NL1039140C2

NL1039140C2 - Groeisubstraat voor planten.

Info

Publication number: NL1039140C2
Application number: NL1039140A
Authority: NL
Inventors: Jan Noordegraaf; Josephus Petrus Maria Jong; Kenneth Hoonaard; Peter Bruijn; Karin Molenveld; Ton Baltissen
Original assignee: Synbra Tech Bv
Priority date: 2011-10-29
Filing date: 2011-10-29
Publication date: 2013-05-06
Also published as: WO2013062416A1; JP2014532405A; TW201325432A; US20140259909A1; US9521814B2; PL2770815T3; EP2770815B1; EP2770815A1; JP6059240B2; TWI566686B; DK2770815T3; ES2681044T3; PT2770815T

Description

Korte aanduiding: Groeisubstraat voor planten BESCHRIJVING

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een groeisubstraat. De 5 onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor de bereiding . van het groeisubstraat alsook een toepassing van het groeisubstraat. De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het groeien een plant alsook een boom, struik, bloem of voedingsgewas. De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een toepassing van een groeisubstraat.

10 In de boomkwekerij en glastuinbouw wordt veel substraat (zoals potgrond) gebruikt als medium voor de groei van planten. Dit betreft dan vooral de pottenteelt onder glas en de teelt van laanbomen in containers. De in deze teelten gebruikte substraten bestaan vooral uit veen. In deze sectoren wordt in grovere delen uiteengeslagen veen veel gebruikt om grond luchtig te maken.

15 Het gebruik van veen in de tuinbouw is omstreden door ondermeer het verlies aan biotopen door de winning van veen en de uitstoot van koolzuurgas bij winning, vervoer en afbraak. Maar ook de schaarste van bruikbaar veen, zoals zwartveen, neemt toe. De schatting is dat er nog maar een natuurlijke veenvoorraad is voor 15 jaar gebruik. Ook is veen een in beperkte mate hernieuwbare grondstof 20 wat een onwenselijke eigenschap is.

Het gebruik van veen heeft dus een aantal nadelen zoals de schaarste ervan, de beperkte hernieuwbaarheid, alsook het nadelige effect op natuur en milieu.

Een ander groeisubstraat dat toepassing vindt in de tuinbouw steenwol. Dit 25 is echter een zeer kostbaar groeisubstraat. Een ander nadeel van deze substraten is dat het een gevaar voor de gezondheid kan zijn daar stofdeeltjes van dit substraat zich bij inhalering ophopen in de longen. Een ander nadeel is dat dit materiaal moeilijk af te breken is.

Tenslotte is er in de tuinbouw een voortdurende vraag naar een 30 hernieuwbaar groeisubstraat dat goede eigenschappen bezit ten behoeven van de groei van planten.

Het is een doelstelling van de onderhavige uitvinding de bovengenoemde nadelen te overkomen.

1039140 2

Het is aldus een doelstelling van de onderhavige uitvinding in een groeisubstraat te voorzien dat hernieuwbaar is, waarvan de grondstof niet schaars is, goede eigenschappen bezit ten behoeven van de groei van planten en de toepassing ervan geen nadelige effecten op natuur en milieu heeft.

5 Het is verder een doelstelling van de onderhavige uitvinding te voorzien in een werkwijze voor de bereiding van een groeisubstraat dat hernieuwbaar is, waarvan de grondstof niet schaars is, goede eigenschappen bezit ten behoeven van de groei van planten en de toepassing ervan geen nadelige effecten op natuur en milieu heeft.

10 De onderhavige uitvinding voldoet aan een of meer van de genoemde doelstellingen door een groeisubstraat dat polymelkzuur omvat.

Polymelkzuur (polylactic acid ofwel PLA) is een hernieuwbaar biologisch afbreekbaar materiaal wat ondermeer in de verpakkingsindustrie wordt toegepast. Polymelkzuur is een verzamelnaam van polymeren op basis van melkzuur monomeren, 15 waarbij de structuur van polymelkzuur afhankelijk van de samenstelling kan variëren van volledig amorf tot half-kristallijn of kristallijn. Polymelkzuur kan worden geproduceerd uit melkproducten of uit bijvoorbeeld maïs.

