DE19640268A1 - Folienumhülltes Düngemittel mit gezielter Nährstofffreisetzung - Google Patents
Folienumhülltes Düngemittel mit gezielter NährstofffreisetzungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein folienumhülltes Düngemittel, umfassend
einzeln umhüllte Volumina einer nährstoffhaltigen Substanz, wobei die die
nährstoffhaltige Substanz umhüllende Folie ein wasserdurchlässiges Polymer
enthält, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Düngeverfahren,
bei dem das erfindungsgemäße folienumhüllte Düngemittel Verwendung
findet.
Zur Effizienzsteigerung von Düngemitteln ist es allgemein bekannt, als
Düngemittel Düngemittelgranulate einzusetzen, die mit einer Schicht eines
Polymeren umhüllt sind. Die Effizienzsteigerung wird dadurch bewirkt, daß
das umhüllte Düngemittel die den Pflanzen als Nährstoffe dienenden Sub
stanzen zeitlich verzögert freisetzt und es so über einen langen Zeitraum
hinweg seine Wirkung entfalten kann. Derartige Slow-Release-Düngemittel
sind z. B. in Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, 5. Aufl.,
1987, Bd. A10, S. 363-369 beschrieben, und deren Vorteile sind in Fert.
Res. von 1993, Bd. 35, S. 1-12 zusammengefaßt.
Derartige Hülle-Kern-Systeme, die als Wirkstoff auch Düngemittel enthalten
können, sind u. a. in der EP-A-0 523 098 sowie in der EP-A-0 381 181
beschrieben. Weitere, mit biologisch abbaubaren Polymeren umhüllte Dünge
mittel sind beispielsweise aus der WO 95/03260 bekannt.
Nachteilig an diesen mit einer Umhüllung versehenen granulierten Dünge
mitteln sind die zusätzlichen Kosten bei deren Herstellung und der große
Aufwand bei der Lagerung bedingt durch Vorratshaltung großen Menge
verschiedener Düngemittel. Darüber hinaus bringen unterschiedliche Hüll
stärken aufgrund unregelmäßiger Kornoberflächen und breiter Kornverteilung
innerhalb der zu beschichtenden Düngemittel eine gewisse Ungenauigkeit in
der Freisetzung der Nährstoffe mit sich.
Eine Möglichkeit der Umgehung dieser Nachteile besteht darin, Düngemittel
bzw. nährstoffhaltige Substanzen mit einer Folie zu umhüllen.
So beschreibt beispielsweise die US 4,224,048 ein Düngemittel in Form
einer Röhre bzw. eines Schlauchs, der aus Polyvinylalkohol bzw. einem
wasserquellbaren Polymer besteht. Innerhalb dieser Röhre bzw. des Schlauchs
befinden sich in regelmäßigen Abständen bestimmte Mengen einer nährstoff
haltigen Substanz. Dieses System besitzt den Nachteil, daß die bei der
Herstellung eingebrachten Substanzmengen nicht voneinander getrennt sind,
so daß diese sich innerhalb des Schlauchs frei bewegen können und es so
zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Substanzmengen kommen kann.
Darüber hinaus stellt ein derartiger "Schlauch" nach dem Einbringen auf
oder in den Boden ein permanentes Hindernis bei der Bodenbearbeitung dar,
da große Sorgfalt darauf verwendet werden muß, den "Schlauch" nicht zu
beschädigen.
Ein Wirkstoffkörper zum Düngen, Bodenverbessern oder dergleichen, der
dadurch gekennzeichnet ist, daß die darin befindlichen Inhaltsstoffe in einem
Trägermaterial aus verrottendem Kunststoff eingebettet oder verteilt sind,
wird in der DE-OS 40 35 223 beschrieben. Als Trägermaterialien werden
darin lediglich wasserundurchlässige Trägermaterialien beschrieben, aus denen
der Inhaltsstoff erst dann freigesetzt wird, wenn diese verrotten. Dies hat
zur Folge, daß vor Beginn der Verrottung kein Inhaltsstoff, bei beginnender
Verrottung, d. h. sobald das Trägermaterial ausreichend große Perforationen
bzw. Löcher aufweist, jedoch der darin vorhandene Inhaltsstoff innerhalb
sehr kurzer Zeit freigesetzt wird, so daß nicht mehr von gezielter Freiset
zung die Rede sein kann und es insbesondere zu Schädigungen der zu
behandelnden Pflanzen durch zu große Wirkstoffmengen kommen kann.
Ein sehr ähnliches System, bei dem der Wirkstoff ebenfalls erst nach
Zerstörung freigesetzt wird, beschreibt die WO 91/01086.
In der US 4,845,888 wird eine Mulch-Folie auf Basis eines wasserlöslichen
synthetischen Harzes beschrieben, die ebenfalls einen Nähr- bzw. Wirkstoff
enthält. Auch eine derartige Folie weist den Nachteil auf, daß in einem
wasserhaltigen Medium die Folie zunächst angelöst wird und dann bei der
Ausbildung entsprechender Perforationen bzw. Löcher der vorhandene Wirk- oder
Nährstoff innerhalb kürzester Zeit freigesetzt wird.
In Anbetracht des obigen Standes der Technik liegt eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines folienumhüllten Dünge
mittels, das eine gezielte Freisetzung der nährstoffhaltigen Substanzen über
einen längeren Zeitraum hinweg ermöglicht. Dabei beginnt die Freisetzung
der Nährstoffe über diffusive bzw. osmotische Vorgänge unmittelbar nach
dem Ausbringen auf oder in den Boden oder das Substrat und wird über
einen definierten Zeitraum hinweg aufrechterhalten. Der Boden bzw. das
Substrat wird dabei permanent mit einer ausreichenden, gut dosierten und
dem Verbrauch der jeweiligen Pflanze angepaßten Menge des Nährstoffs
versorgt.
Darüber hinaus bietet die Herstellung eines derartigen folienumhüllten Dünge
mittels, insbesondere verglichen mit granulatförmigen Düngemitteln, die mit
einer Hülle versehen sind, erhebliche Kostenvorteile, da aufwendige Ver
fahrensschritte zum Aufbringen einer möglichst gleichmäßigen Hülle auf das
Granulat wegfallen bzw. bei der Verwendung der nährstoffhaltigen Substanz
z. B. in Pulverform keine Granulation der nährstoffhaltigen Substanz erforder
lich ist.
Ferner können auch in Form von Granulaten normalerweise unverträgliche
nährstoffhaltige Substanzen, wie z. B. Ammoniumnitrat-haltige Substanzen und
Harnstoff eingesetzt werden, die sonst bedingt durch deren Hygroskopie ver
laufen bzw. sich verflüssigen.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein folienumhülltes Dünge
mittel, umfassend ein oder mehrere einzeln umhüllte Volumina von 20 cm³
oder weniger mindestens einer nährstoffhaltigen Substanz, wobei die die
Volumina mindestens einer nährstoffhaltigen Substanz umhüllende Folie ein
wasserdurchlässiges Polymer enthält. Vorzugsweise ist dieses wasserdurch
lässige Polymer biologisch abbaubar.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können prinzipiell alle handelsübli
chen Polymere verwendet werden, die wasserdurchlässig sind, und in der
Lage sind, Folien zu bilden.
Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Begriff "wasser
durchlässig" bedeutet, daß die hier verwendbaren Folien, die ein Wasser
durchlässiges Polymer enthalten (im folgenden öfters als "Polymerfolien"
bezeichnet) Wasserdampfdurchlässigkeiten besitzen, die höher sind als die
von Polyethylen.
