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Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein neues Anwendungsgebiet für
ein Epoxyharz und, insbesondere ein wasserhaltendes Material für den Boden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Gegenwärtig sind Epoxyharze verbreitet
in Bereichen einschließlich
der Elektrizität,
Beschichtung, dem Bauwesen und Kleben verwendet worden, wobei ihre
Eigenschaften ausgenutzt wurden, die hinsichtlich der elektrischen
Eigenschaften, Hafteigenschaften, Wärmewiderstandsfähigkeit
und chemischer Widerstandsfähigkeit
herausragend sind.
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Kürzlich
wurden acrylharzartige Polymere mit Wasserabsorptions- , Wasserhalte-Funktionen,
wie beispielsweise ein Hydrolysat aus Acrylonitril-Copolymer oder
Acrylamid-Copolymer, Acrylsäuresalz-Acrylester-Copolymer
oder ein verseiftes Produkt aus Vinylacetat-Acrylester-Copolymer
und ein neutralisiertes Produkt aus Stärke und Acrylsäure-Pfropfpolymer vorgeschlagen
und sind in der Praxis in den Gebieten verwendet worden, die Sanitärgüter, Ingenieurarbeiten,
Landwirtschaft und Gartenbau einschließen (japanisches (offengelegtes)
Kokai-Patuent Nr. 3-149288).
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Es wurde jedoch kein epoxyharzartiges
Wasserhaltematerial für
den Boden mit Wasserabsorptions- , Wasserhalte-Funktion vorgeschlagen.
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Es ist ein acrylharzartiges Wasserrückhaltepolymer
entwickelt worden, das gegenwärtig
verwendet worden ist, um die Wasserabsorptionsfähigkeit zu steigern, und es übt manchmal,
ganz in Abhängigkeit
von den Gebieten, in denen es verwendet wird, einen schädlichen
Einfluss aus, da es eine Wasserabsorptionsfähigkeit von dem 100- bis 1.000-fachen
seines Eigengewichts hat. Wenn es z.B. als Wasserhaltematerial für den Boden
in der Landwirtschaft oder im Gartenbau verwendet wurde, trat ein
Wurzelrückgang
der Pflanzen mit einem Anstieg der Wasserhaltequantität ein, und
mit seiner Abnahme wurde die Wasserabgabefähigkeit gesenkt und des weiteren
wurde selbst Wasser, das für
die Pflanze nicht notwendig ist, absorbiert. Auf diese Weise kam
es zum Wurzelabschneiden und zu einem allgemein bekannten "Stiefkindphänomen" des Bodens (ein
formloser Festzustand des Bodens) während des Mischens des Bodens,
der durch das Wasserabsorbieren des Polymers und das Ungleichgewicht
der Wasserhaltequantität
und der Wasserabgabequantität
leicht verursacht wurde, und in einigen Fällen zu Dosierungen, die nicht
zum Wachstum der Pflanze beitragen, wie bestätigt wurde. Das bedeutet, dass
weitere Verbesserungen nötig
waren.
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Offenbarung
der Erfindung
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung
ist das Lösen
der oben erwähnten
Probleme und ein Wasserhaltematerial für den Boden mit einer Wasserhaltefähigkeit
von ungefähr
2 bis 50 Malen des Eigengewichts zur Verfügung zu stellen, welches im
Gleichgewicht der Wasserhaltefähigkeit
und der Wasserabgabefähigkeit
herausragend ist.
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Die Erfinder haben herausgefunden,
dass ein gehärtetes
Epoxyharzprodukt, das durch das Härten einer Zusammensetzung
erhalten wird, die ein spezifisches Epoxyharz und eine spezifische
Aminverbindung als unverzichtbare Bestandteile umfasst, und ein
wasserhaltiges gehärtetes
Epoxyharz-Produkt, das durch das Mischen der oben erwähnten Zusammensetzung
und Wasser erhalten wird, hinsichtlich des Gleichgewichts der Wasserhaltefähigkeit
und der Wasserabgabefähigkeit
herausragend ist und dass es das Geeignete für das Landwirtschaft und den
Gartenbau ist, und so haben sie die vorliegende Erfindung vollendet.
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Das bedeutet, dass die vorliegende
Erfindung ein Wasserhaltematerial für den Boden zur Verfügung stellt,
das durch das Härten
einer Zusammensetzung erhalten wird, die (a) ein hydrophiles Epoxyharz,
mit mindestens zwei Epoxyharzgruppen je Molekül, (b) eine Aminverbindung
mit mindestens zwei primären
oder sekundären
Aminogruppen je Molekül
als unverzichtbare Bestandteile umfasst, ein Wasserhaltematerial
für den Boden
erhalten wird, und durch das Mischen der oben erwähnten Zusammensetzung
mit (c) Wasser oder (d) einer wässrigen
Lösung,
und das Durchführen
einer Härtung
in einem wasserhaltigen Zustand, wird ein wasserhaltiges Material
für den
Boden durch das zusätzliche
Hinzugeben (cc) von Wasser oder (dd) einer wässrigen Lösung zu dem oben erwähnten Wasserrückhaltematerial
für den
Boden erhalten, und es wird ein wasserhaltendes Material für den Boden
durch das Mischen des oben erwähnten
Wasserhaltematerials für
den Boden und des Bodens (e) erhalten.