Melkzuur is het monomeer waaruit polymelkzuur is opgebouwd en dit monomeer komt in twee stereo-isomeren voor, te weten L-melkzuur en D-melkzuur. Polymelkzuur 20 bevat aldus een bepaald gedeelte L-melkzuur monomeren en een bepaald gedeelte D-melkzuur monomeren. De verhouding tussen de L- en D- melkzuur monomeren in polymelkzuur bepaald de eigen-schappen daarvan. Er wordt ook wel gesproken over een D-waarde of D-gehalte. Hiermee wordt het percentage D-melkzuur monomeren in het polymelkzuur bedoeld. Op dit moment in de handel verkrijgbaar polymelkzuur heeft een 25 verhouding L:D van 100:0 tot 75:25; anders gezegd een D-gehalte van 0 tot 25 %, ofwel tussen 0 en 0,25. Wanneer polymelkzuur meer dan circa 12% D-melkzuur bevat kan het niet meer kristalliseren en is het dus volledig amorf. Wanneer het D-gehalte maximaal 5% is wordt gesproken van half-kristallijn polymelkzuur. De kristalliniteit van het polymelkzuur kan door middel van differentiële scanning calorimetrie (DSC) worden vastgesteld. Met 30 half-kristallijn wordt bedoeld dat het polymeer kan kristalliseren en ook kan smelten. Aldus kan worden gezegd dat hoe lager het D-gehalte hoe hoger de kristalliniteit van het polymelkzuur. Het D-gehalte wordt over het algemeen bepaald door een bekende methode, zoals een zogenaamde R-lactaatbepaling onder toepassing van gas-vloeistof (gas-liquid) chromatografie (GLC) na volledige hydrolyse van het polymeer. Een andere 3 standaardmethode is een bepaling via optische rotatie (gemeten in chloroform onder toepassing van een Jasco DIP-140 polarimeter bij een golflengte van 589 nm).

De onderhavige uitvinders hebben gevonden dat een groeisubstraat dat polymelkzuur omvat, een groeisubstraat is dat hernieuwbaar is, waarvan de 5 grondstof niet schaars is, het goede eigenschappen bezit ten behoeven van de groei van planten en de toepassing ervan geen nadelige effecten op natuur en milieu heeft.

De onderhavige uitvinders hebben gevonden dat polymelkzuur goede eigenschappen bezit welke het geschikt maken als groeisubstraat. Zo heeft 10 polymelkzuur een goed watervasthoudend vermogen, neemt het snel water op, heeft het een goede luchtigheid en kan het voedingsstoffen goed vasthouden. Een ander voordeel van een groeisubstraat volgens de uitvinding is dat de eigenschappen van het polymelkzuur aan te passen zijn aan de per plantboor verschillende groeiomstandigheden. Het groeisubstraat volgens de onderhavige 15 uitvinding omvat bij voorkeur 10-100 gek% polymelkzuur betrokken op het gewicht van het totale substraat. De onderhavige uitvinders hebben gevonden dat bij een dergelijk aandeel polymelkzuur een goed groeisubstraat wordt verkregen met goede eigenschappen.

Het polymelkzuur dat kan worden toegepast in het groeisubstraat volgens de 20 onderhavige uitvinding kan bijvoorbeeld worden gekozen uit de groep, bestaande uit half-kristallijn polymelkzuur, amorf polymelkzuur en een mengsel daarvan. Het is ook mogelijk om het polymelkzuur te mengen met andere (biologisch afbreekbare) polymeren. Voorbeelden hiervan zijn een copolyester van butaandiol, adipinezuur en tereftaal-zuur (merknaam Ecoflex van leverancier BASF), stijfsel en zetmeel.

25 Polymelkzuur is ondermeer op de markt verkrijgbaar als half-kristallijn polymelkzuur (merk-naam: HM1010 van leverancier Tate & Lyle) en als amorf polymelkzuur (merknaam Natureworks 4060 van leverancier Cargill Dow).

In een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat het groeisubstraat polymelkzuurvezels, polymelkzuurschuim of combinaties hiervan. 30 Dergelijke vormen van polymelkzuur hebben door hun structuur goede eigenschappen als groeisubstraat. Door de structuur kunnen planten goed wortelen en geeft het substraat voldoende stevigheid aan de plant om te groeien. Daarnaast bezitten zij de reeds genoemde voordelen van polymelkzuur. Polymelkzuurvezels worden gesponnen door de vloeibare PLA door een matrijs met kleine diameter te 4 laten lopen en te extruderen tot vezel. De vezel wordt vervolgens meteen met perslucht gekoeld.

