CN1264951C - 椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料压缩掺合物及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由椰壳纤维木髓和选定的园艺用非椰壳纤维/非泥炭材料如庭院垃圾堆肥、树皮堆肥、粪肥、沙子、泥炭腐殖土、农业垃圾堆肥、动物副产品堆肥、经处理的污水淤泥、基于动物和/或蔬菜的填埋垃圾、木材及木质纤维素衍生物、蛏石、珍珠岩、玻璃珠、泡沫塑料以及上述材料的混合物所掺合而成的压缩混合物，该压缩混合物的生产方法使其经解压缩后所产生的解压缩椰壳纤维木髓和解压缩非椰壳纤维/非泥炭材料的总体积大于该掺合物中椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的初始体积之和。

Description

椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料压缩掺合物及其生产方法
发明背景
1.技术领域
本发明涉及由椰壳纤维木髓(coconut coir pith)和选择性园艺用非椰壳纤维(non-coir pith)、非泥炭藓(non-peat moss)添加材料(在本文中被称为“非椰壳纤维/非泥炭材料(non-coir/non-peatmaterials)”)掺合而成的土壤改良组合物及其生产方法。该掺合组合物可被压缩成包装形式以供销售，并可解压缩以提供植物生长基质，该生长基质与分别进行压缩和松解(fluff)的椰壳纤维木髓及非椰壳纤维/非泥炭添加剂相比，具有松解体积大和可湿性高的特点。
2.背景技术
椰壳纤维木髓是椰壳纤维生产过程中的副产品。椰壳纤维是指组成椰子(Cocos nucifera)厚厚的中果皮(中层)的纤维材料。在生产过程中，椰壳中的长纤维被提取出来用于制造刷子、室内装潢填充物、滤器、麻绳及其他类似产品。传统生产工艺的目的在于获取具有工业价值的长纤维，因而短纤维(长度小于等于2毫米)和碎屑(在本文中被合称为“木髓”)通常被作为废弃物来堆积和处理。
椰壳纤维木髓中木质素比纤维素的比值很高，该组成可防止氧化及其相应的收缩。因此，这些材料不会很快分解，使其“堆积场”作为垃圾长期存在，并且除燃烧以外没有重要的工业价值。
最近，已经有人认识到椰壳纤维木髓作为一种极好的植物生长基质的价值，并提出可将其用于替代传统的标准生长基质如泥炭藓等。椰壳纤维木髓与泥炭藓在外观上非常相似，两者的颜色都为浅棕至深棕，都主要由直径为0.2-2.0毫米(占75-90％)的颗粒组成。与泥炭藓不同的是，椰壳纤维木髓中没有细小的树枝或异物。此外，松解后的泥炭藓密度大约为7磅/立方英尺(含水量为30-50％)，而椰壳纤维木髓的密度要大得多(按5∶1的体积比(v/v)压缩后密度大约为43磅/立方英尺，松解后密度大约为25磅/立方英尺，含水量为50-55％)。
对椰壳纤维木髓的进一步研究发现，与莎草泥炭(也被称为“佛罗里达”泥炭)和泥炭藓产品相比，椰壳纤维木髓具有较高的结构稳定性，这是由于其组成成分中高木质素/纤维素的比值能防止氧化和收缩，而泥炭藓的组成成分则具有高纤维素/木质素的比值。
正常情况下，用椰壳纤维木髓生产植物生长基质的方法为从现有废料中收集老化木髓，或收集新出产木髓并进行干燥，使其含水量为20％，并按5∶1(v/v)的压缩比将木髓压缩为块状。将水加入这些压缩块，使每份原材料的体积膨胀为原体积的7倍左右，其含水量约为80％，过程中可能需要一些机械搅拌以增加椰壳纤维木髓产量。但该机械搅拌对生产椰壳纤维木髓而言是一种缺点，因为它给种植者和其他该产品的最终使用者增加了不便和费用。用椰壳纤维木髓生产植物生长基质的另一个缺点是它不像压缩泥炭藓那样能够被轻易地松解为所需产物，其松解需要更长的时间。
前文所述的椰壳纤维生产的缺点使其缺乏代替泥炭藓的适宜性。因此，在本领域中将泥炭藓和椰壳纤维木髓以非压缩的形式进行混合的方法已广为人知。该非压缩混合物的制备方法为将压缩椰壳纤维木髓和压缩泥炭藓分别松解，得到两者经松解的原材料。再将已松解的材料进行混合，以“松散包装”的产品形式进行销售，其组成成分为解压缩的、松解的椰壳纤维木髓和泥炭藓混合物。
