DK169604B1 - Porøst produkt til dyrkning af planter og fremgangsmåde til fremstilling af dette - Google Patents

Description

Opfindelsen angår et vandabsorberende, porøst produkt til dyrkning af planter, og som omfatter en matrix af vandadsorbe-rende mineralfibre og en fremgangsmåde til fremstilling af dette.

5 Et sådant porøst produkt kendes eksempelvis fra hollandsk patentansøgning nr. 70.17201. Et sådant produkt må have god kapillardynamik. Herved forstås produktets evne til at fordele vandreserven jævnt i produktet eller til at omfordele vandet, såfremt vandreserven er begrænset. En god kapillardynamik har 10 stor indflydelse på dyrkningsresultatet, idet der herved opnås maksimalt rodvolumen i produktet, mulige svingninger i den elektriske ledningsevne begrænses, og en god vandtransport sikres i perioder, hvor planten som følge af fordampning trækker meget vand fra produktet. En forøgelse af vandretentions-15 kapaciteten bidrager derfor til opnåelse af en mere effektiv dyrkningsproces.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe et forbedret porøst produkt til dyrkning af planter, ved hvilket vandretentionskapaciteten er forøget. Fortrinsvis således, at det na-20 turlige fald i fugtindholdet hen over produktets højde nedsættes mod toppen. I et kendt produkt er fugtindholdet ved toppen 62 volumen% og ved bunden 94 volumen% ved et sugetryk på -5 cm vandsøjle. Det er denne reduktion i fugtindholdet opfindelsen søger at reducere.

25 Dette opnås ifølge opfindelsen ved et produkt, som er ejendommeligt ved, at der i matrixen af vandadsorberende mineralfibre indgår et materiale, som har større vandretentionskapacitet end matrixen af vandadsorberende mineralfibre, til dannelse af et sammenhængende vandabsorberende produkt, så at vandreten-30 ticnskapaciteten af det samlede produkt forøges med mindst 5 volumen% ved et sugetryk på -5 cm vandsøjle. I tilfælde af en homogen fordeling foretrækkes det, at materialet med større vandretentionskapacitet har form som fnug.

2 Når fordelingen er mere inhomogen, er materialet med større vandretentionskapacitet anbragt i produktet som mindst ét lag, eller produktet har fortrinsvis mindst to lag af materialet med større vandretentionskapacitet, og vandvolumenet, som til-5 bageholdes i lagene, aftager i nedadgående retning væk fra planten. Det er altså muligt at optage materialet med en større vandretentionskapacitet ved produktets top. De hermed forbundne fordele er tofoldig, nemlig at de i hovedsagen ved bunden af produktet værende planterødder optager vand ved bunden, 10 således at yderligere vand kan tilføres til rødderne fra de højere liggende lag. Da rødderne har den egenskab, at de søger efter vand, vil rodtætheden ved produktets top vokse som følge af, at materialet med en større vandretentionskapacitet findes her. Yderligere tilvejebringes en adskillelse mellem områder i 15 produktet indeholdende henholdsvis mere vand/mindre oxygen og mindre vand/mere oxygen. Ved for meget vand hæmmes tilførslen af oxygen til planterødderne. Dette har en uheldig indflydelse på plantevæksten, hvilket kommer til udtryk i f.eks. nedsat udbytte.

20 Når, som det foretrækkes, laget eller lagene af materiale med større vandretentionskapacitet er anbragt på skrå i produktet, og især foretrukket også lagtykkelsen af et lag varierer, opnås over hele produktet en jævn overgang mellem matrixfibrene og materialet med en større vandretentionskapacitet til trods 25 for den mere diskrete fordeling mellem disse.

Materialet med større vandretentionskapacitet kan eksempelvis bestå af et plast eller især af et skumplast og passende uorganiske materialer. Det foretrækkes især at materialet består af vandadsorberende mineralfibre, som har en større densitet 30 end mineralfibrene, der danner matrixen. Densitetsforskellen er mindst 20 kg/m3, fortrinsvis 30 kg/m3 og især 40 kg/m3. Materialet med en større vandretentionskapacitet har herved en densitet på 70-150 kg/m3 og fortrinsvis 100-150 kg/m3.

Vandretentionskapaciteten for stenuld fra Rockwool Lapinus er 3 bestemt ved en intern test, ved hvilken genfugtning af det porøse produkt er bestemt som en funktion af sugetrykket udtrykt i cm vandsøjle. Et porøst produkt med et stort sugetryk er mere vådt og muliggør en bedre roddannelse. Når sugetrykket er 5 mindre, er materialet mere tørt.

