DK141871B - Gødningsmiddel i form af et kileformet spyd. - Google Patents

Description

(11> FREMLÆGGELSESSKRIFT 1U1871 VRay DANMARK (61) lnt c| 3 c 05 8 3/00 t(21) Ansøgning nr. 2193/74 (22) Indleveret den 2c· apr. 1974 (23) Løbedag 22. apr. 1974 (44) Ansøgningen fremlagt og Qn fremieggelsesskriftet offentliggjort den 7» JUi· 19^0

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begaret fra den

6. Jul. 1973, 377120, US

—..........— - — 1 , " (71) INTERNATIONAL SPIKE INC., 462 East High Strøet, Lexington, Kentucky 40508, US.

i72) Opfinder: Jacob Douglas Gay Jr., Pine Grove, Clark County, Kentucky 40470, US. ~ (74) Fuldmaagtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Boutard. _ (64) Gødningsmiddel 1 form af et kileformet spyd.

Den foreliggende opfindelse angår et gødningsmiddel og nærmere bestemt et kileformet gødningsspyd, der er beregnet til at hamre ned I jorden, og som afgiver gødningsbestanddelene med passende lav hastighed.

Det har tidligere været foreslået at tilvejebringe langsomt virkende gødningsblandinger. F.eks. er det i U.S.A. patentskrifterne nr.

3.150.955 og 3.647.416 foreslået at anvende ureaform, en langsomt vandopløselig blanding af urinstof og formaldehyd, skulle anvendes som nitrogenkilde for gødningsmidler. I U.S.A. patentskrift nr.

3,502,485 foreslår man, at anvende et termoplastisk eller termohærdet formstof, såsom en phenolisk harpiks eller en urinstof-formaldehydharpiks som bindemiddel i en gødningsblanding, der foruden plante-næringsstoffer indeholder fiberpartikler såsom savsmuld eller tørve mos. Den porøsitet, der tilvejebringes af det flberagtige materiale, menes at have forbindelse med frigivelsen af plantenæringsstofferne.

2 141871

Det har ligeledes tidligere været foreslået at tilvejebringe langsomt virkende gødningsmidler i form af pæle eller spyd, der kan hamres ned i jorden. Således beskriver U.S.A. patentskrift nr. 3.057.713 et gødnings spyd bestående af granulerede KPK-gødningsmaterialer, phosphor-syre og asbestfibre. Under fremstillingen af spyddet reagerer phos-phorsyren med asbestfibrene under dannelse af bindemiddel. Man tilstræber her at opnå en så høj mekanisk styrke og slagstyrke, at der er mulighed for at drive spyddet ved hjælp af en stålhammer. Imidlertid har såyddet den ulempe, at det indeholder en væsentlig mængde bestanddele, der ikke er gødningsmiddel, og selv om spyddet forsynes med en beskyttende hætte, er det ikke altid muligt at drive det ned i jorden,"da det ikke er fuldstændig splintfrit. Et sådant spyd er desuden forholdsvis dyrt at fremstille.

I U.S.A. patentskrift nr. 3.647.416 beskrives et gødningsmiddelprodukt af form som an koldmejsel. Dette produkt er af lignende art som det ovenfor beskrevne med den undtagelse, at der i stedet for asbest benyttes magnesia. Denne reagerer med phosphorsyre under dannelse af bindemiddel. Som nitrogerikilde inkorporeres ureaform. Denne blanding, der tillige indeholder fyldstoffer såsom koks, sand, ler eller affaldskul, formgives ved støbning eller ekstrudering. Produktet har den ulempe, at fremstillingen indebærer håndtering af korrosiv phosphorsyre, og at blandingen størkner så hurtigt efter sammenblanding af phosphorsyre og magnesia, at der er praktisk umuligt at formgive den til en form, der egner sig til nedhamring, i kommerciel skala. Desuden kræver ekstruderingsprocessen et efterskæringstrin til frembringelse af skrå flader.

U.S.A. patentskrift nr. 3.502.458 beskriver en fremgangsmåde til formgivning af et gødningsprodukt bestående af et tørt, fibrøst organisk fyldstof såsom savsmuld eller tørv, et i det væsentlige tørt gødningsmiddel og et termohærdende eller termoplastisk bindemiddel. Produktet kan eksempelvis formgives som et spyd indeholdende en stiv kerne af træ eller metal. Gødningsmiddelblandingen er bundet til kernen og indesluttet i et hylster af papir, træ eller plast, og spyddets spidse ende forsynes med en hætte eller et overtræk. Fremstillingsomkostningerne for et sådant spyd er særdeles høje.

