Субстрат для подложки для выращивания культур и применения, в частности, для создания поверхностей спортивного назначения

Субстрат для подложки для выращивания культур и применения, в частности, для создания поверхностей спортивного назначения

Реферат

Настоящее изобретение относится к субстрату, предназначенному для применения в качестве подложки для выращивания культур, более конкретно, естественного газона, в частности для создания поверхности спортивного назначения в виде естественного газона, предназначенного для занятий спортом, игры в футбол, регби или для занятий конным спортом, например для езды галопом или рысью, игры в поло, скачек с препятствиями и дрессировки.

Традиционно используемой поверхностью для этих многочисленных видов спорта является трава, более конкретно естественный газон: в соответствующее время года он считается идеальной поверхностью, но его недостаток состоит в том, что он чувствителен к климатическим условиям и без ущерба не переносит интенсивное использование при неблагоприятных условиях, в частности в случае выпадения осадков или заморозков.

Для устранения этого недостатка рассматривали возможность замены естественного газона искусственными поверхностями и более конкретно синтетическим газоном для футбола и регби, а для дорожек или манежей или ипподромов - синтетическими поверхностями на основе песка, более конкретно кварцевого, в известных случаях в сочетании с такими элементами как сетка, волокна, шлаки, измельченные синтетические элементы, парафин и все элементы, придуманные для повышения связности дорожки или уменьшения чувствительности к заморозкам, а также потребности в поливе.

Но эти поверхности обладают существенными недостатками в сравнении с поверхностями из естественного газона, как в экологическом плане, так и с точки зрения экономии, удобства для использования, привлекательности для игроков и окружения и безопасности игры.

Действительно, естественный газон за счет фотосинтеза, как и все другие растения, участвует в окружающей среде, действует как настоящий кондиционер, работающий на солнечной энергии, поддерживая температуру на солнце на уровне около 20°С, тогда как температура синтетических поверхностей достигает на солнце 60°С, и, наконец, участвует в очистке воздуха и воды, поглощая тонкодисперсную пыль; синтетические поверхности, напротив, не задерживают ни грязи, ни пыли, а образуют их, выбрасывают продукты в природу, летом плохо пахнут и создают проблемы при утилизации. В экономическом плане цена поверхности спортивного назначения в виде газона в расчете на час использования также более привлекательна в связи с тем, что инвестиции ниже и долговечнее, нежели для поверхностей с синтетическим покрытием, которые необходимо менять по прошествии 10 лет. Еще одно очень значимое преимущество газона по сравнению с синтетическим покрытием заключается в привлекательности и безопасности для игроков: газон, с одной стороны, позволяет сделать грунт достаточно плотным, чтобы выдерживать нагрузку и, таким образом, возвращать энергию и щадить мышцы спортсменов, и, с другой стороны, позволяет грунту оставаться достаточно ровным и пружинящим и одновременно достаточно податливым, чтобы смягчать бег и щадить суставы спортсменов. Таким образом, газон бережет мышцы спортсменов и/или животных.

Несмотря на описанные выше недостатки в сравнении с естественным газоном в идеальных условиях, поверхности, заменяющие естественный газон, развиваются в ущерб последнему, с «синтетическим газоном» для футбольных полей, песком и волокнами или текстильными покрытиями или крошкой для ипподромов и манежей: действительно, естественный газон обладает неисправимым недостатком: неспособностью быть в надлежащем состоянии в любых условиях. В настоящее время этот недостаток воспринимается как непреодолимый недостаток, более весомый, чем все другие преимущества (экономические, экологические и связанные со здоровьем) естественного газона по сравнению с искусственными поверхностями.

Для устранения этих отрицательных моментов недостаточной устойчивости газона в сырой период уже предлагалось включать различные элементы в субстраты для выращивания газона и, более конкретно сетки из пластиковых волокон, затем грубые синтетические волокна и, наконец, «тонкие» синтетические волокна.

Аналогично тому, как бетон армируют и усиливают металлической сеткой с крупными ячейками (железобетон), затем добавлением относительно тонких синтетических волокон (диаметром больше или равным 100 мкм), затем так называемых микроволокон (диаметром больше или равным 50 мкм), те же предложения по добавлению волокон были сделаны для субстратов для выращивания газона с применением тонких полосок из полипропиленовых нитей (таких, какие выпускаются в продажу под фирменной маркой нетлон (Netlon)), затем по добавлению все более тонких волокон, которые только появляются на рынке по причине их применения для армирования бетона.

