JP2012080788A

JP2012080788A - 水膨潤性のペレット状植物育成用媒体およびその製造法

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Publication number: JP2012080788A
Application number: JP2010227419A
Authority: JP
Inventors: Takakazu Imai; 堯一今井; Satoshi Kuriyama; 栗山　　智
Original assignee: IEJ KK; International Enterprises Japan Inc
Current assignee: IEJ KK; International Enterprises Japan Inc
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2012-04-26

Abstract

【課題】吸水性樹脂を含み、乾燥時には保形性があり吸水時にはくずれて植物育成用媒体となる水膨潤性のペレット状植物育成用媒体およびその製造法を提供する。
【解決手段】下記（１）〜（３）の条件を満たす吸水性樹脂、植物育成用担体、および水溶性または水分散性の粘結剤からなる水膨潤性のペレット状植物育成用媒体である。
吸水性樹脂：（１）吸水性樹脂１重量部を２５℃のイオン交換水１００重量部に吸水させた時の含水ゲルの電気伝導率が０〜３．０ｍＳ／ｃｍであり；
（２）吸水性樹脂の２５℃のイオン交換水の吸水倍率が８０〜１０００倍であり；
（３）吸水性樹脂の吸水速度が、下記吸水速度試験法で３００秒以上である。
吸水速度試験法：２０℃において、吸水性樹脂０．５ｇを１００ｍｌ容器に入れ、その中に水道水５０ｇを一度に入れ、全体がゲル化するまでの時間（秒）を１０秒単位で測定する。
【選択図】なし

Description

本発明は、乾燥時には保形性があり吸水時にはくずれて植物育成用媒体となる水膨潤性のペレット状植物育成用媒体およびその製造法に関する。

従来、土壌の保水性を向上するために土壌に吸水性樹脂の粉末を混合する方法がある。しかし、この方法では吸水性樹脂が土壌中に偏って存在したり、土の圧力のために十分吸水することができず吸水性樹脂の保水能力を十分に発揮できていなかった。
これを改良するために、パーライト、ピートモスおよび培養土からなる人工軽量土壌に予め吸水性樹脂とアクリルエマルションを添加して混合、乾燥して比重が約０．４で３０ｃｍ×３０ｃｍ×５ｃｍの大きさの植生用成形体が製造されている（特許文献１）。この成形体にローングラスを藩種して充分潅水して発芽生育させると、被覆率８０％の成形体が得られている。

特開平２００３−２４５０１３号公報

しかしながら、この成形体は軽量であり吸水性樹脂の吸水性を阻害しないけれども、大型の成形体であり他の土壌に混合するということは困難である。また、この成形体は乾燥状態でくずれやすいので保形性がよく小さいペレットはできず、ペレットとしては製造しにくいという問題がある。土に混ぜて使用できる吸水性樹脂の入ったペレット状植物育成用媒体が望まれている。
本発明は、吸水性樹脂を含み、乾燥時には保形性があり吸水時にはくずれて植物育成用媒体となる水膨潤性のペレット状植物育成用媒体およびその製造法を提供することである。

本発明者は、上記の課題に鑑み、鋭意研究の結果、吸水性樹脂の吸水速度が一定の値より遅いと保形性のよいペレットができることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、下記（１）〜（３）の条件を満たす吸水性樹脂、植物育成用担体、および水溶性または水分散性の粘結剤からなる水膨潤性のペレット状植物育成用媒体である。
吸水性樹脂：（１）吸水性樹脂１重量部を２５℃のイオン交換水１００重量部に吸水させた時の含水ゲルの電気伝導率が０〜３．０ｍＳ／ｃｍであり；
（２）吸水性樹脂の２５℃のイオン交換水の吸水倍率が８０〜１０００倍であり；
（３）吸水性樹脂の吸水速度が、下記吸水速度試験法で３００秒以上である。
吸水速度試験法：２０℃において、吸水性樹脂０．５ｇを１００ｍｌ容器に入れ、その中に水道水５０ｇを一度に入れ、全体がゲル化するまでの時間（秒）を１０秒単位で測定する。

