Многослойный мембранный материал для использования в холодных условиях для компостирования Российский патент 2023 года по МПК C05F17/90 B32B5/08 B32B27/00 

Изобретение относится к функциональному многослойному укрывному материалу для изоляции от окружающей среды процесса компостирования отходов пищевой и сельскохозяйственной промышленности, а также исключения выбросов загрязняющих веществ.

В результате различных сельскохозяйственных и других видов деятельности повседневной жизни образуются разнообразные отходы, включая растительные остатки, отходы животных и побочные продукты, такие как навоз, моча, кости, отходы переработки рыбы и отходы жизнедеятельности человека, такие как мусор, сточные воды. Утилизация отходов и получение компоста и органических удобрений является важной деятельностью стран в любых климатических зонах, от чего существующие технологии контроля и управления процессом включают регулируемую подачу нагретого воздуха, но это не решает проблему охрупчивания применяемых полимеров в тентах в условиях отрицательных температур.

Получаемый компост, изготавливаемый промышленно методом аэробного закрытого компостирования органических отходов под полупроницаемой мембраной в климатической камере используется в качестве удобрений растительного происхождения, а так же для изготовления почвогрунтов, искусственных почвоподобных субстратов, питательных грунтов для использования в сельском хозяйстве и на приусадебных участках, в коммунальном хозяйстве при благоустройстве территорий и озеленении, в лесном хозяйстве, для работ по рекультивации нарушенных земель и земельных участков.

Известны различные конфигурации гибких мембранных материалов, например в патенте US 8137957 «Non-woven cover for containing and abating odiferous organic emanations», представлены варианты материала, состоящего из по меньшей мере трех слоев, где внутренний слой не впитывает воду, но проницаем для газов, при этом испаряемые органические газы имеют возможность растворяться в каплях воды и стекать вместе с ними с поверхности, а углекислый газ и неконденсированные пары воды выходить наружу материала. Второй слой является защитным для внутреннего слоя от УФ излучения. Третий слой - внешний, мембрана с размером пор, допускающих пропускание углекислого газа и водяного пара, но не пропускающая воду и органические летучие газы для защиты окружающей среды.

Предложенный материал является актуальным и функциональным, однако отсутствуют внешние защитные слои для мембранного слоя, нарушение размера пор которого ведет к утрате функции непропускания летучих органических газов.

Известны изделия из иной группы разработок, применение свойств которых позволило бы расширить допустимую температуру эксплуатации мембранных и слоистых полимерных материалов.

Известен патент РФ 2212008 «Мат с греющим кабелем и способ его изготовления», в котором предлагается слоистое изделие с подогреваемым электрическим кабелем, обеспечивающее равномерный обогрев после монтажа, а также способ его производства. В изобретении предполагается эксплуатация изделия в неподвижном состоянии.

Наиболее близким к заявляемому является изобретение JP 2004174329 «Cover material for excretion pile» в котором описан слоистый материал, состоящий из внутреннего мембранного функционального слоя, обеспечивающего требуемую паропроницаемость, внешнего защитного слоя, обработанного стабилизаторами, ультрафиолетовыми поглотителями, внутреннего слоя, обработанного водоотталкивающей поверхностью, позволяющей конденсированной воде стекать к краям бурта в процессе ферментации отходов. В патенте предложен ряд ультрафиолетовых поглотителей и способах обработки для придания водоотталкивающих свойств. В патенте учтены требуемая паропроницаемость, а также основные механические свойства материала.

К недостатку данного способа, применительно к использованию в северных широтах относится снижение упругости и прочностных характеристик полимеров при низких температурах (ниже 0°С), что негативно в режимах открытия и закрытия буртов, так как приводит к ускоренному износу материала, а также образования корки льда, блокирующей паропроницаемость материала.

Задача на решение, которого направлено настоящее изобретение, является разработка функционального материала, имеющего возможность повышения своей температуры в моменты, требующие гибкости материала, а именно открытия и закрытия буртов, а также оттайки льда с поверхности.

Техническим результатом изобретения является то, что в предлагаемом изделии реализуется несколько слоев, отвечающих за прочностные, газопроницаемые, водонепроницаемые свойства, а также обеспечивающих защиту от ультрафиолетового излучения, от замерзания и охрупчивания материала.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются благодаря тому, что многослойный мембранный материал для использования в холодных условиях для компостирования, состоящий из верхнего внешнего слоя полиэфирной ткани с ультрафиолетовым поглотителем, внутреннего слоя мембранной ткани из политетрафторэтилена, нижнего внешнего слоя полиэфирной ткани с нанесенным фторсодержащим гидрофобным покрытием, согласно изобретению дополнительно содержит слой из нитей саморегулируемого подогреваемого кабеля, расположенный между внутренним слоем мембранной ткани и нижним внешним слоем полиэфирной ткани, при этом нити саморегулируемого подогреваемого кабеля расположены перпендикулярно направлению открытия-закрытия укрывного материала, концы которого соединены гибким медным кабелем, расположенным по краям материала параллельно направлению открытия-закрытия материала и соединены гибкими медными кабелями в количестве от 0 до 100 штук параллельно между концевыми кабелями, а на верхнем внешнем слое полиэфирной ткани нанесена графическая информация о допустимом направлении открытия-закрытия материала и местоположения соединительных кабелей.

