ES2851682T3 - Sustrato de fibra mineral para cultivo de plantas - Google Patents

Sustrato de fibra mineral para cultivo de plantas Download PDF

Info

Publication number
ES2851682T3
ES2851682T3 ES17175056T ES17175056T ES2851682T3 ES 2851682 T3 ES2851682 T3 ES 2851682T3 ES 17175056 T ES17175056 T ES 17175056T ES 17175056 T ES17175056 T ES 17175056T ES 2851682 T3 ES2851682 T3 ES 2851682T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
binder
substrate according
substrate
fibers
microparticles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES17175056T
Other languages
English (en)
Inventor
Polina Viktorovna Assorova
Sergey Petrovich Ivanov
Tatiana Evgenievna Zaporozhets
Dmitry Vladimirovich Krasenkov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JOINT STOCK Co TECHNONICOL
Original Assignee
JOINT STOCK Co TECHNONICOL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=59239769&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2851682(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by JOINT STOCK Co TECHNONICOL filed Critical JOINT STOCK Co TECHNONICOL
Application granted granted Critical
Publication of ES2851682T3 publication Critical patent/ES2851682T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • A01G24/10—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing inorganic material
    • A01G24/18—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing inorganic material containing inorganic fibres, e.g. mineral wool
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • A01G24/20—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing natural organic material
    • A01G24/22—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing natural organic material containing plant material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • A01G24/30—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing synthetic organic compounds
    • A01G24/35—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing synthetic organic compounds containing water-absorbing polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

Un sustrato para cultivo de plantas que comprende: fibras minerales que tienen un diámetro de 0.5 a 10.0 μm; un aglutinante obtenido por curado térmico de una composición acuosa que comprende alcohol polivinílico, almidón modificado y un silano como modificador de la adherencia.

Description

DESCRIPCIÓN
Sustrato de fibra mineral para cultivo de plantas
Campo de la invención
Esta invención se refiere a un sustrato para el cultivo de plantas hecho de lana mineral que se une mutuamente por medio de un aglutinante que no contiene formaldehído ni fenol.
Antecedentes de la invención
La lana mineral y de roca es un material fibroso obtenido de la fusión de rocas de gabro-basalto, así como de escorias de fundición y mezclas de las mismas.
La lana mineral es conocida como un material de aislamiento acústico y térmico muy eficaz. El punto (temperatura) de fusión de las fibras supera los 1000°C, lo que permite utilizar productos de lana mineral en un amplio intervalo de temperaturas de funcionamiento.
La lana mineral tiene propiedades únicas, que incluyen resistencia al fuego, resistencia biológica y química a diversas sustancias agresivas, resistencia a hongos y resistencia a roedores. Al mismo tiempo, la lana mineral cumple con las normas sanitarias e higiénicas y estándares de calidad vigentes. Además, la lana mineral presenta una estabilidad de volumen y forma en cualquier condición; tiene una conductividad térmica baja, una alta resistencia térmica y una alta solidez (cuantas más fibras verticales hay en el material, mayor es su solidez).
La lana mineral de alta calidad es un medio químicamente inactivo y no causa corrosión de los metales en contacto con ella.
Cualquier lana mineral es fácil de cortar para darle forma: la lana mineral blanda se puede cortar con un cuchillo y una más densa, con una sierra para metales. La lana mineral se puede colocar fácilmente en cualquier superficie con cualquier configuración, ya que se puede remodelar fácilmente.
Además, la lana mineral es duradera: la vida útil de la lana mineral es de al menos 70 años, en caso de uso adecuado. Dicha durabilidad se logra mediante el uso de rocas basálticas.
Una gran cantidad de los beneficios del material lo convierten en uno de los aislantes térmicos y acústicos más populares.
El primer uso de lana de roca como sustrato hidropónico se propuso en Dinamarca en 1969. Por ejemplo, la patente del Reino Unido No. 1336426 (publicada el 7 de noviembre de 1973) divulga un sustrato de lana mineral que puede usarse en agricultura para cultivar plantas.
Tal uso es posible ya que los sustratos de lana mineral mantienen bien su forma debido a la rigidez de la matriz hecha de fibras minerales y tienen una alta porosidad, lo que permite retener la humedad de una manera controlada y predecible. Por lo tanto, a mediados de la década de 1990, muchas granjas de invernadero en todo el mundo casi habían pasado a cultivar jardines y a cosechas de jardín con un método hidropónico de pequeño volumen utilizando una base de lana mineral.
