В меньшей степени влияют желто-зеленые и дальние красные лучи. Наибольшим поглощением обладают растения в красной области спектра. Жесткое ультрафиолетовое излучение резко подавляет фотосинтез и опасно для хлорофильных зерен листьев (И.А. Шульгин. Растение и солнце. Л., «Гидрометеоиздат», 1973, с. 142-145).

Очередной этап развития сельскохозяйственного производства, связанный с повышением продуктивности растений при адаптации к солнечному излучению, обязан появлению полиэтиленовых парниковых пленок. Однако наряду с явными достоинствами у этих пленок появились и недостатки, связанные с их разрушением под действием солнечного ультрафиолета, в связи с чем появилось большое количество различных органических добавок в виде красителей, которые будучи введенными в полиэтилен поглощали ультрафиолетовое изучение, предотвращая разрушение пленок, и одновременно облучали растения дополнительным красным цветом, создавая благоприятные условия их роста.

Вместе с тем, несмотря на высокую начальную эффективность преобразования УФ-излучения в красный цвет, реального применения пленки с органическими светопреобразующими добавками не нашли по причине быстрого разрушения добавок под действием ультрафиолета с потерей ими необходимых светопреобразующих свойств и механической прочности (В.А. Воробьев, аннотация проекта «Разработка технологии производства фотолюминофора красного цвета свечения с субмикронными размерами частиц для парниковых пленок на основе полиэтилена», http://stavintech.ru/proposals/winner201.html).

Сотовый поликарбонат - долговечный, прочный материал, обладающий высокой ударопрочностью, выдерживающий значительную снеговую и ветровую нагрузки, хорошо удерживающий тепло. Легкость в резке и сверлении обеспечивают безопасность и простоту сборки конструкций из сотового поликарбоната, включая современные сборные конструкции тепличного хозяйства. Листы поликарбоната, применяемые как покрытие таких конструкций, можно легко сгибать, не нагревая, при этом он не будет ломаться.

Известна полимерная композиция и ее варианты для производства укрывного материала теплиц (см. Описание к патенту РФ №2609801, МПК C09K 11/08, C09K 11/54, C09K 11/56, C08K 3/30, C08L 69/00, A01G 13/02, опубл.: 06.02.2017).

Композиция содержит полимер, преимущественно поликарбонат, люминесцирующий наполнитель - люминофор с синим цветом свечения в области спектра 380-510 нм и областью возбуждения 250-380 нм, например ФК-1 и/или красным цветом свечения в области спектра 580-710 нм и областью возбуждения 200-600 нм, например ФЛ-626. Композиция может содержать светорассеивающую добавку, регулирующую ростовые и фотосинтезирующие реакции растений. В качестве светорассеивающей добавки композиция содержит мастербатч цветной, представляющий собой смесь полимера, преимущественно поликарбоната, с красителем по одному из групп цветов по RAL 4001, или 4006, или 4012, RAL 3000, или 3016, или 3033, RAL 2000, или 2005, или 2012, при определенном массовом соотношении компонентов. Добавки (мастербатч цветной, представляющий собой смесь полимера, преимущественно поликарбоната, с красителем), используемые в этом изобретении не корректно называть «светорассеивающими», так как они не способны оказать влияние на распределение и разделение светового потока - на его диффузию. С помощью красителей регулируется лишь преобладание лучей определенного спектра в каждом отдельно взятом продукте. Т.е. чтобы получить больше полезных лучей для всхода семян необходим один вид листов сотового поликарбоната, для завязывания плодов - другой вид листов, а для созревания -третий. Люминофоры никак не влияют на диффузию и рассеивание света. Их задача состоит в том, чтобы изменять спектры поглощаемого света, что никак не влияет на изменение углов прохождения лучей светового потока. Светорассеивание, в этом патенте, предполагает нанесение дополнительного слоя материала со светорассеивателем в виде пленки. По этой причине получаемый материал дороже и сложней в изготовлении за счет входящих цветовых наполнителей, оборудования для нанесения пленки, требует дополнительного оборудования для измерения соответствия длин пропускаемых световых волн, уровня общего светопропускания, так как несоответствия в длинах волн могут определенным образом сказаться на развитии растений, урожайности. Также необходимо учитывать, что красители и люминофоры могут неравномерно распределяться внутри полимерного материала, что усложняет процесс подбора необходимого уровня пропуска той или иной волны, который никак не влияет на изменение угла прохождения и отражения света, а лишь влияет на длину волн прямых солнечных лучей.

