RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (21) Numer zgłoszenia: 342211 (22) Data zgłoszenia: 02.02.1999 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: 02.02.1999, PCT/EP99/00662 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: 05.08.1999, WO99/38372, PCT Gazette nr 31/99 (19)PL (11)190643 (13) B1 (51) IntCl7 A01G 31/00 Opis patentowy przedrukowano ze względu na zauważone błędy ( 5 4 ) Sposób wytwarzania podłoża z wełny mineralnej do uprawy roślin i podłoże z wełny mineralnej do uprawy roślin (30) Pierwszeństwo: 02.02.1998,EP,98200286.7 (73) Uprawniony z patentu: ROCKWOOL INTERNATIONAL A/S, Hedehusene, DK (43) Zgłoszenie ogłoszono: 21.05.2001 BUP 11/01 (7 2) Twórcy wynalazku: Erling Lennart Hansen, Gentoffe, DK Jacob Frank De Groot, Roermond, NL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.12.2005 WUP 12/05 (75) Pełnomocnik: Iwona Sierzputowska, Sulima*Grabowska*Sierzputowska, Biuro Patentów i Znaków Towarowych PL 190643 B1 (57) 1 Sposób wytwarzania podłoża z wełny mineralnej do uprawy roślin, mającego spoistą hydrofilową matrycę z włókien wełny mineralnej związanych utwardzonym środkiem wiążącym, znamienny tym, że na włókna wełny mineralnej nanosi się żywicę fenolowo - formaldehydową i żywicę furanową jako środek wiążący, formuje się matrycę z włókien wełny mineralnej i utwardza się środek wiążący, przy czym stosuje się 1-10% wagowych środka wiążącego w przeliczeniu na masę podłoża, a ilość naniesionej żywicy furanowej wynosi 1-50% wagowych w przeliczeniu na masę naniesionego środka wiążącego. 6. Podłoże z wełny mineralnej do uprawy roślin mające spoistą hydrofilową matrycę z włókien wełny mineralnej związanych utwardzonym środkiem wiążącym, znamienne tym, że utwardzony środek wiążący składa się z utwardzonej żywicy fenolowo-formaldehydowej i żywicy furanowej, zawartość środka wiążącego wynosi 1-10% wagowych w przeliczeniu na masę podłoża, a zawartość żywicy furanowej wynosi 1-50% wagowych w przeliczeniu na masę naniesionego środka wiążącego, przy czym pod ciśnieniem -21,1 hpa podłoże ma zdolność zachowywania wody co najmniej 15% objętościowych, korzystnie co najmniej 20% objętościowych, a zwłaszcza 15-40% objętościowych, a pod ciśnieniem -9,8 hpa podłoże ma zdolność zachowywania wody co najmniej 70% objętościowych, korzystnie co najmniej 75% objętościowych, korzystniej 70-95% objętościowych, a zwłaszcza 75-90% objętościowych.
