CN108377877A - 一种农业用竹纤维无纺布基质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农业用竹纤维无纺布基质，所述的农业用竹纤维无纺布基质由下列重量份的原料通过无纺制毡工艺制成：竹纤维70‑90重量份；动物毛发10‑30重量份；树脂纤维0‑10重量份；固体复合化肥0‑10重量份；以及植物种子0‑10重量份。其制备方法为：以竹纤维为原料，混入动物毛发、树脂纤维，经过无纺工艺，制成毡，再将固体复合化肥与植物种子植入毡中，成网等步骤，得到农用竹纤维无纺布。利用本发明工艺技术生产的农用竹纤维无纺布基质使用成本低，具有良好抗病虫及降解功能，能减少病虫的侵害及对环境的危害，具有应用范围广泛，市场潜力巨大，经济效益良好的优点。

Description

一种农业用竹纤维无纺布基质

技术领域

本发明涉及无土栽培领域，具体而言，涉及一种农业用竹纤维无纺布基质。

背景技术

基质栽培是无土栽培中推广面积最大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中，通过滴灌或细流灌溉的方法，供给作物营养液。栽培基质可以装入塑料袋内，或铺于栽培沟或槽内。基质栽培的营养液是不循环的，称为开路系统，这可以避免病害通过营养液的循环而传播。

基质栽培缓冲能力强，不存在水分、养分与供O₂之间的矛盾，且设备较水培和雾培简单，甚至可不需要动力，所以投资少、成本低，生产中普遍采用。从我国现状出发，基质栽培是最有现实意义的一种方式。

常用基质材料为辉绿岩20%石灰石和20%的焦碳混合后，在1600℃的高温下煅烧熔化，再喷成直径为0.005毫米的纤维，而后冷却压成板块或各种形状。岩棉的优点是可形成系列产品(岩棉栓、块、板等)，使用搬运方便，并可进行消毒后多次使用。但是使用几年后就不能再利用，废岩棉的处理比较困难，在使用岩棉栽培面积最大的荷兰，已形成公害。

发明内容

本发明生产的农用竹纤维无纺布基质使用成本低，可自然降解，降解之后为有机肥供给植物养分，且竹纤维具有良好抗菌性，能减少病虫的侵害及对环境的危害，具有应用范围广泛，市场潜力巨大，经济效益良好的优点。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种农业用竹纤维无纺布基质，包括：竹纤维复合无纺布、植物种子、固体复合化肥。竹纤维复合无纺布包括竹纤维、动物毛发、树脂纤维。其中，材料以质量份计，竹纤维为70-90重量份；动物毛发为10-30重量份；树脂纤维为0-10重量份；固体复合化肥为0-10重量份；植物种子为0-20重量份。

进一步地，竹纤维复合无纺布厚度为10-500mm；竹纤维复合无纺布密度为0.4-0.8g/cm3，此厚度与密度能够很好的兼顾保水保温与透气性能。

进一步地，竹纤维的直径为0.01mm-1mm，长度为5-100mm，方便无纺工艺制毡。

进一步地，动物毛发为羊毛、猪毛、狗毛、猫毛、兔毛中的任意一种或多种，且制作竹纤维复合无纺布前，将动物毛发经过常压蒸煮，蒸煮时间为30min-2h；将蒸煮过的动物毛发放入60℃-120℃的热风烘干装置中进行干燥处理，处理后动物毛发含水量控制在10%以内。

进一步地，树脂纤维为丙纶、涤纶、聚乳酸纤维、PHA纤维中的任意一种或多种。优选可降解的聚乳酸纤维与PHA纤维。起到加固作用。

进一步地，固体复合化肥为氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分组成的肥料，为植物生长提供养分。

进一步地，将竹纤维、树脂纤维与蒸煮过的动物毛发按照竹纤维为70-90重量份；动物毛发为10-30重量份；树脂纤维为0-10重量份进行混合，混合后再进行无纺成毡，得到竹纤维复合无纺布。