用该法生产的松软产品已被证实能为植物生长提供比椰壳纤维木髓或泥炭藓所能单独提供的更为优质的生长基质。但是以往的经验也发现这种“松散包装”的产品不易于运输和/或储藏，因而生产含有上述混合物的生长基质的改良方法无疑具有极高的商业价值。
上文中所述的有关单独处理椰壳纤维的困难及非压缩椰壳纤维和泥炭藓松散包装混合物的商业限制性在共同未决、普通转让的美国专利申请号09/026,639，题为“椰壳纤维木髓和泥炭藓压缩混合物及其生产方法”的专利申请中得到了很好的阐述，本文在此引用部分该申请书内容以作参考，并将其作为本文的一部分。除了提供能解决上文中所述问题的椰壳纤维和泥炭藓的压缩混合物外，′639申请还透露，将椰壳纤维木髓和泥炭藓在控制湿度的条件下先压缩成包装产品，再通过松解或产出(outturn)使其成为最终使用的植物生长基质，能大大提高生长基质的松解产量。确切的说，′639申请透露压缩椰壳纤维/泥炭藓在解压缩后，所得到的最终产物的体积比用于生产初始压缩前掺合物的椰壳纤维和泥炭藓的各自体积的和要大得多。
然而，尽管在共同未决的′639申请中所描述的压缩椰壳纤维/泥炭藓掺合物及其生产方法比起以往的工艺有了显著的进步，但是使用泥炭藓有一个已知的缺点，即收集该原材料可导致对环境敏感性湿地生态系统如沼泽和湿地的渐进性损耗。此外，考虑到为满足商业需要每年必须收集泥炭藓的量，该原材料不能被认为是可再生资源。因此，可持续利用并能满足日益提高的对环境关注要求的高质量泥炭藓替代物已被公认为一种迫切需要的物质，因为它能通过减少园艺用泥炭藓的收集量而有益于环境。
确切地说，在不影响产量提高或其他压缩椰壳纤维/泥炭藓掺合物所能提供的好处的前提下，如果普通转让的美国专利申请流水号09/026,639中所述的压缩椰壳纤维/泥炭藓组合物(及其生产方法)中的泥炭藓成分能够完全或至少部分被其他更为廉价、易于使用的可再生园艺添加剂所取代的话，那将是令人高度满意的。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供含有椰壳纤维木髓和选择性园艺用非椰壳纤维/非泥炭藓材料(包括有机和无机材料)的混合物的掺合组合物作为压缩产品，该产品适于以包装形式出售，以及用例如松解及产出等方法解压缩。
本发明的另一个目的在于提供由椰壳纤维木髓和园艺用非椰纤/非泥炭成分组成的混合物的包装压缩产品，该产品能够简单地解压缩(例如在运输或储藏后)以提供松解体积高于预期的可作为植物生长基质的掺合混合物。
本发明还有一个重要目的在于提供椰壳纤维木髓和多种非椰壳纤维/非泥炭有机和/或无机成分组成的压缩混合物的生产方法，这些非椰壳纤维/非泥炭成分可由多种容易获得的材料制取，如动物或植物堆肥、垃圾场及其类似地点的垃圾、庭院垃圾堆肥和沙子、珍珠岩、蛏石等，并且可解压缩成比预期产量高得多的椰壳纤维木髓及非椰壳纤维/非泥炭材料。
通过提供包含椰壳纤维木髓和一种非椰壳纤维/非泥炭材料的压缩掺合物的组合物可达到本发明的前述及其他目的，该压缩掺合物的制取方法为将初始非压缩的椰壳纤维木髓和非压缩的园艺用非椰壳纤维/非泥炭材料混合而成。混合物中非压缩的椰壳纤维的水分含量小于椰纤重量的大约25％。混合物中非压缩的非椰壳纤维/非泥炭材料的水分含量足以使该混合物被压缩成椰壳纤维木髓及非椰壳纤维/非泥炭的压缩掺合物，该压缩掺合物在解压缩后所获的椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭的总体积超过了混合物中椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的初始非压缩体积之和。所述的椰壳纤维木髓包含直径在大约0.2-2.0毫米范围内的颗粒。
用于和椰壳纤维木髓混合以制备本发明掺合物的园艺用非椰壳纤维/非泥炭材料或成分的例子包括但并不限定于庭院垃圾堆肥、树皮堆肥、粪肥、泥炭腐殖土、农业垃圾堆肥、动物副产品堆肥、经处理的污水淤泥、基于动物和/或蔬菜的填埋垃圾、木材及木质纤维素衍生物、蛏石、珍珠岩、玻璃珠、泡沫塑料、以及上述物质的混合物。
