JP2024022704A - Water retention material for agriculture, and production method therefor - Google Patents

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正博 馬場
Masahiro Baba
裕典 三枝
Hironori Saegusa
結稀 藤井
Yuki Fujii
利典 加藤
Toshinori Kato
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water retention material for agriculture characterized by a high rate of water absorption, a high capacity for water absorption even when calcium salt is present, and the ability to retain this capacity for water absorption over an extended period.
SOLUTION: The present invention pertains to a water retention material for agriculture that contains a water-absorbent resin. The water-absorbent resin has 0.1-50 mol% of an ionic group with respect to all constituent units of the water-absorbent resin. The change rate of the volume-based 10% particle size D10 of the water retention material before and after application of ultrasonic waves as measured in a water retention material-swelling test in which a 20-mass% aqueous sodium chloride solution is allowed to be absorbed by the water retention material by means of application of ultrasonic waves, i.e., the change rate of D10=(D10 of the water retention material after application of ultrasonic waves)/(D10 of the water retention material before application of ultrasonic waves), is at most 1.
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Description

本発明は、農業用保水材およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an agricultural water retaining material and a method for producing the same.

昨今、慢性的な水資源の枯渇に伴い、農業用水を有効にかつ適切に利用すること、および従来よりも少量の灌漑水量でも農産物の収穫量を維持若しくは増大させる試みが、いわゆる農業用保水材を用いて検討されている(例えば、特許文献1~2を参照)。これらの農業用保水材は高吸水性樹脂(SAP)を主要構成成分としており、例えば、土壌全体の保水性の改善に用いられるピートモス等と比べると、極めて少量で保水効果を発現することから、農家が用いる際の負担が少ないという利点がある。 In recent years, with the chronic depletion of water resources, attempts have been made to use agricultural water effectively and appropriately, and to maintain or increase the yield of agricultural products even with a smaller amount of irrigation water than in the past. (For example, see Patent Documents 1 and 2). These agricultural water retention materials have super absorbent polymers (SAP) as their main component, and compared to, for example, peat moss, which is used to improve the water retention capacity of the soil as a whole, they exhibit water retention effects in extremely small amounts. It has the advantage of being less burdensome for farmers to use.

特許文献1および2には、ポリアクリル酸塩ゲルを主成分とする吸水性樹脂を農業用保水材として使用できることが開示されている。特許文献3には、複雑な表面形状特徴を有するポリビニルアルコール系吸水性樹脂粒子が開示されている。特許文献4には、逆相懸濁重合法によって得られる凝集したポリアクリル酸系吸水性樹脂が開示されており、この樹脂は通液性能が高く、衛生材料用途に好適に使用できることが開示されている。特許文献5には、特定の細孔を有するポリビニルアルコール系吸水性樹脂が開示されており、この樹脂は水および液体肥料の吸収性に優れ、農業用に好適に利用できることが開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose that a water-absorbing resin containing polyacrylate gel as a main component can be used as an agricultural water retaining material. Patent Document 3 discloses polyvinyl alcohol-based water-absorbing resin particles having complex surface shape characteristics. Patent Document 4 discloses an agglomerated polyacrylic acid-based water absorbent resin obtained by a reverse phase suspension polymerization method, and it is disclosed that this resin has high liquid permeability and can be suitably used for sanitary material applications. ing. Patent Document 5 discloses a polyvinyl alcohol-based water absorbent resin having specific pores, and discloses that this resin has excellent water and liquid fertilizer absorption properties and can be suitably used for agricultural purposes.

国際公開第1998/005196号パンフレットInternational Publication No. 1998/005196 pamphlet 特表2013-544929号公報Special Publication No. 2013-544929 特表2013-540164号公報Special Publication No. 2013-540164 国際公開第2012/023433号パンフレットInternational Publication No. 2012/023433 pamphlet 特開2019-119891号公報Japanese Patent Application Publication No. 2019-119891

しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献1、2および4に開示されているポリアクリル酸系吸水性樹脂は、土壌中に含まれるカルシウム塩により吸水性能が著しく低下するため、農業用として用いた場合、吸水量が十分でなく、長期間安定した吸水量を発現することも困難である。また、特許文献3および5に開示されたビニルアルコール系吸水性樹脂では、より一層向上した吸水速度が求められる場合があった。
本発明が解決しようとする課題は、上記問題を解決することであり、吸水速度に優れ、カルシウム塩の存在下であっても吸水量が十分高く、この吸水量が長期間にわたって低下しにくい、農業用保水材を提供することである。
However, according to the studies of the present inventors, the polyacrylic acid-based water absorbent resins disclosed in Patent Documents 1, 2, and 4 have a significantly lower water absorption performance due to calcium salts contained in soil, When used for commercial purposes, water absorption is insufficient and it is difficult to maintain stable water absorption over a long period of time. Further, in the vinyl alcohol-based water absorbent resins disclosed in Patent Documents 3 and 5, there are cases where a further improved water absorption rate is required.
The problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problems. The purpose is to provide agricultural water retention materials.

本発明者らは、前記課題を解決するために、農業用保水材について詳細に検討を重ね、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、以下の好適な態様を包含する。
[1]吸水性樹脂を含んでなる農業用保水材であって、
吸水性樹脂は、吸水性樹脂の全構成単位に対して0.1モル%以上、50モル%以下のイオン性基を有しており、
超音波を付与することにより20質量%塩化ナトリウム水溶液を保水材に吸液させる保水材膨潤試験における、超音波を付与する前後の保水材の体積基準10%粒子径D10の変化率:
超音波を付与する前後の保水材の体積基準10%粒子径D10の変化率
=(超音波を付与した後の保水材のD10)/(超音波を付与する前の保水材のD10)
は1以下である、保水材。
[2]前記保水材は、公称目開き3000μmの篩を通過し、かつ公称目開き10μmの篩を通過しない粒度を有する、前記[1]に記載の保水材。
[3]前記保水材膨潤試験において超音波を付与した後の状態における、最も小粒子径側の極大粒子径は1μm以上、1000μm以下である、前記[1]または[2]に記載の保水材。
[4]前記吸水性樹脂は、前記イオン性基として、カルボキシル基、スルホン酸基およびアンモニウム基からなる群から選択される1以上を有する、前記[1]~[3]のいずれかに記載の保水材。
[5]前記吸水性樹脂は、ビニルアルコール系重合体、アクリル酸系重合体、アクリルアミド系重合体およびメタクリル酸系重合体からなる群から選択される1以上を含む、前記[1]~[4]のいずれかに記載の保水材。
[6]前記ビニルアルコール系重合体は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸およびそれらの誘導体からなる群から選択される1種以上のモノマー構成単位を含む、前記[5]に記載の保水材。
[7]前記吸水性樹脂は架橋構造を有する、前記[1]~[6]のいずれかに記載の保水材。
[8]育苗用である、前記[1]~[7]のいずれかに記載の保水材。
[9]一次粒子として存在する吸水性樹脂を、膨潤させた状態で接触させることにより凝集させる凝集工程、および
凝集した吸水性樹脂を、0.2MPa以下の圧力下で乾燥する乾燥工程
を含む、前記[1]~[8]のいずれか記載の保水材の製造方法。
[10]前記凝集工程の前、前記凝集工程と同時、または前記凝集工程の後に、吸水性樹脂を架橋させる架橋工程を更に含む、前記[9]に記載の方法。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted detailed studies on agricultural water retaining materials and have completed the present invention.
That is, the present invention includes the following preferred embodiments.
[1] An agricultural water retaining material comprising a water-absorbing resin,
The water-absorbing resin has an ionic group of 0.1 mol% or more and 50 mol% or less based on the total constituent units of the water-absorbing resin,
In a water-retaining material swelling test in which a 20% by mass aqueous sodium chloride solution is absorbed into a water-retaining material by applying ultrasound, the rate of change in the volume-based 10% particle diameter D10 of the water-retaining material before and after applying ultrasound:
Rate of change in volume-based 10% particle diameter D10 of water retaining material before and after applying ultrasound = ( D10 of water retaining material after applying ultrasound)/( D10 of water retaining material before applying ultrasound) )
is 1 or less, a water retaining material.
[2] The water-retaining material according to [1], wherein the water-retaining material has a particle size that passes through a sieve with a nominal opening of 3000 μm but does not pass through a sieve with a nominal opening of 10 μm.
[3] The water-retaining material according to [1] or [2] above, wherein the maximum particle size on the smallest particle size side after being subjected to ultrasonic waves in the water-retaining material swelling test is 1 μm or more and 1000 μm or less. .
[4] The water-absorbing resin according to any one of [1] to [3] above, has one or more selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group, and an ammonium group as the ionic group. Water retention material.
[5] The water-absorbing resin includes one or more selected from the group consisting of a vinyl alcohol polymer, an acrylic acid polymer, an acrylamide polymer, and a methacrylic acid polymer, [1] to [4] above. ] The water retaining material described in any of the above.
[6] The vinyl alcohol polymer according to [5] above, wherein the vinyl alcohol polymer contains one or more monomer constituent units selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, and derivatives thereof. Water retention material.
[7] The water retaining material according to any one of [1] to [6], wherein the water absorbent resin has a crosslinked structure.
[8] The water retaining material according to any one of [1] to [7] above, which is used for raising seedlings.
[9] A coagulation step in which the water-absorbing resin present as primary particles is brought into contact with each other in a swollen state to aggregate, and a drying step in which the aggregated water-absorbing resin is dried under a pressure of 0.2 MPa or less. The method for producing a water retaining material according to any one of [1] to [8] above.
[10] The method according to [9], further comprising a crosslinking step of crosslinking the water absorbent resin before the aggregation step, at the same time as the aggregation step, or after the aggregation step.

本発明によれば、吸水速度に優れ、カルシウム塩の存在下であっても吸水量が十分高く、この吸水量が長期間にわたって低下しにくい、農業用保水材を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an agricultural water retaining material which has an excellent water absorption rate, has a sufficiently high water absorption amount even in the presence of calcium salts, and whose water absorption amount does not easily decrease over a long period of time.

以下、本発明の実施態様について説明するが、本発明は、本実施態様に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments.

[農業用保水材]
本発明の農業用保水材(以下、単に「保水材」とも称する)は吸水性樹脂を含んでなる。本発明は、前記吸水性樹脂が、吸水性樹脂の全構成単位に対して0.1モル%以上、50モル%以下のイオン性基を有することを特徴とする。また、本発明は、保水材膨潤試験における、超音波を付与する前後の保水材の体積基準10%粒子径D10の変化率:

Figure 2024022704000001

が1以下であることも特徴とする。ここで、体積基準10%粒子径とは、これ以下の粒子の比率が体積基準で10%である粒子径を意味する。 [Agricultural water retention material]
The agricultural water-retaining material (hereinafter also simply referred to as "water-retaining material") of the present invention contains a water-absorbing resin. The present invention is characterized in that the water-absorbing resin has an ionic group of 0.1 mol % or more and 50 mol % or less based on the total structural units of the water-absorbing resin. In addition, the present invention provides a rate of change in the volume-based 10% particle diameter D10 of the water-retaining material before and after applying ultrasonic waves in a water-retaining material swelling test:
Figure 2024022704000001

is 1 or less. Here, the 10% particle diameter on a volume basis means a particle diameter at which the proportion of particles smaller than this is 10% on a volume basis.

1以下のD10変化率は、例えば、保水材において、吸水性樹脂が凝集体として存在することにより達成できる。本発明の好ましい一実施態様では、保水材において、吸水性樹脂は、粒子の凝集体として、好ましくは一次粒子の凝集体として存在する。本明細書において一次粒子とは、凝集していない粒子を意味する。 A D 10 change rate of 1 or less can be achieved, for example, by the presence of the water-absorbing resin as aggregates in the water-retaining material. In a preferred embodiment of the present invention, in the water-retaining material, the water-absorbing resin is present as an aggregate of particles, preferably as an aggregate of primary particles. As used herein, primary particles refer to particles that are not aggregated.

意外なことに、本発明者らは、保水材が上記特徴を有することにより、保水材が優れた吸水速度を示し、カルシウム塩の存在下であっても十分高い吸水量を示し、この吸水量が長期間にわたって低下しにくいことを見出した。
その理由は明らかではないが、非限定的な作用機構として下記理由が推定される。本発明の保水材は吸水性樹脂を含むため、吸水すると膨潤する。その一方で、保水材における吸水性樹脂の凝集力が適度に弱いため、膨張に伴って保水材の崩壊が進行する。保水材が崩壊すると、水と接触する吸水性樹脂の表面積が拡大することから、吸水速度が速くなると推定される。また、吸水性樹脂が高すぎないイオン性基含有量、即ち吸水性樹脂の全構成単位に対して50モル%以下のイオン性基含有量を有することにより、水と接している吸水性樹脂表面だけが急激に吸水するのではなく保水材内部の吸水性樹脂の空隙にも水がうまく入り込むことができ、その結果、保水材の崩壊により拡大した吸水性樹脂の表面積を水との接触に、より有効に利用できたため、吸水速度が著しく速くなると推定される。更に、吸水性樹脂が上述した特定のイオン性基含有量を有することにより、カルシウム塩とイオン性基によるイオン架橋が起こりにくいため、カルシウム塩の存在下であっても保水材の吸水量は十分高く、この吸水量は長期間にわたって低下しにくくなることが推定される。
Surprisingly, the present inventors found that because the water-retaining material has the above-mentioned characteristics, the water-retaining material exhibits an excellent water absorption rate, exhibits a sufficiently high water absorption amount even in the presence of calcium salts, and shows that this water absorption amount It was found that the value does not tend to decrease over a long period of time.
Although the reason for this is not clear, the following reason is presumed as a non-limiting mechanism of action. Since the water retaining material of the present invention contains a water-absorbing resin, it swells when it absorbs water. On the other hand, since the cohesive force of the water-absorbing resin in the water-retaining material is moderately weak, the water-retaining material disintegrates as it expands. When the water-retaining material collapses, the surface area of the water-absorbing resin that comes into contact with water increases, so it is presumed that the water absorption rate increases. In addition, the surface of the water-absorbing resin that is in contact with water can be improved by ensuring that the water-absorbing resin has an ionic group content that is not too high, that is, an ionic group content of 50 mol% or less based on the total constituent units of the water-absorbing resin. Water does not only absorb water rapidly, but also enters the voids in the water-absorbing resin inside the water-retaining material, and as a result, the surface area of the water-absorbing resin, which has expanded due to the collapse of the water-retaining material, comes into contact with water. It is estimated that the water absorption rate is significantly faster because the water can be used more effectively. Furthermore, because the water-absorbing resin has the above-mentioned specific ionic group content, ionic crosslinking between calcium salts and ionic groups is less likely to occur, so even in the presence of calcium salts, the water-retaining material can absorb sufficient water. It is estimated that this amount of water absorption will be difficult to decrease over a long period of time.

保水材膨潤試験において、保水材に速やかに吸収される媒体(例えば水)ではなく、保水材があまり吸液しない媒体に保水材を分散させることにより、吸水初期の保水材の状態を再現することができる。本発明では、そのようなあまり吸液されない媒体として20質量%塩化ナトリウム水溶液を用いている。その後、前記水溶液中の保水材に超音波を付与することにより、前記水溶液を保水材に吸液させることができ、これにより保水材の膨潤および崩壊の様子を再現することができる。
保水材膨潤試験は、下記手順にて実施できる。まず、分散媒に試料である保水材を分散させ、例えばレーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置を用いて、体積基準10%粒子径D10(超音波を付与する前の保水材のD10に相当)を測定する。次いで、5分間の超音波照射により分散媒を保水材に吸液させることで保水材を膨潤させた後、保水材の体積基準10%粒子径D10(超音波を付与した後の保水材のD10に相当)を測定する。測定条件を以下に示す。
装置名:堀場製作所製 レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置LA-950V2
測定方式:湿式(循環式)
試料屈折率:1.51
分散媒:20質量%塩化ナトリウム水溶液(屈折率:1.368)
循環速度:10
撹拌速度:10
超音波強さ:7
透過率:80~90%
循環液量:280mL
続いて、下記式により、超音波を付与する前後の保水材の体積基準10%粒子径D10の変化率を求める。

Figure 2024022704000002

本発明者らは、保水材を形成している吸水性樹脂粒子のうち、比較的小さい粒子径を有する粒子が、保水材全体の吸水速度を決める因子の1つであることを見出した。そのため、本発明では、優れた吸水速度をもたらすための構成要件に、D10を用いている。 In the water-retaining material swelling test, the state of the water-retaining material at the initial stage of water absorption is reproduced by dispersing the water-retaining material in a medium that does not absorb much liquid, rather than in a medium that is quickly absorbed by the water-retaining material (e.g., water). Can be done. In the present invention, a 20% by mass aqueous sodium chloride solution is used as such a medium that does not absorb much liquid. Thereafter, by applying ultrasonic waves to the water-retaining material in the aqueous solution, the aqueous solution can be absorbed by the water-retaining material, thereby making it possible to reproduce the swelling and collapse of the water-retaining material.
The water retaining material swelling test can be performed using the following procedure. First, a water-retaining material as a sample is dispersed in a dispersion medium, and using, for example, a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device, the volume-based 10% particle diameter D 10 (D 10 of the water-retaining material before applying ultrasonic waves) is measured. (equivalent to). Next, the water-retaining material is swollen by absorbing the dispersion medium into the water-retaining material by ultrasonic irradiation for 5 minutes. D10 ) is measured. The measurement conditions are shown below.
Device name: Horiba Laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device LA-950V2
Measurement method: Wet type (circulation type)
Sample refractive index: 1.51
Dispersion medium: 20% by mass aqueous sodium chloride solution (refractive index: 1.368)
Circulation speed: 10
Stirring speed: 10
Ultrasonic strength: 7
Transmittance: 80-90%
Circulating fluid volume: 280mL
Next, the rate of change in the volume-based 10% particle diameter D 10 of the water retaining material before and after applying ultrasonic waves is determined using the following formula.
Figure 2024022704000002

The present inventors have discovered that among the water-absorbing resin particles forming the water-retaining material, particles having a relatively small particle size are one of the factors that determine the water absorption rate of the entire water-retaining material. Therefore, in the present invention, D10 is used as a component for providing an excellent water absorption rate.

保水材膨潤試験における、超音波を付与する前後の保水材の体積基準10%粒子径D10の変化率は、1以下である。D10の変化率が1より大きいと、所望の吸水速度を得ることは困難である。D10の変化率は、好ましくは0.95以下、より好ましくは0.94以下、より好ましくは0.93以下、より好ましくは0.92以下、より好ましくは0.91以下、更に好ましくは0.90以下、更により好ましくは0.85以下、特に好ましくは0.80以下、特により好ましくは0.75以下である。D10の変化率が前記上限値以下であると、吸水時に保水材の膨張と崩壊とがバランス良く進行し、より好ましい吸水速度を得やすい。
10の変化率の下限値は特に限定されない。D10の変化率は、例えば0.30以上である。D10の変化率が前記下限値以上であると、使用前に保水材が崩壊して粉塵発生を招きやすくなることを抑制しやすい。
10の変化率は、例えば、保水材において吸水性樹脂を凝集体として存在させること、吸水性樹脂を凝集させる工程におけるバインダー量、圧力、温度若しくは可塑剤量の調整、凝集した吸水性樹脂を乾燥する工程における圧力、温度若しくは可塑剤量の調整、または凝集前の吸水性樹脂粒子の粒子径若しくは形状の調整により、前記下限値以上、前記上限値以下に調整できる。
In the water-retaining material swelling test, the rate of change in the volume-based 10% particle diameter D 10 of the water-retaining material before and after applying ultrasonic waves is 1 or less. If the rate of change in D10 is greater than 1, it is difficult to obtain the desired water absorption rate. The rate of change in D10 is preferably 0.95 or less, more preferably 0.94 or less, more preferably 0.93 or less, more preferably 0.92 or less, more preferably 0.91 or less, and even more preferably 0. .90 or less, even more preferably 0.85 or less, particularly preferably 0.80 or less, particularly more preferably 0.75 or less. When the rate of change in D 10 is below the upper limit value, expansion and collapse of the water retaining material proceed in a well-balanced manner during water absorption, making it easier to obtain a more preferable water absorption rate.
The lower limit of the rate of change of D10 is not particularly limited. The rate of change of D10 is, for example, 0.30 or more. When the rate of change in D10 is equal to or greater than the lower limit value, it is easy to prevent the water retaining material from collapsing before use and causing dust generation.
The rate of change in D10 can be determined by, for example, making the water-absorbing resin exist as an aggregate in the water-retaining material, adjusting the amount of binder, pressure, temperature, or plasticizer in the process of agglomerating the water-absorbing resin, or controlling the amount of the aggregated water-absorbing resin. By adjusting the pressure, temperature, or amount of plasticizer in the drying step, or by adjusting the particle size or shape of the water-absorbing resin particles before aggregation, it can be adjusted to be equal to or higher than the lower limit and lower than or equal to the upper limit.

