耐用纤维植物生长容器和相关材料与方法技术

本文描述了一种可生物降解花盆，它包括诸如聚乙烯醇(PVA)，聚乙酸乙烯酯(PVAC)，石灰，蜡乳液或其组合之类的添加剂。可在生产过程中，将该添加剂掺入到可生物降解花盆内，或者将该添加剂浸渍在不含添加剂的可生物降解花盆内。本文还描述了制造可生物降解花盆的方法与操作盒。

Durable fiber plant growth container and related materials and methods

A biodegradable flower pot is described that includes additives such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl acetate (PVAC), lime, wax emulsions, or combinations thereof. In the process of production, the additive is added to a biodegradable flower pot or impregnated with the additive in a non biodegradable biodegradable flowerpot. A method and an operating cartridge for making biodegradable pots are also described.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐用纤维植物生长容器和相关材料与方法专利技术人：DagfinnAndersen,JohnWard，和HeraldReiersen相关申请的交叉参考本申请要求2015年1月19日提交的美国临时专利申请号62/105,068的权益，为了所有目的，其全部公开内容在本文中特意通过参考引入。专利技术背景可生物降解的植物生长容器或花盆常用于生长幼苗。当幼苗接近成熟时，整个花盆可以移植到地下。这是有利的，因为与生长介质一起栽培整个花盆避免需要干扰幼苗的根团，进而最小化或预防移植震动。可生物降解花盆，例如泥炭和椰子壳纤维盆的另一优点是，根部能通过盆壁渗透，这将有助于在田野里直接栽培盆。而采用塑料或高树脂盆在盆壁没有引入孔的情况下是不可能的。可生物降解花盆也可在自动化幼苗生产中使用。然而，许多目前可获得的可生物降解花盆缺少自动化工艺所要求的结构强度，这通常牵涉通过机器臂来提升和移植盆。可生物降解花盆的缺陷也可产生对自动化机械的挑战，从而使得机器臂难以抓握和运输盆。进一步地，在自动化工艺中牵涉的盆常常遭受热和湿气，因盆吸湿和变弱导致引起溶胀。变弱的盆可在生产过程中因盆断裂导致产生问题，或者引起进一步下游的分配链问题。例如，在运输到零售商之前，在温室工作台上储存时，含幼苗的可生物降解盆可进一步遭受湿气和热，或者在运输过程中本身经历这种条件。由于许多可生物降解花盆具有结构缺点，因此常常使用塑料花盆。对于直接移植到地下来说，不期望使用合成塑料花盆，从而要求移植幼苗和进而引起应力。常常针对单一用途设计，合成的塑料盆在使用之后不断被丢弃。塑料花盆坐落于垃圾堆内，在此它们需要花费多年分解。可获得生物塑料盆，但常常花费太长的时间分解，以致于无法允许直接移植到地下。生物塑料盆还通常不允许根部渗透，这意味着在植物根部到达周围土壤内之前的时间中，盆必须降解。期望具有便于自动化处理的可生物降解花盆，它可耐受储存和运输条件，且可由最终用户直接移植到地下。专利技术概述本文描述了可生物降解的植物生长容器，或花盆，它包括诸如聚乙烯醇(PVA)，聚乙酸乙烯酯(PVAC)，蜡乳液，或其组合之类的添加剂。添加剂可以在生产过程中掺入到可生物降解花盆内，或者添加剂可浸渍在不含添加剂的可生物降解花盆内。本文还描述了制造可生物降解花盆的方法和操作盒(kit)。在本文描述的一个特别的实施方案中，描述了一种可生物降解花盆，它包括诸如蜡乳液，PVAC，PVA或其组合之类的添加剂。可生物降解花盆可由可生物降解花盆材料，例如泥炭纤维，椰子壳纤维，麦秆，纸浆，甘蔗渣纤维，木纤维，亚麻，洋麻，剑麻，消化过的粪肥，及其组合制造。合适的消化过的粪肥包括，但不限于，来自牛，猪，羊，鸡，火鸡或类似动物的消化过的粪肥。在一些实施方案中，可生物降解花盆由泥炭和纸浆制造。在一些实施方案中，可生物降解花盆进一步包括山梨酸钾和/或石灰。本文中使用的蜡乳液可包括提供增加的断裂力强度，疏水性，抗真菌生长或这些性能的任何组合的任何蜡乳液。该蜡乳液可以是阴离子，非离子或阳离子的蜡乳液。在优选的实施方案中，乳液的分散相是石蜡。蜡乳液可具有最多约45％的不挥发物含量，但一些合适的阳离子乳液可具有略微较大的不挥发物含量。在本文描述的某些方面中，有用的蜡乳液具有约25％至约45％的不挥发物含量。对于阴离子乳液来说，蜡乳液的pH范围可以是约8.0至约12.5，或者对于阳离子乳液来说，可以是约4.0至约6.5。蜡乳液的分散相(固体蜡含量)可以是最多约45％。蜡乳液的粘度可以是最多约450厘泊(cps)。在本文描述的一个特别的方面中，蜡乳液的粘度低于200cps。在特别的实施方案中，蜡乳液是或者乳液71731MOD，或者乳液80939M。在其他特别的实施方案中，蜡乳液是乳液11226，乳液28640，乳液73950，或乳液73550。