与本发明一致的是，这些混合组合物是以利于销售的包装压缩产品的方法生产的，而不是解压缩的松解产品。确切地说，我们已经发现，通过混合非压缩的椰壳纤维木髓和一种或多种非压缩的园艺用非椰壳纤维/非泥炭成分，再经过一个压缩步骤可将该非压缩的混合物制成一种全新的改良压缩产品，该压缩产品可通过最终解压缩或松解步骤制成最终的解压缩材料，其体积要大于初始组合的体积。例如，如果将一单位体积的非压缩的椰壳纤维与一单位体积的选择性非压缩的非椰壳纤维/非泥炭成分(或其混合物)混合，再将其以1.5至2.5比1的比例压缩，最后将压缩产品解压缩成松解的最终产品的话，所获的最终体积要大于初始混合的两个单位体积。这个结果之所以令人惊讶是因为将椰壳纤维单独压缩和解压缩所获得的最终体积要小于初始非压缩的椰壳纤维体积。将一种非椰壳纤维/非泥炭成分单独压缩和解压缩也可观察到类似的体积减少的现象。
根据本发明的一个优选实施方案，混合物中的椰壳纤维木髓组成成分初始是以压缩块的形式提供的，选择性园艺用非椰壳纤维/非泥炭材料也是以压缩块或压缩包的形式提供的。接下来将分别压缩的椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭成分经第一次松解以得到两者的非压缩形式。再将非压缩形式的椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭成分混合，并进行压缩以获得适于销售和运输的压缩包装形式，该压缩产品能够被解压缩(即松解或产出)成为园艺用的最终产品，而其体积要大于初始非压缩形式的椰壳纤维木髓及非椰壳纤维/非泥炭材料在压缩前的体积之和。
本发明中生产椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的优选方法包含下述步骤：准备含水量小于大约25％(重量％)的非压缩椰壳纤维木髓和非压缩的园艺用非椰壳纤维/非泥炭材料；将非压缩椰壳纤维木髓和非压缩非椰壳纤维/非泥炭材料混合成掺合物；所得到的掺合物能压缩成椰壳纤维及非椰壳纤维/非泥炭材料的压缩掺合物。初始非压缩非椰壳纤维/非泥炭材料中的含水量要足以使压缩掺合物在解压缩后所获得的椰壳纤维及非椰壳纤维/非泥炭材料混合物的体积大于混合物中初始非压缩椰壳纤维及非椰壳纤维/非泥炭材料的体积之和。
另一方面，本发明还提供了一种包含初始体积的非压缩椰壳纤维木髓和初始体积的一种或多种园艺用非椰壳纤维/非泥炭材料的压缩掺合物的组合物，其中当该压缩掺合物在松解或产出后能获得更大的松解体积的椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料。
在本发明中，“非椰壳纤维”一词是指本发明掺合物的一种组分，该词指代一种成分，该成分基本不含椰壳纤维木髓，但并不排除有微量椰壳纤维存在的可能，这些椰壳纤维可能是其他生产步骤的残余，但其含量不足以起到任何实质性的园艺效果。在本文中，“非泥炭”一词用于表示与椰壳纤维木髓混合的园艺用添加材料时，表示其基本不含泥炭藓，但并不除外微量泥炭藓存在的可能，这些泥炭藓可能是其他生产步骤的残余，但其含量不足以起到任何实质性的园艺效果；同时该词也不除外堆积泥炭藓存在的可能(如泥炭腐殖土)。此外，基于对环境的考虑，尽管完全除去泥炭藓的产品是本发明的优选产品，本发明依然将泥炭藓作为可选择性加入的第三种成分，可与本发明的其他两种成分，即椰壳纤维木髓成分和非椰壳纤维/非泥炭成分混合。根据普通转让美国专利申请号09/026,639(涉及压缩椰壳纤维/泥炭藓掺合物)，除了相对少量的营养成分或其他少量添加剂外，本发明并不包括基本上完全(指体积)由椰壳纤维和泥炭藓组成的掺合物。
具体实施方式
我们已经发现了全新的改良生产方法，该方法能生产包含椰壳纤维木髓和多种土壤改良非椰壳纤维/非泥炭成分(包括有机和无机成分)的新的改良压缩混合物的产品，该产品能以压缩包装的形式进行运输或储藏，但同时能通过松解或“产出”成为解压缩混合物，且具有意想不到的高松解率。本发明的产品可广泛用于多种园艺用途，确切地说最适于作为植物生长的土壤添加剂及基质。
