CN101451056B - 园艺用保水剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供以少量即具有良好的保水性、不会产生发育障碍或根的伸长障碍的园艺用保水剂。该园艺用保水剂包含高吸水性树脂，所述高吸水性树脂在使1重量份高吸水性树脂吸收25℃的离子交换水100重量份时的吸水体的电导率为0～2.0mS/cm、且25℃的离子交换水的吸水倍率为80～1000倍。

Description

园艺用保水剂

技术领域

本发明涉及高吸水性树脂的园艺用保水剂。更详细地说涉及少量即具有良好的保水性、不会产生发育障碍或根的伸长障碍的园艺用保水剂。 

背景技术

一直以来，作为园艺用保水剂利用的高分子凝胶已知有琼脂、鹿角菜胶等。 

兰花及观叶植物等的栽培方法之一有类原球茎法。该方法由于新苗的增殖比普通的分蘖法快数百倍，因此用于无性系增殖，在兰科植物中广泛应用。该增殖方法的培养基使用琼脂凝胶。 

但是，从琼脂培养基向土壤移植、并使其适应于土壤时，如果不完全除去琼脂，则会由于琼脂的腐坏而导致根腐烂、降低收率。因此，有必要完全地除去琼脂，但该除去工序由于是手工作业，因此花费劳力，不能完全地除去，由于混有部分残留物，因此无法防止收率的降低。而且，在长期的输送中，由于琼脂的品质降低，因而具有必需使用高成本的航空运输等缺点。 

那么，已经知道，当取代琼脂，在该培养基中使用作为土壤用保水剂通常使用的以丙烯酸钠盐为主成分的高吸水性树脂(例如专利文献1)时，会显著地发生生根障碍，或易于产生伸长障碍，情况较差。 

另外，已经知道，当使用同样一直作为土壤用保水剂使用的以N-乙烯基丙烯酰胺化合物为主成分的高吸水性树脂(例如专利文献2)时，少量时则不能见效果，如果使用必须量，则成本提高。 

本发明人等对其原因进行了各种探讨，结果认为上述构成现有的园艺用保水剂的高吸水性树脂的吸水体由于电导率超过2.0mS/cm，因此 显著地发生生根障碍、易于产生伸长障碍，另外还知道，由于吸水倍率低，因此具有为了保持规定量的水分而必须使用大量的保水剂，或必须频繁地补充水等问题。 

发明内容

本发明的目的在于提供改善上述问题点、以少量即有良好的保水性、且由植被良好的高吸水性树脂构成的园艺用保水剂。 

专利文献1：日本特开昭63-68026号公报 

专利文献2：日本特开平04-346833号公报 

为了达成上述目的，本发明的园艺用保水剂如下所述。 

(1)一种园艺用保水剂，其包含高吸水性树脂，所述高吸水性树脂在使1重量份高吸水性树脂吸收25℃的离子交换水100重量份时的吸水体的电导率为0～2.0mS/cm，且25℃的离子交换水的吸水倍率为80～1000倍。 

(2)上述(1)所述的园艺用保水剂，优选的是，该高吸水性树脂由共聚物(X)和/或均聚物(Y)构成，所述共聚物(X)以非离子性水溶性烯属不饱和单体(A)和阴离子性水溶性烯属不饱和单体(B)为构成单元，所述均聚物(Y)以阴离子性水溶性烯属不饱和单体(C)为构成单元。 

(3)上述(2)所述的园艺用保水剂，优选的是，高吸水性树脂是由该共聚物(X)单独构成的高吸水性树脂，该共聚物(X)是以摩尔比计(A)/(B)＝90/10～1/99的共聚物。 

(4)上述(2)或(3)所述的园艺用保水剂，优选的是，该单体(B)为(甲基)丙烯酸(盐)，且其羧基未被中和、或者其一部分氢原子被碱金属离子取代。 

(5)上述(2)或(3)所述的园艺用保水剂，优选的是，该单体(B)是具有羧基并且其羧基未被中和的单体，或者是具有羧基、并且是由其羧基的一部分氢原子被选自归属于元素周期表第IIA族、第IIIA 族的多价金属离子及铵离子中的一种以上离子、以及与碱金属离子的组合取代的(甲基)丙烯酸的盐所构成的单体。 

(6)上述(2)或(3)所述的园艺用保水剂，优选的是，该单体(B)是具有羧基并且其羧基未被中和的单体，或者是具有羧基、并且是由其羧基的一部分氢原子被选自归属于元素周期表第IIA族、第IIIA族的多价金属离子及铵离子中的一种以上离子取代的(甲基)丙烯酸的盐所构成的单体。 

(7)上述(2)～(6)任一项所述的园艺用保水剂，优选的是，高吸水性树脂是由该共聚物(X)单独构成的高吸水性树脂，上述共聚物(X)具有羧基，该共聚物(X)中的羧基的基于碱金属离子和铵离子的总和的中和度为10～50当量％，且基于该多价金属离子的中和度为0～50当量％。 

(8)上述(2)所述的园艺用保水剂，优选的是，该聚合物(Y)为(甲基)丙烯酸(盐)聚合物，且其羧基未被中和、或者其一部分氢原子被碱金属离子取代。 

(9)上述(2)～(8)任一项所述的园艺用保水剂，优选的是，该单体(C)是具有羧基并且其羧基未被中和的单体，或者是具有羧基、并且是由其羧基的一部分氢原子被选自归属于元素周期表第IIA族、第IIIA族的多价金属离子及铵离子中的一种以上离子、以及与碱金属离子的组合取代的(甲基)丙烯酸的盐所构成的单体。 

(10)上述(2)～(8)任一项所述的园艺用保水剂，优选的是，该单体(C)是具有羧基并且其羧基未被中和的单体，或者是具有羧基、并且是由其羧基的一部分氢原子被选自归属于元素周期表第IIA族、第IIIA族的多价金属离子及铵离子中的一种以上离子取代的(甲基)丙烯酸的盐所构成的单体。 

