DE69917752T2

DE69917752T2 - Verfahren zur herstellung eines pflanzenzuchtsubstrats aus mineralwolle, und damit erhaltenes substrat

Info

Publication number: DE69917752T2
Application number: DE69917752T
Authority: DE
Inventors: Erling Lennart Hansen; Jacob Frank De Groot
Original assignee: Rockwool International AS
Current assignee: Rockwool AS
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: AU3252299A; EP1059837B1; EP1059837A1; US6562267B1; CA2319827A1; PL190643B1; WO1999038372A1; SK285591B6; CZ20002826A3; SK11352000A3; ES2222716T3; EP0933021A1; CZ296569B6; CA2319827C; PL342211A1; DE69917752D1; JP2002501724A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Pflanzenzuchtsubstrats aus Mineralwolle und das erhältliche Pflanzenzuchtsubstrat aus Mineralwolle.
Pflanzenzuchtsubstrate können die Form von Pfropfen, die im Loch einer Schale untergebracht werden können, von Würfeln, die eine Folie um ihre Standseitenflächen herum aufweisen, von mit Kunststoff umwickelten Platten oder von Granulat aufweisen.
Herkömmliche Pflanzenzuchtsubstrate aus Mineralwolle beruhen auf einer zusammenhängenden Matrix aus Mineralwolle, wobei die Mineralwollefasern durch ein gehärtetes Bindemittel miteinander verbunden sind, bei dem es sich im Allgemeinen um ein Phenol-Formaldehyd-Harz handelt. Aufgrund der Verwendung dieser Art von Bindemitteln muss die Matrix aus Mineralwolle mit einem sogenannten Benetzungsmittel versehen werden, um der hydrophoben Mineralwollematrix hydrophile Eigenschaften zu verleihen. Das heißt, die Matrix kann in einer relativ kurzen Zeitspanne Wassermengen bis zur Sättigung absorbieren. Diese Art herkömmlicher Pflanzenzuchtsubstrate, die durch die Verwendung eines Benetzungsmittels mit hydrophilen Eigenschaften versehen ist, ist beispielsweise in der GB-A-1 336 426 offenbart. Die Verwendung von Benetzungsmitteln, insbesondere mit der Handelsbezeichnung Triton, weist mehrere Nachteile auf. Ein Nachteil ist, dass Triton toxische Auswirkungen haben kann und nach einem Zeitraum des Spülens von Nährlösung durch das Pflanzenzuchtsubstrat aus den Pflanzenzuchtsubstraten ausgelaugt wird. Dies bedeutet, dass im Lauf der Zeit das Benetzungsmittel aus der Matrix aus Mineralwolle entfernt wird, so dass es nach einer Verarmung an Wasser schwierig, falls nicht unmöglich ist, das hydrophile Pflanzenzuchtsubstrat wieder nass zu machen, da es seine hydrophilen Eigenschaften verloren hat.
Die WO 97/07664 offenbart ein hydrophiles Pflanzenzuchtsubstrat, das seine hydrophilen Eigenschaften aus der Verwendung eines Furan-Harzes als Bindemittel erhalten hat. Die Verwendung eines Furan-Harzes gestattet das Weglassen der Verwendung eines Benetzungsmittels. Demgemäß leidet dieses bekannte hydrophile Pflanzenzuchtsubstrat nicht an den Nachteilen, die mit der Verwendung eines Benetzungsmittels, insbesondere von Triton, verbunden sind. Ein Nachteil der Verwendung eines Furan-Harzes als Bindemittel für eine zusammenhängende Matrix aus Mineralwollefasern für ein Pflanzenzuchtsubstrat besteht darin, dass das Furan-Harz relativ teuer ist. Demgemäß ist die Verwendung dieser hydrophilen Pflanzenzuchtsubstrate mit einem gehärteten Furan-Harzbindemittel weniger wirtschaftlich.
