CN1294842A - 植物育苗用盘 - Google Patents

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CN1294842A CN00131868A CN00131868A CN1294842A CN 1294842 A CN1294842 A CN 1294842A CN 00131868 A CN00131868 A CN 00131868A CN 00131868 A CN00131868 A CN 00131868A CN 1294842 A CN1294842 A CN 1294842A
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大野洋次郎
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Abstract

从纸浆状物以抽吸成模而制备纸浆模,优选的是纸浆状物含有热可融合的树脂,抗真菌剂和疏水剂或防水剂,然后通过加热压缩以形成由纸浆模组成的植物育苗盘,在长期使用后该盘显示了良好的尺寸精确性,保持机械强度,并且给环境造成的负担较小。

Description

植物育苗用盘
本发明涉及植物育苗用盘，该盘可用于培育植物的幼苗或植物的组织培养物。更具体地说，本发明涉及植物充苗用盘，它通过抽吸成型从纸浆浆状物获得的纸浆模构成该盘。
在植物育苗用的盘，薄板和鑵中，通过型模从纸浆浆状物获得的纸浆模构成的盘是已知的。因为这样的纸浆模易于变型，已经有人推荐了防止变型的方法。
例如，用于植物育苗的罐和薄板的生产方法是已知的，该方法包括提供阳模，它包括许多以正方型排列的突起部和附着到围绕以正方型排列的突起物的基部的带盘的外周的向上弯的周边，各个突起物由截断的锥体构成，该锥体由造纸的网和在截断的锥体顶部提供的造纸的喷射网构成，在模中过度干燥纸产品，和堆积和固定许多纸产品(日本专利公开(公开)号：5-38581／1993)，植物育苗床，它包括具有许多罐的纸浆模，罐在开口侧面连接在一起，和具有独立的打有孔的底部，其中将纸模以开口侧作为下面和底部作为上面放置，以床材料填充模以形成植物育苗床，当将植物育苗床用于植物育苗时，播种各个罐以便植物在各个罐中生长，当转移各个植物时，将用于植物育苗的模的底下部分分离以便分别转移各个罐的植物(日本专利号2600891)等等。
但是，在日本专利公开号5-38581／1993的方法中，由于在干燥后吸收水份，罐层遭受侵袭和畸变，改变了尺寸的精确度。此外，它还遭受机械强度的问题，即在运输过程中没有保持的固定物它们不能被转移。日本专利号2600891的用于植物育苗的床也存在直径精确度和机械强度不够的问题。
再者，以塑料代替纸浆模的盘，已经有人建议了通过对推和排列合适量的植物容纳装置获得的用于植物育苗的盘，所述的装置由在纵向和横向具有弹性和伸展性的塑料制成，连接邻近的植物容纳装置的开口的顶部外周边缘，并提供在植物容纳装置的底部向下突出的类似于盘的部分，其中，类似于盘的部分可以自由地向上突出(日本待审专利号7-327507／1995)。但是，由于用于植物育苗的盘使用了塑料，所以使用时丢弃对环境造成的影响更大。
再者，对于有良好尺寸精确性的纸浆模，已经有人建议通过湿式抽吸成型产生的纸浆模，它包括具有在日本TAPPI号26-78中定义的150-500％的水保持能力的细纤维(日本待审专利号10-311000／1998)。虽然这些纸浆模的使用没有特别的限制，但是主要用作为包装材料，未建议用于植物育苗盘。
基于上面的问题完成了本发明，一个目的是提供了由纸浆模构成的用于植物育苗的盘，它显示优异的尺寸精确度，在长时间的应用中保持机械强度，其使用不会给环境造成污染，优选的是显示极好的空气渗透性。
