DE69220689T2

DE69220689T2 - Verfahren zur Herstellung von einem gegen Abbau stabilen Pflanzentopf aus geformter Pulpe

Info

Publication number: DE69220689T2
Application number: DE69220689T
Authority: DE
Inventors: Paul E. Waterville Maine Dall
Original assignee: Chinet Co
Current assignee: Chinet Co
Priority date: 1991-02-08
Filing date: 1992-02-07
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2012-02-08
Also published as: ES2106133T3; NO176942B; ZW1892A1; SK281328B6; JPH0584023A; HU9200371D0; NZ241322A; FI920533A0; NO920224D0; NO920224L; NO176942C; DE69220689D1; AU1029392A; FI920505A0; EP0499349B1; DK0499349T3; PL293411A1; FI920505A; CS35892A3; IE920402A1

Description

Dies ist eine Ausscheidungsanmeldung der US-Anmeldung mit der Serien-Nr. 652 946, angemeldet am 08.02.1991.

Bereich der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet geformter Pulpe-Faser-Container im besonderen geformte Pulpe- Faser-Container für den Gärtnereibedarf. Gemäß der Erfindung werden geformte Pulpe-Pflanzencontainer widerstandsfähig gegenüber Zersetzung und Zerfall unter Gewächshausbedingungen bzw. im Erdreich.

Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik

Pulpe-Faser-Formcontainer sind praktisch und beliebt für Gärtnereianwendungen, wie die Aufzucht von Stecklingen oder Setzlingen, oder als Behälter für Blumen, Pflanzen oder Bäume. Häufig werden Pflanzen in Containern in kontrollierter Umgebung angekeimt oder angezogen und später verpflanzt. Pflanzen werden auch in Containern von einem Ort zum anderen verbracht. Ein Vorteil dieser Formcontainer aus Pulpe für diese Anwendungszwecke ist der Umstand, daß sie sich mit der Zeit im Boden zersetzen. Eine in einem Pulpe-Container angekeimte Pflanze kann später zu unterschiedlichen Orten im Boden oder in andere Container verpflanzt werden, und die Pflanzenwurzeln durchdringen schließlich den Container in das umgebende Medium. Pflanzbecher aus Plastik, die sich nicht zersetzen und nicht wurzeldurchlassig sind, sind für viele Benutzer aus diesem Grund nicht wünschenswert.
Formcontainer aus Pulpe sind z.B. in den US-Patenten Nr. 2,858,647; 2,814,427 und 3,315,410 offenbart. Ein derzeit in Benutzung befindliches Produkt umfaßt einen schalenartigen Pflanzcontainer, bestehend aus einer Anzahl abtrennbarer individueller Container in der Größe von etwa 2,54 cm (1 Inch) x 7,62 cm (3 Inch), wobei die Schale als ganze Einheit geformt wurde.
Im Gewächshaus in Ankeimumgebung oder im Boden herrschen Bedingungen, die dazu führen, daß sich die geformte Pulpe vorzeitig zersetzt und dabei ein Verlust der Formbeständigkeit des Containers verursacht wird. Natürlich ist die fortgeschrittene Zersetzung der Pulpe im Boden wünschenswert, jedoch die vorzeitige Zersetzung im Gewächshaus wird besser vermieden. Im Gewächshaus z.B. begünstigen die warm-feuchten Bedingungen die mikrobielle Vermehrung in Pflanz-Containern. Wenn ein Container sich im Erdreich befindet, fördern feuchte und nährstoffreiche Bedingungen in ähnlicher Weise das mikrobielle Wachstum. Der Pulpe-Container ist in dieser Umgebung oft bis zur Sättigung vollgesogen. Es ist jedoch wünschenswert, die Formbeständigkeit des Containers unter diesen Bedingungen aufrechtzuerhalten über verlängerte Zeitperioden vor der endgültigen Verpflanzung oder Umtopfung, normalerweise 1 bis 8 Wochen, um das Handling und die Verpflanzung der Containerinhalte zu erleichtern.
Im Stand der Technik wurden verschiedene Versuche unternommen, um die Formbeständigkeit von Pulpe-Formcontainern unter Gewächshaus- oder Erdbodenbedingungen zu verbessern durch Verhinderung vorzeitiger Zersetzung. Ein Versuch ist gewesen, die Wände und den Boden des Containers zu verstärken. Dieses erhöht jedoch das Gewicht und den Umfang des Containers und vermeidet die Zersetzung in nicht signifikantem Ausmaß. Ein weiterer Versuch war, Drainage-Abführungen im Container vorzusehen mit der Absicht, den Wasserrückhalt im Containerinnern zu vermeiden; z.B. US- Patent Nr. 3,027,684. Der häufigste Versuch jedoch ist, in das Pulpe-Faserausgangsmaterial bedeutende Mengen an Asphalt, wie Bitumen, einzubringen, um die Widerstandsfähigkeit gegen Nässe im fertigen Container zu erhöhen. Form-Produkte aus Pulpe, wie sie derzeit im Gartenbaubereich erhältlich sind, enthalten normalerweise zwischen 10 bis 30 Gew.-% an Asphalt. Das Einbringen solcher Asphaltmengen in das geformte Pulpefaser-Containerprodukt ist vorteilhaft, solange es die anwendbare Lebensdauer des Containers verbessert, hat jedoch eine Anzahl von Nachteilen durch die Anwendung des Asphalts. So ist Asphalt eine teure Komponente, und ihre Anwendung erhöht die Produk tionskosten deutlich. Die Anwendung des Asphalts macht die Herstellung des Containers sehr wärmeintensiv aus dem Grund, daß, wenn Asphalt dem Faserausgangsmaterial beigefügt wird, dieser geschmolzen und über die Fasern gegossen werden muß, um wirksam zu werden. Darüber hinaus muß jedes System, bei dem Asphalt zugesetzt werden muß, als getrenntes Lagersystem, Wasseraufbereitung mit Anlagen und Trocknung, etabliert werden. Wegen der Klebrigkeit des Asphaltes ist es schwierig, einen Gegenstand mit dünnen Wänden und komplizierter Form zu formen. Aus diesen Gründen ist es wünschenswert, den Asphaltanteil des Pulpe- Formmaterials zu eliminieren bzw. zu reduzieren, jedoch eine befriedigende Resistenz gegen die Zersetzung beizubehalten.
Aus dem Stand der Technik ist der Vorteil bekannt, Fungizide der Pulpe beizumengen, um Papier oder Papierprodukte herzustellen.
Das US-Patent Nr. 2,767,088 beschreibt die Herstellung von formbeständigem Papier durch die Bildung eines unlöslichen Kupfersalzes in der Faserlösung, wobei dieses Salz angeblich wirkungsvoll in den Papierfasern des geformten Gewebes verbleibt.
Das US-Patent Nr. 2,858,647 offenbart einen Pulpe- Behälter, der durch Zugabe einer Kupfer-Naphthenat- Lösung zur Pulpe in der Schlagmühle der Zersetzung im Erdboden widersteht.
Andere Patente offenbaren Papier mit beigesetzten antimikrobiellen Lösungen, wie US-Patent Nr. 2,780,546; US-Patent Nr. 2,204,066; US-Patent Nr. 3,264,172 und UK-Patent Nr. 603,248.
Es sei angeführt, daß aus Umweltbetrachtungen und bestehenden Vorschriften Kupfersalze häufig nicht in geformten Pulpe-Pflanzcontainern verwendet werden können.
Für den verpflanzbaren Container ist es wünschenswert, daß der Container wurzeldurchlässig ist, so daß die Wurzeln einer wachsenden Pflanze oder eines Setzlings die Wände und den Boden des Containers durchdringen und nach der Verpflanzung in die Umgebung eindringen können. Die Wurzeldurchdringung kann begünstigt werden, indem Öffnungen, wie Löcher oder Schlitze, im Container vorgesehen werden, so z.B. US- Patente Nr. 3,785,088; 2,022,548 und 1,993,620.
Eine weitere bekannte Methode, Wurzeldurchdringlichkeit vorzusehen, ist, den Container aus wenig festem Material, wie Torf, zu formen, das Wurzeldurchdringung gestattet (siehe z.B. US-Patente Nr. 3,102,364; 2,728,169 und 3,187,463. Torf kann aus dem Grunde wünschenswert sein, daß er der Zersetzung eher widersteht. Im Stand der Technik wurde Torf entweder allein oder mit Papier-Pulpe-Fasern als Binder benutzt. Obwohl Torf in verpflanzbaren Containern wegen der geringen Berstfähigkeits-Eigenschaften und der geringen Tendenz, sich zu zersetzen, nützlich ist, bringt die Verwendung von Torf Schwierigkeiten und höhere Kosten bei der Herstellung mit sich. Torfbehälter unterstützen die Vermoderung und Pilzwachstum unter Gewächshausbedingungen. Darüber hinaus verfügt Torf über eine sehr geringe Gewebefestigkeit und kann nicht leicht in kleine Container oder Container mit komplexer Geometrie geformt werden. Es ist wünschens wert, einen wurzeldurchdringbaren verpflanzbaren Container mit geringer Berstfähigkeit vorzusehen, der nicht auf Torf basiert und nur wenig oder keinen Torf enthält.
In der gegenwärtigen Praxis werden viele Pflanzen, einschließlich Blumenpflanzen, landwirtschaftliche Nutzpflanzen und Bäume, angekeimt und großgezogen unter sorgsam kontrollierten Bedingungen, um optimales Wachstum vor der Verpflanzung zu gewährleisten. Großgewerblich werden individuelle Samen angekeimt und in Vielzahl-Steck-Vermehrungsschalen hochgezogen. Diese Schalen sind typischerweise aus Kunststoff hergestellt, z.B. Polystyren, und werden nicht wiederverwendet. Diese Schalen erleichtern den Transfer der Setzlinge während der verschiedenen Wachstumsphasen von einer Wachstumsumgebung in eine andere. Diese Wachstumsumgebungen, wie Gewächshausbedingungen, sind normalerweise warm-feucht und führen zu mikrobieller Vermehrung. Wenn das Wurzelsystem sich genügend entwickelt hat, wird der Steckling mechanisch oder von Hand in einen Vereinzelungsbehälter oder in den Erdboden verbracht. Es sollte beachtet werden, daß dieser Transferschritt die Pflanze einem potentiellen Verpflanzungsschock aussetzt. Dies erfordert, daß der Transfer so lange aufgeschoben wird, bis das Wurzelsystem im Setzung relativ gut entwickelt ist. Darüber hinaus ist Kunststoff undurchlässig für Gas und Feuchtigkeit, so daß diese Variablen nur schwer beeinflußt werden können, wenn Kunststoff-Versetzungsschalen Verwendung finden.
Ein alternatives Auf zuchtsystem zu Kunststoff-Steck- Verpflanzungsschalen sind die festen verpflanzbaren Naturstoffsysteme, wie Preßtorf, Steinwolle und ähnliches. Obwohl verpflanzbar, sind diese Systeme nicht sehr kostenwirksam für viele Anwendungen.

