CZ291134B6

CZ291134B6 - Tvarová tělesa z rostlinného substrátu obsahujícího humus zpevněná polyurethan/polymočovinou, způsob jejich výroby a jejich pouľití při pěstování rostlin

Info

Publication number: CZ291134B6
Application number: CZ19981625A
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: 2002-12-11
Also published as: ZA969903B; TW344758B; US6032412A; EP0863699B1; CZ162598A3; ATE190190T1; ES2145496T3; PL183123B1; CA2237636A1; DE59604621D1; PL326838A1; DE19544108A1; EP0863699A1; AU7624396A; WO1997019585A1

Abstract

Tvarov t lesa z rostlinn ho substr tu obsahuj humus a jsou zpevn n polyurethan/polymo ovinou. Vyrob se tak, e se rostlinn² substr t obsahuj c humus rozpt²l ve vod , p°im s se kapaln² NCO-prepolymer s obsahem NCO- maxim ln 15 % hmotnostn ch, vyroben² reakc toluylendiisokyan tu s polyetherpolyolovou slo kou, obsahuj c nejm n jeden aminopolyetherpolyol v mno stv 0,5 a 100 % molov²ch, vzta eno na polyetherpolyolovou slo ku, a takto z skan sm s se vnese do formy a nech se ztuhnout. Rovn je pops n zp sob v²roby t chto tvarov²ch t les a jejich pou it jako r stov²ch prost°edk pro sazenice p°i p°edp stov n a p stov n rostlin.\

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 nakypření 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 1949 462 jsou známá tvarová tělesa z rašeliny a živin, která 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 polymemí 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) spolyolovou složkou obsahující nejméně jeden aminopolyetherpolyol.

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

-1 CZ 291134 B6

a) rostlinný substrát obsahující humus se rozptýlí ve vodě

b) přimísí se kapalný NCO-prepolymer s obsahem NCO-maximálně 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, směsí písek/zemina, květinové zeminy, čistírenský kal, kompost, granuláty kůry, s výhodou rašelinu, květinovou zeminu, čistírenské kaly a/nebo kompost.

S výhodou obsahují 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 6000.

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

Příkladně 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 1000.

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- a2,6-TDI a rovněž libovolné směsi těchto izomerů. 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-izomerů v poměrů 80:20 (TBO).

Obsah NCO- prepolymeru získaného reakcí TDI s polyolovou složkou činí maximálně 15 % hmotnostních, příkladně 5 až 15 % hmotnostních, s výhodou 3 až 10 % hmotnostních, vztaženo na množství použitého TDI a polyolu.

Kromě rostlinného substrátu obsahujícího 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

-2CZ 291134 B6 tělesech podle vynálezu mohou být rovněž obsaženy známé prostředky umožňující časnější 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 NCO-maximálně 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.

Kromě rostlinného substrátu obsahujícího 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 solí a stopové prvky, rovněž veškerá hnojivá, která 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 obsahujících humus, obzvláště zpevnění rašeliny se provádí účelně následujícím 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 vlisování tvarujících těles k ohraničení jednotlivých částí raše línových 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 rašelinových 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 vykazují tvarová tělesa podle vynálezu následující výhody :

dobrá propustnost pro vzduch pro optimální provzdušnění substrátu dobrá, vyvážená schopnost jímat vodu pro trvalé zásobování rostliny vodou

-3 CZ 291134 B6 dobrá průtočnost pro vytečení přebytečného množství vody a včasné promytí proti předčasnému zasolení substrátu při dodání hnojivá dobrá difuzní schopnost a schopnost nasákavosti, aby se obzvláště v případě hydrokultur zajistil transport vody ze spodní vody hydrokultury do 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 pěstování 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-izomerů) se smísí s 608,90 kg směsi polyetherů sestávající ze směsi 12 mol lineárního polyetheru sOH-číslem 185 (molekulová hmotnost 606) 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 údaji:

Obsah NCO : 8,06 % hmotnostních

Viskozita (25 °C) : 22 100 mPas

Příklad 2

Výroba tvarového tělesa podle vynálezu

Tvarová tělesa podle vynálezu se vyrábějí na známém výrobním zařízení ke kontinuální výrobě tak zvaných rašelinových hrníčků. Takové výrobní zařízení se popisuje příkladně vDE 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

-4CZ 291134 B6 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.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Tvarová tělesa z rostlinného substrátu obsahujícího humus zpevněná polyurethan/polymočovinou, vyrobitelná

a) rozptýlením rostlinného substrátu obsahujícího humus ve vodě,

b) přimíšením kapalného NCO-prepolymeru s obsahem NCO-maximálně 15 % hmotnostních, vyrobeného reakcí toluylendiisokyanátu s polyetherpolyolovou složkou, obsahujícího nejméně jeden aminopolyetherpolyol v množství 0,5 až 100% molových, vztaženo na polyetherpolyolovou složku, a

c) vnesením takto získané směsi do formy a ztuhnutím.

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 obsahující humus.

4. Tvarová tělesa podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se jako rostlinný substrát použije rašelina, květinová zem, čistírenské kaly 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 NCO-maximálně 15 % hmotnostních, vyrobený reakcí toluendiisokyanátu 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.

-5CZ 291134 B6

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,

5 obranné prostředky, minerální soli a stopové prvky a hnojivá.

7. Použití tvarových těles podle nároků 1 až 4 jako růstových prostředků pro sazenice při předpěstování a pěstování rostlin.