(13) B B1. Z głoszenie ogłoszono: BUP 14/90

Transkrypt

1 R Z E C Z P O S P O L I T A ( 12) OPIS PATENTOW Y (19) P L (11) P O L S K A ^ (13) B1 Numer zgłoszenia: (51) IntCl5: C05C 11/00 C05G 1/00 U rząd P a te n to w y (22) Data zgłoszenia: p R z e c z y p o sp o lite j P olsk iej Nawóz azotowy U p raw n io n y z p a te n tu : Instytut Włókien Chemicznych, Łódź, PL Z głoszenie ogłoszono: BUP 14/90 (45)O u d zielen iu p a te n tu ogłoszono: WUP 06/92 T w ó rcy w ynalazku: Henryk Struszczyk, Zgierz, P L Andrzej Bereśniewicz, Pruszków, Olgierd Nowosielski, Skierniewice, Alojzy Urbanowski, Łódź, P L Jan Śmigielski, Łódź, P L Krystyna Dąbkiewicz, Łódź, PL Elżbieta Paszyńska, Skierniewice, PL PL PL B1 (57) 1. Nawóz azotowy w postaci stałej, znamienny tym, ze stanowi produkt odpadowy z procesu depolimeryzacji polikaproamidu, zwłaszcza z procesu wytwarzania włóknotwórczego polikaproamidu, zawierający łącznie do 50% wagowych kaprolaktam u i jego oligomerów oraz pozostałego polimeru, przy czym w produkcie odpadowym azot stanowi 1-15% wagowych, kaprolaktam 0,1-12% wagowych oraz substancje rozpuszczalne w wodzie 1-20% wagowych, zaś odczyn 5%-go wodnego roztworu wynosi ph = 2-12, z ewentualnym dodatkiem związków fosforu, zwłaszcza fosforanów w ilości 4-10% wagowych oraz mikroelementów jak żelazo, mangan czy tytan w łącznej ilości 0,001-2% wagowych. 2. Nawóz azotowy w postaci płynnej, dolistny lub hydroponiczny, znamienny tym, że stanowi wodny ekstrakt produktu odpadowego z procesu depolimeryzacji polikaproamidu, zwłaszcza z procesu wytwarzania włóknotwórczego polikaproamidu, zawierający kaprolaktam i jego oligomery w łącznej ilości 1-10% wagowych oraz azot w postaci suchej w ilości 0,5-15% wagowych i w postaci płynnej w ilości 0,0J-1% wagowych, zaś odczyn wodnego roztworu wynosi ph = 2-12, z ewentualnym dodatkiem związków fosforu, zwłaszcza fosforanów w postaci suchej w ilości 0,5-15% wagowych i w postaci płynnej w ilości 0,01-1% wagowych oraz mikroelementów jak żelazo, mangan czy tytan w łącznej ilości do 1% wagowego.