Vorzugsweise beträgt die Wasserdampfdurchlässigkeit von Folien aus den
erfindungsgemäß verwendbaren Polymeren mehr als 1 g/(m² · Tag), gemes
sen an einer 100 µm-Folie bei 25°C und einem Feuchtigkeitsgefälle von
90% gegen 0% relative Feuchtigkeit. Die Obergrenze für die Wasserdampf
durchlässigkeit der erfindungsgemäß verwendbaren Polymerfolien liegt vor
zugsweise bei ungefähr 100 g/(m² · Tag). Demgemäß können im Rahmen
der vorliegenden Erfindung Polymerfolien, die eine besonders ausgeprägte
Wasserdampfdurchlässigkeit besitzen bzw. praktisch wasserlöslich sind, wie
z. B. Stärke, Polysaccharide oder auch Polyvinylalkohol, nicht verwendet
werden, da sich diese in dem sie umgebenden Medium zu schnell auflösen
bzw. zersetzen und somit eine kontrollierte Freisetzung im Sinne der vor
liegenden Erfindung, d. h. einen dem Bedarf der Pflanzen entsprechenden,
länger andauernden Austrag der Nährstoffe über einen längeren Zeitraum
hinweg nicht gewährleisten können.
Dabei können im Rahmen der vorliegenden Erfindungen auch Laminat- bzw.
Sperrfolien, enthaltend zwei oder mehr Polymere, die die obigen Kriterien
erfüllen, verwendet werden.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbaren Polymere schlie
ßen insbesondere die folgenden ein:
aliphatische Polyester, insbesondere solche auf der Basis aliphatischer Di carbonsäuren mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 4 bis 6 Kohlen stoffatomen, bzw. cycloaliphatischer Dicarbonsäuren mit 7 bis 10 Kohlen stoffatomen und vorzugsweise solcher mit 8 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Acelain säure, Sebacinsäure, Fumarsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, Itaconsäure und Maleinsäure, wie sie beispielsweise in der EP-A-572 682 beschrieben sind;
Polyester auf der Basis aromatischer Dicarbonsäuren, wobei diese im all gemeinen 8 bis 12 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 8 Kohlenstoffatome aufweisen, wie z. B. Terephthalsäure, Isophthalsäure, 2,6-Naphthoesäure und 1,5-Naphthoesäure;
Copolyester, enthaltend Struktureinheiten, die sich sowohl von aliphatischen als auch aromatischen Carbonsäure(derivate)n ableiten, wie z. B. Copolyester auf der Basis von Adipinsäure und Terephthalsäure, Copolyester auf der Basis von Fumarsäure und Terephthalsäure, sowie solchen auf der Basis von Bernsteinsäure und Terephthalsäure, wie sie beispielsweise in der US 5,446,079 sowie der parallelen internationalen Anmeldung WO 92/09654, in der DE-A-44 32 161 und in einer Reihe von Anmeldungen der Anmelderin selbst (P 44 40 858.7, P 44 40 850.1, P 44 40 837.4, P 44 40 836.6, 195 00 757.0, 195 00 756.5, 195 00 755.7, 195 00 754.9, 195 05 185.8, 195 05 186.6) beschrieben sind;
organische Polysäuren, wie z. B. Polymilchsäure, Polyhydroxybuttersäure und Polymere der später als Komponente (b1) im Rahmen der Beschreibung der erfindungsgemäß verwendbaren Copolyester (B1) aufgeführten Hydroxycarbon säuren;
Polyamide, wie z. B. Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 12 und Polyamide 610, 612, sowie Copolymere auf der Basis von Polyamiden;
Polyvinylverbindungen, wie z. B. Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinyliden chlorid sowie Copolymere von Styrol und Dienen, wie z. B. Butadien oder auch Styrol/Acrylnitril/Butadien-Copolymere;
Poly(meth)acrylate, wie z. B. Polymethyl(meth)acrylat oder Polybutyl- (meth)acrylat;
Polycarbonate;
Cellulosederivate, die eine Wasserdampfdurchlässigkeit besitzen, die innerhalb des oben definierten Bereichs liegt, wie z. B. Celluloseacetat oder Cellulose acetobutyrat; sowie
Gemische aus zwei oder mehr davon.
aliphatische Polyester, insbesondere solche auf der Basis aliphatischer Di carbonsäuren mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 4 bis 6 Kohlen stoffatomen, bzw. cycloaliphatischer Dicarbonsäuren mit 7 bis 10 Kohlen stoffatomen und vorzugsweise solcher mit 8 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Acelain säure, Sebacinsäure, Fumarsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, Itaconsäure und Maleinsäure, wie sie beispielsweise in der EP-A-572 682 beschrieben sind;
Polyester auf der Basis aromatischer Dicarbonsäuren, wobei diese im all gemeinen 8 bis 12 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 8 Kohlenstoffatome aufweisen, wie z. B. Terephthalsäure, Isophthalsäure, 2,6-Naphthoesäure und 1,5-Naphthoesäure;
Copolyester, enthaltend Struktureinheiten, die sich sowohl von aliphatischen als auch aromatischen Carbonsäure(derivate)n ableiten, wie z. B. Copolyester auf der Basis von Adipinsäure und Terephthalsäure, Copolyester auf der Basis von Fumarsäure und Terephthalsäure, sowie solchen auf der Basis von Bernsteinsäure und Terephthalsäure, wie sie beispielsweise in der US 5,446,079 sowie der parallelen internationalen Anmeldung WO 92/09654, in der DE-A-44 32 161 und in einer Reihe von Anmeldungen der Anmelderin selbst (P 44 40 858.7, P 44 40 850.1, P 44 40 837.4, P 44 40 836.6, 195 00 757.0, 195 00 756.5, 195 00 755.7, 195 00 754.9, 195 05 185.8, 195 05 186.6) beschrieben sind;
organische Polysäuren, wie z. B. Polymilchsäure, Polyhydroxybuttersäure und Polymere der später als Komponente (b1) im Rahmen der Beschreibung der erfindungsgemäß verwendbaren Copolyester (B1) aufgeführten Hydroxycarbon säuren;
Polyamide, wie z. B. Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 12 und Polyamide 610, 612, sowie Copolymere auf der Basis von Polyamiden;
Polyvinylverbindungen, wie z. B. Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinyliden chlorid sowie Copolymere von Styrol und Dienen, wie z. B. Butadien oder auch Styrol/Acrylnitril/Butadien-Copolymere;
Poly(meth)acrylate, wie z. B. Polymethyl(meth)acrylat oder Polybutyl- (meth)acrylat;
Polycarbonate;
Cellulosederivate, die eine Wasserdampfdurchlässigkeit besitzen, die innerhalb des oben definierten Bereichs liegt, wie z. B. Celluloseacetat oder Cellulose acetobutyrat; sowie
Gemische aus zwei oder mehr davon.
Dabei ist zu beachten, daß die Molekulargewichte der erfindungsgemäß
verwendeten Polymere stets so hoch sein müssen, daß es möglich ist, Folien
zu bilden.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die oben definierten Polyester
auf der Basis (cyclo)aliphatischer Dicarbonsäuren sowie Copolyester, die
Struktureinheiten enthalten, die sich sowohl von aliphatischen als auch
aromatischen Carbonsäure(derivate)n ableiten, verwendet, wobei letztere
insbesondere bevorzugt sind, da diese Polyester gute Folien liefern, eine
ausreichende Wasserdampfdurchlässigkeit aufweisen und darüber hinaus
biologisch abbaubar sind.
