CZ162598A3

CZ162598A3 - Tvarová tělesa z rostlinného substrátu obsahujícího humus zpevněná polyurethan/polymočovinou, způsob jejich výroby a jejich použití při pěstování rostlin

Info

Publication number: CZ162598A3
Application number: CZ981625A
Authority: CZ
Inventors: Franz-Josef Bohne; Marin Brahm; Alberto Carlos Gonzalez-Dörner; Marc Herrmann; Manfred Schmidt; Franz-Josef Giesen; Manfred Teichmann
Original assignee: Bayer Aktiengesellschaft; Ernst Sonderhoff Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1995-11-27
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1998-10-14
Also published as: ZA969903B; TW344758B; US6032412A; EP0863699B1; ATE190190T1; ES2145496T3; PL183123B1; CA2237636A1; DE59604621D1; PL326838A1; DE19544108A1; CZ291134B6; EP0863699A1; AU7624396A; WO1997019585A1

Description

Oblast techniky

Vynález se týká tvarových těles pro předpěstování a pěstování semenáčků rostlin, kde tvarová tělesa sestávají z rostlinného substrátu obsahujícího humus, zpevněného polyurethan/polymočovinou. Dále se vynález týká způsobu výroby takových tvarových těles a jejich použití jako živných substrátů pro předpěstování a pěstování rostlin.

Dosavadní stav techniky

Předpěstování rostlin (výsev a množení sazeniček) a pěstování rostlin (další růst rostlin vyvinutých v sazenice) se tradičně provádí v rostlinných substrátech, které obvykle podle druhu rostlin sestávají ze směsí rašeliny, písku, zahradních zemin a kompostů, zemin s mechem a kůrou, nebo tak zvaných hotových zemin, ke kterým se často přidává granulát z plastické hmoty jako pomocný prostředek k nákypření zeminy. Ve velkozahradnictvích se k předpěstování a pěstování rostlin používají tvarová tělesa, která sestávají z rostlinných substrátů zpevněných polyurethanovou plastickou hmotou. Tato substrátová tělesa obsahují sazenici rostliny a mohou se při předpěstování s rostlinou vypíchat nebo vyřezat nebo se sazenice mohou pěstovat přímo na předem vypíchaných tvarových tělesech. Již podle DE-OS 1 949 462 jsou známá tvarová tělesa z rašeliny a živin, ·· ·«·· • ·

-2která jsou zpevněna pomocí polyurethanu. Z DE 3 829 256 jsou známá výrobní zařízení, na kterých se diskontinuálně nebo kontinuálně míchá směs rašeliny a vody s hydrofilním polyurethanovým prepolymerem a tvaruje se v nástroji, formě za vytvrzení plastické hmoty na odpovídající tvarová tělesa, tak zvané rašelinové hrníčky (plugs). Nyní používané polyurethanové polymery, jaké se používají k výrobě tvarových těles používaných k pěstování rostlin však vykazují v této oblasti používání ještě některé nevýhody jako příkladně :

nedostatečná reaktivita ve směsi voda-rašelina, vysoká teplotní citlivost, vysoká závislost na neutrální oblasti pH, vysoká citlivost vůči nedostatkům reaktivity, způsobená přirozeným kolísáním složení substrátu, vysoká spotřeba podílu polymerní plastické hmoty, komplexní výstavba zařízení.

Úkolem předloženého vynálezu proto je nalézt polyurethanovou plastickou hmotu, se kterou je možné vyrábět tvarová tělesa obsahující rostlinný substrát pro předpěstování a pěstování rostlin bez výše uvedených nevýhod. Podstata vynálezu

Nyní bylo objeveno, že se tvarová tělesa zpevněná polyurethanovou plastickou hmotou mohou vyrábět bez výše zmíněných nevýhod, jestliže se ke zpevnění tvarových těles použijí prepolymery získané reakcí toluylendiisokynátu (dále TDI) s polyolovou složkou obsahující nejméně jeden aminopolyetherpolyol.

-3• ·· · • · · ·

Předmětem vynálezu jsou tak tvarová tělesa z rostlinného substrátu obsahujícího humus zpevněná polyurethan/ polymočovinou, která se získají tak, že se

a) rostlinný substrát obsahující humus se rozptýlí ve vodě,

b) přimísí se kapalný NCO-prepolymer s obsahem NCOmaximálně 15 % hmotnostních, vyrobený reakcí TDI s polyetherpolyolovou složkou, obsahující nejméně jeden aminopolyetherpolyol v množství 0,5 až 100 % molových, vztaženo na polyetherpolyolovou složku, a

c) takto získaná směs se vnese do formy a nechá se ztuhnout.