2 NAWÓZ AZOTOWY Z a s t r z e ż e n i a p a t e n t o w e 1. Nawóz azotowy w postaci stałej, z n a m i e n n y t y m, że stanowi produkt odpadowy z procesu depolimeryzacji polikaproamidu, zwłaszcza z procesu wytwarzania włóknotwórczego polikaproamidu, zawierający łącznie do 50% wagowych kaprolaktamu jego oligomerów oraz pozostałego polimeru, przy czym w produkcie odpadowym azot stanowi 1-15% wagowych, kaprolaktam 0,1-12% wagowych oraz substancje rozpuszczalne w wodzie 1-20% wagowych, zaś odczyn 5%-go wodnego roztworu wynosi ph=2-12, z ewentualnym dodatkiem związków fosforu, zwłaszcza fosforanów w ilości 4-10% wagowych oraz mikroelementów jak żelazo, mangan czy tytan w łącznej ilości 0,001-2% wagowych. 2. Nawóz azotowy w postaci płynnej, dolistny lub hydroponiczny, z n a m ienny tym, że stanowi wodny ekstrakt produktu odpadowego z procesu depolimeryzacji polikaproamidu, zwłaszcza z procesu wytwarzania włóknotwórczego polikaproamidu, zawierający kaprolaktam i jego oligomery w łącznej ilości 1-10% wagowych oraz azot w postaci suchej w ilości 0,5-15% wagowych i w postaci płynnej w ilości 0,01-1% wagowych, zaś odczyn wodnego roztworu wynosi ph=2-12, z ewentualnym dodatkiem związków fosforu, zwłaszcza fosforanów w postaci suchej w ilości 0,5-15% wagowych i w postaci płynnej w ilości 0,01-1,0% wagowych oraz mikroelementów jak żelazo, mangan czy tytan w łącznej ilości do 1% wagowego. * * * Przedmiotem wynalazku jest nawóz azotowy w postaci stałej lub płynnej. Znane nawozy azotowe w postaci stałe] opisane w monografiach "Nawozy i nawożenie roślin uprawnych" 1972 r., "Gospodarka nawozowa" 1965 r. oraz "Nawozy mineralne" 1971 r. wydanych przez Państwowe Wydawnictwo Rolnictwa i Leśnictwa, oparte są przede wszystkim na związkach azotowych typu mocznik, azotan amonowy czy azotan potasowy. Znane są nawozy azotowe o przedłużonym działaniu oparte na kondensatorach mocznikowo-formaldehydowych zawierających zwykle 37-40% wagowych azotu. Nawozy te opisane w czasopismach "Technik Chemik" nr 2, s.8, 1981 r. oraz "Chimiczeskaja promyszlenost" s.109, 1978 r., a także w monografii "Controlled Release Technologies, Methods, Theory and Applications", Controlled Release Corporation Press, Boca Raton, USA, 1980 r. Z polskiego opisu patentowego nr znane są także nawozy azotowe o przedłużonym działaniu oparte na nośnikach organicznych w postaci torfu lub węgla brunatnego. Nawozy te otrzymuje się poprzez wprowadzenie standardowych nawozów azotowych do kapilarnej struktury nośnika organicznego,zamknięcia ich w nośniku poprzez suszenie, następnie wytworzeniu na powierzchni uzyskanego produktu błony polimerowej. Znane jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr zastosowanie w charakterze nawozu azotowego, o przedłużonym działaniu adypinianu sześciometylenodwuaminy - soli nylonowej, ulegającej powolnej degradacji w glebie pod wpływem grzybów lub bakterii. Znane jest także z opisu patentowego Republiki Federalnej Niemiec nr oraz z czasopisma "Soil Biology and Biochemistry" nr 6, s.503, 1978 r. zastosowanie jako nawozu azotowego o przedłużonym działaniu 4-ureidosześciowodoropyramidizonu. Nawóz ten w praktyce jest znacznie efektywniejszy niż azotan amonowy. Znane stałe nawozy azotowe, w tym o przedłużonym działaniu, nie zawierają składników pokarmowych przyswajalnych bezpośrednio przez rośliny i ulegają stosunkowo szybko penetracji do głębszych warstw gleby, niedostępnych dla korzeni roślin, zanieczyszczając tym samym środowisko ekologiczne.