(11)上述(2)、(8)～(10)任一项所述的园艺用保水剂，优选的是，高吸水性树脂是由该共聚物(Y)单独构成的高吸水性树脂，该聚合物(Y)中的羧基的基于碱金属离子和铵离子的总和的中和度为 10～50当量％，且基于该多价金属离子的中和度为0～50当量％。 

(12)上述(2)～(10)任一项所述的园艺用保水剂，优选的是，该非离子性水溶性烯属不饱和单体(A)为(甲基)丙烯酰胺和/或具有碳数为2～3的烷基的单(甲基)丙烯酸羟基烷基酯。 

(13)上述(1)～(10)任一项所述的园艺用保水剂，优选的是，该高吸水性树脂的25℃的离子交换水的吸水倍率为100～1000倍。 

(14)上述(1)～(13)任一项所述的园艺用保水剂，优选的是，进一步含有选自肥料、生长激素、抗菌剂和防霉剂中的1种以上成分。 

本发明的园艺用保水剂具有以下效果。 

(1)本发明的园艺用保水剂不会阻碍植物的生长、少量的使用也可供给植物充足的水分。 

(2)本发明的高吸水性树脂的水系凝胶不会成为琼脂那样的一体凝胶，而成为粒子状凝胶的集合体，因此易于从根部除去水系凝胶。因而，在除去水系凝胶的过程中少有伤害根部，且不必花费力气就可完全地除去。 

(3)本发明的高吸水性树脂的水系凝胶与琼脂那样的天然水系凝胶不同，不易腐败，因此在将水系凝胶中生长的植物移植并使其适应于土壤中时，也不易发生水系凝胶的腐败所导致的根的腐败，不易引起收率降低。 

(4)本发明的高吸水性树脂的水系凝胶不易腐败，且可以供给植物充分的水分，因而即便是长时间的输送，也不会有品质的劣化，且没有必要补充水分，或者可以大幅度降低水分补充的次数。而且，即便在店铺中长时间售卖、长时间鉴赏也不用麻烦地补充水分，因此是理想的。 

具体实施方式

本发明的园艺用保水剂中使用在使1重量份高吸水性树脂吸收25℃的离子交换水100重量份时的吸水体的电导率为0～2.0mS/cm、且25℃的离子交换水的吸水倍率为80～1000倍的高吸水性树脂。 

作为高吸水性树脂的电导率，通常为0～2.0mS/cm、优选0～1.8mS/cm、更优选0～1.6mS/cm。电导率如果超过2.0mS/cm，则植被不良。 

电导率通过以下方法测定。 

[电导率的测定法] 

在100重量份25℃的离子交换水中放入高吸水性树脂1重量份，在25℃下于恒温槽内放置8小时，从而使上述高吸水性树脂溶胀，制作吸水体。利用温度计确认吸水体的温度为25℃，将比传导率测定装置的电极插入在吸水体中并读取数值。另外，当高吸水性树脂的吸水倍率小时，高吸水性树脂的吸水体和离子交换水分离成为两相，因此搅拌使其变得均匀后，插入比传导率测定装置的电极并测定数值。即便搅拌、均匀化后也迅速再分离为两相时，在搅拌下插入比传导率测定装置的电极并测定数值。 

高吸水性树脂对25℃离子交换水的吸水倍率通常为80～1000倍、优选为100～1000倍、更优选为120～1000倍。吸水倍率小于80倍时，作为园艺用保水剂的保水能力变低，有必要大量地使用，成本增加，必须频繁地补充水分。吸水倍率大的话，则少量使用即可，因此优选，但吸水倍率超过1000倍的高吸水性树脂在其制造工序中聚合后的含水凝胶的粘附性变得过高，制造装置内的处理及之后的干燥非常困难，具有制造上的问题，不现实。 

[离子交换水中的吸水倍率的测定法] 

在尼龙制的网袋(250目)中放入高吸水性树脂的试样L(g)，将其与袋子一起浸渍在过剩的离子交换水中。浸渍60分钟后与袋子一起提到空中，静置以除水15分钟后，测定质量M(g)，通过下式求出吸水倍率。 

另外，仅使用网袋进行与上述同样的操作，将其质量N(g)作为空白减去。离子交换水的吸水倍率＝(M-N)/L 

作为使本发明的高吸水性树脂1重量份吸收25℃的离子交换水100 重量份时的吸水体的pH值，通常为4.5～7.5、优选为5.0～7.0、更优选为5.5～6.5。pH值小于4.5或者超过7.5时，均有降低植被的倾向。 

下面列举后述实施例的几个pH实测值，例如聚丙烯酸钠盐(中和率为31当量％)[后述实施例2的高吸水性树脂(2)]的pH为5.6；聚丙烯酰胺/聚丙烯酸钠盐(97/3)(中和率为100当量％)和上述高吸水性树脂(2)的混合物(重量比1∶4)[后述实施例5的高吸水性树脂(6)]的pH为5.7；聚丙烯酸钠·铝盐(中和率分别为14当量％和16当量％)[后述实施例8的高吸水性树脂(10)]的pH为5.6。 

[pH的测定法] 

相对于25℃的离子交换水100重量份加入高吸水性树脂1重量份，在25℃下于恒温槽中放置8小时，使上述高吸水性树脂溶胀，制作吸水体。利用温度计确认吸水体的温度为25℃，将pH计插入到吸水体中，确认pH值大致稳定后，读取数值。另外，高吸水性树脂的吸水倍率小时，高吸水性树脂的吸水体和离子交换水分离成为2相，因此搅拌使其均匀后，插入pH计并测定数值。当即便搅拌、均匀化后也迅速再分离为2相时，在搅拌下插入pH计并测定数值。 

本发明的高吸水性树脂由共聚物(X)和/或聚合物(Y)构成，所述共聚物(X)以非离子性水溶性烯属不饱和单体(A)和阴离子性水溶性烯属不饱和单体(B)作为构成单元，所述聚合物(Y)由阴离子性水溶性烯属不饱和单体(C)单独构成。还可以仅使用(X)，也可以仅使用(Y)。另外，还可以并用(X)和(Y)。此外，由于是高吸水性树脂，因此如通常那样，这些聚合物被交联而作为高吸水性树脂使用。因而，高吸水性树脂的表达方式还表示由交联的聚合物构成的意思。 