El documento EP 1880598 A1 divulga métodos de cultivo de plantas utilizando un sustrato de cultivo en lana mineral, en los que el sustrato de cultivo en lana mineral comprende un aglutinante, en particular un aglutinante hidrófugo orgánico, más precisamente una resina de fenol formaldehído o resina de urea formaldehído, en particular resina de fenol urea formaldehído.
El principal problema del uso de lana mineral como aglutinante se consideró primero su hidrofobicidad, por lo que absorbía y retenía mal el agua necesaria para el crecimiento de las plantas. Este problema se solucionó, en particular, mediante la adición de agentes humectantes. Sin embargo, los agentes humectantes pueden eliminarse por lavado durante el uso prolongado para cultivo de plantas y aumenta la hidrofobicidad del sustrato.
Otro problema serio del uso de lana mineral como material hidropónico es su posible toxicidad debido a las resinas de fenol-formaldehído utilizadas en los aglutinantes. El uso de estos aglutinantes para aislantes térmicos y acústicos es razonable ya que sus componentes son asequibles, tienen una baja viscosidad en estado no curado y son capaces de curar para formar un polímero termoendurecible rígido; por tanto, es posible obtener un producto final con buenas propiedades físicas y mecánicas.
Sin embargo, el uso de aglutinantes de fenol-formaldehído se está volviendo cada vez más indeseable debido al uso de contaminantes ambientales y materiales fitotóxicos, formaldehído y fenol, que se liberan durante la fabricación y la aplicación. Esto es especialmente importante si se utiliza lana mineral como sustrato para el cultivo de plantas.
Además, debido a los aglutinantes de fenol-formaldehído, el sustrato de desecho debe retirarse para su eliminación en vertederos especiales.
Por lo tanto, la sustitución de la resina de fenol-formaldehído por aglutinantes ecológicos se está desarrollando en todo el mundo.
El uso de lana mineral con aglutinantes de fenol-formaldehído como sustrato de cultivo también implica un problema relacionado con la reacción reguladora de pH: llenar el sustrato con agua provoca en ocasiones un aumento del pH hacia la región alcalina, alrededor de 7.5-9, lo que afecta negativamente el desarrollo de las plantas.
Por tanto, existe la necesidad de obtener un material para un sustrato hidropónico, que no contenga aglutinantes de fenol-formaldehído, pero que proporcione la suficiente higroscopicidad requerida para el cultivo de las plantas y un medio adecuado en términos de acidez.
Se han desarrollado muchas composiciones sin formaldehído utilizadas como aglutinantes en la producción de productos de lana mineral (los denominados aglutinantes sin fenol-formaldehído).
El documento WO 2015 / 044 526 A1 da a conocer estructuras de medio de crecimiento para el cultivo de plantas basadas en musgo Sphagnum y que además comprenden al menos un agente espumante seleccionado de, por ejemplo, aglutinantes a base de alcohol polivinílico y almidón.
Por ejemplo, existe un aglutinante hecho de una resina soluble en agua, producido a partir de anhídrido cíclico y alcanolamina (patente RU 2209203, publicada el 27.07.2003). Además, la patente RU2291883, publicada el 20.01.2007, divulga un aglutinante para un producto de lana mineral obtenido mediante la reacción de un ácido carboxílico con una alcanolamina.
La patente RU2102350 (publicada el 20.01.1998) proporciona un material termoaislante obtenido a partir de fibras basálticas (0.2-3.0 |jm de diámetro), un ligante de arcilla, una dispersión de acetato de polivinilo y un polietilhidrosiloxano líquido hidrofobizado. Dicho material se puede utilizar para el aislamiento térmico de superficies, pero esta composición no se puede utilizar como sustrato de cultivo debido a sus propiedades hidrófugas.
La técnica anterior también proporciona un procedimiento para fabricar productos fibrosos termoaislantes, que incluye la preparación de una suspensión de fibras inorgánicas, preferiblemente fibras basálticas, y un aglutinante de arcilla (patente RU2111115, publicada el 20.05.1998). La desventaja de este procedimiento es la escasa resistencia al agua del producto.