Zusammenfassung der Erfindung

In Anbetracht des vorausgehenden Standes der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Faser-Pulpe-Pflanzcontainers vorzusehen, welcher relativ dünne Seitenwände und einen dünnen Boden hat, jedoch genügend Festigkeit unter Gewächshaus-, Erdboden- und Keimbedingungen behält.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines wurzeldurchdringbaren geformten Faser-Pulpe-Pflanzcontainers anzugeben, der gegenüber mikrobiell verursachter Zersetzung resistent ist, unabhängig davon, daß die Pulpe zusätzlich eine Appretur aufweist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Faser-Pulpe-Pflanzcontainers anzugeben, der asphaltfrei ist oder geringe Mengen von Asphalt aufweist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer geformten Pulpe-Steck-Verpflanzungsschale anzugeben, die während der Keimperiode oder frühen Wachstumsstadium-Bedingungen eine kontrollierte Zersetzung aufweist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Faser-Pulpe-Pflanzcontainers anzugeben, bei dem ein mikrobenabtötendes Mittel dem Ausgangsmaterial in der Naßphase zugesetzt wird und wirkungsvoll in den Fasern zurückgehalten wird, in der Ausgangs-Fasersuspension und in dem Fasercontainer, wenn der Container durch Saugverformung geformt wird.
Die vorgenannten Aufgaben werden erfindungsgemäß ge löst, indem in einem geformten Faser-Pulpe-Pflanzcontainer ein antimikrobiell effektiver Anteil eines organischen Thiocyanat-Mikrobengift zugefügt ist (Mikrobizid). Überraschend werden Mikrobizide dieses Typs gut im endgültig geformten Pulpe-Artikel zurückgehalten, wenn dieses im Naßzustand des Herstellungsprozesses zugefügt wird. Speziell enthält das Mikrobizid S-Thiocyanomethyl-Derivate des 2-Mercaptobenzothiazole, 2-Mercaptobenzoxazole oder 2-Mercaptobenzimidiazole. Antimikrobiell wirksame Mengen, wie sie in besonderer Weise bevorzugt werden, sind zwischen 500 und 3000 ppm (parts per million) des Mikrobizides, bezogen auf den Anteil der verformten Faser im Endzustand des Artikels. Ein besonders bevorzugtes Mikrobizid der oben genannten Klasse ist 2-(Thiocyanomethylthio) benzothiazol.
Es ist ein Verfahrensaspekt der Erfindung, wenn eine Dispersionslösung des Mikrobizides dem wäßrigen Faserausgangsmaterial zugefügt und mit ihm vermischt wird in Gegenwart eines Zurückhaltungs-Hilfsmittels. Auf Wunsch kann auch ein Appreturmittel der Ausgangsmasse zugefügt werden. Es wurde herausgefunden, daß organisches Thiocyanat gut im Faserprodukt aus Faserausgangsmaterial zurückgehalten wird.
Die erfindungsgemäßen Container weisen eine verbesserte Lebensdauer unter Gewächshaus-Ankeim- oder Erdreichbedingungen auf, die vorherbestimmt ist durch die Abwesenheit mikrobiellen Wachstums und die Aufrechterhaltung der Formfestigkeit.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Formverfahren zur Formung von Pulpe-Faser-Gegenständen aus wäßriger Faserdispersion sind im Stand der Technik ausreichend bekannt und werden hier im einzelnen nicht beschrieben. Es wird eine Faserdispersion, wie sie im Stand der Technik als Faserausgangsmasse oder "Schliff" beschrieben ist, hergestellt, und die faserige Pulpe wird aus der Dispersion durch einen Vakuumarbeitsgang getrennt, wie in einer offenen Saugform, und in die beabsichtigte konturierte Form gebracht. Die Ausgangslösung, wie sie in der Erfindung benutzt wird, kann jeglichen Typs chemischer oder mechanischer Pulpe-Faser-Ausgangsmasse und von beliebiger Stärke sein, aber aus Gründen der Verfügbarkeit und aus wirtschaftlichen Gründen wird eine Zeitungspapier-Pulpe-Ausgangsmasse für Gärtnereizwecke bevorzugt. Ein im Zusammenhang mit der Erfindung geeignet anwendbares Verfahren ist als "slush molding" (Schlamm-Formung) bekannt.
Ein Vorteil in der Handhabung der vorliegenden Erfindung ist jedoch die Möglichkeit, Container in Fließbandformmaschinen herzustellen. Häufig im Handel erhältliche Produkte werden durch Direktschlamm-Formung hergestellt, da dickwandige Container in der Größenordnung von 2,54 mm (0,1 Inch) bis 7,62 mm (0,3 Inch) und wegen der Beimengung von Asphalt in das Ausgangsmaterial notwendig sind. Erfindungsgemäße Produkte, die mit Hochgeschwindigkeitsanlagen hergestellt wurden, können dünnwandig und mit komplexer Geometrie erzeugt werden, wie sie durch Anwendung der "Schlamm- Formung" nicht erhalten werden.
Wie hier verwendet, bezieht sich "geformte Pulpe" primär auf geformte Papier-Pulpe-Faser, vorzugsweise aus Zeitungspapier basierender Papierpulpe, kann sich aber auch auf Nichtpapierfasern beziehen. Ein vollständig aus Papier-Pulpe hergestellter Container wird derzeit bevorzugt. Es kann jedoch angezeigt sein, andere Fasertypen zu verwenden, um die Stärke, Porosität und/oder Dichteeigenschaften des Pulpe-Faser-Containers abzuändern. Nichtpapierfasern, wie z.B. Pflanzenfasern, können benutzt werden, um Pulpe- Container zu formen, oder diese können zusammen mit Papier-Pulpe zur Formung eines Containers verwendet werden, der sich dann aus beiden Fasern, Papier- und Nichtpapierfasern, zusammensetzt.