保水材膨潤試験において超音波を付与した後の状態における、最も小粒子径側の極大粒子径は、好ましくは1μm以上、より好ましくは5μm以上、更に好ましくは10μm以上、特に好ましくは30μm以上であり、好ましくは1000μm以下、より好ましくは500μm以下、更に好ましくは200μm以下、特に好ましくは100μm以下である。前記極大粒子径は、0.011μm、0.013μm、0.015μm、0.017μm、0.02μm、0.023μm、0.026μm、0.03μm、0.034μm、0.039μm、0.044μm、0.051μm、0.058μm、0.067μm、0.076μm、0.087μm、0.1μm、0.115μm、0.131μm、0.15μm、0.172μm、0.197μm、0.226μm、0.259μm、0.296μm、0.339μm、0.389μm、0.445μm、0.51μm、0.584μm、0.669μm、0.766μm、0.877μm、1.005μm、1.151μm、1.318μm、1.51μm、1.729μm、1.981μm、2.269μm、2.599μm、2.976μm、3.409μm、3.905μm、4.472μm、5.122μm、5.867μm、6.72μm、7.697μm、8.816μm、10.097μm、11.565μm、13.246μm、15.172μm、17.377μm、19.904μm、22.797μm、26.111μm、29.907μm、34.255μm、39.234μm、44.938μm、51.471μm、58.953μm、67.523μm、77.34μm、88.583μm、101.46μm、116.21μm、133.103μm、152.453μm、174.616μm、200μm、229.075μm、262.376μm、300.518μm、344.206μm、394.244μm、451.556μm、517.2μm、592.387μm、678.504μm、777.141μm、890.116μm、1019.515μm、1167.725μm、1337.481μm、1531.914μm、1754.613μm、2009.687μm、2301.841μm、2636.467μm、または3000μmでの頻度により求めた値である。前記極大粒子径が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、より好ましい吸水速度を得やすい。前記極大粒子径は、例えば、凝集前の吸水性樹脂粒子の粒子径を調整することにより前記下限値以上、前記上限値以下に調整できる。 The maximum particle size on the smallest particle size side in the state after applying ultrasonic waves in the water retention material swelling test is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, even more preferably 10 μm or more, and particularly preferably 30 μm or more. , preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less, even more preferably 200 μm or less, particularly preferably 100 μm or less. The maximum particle size is 0.011 μm, 0.013 μm, 0.015 μm, 0.017 μm, 0.02 μm, 0.023 μm, 0.026 μm, 0.03 μm, 0.034 μm, 0.039 μm, 0.044 μm, 0.051 μm, 0.058 μm, 0.067 μm, 0.076 μm, 0.087 μm, 0.1 μm, 0.115 μm, 0.131 μm, 0.15 μm, 0.172 μm, 0.197 μm, 0.226 μm, 0. 259 μm, 0.296 μm, 0.339 μm, 0.389 μm, 0.445 μm, 0.51 μm, 0.584 μm, 0.669 μm, 0.766 μm, 0.877 μm, 1.005 μm, 1.151 μm, 1.318 μm, 1.51 μm, 1.729 μm, 1.981 μm, 2.269 μm, 2.599 μm, 2.976 μm, 3.409 μm, 3.905 μm, 4.472 μm, 5.122 μm, 5.867 μm, 6.72 μm, 7. 697 μm, 8.816 μm, 10.097 μm, 11.565 μm, 13.246 μm, 15.172 μm, 17.377 μm, 19.904 μm, 22.797 μm, 26.111 μm, 29.907 μm, 34.255 μm, 39.234 μm, 44.938 μm, 51.471 μm, 58.953 μm, 67.523 μm, 77.34 μm, 88.583 μm, 101.46 μm, 116.21 μm, 133.103 μm, 152.453 μm, 174.616 μm, 200 μm, 229.075 μm, 133 7. This value is determined from the frequency at 481 μm, 1531.914 μm, 1754.613 μm, 2009.687 μm, 2301.841 μm, 2636.467 μm, or 3000 μm. When the maximum particle size is greater than or equal to the lower limit and less than or equal to the upper limit, a more preferable water absorption rate can be easily obtained. The maximum particle size can be adjusted to be greater than or equal to the lower limit value and less than or equal to the upper limit value, for example, by adjusting the particle size of the water-absorbing resin particles before aggregation.

本発明の好ましい一実施態様において、保水材に含まれる吸水性樹脂は、一次粒子の凝集体として存在している。保水材に含まれる吸水性樹脂の一次粒子の平均粒子径は、好ましくは1μm以上、より好ましくは10μm以上、更に好ましくは30μm以上、特に好ましくは50μm以上であり、好ましくは2000μm以下、より好ましくは1000μm以下、更に好ましくは700μm以下、特に好ましくは150μm以下である。一次粒子の平均粒子径が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、より好ましい吸水速度を得やすい。また、一次粒子の平均粒子径が前記下限値以上であると、保水材の製造時に粉塵発生を抑制しやすい。一次粒子の平均粒子径は、例えば、電子顕微鏡または特定の目開きの篩を用いて測定できる。 In a preferred embodiment of the present invention, the water-absorbing resin contained in the water-retaining material exists as an aggregate of primary particles. The average particle diameter of the primary particles of the water absorbent resin contained in the water retaining material is preferably 1 μm or more, more preferably 10 μm or more, even more preferably 30 μm or more, particularly preferably 50 μm or more, and preferably 2000 μm or less, more preferably It is 1000 μm or less, more preferably 700 μm or less, particularly preferably 150 μm or less. When the average particle diameter of the primary particles is greater than or equal to the lower limit and less than or equal to the upper limit, it is easier to obtain a more preferable water absorption rate. Moreover, when the average particle diameter of the primary particles is equal to or larger than the lower limit value, dust generation can be easily suppressed during production of the water retaining material. The average particle diameter of the primary particles can be measured using, for example, an electron microscope or a sieve with a specific opening.

保水材に含まれる吸水性樹脂は、吸水性樹脂の全構成単位に対して0.1モル%以上、好ましくは0.5モル%以上、より好ましくは1.0モル%以上、更に好ましくは2.0モル%以上、特に好ましくは3.0モル%以上のイオン性基を有する。ここで、「構成単位」とは、吸水性樹脂を構成する繰り返し単位のことを意味する。イオン性基含有量が前記下限値以上であると、吸水性樹脂は、より向上した吸水量または吸水速度を有しやすい。吸水性樹脂は、吸水性樹脂の全構成単位に対して50モル%以下、好ましくは40モル%以下、より好ましくは30モル%以下、更に好ましくは20モル%以下、特に好ましくは10モル%以下のイオン性基を有する。イオン性基含有量が前記上限値以下であると、吸水性樹脂は、土壌中に含まれる二価イオン(例えばカルシウムイオン)の存在下でも優れた吸液量または吸液速度を維持しやすく、この吸液量または吸液速度は、長期間にわたって低下しにくく、紫外線による吸水性樹脂の分解が起こりにくい。
吸水性樹脂中のイオン性基の含有量、および後述する各種構成単位の含有量は、例えば、固体13C-NMR(核磁気共鳴分光法)、FTIR(フーリエ変換赤外分光法)または酸塩基滴定等によって測定できる。
また、吸水性樹脂中のイオン性基の含有量、および後述する各種構成単位の含有量は、例えば、イオン性基をもたらすモノマーおよび各種構成単位を形成するモノマーの配合比、反応時のそれらの消費率若しくは反応性比、反応温度、または溶媒等を調整することによって調整できる。
The water-absorbing resin contained in the water-retaining material is 0.1 mol% or more, preferably 0.5 mol% or more, more preferably 1.0 mol% or more, and even more preferably 2 mol% or more, based on the total constituent units of the water-absorbing resin. It has an ionic group content of .0 mol % or more, particularly preferably 3.0 mol % or more. Here, the term "constituent unit" means a repeating unit that constitutes the water-absorbing resin. When the ionic group content is equal to or higher than the lower limit, the water absorbent resin tends to have improved water absorption amount or water absorption rate. The water-absorbing resin is 50 mol% or less, preferably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, even more preferably 20 mol% or less, particularly preferably 10 mol% or less, based on the total constituent units of the water-absorbing resin. It has an ionic group of When the ionic group content is below the upper limit, the water-absorbing resin easily maintains an excellent liquid absorption amount or liquid absorption rate even in the presence of divalent ions (e.g. calcium ions) contained in soil, This liquid absorption amount or liquid absorption rate is unlikely to decrease over a long period of time, and the water absorbent resin is unlikely to be decomposed by ultraviolet rays.
The content of ionic groups in the water-absorbing resin and the content of various structural units described below can be determined by, for example, solid 13 C-NMR (nuclear magnetic resonance spectroscopy), FTIR (Fourier transform infrared spectroscopy) or acid-base spectroscopy. It can be measured by titration etc.
In addition, the content of ionic groups in the water-absorbing resin and the content of various structural units described below are determined by, for example, the blending ratio of monomers that provide ionic groups and monomers that form various structural units, and their ratio during reaction. It can be adjusted by adjusting the consumption rate or reactivity ratio, reaction temperature, solvent, etc.

イオン性基は、イオン性基またはその誘導体として存在してよい。イオン性基は、好ましくはカルボキシル基、スルホン酸基、アンモニウム基またはその塩であり、より好ましくはカルボキシル基、アンモニウム基またはその塩であり、特に好ましくは、カルボキシル基またはその塩である。従って、本発明の好ましい一実施態様では、吸水性樹脂は、イオン性基として、カルボキシル基、スルホン酸基およびアンモニウム基からなる群から選択される1以上を有する。
なお、吸水性樹脂に含まれるイオン性基の一部または全部がその誘導体(例えば塩)の形態をとっている場合、上述のイオン性基含有量は、イオン性基およびその誘導体の含有量またはイオン性基の誘導体の含有量である。
The ionic group may be present as an ionic group or a derivative thereof. The ionic group is preferably a carboxyl group, a sulfonic acid group, an ammonium group, or a salt thereof, more preferably a carboxyl group, an ammonium group, or a salt thereof, and particularly preferably a carboxyl group or a salt thereof. Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, the water-absorbing resin has one or more ionic groups selected from the group consisting of carboxyl groups, sulfonic acid groups, and ammonium groups.
In addition, when some or all of the ionic groups contained in the water-absorbing resin are in the form of their derivatives (for example, salts), the above-mentioned ionic group content refers to the content of the ionic groups and their derivatives or This is the content of derivatives of ionic groups.

保水材は、好ましくは公称目開き3000μmの篩を通過し、より好ましくは公称目開き2000μmの篩を通過し、更に好ましくは公称目開き1500μmの篩を通過し、特に好ましくは公称目開き1000μmの篩を通過する粒度を有し、好ましくは公称目開き10μmの篩を通過しない、より好ましくは公称目開き50μmの篩を通過しない、更に好ましくは公称目開き100μmの篩を通過しない、特に好ましくは公称目開き200μmの篩を通過しない粒度を有する。好ましい一実施態様において、保水材は、公称目開き3000μmの篩を通過し、かつ公称目開き10μmの篩を通過しない粒度を有する。保水材がこのような粒度を有すると、より優れた取扱い性およびより優れた吸水速度を得やすい。 The water retaining material preferably passes through a sieve with a nominal opening of 3000 μm, more preferably through a sieve with a nominal opening of 2000 μm, even more preferably through a sieve with a nominal opening of 1500 μm, particularly preferably through a sieve with a nominal opening of 1000 μm. It has a particle size that allows it to pass through a sieve, preferably does not pass through a sieve with a nominal opening of 10 μm, more preferably does not pass through a sieve with a nominal opening of 50 μm, even more preferably does not pass through a sieve with a nominal opening of 100 μm, particularly preferably It has a particle size that does not pass through a sieve with a nominal opening of 200 μm. In one preferred embodiment, the water retaining material has a particle size that passes through a sieve with a nominal opening of 3000 μm but does not pass through a sieve with a nominal opening of 10 μm. When the water retaining material has such a particle size, it is easy to obtain better handling properties and a better water absorption rate.

吸水性樹脂は、潅水による吸水性樹脂の溶出を抑制する観点から、架橋構造を有することが好ましい。吸水性樹脂が架橋構造を有する場合、吸水性樹脂は吸水時にゲル状態となる。架橋構造の形態に特に制限はなく、その例としては、エステル結合、エーテル結合、アセタール結合、および炭素-炭素結合等による架橋構造を挙げることができる。 The water-absorbing resin preferably has a crosslinked structure from the viewpoint of suppressing elution of the water-absorbing resin due to irrigation. When the water absorbent resin has a crosslinked structure, the water absorbent resin becomes a gel state when absorbing water. There is no particular restriction on the form of the crosslinked structure, and examples include crosslinked structures with ester bonds, ether bonds, acetal bonds, carbon-carbon bonds, and the like.

保水材に含まれる吸水性樹脂は特に限定されない。製造容易性および保水性の観点からは、吸水性樹脂は、好ましくはビニルアルコール系重合体、アクリル酸系重合体、アクリルアミド系重合体およびメタクリル酸系重合体からなる群から選択される1以上を含み、より好ましくはビニルアルコール系重合体およびアクリルアミド系重合体からなる群から選択される1以上を含み、更に好ましくはビニルアルコール系重合体またはアクリルアミド系重合体からなる。
本明細書において、ビニルアルコール系重合体とは、ビニルアルコールに由来する構成単位(以下、「ビニルアルコール単位」と称する)の含有量が全構成単位の中で最も多い重合体を意味する。このことは、アクリル酸系重合体、アクリルアミド系重合体およびメタクリル酸系重合体についても同様に当てはまる。
The water absorbent resin contained in the water retaining material is not particularly limited. From the viewpoint of ease of manufacture and water retention, the water-absorbing resin preferably contains one or more selected from the group consisting of vinyl alcohol polymers, acrylic acid polymers, acrylamide polymers, and methacrylic acid polymers. more preferably one or more selected from the group consisting of a vinyl alcohol polymer and an acrylamide polymer, and still more preferably a vinyl alcohol polymer or an acrylamide polymer.
As used herein, the vinyl alcohol polymer refers to a polymer having the highest content of constitutional units derived from vinyl alcohol (hereinafter referred to as "vinyl alcohol units") among all constitutional units. This also applies to acrylic acid polymers, acrylamide polymers, and methacrylic acid polymers.

<ビニルアルコール系重合体>
ビニルアルコール系重合体〔以下、ビニルアルコール系重合体(A)と称することがある〕の例としては、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、およびそれらのビニルアルコール単位がアセタール化剤によりアセタール化されたものを挙げることができる。前記吸水性樹脂におけるビニルアルコール系重合体(A)の含有量は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、特に好ましくは95質量%以上であり、100質量%であってもよい。
<Vinyl alcohol polymer>
Examples of vinyl alcohol polymers [hereinafter sometimes referred to as vinyl alcohol polymers (A)] include polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymers, and their vinyl alcohol units are acetalized by an acetalizing agent. I can list some things that have been transformed. The content of the vinyl alcohol polymer (A) in the water-absorbing resin is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more. , 100% by mass.

本発明における吸水性樹脂はイオン性基を有する。従って、本発明の好ましい一実施態様では、ビニルアルコール系重合体(A)は、ビニルアルコール単位とイオン性基またはその誘導体を有するモノマー構成単位との共重合体からなる。ビニルアルコール系重合体(A)が有するイオン性基またはその誘導体は、好ましくはカルボキシル基、スルホン酸基、アンモニウム基、またはそれらの塩であり、より好ましくはカルボキシル基、アンモニウム基、またはそれらの塩であり、特に好ましくはカルボキシル基またはそれらの塩である。ビニルアルコール系重合体(A)における前記共重合体の含有量は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、更により好ましくは95質量%以上であり、特に好ましくは100質量%である。 The water-absorbing resin in the present invention has an ionic group. Accordingly, in a preferred embodiment of the present invention, the vinyl alcohol polymer (A) consists of a copolymer of vinyl alcohol units and monomer constituent units having an ionic group or a derivative thereof. The ionic group or derivative thereof that the vinyl alcohol polymer (A) has is preferably a carboxyl group, a sulfonic acid group, an ammonium group, or a salt thereof, and more preferably a carboxyl group, an ammonium group, or a salt thereof. and particularly preferably a carboxyl group or a salt thereof. The content of the copolymer in the vinyl alcohol polymer (A) is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more. The content is particularly preferably 100% by mass.

ビニルアルコール系重合体(A)がイオン性基としてカルボキシル基、スルホン酸基およびアンモニウム基を有する場合、ビニルアルコール系重合体(A)としては、例えば、(i-1)カルボキシル基、スルホン酸基およびアンモニウム基を有するモノマーおよび該モノマーの誘導体からなる群から選択される1種以上とビニルエステルとの共重合体のケン化物;等を挙げることができる。 When the vinyl alcohol polymer (A) has a carboxyl group, a sulfonic acid group, and an ammonium group as ionic groups, the vinyl alcohol polymer (A) includes, for example, (i-1) a carboxyl group, a sulfonic acid group, and an ammonium group. and saponified products of copolymers of vinyl esters and one or more selected from the group consisting of monomers having ammonium groups and derivatives of the monomers; and the like.

上記(i-1)において、カルボキシル基を有するモノマーとしては特に制限はなく、その例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、およびイタコン酸等を挙げることができる。また、上記カルボキシル基を有するモノマーの誘導体の例としては、該モノマーの無水物、エステル化物、および中和物等を挙げることができ、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、マレイン酸モノメチル、イタコン酸ジメチル、および無水マレイン酸等を用いることができる。従って、本発明の一実施態様では、ビニルアルコール系重合体(A)は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸およびそれらの誘導体からなる群から選択される1種以上のモノマー構成単位を含む。 In (i-1) above, the monomer having a carboxyl group is not particularly limited, and examples thereof include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and itaconic acid. Examples of derivatives of the monomer having a carboxyl group include anhydrides, esters, and neutralized products of the monomer, such as methyl acrylate, methyl methacrylate, monomethyl maleate, and itacon. Dimethyl acid, maleic anhydride, and the like can be used. Therefore, in one embodiment of the present invention, the vinyl alcohol polymer (A) contains one or more monomer constituent units selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid and derivatives thereof. include.

上記(i-1)において、スルホン酸基を有するモノマーとしては特に制限はなく、その例としては、ビニルスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、およびp-スチレンスルホン酸等を挙げることができる。また、上記スルホン酸基を有するモノマーの誘導体の例としては、該モノマーのエステル化物、および中和物等を挙げることができ、例えば、ビニルスルホン酸ナトリウム、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ナトリウム、およびp-スチレンスルホン酸ナトリウム等を用いることができる。 In (i-1) above, the monomer having a sulfonic acid group is not particularly limited, and examples thereof include vinylsulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and p-styrenesulfonic acid. be able to. Further, examples of derivatives of the monomer having a sulfonic acid group include esterified products and neutralized products of the monomer, such as sodium vinyl sulfonate, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, etc. Sodium, sodium p-styrene sulfonate, and the like can be used.