Преимущество заявляемого многослойного мембранного материала заключается в добавлении слоя, состоящего из саморегулирующихся электрических нагревательных кабелей, расположенных перпендикулярно по отношению направления открытия-закрытия материала. Данное расположение подогреваемого кабеля обеспечивает минимально возможные деформационные нагрузки на саморегулирующийся нагревательный кабель при сворачивании и разворачивании изделия, а питание обеспечивается за счет соединения саморегулирующегося нагревательного кабеля гибким медным кабелем в параллельную электрическую схему по краям саморегулирующегося нагревательного кабеля и от 0 до 100 соединительных гибких медных кабелей параллельно между крайними соединительными гибкими кабелями для случаев, когда есть необходимость отрезания материала по произвольной ширине и задействования в электрическую схему в данном случае крайних соединительных кабелей после обрезания, допускающих многократную деформацию материала по направлению открытия-закрытия бурта или компостной ямы, что позволяет многократно использовать полученный материал при экстремально низких температурах в северных широтах.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид в разрезе, на фиг. 2 - вид сверху многослойного мембранного материала для использования в холодных условиях для компостирования, на которых показаны: 1 - верхний внешний слой полиэфирной ткани с ультрафиолетовым поглотителем; 2 - внутренний слой мембранной ткани из политетрафторэтилена; 3 - слой из нитей саморегулируемого подогреваемого кабеля, расположенный между внутренним слоем мембранной ткани и нижним внешним слоем полиэфирной ткани; 4 -нижний внешний слой полиэфирной ткани с нанесенным фторсодержащим гидрофобным покрытием; 5 - гибкие медные кабели; 6 - графическая информация о допустимом направлении открытия-закрытия материала и местоположения соединительных кабелей. Пример конкретной реализации изобретения.

Слоистый материал был получен путем точечного склеивания слоев полиуретановым клеем по площади изделия и сплошным склеиванием по периметру, первым слоем был верхний внешний слой полиэфирной ткани с ультрафиолетовым поглотителем C₃₀H₂₉N₃O, на который был нанесено через трафарет графическое изображение стрелок для направления открывания, вторым слоем стал внутренний слой мембранной ткани из политетрафторэтилена, третьим слоем - расположенные на расстоянии друг от друга в 50 мм нити саморегулируемого подогреваемого кабеля, концы которого соединены гибким медным многожильным кабелем, расположенного по краям материала и параллельны направлению закрывания-открывания материала, четвертым слоем - нижний внешний слой полиэфирной ткани с нанесенным фторсодержащим гидрофобным покрытием. Используемые нити саморегулируемого подогреваемого кабеля при подаче напряжения не нагреваются выше 25°С.

Предложенный многослойный мембранный материал для использования в холодных условиях для компостирования имеет возможность повышения своей температуры в моменты, требующие гибкости материала, а именно открытия и закрытия буртов, а также оттайки льда с поверхности, благодаря использованию нескольких слоев, отвечающих за прочностные, газопроницаемые, водонепроницаемые свойства, обеспечивающих защиту от ультрафиолетового излучения, от замерзания и охрупчивания материала.

Изобретение относится к функциональному многослойному укрывному материалу для изоляции от окружающей среды процесса компостирования отходов пищевой и сельскохозяйственной промышленности, а также исключения выбросов загрязняющих веществ. Многослойный мембранный материал для использования в холодных условиях при температуре ниже нуля градусов для компостирования, состоит из верхнего внешнего слоя полиэфирной ткани с ультрафиолетовым поглотителем, внутреннего слоя мембранной ткани из политетрафторэтилена, нижнего внешнего слоя полиэфирной ткани с нанесенным фторсодержащим гидрофобным покрытием, дополнительно содержит слой из нитей саморегулируемого подогреваемого кабеля, расположенный между внутренним слоем мембранной ткани и нижним внешним слоем полиэфирной ткани, при этом нити саморегулируемого подогреваемого кабеля расположены перпендикулярно направлению открытия-закрытия укрывного материала, концы которого соединены гибким медным кабелем, расположенным по краям материала параллельно направлению открытия-закрытия материала и соединены гибкими медными кабелями, а на верхнем внешнем слое полиэфирной ткани нанесена графическая информация о допустимом направлении открытия-закрытия материала и местоположения соединительных кабелей. Изобретение обеспечивает создание функционального укрывного материала, обеспечивающего защиту от ультрафиолетового излучения, от замерзания и охрупчивания материала, обладающего функцией повышения своей температуры в моменты, требующие гибкости материала, а именно открытия и закрытия буртов, а также оттайки льда с поверхности. 2 ил.

Многослойный мембранный материал для использования в холодных условиях при температуре ниже 0°С для компостирования, состоящий из верхнего внешнего слоя полиэфирной ткани с ультрафиолетовым поглотителем, внутреннего слоя мембранной ткани из политетрафторэтилена, нижнего внешнего слоя полиэфирной ткани с нанесенным фторсодержащим гидрофобным покрытием, отличающийся тем, что он дополнительно содержит слой из нитей саморегулируемого подогреваемого кабеля, расположенный между внутренним слоем мембранной ткани и нижним внешним слоем полиэфирной ткани, при этом нити саморегулируемого подогреваемого кабеля расположены перпендикулярно направлению открытия-закрытия укрывного материала, концы которого соединены гибким медным кабелем, расположенным по краям материала параллельно направлению открытия-закрытия материала, и соединены гибкими медными кабелями, а на верхнем внешнем слое полиэфирной ткани нанесена графическая информация о допустимом направлении открытия-закрытия материала и местоположения соединительных кабелей.