技术领域
本发明涉及可透气植物贮存器。尤其是涉及一种包括合成微孔片层(例如微 孔无纺织物或微孔层压膜)的可透气的植物贮存器，其不透水但可透空气和水 汽。
背景技术
植物通常在多种类型的贮存器(包括粘土或塑料罐)中栽培。包含公知的 能悬挂于垂直表面的柔性材料植物贮存器。法国专利申请No.2,680,626公开了 垂直排列的植物贮存器，其在贮存器中具有由PVC板制成的独立灌溉管。美 国专利No.4,149,339公开了可悬挂的植物保持器，其包含重叠且密封的乙烯基 塑料片，塑料片密封在一起形成了上部的植物袋和下部的储水囊。英国专利申 请No.GB 2,070,403公开了可悬挂的植物保持器，其具有由聚乙烯片构成的植 物袋，每个袋均具有灌溉管和排水孔。乙烯基塑料和聚乙烯薄片的空气、水汽 和水的透过性能有缺陷，使得贮存器损害长年生植物的健康，特别是贮存器中 的土壤量很少的情况下。
日本专利申请No.Kokai 2000-69854公开了可悬挂植物袋，由塑料片、覆 盖有防水剂的层压织物或机织物或无纺织物构成，优选透气且阻水的材料。植 物袋的相对侧可以密封，以便形成分离的土壤室和允许水通过的水道，水可以 通过水道进入到土壤室的土壤中。排水孔在袋的底部，其允许多余的水排出所 述袋。
对于柔性的植物贮存器的一般需求是不漏水，这样在室外和室内均能使 用。并且进一步需求一种柔性的植物贮存器，制成所述贮存器的材料允许空气 和水汽进入到贮存器里的栽培土壤中并能保持在对植物健康有益的通气状态。 对于柔性的植物贮存器的进一步的需求是具有自动调节的灌溉系统，其保持贮 存器中的土壤潮湿但是不湿透。对于柔性的植物贮存器的另一需求仍然是由结 实的柔性材料制造，其能通过常规的垂直或水平袋的生产装置形成多种形状。
附图说明
参考下述附图，本发明优选实施方式的细节描述将对本发明作出更详尽的 说明：
图1所示为根据本发明一个优选实施方式的可透气植物贮存器的透视图；
图2所示为根据本发明另一优选实施方式的可透气植物贮存器的透视图；
图3所示为根据本发明另一优选实施方式的可透气植物贮存器的透视图；
图4所示为根据本发明另一优选实施方式的可透气植物贮存器的分解透视 图；
图5所示为根据本发明的许多垂直悬挂的可透气植物贮存器的透视图；
测试方法
在下述的说明书和权利要求书中，使用如下的测试方法确定多种报告的特 征和性质。ASTM为美国材料实验协会，TAPPI为纸浆与造纸工业技术协会 [美]，DIN为德国标准协会，ISO为国际标准化组织。
空气孔隙度为薄片材料对于气体物质的透过性的一个量度。特别是在特定 的压力梯度存在的情况下，一定量的气体通过一定面积的材料所用时间的量 度。空气孔隙度依照TAPPI T-460 OM-88使用Lorentzen & Wettre型121D气 孔测定器。该测试是测量100立方厘米空气在压力约1.21kPa(12cm或4.9英 寸的水柱)下，通过2.87cm直径的样品(具有6.45cm2的面积)所需的时间。 该方法为常规的，如Gurley Hill孔隙度测定法，且结果以秒或秒每100cm3表 示，其经常涉及Gurley秒。
水汽透过率(MVTR)通过ASTM E398-83(现在已经不使用该种测定方 法)测定，其在这里作为参考。MVTR以g/m2/24hr表示。ASTM E398-83 (“LYSSY”法)是基于在23℃下，85％相对湿度区(“潮湿区”)VS.15 ％相对湿度区(“干燥区”)的压力梯度。在恒定湿度delta下用所述LYSSY 法测量几分钟内的水汽扩散率，其测量值然后外推超过24小时。