Это изобретение никогда не применялось на практике именно из-за своей сложности, дороговизны и сомнительного эффекта

Известен способ получения полимерного комбинированного материала, который состоит из поликарбонатного слоя и других слоев, которые наносят поверх поликарбонатного слоя (см. Описание к патенту РФ №2245793, МПК7 В32В 27/08, 31/00, опубл. 10.02.2005). Получаемый материал является многослойным, слои монолитные, которые производятся с использованием валов каландров. Такой монолитный лист имеет значительный удельный вес 4,8 кг/м² при его толщине 4 мм. Использование валов каландров позволяет регулировать толщину монолитного листа в широких пределах 300 микрометров - 12 мм. Прочность такого листа достаточно высока, но при его производстве имеет место большой расход исходных компонентов.

Способ не позволяет получить структурный поликарбонатный лист малой толщины с малым расходом исходных материалов, имеющий достаточную прочность для указанного выше применения с экономией исходных компонентов.

Известен способ получения структурного поликарбонатного листа экструзионным методом, при котором проводят дозирование исходных сырьевых компонентов, подачу их на экструдер, где производят их сжатие, плавление, декомпрессию, дегазацию, повторное сжатие, фильтрацию, перекачивание расплава, его распределение и формирование с помощью формующей головки экструдера структуры листа, после формующей головки расплав подают на плиты калибратора, перемещают его между ними с помощью тянущих устройств, установленных после калибратора. Скорость протяжки тянущих устройств выбирают в диапазоне 3,1-7,25 м/мин (см. Описание к патенту РФ №2422275, МПК В29С 47/52, опубл.: 27.06.2011).

Поверхности могут обладать не только свойствами направленного (зеркального) и диффузного отражения, но и свойствами направленного и диффузного пропускания. Направленное пропускание света происходит сквозь прозрачные материалы (например, обычный сотовый поликарбонат, стекло) При этом потоки падающего и пропущенного света имеют одно направление и распространяются в одном и том же телесном угле. Через прозрачные материалы хорошо видны предметы, даже несмотря на то, что лучи света слегка, преломляются, т.е. отклоняются от первоначального направления. Диффузное же пропускание света происходит сквозь материалы, в которых поверхностные или внутренние неоднородности приводят к беспорядочному перемешиванию световых лучей, поэтому через такой материал очертания предмета размыты.

Таким образом диффузное пропускание света позволяет равномерно распределять прошедший сквозь тело световой поток по всем направлениям независимо от направления падающего на него потока (см. фиг. 1).

Технология производства сотового поликарбоната позволяет производить структурированный многослойный поликарбонатный лист инженерного класса, способный пропускать до 90% видимого света и при этом имеющий новое свойство - на 100% подвергать разделению (диффузии) солнечные лучи без выборочного влияния на определенные длины волн солнечного спектра.

Прямые солнечные лучи превращаются в рассеянный (диффузный) свет в момент, когда они проходят через лист сотового поликарбоната Полигаль SMART. При этом лучи выходят из листа под разными углами, уменьшая их интенсивность, но не снижая общий уровень светопропускания.

Задача состоит в достижении равномерного и полного пропускания спектра ФАР (см. фиг. 2). (ФАР - фотосинтетически активная радиация - часть доходящей до биоценозов солнечной радиации в диапазоне от 400 до 700 нм, используемая растениями для фотосинтеза).

Технический результат данного изобретения заключается в создании стимулирующего фотосинтез диффузного бестеневого естественного освещения при использовании листа сотового поликарбоната, изготовленного из композиционной смеси, в качестве укрывного материала для парников, теплиц, зимних садов.