También se conoce la composición de un aglutinante para un material fibroso no tejido; véase la patente RU2430124 (publicada el 27.09.2011), así como un procedimiento para impregnar una masa suelta de fibras con una solución aglutinante. La preparación de una composición acuosa curable de un aglutinante para un material no tejido se describe combinando los siguientes componentes:
(a) un polímero que contiene grupos hidroxilo, que es una combinación de alcohol polivinílico y un componente seleccionado entre almidón, almidón modificado y azúcar;
(b) un agente de reticulación multifuncional seleccionado de un poliácido no polimérico, sus sales, anhídrido y polialdehído no polimérico en el que, si el agente de reticulación multifuncional es un polialdehído no polimérico, la composición comprende además (c) un catalizador.
Sin embargo, este aglutinante está destinado a telas no tejidas, tiene una resistencia al agua y una solidez insuficientes cuando el sustrato se llena con una solución nutritiva. Por tanto, no es aplicable al sustrato hidropónico.
Además, se conoce la composición de un aglutinante para lana mineral (patente RU2491301, publicada el 27.08.2013), que contiene alcohol polivinílico y uno o más agentes de reticulación para el polímero hidroxílico. Los agentes de reticulación se seleccionan de trimetafosfato de sodio, trimetafosfato de sodio/tripolifosfato de sodio y oxicloruro de fósforo, agentes de reticulación de poliamida/epiclorhidrina, condensados de amidas cíclicas y combinaciones de los mismos. La desventaja de este producto es la presencia de agentes de reticulación en el sustrato, lo que puede convertirse en un problema de fabricación, así como la presencia de cantidades residuales de estas sustancias en el producto final.
La publicación de la solicitud RU 2007141064 (A) (20.06.2009) proporciona una composición aglutinante órganoinorgánica curable a base de agua para productos fibrosos, que se produce mediante un procedimiento que comprende hidrólisis parcial simultánea de organooxisilano con agua, condensación de organooxisilano hidrolizado y condensación del silanol condensado con alcohol de alto peso molecular en presencia de una cantidad catalítica de un ácido o una base, y también des-acidificación de la composición a pH 4-9.
La patente EA No. 007495 (27.10.2006) divulga una composición aglutinante acuosa sin formaldehído para fibras minerales, que comprende un componente aglutinante (A) preparado haciendo reaccionar alcanolamina con anhídrido de ácido carboxílico, y el producto de esta reacción es tratado opcionalmente con una base y un componente aglutinante (B), que incluye al menos un carbohidrato.
La patente de EE.UU. No. 6,221,973 (B1) (24.04.2001) divulga una composición acuosa curable sin formaldehído para fibra de vidrio, que contiene un poliácido, un poliol y un acelerador que contiene fósforo.
La patente de EE.UU. No. 6,331,350 (B1) (18.12.2001) divulga un aglutinante de fibra de vidrio que contiene un polímero policarboxílico que es en este caso uno de los posibles agentes de reticulación, y un alcohol de alto peso molecular con un pH que no excede de 3.5.
La solicitud de patente de EE.UU. No. 2008/0108741 (A1) (08.05.2008) divulga una composición acuosa curable sin formaldehído que comprende un producto de adición de un polímero de carbohidrato (un almidón) y un agente de reticulación multifuncional tal como un ácido polibásico. La composición se puede utilizar como aglutinante para aislamiento de fibra de vidrio.
Además, se conoce una composición de aglutinante para fibras minerales que comprende un componente soluble en agua preparado a partir de alcanolamina, anhídrido de ácido carboxílico y polialquilenglicol (solicitud de EE.UU. No.
2010/0292354, publicada el 18.11.2010).
La publicación internacional WO 2007/129202 (A1) de 15.11.2007 divulga un aglutinante acuoso curable sin formaldehído para un sustrato de cultivo vegetal hidrófilo. El aglutinante se obtiene a partir de un polímero que contiene hidroxilo (alcohol polivinílico), un agente de reticulación multifuncional (poliácido, sales del mismo y un anhídrido) y un modificador hidrófilo (alcohol poliatómico de bajo peso molecular).
La publicación internacional WO 01/82683 de 08.11.2001 divulga un sustrato de cultivo vegetal que comprende fibras impregnadas con un agente humectante que es un poliéster tensioactivo de un ácido graso no iónico y un poliglicol.