上記(i-1)において、アンモニウム基を有するモノマーとしては特に制限はなく、その例としては、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ビニルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、p-ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、および3-(メタクリルアミド)プロピルトリメチルアンモニウムクロライド等を挙げることができる。また、上記アンモニウム基を有するモノマーの誘導体の例としては、該モノマーのアミン等を挙げることができ、例えば、ジアリルメチルアミン、ビニルアミン、アリルアミン、p-ビニルベンジルジメチルアミン、および3-(メタクリルアミド)プロピルジメチルアミン等を用いることができる。 In (i-1) above, the monomer having an ammonium group is not particularly limited, and examples include diallyldimethylammonium chloride, vinyltrimethylammonium chloride, allyltrimethylammonium chloride, p-vinylbenzyltrimethylammonium chloride, and -(methacrylamido)propyltrimethylammonium chloride and the like. Examples of derivatives of the monomer having an ammonium group include amines of the monomer, such as diallylmethylamine, vinylamine, allylamine, p-vinylbenzyldimethylamine, and 3-(methacrylamide). Propyldimethylamine and the like can be used.

上記(i-1)において、ビニルエステルとしては特に制限はなく、その例としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、トリフルオロ酢酸ビニル、およびピバル酸ビニル等を挙げることができ、酢酸ビニルが好ましい。 In (i-1) above, the vinyl ester is not particularly limited, and examples thereof include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl valerate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl trifluoroacetate, and Examples include vinyl pivalate, and vinyl acetate is preferred.

上記(i-1)のケン化物を製造する方法に特に制限はない。上記(i-1)のケン化物は、例えば、カルボキシル基を有するモノマーおよび該モノマーの誘導体からなる群から選択される1種以上とビニルエステルとを、公知の重合開始剤を用いて公知の重合反応を行い、次いで公知の方法でケン化反応を行うことで製造できる。 There are no particular limitations on the method for producing the saponified product (i-1). The saponified product of (i-1) above can be obtained by, for example, polymerizing a vinyl ester with one or more selected from the group consisting of monomers having a carboxyl group and derivatives of the monomers using a known polymerization initiator. It can be produced by carrying out a reaction and then carrying out a saponification reaction by a known method.

本発明の一実施態様において、ビニルアルコール系重合体(A)が有するイオン性基(例えばカルボキシル基)の一部または全部は、塩(イオン性基がカルボキシル基の場合はカルボン酸塩)の形態であってもよい。塩のカウンターカチオンの例としては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、およびセシウムイオン等のアルカリ金属イオン;マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、およびバリウムイオン等のアルカリ土類金属イオン;アルミニウムイオン、および亜鉛イオン等のその他金属イオン;アンモニウムイオン、イミダゾリウム類、ピリジニウム類、およびホスホニウムイオン類等のオニウムカチオン;等を挙げることができる。中でも、より好ましい吸水量または吸水速度を得やすい観点から、カリウムイオン、アンモニウムイオン、カルシウムイオン、およびマグネシウムイオンが好ましい。植物の生育の観点からはカリウムイオン、およびアンモニウムイオンがより好ましく、土壌中に含まれる二価イオンとの接触時にも吸液量または吸液速度を維持しやすい観点からはカルシウムイオンがより好ましい。 In one embodiment of the present invention, part or all of the ionic group (for example, carboxyl group) possessed by the vinyl alcohol polymer (A) is in the form of a salt (carboxylate when the ionic group is a carboxyl group). It may be. Examples of countercations of salts include alkali metal ions such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium ions; alkaline earth metal ions such as magnesium, calcium, strontium, and barium ions; Examples include other metal ions such as aluminum ions and zinc ions; onium cations such as ammonium ions, imidazoliums, pyridiniums, and phosphonium ions; and the like. Among these, potassium ions, ammonium ions, calcium ions, and magnesium ions are preferred from the viewpoint of easily obtaining a more preferable water absorption amount or water absorption rate. Potassium ions and ammonium ions are more preferred from the viewpoint of plant growth, and calcium ions are more preferred from the viewpoint of easily maintaining the liquid absorption amount or liquid absorption rate even when in contact with divalent ions contained in soil.

イオン性基がカルボキシル基である場合、カルボキシル基の一部または全部がカルボン酸塩であるビニルアルコール系重合体(A)の製造方法としては、例えば、上記(i-1)においてカルボキシル基を有するモノマーの中和物を用いる方法(I);上記(i-1)においてカルボキシル基を有するビニルアルコール系重合体(A)を製造した後、中和する方法(III);等を挙げることができ、中でも上記方法(III)が好ましい。 When the ionic group is a carboxyl group, the method for producing the vinyl alcohol polymer (A) in which some or all of the carboxyl groups are carboxylates includes, for example, Method (I) using a neutralized monomer; method (III) in which the vinyl alcohol polymer (A) having a carboxyl group is produced in the above (i-1) and then neutralized; etc. Among them, the above method (III) is preferable.

ビニルアルコール系重合体(A)中のイオン性基の含有量は、ビニルアルコール系重合体(A)の全構成単位に対して0.1モル%以上、好ましくは1モル%以上、より好ましくは3モル%以上、更に好ましくは4モル%以上、特に好ましくは5モル%以上であり、50モル%以下、好ましくは40モル%以下、より好ましくは30モル%以下、更に好ましくは25モル%以下、更により好ましくは20モル%以下、特に好ましくは15モル%以下、更に特に好ましくは10モル%以下である。上記イオン性基の含有量が前記下限値以上であると、ビニルアルコール系重合体(A)は、より向上した吸水量または吸水速度を有しやすい。上記イオン性基の含有量が前記上限値以下であると、ビニルアルコール系重合体(A)は、土壌中に含まれる二価イオンとの接触時にも優れた吸液量または吸液速度を維持しやすく、この吸液量または吸液速度は、長期間にわたって低下しにくく、紫外線によるビニルアルコール系重合体(A)の分解が起こりにくい。 The content of ionic groups in the vinyl alcohol polymer (A) is 0.1 mol% or more, preferably 1 mol% or more, more preferably 3 mol% or more, more preferably 4 mol% or more, particularly preferably 5 mol% or more, and 50 mol% or less, preferably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, even more preferably 25 mol% or less. , even more preferably 20 mol % or less, particularly preferably 15 mol % or less, even more preferably 10 mol % or less. When the content of the ionic group is at least the lower limit, the vinyl alcohol polymer (A) tends to have improved water absorption or water absorption rate. When the content of the ionic group is below the upper limit, the vinyl alcohol polymer (A) maintains an excellent liquid absorption amount or liquid absorption rate even when it comes into contact with divalent ions contained in soil. The amount of liquid absorbed or the rate of liquid absorption is unlikely to decrease over a long period of time, and the vinyl alcohol polymer (A) is unlikely to be decomposed by ultraviolet rays.

また、ビニルアルコール系重合体(A)がイオン性基としてカルボキシル基を有する場合、上記カルボキシル基のうちアクリル酸またはその塩に由来するカルボキシル基の量は、ビニルアルコール系重合体の全構成単位に対して、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下、特に好ましくは10モル%以下であり、0モル%であってもよい。上記カルボキシル基のうちアクリル酸またはその塩に由来するカルボキシル基の量が前記上限値以下であると、より優れた耐候性(特に耐紫外線性)を得やすい。
好ましい一実施態様において、ビニルアルコール系重合体(A)に含まれるイオン性基の半分以上は誘導体の形態であり、より好ましい一実施態様において、ビニルアルコール系重合体(A)に含まれるイオン性基のほとんどは誘導体の形態であり、特に好ましい一実施態様において、ビニルアルコール系重合体(A)に含まれるイオン性基の全ては誘導体の形態である。
本明細書では、上述した通り「構成単位」とは重合体を構成する繰り返し単位のことを意味するが、例えば、ビニルアルコール単位は「1単位」、2単位のビニルアルコール単位がアセタール化された構造は「2単位」と数えることとする。
In addition, when the vinyl alcohol polymer (A) has a carboxyl group as an ionic group, the amount of carboxyl groups derived from acrylic acid or its salt among the carboxyl groups is determined based on the total structural units of the vinyl alcohol polymer. On the other hand, it is preferably 20 mol% or less, more preferably 15 mol% or less, particularly preferably 10 mol% or less, and may be 0 mol%. When the amount of carboxyl groups derived from acrylic acid or its salt among the above carboxyl groups is below the above upper limit, it is easy to obtain better weather resistance (especially ultraviolet resistance).
In a preferred embodiment, half or more of the ionic groups contained in the vinyl alcohol polymer (A) are in the form of derivatives, and in a more preferred embodiment, the ionic groups contained in the vinyl alcohol polymer (A) are in the form of derivatives. Most of the groups are in the form of derivatives, and in one particularly preferred embodiment, all of the ionic groups contained in the vinyl alcohol polymer (A) are in the form of derivatives.
In this specification, as mentioned above, the term "constituent unit" means a repeating unit that constitutes a polymer. The structure will be counted as "2 units".

ビニルアルコール系重合体(A)のビニルアルコール単位の含有量は、上記ビニルアルコール系重合体(A)の全構成単位に対して好ましくは20モル%超、より好ましくは50モル%以上、更に好ましくは60モル%以上であり、好ましくは98モル%以下、より好ましくは95モル%以下、更に好ましくは90モル%以下である。上記ビニルアルコール単位の含有量は、上述した通りFTIRまたは固体13C-NMR等により測定できるが、一定量の無水酢酸と反応させた際の無水酢酸の消費量から算出することもできる。 The content of vinyl alcohol units in the vinyl alcohol polymer (A) is preferably more than 20 mol%, more preferably 50 mol% or more, and even more preferably is 60 mol% or more, preferably 98 mol% or less, more preferably 95 mol% or less, even more preferably 90 mol% or less. The content of the vinyl alcohol unit can be measured by FTIR or solid 13 C-NMR as described above, but it can also be calculated from the amount of acetic anhydride consumed when reacting with a certain amount of acetic anhydride.

ビニルアルコール系重合体(A)は、ビニルアルコール単位以外の他の構成単位を含む。上記他の構成単位の例としては、酢酸ビニル、およびピバル酸ビニル等のカルボン酸ビニル由来の構成単位;エチレン、1-ブテン、およびイソブチレン等のオレフィン由来の構成単位;アクリル酸およびその誘導体、メタクリル酸およびその誘導体、アクリルアミドおよびその誘導体、メタクリルアミドおよびその誘導体、マレイン酸およびその誘導体、およびマレイミド誘導体等に由来する構成単位;等を挙げることができる。上記他の構成単位は1種を含有していても複数種を含有していてもよい。上記他の構成単位の含有量は、ビニルアルコール系重合体(A)の全構成単位に対して、好ましくは50モル%以下、より好ましくは30モル%以下、更に好ましくは20モル%以下、更により好ましくは10モル%以下、特に好ましくは5モル%以下であり、好ましくは0.1モル%以上、より好ましくは0.5モル%以上、更に好ましくは1モル%以上、更により好ましくは2モル%以上、特に好ましくは3モル%以上である。上記他の構成単位の含有量が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、本発明の保水材のより優れた吸水量または吸水速度を得やすい。 The vinyl alcohol polymer (A) contains structural units other than vinyl alcohol units. Examples of the other structural units mentioned above include structural units derived from vinyl carboxylates such as vinyl acetate and vinyl pivalate; structural units derived from olefins such as ethylene, 1-butene, and isobutylene; acrylic acid and its derivatives, and methacrylic acid. Examples include structural units derived from acids and derivatives thereof, acrylamide and derivatives thereof, methacrylamide and derivatives thereof, maleic acid and derivatives thereof, maleimide derivatives, and the like. The above-mentioned other structural units may contain one type or a plurality of types. The content of the other structural units is preferably 50 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, even more preferably 20 mol% or less, based on the total structural units of the vinyl alcohol polymer (A). More preferably 10 mol% or less, particularly preferably 5 mol% or less, preferably 0.1 mol% or more, more preferably 0.5 mol% or more, still more preferably 1 mol% or more, even more preferably 2 It is mol% or more, particularly preferably 3 mol% or more. When the content of the other structural units is greater than or equal to the lower limit and less than or equal to the upper limit, it is easy to obtain superior water absorption amount or water absorption rate of the water retaining material of the present invention.

ビニルアルコール系重合体(A)の粘度平均重合度に特に制限はないが、製造容易性の観点から、好ましくは20000以下、より好ましくは10000以下、更に好ましくは4000以下、特に好ましくは3000以下である。一方、ビニルアルコール系重合体(A)の力学特性および水への耐溶出性の観点からは、粘度平均重合度は、好ましくは100以上、より好ましくは200以上、更に好ましくは400以上である。ビニルアルコール系重合体(A)の粘度平均重合度は、JIS K 6726に準拠した方法により測定できる。ビニルアルコール系重合体(A)が後述のように架橋構造を有する場合、例えばビニルアルコール系重合体(A)が架橋構造としてアセタール構造またはエステル構造を有する場合、粘度平均重合度の測定は、架橋構造を切断した後に行うことができる。前記切断は、一般的な方法(例えば、酸若しくはアルカリを用いた加水分解)により行うことができる。 The viscosity average degree of polymerization of the vinyl alcohol polymer (A) is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of production, it is preferably 20,000 or less, more preferably 10,000 or less, still more preferably 4,000 or less, and particularly preferably 3,000 or less. be. On the other hand, from the viewpoint of the mechanical properties and water elution resistance of the vinyl alcohol polymer (A), the viscosity average degree of polymerization is preferably 100 or more, more preferably 200 or more, and even more preferably 400 or more. The viscosity average degree of polymerization of the vinyl alcohol polymer (A) can be measured by a method based on JIS K 6726. When the vinyl alcohol polymer (A) has a crosslinked structure as described below, for example, when the vinyl alcohol polymer (A) has an acetal structure or an ester structure as the crosslinked structure, the measurement of the viscosity average degree of polymerization It can be done after cutting the structure. The cleavage can be performed by a common method (for example, hydrolysis using an acid or an alkali).

ビニルアルコール系重合体(A)は、潅水によるビニルアルコール系重合体の溶出を抑制する観点から、架橋構造を含むことが好ましい。架橋構造の形態に特に制限はなく、その例としては、エステル結合、エーテル結合、アセタール結合、および炭素-炭素結合等による架橋構造を挙げることができる。ビニルアルコール系重合体(A)中の架橋構造の有無は、例えば100℃の熱水またはジメチルスルホキシド中での溶出率により調べることができる。具体的には、試料の質量に対する、溶出した試料の質量の割合(溶出した試料の質量の割合×100/試料の質量)で示される溶出率が一定の値以下(例えば90質量%以下)であることにより、架橋構造の存在を確認できる。 The vinyl alcohol polymer (A) preferably contains a crosslinked structure from the viewpoint of suppressing elution of the vinyl alcohol polymer due to irrigation. There is no particular restriction on the form of the crosslinked structure, and examples include crosslinked structures with ester bonds, ether bonds, acetal bonds, carbon-carbon bonds, and the like. The presence or absence of a crosslinked structure in the vinyl alcohol polymer (A) can be determined, for example, by the elution rate in 100° C. hot water or dimethyl sulfoxide. Specifically, the elution rate, which is expressed as the ratio of the mass of the eluted sample to the mass of the sample (ratio of the mass of the eluted sample x 100/mass of the sample), is below a certain value (for example, 90% by mass or less). The existence of a crosslinked structure can be confirmed by the presence of the crosslinked structure.

上記エステル結合の例としては、ビニルアルコール系重合体(A)がイオン性基としてカルボキシル基を有する場合に、ビニルアルコール系重合体(A)が有する水酸基とカルボキシル基との間で形成されるエステル結合を挙げることができる。上記エーテル結合の例としては、ビニルアルコール系重合体(A)が有する水酸基間の脱水縮合により形成されるエーテル結合を挙げることができる。上記エーテル結合の別の例としては、ビニルアルコール系重合体(A)の製造において、1分子中に複数のエポキシ基を有する多価エポキシ化合物を用いた場合に形成されるエーテル結合を挙げることができる。上記アセタール結合の例としては、ビニルアルコール系重合体(A)の製造においてカルボキシル基を有するアルデヒドを用いた場合に、2つのビニルアルコール系重合体(A)が有する水酸基同士が上記アルデヒドとアセタール化反応することにより形成されるアセタール結合を挙げることができる。上記アセタール結合の別の例としては、ビニルアルコール系重合体(A)の製造において、1分子中に複数のアルデヒド基を有する多価アルデヒド化合物を用いた場合に形成されるアセタール結合を挙げることができる。上記炭素-炭素結合としては、例えば活性エネルギー線をビニルアルコール系重合体(A)に照射したときに生じる、ビニルアルコール系重合体(A)の炭素ラジカル間のカップリングにより形成される炭素-炭素結合を挙げることができる。これらの架橋構造は1種が含まれていても、複数種が含まれていてもよい。中でも、製造容易性の観点からエステル結合またはアセタール結合による架橋構造が好ましく、育苗時における保水性維持、および耐紫外線性の観点から、アセタール結合による架橋構造がより好ましい。 As an example of the above ester bond, when the vinyl alcohol polymer (A) has a carboxyl group as an ionic group, an ester formed between a hydroxyl group and a carboxyl group that the vinyl alcohol polymer (A) has. A combination can be mentioned. An example of the ether bond is an ether bond formed by dehydration condensation between hydroxyl groups of the vinyl alcohol polymer (A). Another example of the above-mentioned ether bond is an ether bond formed when a polyvalent epoxy compound having multiple epoxy groups in one molecule is used in the production of the vinyl alcohol polymer (A). can. As an example of the above acetal bond, when an aldehyde having a carboxyl group is used in the production of the vinyl alcohol polymer (A), the hydroxyl groups of the two vinyl alcohol polymers (A) are acetalized with the aldehyde. Examples include acetal bonds formed by reaction. Another example of the above acetal bond is the acetal bond formed when a polyvalent aldehyde compound having multiple aldehyde groups in one molecule is used in the production of the vinyl alcohol polymer (A). can. The above-mentioned carbon-carbon bonds include carbon-carbon bonds formed by coupling between carbon radicals of the vinyl alcohol polymer (A), which occurs when the vinyl alcohol polymer (A) is irradiated with active energy rays, for example. A combination can be mentioned. One type of these crosslinked structures may be included, or multiple types may be included. Among these, a crosslinked structure with an ester bond or an acetal bond is preferred from the viewpoint of ease of production, and a crosslinked structure with an acetal bond is more preferred from the viewpoint of maintaining water retention during seedling raising and UV resistance.

このような架橋構造は、例えば、多価アルデヒド化合物から選択される1種以上により少なくとも一部のビニルアルコール単位をアセタール化する工程においてアセタール化反応と同時に形成されてもよいし、アセタール化反応工程以外の別の工程であって後述する凝集工程の前に架橋剤を更に添加することにより凝集工程の前に形成されてもよいし、凝集工程において架橋剤を更に添加することにより凝集工程と同時に形成されてもよいし、凝集工程後に架橋剤を更に添加することにより凝集工程の後に形成されてもよい。本発明においては、架橋剤を更に添加することにより架橋構造を形成することが好ましい。 Such a crosslinked structure may be formed simultaneously with the acetalization reaction in the step of acetalizing at least some vinyl alcohol units with one or more selected from polyhydric aldehyde compounds, or may be formed simultaneously with the acetalization reaction step. It may be formed before the aggregation process by further adding a crosslinking agent before the aggregation process described below, or it may be formed simultaneously with the aggregation process by further adding a crosslinking agent in the aggregation process. or may be formed after the aggregation step by further adding a crosslinking agent after the aggregation step. In the present invention, it is preferable to form a crosslinked structure by further adding a crosslinking agent.