2 190 643 Sposób wytwarzania podłoża z wełny mineralnej do uprawy roślin i tak otrzymane podłoże z wełny mineralnej do uprawy roślin Zastrzeżenie patentowe 1 Sposób wytwarzania podłoża z wełny mineralnej do uprawy roślin, mającego spoistą hydrofitową matrycę z włókien wełny mineralnej związanych utwardzonym środkiem wiążącym, znamienny tym, że na włókna wełny mineralnej nanosi się żywicę fenolowo-for maldehydową i żywicę furanową jako środek wiążący, formuje się matrycę z włókien wełny mineralnej i utwardza się środek wiążący, przy czym stosuje się 1-10% wagowych środka wiążącego w przeliczeniu na masę podłoża, a ilość naniesionej żywicy furanowej wynosi 1-50% wagowych w przeliczeniu na masę naniesionego środka wiążącego. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nanosi się najpierw żywicę fenolowo-for maldehydową, a następnie żywicę furanową. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że żywicę fenolowo-for maldehydowąi żywicę furanową nanosi się z użyciem oddzielnych dysz i/lub kół wirujących. 4. Sposób według zastrz. 1albo zastrz. 2, znamienny tym, że ilość naniesionej żywicy furanowej wynosi 1-50% wagowych, korzystnie 5-40% wagowych, a korzystniej 10-30% wagowych w przeliczeniu na naniesiony środek wiążący. 5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że ilość naniesionej żywicy furanowej wynosi 1-50% wagowych, korzystnie 5-40% wagowych, a korzystniej 10-30% wagowych w przeliczeniu na naniesiony środek wiążący. 6. Podłoże z wełny mineralnej do uprawy roślin mające spoistą hydrofilową matrycę z włókien wełny mineralnej związanych utwardzonym środkiem wiążącym, znamienne tym, że utwardzony środek wiążący składa się z utwardzonej żywicy fenolowo-formaldehydowej i żywicy furanowej, zawartość środka wiążącego wynosi 1-10% wagowych w przeliczeniu na masę podłoża, a zawartość żywicy furanowej wynosi 1-50% wagowych w przeliczeniu na masę naniesionego środka wiążącego, przy czym pod ciśnieniem -21,1 hpa podłoże ma zdolność zachowywania wody co najmniej 15% objętościowych, korzystnie co najmniej 20% objętościowych, a zwłaszcza 15-40% objętościowych, a pod ciśnieniem -9,8 hpa podłoże ma zdolność zachowywania wody co najmniej 70% objętościowych, korzystnie co najmniej 75% objętościowych, korzystniej 70-95% objętościowych, a zwłaszcza 75-90% objętościowych. * * * Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania podłoża z wełny mineralnej do uprawy roślin i podłoże z wełny mineralnej do uprawy roślin. Podłoża do uprawy roślin mogą mieć postać wkładów pasujących do otworów w tacy, klocków owiniętych folią wokół powierzchni, na których się je ustawia, płyt opakowanych w tworzywo sztuczne lub granulatu. Znane podłoża z wełny mineralnej do uprawy roślin są oparte na spoistej matrycy z wełny mineralnej, w której włókna wełny mineralnej są wzajemnie połączone utwardzonym środkiem wiążącym, którym jest zwykle żywica fenolowo-formaldehydowa. Przy stosowaniu tego typu środków wiążących matryca z wełny mineralnej musi zawierać tak zwany środek zwilżający w celu nadania hydrofobowej matrycy z wełny mineralnej właściwości hydrofilo wych. Dzięki temu we względnie krótkim czasie matryca może absorbować wodę w ilości aż do poziomu nasycenia. Taki typ znanych podłoży do uprawy roślin z właściwościami hydrofi lowymi nadanymi dzięki zastosowaniu środka zwilżającego ujawniono np. w brytyjskim zgłoszeniu patentowym GB-A-1 336 426. Zastosowanie środków zwilżających, a zwłaszcza Tritonu (nazwa handlowa) ma kilka wad. Jedną z wad jest to, że Triton może wykazywać działanie toksyczne i jest wypłukiwany z podłoża do uprawy roślin po pewnym okresie przepływania