La solicitud europea EP 1889 859 (A1) (20.02.2008) divulga un sistema aglutinante hidrófilo para sustratos porosos obtenido por reacción de ácido policarboxílico (su anhídrido) y componente de polihidroxilo (polialquilenglicol) para formar un éster que además reacciona con una resina fenólica.
La solicitud de EE.UU. No. 2009/0011214 (A1) (01.08.2009) divulga una composición polimérica adecuada como aglutinante para fibras celulósicas, que es un producto de una reacción de alcohol de alto peso molecular y un agente de reticulación.
Las desventajas de las composiciones mencionadas son las siguientes: el aglutinante se produce con una serie de reacciones químicas, lo que da como resultado un proceso más complicado y costoso, y no elimina la presencia de cantidades residuales de reactivos en el producto resultante. En este caso, el uso de un agente de reticulación adicional para el aglutinante puede ser un factor adverso en términos de facilitar el proceso de fabricación y en términos de constituyentes químicos fitotóxicos y nocivos para el medio ambiente en el producto.
En este caso, no se ha estudiado ni examinado la aplicabilidad de la mayoría de estas y otras composiciones conocidas de lana mineral para fabricar un sustrato de cultivo, y ninguna de ellas se ha implementado en la práctica en la producción industrial.
Por tanto, a pesar de un gran número de soluciones conocidas relacionadas con aglutinantes sin formaldehído, existe una necesidad constante de desarrollar nuevas composiciones acuosas curables adecuadas como aglutinante para sustratos de cultivo de plantas en fibra mineral que tengan las propiedades requeridas.
La patente RU2446119 (27.03.2012) puede elegirse como el análogo más cercano (prototipo), que describe un sustrato para cultivo, poroso, aglutinado, hecho a base de fibras minerales en contacto con una composición aglutinante acuosa. El componente aglutinante soluble en agua se prepara con una reacción de una alcanolamina, un anhídrido de ácido carboxílico y un componente de polialquilenglicol, con posible tratamiento del producto de reacción con una base.
El inconveniente de esta solución es la necesidad de utilizar un gran número de reactivos químicos (alcanolamina, anhídrido de ácido carboxílico y polialquilenglicol) y una duración suficientemente larga del procedimiento de preparación del aglutinante (hasta 16 horas). Además, la implementación de una solución de este tipo no garantiza que no haya absolutamente ningún químico residual en el sustrato para cultivo y que dichos químicos no se formen durante el cultivo de la planta (por ejemplo, a través de la hidrólisis gradual del aglutinante curado en condiciones naturales).
Resumen de la invención
El efecto técnico de esta invención consiste en aumentar la inocuidad ambiental del sustrato a base de lana mineral para cultivo de plantas a través de la disminución de su fitotoxicidad y en aumentar su hidrofilicidad, debido a lo cual el sustrato tiene una humectabilidad mejorada y la capacidad de absorción y unión de agua requeridas. Además, esto facilita el procedimiento de fabricación del sustrato mediante la disminución del número de componentes y etapas de reacción.
Este efecto se logra usando un sustrato que contiene fibras minerales con un diámetro de 0.5 a 10.0 |jm, típicamente 3-5 jm , conectadas mutuamente por un aglutinante obtenido por curado térmico de una composición acuosa que comprende alcohol polivinílico, almidón modificado y un silano como modificador de adherencia. Se puede utilizar un agente humectante (por ejemplo, polietilenglicol p EG-600) en una cantidad de 0.10% a 1.00% en peso seco, y los catalizadores de curado pueden estar presentes en forma de nanopartículas o micropartículas en una cantidad de 0.01% a 1.00 en peso seco de la composición total.
Las fibras minerales se pueden seleccionar entre fibras basálticas, de vidrio y de escoria.
La densidad del sustrato puede ser de 45 a 95 kg/m3.
En la producción del material, los componentes se seleccionan en una proporción tal que el material acabado contiene: fibras minerales de 96.8% en peso a 99.25% en peso; el aglutinante de 0.75% en peso a 3.2% en peso, incluyendo poli (alcohol vinílico) (0.59% en peso a 2.5% en peso), almidón modificado (0.15% en peso a 1.5% en peso), silano (0.01% en peso a 0.20% en peso).
El aglutinante está presente preferiblemente en una cantidad del 2.0% al 3.0% en peso seco de la composición total.