Tvarová tělesa podle vynálezu mohou obsahovat všechny rostlinné substráty obsahující humus obvyklé při pěstování rostlin jako rašelina, směsi písek/zemina, květinové zeminy, čistírenský kal, kompost, granuláty kůry, s výhodou rašelinu, květinovou zeminu, čistírenské kaly a/nebo kompost.

S výhodou obsahuj í tvarová tělesa podle vynálezu NCO-prepolymer v množství 5 až 20 % hmotnostních, vztaženo na rostlinný substrát obsahující humus.

Polyetherová polykomponenta má s výhodou vykazovat střední funkcionalitu 2 až 6 a průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí 250 až 12 000, obzvláště 350 až 6 000.

Polyetherpolyolová složka obsahuje vždy nejméně jeden polyether obsahující aminoskupiny. Tím se rozumí polyether, který je odvozen od aminoalkoholu nebo polyaminu (příkladně triethanolamin, ethylendiamin).

• · · · · ·

-4Příkladně mohou být obsaženy aminopolyethery vzniklé propylenoxylací nebo ethylenoxylací triethanolaminu nebo ethylendiaminu.

Přirozeně může být v polyolové složce přítomno více aminoetherpolyolů vedle sebe. Vztaženo na polyetherpolyolové komponenty činí podíl aminopolyetherpolyolů účelně 0,5 až 100 % molových, s výhodou 2 až 20 % molových.

Vedle nejméně jednoho aminopolyetherpolyolů mohou být v polyolové komponentě obsaženy ještě také další polyetherpolyoly. Příklady pro něj jsou příkladně polyether s molekulovou hmotností 250 až 12 000 a funkcionalitou 2 až 6, obzvláště polyestery s molekulovou hmotností 350 až 1 000.

V polyolové komponentě mohou být obsaženy také ještě obvyklé pomocné přísady jako příkladně aktivátory, emulgátory a/nebo stabilizátory.

Jako isokyanátová složka se použije TDI, příkladně 2,4- a 2,6-TDI a rovněž libovolné směsi těchto isomerů. Rovněž se může použít modifikovaný TDI, příkladně karbodiimidovou skupinou, urethanovou skupinou, alfanátovou skupinou, isokyanurátovou skupinou, močovinovou skupinou nebo TDI modifikovaný biuretovou skupinou.

S výhodou se použije TDI ve směsi 2,4- a 2,6-isomerů v poměrů 80 : 20 (T80).

Obsah NCO- prepolymeru získaného reakcí TDI s polyolovou složkou činí maximálně 15 % hmotnostních, příkladně ·· ·*·· • · · ·

-55 až 15 % hmotnostních, s výhodou 3 až 10 % hmotnostních, vztaženo na množství použitého TDI a polyolu.

Kromě rostlinného substrátu obsahuj ícího humus mohou tvarová tělesa podle vynálezu obsahovat podle druhu rostlin a doby vzrůstu obsahovat ještě přídavné látky jako příkladně výživové substance, regulátory růstu, pufrovací substance, prostředky proti škůdcům a obranné prostředky, minerální soli a stopové prvky a rovněž hnojivá, která jsou potřebná pro růst rostlin. V tvarových tělesech podle vynálezu mohou být rovněž obsaženy známé prostředky umožňuj ící časněj ší termín pěstování a zkrácení doby vzrůstu.

Dalším předmětem vynálezu je způsob výroby tvarových těles z rostlinného substrátu obsahujícího humus, zpevněných polyurethan/polymočovinou, při němž se

a) rostlinný substrát obsahující humus rozptýlí ve vodě,

b) přimísí se kapalný NCO-prepolymer s obsahem NCOmaximálně 15 % hmotnostních, vyrobený reakci TDI s polyetherpolyolovou složkou, obsahující nejméně jeden aminopolyetherpolyol v množství 0,5 až 100 % molových, vztaženo na polyetherpolyolovou složku, a

c) takto získaná směs se vnese do formy a nechá se ztuhnout.

Kromě rostlinného substrátu obsahuj ícího humus se mohou případně do směsi přidat ještě další přídavné látky jako příkladně výživové látky, regulátory růstu, pufrovací sloučeniny, prostředky proti škůdcům, obranné prostředky, minerální soli a stopové prvky, rovněž veškerá hnojivá, ·· ·<··· ·· ····

-6která jsou potřebná pro růst rostlin, v pevné nebo kapalné formě.