进一步地，采用空心管注入工艺，将植物种子与固体复合化肥注入到竹纤维复合无纺布中。植物种子位于同一平面上，植物种子离竹纤维复合无纺布上表面距离为1-10mm，这样方便植物发芽生长。固体复合化肥位于同一平面上，固体复合化肥离竹纤维复合无纺布下表面距离为5-200mm，起到缓慢释放的作用。

应用本发明的技术方案，使用竹纤维无纺布基质使用成本低，可自然降解，降解之后为有机肥供给植物养分，浇水后竹纤维无纺布基质能够很好的保水保温，且竹纤维具有良好抗菌性，能减少病虫的侵害及对环境的危害，具有应用范围广泛，市场潜力巨大，经济效益良好的优点。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图与实施例，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的一种农业用竹纤维无纺布基质的结构示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、竹纤维复合无纺布；11、竹纤维；12、动物毛发；13、树脂纤维；20、植物种子；30、固体复合化肥。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如背景技术中所提到的常用基质材料为辉绿岩20%石灰石和20%的焦碳混合后，在1600℃的高温下煅烧熔化，再喷成直径为0.005毫米的纤维，而后冷却压成板块或各种形状。虽然方便，但是废弃后不可降解，带来了许多的环境污染问题。为了改善这一状况，本申请的一种典型例中，包括：竹纤维复合无纺布10、植物种子20、固体复合化肥30。竹纤维复合无纺布10包括竹纤维11、动物毛发12、树脂纤维13。其中，所述材料以质量份计，竹纤维11为70-90重量份；动物毛发12为10-30重量份；树脂纤维13为0-10重量份；固体复合化肥30为0-10重量份；植物种子20为0-20重量份。

本申请的上述复合材料的组合物，竹纤维是可再生资源，通过砍伐和维护后将会更加优质生长，且竹子具有抗菌、吸湿透气作用，能够很好的锁住水分。其原料竹子吸收二氧化碳每年268千克/亩、排放氧气192千克/亩。而动物毛发也具有很强的可再生能力，是一种天然材料，能够给植物提供养分。以天然产物竹纤维和动物毛发作为基质材料，并且将动物毛发进行蒸煮处理，这样处理能够杀死毛发中的一些有害生物，在堆肥的坏境下，也更容易发酵降解产生植物所需的有机肥料。再根据实际种植需求植入种子、固体复合化肥，从而制成只需浇水后，就能长出植物来的基质。一方面，由于竹纤维的抗菌性，在一定情况下能够显著的减少植物的病害，特别是根部病害。另一方面，竹纤维的吸湿透气性，能够锁住水分的同时，提供很好的透气性与保温性能，保证植物根部良好的生长环境。

需要说明的是，上述复合材料的组合物中竹纤维，也可以用其它植物纤维代替，例如：麻纤维、秸秆、稻草、芦苇、椰棕纤维等代替；上述的杀菌功能可针对如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等大多数有害细菌，且还具有防螨功效。

可选的，竹纤维复合无纺布10厚度为10-500mm；所述竹纤维复合无纺布10密度为0.4-0.8g/cm³。具体的，根据种植的植物进行选择，植物根茎比较大的，选择厚度为100-500mm的竹纤维复合无纺布10，同时选择密度偏大0.6-0.8g/cm³的竹纤维复合无纺布10，有利于加固植物的稳定性，不易倾倒，且在植物生长的过程当中，能够提供更多的有机养分。相反，种植植物根茎较小，所需营养水分较小的，选择厚度为10-100mm的竹纤维复合无纺布10，同时选择密度偏小0.4-0.6g/cm³的竹纤维复合无纺布10，满足植物生长的同时，成本更低。而上述所述材料中的配比，以不同植物生长需求进行合理选择。将竹纤维11和动物毛发12的质量比控制在7:3~9:1范围内，竹纤维11和动物毛发12两者起到互补作用，竹纤维11能够很好的保水保温透气的同时，降解产物能为植物生长提供天然有机养料。动物毛发通过蒸煮后，也更容易降解，降解后为植物提供一些微量元素。