架橋剤の例としては、多価エポキシ化合物および多価アルデヒド化合物が挙げられ、中でも多価アルデヒド化合物が好ましい。
多価エポキシ化合物としては例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル等の2官能のエポキシ化合物が挙げられる。
多価アルデヒド化合物としては例えば、グリオキサール、マロンアルデヒド、スクシンアルデヒド、グルタルアルデヒド、1,9-ノナンジアール、アジポアルデヒド、マレアルデヒド、タルタルアルデヒド、シトルアルデヒド、フタルアルデヒド、イソフタルアルデヒド、およびテレフタルアルデヒド等の2官能のアルデヒドを挙げることができる。架橋剤として多価アルデヒド化合物を用いた場合、2つのビニルアルコール系重合体(A)のうち一方が有する水酸基が、上記多価アルデヒド化合物の有する1つのアルデヒド基とアセタール化反応をし、また、2つのビニルアルコール系重合体(A)のうち他方が有する水酸基が、当該多価アルデヒド化合物の有する別の1つのアルデヒド基とアセタール化反応をすることで、アセタール結合を2つ導入することができる。
Examples of crosslinking agents include polyvalent epoxy compounds and polyvalent aldehyde compounds, and among them, polyvalent aldehyde compounds are preferred.
Examples of the polyvalent epoxy compound include bifunctional epoxy compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether.
Examples of polyvalent aldehyde compounds include glyoxal, malonaldehyde, succinaldehyde, glutaraldehyde, 1,9-nonanedial, adipaldehyde, malealdehyde, tartaraldehyde, citrualdehyde, phthalaldehyde, isophthalaldehyde, and terephthalaldehyde. Mention may be made of difunctional aldehydes. When a polyvalent aldehyde compound is used as a crosslinking agent, the hydroxyl group of one of the two vinyl alcohol polymers (A) undergoes an acetalization reaction with one aldehyde group of the polyvalent aldehyde compound, and Two acetal bonds can be introduced by carrying out an acetalization reaction between the hydroxyl group of the other of the two vinyl alcohol polymers (A) and another aldehyde group of the polyvalent aldehyde compound. .

架橋剤を添加する場合、ビニルアルコール系重合体(A)中の架橋剤量としては、土壌中での保水性を維持しやすい観点から、好ましくは0.001モル%以上、より好ましくは0.005モル%以上、更に好ましくは0.01モル%以上、より更に好ましくは0.03モル%以上であり、好ましくは0.5モル%以下、より好ましくは0.4モル%以下、更に好ましくは0.3モル%以下である。 When adding a crosslinking agent, the amount of crosslinking agent in the vinyl alcohol polymer (A) is preferably 0.001 mol% or more, more preferably 0.001% by mole or more, from the viewpoint of easily maintaining water retention in soil. 005 mol% or more, more preferably 0.01 mol% or more, even more preferably 0.03 mol% or more, preferably 0.5 mol% or less, more preferably 0.4 mol% or less, even more preferably It is 0.3 mol% or less.

<アクリル酸系重合体>
本発明における吸水性樹脂が含んでもよいアクリル酸系重合体は、アクリル酸またはアクリル酸誘導体に由来する構成単位(以下、「アクリル酸由来構成単位」と称する)を、全構成単位の中で最も多い含有量で含む。アクリル酸系重合体の原料の例としては、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、アクリル酸カルシウム、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸sec-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、およびアクリル酸-2-ヒドロキシエチル等を挙げることができる。これら1種または2種以上のモノマーと共重合が可能な他の少なくとも1種のモノマーとを公知の方法を用いて共重合させたものを、アクリル酸系重合体の例として挙げることができる。共重合が可能な他のモノマーの例としては、後述する、アクリル酸由来構成単位以外の他の構成単位をもたらすモノマーを挙げることができる。
吸水性樹脂におけるアクリル酸系重合体の含有量は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、特に好ましくは95質量%以上であり、100質量%であってもよい。
<Acrylic acid polymer>
The acrylic acid-based polymer that may be included in the water-absorbing resin of the present invention contains the most structural units derived from acrylic acid or acrylic acid derivatives (hereinafter referred to as "acrylic acid-derived structural units") among all structural units. Contains high content. Examples of raw materials for acrylic acid polymers include acrylic acid, sodium acrylate, potassium acrylate, calcium acrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, and sec acrylate. -butyl, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, and 2-hydroxyethyl acrylate. Examples of acrylic acid polymers include those obtained by copolymerizing one or more of these monomers and at least one other copolymerizable monomer using a known method. Examples of other copolymerizable monomers include monomers that provide structural units other than acrylic acid-derived structural units, which will be described later.
The content of the acrylic acid polymer in the water absorbent resin is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more, and 100% by mass. It may be.

本発明の一実施態様において、アクリル酸系重合体が有するイオン性基(例えばカルボキシル基)の一部または全部は、塩(イオン性基がカルボキシル基の場合はカルボン酸塩)の形態であってもよい。塩のカウンターカチオンの例としては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、およびセシウムイオン等のアルカリ金属イオン;マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、およびバリウムイオン等のアルカリ土類金属イオン;アルミニウムイオン、および亜鉛イオン等のその他金属イオン;アンモニウムイオン、イミダゾリウム類、ピリジニウム類、およびホスホニウムイオン類等のオニウムカチオン;等を挙げることができる。中でも、より好ましい吸水量または吸水速度を得やすい観点から、カリウムイオン、アンモニウムイオン、カルシウムイオン、およびマグネシウムイオンが好ましい。植物の生育の観点からはカリウムイオン、およびアンモニウムイオンがより好ましく、土壌中に含まれる二価イオンとの接触時にも吸液量または吸液速度を維持しやすい観点からはカルシウムイオンがより好ましい。 In one embodiment of the present invention, part or all of the ionic groups (for example, carboxyl groups) possessed by the acrylic acid polymer are in the form of salts (carboxylate salts when the ionic groups are carboxyl groups). Good too. Examples of countercations of salts include alkali metal ions such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium ions; alkaline earth metal ions such as magnesium, calcium, strontium, and barium ions; Examples include other metal ions such as aluminum ions and zinc ions; onium cations such as ammonium ions, imidazoliums, pyridiniums, and phosphonium ions; and the like. Among these, potassium ions, ammonium ions, calcium ions, and magnesium ions are preferred from the viewpoint of easily obtaining a more preferable water absorption amount or water absorption rate. Potassium ions and ammonium ions are more preferred from the viewpoint of plant growth, and calcium ions are more preferred from the viewpoint of easily maintaining the liquid absorption amount or liquid absorption rate even when in contact with divalent ions contained in soil.

アクリル酸系重合体中のイオン性基の含有量は、アクリル酸系重合体の全構成単位に対して0.1モル%以上、好ましくは1モル%以上、より好ましくは3モル%以上、更に好ましくは4モル%以上、特に好ましくは5モル%以上であり、50モル%以下、好ましくは40モル%以下、より好ましくは30モル%以下、更に好ましくは25モル%以下、更により好ましくは20モル%以下、特に好ましくは15モル%以下、更に特に好ましくは10モル%以下である。上記イオン性基の含有量が前記下限値以上であると、アクリル酸系重合体は、より向上した吸水量または吸水速度を有しやすい。上記イオン性基の含有量が前記上限値以下であると、アクリル酸系重合体は、土壌中に含まれる二価イオンとの接触時にも優れた吸液量または吸液速度を維持しやすく、この吸液量または吸液速度は、長期間にわたって低下しにくく、紫外線によるアクリル酸系重合体の分解が起こりにくい。 The content of ionic groups in the acrylic acid polymer is 0.1 mol% or more, preferably 1 mol% or more, more preferably 3 mol% or more, based on the total constitutional units of the acrylic acid polymer. Preferably 4 mol% or more, particularly preferably 5 mol% or more, and 50 mol% or less, preferably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, still more preferably 25 mol% or less, and even more preferably 20 mol% or less. It is less than mol %, particularly preferably less than 15 mol %, even more preferably less than 10 mol %. When the content of the ionic group is at least the lower limit, the acrylic acid polymer tends to have improved water absorption or water absorption rate. When the content of the ionic group is below the upper limit, the acrylic acid polymer can easily maintain an excellent liquid absorption amount or liquid absorption rate even when it comes into contact with divalent ions contained in soil, This liquid absorption amount or liquid absorption rate is unlikely to decrease over a long period of time, and decomposition of the acrylic acid polymer by ultraviolet rays is unlikely to occur.

また、アクリル酸系重合体がイオン性基としてカルボキシル基を有する場合、上記カルボキシル基のうちアクリル酸またはその塩に由来するカルボキシル基の量は、アクリル酸系重合体の全構成単位に対して、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下、特に好ましくは10モル%以下であり、0モル%であってもよい。上記カルボキシル基のうちアクリル酸またはその塩に由来するカルボキシル基の量が前記上限値以下であると、より優れた耐候性(特に耐紫外線性)を得やすい。
好ましい一実施態様において、アクリル酸系重合体に含まれるイオン性基の半分以上は誘導体の形態であり、より好ましい一実施態様において、アクリル酸系重合体に含まれるイオン性基のほとんどは誘導体の形態であり、特に好ましい一実施態様において、アクリル酸系重合体に含まれるイオン性基の全ては誘導体の形態である。
In addition, when the acrylic acid polymer has a carboxyl group as an ionic group, the amount of carboxyl groups derived from acrylic acid or its salt among the carboxyl groups is based on the total constitutional units of the acrylic acid polymer. It is preferably 20 mol% or less, more preferably 15 mol% or less, particularly preferably 10 mol% or less, and may be 0 mol%. When the amount of carboxyl groups derived from acrylic acid or its salt among the above carboxyl groups is below the above upper limit, it is easy to obtain better weather resistance (especially ultraviolet resistance).
In a preferred embodiment, more than half of the ionic groups contained in the acrylic acid polymer are in the form of derivatives, and in a more preferred embodiment, most of the ionic groups contained in the acrylic acid polymer are in the form of derivatives. In one particularly preferred embodiment, all of the ionic groups contained in the acrylic acid polymer are in the form of derivatives.

アクリル酸系重合体のアクリル酸由来構成単位の含有量は、上記アクリル酸系重合体の全構成単位に対して好ましくは20モル%超、より好ましくは50モル%以上、更に好ましくは60モル%以上であり、好ましくは98モル%以下、より好ましくは95モル%以下、更に好ましくは90モル%以下である。 The content of the acrylic acid-derived structural units in the acrylic acid polymer is preferably more than 20 mol%, more preferably 50 mol% or more, and even more preferably 60 mol%, based on the total structural units of the acrylic acid polymer. The content is preferably 98 mol% or less, more preferably 95 mol% or less, and even more preferably 90 mol% or less.

アクリル酸系重合体は、アクリル酸由来構成単位以外の他の構成単位を含む。上記他の構成単位の例としては、ビニルアルコール単位;酢酸ビニル、およびピバル酸ビニル等のカルボン酸ビニル由来の構成単位;エチレン、1-ブテン、およびイソブチレン等のオレフィン由来の構成単位;メタクリル酸およびその誘導体、アクリルアミドおよびその誘導体、メタクリルアミドおよびその誘導体、マレイン酸およびその誘導体、およびマレイミド誘導体等に由来する構成単位;等を挙げることができる。上記他の構成単位は1種を含有していても複数種を含有していてもよい。上記他の構成単位の含有量は、アクリル酸系重合体の全構成単位に対して、好ましくは50モル%以下、より好ましくは30モル%以下、更に好ましくは20モル%以下、更により好ましくは10モル%以下、特に好ましくは5モル%以下であり、好ましくは0.1モル%以上、より好ましくは0.5モル%以上、更に好ましくは1モル%以上、更により好ましくは2モル%以上、特に好ましくは3モル%以上である。上記他の構成単位の含有量が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、本発明の保水材のより優れた吸水量または吸水速度を得やすい。 The acrylic acid-based polymer contains structural units other than acrylic acid-derived structural units. Examples of the other structural units mentioned above include vinyl alcohol units; structural units derived from vinyl carboxylates such as vinyl acetate and vinyl pivalate; structural units derived from olefins such as ethylene, 1-butene, and isobutylene; methacrylic acid and Structural units derived from derivatives thereof, acrylamide and derivatives thereof, methacrylamide and derivatives thereof, maleic acid and derivatives thereof, maleimide derivatives, etc. can be mentioned. The above-mentioned other structural units may contain one type or a plurality of types. The content of the above-mentioned other structural units is preferably 50 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, still more preferably 20 mol% or less, and even more preferably 10 mol% or less, particularly preferably 5 mol% or less, preferably 0.1 mol% or more, more preferably 0.5 mol% or more, still more preferably 1 mol% or more, even more preferably 2 mol% or more. , particularly preferably 3 mol% or more. When the content of the other structural units is greater than or equal to the lower limit and less than or equal to the upper limit, it is easy to obtain superior water absorption amount or water absorption rate of the water retaining material of the present invention.

アクリル酸系重合体の重量平均分子量に特に制限はないが、製造容易性の観点から、好ましくは10,000,000以下、より好ましくは5,000,000以下、更に好ましくは3,000,000以下、特に好ましくは1,000,000以下である。一方、アクリル酸系重合体の力学特性および水への耐溶出性の観点からは、重量平均分子量は、好ましくは1000以上、より好ましくは5000以上、更に好ましくは10000以上である。アクリル酸系重合体の重量平均分子量は、例えばGPCにより測定できる。アクリル酸系重合体が後述のように架橋構造を有する場合、例えばアクリル酸系重合体が架橋構造としてアセタール構造またはエステル構造を有する場合、重量平均分子量の測定は、架橋構造を切断した後に行うことができる。前記切断は、一般的な方法(例えば、酸若しくはアルカリを用いた加水分解)により行うことができる。 The weight average molecular weight of the acrylic acid polymer is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of production, it is preferably 10,000,000 or less, more preferably 5,000,000 or less, and even more preferably 3,000,000. It is particularly preferably 1,000,000 or less. On the other hand, from the viewpoint of the mechanical properties of the acrylic acid polymer and its resistance to elution into water, the weight average molecular weight is preferably 1,000 or more, more preferably 5,000 or more, and still more preferably 10,000 or more. The weight average molecular weight of the acrylic acid polymer can be measured, for example, by GPC. When the acrylic acid polymer has a crosslinked structure as described below, for example, when the acrylic acid polymer has an acetal structure or an ester structure as the crosslinked structure, the weight average molecular weight should be measured after cutting the crosslinked structure. Can be done. The cleavage can be performed by a common method (for example, hydrolysis using an acid or an alkali).

アクリル酸系重合体は、潅水によるアクリル酸系重合体の溶出を抑制する観点から、架橋構造を含むことが好ましい。架橋構造の形態に特に制限はなく、その例としては、一般的な架橋剤による架橋構造を挙げることができる。アクリル酸系重合体中の架橋構造の有無は、先に述べたように、例えば100℃の熱水またはジメチルスルホキシド中での溶出率により調べることができる。 The acrylic acid polymer preferably contains a crosslinked structure from the viewpoint of suppressing elution of the acrylic acid polymer due to irrigation. There is no particular restriction on the form of the crosslinked structure, and an example thereof is a crosslinked structure using a general crosslinking agent. As mentioned above, the presence or absence of a crosslinked structure in the acrylic acid polymer can be determined by the elution rate in hot water at 100° C. or dimethyl sulfoxide, for example.

架橋構造は、例えば、アクリル酸由来構成単位をもたらすモノマーとアクリル酸由来構成単位以外の他の構成単位をもたらすモノマーとの共重合工程において共重合反応と同時に形成されてもよいし、共重合反応工程以外の別の工程であって後述する凝集工程の前に架橋剤を更に添加することにより凝集工程の前に形成されてもよいし、凝集工程において架橋剤を更に添加することにより凝集工程と同時に形成されてもよいし、凝集工程後に架橋剤を更に添加することにより凝集工程の後に形成されてもよい。本発明においては、架橋剤を更に添加することにより架橋構造を形成することが好ましい。 For example, the crosslinked structure may be formed simultaneously with the copolymerization reaction in the copolymerization process of a monomer that provides an acrylic acid-derived structural unit and a monomer that provides other structural units other than the acrylic acid-derived structural unit, or may be formed simultaneously with the copolymerization reaction. It may be formed before the aggregation step by further adding a crosslinking agent before the aggregation step, which will be described later, or it may be formed before the aggregation step by further adding a crosslinking agent in the aggregation step. They may be formed simultaneously or after the aggregation step by further adding a crosslinking agent after the aggregation step. In the present invention, it is preferable to form a crosslinked structure by further adding a crosslinking agent.

架橋剤の例としては、N,N’-メチレンビスアクリルアミド、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、2-ヒドロキシ-3-メタクリルプロピルアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびトリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート等を挙げることができる。 Examples of crosslinking agents include N,N'-methylenebisacrylamide, divinylbenzene, ethylene glycol diglycidyl ether, pentaerythritol triallyl ether, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, 1,10-decanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 2-hydroxy-3-methacrylpropyl acrylate, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate and Tris-(2-acryloxyethyl)isocyanurate and the like can be mentioned.

架橋剤を添加する場合、アクリル酸系重合体中の架橋剤量としては、土壌中での保水性を維持しやすい観点から、好ましくは0.001モル%以上、より好ましくは0.01モル%以上、更に好ましくは1.0モル%以上、より更に好ましくは2.0モル%以上であり、好ましくは10モル%以下、より好ましくは5モル%以下、更に好ましくは3モル%以下である。 When adding a crosslinking agent, the amount of crosslinking agent in the acrylic acid polymer is preferably 0.001 mol% or more, more preferably 0.01 mol%, from the viewpoint of easily maintaining water retention in soil. Above, the content is more preferably 1.0 mol% or more, even more preferably 2.0 mol% or more, preferably 10 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, even more preferably 3 mol% or less.

アクリル酸系重合体の具体的な例としては、アクリル酸-アクリル酸ナトリウム共重合体の架橋物等を挙げることができる。市販品としては、高吸収性ポリマー(アクリル酸塩系、和光純薬工業株式会社製)、アクリホープ(登録商標)(株式会社日本触媒製)、およびサンウェット(登録商標)(三洋化成工業株式会社製)等を挙げることができる。 Specific examples of acrylic acid polymers include crosslinked acrylic acid-sodium acrylate copolymers. Commercially available products include superabsorbent polymers (acrylate-based, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Acryhope (registered trademark) (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.), and Sunwet (registered trademark) (Sanyo Chemical Industries, Ltd.). (manufactured by), etc.

<アクリルアミド系重合体>
本発明における吸水性樹脂が含んでもよいアクリルアミド系重合体は、アクリルアミドまたはアクリルアミド誘導体に由来する構成単位(以下、「アクリルアミド由来構成単位」と称する)を、全構成単位の中で最も多い含有量で含む。アクリルアミド系重合体の原料の例としては、アクリルアミド、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、N-アルキルアクリルアミド、およびトリメチル[3-(アクリロイルアミノ)プロピル]アミニウム・クロリドを挙げることができる。これら1種または2種以上のモノマーと共重合が可能な他の少なくとも1種のモノマーとを公知の方法を用いて共重合させたものを、アクリルアミド系重合体の例として挙げることができる。共重合が可能な他のモノマーの例としては、後述する、アクリルアミド由来構成単位以外の他の構成単位をもたらすモノマーを挙げることができる。
吸水性樹脂におけるアクリルアミド系重合体の含有量は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、特に好ましくは95質量%以上であり、100質量%であってもよい。
<Acrylamide polymer>
The acrylamide-based polymer that may be included in the water-absorbing resin of the present invention has the highest content of structural units derived from acrylamide or acrylamide derivatives (hereinafter referred to as "acrylamide-derived structural units") among all structural units. include. Examples of raw materials for acrylamide polymers include acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, N-alkylacrylamide, and trimethyl[3-(acryloylamino)propyl]aminium chloride. Examples of acrylamide polymers include those obtained by copolymerizing one or more of these monomers and at least one other copolymerizable monomer using a known method. Examples of other copolymerizable monomers include monomers that provide structural units other than acrylamide-derived structural units, which will be described later.
The content of the acrylamide polymer in the water absorbent resin is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more, and 100% by mass. There may be.

