PL183123B1 - Uformowane kształtki złożone z zawierającego humus podłoża roślinnego wzmocnionego tworzywem poliuretanowym i sposób wytwarzania uformowanych kształtek, złożonych z zawierającego humus podłoża roślinnego - Google Patents

Abstract

1. Uformowane ksztaltki zlozone z zawierajacego humus podloza roslinnego wzmocnionego tworzywem poliuretanowym, znamienny tym, ze jako tworzywo poliure- tanowe zawieraja poliuretano-polimocznik, zawierajacy grupe aminowa, oparty na prepo limerze NCO, bazowanym na diizocyjanianie tolilenu o maksymalnej zawartosci NCO wynoszacej 15% wagowych i zawierajacym grupy aminowe. 2. Sposób wytwarzania uformowanych ksztaltek, zlozonych z zawierajacego humus podloza roslinnego wzmocnionego poliuretano-polimocznikiem, znamienny tym, ze a) sporzadza sie zawiesine zawierajaca humus podloza roslinnego w wodzie, b) dodaje sie, z mieszaniem, 5-20% wagowych, w odniesieniu do podloza ro- slinnego zawierajacego humus, cieklego prepolimeru NCO o maksymalnej zawartosci NCO wynoszacej 15% wagowych, wytworzonego w wyniku reak- cji diizocyjanianu tolilenu ze skladnikiem polieteropoliolowym zawierajacym co najmniej jeden aminopolieteropoliol w ilosci od 0,5 do 100% molowych w przeliczeniu na skladnik polieteropoliolowy oraz c) tak otrzymana mieszanine wprowadza sie do formy i pozostawia ja do zestalenia. PL PL PL PL

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy uformowanych kształtek do rozmnażania i uprawiania rozsady roślin, które to uformowane kształtki są złożone z zawierającego humus podłoża roślinnego wzmocnionego poliuretano-polimocznikiem. Wynalazek dotyczy także sposobu wytwarzania uformowanych kształtek tego rodzaju. Kształtki te stosuje się jako środowisko odżywcze w rozmnażaniu i uprawie roślin.

Rozmnażanie roślin (wysiewanie nasion i rozmnażanie rozsady) oraz uprawę roślin (ciągła pielęgnacja roślin, które rozwinęły się jako rozsada) z reguły realizuje się w glebach roślinnych, które, w zależności od rodzaju roślin, składają się zwykle z mieszanin torfu, piasku, gleby ogrodniczej i kompostów, w glebach opartych na mchu i korze albo w tak zwanych glebach gotowych do użytku, do których często dodaje się granulowane tworzywa sztuczne w charakterze środków pomocniczych służących do rozdrabniania gleby. W roślinnych szkółkach o charakterze produkcyjnym do rozmnażania i uprawiania roślin stosuje się uformowane kształtki złożone z podłoży roślinnych wzmocnionych tworzywami poliuretanowymi. Te ukształtowane podłoża zawierają rozsady roślin; rośliny mogą być z nich przepikowane albo kształtki ulec rozcięciu podczas rozmnażania roślin, bądź też rozsady można kultywować bezpośrednio w uformowanych kształtkach, które uprzednio zostały pocięte. Uformowane

183 123 kształtki zawierajęce torf oraz substancje odżywcze i wzmocnione za pomocą poliuretanu są już znane z niemieckiego opisu wyłożeniowego nr 1 949 462. Instalacje produkcyjne są znane z niemieckiego opisu patentowego nr 3 829 256, zgodnie z którym mieszaninę torfu i wody miesza się w sposób periodyczny lub ciągły z hydrofilowym prepolimerem poliuretanowym i kształtuje w formie, utwardzając tworzywo; powstają wówczas odpowiednie uformowane kształtki lub tak zwane wysady torfowe. Polimery poliuretanowe wykorzystywane obecnie do wytwarzania uformowanych kształtek stosowanych do uprawy roślin mają jednak pewne wady pod względem kierunku ich zastosowania, mianowicie:

- niewystarczająca efektywność w mieszaninie torfu i wody,

- duża wrażliwość na temperaturę,

- silna zależność od obojętnego zakresu pH,

- duża wrażliwość pod względem zakłóceń efektywności spowodowanych naturalnymi zmianami składu podłoża,

- znaczne zużycie składnika będącego tworzywem polimerowym,

- złożona konstrukcj a instalacj i produkcyjnej.

