专利名称：农用拉伸塑料薄膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及植物繁殖技术的改善，尤其涉及促进植物种子在寒冷气候中发芽的方法。
在温和的气候带，特别在欧洲、英联邦、北美洲、澳大利亚南部和新西兰，种子的发芽常规延迟至土壤温度升高到由种子性质决定的最低温度以上且在霜冻的可能性减少之后。此外，希望改善土壤中的保水性，尤其是在非洲、澳大利亚和美国这些地区中出现的干燥气候下。
本发明涉及各种植物种子的繁殖，不过，将参照玉米作物的生长作具体描述，玉米作物代表了夏季温带作物的大部分。
玉米在该作物完全成熟前有约5个月的较长生长期。
这意味着在生长季节必须尽可能快地播种以保证最大的作物产量。
在很多寒温带，尤其在欧洲，生长期较短，并可能比达到玉米收获的完全成熟所需的时期短。
如果未完全成熟就收获，就会减少收获量并在某些情况下降低质量。
本发明主要涉及在一给定的生长期中使种子更早地发芽，同时结合在作物生长过程中改善土壤中水分保持力。
达此目的的常规方法是应用薄塑料膜铺在耕过的土壤上，土壤已播了种子或者在土壤耕作时播种，或者先铺塑料薄膜当该塑料膜使土壤变暖之后播种。其它方法包括所谓的玻璃罩覆盖膜，涉及应用膜构成类似隧道的罩以保护生长的植物。
此外，该膜可用于常规的温室类结构或作为覆盖膜。在这些情况下需要选择性应用紫外线稳定作用，这取决于膜的用途和是否需要膜在作物生长期间迅速分解。
例如在温室应用和覆盖膜应用中，希望膜在例如草莓或西瓜的种植中整个生长期间不分解。
应用常规的塑料覆盖技术，可以在耕作土壤的同时利用现有机器铺塑料薄膜。这类技术使得种子更早发芽并保护苗以防晚期霜冻，但不会妨碍苗在初始发芽阶段后的生长。
该膜可能是由非紫外线抗性或紫外线抗性的塑料制备的，被挤出成10～15微米的最小厚度。玻璃罩膜可能为10～25微米，覆盖膜一般为20～50微米。
UV抗性膜的应用在一定程度上受前述该膜应用的限制。例如，为达到迅速降解，可能需要应用可光降解的和/或可生物降解的添加剂。
当需要迅速降解时，较厚膜的应用由于在种子发芽后缓慢分解而确实呈现某些实际问题，此外，已证实在用机器有效地加工该膜时存在一定的困难；最后，较高厚度塑料的应用在经济上并不总是切实可行的。
应用现有的膜挤出机器，不可能在实际操作中挤出厚度小于约8微米的膜。
本发明的目的在于，提供用于覆盖包含植物种子或将包含种子的土壤或温室结构的薄膜，其中至少克服了上述某些问题。
本发明提供了用于覆盖耕种用土壤的塑料薄膜，其中至少该膜的部分在应用前已被拉伸超过了它的屈服点。
该膜优选在挤出时被拉伸，即在挤出过程中在线拉伸该膜。
该膜可在二次线外拉伸过程中被拉伸。也可在将该膜应用到土壤时拉伸该膜，后一种方法将在实际方案中更详细地描述。在挤出时拉伸(在线拉伸)和/或田间操作前二次过程中的拉伸是优选的选择，这样可减少在将膜铺到作物床上时损坏膜的可能性。
本发明一方面提供了挤出的塑料薄膜，它用于覆盖包含植物种子或将包含待繁殖种子的土壤或温室结构等，其中，该膜布被拉伸超过了它的屈服点以减小膜的厚度和体积。一方面该膜布适合迅速老化和使发芽的苗能穿过它。