190 643 3 przez to podłoże do uprawy roślin roztworu odżywiającego. Oznacza to, że po pewnym czasie środek zwilżający zostaje usunięty z matrycy z wełny mineralnej, toteż po zmniejszeniu się ilości wody ponowne nawilżenie hydrofitowego podłoża do uprawy roślin będzie trudne, o ile nie niemożliwe, ponieważ straci ono właściwości hydrofilowe. W publikacji WO 97/07664 ujawniono hydrofilowe podłoże do uprawy roślin, któremu nadano właściwości hydrofilowe dzięki zastosowaniu żywicy furanowej jako środka wiążącego. Zastosowanie żywicy furanowej pozwala zrezygnować z zastosowania środka zwilżającego. Tak więc te znane hydrofilowe podłoża do uprawy roślin nie wykazują wad związanych z zastosowaniem środka zwilżającego, a w szczególności Tritonu. Wadą stosowania żywicy furanowej jako środka wiążącego w spoistej matrycy z włókien wełny mineralnej do wytwarzania podłoża do uprawy roślin jest to, że żywica furanowa jest dość kosztowna. Tak więc zastosowanie takich hydrofilowych podłoży do uprawy roślin z utwardzoną żywicą furanową jako środkiem wiążącym jest mało ekonomiczne. W publikacji WO 97/07664 ujawniono, że żywicę furanową może stanowić kopolimer furanu jako monomeru i innych monomerów, takich jak formaldehyd i fenol. Formaldehyd i fenol można stosować w ilościach do 50%, a przykładowo w ilości 5-10%. Chociaż doniesiono, że stosowanie tych monomerów pozwala na uzyskiwanie pożądanego charakteru hydrofilowego, stwierdzono, że kontrola polimeryzacji monomerów furanowych z jednej strony i formaldehydu i fenolu z drugiej jest niedostateczna, toteż konieczne są kosztowne instalacje lub skomplikowane receptury dla uzyskania hydrofilowego podłoża do uprawy roślin. Wynikiem takiego złożonego procesu wytwarzania jest dość drogie hydrofilowe podłoże do uprawy roślin. Celem wynalazku było dostarczenie hydrofilowego podłoża do uprawy roślin nie wykazującego wad związanych ze stosowaniem środka zwilżającego albo stosowaniem żywicy furanowej lub kopolimeru furanu, fenolu i formaldehydu. Wynalazek jest oparty na odkryciu, że gdy włókna wełny mineralnej połączy się z żywicą fenolowo-formaldehydową i żywicą furanową, to jest dwiema odrębnymi żywicami poli merycznymi, a nie jednym żywicowym kopolimerem, uzyskuje się właściwości hydrofilowe bez stosowania środka zwilżającego i z użyciem stosunkowo małej ilości żywicy furanowej względem ilości żywicy fenolowo-formaldehydowej. Tak więc wynalazek dostarcza sposób wytwarzania podłoża z wełny mineralnej do uprawy roślin mającego spoistą hydrofilową matrycę z włókien wełny mineralnej związanych utwardzonym środkiem wiążącym, charakteryzujący się tym, że na włókna wełny mineralnej nanosi się żywicę fenolowo-formaldehydową i żywicę furanową jako środek wiążący, formuje się matrycę z włókien wełny mineralnej i utwardza się środek wiążący, przy czym stosuje się 1-10% wagowych środka wiążącego w przeliczeniu na masę podłoża, a ilość naniesionej żywicy furanowej wynosi 1-50% wagowych w przeliczeniu na masę naniesionego środka wiążącego. Korzystnie nanosi się najpierw żywicę fenolowo-formaldehydową, a następnie żywicę furanową. Korzystnie żywicę fenolowo-formaldehydową i żywicę furanową nanosi się z użyciem oddzielnych dysz i/lub kół wirujących. Korzystnie ilość naniesionej żywicy furanowej wynosi 1-50% wagowych, korzystnie 5-40% wagowych, a korzystniej 10-30% wagowych w przeliczeniu na naniesiony środek wiążący. Wynalazek dostarcza podłoże z wełny mineralnej do uprawy roślin mające spoistą hydrofilową matrycę z włókien wełny mineralnej związanych utwardzonym środkiem wiążącym, charakteryzujące się tym, że utwardzony środek wiążący składa się z utwardzonej żywicy fenolowo-formaldehydowej i żywicy furanowej, zawartość środka wiążącego wynosi 1-10% wagowych w przeliczeniu na masę podłoża, a zawartość żywicy furanowej wynosi 1-50% wagowych w przeliczeniu na masę naniesionego środka wiążącego, przy czym pod ciśnieniem -21,1 hpa podłoże ma zdolność zachowywania wody co najmniej 15% objętościowych, korzystnie co najmniej 20% objętościowych, a zwłaszcza 15-40% objętościowych, a pod ciśnieniem -9,8 hpa podłoże ma zdolność zachowywania wody co najmniej 70% objętościowych, korzystnie co najmniej 75% objętościowych, korzystniej 70-95% objętościowych, a zwłaszcza 75-90% objętościowych.