Кроме того, для улучшения сопротивления грунта, заменяющего газон, который в основном состоит из песка, уже было предложено включать в него волокна, более тонкие, чем те, которые применяются для бетона. Так, например, известно (документ FR-2.707.03-А), что можно получить искусственный спортивный грунт без газона, устойчивый к усилию сдвига, благодаря механизму, близкому к механизму устойчивости, которую грунт приобретает благодаря корням газона, включением тонких волокон (сечением 5-20 мкм) относительно небольшой длины (4-75 мм) в массовой доле от 1 до 5%_о (тысячных долей) в субстрат, в основном состоящий из песка, имеющего гранулометрический состав от 10 мкм до 20 мм в количестве от 1 до 5%_о в массовой доле.

Эти добавления все более эффективны для «армирования» замещающего грунта, по примеру бетона: создается эффект грунта, обладающего хорошими характеристиками в плане устойчивости к усилию сдвига, но, к сожалению, такое улучшение устойчивости достигается в ущерб гибкости.

Для сглаживания недостатков замерзающего грунта, а также для придания большей эластичности поверхности газона, недавно было предложено добавлять грануляты пробки, и более конкретно обожженной пробки, с крупным размером частиц (>3 мм), средним размером частиц (от 500 мкм до 3 мм) и очень мелким размером частиц (<500 мкм) для придания субстрату для выращивания, в который они были включены, улучшенных свойств устойчивости к заморозкам за счет двойного эффекта изолирующей природы пробки и ее упругости, позволяющей ей «принимать на себя» увеличение объема воды под действием мороза и под действием проницаемости, созданной крупными частицами пробки. При этом привлекательность пробки также заключается в том, что она придает субстрату легкость, гибкость и устойчивость к сжатию за счет своей плотности и упругости. Более того, если крупные частицы улучшают проницаемость субстрата, мелкие частицы пробки, которые тоже не набухают, обеспечивают субстрату высокую способность удерживать капиллярную воду за счет сильного поверхностного натяжения пробки и соотношения между их поверхностью и их объемом.

Однако, хотя включение пробки позволяет улучшить гибкость и хорошее поведение во время заморозков, особенно при добавлении крупных частиц, это происходит за счет снижения связности и устойчивости к усилию сдвига субстрата, особенно при добавлении крупных частиц.

Таким образом, целью настоящего изобретения является предоставление субстрата, предназначенного для выращивания культур, более конкретно, естественного газона, который позволяет создать поверхность спортивного назначения, в частности, покрытую естественным газоном, приемлемым для занятий любым видом спорта.

Еще одна цель настоящего изобретения заключается в предоставлении такого субстрата, очень устойчивого, очень гибкого, обладающего хорошими дренажными свойствами, устойчивого к заморозкам и не подверженного отрицательному воздействию сильных осадков.

Эти цели, а также те цели, которые станут очевидными ниже, достигаются субстратом, предназначенным для применения в качестве подложки для выращивания культур, который по настоящему изобретению отличается тем, что он содержит:

- первую часть, представляющую собой скелет субстрата и составляющую более 70% общего объема субстрата, составленную из частиц Р_>100 размером более 100 мкм, причем совокупность этих частиц состоит из твердых частиц P_D>I00 и/или упругих частиц P_R>100, причем объемная доля (PV) этих упругих частиц P_R>100 составляет от 0% до 100% по объему этой первой части;

- вторую часть корпускулярных элементов Р_<100 размером менее 100 мкм, причем эта часть составляет от 0 до 450 граммов на литр упомянутого субстрата;

- третью часть, составляющую от 0 до 200 граммов на литр упомянутого субстрата, состоящую из тонких волокон длиной от 3 мм до 100 мм и диаметром от 5 мкм до 35 мкм;

- четвертую часть, составляющую от 0 до 200 граммов на литр упомянутого субстрата, состоящую из других удлиненных и/или поверхностных включений, причем по меньшей мере один из размеров каждого из этих удлиненных и/или поверхностных включений в значительной степени превосходит размеры частиц первой части, а совокупное количество третьей и четвертой части составляет более 0,5 грамм на литр упомянутого субстрата.