椰壳纤维木髓的标准压缩块和非椰壳纤维/非泥炭土壤添加剂的压缩包(或压缩块)是本发明用于生产椰壳纤维木髓和非椰壳纤维添加剂的压缩掺合物或混合物的原材料。但是，在可能的情况下，本发明的生产方法也可使用已经解压缩的椰壳纤维木髓和/或非椰壳纤维/非泥炭添加剂作为起始材料，并且完全或部分去掉生产过程中的第一个解压缩步骤。
本发明生产过程的优选方案为压缩椰壳纤维木髓块已事先经干燥，使其含水量大约为20％，并按5∶1的体积比进行了压缩。非椰壳纤维/非泥炭成分的压缩包(或压缩块)可由多种迄今为止用于家庭、商业、农业及园艺的园艺用材料中的任何一种制取。在进一步优选方案中，非椰壳纤维/非泥炭材料在压缩前应先过筛以除去体积过大的物质，再按大约1.5∶1至大约2.5∶1的体积比进行压缩。具体压缩比值取决于所使用的材料。
园艺用非椰壳纤维/非泥炭成分可由有机材料、无机材料或两者的组合中进行选择。在本文中，“有机物”、“有机物质”、“有机材料”及类似术语皆用于指代任何种类适用于植物生长基质的非椰壳纤维/非泥炭植物和/或动物有机材料。
适用于本发明的有机物质的例子包括庭院垃圾堆肥(例如堆积的割下的草屑、树叶、覆盖物、树篱碎屑及其类似物)；木材及木质纤维素衍生物(如木屑、木浆如松解的纸浆(fluffed pulp)、树枝、经压力处理的木头及其类似物)；树皮堆肥(如松树树皮及其他树皮)；农业垃圾如生产废料，例如在收割谷物和豆类过程中获得的麦杆和谷皮；动物垃圾如牛、猪、鸡和/或马粪；家畜处理副产品如血液及其类似物；处理地方污水淤泥产生的有机废料；处理含有住宅及商业食物、纸张及院子垃圾的垃圾场材料产生的有机废料。
上述有机植物生长基质种类的例子及其获取过程在本领域中都已广为人知。相关参考资料可参阅美国专利号4,088,528、4,185,680、5,269,634、5,413,618、5,542,962、5,567,220、5,976,211、5,900,038，欧洲专利号EPO 923854，以及PCT申请号WO 99/57079和WO99/57080的出版物，本文对上述文献皆有引用以作参考。
本发明还预期将椰壳纤维木髓与典型园艺用非椰壳纤维/非泥炭无机材料进行混合。上述无机材料的例子包括蛏石；lavalite，钙硅石；石灰土；膨胀粘土，膨胀页岩，矿毛，浮石，塑料如泡沫聚苯乙烯、styromull，hygromull、塑料毛；火山灰，浮石，火山玻璃，沙子，砂砾，玻璃珠及其类似物，以及任何一种迄今为止被认为对于植物生产重要或基本的无机营养成分。关于可用于本发明压缩椰壳纤维掺合物的营养及非营养无机成分，详请参阅美国专利号6,074,988中所描述的所谓“无土”生长基质，该文内容在本文中亦有引用以作参考。
本发明的压缩混合物中的非椰壳纤维/非泥炭组分应理解为可全部是有机物、全部是无机物或有机物与无机物成分的组合。
本发明的生产过程中，椰壳纤维木髓压缩块和非椰壳纤维/非泥炭材料压缩包或压缩块可通过初始解压缩成为这些材料的独立解压缩或松解形式，但在可能的情况下，使用已经解压缩的上述起始材料可省略至少部分该解压缩步骤。但是不论解压缩的椰壳纤维木髓和/或非椰壳纤维/非泥炭材料的来源究竟为何，在本发明的生产过程中都要将这些解压缩的原材料混合以获得一混合产品。
本发明的一个显著优点在于用于配制椰壳纤维木髓压缩掺合物的非椰壳纤维/非泥炭成分可以在当地或该地区获得。
与解压缩的非椰壳纤维/非泥炭有机物和/或无机物混合的解压缩椰壳纤维木髓应该相对干燥，且其含水量应该小于大约25％，优选范围为大约15-20％。尽管我们并不想把本发明的操作过程用理论加以限制，但我们相信本发明混合成分获得高于预期值松解产量的能力，是基于水分由非椰壳纤维/非泥炭成分向椰壳纤维转移的能力基础上的。举例来说，我们已经发现一般而言，当非椰壳纤维/非泥炭成分中的含水量由周围环境含水量调整至其所能承受之最高含水量时，即可获得松解产量增加的最大值(即最初分别解压缩的椰壳纤维及非椰壳纤维/非泥炭成分的体积之和与最终解压缩混合物体积之间的最大差值)。