4 190 643 Podłoża do uprawy roślin według wynalazku zawierają spoistą matrycę z wełny mineralnej. Jako wełnę mineralną można stosować wełnę skalną, watę szklaną i/lub watę żużlową. Takie matryce wytwarza się stosując znane metody wytwarzania, które zależą tylko od wyjściowej wełny. Na podłoża dla roślin według wynalazku można użyć spoistej matrycy z wełny mineralnej. Spójność uzyskuje się utwardzając naniesioną wiążącą żywicę furanowątak, że poszczególne włókna zostają ze sobą połączone mechanicznie. Jednakże należy zauważyć, że podłoże do uprawy roślin może się składać z tak zwanego granulatu mającego postać płatków wełny mineralnej zawierających pewną liczbę włókien i mających rozmiar cząstek 0,2-5 cm. W kontekście wynalazku charakter hydrofilowy oznacza, że woda ulega absorpcji w znacznym stopniu/znacznej ilości, co można zmierzyć w tak zwanym teście zatapiania w wodzie, do której nie dodaje się żadnego środka powierzchniowo czynnego, przy czym na podłoże nie działa się żadną siłą mechaniczną. Należy zauważyć, że przy braku środka zwilżającego podłoże do uprawy roślin według wynalazku ma dobre właściwości (hydrofilowe) z punktu widzenia wzrostu roślin. W teście zatapiania czas zatapiania hydrofilowego podłoża do uprawy roślin według wynalazku jest ogólnie krótszy niż 1minuta, zwłaszcza krótszy niż 30 s, a korzystnie i najczęściej wynosi 5-25 s. Gęstość hydrofilowego podłoża do uprawy roślin według wynalazku można regulować i zależy ona od gęstości podłoża do uprawy roślin bezpośrednio przed utwardzeniem wiążącej mieszaniny żywicy fenolowo-formaldehydowej i żywicy fiiranowej. Ta gęstość wynosi zazwyczaj od 10 kg/m3 do 150 kg/m3, a praktycznie 30-100 kg/m3, np. 40-70 kg/m3. Przez żywice fenolowe rozumie się grupę opartych na fenolu żywic, np. żywicę feno lowo-formaldehydową i fenolowo-mocznikowo-formaldehydową, opisane np. w Knop i Pilato, Phenolic resins. Springer Verlag 1985. Żywice fenolowo-formaldehydowe są dobrze znane jako termoutwardzalne środki wiążące. Preparat żywicy można stosować w postaci niespolimeryzowanej lub częściowo spolimeryzowanej. Preparat żywicy rozpylony w strumieniu gazu po zetknięciu się z włóknami mineralnymi osadza się na nich i utwardza się pod działaniem temperatury, dzięki czemu włókna wełny mineralnej ulegają wzajemnemu połączeniu tą utwardzoną żywicą. Żywica fenolowo-formaldehydową zawiera zarówno fenol, jak i formaldehyd w stosunku molowym 1:2,8 lub większym, takim jak do 1:6. Ogólnie ilość formaldehydu przewyższa ilość stechiometiyczną, tak jak przy stosunku 1:3,1 do 1:5, np. 1:3,6. Nadmiar formaldehydu pozwala uniknąć możliwości pozostawania fenolu w postaci gazowej w strumieniu gazu i emisji do środowiska po rozpyleniu preparatu żywicy i odparowaniu obecnej w nim wody. Mocznik jest obecny jako dodatek zapewniąjacy optymalną polimeryzację. Preparat żywicy zwykle zawiera także amoniak w celu związania nadmiaru formaldehydu względem fenolu. W razie potrzeby emisję amoniaku można znacząco zmniejszyć neutralizując amoniak w preparacie żywicy z użyciem związku cukrowego. Związek cukrowy można dodać zanim środek