本発明の一実施態様において、アクリルアミド系重合体が有するイオン性基(例えばカルボキシル基)の一部または全部は、塩(イオン性基がカルボキシル基の場合はカルボン酸塩)の形態であってもよい。塩のカウンターカチオンの例としては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、およびセシウムイオン等のアルカリ金属イオン;マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、およびバリウムイオン等のアルカリ土類金属イオン;アルミニウムイオン、および亜鉛イオン等のその他金属イオン;アンモニウムイオン、イミダゾリウム類、ピリジニウム類、およびホスホニウムイオン類等のオニウムカチオン;等を挙げることができる。中でも、より好ましい吸水量または吸水速度を得やすい観点から、カリウムイオン、アンモニウムイオン、カルシウムイオン、およびマグネシウムイオンが好ましい。植物の生育の観点からはカリウムイオン、およびアンモニウムイオンがより好ましく、土壌中に含まれる二価イオンとの接触時にも吸液量または吸液速度を維持しやすい観点からはカルシウムイオンがより好ましい。 In one embodiment of the present invention, some or all of the ionic groups (for example, carboxyl groups) possessed by the acrylamide polymer may be in the form of a salt (carboxylate when the ionic group is a carboxyl group). good. Examples of countercations of salts include alkali metal ions such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium ions; alkaline earth metal ions such as magnesium, calcium, strontium, and barium ions; Examples include other metal ions such as aluminum ions and zinc ions; onium cations such as ammonium ions, imidazoliums, pyridiniums, and phosphonium ions; and the like. Among these, potassium ions, ammonium ions, calcium ions, and magnesium ions are preferred from the viewpoint of easily obtaining a more preferable water absorption amount or water absorption rate. Potassium ions and ammonium ions are more preferred from the viewpoint of plant growth, and calcium ions are more preferred from the viewpoint of easily maintaining the liquid absorption amount or liquid absorption rate even when in contact with divalent ions contained in soil.

アクリルアミド系重合体中のイオン性基の含有量は、アクリルアミド系重合体の全構成単位に対して0.1モル%以上、好ましくは1モル%以上、より好ましくは3モル%以上、更に好ましくは4モル%以上、特に好ましくは5モル%以上であり、50モル%以下、好ましくは40モル%以下、より好ましくは30モル%以下、更に好ましくは25モル%以下、更により好ましくは20モル%以下、特に好ましくは15モル%以下、更に特に好ましくは10モル%以下である。上記イオン性基の含有量が前記下限値以上であると、アクリルアミド系重合体は、より向上した吸水量または吸水速度を有しやすい。上記イオン性基の含有量が前記上限値以下であると、アクリルアミド系重合体は、土壌中に含まれる二価イオンとの接触時にも優れた吸液量または吸液速度を維持しやすく、この吸液量または吸液速度は、長期間にわたって低下しにくく、紫外線によるアクリルアミド系重合体の分解が起こりにくい。 The content of ionic groups in the acrylamide polymer is 0.1 mol% or more, preferably 1 mol% or more, more preferably 3 mol% or more, and even more preferably 4 mol% or more, particularly preferably 5 mol% or more, and 50 mol% or less, preferably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, still more preferably 25 mol% or less, and even more preferably 20 mol%. The content is particularly preferably 15 mol% or less, and even more preferably 10 mol% or less. When the content of the ionic group is at least the lower limit, the acrylamide polymer tends to have improved water absorption or water absorption rate. When the content of the ionic group is below the upper limit, the acrylamide polymer can easily maintain an excellent liquid absorption amount or absorption rate even when it comes into contact with divalent ions contained in soil. The liquid absorption amount or liquid absorption rate is unlikely to decrease over a long period of time, and the acrylamide polymer is unlikely to be decomposed by ultraviolet rays.

また、アクリルアミド系重合体がイオン性基としてカルボキシル基を有する場合、上記カルボキシル基のうちアクリルアミドまたはその塩に由来するカルボキシル基の量は、アクリルアミド系重合体の全構成単位に対して、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下、特に好ましくは10モル%以下であり、0モル%であってもよい。上記カルボキシル基のうちアクリルアミドまたはその塩に由来するカルボキシル基の量が前記上限値以下であると、より優れた耐候性(特に耐紫外線性)を得やすい。
好ましい一実施態様において、アクリルアミド系重合体に含まれるイオン性基の半分以上は誘導体の形態であり、より好ましい一実施態様において、アクリルアミド系重合体に含まれるイオン性基のほとんどは誘導体の形態であり、特に好ましい一実施態様において、アクリルアミド系重合体に含まれるイオン性基の全ては誘導体の形態である。
Further, when the acrylamide polymer has a carboxyl group as an ionic group, the amount of carboxyl groups derived from acrylamide or its salt among the carboxyl groups is preferably 20 It is mol% or less, more preferably 15 mol% or less, particularly preferably 10 mol% or less, and may be 0 mol%. When the amount of carboxyl groups derived from acrylamide or its salt among the above carboxyl groups is below the above upper limit, it is easy to obtain better weather resistance (particularly ultraviolet resistance).
In one preferred embodiment, more than half of the ionic groups contained in the acrylamide-based polymer are in the form of derivatives, and in a more preferred embodiment, most of the ionic groups contained in the acrylamide-based polymer are in the form of derivatives. In one particularly preferred embodiment, all of the ionic groups contained in the acrylamide polymer are in the form of derivatives.

アクリルアミド系重合体のアクリルアミド由来構成単位の含有量は、上記アクリルアミド系重合体の全構成単位に対して好ましくは20モル%超、より好ましくは50モル%以上、更に好ましくは60モル%以上であり、好ましくは98モル%以下、より好ましくは95モル%以下、更に好ましくは90モル%以下である。 The content of acrylamide-derived structural units in the acrylamide-based polymer is preferably more than 20 mol%, more preferably 50 mol% or more, and still more preferably 60 mol% or more, based on the total structural units of the acrylamide-based polymer. , preferably 98 mol% or less, more preferably 95 mol% or less, still more preferably 90 mol% or less.

アクリルアミド系重合体は、アクリルアミド由来構成単位以外の他の構成単位を含む。上記他の構成単位の例としては、ビニルアルコール単位;酢酸ビニル、およびピバル酸ビニル等のカルボン酸ビニル由来の構成単位;エチレン、1-ブテン、およびイソブチレン等のオレフィン由来の構成単位;アクリル酸およびその誘導体、メタクリル酸およびその誘導体、メタクリルアミドおよびその誘導体、マレイン酸およびその誘導体、およびマレイミド誘導体等に由来する構成単位;等を挙げることができる。上記他の構成単位は1種を含有していても複数種を含有していてもよい。上記他の構成単位の含有量は、アクリルアミド系重合体の全構成単位に対して、好ましくは50モル%以下、より好ましくは30モル%以下、更に好ましくは20モル%以下、更により好ましくは10モル%以下、特に好ましくは5モル%以下であり、好ましくは0.1モル%以上、より好ましくは0.5モル%以上、更に好ましくは1モル%以上、更により好ましくは2モル%以上、特に好ましくは3モル%以上である。上記他の構成単位の含有量が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、本発明の保水材のより優れた吸水量または吸水速度を得やすい。 The acrylamide-based polymer contains structural units other than acrylamide-derived structural units. Examples of the other structural units mentioned above include vinyl alcohol units; structural units derived from vinyl carboxylates such as vinyl acetate and vinyl pivalate; structural units derived from olefins such as ethylene, 1-butene, and isobutylene; acrylic acid and Structural units derived from derivatives thereof, methacrylic acid and derivatives thereof, methacrylamide and derivatives thereof, maleic acid and derivatives thereof, maleimide derivatives, etc. can be mentioned. The above-mentioned other structural units may contain one type or a plurality of types. The content of the above-mentioned other structural units is preferably 50 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, still more preferably 20 mol% or less, and even more preferably 10 mol% or less, based on the total structural units of the acrylamide polymer. mol% or less, particularly preferably 5 mol% or less, preferably 0.1 mol% or more, more preferably 0.5 mol% or more, still more preferably 1 mol% or more, even more preferably 2 mol% or more, Particularly preferably, it is 3 mol% or more. When the content of the other structural units is greater than or equal to the lower limit and less than or equal to the upper limit, it is easy to obtain superior water absorption amount or water absorption rate of the water retaining material of the present invention.

アクリルアミド系重合体の重量平均分子量に特に制限はないが、製造容易性の観点から、好ましくは10,000,000以下、より好ましくは5,000,000以下、更に好ましくは3,000,000以下、特に好ましくは1,000,000以下である。一方、アクリルアミド系重合体の力学特性および水への耐溶出性の観点からは、重量平均分子量は、好ましくは1000以上、より好ましくは5000以上、更に好ましくは10000以上である。アクリルアミド系重合体の重量平均分子量は、例えばGPCにより測定できる。アクリルアミド系重合体が後述のように架橋構造を有する場合、例えばアクリルアミド系重合体が架橋構造としてアセタール構造またはエステル構造を有する場合、重量平均分子量の測定は、架橋構造を切断した後に行うことができる。前記切断は、一般的な方法(例えば、酸若しくはアルカリを用いた加水分解)により行うことができる。 There is no particular restriction on the weight average molecular weight of the acrylamide polymer, but from the viewpoint of ease of production, it is preferably 10,000,000 or less, more preferably 5,000,000 or less, and even more preferably 3,000,000 or less. , particularly preferably 1,000,000 or less. On the other hand, from the viewpoint of mechanical properties and water elution resistance of the acrylamide polymer, the weight average molecular weight is preferably 1,000 or more, more preferably 5,000 or more, and still more preferably 10,000 or more. The weight average molecular weight of the acrylamide polymer can be measured, for example, by GPC. When the acrylamide-based polymer has a crosslinked structure as described below, for example, when the acrylamide-based polymer has an acetal structure or an ester structure as the crosslinked structure, the weight average molecular weight can be measured after cutting the crosslinked structure. . The cleavage can be performed by a common method (for example, hydrolysis using an acid or an alkali).

アクリルアミド系重合体は、潅水によるアクリルアミド系重合体の溶出を抑制する観点から、架橋構造を含むことが好ましい。架橋構造の形態に特に制限はなく、一般的な架橋剤による架橋構造を挙げることができる。アクリルアミド系重合体中の架橋構造の有無は、先に述べたように、例えば100℃の熱水またはジメチルスルホキシド中での溶出率により調べることができる。 The acrylamide polymer preferably includes a crosslinked structure from the viewpoint of suppressing elution of the acrylamide polymer due to irrigation. There is no particular restriction on the form of the crosslinked structure, and examples include crosslinked structures using common crosslinking agents. As mentioned above, the presence or absence of a crosslinked structure in the acrylamide polymer can be determined by the elution rate in hot water at 100° C. or dimethyl sulfoxide, for example.

架橋構造は、例えば、アクリルアミド由来構成単位をもたらすモノマーとアクリルアミド由来構成単位以外の他の構成単位をもたらすモノマーとの共重合工程において共重合反応と同時に形成されてもよいし、共重合反応工程以外の別の工程であって後述する凝集工程の前に架橋剤を更に添加することにより凝集工程の前に形成されてもよいし、凝集工程において架橋剤を更に添加することにより凝集工程と同時に形成されてもよいし、凝集工程後に架橋剤を更に添加することにより凝集工程の後に形成されてもよい。本発明においては、架橋剤を更に添加することにより架橋構造を形成することが好ましい。 For example, the crosslinked structure may be formed simultaneously with a copolymerization reaction in a copolymerization process of a monomer that provides an acrylamide-derived structural unit and a monomer that provides a structural unit other than an acrylamide-derived structural unit, or may be formed simultaneously with a copolymerization reaction process other than the copolymerization reaction process. It may be formed before the aggregation process by further adding a crosslinking agent before the aggregation process described later, or it may be formed simultaneously with the aggregation process by further adding a crosslinking agent in the aggregation process. or may be formed after the aggregation step by further adding a crosslinking agent after the aggregation step. In the present invention, it is preferable to form a crosslinked structure by further adding a crosslinking agent.

架橋剤の例としては、N,N’-メチレンビスアクリルアミド、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、2-ヒドロキシ-3-メタクリルプロピルアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびトリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート等を挙げることができる。 Examples of crosslinking agents include N,N'-methylenebisacrylamide, divinylbenzene, ethylene glycol diglycidyl ether, pentaerythritol triallyl ether, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, 1,10-decanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 2-hydroxy-3-methacrylpropyl acrylate, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate and Tris-(2-acryloxyethyl)isocyanurate and the like can be mentioned.

架橋剤を添加する場合、アクリルアミド系重合体中の架橋剤量としては、土壌中での保水性を維持しやすい観点から、好ましくは0.001モル%以上、より好ましくは0.005モル%以上、更に好ましくは0.01モル%以上、より更に好ましくは0.03モル%以上であり、好ましくは0.5モル%以下、より好ましくは0.4モル%以下、更に好ましくは0.3モル%以下である。 When adding a crosslinking agent, the amount of crosslinking agent in the acrylamide polymer is preferably 0.001 mol% or more, more preferably 0.005 mol% or more, from the viewpoint of easily maintaining water retention in soil. , more preferably 0.01 mol% or more, even more preferably 0.03 mol% or more, preferably 0.5 mol% or less, more preferably 0.4 mol% or less, even more preferably 0.3 mol%. % or less.

アクリルアミド系重合体の具体的な例としては、アクリルアミド-アクリル酸-アクリル酸ナトリウム共重合体の架橋物、およびアクリルアミド-アクリル酸-アクリル酸カリウム共重合体の架橋物等を挙げることができる。市販品としては、Miracle-Gro(登録商標)ウォーターストアーリングクリスタル(Scotts Miracle-Gro社製)、およびアクアソーブ(登録商標)(株式会社SNFホールディングカンパニー製)等を挙げることができる。 Specific examples of acrylamide-based polymers include crosslinked products of acrylamide-acrylic acid-sodium acrylate copolymer and crosslinked products of acrylamide-acrylic acid-potassium acrylate copolymer. Commercially available products include Miracle-Gro (registered trademark) water storing crystal (manufactured by Scotts Miracle-Gro) and Aquasorb (registered trademark) (manufactured by SNF Holding Company, Inc.).

<メタクリル酸系重合体>
本発明における吸水性樹脂が含んでもよいメタクリル酸系重合体は、メタクリル酸またはメタクリル酸誘導体に由来する構成単位(以下、「メタクリル酸由来構成単位」と称する)を、全構成単位の中で最も多い含有量で含む。メタクリル酸系重合体の原料の例としては、メタクリル酸、メタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸(2-エチルヘキシル)、メタクリル酸(t-ブチルシクロヘキシル)、メタクリル酸ベンジルおよびメタクリル酸(2,2,2-トリフルオロエチル)およびトリメチル[3-(メタクリロイルアミノ)プロピル]アミニウム・クロリドを挙げることができる。これら1種または2種以上のモノマーと共重合が可能な他の少なくとも1種のモノマーとを公知の方法を用いて共重合させたものを、メタクリル酸系重合体の例として挙げることができる。共重合が可能な他のモノマーの例としては、後述する、メタクリル酸由来構成単位以外の他の構成単位をもたらすモノマーを挙げることができる。
吸水性樹脂におけるメタクリル酸系重合体の含有量は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、特に好ましくは95質量%以上であり、100質量%であってもよい。
<Methacrylic acid polymer>
The methacrylic acid-based polymer that may be included in the water-absorbing resin of the present invention contains the most structural units derived from methacrylic acid or methacrylic acid derivatives (hereinafter referred to as "methacrylic acid-derived structural units") among all structural units. Contains high content. Examples of raw materials for methacrylic acid polymers include methacrylic acid, sodium methacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, and methacrylic acid ( Mention may be made of methacrylic acid (t-butylcyclohexyl), benzyl methacrylate and methacrylic acid (2,2,2-trifluoroethyl) and trimethyl[3-(methacryloylamino)propyl]aminium chloride. . Examples of methacrylic acid polymers include those obtained by copolymerizing one or more of these monomers and at least one other copolymerizable monomer using a known method. Examples of other copolymerizable monomers include monomers that provide structural units other than methacrylic acid-derived structural units, which will be described later.
The content of the methacrylic acid polymer in the water absorbent resin is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more, and 100% by mass. It may be.

本発明の一実施態様において、メタクリル酸系重合体が有するイオン性基(例えばカルボキシル基)の一部または全部は、塩(イオン性基がカルボキシル基の場合はカルボン酸塩)の形態であってもよい。塩のカウンターカチオンの例としては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、およびセシウムイオン等のアルカリ金属イオン;マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、およびバリウムイオン等のアルカリ土類金属イオン;アルミニウムイオン、および亜鉛イオン等のその他金属イオン;アンモニウムイオン、イミダゾリウム類、ピリジニウム類、およびホスホニウムイオン類等のオニウムカチオン;等を挙げることができる。中でも、より好ましい吸水量または吸水速度を得やすい観点から、カリウムイオン、アンモニウムイオン、カルシウムイオン、およびマグネシウムイオンが好ましい。植物の生育の観点からはカリウムイオン、およびアンモニウムイオンがより好ましく、土壌中に含まれる二価イオンとの接触時にも吸液量または吸液速度を維持しやすい観点からはカルシウムイオンがより好ましい。 In one embodiment of the present invention, part or all of the ionic groups (for example, carboxyl groups) possessed by the methacrylic acid polymer are in the form of salts (carboxylate salts when the ionic groups are carboxyl groups). Good too. Examples of countercations of salts include alkali metal ions such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium ions; alkaline earth metal ions such as magnesium, calcium, strontium, and barium ions; Examples include other metal ions such as aluminum ions and zinc ions; onium cations such as ammonium ions, imidazoliums, pyridiniums, and phosphonium ions; and the like. Among these, potassium ions, ammonium ions, calcium ions, and magnesium ions are preferred from the viewpoint of easily obtaining a more preferable water absorption amount or water absorption rate. Potassium ions and ammonium ions are more preferred from the viewpoint of plant growth, and calcium ions are more preferred from the viewpoint of easily maintaining the liquid absorption amount or liquid absorption rate even when in contact with divalent ions contained in soil.

メタクリル酸系重合体中のイオン性基の含有量は、メタクリル酸系重合体の全構成単位に対して0.1モル%以上、好ましくは1モル%以上、より好ましくは3モル%以上、更に好ましくは4モル%以上、特に好ましくは5モル%以上であり、50モル%以下、好ましくは40モル%以下、より好ましくは30モル%以下、更に好ましくは25モル%以下、更により好ましくは20モル%以下、特に好ましくは15モル%以下、更に特に好ましくは10モル%以下である。上記イオン性基の含有量が前記下限値以上であると、メタクリル酸系重合体は、より向上した吸水量または吸水速度を有しやすい。上記イオン性基の含有量が前記上限値以下であると、メタクリル酸系重合体は、土壌中に含まれる二価イオンとの接触時にも優れた吸液量または吸液速度を維持しやすく、この吸液量または吸液速度は、長期間にわたって低下しにくく、紫外線によるメタクリル酸系重合体の分解が起こりにくい。 The content of ionic groups in the methacrylic acid polymer is 0.1 mol% or more, preferably 1 mol% or more, more preferably 3 mol% or more, based on the total constitutional units of the methacrylic acid polymer. Preferably 4 mol% or more, particularly preferably 5 mol% or more, and 50 mol% or less, preferably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, still more preferably 25 mol% or less, and even more preferably 20 mol% or less. It is less than mol %, particularly preferably less than 15 mol %, even more preferably less than 10 mol %. When the content of the ionic group is at least the lower limit, the methacrylic acid polymer tends to have improved water absorption or water absorption rate. When the content of the ionic group is below the upper limit, the methacrylic acid polymer can easily maintain an excellent liquid absorption amount or liquid absorption rate even when it comes into contact with divalent ions contained in soil, This liquid absorption amount or liquid absorption rate is unlikely to decrease over a long period of time, and the methacrylic acid polymer is unlikely to be decomposed by ultraviolet rays.