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Die vorliegende Erfindung wird im
Detail unten beschrieben.
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Das Epoxyharz (a), das in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden soll, ist nicht begrenzt, solange es
in einer hydrophilen Verbindung mit mindestens zwei Epoxygruppen
je Molekül
ist.
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Beispiele hierfür schließen polyetherartige Epoxyharze
ein, die durch die Umsetzung von Ethylenglykol, Diethylenglykol,
Polyethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykol,
Polyethylenpolypropylenglykol, usw. und Epichlorhydrin; polyhydroxylalkoholartige
Epoxyharze, erhalten durch Reaktion von Glycerin, Polyglycerol,
Trimethylolpropan, Sorbitol, usw. und Epichlorhydrin und einer Art
davon oder einem Gemisch aus mindestens zwei Arten davon auch gut
verwendet werden können.
Bevorzugte Beispiele schließen
polyetherartige Epoxyharze und polyhydroxylalkoholartige Epoxyharze
ein, von denen Polyethylenglykoldiglycidylether Polypropylenglykoldiglycidylether,
Glycerinpolyglycidylether, Polyglycerinpolyglycidylether und ein
Gemisch daraus mehr bevorzugt sind.
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Die Epoxymenge des zu verwendenden
Epoxyharzes liegt bevorzugt im Bereich von 130 bis 1500 g/Äq und mehr
bevorzugt im Bereich von 200 bis 1000 g/Äq.
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Es ist möglich, auch ein Epoxyharz (a)
zu verwenden, das in der vorliegenden Erfindung zusammen mit anderen
Epoxyharzen im Bereich verwendet werden kann, die nicht die beabsichtigten
Eigenschaften beeinflussen. Diese sind gut bekannt und sind nicht
begrenzt, solange sie konventionell verwendet werden. Beispiele
hierfür
schließen
nichthydrophile polyhydrische alkoholartige Epoxyharze, Bisphenol
A-artige Epoxyharze, Bisphenol F-artige Epoxyharze, Phenol-Novolak-artige Epoxyharze,
Cresol-Novolak-artige Epoxyharze, Bisphenol A-Novolak-artige Epoxyharze,
alicyclische Epoxyharze, glycidylaminartige Epoxyharze, glycidylesterartige
Epoxyharze und Phenylglycidylether ein.
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Die Aminverbindung (b), die in der
vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, ist nicht begrenzt, solange
sie eine Verbindung ist, die mindestens zwei primäre oder
sekundäre
Aminogruppen je Molekül
hat.
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Beispiele hierfür schließen aliphatische Primäramine wie
Ethylendiamin, Polyethylendiamin, Polyetherdiamin, Diethylentriamin,
Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin und Xylylendiamin; alicyclische
Primäramine,
wie Bisaminomethylcyclohexan und Isophorondiamin; aromatische Primäramine,
wie Metaphenylendiamin und Diamindiphenylmethan; aliphatische Sekundäramine,
wie beispielsweise jedes Ethylenoxidaddukt von Ethylendiamin, Polyethylendiamin,
Polyetherdiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin
und Xylylendiamin; alicyclische Sekundäramine, wie beispielsweise
jedes Ethylenoxidaddukt von Bisaminomethylcyclohexan und Isophorondiamin;
Piperazin und Dicyandiamid ein, und eine Art von oder ein Gemisch
aus mindestens zwei Arten davon können ebenfalls gut verwendet
werden.
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Bevorzugte Beispiele davon schließen aliphatische
primäre
Amine und alicyclische primäre
Amine ein, von denen Polyethylendiamin, Polyetherdiamin, Xylylendiamin,
Bisaminomethylcyclohexan und Isophorondiamin mehr bevorzugt sind.
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Hinsichtlich der Anteile der Aminoverbindung
(b) zu dem Epoxyharz (a) liegt ein Äquivalentverhältnis (aktives
Wasserstoffäquivalent/Epoxyäquivalent)
eines Wasserstoffatoms, das direkt an ein Stickstoffatom der Aminoverbindung
(b) an die Epoxygruppe des Epoxyharzes (a) gebunden ist, bevorzugt
im Bereich von 0,3/1 bis 3/1 und mehr bevorzugt im Bereich von 0,6/1
bis 2/1.
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Es ist auch möglich, eine Aminverbindung
(b), die in der vorliegenden Erfindung zusammen mit anderen Aminverbindungen
verwendet wird, in einem Bereich, der die beabsichtigten Eigenschaften
nicht stört,
zu verwenden. Sie sind gut bekannt und sind nicht begrenzt, solange
sie konventionell verwendet werden.
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Beispiele hierfür schließen primäre Monoamine, wie beispielsweise
Benzylamin und sekundäre
Monoamine, wie beispielsweise Piperidin ein.
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In der vorliegenden Erfindung ist
es auch möglich,
einen Härtungsförderer hinzuzugeben,
um die Härtungsrate
der Zusammensetzung, die ein Epoxyharz (a) und eine Aminoverbindung
(b) als unverzichtbare Bestandteile enthält, einzustellen.