Het is verder mogelijk dat het groeisubstraat gerecycled polymelkzuur omvat. Door polymelkzuur te recyclen wordt de belasting van het milieu verminderd.

5 Het gerecycled polymelkzuur kan bijvoorbeeld uit verpakkingen afkomstig zijn. Door dit verpakkingsmateriaal te gebruiken in het groeisubstraat gaat dit materiaal niet onnodig verloren.

Het groeisubstraat volgens de onderhavige uitvinding kan een aanvullend materiaal omvatten dat is gekozen uit natuurlijk materiaal, niet-natuurlijk materiaal 10 of een combinatie hiervan. Bij voorkeur wordt het natuurlijk materiaal gekozen uit de groep die bestaat uit aarde, veen, cocopeat, perliet, vermiculiet, zetmeel en zetmeelschuim, natuurlijke vezels op basis van hennep, gras, cellulose, riet, hooi, stro en karton. Het niet-natuurlijke materiaal wordt bij voorkeur gekozen uit de groep die bestaat uit steenwol, glaswol, polyurethaanschuim, papierschuim, 15 polypropeenschuim, polyetheenschuim. Door andere materialen aan het groeisubstraat toe te voegen is het mogelijk een groeisubstraat te verkrijgen met eigenschappen die gunstig zijn voor een bepaalde plant. Zo kan een materiaal worden toegevoegd welke de porositeit van het substraat vergroot en/of een materiaal dat de stevigheid van het substraat verhoogd.

20 In een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat het groeisubstraat een of meer voedingsstoffen op basis van N, P , Ca of S , vulmiddelen, bindmiddelen, kleurmiddelen, conserveermiddelen, voedingsmiddelen, bestrijdingsmiddelen of combinaties hiervan. De voedingstoffen en voedingsmiddelen zijn van belang voor de groei van de plant. Afhankelijk van de 25 met het groeisubstraat op te groeien plant kunnen de hoeveelheden van bepaalde voedingsstoffen en voedingsmiddelen worden aangepast zodat een optimale voedingsbodem wordt verkregen. Bestrijdingsmiddelen kunnen worden toegevoegd om bijvoorbeeld schimmelinfecties of insectenplagen tegen te gaan. Conserveermiddel kan worden toegevoegd om bijvoorbeeld de houdbaarheid van 30 het groeisubstraat te verlengen.

In een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is het vulmiddel gekozen uit kalk, cellulose, talk, krijt, mica, grafiet, roet, actief kool, en koolstof. Een of meer van deze materialen kunnen worden toegevoegd aan het groeisubstraat om het poreuzer en/of zwaarder te maken. Hierdoor kunnen de 5 eigenschappen van het groeisubstraat worden aangepast aan de optimale groeiomstandigheden van een bepaalde plant.

Is polymelkzuurschuim in het groeisubstraat aanwezig dan heeft het bij voorkeur een opencellige structuur. Deze structuur zorgt er ondermeer voor dat het 5 polymelkzuurschuim voldoende water kan opnemen en weer kan afgeven.

In een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is het polymelkzuur verkregen uit deeltjesvormig polymelkzuur. Zoals hiervoor reeds besproken is polymelkzuur biologisch afbreekbaar. Derhalve verdient het de voorkeur dat ook de coating biologisch afbreekbaar is, ten einde een volledig biologisch afbreekbaar 10 geschuimd vormdeel te kunnen verkrijgen.

De coating wordt bij voorkeur gekozen uit de groep bestaande uit polyvinylacetaat, op polyvinylacetaat gebaseerd polymeer, polyvinylalcohol, poly-caprolacton, polyester, polyesteramide, op eiwit gebaseerd materiaal, poly-saccharide, natuurlijke was of vet en acrylaat of een of meer combinaties daarvan. De coating kan 15 ook amorf polymelkzuur zijn of een combinatie hiervan met de overige coatings.