また、メタクリル酸系重合体がイオン性基としてカルボキシル基を有する場合、上記カルボキシル基のうちメタクリル酸またはその塩に由来するカルボキシル基の量は、メタクリル酸系重合体の全構成単位に対して、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下、特に好ましくは10モル%以下であり、0モル%であってもよい。上記カルボキシル基のうちメタクリル酸またはその塩に由来するカルボキシル基の量が前記上限値以下であると、より優れた耐候性(特に耐紫外線性)を得やすい。
好ましい一実施態様において、メタクリル酸系重合体に含まれるイオン性基の半分以上は誘導体の形態であり、より好ましい一実施態様において、メタクリル酸系重合体に含まれるイオン性基のほとんどは誘導体の形態であり、特に好ましい一実施態様において、メタクリル酸系重合体に含まれるイオン性基の全ては誘導体の形態である。
In addition, when the methacrylic acid polymer has a carboxyl group as an ionic group, the amount of carboxyl groups derived from methacrylic acid or its salt among the carboxyl groups is based on the total constitutional units of the methacrylic acid polymer. It is preferably 20 mol% or less, more preferably 15 mol% or less, particularly preferably 10 mol% or less, and may be 0 mol%. When the amount of carboxyl groups derived from methacrylic acid or its salt among the above carboxyl groups is below the above upper limit, better weather resistance (particularly ultraviolet resistance) can be easily obtained.
In a preferred embodiment, more than half of the ionic groups contained in the methacrylic acid polymer are in the form of derivatives, and in a more preferred embodiment, most of the ionic groups contained in the methacrylic acid polymer are in the form of derivatives. In one particularly preferred embodiment, all of the ionic groups contained in the methacrylic acid polymer are in the form of derivatives.

メタクリル酸系重合体のメタクリル酸由来構成単位の含有量は、上記メタクリル酸系重合体の全構成単位に対して好ましくは20モル%超、より好ましくは50モル%以上、更に好ましくは60モル%以上であり、好ましくは98モル%以下、より好ましくは95モル%以下、更に好ましくは90モル%以下である。 The content of the methacrylic acid-derived structural units in the methacrylic acid polymer is preferably more than 20 mol%, more preferably 50 mol% or more, and even more preferably 60 mol%, based on the total structural units of the methacrylic acid polymer. The content is preferably 98 mol% or less, more preferably 95 mol% or less, and even more preferably 90 mol% or less.

メタクリル酸系重合体は、メタクリル酸由来構成単位以外の他の構成単位を含む。上記他の構成単位の例としては、ビニルアルコール単位;酢酸ビニル、およびピバル酸ビニル等のカルボン酸ビニル由来の構成単位;エチレン、1-ブテン、およびイソブチレン等のオレフィン由来の構成単位;アクリル酸およびその誘導体、アクリルアミドおよびその誘導体、メタクリルアミドおよびその誘導体、マレイン酸およびその誘導体、およびマレイミド誘導体等に由来する構成単位;等を挙げることができる。上記他の構成単位は1種を含有していても複数種を含有していてもよい。上記他の構成単位の含有量は、メタクリル酸系重合体の全構成単位に対して、好ましくは50モル%以下、より好ましくは40モル%以下、更に好ましくは30モル%以下、更により好ましくは20モル%以下、特に好ましくは10モル%以下であり、好ましくは0.1モル%以上、より好ましくは0.5モル%以上、更に好ましくは1モル%以上、更により好ましくは2モル%以上、特に好ましくは3モル%以上である。上記他の構成単位の含有量が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、本発明の保水材のより優れた吸水量または吸水速度を得やすい。 The methacrylic acid polymer contains structural units other than methacrylic acid-derived structural units. Examples of the other structural units mentioned above include vinyl alcohol units; structural units derived from vinyl carboxylates such as vinyl acetate and vinyl pivalate; structural units derived from olefins such as ethylene, 1-butene, and isobutylene; acrylic acid and Structural units derived from derivatives thereof, acrylamide and derivatives thereof, methacrylamide and derivatives thereof, maleic acid and derivatives thereof, maleimide derivatives, etc. can be mentioned. The above-mentioned other structural units may contain one type or a plurality of types. The content of the above-mentioned other structural units is preferably 50 mol% or less, more preferably 40 mol% or less, still more preferably 30 mol% or less, and even more preferably 20 mol% or less, particularly preferably 10 mol% or less, preferably 0.1 mol% or more, more preferably 0.5 mol% or more, still more preferably 1 mol% or more, even more preferably 2 mol% or more. , particularly preferably 3 mol% or more. When the content of the other structural units is greater than or equal to the lower limit and less than or equal to the upper limit, it is easy to obtain superior water absorption amount or water absorption rate of the water retaining material of the present invention.

メタクリル酸系重合体の重量平均分子量に特に制限はないが、製造容易性の観点から、好ましくは10,000,000以下、より好ましくは5,000,000以下、更に好ましくは3,000,000以下、特に好ましくは1,000,000以下である。一方、メタクリル酸系重合体の力学特性および水への耐溶出性の観点からは、重量平均分子量は、好ましくは1000以上、より好ましくは5000以上、更に好ましくは10000以上である。メタクリル酸系重合体の重量平均分子量は、例えばGPCにより測定できる。メタクリル酸系重合体が後述のように架橋構造を有する場合、例えばメタクリル酸系重合体が架橋構造としてアセタール構造またはエステル構造を有する場合、重量平均分子量の測定は、架橋構造を切断した後に行うことができる。前記切断は、一般的な方法(例えば、酸若しくはアルカリを用いた加水分解)により行うことができる。 There is no particular restriction on the weight average molecular weight of the methacrylic acid polymer, but from the viewpoint of ease of production, it is preferably 10,000,000 or less, more preferably 5,000,000 or less, and even more preferably 3,000,000. It is particularly preferably 1,000,000 or less. On the other hand, from the viewpoint of the mechanical properties of the methacrylic acid polymer and its resistance to elution into water, the weight average molecular weight is preferably 1,000 or more, more preferably 5,000 or more, and still more preferably 10,000 or more. The weight average molecular weight of the methacrylic acid polymer can be measured, for example, by GPC. When the methacrylic acid polymer has a crosslinked structure as described below, for example, when the methacrylic acid polymer has an acetal structure or an ester structure as the crosslinked structure, the weight average molecular weight should be measured after cutting the crosslinked structure. Can be done. The cleavage can be performed by a common method (for example, hydrolysis using an acid or an alkali).

メタクリル酸系重合体は、潅水によるメタクリル酸系重合体の溶出を抑制する観点から、架橋構造を含むことが好ましい。架橋構造の形態に特に制限はなく、一般的な架橋剤による架橋構造を挙げることができる。メタクリル酸系重合体中の架橋構造の有無は、先に述べたように、例えば100℃の熱水またはジメチルスルホキシド中での溶出率により調べることができる。 The methacrylic acid polymer preferably includes a crosslinked structure from the viewpoint of suppressing elution of the methacrylic acid polymer due to irrigation. There is no particular restriction on the form of the crosslinked structure, and examples include crosslinked structures using common crosslinking agents. As mentioned above, the presence or absence of a crosslinked structure in a methacrylic acid-based polymer can be determined by, for example, the elution rate in 100° C. hot water or dimethyl sulfoxide.

架橋構造は、例えば、メタクリル酸由来構成単位をもたらすモノマーとメタクリル酸由来構成単位以外の他の構成単位をもたらすモノマーとの共重合工程において共重合反応と同時に形成されてもよいし、共重合反応工程以外の別の工程であって後述する凝集工程の前に架橋剤を更に添加することにより凝集工程の前に形成されてもよいし、凝集工程において架橋剤を更に添加することにより凝集工程と同時に形成されてもよいし、凝集工程後に架橋剤を更に添加することにより凝集工程の後に形成されてもよい。本発明においては、架橋剤を更に添加することにより架橋構造を形成することが好ましい。 For example, the crosslinked structure may be formed simultaneously with the copolymerization reaction in the copolymerization process of a monomer that provides a methacrylic acid-derived structural unit and a monomer that provides a structural unit other than the methacrylic acid-derived structural unit, or may be formed simultaneously with the copolymerization reaction. It may be formed before the aggregation step by further adding a crosslinking agent before the aggregation step, which will be described later, or it may be formed before the aggregation step by further adding a crosslinking agent in the aggregation step. They may be formed simultaneously or after the aggregation step by further adding a crosslinking agent after the aggregation step. In the present invention, it is preferable to form a crosslinked structure by further adding a crosslinking agent.

架橋剤の例としては、N,N’-メチレンビスアクリルアミド、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリおよびテトラアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、2-ヒドロキシ-3-メタクリルプロピルアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびトリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート等を挙げることができる。 Examples of crosslinking agents include N,N'-methylenebisacrylamide, divinylbenzene, ethylene glycol diglycidyl ether, pentaerythritol triallyl ether, pentaerythritol tri- and tetraacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9 -nonanediol diacrylate, 1,10-decanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 2-hydroxy-3-methacrylpropyl acrylate, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate and tris-( Examples include 2-acryloxyethyl) isocyanurate.

架橋剤を添加する場合、メタクリル酸系重合体中の架橋剤量としては、土壌中での保水性を維持しやすい観点から、好ましくは0.001モル%以上、より好ましくは0.005モル%以上、更に好ましくは0.01モル%以上、より更に好ましくは0.03モル%以上であり、好ましくは0.5モル%以下、より好ましくは0.4モル%以下、更に好ましくは0.3モル%以下である。 When adding a crosslinking agent, the amount of crosslinking agent in the methacrylic acid polymer is preferably 0.001 mol% or more, more preferably 0.005 mol% from the viewpoint of easily maintaining water retention in soil. Above, more preferably 0.01 mol% or more, even more preferably 0.03 mol% or more, preferably 0.5 mol% or less, more preferably 0.4 mol% or less, still more preferably 0.3 mol%. It is less than mol%.

メタクリル酸系重合体の具体的な例としては、メタクリル酸-メタクリル酸ナトリウム共重合体の架橋物、およびメタクリル酸-メタクリル酸ナトリウム-アクリル酸共重合体の架橋物等を上げることができる。 Specific examples of methacrylic acid-based polymers include crosslinked products of methacrylic acid-sodium methacrylate copolymers, and crosslinked products of methacrylic acid-sodium methacrylate-acrylic acid copolymers.

本発明の好ましい一実施態様において、本発明の保水材の含水率は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは33質量%以下、更により好ましくは30質量%以下である。
本発明の一実施態様では、本発明の保水材は、農業用保水材として使用する前、すなわち保管時(例えば保管容器中)および後述する培地等と組み合わせて使用する直前の保水材において、含水していることが好ましい。保水材が含水している上記一実施態様において、農業用保水材として使用する前の本発明の保水材の含水率は、好ましくは11質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは16%質量以上、更により好ましくは20%質量以上である。
含水率は、ハロゲン水分計を用いて測定することができる。
In a preferred embodiment of the present invention, the water content of the water retaining material of the present invention is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, even more preferably 33% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less. It is.
In one embodiment of the present invention, the water retaining material of the present invention contains water in the water retaining material before being used as an agricultural water retaining material, that is, during storage (for example, in a storage container) and immediately before being used in combination with a culture medium etc. described below. It is preferable that you do so. In the above embodiment in which the water-retaining material contains water, the water content of the water-retaining material of the present invention before being used as an agricultural water-retaining material is preferably 11% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and even more preferably It is 16% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more.
Moisture content can be measured using a halogen moisture meter.

保水材が含水している上記一実施態様において、本発明の保水材の嵩密度は、好ましくは0.20g/mL以上、より好ましくは0.30g/mL以上、更に好ましくは0.35g/mL以上である。本発明の保水材の嵩密度は、好ましくは1.25g/mL以下、より好ましくは0.95g/mL以下、更に好ましくは0.70g/mL以下である。嵩密度は、以下の方法で測定することができる。
50mLのビーカーに保水材10gを一気に入れ、その後タップ等は行わずに静置し、保水材の最上面が位置する高さに印を付ける。保水材を取り出し、当該印を付けたところまで水を投入し、その水の質量を測定する。水が1g/mLであることを用い、以下の式から嵩密度を算出する。
嵩密度(g/mL)=10(g)/投入した水の嵩(mL)
In the above embodiment in which the water retaining material contains water, the bulk density of the water retaining material of the present invention is preferably 0.20 g/mL or more, more preferably 0.30 g/mL or more, and even more preferably 0.35 g/mL. That's all. The bulk density of the water retaining material of the present invention is preferably 1.25 g/mL or less, more preferably 0.95 g/mL or less, still more preferably 0.70 g/mL or less. Bulk density can be measured by the following method.
Pour 10 g of the water retaining material into a 50 mL beaker all at once, then let it stand without tapping, etc., and mark the height at which the top surface of the water retaining material is located. Remove the water retaining material, fill it with water up to the mark, and measure the mass of the water. Using the fact that water is 1 g/mL, the bulk density is calculated from the following formula.
Bulk density (g/mL) = 10 (g)/volume of water added (mL)

<任意の添加剤>
本発明の保水材は、吸水性樹脂に加えて、任意に添加剤を含有してよい。そのような添加剤の例としては、デンプン、変性デンプン、アルギン酸ナトリウム、キチン、キトサン、セルロースおよびその誘導体等の多糖類;エチレン-プロピレン共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル-スチレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリコハク酸、ポリアミド6、ポリアミド6・6、ポリアミド6・10、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6・12、ポリヘキサメチレンジアミンテレフタルアミド、ポリヘキサメチレンジアミンイソフタルアミド、ポリノナメチレンジアミンテレフタルアミド、ポリフェニレンエーテル、ポリオキシメチレン、ポリプロピレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ酢酸ビニル、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸塩、ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸塩、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-アクリル酸エステル共重合体、エチレン-アクリル酸塩共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸エステル共重合体、およびエチレン-メタクリル酸塩共重合体等の樹脂類;天然ゴム、合成イソプレンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、およびアミド系熱可塑性エラストマー等のゴム・エラストマー類;紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、可塑剤、有機溶媒、消泡剤、増粘剤、界面活性剤、滑剤、防カビ剤および帯電防止剤等を挙げることができる。これらの添加剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。また、添加剤の例として挙げられている樹脂はいずれも、本発明の吸水性樹脂とは異なる。
保水材が添加剤を含有する場合、その合計含有量は本発明の効果を損なわない範囲であればよく、保水材の総質量に対して通常は20質量%以下、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、例えば5質量%以下である。
なお、保水材若しくは後述する培地における構成成分〔即ち、吸水性樹脂、上述した任意の添加剤、または後述する任意の成分(Z)〕、または後述する製造工程において用いる成分(例えば吸水性樹脂等)の含有量若しくは質量について述べるとき、その含有量若しくは質量は、乾燥状態の質量に基づく。本発明において「乾燥状態」とは、当該構成成分が水または有機溶媒等の揮発成分を含んでいない状態のことを言う。例えば、当該構成成分それぞれの質量が恒量となるまで40℃で真空乾燥を行うことで、それらを乾燥状態とすることができる。
<Optional additives>
The water retaining material of the present invention may optionally contain additives in addition to the water absorbent resin. Examples of such additives include starch, modified starch, sodium alginate, chitin, chitosan, polysaccharides such as cellulose and its derivatives; ethylene-propylene copolymers, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymers, acrylonitrile-butadiene. -Styrene copolymer, polyvinyl chloride, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polylactic acid, polysuccinic acid, polyamide 6, polyamide 6/6, polyamide 6/10, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 6/12, Polyhexamethylene diamine terephthalamide, polyhexamethylene diamine isophthalamide, polynonamethylene diamine terephthalamide, polyphenylene ether, polyoxymethylene, polypropylene glycol, polytrimethylene glycol, polytetramethylene glycol, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate co- Polymer, polyacrylic acid, polyacrylic ester, polyacrylate, polyacrylamide, polymethacrylic acid, polymethacrylic ester, polymethacrylate, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-acrylic ester copolymer Resins such as , ethylene-acrylate copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-methacrylate ester copolymer, and ethylene-methacrylate copolymer; natural rubber, synthetic isoprene rubber, chloroprene rubber Rubber elastomers such as silicone rubber, fluororubber, urethane rubber, acrylic rubber, styrene thermoplastic elastomer, olefin thermoplastic elastomer, ester thermoplastic elastomer, urethane thermoplastic elastomer, and amide thermoplastic elastomer; Examples include ultraviolet absorbers, antioxidants, light stabilizers, plasticizers, organic solvents, antifoaming agents, thickeners, surfactants, lubricants, antifungal agents, and antistatic agents. These additives can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, all the resins listed as examples of additives are different from the water-absorbing resin of the present invention.
When the water-retaining material contains additives, the total content may be within a range that does not impair the effects of the present invention, and is usually 20% by mass or less, preferably 15% by mass or less, based on the total mass of the water-retaining material. More preferably it is 10% by mass or less, for example 5% by mass or less.
In addition, components used in the water-retaining material or the culture medium described below (i.e., water-absorbing resin, any of the above-mentioned additives, or any component (Z) described below), or components used in the manufacturing process described below (for example, water-absorbing resin, etc.) ) When referring to the content or mass, the content or mass is based on the mass in a dry state. In the present invention, "dry state" refers to a state in which the constituent components do not contain volatile components such as water or organic solvents. For example, by performing vacuum drying at 40° C. until the mass of each of the constituent components becomes constant, they can be brought into a dry state.

[保水材の製造方法]
本発明の保水材は、例えば、
一次粒子として存在する吸水性樹脂を、膨潤させた状態で接触させることにより凝集させる凝集工程、および
凝集した吸水性樹脂を、0.2MPa以下の圧力下で乾燥する乾燥工程
を含む製造方法により製造できる。この製造方法を、以下において、本発明の第一実施態様の製造方法と称することがある。
[Method for manufacturing water retaining material]
The water retaining material of the present invention is, for example,
Manufactured by a manufacturing method that includes an aggregation step in which the water-absorbing resin present as primary particles is aggregated by contacting them in a swollen state, and a drying step in which the aggregated water-absorbing resin is dried under a pressure of 0.2 MPa or less. can. This manufacturing method may hereinafter be referred to as the manufacturing method of the first embodiment of the present invention.

<凝集工程>
前記凝集工程では、一次粒子として存在する吸水性樹脂を、膨潤させた状態で接触させることにより凝集させる。吸水性樹脂として、必要に応じて粉砕および/または篩過により一次粒子の平均粒子径を調整した吸水性樹脂を使用してよい。また、必要に応じて、凝集工程の前、凝集工程と同時、または凝集工程の後に、上述した任意の添加剤を吸水性樹脂と混合してもよい。
本発明の一実施態様では、吸水性樹脂を膨潤させる前、一次粒子として存在する吸水性樹脂の含水率は、好ましくは15質量%以下、より好ましくは13質量%以下、更により好ましくは10質量%以下、特に好ましくは5質量%以下である。前記含水率が前記上限値以下であると、良好なハンドリング性を得やすい。前記含水率の下限値は特に限定されず、0質量%以上である。含水率は、吸水性樹脂の質量と吸水性樹脂を乾燥状態になるまで乾燥させた後の質量とを用いて計算できる。
<Agglomeration process>
In the aggregation step, the water-absorbing resin present as primary particles is brought into contact in a swollen state to be agglomerated. As the water-absorbing resin, a water-absorbing resin whose primary particle average particle size has been adjusted by pulverization and/or sieving as necessary may be used. Further, if necessary, any of the above-mentioned additives may be mixed with the water-absorbing resin before the aggregation step, at the same time as the aggregation step, or after the aggregation step.
In one embodiment of the present invention, before the water-absorbing resin is swollen, the water content of the water-absorbing resin present as primary particles is preferably 15% by mass or less, more preferably 13% by mass or less, and even more preferably 10% by mass. % or less, particularly preferably 5% by mass or less. When the moisture content is below the upper limit, good handling properties can be easily obtained. The lower limit of the water content is not particularly limited, and is 0% by mass or more. The water content can be calculated using the mass of the water absorbent resin and the mass after drying the water absorbent resin until it becomes dry.