Der Begriff "biologisch abbaubar", wie er im Rahmen der vorliegenden
Anmeldung verwendet wird, bezeichnet die Tatsache, daß die Folien nach
erfindungsgemäßer Anwendung unter Umwelteinflüssen in einer angemessenen
und nachweisbaren Zeitspanne zerfallen. Dabei erfolgt der Abbau in der
Regel hydrolytisch und/oder oxidativ, zum überwiegenden Teil jedoch durch
Einwirkung von Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen, Pilzen und Algen.
Der Abbau kann jedoch auch enzymatisch erfolgen, wie z. B. von Y. Toki
wa und T. Suzuki in "Nature", Bd. 270, S. 76-78, 1977, beschrieben.
Dabei ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bei der Verwendung
der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verwendeten Copolyester
durch eine entsprechende Wahl des Verhältnisses zwischen wiederkehrenden
Einheiten, die sich aus aliphatischen Carbonsäuren herleiten, und solchen,
die sich aus aromatischen Carbonsäuren herleiten, möglich, die Geschwindig
keit des biologischen Abbaus, d. h. den Zeitpunkt, bis zu dem die erfin
dungsgemäß verwendeten Polyester im wesentlichen vollständig abgebaut sind,
zu variieren. Dabei gilt als Faustregel, daß die Copolyester umso schneller
biologisch abbaubar sind, je höher der Anteil an wiederkehrenden Einheiten,
die sich von aliphatischen Carbonsäuren herleiten, ist. Ferner sind die
Copolyester umso schneller biologisch abbaubar, je höher der Anteil an
Abschnitten mit alternierender Abfolge von wiederkehrenden Einheiten, die
sich von aliphatischen und aromatischen Carbonsäure(derivate)n ableiten, ist.
Insbesondere werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Folien enthal
tend einen biologisch abbaubaren Copolyester (B) eingesetzt, der Strukturein
heiten enthält, die sich sowohl von aliphatischen als auch aromatischen
Carbonsäure(derivate)n ableiten und erhältlich ist durch Umsetzung eines
Gemisches, das umfaßt:
- (a1) ein Gemisch, umfassend
- (a11) 10 bis 95 mol-% einer aliphatischen Dicarbonsäure oder einer cycloaliphatischen Dicarbonsäure oder einem esterbildenden Derivat davon oder Gemischen aus zwei oder mehr davon,
- (a12) 5 bis 90 mol-% einer aromatischen Dicarbonsäure oder eines esterbildenden Derivats davon oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon,
- (a13) 0 bis 10 mol-% einer sulfonatgruppenhaltigen Ver bindung oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon,
- wobei die Summe der einzelnen mol-%-Angaben 100 beträgt,
- (a2) eine Dihydroxyverbindung oder einen Aminoalkohol oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon,
wobei man das Molverhältnis von (a1) zu (a2) im Bereich von 0,4 : 1
bis 2,5 : 1 wählt,
- (a3) 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch (a1), eines Ket tenverlängerungsmittels oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon, und
- (a4) 0 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch (a1), einer Ver bindung mit mindestens drei zur Esterbildung befähigten Grup pen oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon,
wobei
die von der (cyclo)aliphatischen und aromatischen Carbonsäure abgeleiteten wiederkehrenden Einheiten statistisch verteilt sind und der Copolyester eine Viskositätszahl im Bereich von 5 bis 450 g/ml (gemessen in o-Dichlor benzol/Phenol (Gew.-Verhältnis 50/50) bei einer Konzentration von 0,5 Gew.-% Copolyester bei einer Temperatur von 25°C) aufweist.
die von der (cyclo)aliphatischen und aromatischen Carbonsäure abgeleiteten wiederkehrenden Einheiten statistisch verteilt sind und der Copolyester eine Viskositätszahl im Bereich von 5 bis 450 g/ml (gemessen in o-Dichlor benzol/Phenol (Gew.-Verhältnis 50/50) bei einer Konzentration von 0,5 Gew.-% Copolyester bei einer Temperatur von 25°C) aufweist.
Die zur Herstellung des obigen Copolyesters (B) verwendbaren aliphatischen
Dicarbonsäuren besitzen im allgemeinen 2 bis 10 Kohlenstoffatome, vorzugs
weise 4 bis 6 Kohlenstoffatome. Die entsprechend verwendbaren cycloalipha
tischen Dicarbonsäuren sind solche mit 7 bis 10 Kohlenstoffatomen und
insbesondere solche mit 8 Kohlenstoffatomen. Prinzipiell können jedoch auch
Dicarbonsäuren mit einer größeren Anzahl an Kohlenstoffatomen, d. h. mit
bis zu 30 Kohlenstoffatomen, eingesetzt werden.
Beispielshaft zu nennen sind: Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure,
Adipinsäure, Pimelinsäure, Acelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, 2,2-Di
methylglutarsäure, Suberinsäure, 1,3-Cyclopentandicarbonsäure, 1,4-Cyclo
hexandicarbonsäure, 1,3-Cyclohexandicarbonsäure, Diglykolsäure, Itaconsäure,
Maleinsäure und 2,5-Norbornandicarbonsäure, wobei Adipinsäure bevorzugt
ist.
Als esterbildende Derivate der oben genannten Dicarbonsäuren sind ins
besondere die Di- C₁-C₆-Alkylester, wie z. B. Dimethyl-, Diethyl-, Dipropyl-,
Dibutyl-, Dipentyl- und Dihexylester zu nennen.
Dabei können die Dicarbonsäuren oder esterbildenden Derivate davon einzeln
oder als Gemisch aus zwei oder mehr davon eingesetzt werden.
Vorzugsweise werden Adipinsäure oder deren esterbildende Derivate und
Sebacinsäure oder deren esterbildende Derivate, insbesondere Adipinsäure
oder deren esterbildende Derivate, eingesetzt.
Der Anteil der (cyclo)aliphatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildenden
Derivate beträgt im allgemeinen ungefähr 10 bis 95, vorzugsweise ungefähr
20 bis ungefähr 50 und insbesondere ungefähr 25 bis ungefähr 35 mol-%,
jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a11) bis (a13).
Als aromatische Dicarbonsäure sind im allgemeinen solche mit 8 bis 12
Kohlenstoffatomen und vorzugsweise solche mit 8 Kohlenstoffatomen zu
nennen. Beispielshaft erwähnt seien Terephthalsäure, Isophthalsäure, 2,6-Na
phthoesäure und 1,5-Naphthoesäure sowie esterbildende Derivate davon.
Dabei sind insbesondere die Di- C₁-C₆-Alkylester, wie z. B. Dimethyl-, Diet
hyl-, Dipropyl-, Dibutyl-, Dipentyl- oder Dihexylester zu nennen.
Prinzipiell können jedoch auch aromatische Dicarbonsäuren mit einer größe
ren Anzahl an Kohlenstoffatomen eingesetzt werden.
Die aromatischen Dicarbonsäuren oder deren esterbildende Derivate (a12)
können einzeln oder als Gemisch aus zwei oder mehr davon eingesetzt
werden.
Der Anteil der aromatischen Dicarbonsäuren oder esterbildenden Derivaten
davon beträgt im allgemeinen ungefähr 5 bis ungefähr 90, vorzugsweise
ungefähr 50 bis ungefähr 80 und insbesondere ungefähr 65 bis ungefähr 75
mol-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a11) bis
(a13).