Es ist in der WO 97/07664 offenbart, dass das Furan-Harz aus einem Copolymer des Furanmolekül-Monomers und anderen Monomeren, wie Formaldehyd und Phenol, bestehen kann. Formaldehyd und Phenol können in Mengen bis zu 50% verwendet werden und sind in Beispielen in einer Menge von 5–10% angegeben. Obwohl berichtet wird, dass unter Verwendung dieser Monomere der hydrophile Charakter im gewünschten Sinn angepasst werden kann, findet man, dass es keine ausreichende Steuerung der Polymerisation der Furan-Monomere einerseits und des Formaldehyds und Phenols andererseits gibt, so dass teure Ausrüstungen oder schwierige Formulierungsrezepte für den Erhalt eines hydrophilen Pflanzenzuchtsubstrats erforderlich sind. Das komplizierte Herstellungsverfahren hat relativ teure hydrophile Pflanzenzuchtsubstrate zum Ergebnis.
Ziel der Erfindung ist es, ein hydrophiles Pflanzenzuchtsubstrat bereitzustellen, das nicht an den Nachteilen bezüglich der Verwendung eines Benetzungsmittels oder dem Nachteil der Verwendung eines Furan-Harzes oder eines Copolymers von Furan und Phenol-Formaldehyd leidet.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Befund, dass, wenn Mineralwollefasern mit einem Phenol-Formaldehyd-Harz versehen werden und mit einem Furan-Harz versehen werden, d. h. mit zwei getrennten Harzpolymeren und nicht mit einem einzigen Harzcopolymer, hydrophile Eigenschaften ohne die Verwendung eines Benetzungsmittels und unter Verwendung einer relativ geringen Menge an Furan-Harz mit Bezug auf das Phenol-Formaldehyd-Harz erhältlich sind.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Pflanzenzuchtsubstrats aus Mineralwolle bereit, das eine zusammenhängende hydrophile Matrix aus Mineralwollefasern umfasst, die durch ein gehärtetes Bindemittel verbunden sind, welches die Schritte umfasst:

i. Bereitstellen von Mineralwollefasern;
ii. Aufbringen eines Phenol-Formaldehyd-Harzes und eines Furan-Harzes als Bindemittel auf die Mineralwollefasern;
iii. Bilden einer Matrix aus den Mineralwollefasern; und
iv. Härten des Bindemittels.

Die Pflanzenzuchtsubstrate gemäß der Erfindung umfassen eine zusammenhängende Matrix aus Mineralwolle. Als Mineralwolle können Steinwolle, Glaswolle und/oder Schlackenwolle verwendet werden. Diese Matrizes werden unter Verwendung herkömmlicher Produktionsverfahren hergestellt, die nur von der Ausgangswolle abhängen.
Für die Pflanzensubstrate gemäß der Erfindung kann eine zusammenhängende Matrix aus Mineralwolle verwendet werden. Der Zusammenhang wird erhalten, indem man das aufgebrachte Furan-Harz härtet, so dass die Fasern mechanisch miteinander verbunden werden. Jedoch wird angemerkt, dass das Pflanzenzuchtsubstrat aus einem sogenannten Granulat bestehen kann, das die Form von Mineralwolleflocken aufweist, die eine Anzahl von Fasern umfassen und eine Teilchengröße von 0,2–5 cm aufweisen.
Hydrophiler Charakter bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass Wasser in einem beträchtlichen Ausmaß/einer beträchtlichen Menge absorbiert wird, die in dem sogenannten Versenkungstest in Wasser gemessen werden kann, dem keinerlei Tensid zugesetzt wird oder bei dem keine mechanische Kraft auf das Substrat angewendet wird. Es wird angemerkt, dass das Pflanzenzuchtsubstrat der vorliegenden Erfindung ohne den Einschluss eines Benetzungsmittels gute (hydrophile) Pflanzenzucht-Eigenschaften aufweist. Im Versenkungstest ist die Versenkungszeit des hydrophilen Pflanzenzuchtsubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen weniger als 1 Minute, insbesondere weniger als 30 Sekunden und bevorzugt und meistens im Bereich von 5–25 Sekunden.
Die Dichte des hydrophilen Pflanzenzuchtsubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung ist einstellbar und hängt von der Dichte des Pflanzenzuchtsubstrats, unmittelbar bevor die Bindemittel-Mischung aus Phenol-Formaldehyd-Harz und Furan-Harz gehärtet wird, ab. Die Dichte liegt im Allgemeinen im Bereich von 10 kg/m³ bis 150 kg/m³ und praktisch im Bereich von 30–100 kg/m³, wie 40–70 kg/m³.