wiążący jest gotowy do stosowania, nawet przed dodaniem amoniaku. Zgodnie z jedną z procedur wytwarzania związek cukrowy dodaje się przed rozpyleniem preparatu żywicy, co pozwala na uniknięcie, dzięki reakcji amoniaku ze związkiem cukrowym, końcowej neutralizacji amoniaku i osłabienia jego funkcji jako stabilizatora żywicy. Możliwe jest także dodawanie związku cukrowego podczas wytwarzania żywicy. Preparat żywicy staje się w końcu nietrwały i nieodpowiedni do stosowania jako środek wiążący dla wełny mineralnej. Proponuje się, aby związek cukrowy i/lub amoniak dodawać do preparatu żywicy w odpowiednim czasie przed naniesieniem preparatu żywicy na wełnę mineralną. Związek cukrowy, a ogólnie preparat cukrowy, może zawierać dowolny odpowiedni związek cukrowy, o ile tylko ten związek cukrowy wejdzie w reakcję z amoniakiem i nie zahamuje zbytnio działania preparatu żywicy. Do odpowiednich związków cukrowych należą aldozy i ketozy, takie jak monosacharydy, np. glukoza i fruktoza, disacharydy, takie jak sacharoza, maltoza i laktoza, oligosacharydy, takie jak syrop, a w szczególności syrop glukozowy i fruktozowy, oraz polisacharydy, a zwłaszcza polisacharydy rozpuszczalne w wodzie, takie jak dekstryna i skrobia. Należy zauważyć, że preparaty cukrowe mogą zawierać jeden lub
190 643 5 większą liczbę tych związków cukrowych. Preparaty cukrowe mogą mieć postać substancji stałej, dyspersji lub, korzystnie, roztworu wodnego. Możliwe jest dzięki temu optymalne zmieszanie z wodnym preparatem żywicy. Jeśli jest to pożądane, preparat żywicy może zawierać dodatki umożliwiające optymalną polimeryzację, takie jak amidy, a zwłaszcza mocznik. W przypadku mocznika należy jednak zauważyć, że nie ma on wpływu na efekt wiązania amoniaku przez cukier, zgodnie z wynalazkiem, ponieważ emisja amoniaku nie spada w znacznym stopniu. Żywice furanowe, które stosuje się zgodnie z wynalazkiem pochodzą z polimeryzacji co najmniej cząsteczki furanu o ogólnym wzorze. W tym ogólnym wzorze A i B oznaczają grupy polimeryzowalne. W wyniku polimeryzacji powstają cząsteczki dimeryczne, oligomeryczne i polimeryczne, w których pierścieniowa struktura furanu jest oddzielona od co najmniej jednej innej struktury furanu grupą A i/lub B. Ponadto pierścień furanowy może być mniej nienasycony, to znaczy może zawierać tylko jedno podwójne wiązanie węgiel-węgiel w pozycjach 2, 3 lub 4 struktury pierścieniowej lub nawet nie zawierać go wcale. Polimeryzowalne grupy A i B można wybrać spośród atomu wodoru, grup C1-C10-alkilowych, wielopodstawionych rodników winylowych, wielopodstawionych grup aromatycznych, ketonów, bezwodników, wielopodstawionego furfurylu, hydroksyli, aldehydów, kwasów karboksylowych, estrów, amin, imin, alkinów, halogenków alkili, halogenków aromatycznych, halogenków olefinowych, eterów, tioli, sulfidów, nitryli, grup nitrowych, sulfonów, kwasów sulfonowych i ich mieszanin. Tak więc powtarzające się grupy w produkcie otrzymanym przez polimeryzację obejmują furan, furfural, alkohol furfurylowy, 5-hydroksymetylo-2-furanokarboksyaldehyd, 5-metylo- 2-furanokarboksyaldehyd, pirośluzian 