Als sulfonatgruppenhaltige Verbindung (a13) setzt man üblicherweise ein
Alkali- oder Erdalkalimetallsalz einer sulfonatgruppenhaltigen Dicarbonsäure
oder deren esterbildende Derivate ein, bevorzugt Alkalimetallsalze der 5-Sul
foisophthalsäure oder deren Gemische, insbesondere das Natriumsalz. Der
Anteil der sulfonatgruppenhaltigen Verbindung (a13) beträgt 0 bis ungefähr
10, vorzugsweise 0 bis ungefähr 5 und insbesondere ungefähr 3 bis ungefähr
5 mol-%, jeweils bezogen auf den Gesamtgehalt der Komponenten (a11) bis
(a13).
Dabei können die sulfonatgruppenhaltigen Verbindungen einzeln oder als
Gemisch aus zwei oder mehr davon eingesetzt werden.
Als Komponente (a2) werden erfindungsgemäß eine Dihydroxyverbindung
oder ein Aminoalkohol oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon einge
setzt. Dabei sind prinzipiell alle bei der Esterherstellung bekannten Diole
oder Aminoalkohole einsetzbar.
Im allgemeinen werden jedoch (a21) Alkandiole mit 2 bis 12 Kohlenstoff
atomen, vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, oder Cycloalkandiole mit
5 bis 10 Kohlenstoffatomen, (a22) Polyetherdiole, d. h. Ethergruppen ent
haltende Dihydroxyverbindungen, und (a23) Aminoalkohole mit 2 bis 12
Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, sowie Amino
cycloalkohole mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen eingesetzt.
Beispielhaft zu nennen sind Ethylenglykol, 1,2-, 1,3-Propandiol, 1,2-, 1,4-Bu
tandiol, 1,5-Pentandiol, 2,4-Dimethyl-2-ethylhexan-1,3-diol, 2,2-Dimethyl-
1,3-propandiol, 2-Ethyl-2-butyl-1,3-propandiol, 2-Ethyl-2-isobutyl-1,3-propan
diol, 2,2,4-Trimethyl-1,6-hexandiol, insbesondere Ethylenglykol, 1,3-Propan
diol, 1,4-Butandiol und 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol (Neopentylglykol); Cyclo
pentandiol, 1,4-Cyclohexandiol, 1,2-, 1,3- und 1,4-Cyclohexandimethanol und
2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol;
Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol und Polytetrahydrofuran, insbesondere Diethylenglykol, Triethylenglykol und Polyethylenglykol, oder deren Gemische, oder Verbindungen, die eine unterschiedliche Anzahl von Ethereinheiten aufweisen, beispielsweise Poly ethylenglykol, das Propyleneinheiten enthält und beispielsweise durch Polyme risation nach an sich bekannten Methoden von zuerst Ethylenoxid und anschließend Propylenoxid erhalten werden kann. Das Molekulargewicht (Mn) der einsetzbaren Polyethylenglykole beträgt in der Regel ungefähr 250 bis ungefähr 8.000, vorzugsweise ungefähr 600 bis ungefähr 3.000 g/mol;
4-Aminomethylcyclohexanmethanol, 2-Aminoethanol, 3-Aminopropanol, 4-Ami nobutanol, 5-Aminopentanol, 6-Aminohexanol; Aminocyclopentanol und Aminocyclohexanol; oder deren Gemische.
Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol und Polytetrahydrofuran, insbesondere Diethylenglykol, Triethylenglykol und Polyethylenglykol, oder deren Gemische, oder Verbindungen, die eine unterschiedliche Anzahl von Ethereinheiten aufweisen, beispielsweise Poly ethylenglykol, das Propyleneinheiten enthält und beispielsweise durch Polyme risation nach an sich bekannten Methoden von zuerst Ethylenoxid und anschließend Propylenoxid erhalten werden kann. Das Molekulargewicht (Mn) der einsetzbaren Polyethylenglykole beträgt in der Regel ungefähr 250 bis ungefähr 8.000, vorzugsweise ungefähr 600 bis ungefähr 3.000 g/mol;
4-Aminomethylcyclohexanmethanol, 2-Aminoethanol, 3-Aminopropanol, 4-Ami nobutanol, 5-Aminopentanol, 6-Aminohexanol; Aminocyclopentanol und Aminocyclohexanol; oder deren Gemische.
Dabei können die Dihydroxyverbindungen oder Aminoalkohole einzeln oder
als Gemisch aus zwei oder mehr davon eingesetzt werden.
Das Molverhältnis von (a1) zu (a2) wird im allgemeinen im Bereich von
ungefähr 0,4 : 1 bis ungefähr 2,5 : 1, vorzugsweise im Bereich von ungefähr
0,5 : 1 bis ungefähr 1,5 : 1, weiter bevorzugt von ungefähr 0,5 : 1 bis ungefähr
1,2 : 1, und insbesondere im Bereich von ungefähr 0,5 : 1 bis ungefähr 1 : 1,
gewählt.
Die Molverhältnisse von (a1) zu (a2) im isolierten Copolyester betragen
(gegebenenfalls nach dem Entfernen der gewünschten Menge an überschüssi
ger Komponente (a2)) ungefähr 0,4 : 1 bis ungefähr 1,5 : 1, vorzugsweise
ungefähr 0,5 : 1 bis ungefähr 1,2 : 1 und insbesondere ungefähr 0,5 : 1 bis unge
fähr 1 : 1.
Als Kettenverlängerungsmittel (a3) können im allgemeinen alle bei der
Herstellung von Polyestern gebräuchlichen Kettenverlängerungsmittel eingesetzt
werden. Deren Anteil liegt, sofern sie verwendet werden, bei ungefähr 0,01
bis ungefähr 10, vorzugsweise bei ungefähr 0,05 bis ungefähr 5, weiter
bevorzugt bei ungefähr 0,07 bis ungefähr 3 und insbesondere bei ungefähr
0,1 bis ungefähr 1 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gemisch (a1).
Unter den hier eingesetzten Kettenverlängerungsmitteln sind Diisocyanate, wie
z. B. Toluylen-2,4-diisocyanat, Toluylen-2,6-diisocyanat, 4,4,- und 2,4′-Di
phenylmethandiisocyanat, Naphthylen-1,5-diisocyanat, Xylylen-diisocyanat,
Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat und Methylen-bis(4-isocyanato
cyclohexan), insbesondere Hexamethylendiisocyanat; trifunktionelle Isocyanat-Ver
bindungen, die Isocyanurat- und/oder Biuretgruppen mit einer Funktiona
lität nicht kleiner als 3 enthalten können; Divinylether, wie z. B. 1,4-Butan
diol-divinylether, 1,6-Hexandiol-divinylether und 1,4-Cyclohexandimethanol
divinylether; sowie 2,2′-Bisoxazoline der allgemeinen Formel (I)
zu nennen.
Letztere sind im allgemeinen erhältlich durch das Verfahren aus Angew.
Chem. Int. Edit., Vol. 11 (1972), S. 287-288. Als besonders bevorzugte
Bisoxazoline sind solche, in denen R¹ eine Einfachbindung, eine (CH₂)q-
Alkylengruppe mit q = 2, 3 oder 4 wie Methylen, Ethan-1,2-diyl, Propan-
1,3-diyl, Propan-1,2-diyl, Butan-1,4-diyl oder eine Phenylengruppe bedeutet,
zu nennen. Insbesondere bevorzugt sind 2,2′-Bis(2-oxazolin), Bis(2-oxazoli
nyl)methan, 1,2-Bis(2-Oxazolinyl)ethan, 1,3-Bis(2-oxazolinyl)propan, 1,4-Bis(2-
oxazolinyl)butan, 1,4-Bis(2-oxazolinyl)benzol, 1,2-Bis(2-oxazolinyl)benzol und
1,3-Bis(2-oxazolinyl)benzol.