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Diese sind gut bekannt und werden
nicht begrenzt, solange sie in konventioneller Weise verwendet werden.
Beispiele hierfür
schließen
tertiäre
Amine, Imidazole und Derivate davon ein.
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In der vorliegenden Erfindung ist
es möglich,
auch eine Zusammensetzung, die ein Epoxyharz (a) und eine Aminverbindung
(b) als unverzichtbare Bestandteile enthält, zusammen mit bekannten
wasserhaltenden, hochmolekulargewichtigen Substanzen in einem Bereich
zu verwenden, der die beabsichtigten Eigenschaften nicht stört.
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Die wasserhaltenden, hochmolekulargewichtigen
Substanzen sind nicht beschränkt,
solange sie in konventioneller Weise verwendet werden.
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Beispiele hierfür schließen Stärke, Polyalkylenoxid, Polyacrylamid
und Natriumpolyacrylat ein.
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Des weiteren ist es auch möglich, gut
bekannte Additive hinzuzugeben, wie beispielsweise ein Antioxidationsmittel,
ein Ultraviolett-Absorptionsmittel, ein Fluoreszenzsensibilisator,
ein Farbstoff und Pigment, zur Zusammensetzung, die ein Epoxyharz
(a) und eine Aminverbindung (b) als unverzichtbare Bestandteile
enthält.
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Die Zusammensetzung, die als unverzichtbare
Bestandteile ein Epoxyharz (a) und ein Aminverbindung (b) der vorliegenden
Erfindung enthält,
wird bei 0 bis 150°C
für 1 bis
48 h und bevorzugt bei 40°C
bis 120°C
für 2 bis
10 h behandelt, um zu härten,
wobei ein wasserhaltendes Material für den Boden erhalten wird, das
ein gehärtetes
Harzprodukt umfasst.
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In der vorliegenden Erfindung ist
es bevorzugt, die Zusammensetzung, die ein Epoxyharz (a) und eine Aminverbindung
(b) als unverzichtbare Bestandteile enthält, mit Wasser (c) oder einer
wässrigen
Lösung
(d) zu mischen und eine Härtung
in einem wasserhaltigen Zustand durchzuführen.
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Im allgemeinen schreitet die Reaktion
des Epoxyharzes (a) und der Aminverbindung (b) selbst bei Raumtemperatur
schnell exothermisch voran, und es ist schwierig, die Reaktion zu
kontrollieren. Andererseits wird es leicht, wenn die Zusammensetzung,
die ein Epoxyharz (a) und eine Aminverbindung (b) als unverzichtbare
Bestandteile enthält,
mit Wasser (c) oder einer wässrigen
Lösung
(d) gemischt wird, die Umsetzung zu kontrollieren, und Wasser (c)
oder eine wässrige
Lösung
(d), die in die oben erwähnte
Zusammensetzung gemischt wurden, werden in einem gelierten Produkt
zum Zeitpunkt, wenn die Gelierung nach dem Ablaufen der Härtungsreaktion
erreicht ist, um eine Härtung
in einem wasserhaltigen Zustand zu erreichen, durchgeführt. Dadurch
wird es leicht möglich,
ein wasserhaltiges gehärtetes
Produkt zu erhalten, und die Verarbeitung ist verbessert.
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Das Wasser (c) als bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist nicht begrenzt, solange es konventionell
verwendet wird. Beispiele hierfür
schließen
Industriewasser, Stadtwasser, Quellwasser, innenausgetauschtes Wasser
und reines Wasser ein.
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Die wässrige Lösung (d) als bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist nicht begrenzt, solange es eine gut
bekannte Substanz ist, die in konventioneller Weise als ein die
Funktionen bietendes Mittel für
den Boden verwendet wird, welches in dem oben erwähnten Wasser
(c) gelöst
oder suspendiert wird. Beispiele hierfür schließen wässrige Lösungen ein, die Dünger-Bestandteile
enthalten, einschließlich wasserlöslicher
Stickstoffverbindungen, wie beispielsweise Harnstoff, wasserlöslicher
Phosphorverbindungen, wie beispielsweise Kaliumhydrogenphosphat
und wasserlöslicher
Kaliumverbindungen, wie beispielsweise Kaliumchlorid, einem Pflanzenaktivitor
und einem Abbauresistenzmittel.
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Die Konzentration der wässrigen
Lösung
(d) liegt bevorzugt bei 0,01 bis 5 Gew.-% und mehr bevorzugt bei
0,05 bis 2 Gew.-%.
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Die Temperatur zur Mischung des Wassers
(c) oder der wässrigen
Lösung
(d) in der oben erwähnten Zusammensetzung
ist nicht beschränkt.
Es ist bevorzugt, dass sie für
gewöhnlich
ungefähr
30 bis 80°C
beträgt.
Die Menge an Wasser (c) oder der wässrigen Lösung (d), die gemischt wird,
beträgt
bevorzugt 1 bis 500 Gew.-Teile und mehr bevorzugt 20 bis 300 Gew.-Teile
je 100 Gew.-Teilen der oben erwähnten
Zusammensetzung.