可生物降解花盆可包括蜡乳液，其浓度为最多约20％干重蜡/干重可生物降解花盆材料。可调节在盆内蜡乳液的浓度，以提供具有所需特征，例如增加的拉伸强度，疏水性，或抗真菌生长或依赖时间的可生物降解性的可生物降解花盆。在某些实施方案中，可生物降解花盆包括PVA，当在实验室中浸泡盆时，其浓度为最多约10％(w/v)，或者当在工厂中制造盆时，其浓度为最多10％(w/w；重量PVA/重量干盆生物材料)。(参见本文中实施例关于实验室方法和工厂方法的描述)。类似于蜡乳液，可调节PVA的浓度，以提供具有所需拉伸强度或依赖时间的可生物降解性的可生物降解花盆。较高的PVA浓度通常导致较高的断裂点强度和湿强度，以及盆较长的降解时间。在某些实施方案中，可生物降解花盆包括PVAC，当在实验室中浸泡盆时，其浓度为最多约10％(w/v)，或者当在工厂中制造盆时，其浓度为最多10％(w/w；重量PVAC/重量干盆生物材料)。可调节PVAC的浓度，以提供具有所需拉伸强度或依赖时间的可生物降解性的可生物降解花盆。较高的PVAC浓度通常导致较干燥的盆，从而吸收(takeup)较少的水。在另一特别的方面中，本文提供制造可生物降解花盆的方法，该方法包括提供选自泥炭纤维，椰子壳纤维，麦秆，纸浆，甘蔗渣纤维，木纤维，亚麻，洋麻，剑麻，消化过的粪肥(来自牛，猪，羊，鸡，火鸡或类似动物)，及其组合中的至少一种可生物降解花盆材料；提供选自蜡乳液，PVA，和PVA中的一种或多种添加剂；混合至少一种可生物降解花盆材料和一种或多种添加剂到水性浆液内；和使用该水性浆液，形成可生物降解花盆。可通过泵送或者真空沉积水性浆液到模具或模型，例如筛网模具(screenmold)内，形成可生物降解花盆。然后使用真空除去湿气，高温或者这二者，干燥所形成的盆。使用本文描述的方法制造的可生物降解花盆可包括本文中描述的一种或多种添加剂，其浓度足以提供具有所需降低拉伸强度(湿强度或干强度)，疏水性和抗真菌生长的盆。在再一方面中，本文提供改进已有可生物降解花盆的方法，该方法包括提供一种可生物降解花盆，其中该可生物降解花盆包括选自泥炭纤维，椰子壳纤维，麦秆，纸浆，甘蔗渣纤维，木纤维，亚麻，洋麻，剑麻，消化过的粪肥(来自牛，猪，羊，鸡，火鸡或类似动物)及其组合中的至少一种可生物降解花盆材料；提供含选自蜡乳液，聚乙酸乙烯酯，聚乙烯醇，石灰及其组合中的一种或多种添加剂的水溶液；和在该水溶液中浸泡可生物降解花盆。用石灰添加pH至约pH7或以上也可防止一些真菌，例如，但不限于，具有低pH生长最佳值的对泥炭特异的真菌。这一方法改进已有的可生物降解花盆的拉伸强度(湿强度或干强度)，疏水性和抗真菌生长。可调节水溶液内添加剂的浓度，得到具有所需增加水平的拉伸强度(通过添加蜡乳液，石灰，PVAC，和/或PVA)，疏水性(通过添加蜡乳液和/或PVAC)，抗真菌生长(同样通过用石灰调节pH至约pH7或以上)，和依赖时间的降解的可生物降解花盆。改变溶液内添加剂的浓度会影响浸渍或涂布盆的添加剂量。这些可通过改变已有的可生物降解花盆的浸泡时间来进一步改变。优选地，在浸泡步骤之后，干燥改进的可生物降解花盆。在再一实施方案中，本文描述了改进可生物降解花盆的操作盒，该操作盒包括选自蜡乳液，聚乙酸乙烯酯，聚乙烯醇，用于调节pH的石灰及其组合中的一种或多种添加剂；和使用一种或多种添加剂来改进可生物降解花盆的说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可生物降解花盆，它包括选自下述中的一种或多种添加剂：蜡乳液，聚乙烯醇(PVA)，和聚乙酸乙烯酯(PVAC)，及其组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.19 US 62/105,0681.一种可生物降解花盆，它包括选自下述中的一种或多种添加剂：蜡乳液，聚乙烯醇(PVA)，和聚乙酸乙烯酯(PVAC)，及其组合。2.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中可生物降解花盆包括选自下述中的至少一种可生物降解花盆材料：泥炭纤维，椰子壳纤维，麦秆，纸浆，甘蔗渣纤维，木纤维，亚麻，洋麻，剑麻，消化过的粪肥，及其组合。3.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中消化过的粪肥来自牛，猪，羊，鸡，或火鸡。4.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中可生物降解花盆包括泥炭纤维.5.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中可生物降解花盆包括泥炭纤维和化学-热机械纸浆。6.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中可生物降解花盆包括椰子壳纤维。7.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液是石蜡乳液。8.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液是阴离子石蜡乳液。9.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液是非离子石蜡乳液。