静压头为在静载荷条件下薄片对于液体水渗透性的抵抗能力的量度。7英 寸×7英寸(17.78cm×17.78cm)的样品置于Texttest FX 3000净水压力差测试 仪中(由瑞士的Textest Instrument制造)。水以60+/-3cm/min的速度被泵送到 100cm2的样品一侧，直到该样品的三个区域均被水渗透。所述静水压力用英寸 进行度量，转换成SI单位且用厘米水柱表示。该测试一般依据DIN-EN 20811。
抗张强度由下述经过改进的的DIN EN ISO 1924-2(其在这里作为参考) 进行测定。在测试中，将2.54cm×20.32cm(1英寸到8英寸)的样品夹紧相 对端。样品上两个夹具之间的间距为12.7cm(5英寸)。样品以5.08cm/min(2 英寸/min)的速度进行匀速牵拉，直到样品破裂。断裂时的力用N/cm来记录， 作为抗张强度。
接缝抗张强度根据ISO 13935-2：1999(E)第2部分(其在这里作为参考) 进行测定，且其表示单位为牛顿。该方法测定的接缝断裂时的最大力使用了抓 样张力测试法。对于抓样张力测试法，织物夹持区的尺寸为25mm×25mm， 织物样品具有100mm宽和250mm长夹具间的距离为100mm。接缝的抓样张 力强度是在伸长率为50mm/min时测定的。
定义
这里使用的术语“聚合物”，通常包括均聚物、共聚物(如嵌段、接枝、 无规和交替共聚物)、三元共聚物以及共混和修饰。此外，除非另外的特殊限 定，术语“聚合物”将包括材料所有可能的几何结构。这些结构包括全同立构 的、间同立构的和无规对称的。
这里使用的术语“聚烯烃”意指任何连续大量饱和开链聚合烃，其仅包括 碳原子和氢原子。典型的聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯和乙烯、丙 稀和甲基戊烯单体的各种结合。
这里使用的术语“聚乙烯”规定为包含不仅仅是乙烯基均聚物，也是共聚 物，其含有至少85％的重复单元为乙烯单元。
这里使用的术语“聚丙烯”规定为包含不仅仅是丙烯基均聚物，也是共聚 物，其含有至少85％的重复单元为丙烯单元。
这里使用的术语“PTFE”规定为包含聚四氟乙烯的均聚物或共聚物和其 它氟化聚合物。
术语“丛丝”意指任意长度的大量的薄的、带状、薄膜原纤维组分构成的 三维一体网络，具有名义薄膜厚度小于约4微米，以及中间原纤维的宽度小于 约25微米。在这个丛丝结构中，薄膜-原纤维组分通常沿着结构的长轴方向 在空间内排列，他们在贯穿整个结构的长度、宽度和厚度的各个地方以不规则 的间隔，间歇式的连接和分离以形成连续的三位网络。
术语“闪蒸法丛丝织物”是一种由闪蒸法丛丝状薄膜-原纤维构成的热粘 合纤维网，该纤维网具有从织物的一侧穿透到另一次低于微米尺寸的通道。
术语“熔喷纤维”是指将热塑性聚合物的熔体从大量细的通常是圆形的毛 细管中挤出到高速气流(例如，空气)中形成的熔融线或长丝。高速气流将热 塑性聚合物材料的熔体拔细成长丝，使直径减小到0.5-10微米之间。熔喷纤维 通常是不连续的纤维。由高速气流携带的熔喷纤维通常沉积在收集表面上形成 纤维随机分布的纤维网。
术语“纺粘”在这里是指熔纺纤维粘结成的片材，熔纺纤维由热塑性聚合 物的熔体从大量细的通常是圆形的喷丝孔的毛细管中挤出形成的。熔纺纤维通 常是连续的，平均直径大于约5微米。