Også U.S.A. patentskrift nr. 3.290.821 beskriver et gødningsmiddelprodukt, der er beregnet til at blive drevet ned i jorden. Det beskrevne produkt kan ikke i sig selv neddrives i jorden, men må for- 3 141871 inden forsynes med et støtteorgan anbragt på et specielt nedførings-organ.

Et produkt på basis af en cellulosefibermasse såsom tørv, der holdes sammen af et bindemiddel, fortrinsvis et glutinat, er omtalt i U.S.A. patentskrift nr. 2.038.608. Dette gødningsmiddel formes som en stok, der dog ikke er beregnet til nedhamring uden understøttelse. Andre gødningsmidler, der formgives som stokke, cylindre, piller eller tabletter, findes beskrevet i U.S.A. patentskrifterne nr. 1.971.390, 2.117.808 og 2.341.800. De i disse tre skrifter omtalte produkter kan imidlertid ikke sidestilles med gødningsspyd, der kan hamres ned i jorden.

Norsk patentskrift nr. 14.846 beskriver en blomstergødning, der kan have form af en stok, der er egnet til at stikke ned i jorden. Denne blomstergødning fremstilles ved komprimering med et vandopløseligt bindemiddel såsom hornlim, der i sig selv er en kraftig nitrogengødning.

Endvidere kendes langsomt virkende gødningsmidler fra U.S.A. patent-skrifterne nr. 3,269,824; 3,259,482; 3,264,088; 3,192,031; 879,877; 1,971,390; 2,032,608; 2,117,808; 2,341,800 og 3,024,098.

Andre gødningshylstre til indsættelse i jorden er beskrevet i U.S.A. patentskrifterne nr. 2,931,140 og 3,060,012, men de kræver særlige beholdere, der ikke er praktiske for kommerciel produktion.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe et gødningsspyd, som har en særdeles hensigtsmæssig form, kan fremstilles og transporteres til en rimelig pris, har en god lagringsstabilitet og ikke så let går i stykker, men som tværtimod er så hårdt og robust, at det kan hamres ned i en rimeligt hård jordbund uden risiko for splintring eller andre former for brud, og som endvidere indeholder en stor mængde gødningsstoffer og har en sådan opløselighed, at det afgiver sine værdifulde gødningsmidler jævnt og med en ønskelig lav hastighed i løbet af sin nyttige levetid.

4 141871

Ovennævnte formål opnås ifølge opfindelsen ved at tilvejebringe et støbt, kileformet, hårdt og stift gødningsspyd, der indeholder partikler af rågødning bundet sammen ved hjælp af et hærdet, i det væsentlige vanduopløseligt, termohærdende formstof, i en i det væsentlige homogen blanding, hvilket gødningsspyd er egnet til at føre ned i jorden, hvorved denne tilføres plantenæringsstoffer i langsomt tempo. Nærmere bestemt tilvejebringes ifølge opfindelsen et gødningsspyd, der indeholder granulære partikler af gødningsstoffer bundet sammen med et hærdet formstof, og som er formet til en kileformet konfiguration bestående af en lang hoveddel, der i det væsentlige er elliptisk i tværsnit, en stump ende og en spids ende. Fortrinsvis er den stumpe ende en knop eller en kugle på enden af legemet med den påvirkende overflade liggende i en plan, som i det væsentlige er vinkelret på legemets længdeakse. En i det væsentlige ellipseidformet endedel af spydet er en integral del af selve spydet. Med andre ord tilvejebringes ifølge opfindelsen et gødningsprodukt støbt i ét stykke, hvilket produkt minder om en kile i fonn. Produktet består af en hoveddel, der i det væsentlige er elliptisk-cylindrisk, og en gennemtrængende endedel, der er af gradvis aftagende elliptisk tværsnit til frembringelse af en i det væsentlige hemi-ellipsoid formet ende til gennemtrængning af jordoverfladen, idet spydet drives ned i jorden. I en foretrukken udførelsesform er den ende af spydet, der skal påvirkes, når spydet skal drives ned i jorden, en centralt anbragt knop eller kugle, der strækker sig opad fra hoveddelen. Skarpe kanter på legemet rundt om knoppens basis kan nemt gå i stykker, og dette undgås ved at tilvejebringe afrundede kanter.