Způsob podle vynálezu s může aplikovat na všech dosud známých kontinuálně provozovaných výrobních zařízeních k výrobě tvarových těles k pěstování rostlin (rašelinové hrníčky) . Při výhodném způsobu se však mohou dosavadní výrobní zařízení zjednodušit a prostorově omezit, takže se výrobní zařízení odpovídající provádění způsobu podle vynálezu může provozovat v podstatně příznivějších cenových relacích. Zjednodušení při provádění způsobu podle vynálezu spočívá v odstranění opatření jako je omezené použití substrátu obsahujícího humus, kontrola teploty a hodnoty pH a zkrácení pohyblivých pásů na základě rychlejšího ztuhnutí prepolymeru NCO, použitého podle vynálezu ve srovnání s dosud používanými polymery PUR. Vedle snížení nákladů při výrobě tvarových těles je tak možné také dosáhnout vyšší produktivity.

Kontinuální způsob zpevnění rostlinných substrátů obsahuj ících humus, obzvláště zpevnění rašeliny se provádí účelně následuj ícím způsobem : do známého výrobního zařízení k výrobě rašelinových hrníčků se ze zásobníku nadávkuje rozptýlená směs voda-rašelina do směšovacího a dávkovacího zařízení, ve kterém se ke směsi přidá 5 až 20 % hmotnostních polurethanového prepolymeru a homogenizuje se. Získaná kaše rašelina-voda-plastická hmota se tvaruje do podoby tvarového tělesa v podobě pásu (příkladně šířky 120 cm, výšky 10 cm). Během tohoto tvarování na tvarové těleso v podobě pásu dochází již k vytvrzení přidaného prepolymeru, takže v dalším procesním kroku mohou být zespodu vylisovány tvarově stálé otvory, které slouží k pozdějšímu vložení sazenic rostlin v zahradnictví. Zeshora se známým způsobem provádí vliso·· ·*♦· • · ·· · · ·

vání tvarujících těles k ohraničení jednotlivých částí rašelinových elementů (plugs). Následně se materiál vede dopravním pásem, přičemž konečnou polymeraci polyurethanpolymočoviných látek příznivě ovlivňuje vylučování vody. V odstředivce se upraví obsah vody tvarových těles na požadovanou hodnotu. Tvarová tělesa se následně nařežou na požadovaný tvar a balí pro transport do velkozahradnictví.

Kromě známých způsobů ke kontinuální výrobě rašeli nových hrníčků se mohou tvarová tělesa podle vynálezu vyrábět také diskontinuálním způsobem. Sazenice rostlin zasazené v tvarových tělesech podle vynálezu se mohou umístit i s tvarovým tělesem do zeminy, přičemž kořeny semenáčků mohou bez omezení prorůst tvarovým tělesem do okolní zeminy, takže se s pomocí tvarových těles podle vynálezu mohou pěstovat rostliny libovolné velikosti a také stromy. S ohledem na požadavky vzrůstu rostlin vykazuj í tvarová tělesa podle vynálezu následuj ící výhody :

dobrá propustnost pro vzduch pro optimální provzdušnění substrátu dobrá, vyvážená schopnost jímat vodu pro trvalé zásobování rostliny vodou dobrá průtočnost pro vytečení přebytečného množství vody a včasné promytí proti předčasnému zasolení substrátu při dodání hnoj iva dobrá difuzní schopnost a schopnost nasákavosti, aby se obzvláště v případě hydrokultur zajistil transport vody ze spodní vody hydrokultury do

• 4	• 444		»·	44*4	44		• 4
• Λ 9	•	4	•	• 4	4		4
t	•	•	•	• 4 4	• 4		44
•	•	• ·	4	•	• »4»	•		•
•	•	•	4	•	•	4	• ·	•
• 4« ·	9		44	4 « ·	♦ 4

provzdušňovaného prostoru kořenů k rovnoměrnému a trvalému zásobování vodou příznivá tepelná rovnováha substrátu pro optimální růst a proti poškození (obzvláště u polních kultur) při krátkodobém nástupu mrazů nebo při příliš silném oteplení zeminy.

Dalším předmětem vynálezu je použití výše popsaných tvarových těles jako růstového média pro sazenice při předpěstování a pěstování rostlin. Kromě pěstováni ozdobných rostlin se mohou tvarová tělesa podle vynálezu použít také při pěstování stromů, šlechtění stromů, pěstování vinné révy, v lesnictví k pěstování koniferů, ke zpevňování dun a svahů a rovněž k opětnému zalesnění zpustlých oblastí. Také při ozeleňování balkonů a při pěstování pokojových květin se mohou s výhodou využít tvarová tělesa podle vynálezu.