术语“无纺织物、片材或纤维网”在这里是指由单根纤维或线以随机的方 式形成的平面材料，不需要象针织物那样的确定的纹样。
术语“微孔膜”在这里是指具有孔的尺寸为微米级(肉眼不可见)，水汽 可以透过，但水滴不能透过的聚合物膜。微孔膜通常包括聚烯烃，例如聚乙烯 或聚丙烯，但是也包括更耐用的聚合物，例如PTFE。聚乙烯膜进行双向拉伸 (横向和纵向)以提高渗透性，以及更好的控制孔的尺寸。双轴拉伸工艺比单 轴拉伸能更加提高膜的抗张强度和撕裂强度。许多微孔膜都由聚烯烃加细的填 充材料，例如，碳酸钙，通过膜的挤出和拉伸，形成透气微孔膜。微孔膜可使 水蒸气透过，水滴基本不透过。微孔膜可以传输空气，气体和水蒸气，但是还 可以作为阻碍水通过的屏障。
具体实施方式
将参考本发明的优选实施方式进行说明，其所举实施例在下面配有附图。 本发明为一种可透气的植物贮存器。本发明所述的可透气的植物贮存器包括中 空容器，其具有开口，栽培土壤可以通过这个开口装入到该容器的中空部分， 且在土壤中生长的植物可以通过这个开口长出到该容器的外面。所述中空容器 具有壁，其包含合成微孔薄片材料，微孔大小允许空气和水汽通过但不允许水 通过。所述合成微孔薄片材料从如下组中选择：闪蒸法丛丝织物，纺粘/熔喷/ 纺粘(“SMS”)织物和微孔薄膜层压薄片。
如图1所示的本发明的实施方式，可透气的植物贮存器包括包含合成微孔 薄片材料的中空容器10。在如图1所示的本发明的实施方式中，所述中空容器 具有面板12，其形成了贮存器的前部、底部和后部，且对边面板14沿接缝16 与面板12连接。接缝16不透水，且优选成型方式为热粘合、声波焊接、粘结 剂粘合或者通过其它已知的方式。优选接缝通过热熔面板12和16的交叠部分 形成。所述容器10在其上半部分具有开口，优选在其顶部或者是接近其顶部， 土壤18能通过开口被装入到容器中。在本发明的范围内，中空容器10的结构 可以选择，例如容器通过折叠单个板且在对边密封接缝形成，或者是多面的容 器通过多个面板沿不透水接缝连接在一起形成。
合成微孔薄片材料具有允许空气和水汽通过但阻止水通过的微孔。通过使 用合成材料，避免了容器的腐烂。容器10的合成微孔薄片材料不允许水通过 且在普通工作环境中是防水的。在大气的工作环境中，所述合成微孔薄片材料 通过持续允许所包含的气体与周围空气环境进行交换的方式来帮助维持压力平 衡。所述合成微孔薄片材料形成中空容器18的壁优选具有的空气孔隙度的值 小于200秒/100cm3，水汽湿度交换率至少300g/m2/天，且静压头至少20cm。 更优选的，所述合成微孔薄片材料形成中空容器18的壁具有的空气孔隙度的 值为25秒/100cm3，水汽湿度交换率为1200g/m2/天，且静压头30cm。容器包 含合成微孔薄片材料，该材料具有如下性质：允许氧气通过贮存器扩散到贮存 器中的土壤里，且也允许贮存器中土壤里的二氧化碳通过贮存器扩散到外面。 这种“呼吸”对于在贮存器的土壤中生长的植物非常有利，特别是土壤体积占 植物生长的空间比例不大的情况下。容器包含具有上述性质的合成微孔薄片材 料，该材料也能阻止水通过容器壁漏出。这在植物贮存器在室内使用时特别重 要。