Det har vist sig, at det kileformede spyd ifølge opfindelsen kan drives ned i fast sammenpresset jord.uden væsentlig ødelæggelse. Hvad der er af lige så stor vigtighed er, at det kileformede produkt kan støbes ved masseproduktionsmetoder med en konventionel briketteringsmaskine. Opfindelsen tilvejebringer således en metode til fremstilling af et gødningsspyd med en ny form, hvori ikke-fiberholdige granulære gødningsmidler sammenblandes, inden de overtrækkes med et ikke-hærdet, termohærdende formstof, hvorved der opnås en i det væsentlige homogen blanding. Blandingen hældes i støbeformens halvdele, hvor den sammenpresses til den kileformede konfiguration under et 2 tryk på adskillige tusinde kilo per cm , hvorved der tilvejebringes 5 141871 en briket, der kan håndteres og pakkes uden at smuldre væsentligt.

Det harpiksagtige bindemiddel hærder til en termohærdet harpiks og binder de støbte gødningspartikler fast sammen til et homogent gødningsprodukt i ét stykke, hvilket produkt har en massefylde på omkring 1,7-1,8.

Hærdningen af bindemidlet kan accelereres ved at opvarme den "grønne" kileformede briket, men yderligere opvarmning efter brikettering er sædvanligvis ikke nødvendig. Temperaturen af blandingen stiger til 52° C eller mere på grund af friktion mellem partiklerne under briketteringen, og briketten vil hærde tilstrækkeligt på ca. 1 time, hvorefter den kan anvendes.

Selv om det kileformede spyd kan føres ned i de fleste jordbundstyper uden anvendelse af en beskyttende hætte kan man med fordel anvende en støbt gummi- eller plastichætte, når spydet føres ned i fast sammenpresset jord. Hætten kan også anvendes af husmoderen eller andre amatørgartnere, hvis sigte med en hammer ikke altid er nøjagtigt.

Den anvendte hætte har et i det væsentlige elliptisk tværsnit, svarende til tværsnittet af selve spydet, og den består af et rørformet legeme beregnet til at omslutte knoppen, skulderen og en del af selve spyddet. Ethvert egnet slagfast syntetisk formstof, der kan formes ved injektionsstøbning eller en anden konventionel plaststøbningsteknik, kan anvendes til støbningen af hætten, såsom f.eks. polypropylen, polyethylen, polycarbonat eller polyurethan.

Opfindelsen vil i det følgende blive forklaret nærmere i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 viser en udførelsesform af den beskyttende hætte, der benyttes sammen med gødningsspyddet ifølge opfindelsen, set fra siden, fig. 2 er et tværsnit af udførelsesformen i fig. 1, fig. 3 er et snit i endesektionen i fig. 1 og 2, fig. 4 viser en udførelsesform af det støbte gødningsmiddel ifølge opfindelsen, set fra siden, fig. 5 er et tværsnit af udførelsesformen i fig. 4 6 141871 fig. 6 er en skitse fra siden af udførelsesformen i fig. 4 og 5, og fig. 7 er en del af et snit på langs af hætten i fig. 1-3 anbragt på det støbte gødningsmiddel i fig. 4-6.

Idet der refereres til tegningerne er det hidtil ukendte kileformede spyd 10 illustreres i fig. 4-7· Spydet 10 består af en forlænget hoveddel 11, der i det væsentlige er elliptisk i tværsnit (fig.

5). En knop 12 peger opad (som vist i fig. 4 og 6) fra hoveddelen 11. Den øvre overflade af knoppen 12 er i det væsentlige flad og ligger i et plan, der er vinkelret på længdeaksen af spydet 10. Yderkanten 13 af hoveddelen 11 er afrundet i tværsnit (fig. 7) for at undgå væsentlig ødelæggelse af kanten på grund af et fejlslag under nedhamring af spydet i jorden. Den spidse eller gennemtrængende ende 14 (den nedre ende i fig. 4 og 6) af spydet 10 er en integral del af hoveddelen 11 og har formi som en halv ellipsoide eller mindre. Med andre ord er enden 14 af spydet 10 i det væsentlige hemi-ellipsoidt i form.

Spydet 10 kan formes ud fra en i det væsentlige homogen granulær blanding af WPK-gødningsråstoffer og et ikke-hærdet urinstof-formaldehyd-formstof ved hjælp af en konventionel briketteringsmaskine, hvis støbeform har den ønskede konfiguration. Briketteringsmaskinen er forsynet med to roterende støbetromler eller støbehjul, der hver er forsynet med en støbehulhed af form som den ene halvdel af spydet.