本发明中，作为共聚物(X)的构成单元的非离子性水溶性烯属不饱和单体(A)，可以列举出单糖类(1-1)、含有羟基的自由基聚合性水溶性单体(1-2)、含有酰胺基的自由基聚合性水溶性单体(1-3)、含有叔氨基的自由基聚合性水溶性单体(1-4)、含有环氧基的自由基聚合性水溶性单体(1-5)、其它的自由基聚合性水溶性单体(1-6)。 

作为(1-1)，可以列举出季戊四醇、二甘油、山梨糖醇、木糖醇、甘露醇、二季戊四醇、葡萄糖、果糖等。 

作为(1-2)，例如可以列举出烷基的碳数为2～3个的单(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、聚乙二醇(重均分子量Mw：100～4000)单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(Mw：100～4000)单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(Mw：100～4000)单(甲基)丙烯酸酯等。 

作为(1-3)，例如可以列举出(甲基)丙烯酰胺、N-烷基(碳数1～3)取代(甲基)丙烯酰胺(N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺等)等。 

作为(1-4)，例如可以列举出(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺等。 

作为(1-5)，例如可以列举出缩水甘油(甲基)丙烯酸酯等。 

作为(1-6)，例如可以列举出4-乙烯基吡啶、乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基乙酰胺等。 

作为上述非离子性水溶性烯属不饱和单体中优选的例子，可以列举出烷基的碳数为2～3个的单(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、聚乙二醇(Mw：100～4000)单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(Mw：100～4000)单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(Mw：100～4000)单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、N-烷基取代(甲基)丙烯酰胺、(N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺等)、N-乙烯基乙酰胺等。 

作为更加优选的例子，可以列举出聚合性良好的甲基丙烯酰胺和/或烷基的碳数为2～3的单(甲基)丙烯酸羟基烷基酯。 

这些单体(A)可以单独使用，还可以根据需要并用2种以上。其中，(甲基)丙烯酰胺与丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺相同，“～～(甲基)丙烯酸酯”是指“～～丙烯酸酯和/或～～甲基丙烯酸酯”，以下同样地记载。即，只要不是特别说明，“...(甲基)丙烯酸...”是指“...丙烯酸...和/或...甲基丙烯酸...”。 

作为本发明中使用的阴离子性水溶性烯属不饱和单体(B)，可以列 举出具有羧基、磺酸基、磷酸基的自由基聚合性水溶性单体和/或将它们水解成为水溶性的单体(1)；或其盐。 

(1)中，作为具有羧基的单体，例如可以列举出不饱和单或多元(2元～6元)羧酸[(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸单烷基(碳数为1～9)酯、富马酸、富马酸单烷基(碳数为1～9)酯、巴豆酸、山梨酸、衣康酸、衣康酸单烷基(碳数为1～9)酯、衣康酸二醇单醚、肉桂酸、柠康酸、柠康酸单烷基(碳数为1～9)酯等]及它们的酸酐(马来酸酐等)等。 

作为具有磺酸基的单体，例如可以列举出脂肪族或芳香族乙烯基磺酸(乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、乙烯基甲苯磺酸、苯乙烯磺酸等)、2-羟基-3-(甲基)丙烯酰氧基丙基磺酸、(甲基)丙烯酸烷基磺酸[(甲基)丙烯酸磺基乙酯、(甲基)丙烯酸磺基丙酯等]、(甲基)丙烯酰胺烷基磺酸[2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等]等。 

如上所述，其中，(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸和/或丙烯酸，“...(甲基)丙烯酰氧基...”也同样是指“...丙烯酰氧基...和/或...甲基丙烯酰氧基...”，以下同样地记载。 

作为具有磷酸基的单体，例如可以列举出(甲基)丙烯酸羟基烷基磷酸单酯[2-羟基乙基(甲基)丙烯酰基磷酸酯、苯基-2-丙烯酰基乙基磷酸酯等]等。其中，“...(甲基)丙烯酰基...”也同样是指“...丙烯酰基...和/或...甲基丙烯酰基...”，以下同样地记载。 

作为(1)的盐，可以列举出上述含有羧基、磺酸基、磷酸基的水溶性单体的盐[例如碱金属盐(钠盐、钾盐等)、碱土类金属盐(钙盐、镁盐等)、胺盐或铵盐等]等。 

作为在阴离子性水溶性烯属不饱和单体(B)中优选的例子，可以列举出(甲基)丙烯酸(盐)、马来酸(盐)、富马酸(盐)、衣康酸(盐)、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(盐)、(甲基)丙烯酸磺基烷基酯、苯乙烯磺酸(盐)等，作为更优选的例子可以列举出聚合性良好的(甲基)丙烯酸(盐)。其中，“...酸(盐)”也同样表示“...酸和/或其盐”，以下同样。 

本发明中，当阴离子性水溶性烯属不饱和单体(B)为(甲基)丙烯酸(盐)时，作为中和羧基时所必需的离子，可以列举出碱金属离子、归属于元素周期表第IIA族或第IIIA族的多价金属离子和铵离子。作为碱金属离子，优选Na⁺、K⁺，作为归属于元素周期表第IIA族或第IIIA族的多价金属离子，优选Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、B³⁺、Al³⁺等。 

本发明中，单独使用共聚物(X)时，(A)和(B)的摩尔比通常为(A)/(B)＝90/10～1/99、优选为(A)/(B)＝85/15～1/99、更优选为(A)/(B)＝80/20～1/99。(A)和(B)的摩尔比如果为(A)/(B)＝90/10～1/99的范围，则可以满足本发明的高吸水性树脂的性能即、使共聚物(X)1重量份吸收25℃的离子交换水100重量份时的吸水体的电导率为0～2.0mS/cm、且25℃的离子交换水的吸水倍率为80～1000倍。当(A)/(B)超过90/10时，作为园艺用保水剂的保水能力降低，必须大量地使用。 