En una forma de realización preferida de la invención, las nanopartículas o micropartículas añadidas adicionalmente al aglutinante consisten en un material seleccionado entre grafito, fullerenos, nanotubos de carbono, arcillas, partículas de metales y sus aleaciones, carburos, sales y óxidos, micropartículas (microesferas). de dióxido de silicio, o cualquier combinación de los mismos.
El uso de las nanopartículas o micropartículas mencionadas anteriormente permite crear una red más densa de reticulaciones, que resulta de la reacción de diversos grupos funcionales reactivos del aglutinante con centros de reacción activos en la superficie de nanopartículas o micropartículas. Como resultado, se asegura un curado profundo y uniforme de todos los componentes del aglutinante y, como resultado, se produce un sustrato más duradero e impermeable. Además, debido a la adición de nano y micropartículas, se incrementa la capacidad de retención de humedad del material, aparentemente debido a que se crea un micro relieve desarrollado en la superficie de las fibras minerales, que está formado por nano- y micropartículas unidas químicamente a la superficie.
Descripción detallada de las formas de realización preferidas
El material de lana mineral y sus productos se producen aplicando una composición aglutinante que está libre de fenol/formaldehído a las fibras minerales formadas a partir de la masa fundida. Las fibras recubiertas con el aglutinante se moldean adicionalmente en una forma conveniente para el mecanizado posterior y se curan térmicamente para producir una malla polimérica tridimensional reticulada que forma una película de un revestimiento que no se derrite ni se disuelve sobre la superficie de las fibras de lana mineral unidas a ella.
El producto final contiene preferiblemente hasta 3.2% en peso de polímero curado, más preferiblemente de 2.0 a 3,0% en peso de polímero curado, en el que el contenido en peso se calcula en base a la cantidad de fibras y polímero curado.
La composición aglutinante acuosa curable para el material de fibra mineral y sus productos es una combinación de alcohol polivinílico, polietilenglicol y almidón modificado. La composición incluye además aditivos de tratamiento típicos para la preparación de lana mineral tales como silanos usados como modificadores de adhesión adicionales del aglutinante a la superficie de fibras minerales.
En algunas formas de realización de esta invención, se añaden un agente humectante (polietilenglicol) y/o catalizadores de curado poliméricos en forma de nanopartículas o micropartículas a la formulación del aglutinante. Las nanopartículas o micropartículas pueden ser grafito, fullerenos, nanotubos de carbono, arcillas, partículas de metales y sus aleaciones, sales, carburos y óxidos, micropartículas (microesferas) de dióxido de silicio o cualquier combinación de los mismos.
A continuación, se muestran formas de realización ejemplares de la presente invención. Aunque no son las únicas formas de realización posibles, muestran claramente la posibilidad de lograr un efecto técnico dado en diversas formas de realización de la invención.
Ejemplos
El componente A se prepara disolviendo 30 kg de almidón o almidón modificado en 70 l de agua desmineralizada. El componente B se prepara disolviendo 30 kg de alcohol polivinílico en 70 L de agua desmineralizada.
Ejemplo 1
Los componentes (calculados por tonelada de producto de lana mineral final (FP)) listados en la Tabla 1 se mezclan en el siguiente orden:
- Componente A - 47 kg,
- Componente B - 47 kg,
- Agua-331 l,
- Silquest A 1524 silano - 0.63 kg.
Los componentes obtenidos se alimentan continuamente a la centrífuga simultáneamente con el suministro de la masa fundida. En este procedimiento, la composición se aplica a las fibras. Se forma una estera primaria a partir de las fibras conectadas con el aglutinante, seguido de secado y curado en una cámara de polimerización a una temperatura de 200-280 °C y con aire caliente circulando a través de la estera de lana mineral. Luego, la estera se enfría soplando aire frío y se corta en productos finales.
La cantidad de los componentes se especifica como calculada por tonelada de producto final (FP) ajustada para pérdidas de fibras minerales en la formación de fibras a una tasa del 17%; la cantidad de aglutinante que se alimenta a una centrífuga aumenta en un 18%.
Tabla 1.
Figure imgf000006_0001
Ejemplo 2
Este procedimiento se diferencia del Ejemplo 1 por una menor carga de los componentes aglutinantes listados en la Tabla 2, tomados para la mezcla, a saber:
- Componente A - 6.0 kg,
- Componente B - 23.3 kg,
- agua-395.7 l,
- Silquest A 1524 silano - 0.12 kg.