Celem niniejszego wynalazku było więc opracowanie takiego sztucznego tworzywa poliuretanowego, przy użyciu którego można wytwarzać pozbawione wymienionych wad uformowane kształtki zawierające podłoże roślinne do rozmnażania i uprawiania roślin. Stwierdzono obecnie, że można wytwarzać pozbawione tych wad uformowane kształtki, które zawierają podłoże roślinne i które są wzmocnione poliuretanowym tworzywem sztucznym, jeżeli do wzmocnienia uformowanych kształtek zastosuje się prepolimery powstające w reakcji diizocyjanianu tolilenu (określanego w dalszym tekście symbolem TDI) ze składnikiem poliolowym zawierającym co najmniej jeden aminopolieteropoliol.

Niniejszy wynalazek dotyczy więc uformowanych kształtek złożonych z zawierającego humus podłoża roślinnego wzmocnionego tworzywem poliuretanowym, stanowiącym poliuretano-polimocznik, zawierający grupę aminową, oparty na prepolimerze NCO, bazowanym na diizocyjanianie tolilenu o maksymalnej zawartości NCO wynoszącej 15% wagowych i zawierającym grupy aminowe.

Uformowane kształtki według wynalazku mogą zawierać dowolne podłoża roślinne typowo używane w uprawie roślin, takie jak torf, mieszaniny piasku z glebą, kompost doniczkowy, osad ściekowy, kompost lub granulowane materiały z kory, a korzystnie zawierają torf, kompost doniczkowy, osad ściekowy i/lub kompost.

Zawartość prepolimeru NCO w uformowanych kształtkach według wynalazku wynosi od 5 do 20% wagowych w przeliczeniu na podłoże roślinne zawierające humus.

Drugim przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania uformowanych kształtek złożonych z zawierającego humus podłoża roślinnego wzmocnionego poliuretanopolimocznikiem, polegający na tym, że

a) sporządza się zawiesinę zawierającego humus podłoża roślinnego w wodzie,

b) dodaje się, z mieszaniem, 5-20% wagowych, w odniesieniu do podłoża roślinnego zawierającego humus, ciekłego prepolimeru NCO o maksymalnej zawartości NCO wynoszącej 15% wagowych, wytworzonego w wyniku reakcji diizocyjanianu tolilenu ze składnikiem polieteropoliolowym zawierającym co najmniej jeden aminopolieteropoliol w ilości od 0,5 do 100% molowych w przeliczeniu na składnik polieteropoliolowy oraz

c) tak otrzymaną mieszaninę wprowadza się do formy i pozostawiają do zestalenia. Korzystnie oprócz podłoża roślinnego zawierającego humus do mieszaniny wprowadza się jeden albo większą liczbę dodatków z grupy obejmującej substancje odżywcze, regulatory wzrostu, substancje buforujące, środki szkodnikobójcze i ochronne, sole mineralne i pierwiastki śladowe, jak również nawozy sztuczne.

Korzystnie stosuje się składnik polieteropoliolowy, którego funkcyjność wynosi 2-6, a jego średni ciężar cząsteczkowy zawiera się w zakresie od 250 do 12 000.

Ponadto korzystnie sporządza się zawiesinę torfu, kompostu doniczkowego, osadu ściekowego i/lub kompostu jako podłoża roślinnego zawierającego humus.

183 123

Składnik polieteropoliolowy zawsze zawiera co najmniej jeden polieter z grupą aminową Należy przez to rozumieć polieter, do którego syntezy jako związek zapoczątkowujący (starter) stosuje się aminoalkohol lub poliaminę (np. trietanoloaminę albo etylenodiaminę). Składnik polieteropoliolowy może zawierać aminopolietery z grupami oksypropylenowymi lub oksyetylenowymi i w przypadku których jako starter została na przykład użyta trietanoloamina albo etylenodiamina.