3 Znanych jest dotychczas szereg płynnych nawozów azotowych lub wieloskładnikowych dolistnych i hydroponicznych, klarownych w obrocie, występujących pod różnymi nawozami handlowymi. Nawóz "Wuksal" zawiera 9% wagowych azotu, 4% wagowych fosforu, 5% wagowych potasu oraz siarkę i mikroelementy. Nawóz "Substal" zawiera 4% wagowych azotu 0,6% wagowych fosforu, 3% wagowych potasu oraz magnez, siarkę i mikroelementy. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr nawóz hydroponiczny, w postaci zawiesiny c stężeniu 1000 do 2000-krotnie wyższym od stężenia hydroponicznego o ph = 1-3, klarowny w stanie użytkowym, zawierający 10-20% wagowych azotu, 15-25% wagowych potasu, 5-10% wagowych wapnia, 2-6% wagowych fosforu, 1-6% wagowych magnezu, 1-5% wagowych siarki oraz mikroelementy. Znane są także z polskich opisów patentowych nr nr i sposoby otrzymywania płynnych nawozów azotowych dolistnych i dolistno-hydroponicznych o odczynie od kwaśnego do alkalicznego, charakteryzujące się obecnością chitozanu w ilości 0,01-5% wagowych w stosunku do masy nawozu. Wszystkie składniki płynnych nawozów, azotowych oparte są na znanych nawozach standardowych takich jak mocznik, azotan potasowy czy amonowy. Znane nawozy azotowe w postaci stałej lub płynnej nie zawierają składników pokarmowych przyswajalnych bezpośrednio przez rośliny. Wymagają one stosowania dodatkowych substancji pomocniczych dla zmniejszenia fitotoksyczności, zmywalności, czy też uzyskania przedłużonego działania. Nawóz azotowy w postaci stałej według wynalazku stanowi produkt odpadowy z pierwszego lub drugiego etapu procesu depolimeryzacji polikaproamidu, zwłaszcza z procesu wytwarzania włóknotwórczego polikaproamidu, zawierający łącznie do 50% wagowych kaprolaktamu i jego oligomerów oraz pozostałego polimeru, przy czym w produkcie odpadowym azot stanowi 1-15% wagowych, kaprolaktam 0,1-12% wagowych oraz substancje rozpuszczalne w wodzie, przede wszystkim kaprolaktam i jego oligomery, stanowią 1,20% wagowych, zaś odczyn 5%-go wodnego roztworu zawiera się w zakresie ph = Nawóz azotowy w postaci stałej może zawierać dodatkowo związki fosforu, zwłaszcza w postaci fosforanów w ilości 4-10% wagowych oraz mikroelementy jak żelazo, mangan, czy tytan w łącznej ilości 0,001-2% wagowych. Nawóz azotowy w postaci płynnej dolistny lub hydroponiczny według wynalazku stanowi wodny ekstrakt produktu odpadowego z pierwszego lub drugiego etapu procesu depolimeryzacji polikaproamidu, zwłaszcza z procesu wytwarzania włóknotwórczego polikaproamidu, zawierający kaprolaktam i jego oligomery w łącznej ilości 1-10% wagowych oraz azot w postaci suchej w ilości 0,5-15% wagowych i w postaci płynnej w ilości 0,01-1% wagowych, zaś odczyn wodnego roztworu wynosi ph = Nawóz w postaci płynnej może zawierać dodatkowo związki fosforu, zwłaszcza fosforanów w postaci suchej w ilości 0,5-15% wagowych i w postaci płynnej w ilości 0,01-0,1% wagowych oraz mikroelementy jak żelazo, mangan, czy tytan w łącznej ilości do 1% wagowych. Nawóz w postaci stałej stanowi formę nawozu azotowego o przedłużonym, kontrolowanym działaniu, zmniejszając zagrożenie środowiska ekologicznego. Zapewnia on dostarczanie roślinom, stosownie do ich potrzeb, składnika azotowego w czasie dłuższym niż ma to miejsce przy stosowaniu znanych nawozów azotowych. Nawóz ten charakteryzuje się temperaturą topnienia w zakresie C, rozpuszczalnością w czterochlorku węgla w zakresie 0,5-0,7% wagowych, zawartością popiołu 5-25% wagowych w temperaturze 800 C i zawartością tlenku tytanu w zakresie 0,01-3% wagowych. Zaletą nawozu według wynalazku jest kilkunastokrotnie niższa, w porównaniu do znanych nawozów azotowych, zawartość azotanów w częściach zielonych roślin. Stosowanie nawozu według wynalazku zapewnia uzyskanie zdrowej żywności. Nawóz azotowy w postaci płynnej zawierający według wynalazku rozpuszczony kaprolaktam i jego oligomery stanowi efektywny nawóz dolistny lub hydroponiczny o efektywności zbliżonej lub przewyższającej optymalny nawóz azotowy. Efektywność działania płynnego nawozu azotowego uzależniona jest od jego składu, a przede wszystkim