Mit phenolischen Harzen ist die Gruppe von Harzen auf Phenol-Basis gemeint, z. B. Phenol-Formaldehyd-Harze und Phenol-Harnstoff-Formaldehyd-Harze, wie sie beispielsweise in Knop und Pilato: „Phenolic resins", Springer Verlag 1985, beschrieben ist. Die Phenol-Formaldehyd-Harze sind in der Technik als wärmehärtbare Bindemittel wohlbekannt. Das Harz-Präparat kann in nichtpolymerisierter oder teilweise polymerisierter Form verwendet werden. Das Harz-Präparat wird in einen Gasstrom hinein zerstäubt und nach Kontakt mit den Mineralfasern darauf abgeschieden und durch eine Temperaturbehandlung gehärtet, wodurch die Mineralwolle-haltigen Fasern durch das gehärtete Harz miteinander verbunden werden.
Das Phenol-Formaldehyd-Harz enthält sowohl Phenol als auch Formaldehyd in einem Molverhältnis von 1 : 2,8 und mehr, wie bis zu 1 : 6. Im Allgemeinen liegt die Menge des Formaldehyds über der stöchiometrischen Menge, wie in den Verhältnissen 1 : 3,1 bis 1 : 5, beispielsweise 1 : 3,6. Der Überschuss an Formaldehyd vermeidet die Möglichkeit, dass Phenol nach Zerstäubung des Harz-Präparats und Verdampfen des darin vorhandenen Wassers in gasförmiger Form in dem Gasstrom verbleibt und in die Umgebung freigesetzt wird. Harnstoff ist als Additiv für eine optimale Polymerisation anwesend.
Das Harz-Präparat enthält im Allgemeinen auch Ammoniak für den Zweck der Bindung der überschüssigen Menge an Formaldehyd relativ zu Phenol. Falls erforderlich, kann die Ammoniak-Emission durch Neutralisation des Ammoniaks in dem Harzpräparat unter Verwendung einer Zucker-Verbindung signifikant unterdrückt werden. Die Zuckerverbindung kann zugesetzt werden, bevor das Bindemittel zur Verwendung bereit ist, selbst bevor Ammoniak zugesetzt wird. Gemäß einem Herstellungsverfahren findet die Zugabe dieser Zuckerverbindung vor dem Zerstäuben des Harz-Präparats statt, wodurch aufgrund der Reaktion von Ammoniak mit der Zuckerverbindung eine letztendliche Ammoniak-Neutralisation und dadurch Verringerung der Funktion als Harz-Stabilisator vermieden wird. Die Zugabe der Zuckerverbindung während der Harz-Herstellung ist möglich. Das Harz-Präparat wird schließlich instabil und zur Verwendung als Bindemittel für Mineralwolle ungeeignet. Es wird vorgeschlagen, dass die Zuckerverbindung und/oder der Ammoniak dem Harz-Präparat zeitlich vor der Aufbringung des Harz-Präparats auf die Mineralwolle zugesetzt wird.
Die Zuckerverbindung, im Allgemeinen ein Zucker-Präparat, kann jede geeignete Zuckerverbindung enthalten, solange die Zuckerverbindung eine Reaktion mit Ammoniak eingeht und nicht wesentlich die Wirkung des Harz-Präparats unterdrückt. Geeignete Zuckerverbindungen umfassen Aldosen und Ketosen, wie Monosaccharide, z. B. Glucose und Fructose, Disaccharide wie Saccharose, Maltose, Lactose, Oligosaccharide wie Sirup, insbesondere Glucosesirup und Fructosesirup, und Polysaccharide, insbesondere wasserlösliche Polysaccharide, wie Dextrin und Stärke. Es wird angemerkt, dass das Zucker-Präparat eine oder mehrere dieser Zuckerverbindungen enthalten kann. Das Zucker-Präparat kann aus einer festen Dispersion bestehen, ist aber bevorzugt eine Lösung in Wasser. So ist ein optimales Mischen mit dem wässrigen Harz-Präparat möglich.