可选的，树脂纤维13为丙纶、涤纶、聚乳酸纤维、PHA纤维中的任意一种或多种。在竹纤维复合无纺布10中起到加固作用。具体的优选可降解的聚乳酸纤维、PHA纤维，选择丙纶、涤纶，为不可降解纤维，但是价格较低，加固时间长；选择聚乳酸纤维、PHA纤维，可实现降解，但价格较高。树脂纤维13为0-10重量份，可根据植物成长具体需求进行选择，对于植株高大的植物，选择树脂纤维13为5-10份；对于植株矮小的植物，选择树脂纤维13为0-5份。

需说明的是以上对植株高大与矮小主要以植株长成后的高度（茎部分）进行定义，植株高度在30cm以内的为矮小植株，高度大于30cm的为高大植株。

可选的，动物毛发12为羊毛、猪毛、狗毛、猫毛、兔毛中的任意一种或多种。动物毛发12的来源一般为回收过来的，也可直接购入残次品动物毛发，满足要求的同时，控制好成本。具体的优选羊毛，羊毛蛋白含量高，堆肥环境下降解速度较快。

可选的，固体复合化肥30为氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分组成的肥料，为植物生长提供养分。固体复合化肥30为0-10重量份，可根据植物生长情况进行选择。

在本申请另一种典型的实施方式中，还提供了一种农业用竹纤维无纺布基质的制备方法，该制备方法包括：按照上述任一种复合材料的组合物中基体材料和辅料及其配比混合，得到混合物；将混合物通过无纺工艺进行成毡，得到半成品；再采用空心管注入工艺，将所述植物种子20与固体复合化肥30注入到半成品的层面中。然后根据实际要求进行裁剪所得到复合材料。

上述制备方法通过利用上述复合材料的组合物，将以天然产物竹纤维11和动物毛发12作为基材，并将基材与辅材树脂纤维13按上述比例进行配合，通过三种材料之间的协同作用，使得该组合物所制备的复合材料不仅具备较佳的力学性能（如抗拉伸强度、抗撕裂强度）、保水性、保温、透气性，而且可降解，性能环保。

上述制备方法中，还包括动物毛发12的处理，在一种优选实施例中，动物毛发12经过常压蒸煮，蒸煮时间为30min-2h；将蒸煮过的动物毛发12放入60℃-120℃的热风烘干装置中进行干燥处理，处理后动物毛发12含水量控制在10%以内。

以下通过具体的实施例进行对比。以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

下列实施例中所用到的农业用竹纤维无纺布裁成A5纸张大小，厚度为30mm，固体复合化肥30全部采用氮磷钾-15·15·15通用型。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或厂商提供的条件进行。

表1：

	竹纤维11	动物毛发12	树脂纤维13	固体复合化肥30	植物种子20
						实施例1	27	3	0	3	0.2
实施例2	21	9	0	3	0.2
						实施例3	21	3	6	3	0.2
实施例4	21	9	0	3	0.2
						实施例5	27	3	0	3	10
实施例6	21	9	0	3	10
						实施例7	21	3	6	3	10
实施例8	21	9	0	3	10
						对比例1	0	0	30	3	0.2
对比例2	0	0	30	3	10

注：上表1中的数值均表示重量g。

表2：

	动物毛发12	树脂纤维13	植物种子20
				实施例1	羊毛	/	青梗菜
实施例2	羊毛	/	青梗菜
				实施例3	羊毛	聚乳酸纤维	青梗菜
实施例4	猪毛	/	青梗菜
				实施例5	羊毛	/	绿豆
实施例6	羊毛	/	绿豆
				实施例7	羊毛	聚乳酸纤维	绿豆
实施例8	猪毛	/	绿豆
				对比例1	/	丙纶	青梗菜
对比例2	/	丙纶	绿豆

注：表2中：“/”表示无此项。

表3：

注：表3中“储水量”为竹纤维复合无纺布10吸水并锁水后的重量减去初始重量所得，同一植物种子所有数据在同等条件下测得。

对比上述实施例与对比例，总共采用两种植物种子20：青梗菜、绿豆；对比表3中的发芽率，绿豆的发芽率为100%，说明不同植物种子发芽率不同，胚芽大的植物发芽率高。

对比实施例1-实施例4；从表1得出，实施例1的竹纤维含量比实施例2-4高出20%。表3中基质的吸水率与储水量也是实施例1更高一些，说明竹纤维的吸湿保水能力高于树脂纤维与动物毛发。通过表1与表3中实施例2与实施例4的对比吸水率与储水率羊毛更加具有优势。