2-winylu, pirośluzian 5-metylo-2-winylu; pirośluzian 5- t-butylo-2-winylu, metakrylan 2-furfiirylu, metylometakiylan 2-fiirfiirylu, 2-winylofuran, 5-me tylo-2-winylofuran, 2-(2-propyleno)furan (lub 2-metylowinylidenofuran), 5-metylo-2-metylo winylidenofuran; furfurylidenoaceton, 5-metylo-2-furfuryliden, aceton, 2-winylotetrahy drofiiran, 2-fiirylooksiran, 5-metylo-2-furylooksiran, eter furfurylowo-winylowy, eter 5-metylo furfurylowo-winylowy, keton winylowo-2-furylowy, bis-2,5-karboksyaldehydofiiran, bis-2,5-hy droksymetylofuran, furanoakrylan 5-hydroksymetylo-2-etylu, kwas 2,5-furanodikarbo ksylowy, dichlorek dikwasu 2,5-furanowego, ester dimetylowy kwasu 2,5-furanodikarbo ksylowego, 2,5-furanometyloaminę, 5-karboksy-2-furanoaminę, 5-(ester metylowy)-2-furano aminę, bis-(2,5-metylenoizocyjaniano)furan, bis(2,5-izocyjaniano)fiiran, 2-izocyjanian furylu i 2-metylenoizocyjanian furylu. Korzystna jest żywica furanowa oparta na alkoholu furylowym. Żywice furanowe można stosować jako koncentrat lub w postaci rozcieńczonej odpowiednim rozpuszczalnikiem, takim jak woda. Zawartość subtancji stałych w kompozycji żywicy furanowej przy wytryskiwaniu może wynosić od 1% wagowych, ogólnie mniej niż 40% wagowych, np. 2-30% wagowych, tak jak 5-20% wagowych. Odpowiednią wiążącą żywicą furanową jest żywica typu Farez M (TM) z QO-Chemicals. Żywicę furanową można wytworzyć przez polimeryzację, taką jak poliaddycja lub poli kondensacja. Takie rodzaje polimeryzacji są znane. W celu obniżenia lepkości stosowanego preparatu polimerycznego można użyć współ rozpuszczalnika. Odpowiednimi współrozpuszczalnikami są organiczne mono-, di- i polikwasy, takie jak kwas lewulinowy i kwas maleinowy. Współrozpuszczalniki można stosować w ilości do 15% wagowych, np. 2-10% wagowych lub zazwyczaj 4-8% wagowych. W celu utwardzenia żywicy furanowej kompozycja żywicy furanowej może zawierać katalizator. Przykładami są nieorganiczne i organiczne kwasy, takie jak kwas chlorowodorowy lub kwas maleinowy. Innymi przykładami katalizatorów są katalizatory Friedela-Crafitsa,
6 190 643 takie jak chlorek glinu. Innymi przykładami są sole kwasów nieorganicznych i organicznych, takie jak siarczan amonu, azotan amonu i sól mocznika i kwasu toluenosulfonowego. W zależności od typu katalizatora można go stosować w ilości do 20% wagowych, zazwyczaj 1-15% wagowych, a korzystnie 8-10% wagowych. W celu polepszenia spójności przy wiązaniu z powierzchnią włókna lub materiałem włóknistym można dodawać środek sprzęgający. Przykładami środków sprzęgających są silany albo tytaniany lub cyrkoniany organiczne. Przykładami odpowiednich silanowych środków sprzęgających sąn-metylo-3-ammopropylo-trimetoksysilan i 3-aminopropylotrietoksysilan. Ponadto w kompozycji żywicy furanowej można stosować środki powierzchniowo czynne i wypełniacze. W celu uniknięcia tworzenia się pyłu podczas wytwarzania podłoża dla roślin i manipulacji minerałem można dodać hydrofobowego oleju, przy czym utworzone podłoże zachowuje właściwości hydrofilowe. Środek wiążący zawierający żywicę fenolowo-formaldehydową i żywicę furanową, obie w postaci odrębnych