本发明的另一方面提供了薄膜，该薄膜用于覆盖包含植物种子或将包含待发芽的植物种子的土壤，其中非紫外线抗性(可光降解的)可生物降解的薄膜布已被拉伸超过了它的屈服点，于是该膜的厚度被减小到10微米或更小，这样至少该膜布的部分将通过风化作用和/或生物作用更迅速地老化，于是使发芽的苗从保护性膜覆盖层下面穿过该膜，该膜已发挥的作用是在种子发芽过程中和/或前期促进土壤保温和保护种子以防霜冻。
任选地该膜可以是未处理的、可光降解的、可生物降解的或它们的组合。在某些情况下，如前所述该膜应是可光降解的以加速UV降解并使发芽的作物在较短的一段时间(例如一个月)后的初始生长阶段后长出。可应用不透光的膜限制光线通过照到植物周围土壤区域。另外局部拉伸该膜使该膜靠近植物的局部地方透明而让光通过。
应用塑料膜拉伸机器实现该膜的拉伸，这类机器是本领域中熟知的。
在本发明的一方面，膜的边缘可以折叠或者比膜的中部更厚，使得在将膜铺到地面期间机器更有效地操纵和固定该膜并且由土壤至少在该膜的边缘部位覆盖该膜。
在将薄膜应用到地面上之前优选将该膜预拉伸，还可将膜以其拉伸状态存放在辊子上备用。可另外拉伸该膜，方法是沿膜的长度方向形成相间的波纹(dimple)，该波纹为发芽的苗提供生长空间，此外，该波纹在膜中产生弱化部位，这些弱化部位暴露于紫外线时将迅速降解。该薄膜还可沿苗上方膜的长度方向具有另外拉伸的连续线，使植物能生长穿过弱化层。
看来这比常规的方法好，常规方法只以一定间隔或沿它的全长切割膜，这是既费钱又费劳力的方法。它还产生一个问题，即如果沿它的全长割裂膜就势必卷曲。
已发现拉伸的可降解膜暴露于紫外线后将迅速降解，降解以近乎均一的方式进行，不过，该膜某些部分在生长植物或覆盖土壤的掩蔽下将未暴露于紫外线，所以这些部分的降解将更缓慢。
降解速度可容易地通过向塑料膜中加入合适的化学物质以及控制膜的厚度而控制。在干燥气候中，优选在植物基部周围使膜保持完整(未降解)，有助于在生长季节保持水分。
本发明的主要优点在于，对于给定体积的未拉伸塑料来说，可以得到至少多50％的膜，此情形中塑料已被拉伸至例如100％伸长率然后使其松弛。
在很寒冷的气候中，可提供两层膜或层压膜以达更好的保温效果。这种膜可制成管形，在铺盖过程中使两层膜之间夹有空气层，可按类似于前述的方式应用这种膜。这尤其适用于易发生霜冻的地区。这种双层膜特别适用于地面铺盖或玻璃房结构覆盖。
该塑料是天然的、可生物降解的或可光降解的或其组合，此外，该塑料优选对紫外线不稳定，因此当该膜在种子床上或下方接触自然环境后、尤其是用作地膜时，保证该膜迅速老化。可生物降解的膜即使埋在土壤下面也会降解。
已发现按本发明制备的可降解的膜(尤其在更薄的或弱化的部分)在4～10周的较短时间(它代表待繁殖种子的发芽时间)之后将老化，这取决于降解添加剂的加入和膜的厚度。该膜也可以一定间隔设有缝隙或波纹以便发芽的苗穿过该膜。缝隙或波纹的间隔取决于生长的植物种类。
因此，保证了发芽的苗容易穿过该塑料覆盖膜，该塑料膜优选在作物生长期间迅速降解，这样在收获时(可能要5或6个月之后)它已至少部分地分解了。
已发现，在生长季节开始后应用塑料膜覆盖种子床可延长生长期达两个月，获得更大的收获量，每公顷高达6吨玉米(干基产量)，导致或保证回收装备种子床的费用。对其它作物(例如甜菜)的初步试验表明更高的产量和更高的糖含量。