本发明的发明人进行了刻苦的研究以便完成前面所述的目的。结果，他们发现通过将用于制备盘的纸浆模在成模之后进行加热压缩，改善了包括纸浆模的用于植物育苗的盘的机械强度和尺寸的精确度，通过将热可熔合的树脂加入到用于制盘的纸浆物中可以进一步提高机械强度和尺寸的精确度。因此，完成了本发明。
就是说，本发明提供了下面所述的内容。(1)用于植物育苗的盘，由通过抽吸成型从纸浆状物获得纸浆模和成模之后加热压缩制成。(2)根据(1)所述的用于植物育苗盘，其中纸浆物含有热可溶合的树脂。(3)根据(2)所述的用于植物育苗的盘，其中热可溶合的树脂是选自于聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚乙烯醇和丙烯酸树酯或它们中的两种或多种的混合物。(4)根据(1)-(3)任一项所述的用于植物育苗的盘，其中纸浆物含有抗真菌剂。(5)根据(1)-(4)任一项所述的用于植物育苗的盘，其中纸浆物含有疏水剂和／或防水剂。
附图1是代表在纸浆模中以及在主要的原料中使用再生波纹纸的PE纤维和空气渗透性的比例关系。
下文将详细解释本发明。
用于本发明的植物育苗的盘由纸浆物通过抽吸成模和在成模之后加热压缩获得的纸浆模组成的。
对纸浆物的原料没有特别的限制，并且可以是用于常规的纸浆模的制备过程的材料，例如机械纸浆，研磨的纸浆，化学纸浆，苏打纸浆，再生纸浆，溶解的纸浆，韧皮纤维的纸浆，合成的纸浆等等。在本发明中，优选的可以使用通过纤化的再生纸例如报纸，杂志和复印纸或波纹纸获得的再生纸的纸浆。也可以使用含有热可溶化树脂的再生纸。在这些再生纸的材料中，再生的波纹纸最优选，这是根据该纸浆模的空气渗透性。
根据本发明的方法，纸浆物优选的含有热可熔合树脂。通过将热可熔合树脂加入到纸浆物中，加强了在成模之后热压缩对纸浆模的效果。热可熔合树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚乙烯醇和丙烯酸树酯等等。对热可熔合树脂的形状没有特别的限制，通常使用纤维形状的。
通常热可融合树脂的含量是整个纸浆模的20％或更低，优选的10-15％。随着热可融合树脂的比例的增加，纸浆模的机械强度提高，但是空气渗透性趋于降低。
纸浆物含有抗真菌剂。包含抗真菌剂可以阻止微生物例如真菌在使用过程中在用于植物育苗的盘中繁殖。抗真菌剂的含量通常是整个纸浆模的5％或更低，优选的0．5-3％。
另外，纸浆物含有疏水剂或防水剂或两者。包含疏水剂或防水剂可以阻止在使用过程中由于吸收水分引起的纸浆模的变形或破坏。通常疏水剂或防水剂的含量是整个纸浆模的10％或更低，优选的0．5-5．0％。
纸浆物可含有其它添加剂例如干性的机械强度增强剂，湿性机械强度的增强剂，pH调节剂等等，只要没有降低本发明的优点。添加剂的含量通常是整个纸浆模的5％或更低，优选的0．5-3．0％。
用于植物育苗的盘可以按如下所述制备。例如，将纸浆材料例如再生纸在水溶液中纤化，并且如果需要加入各种添加剂。对纸浆状物的浓度没有特别的限制，通常是水含量的0．5-10％，优选的是2-5％。可以将通过使用本发明的盘培育幼苗需要的营养加入到纸浆状物中。
使用获得的纸浆状物，通过利用金属模型的抽吸成模生产纸浆模。对金属模的形状没有特别的限制，并且可以是任何形状，只要可以将成模的产品用作为用于植物育苗的盘，其形状可以是罐，片等等。
然后将纸浆模干燥直到水分含量变为5-10％，例如在温度为20-30℃和湿度为40-60％RH时调节纸浆模。
随后，对上面的纸浆模进行加热压缩。通常加热压缩的温度是100-300℃，优选的是150-200℃。压力通常是5-100kg／cm2，优选的是30-50kg／cm2。加压时间通常是5-60秒，优选的是5-20秒。
通常用于植物育苗的本发明的盘是具有用于多种幼苗的许多腔室的盘。但是，将其划分为各用于单个幼苗的单个腔室。此外，在幼苗培育之后可将各个幼苗分开，并且用于随后的过程。