Предпочтительно совокупность всех частиц, размер которых превышает 180 мкм или составляет менее 100 мкм, составляет менее 1000 граммов на литр субстрата.

Согласно первому способу осуществления настоящего изобретения на объемную долю PV упругих частиц P_R>100 менее 5%, сумма дозы DF тонких волокон и дозы D_AI всех других включений четвертой части составляет более 0,5 г/литр субстрата и менее 20 г/литр субстрата.

Согласно второму способу осуществления настоящего изобретения на объемную долю PV упругих частиц P_R>100 более 5%, сумма дозы D_F тонких волокон и дозы D_AI всех других включений четвертой части превышает 1 г/литр субстрата.

Согласно третьему способу осуществления настоящего изобретения на объемную долю PV упругих частиц P_R>100, составляющую от 5% до 60%, доза D_F тонких волокон превышает 1 г/литр субстрата, и сумма дозы D_F тонких волокон и дозы D_AI всех других включений четвертой части составляет менее 80 г/литр субстрата.

Согласно четвертому способу осуществления настоящего изобретения на объемную долю PV упругих частиц P_R>100 более 60%, сумма дозы D_F тонких волокон и дозы D_AI всех других включений четвертой части составляет от 7 г/литр субстрата до 40г/литр субстрата.

Согласно пятому способу осуществления настоящего изобретения на объемную долю PV упругих частиц P_R>100 менее 60% сумма дозы D_F тонких волокон и дозы D_AI всех других включений четвертой части составляет от 2 г/литр субстрата до 80 г/литр субстрата.

Согласно шестому способу осуществления настоящего изобретения на объемную долю PV упругих частиц P_R>100 более 60% сумма дозы D_F тонких волокон и дозы D_AI всех других включений четвертой части составляет от 5 г/литр субстрата до 200 г/литр субстрата.

Предпочтительно твердые частицы первой части являются крупинками кварцевого песка.

Предпочтительно упругие частицы P_R первой части являются частицами пробки.

Предпочтительно корпускулярные элементы второй части состоят из глины, ила, песка, размер крупинок которого составляет менее 100 мкм, органического вещества, тонкоизмельченных пористых элементов, таких как порошок цеолита, коралла или диатомовых водорослей.

Предпочтительно корпускулярные элементы второй части размером менее 20 мкм составляют менее 60 г/л субстрата, а корпускулярные элементы размером менее 100 мкм составляют менее 300 г/л субстрата.

Согласно одному из вариантов осуществления, корпускулярные элементы второй части размером менее 80 мкм составляют менее 45 г/л субстрата.

Предпочтительно тонкие волокна третьей части являются полыми полиэфирными волокнами диаметром от 10 мкм до 20 мкм.

Предпочтительно по меньшей мере 20% волокон третьей части покрыты гидрофобным смазывающим материалом, таким как, например, силикон.

Предпочтительно более 50% веса тонких волокон третьей части составляют тонкие волокна, диаметр которых на 10% меньше среднего размера твердых частиц этого субстрата.

Предпочтительно объемная доля PV упругих частиц P_R>100 в субстрате составляет более 5% и менее 60%, и более 50% веса тонких волокон третьей части составляют тонкие волокна, диаметр которых на 10% меньше среднего размера твердых частиц.

В случае если твердые частицы являются крупинками песка, с одной стороны, более 80% этих крупинок по весу имеют размер от 200 мкм до 400 мкм и, с другой стороны, тонкие волокна третьей части являются полыми полиэфирными волокнами диаметром от 12 до 30 мкм, поверхность которых покрыта силиконом.

Субстрат по настоящему изобретению позволяет создавать, в случае необходимости в месте использования, поверхности спортивного назначения, поверхности террас, среду для пересадки растений или выращивания газона в виде полос.

Согласно предпочтительному способу осуществления поверхность спортивного назначения состоит из размещенных вплотную ящиков, ограниченных стенками и заполненных субстратом до высоты, по меньшей мере равной высоте этих стенок.

Приведенное ниже описание, не носящее ограничительный характер, позволит специалисту в этой области лучше понять не только преимущества настоящего изобретения, то также его осуществление и области его применения.