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Wenn die oben erwähnte Zusammensetzung mit dem
Wasser (c) oder der wässrigen
Lösung
(d) gemischt wird, um die Härtung
in einem wasserhaltigen Zustand durchzuführen, betragen die Härtungsbedingungen
5 bis 95°C
und 2 bis 48 h und bevorzugt 40 bis 80°C und 3 bis 24 h. Dadurch wird
ein Wasserhaltematerial für
den Boden, das ein wasserhaltiges Harz-gehärtetes Produkt umfasst, erhalten.
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Falls notwendig, wird eine Pulverisierung
des gehärteten
Harzproduktes oder des gehärteten
wasserhaltigen Harzproduktes der vorliegenden Erfindung durchgeführt. Hier
ist es bevorzugt, eine Waschbehandlung mit Wasser durchzuführen, um
Faktoren zu entfernen, die das Erscheinungsbild des Polymers und
die Wasserabsorptions- und Wasserabgabe-Eigenschaften des Polymers
stören,
wie beispielsweise die Adhäsion pulverisierten
Pulvers oder nicht gleichmäßige Pulverisierung,
die während
des Pulverisierens verursacht wird, und die Trübung des Glanzes, die während des
Härtens
verursacht wird.
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Die Wassertemperatur, die zum Waschen
verwendet wird, liegt bevorzugt bei 5 bis 95°C und am wirksamsten bei 60
bis 80°C.
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Wenn das Wasserhaltematerial für den Boden,
das ein gehärtetes
Harzprodukt oder ein gehärtetes wasserhaltiges
Harzprodukt, das mit der vorliegenden Erfindung erhalten wird, bei
der Verwendung als ein wasserhaltendes Material für den Boden
angewendet wird, ist es bevorzugt, Wasser (cc) oder eine wässrige Lösung (dd)
hinzuzugeben.
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Das Verfahren zum Hinzugeben von
Wasser (cc) oder einer wässrigen
Lösung
(dd) zu dem Wasserhaltematerial für den Boden, das ein gehärtetes Harzprodukt
der vorliegenden Erfindung umfasst, ist nicht begrenzt. Beispielhaft
wird ein Verfahren angegeben, das, falls notwendig, das Pulverisieren
des oben erwähnten gehärteten Harzproduktes
oder des gehärteten
wasserhaltigen Harzproduktes in einer beabsichtigten Größe umfasst,
und das Durchführen
einer Waschbehandlung und dann das Mischen von einer geeigneten
Menge an Wasser (cc) oder einer wässrigen Lösung (dd) hiermit und das Durchführen einer
Behandlung bei 20 bis 150°C
unter der Bedingung atmosphärischem
Drucks und einem über
1 bis 96 h angewendeten Druck. Dadurch wird ein wasserhaltendes
Material für
den Boden, das für
diesen Zweck anwendbar ist, sowie dessen Verwendung erreicht.
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Der Wassergehalt des wasserhaltenden
Materials für
den Boden, der abhängig
ist von der Art des Epoxyharzes (a) oder der Aminverbindung (b)
oder der Zwecke der Verwendung des wasserhaltigen Materials für den Boden,
liegt bevorzugt im Bereich von 2 bis 50 Malen, und mehr bevorzugt
im Bereich von 4 bis 30 Malen des Eigengewichts des oben erwähnten gehärteten Harzproduktes
oder des oben erwähnten
gehärteten
wasserhaltigen Produktes (ausschließlich des enthaltenen Wassers
im Falle eines wasserhaltigen Harzproduktes). Es ist auch möglich, den
Wassergehalt in jedem Stadium der Verteilung und Konservierung zu
steigern oder zu reduzieren.
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Als Verfahren zum Anwenden des wasserhaltenden
Materials für
den Boden der vorliegenden Erfindung, das durch das Zugeben von
Wasser (cc) oder einer wässrigen
Lösung
(dd) zu dem wasserhaltenden Material für den Boden erhalten wird,
welches aus einem gehärteten
Harzprodukt und einem gehärteten
wasserhaltigen Harzprodukt erhalten wird, ist es bevorzugt, ein
wasserhaltendes Material für
den Boden anzuwenden, der mit dem Boden (e) gemischt wird, zusätzlich zum
Fall der alleinigen Anwendung davon. In diesem Fall ist es auch
möglich,
außerdem
Wasser (cc) oder eine wässrige
Lösung
(dd) hinzuzumischen.
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Beispiele für einen Boden (e), der hinzugemischt
wird, schließen
organische / anorganische Böden, wie
beispielsweise Kieselgur, Perlit-Leichtgewichtsboden, schwarzer
Boden und roter Boden, künstliche
Böden,
wie beispielsweise künstliche
Abfallböden,
Düngerböden, wie
beispielsweise Aufschlämmungs-Düngerböden und Müllkompostböden sowie einer davon und ein
geeignetes Gemisch aus mindestens zwei davon, kann ebenfalls verwendet
werden.