用于本发明的植物育苗的盘具有优异的机械强度以及良好的空气渗透性。因此，在接近植物根部的位置确保良好的空气循环。结果，可以促进植物根的形成，并且可以获得植物体的良好生长。通过添加抗真菌剂可以阻止由提高的空气渗透性引起的各种微生物的繁殖。利用再生纸等等作为原料，基于供应的材料，在制备过程中产生的废料，使用后的情况等等给环境造成的负担降低到最小。
实施例
下文，将参照下面的实施例和比较例进一步详细解释本发明。
在下面的实施例和比较例中，除非另有说明，术语“材料比例”是指各种材料相对于主要材料的总量的重量比，“添加剂的比例”是指添加剂的量相对于主要材料的总的量的重量比。材料的比例不包括添加剂的比例。
实施例1
利用纤化机，将原材料(再生报纸：70％，再生波纹纸：30％)在水溶液(浓度：4％)中分散。将该悬浮液转移到制造纸的罐中，加入水以便将浓度降低到2％，并且彻底分散以获得纸浆状物。然后，将装备纸浆模成形机的金属模浸没到搅拌过的浆状物中，纸浆状物被吸附并且通过真空抽吸在金属模中制成薄层，所述的纸浆模成形机设计为用于生产植物育苗的纸浆模的盘，它具有长度为580毫米，宽度为280毫米并且高度为64毫米。然后，从浆状物中将金属模拉出并且转180度。当从顶部观察，纸浆模具有的结构是以6个纵行和12个横排(总的为72个腔室)排列的长度为3．5厘米，宽度为3．5厘米，和高度为5．8厘米(内部体积为约70立方厘米)的腔室。
在抽吸时将吸附和形成层的纸浆模向上转，具有真空抽吸的上部模从上面加到纸浆模上。同时，释放金属模的抽吸压力。然后，加正压以将纸浆模转移到上部模。从上部模移走纸浆模，并且用热空气吹进行干燥，获得纸浆模以用于植物育苗盘，它的湿度含量为7％并且平均厚度为月3毫米。在25℃和60％RH的条件下调节获得的用于植物育苗的盘的纸浆模。
在盘的上部边缘和底部边缘具有精确的盘形状(阳模和阴模)的一对金属模之间保持用于植物育苗盘的干燥的纸浆模，进行加热压缩(200℃，40千克／平方厘米，10秒)以获得用于植物育苗盘的纸浆模。
在表1中显示了本实施例和其它实施例和比较例中用于植物育苗盘的纸浆模的组成。其中使用丙烯酸树脂(Arakawa化学工业有限公司)作为干性机械强度增强剂，以松香(Arakawa化学工业有限公司)作为防水剂，以聚烯烃衍生物(Saiden化学工业有限公司)作为疏水剂，以硫酸铝(Oji纸有限公司)作为pH调节剂，以聚酰胺树脂(Arakawa化学工业有限公司)作为湿性机械强度增强剂，和有机偶氮化合物(KI化学工业有限公司)作为抗真菌剂。
表1
    实施例     比较例
    1     2     3     4     5     6     1     2     3     4     5     6
    原料再生报纸再生波纹纸PE纤维PE/PP纤维 7030 5725153 7030 5725153 7030 5725153 7030 5725153 7030 5725153 7030 5725153
    添加剂干性机械强度增强剂防水剂疏水剂pH调节剂湿性机械强度增强剂抗真菌剂 1.001.202.002.500.50 1.001.202.002.500.50 1.001.202.002.500.500.50 1.001.202.002.500.500.50 1.001.202.002.500.50 1.001.202.002.500.50 1.001.202.002.500.500.50 1.001.202.002.500.500.50
    加热压缩   使用   使用   使用   使用   使用   使用   没有用   没有用   没有用   没有用   没有用   没有用
实施例2
以相同于实施例1的方式制备纸浆状物并且然后生产用于植物育苗盘的纸浆模，不同的是将PE(聚乙烯)纤维和PE(聚乙烯)／PP(聚丙烯)纤维加入到原料中(组成：再生报纸：57％，再生波纹纸：25％，PE纤维：15％，PE／PP纤维：3％)。对该纸浆模的评价结果显示于表2。
实施例3