Субстрат по настоящему изобретению, предназначенный для применения в качестве подложки для выращивания, более конкретно для газона, включает:

- первую часть, представляющую собой скелет субстрата и составляющую более 70% общего объема субстрата, составленную из частиц Р_>100 размером более 100 мкм, причем совокупность этих частиц состоит из твердых частиц P_D>I00 и/или упругих частиц P_R>100, причем объемная доля PV этих упругих частиц P_R>100 составляет от 0% до 100% по объему этой первой части;

- вторую часть корпускулярных элементов Р_<100 размером менее 100 мкм, причем эта часть составляет от 0 до 450 граммов на литр субстрата;

- третью часть, составляющую от 0 до 200 граммов на литр упомянутого субстрата, состоящую из тонких волокон длиной от 3 мм до 100 мм и диаметром от 5 мкм до 35 мкм;

- четвертую часть, составляющую от 0 до 200 граммов на литр субстрата, состоящую из других удлиненных и/или поверхностных включений, причем по меньшей мере один из размеров каждого из этих удлиненных и/или поверхностных включений в значительной степени превосходит размеры частиц первой части, а совокупное количество третьей и четвертой части составляет более 3 граммов на литр упомянутого субстрата.

Здесь следует напомнить, что настоящее изобретение должно обеспечить соответствие следующим различным условиям:

- объем пор большого размера этого субстрата должен соответствовать по возможности максимальному объему гравитационной воды, что достигается с помощью частиц большого размера, но при этом субстрат должен обладать по возможности максимальным полезным запасом воды, что достигается с помощью элементов малого размера с высоким поверхностным натяжением;

- волокна должны иметься в наличии в достаточном количестве и по цене, совместимой с областью применения;

- волокна должны соответствовать требованиям принципа предосторожности в плане риска для здоровья, если будет иметь место вдыхание микроволокон;

- волокна должны участвовать при необходимости в увеличении запаса капиллярной воды, полезной для появления всходов, затем для роста газона или растений, выращиваемых в субстрате.

Удивительным образом было показано, что можно получить грунт, совместимый с выращиванием газона, относительно удовлетворительный в плане чистоты и очень удовлетворительный для грунта, содержание в котором частиц размером менее 20 мкм составляет менее 60 граммов / литр субстрата, и содержание в котором частиц размером менее 100 мкм составляет менее 300 граммов / литр субстрата: полученная таким образом поверхность обладает относительной проницаемостью.

Согласно другому способу осуществления изобретения выбирают корпускулярные элементы второй части размером менее 80 мкм, которые составляют менее 45 г/л субстрата: полученная таким образом поверхность обладает большой проницаемостью.

В целях соблюдения принципа предосторожности и обеспечения того, чтобы частицы не представляли никакой опасности для здоровья лиц, которые будут совершать с ними манипуляции для составления субстрата и в течение всего срока службы субстрата, принимая во внимание тот факт, что диаметр микроволокон более 3 микрон считается максимальным диаметром частиц, которые могут попасть в организм при вдыхании, а диаметр 6 микрон представляет собой значение, выше которого современное законодательство не относит волокна к категории, представляющей собой потенциальную опасность для здоровья: предпочтительным образом было предусмотрено, что диаметр 10 микрон позволит обеспечить достаточный запас безопасности. Были учтены не только размеры включаемых волокон, но также их изменения во времени и их способность распадаться или не распадаться на более мелкие волоконца. В этом отношении, известные полиэфирные волокна не могут разлагаться на более мелкие волокна по причине способа их изготовления, и они были признаны безопасными для здоровья по отношению к окружающей среде: они позволяют соблюсти принцип предосторожности. Полиэфирные волокна диаметром более 10 мкм совместимы с этими мерами предосторожности и в настоящее время широко представлены на рынке. Минимальный благоразумный диаметр 10 мкм соответствует полым полиэфирным волокнам толщиной 1,15 дтекс и минимальный диметр 6 мкм соответствует толщине 0,4 дтекс.