10.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液是阳离子石蜡乳液。11.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中该蜡乳液的不挥发物含量为最多约45％。12.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液的不挥发物含量为约25％至约45％。13.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液的pH为约8.0至约12.5。14.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液的pH为约4.0至约6.5。15.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液的固体物质含量为最多约45％。16.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液的固体物质含量为约25％至约45％。17.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液的粘度为最多约450cps。18.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液的粘度为最多约200cps。19.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液基本上由乳液71731MOD组成。20.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液基本上由乳液80939M组成。21.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液基本上由乳液11226组成。22.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液基本上由乳液73950或乳液73550组成。23.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液基本上由乳液28640组成。24.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中采用浓度为最多约20％干重蜡/干重的可生物降解花盆材料的蜡乳液，制造可生物降解花盆。25.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中采用浓度为约2％至约15％干重蜡/干重的可生物降解花盆材料的蜡乳液，制造可生物降解花盆。26.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中采用浓度为约10.7％干重蜡/干重的可生物降解花盆材料的蜡乳液，制造可生物降解花盆。27.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中采用浓度为约0.1％至约1.0％体积的蜡乳液/体积的可生物降解花盆材料混合物的蜡乳液，制造可生物降解花盆，其中可生物降解花盆材料混合物具有约10g/L至约20g/L的材料含量。28.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中采用浓度为约0.25％至约0.5％体积的蜡乳液/体积的生物降解花盆材料混合物的蜡乳液，制造可生物降解花盆，其中可生物降解花盆材料混合物具有约10g/L至约20g/L的材料含量。29.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中采用浓度为最多约10％(w/w)或最多约10％w/v的聚乙烯醇，制造可生物降解花盆。30.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中采用浓度为约0.01％w/w至约10.0％w/w可生物降解花盆材料混合物的聚乙烯醇，制造可生物降解花盆，其中可生物降解花盆材料混合物具有约10g/L至约20g/L的材料含量。31.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中采用浓度为约1％w/w至约2％w/w可生物降解花盆材料混合物的聚乙烯醇，制造可生物降解花盆，其中可生物降解花盆材料混合物具有约10g/L至约20g/L的材料含量。32.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中可生物降解花盆材料混合物的固体材料含量为约15g/L。33.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，它包括0.1-20％w/w蜡乳液。34.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中可生物降解花盆包括蜡乳液且pH为大于或等于约7。35.