Tabla 2.
Figure imgf000006_0002
Ejemplo 3
Este procedimiento se diferencia del Ejemplo 1 por una mayor carga de los componentes aglutinantes listados en la Tabla 3, tomados para mezclar, a saber:
- Componente A - 19.6 kg,
- Componente B - 98.3 kg,
- agua - 307.1 l,
- Silquest A 1524 silano - 2.36 kg.
Tabla 3.
Figure imgf000007_0001
Ejemplo 4
Este procedimiento se diferencia del Ejemplo 1 en que además contiene un agente humectante, a saber, polietilenglicol con una masa molecular de 200 o superior (preferiblemente polietilenglicol PEG-600). El agente humectante se mezcla previamente con el componente B y luego se mezclan todos los demás componentes listados en la Tabla 4.
Tabla 4.
Figure imgf000007_0002
Ejemplo 5
Esta composición es adecuada para plántulas, enraizamiento y plantación de corchos.
Este procedimiento se diferencia del Ejemplo 1 en que contiene micropartículas, más precisamente microesferas de vidrio huecas MS-N, polvo de grafito GpT-S, polvo de bentonita PBMA o aerosil A-300. Las micropartículas se mezclan previamente con el componente B y luego se mezclan todos los demás componentes listados en la Tabla 5:
Tabla 5.
Figure imgf000007_0003
Figure imgf000008_0001
Ejemplo 6
Se diferencia del Ejemplo 1 en que contiene nanopartículas, como polvo de fullereno C60 Alfa Aesar u hollín que contiene fullereno, nanotubos de carbono UMNT, nanopolvo de aluminio recubierto con L-Alex, nanopartículas multicomponente de Cu-Al o Ni-Al, nanopolvo de óxido de hierro, nanopolvo de circonio, nanopolvo de carburo de titanio, nanopolvo de dióxido de silicio nanosílice. Las nanopartículas se mezclan previamente con el Componente B y luego se mezclan todos los otros componentes listados en la Tabla 6.
Tabla 6.
Figure imgf000008_0002
Los productos obtenidos - losas de lana mineral para la fabricación de esteras o cubos para cultivos de plantas - tienen las propiedades listadas en las Tablas 7 y 8.
Tabla 7.
Figure imgf000008_0004
Tabla 8.
Figure imgf000008_0003
Figure imgf000009_0001
Estos datos experimentales han demostrado que en la fabricación de losas de lana mineral con un aglutinante sin fenol-formaldehído se produjeron productos que son adecuados para su uso como sustratos de crecimiento de plantas.
Las pruebas realizadas del sustrato producido en granjas de invernadero han demostrado que este sustrato es adecuado para el cultivo de plantas, tiene suficiente resistencia mecánica y durabilidad.
Las ventajas de la presente invención sobre el sustrato a base de resina de fenol-formaldehído son la estabilidad del pH de la solución hidropónica, la ausencia de fenol o formaldehído en las soluciones, la posibilidad de eliminar el sustrato residual de la misma forma que para los sustratos de coco o turba.
En términos de propiedades físico-mecánicas y termotécnicas, así como de absorción de agua, el sustrato propuesto es tan bueno como los productos convencionales basados en resinas de fenol-formaldehído.
La composición según los ejemplos 5 y 6 tiene propiedades físico-mecánicas incrementadas en un 20-25% debido al curado más profundo del aglutinante en presencia de nanopartículas.
El sustrato no causa reacciones reguladoras de pH ni cambios en el pH del medio: cuando se llena con agua destilada, el pH se mantiene en el intervalo de 4.0 a 6.5 después de 24 horas. Esto es óptimo para el desarrollo del sistema radicular de las plantas, por lo que el sustrato proporciona beneficios en la velocidad y calidad del desarrollo de las plantas en comparación con los medios convencionales fabricados con un aglutinante a base de resina de fenolformaldehído.
No se produce liberación de fenol o formaldehído en ningún momento del ciclo de vida del aglutinante, por lo que cuando se completa el ciclo de crecimiento de la planta, el sustrato se puede desechar del mismo modo que se desechan los sustratos de coco y turba.