Для того чтобы волокна могли перемещаться перед проникновением в сеть пор во время усилия сдвига, рассматриваются две возможности:

- если крупинки представляют собой твердые песчинки, необходимо, чтобы в сечении диаметр волокна был меньше диаметра просвета между тремя соседними крупинками в плоскости, образованной центрами этих трех крупинок (как нитка, которая проходит в игольное ушко): если диаметр волокна на 1/5 больше диаметра просвета между тремя соседними крупинками, эти крупинки должны раздвинуться, чтобы пропустить волокно, не раздавив его, поэтому в таких условиях волокно не имеет никакой степени свободы;

- если крупинки, между которыми размещается волокно, представляют собой упругие крупинки и, более конкретно речь идет о частицах пробки: условие размера волокна по отношению к размеру частиц пробки не является необходимым в той мере, в какой волокно, нажимая на упругую частицу, будет деформировать последнюю, не препятствуя движению при сдвиге, и система возвращается на место после действия усилия.

Однако, поскольку гранулометрический состав субстратов по изобретению не является гомометрическим, и поскольку волокно, которое является очень длинным по сравнению с размером крупинки песка, проходит на своем пути через многочисленные поры, и поскольку диаметр волокна должен позволять ему не слишком часто «зацепляться» на своем пути, важна разница в диаметре просвета, ограниченного тремя крупинками, и в диаметре волокна (для ориентира, волокно длиной 3 см соответствует размеру крупинки песка 300 мкм, увеличенной в 100 раз). Это зависит не только от диаметра волокна, но также от его гибкости (которая увеличивается по мере уменьшения диаметра) и его смазки, а также от статистического распределения размеров просветов в пористости в зависимости от гранулометрического распределения песка; если в гомометрической среде можно легко определить диаметр, при превышении которого волокно окажется зажатым, нелегко теоретически определить диаметр, ниже которого волокно будет проскальзывать в поры, перед тем как натянуться и заблокировать движение.

Проведенные опыты удивительным образом показали, что можно получить удовлетворительный макроскопический эффект, если диаметр по меньшей мере 50% волокон составляет менее D50/10, и гораздо более удовлетворительный, если диаметр составляет менее D50/20, при этом диаметр 50% крупинок песка субстрата составляет менее показателя D50, то есть совокупность твердых частиц размером менее D50 составляет половину веса всех твердых частиц: другими словами, более 50% веса тонких волокон третьей части составляют тонкие волокна, диаметр которых на 10% меньше среднего размера твердых частиц. Это условие является особенно предпочтительным, если объемная доля PV упругих частиц P_R>100 в субстрате составляет более 5% и менее 60%.

Для обеспечения гибкости и эффективности блокировки волокна предпочтительно иметь волокна максимально малого диаметра; но чем длиннее волокно, тем сложнее сохранить гибкость, тем легче блокировать субстрат, и тем сложнее включить волокно в субстрат.

Ощутимый эффект появляется при длине волокна равной 5 мм, но предпочтительно иметь волокна длиной более 20 мм, и результаты улучшаются по мере увеличения длины волокна. Волокна длиной 60 мм очень эффективны, и было бы желательно иметь волокна длиной до 100 или 200 мм или может быть еще длиннее, но в проведенных недавно опытах не удалось включить их в субстрат, поскольку включение волокон тем сложнее, чем больше их длина.

Другие опыты удивительным образом показали, что можно получить удовлетворительный макроскопический эффект для волокон, диаметр которых составляет менее D30/10, и гораздо более удовлетворительный, если диаметр составляет менее D30/20, при этом диаметр 30% твердых крупинок субстрата по весу составляет менее показателя D30.

Предпочтительно следует выбирать волокна малого диаметра для обеспечения одновременно более эффективной блокировки и большей гибкости; но следует отметить, что чем меньше диаметр, тем сложнее отделять волокна друг от друга и смешивать их с субстратом, что значительно снижает эффективность волокон.

С учетом всех этих элементов эксперимент показал, что удовлетворительный результат получают в песке, имеющим гранулометрический состав от 200 мкм до 1000 мкм, с полыми полиэфирными волокнами диаметром от 12 до 30 мкм, соответствующим толщине от 1,6 дтекс до 34 дтекс.