Som en tommelfingerregel gælder det, at et materiale med en densitet på 70 kg/m3 ved et sugetryk på -5 cm vandsøjle indeholder 70 volumen% vand. En forøgelse eller nedsættelse af densiteten på 10 kg/m3 medfører henholdsvis en forøgelse eller 10 en nedsættelse på i hovedsagen 5 volumen% vand. Denne tommelfingerregel gælder for samme produkter med en densitet mellem 20 og 120 kg/m3. En forskel og/eller densitet på 20, 30 eller 40 kg/m3 medfører derfor en forøgelse af fugtigheden af det porøse produkt på henholdsvis 10, 15 eller 20 volumen%.

15 Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til fremstilling af et sammenhængende vandabsorberende porøst produkt til dyrkning af planter omfattende som en primær membran en matrix af vandadsorberende mineralfibre, og som er ejendommelig ved trinnene: 20 i) danne primærmembranen af vandadsorberende fibre forsynet med en binder, ii) under dannelsen af primærmembranen tilsætte et materiale, der har større vandretentionskapacitet end matrixen af fibre, der kan fugtes med vand, til mineralfibrene, og 25 iii) hærde binderen til dannelse af den sammenhængende matrix af fibre, der kan fugtes med vand, og hvori materialet med vandretentionskapacitet er inkorporeret, eller omfattende som en sekundær membran en matrix af mineralfibre og ejendommelig ved trinnene: 30 i) danne en primærmembran af vandadsorberende mineralfibre forsynet med en binder, ii) tilsætte et materiale med større vandretentionskapacitet end matrixen af fibre, der kan fugtes med vand, over mindst en del af primærmembranens bredde, 4 iii) folde primærmembranen forsynet med materiale til en sekundær membran, og iv) hærde binderen til dannelse af den sammenhængende matrix af mineralfibre, der kan fugtes med vand, og hvori matrixen 5 med større vandretentionskapacitet er inkorporeret.

Hvis den primære membran ved en sideværts frem- og tilbagegående bevægelse foldes til en sekundær membran, som hærdes, og materialet tilsættes over hele den primære membrans bredde, kan flere lag af materialet med større vandretentionskapacitet 10 indgå i produktet.Hvis materialet kun tilsættes over en del af den primære membrans bredde, opnås i afhængighed af den del af bredden, hvortil materialet tilsættes, at materialet med større vandretentionskapacitet i slutproduktet vil være beliggende ved toppen, ved bunden eller eventuelt ved midten af produk-15 tet. Såfremt der tilsættes en materialemængde, som aftager i retning mod membranens midte, vil tykkelsen af laget af materiale gradvis aftage.

Såfremt materialet med større vandretentionskapacitet består af fnug, kan disse fnug blandes med fnug, som slutteligt dan-20 ner matrixfibrene. I dette tilfælde kan en homogen fordeling over produktet opnås uafhængig af, om produktet fremstilles ved hjælp af en frem- eller tilbagegående fremgangsmåde eller ikke. Som følge af en variation over bredden er det yderligere muligt, at fnuggene kun er til stede over en del af produktets 25 højde.

Opfindelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen, som viser udførelsesformer for fremgangsmåden og produktet ifølge opfindelsen, og hvor fig. 1 viser simplificeret og set i perspektiv en fremgangsmå-30 de til fremstilling af det porøse produkt ifølge opfindelsen, fig. 2 viser i større målestok en fremstillet dyrkningsblok, 5 fig. 3 i større målestok det fremstillede porøse produkt i fig. 1, ud fra hvilket dyrkningsmåtter kan udskæres, fig. 4 et snit gennem en variant, hvor der kun tilsættes materiale over en del af bredden, 5 fig. 5 et billede af en foldet membran egnet som dyrkningsmåtte, idet materialet er anbragt ifølge fig. 4, fig. 6 et billede efter pilen II i fig. 1 for en modificeret fremgangsmåde, fig. 7 et billede svarende til fig. 5 af et produkt, der er 10 fremstillet ifølge den modificerede fremgangsmåde i fig. 6, og fig. 8 et billede svarende til fig. 7 af et produkt ifølge opfindelsen, idet fnug er tilsat ved den modificerede fremgangsmåde ifølge fig. 6 over en del af bredden (som i fig. 4).

Fig. 1 viser et apparat 1 til fremstilling af det porøse pro-15 dukt ifølge opfindelsen.