另外，作为高吸水性树脂，当并用共聚物(X)和均聚物(Y)时，共聚物(X)中的单体(A)和单体(B)的摩尔比只要满足其混合物的电导率为2.0mS/cm以下，则没有特别限定。 

共聚物(X)中的羧基的基于碱金属离子和铵离子的总和的中和度优选为10～50当量％、更优选为15～40当量％。 

其中，基于碱金属离子和铵离子的总和的中和度小于10当量％时，作为园艺用保水剂的保水能力降低，必须大量地使用，当超过50当量％时，由于电导率超过2.0mS/cm，因此有植被变差的倾向。 

基于归属于元素周期表第IIA族或第IIIA族的多价金属离子的中和度优选为0～50当量％、更优选为10～40当量％。 

这里，当基于归属于第IIA族或第IIIA族的多价金属离子的中和度超过50当量％时，吸水性树脂的交联度变得过高，所以难以制造。 

另外，共聚物(X)中的羧基的中和可以在聚合前的阴离子性水溶性烯属不饱和单体(B)的阶段进行，也可以在聚合后的含水凝胶的阶段进行。 

本发明中，为了获得该共聚物(X)，在进行非离子性水溶性的水溶性烯属不饱和单体(A)和阴离子性的水溶性烯属不饱和单体(B)的共聚时，还可以在不超过(A)和(B)的总质量的10摩尔％的范围内共聚其它的单烯属不饱和单体(D)。 

作为这种单烯属不饱和单体，可以列举出丙烯酸(甲基)烷基酯、乙酸乙烯酯等，只要是能够与(A)和(B)共聚的烯属不饱和单体，则没有任何限定。这些烯属不饱和单体可以在规定量的范围内并用2种以上。 

作为本发明中使用的聚合物(Y)的构成单元的阴离子性水溶性烯属不饱和单体(C)，与阴离子性水溶性烯属不饱和单体(B)同样，可以列举出具有羧基、磺酸基、磷酸基的自由基聚合性水溶性单体和/或水解它们成为水溶性的单体(1)；或其盐。 

优选例也与阴离子性水溶性烯属不饱和单体(B)同样，可以列举出(甲基)丙烯酸(盐)、马来酸(盐)、富马酸(盐)、衣康酸(盐)、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(盐)、(甲基)丙烯酸磺基烷基酯、苯乙烯磺酸(盐)等。更优选的例子可以列举出(甲基)丙烯酸(盐)。 

本发明中，聚合物(Y)为(甲基)丙烯酸(盐)聚合物时，作为中和羧基时所必需的离子，可以列举出碱金属离子、归属于元素周期表第IIA族或第IIIA族的多价金属离子及铵离子。 

作为碱金属离子，优选Na⁺、K⁺，作为归属于元素周期表第IIA族或第IIIA族的多价金属离子，优选Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、B³⁺、Al³⁺等。 

本发明中，当单独使用聚合物(Y)时，聚合物(Y)中的羧基的基于碱金属离子和铵离子的总和的中和度优选为10～50当量％、更优选为15～40当量％。 

这里，基于碱金属离子和铵离子的总和的中和度小于10当量％时，作为园艺用保水剂的保水能力变低，有必要大量地使用，当超过50当量％时，由于电导率超过2.0mS/cm，因此有植被变差的倾向。 

基于归属于第IIA族或第IIIA族的多价金属离子的中和度优选为0～50当量％、更优选为10～40当量％。 

这里，当基于归属于第IIA族或第IIIA族的多价金属离子的中和度超度50当量％时，高吸水性树脂的交联度变得过高，因而有难以制造的倾向。 

此外，并用共聚物(X)和均聚物(Y)来使用时，共聚物(X)和均聚物(Y)中的羧基的中和度只要满足其混合物的电导率为2.0mS/cm以下，则没有特别限定。 

本发明的高吸水性树脂的制造方法如下：首先聚合非离子性水溶性烯属不饱和单体(A)和阴离子性水溶性烯属不饱和单体(B)、或者单独聚合阴离子性水溶性烯属不饱和单体(C)，在任意阶段添加交联剂并进行聚合，从而获得含水凝胶状聚合物。之后，进行干燥、粉碎，进而根据需要调整粒度，从而获得高吸水性树脂。 

或者，将非离子性水溶性烯属不饱和单体(A)和阴离子性水溶性烯属不饱和单体(B)聚合，进行干燥、粉碎，进行热交联，然后根据需要调整粒度，从而获得高吸水性树脂。 

作为聚合方法，例如可以列举出水溶液聚合法、反相悬浮聚合法、喷雾聚合法、光引发聚合法、放射线聚合法等。优选的聚合方法为使用自由基聚合引发剂进行水溶液聚合的方法。对于此时的自由基聚合引发剂的种类和使用量、自由基聚合条件，没有特别限定，可以与通常同样地进行。另外，这些聚合体系中还可以根据需要添加各种添加剂、链转移剂(例如硫醇化合物等)等。 

这些聚合体系中还可以根据需要添加各种添加剂、链转移剂(例如硫醇化合物等)、表面活性剂等。 

作为使用交联剂时的交联剂，例如可以列举出具有2个以上自由基聚合性不饱和基团的交联剂、具有自由基聚合性不饱和基团和反应性官能团的交联剂、具有2个以上反应性官能团的交联剂等。反应性官能团是指与交联前的高吸水性树脂中所含的官能团具有反应性的基团。这些 交联剂均可使用作为高吸水性树脂的交联剂已知的交联剂，若列举少数的具体例，代表地可以列举出乙二醇、季戊四醇三烯丙醚、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺等，但并不局限于这些。 

作为可进行热交联的优选聚合物，可以列举出包含(甲基)丙烯酰胺、烷基的碳数为2～3个的单(甲基)丙烯酸羟基烷基酯的聚合物，具体地可以列举出(甲基)丙烯酰胺/(甲基)丙烯酸(碱金属盐)共聚物、单(甲基)丙烯酸羟基烷基酯/(甲基)丙烯酸(碱金属盐)共聚物等。 