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中可生物降解花盆包括蜡乳液和浓度范围为约0.05至约10％w/w的PVA。36.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中可生物降解花盆包括蜡乳液和浓度范围为约0.05至约10％w/w的PVAC。37.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中可生物降解花盆包括蜡乳液和浓度范围为约0.05至约10％w/w的PVA，且pH大于或等于约7。38.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中可生物降解花盆包括蜡乳液和浓度范围为约0.05至约10％w/w的PVAC，且pH大于或等于约7。39.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液是阳离子蜡乳液。40.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液是阴离子蜡乳液。41.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中蜡乳液是非离子蜡乳液。42.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，它包括含有高分子量聚合物或大聚合度的PVA或PVAC。43.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，它包括含有100％水解PVA的PVA。44.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，它包括部分水解的PVA。45.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，其中部分水解的PVA包括约85％OH基和约15％乙酸酯基。46.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，它进一步包括山梨酸钾。47.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆，它进一步包括石灰。48.一种可生物降解花盆的制造方法，该方法包括：a)提供选自泥炭纤维，椰子壳纤维，麦秆，纸浆，甘蔗渣纤维，木纤维，亚麻，洋麻，剑麻，消化过的粪肥及其组合中的至少一种可生物降解花盆材料；b)提供选自下述中的一种或多种添加剂：蜡乳液，石灰，聚乙烯醇(PVA)，聚乙酸乙烯酯(PVAC)，及其组合；c)混合至少一种可生物降解花盆材料和一种或多种添加剂到水性浆液内；和d)使用该水性浆液，形成一种可生物降解花盆。49.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆的制造方法，其中消化过的粪肥来自牛，猪，羊，鸡，或火鸡。50.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆的制造方法，其中通过泵送或者真空沉积水性浆液到模具或型材内，形成可生物降解花盆。51.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆的制造方法，进一步包括干燥所形成的可生物降解花盆。52.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆的制造方法，其中所形成的可生物降解花盆在范围为约200℃至约350℃的高温下干燥。53.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆的制造方法，其中高温为约250℃至约310℃。54.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆的制造方法，其中在通过高温干燥之前，从所形成的可生物降解花盆中真空除去水。55.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆的制造方法，进一步包括后挤压步骤，该步骤包括将所形成的或形成并干燥的可生物降解花盆转移到新模具中，并在约130℃至约190℃的温度下，挤压所形成的或形成并干燥的可生物降解花盆范围为约0.25s至约1s的时间段。56.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆的制造方法，它包括后挤压步骤，其中在约160℃的温度下挤压所形成的或形成并干燥的可生物降解花盆约0.5s。57.前述任何一项权利要求的可生物降解花盆的制造方法，其中将至少一种可生物降解花盆材料和一种或多种添加剂混合到起始体积的水性混合物内，所述水性混合物的起始体积小于在水性浆液内要使用的水性混合物的最终期望体积，由此在引起水性浆液内的水性混合物的体积达到该水性混合物的最终期望体积之前，允许一种或多种添加剂被至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·安德森，J·沃德，H·雷厄森，
申请(专利权)人：吉弗国际股份公司，
类型：发明
国别省市：挪威,NO