また本発明は、植物育成用担体が、水により粘性を発現するものであることを特徴とする。
また本発明は、該植物育成用担体が、二種以上の植物育成用担体を含み、少なくとも一つの植物育成用担体が水により粘性を発現する鉱石系担体または粘土であることを特徴とする。
さらに本発明は、該植物育成用担体と吸水性樹脂を混合して混合物（Ａ）を得る工程；水溶性または水分散性の粘結剤を水に溶解または分散して粘結剤混合液（Ｂ）を得る工程；混合物（Ａ）と粘結剤混合液（Ｂ）を混合する工程；乾燥してペレットを得る工程からなることを特徴とする上記のいずれか一つに記載の水膨潤性のペレット状植物育成用媒体の製造法である。

本発明の水膨潤性のペレット状植物育成用媒体は、
（１）乾燥時には保形性がよくくずれにくく、吸水して膨潤して崩壊し、土壌とよく混ざる。
（２）吸水して３〜５０倍に膨潤し、土壌に混ぜずに単独で小さい団粒となり植物育成用媒体として好適に使用できる。
（３）ペレット状なので簡単な作業で地中深くまで混合でき、土壌を改良することができ、特に土壌の保水性を向上させる。
（５）かさばらず輸送に適している。

以下、本発明の実施の形態につき、説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

本発明における吸水性樹脂は、吸水性樹脂１重量部を２５℃のイオン交換水１００重量部に吸水させた時の含水ゲルの電気伝導率が０〜３．０ｍＳ／ｃｍであり、吸水性樹脂の２５℃のイオン交換水の吸水倍率が８０〜１，０００倍である。この条件を満たす吸水性樹脂は、吸水性・保水性が大きく、長期間散水や雨がなくても枯らすことなく植物を成育させる。吸水性樹脂の上記数値範囲は、特開２００７−３１９０２９号公報の記載を参考にしている。

吸水性樹脂の電気伝導率としては、通常０〜３．０ｍＳ／ｃｍ、好ましくは、０〜２．５ｍＳ／ｃｍである。電気伝導率が３．０ｍＳ／ｃｍを超えると植物の根の生長が不良となる。
電気伝導率は下記の方法で測定した。

〔電気伝導率の測定法〕
２５℃のイオン交換水１００重量部に吸水性樹脂１重量部を入れ、２５℃で８時間、恒温槽中で放置して、前記吸水性樹脂を膨潤させ含水ゲルを作成する。含水ゲルの温度が２５℃であることを温度計で確認し、比伝導度測定装置の電極を含水ゲルに差し込み値を読み取る。なお、吸水性樹脂の吸水倍率が小さい場合には、高吸水性樹脂の含水ゲルとイオン交換水が分離して二相になるので、撹拌して均一にした後、比伝導度測定装置の電極を差し込み値を測定する。撹拌・均一化してもすぐに二相に再び分離する場合は、撹拌下に比伝導度測定装置の電極を差し込み値を測定する。

吸水性樹脂の２５℃イオン交換水に対する吸水倍率は、通常８０〜１０００倍、好ましくは１００〜５００倍であり、より好ましくは１２０〜５００倍である。吸水倍率が８０倍未満であると、吸水性・保水性が不十分となる。吸水倍率は大きい方が少量の使用で済むので好ましいが、吸水倍率が１０００倍を超える吸水性樹脂は、その製造工程において重合後の含水ゲルの密着性が高くなりすぎ、製造装置内の取り扱いやその後の乾燥が非常に困難であり、製造上の問題点があり現実的でない。
吸水倍率は下記の方法で測定した。

［イオン交換水中の吸水倍率の測定法］
ナイロン製の網袋（２５０メッシュ）に吸水性樹脂の試料Ｌ（ｇ）を入れ、これを袋ごと過剰のイオン交換水に浸した。浸漬６０分後に袋ごと空中に引き上げ、静置して１５分間水切りした後、質量Ｍ（ｇ）を測定して下式より吸水倍率を求めた。
なお網袋のみを用いて上記と同様の操作を行い、この分の質量Ｎ（ｇ）をブランクとして差し引いた。イオン交換水の吸水倍率＝（Ｍ−Ｎ）／Ｌ

