DE2238742A1 - Formkoerper auf der basis eines waermehaertbaren harzes - Google Patents

Description

• Formkörper auf der Basis eines wärmehärtbaren Harzes Fr verschiedene Einsatzgebiete von Formkörpern aus Mischungen auf der Basis wärmehärtbarer Harze ist deren Abbaubarkeit, z. B. durch Mikroorganismen, auf physikalischem und/oder chemischem Wege unabhängig von Problemen des Umweltschutzes wünschenswert und vorteilhaft. So ware es besonders wertvoll, wenn ein solcher Abbau erst zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt der Benutzung des Formteils einsetzt, etwa nach einigen wochen Monaten oder Jahren, das heißt, wenn der Formkörper seinen Gebrauchswert auch unter dem Einfluß von Kleinstlebewesen und/oder der Witterung zunächst vollständig oder weitgehend beibehielte, um dann anschließend während einer wünschenswerten Zeitspanne abgebaut zu werden.
• ns ist bekannt, Pflanzen-"Sämlinge" oder Jungpflanzen zu einem bestimmten Zeitpunkt ihres Wachstums oder zum Zwecke des Versands einzeln oder in kleinen Gruppen in Behältnisse aus Holz, Metall, Keramik, Tongut, Glas, Pappe oder Kunststoff zu verpflanzen und sie darin eine Zeitlang, z. B.
• für eine oder mehrere Vegetationsperioden, zu kultivieren. Sobald sie eine bestimmte Größe erreicht haben, wenn also beispielsweise die Wurzelballen durch das Beilaltnis im natürlichen Wachstum behindert werden, müssen die jungen Pflanzen umgetopft werden. Soll senließlich die Verpflanzung am endgültigen Standort erfolgen, werden sie aus dem Behälter genommen. Dabei tritt das Problem der Wiederverwendung bzw. das Problem des Umweltschutzes bei der Beseitigung der Behälter auf.
• Gegenstand der Erfindung ist daher ein geharteter Formkörper aus einer Mischung auf der Basis eines wärmehärtbaren Harzes mit den Kennzeichen, daß der Formkörper unter dem Einfluß der Umweltbedingungen, insbesondere chemisch und/oder mikrobiell und/oder physikalisch abbaubar ausgebildet ist.
• Zweckmäßig sind die Formkörper in ihrer äußeren Gestalt und/oder ihrem chemischen Aufbau so ausgeführt, daß sie leicht abbaubar sind. Dies ist beispielsweise möglich, wenn der Formkörper aus einer Mischung auf der Basis mindestens eines abbaubaren Aminharzen aufgebaut ist.
• Geeignete abbaubare Aminharze sind z. B. Helamin-, Bezoguanamin-, Dicyandiamid, thioharnstoffharze, vorzugsweise jedcch Harnstoffharz.
• Besonders vorteilhaft sintl Formkörper suo Mischungen von Harzen, deren Abbauprodukte zino Düngewirkung aufweisen, wie dies insbesondere bei Harnstoff-, Thioharnstoff- und Dicyandiamidharzen der Fall ist.
• Der Abbau der Formkörper läßt sich fernor durch dio Auswahl der Ftillstoffe begünstigen. So ist es beispielsweise möglich. abbaubare und/ oder poröse und/oder quellbare Fillletoffe zu vorwenden. Als Füllstoffe eignen sich beisplelsweise gemahlene Cellulose, wie Cellullosefasern, Sisalfasern, Holzmehl, Papier, Baumwollfasern, Baumwollschnitzel, ferner Gesteinsmehl, be-sonders solches von porösen Steinen, wie Bimsotein, Tuff; Torf oder dergleichen. er Antoil der Füllstoffe beträgt im allgemeinen 20 bis 80 %, bezogen auf die Cesamtmischung. In einzelnen Fällen kann er jedoch auch über oder unter diesem Bercich liegen. Auch die Füllstoffe können gegebenen-falls eine Dünge- oder eine bodenverbossernde Wirkung habon.
• Es ist auch mögleich, dom Harz Stoffe beizugoben, wolche die Wasseraufnahme der daraus hergestellten Formmassen nach DIN 53 472 erheblich vergrößern, wie mehrwertige Alkohole, z. B. Glykole, Polyvinylalkohol oder dergleicilen.
• Andererseits kann das Harz und damit der Formkörper auch dadurch in seiner Abbaubarkeit begünstigt werden, daß das Harz unvollständig auskondensiert ist, wie dies beispielsweise durch eine kürzere Härtungsdauer oder durch niedrigere Temperatur als bei einer üblichen Härtung erreicht wird. Dadurch ergibt sich ein geringerer Vernetzungsgrad als bei IIarzen, die unter üblichen Bedingungen gehärtet sind. Dieses unvollständig kondensierte Harz kann daher leichter wieder in niedermolekulare Einheiten aufgespalten werden. Eine weitere Möglichkeit der erleichterten Abbaubarkeit besteht darin, daß der Formkörper unter einem geringeren Druck als üblich, beispielsweise unter einem Druck von 20 bis 100 kg/cm2 hergestellt worden iet. Die geringere Verdichtung der Masse erleichtert das Eindringen der den Abbau begünstigendenOrganiamen und/oder ubstanzen in den Formkörper.
• Die leichte Abbaubarkeit des Harzes wird auch dadurch begünstigt, daß das mclverhältnis von Formaldehyd zur A@inkomponente ausserhalb des normalerweise bet Kunstharzen für härtbare Formmassen einzuhaltenden Berciches liegt. Wenn das härtbare Hunstharz ein harnstefformaldehydharz ist, kann desson Molverhältnis Formaldehyd: Harnstoff beispielsweise im Bereich von (0,8 bis 1,5) : 1 oder (2 bis 3) : 1 liegen.
• Andererseits kann der Formkörper auch eine Schaumstruktur aufweiscn, die beispielsweise durch Einverleiven eines Treihmittels in die Formmasse oder durch Einführen eines Gases erzielt worden ist. Infolge der porösen Beschaffenheit wird das Eindringen ver Wasser und/oder Kleinstlebewe@en und der dadurch erzielte Abbau weacntlich erleichtert und beschleunigt.