Oprócz jednego aminopolieteropoliolu w składniku poliolowym mogą być oczywiście obecne różne inne aminopolieteropoliole. Zalecany udział aminopolieteropoliolu wynosi 0,5-100% molowych, korzystnie 2-20% molowych w przeliczeniu na składnik polieteropoliolowy.

Oprócz co najmniej jednego aminopolieteropoliolu, w składniku poliolowym mogą też występować inne polieteropoliole. Przykładami ich są polietery o ciężarze cząsteczkowym od 250 do 12000 i o fmkcyjności od 2 do 6, w szczególności poliestry o ciężarze cząsteczkowym od 350 do 1000.

Składnik poliolowy może też zawierać typowe środki pomocnicze i dodatki, takie jak na przykład aktywatory, emulgatory i/lub stabilizatory.

Jako składnik izocyjanianowy stosuje się TDI, np. 2,4-i 2,6-TDI oraz dowolne mieszaniny tych izomerów. Można też zastosować modyfikowany TDI, np. TDI modyfikowany grupami karbodiimidowymi, grupami uretanowymi, grupami allofanianowymi, grupami izocyjanuranowymi, grupami mocznikowymi lub grupami biuretowymi. Jako TDI korzystnie stosuje się mieszaninę izomerów 2,4- i 2,6- w stosunku 80:20 (T80).

Maksymalna zawartość NCO w prepolimerze otrzymanym w reakcji TDI ze składnikiem poliolowym wynosi 15% wagowych, np. 5-15% wagowych, korzystnie 3-10% wagowych w przeliczeniu na ilość użytego TDI i poliolu.

Oprócz zawierającego humus podłoża roślinnego, uformowane kształtki według wynalazku mogą też, w zależności od rodzaju roślin i etapu ich rozwoju, zawierać dodatki, takie jak substancje odżywcze, regulatory wzrostu, substancje buforujące, środki szkodnikobójcze i ochronne, sole mineralne i pierwiastki śladowe, jak również wszystkie nawozy sztuczne niezbędne, na przykład, do wzrostu roślin. Uformowane kształtki według wynalazku mogą też zawierać środki znane specjalistom z tego, że przyczyniają się do postępu kultywacji i skracają czas trwania etapu wzrostu.

Sposób według wynalazku można zrealizować we wszystkich znanych dotychczas instalacjach produkcyjnych o działaniu ciągłym do wytwarzania uformowanych kształtek do uprawy roślin/wysadów torfowych. Te znane dotychczas instalacje produkcyjne mogąjednak zostać korzystnie uproszczone i ograniczone pod względem wymagań przestrzennych w taki sposób, że instalacje produkcyjne, w których realizuje się sposób według wynalazku stają się znacznie korzystniejsze z ekonomicznego punktu widzenia. Uproszczenie w odniesieniu do realizacji sposobu według wynalazku polega na zrezygnowaniu z ciągłości takich operacji, jak ograniczone zużywanie podłoża zawierającego humus oraz stała kontrola temperatury i wartości pH, jak również na skróceniu ruchomych taśm, a to ze względu na szybsze zestalanie prepolimeru NCO stosowanego według wynalazku w porównaniu z zestalaniem dotychczas używanych polimerów poliuretanowych (PUB). Oprócz zmniejszenia kosztów wytwarzania uformowanych kształtek, prowadzi to też korzystnie do zwiększenia zdolności produkcyjnej.