また、本発明に用いられる吸水性樹脂の吸水速度は、下記吸水速度試験法で３００秒以上である。
吸水速度試験法：２０℃において、吸水性樹脂０．５ｇを１００ｍｌ容器に入れ、その中に水道水５０ｇを一度に入れ、全体がゲル化するまでの時間（秒）を１０秒単位で測定する。
吸水速度が３００秒未満であると、ペレット作成時に混合物がぱさついて塊になりにくく、ペレットとしたときの保形性が悪く崩壊しやすい。好ましくは４００秒以上である。４００秒以上であるとさらに保形性のよいペレットができる。上限は限定しないが、吸水速度が小さくなると吸水倍率も下がるので、９００秒以下が使用上好ましい。

本発明における吸水性樹脂は、ノニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ａ）単独からなる重合体（Ｘ）、アニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｃ）単独からなる重合体（Ｙ）、およびノニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ａ）とアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）を構成単位とする共重合体（Ｚ）からなる。（Ｘ）、(Ｙ)、(Ｚ)のみで使用することも可能であり、（Ｘ）、(Ｙ)、(Ｚ)を２種類以上混合して使用することも可能である。これらの内、より好ましくは（Ｙ）、特に好ましくは（Ｚ）のアニオン性の重合体からなる吸水性樹脂が植物の根の生長を特に阻害しにくいので、長期間雨が降らなくても植物が枯れることがない。

上記において、重合体（Ｘ）の構成単位であるノニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ａ）としては、水酸基含有ラジカル重合性水溶性単量体（アルキル基の炭素数が２〜３個のヒドロキシアルキルモノ（メタ）アクリレートなど）、アミド基含有ラジカル重合性水溶性単量体（（メタ）アクリルアミドな、Ｎ−ビニルアセトアミドなど）、３級アミノ基含有ラジカル重合性水溶性単量体（ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートなど）、エポキシ基含有ラジカル重合性水溶性単量体（グリシジル（メタ）アクリレートなど）、およびその他ラジカル重合性水溶性単量体（４−ビニルピリジン、ビニルイミダゾールなど）が挙げられる。これらの内、好ましいものとしては、重合性が良好である（メタ）アクリルアミド及び／又はアルキル基の炭素数が２〜３のヒドロキシアルキルモノ（メタ）アクリレートである。

アニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基を有するラジカル重合性水溶性単量体[（メタ）アクリル酸、ビニルスルホン酸、２−ヒドロキシ−３−（メタ）アクリロキシプロピルスルホン酸など]及び／又はそれらを加水分解することにより水溶性となる単量体（酢酸ビニルなど）；またはその塩が挙げられる。特に好ましくはアクリル酸、スルホン酸およびその塩である。

塩としては、上記カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基を含有する水溶性単量体の塩［例えばアルカリ金属塩（ナトリウム塩、カリウム塩等）、アルカリ土類金属塩（カルシウム塩、マグネシウム塩等）、アミン塩もしくはアンモニウム塩等］等が挙げられる。これらの内、好ましいものとしては、重合性が良好である（メタ）アクリル酸（塩）、スルホン酸（塩）を挙げることができる。

アニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）が（メタ）アクリル酸（塩）である時、カルボキシル基の中和時に必要なイオンとしては、アルカリ金属イオン、周期律表第２族又は１３族に属する多価金属イオン及びアンモニウムイオンが挙げられる。アルカリ金属イオンとしては、Ｎａ⁺、Ｋ⁺が好ましく、周期律表第２族又は１３族に属する多価金属イオンとしては、Ｂｅ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂａ²⁺、Ｂ³⁺、Ａｌ³⁺等が好ましい。

重合体（Ｙ）（Ｚ）中のカルボキシル基の中和時に必要なイオンとしては、アルカリ金属イオン、周期律表第２族又は１３族に属する多価金属イオン及びアンモニウムイオンが挙げられる。アルカリ金属イオンとしては、Ｎａ⁺、Ｋ⁺が好ましく、周期律表２族又は１３族に属する多価金属イオンとしては、Ｂｅ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂａ²⁺、Ｂ³⁺、Ａｌ³⁺等が好ましい。

ここでアルカリ金属イオン及びアンモニウムイオンの合計による中和度が１０当量％未満では、保水性を向上させる能力が低くなり、多量に使用する必要が生じ、５０当量％を超えると電気伝導率が２．０ｍＳ／ｃｍを超えるため植物の根の生長を阻害する。周期律表第２族又は１３族に属する多価金属イオンによる中和度は、好ましくは、０〜５０当量％であり、さらに好ましくは、１０〜４０当量％である。ここで、第２族又は１３族に属する多価金属イオンによる中和度が５０当量％を超えると吸水性樹脂の架橋度が高くなりすぎるため製造しにくくなる。