Následující příklady slouží k bližšímu vysvětlení vynálezu, aniž by však omezovaly jeho rozsah.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Výroba NCO-prepolymeru

348,2 kg toluylendiisokyanátu (směs 80 % hmotnostních 2,4- a 20 % hmotnostních 2,6-isomerů) se smísí s 608,90 kg směsi polyetherů sestávající ze směsi 12 mol lineárního polyetheru s OH-číslem 185 (molekulová hmotnost 606)

-9·· ··· ·

a 1 mol trifunkčního polyetheru odvozeného od triethanolaminu s OH-číslem 150 (molekulová hmotnost 1122) a míchá se 2 hodiny při teplotě 60 °C.

Získá se prepolymer s následujícími analytickými údaj i :

8,06 % hmotnostních

100 mPas

Obsah NCO :

Viskozita (25 °C) :

Příklad 2

Výroba tvarového tělesa podle vynálezu

Tvarová tělesa podle vynálezu se vyráběj i na známém výrobním zařízení ke kontinuální výrobě tak zvaných rašelinových hrníčků. Takové výrobní zařízení se popisuje příkladně v DE 3 829 256.

Ze zásobní nádrže se směs voda/rašelina dostává do mísícího a dávkovacího zařízení, do kterého se přidá směs 5 % hmotnostních NCO-prepolymeru podle příkladu 1 a homogenizuje se. Kaše rašelina/voda s plastickou hmotou získá při průchodu podélnou nálevkou tvar o šíři 120 cm a výši 10 cm. Nyní již dochází ke tuhnutí. Ze spodní strany se vylisují tvarově stálé otvory, které později slouží v zahradnictví k zasazení sazenice rostliny. Zeshora se provádí vylisování tvarových těles k oddělení jednotlivých částí rašeliny, tak zvaných rašelinových hrníčků. Materiál prochází dopravníkovým pásem, přičemž vylučování vody příznivě ovlivňuje reakci plastické hmoty. V odstředivce se v tvarových tělesech rašelina-voda-plastická hmota nastaví požadovaný obsah vody. Rašelinové hrníčky se následně nařežou a balí k transportu do velkozahradnictví.

Příklad 3

Výroba tvarových těles podle vynálezu probíhá sejně, jako je popsáno v příkladě 2, přičemž se ke směsi voda/rašelina přidá 20 % hmotnostních NCO-prepolymeru z příkladu 1 a homogenizuje se.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY • ·· ·

1. Tvarová tělesa z rostlinného substrátu obsahujícího humus zpevněná polyurethan/polymočovinou, která se získají tak, že se

a) rostlinný substrát obsahující humus se rozptýlí ve vodě,

b) přimísí se kapalný NCO-prepolymer s obsahem NCOmaximálně 15 % hmotnostních, vyrobený reakcí toluylendiisokyanátu s polyetherpolyolovou složkou, obsahující nejméně jeden aminopolyetherpolyol v množství 0,5 až 100 % molových, vztaženo na polyetherpolyolovou složku, a

c) takto získaná směs se vnese do formy a nechá se ztuhnout.
2. Tvarová tělesa podle nároku 1, vyznačující se tím, že polyetherpolyolová komponenta vykazuje střední funkcionalitu 2 až 6 a průměrnou molekulovou hmotnost v rozmezí 250 až 12 000.
3. Tvarová tělesa podle některého z nároků 1 až 2, vyznačující se tím, že množství prepolymeru činí 5 až 20 % hmotnostních, vztaženo na rostlinný substrát obsahuj ící humus.
4. Tvarová tělesa podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se jako rostlinný substrát rozptýlí rašelina, květinová zem, čistírenské kaly φ φ · φ • · · · · · · · ··· β · φ · · · · φφφφ · • φ ··· ··· • φφ · · · · · · · φφ φφ a/nebo kompost.
5. Způsob výroby tvarových těles z rostlinného substrátu obsahujícího humus, zpevněných polyurethan/polymočovinou, vyznačující se tím, že se

a) rostlinný substrát obsahující humus rozptýlí ve vodě,

b) přimísí se kapalný NCO-prepolymer s obsahem NCOmaximálně 15 % hmotnostních, vyrobený reakcí TDI s polyetherpolyolovou složkou, obsahující nejméně jeden aminopolyetherpolyol v množství 0,5 až 100 % molových, vztaženo na polyetherpolyolovou složku, a

c) takto získaná směs se vnese do formy a nechá se ztuhnout.
6. Způsob výroby tvarových těles podle nároku 5, vyznačující se tím, že se kromě rostlinného substrátu obsahujícího humus do směsi přidají jedna nebo několik přídavných látek ze skupiny výživové látky, regulátory růstu, pufrovací sloučeniny, prostředky proti škůdcům, obranné prostředky, minerální soli a stopové prvky a hnoj iva.
7. Použití tvarových těles podle nároků 1 až 4 jako růstových prostředků pro sazenice při předpěstování a pěstování rostlin.