Was mit der gegenwärtigen Erfindung herausgefunden wurde, ist die Erkenntnis, daß das mikrobielle Wachs tum eine eher unmittelbare Folge des Zerfalls und des Verlustes an Formbeständigkeit ist als die einer Durchfeuchtung und daß diese unabhängig von der Durchfeuchtung sein kann. Der Anmelder hat überraschend gefunden, daß die Formbeständigkeit eines Pflanzcontainers unter Gewächshaus-, Ankeim- oder Erdbodenbedingungen aufrechterhalten werden kann, sogar dann, wenn der Container naß ist, vorausgesetzt, daß das mikrobielle Wachstum unterbunden wird. Ohne durch irgendwelche Theorie beschränkt zu sein, wird derzeit angenommen, daß das mikrobielle Wachstum in gewisser Weise mit durch Feuchtigkeit verursachten Festigkeitsmängeln verbunden ist. Es wurde erkannt, daß ohne konventionelle Schritte zur Wasserfestigkeit oder Konstruktionen die Unterdrückung mikrobiellen Wachstums möglich ist, die Containerfestigkeit zu erhalten und damit mehrere wichtige Herstellungs- und Produktvorstellungen zu verwirklichen. Zum Beispiel können die großen Mengen an Asphalt, die von den meisten kommerziellen Herstellern geformter Faser-Pflanzencontainern beigefügt werden, weggelassen oder in beträchtlichem Maße reduziert werden. Wie bereits erwähnt, ist das Weglassen oder die Verminderung des Asphaltanteils der Container aus verschiedenen Gründen wünschenswert. Es kann auch wünschenswert sein, reduzierte Mengen an Asphalt zu belassen, gewöhnlich weniger als 5 Gew.-%, als Appretur in dem Ausgangsmaterial.
Hinzu kommt, daß ein Container mit relativ dünnen Wänden geformt werden kann. Im Stand der Technik war die Containerdicke eine Kompensation für den festgestellten Mangel an funktionaler Festigkeit in dünnwandigen Containern, und aus diesem Grunde hatten im Handel erhältliche Produkte relativ dicke Wände, normalerweise in der Größenordnung von 2,54 mm (0,1 Inch) bis 7,62 mm (0,3 Inch). Erfindungsgemäß werden Container mit relativ dünnen Wänden geformt, vorzugsweise weniger als 2,54 mm (0,1 Inch), vorzugsweise zwischen 0,762 (0,03 Inch) und 2,54 mm (0,1 Inch). Diese erfindungsgemäß dünnwandigen Bauformen halten sich überraschend gut, wenn sie starken Gewächshausbedingungen, Ankeimbedingungen oder Erdreichbedingungen ausgesetzt werden.
Die zur Ausführung der Erfindung brauchbare bevorzugte Klasse von Mikrobiziden sind S-Thiocyanomethyl- Verbindungen von 2-Mercaptobenzothiazolen, 2-Mercaptobenzoxazolen, oder 2-Mercaptobenzimidazolen. Diese Klasse von Verbindungen ist beschrieben, und Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen sind in den US-Patenten Nr. 3,463,785 und 3,520,976 offenbart. Die Offenbarung jedes dieser Patente ist durch ihre Zitierung vollinhaltlich hiermit aufgenommen. Das dort Offenbarte - kurz zusammengefaßt - ist, daß die organischen Thiozyanate, die für die Anwendung in dieser Erfindung geeignet sind, durch die allgemeine Formel
wiedergegeben wird, wobei X = O, NH, oder S; R ist ein Hydrogen, Halogen, Nitro, Alkyl, Amino oder Hydroxyl; und n ist 1 oder 2.
Eine besonders bevorzugte Verbindung in der oben ge nannten Klasse ist 2-(Thiocyanomethylthio)benzothiazol. Diese Verbindung ist im Handel erhältlich in Form einer Dispersion von 30 Gew.-% in neutraler Lösung unter dem Handelsnamen Busan 1030 von Buckman Laboratories Inc., Memphis, Tennessee. Busan 1030 ist in der Papierindustrie zur Schlammregulierung in der Pulpe und in den Papiermühlen durch periodische Zugaben z.B. zu Vorratspumpen und den Holländern verwendet worden. Es wurde auch für Papier und Pappe als Nachbeschichtung, um Formwiderstand zu erreichen, angewendet. Ein vorteilhafter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, daß die Nachbehandlung geformter Container nicht notwendig ist.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird Mikrobizid in der Naßphase des Produktionsablaufes zugegeben, d.h. es wird zugegeben und zugemischt zu der wäßrigen Faserdispersion. Diese Klasse von organischen Thiocyanat-Mikrobiziden wird überraschend gut durch die faserige Pulpe aufgenommen, und das Ausgangsmaterial wird in eine dreidimensionale Behälterform geformt, z.B., indem die Pulpe in eine Saugform hineingezogen wird. Im ersten Schritt wird eine Aufnahme bis zu 60 % und verläßlich zwischen 50 und 60 % des der Ausgangsmasse zugefügten Mikrobizides erreicht, wie durch Hochdruckflüssigkeits-Chromatographie der Container festgestellt wurde. Es ist auch festzuhalten, daß Busan 1030 durch die U.S. Food and Drug Administration als ein Schlammunterdrückungsmittel bei der Herstellung von Papier und Pappe für Lebensmittelverpackung zugelassen worden ist. Ein Pulpe-Faserausgangsmaterial, das dieses Material enthält, ist daher in weitem Umfang mit anderen Ausgangsmaterialien verträglich. Das Verfahren dieser Erfindung erfordert daher keine getrennten Vorratssysteme, Wasseraufbereitungssysteme, Maschinen und Trockner. Darüber hinaus kann Bruch in dem Herstellungsprozeß wiederver wendet anstatt ausgeschieden zu werden.
Die dem Ausgangsmaterial zugefügte Menge an Mikrobizid ist so bemessen, daß eine antimikrobiell wirksame Menge an Mikrobizid im fertig geformten Container vorhanden ist. Die dem Ausgangsmaterial zuzufügende Menge hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, wie die Konzentration der Mikrobizidlösung, die zugefügt wird, und der Grad des Rückhaltevermögens, der erreicht werden kann. In der derzeit bevorzugten Ausge staltung beträgt der Gehalt an Mikrobizid im fertigen Container ungefähr 450 bis 2000 ppm (parts per million) organischen Thiocyanats, bezogen auf die Faserpartikel, kann aber auch bis zu 3000 ppm oder mehr unter besonders schwierigen Gewächshausbedingungen betragen. Der endgültige Gehalt im Container von 450 bis 3000 ppm kann erreicht werden, wenn 2,72 kg (6 pounds) und 18,1 kg (40 pounds) und vorzugsweise zwischen 2,72 kg (6 pounds) und 13,6 kg (30 pounds) von Busan 1030 zugemischt werden zu 909 kg (U.S. short ton) der Zeitungspapier-Ausgangsmasse. Eine Rückhaltung von 50 % angenommen, ergibt die Zugabe von 2,72 kg (6 pounds) von Busan 1030, äquivalent zur Zugabe von 0,81 kg (1,8 pounds) aktiven antimikro biellen Zusatzes von 2-(Thiocyanomethylthio)benzothiazol, ungefähr 450 ppm aktiven Zusatzes im fertigen Container. In ähnlicher Weise ergibt die Zugabe von 9,07 kg (20 pounds) von Busan 1030 pro U.S.-Tonne des Ausgangsmaterials 1500 ppm aktiven Inhaltsstoff im Container und die Zugabe von 18,1 kg (40 pounds) von Busan 1030 pro 909 kg (1 U.S.-Tonne) des Ausgangsmaterials 3000 ppm aktiven Inhaltstoff im Container. Der Anteil des Mikrobizides im fertigen Gegenstand hängt von diesen Parametern ab, und eine antimikrobiell effektive Menge organischen Thiocyanats kann für eine vorgegebene Endverbraucher-Anwendung gut vorbestimmt werden.