Falls gewünscht, kann das Harz-Präparat Additive für eine optimale Polymerisation, wie Amide, insbesondere Harnstoff, enthalten. Mit Bezug auf Harnstoff wird jedoch angemerkt, dass dieser keine Auswirkung auf die Ammoniak-bindende Wirkung von Zucker gemäß der Erfindung aufweist, da die Emission von Ammoniak nicht wesentlich abnimmt.
Die Furan-Harze, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, basieren auf der Polymerisation mindestens eines Furan-Moleküls mit der allgemeinen Formel
In dieser allgemeinen Formel sind A und B polymerisierbare Gruppen. Aufgrund der Polymerisation werden Dimere, Oligomere und polymere Moleküle gebildet, in denen die Furan-Ringstruktur durch die Gruppe A und/oder B von mindestens einer weitere Furanstruktur getrennt ist. Weiter kann der Furanring weniger ungesättigt sein, d. h., er kann nur eine oder keine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung an der Position 2, 3 oder 4 in der Ringstruktur umfassen.
Die polymerisierbaren Gruppen A und B können aus Wasserstoff, C1-C10-Alkylgruppen, polysubstituierten Vinyl-Resten, polysubstituierten aromatischen Gruppen, Ketonen, Anhydriden, polysubstituiertem Furfuryl, Hydroxylen, Aldehyden, Carbonsäuren, Estern, Aminen, Iminen, Alkinen, Alkylhalogeniden, aromatischen Halogeniden, olefinischen Halogeniden, Ethern, Tiolen, Sulfiden, Nitrilen, Nitrogruppen, Sulfonen, Sulfonsäuren und deren Mischungen ausgewählt sein.
Demgemäß umfassen die strukturellen Gruppen in dem Produkt, das durch Polymerisation erhalten wird, Furan, Furfural, Furfurylalkohol, 5-Hydroxymethyl-2-furancarboxyaldehyd, 5-Methyl-2-furancarboxyaldehyd, Furan-2-vinylcarboxylat, 5-Methylfuran-2-vinylcarboxylat, 5-tert-Butylfuran-2-vinylcarboxylat, 2-Furfurylmethacrylat, 2-Furfurylmethylmethacrylat, 2-Vinylfuran, 5-Methyl-2-vinylfuran, 2-(2-Propylen)furan (oder 2-Methylvinylidenfuran), 5-Methyl-2-methylvinylidenfuran, Furfurylidenaceton, 5-Methyl-2-furfurylidenaceton, 2-Vinyltetrahydrofuran, 2-Furyloxiran, 5-Methyl-2-furyloxiran, Furfurylvinylether, 5-Methylfurfurylvinylether, Vinyl-2-furylketon, Bis(2,5-carboxyaldehyd)furan, Bis(2,5-hydroxymethyl)furan, 5-Hydroxymethyl-2-ethylfuranacrylat, 2,5-Furandicarbonsäure, 2,5-Furandicarbonsäuredichlorid, 2,5-Furandicarbonsäuredimethylester, 2,5-Furanmethylamin, 5- Carboxy-2-furanamin, 5-Methylester-2-furanamin, Bis(2,5-methylenisocyanat)furan, Bis(2,5-isocyanat)furan, 2-Isocyanatfuryl und 2-Methylenisocyanatfuryl.
Bevorzugt ist ein Furan-Harz auf der Basis von Furylalkohol.
Die Furan-Harze können als Konzentrat oder in verdünnter Form in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Wasser, verwendet werden. Der Feststoffgehalt in einer Furan-Harzzusammensetzung kann, wenn sie eingespritzt wird, bei 1 Gew.-% bis im Allgemeinen weniger als 40 Gew.-% liegen, z. B. 2–30 Gew.-%, wie 5–20 Gew.-%. Ein geeignetes Furan-Harzbindemittel ist der Typ Farez M (eingetragene Marke) von QO-Chemicals.
Das Furan-Harz kann durch Polymerisation gebildet werden, wie Polyadditionspolymerisation und Kondensationspolymerisation. Diese Polymerisationen sind in der Technik bekannt.