Dabei können die Kettenverlängerungsmittel (a3) auch als Gemisch aus zwei
oder mehr davon eingesetzt werden.
Des weiteren kann eine Verbindung mit mindestens drei zur Esterbildung
befähigten Gruppen (a4) oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon
eingesetzt werden, und zwar, sofern sie vorhanden sind, in einer Menge von
ungefähr 0,01 bis ungefähr 20, vorzugsweise von ungefähr 1 bis ungefähr
10, besonders bevorzugt von ungefähr 3 bis ungefähr 7, und insbesondere
von ungefähr 3 bis ungefähr 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gemisch
(a1).
Die als Verbindungen (a4) eingesetzten Verbindungen enthalten vorzugsweise
3 bis 10 funktionelle Gruppen, welche zur Ausbildung von Esterbindungen
befähigt sind. Besonders bevorzugte Verbindungen (a4) besitzen 3 bis 6
funktionelle Gruppen dieser Art im Molekül, insbesondere 3 bis 6 Hydrox
ylgruppen und/oder Carboxylgruppen. Insbesondere bevorzugt werden tri- und/oder
tetrafunktionelle Carbonsäuren oder Derivate davon eingesetzt.
Beispielhaft seien genannt: Weinsäure, Zitronensäure, Äpfelsäure, Trimethy
lolpropan, Trimethylolethan, Pentaerythrit, Polyethertriole, Glycerin, Tri
mesinsäure, Trimellitsäure-, anhydrid, Pyromellitsäure-, dianhydrid und Hy
droxyisophthalsäure.
Durch Zusatz der Kettenverlängerungsmittel (a3) und/oder der Verbindungen
(a4) kann man beispielsweise die Schmelzviskosität, die Grenzviskositätszahl
bzw. das Molekulargewicht in gewünschter Weise verändern, d. h. verglichen
mit Polyestern, denen keine der Kettenverlängerungsmittel (a3) und/oder Ver
bindungen (a4) zugesetzt wurden, die Grenzviskositätszahl und das Moleku
largewicht entsprechend erhöhen und so die mechanischen Eigenschaften der
Polyester entsprechend der jeweiligen Anwendung variieren.
In einer Ausführungsform werden Folien, enthaltend einen biologisch ab
baubaren Copolyesters (B 1), enthaltend Struktureinheiten, die sich sowohl
von aliphatischen als auch aromatischen Carbonsäure(derivate)n ableiten,
erhältlich durch Umsetzung eines Gemisches, das umfaßt:
- (a1) ein Gemisch, umfassend
- (a11) 10 bis 95 mol-% einer aliphatischen Dicarbonsäure oder einer cycloaliphatischen Dicarbonsäure oder einem esterbildenden Derivat davon oder Gemischen aus zwei oder mehr davon,
- (a12) 5 bis 90 mol-% einer aromatischen Dicarbonsäure oder eines esterbildenden Derivats davon oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon,
- (a13) 0 bis 10 mol-% einer sulfonatgruppenhaltigen Ver bindung oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon,
- wobei die Summe der einzelnen mol-%-Angaben 100 beträgt,
- (a2) eine Dihydroxyverbindung oder einen Aminoalkohol oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon,
wobei man das Molverhältnis von (a1) zu (a2) im Bereich von 0,4 : 1
bis 2,5 : 1 wählt,
- (a3) 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch (a1), eines Ket tenverlängerungsmittels oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon,
- (a4) 0 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch (a1), einer Ver bindung mit mindestens drei zur Esterbildung befähigten Grup pen oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon,
- (b1) 0,01 bis unter 50 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch (a1), einer Hydroxycarbonsäure (b1), die durch die folgenden For meln IIa oder IIb definiert ist in denen p eine ganze Zahl von 1 bis 1.500 und r 1, 2, 3 oder 4 bedeuten, und G für eine Phenylen-, -(CH₂)n-, wobei n eine ganze Zahl von 1, 2, 3, 4 oder 5 bedeutet, eine -C(R)H- oder eine -C(R)HCH₂-Gruppe steht, wobei R Methyl oder Ethyl ist,
oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon,
wobei die von der (cyclo)aliphatischen und aromatischen Carbonsäure abgeleiteten wiederkehrenden Einheiten statistisch verteilt sind, der Copolyester eine Viskositätszahl im Bereich von 5 bis 450 g/ml (ge messen in o-Dichlorbenzol/Phenol (Gew.-Verhältnis 50/50) bei einer Konzentration von 0,5 Gew.-% Copolyester bei einer Temperatur von 25°C) aufweist.
wobei die von der (cyclo)aliphatischen und aromatischen Carbonsäure abgeleiteten wiederkehrenden Einheiten statistisch verteilt sind, der Copolyester eine Viskositätszahl im Bereich von 5 bis 450 g/ml (ge messen in o-Dichlorbenzol/Phenol (Gew.-Verhältnis 50/50) bei einer Konzentration von 0,5 Gew.-% Copolyester bei einer Temperatur von 25°C) aufweist.
In obiger Formel beträgt p vorzugsweise 1 bis ungefähr 1000; r bedeutet
vorzugsweise 1 oder 2; und n bedeutet vorzugsweise 1 oder 5.
Vorzugsweise beträgt der Gehalt an Hydroxycarbonsäure (b1) im zur Umset
zung gebrachten Gemisch ungefähr 0,1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das
Gemisch (a1).
Vorzugsweise setzt man als Hydroxycarbonsäure (b1) Glykolsäure, D-, L-,
D, L-Milchsäure, 6-Hydroxyhexansäure, deren cyclische Derivate wie Glyco
lid (1,4-Dioxan-2,5-dion), D-, L-Dilactid (3,6-Dimethyl-1,4-dioxan-2,5-dion),
p-Hydroxybenzoesäure sowie deren Oligomere und Polymere wie 3-Poly
hydroxybuttersäure, Polyhydroxyvaleriansäure, Polylactid (beispielsweise als
EcoPLA® (Fa. Cargill) erhältlich) sowie ein Gemisch aus 3-Polyhydroxybut
tersäure und Polyhydroxyvaleriansäure (letzteres ist unter dem Namen Bio
pol® von Zeneca erhältlich) ein, wobei die oben definierten niedermolekula
ren und cyclischen Derivate eingesetzt werden.
Selbstverständlich kann man auch Gemische aus zwei oder mehr der oben
definierten Hydroxycarbonsäuren einsetzen.
Ferner können unter Verwendung der cyclischen Derivate der oben beschrie
benen Hydroxycarbonsäuren (b1) bei der Umsetzung mit dem erfindungs
gemäß verwendeten biologisch abbaubaren Copolyester durch eine sogenannte
"ringöffnende Polymerisation" in an sich bekannter Weise Copolyester der
oben definierten Art erhalten, die Blockstrukturen bestehend aus dem erfin
dungsgemäß verwendeten Copolyester (B), die über jeweils mindestens eine
Hydroxycarbonsäure-Einheit (b1) miteinander verbunden sind, enthalten (zur
"ringöffnenden Polymerisation" siehe Encyclopedia of Polymer Science and
Engineering, Bd. 12, 2. Ed., John Wiley & Sons, 1988, S. 36-41).