作为进行热交联的方法，可以在调整至目标粒径之前，将聚合物加热至规定温度使其热交联后，根据需要进行粉碎以调整粒度为目标粒径，但优选以下方法：将聚合物的粒度调整至目标粒径的粉末状或粒子状后，加热至规定温度使其热交联，从而按照所谓的表面交联原理获得内部交联密度低且外部交联密度高的高吸水性树脂。 

热交联时的加热温度优选为120℃～230℃、更优选为140℃～220℃。加热温度为120℃～230℃时，加热交联快速地进行，聚合物不会热分解，品质不会下降，因而优选。关于加热时间，根据预达成的交联度而有所不同，在达到目标温度后，优选为1～600分钟、更优选为5～300分钟。加热时间不足1分钟时，有时不会顺利地发生热交联，而加热时间超过600分钟时，尽管也取决于加热的温度和聚合物组成，但有可能一部分开始分解。 

作为干燥方法，可以是通常的方法，例如使用鼓式干燥法、平行流带干燥机(通道式干燥机)、透气带干燥机、喷出流(喷嘴)干燥机、箱型热风干燥机、红外线干燥机等装置进行。热源没有特别限定。这些干燥机可以组合多个使用。 

高吸水性树脂在干燥后，以粒状物的形态使用。因此，高吸水性树脂在干燥后也可以根据需要进行粉碎，还可以根据需要筛分后制成适当大小的粒子状物。高吸水性树脂粒子通过吸水而溶胀，其粒径根据实际的吸水量而变大(不过，即便供给超过吸收倍率的水分，在吸收倍率上 限也不会吸水，因此不会变得更大)。 

本发明中，吸水前的状态下的高吸水性树脂粒子的平均粒径只要为粒状物，则没有特别限定，通常为100μm～5mm、优选为150μm～3.5mm左右。平均粒径过小时，吸水时易于形成疙瘩，因此有难以充分吸水的倾向。另一方面，如果平均粒径过大，则吸水速度变慢，水难以完全地渗透至粒子中心部，因此有难以制成均匀的保水剂的倾向。吸水前的干燥状态下的高吸水性树脂的平均粒径通过“激光衍射散射法”(具体地，例如使用日机装公司生产、商品名：マィクロトラックFRA粒度分析计)测定。 

吸水后的状态的高吸水性树脂粒子的平均粒径如上所述，由于随着实际吸水量、吸水倍率等而改变，因此不能一概而论，没有特别限定，但根据适用的植物的形态、种类、本保水剂的使用方法而所有不同，通常为400μm～5cm(50mm)、优选为600μm～3.5cm左右。 

吸水前的高吸水性树脂粒子的粒径过小，则在吸水时形成疙瘩而难以充分地使其吸水，因此难以制造平均粒径过小的保水凝胶粒子(吸水后的高吸水性树脂粒子)。另一方面，吸水后的高吸水性树脂粒子的平均粒径过大时，在形成培养基时，凹凸变大，另外溶胀凝胶球(凝胶粒子)之间的空隙变得过大，难以将植物固定在培养基中。吸水后的状态下的高吸水性树脂粒子的平均粒径如下求得：随机选择10个粒子并测定各粒径(最大径)，求出10个粒子的平均值。此时，使用卡尺测定粒径为1mm以上者，粒径小于1mm者使用显微镜进行测定。另外，如发明效果中所述，本发明的高吸水性树脂的水系凝胶不会成为琼脂那样的一体凝胶，而成为粒子状凝胶的集合体，因此可以容易地从根部将水系凝胶除去，因此，在除去水系凝胶的过程中少有损伤根部的原因在于形成为粒子状凝胶，因此，上述平均粒径的数值范围表示了粒子状凝胶的粒子大小的标准，并非表示平均粒径的上述数值范围为严格的数值限定。 

本发明的园艺用保水剂可以仅使用高吸水性树脂，还可以与肥料、 生长激素、抗菌剂、微量元素和防霉剂中的任意一种以上的成分组合使用。 

作为肥料，可以列举出氮质肥料、磷酸质肥料、钾质肥料、有机质肥料、复合肥料、石灰质肥料、硅酸质肥料、苦土肥料、锰质肥料、硼质肥料、微量要素复合肥料等普通肥料、以及其它的特殊肥料(缓效性肥料等)。这些肥料成分为液状或粉末等固体状，通过添加到高吸水性树脂中，或者含有在注入到高吸水性树脂中的水中，可以使其存在于园艺用保水剂中。肥料的添加量可以考虑植物的种类等任意决定。 

作为生长激素剂，可以列举出2，4-D(2，4-二氯苯氧基乙酸)等茁长素类、激动素等细胞激动素类、赤霉素等，还可以并用2种以上。成长激素剂的添加量可以考虑植物的种类等任意地决定。 

作为抗菌剂，可以列举出TPN(四氯间苯二腈)、克菌丹、免克宁剂、ブラシミド ン剂、苯噻硫氰剂、季铵盐、苯酚化合物、吡啶鎓盐、过酸、甲醛、抗生物质(青霉素、链霉素、氯霉素等)、N-氯琥珀酰亚胺、石灰、硫磺、有机硫磺剂(代森锌、代森锰、硫代二吖嗪剂、秋兰姆剂等)、单或二硫代氨基甲酸酯、硫代二吖嗪、磺酰胺、邻苯二甲酰亚胺、石油醚、萘醌、苯醌、二硫化物、二价汞化合物、四氢邻苯二甲酰亚胺、羟基异噁唑、砷酸盐、铜盐、有机铜剂(8-羟基喹啉铜等)、胍盐、三嗪、咪唑嗪盐、喹啉鎓盐、苯基巴豆酸盐等，还可以并用2种以上。抗菌剂的添加量可以考虑植物的种类、所使用的肥料的种类等任意决定。 

进而，作为用于防止培养基腐败的微量要素，还可以添加沸石、麦饭石等无机多孔质材料。微量要素的种类及添加量可以考虑植物的种类、所使用的肥料的种类等任意地决定。 

作为防霉剂，可以列举出卤素供给剂、特别是氯系供给剂，例如氯-氰尿酸类或其盐、特别是二氯异氰尿酸单钠或钾；羟基醌类、亚硫酸盐；以及银或铜盐等，还可以并用2种以上。 

防霉剂的添加量可以考虑植物的种类、所使用的肥料的种类等任意 地决定。 

用以下的实施例说明本发明，但本发明并不限定于此。在以下的实施例和比较例中，只要没有特别限定，％是指重量％。 

[高吸水性树脂的制作] 