Um die Viskosität des zu verwendenden Polymerisations-Präparats zu verringern, kann ein Hilfslösungsmittel verwendet werden. Geeignete Hilfslösungsmittel sind organische Mono-, Di- und Polysäuren, wie Lävulinsäure und Maleinsäure. Hilfslösungsmittel können in einer Menge bis zu 15 Gew.-%, beispielsweise 2–10 Gew.-% oder im Allgemeinen 4–8 Gew.-% verwendet werden.
Um ein Furan-Harz zu härten, kann die Furan-Harzzusammensetzung einen Katalysator umfassen. Beispiele sind anorganische und organische Säuren, wie Chlorwasserstoffsäure und Maleinsäure. Andere Katalysator-Beispiele sind Friedel-Crafts-Katalysatoren, wie Aluminiumchlorid. Weitere Beispiele sind Salze von anorganischen und organischen Säuren, wie Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat und das Harnstoffsalz von Toluolsulfonsäure. Abhängig von der Katalysatorart können bis zu 20 Gew.-%, im Allgemeinen im Bereich von 1–15 Gew.-%, z. B. bevorzugt 8–10 Gew.-% verwendet werden.
Um die Anhaftung für die Bindung an die Faseroberfläche oder das Fasermaterial zu verbessern, kann ein Haftvermittler eingeschlossen werden. Beispiele für Haftvermittler sind Silane oder Organotitanate und Organozirconate. Beispiele für geeignete Silan-Haftvermittler sind N-Methyl-3-aminopropyltrimethoxysilan und 3-Aminopropyltriethoxysilan.
Weiter können Tenside und Streckmittel in der Furan-Harzzusammensetzung verwendet werden.
Um eine Staubbildung bei der Pflanzensubstrat-Herstellung und der Handhabung eines Minerals zu vermeiden, kann ein hydrophobes Öl zugesetzt werden, aber das gebildete Substrat behält seine hydrophilen Eigenschaften bei.
Das Bindemittel, das Phenol-Formaldehyd-Harz und Furan-Harz beide in Form von getrennten Polymeren umfasst, wird auf die Mineralwollefasern nach deren Bildung und während sie sich in der Luft befinden aufgebracht. Dieses Bindemittel wird in einer solchen Menge aufgebracht, dass der Harzgehalt des Pflanzenzuchtsubstrats etwa 1–10 Gew.-%, wie 1,5–5 Gew.-% und speziell 2–3,5 Gew.-% beträgt.
Vorzugsweise wird das Phenol-Formaldehyd-Harz zuerst aufgebracht und anschließend das Furan-Harz. Demgemäß wird vermieden, dass das Phenol-Formaldehyd-Harz das Furan-Harz, das auf die Mineralwollefasern aufgebracht wird, in einem wesentlichen Ausmaß bedeckt. So kann die Menge an Furan-Harz im Wesentlichen nur für die Bereitstellung von hydrophilen Eigenschaften bei einer Einwirkung verwendet werden. Da das Furan-Harz gleichzeitig zu den Bindungs- und Festigkeitseigenschaften beiträgt, könnte die Menge an Phenol-Formaldehyd-Harz verringert werden. Die Menge an Furan-Harz ist im Allgemeinen derart, dass sie mit den gewünschten hydrophilen Eigenschaften des Pflanzenzuchtsubstrats in Einklang steht. Allgemein kann jede Menge Furan-Harz in Kombination mit dem Phenol-Formaldehyd-Harz verwendet werden, wie es wirtschaftlich annehmbar ist. Im Allgemeinen beträgt die Menge an Furan-Harz 1–50% der Summe an aufgebrachtem Bindemittel. Vorzugsweise beträgt die Menge an Furan-Harz 5–40% und bevorzugter 10–30% des aufgebrachten Bindemittels. Der Rest ist Phenol-Formaldehyd-Harz.