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt verwendete
Copolyester weisen die folgende Zusammensetzung bezüglich der Komponen
ten (a11), (a12) und (a2) auf, wobei zu berücksichtigen ist, daß diese
Copolyester sowohl Sulfonsäuregruppen aufweisen können als auch die als
Komponenten (a3) und (a4) definierten Kettenverlängerungsmittel und/oder
Verbindungen enthalten können. Die nach der jeweiligen Komponente in
Klammern gesetzten Werte entsprechen dem Anteil der Komponenten, aus
gedrückt in mol-%:
Terephthalsäure (75) - Adipinsäure (25) - Neopentylglykol (100),
Terephthalsäure (70) - Adipinsäure (30) - Butandiol (100),
Terephthalsäure (70) - Adipinsäure (25) - Isophthalsäure (5) - Neopentyl glykol (100),
Terephthalsäure (60) - Adipinsäure (40) - Butandiol (100).
Terephthalsäure (75) - Adipinsäure (25) - Neopentylglykol (100),
Terephthalsäure (70) - Adipinsäure (30) - Butandiol (100),
Terephthalsäure (70) - Adipinsäure (25) - Isophthalsäure (5) - Neopentyl glykol (100),
Terephthalsäure (60) - Adipinsäure (40) - Butandiol (100).
Die erfindungsgemäß verwendeten Copolyester sind durch die folgenden
Merkmale charakterisiert:
Sie weisen eine Viskositätszahl im Bereich von ungefähr 5 bis 450 g/ml, vorzugsweise ungefähr 100 bis ungefähr 350 g/ml und insbesondere ungefähr 200 bis ungefähr 350 g/ml, jeweils gemessen im o-Dichlorbenzol/Phenol (Gew.-Verhältnis 50/50) bei einer Konzentration von 0,5 Gew.-% Copoly ester bei einer Temperatur von 25°C, auf.
Sie weisen eine Viskositätszahl im Bereich von ungefähr 5 bis 450 g/ml, vorzugsweise ungefähr 100 bis ungefähr 350 g/ml und insbesondere ungefähr 200 bis ungefähr 350 g/ml, jeweils gemessen im o-Dichlorbenzol/Phenol (Gew.-Verhältnis 50/50) bei einer Konzentration von 0,5 Gew.-% Copoly ester bei einer Temperatur von 25°C, auf.
Bezüglich weiterer Details über die im Rahmen der vorliegenden Erfindung
verwendbaren (cyclo)aliphatischen Dicarbonsäuren, aromatischen Dicarbon
säuren, Diole und/oder Aminoalkohole sowie der weiteren Komponenten
(a3), (a4) und (b1) wird auf die eingangs bei der Diskussion des Standes
der Technik genannten Patentanmeldungen der Anmelderin sowie die US 5
446 079 bzw. die parallele Anmeldung WO 92/09654 verwiesen, deren
Inhalt bezüglich der dort beschriebenen Copolyester und deren Herstellung
durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung miteinbezogen wird.
Neben der Wahl der eingesetzten wasserdurchlässigen Polymere kann die
Freisetzungsrate der Nährstoffe aus den erfindungsgemäßen folienumhüllten
Düngemitteln auch durch die Dicke der Folien gesteuert werden, die im
allgemeinen bei ungefähr 500 µm oder weniger, vorzugsweise ungefähr 200
oder weniger und insbesondere bei ungefähr 10 bis ungefähr 100 µm, liegt.
Ferner ist es erfindungsgemäß je nach Verwendungszweck, Kultur und
Vegetationsdauer wesentlich, daß das Volumen der im folienumhüllten
Düngemittel enthaltenen nährstoffhaltigen Substanz ungefähr 20 cm³ oder
weniger, vorzugsweise ungefähr 10 cm³ oder weniger, weiter bevorzugt
ungefähr 5 cm³ oder weniger, insbesondere ungefähr 3 cm³ oder weniger
und insbesondere bevorzugt ungefähr 0,05 cm³ bis ungefähr 2 cm³, beträgt,
da bei der Bereitstellung derartiger Kleinstmengen an nährstoffhaltiger
Substanz sichergestellt werden kann, daß die nährstoffhaltige Substanz in
solchen Mengen kontrolliert freigesetzt wird, daß es zu keiner Überbelastung- bzw.
beladung der Substrate und den damit verbundenen Schädigungen
kommt. Die Untergrenze für die erfindungsgemäß umhüllten Volumina liegt
bei ungefähr 0,05 cm³.
Die im erfindungsgemäßen folienumhüllten Düngemittel vorliegenden nähr
stoffhaltigen Substanzen können in Form eines Pulvers, eines Granulats,
einer Paste oder einer Flüssigkeit vorliegen.
Geeignete nährstoffhaltige Substanzen, die im Rahmen der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können, sind insbesondere organische oder
mineralische Düngemittel, wie sie beispielsweise in Ullmann′s Encyclopedia
of Industrial Chemistry, 5. Aufl. 1987, Bd. A10, S. 323-431 (s. insbesonde
re Kapitel 2. 1 und 4) beschrieben sind.
Es kommen beispielsweise Einzel- als auch Mehrnährstoffdünger in Betracht,
die einzeln bzw. ggf. in Kombination Nährstoffe wie Stickstoff, Kali oder
Phosphor gegebenenfalls in Form ihrer Salze enthalten. Beispiele hierfür sind
NP-, NK-, PK- sowie NPK-Dünger, Stickstoffeinzeldünger, wie Kalkammoni
umsalpeter, Ammoniumsulfat, Ammoniumsulfatsalpeter sowie Harnstoff, und
Langzeitdünger, insbesondere auf Harnstoff-Basis, wie z. B. Isobutylidendi
harnstoff, Crotonylidendiharnstoff, und Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat.
Ferner können auch weitere Pflanzennährstoffe sowie auch Spurenelemente
eingesetzt werden, die neben den genannten Hauptbestandteilen noch Mg,
Ca, S, Fe, Mn, Cu, Zn, Co, Mo und/oder B enthaltende Verbindungen in
untergeordneten Mengen, d. h. üblicherweise in untergeordneten Mengen
entsprechend den Erfordernissen der Düngemittelverordnung, enthalten.
Die nährstoffhaltigen Substanzen können einzeln oder als Gemisch aus zwei
oder mehr davon eingesetzt werden.