Voorbeelden van een coating op basis van polyvinylacetaat en op polyvinylacetaat gebaseerde polymeren zijn Vinnex en Vinnapas polymeren van leverancier Wacker Chemie.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een toepassing van 20 polymelkzuur als groeisubstraat voor een plant. Het groeisubstraat is bij voorkeur een groeisubstraat volgens de onderhavige uitvinding.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor de bereiding van een groeisubstraat voor planten dat polymelkzuur omvat die de stappen omvat van: 25 i) het verschaffen van deeltjesvormig expandeerbaar polymelkzuur; ii) het onder bepaalde omstandigheden van temperatuur en druk brengen van het deeltjesvormig expandeerbare polymelkzuur verkregen in stap i) zodat een groeisubstraat dat polymelkzuur omvat wordt verkregen. Met een 30 dergelijke werkwijze wordt het groeisubstraat volgens de onderhavige uitvinding verkregen.

In een uitvoeringsvorm va de onderhavige uitvinding wordt in stap i) met blaasmiddel geïmpregneerd deeltjesvormig expandeerbaar polymelkzuur verschaft. Het blaasmiddel wordt bij voorkeur gekozen uit MTBE, stikstof, lucht, (iso-)pentaan, 6 propaan, butaan en dergelijke of een of meer combinaties hiervan. Bij voorkeur omvat het blaasmiddel C02.

In een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt het deeltjes vormig polymelkzuur met een aanvullend materiaal gemengd. Het aanvullen 5 materiaal is bij voorkeur gekozen uit natuurlijk materiaal, niet-natuurlijk materiaal of een combinatie hiervan, bij voorkeur wordt natuurlijk materiaal gekozen uit de groep die bestaat uit aarde, veen, cocopeat perliet, vermiculiet, zetmeel en zetmeelschuim, natuurlijke vezels op basis van hennep, gras, cellulose, riet, hooi, stro en karton en bij voorkeur wordt het niet-natuurlijke materiaal gekozen uit 10 de groep die bestaat steenwol, polypropeenschuim, polyetheenschuim. Dit resulteert voordeligerwijs in een groeisubstraat volgens de onderhavige uitvinding.

Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding het deeltjes vormig polymelkzuur met een vulmiddel gemengd. Het vulmiddel kan worden gekozen uit kalk, cellulose, talk, krijt, mica, grafiet, roet, actief kool, en koolstof. Een of meer 15 van deze materialen kunnen worden gemengd met het polymelkzuur om het poreuzer en/of zwaarder te maken. Hierdoor kunnen de eigenschappen van het groeisubstraat worden aangepast aan de optimale groeiomstandigheden van een bepaalde plant.

Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding het deeltjesvormig 20 polymelkzuur voorafgaande aan stap i) van een coating voorzien door het in contact brengen van het deeltjesvormig polymelkzuur met een vloeistof, bij voorkeur wordt het deeltjesvormig polymelkzuur in contact gebracht met een vloeistof die mest, voedingsstoffen, groeibevorderende toeslagen op minerale basis of combinaties hiervan omvat. De aanwezigheid van mest, voedingsstoffen 25 en/of groeibevorderende toeslagen op minerale basis geven het bereide substraat voldoende voedingswaarde om er een plant op te laten groeien.

Indien deeltjesvormig expandeerbaar polymelkzuur wordt voorzien van een coating, treed goede fusie tussen de deeltjes op indien bijvoorbeeld geschuimde vormdelen worden vervaardigd. Indien goede fusie gewenst is wordt de coating bij 30 voorkeur gekozen uit polyvinylacetaat, op polyvinylacetaat gebaseerd polymeer, polyvinylalcohol, poly-caprolacton, polyester, polyesteramide, op eiwit gebaseerd materiaal, poly-saccharide, natuurlijke was of vet en acrylaat of een of meer combinaties daarvan. De coating kan ook amorf polymelkzuur zijn of een combinatie hiervan met de overige coatings.

7

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het groeien van een plant die de stap omvat van het groeien van een plant op een groeisubstraat dat polymelkzuur omvat. Bij voorkeur is het groeisubstraat het substraat volgens de onderhavige uitvinding zoals heirvoor beschreven. Het 5 voordeel van deze werkwijze is dat er groeisubstraat wordt toegepast dat hernieuwbaar is, waarvan de grondstof niet schaars is, goede eigenschappen bezit ten behoeven van de groei van planten en de toepassing ervan geen nadelige effecten op natuur en milieu heeft.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een boom, struik, 10 bloem of voedingsgewas verkrijgbaar is met de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. Bij voorkeur is de een boom, struik, bloem of voedingsgewas verkregen met een werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een toepassing van polymelkzuur als groeisubstraat voor een plant.