polimerów, nanosi się na włókna wełny mineralnej po utworzeniu i w czasie unoszenia w powietrzu. Ten środek wiążący nanosi się w takiej ilości, że zawartość żywicy w podłożu do uprawy roślin wynosi około 1-10% wagowych, np. 1,5-5% wagowych, a zwłaszcza 2-3,5% wagowych. Korzystnie najpierw dodaje się żywicę fenolowo-formaldehydową, a następnie żywicę furanową. W ten sposób unika się pokrywania w znacznym stopniu żywicy furanowej, naniesionej na włókna wełny mineralnej, żywicą fenolowo-formaldehydową. Zatem całą ilość tej żywicy furanowej można wykorzystać zasadniczo tylko dla nadania właściwości hydrofitowych przez wystawienie na jej działanie. Ponieważ żywica furanowa wywiera jednocześnie działanie wiążące i zwiększające wytrzymałość, ilość żywicy fenolowoformaldehydowej można zmniejszyć. Ilość żywicy furanowej jest zazwyczaj taka, by podłożu do uprawy roślin nadać żądane właściwości hydrofilowe. Ogólnie z żywicą fenolowo-formaldehydową można łączyć dowolną ilość żywicy furanowej dopuszczalną względami ekonomicznymi. Zwykle ilość żywicy furanowej wynosi 1-50% łącznej ilości zastosowanego środka wiążącego. Korzystnie ilość żywicy furanowej wynosi 5-40%, a korzystniej 10-30% zastosowanego środka wiążącego. Resztę stanowi żywica fenolowo-formaldehydowa. Gdy korzystne jest nanoszenie żywicy fenolowo-formaldehydowej jako pierwszej i oddzielnie od żywicy furanowej, obie żywice można nanosić przez odrębne dysze i/lub odrębne koła wirujące (patrz między innymi WO 95/14135). Gdy stosuje się odrębne dysze, żywicę fenolowo-formaldehydową nanosi się z użyciem dysz znajdujących się przed dyszami nanoszącymi żywicę furanową. Gdy stosuje się koła wirujące, żywicę fenolowo-formaldehydową nanosi się z użyciem kół wirujących innych niż koła wirujące, z użyciem których nanosi się żywicę furanową, lecz w taki sposób, aby otrzymać żądane i optymalne właściwości hydrofiłowe. Oczywiście żywicę fenolowo-formaldehydową i żywicę furanową można nakładać z użyciem kombinacji dysz i/lub wirujących kół. Właściwości hydrofilowe można dobierać w zależności od potrzeb i ten dobór jest w dużym stopniu podyktowany względami ekonomicznymi. Właściwości hydrofilowe można określić w wyżej opisanym teście zatapiania lub można je określić jako ilość wody zatrzymaną przez podłoże do uprawy roślin pod ciśnieniem ssącym podawanym w centymetrach słupa wody. Korzystnie zdolność zatrzymywania wody przez hydrofilowe podłoże do uprawy roślin według wynalazku wynosi pod ciśnieniem ssącym -21,5 cm słupa wody co najmniej 15% objętościowych. Korzystnie hydrofilowe właściwości są wyższe, a zdolność zatrzymywania wody wynosi co najmniej 20% objętościowych. Ogólnie, zdolność zatrzymywania wody pod ciśnieniem ssącym -21,5 cm słupa wody mieści się w zakresie 15-40% objętościowych. Zdolność zatrzymywania wody wynosi, ewentualnie dodatkowo pod ciśnieniem ssącym -10 cm słupa wody, co najmniej 70% objętościowych, a korzystnie co najmniej 75% objętościowych. Zdolność zatrzymywania wody przy -10 cm słupa wody mieści się ogólnie w zakresie 70-95% objętościowych, a zwłaszcza w zakresie 75-90% objętościowych.