第一実施態様の製造方法の凝集工程では、一次粒子として存在する吸水性樹脂を膨潤溶媒(例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドンまたは酢酸、好ましくは水)で膨潤させる際、スプレー等を用いてミスト状態で膨潤溶媒を噴霧することで、吸水性樹脂を均一に膨潤させることができる。噴霧する膨潤溶媒の量は、保水材の好ましい粒子径および/または凝集力を得やすい観点から、吸水性樹脂の質量に対して、好ましくは1質量%~500質量%、より好ましくは5質量%~100質量%、更に好ましくは10質量%~50質量%である。 In the aggregation step of the production method of the first embodiment, the water-absorbing resin present as primary particles is swollen with a swelling solvent (e.g., water, methanol, ethanol, propanol, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone or acetic acid, preferably water). At this time, the water-absorbing resin can be uniformly swollen by spraying the swelling solvent in a mist state using a sprayer or the like. The amount of the swelling solvent to be sprayed is preferably 1% by mass to 500% by mass, more preferably 5% by mass, based on the mass of the water-absorbing resin, from the viewpoint of easily obtaining the preferred particle size and/or cohesive force of the water-retaining material. ~100% by weight, more preferably 10% by weight ~ 50% by weight.

噴霧後は、膨潤の均一性を高めるために樹脂を撹拌するが、高いせん断力での撹拌、例えば高速回転する撹拌翼を備えた撹拌機では、一度凝集した粒子の粉砕または凝集の崩壊を招くおそれがある。このため、低いせん断力での撹拌、例えば袋に入れて振り混ぜる方法による撹拌、またはコニカルミキサー等による撹拌が好ましい。せん断力は、好ましくは10000MPa以下、より好ましくは100MPa以下、更に好ましくは1MPa以下である。接触させる時間は、好ましくは0.001秒以上、より好ましくは0.1秒以上、更に好ましくは1秒以上である。 After spraying, the resin is stirred to improve the uniformity of swelling, but stirring with high shear force, for example with a stirrer equipped with high-speed rotating stirring blades, can lead to the pulverization of once aggregated particles or the collapse of the aggregates. There is a risk. For this reason, stirring with a low shear force, for example, stirring by shaking the mixture in a bag, stirring by a conical mixer, etc. is preferable. The shearing force is preferably 10000 MPa or less, more preferably 100 MPa or less, still more preferably 1 MPa or less. The contact time is preferably 0.001 seconds or more, more preferably 0.1 seconds or more, and still more preferably 1 second or more.

凝集工程の前または凝集工程と同時に任意の添加剤を配合してもよく、バインダーを配合することにより、吸水性樹脂の凝集の強固さを調整できる。バインダーの例としては、吸水性樹脂以外の高分子成分、例えば、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリビニルブチラール、デンプン、セルロース、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸およびその塩、ポリアクリルアミド、アクリル酸およびその塩とアクリルアミドとの共重合体、並びにスチレンブタジエンゴム等を挙げることができる。バインダーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。バインダーの添加量が多いほど凝集が強固になる。凝集が弱いほど吸水時に保水材が崩壊しやすく、高い吸水速度を発現しやすい。バインダーの添加量は、吸水性樹脂、膨潤溶媒、バインダー、および存在する場合はバインダー以外の任意の添加剤の総質量に対して、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは1質量%以下、更に好ましくは0.5質量%以下であり、0質量%でもよい。 Any additive may be added before or simultaneously with the aggregation step, and by adding a binder, the strength of the aggregation of the water-absorbing resin can be adjusted. Examples of binders include polymer components other than water-absorbing resins, such as polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinyl butyral, starch, cellulose, polyethylene oxide, polyethylene glycol, carboxymethyl cellulose, polyacrylic acid and its salts. , polyacrylamide, a copolymer of acrylic acid and its salt with acrylamide, and styrene-butadiene rubber. One type of binder may be used alone, or two or more types may be used in combination. The larger the amount of binder added, the stronger the aggregation becomes. The weaker the aggregation, the more likely the water retaining material will collapse upon water absorption, and the more likely it will be able to exhibit a high water absorption rate. The amount of the binder added is usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably It is 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and may be 0% by mass.

一次粒子とは、凝集していない粒子のことであり、例えば、吸水性樹脂を溶融若しくは溶媒に溶解させた後に乾燥し粉砕することにより得た粒子、モノマーを溶融若しくは溶媒に溶解させた状態で重合させ乾燥し粉砕させることにより得た粒子、または(凝集体でない)市販の吸水性樹脂若しくはそれを粉砕して得た粒子等を指す。一次粒子は、球形の粒子だけでなく、粉砕により得られるような異形の粒子でもよい。一次粒子の粒子径については、上述した「農業用保水材」の説明に記載した通りである。 Primary particles are particles that are not aggregated, and include, for example, particles obtained by melting or dissolving a water-absorbing resin in a solvent, drying and pulverizing, or particles obtained by melting or dissolving a monomer in a solvent. It refers to particles obtained by polymerizing, drying, and pulverizing, or commercially available water-absorbing resin (not aggregates), or particles obtained by pulverizing it. The primary particles may be not only spherical particles but also irregularly shaped particles such as those obtained by pulverization. The particle diameter of the primary particles is as described in the explanation of "agricultural water retaining material" above.

<乾燥工程>
前記乾燥工程では、凝集した吸水性樹脂を、乾燥機を用いて、0.2MPa以下、好ましくは0.15MPa以下、より好ましくは0.1MPa以下の圧力下、例えば真空下で乾燥する。一般的な乾燥機を使用でき、その例としては、コニカルドライヤー、および熱風乾燥機等を挙げることができる。乾燥温度は、用いる吸水性樹脂に依存するが、通常は20~150℃、好ましくは40~100℃である。乾燥時間は、得られる保水材が乾燥状態となるよう適宜選択すればよく、通常は1~1440分間、好ましくは5~720分間である。また、必要に応じて、乾燥工程の前、乾燥工程と同時、または乾燥工程の後に、上述した任意の添加剤を凝集した吸水性樹脂と混合してもよい。
<Drying process>
In the drying step, the aggregated water absorbent resin is dried using a dryer under a pressure of 0.2 MPa or less, preferably 0.15 MPa or less, more preferably 0.1 MPa or less, for example under vacuum. Common dryers can be used, examples of which include conical dryers, hot air dryers, and the like. The drying temperature depends on the water absorbent resin used, but is usually 20 to 150°C, preferably 40 to 100°C. The drying time may be appropriately selected so that the obtained water retaining material is in a dry state, and is usually 1 to 1440 minutes, preferably 5 to 720 minutes. Further, if necessary, any of the above-mentioned additives may be mixed with the aggregated water-absorbing resin before the drying process, simultaneously with the drying process, or after the drying process.

乾燥状態では、高いせん断力で撹拌しながらの乾燥、例えば高速回転する撹拌翼を備えた乾燥機では、一度凝集した粒子の粉砕または凝集の崩壊を招くおそれがある。このため、低いせん断力での乾燥、例えば静置した状態での乾燥、またはコニカルドライヤー等による乾燥が好ましい。この工程では膨潤溶媒を完全に除去してもよいが、崩壊を抑制するという観点からは膨潤溶媒の一部を残存させてもよい。膨潤溶媒を一部残存させる場合、残存させる膨潤溶媒の量は、吸水性樹脂の質量に対して好ましくは50質量%以下である。 In a dry state, drying while stirring with high shear force, for example, in a dryer equipped with stirring blades rotating at high speed, may lead to pulverization of once aggregated particles or collapse of the aggregates. For this reason, drying with a low shear force, for example, drying in a stationary state, or drying with a conical dryer, etc. is preferable. In this step, the swelling solvent may be completely removed, but from the viewpoint of suppressing disintegration, a portion of the swelling solvent may remain. When a part of the swelling solvent remains, the amount of the swelling solvent left is preferably 50% by mass or less based on the mass of the water-absorbing resin.

<架橋工程>
前記製造方法は、前記凝集工程の前、前記凝集工程と同時、または前記凝集工程の後に、吸水性樹脂を架橋させる架橋工程を更に含んでよい。
優れた吸水速度を得やすい観点からは、前記凝集工程の前に吸水性樹脂を架橋させる架橋工程を含むことが好ましい。この場合、架橋後の吸水性樹脂を膨潤状態で接触させることにより凝集させるが、凝集力は過度に強固ではない。このため、吸水時に保水材の膨張と崩壊とがバランス良く進行し、より好ましい吸水速度を得ることができる。
また、吸水性樹脂表面における架橋構造の割合を増大しやすくなり、その結果、保水材からの吸水性樹脂の低い溶出率を得やすい観点、および/または均一な架橋を得やすい観点からは、架橋させる吸水性樹脂の粒子径が特定の値以下であることが好ましい。架橋させる吸水性樹脂の粒子径は、篩過により所望の値に調整できる。凝集工程の前に架橋工程を実施する場合、架橋させる吸水性樹脂の粒子径は、好ましくは2000μm以下、より好ましくは1000μm以下、更に好ましくは700μm以下、特に好ましくは150μm以下である。前記凝集工程と同時、または前記凝集工程の後に架橋工程を実施する場合、架橋させる吸水性樹脂の粒子径は、好ましくは5000μm以下、より好ましくは3000μm以下、特に好ましくは2000μm以下である。前記凝集工程と同時に架橋工程を実施する場合の粒子径は、架橋工程と凝集工程とが終了した時点の粒子径を指す。
<Crosslinking process>
The manufacturing method may further include a crosslinking step of crosslinking the water absorbent resin before the aggregation step, simultaneously with the aggregation step, or after the aggregation step.
From the viewpoint of easily obtaining an excellent water absorption rate, it is preferable to include a crosslinking step of crosslinking the water absorbent resin before the aggregation step. In this case, the water absorbent resin after crosslinking is brought into contact with it in a swollen state to cause aggregation, but the cohesive force is not excessively strong. Therefore, expansion and collapse of the water retaining material proceed in a well-balanced manner during water absorption, and a more preferable water absorption rate can be obtained.
In addition, from the viewpoint of easily increasing the proportion of the crosslinked structure on the surface of the water-absorbing resin, and as a result, obtaining a low elution rate of the water-absorbing resin from the water-retaining material and/or from the viewpoint of obtaining uniform crosslinking, crosslinking It is preferable that the particle size of the water-absorbing resin is below a specific value. The particle size of the water absorbent resin to be crosslinked can be adjusted to a desired value by sieving. When carrying out the crosslinking step before the aggregation step, the particle size of the water absorbent resin to be crosslinked is preferably 2000 μm or less, more preferably 1000 μm or less, still more preferably 700 μm or less, particularly preferably 150 μm or less. When the crosslinking step is carried out simultaneously with the aggregation step or after the aggregation step, the particle size of the water absorbent resin to be crosslinked is preferably 5000 μm or less, more preferably 3000 μm or less, particularly preferably 2000 μm or less. The particle diameter in the case where the crosslinking step is carried out simultaneously with the aggregation step refers to the particle diameter at the time when the crosslinking step and the aggregation step are completed.

本発明の保水材はまた、例えば、粒子として存在する吸水性樹脂を、膨潤させた状態で接触させることにより凝集させる凝集工程を含む製造方法により製造できる。この製造方法を、以下において、本発明の第二実施態様の製造方法と称することがある。 The water retaining material of the present invention can also be produced, for example, by a production method that includes an aggregation step in which water-absorbing resins present as particles are brought into contact with each other in a swollen state to agglomerate them. This manufacturing method may hereinafter be referred to as the manufacturing method of the second embodiment of the present invention.

<凝集工程>
前記凝集工程では、粒子として存在する吸水性樹脂を、膨潤させた状態で接触させることにより凝集させる。吸水性樹脂として、必要に応じて粉砕および/または篩過により粒子の平均粒子径を調整した吸水性樹脂を使用してよい。また、必要に応じて、凝集工程の前、凝集工程と同時、または凝集工程の後に、上述した任意の添加剤を吸水性樹脂と混合してもよい。
本発明の一実施態様では、吸水性樹脂を膨潤させる前、粒子として存在する吸水性樹脂の含水率は、好ましくは15質量%以下、より好ましくは13質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。前記含水率が前記上限値以下であると、良好なハンドリング性を得やすい。前記含水率の下限値は特に限定されず、0質量%以上である。含水率は、吸水性樹脂の質量と吸水性樹脂を乾燥状態になるまで乾燥させた後の質量とを用いて計算できる。
<Agglomeration process>
In the aggregation step, the water-absorbing resin present as particles is brought into contact with the particles in a swollen state to agglomerate them. As the water-absorbing resin, a water-absorbing resin whose average particle size has been adjusted by crushing and/or sieving as necessary may be used. Further, if necessary, any of the above-mentioned additives may be mixed with the water-absorbing resin before the aggregation step, at the same time as the aggregation step, or after the aggregation step.
In one embodiment of the present invention, before the water-absorbing resin is swollen, the water content of the water-absorbing resin present as particles is preferably 15% by mass or less, more preferably 13% by mass or less, particularly preferably 10% by mass or less. It is. When the moisture content is less than or equal to the upper limit, good handling properties can be easily obtained. The lower limit of the moisture content is not particularly limited, and is 0% by mass or more. The water content can be calculated using the mass of the water absorbent resin and the mass after drying the water absorbent resin until it becomes dry.

第二実施態様の製造方法の凝集工程で用いる膨潤溶媒、膨潤方法、吸水性樹脂の質量に対する膨潤溶媒の量、撹拌方法、撹拌機、および撹拌時のせん断力は、第一実施態様の製造方法の凝集工程と同様のものをそれぞれ採用できる。 The swelling solvent used in the aggregation step of the production method of the second embodiment, the swelling method, the amount of swelling solvent with respect to the mass of the water-absorbing resin, the stirring method, the stirrer, and the shear force during stirring are the production method of the first embodiment. A similar agglomeration process can be adopted.

凝集工程の前または凝集工程と同時に任意の添加剤を配合してもよく、バインダーを配合することにより、吸水性樹脂の凝集の強固さを調整できる。使用できるバインダーの種類および添加量は、第一実施態様の製造方法のものをそれぞれ採用できる。 Any additive may be added before or simultaneously with the aggregation step, and by adding a binder, the strength of the aggregation of the water-absorbing resin can be adjusted. The type and amount of binder that can be used can be the same as in the manufacturing method of the first embodiment.

粒子とは、例えば、懸濁若しくは乳化状態で重合して得られた粒子、樹脂溶液をスプレードライして得られた粒子、市販の粒子状吸水性樹脂、またはそれらを粉砕して得られた粒子、或いは上述したような一次粒子等を指す。粒子は、懸濁若しくは乳化状態での重合により得られるような球形の粒子だけでなく、粉砕により得られるような異形の粒子でもよい。粒子の粒子径は、好ましくは1μm以上、より好ましくは10μm以上、更に好ましくは30μm以上、特に好ましくは50μm以上であり、好ましくは3000μm以下、より好ましくは1000μm以下、更に好ましくは600μm以下、特に好ましくは300μm以下である。粒子の平均粒子径が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、より好ましい吸水速度を得やすい。また、粒子の平均粒子径が前記下限値以上であると、保水材の製造時に粉塵発生を抑制しやすい。粒子の平均粒子径は、例えば、電子顕微鏡または特定の目開きの篩を用いて測定できる。 Particles include, for example, particles obtained by polymerization in a suspended or emulsified state, particles obtained by spray drying a resin solution, commercially available particulate water absorbent resin, or particles obtained by crushing them. , or primary particles as mentioned above. The particles may be not only spherical particles, such as those obtained by polymerization in suspension or emulsion, but also irregularly shaped particles, such as those obtained by grinding. The particle diameter of the particles is preferably 1 μm or more, more preferably 10 μm or more, even more preferably 30 μm or more, particularly preferably 50 μm or more, and preferably 3000 μm or less, more preferably 1000 μm or less, still more preferably 600 μm or less, and particularly preferably is 300 μm or less. When the average particle diameter of the particles is not less than the lower limit value and not more than the upper limit value, it is easy to obtain a more preferable water absorption rate. Moreover, when the average particle diameter of the particles is equal to or larger than the lower limit value, dust generation can be easily suppressed during production of the water retaining material. The average particle diameter of the particles can be measured using, for example, an electron microscope or a sieve with a specific opening.

<架橋工程>
前記製造方法は、前記凝集工程の前、前記凝集工程と同時、または前記凝集工程の後に、吸水性樹脂を架橋させる架橋工程を更に含んでよい。
優れた吸水速度を得やすい観点からは、前記凝集工程の前に吸水性樹脂を架橋させる架橋工程を含むことが好ましい。この場合、架橋後の吸水性樹脂を膨潤状態で接触させることにより凝集させるが、凝集力は過度に強固ではない。このため、吸水時に保水材の膨張と崩壊とがバランス良く進行し、より好ましい吸水速度を得ることができる。
また、吸水性樹脂表面における架橋構造の割合を増大しやすくなり、その結果、保水材からの吸水性樹脂の低い溶出率を得やすい観点、および/または均一な架橋を得やすい観点からは、架橋させる吸水性樹脂の粒子径が特定の値以下であることが好ましい。架橋させる吸水性樹脂の粒子径は、篩過により所望の値に調整できる。凝集工程の前に架橋工程を実施する場合、架橋させる吸水性樹脂の粒子径は、好ましくは3000μm以下、より好ましくは1000μm以下、更に好ましくは600μm以下、特に好ましくは300μm以下である。前記凝集工程と同時、または前記凝集工程の後に架橋工程を実施する場合、架橋させる吸水性樹脂の粒子径は、好ましくは5000μm以下、より好ましくは3000μm以下、特に好ましくは2000μm以下である。前記凝集工程と同時に架橋工程を実施する場合の粒子径は、架橋工程と凝集工程とが終了した時点の粒子径を指す。
<Crosslinking process>
The manufacturing method may further include a crosslinking step of crosslinking the water absorbent resin before the aggregation step, simultaneously with the aggregation step, or after the aggregation step.
From the viewpoint of easily obtaining an excellent water absorption rate, it is preferable to include a crosslinking step of crosslinking the water absorbent resin before the aggregation step. In this case, the water absorbent resin after crosslinking is brought into contact with it in a swollen state to cause aggregation, but the cohesive force is not excessively strong. Therefore, expansion and collapse of the water retaining material proceed in a well-balanced manner during water absorption, and a more preferable water absorption rate can be obtained.
In addition, from the viewpoint of easily increasing the proportion of the crosslinked structure on the surface of the water-absorbing resin, and as a result, obtaining a low elution rate of the water-absorbing resin from the water-retaining material and/or from the viewpoint of obtaining uniform crosslinking, crosslinking It is preferable that the particle size of the water-absorbing resin is below a specific value. The particle size of the water absorbent resin to be crosslinked can be adjusted to a desired value by sieving. When carrying out the crosslinking step before the aggregation step, the particle size of the water absorbent resin to be crosslinked is preferably 3000 μm or less, more preferably 1000 μm or less, still more preferably 600 μm or less, particularly preferably 300 μm or less. When the crosslinking step is carried out simultaneously with the aggregation step or after the aggregation step, the particle size of the water absorbent resin to be crosslinked is preferably 5000 μm or less, more preferably 3000 μm or less, particularly preferably 2000 μm or less. The particle diameter in the case where the crosslinking step is carried out simultaneously with the aggregation step refers to the particle diameter at the time when the crosslinking step and the aggregation step are completed.