El efecto de ausencia de emisión de sustancias tóxicas se consigue gracias a que el aglutinante consta de componentes totalmente ecológicos: alcohol polivinílico, almidón modificado y opcionalmente polietilenglicol, cuya mezcla cura puramente de manera térmica (debido al procedimiento de deshidratación térmica de alcohol polivinílico) sin adición suplementaria de ningún agente de reticulación específico. Sin embargo, opcionalmente se puede añadir al aglutinante un agente humectante, polietilenglicol y/o catalizadores de curado adicionales en forma de nanopartículas o micropartículas.
Dicha composición de aglutinante de polímero, que es inofensiva para los humanos, permite resolver completamente el problema de la posible liberación de sustancias nocivas del sustrato, ya que el material es ecológico, no inflamable, suficientemente resistente al agua y, al mismo tiempo, retiene bien la humedad, mantiene su forma geométrica y otra respuesta del consumidor durante un período de tiempo suficiente para utilizar los productos respectivos en el procedimiento de cultivo de las plantas.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un sustrato para cultivo de plantas que comprende:
fibras minerales que tienen un diámetro de 0.5 a 10.0 |jm;
un aglutinante obtenido por curado térmico de una composición acuosa que comprende alcohol polivinílico, almidón modificado
y un silano como modificador de la adherencia.
2. El sustrato según la reivindicación 1, que comprende en peso seco de la composición total:
de 96.8% a 99.25% de fibras minerales; y
del 0.75% al 3.2% del aglutinante que incluye
de 0.59% a 2.5% de alcohol polivinílico;
de 0.15% a 1.5% de almidón modificado;
del 0.01% al 0.20% de silano.
3. El sustrato según la reivindicación 1, en el que el aglutinante está presente en una cantidad de 2.0% a 3.0% en peso seco de la composición total.
4. El sustrato según la reivindicación 1, en el que las fibras minerales se seleccionan entre fibras basálticas, de vidrio y de escoria.
5. El sustrato según la reivindicación 4, en el que las fibras minerales tienen un diámetro de 3-5 jm .
6. El sustrato según la reivindicación 1, en el que el sustrato tiene una densidad de 45 a 95 kg/m3.
7. El sustrato de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende además un agente humectante.
8. El sustrato según la reivindicación 7, en el que el agente humectante es polietilenglicol PEG-600.
9. El sustrato según la reivindicación 8, en el que el polietilenglicol está presente en una cantidad de 0.10% a 1.00% en peso seco de la composición total.
10. El sustrato según las reivindicaciones 1 o 7, que comprende además catalizadores de curado en forma de nanopartículas o micropartículas.
11. El sustrato según la reivindicación 10, en el que las nanopartículas o micropartículas están hechas de un material seleccionado entre grafito, fullerenos, nanotubos de carbono, arcillas, partículas de metales y sus aleaciones, carburos, sales y óxidos, microesferas de dióxido de silicio o cualquier combinación de los mismos.
12. El sustrato según la reivindicación 11, en el que las nanopartículas o micropartículas están presentes en una cantidad del 0.01% al 1.00% en peso seco de la composición total.