該吸水性樹脂は実質的にノニオン性、アニオン性であり、この性質を阻害しない範囲内でカチオン性重合性単量体（Ｃ）（アクリル酸トリメチルアンモニウムエチル・クロライドなど）や他のモノエチレン性不飽和単量体（Ｄ）（たとえば、スチレン、アクリル酸ｎ−ブチルなど）を、たとえば（Ａ）と（Ｂ）の合計質量に対して１０モル％を超えない範囲で共重合してもよい。

吸水前の状態での、吸水性樹脂粒子の平均粒径は、粒状物であれば、特に限定するものではないが、好ましくは２０μｍ〜５ｍｍ、より好ましくは１００μｍ〜３．５ｍｍ程度である。平均粒径が２０μｍ以上であると、吸水時にママコ（継粉）を形成しにくくなるため保水能力の向上が阻害されない。一方、平均粒径が５ｍｍ以下であると、吸水速度が速くなり、粒子中心部まで水が浸透しやすくなるため保水能力、根への給水能力が向上する。吸水前の乾燥状態での、吸水性樹脂の平均粒径は、「レーザー回折散乱法」（例えば、具体的には、日機装社製、商品名：マイクロトラックＦＲＡ粒度分析計を使用）や篩い振とう法で測定できる。

上記の高吸水性樹脂の製造方法は、公知の吸水性樹脂の製造法で製造できる。重合体（Ｘ）、（Ｙ）、（Ｚ）については、たとえば、特開平８−２６６８９５公報、特開平１０−１９１７７７公報、特開２００７−３１９０２９号公報に記載されている方法が適用できる。
特に本発明においては、吸水性樹脂の吸水速度は、単量体の種類・量、アニオン性基の種類・量、中和度、架橋度によって調整することができ、また、吸水速度の異なる吸水性樹脂を配合することによっても調整することができる。

本発明における植物育成用担体（以下、単に担体という場合がある）としては、従来植物育成用担体として用いられるものが使用できる。
植物育成用担体としては、たとえば、無機質粉体（土壌、タルク、カオリン、ドロマイト、炭酸カルシウム、アルミナなど）；無機質繊維（ロックウール、ガラス繊維など）；無機質多孔体［フィルトン（多孔質セラミック、くんたん）、バーミキュライト、軽石、ゼオライト、シラスバルーンなど］；無機質発泡体（パーライトなど）などの無機質系；有機質粉末［ヤシガラ、モミガラ、ピーナッツの殻、ミカンの殻、木くず、木粉、ヤシの実乾燥粉体など］；有機質繊維［天然繊維〔セルロース系のもの（木綿、オガクズ、ワラなど）およびその他、草炭、羊毛など〕、人造繊維（レーヨン、アセテート等のセルロース系など）、合成繊維（ポリアミド、アクリルなど）、パルプ〔メカニカルパルプ（丸太からの砕木パルプ、アスプルンド法砕木パルプなど）、ケミカルパルプ（亜硫酸パルプ、ソーダパルプ、硫酸塩パルプ、硝酸パルプ、塩素パルプなど）、セミケミカルパルプ、再生パルプ（たとえばパルプを一旦製紙して作った紙の機械的破砕または粉砕物、または故紙の機械的破砕または粉砕物である再生故紙パルプなど）など〕、その他廃材（紙オムツの製造より出る廃材など）など］；有機質多孔体（ヤシ殻活性炭など）などの有機質系が挙げられる。これらのうち好ましいものは、吸水性のある無機質粉体、無機質多孔体、無機質発泡体、有機質繊維の粒状物、粉体である。これらの担体は、単独で、あるいは必要に応じて２種類以上の併用が挙げられる。