Zusätzlich zum Mikrobizid können wahlweise andere Komponenten dem Ausgangsmaterial zugefügt werden, Zum Beispiel eine Appretur, wie Harze, Wachs oder Asphalt oder Kombinationen davon können einbezogen werden. Appreturen werden normalerweise ungefähr 1 bis 5 Gew.-% der gesamten Ausgangsmasse hinzugefügt. Gebräuchliche Rückhaltehilfen oder Füllmassen können ebenso einbezogen werden, wie z.B. Fülimassen, Alaune, Pigmente, Färbemittel, Farben, Polymere oder Harze, wie gegen Feuchte beständige Harze oder Bindemittelharze oder Klebstoffe. Alaun ist eine besonders bevorzugte Rückhaltehilfe, bei der festgestellt wurde, daß sie das Rückhaltevermögen des organischen Thiocyanats in der geformten Faser erhöht. Beispiele für bevorzugte feuchtigkeitsfeste Harze sind Harnstoff-Formaldehyde, Melamin-Formaldehyde und Polyamide oder Polyamine.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Versetzbarkeit des erfindungsgemäßen Containers erhöht, da der Container wurzeldurchlässig gemacht wird. Vorzugsweise wird dies erreicht durch Anwendung eines oder beider der genannten Mittel. Zunächst wird der Container mit öffnungen versehen, wie z.B. Schlitze oder Löcher, die direktes Wurzelwachstum aus dem Container ohne Bildung von Wurzeispiralen ermöglichen. Schlitze können in die Containerwände, in die Kanten und/oder in den Boden eingeformt oder eingeschnitten werden. Dieses Mittel, um Wurzeldurchlässigkeit vorzusehen, ist im besonderen dann anzuwenden, wenn der Container aus auf 100 % Zeitungspapier basierender Ausgangsmasse hergestellt wird und der daraus resultierende geformte Pulpe-Container zwar zersetzt wird, aber eine verhältnismäßig hohe Berstfestigkeit hat. Testversuche haben gezeigt, daß solche Öffnungen das Wurzelwachstum entscheidend nach der Verpflanzung erhöhen. Zweitens kann die Wandfestigkeit (Berstfestigkeit) des Containers reduziert werden, indem Fasermaterial geringer Bindefestigkeit in der faserigen Pulpe verwendet wird. Wie erwähnt, ist die geformte Papier-Pulpe aus 100 % Zeitungspapier-Ausgangsmaterial im allgemeinen fest, und die Fasern werden dicht zusammengehalten durch Wechselwirkungen zwischen den Fasern, wie z.B. Wasserstoff bindungen. Diese Eigenschaften sind wünschenswert, in dem Sinne stabile Containergerüste zu erhalten, eine solche Wandfestigkeit kann sich jedoch gegen die Wurzeldurchlässigkeit auswirken. Dieses Problem kann gelöst werden, indem Fasermaterial mit niedriger Bindungsstärke benutzt wird. Durch Ersatz der Papier- Pulpe-Fasern insgesamt oder teilweise durch Fasern mit niedriger Bindungsstärke kann die Wandfestigkeit des Containers erniedrigt werden, bis die Wurzeldurchlässigkeits-Charakteristiken denen eines torfgeformten Containers vergleichbar sind. Die Anwendung von Fasern mit niedriger Bindefestigkeit erhöht auch die Porosität, jedoch im Sinne der vorliegenden Erfindung ist geringe Festigkeit ein wichtigerer Fak tor, um Wurzeldurchlässigkeit zu erreichen, als hohe Porosität. Geeignete Fasern mit niedriger Bindungsfestigkeit umfassen z.B. mechanische Rauhfasern, wie mechanische Walzenabrieb-Pulpe oder gemahlene Holzschliff-Pulpe, Glasfasern, wie auch Steinwolle, synthetische Fasern, Gemüse- oder Pflanzenfasern, wie Stroh, Bagasse oder Hanf, Torf und ähnliches. Durch Erhöhung des Anteils von Fasern mit niedrigerer Bindungsfestigkeit wird die Berstfestigkeit des Containers erniedrigt und die Wurzeldurchlässigkeit erleichtert. Es ist zu erwähnen, daß bei der Anwesenheit von losen Fasern niedriger Bindungsstärke im Ausgangsmaterial es notwendig sein kann, den Anteil vom Mikrobizid im Ausgangsmaterial zu erhöhen, um den gewünschten Grad der Rückhaltung an der Faser des geformten Containers zu erreichen.
Der erfindungsgemäße Container kann von jeglicher Form sein, wie er im allgemeinen in der Blumenzucht, Landwirtschaft oder Forstwirtschaft gebräulich ist.
Zum Beispiel können individuelle Container in Form kleiner Töpfe rund oder rechteckig konf iguriert sein und zu jeder gewünschten Größe und Tiefe geformt werden, je nach der beabsichtigten Anwendung. Drainageschlitze oder wurzeldurchlässige Öffnungen können in die Container eingeformt oder eingeschnitten werden. Einzelcontainer können auch zu integrierten Schalen oder Bogen von Einzel-"Zellen" geformt werden, wobei jede Zelle wahlweise von der Schale abgetrennt werden kann. Alternativ können Einzelcontainer zusammen mit einer zusätzlichen wiederverwendbaren separaten Stützschale als Pflanzsystem verwendet werden, wie sie für kleine Torfcontainer allgemein bekannt sind.
Eine derzeit bevorzugte Form der Erfindung ist eine zersetzungsresistente geformte Pulpe-Schale für die Stecklingsanzucht. Stecklingsanzuchtschalen werden weitverbreitet in unterschiedlichen Typen des Gärtnereiwesens einschließlich der Blumenzucht, Land- und Forstwirtschaft für Ankeimung und Setzlingswachstum verwendet. Wie erwähnt, müssen die Samenankeimung und die ersten Wachstumsstadien der Setzlinge unter sorgsam kontrollierten Bedingungen, wie Belüftung, Lichtverhältnisse, Temperatur, Feuchtigkeit und ähnlichem durchgeführt werden, um ein optimales Pflanzenwachstum zu erreichen. Diese Bedingungen können sich für jede Wachstumsphase unterscheiden. Aus diesem Grund werden die Samen und die Setzlinge häufig in 25,4 cm (10 Inch) x 50,8 cm (20 Inch) Anpflanzungsschalen angezüchtet, die ungefähr 50 bis 800 kleine Zellen aufweisen, wodurch eine große Anzahl von Setzlingen leicht von einer Wachstumsumgebung in eine andere gebracht werden können und nur ein Minimum an Raum einnehmen.