Указанный технический результат достигается в способе получения структурного поликарбонатного листа экструзионным методом, при котором проводят дозирование исходных сырьевых компонентов, содержащих гранулированный поликарбонат и добавки (если необходимо), подачу их на экструдер, где производят их плавление и формирование структуры листа с помощью формующей головки экструдера, после формующей головки расплав подают на плиты калибратора, перемещают формируемый лист между ними с помощью тянущих устройств, установленных после калибратора, тем, что до подачи на экструдер в гранулированный поликарбонат добавляют и смешивают с ним гранулы поликарбоната, в полимерную матрицу которого встроены частицы диффузора для изменения углов прохождения и отражения лучей света, в соотношении (мас.%)

гранулированный поликарбонат с диффузором - 0,01 - 40;

гранулированный поликарбонат - остальное до 100 мас.% смеси.

Кроме того, в качестве частиц диффузора используют частицы марки TOSAF LD5891PC EU-РС Light diffuser.

Изобретение дополнительно иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 показано диффузное пропускание света.

На фиг. 2 показано направленное и полное рассеянное (диффузное) пропускание спектра ФАР.

На фиг. 3 показано сравнение схем обычного затененного и диффузного бестеневого естественного освещения при использовании листа сотового поликарбоната, изготовленного из предлагаемой композиционной смеси.

На фиг. 4 показана зависимость показателя прозрачности от уровня светопропускания готового материала.

На фиг. 5 показана диаграмма высоты главного стебля, см.

На фиг. 6 показана диаграмма числа листьев на главном стебле, шт.

На фиг. 7 показана диаграмма числа побегов на главном стебле, шт.

На фиг. 8 показана диаграмма числа соцветий (цветков) на главном стебле, шт.

На фиг. 9 показан график освещенности внутри поликарбонатных теплиц в 9.00, % от открытого грунта.

На фиг. 10 показан график освещенности внутри поликарбонатных теплиц в 13.00, % от открытого грунта.

На фиг. 11 показан график освещенности внутри поликарбонатных теплиц в 18.00, % от открытого грунта.

На фиг. 12 показан график хода температуры воздуха и почвы в 9.00, °С.

На фиг. 13 показан график хода температуры воздуха и почвы в 13.00, °С.

На фиг. 14 показан график хода температуры воздуха и почвы в 18.00, °С.

Представленный на чертежах вариант осуществления диффузного бестеневого естественного освещения при использовании листа сотового поликарбоната приведен, прежде всего, в целях иллюстрации и не должен быть истолкован как ограничение объема притязаний.

В качестве гранулированного поликарбоната может использоваться любой гранулированный поликарбонат, предназначенный для экструзии и литья под давлением.

В качестве гранулированного поликарбоната с частицами диффузора могут использоваться гранулы с частицами марки TOSAF LD5891PC EU-PC Light diffuser, либо другой сырьевой материал, обладающий характеристиками, схожими с характеристиками указанной марки.

При производстве диффузного сотового поликарбоната Полигаль SMART в качестве сырья используется композиционная смесь из гранул обычного поликарбоната и гранул поликарбоната, в полимерную матрицу которого встроены частицы диффузора (например марки TOSAF LD5891PC EU-PC Light diffuser), обладающие необходимой структурой, разбивающей и отражающей световые потоки во всевозможных направлениях.

Благодаря тому, что диффузор встроен в гранулы поликарбоната, он равномерно распределяется по всей структуре готового материала (по всей площади и всему объему поликарбонатного листа). Проще говоря, диффузор придает листу сотового поликарбоната едва заметную неоднородность структуры по всей площади листа, которая и влияет на изменение количества проходящих сквозь поверхность лучей и на изменение углов их прохождения и отражения.

Свойства диффузора (например, TOSAF LD5891PC EU-PC Light diffuser) для поликарбонатного сырья: обеспечивают необходимое соотношением между диффузионными свойствами поликарбоната и его светопропускной способностью.

Готовый материал приобретает свойство равномерно распределять потоки входящего света, не снижая уровня светопропускания в соответствии с толщиной листа готовой продукции. Внесение диффузора в прозрачный поликарбонат изменяет такую оптическую характеристику материала, как прозрачность (см. фиг. 4). Но, как мы видим из графика, со снижением показателя прозрачности уровень светопропускания готового материала не изменяется. Уровень внесения диффузора позволяет получить диффузный сотовый поликарбонат с требуемыми для конкретной задачи свойствами.