W związku z tym, ciągły proces wzmacniania zawierających humus podłoży roślinnych, w szczególności wzmacniania torfu, korzystnie realizuje się w następujący sposób: w znanej ze stanu techniki instalacji produkcyjnej do wytwarzania wysadów torfowych zawiesinę torfu w wodzie wprowadza się ze zbiornika zasilającego do urządzenia mieszającego i dozującego, w którym do zawiesiny dodaje się 5-20% wagowych prepolimeru poliuretanowego i homogenizuje całość. Pastowały materiał, złożony z torfi, wody i tworzywa sztucznego formuje się w paski /np. szerokości 120 cm i wysokości 10 cm/. Utwardzanie dodanego prepolimeru powoduje sztywnienie już nawet podczas tej operacji formowania i prowadzi do powstawania uformowanych kształtek w postaci pasków, w których na kolejnym etapie można wyprasować od dołu stabilne wymiarowo wydrążenia służące następnie do wyhodowana rozsady roślinnej w szkółkach. Z pasków, w sposób znany ze stanu techniki, można od góry wyprasować ufor183 123 mowane kształtki z rozgraniczeniem na indywidualne wysady torfowe. Materiał przesuwa się następnie na transporterze taśmowym, gdzie przebiega końcowa polimeryzacja poliuretanopolimocznika, której towarzyszy wydzielanie wody. Pożądaną ilość wody w zawierającej wodę uformowanej kształtce osiąga się w wirówce. Uformowane kształtki rozcina się wreszcie na odpowiednie wymiary oraz pożądaną postać i pakuje w celu przetransportowania do produkcyjnych szkółek roślinnych.

Oprócz znanych ze stanu techniki ciągłych sposobów wytwarzania wysadów torfowych, uformowane kształtki według wynalazku można też wytwarzać periodycznie. Rozsady roślin umieszczone w uformowanych kształtkach według wynalazku, można zasadzić w glebie wraz z uformowaną kształtką, przy czym korzenie rozsady mogą wrastać w otaczającą glebę bez zakłóceń ze strony uformowanej kształtki. Dzięki temu z zastosowaniem uformowanych kształtek według wynalazku można zasadzić rośliny o dowolnych pożądanych wymiarach, a nawet drzewa.

Pod względem wymagań spełniających potrzeby warunkujące rozwój roślin, uformowane kształtki według wynalazku wykazują następujące istotne zalety:

- dobrąprzenikalność powietrza, co powoduje optymalne napowietrzanie podłoża;

- dobrą, odpowiednio zrównoważoną zdolność do przechowywania wody, zapewniającą trwałe dostarczanie wody roślinom;

- dobrą zdolność do ulegania przemywaniu w celu odprowadzania nadmiaru wody i podczas sporadycznego przemywania w celu uniknięcia przedwczesnej mineralizacji podłoży w przypadku dodania nawozów sztucznych;

- dobre właściwości dyfuzyjne i absorpcyjne w stosunku do wody, co, w szczególności w odniesieniu do upraw wodnych, zapewnia stałe i równomierne dostarczanie wody dzięki transportowi jej od wody gruntowej do napowietrzanej korzeniowej przestrzeni uprawy wodnej;

- korzystne wyrównujące właściwości cieplne w stosunku do podłoża, stwarzające optymalne warunki wzrostu i chroniące przed uszkodzeniami /w szczególności w przypadku upraw w otwartym terenie/ w razie krótkotrwałego oddziaływania zimna albo zbytniego ogrzania gleby.

Opisane powyżej uformowane kształtki stosuje się jako środowisko wzrostu rozsady w rozmnażaniu i uprawie roślin. Oprócz dziedziny hodowania roślin ozdobnych, uformowane kształtki według wynalazku mogą też być używane w hodowaniu drzew, w szkółkach drzew, w uprawie winorośli, w leśnictwie do hodowania sprzedażnych roślin szpilkowych, do wzmacniania wydm i skarp oraz do ponownego zalesiania obszarów krasowych. Uformowane kształtki według wynalazku mogą też z powodzeniem zostać użyte do roślin balkonowych i hodowanych w domach.

Następujące przykłady bardziej szczegółowo objaśniają wynalazek, nie ograniczając jednak jego zakresu.

Przykład 1

Wytwarzanie prepolimeru NCO.

Do 608,90 kg mieszaniny polieterowej zawierającej 12 moli liniowego polieteru o liczbie hydroksylowej 185 /ciężar cząsteczkowy 606/ i 1 mol trifunkcyjnego polieteru otrzymanego z zastosowaniem trietanoloaminy jako startera i o liczbie hydroksylowej 150 /ciężar cząsteczkowy 1122/ dodaje się 348,32 kg diizocyjanianu tolilenu /mieszanina 80% wagowych izomeru 2,4- oraz 20% wagowych izomeru 2,6-/ i całość miesza się w temperaturze 60°C w ciągu 2 godzin. Otrzymuje się prepolimer o następujących danych analitycznych:

zawartość NCO - 8,06% wagowych lepkość (w temperaturze 25°C) - 22 100 MPa · s

Przykład 2

Wytwarzanie uformowanych kształtek według wynalazku.