Покрытые силиконом волокна обладают преимуществом лучше «проскальзывать» в поры песка благодаря «оболочке» из капелек, которая появляется в результате гидрофобности, обусловленной силиконовым покрытием: это оказывает положительное действие на гибкость субстрата при данном диаметре волокна. Однако при этом, наоборот, они менее эффективны при удерживании песка, поскольку они лучше скользят.

Поэтому предпочтительно применять покрытые силиконом волокна только в случае длинных волокон, предпочтительно волокон длиной более 3 см.

Кроме того, покрытое силиконом волокно не удерживает воду за счет капиллярности, и факт применения такого покрытого силиконом волокна в принципе должен снижать полезный запас.

Или, наоборот, удивительным образом стало понятно, что применение гидрофобных волокон, таких как волокна, покрытые силиконом, представляет собой очень эффективный способ удерживания воды в порах, если диаметр капли воды на гидрофобной поверхности волокна превышает размер просвета между тремя крупинками песка за вычетом диаметра волокна, так как вода, которая приникает в эту полость и перегруппируется в форму крупной капли по причине гидрофобности волокна, больше не может выйти из просвета, занятого волокном.

На практике было удивительным образом установлено, что гидрофобное волокно, например, волокно, покрытое силиконом, в песке, у которого D50 составляет менее 500 мкм, придает субстрату свойства удерживать воду, что особенно благоприятно для развития газона.

Таким образом, покрытое силиконом волокно в песке, в котором D50<500 мкм, и более конкретно в песке, в котором D50<350 мкм, обладает двойным преимуществом смазки, которая позволяет ввести волокно в поры этого песка, причем такое включение тем труднее, чем мельче песок, и обеспечивает совершенно новый синергизм по удерживанию воды в порах между пористостью гидрофильных гранулятов и волокном с гидрофобной поверхностью, причем корни растений, растущих в субстрате, легко используют эту воду.

С учетом всех этих элементов эксперимент показал, что получают весьма удовлетворительный результат, как с позиции механических свойств, так и в плане роста газона, принимая во внимание большой полезный запас и высокую капиллярность в песке, гранулометрический состав которого составляет от 200 мкм до 400 мкм, и для полых полиэфирных волокон, покрытых силиконом, диаметр которых составляет от 12 до 30 мкм.

Опыт показывает, что получают еще более привлекательные результаты с волокнами, не покрытыми силиконом, которые труднее надлежащим образом включить, и что эффективность падает, если волокна не были включены надлежащим образом. Однако для волокон длиной менее 80 мм, выбор в пользу не покрытых силиконом волокон представляет собой интересную возможность, если имеются в наличии особенно эффективные средства для включения.

Можно также применять полиэфирное волокно, полученное в результате промышленной регенерации с использованием хлопчатобумажной ткани.

Можно удалить хлопчатобумажную основу, которая не дает заметного положительного механического эффекта и еще в меньшей степени продолжительного положительного механического эффекта по причине того, что она является биоразлагающейся. Но удивительным образом обнаружилось, что хлопок, являясь в высшей степени гидрофильным, создает запас воды, представляющий интерес в начале жизни субстрата, в ключевой момент разбивки газона посевом или посадкой растений на террасе или еще при пересадке крупных деревьев.

Также удивительным образом обнаружилось, что волокна, которые не были обособлены, являются менее эффективными для выполнения изначально отведенной для них роли, заключающейся в придании субстрату механической прочности. Но, как оказалось, эти необособленные волокна, которые неожиданно появились в процессе изготовления в форме маленьких малоэстетичных клубочков, представляют интерес для придания своего рода структуры субстрату, которая напоминает комковатую структуру естественного грунта.

Если волокна являются гидрофильными, но также совершенно неожиданным образом, если они не являются гидрофильными, а покрытыми силиконом, удивительным образом обнаружилось, что эти клубочки очень эффективны для создания полезных запасов воды, в которых, в первую очередь, сосредоточиваются молодые корешки при посеве; и, кроме того, удивительным образом обнаружилось, что эти клубочки эффективно препятствуют проникновению шипов, например, как узлы волос защищали воинов, мешая сабле, даже заточенной, разрубить затылок. Также удивительным образом обнаружилось, что эти клубочки занимают большой объем, способны сминаться и восстанавливать свой объем: в итоге они образуют своего рода частицу, легкую, изолирующую, насыщенную воздухом, обладающую большим запасом воды и упругую.