至于覆盖膜，该膜可以是未处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组合。于是对结合光降解性和生物降解性的膜来说，由于该膜迅速分解可使植物发芽后穿过该膜，而生物降解添加剂会使任何埋在地下的塑料在作物收获后分解。这就避免在同一田地长期应用塑料而引起土壤污染的任何可能性。在应用没有任何添加剂或是UV稳定的玻璃罩覆盖膜或覆盖膜的情形中，在每次生长期后都会揭去并丢弃这些膜。然而与常规方法相比废塑料的量大为减少了，因为应用了更少量的塑料。
本发明的实际方案现将参照表示优选的拉伸机器的附图而得以描述，拉伸机器可安装在膜挤出线中，或者作为次级线装在挤出线的下游。
在本发明的一个实施例中，已发现预拉伸该标准宽度的膜布超过屈服点将导致膜厚度减小至不大于10微米。在该实施例中，膜的起始厚度为17微米。可以应用中间夹有空气的双层膜以达到更好的保温效果。至于双层膜，优选使每层膜的最大厚度约为8微米以减少费用。
因此，在下述意义上膜的制备是一个较简单的过程，即在进行挤出时形成适当膜厚度，而拉伸后膜厚度可达至少4微米，不会对膜的操纵性能产生任何不利效果。实际上已发现，拉伸了的膜即使薄也具有提高了的操纵特性。
给定厚度的拉伸了的膜比未拉伸的膜具有更大的强度。
现在将参照附图描述本发明，其中
图1示出膜拉伸机器，图1(a)、1(b)、1(c)和1(d)显示产生膜的局部额外拉伸的不同型式的辊。
图2是膜拉伸线中波纹辊的示意图。
参照阐述一个实际方案的图1，膜被导入拉伸机器10，它包括与高速拉伸辊12机械连接的低速拉伸辊11，随着膜从薄膜辊15上脱下，高速拉伸辊就接触该膜，在薄膜辊和高速拉伸辊12之间的间隙中拉长该膜。拉伸作用将使适用于覆盖土壤的膜面积显著增大。可沿膜的长度方向或宽度方向或者长度方向和宽度方向的面拉伸。伸长率可高达300％拉伸的数量级。然后该膜可通过退出辊13和14直接分配到耕作过的土壤17上。
膜的拉伸可通过不偏离本发明构思的一些不同方法实现。例如，本领域中熟知的直接制动薄膜辊或者马达驱动高速拉伸辊(未示出)。
本发明导致更有效地应用薄膜，对于相同量塑料成本可达到大约多到两倍于未拉伸的膜标准长度的长度。
在本发明又一实施例中，膜可作为双层膜挤出，或者也可以双层挤出再形成双层膜，中间夹有空气，然后膜被拉伸超过它的屈服点。两层膜可通过在边缘用土壤覆盖而密封，这样可起层间夹有空气和将膜固定在土地上的双重作用。该膜甚至表现更好的保温效果，并可作为预热膜在覆盖了的耕种床中播种前应用更长的时间。
能够理解的是，该膜的宽度能容纳多于一排的栽培品种。
优选地(为了避免该膜在工作场所损坏)该膜的拉伸是在膜挤出时或者在将膜铺设之前进行。
图2示出在挤出后已拉伸的膜中形成弱化部分的方案示意图，辊20包括压纹部分21，它们压在膜上而在退出拉伸机器的已拉伸膜中形成弱化部分23。
对照图1(b)、(c)和(d)，这些略图显示具有不同表面形状的辊，这些形状取决于待覆盖作物的性质。
图1(a)生产的膜例如适合玉米，玉米单一的茎将在间隔两行植物的弱化部分穿过该膜。
图1(b)示出的辊20具有大面积压纹26以形成适合例如马铃薯作物的单一弱化行。