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Insbesondere ist es bevorzugt, 40
bis 80% des wasserhaltenden Materials für den Boden, der durch das
Zugeben von Wasser (cc) oder einer wässrigen Lösung (dd) zum wasserhaltenden
Material für
den Boden gemischt, das aus einem gehärteten Harzprodukt oder einem
gehärteten
wasserhaltigen Harzprodukt erhalten wird, und 20 bis 60% organischen
/ anorganischen Bodens, an künstlichem
Boden, der aus einem Abfall oder einem Düngerboden regeneriert werden
soll, der Klärschlamm
oder Müll
enthält,
wobei es möglich
wird, ein wasserhaltendes Material für den Boden zu erhalten, der
die geeigneten wasserhaltenden und Wasserabgabefunktionen für das Wachstum
von Pflanzen aufweist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann ein wasserhaltendes Material für den Boden, das hinsichtlich des
Gleichgewichts der Wasserhaltefähigkeit
und der Wasserabgabefähigkeit
herausragend ist, in einem Bereich der Wasserhaltequantität von 2
bis 50 Male und bevorzugt ungefähr
4 bis 30 Male seines Eigengewichts erhalten werden.
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Im allgemeinen wird als ein Index,
der die Wasserhalte- und Wasserabgabeeigenschaften von Bodenwasser
in der Landwirtschaft und im Gartenbau darstellt, das Verhältnis zwischen
prozentualem Wassergehalt und pF-Wert [dargestellte Wassersäulenhöhe (Oberflächenanziehung,
die in einem Zwischenraum zwischen den Bodenpartikeln vorhanden
ist) durch den gewöhnlichen
Logarithmus] verwendet werden. Gewöhnliche Böden haben einen prozentualen
Wassergehalt von 0 bis 80 Gew.-% und einen pF-Wert von ungefähr 0,3 bis 5
(Wassersäulenhöhe 1 × 100,3 bis 1 × 105 mm
H2O). Der pF-Wert von Bodenwasser, der für das Wachstum von
Pflanzen bevorzugt ist, beträgt
ungefähr
1 bis 3 (Wassersäulenhöhe 1 × 101 bis 1 × 103 mm H2O).
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Ein wasserhaltendes Material für den Boden,
das durch das Mischen des wasserhaltenden Materials für den Boden
erhalten wird, welches durch das Hinzugeben von Wasser (cc) oder
einer wässrigen
Lösung (dd)
zu dem wasserhaltenden Material für den Boden nach der vorliegenden
Erfindung erhalten wird, das aus dem gehärteten Harzprodukt oder einem
gehärteten
wasserhaltigen Harzprodukt mit (e) dem Boden in dem oben erwähnten Verhältnis erhalten
wird, hat eine im Gleichgewicht der Wasserhaltefähigkeit und der Wasserabgabefähigkeit
herausragende Eigenschaft, was es möglich macht, einen pF-Wert von ungefähr 1 bis
3 zu bewahren (Wassersäulenhöhe 1 × 101 bis 1 × 103 mm H2O) entsprechend
einem Niveau, um ein günstiges Wachstum
für Pflanzen
in einem weiten Bereich von prozentualen Wassergehalten von 10 bis
60 Gew.-% zu bewirken. Es ist geeignet, es als Wasserhaltematerial
für den
Boden, z.B. im Bereich der Landwirtschaft und des Gartenbaus und
im Bereich der Wüstenbaumpflanzung,
zu verwenden.
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Beste Art
der Durchführung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wird in
genaueren Details unten beschrieben, wobei auf Beispiele und Vergleichsbeispiele
Bezug genommen wird, die nicht als Einschränkung des erfindungsgemäßen Bereichs
verstanden werden. "Teil" in den Beispielen
kennzeichnet Gewichtsteile, solange es nicht besonders angegeben wurde.
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Die Messverfahren für jede Eigenschaft
in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen sind wie folgt.
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Messverfahren für den Anteil
des Wassergehalts
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Der Anteil des Wassergehalts wurde
nach der folgenden Berechnungsformel berechnet.
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Anteiliger Wassergehalt = (W1 – W0)/W0
W0: Gewicht des pulverisierten Produktes – Wassergehalt
(theoretischer Wert)
W1: Gewicht des
pulverisierten Produktes nach der Wasserabsorptionsbehandlung
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Messverfahren des pF-Werts
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Diese Messung wurde mit einem keramischen
Grundwassermeter, das von K. K., Fujiware Seisakusho (SPDA PF.33-Typ)
hergestellt wurde, durchgeführt.
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Messverfahren des Epoxyäquivalents
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(1) Reagens
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0,1 N Essigsäurelösung der
Perchlorsäure
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8,5 ml einer 72%igen wässrigen
Perchlorsäurelösung, 300
ml Eisessigsäure
und 20 ml Essigsäureanhydrid
wurden bis zu 1 l eines Kolbens mit Skala geladen und genügend durchmischt,
und dann wurde Eisessigsäure
hinzugegeben, bis die Gesamtmenge von 1 l erreicht wurde, und durch
Herumschwingen zur Herstellung gemischt, und über Nacht zur Verwendung stehen
gelassen.
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Essigsäurelösung von Tetraethylammoniumbromid
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100 g Tetraethylammoniumbromid wurden
in 400 ml Eisessigsäure
gelöst
und einige Tröpfchen
Kristallviolett-Indikator wurden hinzugegeben.