Wenn es bevorzugt wird, das Phenol-Formaldehyd-Harz zuerst und getrennt von dem Furan-Harz aufzubringen, können beide Harze über getrennte Düsen aufgebracht werden und/oder über getrennte Schleuderräder aufgebracht werden (siehe unter anderem die WO 95/14135). Wenn getrennte Düsen verwendet werden, wird das Phenol-Formaldehyd-Harz durch Düsen aufgebracht, die stromaufwärts von den Düsen liegen, welche das Furan-Harz aufbringen. Wenn Schleuderräder verwendet werden, wird das Phenol-Formaldehyd-Harz auf Schleuderrädern aufgebracht, die von den Schleuderrädern verschieden sind, durch welche das Furan-Harz aufgebracht wird, aber auf solche Weise, dass die gewünschten und optimalen hydrophilen Eigenschaften erhalten werden. Offensichtlich können das Phenol-Formaldehyd-Harz und das Furan-Harz durch eine Kombination von Düsen und/oder Schleuderrädern aufgebracht werden.
Die hydrophilen Eigenschaften können wie gewünscht gewählt werden und werden in großem Maß durch wirtschaftliche Faktoren regiert. Die hydrophilen Eigenschaften können in einem Versenkungstest bestimmt werden, wie oben offenbart, oder können durch die Menge an Wasser bestimmt werden, die in dem Pflanzenzuchtsubstrat unter Saugdruck, der als Zentimeter Wassersäule-Einheiten angegeben wird, zurückgehalten wird. Vorzugsweise beträgt die Wasserrückhaltekapazität des hydrophilen Pflanzenzuchtsubstrats gemäß der Erfindung bei einem Saugdruck von –21,5 cm Wassersäule mindestens 15 Vol./Vol. Bevorzugt sind die hydrophilen Eigenschaften höher und beträgt die Wasserrückhaltekapazität mindestens 20% Vol./Vol. Im Allgemeinen liegt die Wasserrückhaltekapazität bei einem Saugdruck von –21,5 cm Wassersäule im Bereich von 15–40% Vol./Vol. Die Wasserrückhaltekapazität beträgt oder beträgt zusätzlich bei einem Saugdruck bei –10 cm Wassersäule mindestens 70 Vol./Vol., vorzugsweise mindestens 75% Vol./Vol. Die Wasserrückhaltekapazität bei –10 cm Wassersäule liegt im Allgemeinen im Bereich von 70–95% Vol./Vol., spezieller im Bereich von 75–90% Vol./Vol. Diese Wasserrückhaltekapazitäts-Werte sind höher als die bei herkömmlichen hydrophilen Pflanzenzuchtsubstraten, die ein Benetzungsmittel und ein Phenol-Formaldehyd-Harz umfassen. Demgemäß weisen diese Pflanzenzuchtsubstrate unter ähnlichen Bedingungen eine größere Menge an adsorbiertem Wasser auf und sind deshalb gegenüber Wasserverarmungsbedingungen weniger empfindlich.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch das hydrophile Pflanzenzuchtsubstrat, das durch das Herstellungsverfahren, wie vorstehend offenbart, erhältlich ist. Obwohl das herkömmliche Phenol-Formaldehyd-Harz teilweise entfernt und durch Furan-Harz ersetzt ist, weist das hydrophile Pflanzenzuchtsubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung solche physikalischen Eigenschaften (Dichte, Biegefestigkeit und Kompressionsfestigkeit) auf, dass es unter identischen Handhabungs-, Transport- und Zuchtbedingungen wie die herkömmlichen Pflanzenzuchtsubstrate verwendbar ist.
Die folgenden Beispiele zeigen die Eignung des hydrophilen Pflanzenzuchtsubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung, welches eine Kombination eines Phenol-Formaldehyds-Harzes (als Polymer) und eines Furan-Harzes (als Polymer) umfasst. Das Furan-Harz sorgt für die hydrophilen Eigenschaften, die unter Pflanzenzuchtbedingungen und unter Nährmedium-Durchspülungsbedingungen beibehaltbar sind, da das Furan-Harz im Wesentlichen irreversibel mit den Mineralwollefasern verbunden ist, auf denen es gehärtet wird. Die relativ geringe Menge an Furan-Harz im Hinblick auf das Phenol-Formaldehyd-Harz hat geringere Herstellungskosten zur Folge, während die Verwendung eines Benetzungsmittels vermieden wird.