[实施例1] 

在1L的烧杯中添加相当于单体(C)的丙烯酸230.4g(3.2mol)、作为交联剂的季戊四醇三烯丙醚1.0g和水636g，冷却至10℃。将该溶液放入到隔热聚合槽中，通入氮气使溶液的溶存氧为0.1ppm(利用オリェント电气公司生产、商品名溶存氧计DO220PB测定)后，作为聚合引发剂，加入35％的双氧水0.023g、L-抗坏血酸0.00575g和过硫酸钾0.23g。约30分钟后聚合反应开始，约2小时后达到最高温度72℃。进而在该温度下使其熟化5小时以完成聚合，所得的聚合物(相当于聚合物(Y))具有含水凝胶状。用捏合机(入江商会公司生产、商品名BENCH KNEADER PNV-1；转速70rpm)搅拌该聚合物约2小时，剪碎，进而混合50％的氢氧化钙分散液61.6g、48％的氢氧化钠水溶液64.0g，用捏合机搅拌约2小时以进行混合。之后，使用带状干燥机(透气干燥机、井上金属株式会社生产)在110℃下加热干燥，粉碎后获得平均粒径为370μm(利用日机装公司生产、商品名：マィクロトラックFRA粒度分析计测定)的高吸水性树脂(1)(对应于聚合物(Y))。 

[实施例2] 

除了使用上述的48％的氢氧化钠水溶液82.7g代替实施例1中使用的50％的氢氧化钙分散液61.6g、48％的氢氧化钠水溶液64.0g之外，进行与实施例1同样的操作，获得平均粒径为500μm的高吸水性树脂(2) 

(对应于聚合物(Y))。 

[实施例3] 

在1L的烧杯中添加相当于单体(B)的丙烯酸43.2g(0.6mol)、48％的氢氧化钠水溶液50.0g、50％丙烯酰胺(相当于单体(A))水溶液369.2g(2.6mol)和水443.2g，冷却至5℃。将该溶液放入到隔热聚合槽中， 通入氮气使溶液的溶存氧量为0.1ppm后，作为聚合引发剂，加入35％的双氧水0.00016g、L-抗坏血酸0.00008g和4，4’-偶氮双(4-氰基缬草酸)0.04g。约30分钟后聚合开始，约5小时后达到最高到达温度约75℃，聚合完成，获得含水凝胶状的聚合物(相当于共聚物(X))。 

使用捏合机搅拌该凝胶2小时以剪碎后，使用带状干燥机在120℃下干燥1小时，粉碎后获得平均粒径为500μm的未交联干燥粉末。以3mm的厚度将该未交联的干燥粉末100g放入到不锈钢盆中，利用160℃的循环风干燥机加热120分钟以使其热交联，获得平均粒径为1500μm的高吸水性树脂(3)(对应于共聚物(X))。 

[实施例4] 

除了分别使用上述的丙烯酸93.6g(1.3mol)、上述的48％的氢氧化钠水溶液108.3g、上述的丙烯酰胺水溶液269.8g(1.9mol)代替实施例3中使用的丙烯酸43.2g、48％的氢氧化钠水溶液50.0g、50％丙烯酰胺水溶液369.2g之外，进行与实施例3同样的操作，获得平均粒径为3000μm的高吸水性树脂(4)(对应于共聚物(X))。 

[实施例5] 

除了分别使用上述的丙烯酸7.2g(0.1mol)、上述的48％的氢氧化钠水溶液8.3g、上述的50％丙烯酰胺水溶液440.2g(3.1mol)代替实施例3中使用的丙烯酸43.2g、48％的氢氧化钠水溶液50.0g、50％丙烯酰胺水溶液369.2g之外，进行与实施例3同样的操作，获得吸水倍率为50g/g、电导率为0.1mS/cm、平均粒径为2000μm的高吸水性树脂(5)(对应于共聚物(X))。进而，以1∶4的重量比混合高吸水性树脂(5)和实施例2中获得的高吸水性树脂(2)(对应于聚合物(Y))，获得平均粒径800μm的高吸水性树脂(6)(对应于共聚物(X)与均聚物(Y)的混合物)。 

[实施例6] 

除了使用上述的48％的氢氧化钠水溶液192.0g代替实施例1中使用的50％的氢氧化钙分散液61.6g和48％的氢氧化钠水溶液64.0g之外， 进行与实施例1同样的操作，获得吸水倍率为400g/g、电导率为3.0mS/cm、平均粒径为200μm的高吸水性树脂(7)(对应于聚合物(Y))。进而，以4∶1的重量比混合高吸水性树脂(5)(对应于共聚物(X))和高吸水性树脂(7)，获得平均粒径为1640μm的高吸水性树脂(8)(对应于共聚物(X)与均聚物(Y)的混合物)。 

[实施例7] 

以7∶3的重量比混合实施例5中获得的高吸水性树脂(5)(对应于共聚物(X))和实施例1中获得的高吸水性树脂(1)(对应于聚合物(Y))，获得平均粒径为1500μm的高吸水性树脂(9)(对应于共聚物(X)与均聚物(Y)的混合物)。 

[实施例8] 

除了分别使用30％的硫酸铝水溶液97.3g、上述的48％的氢氧化钠水溶液37.3g代替实施例1中使用的50％的氢氧化钙分散液61.6g和48％的氢氧化钠水溶液64.0g之外，进行与实施例1同样的操作，获得平均粒径为800μm的高吸水性树脂(10)(对应于聚合物(Y))。 

[实施例9] 