所述合成微孔薄片材料形成了本发明植物贮存器的中空容器的壁，该材料 是闪蒸法丛丝织物、SMS薄片材料或微孔薄膜层压薄片。优选的，闪蒸法丛丝 织物包括聚烯烃单纤维网状薄膜织物的热粘合网，且更优选的，聚烯烃为聚乙 烯。粘合闪蒸法丛丝织物提供了在具有统一结构的无纺织物中微多孔网特性与 机械强度的独特结合。优选聚烯烃单纤维网状薄片材料为E.I.du Pont de Nemours and Company生产的Tyvek闪蒸法丛丝织物。优选的型号为Tyvek 3562 B， 基重为60g/m2，孔隙度为110秒/100cm3，MVTR为1260g/m2/24h，静压头170cm， 且张力强度为33N/cm。
优选的，所述SMS薄片材料具有包含聚丙烯或聚酯熔喷织物或者其结合 的熔喷层，其被夹在两纺粘层(每一层均包含聚丙烯、聚乙烯或聚酯熔纺织物 或其结合)之间。所述SMS织物可以选择SMMS，其包含被夹在两纺粘层之 间的两层熔喷层，或者其它包含一个或多个夹在纺粘层之间的熔喷织物层的制 品。优选的SMS织物为由大不列颠联合王国的Proctor Group of Perthshire销售 的Daltex Roofshield，其基重为250g/m2，孔隙度为6秒/100cm3，MVTR为 1935g/m2/24h，静压头220cm，且张力强度为47N/cm。
所述优选的微孔薄膜层压薄片是对微孔薄膜和具有良好的机械强度及耐久 度的无纺织物进行层压得到的。微孔薄膜层压薄片提供了极好的空气及水汽渗 透性和良好的不透水性。优选的，所述层压的微孔薄膜为双轴取向的聚烯烃微 孔薄膜(如聚丙烯微孔薄膜)，但是也可以使用其它微孔薄膜(如PTFE微孔 薄膜)。所述层压的无纺层(一层或多层)优选纺粘无纺布(如纺粘的聚丙烯 或聚酯)，但是也可以使用其它无纺织物(如射流喷网法非织造织物、梳理成 网无纺布、气流成网无纺布和针刺毡)。优选的微孔层压薄片为纺粘无纺布/微 孔薄膜/纺粘无纺布层压得到的(如微孔聚丙烯薄膜，其两侧各具有一层低基重 的聚丙烯无纺布)。本发明可以使用一种微孔层压薄片为Tyvek Universal 5806X，其为纺粘聚丙烯/微孔聚丙烯薄膜/纺粘聚丙烯层压得到的，其基重为 135g/m2，平均孔隙度为24秒/100cm3，MVTR为1875g/m2/24h，静压头600cm， 且张力强度为25N/cm。
所述合成微孔薄片材料形成了本发明植物贮存器的中空容器的壁，其可以 与一种或多种其它织物、无纺布或微孔薄膜层进行层压。例如，微孔薄片材料 可以包含两层或多层上述互相层压得到的微孔薄片材料。当所述合成微孔薄片 材料包括由具有不同熔化温度的不同聚合物制造的两层或多层时，中空容器的 接缝能更容易的通过热熔焊接或粘接形成。能使用的层压薄片的举例包括连于 聚烯烃或聚酯SMS或纺粘织物上的聚烯烃微孔薄膜的层压薄片，位于聚烯烃 或聚酯纺粘或SMS织物层之间的聚烯烃微孔薄膜的层压薄片，闪蒸法丛丝无 纺布和聚丙烯纺粘织物的层压薄片，或聚烯烃闪蒸法丛丝无纺布和聚烯烃或聚 酯纺粘或SMS织物的层压薄片。
根据本发明的优选实施方式，所述合成微孔薄片材料具有至少10N/cm的 抗张强度。具有这种抗张强度的薄片材料对于湿土及该土中生长的植物的支持 是十分好的。更优选的，所述合成微孔薄片材料具有至少30N/cm的抗张强度。 更为优选的，叠搭热熔接缝部分具有至少10N的密封强度且更优选的是至少 30N。该密封强度防止所述容器在保持在种植器中的湿土重力作用下爆裂。上 述的Tyvek3562聚丙烯闪蒸法丛丝织物具有33N/cm的抗张强度，和1cm宽 的叠搭接缝(其使用3mm宽的焊丝在125至130℃之间热熔)具有平均约70N 的密封强度。