4 od stosunku zawartości wyższych oligomerów do kaprolaktamu. azotowego według wynalazku jest szeroki zakres odczynu w zakresie Zaletą płynnego nawozu ph = 2-12, przy równoczesnej klarowności i możliwości uzyskiwania dowolnych rozcieńczeń. Nawóz ten może występować także w postaci rozcieńczalnego żelu. Tworzy on na powierzchni roślin lub w glebie film powlekający liście, lub korzenie, co zapobiega przemieszczaniu składników nawozu do głębszych warstw gleby. Równocześnie oligomery koprolaktamu zabezpieczają rośliny przed działaniem fitotoksycznym innych składników nawozu oraz tworzą błonę, z której następuję powolne, kontrolowane wydzielanie składników pokarmowych. Obecność w nawozie azotowym w postaci stałej lub płynnej dodatkowo związków fosforu oraz mikroelementów niezbędnych roślinom, powoduje zwiększenie efektywności działania nawozu. Nawozy według wynalazku oparte na kaprolaktamie i jego oligomerach w postaci stałe] jak i płynnej, dają możliwość wykorzystania nieużytecznego produktu odpadowego powstającego w procesie depolimeryzacji polikaproamidu, zanieczyszczającego aktualnie środowisko ekologiczne. zakresu. Nawóz według wynalazku P r z y k ł a d ilustrują podane niżej przykłady nie ograniczając ]ego I. Produkt odpadowy po pierwszej depolimeryzacji polikaproamidu - poliamidu 6 w postaci rozdrobnionego proszku o barwie brązowej, charakteryzuje się zawartością łącznie 42% wagowych kaprolaktamu i jego oligomerów oraz pozostałego polimeru, 9,5% wagowych azotu, 7,9% wagowych kaprolaktamu, 11,2% wagowych substancji rozpuszczalnych w wodzie, 9,1% wagowych fosforanów, 0,02% wagowych żelaza, 12,3% wagowych popiołu w temperaturze 800 C, ubytkiem masy w temperaturze C równym 2,7% wagowych, temperaturą topnienia 208 C i odczynem ph = 7,0 5%-go roztworu wodnego, zastosowano jako nawóz azotowy do odżywiania pomidora odmiany New Yorker. Doświadczenia prowadzono na podłożu w postaci torfu wysokiego odkwaszonego popiołem węgla brunatnego doprowadzając je do ph = 5, 5, wprowadzając wapń, magnez i mikroelementy, po czym nasycono podłoże fosforem i potasem do stężeń powszechnie stosowanych w ogrodnictwie. Produkt odpadowy zastosowano w takiej ilości, aby zawartość azotu w podłożu wynosiła 350 mg/l. Równocześnie dla porównania stosowano do nawożenia optymalny nawóz standardowy w postaci azotanu amonowego. Po zakończeniu doświadczenia z zastosowaniem nawozu azotowego w postaci produktu odpadowego otrzymane 4,9 części wagowych świeżej masy i 0,30 części wagowych suchej masy rośliny, przy czym w suchej masie rośliny stwierdzono: 550 ppm azotanów, 7700 ppm fosforu, ppm potasu, ppm wapnia oraz 7100 ppm magnezu. Obiekt nawożony analogiczną ilością nawozu standardowego w postaci azotanu amonowego charakteryzował się zawartością 5,7 części wagowych świeżej masy i 0,45 części wagowych suchej masy rośliny, przy czym w suchej masie zawierał 7500 ppm azotanów, 8450 ppm fosforu, ppm potasu, ppm wapnia i 9000 ppm magnezu. P r z y k ł a d II. Produkt odpadowy po drugiej depolimeryzacji polikaproamidu- -poliamidu 6 w postaci rozdrobnionego granulatu o barwie czarnej, charakteryzujący się zawartością łącznie 34% wagowych kaprolaktamu i jego oligomerów oraz pozostałego polimeru, 9,3% wagowych azotu, 5,0% wagowych kaprolaktamu, 10,7% wagowych substancji rozpuszczalnych w wodzie, 10,2% wagowych popiołu w temperaturze 800 C, ubytkiem masy w temperaturze C rówym 4,0% wagowych, temperaturą topnienia 205 C i odczynem ph = 2,5 5%-go roztworu wodnego i zawartością tlenku tytanu w ilości 2,2% wagowych, zastosowano jako nawóz azotowy do odżywiania pomidora odmiany New Yorker jak w przykładzie I. Otrzymano 4,7 części wagowych świeżej masy i 0,39 części wagowych suchej masy rośliny, przy czym w suchej masie rośliny stwierdzono obecność 550 ppm azotanów, 9000 ppm fosforu, ppm potasu, ppm wapnia i 9000 ppm magnezu.

5 P r z y k ł a d III. Ekstrakt wodny produktu odpadowego o własnościach, jak w przykładzie I charakteryzujący się zawartością azotu w ilości 7,4% wagowych w suchej masie i 0,55% wagowych w postaci płynnej, kaprolaktamu i jego oligomerów w ilości 7,3% wagowych, masą właściwą 1,021 g/cm³, zawartością fosforu w postaci suchej równą 0,77% wagowych i w postaci płynnej 0,05% wagowych i odczynem ph = 11,5, zastosowano od nawożenia pomidora odmiany New Yorker, jak w przykładzie I. Po zakończeniu doświadczenia otrzymano 5,4 części wagowych świeżej masy i 0,44 części wagowych suchej masy rośliny, przy czym w suchej masie stwierdzono obecność: ppm azotanów, 8300 ppm fosforu, ppm potasu, ppm wapnia i 8500 magnezu. P r z y k ł a d IV. Ekstrakt wodny produktu odpadowego o własnościach, jak w przykładzie II charakteryzujący się zawartością azotu w ilości 7,6% wagowych w suchej masie oraz 0,14% wagowych w postaci płynnej, kaprolaktamu i jego oligomerów w ilości 5,0% wagowych, zawartością fosforu w postaci suchej równą 6,0% wagowych i w postaci płynnej 0,11% wagowych, oraz odczynem ph = 2,6, zastosowano do nawożenia pomidora odmiany New Yorker,jak w przykładzie I. Po zakończeniu doświadczenia otrzymano 5,7 części wagowych świeżej masy i 0,47 części wagowych suchej masy rośliny, przy czym w suchej masie stwierdzono obecność 6250 ppm azotanów, 7700 ppm fosforu, ppm potasu, ppm wapnia i 8200 ppm magnezu.

6 Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.