在1L的烧杯中添加相当于单体(B)的丙烯酸115.2g(1.6mol)、50％丙烯酰胺(相当于单体(A))水溶液227.2g(1.6mol)、水562.5g，冷却至5℃。将该溶液放入到隔热聚合槽中，通入氮气使溶液的溶存氧量为0.1ppm后，作为聚合引发剂，加入35％的双氧水0.00016g、L-抗坏血酸0.00008g和4，4’-偶氮双(4-氰基缬草酸)0.04g。约30分钟后，聚合开始，约5小时后达到最高到达温度约75℃，聚合完成，获得含水凝胶状的聚合物(相当于共聚物(X))。使用捏合机搅拌该聚合物约2小时以剪碎后，进一步混合50％的氢氧化钙分散液17.8g、48％的氢氧化钠水溶液113.3g，使用捏合机搅拌约2小时以进行混合。之后，使用带状干燥机在120℃下干燥1小时，粉碎后获得平均粒径为500μm的未交联干燥粉末。以3mm的厚度将该未交联的干燥粉末100g放入到不锈钢盆中，利用160℃的循环风干燥机加热120分钟以使其热交联，获得 平均粒径为3300μm的高吸水性树脂(11)(对应于共聚物(X))。 

[实施例10] 

除了分别使用上述的丙烯酸187.2g(2.6mol)、上述的50％丙烯酰胺水溶液71.0g(0.5mol)、上述的50％的氢氧化钙分散液77.0g、上述的48％的氢氧化钠水溶液43.3g代替实施例9中使用的丙烯酸115.2g、50％的丙烯酰胺水溶液227.2g、50％的氢氧化钙分散液17.8g和48％的氢氧化钠水溶液113.3g之外，进行与实施例9同样的操作，获得平均粒径为1800μm的高吸水性树脂(12)(对应于共聚物(X))。 

[实施例11] 

除了分别使用上述的丙烯酸223.2g(3.1mol)、上述的48％的氢氧化钠水溶液25.8g、上述的50％丙烯酰胺水溶液4.3g(0.03mol)代替实施例3中使用的1L烧杯中的丙烯酸43.2g、48％的氢氧化钠水溶液50.0g、50％的丙烯酰胺水溶液369.2g之外，进行与实施例3同样的操作，获得平均粒径为2700μm的高吸水性树脂(13)(对应于共聚物(X))。 

[实施例12] 

除了分别使用上述的丙烯酸21.6g(0.3mol)、上述的48％的氢氧化钠水溶液25.0g、上述的50％丙烯酰胺水溶液411.8g(2.9mol)代替实施例3中使用的丙烯酸43.2g、48％的氢氧化钠水溶液50.0g、50％的丙烯酰胺水溶液369.2g之外，进行与实施例3同样的操作，获得平均粒径为1100μm的高吸水性树脂(14)(对应于共聚物(X))。 

[实施例13] 

除了分别使用上述的50％的氢氧化钙分散液71.0g、10％氨水溶液54.4g代替实施例1中使用的50％的氢氧化钙分散液61.6g和48％的氢氧化钠水溶液64.0g之外，进行与实施例1同样的操作，获得平均粒径为200μm的高吸水性树脂(15)(对应于聚合物(Y))。 

[实施例14] 

除了分别使用上述的50％的氢氧化钙分散液94.7g、上述的48％的氢氧化钠水溶液120.0g代替实施例1中使用的50％的氢氧化钙分散液 61.6g和48％的氢氧化钠水溶液64.0g之外，进行与实施例1同样的操作，获得平均粒径为700μm的高吸水性树脂(16)(对应于聚合物(Y))。 

[实施例15] 

除了使实施例1中使用的季戊四醇三烯丙醚1.0g的添加量改为0.5g、进而使用上述的48％的氢氧化钠水溶液192.0g代替50％的氢氧化钙分散液61.6g和48％的氢氧化钠水溶液64.0g之外，进行与实施例1同样的操作，获得吸水倍率为800g/g、电导率为3.0mS/cm、平均粒径为160μm的高吸水性树脂(17)(对应于聚合物(Y))。进而，以24∶1的重量比混合市售的非离子系高吸水性树脂(株式会社兴人制、商品名：サ一モゲル)(对应于共聚物(X))和高吸水性树脂(17)，获得平均粒径为490μm的高吸水性树脂(18)(对应于共聚物(X)与均聚物(Y)的混合物)。 

[比较例1] 

使用高吸水性树脂(7)。 

[比较例2] 

使用市售的非离子系高吸水性树脂(株式会社兴人制、商品名：サ一モゲル)。 

[比较例3] 

使用市售的非离子系高吸水性树脂(昭和电工株式会社制、商品名：PNVA)。 

为了评价园艺用保水剂对植被的影响，以吸收有肥料溶液的园艺用保水剂作为培养基，进行了组织培养(mericlone)苗和插芽的生长状况试验。 

[组织培养苗的生长状况试验] 

<试验培养基A的调制> 

在10L离子交换水中分别加入2.5g粉末液肥(宇部化成肥料公司制、商品名：グリ一ンサムピュァ1号)、10cc生长激素剂((有)メジャ一グリ一ン研究所制、商品名：バィオメジャ一M1)、5cc抗菌剂(北 海三共公司制、商品名：タチガレン液剂)和10ppm的防霉剂(近几パィプ技研公司制、商品名：ルナシルバ一KLS-555)，制成肥料溶液。 

进而在实施例1～15和比较例1～3的高吸水性树脂2.0g中投入上述肥料溶液200g，使其凝胶化以制作试验培养基A。 

将处于烧瓶内的琼脂培养基中的蝴蝶兰苗[微研テクスノ(株)的蝴蝶兰花茎顶芽(花芽未分化)组织培养苗]从烧瓶中取出，利用水洗去掉附着在苗上的琼脂培养基。接着，将150cc的试验培养基A放入到直径6cm的透明塑料容器中，将1棵苗插入在该培养基中直至根部。 

对于如上所述获得的各18种试验培养基，按照每个种类准备4个盆，在室温25℃、照度2000勒克斯的地方(室内)进行试验。 

目视观察从琼脂培养基移植到18种试验培养基中30天后的植物(组织培养苗)的根和叶的生长状况。 

根的生长状况是测定从生长后的根长减去测定开始时的根长的值，并求其平均值。这里所说的根长是指从根与茎的分叉点到根前端的长度。 

叶的生长状况是数出从试验开始到第30天之间新长出的叶的片数，并求其平均值。 

另外，本试验的移植前的蝴蝶兰苗全部使用已长出2片叶的苗。 

[插芽的生长状况试验] 