I en kupolovn dannes en mineralsmelte, som dernæst fibriseres i en luftstrøm og herved føres til en transportør 2. Fibrene coates i luftstrømmen med et bindemiddel, f.eks. phenolformal-dehydharpiks, og for at mineralfibrene kan fugtes med vand, 20 også med et befugtningsmiddel. På transportøren 2 dannes et fibertæppe kaldet den primære membran 3. Fra en tragt 4 pålægges der dernæst over hele den primære membrans 3 bredde et materiale 5, som har større vandretentionskapacitet end en matrix 6, som er dannet af mineralfibrene, som kan fugtes, og 25 som danner den primære membran 3.

Ved brug af kendte midler (dobbelt transportører, ikke vist), som i sideværst retning udfører en frem- og tilbagegående bevægelse i forhold til en herfor nedstrøms anbragt transportør 7, udlægges den primære membran 3 forsynet med materialet 5, i 6 foldet tilstand på transportøren 7. Foldningsintervallet a afhænger af transporthastigheden og bredden af transportørerne 2 og 7. Foldningsintervallet a fastlægger antallet af primære membraner i det porøse produkt set i lodret retning.

5 Den foldede primære membran 3 danner en såkaldt sekundær membran 9, hvis bindemiddel hærdes i en hærdeovn 10 ved en temperatur på i hovedsagen 200°C.

Hærdeovn en 10 omfatter en øvre transportør 11 og en nedre transportør 12. Afstanden mellem disse kan indstilles således, 10 at den sekundære membran 9 kan sammenpresses til den ønskede tykkelse. Den øvre og nedre transportørs 11 og 12 profil 13 er genkendelig i den sekundære membran 9 og i de produkter 8, der fremstilles heraf. Efter at have forladt hærdeovnene, skæres den sekundære membran 9 til det ønskede produkt i et skematisk 15 vist skæreapparat 14. Ved brug af et saveorgan 15, eventuelt kombineret med et saveorgan, der skærer i X-Z planet, fremstilles måtter 17, og ved benyttelse af saveorganerne 15 og 16 fremstilles dyrkningsblokke 18.

Det skal bemærkes, at såfremt kun saveorganet 15 benyttes, og 20 dets skæreafstand svarer til højden af måtten 17, og højden af den sekundære membran 9 svarer til bredden af måtten, så kombineres den foreliggende opfindelse med en anden opfindelse, som fremgår af samme ansøgers EP-A-2 77 397.

Fig. 3 viser i snit den hærdede sekundære membran 9 fremstil-25 let som vist i fig. 1. Set i den sekundære membrans højderetning er der mindst to synlige lag 19, som består af materiale med større vandretentionskapacitet. Hvert lag 19 er opbygget af to dellag, der anbringes oven på hinanden under foldningen som følge af den frem- og tilbagegående bevægelse. Lagene 19 30 er adskilt af et lag 20, som består af to dellag af den primære membran 3. Det skal bemærkes, at der ikke er nogen skarp adskillelse mellem lagene 19 og 20, så planterødderne kan passere gennem lagene 19.

7 Såfremt den sekundære membran ved en almindelig skæreoperation halveres i halv højde og gennemsaves i bredden med saveorganet 15 i fig. 1, fremkommer der måtter, i hvilke der forefindes et lag 19.

5 I mindst den øvre overflade 21 er ovnprofilet 13 synligt, og yderligere er kileformede områder af materialet 5 synlige. Det er klart, at materialet 5 er tilstrækkeligt forankret i den af den primære membran 3 dannede matrix.

Fig. 2 viser en dyrkningsblok 23, som er fremstillet ved be-10 nyttelse af skæreorganerne 15 og 16. Denne dyrkningsblok 23 omfatter to lag 19, der er omsluttet af et lag 20. Ovnprofilet 13 er synligt i overfladen 24. Som følge af foldningen forløber lagene 19 og 20 på skrå i forhold til X-Y planet.

Såfremt det ønskes, at lagene 19 og 20 i hovedsagen er belig-15 gende i et vandret plan, må en sådan dyrkningsblok udskæres af den sekundære membran 9 på en anden måde.

Ved at mindske foldningsintervallet a, vil antallet af lag 19 i den sekundære membran 9 blive forøget.Fig. 4 viser en variant, hvor den primære membran 3, der ligger på transportørens 20 øvre part 25, kun over en del af sin bredde forsynes med materialet 5, og hvor lagtykkelsen b aftager i retning mod den primære membrans 3 midte. Den til venstre liggende del af den primære membran 3 er forsynet med materiale 5. Som følge af foldeoperationen bevirker dette, at materialet 5 i forholdsvis 25 større udstrækning vil være beliggende i den øvre del af den sekundære membran 9. Dette er vist i fig. 5, der viser en del af det færdige produkt 26. Lagene 27 af materialet 5 er nu kileformede og hælder i forhold til den øvre overflade 28, i hvilken ovnprofilet 13 kan ses. Det ses endvidere tydeligt, at 30 set fra overfladen 28 og nedad aftager mængden af materiale 5 og med dette vandretentionen.