本文中“所能承受之最高含水量”一词是指单一解压缩的非椰壳纤维/非泥炭成分的最高含水量值，在该值下非椰壳纤维/非泥炭成分能与特定含水量的解压缩椰壳纤维以1∶1的比例进行混合，再按大约1.5-2.5∶1的比例进行压缩，在上述过程中基本不释放或损失液体水分。每种所选用的非椰壳纤维/非泥炭材料在用于本发明时都有其各自的“所能承受之最高含水量”，而且本行业中富有经验的工作人员并不需要进行任何过多的试验，而是能够根据经验简单地确定该含水量值。举例来说，当含水量按照要求小于25％的椰壳纤维木髓与松解的非椰壳纤维/非泥炭添加剂以1∶1的比例混合，并以1.5-2.5∶1的范围内任何一值进行压缩，如在压缩过程中掺合物有可见的水分释放或分离的话，则该非椰壳纤维/非泥炭藓成分的含水量应理解为已超出了我们所讨论的特定椰壳纤维掺合物中其所能承受的最高含水量值。
尽管本发明中所选用的非椰壳纤维成分的含水量优选值应调整至上文所定义的其“所能承受之最高含水量”，但应认识到即使在非椰壳纤维/非泥炭成分的含水量低于该值时仍可获得松解产量的增加。因此，为满足本发明的需要，非椰壳纤维成分的含水量应足以满足将初始非压缩体积的椰壳纤维木髓和初始非压缩体积的选用非椰壳纤维/非泥炭材料混合并压缩为压缩掺合物的需要，且在将该压缩掺合物解压缩后所获的最终椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的解压缩或松解混合物体积要大于初始用于制造该掺合物的非压缩椰壳纤维木髓和选用非椰壳纤维/非泥炭材料的体积之和。换言之，解压缩或松解产品产生的最终体积大于用于生成该掺合物的椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的初始混合在一起的体积。
根据所选用非椰壳纤维/非泥炭材料的性质，为了获得本发明的理想松解产量，所选用的解压缩非椰壳纤维/非泥炭成分的环境含水量可能需要调整，也可能不需要调整。
一般而言，本发明掺合物中的非椰壳纤维成分若为相对非吸水性材料如沙子，则其“所能承受之最高含水量”可小于等于20％，而对于那些吸水性大的材料如松树树皮堆肥、粪肥、庭院垃圾堆肥及泥炭腐殖土等，则该值可高至40-60％，甚至可能更高。适用于本发明的不同非椰壳纤维/非泥炭成分的优选含水量值(重量百分比)举例如下：庭院垃圾堆肥的优选范围为大约40-50％，最优选约为45％；松树树皮堆肥的优选范围为大约55-65％，最优选约为60％；粪肥的优选范围为大约50-60％，最优选约为55％；泥炭藓堆肥(即“泥炭腐殖土”)的优选范围为大约45-55％，最优选约为50％；沙子的优选范围约为15-25％，最优选约为20％。用于本发明的上述材料所能承受之最高含水量由于地区之间的差异可能会略有不同。
用于和所选用的非椰壳纤维/非泥炭成分混合的椰壳纤维木髓量(体积百分比)的范围为掺合物总体积的大约95％至大约5％，而所选用的非椰壳纤维/非泥炭成分量的范围相应为总体积的大约5％至大约95％，但优选方案为将椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭添加剂等体积混合以制造所需掺合物。
根据本发明的一个优选方案，在椰壳纤维和所选用非椰壳纤维/非泥炭成分的非压缩掺合物制备完成后，将该混合物以大约1.5-2.5∶1的体积比(v/v)压缩为所需压缩掺合物，以获得适于运输和销售的包装产品。随后该压缩掺合物可通过一个最终解压缩步骤(由最后的使用者完成)以获得椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭成分的松解混合物，且其松解率要高于预期值。在很多情况下，压缩掺合物所需解压缩时间也较单一压缩椰壳纤维或单一压缩非椰壳纤维/非泥炭材料所需的解压缩时间短。
尽管本发明的优选压缩掺合物是不含泥炭藓的，但是不同种类的泥炭藓如hypnum、泥炭藓(sphagnum)和/或淤泥泥炭仍可作为第三种可选用的成分以调整掺合物的整体生产过程和/或性质。
下文中所列举的实施例能阐明本发明椰壳纤维木髓掺合物的优选实施方案及其优选生产方法，并将其与以往既已存在的组合物进行比较。
实施例1.