Beispielsweise werden eingebettete Pflanzen gewerblich in Gewächshäusern erzeugt, in denen Stecksysteme Verwendung finden, indem eine Kugel Wachstumsmedium in jede Zelle einer Kunststoffvielzell-Steckanzuchtschale gebracht wird. Jede Zelle wird mechanisch mit einem Samen eingesät, die Zellen werden bewässert und gedüngt mit automatischen Sprüh- und Injektoreinrichtungen. Während der morphologischen Phase des Samenwachstums (wie berichtet in Hartman et al., Plant Propogation, Principles and Practices, Sth Ed., Prentice-Hall (1990): Stadium 1 = Wurzelaustrieb; Stadium 2 = Cotyledonausbreitung; Stadium 3 = Entfalten von drei bis vier Blättern; Stadium 4 = mehr als vier Blätter) müssen die Wachstumsbedingungen sorgsam kontrolliert werden. Normalerweise sind zumindest die Stadien 1 und 2 sehr warm und feucht. Stadium 1 beinhaltet z.B. zwei bis drei Wachstumstage bei 26,7 ºC (80 ºF) und 100 % relative Feuchtigkeit, und im Stadium 2 wird die Schale in eine Wachstumsumgebung von 23,9 ºC (75 ºF) und 90 % relative Feuchtigkeit während drei bis vierzehn Tagen gebracht. Nach Stadium 4 werden die entwickelten Setzlinge aus der Schale genommen und in Einzelbehälter verbracht, entweder mechanisch oder von Hand. Es ist nicht ungewöhnlich, daß die Setzlinge bis zu 30 Tagen in der Aufzuchtschale nach der Ankeimung verbleiben.
Gewisse Nachteile der Kunststoff-Stecklings-Aufzuchtschale, wie sie bei oben beschriebenen Arbeitsweisen angewendet werden, können überwunden werden, wenn die Stecklingsaufzuchtschale aus zersetzungsresistent geformter Pulpe-Faser bestehen. Zunächst erlaubt die Porosität der geformten Faser eine bessere Kontrolle über Belüftung und Feuchtigkeitsgehalt des Setzlings, als es bei Kunststoff erreicht werden kann, der undurchlässig gegenüber Luft und Feuchtigkeit ist. Die Feuchtigkeitskontrolle ist besonders kritisch bei der Samenankeimung. Wenn eine Plastikschale verwendet wird, ist es häufig notwendig, ein leichtes selbstentwässerndes Steckmedium zu verwenden, um die Feuchtigkeitskontrolle des Stecklings zu erreichen.
In ähnlicher Weise ist der Luftaustausch während der Ankeimung und der frühen Wurzelentwicklung wichtig. Die Probleme des Kunststoffes hinsichtlich Feuchtigkeit und Gasdurchlässigkeit werden überwunden durch die Anwendung geformter Fasern. Es soll auch hervorgehoben werden, daß bei Anwendung nicht versetzbarer Stecklingsanzuchtschalen aus Kunststoff der Transfer des Setzlings in ein zweites Gefäß oder in den Erdboden nicht möglich ist, bis das Wurzelsystem im Steck ling sich gut entwickelt hat. Ansonsten würde die Pflanze die Versetzung nicht überleben. Dieses Problem wird gleichfalls gelöst durch die Anwendung wurzeldurchlässiger geformter Fasern, wobei jede Stecklingszelle direkt in das Auf zuchtgefäß oder in den Erdboden gebracht wird, ohne den Steckling aus der Zelle zu entnehmen. Entsprechend wird nicht nur der Verpflanzungsschock vermieden, sondern es ist auch nicht notwendig, die volle oder fortgeschrittene Wurzelentwicklung abzuwarten, bevor die Versetzung des Stecklings vorgenommen wird.
Ein anderer Grund, daß Kunststoff weitgehend in der Stecklingsanzucht verwendet wird, ist die Widerstandsfähigkeit gegen Zersetzung. Heiße, feuchte und nährstoffreiche Gewächshausbedingungen sind während der Ankeimung und den frühen Wachstumsstadiumbedingungen vorzuf inden und schließen effektiv die Anwendung ungeschützter Pulpe oder Torfcontainer aus wegen der Zersetzung und des resultierenden Verlustes an Containerfestigkeit. Wenn die geformte Pulpe-Schale einen wirksamen Gehalt an Mikrobiozid gemäß der Erfindung aufweist, ist das Problem der von Mikroben verursachten Zersetzung gelöst. Es soll daher hervorgehoben werden, daß in Stecklingsanzuchtschalen in der Ausführung der Erfindung das organische Thiocyanat in der geformten Faser verteilt ist, vorzugsweise mit einem Gehalt zwischen 450 und 3000 ppm, und daß die Faser vollständig aus Papier-Pulpe oder Papier- Pulpe, modifiziert durch die Zugabe von Fasern mit geringer Bindungsstärke, besteht, wie bereits beschrieben, und daß jede Zelle wahlweise wurzeldurchlässige Öffnungen enthält.
Um die Zersetzungs- und mikrobielle Widerstandsfähigkeit zu bewerten, werden erfindungsgemäß hergestellte Container in Gewächshausumgebung gelagert, dabei mit feuchter Erde gefüllt und in einer Feuchtatmosphäre unter einer Plastikplane gelagert bzw. in feuchte nährstoffreiche Erde eingebracht. Nach einer Versuchsperiode sind die Vermoderung und das Pilzwachstum von unbehandelten oder asphalthaltigen Containern beträchtlich, aber stark reduziert bei der vorliegenden Erfindung. Der Grad der gesamten Form-Desintegration kann visuell bestimmt werden. Die mechanische Festigkeit eines Containers nach einer Versuchseinbringung (in die Testumgebung) kann präzise quantifiziert werden, z.B. durch den Mullen-Bersttest. Bei Anwendung dieser Methoden stellte sich heraus, daß die erfindungsgemäßen Container erheblich verbesserte Eigenschaften in bezug auf konventionelle dickwandige und asphalthaltige geformte Pulpe-Container aufwiesen. In den folgenden Beispielen sollen gewisse Aspekte der derzeitig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hervorgehoben werden; sie sind als Illustration gedacht und beschränken in keiner Weise den Erfindungsumfang.