• Atgesehen vom chemischen Aufbau der Formkörper kann auch deran äußere Gestaltung die Abbaubarkeit beeinflussen. Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Formkörper je nach Wunsch Teile unterschiedlicher Wanddicke aufweisen. Dies kann dann sinnvoll sein, wenn es erwünsc@t ist, daß ein Teil des Formkörpers rascher abgebaut wird als der andere.
• So kann es beispielsweise möglich sein, daß die Formkörper in Form von Fehältern - insbesondere für Pflanzen - ausgebildet sind, deren oberer Wandteil früher abgebaut werden soll als der Boden und der unter. Wandteil, weil die zuletztgenannten Teile die Wurzcln auch bef einem etwaigen Versand halten und schütsen sollen.
• Die erfindungsgemäßen Formkörper lassen sich als Behalter zum Kultivieren und Versand von Pflanzen verwendon. Unter "weitgehendem Abbau" dieser Behälter wird der zustand bezeichnet, der es den Pflanzenwurzeln gestzttet, außer durch die üblichen Entwässerungsöffnungen auch durch beschädigte, das heißt angegriffene, gegebenenfalls gerissene Wandteile in das umgebende Erdreich zu dringen. Die Formkörper lassen sich aber auch für andere Zwecke, beispielsweise für Verpackung verschiedener Waren, wie zum transport von Flaschen, für die Verpackung von Lebensmitteln oder dergleichen, verwenden In den nachstehenden Beispielen sind % jeweils Gewicht%.
• Beispiele 1) I;inc innige Hischung aus 40 % eines handelsüblichen pulverförmigcn Harnstoff-Formaldehyd-harzes (hergestellt zus 2 Mol Formaldehyd pro Mol harnstoff) mit 58 % eines feinpulvrigen Holzmehls und 2 % zinkstearat als Gleit- und Entformungsmittel wird auf einer Duroplast-Spritzgußmaschine zu Töpfen von etwa 1 Liter Inhalt und einer Wanddicke von 1 bio 2,5 mm verurbeitet. Dic Verarbeitungsbedingungen sind: Schneckenplastifizierung mit einer Temperatur der Einzugszone von 700 C, einer Düsentemperatur von 90° C, einer Härtezeit von 50 Sekund@n bei Werkzougtemperaturen von 170° C. Die Abbauzeit beträge 1,5 - 2,5 Vegetationsperioden, wobei unter "Vegetationsperiode" die Jalireszeit, in der das Wachstum einer Pflanze am stärksten ist, z. B. vom Ansetzen der @l@tter bis zum Abfallen, verstanden wird.
• Unter denselben Bedingungen kann auch ein Formkörper ders@l@en Gestalt und Zusammen@etzung, dessen Boden und der untcre Wandteil jedoch 2 mm dick sind, hergestellt werden.
• 2) Unter den zu Beispiel 1 genannten Bedingungen wird eine pulverförmige Hischung von 30 % harnstoffharz gemäß Beispiel 1 mit 66 - 69 % Holzmehl und 4 - 1 ß Zinkstearat als Gleitmittel verarbeitet. Der GleitmittelGchalt richtet sich nach dem erfordorlichen Fließvermögen der Formmasse.
• Diese Formteile werden schon nach etwa 1 Vegetationsperiode deutlich abgebaut.
• 3) Es wird gearbeitet wie nach Beispiel 1 jedoch worden 60 % Harz gemaß Beispiel 1, 39 ß Holzmehl und 1 % Z@@@ tearat eingesetzt. Der Abbau erfolgt nach 3 - 4 Jahren.
• Dieselbe Abbaubarkeit ergibt sich mit einem Formkörper gleicher Geotalt und Her stellungsweise, jodoch aus 58 % harz, 41 % Sisalfasern und 1 % Zinkstearat.
• 4) Hin Formteil aus der Formmasse gemäß Beispiel 1 wird mit einer H@rtezeit von 32 statt 50 Sekunden hergestellt, so daß es nach herkömmlichen Prüfmethoden deutlich "unterhärtet" ist. Es ist damit unter @@n Senannte@ Bedingungen bereits nach 8 - 14 Monaten weitgehend abgebaut.
• 5) bin Behälter mit quadratischem Querschnitt von 250 cm3 Inhalt wird hergestellt aus einer Formmasse gemäß Beispiel 1, jedoch auf Basis einer Abmischung eines pulverförmigen Harnstoff-Formaldehydharzes, (Molverhältnis Harnstoff:Formaldehyd = 1:1,8) und eines pulverförmigen Melamin-Formaldehydharzes (Molverhältnis Melamin:Formaldehyd = 1:2) im Gewichtsverhältnis 1:1. Die so verminderte Wasseraufnahme verlangert die Abbauzeit im Vergleich zu Beispiel 1 auf 2,5 bis 3 Vegetationsperioden.
• 6) Ein Behälter wie nach Beispiel 5 wird aus einer Formmasse gemäß Beispiel 1 hergestellt, jedoch auf Basis eines Harnstoff-Formaldehydharzes (Molverhältnis Aminverbindung (Formaldehyd = 1:1,5), welches bezogen auf Jiarnstoff 0,05 bis 0O15 Mol% Thioharnstoff enthält. Die Abbauphase @ird dadurch im Verhleich zu Beispiel 1 auf 2 bis 3 Vegetationoperioden verlängert.
• 7) bin Behälter gemäß Beispiel 5 wird aus einer Formasse gemäß Bei-@@@ol 1, die jedoch Harnstoffharz im Gemisch mit Benzoguanaminharz @wichtsverhältnis 1:1, Molverhältnis Benzoguanamin:Formaldohyd = 1:2) @nthält, hergestellt. Die Abbauzeit beträgt 2 bis 3 Vegetationsperioden.
• 8) @in Formteil wird gemäß Beispiel 6 hergestellt, jedoch mit 0,15 Mol% Dicyandiamid statt Thioharnstoff, wobei das Molverhältnis Harnstoff: Dicyandiamid 1:0,3 beträgt. Abbauzeit 1 bis 1,5 Vegetationsporioden.
• :n Formteil wird aus einer Formmasse gemaß Beispiel 1 hergestellt, wobei zur Härtungsbeschleunigung 0,1 % pulverförmiges Melamin-p-Toloulsulfonat (1:1 Addukt aus Melamin und p-Toluolsulfonsäure) zugesetzt wird.
• Die Härtezeit bei der Herstellung der Formkörper wird da@rch um 30 bis 50 % reduziert, ohne daß sich die physikalischen und @ikr@biellen Eizenschaften der Teile ändern.