В зависимости от конкретной задачи, которую должен решить новый материал, соотношение диффузной добавки к основному компоненту - поликарбонату может составлять от 0,01% до 40%. Гранулы прозрачного поликарбоната - от 99,99% до 60%.

Получаемый в результате готовый сотовый поликарбонат с диффузными свойствами может показывать уровень светопропускания от 92% до 20% по стандарту ASTM D1003 в зависимости от толщины готового изделия.

Указанными признаками изобретения обеспечивается создание стимулирующего фотосинтез диффузного бестеневого естественного освещения при использовании листа сотового поликарбоната, изготовленного из композиционной смеси, в качестве укрывного материала для парников, теплиц, зимних садов.

При всех своих положительных качествах обычный сотовый поликарбонат имел существенный недостаток - практически прямое прохождение солнечных лучей сквозь лист, усиливающееся за счет преломления в ребрах листа и создающее эффект призмы. Прямые солнечные лучи, усиленные эффектом призмы, могут оказать негативное влияние на рост и развитие растений, особенно в жарком климате. Растения подвергаются повышенному тепловому воздействию, снижается эффективность их развития, что требует более значительного полива (следовательно, большего расхода воды) и затенения. Поэтому разрабатывались целые системы затенения теплиц с помощью парусины, сеток и т.д.

Помимо указанного выше технического результата получаемый предлагаемым изобретением продукт проявляет следующие положительные качества:

1. Дополнительные полезные свойства материала проявляются в снижении температуры воздуха внутри / под материалом за счет равномерного поглощения УФ лучей и равномерного распределения нагрева листа по всей площади вследствие преобразования прямых солнечных лучей в диффузные.

Диффузный свет способствует фотосинтезу, снижает риск теплового шока и ожога растения, что убирает необходимость в дополнительном затенении при высокой солнечной активности и снижает общие затраты на обслуживание. В южных районах или в районах средней полосы в жаркие солнечные дни теплицы нуждаются в затенении с помощью специальных тканей или сеток. При использовании Полигаль SMART необходимость в дополнительном затенении отпадает.

2. Также, благодаря диффузии естественного освещения и снижению общей тепловой нагрузки, под укрывным материалом с рассеивающей добавкой создаются комфортные условия для поддержания влажности почвы, что снижает потребность в поливе

3. Становится возможным исправить недостатки большой площади остекления или светопрозрачных кровель в регионах с жарким климатом. Полигаль SMART за счет преобразования прямых лучей в диффузные снизит нагрев помещений с большой площадью остекления.

4. Диффузный свет позволить использовать такой поликарбонат в дизайнерских решениях, связанных с декором помещений, рекламой и в светотехнике.

Свет, рассеянный облаками и прошедший через них (такой свет также называют диффузным), сильно обеднен коротковолновой ультрафиолетовой, сине-фиолетовой и инфракрасной радиациями. Поэтому в нем больше полезных для фотосинтеза оранжево-красных лучей, чем в прямом.

Диффузный свет, составляющий в среднем 1/10 интенсивности прямых лучей, поглощается растением почти полностью, и коэффициент его использования намного больше. Рассеянный свет выгоднее и по составу - в нем до 50-60% желто-красных лучей (ФАР), важных для фотосинтеза, а в прямом их бывает всего 30-35%.

В ясные дни диффузный свет составляет 10-15% от общей радиации, а в пасмурные - все 100%.

Однако соотношение между рассеянной и прямой солнечной радиацией, между интенсивностью света и его спектральным составом крайне изменчиво и неодинаково в разных географических условиях, на разной высоте над уровнем моря, оно зависит от состояния атмосферы, рельефа, характера растительности и т.д. Эти соотношения различны в разные часы дня, в разные сезоны вегетационного периода, в разные годы.

И сама высота солнцестояния меняется не только в течение суток, но также по временам года и в зависимости от географической широты.

В природе огромное значение имеют экспозиция и наклон склонов. Изменение угла падения солнечных лучей сильно меняет и интенсивность радиации. Поэтому более заметны не широтные, а топографические вариации силы света.

Все эти особенности и переменчивость световых потоков учитывает сотовый поликарбонат SMART.