Beisoiele 1 bis 2 (Veraleiche)

In den Beispielen 1 und 2 (Vergleichsbeispiele) wurde eine Zeitungspapier-Ausgangsmasse durch Hinzufügung einer käuflichen Emulsion von Kupfer-8-Quinoleat und einer Asphaltappretur behandelt. Die Mengen der Fungizid-Emulsionen, die jedem Ausgangsmaterial hinzugefügt wurden, waren wie folgt:
Beispiel 1: 2,26 kg (5 pounds) Emulsion auf 909 kg (one U.S. short ton) des Ausgangsmaterials;
Beispiel 2: 4,53 kg (10 pounds) Emulsion auf 909 kg (one U.S. short ton) des Ausgangsmaterials.
In beiden Beispielen wurde das behandelte Ausgangsmaterial dazu verwendet, einen geformten Pulpe-Faser- Container durch Vakuumformung herzustellen. Die so behandelten Container wurden einem beschleunigten Erdbodentest unterworfen, der das Verbringen der Container in einen mikrobiell aktiven Erdboden beinhaltete, wie organischer Mutterboden mit einem Feuchtig keitsgehalt von ungefähr 30 % in einem geschlossenen Bereich, in dem die Temperatur ungefähr bei 32,2ºC (90 ºF) aufrechterhalten wurde. Zu unterschiedlichen Zeiten, nach Einbringung in die Erde, wurden die Container entfernt und visuell begutachtet auf mikrobielles Wachstum und ihre Formbeständigkeit analysiert durch Messung der trockenen Berstfestigkeit (in Pounds pro Quadrat-Inch).
Nach visueller überprüfung war es offensichtlich, daß die Biozersetzung nicht wesentlich verzögert war in Gegenständen, die mit Ausgangsmasse nach dem Beispiel 1 oder Beispiel 2 hergestellt worden waren. Die Ergebnisse der Formfestigkeitsanalyse sind in der Tabelle 1 dargestellt.