图1(c)示出在辊30上的4排细长的突出部分或盘25，它们与辊32上的隙缝或槽31啮合，供拉伸膜以在膜中形成很薄的局部部分。已发现这适合谷类作物如小麦或大麦等，或其它种类的作物。
图1(d)是辊的另一实例，可应用辊20上的很多压纹型模27在拉伸了的膜上形成弱化的控制图形，形成很多行弱化点，适合谷类作物和其它类作物。
优选具有两个拉伸站，第一个例如是在膜挤出机上的线上预拉伸站，其中放置在图1(a)至1(d)中阐述的压纹辊。这些压纹辊可相互交换，使得在制造膜时产生多种膜。
已发现如果膜中包含彩色不透明颜料(例如绿色或黑色或其它颜色)，则另外被拉伸的膜局部区域(即通过上述形成膜的该部分的压纹凸出部分或盘拉伸的)使膜中那些拉伸了的局部部分呈透明的。于是获得另外有益的结果，光线从拉伸了的部分射入紧邻发芽植物芽的土壤区，而在不透明的膜下方，光线被反射或被阻止透到所有其它地方，于是限制了杂草的生长，并节制因之而应用的除草剂等。
权利要求
1．用于覆盖耕作土壤或框架结构的塑料薄膜，其中至少一部分该膜在应用前已被拉伸超过它的屈服点。
2．包含植物种子或将包含供繁殖的植物种子的挤出塑料薄膜，其中该膜布被拉伸超过其屈服点致使膜布的至少一部分厚度减小了。
3．覆盖播种了的土壤或者将包含供繁殖用种子的土壤的挤出塑料薄膜，其中该膜布被拉伸超过它的屈服点致使膜的厚度减小了，于是膜布将迅速老化并让发芽了的苗穿过。
4．用于覆盖包含植物种子的作物床或将包含待发芽的植物种子的作物床的薄膜，其中非紫外线抗性可光降解的和/或可生物降解的膜布适于进行拉伸超过其屈服点，于是膜的厚度被减小到小于10微米的厚度，使得至少部分该膜布将通过风化和/或生物作用更迅速地老化，于是让发芽了的苗从保护性覆盖膜下面穿过并且促进土壤保温以及在种子发芽过程中和/或前期保护种子以防霜冻。
5．权利要求2或3中要求的膜布，其中该膜边缘被折叠了或者比膜中部具有更大的厚度。
6．权利要求2或4中要求的膜布，其中沿拉伸的膜以一定间隔形成波纹部分以在其中容纳发芽的苗，膜中的波纹部分形成弱化部分，后者将容易允许长势猛的发芽了的苗穿过。
7．挤出的塑料薄膜，它适用于覆盖包含植物种子的土壤或者将包含供繁殖的植物种子的土壤，其中该膜以双层膜形式挤出或者以两层形式挤出而形成两层间可夹有空气的双层膜，其中该膜被拉伸超过其屈服点以致在较冷的气候中表现良好的隔热性。
8．用于覆盖耕作土壤或框架结构的膜布，其中该膜在应用到土壤前被拉伸超过其屈服点，而且其中该膜按预定的图形或线沿膜的长度方向经历进一步的局部拉伸以便让作物穿过所述局部拉伸的部分。
9．权利要求8中要求的膜布，其中所述预定的图形是根据待覆盖的土壤中将繁殖的作物植物的种类选择的。
全文摘要
所公开的是提供塑料薄膜,它用于覆盖土壤而用于作物或者覆盖框架以获得温室效应,其中该膜的至少一部分在应用前已被拉伸超过它的屈服点。在其它形式中,该膜经受了二次拉伸而在该膜的某些局部区中形成预定的弱化模式。该膜可以是可光降解和可生物降解的,于是当膜露置于自然环境中时可加速该膜的分解。
文档编号B29L7/00GK1220576SQ97195174
公开日1999年6月23日 申请日期1997年5月1日 优先权日1996年5月3日
发明者P·约翰斯通 申请人:第一绿色场地有限公司