本实施例证明了未混合椰壳纤维木髓样品在经压缩和解压缩后松解产量会有所缩小。本例还进一步证明了不同未混合非椰壳纤维/非泥炭材料在同样经过压缩和解压缩后其松解产量不变。
椰壳纤维木髓试验样品是将按5∶1(v/v)的比例压缩的标准椰壳纤维木髓块用标准椰壳纤维木髓生产设备进行解压缩，从而获得的松解材料。随后在一个5升的容器内用手将一部分含水量为20％的拉松椰壳纤维木髓与等体积含水量亦为20％的相同松解椰壳纤维木髓进行混合，获得总体积为2单位体积的松解椰壳纤维木髓。用手振荡容器直到其内容物彻底混合为止。将所获2单位体积的非压缩椰壳纤维木髓样品置于一高30.8厘米、直径7.6厘米的圆柱形容器内，用手将样品按2∶1(v/v)的比例进行压缩，使压缩样品的体积为1.0单位体积。再将压缩椰壳纤维木髓样品解压缩并彻底混合，所测得体积见表1。
进一步的试验样品为不同的有机和无机非椰壳纤维/非泥炭成分(即老化松树树皮，粪肥，庭院垃圾堆肥，泥炭腐殖土和沙子)，将样品先用一1/2英寸的筛子过筛以除去过大的颗粒以获得可应用的松解(即非压缩)材料。测定每种材料的初始含水量，并将两个相同体积的同种非椰壳纤维/非泥炭材料用与椰壳纤维木髓样品相同的方法进行混合。再将每种2单位体积的非椰壳纤维/非泥炭成分置于一高30.8厘米、直径7.6厘米的圆柱形容器内，用手将样品尽可能按2∶1(v/v)的比例进行压缩。随后将每种压缩混合物解压缩并彻底混合，测定其体积。
本试验结果为将椰壳纤维木髓和选用非椰壳纤维/非泥炭材料进行3次重复单独压缩和解压缩处理，所获体积的平均值。具体数值见表1。
表1
  成分   含水量w/w   混合前总体积   混合后体积(压缩后体积)   压缩混合物解压缩后体积
  椰壳纤维木髓   20％   2.0   2.0(1.0)   1.88
  庭院垃圾堆肥   35％   2.0   2.1(1.1)   2.0
  松树树皮堆肥   18％   2.0   2.0(1.1)   2.0
  粪肥   60％   2.0   2.0(1.1)   2.0
  沙子   18％   2.0   2.0(1.4)   2.0
  泥炭腐殖土   43％   2.0   2.0(1.2)   2.0
表1中所列试验结果显示，当一单位体积的拉松非压缩椰壳纤维与同样体积的相同材料混合，并将混合物以2∶1的比例进行压缩再解压缩，其终体积与初始2单位体积相比减少了6％。表1中所列举的试验结果还进一步显示，当一单位体积的任何一种拉松非压缩非椰壳纤维/非泥炭材料与同样体积的相同材料混合，并将混合物以2∶1的比例进行压缩再解压缩，其终体积与初始2单位体积相比没有增加。
实施例2
将含水量为19.4％的非压缩椰壳纤维木髓与等体积的非压缩庭院垃圾堆肥、松树树皮堆肥(0至3/8″)、粪肥、沙子及泥炭腐殖土(产自俄亥俄州的Shreve)混合。为提高庭院垃圾堆肥、粪肥及泥炭腐殖土的均一性，本试验只使用能通过5号筛(孔径4毫米)的材料。测定每种材料的初始含水量，并将其调整至本文所定义的该材料所能承受之最高含水量(见表2)。将材料倒入一体积为347.5cm3的圆柱形容器，擦去超出容器顶端的材料以确定其体积。用手将混合物在桶内搅拌30至40秒使其彻底混匀。再将混合物倒入347.5cm3的圆柱形容器，通过测定其能充满的容器数(或占一容器的比例)确定非压缩混合物的体积。随后将每种混合物置于一高30.8厘米、直径7.6厘米的圆柱形容器内，用手将其压缩。测定压缩混合物的体积。再将混合物解压缩并彻底混合，所测得其终体积用347.5cm3的体积单位表示(即1单位＝347.5cm3)，具体结果见表2。
表2
  1单位体积椰壳纤维与1单位体积……混合   初始含水量w/w   调整后含水量w/w   混合前总体积   混合后体积(压缩后体积)   压缩混合物解压缩后体积
  庭院垃圾堆肥   32％   45％   2.0   2.6(1.4)   2.7
  松树树皮堆肥   53％   60％   2.0   2.3(1.3)   2.5
  粪肥   47％   55％   2.0   2.3(1.4)   2.6
  沙子   1％   20％   2.0   3.3(1.8)   3.2
  泥炭腐殖土   42％   50％   2.0   2.6(1.5)   2.5
表2中的数据证明，所测试的所有非椰壳纤维/非泥炭材料在与椰壳纤维木髓以1∶1的单位体积比例混合，并经压缩和解压缩后，其体积均大于所预期的2单位体积，这与普通转让美国专利申请号09/026,639中椰壳纤维和泥炭藓混合的结果是一致的。因此，表2中所列举的结果证明，将椰壳纤维与非椰壳纤维/非泥炭成分(可为有机物和/或无机物)混合得到一掺合物，再将该掺合物压缩和解压缩，能使其解压缩椰壳纤维木髓和解压缩非椰壳纤维/非泥炭材料的终体积大于预期的体积值，即大于混合物中椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的初始非压缩体积之和。