15 De hierna volgende conclusies maken tevens deel uit van de deze beschrijving.

1039140

Claims

1. Groeisubstraat voor planten met het kenmerk dat het polymelkzuur omvat.

2. Groeisubstraat volgens conclusie 1 waarbij het groeisubstraat 5 polymelkzuurvezels, polymelkzuurschuim of combinaties hiervan omvat.

3. Groeisubstraat volgens conclusie 1 of 2 waarbij het groeisubstraat gerecycled polymelkzuur omvat.

4. Groeisubstraat volgens een of meer van de voorgaande conclusies waarbij het groeisubstraat verder een aanvullend materiaal omvat dat gekozen is uit 10 natuurlijk materiaal, niet-natuurlijk materiaal of een combinatie hiervan, bij voorkeur wordt natuurlijk materiaal gekozen uit de groep die bestaat uit aarde, veen, cocopeat, perliet, vermiculiet, zetmeel en zetmeelschuim, natuurlijke vezels op basis van hennep, gras, cellulose, riet, hooi, stro en karton, en bij voorkeur wordt het niet-natuurlijke materiaal gekozen uit de groep die bestaat steenwol, glaswol, 15 polyurethaanschuim, papierschuim, polypropeenschuim, polyetheenschuim.

5. Groeisubstraat volgens een of meer van de voorgaande conclusies waarbij het groeisubstraat 10-100 gek% polymelkzuur omvat.

6. Groeisubstraat volgens een van de voorgaande conclusies waarbij het groeisubstraat een of meer voedingsstoffen op basis van N, P , Ca of S , 20 vulmiddelen, bindmiddelen, kleurmiddelen, conserveermiddelen, voedingsmiddelen, bestrijdingsmiddelen of combinaties hiervan omvat.

7. Groeisubstraat volgens conclusie 6 waarbij het vulmiddel is gekozen uit kalk, cellulose, talk, krijt, mica , grafiet, roet, actief kool, koolstof.

8. Groeisubstraat volgens een of meer van de voorgaande conclusies 2-7 25 waarbij het polymelkzuurschuim een opencellige structuur heeft.

9. Werkwijze voor de bereiding van een groeisubstraat voor planten dat polymelkzuur omvat die de stap omvat van: i) het verschaffen van deeltjesvormig expandeerbaar polymelkzuur; ii) het onder bepaalde omstandigheden van temperatuur en druk 30 brengen van het deeltjesvormig expandeerbare polymelkzuur verkregen in stap i) zodat een groeisubstraat dat polymelkzuur omvat wordt verkregen.

10. Werkwijze volgens conclusie 9 waarbij stap i) het verschaffen van met blaasmiddel geïmpregneerd deeltjesvormig expandeerbaar polymelkzuur omvat, bij voorkeur omvat het blaasmiddel C02. 1039140

11. Werkwijze volgens conclusie 9 of 10 waarbij het deeltjes vormig polymelkzuur met een aanvullend materiaal wordt gemengd dat gekozen is uit natuurlijk materiaal, niet-natuurlijk materiaal of een combinatie hiervan, bij voorkeur wordt natuurlijk materiaal gekozen uit de groep die bestaat uit aarde, veen, 5 cocopeat perliet, vermiculiet, zetmeel en zetmeelschuim, natuurlijke vezels op basis van hennep, gras, cellulose, riet, hooi, stro en karton en bij voorkeur wordt het niet-natuurlijke materiaal gekozen uit de groep die bestaat steenwol, polypropeenschuim, polyetheenschuim.

12. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 9-11 waarbij het deeltjes 10 vormig polymelkzuur met een vulmiddel wordt gemengd.

13. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 9-12 waarbij het deeltjesvormig polymelkzuur voorafgaande aan stap i) van een coating wordt voorzien door het in contact brengen van het deeltjesvormig polymelkzuur met een vloeistof, bij voorkeur wordt het deeltjesvormig polymelkzuur in contact gebracht 15 met een vloeistof die mest, voedingsstoffen, groeibevorderende toeslagen op minerale basis of combinaties hiervan omvat.

14. Werkwijze voor het groeien van een plant die de stap omvat van het groeien van een plant op een groeisubstraat dat polymelkzuur omvat.

15. Boom, struik, bloem of voedingsgewas verkrijgbaar met de werkwijze 20 volgens conclusie 14.

16. Toepassing van polymelkzuur als groeisubstraat voor een plant. 1039140