Som følge af de kileformede lag 27 af materiale 5 opnås en 8 mere jævn overgang til matrixen 6. Såfremt produktet 26 benyttes som dyrkningsmåtte 26 i den i fig. 5 viste stilling, vil de fleste af planterødderne befinde sig ved bunden af produktet 26, og yderligere vand kan i nedadgående retning tilføres 5 til rødderne fra lagene 27. Rodmængden ved produktets 26 top vil yderligere forøges på grund af planterøddernes vandsøgende karakter. Dette medfører, at rødderne fordeles over et større volumen.

Fig. 6 viser skematisk et andet apparat 29 til udøvelse af 10 fremgangsmåden ifølge opfindelsen. En mineralsmelte 31, der forlader en kupolovn 30, gøres fibrøs på en roterende fibrise-ringsskive 32. Fibrene 33 anbringes dernæst på en transportør 2. Til forskel fra apparatet 1 i fig. 1 tilføres materialet 5, der i dette tilfælde er mineralfiberfnug 33, inden dannelsen 15 af den primære membran 3 på transportøren 2. På denne måde opnås en homogen fordeling af fnuggene 33 i matrixen 6. Det bemærkes, at de på forhånd fremstillede fnug 33 eller fnug, der fremstilles på samme tidspunkt i et andet fribriserings-anlæg kan tilsættes, idet bindemidlet for fnuggene endnu ikke 20 er hærdet.

Såfremt fnuggene 33 tilsættes over hele den primære membrans 3 bredde, fremkommer et produkt 34, som vist i fig. 7, hvor fnuggene 33 er i hovedsagen homogent fordelt i matrixen 6. For at tydeliggøre dette er der anbragt skillelinier 36, der viser 25 adskillelsen mellem efter hinanden følgende primære membraner. Såfremt fnuggene 33, som vist i fig. 4, tilsættes til den primære membran 3 over en del af dennes bredde, vil mængden af fnug 33 i produktet gradvis aftage fra toppen mod bunden, medens koncentrationen i produktets bredderetning er i hovedsa-30 gen konstant (fig. 8).

I dette tilfælde er der ved produktets top 20 volumen% (lokalt 40 volumen%) vandabsorberende uld. Ved et sugetryk på -5 cm vand bliver fugtindholdet ved toppen i hovedsagen 73 volumen% (62 volumen% i sammenligningsprøve). Dette betyder, at fugt-

Claims (20)