Beispiel. Ein Pflanzenzuchtsubstrat wurde auf herkömmliche Weise mit einer Dichte von etwa 75 kg/m³ hergestellt. Phenol-Formaldehyd-Harz wurde auf in Luft getragene Mineralwollefasern stromaufwärts von der Düse aufgebracht, über welche das Furan-Harz auf die in Luft getragenen Mineralwollefasern aufgebracht wird. Die Menge an aufgebrachtem Furan-Harz beträgt 20% der Gesamtmenge an aufgebrachtem Bindemittel, und die Menge an Phenol-Formaldehyd-Harz beträgt 80% des aufgebrachten Bindemittels. Die aufgebrachte Gesamtmenge an Bindemittel betrug etwa 2,3 Gew.-% des Pflanzenzuchtsubstrats.
Das Bindemittel, das Phenol-Formaldehyd-Harz und Furan-Harz umfasst, wird in einem Härtungsofen gehärtet. Nach Härten wird das Mineralwollesubstrat gemäß der Erfindung bezüglich Dichte, Biegefestigkeit, Kompressionsfestigkeit, Glühverlust und Wasserrückhaltekapazität getestet.
Die hydrophilen Eigenschaften werden auch in einem Versenkungstest getestet.
Aus Vergleichsgründen wurde ein Pflanzenzuchtsubstrat gemäß dem Stand der Technik hergestellt, wobei lediglich Phenol-Formaldehyd-Harz in einer Menge von etwa 2,3 Gew.-% und 0,03 bis 0,07 Gew.-% Triton verwendet wurden.
Die Biegefestigkeit wird an einem Pflanzenzuchtsubstrat getestet, das eine Länge von 1 Meter und eine Breite von 15 cm aufweist und bei 10 und 90 cm getragen wird. Die Biegung wird bestimmt, indem man eine Last von 500 g im Zentrum anordnet und die Entfernung bestimmt, über welche das Substrat durchgebogen wird.
Der Elastizitätsmodul wird unter Standard-Testbedingungen bei einer Testprobe von 25 × 25 × 7,5 cm frisch (nach 1 Stunde in Nährmediumslösung) und nach 25 Tagen in Nährmediumslösung bestimmt.
Die Wasserrückhaltekapazitäts-Eigenschaften werden unter Verwendung einer Standardtestvorrichtung zur Bestimmung der pF-Kurve bestimmt.
Die ersten Pflanzenzuchtexperimente haben ein gutes und vielversprechendes Wachstum und gute und vielversprechende Ernteergebnisse bei Gemüse und Schnittblumen gezeigt.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Pflanzenzuchtsubstrats aus Mineralwolle mit einer zusammenhängenden hydrophilen Matrix aus Mineralwollefasern, die durch ein gehärtetes Bindemittel verbunden sind, welches die Schritte umfasst: i. Bereitstellen von Mineralwollefasern; ii. Aufbringen eines Phenol-Formaldehyd-Harzes und eines Furan-Harzes als Bindemittel auf die Mineralwollefasern; iii. Bilden einer Matrix aus den Mineralwollefasern; und iv. Härten des Bindemittels.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem das Phenol-Formaldehyd-Harz aufgebracht wird und anschließend das Furan-Harz.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, in dem das Phenol-Formaldehyd-Harz und das Furan-Harz über getrennte Düsen und/oder Schleuderräder aufgebracht werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 1–3, in dem sich die Menge an aufgebrachtem Furan-Harz auf 1–50%, bevorzugt 5–40%, bevorzugter 10–30% des aufgebrachten Bindemittels beläuft.
Verfahren nach den Ansprüchen 1–4, in dem das Pflanzenzuchtsubstrat eine Wasserrückhaltekapazität bei –21,5 cm Wassersäule von mindestens 15% Vol./Vol., vorzugsweise mindestens 20% Vol./Vol., wie 15–40% Vol./Vol., aufweist.
Verfahren nach den Ansprüchen 1–5, in dem das Pflanzenzuchtsubstrat eine Wasserrückhaltekapazität bei –10 cm Wassersäule von mindestens 70% Vol./Vol., vorzugsweise mindestens 75% Vol./Vol., wie 70–95% Vol./Vol., spezieller 75–90% Vol./Vol., aufweist.
Pflanzenzuchtsubstrat aus Mineralwolle, erhalten durch das Verfahren der Ansprüche 1–6.