Однако когда их слишком много, эти клубочки или поверхностные элементы, помимо того, что они совершенно неэстетичны, когда лежат на поверхности, они сильно затрудняют укладку субстрата и выравнивание поверхности; и, кроме того, они могут привести к уменьшению связности комплекса, если между клубочками образуются непрерывные поверхности скольжения. Более того, обладая практически нулевой механической эффективностью по сравнению с таковой для обособленных волокон, эти волокна в виде комочков, если они присутствуют в количестве, превышающем необходимое, повышают стоимость субстрата, не создавая механических преимуществ.

Поэтому по настоящему изобретению доза этих поверхностных элементов не должна составлять более 75% дозы (D_F+D_AI) всех включений третьей и четвертой части.

Удивительным образом было отмечено, что максимальная доза волокон, которая может быть смешана с субстратом, намного выше, если субстрат содержит преобладающую часть пробки или упругого материала по отношению к песку; и даже еще более удивительным образом было установлено, что можно составить субстрат, в котором основную часть будет представлять пробка, а песка либо не будет, либо он будет представлен в очень малом количестве по объему (например, содержание песка менее 30%): этот субстрат на основе пробки является, вопреки всем ожиданиям, при том же содержании волокон еще более устойчивым к усилию сдвига, чем субстрат, в основном состоящий из песка.

Так, совершенно неожиданно было обнаружено, что субстрат, в основном состоящий из пробки, может принять гораздо большую дозу волокон, благодаря тому, что волокна не блокируют машину, которая перемешивает волокна и пробку, создавая усилие сдвига, за счет упругости пробки, которая в процессе производства сплющивается для того, чтобы пройти там, где песок бы застрял.

В такой смеси по изобретению за счет частиц пробки, обеспечивающих разделение волокон (которые в противном случае образуют агломераты и спрессовываются), последние представляют собой в смеси с пробкой и наравне с последней, полноценную составную часть субстрата, легкую, изолирующую, упругую, способную удерживать капиллярную воду.

Еще более удивительным образом было отмечено, что пробка и волокно, частично в форме клубочков и частично в форме обособленных волоконцев, с добавлением в известных случаях небольшого количества песка, представляют собой замечательную матрицу, поведение которой по отношению к растениям является поведением грунта, но которая ведет себя на макроскопическом уровне, например, как татами для дзюдо, то есть как упругое твердое тело.

Этот субстрат можно формовать и прессовать до достижения им толщины равновесия, по пласту можно ходить или прыгать, не разрушая его: пласт может локально сплющиться под действием веса на несколько сантиметров и сразу же вернуться на место.

Чем меньше часть, представленная песком, и чем больше часть в виде упругих частиц, более конкретно из пробки, и чем меньше плотность субстрата, тем выше его коэффициент изоляции.

Для субстрата, в котором пробка составляет более 50% по объему, заморозок практически не влияет на механические показатели. Было даже установлено, что газон, посеянный на субстрате по настоящему изобретению, в котором доля пробки составляла более 75%, остается гибким, тогда как другие грунты замерзают и становятся твердыми, как камень.

У субстрата по изобретению, в котором пробка в виде крупных частиц составляет более 20% и предпочтительно более 50%, в котором D10 песчаного компонента составляет более 200 мкм, проницаемость такова, что субстрат «много пьет» и сохраняет в себе после прекращения самых неблагоприятных осадков только воду, которая удерживается за счет капиллярности.

Сочетание воды, удерживаемой за счет капиллярности, и теплоизоляции позволяет сохранять в течение длительного времени в слое, доходящем до поверхности, запас воды, доступной для посевов.

Субстрат по настоящему изобретению, независимо от его состава, можно охарактеризовать следующим образом:

- с одной стороны, первоначальной объемной долей каждого компонента смеси, за исключением волокон, определяемой как объем кучи компонента перед его включением, разделенный на сумму объемов куч всех компонентов перед их включением (за исключением волокон); и,

- с другой стороны, весовой плотностью волокна в смеси, определяемой как вес волокна, разделенный на сумму объемов куч всех компонентов перед их включением в смесь, за исключением волокон.