1. 9 koncentrationen hen over produktets højde er forøget i retning mod toppen med 11 volumen%. Den vandholdende evne er således blevet væsentligt forøget ved toppen af produktet. Som følge af den ret homogene fordeling af fnuggene 33 i den 5 primære membran 3, kan dannelsen af den sekundære membran udelades, såfremt dette ønskes. Produktet vil da være dannet af en væsentligt tykkere primær membran. Det vil endvidere være indlysende for en fagmand på området, at koncentrationen over højden af produktet, og hvorvidt kon-10 centrationen af materialet 5 over produktets bredde skal være konstant eller ikke, kan fastlægges under hensyntagen til de planter eller planteafgrøder, som skal dyrkes. Patentkrav.
2. 1. Fremgangsmåde til fremstilling af et sammenhængende vand absorberende porøst produkt (8, 23, 26, 34) til dyrkning af planter omfattende som en primær membran en matrix (6) af vandadsorberende mineralfibre, kendetegnet ved trinnene: 20 i) danne primærmembranen (3) af vandadsorberende fibre forsynet med en binder, ii) under dannelsen af primærmembranen (3) tilsætte et materiale (5, 33), der har større vandretentionskapacitet end matrixen (6) af fibre, der kan fugtes med vand, til mineralfibrene, 25 og iii) hærde binderen til dannelse af den sammenhængende matrix (6) af fibre, der kan fugtes med vand, og hvori materialet (5) med større vandretentionskapacitet er inkorporeret.
3. 2. Fremgangsmåde til fremstilling af et sammenhængende vand- 30 absorberende porøst produkt (8, 23, 26, 34) til dyrkning af planter omfattende som en sekundær membran en matrix (6) af 10 vandadsorberende mineralfibre, kendetegnet ved trinnene: i) danne en primærmembran (3) af vandadsorberende mineralfibre forsynet med en binder, 5 ii) tilsætte et materiale (5, 33) med større vandretentionskapacitet end matrixen (6) af fibre, der kan fugtes med vand, over mindst en del af primærmembranens (3) bredde, iii) folde primærmembranen (3) forsynet med materiale (5) til en sekundær membran (9), og 10 iv) hærde binderen til dannelse af den sammenhængende matrix (5) af mineralfibre, der kan fugtes med vand, og hvori materialet (5) med større vandretentionskapacitet er inkorporeret.
4. 3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at vandretentionskapaciteten forøges med mindst 5 volu- 15 men% ved et sugetryk på -5 cm vandsøjle.
5. 4. Fremgangsmåde ifølge et eller flere af kravene 1-3, kendetegnet ved, at materialet (5) tilsættes over hele primærmembranens (3) bredde.
6. 5. Fremgangsmåde ifølge et eller flere af kravene 1-4, k e n-20 detegnet ved, at mængden af materiale (5), der tilsættes, aftager mod midten af membranen (3, 9).
7. 6. Fremgangsmåde ifølge et eller flere af kravene 1-5, kendetegnet ved, at materialet (5) består af mineralfibre, som kan fugtes med vand, og hvis densitet er mindst 20, 25 fortrinsvis 30 og især 40 kg/m3 større end mineralfibermatri-xens densitet.
8. 7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at densiteten af materialet (5) med større vandretentionskapacitet er 70-150 kg/m3 og fortrinsvis 100-150/m3. 1
9. 8. Fremgangsmåde ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at materialet (5) med større vandretentionskapacitet har 11 form som fnug (33).
10. 9. Fremgangsmåde ifølge et eller flere af kravene 1-5, kendetegnet ved, at materialet (5) med større vandretentionskapacitet omfatter et plast- eller uorganisk materia-5 le.10. Fremgangsmåde ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at membranen (3, 9) skæres således, at hovedretningen af mineralfibrene i membranen (3, 9) strækker sig i retning af produktets (8, 23, 26, 34) længste dimension, og at skæreafstanden i hovedsagen er lig med 10 produktets højde.
11. 11. Sammenhængende vandabsorberende porøst produkt (8, 23, 26, 34) til dyrkning af planter omfattende en matrix (6) af vandadsorberende mineralfibre og en hærdet binder, kendetegnet ved, at der i matrixen (6) af vandadsorberende 15 mineralfibre indgår et materiale (5, 33), som har større vandretentionskapacitet end matrixen (6) af vandadsorberende mine- . ralfibre, til dannelse af et sammenhængende vandabsorberende produkt (8, 23, 26, 34), så at vandretentionskapaciteten af det samlede produkt forøges med mindst 5 volumen% ved et suge-20 tryk på -5 cm vandsøjle.
12. 12. Produkt ifølge krav 11, kendetegnet ved, at materialet (5) med større vandretentionskapacitet er anbragt i produktet som et lag (19, 27).
13. 13. Produkt ifølge krav 11 eller 12, kendetegnet 25 ved, at det har mindst to lag (19, 27) af materialet (5) med større vandretentionskapacitet.
14. 14. Produkt ifølge krav 12 eller 13, kendetegnet ved, at laget eller lagene (19, 27) af materialet (5) med større vandretentionskapacitet er anbragt på skrå i produktet. 1
15. 15. Produkt ifølge et eller flere af kravene 12-14, ken detegnet ved, at lagtykkelsen (6) af et lag (19, 27) 12 varierer.
16. 16. Produkt ifølge et eller flere af kravene 11-15, kendetegnet ved, at materialet består af fnug (33), som er optaget i produktet over hele eller kun en del af produk- 5 tets højde.
17. 17. Produkt ifølge et eller flere af kravene 11-16, kendetegnet ved, at materialet består af mineralfibre, som kan fugtes med vand, og som har en densitet, der er mindst 20, fortrinsvis 30 og især 40 kg/m3 større end mineralfiberma- 10 trixens densitet.
18. 18. Produkt ifølge krav 17, kendetegnet ved, at densiteten af materialet med større vandretentionskapacitet er 70-150 kg/m3 og fortrinsvis 100-150 kg/m3.
19. 19. Produkt ifølge krav 17 eller 18, kendetegnet 15 ved, at materialet (5) med større vandretentionskapacitet har form som fnug (33).
20. 20. Produkt ifølge et eller flere af kravene 11-16, kendetegnet ved, at materialet med større vandretentionskapacitet omfatter et plast- eller uorganisk materiale (5). 20