Beispiele 3 bis 5

In den Beispielen 4 und 5 wurde eine Zeitungspapierausgangsmasse, vergleichbar zu der, wie sie in den Beispielen 1 und 2 benutzt wurde, mit einer Zugabe von Busan 1030 Dispersion und einer Asphaltappretur behandelt. Im Vergleichsbeispiel 3 wurde die gleiche Ausgangsmasse (mit Asphaltappretur) ohne Mikrobizid verwendet. Die Mengen der Mikrobizid-Dispersion, die jeder Ausgangsmasse hinzugefügt wurde, waren wie folgt:
Beispiel 3: kein Mikrobizid;
Beispiel 4: 4,53 kg (10 pounds) Dispersion auf 909 kg (one U.S. short ton) Ausgangsmasse;
Beispiel 5: 9,07 kg (20 pounds) Dispersion auf 909 kg (one U.S. short ton) Ausgangsmasse.
Container wurden von jeder Ausgangsmasse durch Vakuumformung hergestellt und einem beschleunigten Erdbodentest, wie oben beschrieben, unterzogen. Die visuelle Inspektion eines jeden Beispiels zeigte Widerstandsfähigkeit gegenüber mikrobiellem Wachstum bis zu 25 Tagen nach der Einbringung in den Boden. Ergebnisse der Formfestigkeits-Analyse sind in Tabelle I dargestellt. Tabelle I Trocken-Berst-Festigkeit (Kilopascal) nach: - Tagen

Beispiele 6 bis 9

Asphaltfreie Nr. 6-Zeitungspapierausgangsmasse wurde mit einer Basistemperatur von 37,8 ºC (100 ºF), einem Dichtegrad (Konsistenz) von 0,9 %, einer Formungszeit von 3 bis 4 sec und einer Belüftungszeit von 5 sec hergestellt. Die Ausgangsmassen wurden mit folgenden Gewichtsprozenten an Busan 1030 und Harzappretur behandelt:
Beispiel 6: kein Harz, kein Busan 1030;
Beispiel 7: kein Harz, 9,07 kg (20 pounds) Busan 1030 pro 909 kg (one U.S. short ton) Ausgangsmasse;
Beispiel 8: 18,14 kg (40 lbs) Harz, kein Busan 1030, pro 909 kg (one U.S. short ton) Ausgangsmasse;
Beispiel 9: 18,14 kg (40 lbs) Harz, 9,07 kg (20 lbs) Busan 1030, pro 909 kg (one U.S. short ton) Ausgangsmasse.
Die Ausgangsmassen wurden verwendet, um schalenähnliche Blöcke von miteinander verbundenen Containern durch Vakuumverformung herzustellen, und die geformten Container wurden bei 144ºC für 5 min nachbehandelt. So hergestellte Container wurden in den Erdboden eingebracht, wie beschrieben in bezug auf die Beispiele 1 bis 5. Zu unterschiedlichen Intervallen nach der Einbringung in den Erdboden wurden die Container auf Stoßfestigkeit getestet, die Ergebnisse sind in Tabelle II dargestellt. Tabelle II Trocken-Berst-Festigkeit (Kilopascal) nach: - Tagen
Die in Tabelle II dargestellten Ergebnisse geben wieder, daß die Anwesenheit einer Appretur nicht kritisch ist, um die Vorteile der Erfindung zu realisieren.
Ein weiterer Vergleich: Ein schalenartig verformter Pulpe-Container, hergestellt aus der Ausgangsmasse des Beispiels 9, wurde Seite an Seite in einem Gewächshaus mit einem identisch geformten schalenartigen Pulpe-Container mit 20 % Gewichtsanteil an Asphalt und ohne Fungizid aufgestellt. Nach 3 Wochen im Gewächshaus war der Asphaltcontainer mit dickem Schimmelwachstum überzogen und hatte sämtliche funktionalen Festigkeiten verloren. Der Container des Beispiels 9 zeigte kein Schimmelwachstum, und bei einer informellen manuellen Inspektion hatte er keine funktionelle Festigkeit verloren. Es sei in diesem Zusammenhang angemerkt, daß die funktionale Festigkeit nicht die Steifigkeit umfaßt, die stets zu einem gewissen Grad verlorengeht, wenn ein geformtes Pulpe- Produkt in feuchter Umgebung gelagert wird. Wie oben angeführt, sind die optimalen Mengen an Mikrobizid für jede spezielle Ausgangsmasse durch Routineversuche zu bestimmen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von einem gegen mikrobiellen Abbau stabilen Pflanzencontainer aus geformter Pulpe mit folgenden Schritten:

a) Zur Verfügungstellung einer wäßrigen, fasrigen Dispersion;

b) Zusammenfügen und Vermischen der fasrigen Dispersion mit einem organischen Thiocyanat um eine Disperionsmischung zu bilden, wobei das organische Thiocyanat ausgewählt ist aus S-Thiocyanomethyl-Verbindungen von 2- Mercaptobenzothiazolen, 2-Mercaptobenzooxazolen oder 2-Mercaptobenzimidiazolen und

c) Formen der Dispersionsmischung zu einem geformten Container, in welchem das organische Thiocyanat enthalten ist.

2. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 1, wobei das organische Thiocyanat als Dispersion zum Zusammenfügen und Vermischen mit der fasrigen Disperion zur Verfügung gestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dispersionsmischung ein Retentionshilfsmittel enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Retentionshilfsmittel Alum ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dispersionsmischung ein Schlichtemittel enthält.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dispersionsmischung und der geformte Container frei von Asphalt sind.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Dispersionsmischung und der geformte Container frei von Torf sind.

8. Verfahren zur Herstellung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Wanddicke des geformten Containers im Bereich von 0,762 und 2,54 mm (0,03 und 0,1 Inches) ist.

9. Verfahren zur Herstellung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der geformte Container eine Faser mit niedriger Bindefestigkeit enthält, um Voraussetzungen für eine Wurzeldurchdringung zu schaffen.

10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der aus der geformten Pulpe geformte Container 450 bis 3,00 ppm des organischen Thiocyanates enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der aus der Dispersionsmischung geformte Container ein mehrzelliger Fortpflanzungstrog ist.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das organische Thiocyanat 2(Thiocyanomethylthio) benzothiazol ist.

13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Hauptteil der Fasern Zeitungspapier ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Hauptteil der Fasern Zeitungspapier und aus anderen Fasern als Zeitungspapier ist.