<试验培养基B的调制> 

在离子交换水10L中分别加入10cc的生长激素剂((有)メジャ一グリ一ン研究所制、商品名：バィオメジャ一M1)、3cc抗菌剂(北海三共公司制、商品名：タチガレン液剂)、10g微量要素(日东粉化工业公司制、商品名：ゼオラィト)，制成肥料溶液。 

在实施例1～15和比较例1～3的高吸水性树脂2.0g中投入上述肥料溶液200g，使其凝胶化以调整试验培养基B。 

截取市售的观叶植物彩虹竹蕉(コンシネレィ ンボ一)(龙血树属)的新芽部分(顶芽)10cm左右的长度，浸渍在“タチガレン”的1000倍 稀释液中1小时左右，将其作为试验材料。 

将每3根“タチガレン”液中的苗插入在装有150cc左右试验培养基B的直径6cm的透明塑料容器中，并插入4cm左右。 

在室温25℃、照度2000勒克斯的地方(室内)对如上所述获得的各18种盆进行试验。 

目视观察移植到18种试验培养基中30天后的插芽的根和叶的生长状况。根的生长状况是测定从固体基部(根与茎的分叉点)到主根前端的根长，并求其平均值。 

另外，在插芽的根的生长状况试验中，将未见生根、但在茎的下面的部分形成了突起部分(コブ)的情况记作“形成有愈伤组织”，相反将未见生根和突起部分形成的情况记作“未形成愈伤组织”。此外，生根经由愈伤组织形成而开始。 

将实施例1～15和比较例1～3中所得的高吸水性树脂的电导率和吸水倍率以及使用试验培养基A或B所构成的园艺用保水剂进行组织培养苗和插芽的生长状况试验的结果综合示于表1中。 

表1 

本发明的园艺用保水剂具有以下效果。 

(1)本发明的园艺用保水剂不会阻碍植物的生长、少量的使用也可供给植物充足的水分。 

(2)本发明的高吸水性树脂的水系凝胶不会成为琼脂那样的一体 凝胶，而成为粒子状凝胶的集合体，因此易于从根部除去水系凝胶。因而，在除去水系凝胶的过程中少有伤害根部，且不必花费力气就可完全地除去。 

(3)本发明的高吸水性树脂的水系凝胶与琼脂那样的天然水系凝胶不同，不易腐败，因此在将水系凝胶中生长的植物移植并使其适应于土壤中时，也不易发生水系凝胶的腐败所导致的根的腐败，不易引起收率降低。 

(4)本发明的高吸水性树脂的水系凝胶不易腐败，且可以供给植物充分的水分，因而即便是长时间的输送，也不会有品质的劣化，且没有必要补充水分，或者可以大幅度降低水分补充的次数。而且，即便在店铺中长时间售卖、长时间鉴赏也不用麻烦地补充水分，因此是理想的。 

由于起到了上述众多优异的效果，因此本发明的园艺用保水剂可以作为代替琼脂的水系凝胶，在不使用土的情况下使植物生长。而且，在山野等的植树造林、旱田作物、家庭菜园、种植园等的家庭园艺、高尔夫球场等的草坪施工、公园等的绿化等各种用途中有用。 

Claims (9)

1.一种园艺用保水剂，其包含高吸水性树脂，所述高吸水性树脂在使1重量份高吸水性树脂吸收25℃的离子交换水100重量份时的吸水体的电导率为0～2.0mS/cm、且25℃的离子交换水的吸水倍率为80～1000倍，

所述高吸水性树脂由共聚物(X)或均聚物(Y)构成，所述共聚物(X)以非离子性水溶性烯属不饱和单体(A)和阴离子性水溶性烯属不饱和单体(B)为构成单元，所述均聚物(Y)以阴离子性水溶性烯属不饱和单体(C)为构成单元，

所述单体(B)是具有羧基的单体，

所述单体(C)是具有羧基的单体，

所述共聚物(X)中的羧基的基于碱金属离子和铵离子的总和的中和度为10～50当量％，

所述共聚物(X)中的羧基的基于归属于元素周期表第IIA族或第IIIA族的多价金属离子的中和度为10～40当量％，

所述均聚物(Y)中的羧基的基于碱金属离子和铵离子的总和的中和度为10～50当量％，

所述均聚物(Y)中的羧基的基于归属于元素周期表第IIA族或第IIIA族的多价金属离子的中和度为10～40当量％。

2.根据权利要求1所述的园艺用保水剂，其中高吸水性树脂是由所述共聚物(X)单独构成的高吸水性树脂，所述共聚物(X)是以摩尔比计(A)/(B)＝90/10～1/99的共聚物。

3.根据权利要求1或2所述的园艺用保水剂，其中所述非离子性水溶性烯属不饱和单体(A)是(甲基)丙烯酰胺和/或具有碳数为2～3的烷基的单(甲基)丙烯酸羟基烷基酯。

4.根据权利要求1或2所述的园艺用保水剂，其中所述高吸水性树脂的25℃的离子交换水的吸水倍率为100～1000倍。

5.根据权利要求3所述的园艺用保水剂，其中所述高吸水性树脂的25℃的离子交换水的吸水倍率为100～1000倍。

6.根据权利要求1或2所述的园艺用保水剂，其进一步含有选自肥料、生长激素、抗菌剂和防霉剂中的1种以上成分。

7.根据权利要求3所述的园艺用保水剂，其进一步含有选自肥料、生长激素、抗菌剂和防霉剂中的1种以上成分。

8.根据权利要求4所述的园艺用保水剂，其进一步含有选自肥料、生长激素、抗菌剂和防霉剂中的1种以上成分。

9.根据权利要求5所述的园艺用保水剂，其进一步含有选自肥料、生长激素、抗菌剂和防霉剂中的1种以上成分。