De to hjul sidder ovenpå hinanden. Den homogene blanding sættes til støbehulheden i hvert hjul ved hjælp af en skruetransportør, og omdrejningen af hjulene synkroniseres således, at en støbeforms hulhed på det ene hjul er på linie med en støbeformshulhed på det andet hjul. Gødningsblandingen presses ind i hulheden under et tryk, der er tilstrækkeligt stort til at danne en briket med den konfiguration, der er illustreret i fig. 4 og 6. Et tryk på 30 tons er sædvanligvis tilstrækkeligt. Partiklerne i blandingen bliver tilstrækkeligt mekanisk sammenbundet til at muliggøre håndtering og/eller pakning uden noget væsentligt tab af gødningsmidlet som følge af, at dette smuldrer. En fane 15 af gødningsmidlet strækker sig udad langs med længdemeridianen på siden af spydet, som bedst vist i fig. 6. Fanen 15 dannes ved, at gødningsmiddelblandingen presses ud mellem støbeformshulhedens kanter, når disse bringes sammen.

141871 7

En udførelsesform af den beskyttende hætte 16 er illustreret i fig.

1 - 3 og 7. Hætten 16 har en cylindrisk væg 17, der er elliptisk i tværsnit og som har sådanne dimensioner, at den slutter tæt til knop pen 12 og en del af hoveddelen 11. Hætten 16 kan sprøjtestøbes af polyethylen. En lukket ende 18 sammenbygget med væggen 17 er forsynet med en mængde små fremspring 19, der er anbragt med mellemrum og strækkende sig opad. Fremspringene 19, der i det væsentlige er cylindriske, er anbragt centralt omkring længdeaksen af hætten 16. De tilvejebringer den overflade, der skal rammes, og er fortrinsvis begrænset til det område, der befinder sig umiddelbart over knoppen 12 som illustreret i fig. 7. Radius i kurven mellem den lukkede ende og væggen 17 i hætten 16 er mindre end radius i skulderen 13 (fig. 7), således at et ringformet rum 20 tilvejebringes mellem skulderen 13 og hætten 16. Noget af slagenergien ved et dårligt slag, der rammer yderkanten 21 på knoppen 10, vil blive absorberet ved forskydning af kanten 21 zndad, hvorved luften i rummet 22 komprimeres, og det slående redskab vil have tendens til at glide over overfladen på den komprimerede kant 21 og væk fra skulderen 12, hvorved man undgår en væsentlig ødelæggelse af spydet 11. Et par perifert, og modsat anbragt, adskilte integrale flanger 22 og 23 strækker sig radialt ud fra kanten 21, hvorved der tilvejebringes "ører", der kan lette fjernelsen af hætten 16 fra spydet 10.

Ethvert egnet harpiksbindemiddel, der ikke er toxisk overfor planter, kan blandes i det væsentlige ensartet med partikler af gødningsstoffer før hærdningen og som vil hærde efter støbning, hvorved partiklerne bindes fast sammen, kan anvendes. De bedste resultater er dog opnået med urinstof-fonnaldehyd-harpikser. Andre syntetiske termobærd-ende harpikser omfatter melaminformaldehyd- og phenolharpikser. Fortrinsvis skal bindemidlet være vanduopløseligt efter hærdning. Et foretrukkent urinstof-formaldehyd-formstof sælges af Monsanto Company under handelsnavnet "UF-71".

Ethvert egnet granulært rågødningsstof kan anvendes. Mængderne af tilgængelig nitrogen, phosphor og kalium "NFK", kan varieres under hensyn til de krav, der stilles af de planter, der skal gødes. Konventionelle gødningsprocenter såsom 16:8:8, 8:4:4, 5:5:5, 15:5:5 eller 22:11:11 kan frembringes i spydet ifølge opfindelsen. Jo større koncentrationen af N:P:K er, Jo mindre er ofte antallet af påkrævede spyd.