以相同于实施例1的方式制备用于植物育苗盘的纸浆模，不同的是将各种添加剂(干性机械强度的增强剂(Arakawa化学工业有限公司)：1．0％，防水剂(Arakawa化学工业有限公司)：1．2％，疏水剂(Saiden化学工业有限公司)：2．0％，pH调节剂(Oji纸有限公司)：2．5％，湿性机械强度增强剂(Arakawa化学工业有限公司)：0．5％)以类似于实施例1所述的方式加入到制备的纸浆状物中。对该浆模的评价结果显示于表2。
实施例4
以相同于实施例1的方式制备用于植物育苗盘的纸浆模，不同的是将PE纤维和PE／PP纤维以及各种添加剂(干性机械强度增强剂(Arakawa化学工业有限公司)：1．0％，防水剂(Arakawa化学工业有限公司)：1．2％，疏水剂(Saiden化学工业有限公司)：2．0％，pH调节剂(Oji纸有限公司)：2．5％，湿性机械强度增强剂(Arakawa化学工业有限公司)：0．5％)加入到原料中。对该纸浆模的评价结果显示于表2。
实施例5
以相同于实施例1的方式制备用于植物育苗盘的纸浆模，不同的是将各种添加剂(干性机械强度增强剂(Arakawa化学工业有限公司)：1．0％，防水剂(Arakawa化学工业有限公司)：1．2％，疏水剂(Saiden化学工业有限公司)：2．0％，pH调节剂(Oji纸有限公司)：2．5％，湿性机械强度增强剂(Arakawa化学工业有限公司)：0．5％，抗真菌剂(K．I．化学工业有限公司)：0．5％)以类似于实施例1所述的方式加入到制备的纸浆状物中。对该纸浆模的评价结果显示于表2。
实施例6
以相同于实施例1的方式制备用于植物育苗盘的纸浆模，不同的是将PE纤维和PE／PP纤维以及各种添加剂(干性机械强度增强剂(Arakawa化学工业有限公司)：1．0％，防水剂(Arakawa化学工业有限公司)：1．2％，疏水剂(Saiden化学工业有限公司)：2．0％，pH调节剂(Oji纸有限公司)：2．5％，湿性机械强度增强剂(Arakawa化学工业有限公司)：0．5％，抗真菌剂(K．I．化学工业有限公司)：0．5％)加入到原料中。对该纸浆模的评价结果显示于表2。
比较例1
以相同于实施例1的方式制备用于植物育苗盘的纸浆模，不同的是不进行加热压缩。对该纸浆模的评价结果显示于表2。
比较例2
以相同于实施例2的方式制备用于植物育苗盘的纸浆模，不同的是不进行加热压缩。对该纸浆模的评价结果显示于表2。
比较例3
以相同于实施例3的方式制备用于植物育苗盘的纸浆模，不同的是不进行加热压缩。对该纸浆模的评价结果显示于表2。
比较例4
以相同于实施例4的方式制备用于植物育苗盘的纸浆模，不同的是不进行加热压缩。对该纸浆模的评价结果显示于表2。
比较例5
以相同于实施例5的方式制备用于植物育苗盘的纸浆模，不同的是不进行加热压缩。对该纸浆模的评价结果显示于表2。
比较例6
以相同于实施例6的方式制备用于植物育苗盘的纸浆模，不同的是不进行加热压缩。对该纸浆模的评价结果显示于表2。
对用于植物育苗盘的纸浆模的评价
对于如上所述实施例和比较例获得的用于植物育苗盘的各个纸浆模，以如下所述评价其尺寸的精确性和机械强度。
(1)尺寸的精确性的测定(在植物育苗的条件下)
在干燥状态下(在25℃，60％RH条件下储存)在两个点用非常细的标记笔对所产生的用于植物育苗盘的各个纸浆模进行标记，并且测定两个点之间的距离(平均长度：60毫米)。在将纸浆模置于湿度-温度调节器(植物育苗条件，温度：30℃，湿度：70％)中一星期，再测定两个点之间的距离，根据原始长度测定膨涨率。对于各种模随机测定20组，平均值显示于表2。
(2)尺寸精确性的测定(在植物育苗之后)在干燥状态下(在25℃，60％RH条件下储存)在两个点用非常细的标记笔对所产生的用于植物育苗盘的各个纸浆模进行标记，并且测定两个点之间的距离(平均长度：60毫米)。以相同于植物育苗实际操作程序将土壤装填到用于植物育苗盘的纸浆模的各个腔室，种植幼苗(品种：甜薯)。然后，在湿度-温度调节器(植物育苗条件，温度：30℃，湿度：70％)培育植物3星期，从纸浆模中取出植物和土壤。然后再次测定两个点之间的距离。根据原始长度测定膨涨率。对于各种模随机测定20组，平均值显示于表2。