Благодаря своей структуре и многочисленным ребрам жесткости световые потоки улавливаются в течение всего светового дня, вне зависимости от того, в какой географической широте и каком климатическом поясе находится теплица с покрытием из такого поликарбоната.

Более того, улавливая эти световые потоки, сотовый поликарбонат SMART подвергает их 100% диффузии, что позволяет использовать не только самые полезные волны света, но и равномерно распределять их по всему пространству теплиц. Распределенные световые потоки, в отличии от прямых, освещают не только те части растения, которые непосредственно попадают под них, но и равномерно распределяется по всему растению, освещаю и нижние части листов, и прикорневую зону (см. фиг. 3). Растение буквально купается в лучах полезного рассеянного солнечного излучения, насыщая клетки с хлорофиллом кислородом и преобразуя его в органические клетки - улучшается фотосинтез. В итоге улучшается рост и развитие растений, завязывание цветков и вызревание плодов.

Ниже в Таблице №1 приведен сравнительный анализ продуктов: прозрачный сотовый поликарбонат и светорассеивающий сотовый поликарбонат марки Полигаль SMART производства компании ООО «Полигаль Восток» (толщина 4 мм - варианты дизайна).

Лист сотового поликарбоната, содержащий диффузный компонент, получает уникальное свойство на 100% рассеивать и распределять в разных направлениях проходящий через него свет без потери в светопроницаемости. А это, в свою очередь, создает более благоприятные условия для объектов, находящихся под защитой сотового поликарбоната с таким свойствами.

Данное свойство было проверено в сравнительных исследованиях, проведенных Тверским Институтом переподготовки и повышения квалификации кадров агропромышленного комплекса Министерства сельского хозяйства РФ (см. Таблицу №2), которые установили стимулирующую роль диффузного компонента на рост и фотосинтез растений, выращиваемых в условиях защищенного грунта (теплицы).

В общем виде конкретный пример процесса производства обычного сотового поликарбоната может состоять из следующих этапов: Подготовка сырья:

Гранулы поликарбоната и других необходимых добавок поступают на производство от производителей сырья. Перед производством они взвешиваются, сушатся и подаются для непосредственного производства листов на плавление в экструдер.

Исходное сырье: гранулы поликарбоната и гранулы добавок (если необходимо). А также необходимые компоненты для УФ-защиты.

Плавление сырья:

Внутри экструдера гранулы поликарбоната и добавки нагреваются до определенных температур, расплавляются в специальных камерах, и образуют материал достаточной вязкости. Формирование листов:

Далее в процессе экструзии полученная в камере плавления масса при прохождении через формующую фильеру образует многослойную плиту с ячеистой структурой и подается дальше на конвейер.

Нанесение УФ-защитного слоя:

Параллельно с экструзией, в процессе ко-экструзии, на лист поликарбоната накладывается слой, содержащий UV-компонент, который защищает поликарбонат от воздействия ультрафиолетового спектра солнечных лучей.

Остывание и нарезка:

Проходя по конвейеру лист сотового поликарбоната пропускается через несколько печей с разными температурами. Благодаря этому происходит равномерное остывание листа и снятие внутренних напряжений. После этой обязательной процедуры лист может быть нарезан на требуемые размеры, после чего готовый материал складируется. Особенность технологии производства светорассеивающего сотового поликарбоната Полигаль SMART в отличие от аналогов заключается в создании композиционной смеси различных гранул поликарбоната для производства структурного листа, обладающего свойством 100% диффузии входящего светового потока всего спектра солнечного излучения без потери его полезных качеств. На выходе получается полимерный материал, содержащий поликарбонат и специальный компонент на основе поликарбоната, который изменяет оптические свойства прозрачного поликарбоната, не изменяя его характеристик, в том числе уровня светопропускания (см. фиг. 4).

Для использования в качестве укрывного материла для теплиц, парников был произведен и протестирован сотовый поликарбонат с долей компонента-диффузора 1% или 2%.

Тестирование производилось в полевых условиях с использованием светорассеивающего сотового поликарбоната толщиной 6 мм и прозрачного сотового поликарбоната толщиной 6 мм. Полученные данные отражены в Таблице №2.