Kristallviolett-Indikator:
0,1% Eisessigsäurelösung
Kaliumhydrogenphthalat:
Standardreagens Eisessigsäure:
Reagens mit Analysegrad
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(2) Messverfahren
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(a) Standardisierung einer
0,1 N Essigsäurelösung der
Perchlorsäure
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Ungefähr 0,5 g Kaliumhydrogenphthalat
wurde genauestens in einen dreieckigen 100 ml Kolben eingewogen,
und 10 ml Eisessigsäure
wurde mit einer Pipette zum Lösung
hinzugegeben. Kristallviolettindikator wurde hinzugegeben und eine
Titrierung wurde mit 0,1 N Essigsäurelösung der Perchlorsäure durchgeführt.
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(b) Titrierung einer Probe
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Eine Probe, die eine Epoxygruppe
von 0,6 bis 0,9 mg Äquivalenten
enthält,
wurde genau in einen 100 ml Kolben eingewogen und 10 ml Tetraethylammoniumbromidlösung und
2 bis 3 Tröpfchen
Kristallviolett-Indikator wurden hinzugegeben, und eine Titrierung
wurde mit standardisierter 0,1 N Essigsäurelösung der Perchlorsäure durchgeführt. Obwohl
die Farbveränderung
des Indikators zum Endpunkt sehr klar ist, ist es bevorzugt, eine
potentiometrische Titrierung unter Verwendung einer Glas-Calomel-Elektrode
durchzuführen.
In diesem Fall wird natürlich
die Standardisierung der 0,1 N Essigsäurelösung der Perchlorsäure ebenfalls
mit diesem Verfahren durchgeführt.
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(3) Berechnungsverfahren
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Faktor (f) der 0,1 N Essigsäurelösung der
Perchlorsäure
wird durch die folgende Formel dargestellt. F
= 10000w/204(s – b)s:
ml-Anzahl der 0,1 N Essigsäurelösung der
Perchlorsäure,
die für
die Titrierung von Kaliumhydrogenphthalat benötigt wird.
b: ml-Anzahl
der 0,1 N Essigsäurelösung der
Perchlorsäure,
die für
eine Leerprobe bei der Standardisierung verwendet wird.
w:
ml-Anzahl an Kaliumhydrogenphthalat, welches für die Standardisierung eingewogen
wird. Epoxyäquivalent
= 10000W/f (S – B)
S:
ml-Anzahl an 0,1 N Essigsäurelösung der
Perchlorsäure,
die für
die Standardisierung einer Probe benötigt wird.
B: ml-Anzahl
der 0,1 N Essigsäurelösung der
Perchlorsäure,
die für
eine Leerprobe in der Standardisierung benötigt wird.
W: ml-Anzahl
der gewogenen Probe.
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Berechnung des aktiven
Wasserstoffäquivalents
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Das aktive Wasserstoffäquivalent
wurde nach der folgenden Formel berechnet.
Aktives Wasserstoffäquivalent
= (Molekulargewicht der Aminverbindung)/(Anzahl der Wasserstoffatome,
die direkt an das Stickstoffatom der Aminverbindung gebunden sind)
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Beispiel 1
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82 Teile Polyethylenglykoldiglycidylether
(Denacol EX-841, Epoxyäquivalent:
370 g/Äq,
hergestellt von Nagase Kasei K.K.) und 2 Teile Glycerinpolyglycidylether
(Denacol EX-313, Epoxyäquivalent:
141 g/Äq,
hergestellt von Nagase Kasei K.K.), welche vor der Verwendung auf
ungefähr
60°C aufgewärmt wurden,
wurden in ein 500 ml-Becherglas gegeben und 0,1 Teile Benzyldimethylamin
(BDMA, Reagens) als Härtungsförderungsmittel
wurde zusätzlich
hinzugegeben und unter Rühren
gemischt. 16 Teile Metaxylylendiamin (MXDA, aktives Wasserstoffäquivalent:
34 g/Äq,
hergestellt von Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.) wurden hinzugegeben,
und das Rühren
wurde fortgesetzt. Eine so erhaltene gemischte Lösung wurde in eine Aluminiumform
gegossen und über
1 h in einem Trockner auf 80°C
erwärmt,
und dann wurde die Temperatur weiter erhöht, um eine Erwärmung bei
120°C für 1 h durchzuführen, wodurch
ein gehärtetes
Harzprodukt erhalten wurde.
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Das so erhaltene gehärtete Harzprodukt
wurde in einem Mörser
pulverisiert und 5 g des pulverisierten Produktes, das auf diese
Weise erhalten wurde, wurde mit Wasser gewaschen und dann bei 25°C in 100
g ionenausgetauschtem Wasser getränkt, um eine Wasserabsorptionsbehandlung über 72 h
durchzuführen,
wodurch ein wasserhaltendes Material für den Boden erhalten wurde.
Der Anteil des Wassergehalts des wasserhaltenden Materials für den Boden
betrug 4,4.
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Beispiele 2 bis 20
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Ein Epoxyharz, eine Aminverbindung
und BDMA wurden in dem Mischverhältnis,
das in Tabelle 1 gezeigt ist, gemäß dem gleichen Verfahren wie
in Beispiel 1 gemischt, und bei einer vorgeschriebenen Temperatur
für eine
vorgeschriebene Zeit erwärmt,
wodurch gehärtete
Harzprodukte erhalten wurden.