(3)机械强度的测定：三个点的弯曲强度
从所产生的用于植物育苗盘的纸浆模的侧面壁取出一部分(长度：50毫米，宽度：10毫米)，并且用作为利用张力测试仪(Instron 5544，Instron日本公司)进行三个点的弯曲测试的样品。测试在十字头的速度为5．0毫米／分钟进行，在屈服点测定最大强度(Pa)和弹性模数(Pa)。结果显示于表2。
表2：评估结果
    直径精确性     机械强度(三点弯曲强度)
尺寸精确性(植物育苗条件) 尺寸精确性(植物育苗后)     最大强度(Pa)     弹性(Pa)
    实施例123456 0.350.250.200.150.200.15 0.950.300.450.230.400.23 5.19×1061.10×1071.13×1071.94×1071.23×1072.00×107 8.68×1072.99×1084.51×1081.19×1096.98×1081.39×109
    比较例123456 0.350.300.350.330.350.40 1.950.951.450.781.500.73 2.45×1068.82×1062.55×1062.84×1061.37×1073.14×106 4.30×1075.21×1076.82×1075.98×1071.27×1081.05×108
从显示于表2的结果可以看出，以本发明实施例的方式获得植物育苗盘具有良好的尺寸精确性和高机械强度。从实施例1-6的结果的比较可以看出，通过加入PE纤维和PE／PP纤维可以改善植物育苗盘的机械强度。
实施例7-21
利用纤化机将示于表3的材料分离和分散到水溶液(浓度：4％)中。在表3中，PE纤维代表SWP(Mitsui Petrochemical工业有限公司)和PE／PP纤维代表聚烯烃合成纤维(Chisso公司)。按照表4中所示的组成制备添加剂。表4中，干性机械强度增强剂是丙烯酸树脂(Arakawa化学工业有限公司)，防水剂是松香(Arakawa化学工业有限公司)，疏水剂是聚烯烃衍生物(Saiden化学工业有限公司)，pH调节剂是硫酸铝(Oji纸有限公司)，湿性机械强度增强剂是聚酰胺树脂(Arakawa化学工业有限公司)，抗真菌剂是有机偶氮化合物(K．I化学工业有限公司)。
将该悬浮液转移到制造纸的罐中，加入水以便将浓度降低到2％，并且彻底分散以获得浆状物。然后，将装备纸浆模成形机的金属模浸没到搅拌过的浆状物中，浆状物被吸附并且通过真空抽吸在金属模中层压，所述的金属模设计用于植物育苗的纸浆模盘，它具有长度为580毫米，宽度为280毫米并且高度为64毫米。然后，从浆状物中将金属模拉出并且转180度。当从顶部观察，纸浆模具有的结构是以6个纵行和12个横排(总的为72个腔室)排列的长度为3．5厘米，宽度为3．5厘米，和高度为5．8厘米(内体积为约70立方厘米)的腔室。
在抽吸时将吸附和形成层的纸浆模向上转，具有真空抽吸的上部模从上面加到纸浆模上。同时，释放金属模的抽吸压力。然后，加正压以将纸浆模转移到上部模。从上部模移走纸浆模并且用鼓风干燥器(80-130℃)吹干，获得纸浆模以制备用于植物育苗盘，它的湿度含量为7％并且平均厚度为约3毫米。在25℃和60％RH的条件下调节获得的用于植物育苗盘的纸浆模。
在盘的上部边缘和底部边缘具有精确的盘形状(阳模和阴模)的一对金属模之间保持用于植物育苗盘的干燥的纸浆模，进行加热压缩(150-250℃，10-100千克／平方厘米，5-60秒)以获得用于植物育苗盘的浆模。
对用于植物育苗盘的纸浆模的评价
对于如上所述获得的用于植物育苗盘的纸浆模，如下所述评价其空气渗透性和进行幼苗培育测试。
〖1〗对空气渗透性的评价