考虑到表1中所列举数据所显示的未混合椰壳纤维样品在经压缩和解压缩后体积与椰壳纤维木髓的初始未压缩体积相比减小的事实，以及每种非椰壳纤维/非泥炭材料样品在经压缩和解压缩后体积与非椰壳纤维/非泥炭材料的初始未压缩体积相比没有变化的事实，本例所得到的结果尤为令人惊讶。
尽管本文在一定程度上详细描述了本发明的优选方案，但本文所披露的仅为举例而已。正如在权利要求书中所限定的，在不影响本发明实质及范围整体性的前提下，所述的组合物及其制备方法的操作步骤，以及所使用的材料的具体细节可进行无数明显的变化。

Claims (34)

1.一种组合物，其包含椰壳纤维木髓和一种非椰壳纤维/非泥炭材料的压缩掺合物，该压缩掺合物是通过基本上由一初始非压缩体积的椰壳纤维木髓和一初始非压缩体积的园艺用非椰壳纤维/非泥炭材料组成的混合物而形成的，该混合物中椰壳纤维木髓的含水量小于25重量％，而该混合物中非椰壳纤维/非泥炭材料的含水量足以满足以以下方式将该混合物压缩成所述的压缩掺合物，所述的方式能够使所述的压缩掺合物在解压缩后，由解压缩椰壳纤维木髓和解压缩非椰壳纤维/非泥炭材料产生的总体积大于该混合物中椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的初始非压缩体积之和，其中所述的非椰壳纤维/非泥炭材料包含选自如下一组中的至少一种成分，所述的组由庭院垃圾堆肥、树皮堆肥、粪肥、沙子、泥炭腐殖土、农业垃圾堆肥、动物副产品堆肥、经处理的污水淤泥、基于动物和/或蔬菜的填埋垃圾、木材及木质纤维素衍生物、蛏石、珍珠岩、玻璃珠、泡沫塑料以及上述材料的混合物组成。
2.权利要求1的组合物，其中所述混合物中的椰壳纤维木髓为解压缩形式的椰壳纤维木髓，而所述混合物中的非椰壳纤维/非泥炭材料为解压缩形式的非椰壳纤维/非泥炭材料。
3.权利要求1的组合物，其中所述非压缩椰壳纤维木髓的含水量范围为15％至20％。
4.权利要求3的组合物，其中所述混合物中非压缩非椰壳纤维/非泥炭材料的含水量被调整至足以形成所述的压缩掺合物的最高水平，该压缩掺合物在解压缩后所得到的解压缩椰壳纤维木髓和解压缩非椰壳纤维/非泥炭材料的总体积大于该混合物中椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的初始非压缩体积之和。
5.权利要求1的组合物，其中所述混合物中椰壳纤维木髓的体积百分比范围为95％至5％，而所述混合物中非椰壳纤维/非泥炭材料的体积百分比范围为5％至95％。
6.权利要求5的组合物，其中所述混合物由等体积的椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料掺合而成。
7.权利要求3的组合物，其中所述的椰壳纤维木髓包含直径在0.2-2.0毫米范围内的颗粒。
8.一种生产椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的压缩掺合物的方法，该生产方法包含下述步骤：
提供一含水量小于25重量％的初始非压缩体积的椰壳纤维木髓；
提供一初始非压缩体积的园艺用非椰壳纤维/非泥炭材料；
将所述的初始非压缩体积的椰壳纤维木髓和初始非压缩体积的非椰壳纤维/非泥炭材料混合以形成椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的掺合物；并
将该掺合物经一压缩步骤制成椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的压缩掺合物；
该掺合物中初始非压缩非椰壳纤维/非泥炭材料的含水量足以满足以以下方式将该掺合物压缩成所述的压缩掺合物，所述的方式能够使所述的压缩掺合物在解压缩后所产生的椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的总体积大于该混合物中椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的初始非压缩体积之和，
其中所述的非椰壳纤维/非泥炭材料包含选自如下一组中的至少一种成分，所述的组由庭院垃圾堆肥、树皮堆肥、粪肥、沙子、泥炭腐殖土、农业垃圾堆肥、动物副产品堆肥、经处理的污水淤泥、基于动物和/或蔬菜的填埋垃圾、木材及木质纤维素衍生物、蛏石、珍珠岩、玻璃珠、泡沫塑料以及上述材料的混合物组成。
9.权利要求8的方法，其中所述初始非压缩体积的椰壳纤维木髓由椰壳纤维木髓压缩块经一解压缩步骤制成。
10.权利要求8的方法，其中所述初始非压缩体积的非椰壳纤维/非泥炭材料由压缩非椰壳纤维/非泥炭材料经一解压缩步骤制成。