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Eine Wasserabsorptionsbehandlung
der gehärteten
Harzprodukte, die auf diese Weise erhalten wurden, wurde auf die
gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wodurch wasserhaltende
Materialien für
den Boden erhalten wurden.
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Jeder anteilige Wassergehalt dieser
wasserhaltenden Materialien für
den Boden wird in Tabelle 1 gezeigt.
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Vergleichsbeispiel 1
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85 Teile Bisphenol A-artiges Epoxyharz
(Epicoat 828, Epoxyäquivalent:
189 g/Äq,
hergestellt durch Japan Epoxy Resin K. K.), 15 Teile Metaxylylendiamin
(MXDA) und 0,1 Teil Benzyldimethylamin (Reagens) wurden gemischt
und dann wurde ein gehärtetes
Harzprodukt auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
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Das so erhaltene gehärtete Harzprodukt
wurde in einem Mörser
pulverisiert und 5 g des so erhaltenen pulverisierten Produktes
wurde mit Wasser gewaschen und dann in 100 g ionenausgetauschtem
Wasser bei 25°C über 72 h
getränkt.
Es trat weniger Wasserabsorption auf.
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Beispiel 11
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88,3 Teile Polyethylenglykoldiglycidylether
(Denacol EX-861, Epoxyäquivalent:
551 g/Äq,
hergestellt von Nagase Kasei K.K.) wurden in ein 500 ml Becherglas
geladen und 100 Teile innenausgetauschtes Wasser wurde hinzugegeben
und bei 60°C
unter Rühren
gemischt. 11,7 Teile Triethylentetramin (aktives Wasserstoffäquivalent:
37 g/Äq,
Reagens) wurden hinzugegeben und das Rühren wurde für ungefähr 5 min
durchgeführt.
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Dieses wurde in einem Trockner über 2 h
auf 80°C
erwärmt,
wodurch ein gehärtetes
wasserhaltiges Harzprodukt (theoretischer Wassergehalt: 100 Gew.-%)
erhalten wurde.
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Die Wasserabsorptionsbehandlung für das gehärtete wasserhaltige
Harzprodukt, das auf diese Weise erhalten wurde, wurde auf die gleiche
Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt,
wodurch ein wasserhaltendes Material für den Boden erhalten wurde.
Der anteilige Wassergehalt des wasserhaltenden Materials für den Boden betrug
12 Male.
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Beispiel 12 bis 15
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Ein hydrophiles Epoxyharz, eine Aminverbindung
und BDMA wurden wie benötigt
in ionenausgetauschtem Wasser gelöst und in einem Mischverhältnis, das
in Tabelle 2 gezeigt ist, gemäß dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 11 gemischt und bei einer vorgeschriebenen
Temperatur für
eine vorgeschriebene Zeit erwärmt,
wodurch gehärtete
wasserhaltige Harzprodukte erhalten wurden.
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Die Wasserabsorptionsbehandlung der
gehärteten
wasserhaltigen Harzprodukte, die auf diese Weise erhalten wurden,
wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wodurch
wasserhaltende Materialien für
Böden erhalten
wurden.
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Jeder anteilige Wassergehalt jeder
wasserhaltenden Materialien für
den Boden wurde in Tabelle 2 gezeigt.
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Beispiele 16 bis 18
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Ein hydrophiles Epoxyharz, eine Aminverbindung
und BDMA wurden wie benötigt,
gelöst
und in ionenausgetauschtem Wasser gemischt und eine 1,0 Gew.-%ige
wässrige
Dikaliumhydrogenphosphatlösung
in einem Mischverhältnis,
das in Tabelle 2 gezeigt ist, gemäß dem gleichen Verfahren wie
in Beispiel 11 und dann auf eine vorgeschriebene Temperatur für eine vorgeschriebene
Zeit erwärmt,
wodurch wasserhaltende Materialien für den Boden erhalten wurden.
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Die Wasserabsorptionsbehandlung für die gehärteten wasserhaltenden
Harzprodukte, die auf diese Weise erhalten wurden, wurde mit ionenausgetauschtem
Wasser oder einer 0,5 Gew.-%igen wässrigen Harnstofflösung auf
gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wodurch wasserhaltende
Materialien für
Boden erhalten wurden.
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Jeder anteilige Wassergehalt der
wasserhaltenden Materialien für
den Boden wurde in Tabelle 2 gezeigt.
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Beispiele 19 bis 20
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Ein hydrophiles Epoxyharz und eine
Aminverbindung wurden mit hydrophilem Harz vom Polyacrylsäure-Sodatyp
(Acalic DL-100, hergestellt von Nihon Shokubai K. K.) oder Polyethylenoxid
(Altop MG-150, hergestellt von Meisei Kagaku K. K.) gemischt und
wurden in ionenausgetauschtem Wasser in einem Mischverhältnis, das
in Tabelle 2 gezeigt ist, gemäß dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 11 gelöst
und gemischt, und dann auf eine vorher bestimmte Temperatur über eine
vorherbestimmte Dauer erwärmt,
wodurch wasserhaltige gehärtete
Harzprodukte erhalten wurden.
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Die Wasserabsorptionsbehandlung der
gehärteten
wasserhaltigen Harzprodukte, die auf diese Weise erhalten wurden,
wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wodurch
wasserhaltende Materialien für
den Boden erhalten wurden.