根据JIS P 8117“纸和板-空气渗透性的测定-Gurley方法”测定如上所述获得的用于植物育苗盘的浆模的空气渗透性。较大的空气渗透性的值表明空气渗透性较低。如比较例7，相同的测试通过利用塑料盘进行。
结果显示于表3。代表空气渗透性随PE纤维的各种量而变化的图显示于附图1。
表3：主要成分的组成和空气渗透性测定的结果
    再生报纸     再生波纹纸     PE纤维PE/PP纤维     渗透性秒/100ml/cm2
    实施例7实施例8实施例9实施例10实施例11实施例12实施例13实施例14实施例15实施例16实施例17实施例18实施例19实施例20实施例21比较例7     1007550250906845220806040200-     0255075100022456890020406080-     0000010101010102020202020-     3893292021228162550941123899780681531270143∞
表4：添加剂的组成
添加剂 添加剂的比例(*1)
干性机械强度增强剂疏水剂PH调节剂湿性机械强度增强剂抗真菌剂 1．03．02．50．51．0
*1：添加剂相对于主要材料的重量的比例根据表3所述的结果，证实实施例的浆状物模与比较例7(塑料盘)相比具有显着的空气渗透性。此外，由于纸浆模含有更多的再生波纹纸作为主要成分，空气渗透性趋向于增加。此外，当使再生报纸和再生波纹纸的含量相同时，由于纸浆模含有更多的PE纤维，空气渗透性趋向于降低。
〖2〗幼苗培育测试
利用如上所述获得的实施例12，13和比较例7的用于植物育苗盘的纸浆模进行幼苗培育测试。
将甜薯的幼苗种植于用于植物育苗盘的纸浆模中，该模含有市售土壤以培育幼苗(Yanmer：Napra soil)和在温度为25℃，湿度为80％，16小时的白天时间(8小时的黑暗时间)，光照强度为8000勒克司条件下进行培育。在三个星期之后，测量每个幼苗的鲜重，根重，干重和茎的长度。结果显示于表5。各个值以评价的植株总数的平均值表示。
表5
渗透性 植株数 鲜重 根重 干重 茎长度
单位 Sec／100ml／cm2 植株 g g g Mm
实施例12实施例13比较例7 625509∞ 242425 2．702．912．68 0．610．680．47 0．380．390．34 68．068．367．4
因此，虽然生长之后植株大小(地上部分)几乎是类似的，通过对根部进行特定的观察证实，在实施例12和13中根部的生长比比较例7(塑料盘)中更好，还证实了在实施例13看到了更好的生长，其中与实施例12相比它有更好的空气渗透性。这表明用于植物育苗盘的空气渗透性促进了植物根部的生长。
本发明的植物育苗盘其在使用过程中尺寸精确性和机械强度优于常规的产品。另外，本发明的优选的实施方案的植物育苗盘显示优越的空气渗透性。
经描述本发明，还可以以各种方式进行相同的改变是显而易见的。进行各种变化不脱离本发明的精神和范围，所有这样的修改对于本领域内技术人员而言是显而易见的，并且包括在下面的权利要求的范围内。

Claims (5)

1．一种植物育苗用盘，它由通过抽吸成模和成模之后的加热压缩从纸浆状物获得的纸浆模构成。
2．根据权利要求1所述的植物育苗盘，其中纸浆状物含有热可融合的树脂。
3．根据权利要求2所述的植物育苗盘，其中热可融合的树脂是选自于聚乙烯，聚丙烯，聚酯，聚乙烯醇和丙烯酸树酯或它们的两个或多个的混合物。
4．根据权利要求1-3任一项所述的植物育苗盘，其中纸浆状物含有抗真菌剂。
5．根据权利要求1-4任一项所述的植物育苗盘，其中纸浆状物含有疏水剂和／或防水剂。
CN00131868A 1999-09-17 2000-09-17 植物育苗用盘 Pending CN1294842A (zh)

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