8 141871

Typiske formuleringer, der kan formes ved brikettering til et kileformet spyd, fremstilles ved under opvarmning at blande: 55 dele ammoniumsulfat (21-0-0) 10,8 dele ureaform såsom DuPontrs "Uramite" (58-0-0) 20,4 dele diarnrnoniumsulfat (18-46-0) 15,6 dele kaliumcblorid (0-0-62) 2,2 dele sporstoffer såsom de, der fås fra Ferro Corporation (0-0-0) 0,12 dele farvestof (om ønsket) (O-O-O) 10 dele urinstof-formaldehyd-harpiks såsom Monsanto Company’s "UF-71n (0-0-0) 0-1,7 dele fugtighed i blandingen (0-0-0)

De faste stoffer i ovennævnte blanding granuleres fortrinsvis således, at de kan passere igennem en 20 mesh-sigte (840 yni). Blandingen omrøres, indtil det uhærdede urinstof-formaldehyd overtrækker partiklerne af gødningsstoffet, og afmålte mængder af blandingen støbes dernæst under ca. 50 tons tryk i en briketteringsmaskine. De støbte "grønne11 spyd henstår til hærdning ved stuetemperatur.

Andre gødningsstofkilder kan anvendes i stedet for ovennævnte. F.eks. kan urinstof, ammoniumnitrat, monoammoniumphosphat eller andre kendte nitrogenkilder anvendes alene eller i blandinger. Triple superphosphate normalt superphosphat eller mono-ammoniumphosphat kan anvendes som phosphorkilde. Kaliumsulfat kan anvendes som kaliumkilde. Sporstoffer og sekundære næringsstoffer såsom calcium, magnesium og svovl kan være inkluderet i blandingen, hvis dette ønskes, Sporstofferne omfatter jern, kobber, mangan, barium, zink og molybdæn.

Urinstof-formaldehyder eller andre termohærdende bindemidler forventes ikke at bidrage til plantenæringen. Urinstof-formaldehyd-har-piks anvendt som bindemiddel kan foreligge i uhærdet form på det tidspunkt, hvor det blandes med gødningsmidlerne, og skal være i stand til at hærde for at binde partiklerne i gødningsstoffet sammen til en hård stiv briket. Urinstof-formaldehyd-harpiks, der her betragtes som bindemiddel, fremstilles ud fra et forhold imellem urinstof og formaldehyd på ca. 1 mol urinstof pr. 1,58 - 8mol formaldehyd..

141871 9 Sædvanligvis vil mindre end 10 vægtprocent af blandingen, der formes til et spyd være bindemiddel. Resten af blandingen er fortrinsvis NPK-råmaterialer og en mindre mængde fugtighed. Sædvanligvis er ikke mere end 5% af blandingen fugtighed, og 90-93 vægtprocent af blandingen er NPK-gødninger. Mængden af vand, der kræves i blandingen for at hærde den termohærdende harpiks, kan reduceres ved at anvende forhøjet hærdningstemperatur. Imidlertid foretrækkes det sædvanligvis at hærde briketten ved stuetemperatur.

Det har vist sig, at en briket fremstillet ud fra en blanding indeholdende 5 vægtprocent eller mindre vand har en "grøn" styrke, der muliggør, at den kan håndteres uden væsentlige problemer, og den vil hærde ved temperaturer på 20°C eller mindre på få timer. Små mængder af en katalysator såsom ammoniumchlorid kan sættes til blandingen for at accelerere hærdningen, hvis det ønskes. De fleste rågødningsstoffer er noget hygroskopiske, således at den "grønne" briket vil absorbere fugtighed fra luften. Det er således sjældent nødvendigt at sætte vand til blandingen, før denne formes til et spyd. Fortrinsvis er fugtighedsiriholdet i blandingen på 1,5 - 2,5 vægtprocent.

Det foretrækkes imidlertid at anvende en granulær termohærdende harpiks som bindemiddel. Imidlertid kan en opløsning af hindemidlet anvendes, forudsat, at den væskeformige fase fjernes eller ikke påvirker støbningsprocessen.

Det har vist sig, at det hidtil ukendte kileformede spyd ifølge opfindelsen frigiver plantenæringsstoffer langsomt, og det er særlig velegnet til gødning af træer og buske og andre voksende planter. Det er meget nemmere at hamre spydet ned til lige under overfladen af jorden, end det er at følge den konventionelle metode, hvorved der bores et hul på op til en meters dybde, hvori der anbringes granulære gødningsmidler. Spydet har yderligere den fordel, at plantenæringsstofferne er tilgængelige for trærødderne lige fra tæt ved overfladen og’ned til dybden af rodzonen, hvorimod et granulært gødningsstof anbragt i bunden af et hul kun er tilgængeligt fra det nederste af hullet.