植物育成用担体として好ましいのは、水により粘性を発現する植物育成用担体である。水により粘性を発現するとは、担体の表面を水で濡らした際に手で触った時に粘着性が明確に確認できる状態を指す。水により粘性を発現するとは、担体の表面を水で濡らした際に手で触った時に粘着性が明確に確認できる状態を指す。担体が水により粘性を発現する場合、担体と同時に混合される粘結剤の粘性とこの担体の粘性との相乗効果により、湿潤状態の混合物がパサつくことなく固まりやすくなり、また成形後乾燥時の保形性のよいペレットとなる。またこのような担体を用いることにより粘結剤の量を減らすことができ、植物の成長面やコスト面により好ましい。

より好ましくは、植物育成用担体が、二種以上の植物育成用担体を含み、少なくとも一つの植物育成用担体が水により粘性を発現する鉱石系担体または粘土である。「二種以上」とは、種類の異なる植物育成用担体の混合をいい、たとえば、鉱石系担体と有機質系担体、鉱石系担体と粘土、有機質系担体と粘土、鉱石系担体と他の無機質系担体、鉱石系担体と別の種類の鉱石系担体などが挙げられる。少なくとも一つが水により粘性を発現する鉱石系担体または粘土であり、他の担体は粘性があってもなくてもよい植物成長の主たる基盤となるのが好ましい。植物育成用担体は粒状物、粉体として用いられるのが扱いやすく好ましい。

水により粘性を発現する鉱石系担体としては、たとえば、セリサイト、パイロフィライト、ガレオナイト、スメクタイト、モンモリロナイト、カオリナイト、ベントナイトなどの含水ケイ酸アルミニウム系の粘土鉱物、セピオライトなどのフィロケイ酸塩などが挙げられる。
粘土としては通常の粘土であれば使用できる。

本発明における水溶性または水分散性の粘結剤としては、水溶性または水分散性であって担体を粘結できるものであれば限定はなく、たとえば、アクリル系高分子、ビニル系高分子、ポリオキシアルキレンなどの合成高分子、セルロース誘導体、加工澱粉、リグニン誘導体などの半合成高分子、天然高分子などが挙げられる。アクリル系高分子としては、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウムなどが挙げられ、ビニル系高分子としては、ポリビニルアルコール、カルボニル基含有ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。ポリオキシアルキレンとしてはポリオキシエチレンやポリオキシプロピレンなどが挙げられる。

セルロース誘導体としては、カルボキシメチルセルロースナトリウム、デキストリン、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、メチルエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどが挙げられ、加工澱粉としては、変性澱粉、カルボキシメチルデンプン、可溶性澱粉などが挙げられる。リグニン誘導体としては、リグニンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。天然高分子としては、アラビアガム、ザンサンガム、トラガントガム、グアーガム、カラギーナン、アルギン酸、アルギン酸ナトリウムなどの多糖類や、カゼイン、カゼイン石灰、ゼラチン、コラーゲンなどの蛋白質類などが挙げられる。
粘結剤は、粘結剤同士、水もしくは担体と反応してもしなくてもよい。

これらの粘結剤の中でも特に、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースナトリウム、リグニンスルホン酸ナトリウムが好ましく用いられる。粘結剤の分子量は特に限定されるものではないが、好ましくは５，０００〜３００，０００、より好ましくは１０，０００〜５０，０００である。

以下、水膨潤性のペレット状植物育成用媒体の製造法について述べる。
製造法は、植物育成用担体と吸水性樹脂を混合して混合物（Ａ）を得る工程、水溶性または水分散性の粘結剤を水に溶解または分散して粘結剤混合液（Ｂ）を得る工程、混合物（Ａ）と粘結剤混合液（Ｂ）を混合する工程、乾燥してペレットを得る工程からなる。
植物育成用担体と吸水性樹脂を混合して混合物（Ａ）を得る工程において、両者の混合方法は特に限定はなく、通常の混合装置で好ましくは室温で数分〜数時間混合すれば混合物（Ａ）が得られる。

植物育成用担体と吸水性樹脂との混合比率は特に限定はないが、好ましくは植物育成用担体の重量に対して吸水性樹脂が０．５〜３０重量％である。０．５重量％以上であると植物の根を枯らさないように植物に水を給水することができ、３０重量％以下であると乾燥時保形性のよいペレットを作成することができる。より好ましくは５〜２５重量％であり、特に好ましくは８〜２０重量％である。５重量％以上、８重量％以上と量が多くなるに従って、吸水性・保水性が向上する。２５重量％以下であると混合時さらにぱさつくことがなくペレットを形成でき、土壌に混合したときによく混ざり、また単独で吸水膨潤させると小さい団粒状となり、植物育成用媒体としてさらに好適に使用できる。