Claims (13)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Gehärteter Formkörper aus einer Nischung auf der Basis eines wärmehärtbaren Harzes, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper unter dem Linfluß der Umweltbedingungen inabesondere chemisch und/oder mikrobiell und/oder physikalisch abbaubar ausgebildet ist.

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer llischung auf der Basis mindestens eines abbaubaren Aminharzes aufgebaut ist.

3. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß or auf der Basis eines abbaubaren Harnstoffharzes aufgebaut ist.

4. Formkörper nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung des härtbarcn Harzes abbaubare und/oder poröse und/oder quellbare Füllstoffe enthält.

5. Formkörper nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß die Nischung als Füllstoff gemahlene Cellulose, insbesondere Holzmehl, und/ oder gemahlenen Dimsstein @nthält.

6. Formkörper nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er oin solches wärmehärtbares Harz enthält, dessen Abbauprodukte eine Düngewirkung aufweisen.

7. Formkörper nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehartbare Harz unvollständig kondensiert ist.

8. Formkörper nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis Formaldehyd zu Aminkomponenten in dem Harz oberhalb oder unterhalb des normalerweise bei Kunstharzen für härtbare Formmassen einzuhaltenden Bereichs der Molverhältnisse liegt.

9. formkörpor nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das härtbare Kunstharz ei@ Harnstoffharz ist, dessen Molverhältnis Formaldehyd zu Harnstoff im Bereich von (0,8 bis 1,5): 1 oder (2 bis 3): 1 liegt.

10. Formkörper nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper unter einem Druck von 20 bis 100 kg/cm2 hergestellt worden ist.

11. Formkörper nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnte, daß der Formkörper enen Schaumstruktur hat.

12. Formkörper nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er durch Ausbildung von elementen unterschiedlicher Wanddicke in mehreren Stufen abbaubar ausgebildet ist.

13. trerwendung; der Formkörper nach Ansprüchen 1 bis 12 als Behälter zum Kultivieren von PTlanzen.