根据本发明的另一优选实施方式，本发明所述可透气植物贮存器的中空容 器具有第一室和第二室，所述第一室通过合成纤维织物与第二室分开，可透水 汽的薄膜能阻止水的透过。第一室与外界相连通，栽培土壤可以通过该室装入 到该容器的中空部分，且所述第二室具有开口，水能通过该开口加入到第二室。 在水被加入到第二室后，水汽能通过可透水汽的薄膜进入所述第一室中加入的 土壤内。
如图2所述的本发明的实施方式，贮存器20具有第一室22，栽培土壤18 能加入到其中。所述贮存器20也具有用于装水的第二室23。所述第一室通过 可透水汽、不透液体的膜30与第二室分开，通过该膜水汽32能从第二室23 的蓄水装置中进入第一室22的土壤18中。所述可透水汽、不透液体的膜优选 合成微孔无纺布薄片材料，其具有足够大的允许水汽通过但足够小的不允许液 体水通过的微孔。可选的，膜30可以包含层压到支持材料(如纺粘无纺布) 上的微孔薄膜，或者包含可透水汽、不透液体的膜(如亲水热塑性塑料聚亚胺 酯薄膜、聚醚酯嵌段共聚物薄膜或聚醚聚酰胺嵌段共聚物薄膜)。
根据本发明的优选实施方式，位于中空容器第一室和第二室之间的可透水 汽薄膜表现出的水汽交换率至少为800g/m2/天，且静压头至少10cm。在本发 明的优选实施方式中，可透水汽、不透液体的膜为由DuPont制造的 Tyvek1060B闪蒸法聚乙烯织物，其基重为61g/m2，静压头为155cm，水汽 交换率为1750g/m2/24hr。如图2所示的本发明的实施方式中，土壤18保持在 栽培的最适宜状态，因为二氧化碳28可以通过贮存器20的第一室22外部的 壁从土壤18中出来，氧气26可以通过贮存器20的第一室22外部的壁进入土 壤18中，且水汽32能通过可透水汽的膜30进入土壤。
根据本发明的优选实施方式，本发明所述可透气植物贮存器具有支持和围 绕中空容器的支撑袋。所述支撑袋具有开口，该开口与中空容器的开口结合， 且所述支撑袋优选必须要包括合成纤维无纺织物材料。所述支撑袋具有与中空 容器的壁相接触的内表面和相对的外表面。所述支撑袋在中空容器的壁和支撑 袋外表面之间具有允许空气和水汽通过的空气通道。
如图3所述的本发明的实施方式，支撑袋40支持和围绕如图1中所示的 容器10那样的中空容器。如图3所述的本发明的实施方式，支撑袋40具有形 成于贮存器的前、底和后的面板42，且相对侧的面板44沿接缝46与面板12 相连接。接缝46优选通过热粘合、声波焊接、粘结剂粘合、缝合或者其它已 知的方式形成。接缝形成优选通过热熔叠搭面板42和46的部分。袋40的顶 部或近顶部具有开口，通过该开口可以从袋40中放入或拿出中空容器10，且 土壤和水也可以通过该开口加入到中空容器10中。孔48可以位于支撑袋的前、 后、侧或底部以利于空气进出在支撑袋中被支持的中空容器10。支撑袋40可 以包含把手49，支撑袋通过该把手能被握持或者挂在钩子上。在本发明的范围 内支撑袋40存在可选结构，如通过折叠单独的板且在相对侧密封接缝，或者 多个面的袋。
如图5所示为支撑袋的许多可选结构。袋84为圆锥形袋，其具有能挂在 钩92或其它固定件上的固定孔56。袋86、88和90为支撑袋的另外的可选结 构。可以预见，所述支撑袋能能悬挂于任何倾斜或垂直的表面，如悬挂在轴82 上的织物板80、栅栏或墙壁。也可以选择能适应如图1中所示的容器10那样 的中空的土壤保持容器的任意支撑袋84、86、88和90。优选的支撑袋和中空 的土壤保持容器互相分离，以使得植物的插入或者移出更容易。然而，也可以 选择中空容器和支撑袋通过热焊接、声波焊接、粘结剂粘合或者其它类似方式 相互连接。如上所述，由与支承织物，例如纺粘聚烯烃或聚酯，层压在一起的 微孔片材制造的的容器实现了中空容器和支承袋之间的结合。