Обычно при анализе грунтов в смеси учитывают массовые доли (в пересчете на сухой вес) разных фракций, поскольку сухой вес смеси равен сумме сухих весов компонентов, тогда как объем смеси не обязательно равен сумме первоначальных объемов компонентов по причине увеличения объема или уплотнения смеси, причем мелкие частицы могут «исчезать» в порах крупных частиц.

Однако на практике применительно к компонентам, отличным от волокон, для характеристики субстрата используют первоначальные объемные доли, как это определено выше, так, чтобы сумма первоначальных объемных долей всех компонентов составляла 100%.

Так, выражение состава субстрата в объемных долях в рамках настоящего изобретения имеет тройное преимущество:

- с одной стороны, для применения выбирают ненабухающие компоненты, это означает, что объем кучи каждого компонента остается прежним, независимо от того, сухой этот компонент или мокрый, тогда как вес кучи значительно меняется в зависимости от содержания воды. Следовательно, именно объем кучи, а не вес кучи, пропорционален сухому весу рассматриваемого элемента;

- с другой стороны, процесс дозировки песка и пробки в том виде, в котором он проводится в рамках изобретения, выполняется по объему кучи, а не по весу;

- наконец, что самое важное, поскольку плотности компонентов сильно различаются, например, песок в 20 раз плотнее пробки, гипотетическая первоначальная объемная доля 75%» пробки дала бы массовую долю 15% пробки, тогда как пробка занимает 3/4 объема, и именно это заполнение пространства обусловливает то, что пробка навязывает свое механическое поведение (плотность смеси, поглотительная способность, упругость, теплоизоляция и тому подобное), которое по этой причине в большей степени связано с первоначальной объемной долей, нежели с массовой долей.

В другой версии процесса дозировки отслеживание подачи песка регулируется в зависимости от изменения веса песка в бункере, и можно было бы выражать отношение между объемом пробки и весом песка, но, для специалиста в этой области проще учитывать соотношение объемов пробки и песка; если известен вес песка, для пересчета веса песка в объем достаточно разделить вес на плотность песка, даже если эта плотность была выбрана произвольно или условно, и вернуться к объемному составу применительно к таким компонентам, как песок и пробка.

Касательно волокон, напротив, первоначальный объем волокон не используют, поскольку объем одного и того же количества волокон может изменяться более чем в 10 раз в зависимости от товарного вида этих волокон, которые могут сильно спрессовываться и занимать малый объем, или, наоборот, раскрываться и занимать очень большой объем. Поэтому для данного типа волокна более практичным параметром для определения количества включенного волокна является его вес.

Разумеется, что основной областью применения субстрата по настоящему изобретения является создание в известных случаях в месте использования поверхности спортивного назначения, а также поверхности террас или среды для пересадки растений или выращивания газона в виде полос.

Улучшение показателей гибкости, меньшей чувствительности к сжатию и теплоизоляции становится заметным, если объемная доля упругих частиц в субстрате превышает 5%, и диаметр тонких волокон на 10% меньше размера твердых частиц первой части. Естественно, что такое улучшение становится более выраженным по мере увеличения доли упругих частиц. Но увеличение, сопровождающееся повышением себестоимости и сложностью сохранения столь же хорошей связности свыше 60%, приводит к тому, что составы с содержанием более 60% упругих элементов по объему скорее предназначены для субстратов для выращивания культур, используемых для обустройства террас; составы для спортивных площадок предпочтительно содержат менее 60% упругих элементов по объему.

С учетом всех этих элементов субстрат по изобретению изготавливается из нескольких составов, различающихся в зависимости от области применения.

Определить состав в зависимости от требований позволяет ряд факторов.

С увеличением объемной доли PV пробки значительно возрастает себестоимость, это является первым ограничивающим фактором пробки по экономическим причинам.

Кроме того, поскольку пробка привносит гибкость, необходимо, чтобы площадки сохраняли в зависимости от их назначения, определенные параметры и достаточную отдачу: участок считается более быстрым для бега или для мяча, если он более твердый; так, например, он должен обеспечивать достаточный отскок для футбольного или теннисного мяча: это является ограничивающим фактором пробки по техническим причинам.

Опыты по улучшению продукта и тестированию составов проводились в течение одного года.

Для улучшения состава были исследованы различные источники волокон, и было уст