Weiterhin können neben der nährstoffhaltigen Substanz oder dem Gemisch
aus zwei oder mehr davon weitere Zusatzstoffe, wie z. B. Nitrifikations
inhibitoren, wie sie beispielsweise in der DE-OS 41 28 828, der DE 195
03 827.4 und der DE 196 31 764.9 und dem dort zitierten Stand der
Technik beschrieben sind, insbesondere Pyrazol(derivat)e, Wachstumsregulato
ren und Pflanzenschutz-Wirkstoffe, wie z. B. Fungizide, Insektizide und
Herbizide, enthalten sein.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein folienumhülltes Düngemittel,
wobei dieses in Form einer Mehrzahl von einzeln umhüllten Volumina von
20 cm³ oder weniger mindestens einer nährstoffhaltigen Substanz, die in
einer oder mehreren parallelen Reihen aufeinanderfolgend angeordnet sind,
vorliegt. Dies bedeutet, daß das erfindungsgemäße folienumhüllte Düngemittel
z. B. in Form einer "Perlenschnur", einer Mehrzahl von nebeneinander
angeordneten derartigen "Perlenschnüren", aber auch einzeln, nachdem die
oben beschriebenen Strukturen durch entsprechende Schneidvorrichtungen in
den sich zwischen den Volumina befindlichen Zwischenräumen zerschnitten
wurden, vorliegen kann.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des
erfindungsgemäßen folienumhüllten Düngemittels, das die folgenden Schritte
umfaßt:
- a) Zuführen mindestens einer ersten und mindestens einer zweiten Folie, die ein wasserdurchlässiges Polymer, wie oben definiert, enthält, in eine Aufbringvorrichtung;
- b) Aufbringen mittels der Aufbringvorrichtung einer Mehrzahl von Volu mina von 20 cm³ oder weniger mindestens einer nährstoffhaltigen Substanz auf die mindestens eine erste Folie derart, daß die Volumina zueinander Zwischenräume aufweisen;
- c) Verbinden der mindestens einen ersten und der mindestens einen zwei ten Folie in den sich zwischen den Volumina befindlichen Zwischenräu men derart, daß die Volumina jeweils einzeln umhüllt sind, wobei ein folienumhülltes Düngemittel erhalten wird.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Folien der
Aufbringvorrichtung mittels einer herkömmlichen Zuführvorrichtung, wie z. B.
einer Rolle, zugeführt.
Sobald sich die Folie des wasserdurchlässigen Polymers in der Aufbringvor
richtung zum Aufbringen der nährstoffhaltigen Substanz befindet, wird eine
entsprechende Menge dieser Substanz auf die mindestens eine erste Folie
aufgebracht, wobei es wesentlich ist, daß die jeweiligen aufgebrachten
Volumina zueinander Zwischenräume aufweisen.
In einer Ausführungsform ist (sind) die Oberfläche(n) innerhalb der Auf
bringvorrichtung, im allgemeinen eine oder mehrere vorzugsweise beheizbare
Metalloberfläche(n), der (denen) die mindestens eine erste Folie, die minde
stens eine zweite Folie oder die mindestens eine erste und die mindestens
eine zweite Folie zugeführt wird (werden) und auf der (denen) sich die
jeweilige(n) Folie(n) innerhalb der Aufbringvorrichtung während des Auf
bringvorgangs befindet (befinden), so ausgeführt, daß diese Vertiefungen
aufweist (aufweisen). In diese Vertiefungen werden dann im allgemeinen die
die Vertiefungen überdeckenden Bereiche der zugeführten Folie(n) mittels
einer Druckquelle, also einer Überdruck- oder Unterdruckquelle, vorzugs
weise einer Unterdruckquelle, eingebracht. Die Vertiefungen der oben ge
nannten Oberfläche(n) weisen vorzugsweise mindestens ein Volumen auf, das
der Hälfte des Volumens der aufzubringenden nährstoffhaltigen Substanz ent
spricht. Sofern das Volumen der in die erste Folie eingebrachten Vertiefun
gen der Hälfte des Volumens der nährstoffhaltigen Substanz entspricht, wird
vorzugsweise auch die mindestens eine zweite Folie einer Oberfläche in
nerhalb der Aufbringvorrichtung zugeführt, bzw. befindet sich während des
Aufbringvorgangs auf einer solchen Oberfläche, die Vertiefungen, deren
Volumen mindestens der Hälfte des Volumens der nährstoffhaltigen Substanz
entsprechen, aufweist.
Selbstverständlich kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
auch so durchgeführt werden, daß die Oberflächen, auf der sich die minde
stens eine erste Folie, die mindestens eine zweite Folie oder die mindestens
eine erste und die mindestens eine zweite Folie innerhalb der Aufbringvor
richtung befindet, Vertiefungen aufweist, deren Volumina größer als die
Hälfte des Volumens der aufzubringenden nährstoffhaltigen Substanz ist und
beispielsweise dem Volumen der aufzubringenden nährstoffhaltigen Substanz
entsprechen, wobei dann die zweite Folie mit entsprechend geringeren oder
ohne zusätzliche Vertiefungen auf die erste Folie aufgebracht werden kann.
Nach Beendigung des Zufuhr- und Aufbringvorgangs werden die oben
definierten Folien in den sich zwischen den Volumina befindlichen Zwi
schenräumen miteinander verbunden, wobei dies im allgemeinen durch
Verkleben oder durch Verschweißen der Folien nach herkömmlichen Ver
fahren geschieht. Ferner können die beiden Folien durch Evakuieren oder
durch elektrostatische Aufladung miteinander verbunden werden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die
mindestens eine erste und die mindestens eine zweite Folie jeweils einer an
ihren Oberflächen Vertiefungen aufweisenden Walze zugeführt. Das Volumen
der Vertiefungen entspricht dabei jeweils mindestens der Hälfte des aufge
brachten Volumens der nährstoffhaltigen Substanz.
Vorzugsweise werden dabei Kalander, d. h. Maschinen mit mehreren typi
scherweise über- oder nebeneinander angeordneten, ggf. heizbare Vertiefun
gen aufweisenden Walzen, wie oben definiert, verwendet.
Dabei wird im allgemeinen folgendermaßen vorgegangen:
Von zwei Seiten werden jeweils mindestens eine erste und mindestens eine zweite Folie der Walze, die auf ihrer Oberfläche entsprechende Vertiefungen aufweist, zugeführt. Die Folien werden dann durch eine entsprechende Vorrichtung, z. B. eine Unterdruckquelle, in die Vertiefungen eingebracht. Vor dem Befüllen mit der nährstoffhaltigen Substanz werden die Folien an einer Stelle der verwendeten Vorrichtung miteinander in Kontakt gebracht und dabei an einer Seite miteinander verbunden. Anschließend wird die nährstoffhaltige Substanz in einer entsprechenden Menge (Volumen) zugeführt und die beiden Folien nach Beendigung der Zugabe der nährstoffhaltigen Substanz nochmals miteinander in Kontakt gebracht und wiederum z. B. durch Verkleben, durch Verschweißen, durch Evakuieren oder durch elektro statische Aufladung miteinander verbunden.
Von zwei Seiten werden jeweils mindestens eine erste und mindestens eine zweite Folie der Walze, die auf ihrer Oberfläche entsprechende Vertiefungen aufweist, zugeführt. Die Folien werden dann durch eine entsprechende Vorrichtung, z. B. eine Unterdruckquelle, in die Vertiefungen eingebracht. Vor dem Befüllen mit der nährstoffhaltigen Substanz werden die Folien an einer Stelle der verwendeten Vorrichtung miteinander in Kontakt gebracht und dabei an einer Seite miteinander verbunden. Anschließend wird die nährstoffhaltige Substanz in einer entsprechenden Menge (Volumen) zugeführt und die beiden Folien nach Beendigung der Zugabe der nährstoffhaltigen Substanz nochmals miteinander in Kontakt gebracht und wiederum z. B. durch Verkleben, durch Verschweißen, durch Evakuieren oder durch elektro statische Aufladung miteinander verbunden.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines folienum
hüllten Düngemittels, wie oben definiert, das die folgenden Schritte umfaßt:
- a) Zuführen mindestens einer schlauchförmigen Folie, die ein wasser durchlässiges Polymer enthält, in eine Einbringvorrichtung;
- b) Einbringen mittels der Einbringvorrichtung einer Mehrzahl von Volumina von 20 cm³ oder weniger mindestens einer nährstoff haltigen Substanz in die mindestens eine schlauchförmige Folie derart, daß die Volumina zueinander Zwischenräume aufweisen;
- c) Verschließen, vorzugsweise Versiegeln oder Verschweißen, der mindestens einen schlauchförmigen Folie in den sich zwischen den Volumina befindlichen Zwischenräumen derart, daß die Volumina jeweils einzeln umhüllt sind, wobei ein folienumhülltes Düngemittel erhalten wird.