水溶性または水分散性の粘結剤を水に溶解または分散して粘結剤混合液（Ｂ）を得る工程において、粘結剤混合液（Ｂ）は粘結剤を水に溶解または分散して得られる。粘結剤混合液（Ｂ）の濃度は０．５〜１０重量％の範囲で用いるのが使用上扱いやすい。特に２０℃における４％水溶液の粘度が３〜３０センチポイズになるようにして用いるのが好ましい。混合方法も特に限定はなく、通常の攪拌ができる装置であればよい。形態としては水溶液またはエマルジョンなどの水分散液である。

混合物（Ａ）と粘結剤混合液（Ｂ）を混合する工程においては手作業でもペレット作成装置を用いてもよい。粘結剤の量については、保形性のよいペレットを形成するに充分な量使用すればよいが、含有量は固形分中好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５重量％である。使用する粘結剤は少ない程植物への影響が少ないが、この範囲内であれば植物への影響は問題ない。
湿潤状態で混合する際に、吸水性樹脂の吸水速度が３００秒未満であると、吸水性樹脂が先に吸水膨潤し、担体と粘結剤、担体同士の接着や粘着が不良となり、ぱさついてしっかりとした塊ができにくい。またこれを乾燥した場合にもわずかの力で崩壊するので保形性が不良となる。

混合物には、いずれの段階においても肥料、植物生長ホルモン、抗菌剤、微量要素、防カビ剤などの当分野で公知の成分を含有させてもよい。肥料は、天然肥料でも、化学肥料であってもよいし、即効性肥料、遅効性肥料のいずれも使用することができる。

乾燥してペレットを得る工程において、手作業でペレットを作成して乾燥してもよいが、ペレット作成機を用いるのが効率的で好ましい。本発明に使用できるペレット成形機は特に限定はないが、プラスチック成形材料用のペレタイザー、木質燃料用のペレット製造機、マルメライザーなど、圧力をかけて押し出し、ペレット状に形成するあらゆる押出機が使用できる。
前記押出機での形成温度は特に限定しないが、押出口の温度が８０〜２５０℃が好ましく、１００〜１８０℃がより好ましい。この好ましい温度において水分が蒸発し粘結剤が担体を結合することができ、保形性のよいペレットを製造できる。

本発明のペレット状植物育成用媒体には、米粒状、円柱状、球状、あらゆる形状のものが含まれ、ペレットの一個の体積は、好ましくは０．０２〜１００ｃｍ^３、より好ましくは０．１〜１０ｃｍ^３である。体積は用途により調整できる。
ペレット状植物育成用媒体の密度は０．４〜２．０ｇ／ｃｍ^３が好ましく、０．５〜１ｇ／ｃｍ^３が特に好ましい。密度が０．４ｇ／ｃｍ^３以上であると乾燥時の保形性が良好であり、密度２．０ｇ／ｃｍ^３以下あると、吸水時に膨潤して崩壊しやすい。

本発明のペレット状植物育成用媒体は、吸水膨潤して崩壊するが、吸水倍率が３〜５０倍であるのが好ましい。吸水倍率は含まれる吸水性樹脂の量が多い程、密度が高い程大きくなる。この範囲であると、単独でまた土と併用して植物育成用媒体として好適に用いることができる。

本発明のペレット状植物育成用媒体は水を加えると膨潤する。加える水は使い方によって異なるが、好ましくはペレット１００重量部に対して水１〜１，０００重量であり、好ましく１０〜５００重量部である。水を加えるだけで攪拌する必要はないが、攪拌してもよい。その中に植物の種子を播いたり、植物の苗を植えたりすればよい。土を用いずにペレットを作成した場合には、輸出入用植物育成用媒体として使用できる。膨潤して崩壊しても小さい団粒状となるので土に混ぜなくても単独で使用することができる。