ES17175056T 2016-07-29 2017-06-08 Sustrato de fibra mineral para cultivo de plantas Active ES2851682T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016131385A RU2636967C1 (ru) 2016-07-29 2016-07-29 Субстрат минераловатный для выращивания растений на нефенолформальдегидном связующем

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2851682T3 true ES2851682T3 (es) 2021-09-08

Family

ID=59239769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17175056T Active ES2851682T3 (es) 2016-07-29 2017-06-08 Sustrato de fibra mineral para cultivo de plantas

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3275307B2 (es)
ES (1) ES2851682T3 (es)
PL (1) PL3275307T5 (es)
RU (1) RU2636967C1 (es)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747584C1 (ru) * 2020-03-23 2021-05-11 ФГБНУ Ингушский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Способы повышения продуктивности фенхеля обыкновенного
US12098799B2 (en) * 2020-07-13 2024-09-24 Nanotech, Inc. Hybrid insulating compound for use in systems requiring high power of thermal insulation
CN113416050B (zh) * 2021-07-21 2023-02-03 陕西建工建材科技有限公司 一种无石棉轻质高强防火硅酸钙板及其制备方法
WO2026017853A1 (en) 2024-07-18 2026-01-22 Rockwool A/S Growth substrate

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4020182A (en) 1973-04-10 1977-04-26 Leo E. Burt Pesticidal formaldehyde concentrate
DE4208733A1 (de) 1992-03-18 1993-09-23 Gruenzweig & Hartmann Aufwuchsmedium fuer pflanzen sowie verfahren zu dessen herstellung
US20050215153A1 (en) 2004-03-23 2005-09-29 Cossement Marc R Dextrin binder composition for heat resistant non-wovens
ES2523855T3 (es) 2005-05-06 2014-12-02 Dynea Chemicals Oy Composición acuosa curable libre de formaldehído basada en alcohol polivinílico
WO2007129202A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-15 Dynea Oy Hydrophilic binder for agricultural plant growth substrate
EP1880598A1 (en) 2006-07-20 2008-01-23 Rockwool International A/S Growth substrates, their production and their use
EP1897433A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-12 Rockwool International A/S Aqueous binder composition for mineral fibres
RU2491301C2 (ru) * 2007-12-21 2013-08-27 Акцо Нобель Н.В. Термореактивные полимеры
US20120309246A1 (en) * 2011-06-03 2012-12-06 Alexander Tseitlin Curable biopolymer nanoparticle latex binder for mineral, natural organic, or synthetic fiber products and non-woven mats
EP2964015B1 (en) * 2013-03-07 2018-12-19 Rockwool International A/S Method for growing plants using a superabsorbent polymer
FI125943B (en) * 2013-09-26 2016-04-15 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Plant substrate structures based on white moss and their method of production
CN104004230B (zh) * 2014-06-10 2017-02-08 杨云 一种可降解地膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
PL3275307T5 (pl) 2024-12-16
RU2636967C1 (ru) 2017-11-29
EP3275307B1 (en) 2020-12-09
EP3275307B2 (en) 2024-08-28
PL3275307T3 (pl) 2021-07-26
EP3275307A1 (en) 2018-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2851682T3 (es) Sustrato de fibra mineral para cultivo de plantas
Zhu et al. Lightweight, high-strength, and anisotropic structure composite aerogel based on hydroxyapatite nanocrystal and chitosan with thermal insulation and flame retardant properties
JP5653028B2 (ja) 植生緑化用固化複合材及び植生緑化用固砂工法
RU2446119C2 (ru) Водная связующая композиция для минеральных волокон, изделие и способ его получения
JPWO2015029935A1 (ja) 積層鋳型の造型方法
CN110228120A (zh) 人工草皮填充材料的制备方法及人工草皮填充材料
CN111511483A (zh) 覆膜砂和其制造方法以及铸型的制造方法
JPH0812346A (ja) 連結シリカ球状粒子からなる三次元網状構造体と樹脂とによる相互貫入型複合体およびその製造方法
CN104744022B (zh) 碳化硅纤维强韧化陶瓷骨支架的激光制备方法
ES2324765T3 (es) Procedimiento para la fabricacion de productos a base de fibras que absorben agua.
ES2538667T3 (es) Espumas rígidas a base de taninos de tipo procianidina o prodelfinidina y su procedimiento de preparación
JPWO2019070051A1 (ja) 鋳型材料及びその製造方法、鋳型及びその製造方法、並びに鋳物砂の再生方法
JP4758825B2 (ja) 軽量・ソフトコンクリート
ES2949691T3 (es) Procedimiento para la fabricación de una pieza moldeada de carbono-cerámica
JP6841693B2 (ja) 積層鋳型の製造方法
DE102011018171A1 (de) Graduelle Hydrophilisierung von Aerogelteilchen
JP4804581B1 (ja) 加湿器
ES2688668T3 (es) Método de producción de una superficie adecuada para uso ecuestre y uso de fibras de piedra para superficies ecuestres
JP4804582B1 (ja) 加湿エレメント及び加湿エレメントの製造方法
TWI353967B (en) Glass-containing sphere-like particles, porous pla
JP3742889B2 (ja) 植物栽培用培地の製造方法
JP5473312B2 (ja) 鋳物製造用構造体の製造方法
JP2017079688A (ja) 人工土壌粒子、人工土壌粒子の製造方法、及び人工土壌培地
JP2000061583A5 (es)
JP6545637B2 (ja) ゼオライト含有硬化体およびゼオライト含有硬化体の製造方法