表3中的发芽率，对比实施例1-实施例4可知，实施例1的发芽率高于其它三组。说明竹纤维含量增加，有利于发芽率提升。

实施例3与实施例7中加入了聚乳酸纤维，在上述有说明，树脂纤维13是起到加固作用，对发芽率的影响不大。

实施例2与实施例4，实施例6与实施例8进行对比可知，区别在于使用的动物毛发12种类不一样，对比发芽率与长势，羊毛都要略高于猪毛的，说明羊毛更适合实施例中植物生长。

通过比例1与对比例2，可知丙纶纤维的吸水率与储水量都要远远小于上述实施例中的数值。对比植物长势也不如上述实施例。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：降低了基质的使用成本，可自然降解，降解之后为有机肥供给植物养分，且竹纤维具有良好抗菌性，能减少病虫的侵害及对环境的危害，具有应用范围广泛，市场潜力巨大，经济效益良好的优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种农业用竹纤维无纺布基质，其特征在于，包括：竹纤维复合无纺布（10），植物种子（20），固体复合化肥（30）；所述竹纤维复合无纺布（10）包括竹纤维（11），动物毛发（12），树脂纤维（13）；其中，所述材料以质量份计，所述竹纤维（11）为70-90重量份；所述动物毛发（12）为10-30重量份；所述树脂纤维（13）为0-10重量份；所述固体复合化肥（30）为0-10重量份；所述植物种子（20）为0-20重量份。

2.根据权利要求1所述的农业用竹纤维无纺布基质，其特征在于，所述竹纤维复合无纺布（10）厚度为10-500mm；所述竹纤维复合无纺布（10）密度为0.4-0.8g/cm³。

3.根据权利要求1所述的农业用竹纤维无纺布基质，其特征在于，所述竹纤维（11）中竹纤维的直径为0.01mm-1mm，长度为5-100mm。

4.根据权利要求1所述的农业用竹纤维无纺布基质，其特征在于，所述动物毛发（12）为羊毛、猪毛、狗毛、猫毛、兔毛中的任意一种或多种。

5.根据权利要求1所述的农业用竹纤维无纺布基质，其特征在于，所述树脂纤维（13）为丙纶、涤纶、聚乳酸纤维、PHA纤维中的任意一种或多种。

6.根据权利要求1所述的农业用竹纤维无纺布基质，其特征在于，所述固体复合化肥（30）为氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分组成的肥料。

7.根据权利要求1所述的农业用竹纤维无纺布基质，其特征在于，所述植物种子（20）均匀植入于所述竹纤维复合无纺布（10）上半部分中；所述固体复合化肥（30）均匀植入于所述竹纤维复合无纺布（10）下半部分中。

8.根据权利要求7所述的农业用竹纤维无纺布基质，其特征在于，所述植物种子（20）位于同一平面上，所述植物种子（20）离所述竹纤维复合无纺布（10）上表面距离为1-10mm；所述固体复合化肥（30）位于同一平面上，所述固体复合化肥（30）离所述竹纤维复合无纺布（10）下表面距离为5-200mm。

9.根据权利要求1所述的农业用竹纤维无纺布基质，其制作方法包括：

①将权利要求3中的所述动物毛发（12）经过常压蒸煮，蒸煮时间为30min-2h；

②将蒸煮过的所述动物毛发（12）放入60℃-120℃的热风烘干装置中进行干燥处理，处理后所述动物毛发（12）含水量控制在10%以内；

③将权力1-4中所述竹纤维（11）、所述树脂纤维（13）与蒸煮过所述动物毛发（12）按照权利要求1中所述的重量份进行混合，混合后再进行无纺成毡，得到所述竹纤维复合无纺布（10）；

④将③中制得的竹纤维复合无纺布（10），采用空心管注入工艺，将所述植物种子（20）与所述固体复合化肥（30）注入到权利要求8中所述的层面中。