Uformowane kształtki według wynalazku wytwarza się w znanej ze stanu techniki instalacji produkcyjnej przeznaczonej do wytwarzania metodą ciągłą tak zwanych wysadów torfowych. Instalacja produkcyjna tego rodzaju została na przykład przedstawiona w niemieckim opisie patentowym nr 3 829 256.

183 123

Zawiesinę wody z torfem wprowadza się ze zbiornika zasilającego do urządzenia mieszającego i dozującego, w którym do zawiesiny dodaje się 5% wagowych prepolimeru NCO z przykładu 1 i homogenizuje całość. Formowanie pastowatego materiału złożonego z torfu, wody i tworzywa sztucznego na kształtki długości 120 cm i wysokości 10 cm następuje w trakcie jego przemieszczania się przez podłużny lej samowyładowczy. Proces zestalania przebiega już nawet na tym etapie. Stabilne wymiarowo wydrążenia, służące następnie do uzyskania rozsad roślinnych w szkółkach, prasuje się w nich od dołu. Kształtki z rozgraniczeniem na indywidualne elementy torfowe /tak zwane wysady torfowe/ prasuje się od góry. Materiał przesuwa się na transporterze taśmowym, gdzie reakcja, której ulega tworzywo sztuczne sprzyja wydzieleniu wody. Pożądaną zawartość wody w uformowanej kształtce złożonej z torfu, wody i tworzywa sztucznego uzyskuje się w wirówce. Wysady torfowe rozcina się następnie na odpowiednie wymiary, pakuje i transportuje do roślinnych szkółek produkcyjnych.

Przykład 3

Wytwarza się uformowane kształtki według przykładu 2, przy czym do mieszaniny wody z torfem dodaje się 20% wagowych prepolimeru NCO z przykładu 1 i całość homogenizuje.

Claims (5)

1. Uformowane kształtki złożone z zawierającego humus podłoża roślinnego wzmocnionego tworzywem poliuretanowym, znamienny tym, że jako tworzywo poliuretanowe zawierają poliuretano-polimocznik, zawierający grupę aminową, oparty na prepolimerze NCO, bazowanym na diizocyjanianie tolilenu o maksymalnej zawartości NCO wynoszącej 15% wagowych i zawierającym grupy aminowe.

2. Sposób wytwarzania uformowanych kształtek, złożonych z zawierającego humus podłoża roślinnego wzmocnionego poliuretano-polimocznikiem, znamienny tym, że

a) sporządza się zawiesinę zawierającą humus podłoża roślinnego w wodzie,

b) dodaje się, z mieszaniem, 5-20% wagowych, w odniesieniu do podłoża roślinnego zawierającego humus, ciekłego prepolimeru NCO o maksymalnej zawartości NCO wynoszącej 15% wagowych, wytworzonego w wyniku reakcji diizocyjanianu tolilenu ze składnikiem polieteropoliolowym zawierającym co najmniej jeden aminopolieteropoliol w ilości od 0,5 do 100% molowych w przeliczeniu na składnik polieteropoliolowy oraz

c) tak otrzymaną mieszaninę wprowadza się do formy i pozostawia ją do zestalenia.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że oprócz podłoża roślinnego zawierającego humus do mieszaniny wprowadza się jeden albo większą liczbę dodatków z grupy obejmującej substancje odżywcze, regulatory wzrostu, substancje buforujące, środki szkodnikobójcze i ochronne, sole mineralne i pierwiastki śladowe, jak również nawozy sztuczne.

4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosuje się składnik polieteropoliolowy, którego funkcyjność wynosi 2-6, a jego średni ciężar cząsteczkowy zawiera się w zakresie od 250 do 12000.

5. Sposób według zastrz, 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że sporządza się zawiesinę torfu, kompostu doniczkowego, osadu ściekowego i/lub kompostu jako podłoża roślinnego zawierającego humus.