Sofern das folienumhüllte Düngemittel in Form von einzelnen umhüllten
Volumina der nährstoffhaltigen Substanz ausgebracht werden soll, kann das
in den jeweiligen Verfahren in Stufe c) erhaltene folienumhüllte Düngemittel
durch wahlweises Schneiden oder Perforieren desselben in den sich zwischen
den Volumina befindlichen Zwischenräumen mittels einer Schneide- oder
Perforationsvorrichtung in einzelne folienumhüllte Düngemittel, die jeweils
ein Volumen von ungefähr 20 cm³ oder weniger der nährstoffhaltigen
Substanz umfassen, separiert werden, wobei bei der Perforation die Verein
zelung der umhüllten Düngemittel beim Ausbringen des Düngemittels erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder kontinuierlich oder diskon
tinuierlich durchgeführt werden.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch ein folienumhülltes Dünge
mittel, herstellbar nach einem Verfahren, das die folgenden Schritte umfaßt:
- a) Zuführen mindestens einer ersten und mindestens einer zweiten Folie, die ein wasserdurchlässiges Polymer enthält, in einer Aufbringvorrich tung;
- b) Aufbringen mittels der Aufbringvorrichtung einer Mehrzahl von Volu mina von 20 cm³ oder weniger mindestens einer nährstoffhaltigen Substanz auf die mindestens eine erste Folie derart, daß die jeweiligen Volumina zueinander Zwischenräume aufweisen;
- c) Verbinden der mindestens einen ersten und der mindestens einen zwei ten Folie in den sich zwischen den Volumina befindlichen Zwischenräu men derart, daß die Volumina einzeln umhüllt sind,
sowie ein folienumhülltes Düngemittel, herstellbar nach einem Verfahren, das
die folgenden Schritte umfaßt:
- a) Zuführen mindestens einer schlauchförmigen Folie, die ein wasser durchlässiges Polymer enthält, in eine Einbringvorrichtung;
- b) Einbringen mittels der Einbringvorrichtung einer Mehrzahl von Volumina von 20 cm³ oder weniger mindestens einer nährstoff haltigen Substanz in die mindestens eine schlauchförmige Folie derart, daß die Volumina zueinander Zwischenräume aufweisen;
- c) Verschließen der mindestens einen schlauchförmigen Folie in den sich zwischen den Volumina befindlichen Zwischenräumen derart, daß die Volumina jeweils einzeln umhüllt sind, wobei ein folien umhülltes Düngemittel erhalten wird.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Düngeverfahren, wobei
das folienumhüllte Düngemittel gemäß der vorliegenden Erfindung oder ein
erfindungsgemäß hergestelltes folienumhülltes Düngemittel auf den Boden
oder das Substrat ausgebracht, mit diesem vermischt oder in diesen einge
arbeitet wird.
Claims (10)
1. Folienumhülltes Düngemittel, umfassend ein oder mehrere einzeln um
hüllte Volumina von 20 cm³ oder weniger mindestens einer nährstoff
haltigen Substanz, wobei die die Volumina mindestens einer nährstoff
haltigen Substanz umhüllende Folie ein wasserdurchlässiges Polymer
enthält.
2. Folienumhülltes Düngemittel nach Anspruch 1, wobei das wasserdurch
lässige Polymer biologisch abbaubar ist.
3. Folienumhülltes Düngemittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das folien
umhüllte Düngemittel in Form einer Mehrzahl von einzeln umhüllten
Volumina von 20 cm³ oder weniger mindestens einer nährstoffhaltigen
Substanz, die in einer oder mehreren parallelen Reihen aufeinanderfol
gend angeordnet sind, vorliegt.
4. Verfahren zur Herstellung eines folienumhüllten Düngemittels gemäß
einem der vorhergehenden Ansprüche, das die folgenden Schritte um
faßt:
- a) Zuführen mindestens einer ersten und mindestens einer zweiten Folie, die ein wasserdurchlässiges Polymer enthält, in eine Auf bringvorrichtung;
- b) Aufbringen mittels der Aufbringvorrichtung einer Mehrzahl von Volumina von 20 cm³ oder weniger mindestens einer nährstoff haltigen Substanz auf die mindestens eine erste Folie derart, daß die Volumina zueinander Zwischenräume aufweisen;
- c) Verbinden der mindestens einen ersten und der mindesten einen zweiten Folie in den sich zwischen den Volumina befindlichen Zwischenräumen derart, daß die Volumina jeweils einzeln umhüllt sind, wobei ein folienumhülltes Düngemittel erhalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die mindestens eine erste Folie, die
mindestens eine zweite Folie oder die mindestens eine erste und die
mindestens eine zweite Folie jeweils zumindest einer Vertiefungen
aufweisenden Oberfläche innerhalb der Aufbringvorrichtung zugeführt
werden und die die Vertiefungen überdeckenden Bereiche der mindestens
einen ersten Folie, der mindestens einen zweiten Folie oder der minde
stens einen ersten und der mindestens einen zweiten Folie mittels einer
Druckquelle in die Vertiefungen eingebracht werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die mindestens eine erste
und die mindestens eine zweite Folie jeweils einer an ihren Oberflächen
Vertiefungen aufweisenden Walze zugeführt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die mindestens
eine erste und die mindestens eine zweite Folie nach dem Befüllen mit
der mindestens einen nährstoffhaltigen Substanz durch Evakuieren, durch
elektrostatische Aufladung, durch Verkleben oder durch Verschweißen
der Folien in den sich zwischen den Volumina befindlichen Zwischen
räumen verbunden werden.
8. Verfahren zur Herstellung eines folienumhüllten Düngemittel gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 3, das die folgenden Schritte umfaßt:
- a) Zuführen mindestens einer schlauchförmigen Folie, die ein wasser durchlässiges Polymer enthält, in eine Einbringvorrichtung;
- b) Einbringen mittels der Einbringvorrichtung einer Mehrzahl von Volumina von 20 cm³ oder weniger mindestens einer nährstoff haltigen Substanz in die mindestens eine schlauchförmige Folie derart, daß die Volumina zueinander Zwischenräume aufweisen;
- c) Verschließen der mindestens einen schlauchförmigen Folie in den sich zwischen den Volumina befindlichen Zwischenräumen derart, daß die Volumina jeweils einzeln umhüllt sind, wobei ein folien umhülltes Düngemittel erhalten wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, das zusätzlich den
folgenden Schritt d) umfaßt:
- d) Schneiden oder Perforieren des folienumhüllten Düngemittels in den sich zwischen den Volumina befindlichen Zwischenräumen mittels einer Schneide- oder Perforationsvorrichtung.
10. Düngeverfahren, wobei ein folienumhülltes Düngemittel gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 3, oder ein mittels einem Verfahren gemäß einem
der Ansprüche 4 bis 9 hergestelltes folienumhülltes Düngemittel auf den
Boden oder ein Substrat ausgebracht, mit diesen vermischt oder in diese
eingearbeitet wird.
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