В общем виде отличия и преимущества по сравнению с другими аналогами уровня техники следующие:

Для того, чтобы избежать прямого прохождения солнечных лучей сквозь лист, усиливающихся за счет преломления в ребрах листа и создающих эффект призмы, многие производители пытались делать поликарбонат разных цветов, наносить на него различные слои и пленки, использовать мастербатчи, люминофоры, которые отсекали одни волны солнечного спектра и усиливали другие. Но в итоге давали сотовому поликарбонату одни полезные качества, в ущерб другим, необходимым для фотосинтеза.

Дополнительные слои, пленки, красители, люминофоры не способны повлиять на изменение направлений светового потока. Они лишь влияют на длины волн солнечного спектра. При этом все перечисленные компоненты атакуются УФ-лучами солнца, теряют свои качества и полностью разрушаются в течение 2-3 лет. Поэтому эти технологии не нашли применения на практике, в связи своей неэффективностью, недолговечностью, сильным влиянием на стоимость готового изделия.

Светорассеивание, которое предложено в аналогах, предполагает нанесение дополнительного слоя материала со светорассеивателем в виде пленки.

По этой причине получаемый материал дороже и сложней в изготовлении за счет входящих цветовых наполнителей, оборудования для нанесения пленки, требует дополнительного оборудования для измерения соответствия длин пропускаемых световых волн, уровня общего светопропускания, так как несоответствия в длинах волн могут определенным образом сказаться на развитии растений, урожайности.

Также необходимо учитывать, что красители и люминофоры могут неравномерно распределяться внутри полимерного материала, что усложняет процесс подбора необходимого уровня пропускания той или иной волны.

Сотовый поликарбонат SMART прост в изготовлении, не требует ни дополнительного оборудования, ни дополнительных контрольных приборов, не предполагает нанесения ущерба растениям вследствие ошибки в рецептуре при производстве и при любом % диффузии безусловно влияет на рост растений только положительно.

Полигаль SMART пропускает все необходимые для фотосинтеза световые лучи, подвергая их диффузии, что способствует улучшенному фотосинтезу. Задача предлагаемого изобретения не в воздействие на спектр солнечного света с целью усиления или блокировки отдельных световых волн, а в преобразовании интенсивного солнечного излучения всего, необходимого для фотосинтеза, спектра ФАР во множество мелких разнонаправленных световых пучков в момент их прохождения через сотовый поликарбонат SMART, что способствует улучшенному равномерному освещению и фотосинтезу.

Ниже приводим пример исследования достижения диффузного бестеневого естественного освещения предлагаемым изобретением.

1. Место проведения исследований и схема опыта

Для проведения исследований выбран участок площадью 100 м², на котором были расположены теплицы с покрытием из опытных материалов.

Почва опытного участка дерново-подзолистая преимущественно неглубокоподзолистая, легкосуглинистая по гранулометрическому составу, высокоокультуренная.

Мелкоделяночный 2-х факторный опыт (2x3) включает 6 вариантов. Повторность в опыте 5-ти кратная (2 растения - повторность). Ширина гряд 60 см, расстояние между грядами 0,4 м, в ряду 10 растений, между растениями в рядах 60 см.

Схема опыта

Фактор А (марка поликарбоната)

1 - Контроль (прозрачный сотовый поликарбонат, 6 мм)

2 - Поликарбонат Полигаль, 6 мм

Фактор В (культура)

1 - Томат

2 - Баклажан

3 - Огурец

Все наблюдения и исследования в опыте проводились по следующим методикам.

Сорта изучаемых растений: томат - Сибирский скороспелый, огурец - Герман, баклажан - Вакула.

Агротехника овощных культур общепринятая для культивационных сооружений (теплиц). Высадка рассады осуществлялась 12 мая.

2. Результаты исследований

Изучение опытного образца поликарбоната Полигаль по сравнению с обычным поликарбонатом осуществлялось путем проведения наблюдений за температурных режимом и освещенностью (% от открытого грунта), а также за ростом и развитием опытных культур.

Предварительные данные за анализируемый период времени с 12 мая по 29 июня представлены ниже.