190 643 7 Te wartości zdolności zatrzymywania wody są wyższe niż w przypadku tradycyjnego hydrofitowego podłoża do uprawy roślin zawierającego środek zwilżający i żywicę fenolowo- - formaldehydową. Tak więc takie podłoża do uprawy roślin zawierają w podobnych warunkach większą ilość zaadsorbowanej wody, a więc są mniej wrażliwe na warunki obniżonej ilości wody. Przedmiotem wynalazku jest także hydrofilowe podłoże do uprawy roślin wytwarzane wyżej ujawnionym sposobem. Mimo częściowego usunięcia tradycyjnie stosowanej żywicy fenolowo-formaidehydowej i zastąpienia jej żywicą furanową, hydrofilowe podłoże do uprawy roślin według wynalazku ma takie właściwości fizyczne (gęstość, wytrzymałość na zginanie i wytrzymałość na ściskanie), że nadaje się do stosowania w identycznych warunkach manipulacji, transportu i wzrostu roślin, jak tradycyjne podłoża do uprawy roślin. Poniższy przykład ilustruje użyteczność hydrofitowego podłoża do uprawy roślin według wynalazku, zawierającego kombinację żywicy fenolowo-formaidehydowej (jako polimeru) i żywicy furanowej (jako polimeru). Żywica furanowa nadaje właściwości hydrofitowe, które zostają zachowane w warunkach wzrostu roślin i w warunkach przepływania pożywki, ponieważ żywica furanowa jest zasadniczo nieodwracalnie związana z włóknami wełny mineralnej, na których została utwardzona. Stosunkowo mała ilość żywicy furanowej względem żywicy fenolowo-formaidehydowej obniża koszty wytwarzania, przy uniknięciu stosowania środka zwilżającego. Przykład. W znany sposób wytworzono podłoże do uprawy roślin o gęstości około 75 kg/m3. Na unoszone w powietrzu włókna wełny mineralnej naniesiono żywicę fenolowo- -formaldehydową przed dyszą nanoszącą żywicę furanową na te unoszone w powietrzu włókna wełny mineralnej. Ilość naniesionej żywicy fiiranowej stanowiła 20% łącznej ilości naniesionego środka wiążącego, a ilość żywicy fenolowo-formaidehydowej stanowiła 80% naniesionego środka wiążącego. Łączna ilość naniesionego środka wiążącego wynosiła około 2,3% wagowych w przeliczeniu na masę podłoża do uprawy roślin. W piecu do utwardzania środek wiążący złożony z żywicy fenolowo-formaidehydowej i żywicy furanowej uległ utwardzeniu. Po utwardzeniu podłoże z wełny mineralnej według wynalazku poddano badaniom gęstości, wytrzymałości na zginanie, wytrzymałości na ściskanie, strat przy prażeniu i zdolności zachowywania wody. Zbadano także właściwości hydrofilowe w teście zatapiania. Dla celów porównawczych wytworzono podłoże do uprawy roślin znane ze stanu techniki, stosując jedynie żywicę fenolowo-formaldehydową w ilości około 2,3% wagowych i 0,03-0,07% wagowych Tritonu. Wytrzymałość na zginanie określono z użyciem podłoża do uprawy roślin o długości 1 m i szerokości 15 cm, podtrzymywanego na 10 i 90 cm. Zginanie określono umieszczając obciążenie 500 g na środku i określając wielkość ugięcia podłoża. Moduł elastyczności określono w standardowych warunkach testowania na próbce testowej 25x25x7,5 cm, na świeżo (po 1 godzinie w roztworze odżywczym) i po 25 dniach w roztworze odżywczym. Właściwości zdolności zachowywania wody określono stosując standardowy aparat do testowania dla określenia krzywej pf. Pierwsze doświadczenia z uprawą roślin wykazały dobry i obiecujący wzrost i zbiory w przypadku warzyw i ciętych kwiatów.
8 190 643 Właściwości Podłoże do uprawy roślin według wynalazku Znane podłoże do uprawy roślin Gęstość (kg/m3) 77 ± 2 73 ± 2 Wytrzymałość na zginanie (mm) 5 ± 1 6 ± 1 Moduł elastyczności (N/cm2) po 1 godzinie 23 ± 2 21 ± 5 Po 25 dniach 17 ± 1 15 ± 0 Strata przy prażeniu (% m/m) 2,0 ±0,1 2,2 ±0,1 Zdolność zachowywania wody (% objętościowych) Nasycenie (-3,25 cm) 92 ± 0 90 ± 1-10 cm 89 ± 1 61 ± 1-21,25 cm 23 ± 1 12 ± 0 Test zatapiania (s) 15 ± 2 12± 3 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.