本発明のペレット状植物育成用媒体は通常土壌改良剤のような使い方ができる。たとえば、地面に散布する場合は、手まきすれば良く、容易に広範囲の面積を散布できる。また、土中深く土壌改良する場合、土地をほぐした後本発明のペレットを所々に埋める、又は、地面の所々に穴をあけその穴の中に本発明のペレットを入れれば良い。かかる作業を行った後、雨が降ると本発明のペレットは膨潤崩壊し、地表にまいたものは瞬く間に地表を覆い、また地中に埋めたものは地中で土壌と混和する。これは土質の改良だけでなく、地中深くを柔らかくして植物の育成を助ける。
以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説明するがこれに限定されるものではない。

（実施例１）
乾燥粉砕した粘土６０重量部、鹿沼土３０重量部に吸水性樹脂（架橋ポリスルホン酸塩型、吸水倍率１１０ｇ／ｇ、電気伝導率１．４ｍＳ／ｃｍ、重量平均粒子径３００μｍ、吸水速度４５０秒）１０重量部を加えて均一に混合したものを、「メトローズ６０ＳＨ−４０００」（水溶性セルリースエーテル、信越化学社製）１．５重量％水溶液２００重量部に加えてよく練りディスクペレッター型成形機にて径５〜７ｍｍ、長さ５〜１０ｍｍの円筒状に成型後、温度１２０〜１３０℃で加熱乾燥して固形化して密度０．６６ｇ／ｃｍ^３のペレットを得た。このペレットを手で強く押さえたが形が崩れず保形性がよかった。またこのペレットに２０倍の水を加えると膨潤して崩壊した。

（実施例２）
バーミキュライト（市販バーミキュライトを２０００μｍ以下に粉砕）６０重量部、「ＰＡＮＧＥＬＢ−４０」（セピオライト、楠本化成社製、嵩密度２００ｇ／Ｌ）３０重量部に吸水性樹脂（架橋ポリアクリル酸塩型、吸水倍率２３０ｇ／ｇ、電気伝導率２．０ｍＳ／ｃｍ、重量平均粒子径２００μｍ、吸水速度３５０秒）１０部を加えて均一に混合したものを、「ＤＦ−１７」（カルボニル基含有ポリビニルアルコール：日本酢ビポバール社製）の１．５重量％水溶液２００重量部に加えてよく練りディスクペレッター型成形機にて径１０〜２０ｍｍの団子状に成型後、温度１２０〜１３０℃で加熱乾燥して固形化して密度０．５５ｇ／ｃｍ^３のペレットを得た。このペレットを手で強く押さえたが形が崩れず保形性がよかった。またこのペレットに１５倍の水を加えると膨潤して崩壊した。

（実施例３）
赤玉土３０重量部、「スーパークレー」（ベントナイト、ホージュン社製）６０重量部に吸水性樹脂（架橋ポリスルホン酸塩型、吸水倍率１１０ｇ／ｇ、電気伝導率２．４ｍＳ／ｃｍ、重量平均粒子径３００μｍ、吸水速度５５０秒）１０部を加えて均一に混合したものを、「ＤＦ−１７」（カルボニル基含有ポリビニルアルコール、日本酢ビポバール社製）の１．５重量％水溶液２００重量部に加えてよく練りディスクペレッター型成形機にて径５〜７ｍｍ、長さ５〜１０ｍｍの円筒状に成型後、温度１２０〜１３０℃で加熱乾燥して固形化して密度０．６１ｇ／ｃｍ^３のペレットを得た。このペレットを手で強く押さえたが形が崩れず保形性がよかった。またこのペレットに１５倍の水を加えると膨潤して崩壊した。

（実施例４）
乾燥粉砕した粘土６０重量部、バーミキュライト（市販バーミキュライトを２０００μｍ以下に粉砕）３０重量部に吸水性樹脂（架橋ポリアクリル酸塩型、吸水倍率２４０ｇ／ｇ、電気伝導率１．６ｍＳ／ｃｍ、重量平均粒子径２１０μｍ、吸水速度３６０秒）１０部を加えて均一に混合したものを、「ＤＦ−１７」（ポリビニルアルコール：日本酢ビポバール社製）の１．５重量％水溶液２００重量部に加えてよく練りディスクペレッター型成形機にて径１０〜２０ｍｍの団子状に成型後、温度１２０〜１３０℃で加熱乾燥して固形化して密度０．６８ｇ／ｃｍ^３のペレットを得た。このペレットを手で強く押さえたが形が崩れず保形性がよかった。またこのペレットに２５倍の水を加えると膨潤して崩壊した。