所述支撑袋优选包括具有支撑袋空气通道的气孔的织物。根据本发明的优 选实施方式，所述支撑袋包括具有开放空气通道的合成无纺布材料，其具有至 少15N/cm的张力强度。所述合成无纺布优选纺粘聚烯烃，且更优选纺粘聚丙 烯。优选的纺粘聚丙烯为由DuPont生产的Typar3276-B纺粘聚丙烯，其基 重为90g/m2，张力强度为39N/cm，和非常开放的结构。
在如图4所示的本发明的可选实施方式中，中空容器52具有第一土壤保 持室54和在室54的侧部及底部形成的第二水体保持室53。在容器52的水体 保持室和土壤保持室之间安有可透水汽、不透水的膜，其比图2中所示的本发 明的实施方式具有更大的表面积。支持中空容器52的支撑袋50可以通过孔56 悬挂在位于倾斜或垂直的表面的钩上。如图4所示的本发明的实施方式中，中 空容器52包括透明板58，通过它可以观察到水体保持室53中的水位。相应的 透明板59位于支撑袋50，其允许从支撑袋的外侧观察中空容器52的水位。可 选的，土壤中的水汽水平可以用常规的土壤湿度传感器进行监测。
如上所述，本发明植物贮存器的中空容器和支撑袋二者均能使用已知的柔 性包装水平袋生产机械进行生产。例如，中空容器和支撑袋二者均能使用由西 班牙巴塞罗那的Bossar制造的B-1600或B-2500横向袋机进行生产。其它 合适的高速袋生产机器也可以使用澳大利亚墨尔本的Amcor Limited的，或者 日本京都的Totani株式会社的。
下述非限制性的实施例意在举例说明本发明而并不是对本发明做任何形式 的限定。
实施例
可透气植物贮存器的中空容器部分是由Tyvek 3562 B闪蒸法丛丝织物薄片 制造的，其具有60g/m2的基重。该织物被切成底边长25.5cm、高38cm、与底 边平行的顶边长19cm的梯形片。梯形片在一半处沿与底边和顶边平行的线折 叠。该织物制得的两三角形侧部均沿所述片的重叠部分的边折叠，在其沿折叠 片的相对更宽一半的相对侧没有重叠。所述折叠的梯形片稍微打开，且两折叠 的三角形侧部中每一个的侧面自由边与梯形片的相对更窄的一半的各自一侧的 边重叠约1cm。每一重叠部热熔焊接，均在125至130℃之间3秒钟，在用于 塑料材料的波兰罗兹ZEMAT生产的型号为ZI-400的热熔焊接机使用3mm 宽的焊丝。焊接的中空容器的不透水性通过将水装满其中并且保持24小时后 无水漏出的方式来检查。
支撑袋由两片Typar 3267-B纺粘聚丙烯片制成，其基重为90g/m2。第一 片形成袋的前、侧和底部，该片热焊接并缝合到形成袋后部的第二矩形片上。 袋的口袋宽190mm、深约160mm、且从后部向外延伸出50mm。支撑袋和中 空容器沿中空容器的顶部开口和支撑袋的口袋缝合在一起。
绿色室内植物移植到中空容器中且然后将松土装入空余部分。织物贮存器 悬挂在屋内垂直的墙壁上且每周一次通过开口给植物浇水。土壤保持潮湿且植 物生长良好超过一年的周期。
尽管前述说明中对本发明的特别实施方式进行了描述，在不违反本发明必 要属性和精神的前提下，本领域技术人员可以知道本发明能有多种变形、替代 和重排。优于前述详细说明，参考从属权利要求指示出本发明的保护范围。