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Jeder anteilige Wassergehalt der
wasserhaltenden Materialien für
den Boden wurde in Tabelle 2 gezeigt.
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Vergleichsbeispiel 2
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90 Teile Polyethylenglykoldiglycidylether
(Denacol EX-861), 10 Teile Benzylamin (aktives Wasserstoffäquivalent:
54 g/Äq,
Reagens) wurden in 100 Teilen ionenausgetauschtem Wasser gelöst und gemischt
und dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 11 wärmebehandelt.
Es trat keine Gelierung auf.
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Beispiel 21
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100 g des wasserhaltenden Materials
für den
Boden, das in Beispiel 18 erhalten wurde, 40 g Kulturerde, die auf
dem Markt bezogen wurde und 10 g Wasser wurden in einem 200 ml Becherglas
gemischt und für 10
Tage bei einer Temperatur von 28°C
und einer Feuchtigkeit von 50% stehen gelassen. Das Gewicht und der
pF-Wert wurden gemessen. Der pF-Wert wurde bis zum neunten Tag auf
0,8 bis 2,8 gehalten, sobald der prozentuale Wassergehalt von 66%
bis ungefähr
10% reichte, und bei dieser Dauer blieb der Wasserstatus für eine Pflanze
9 Tage lang wirksam (Tabelle 3).
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Vergleichsbeispiel 3
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Das Experiment wurde auf die gleiche
Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt, außer dass 100 g eines Materials,
das 1 g hydrophiles Harz vom Polyacrylsäure-Sodatyp (Acalic DL-100)
in 99 g ionenausgetauschtem Wasser anstelle von 100 g wasserhaltenden
Materials für
den Boden verwendet wurde. Das Gewicht und der pF-Wert wurden gemessen.
Der pF-Wert erreichte ungefähr
1,0 zum ersten Mal am 9. Tag als der Wassergehalt in Prozent 30%
erreichte, und er erreichte am 10. Tag 2,8. Das bedeutet,
dass die Dauer, während
der der Wasserstatus für
eine Pflanze wirksam bewahrt wurde, ungefähr 2 bis 3 Tage betrug (Tabelle
3).
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Beispiel 22
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Ein Wachstumstest für 10 Proben
Veilchen wurde unter Verwendung eines wasserhaltenden Materials für den Boden,
der das mit dem wasserhaltenden Material für den Boden, das in Beispiel
18 erhalten wurde und eines Kulturbodens, der auf dem Markt bezogen
wurde, in einem Mischverhältnis
von 6 : 4 durchgeführt. Sie
standen über
10 Tage in einer Atmosphäre
von 26°C
und einer Feuchtigkeit von 50%, ohne Wasser hinzuzuführen. Ein
gutes Wachstum der Veilchen trat bei allen 10 Proben auf.
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Vergleichsbeispiel 4
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Der Wachstumstest für 10 Veilchenproben
wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 22 durchgeführt, außer dass
ein Material, das 1 g Polyacrylsäure
vom sodaartigen hydrophilen Harz (Acalic DL-100) in 99 g ionenausgetauschtem
Wasser anstelle des wasserhaltenden Materials für den Boden, das in Beispiel
18 erhalten wurde, verwendet wurde. Bei 8 Proben von 10
trat ein Wurzelverfall der Veilchen auf.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Jeder Wassergehalt des wasserhaltenden
Materials für
den Boden, das aus einem gehärteten
Harzprodukt und einem gehärteten
wasserhaltigen Harzprodukt gemäß der vorliegenden
Erfindung und einem wasserhaltenden Material für den Boden, das durch das
Zugeben von Wasser oder einer wässrigen
Lösung
zu dem oben erwähnten
wasserhaltenden Materialien für
den Boden erhalten wurde, beträgt
50 Male seines eigenen Gewichts oder weniger und hat geringere wasserhaltende
Fähigkeiten
als konventionelle wasserhaltende Materialien für den Boden. Andererseits jedoch
sind sie im Hinblick auf das Gleichgewicht der Wasserhaltefähigkeit
und der Wasserabgabefähigkeit
gut. Wasserhaltende Materialien für den Boden, die zusammen mit einem
Boden mit diesen wasserhaltenden Materialien für den Boden gemischt werden,
haben eine Eigenschaft, die in der Lage ist, ein Niveau des pF-Wertes
zu bewahren, der sich in einem weiten Bereich des anteiligen Wassergehalts
günstig
auf das Wachstum einer Pflanze ausübt, und sie sind geeignet zur
Verwendung als wasserhaltendes Material für den Boden, z.B. in den Gebieten
wie beispielsweise Landwirtschaft und Gartenbau, und ihre industrielle
Anwendbarkeit ist sehr hoch.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Wasserrückhaltmaterial
für den
Boden
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Wasserhaltendes Material für den Boden,
das durch das Härten
einer Zusammensetzung erhalten wird, welche ein hydrophiles Epoxyharz
mit mindestens zwei Epoxyharzgruppen je Molekül und einer Aminverbindung
mit mindestens zwei primären
oder sekundären
Aminogruppen je Molekül
als unverzichtbare Bestandteile umfasst.