Рассмотрим влияние изучаемого образца поликарбоната на рост и развитие опытных культур. Среди изучаемых культур медленные темпы роста и развития отмечались у баклажана.

На диаграмме фиг. 5 представлены данные по высоте главного стебля опытных культур.

Представленные данные убедительно свидетельствуют о положительном влиянии поликарбоната Полигаль на высоту растений баклажана и огурца. Так, высота баклажана по сравнению с контрольным вариантом возросла с 5,0 до 12,6 см, огурца - с 73,3 до 117,4 см или на 252,0 и 160,2%. Относительно томата положительной динамики не выявлено (50,8-46,6 см).

Одним из показателей, которые оказывают влияние на урожайность любой культуры, является листовая поверхность. На диаграмме фиг. 6 представлены данные по количеству листьев на главном стебле опытных культур.

Как видно из представленных данных, использование поликарбоната Полигаль по сравнению с обычным (контроль) привело к увеличению количества листьев на всех опытных культурах. Так, у томата с 10,8 до 11,2 шт, у баклажана с 5,5 до 6,0 шт, у огурца - с 10,3 до 13,4 шт. или на 3,7 - 9,1 - 30,1% соответственно.

Поскольку процесс фотосинтеза происходит в большей степени в листьях, то рассмотрим влияние изучаемого поликарбоната на содержание фотосинтетических пигментов в верхних листьях опытных культур (таблица 3).

Данные табл. 3 свидетельствуют, что изучаемый поликарбонат Полигаль не приводил к увеличению содержания хлорофилла ни у одной опытной культуры. Отмечается некоторая тенденция к увеличению каротиноидов лишь у баклажана - 85,9-93,2 мг/100 г сырых листьев.

Поскольку плодоношение опытных культур происходит на побегах, особенно у детерминантных томатов, то мы определяли влияние изучаемого поликарбоната на их ветвление. Данные по количеству побегов на главном стебле представлены на диаграмме фиг. 7.

Из диаграмме фиг. 7 видно, что применение поликарбоната Полигаль по сравнению с обычным, приводит, в среднем, к возрастанию количества побегов у томата с 3,8 до 4,2 шт, у огурца с 2,5 до 7,0 шт. У баклажана, ввиду его слабого развития побегов не образовалось.

На диаграмме фиг. 8 представлены данные по числу соцветий на главном стебле опытных культур.

Как видно из представленных данных применение опытного поликарбоната Полигаль привело к возрастанию числа соцветий (цветков) на опытных растениях. Так, у тома их количество возросло с 3,2 до 3,8, у огурца - с 4,8 до 19,6.

Таким образом, можно отметить весьма положительную роль изучаемого поликарбоната Полигаль по сравнению с обычным сотовым поликарбонатом независимо на рост и развитие опытных культур.

Данное положительное влияние связано с температурным режимом внутри теплиц и их освещенностью (% от открытого грунта).

На графиках фиг. 9-11 представлены данные по освещенности в теплицах в зависимости от марки поликарбоната. Освещенность измеряли как внутри теплицы, так и в открытом грунте на высоте 1 м от поверхности земли в 9.00, 13.00 и 18.00 по Московскому времени.

Данные графика фиг. 9 показывают, что независимо от времени суток освещенность внутри теплицы с поликарбонатом Полигаль была значительно выше, освещенности в теплице с обычным поликарбонатом. Разница в освещенности, в среднем, составляла в 9.00 - 14,5%, в 13.00 - 13,8%, в 18,00 - 13,7%. Что говорит о высокой светопроницаемости изучаемого поликарбоната Полигаль.

Изучение различных марок поликарбоната показало и их разностороннее влияние на температурный режим почвы и воздуха внутри теплиц. Данные по температурному режиму почвы и воздуха в теплицах представлены на графиках фиг. 12-14.

Как видно из представленных данных, температурный режим неотапливаемых поликарбонатных теплиц зависел от среднесуточных температур окружающего воздуха, а также марки укрывного материала.

Так, замеры температуры и воздуха и почвы в 9.00 утра показали, что Полигаль обеспечивал более теплый термический режим почвы и воздуха по сравнению с обычным поликарбонатом. Разница в температуре, в среднем за период наблюдений составила по воздуху 1,03°С, а по почве - 1,00°С.