11.权利要求8的方法，其进一步包括将所述椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的压缩掺合物经一最终解压缩步骤以制得一松解或产出的椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的混合物，该混合物的体积大于该混合物中椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的初始非压缩体积之和。
12.权利要求8的方法，其中所述的掺合物的压缩比的范围为体积比1.5∶1至体积比2.5∶1。
13.权利要求12的方法，其中所述的非椰壳纤维/非泥炭材料选自由庭院垃圾堆肥、树皮堆肥、粪肥、沙子、泥炭腐殖土、农业垃圾堆肥、动物副产品堆肥、经处理的污水淤泥、基于动物和/或蔬菜的填埋垃圾、木材及木质纤维素衍生物、蛏石、珍珠岩、玻璃珠、泡沫塑料以及上述材料的混合物所组成的组，且其中每种所述非椰壳纤维/非泥炭材料的含水量都被调整至其所能承受之最高含水量。
14.权利要求9的方法，其中所述压缩块中的椰壳纤维木髓的含水量为重量20％，并按至少体积比5∶1的比例进行压缩。
15.权利要求8的方法，其中所述的非椰壳纤维/非泥炭材料在与椰壳纤维木髓混合前先经过筛以除去其中过大的颗粒，且所述椰壳纤维木髓和非椰壳纤维材料掺合物按体积比1.5∶1至体积比2.5∶1的比例进行压缩。
16.权利要求15的方法，其中所述掺合物中的非椰壳纤维/非泥炭材料的含水量被调整至该材料所能承受之最高含水量。
17.权利要求8的方法，其中所述掺合物中非压缩椰壳纤维木髓的含水量范围为15重量％至20重量％。
18.权利要求8的方法，其中所述掺合物中初始非压缩椰壳纤维木髓的体积百分比范围为95％至5％，而所述非压缩非椰壳纤维/非泥炭材料的体积百分比范围为5％至95％。
19.权利要求18的方法，其中所述掺合物中非压缩椰壳纤维木髓的初始体积与该掺合物中非压缩非椰壳纤维/非泥炭材料的初始体积相等。
20.一种组合物，其包含一初始非压缩体积的椰壳纤维木髓和一初始非压缩体积的园艺用非椰壳纤维/非泥炭材料的压缩掺合物，其中椰壳纤维木髓的含水量小于或等于25重量％，该压缩掺合物的形成方式使得其在松解或产出后，所产生的解压缩椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的松解体积大于该掺合物中椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料的初始非压缩体积之和，其中所述的非椰壳纤维/非泥炭材料包含选自如下一组中的至少一种成分，所述的组由庭院垃圾堆肥、树皮堆肥、粪肥、沙子、泥炭腐殖土、农业垃圾堆肥、动物副产品堆肥、经处理的污水淤泥、基于动物和/或蔬菜的填埋垃圾、木材及木质纤维素衍生物、蛏石、珍珠岩、玻璃珠、泡沫塑料以及上述材料的混合物组成。
21.权利要求20的组合物，其中所述的椰壳纤维木髓的含水量小于25重量％，且所述的非椰壳纤维/非泥炭材料为庭院垃圾堆肥。
22.权利要求21的组合物，其中所述的庭院垃圾堆肥的含水量为45重量％。
23.权利要求20的组合物，其中所述的椰壳纤维木髓的含水量小于25重量％，且所述的非椰壳纤维/非泥炭材料为松树树皮堆肥。
24.权利要求23的组合物，其中所述的松树树皮堆肥的含水量为60重量％。
25.权利要求20的组合物，其中所述的椰壳纤维木髓的含水量小于25重量％，且所述的非椰壳纤维/非泥炭材料为粪肥。
26.权利要求25的组合物，其中所述的粪肥的含水量为55重量％。
27.权利要求20的组合物，其中所述椰壳纤维木髓的含水量小于25重量％，且所述的非椰壳纤维/非泥炭材料为沙子。
28.权利要求27的组合物，其中所述的沙子的含水量为20重量％。
29.权利要求20的组合物，其中所述的椰壳纤维木髓的含水量小于25重量％，且所述的非椰壳纤维/非泥炭材料为泥炭腐殖土。
30.权利要求29的组合物，其中所述的泥炭腐殖土的含水量为50重量％。
31.权利要求20的组合物，其中所述压缩掺合物中椰壳纤维木髓的含水量小于25重量％。
32.权利要求31的组合物，其中所述的压缩掺合物中非椰壳纤维/非泥炭材料的含水量被调整至该材料所能承受之最高含水量。
33.权利要求20的组合物，其中所述掺合物中初始体积的椰壳纤维木髓和非椰壳纤维/非泥炭材料按体积比1.5∶1至体积比2.5∶1的比例进行压缩。
34.权利要求33的组合物，其中所述掺合物中的椰壳纤维木髓的初始体积为该掺合物的总体积的95％至5％，而所述掺合物中的非椰壳纤维/非泥炭材料的初始体积为该掺合物的总体积的5％至95％。
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