（比較例１）
実施例１において、「メトローズ６０ＳＨ−４０００」を用いない以外は実施例１と同様にして密度０．４５ｇ／ｃｍ^３のペレットを得た。このペレットを手で強く押さえると簡単に崩れ保形性が不良であった。

（比較例２）
実施例２においてセピオライトに替えてバーミキュライトを用いる以外は、実施例２と同様にして密度０．５０ｇ／ｃｍ^３のペレットを得た。このペレットを手で強く押さえると簡単に崩れ保形性が不良であった。

（比較例３）
実施例１において吸水性樹脂（架橋ポリスルホン酸塩型、吸水倍率１１０ｇ／ｇ、電気伝導率１．１ｍＳ／ｃｍ、重量平均粒子径３００μｍ、吸水速度５５０秒）に替えて吸水性樹脂（架橋ポリアクリル酸塩型、吸水倍率１５０ｇ／ｇ、電気伝導率１．５ｍＳ／ｃｍ、重量平均粒子径２３０μｍ、吸水速度２５０秒）を用いた以外は、実施例１と同様にして密度０．５２ｇ／ｃｍ^３のペレットを得た。このペレットを手で強く押さえると簡単に崩れ保形性が不良であった。

（比較例４）
実施例１において吸水性樹脂（架橋ポリスルホン酸塩型、吸水倍率１１０ｇ／ｇ、電気伝導率１．１ｍＳ／ｃｍ、重量平均粒子径３００μｍ、吸水速度５５０秒）に替えて吸水性樹脂（架橋ポリアクリル酸塩型、吸水倍率２６０ｇ／ｇ、電気伝導率３．２ｍＳ／ｃｍ、重量平均粒子径２５０μｍ、吸水速度５６０秒）を用いた以外は、実施例１と同様にして密度０．４５ｇ／ｃｍ^３のペレットを得た。このペレットを手で強く押さえたが形が崩れず保形性がよかった。またこのペレットに２５倍の水を加えると膨潤して崩壊した。

（試験例）
２０ｍｌの広口容器にペレット１．７ｇを入れた後水１０ｍｌを加えてそのまま膨潤させ、マリーゴールドの種を１個入れたものを各ペレットについて１０個作成した。これを散水せずに２０〜２５℃の室内におき５日後の発芽状況を調べた。実施例１〜４のペレットはすべて１０個発芽していたが、比較例１〜３のものは８〜９個の発芽状況、比較例４のものは４個の発芽状況であった。
上記から、本発明のペレット状植物育成用媒体は、乾燥時保形性がよく、植物の発芽状況もよいことがわかる。

Claims

下記（１）〜（３）の条件を満たす吸水性樹脂、植物育成用担体、および水溶性または水分散性の粘結剤からなる水膨潤性のペレット状植物育成用媒体。
吸水性樹脂：（１）吸水性樹脂１重量部を２５℃のイオン交換水１００重量部に吸水させた時の含水ゲルの電気伝導率が０〜３．０ｍＳ／ｃｍであり；
（２）吸水性樹脂の２５℃のイオン交換水の吸水倍率が８０〜１０００倍であり；
（３）吸水性樹脂の吸水速度が、下記吸水速度試験法で３００秒以上である。
吸水速度試験法：２０℃において、吸水性樹脂０．５ｇを１００ｍｌ容器に入れ、その中に水道水５０ｇを一度に入れ、全体がゲル化するまでの時間（秒）を１０秒単位で測定する。
前記植物育成用担体が、水により粘性を発現するものであることを特徴とする請求項１記載の水膨潤性のペレット状植物育成用媒体。
前記植物育成用担体が、二種以上の植物育成用担体を含み、少なくとも一つの植物育成用担体が水により粘性を発現する鉱石系担体でまたは粘土であることを特徴とする請求項１または２記載の水膨潤性のペレット状植物育成用媒体。
植物育成用担体と吸水性樹脂を混合して混合物（Ａ）を得る工程；
水溶性または水分散性の粘結剤を水に溶解または分散して粘結剤混合液（Ｂ）を得る工程；
混合物（Ａ）と粘結剤混合液（Ｂ）を混合する工程；
乾燥してペレットを得る工程
からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水膨潤性のペレット状植物育成用媒体の製造法。