Определение температуры в 13.00 показало аналогичную динамику. Так, разница в температуре воздуха составила 0,78°С, почвы - 0,88°С.

Определение температуры в 18.00 также позволило выявить преимущество поликарбоната Полигаль. Разница температур, в среднем за период наблюдений, составила по воздуху - 1,99°С, почвы - 0,61°.

Таким образом, можно отметить, что независимо от времени определения, изучаемый поликарбонат Полигаль по сравнению с обычным приводит к улучшению температурного режима, как воздуха, так и почвы.

Выводы:

1. Изучаемый поликарбонат Полигаль по сравнению с обычным, приводит к лучшему росту и развитию опытных овощных культур, таких как томат, баклажан и огурец, увеличивая высоту растений, количество листьев, побегов и соцветий (цветов) на них.

2. Определение содержания фотосинтетических пигментов в листьях верхнего яруса опытных культур показало отсутствие различий между изучаемыми марками поликарбоната по данному показателю.

3. Изучаемый поликарбонат Полигаль по сравнению с обычным позволяет увеличить освещенность опытных культур на 14,0%, а температурный режим воздуха и почвы - на 1,27 и 0,83°С соответственно.

4. По полученным предварительным данным изучаемый поликарбонат Полигаль превосходит обычный поликарбонат по многим параметрам.

Изобретение относится к способам получения структурного поликарбонатного сотового или ячеистого листа в качестве укрывного материала для парников, промышленных и бытовых теплиц, зимних садов, навесов, беседок, а также для светопрозрачных архитектурных конструкций, остекления, дизайна и рекламы, который также может быть использован для облицовки стен, потолков, для устройства перегородок, перекрытий, автобусных остановок, для изготовления подвесных потолков. Способ получения структурного поликарбонатного листа экструзионным методом, при котором проводят дозирование исходных сырьевых компонентов, содержащих гранулированный поликарбонат, подачу их на экструдер, где производят их плавление и формирование с помощью формующей головки экструдера структуры листа, после формующей головки расплав подают на плиты калибратора, перемещают формируемый лист между ними с помощью тянущих устройств, установленных после калибратора, до подачи на экструдер в гранулированный поликарбонат добавляют и смешивают с ним гранулы поликарбоната, в полимерную матрицу которого встроены частицы светорассеивающего оптического компонента, обеспечивающего диффузное пропускание или диффузное отражение падающего светового потока, независимо от его направления для изменения углов прохождения и отражения лучей света, в соотношении мас.%: гранулы поликарбоната со светорассеивающим оптическим компонентом - 0,01-40; гранулированный поликарбонат - остальное до 100 мас.% смеси. Изобретение обеспечивает создание стимулирующего фотосинтез диффузного бестеневого естественного освещения при использовании листа сотового поликарбоната, изготовленного из композиционной смеси, в качестве укрывного материала для парников, теплиц, зимних садов. 1 з.п. ф-лы, 14 ил., 3 табл.

1. Способ получения структурного поликарбонатного листа экструзионным методом, при котором проводят дозирование исходных сырьевых компонентов, содержащих гранулированный поликарбонат, подачу их на экструдер, где производят их плавление и формирование с помощью формующей головки экструдера структуры листа, после формующей головки расплав подают на плиты калибратора, перемещают формируемый лист между ними с помощью тянущих устройств, установленных после калибратора, отличающийся тем, что до подачи на экструдер в гранулированный поликарбонат добавляют и смешивают с ним гранулы поликарбоната, в полимерную матрицу которого встроены частицы светорассеивающего оптического компонента, обеспечивающего диффузное пропускание или диффузное отражение падающего светового потока, независимо от его направления для изменения углов прохождения и отражения лучей света, в соотношении мас.%:

гранулы поликарбоната со светорассеивающим оптическим компонентом - 0,01-40;

гранулированный поликарбонат - остальное до 100 мас.% смеси.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве светорассеивающего оптического компонента используют частицы марки TOSAF LD5891PC EU-PC Light diffuser или другой сырьевой материал, обладающий характеристиками, схожими с характеристиками указанной марки.