本発明の農業用保水材は、必要に応じて任意の成分(Z)と組み合わせて、培地に使用でき、その中でも例えば育苗のための培地に使用できる。従って、一実施態様において、本発明の保水材は育苗用である。本発明の保水材は、優れた吸水速度を示すことができるため、培地に用いた場合、潅水時に保水材が吸水する前に水が流出することに起因する水の利用効率の低下を抑制することができる。また、ベルトコンベヤー等を用いて流れ作業で製造されることの多い水稲育苗箱の製造において、種籾を播種する培地の構成成分として保水材を用いる場合に、培地は十分な吸水速度を示すことができる。 The agricultural water retaining material of the present invention can be used in a culture medium in combination with any component (Z) if necessary, and among these, it can be used, for example, in a culture medium for raising seedlings. Therefore, in one embodiment, the water retaining material of the present invention is for raising seedlings. Since the water retaining material of the present invention can exhibit an excellent water absorption rate, when used in a culture medium, it suppresses a decrease in water use efficiency caused by water flowing out before the water retaining material absorbs water during irrigation. be able to. In addition, in the production of paddy rice seedling boxes, which are often manufactured in assembly lines using belt conveyors, etc., when a water-retaining material is used as a component of the culture medium for sowing seed rice, the culture medium may not exhibit sufficient water absorption speed. can.

[任意の成分(Z)]
そのような任意の成分(Z)の例としては、保水材に含まれる吸水性樹脂以外の樹脂、培土、後述するその他の任意成分、およびそれらの組み合わせを挙げることができる。
[Arbitrary component (Z)]
Examples of such an arbitrary component (Z) include resins other than the water-absorbing resin contained in the water retaining material, soil, other arbitrary components described below, and combinations thereof.

<吸水性樹脂以外の樹脂>
吸水性樹脂以外の樹脂の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレングリコール、およびポリウレタンを挙げることができる。これらの樹脂は、単独でまたは2つ以上を組み合わせて使用できる。培地が上記樹脂を含む場合、その合計含有量は、培地の総質量に対して好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、特に好ましくは5質量%以下である。
<Resin other than water absorbent resin>
Examples of resins other than water-absorbing resins include polyethylene, polypropylene, alkyd resins, phenolic resins, polyethylene glycols, and polyurethanes. These resins can be used alone or in combination of two or more. When the medium contains the resin, the total content thereof is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, particularly preferably 5% by mass or less, based on the total mass of the medium.

<培土>
培地が培土を含む場合、培土の間隙に根が生長することで適当に根が互いに絡み合いやすくなり、また、培地の優れた排水性および通気性を得やすくなる。培土は特に限定されず、例えば、市販の培土の1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、培土に、後述するその他の任意成分を常法(例えば、その他の任意成分の溶液または分散液を培土に噴霧した後に乾燥させる方法)で付着させ、用いることもできる。
<Cultivating soil>
When the culture medium contains culture soil, roots grow in the gaps in the culture soil, making it easier for the roots to intertwine with each other, and also making it easier to obtain excellent drainage and aeration properties of the culture medium. The culturing soil is not particularly limited, and for example, one type of commercially available cultivating soil may be used alone or two or more types may be used in combination. Further, other optional components described below can be attached to the soil using a conventional method (for example, a method in which a solution or dispersion of the other optional components is sprayed onto the soil and then dried).

より優れた排水性および通気性を得やすい観点から、培土は粒状であることが好ましい。粒状培土の粒径は、好ましくは0.2~20mm、より好ましくは0.5~10mm、特に好ましくは1~5mmである。粒状培土の粒径を前記範囲内に調整するため、市販の粒状培土を篩過して用いることもできる。粒状培土の製造には、圧縮造粒法、押し出し造粒法、転動造粒法、流動層造粒法等の造粒法を用いることができる。粒状培土の粒径は、次の方法で測定できる。粒状培土から粒子をランダムに30個選び、ノギスを用いて各粒子の直径を測定し、その平均値を粒状培土の粒径とする。なお、粒子が球状ではない場合、最も長い辺と最も短い辺の平均値をその粒子の直径とする。 From the viewpoint of easily obtaining better drainage and air permeability, the soil is preferably granular. The particle size of the granular soil is preferably 0.2 to 20 mm, more preferably 0.5 to 10 mm, particularly preferably 1 to 5 mm. In order to adjust the particle size of the granular soil within the above range, commercially available granular soil may be sieved and used. For producing granular soil, granulation methods such as compression granulation, extrusion granulation, rolling granulation, and fluidized bed granulation can be used. The particle size of granular soil can be measured by the following method. Thirty particles are randomly selected from the granular soil, the diameter of each particle is measured using a caliper, and the average value is taken as the particle size of the granular soil. If the particle is not spherical, the diameter of the particle is the average value of the longest side and the shortest side.

培地が培土を含む場合、培土の含有量は、培地の総質量に対して、好ましくは20~99.9999質量%、より好ましくは70~99.95質量%、特に好ましくは80~99.9質量%、最も好ましくは90~99.8質量%である。 When the culture medium contains soil, the content of the soil is preferably 20 to 99.9999% by mass, more preferably 70 to 99.95% by mass, particularly preferably 80 to 99.9% by mass, based on the total mass of the medium. % by weight, most preferably 90-99.8% by weight.

<その他の任意成分>
その他の任意成分の例としては、泥炭、草炭、ピート、ピートモス、ココピート、籾殻、腐植酵質資材、木炭、珪藻土焼成粒、貝化石粉末、貝殻粉末、カニ殻、VA菌根菌、微生物資材等の動植物質;バーミキュライト、パーライト、ベントナイト、天然ゼオライト、合成ゼオライト、石こう、フライアッシュ、ロックウール、カオリナイト、スメクタイト、モンモリロナイト、セリサイト、クロライト、グローコナイトおよびタルク等の鉱物質;肥料およびこれらの組み合わせを挙げることができる。これらは、必要に応じて消毒または殺菌して用いてもよく、pH調整剤または農薬と一緒に用いてもよい。培地がその他の任意成分を含有する場合、その合計含有量は本発明の効果を損なわない範囲であればよく、培地の総質量に対して通常は50質量%以下、好ましくは30質量%以下である。
<Other optional ingredients>
Examples of other optional ingredients include peat, grass charcoal, peat, peat moss, coco peat, rice husks, humic ferment materials, charcoal, calcined diatomaceous earth particles, shell fossil powder, shell powder, crab shells, VA mycorrhizal fungi, microbial materials, etc. plant and animal materials; minerals such as vermiculite, perlite, bentonite, natural zeolite, synthetic zeolite, gypsum, fly ash, rock wool, kaolinite, smectite, montmorillonite, sericite, chlorite, gluconite and talc; fertilizers and A combination of these can be mentioned. These may be used after being disinfected or sterilized as necessary, and may be used together with a pH adjuster or an agricultural chemical. If the medium contains other optional components, the total content may be within a range that does not impair the effects of the present invention, and is usually 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less based on the total mass of the medium. be.

肥料の例としては、窒素系肥料、リン系肥料およびカリウム系肥料の三大肥料;カルシウム、マグネシウム、硫黄、鉄、銅、マンガン、亜鉛、ホウ素、モリブデン、塩素およびニッケル等の植物に必須の要素を含む肥料;バーク堆肥、牛糞、豚糞、鶏糞、生ごみおよび剪定クズ等の堆肥等を挙げることができる。窒素系肥料の例としては、硫安、塩安、硝安、硝酸ソーダ、硝酸石灰、腐植酸アンモニア肥料、尿素、石灰窒素、硝酸アンモニア石灰、硝酸アンモニアソーダおよび硝酸苦土肥等を挙げることができ;リン系肥料の例としては、過リン酸石灰、重過リン酸石灰、熔性リン肥、腐植酸リン酸肥、焼リン、重焼リン、リンスター、苦土過リン酸、混合リン酸肥料、副産リン酸肥料および高濃度リン酸等を挙げることができ;カリウム系肥料の例としては、硫酸カリ、塩化カリ、硫酸カリ苦土、炭酸カリ、重炭酸カリおよびケイ酸カリ等を挙げることができる。これらの肥料は固形、ペースト、液体または溶液等の状態として用いてもよく、被覆肥料として用いてもよい。
農薬の例としては、殺虫剤、殺菌剤、殺虫殺菌剤、除草剤、殺鼠剤、防腐剤、および植物生長調整剤等を挙げることができる。
Examples of fertilizers include the three major fertilizers: nitrogen, phosphorus, and potassium; essential plant elements such as calcium, magnesium, sulfur, iron, copper, manganese, zinc, boron, molybdenum, chlorine, and nickel. Fertilizers containing: Bark compost, cow manure, pig manure, chicken manure, composts such as food waste and pruning waste, etc. can be mentioned. Examples of nitrogen-based fertilizers include ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium nitrate, sodium nitrate, lime nitrate, ammonium humic acid fertilizer, urea, lime nitrogen, ammonium nitrate lime, sodium ammonium nitrate, and magnesium nitrate fertilizer; Examples of fertilizers include superphosphate lime, heavy superphosphate lime, meltable phosphorus fertilizer, humic acid phosphate fertilizer, burnt phosphorus, heavy burnt phosphorus, linster, magnesia superphosphate, mixed phosphate fertilizer, Examples of potassium-based fertilizers include potassium sulfate, potassium chloride, potassium sulfate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, and potassium silicate. Can be done. These fertilizers may be used in the form of solid, paste, liquid or solution, or may be used as coated fertilizers.
Examples of agricultural chemicals include insecticides, fungicides, insecticides, herbicides, rodenticides, preservatives, and plant growth regulators.

本発明の保水材を肥料と組み合わせて培地を作製する場合、好ましい一実施態様では、肥料は被覆肥料として用いられる。被覆肥料は肥料を樹脂でコートしたものである。この樹脂は、例えばポリオレフィンであってよい。被覆肥料を用いる場合、樹脂の分解に伴い継時的に培地へ肥料を供給できる。また、粒状の被覆肥料を用いてマット苗を作製した場合、得られるマット苗の強度が高くなる傾向がある。被覆肥料の粒径は好ましくは1mm~10mm、より好ましくは3mm~6mmである。被覆肥料を用いる場合、培地における被覆肥料の含有量は、好ましくは10~99.99質量%、より好ましくは15~90質量%、特に好ましくは20~80質量%、最も好ましくは30~60質量%である。 When producing a culture medium by combining the water retaining material of the present invention with fertilizer, in one preferred embodiment, the fertilizer is used as a coated fertilizer. Coated fertilizer is fertilizer coated with resin. This resin may be, for example, a polyolefin. When using coated fertilizer, fertilizer can be supplied to the culture medium over time as the resin decomposes. Furthermore, when mat seedlings are produced using a granular coated fertilizer, the strength of the resulting mat seedlings tends to be high. The particle size of the coated fertilizer is preferably 1 mm to 10 mm, more preferably 3 mm to 6 mm. When using a coated fertilizer, the content of the coated fertilizer in the medium is preferably 10 to 99.99% by mass, more preferably 15 to 90% by mass, particularly preferably 20 to 80% by mass, and most preferably 30 to 60% by mass. %.

本発明の保水材を任意の成分(Z)と組み合わせて使用する場合、保水材と成分(Z)とを混合して使用するか、または成分(Z)を含み本発明の保水材を含まない培地において出芽を行った後に当該培地の上に本発明の保水材を撒いて使用することができる。保水材と成分(Z)とを混合して使用する場合、その混合方法は特に限定されない。一般的な方法により保水材と成分(Z)とを混合すればよい。出芽後に本発明の保水材を撒いて使用する場合、撒く時期は特に限定されないが、植物が乾燥に弱い育苗期間中(播種から概ね1ヵ月間)であることが好ましい。 When the water-retaining material of the present invention is used in combination with any component (Z), the water-retaining material and component (Z) are used in combination, or the water-retaining material contains component (Z) but does not contain the water-retaining material of the present invention. After sprouting in a medium, the water retaining material of the present invention can be sprinkled on the medium for use. When the water retaining material and component (Z) are used in combination, the mixing method is not particularly limited. The water retaining material and component (Z) may be mixed using a general method. When using the water retaining material of the present invention by spreading it after germination, the time of spreading is not particularly limited, but it is preferably during the seedling-raising period (approximately one month after sowing) when plants are sensitive to dryness.

本発明の保水材を成分(Z)と組み合わせて用いる場合の保水材の量は、組み合わせる成分(Z)の種類によって異なるが、培地全体の総質量に対して、通常は0.0001質量%~20質量%、好ましくは0.05質量%~15質量%、より好ましくは0.1質量%~10質量%である。 When the water-retaining material of the present invention is used in combination with component (Z), the amount of water-retaining material varies depending on the type of component (Z) to be combined, but is usually 0.0001% by mass to 0.0001% by mass based on the total mass of the entire medium. 20% by weight, preferably 0.05% to 15% by weight, more preferably 0.1% to 10% by weight.

種籾の播種は、水稲育苗培地が導入された水稲育苗箱に対して行うことが多い。通常、種籾の量は水稲育苗箱(縦28cm×横58cm)1箱あたり100~500gである。
本発明の保水材が水稲育苗用である場合、本発明の保水材を任意に成分(Z)と混合して、種籾を播種するための培地に使用できる。この培地は、床土(種籾を播種する前に水稲育苗箱に導入されている土)または覆土(種籾を播種した後に上から覆う土)のいずれか一方に用いてもよく、両方に用いてもよい。両方に用いる場合、培地の組成は床土と覆土で同じであっても、異なっていてもよい。また、種籾が出芽した培地の上に、本発明の保水材若しくは本発明の保水材と成分(Z)との混合物を撒いてもよい。
Seed rice is often sown in paddy rice seedling boxes into which a paddy rice seedling growing medium has been introduced. Usually, the amount of seed rice is 100 to 500 g per paddy rice seedling box (28 cm long x 58 cm wide).
When the water-retaining material of the present invention is used for raising paddy rice seedlings, the water-retaining material of the present invention can be optionally mixed with component (Z) and used in a medium for sowing rice seeds. This medium may be used for either bed soil (soil that is introduced into the paddy rice nursery box before sowing seed rice) or covering soil (soil that is covered from above after sowing seed rice), or it can be used for both. Good too. When used for both, the composition of the culture medium may be the same or different for the bedding soil and the covering soil. Furthermore, the water retaining material of the present invention or a mixture of the water retaining material of the present invention and component (Z) may be sprinkled on the medium in which the seed rice has sprouted.

本発明において、保水材の吸水時間(T1)は、好ましくは200秒以下、より好ましくは30秒以下、更に好ましくは20秒以下である。吸水時間(T1)は、後述の実施例に記載の測定方法によって測定された吸水時間である。 In the present invention, the water absorption time (T1) of the water retaining material is preferably 200 seconds or less, more preferably 30 seconds or less, even more preferably 20 seconds or less. The water absorption time (T1) is the water absorption time measured by the measuring method described in Examples below.

本発明において、保水材のカルシウム塩の存在下における吸水量は、好ましくは4g/g以上、より好ましくは6g/g以上、更に好ましくは8g/g以上である。保水材のカルシウム塩の存在下における吸水量は、後述の実施例に記載の通り、塩化カルシウム水溶液を用いた吸液試験により測定できる。 In the present invention, the water absorption amount of the water retaining material in the presence of a calcium salt is preferably 4 g/g or more, more preferably 6 g/g or more, and still more preferably 8 g/g or more. The amount of water absorbed by the water retaining material in the presence of a calcium salt can be measured by a liquid absorption test using an aqueous calcium chloride solution, as described in Examples below.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例により何ら限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

[評価項目および評価方法]
<吸水性樹脂におけるイオン性基の含有量>
実施例および比較例で用いた樹脂について、固体13C-NMR測定を行った(日本電子株式会社製 機種名ECZ-500R、500MHz)。得られた13C-NMRスペクトルにおける、イオン性基に由来するピーク(通常160~180ppmで観測される)、ビニルアルコール単位の水酸基が結合したメチン炭素に由来するピーク(通常60~80ppmで観測される)、酢酸ビニル単位のビニルエステル基のメチル炭素に由来するピーク(通常10~30ppmで観測される)、エチレン単位のメチレン炭素に由来するピーク(通常30~50ppmで観測される)、アクリル酸およびメタクリル酸単位のカルボニル炭素に由来するピーク(通常170~180ppmで観測される)、およびアクリルアミド単位のカルボニル炭素に由来するピーク(通常160~180ppmで観測される)から、樹脂中に含まれるイオン性基のモル数、ビニルアルコール単位のモル数、酢酸ビニル単位のモル数、エチレン単位のモル数、アクリル酸およびメタクリル酸単位のモル数、アクリルアミド単位のモル数を求め、下記式にしたがってイオン性基の含有量を算出した。

Figure 2024022704000003

Figure 2024022704000004

なお、上述した以外の構成単位を含む場合、その構成単位も全構成単位のモル数に含める。 [Evaluation items and evaluation method]
<Content of ionic groups in water absorbent resin>
Solid 13 C-NMR measurements were performed on the resins used in Examples and Comparative Examples (manufactured by JEOL Ltd., model name: ECZ-500R, 500 MHz). In the obtained 13 C-NMR spectrum, there are a peak derived from the ionic group (usually observed at 160 to 180 ppm) and a peak derived from the methine carbon to which the hydroxyl group of the vinyl alcohol unit is bonded (usually observed at 60 to 80 ppm). ), a peak derived from the methyl carbon of the vinyl ester group of vinyl acetate units (usually observed at 10 to 30 ppm), a peak derived from the methylene carbon of ethylene units (usually observed at 30 to 50 ppm), acrylic acid ions contained in the resin from the peak derived from the carbonyl carbon of the methacrylic acid unit (usually observed at 170 to 180 ppm) and the peak derived from the carbonyl carbon of the acrylamide unit (usually observed at 160 to 180 ppm). Determine the number of moles of functional groups, the number of moles of vinyl alcohol units, the number of moles of vinyl acetate units, the number of moles of ethylene units, the number of moles of acrylic acid and methacrylic acid units, and the number of moles of acrylamide units, and calculate the ionicity according to the following formula. The content of groups was calculated.
Figure 2024022704000003

Figure 2024022704000004

In addition, when a structural unit other than those mentioned above is included, that structural unit is also included in the number of moles of all structural units.

<保水材膨潤試験>
分散媒に試料である保水材を分散させ、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置LA-950V2(堀場製作所製)を用いて、平均粒子径および体積基準10%粒子径D10(超音波を付与する前の保水材のD10に相当)を測定した。次いで、5分間の超音波照射により分散媒を保水材に吸液させることで保水材を膨潤させた後、保水材の体積基準10%粒子径D10(超音波を付与した後の保水材のD10に相当)および最も小粒子径側の極大粒子径を測定した。測定条件を以下に示す。
測定方式:湿式(循環式)
試料屈折率:1.51
分散媒:20質量%塩化ナトリウム水溶液(屈折率:1.368)
循環速度:10
撹拌速度:10
超音波強さ:7
透過率:80~90%
循環液量:280mL
なお、前記極大粒子径は、0.011μm、0.013μm、0.015μm、0.017μm、0.02μm、0.023μm、0.026μm、0.03μm、0.034μm、0.039μm、0.044μm、0.051μm、0.058μm、0.067μm、0.076μm、0.087μm、0.1μm、0.115μm、0.131μm、0.15μm、0.172μm、0.197μm、0.226μm、0.259μm、0.296μm、0.339μm、0.389μm、0.445μm、0.51μm、0.584μm、0.669μm、0.766μm、0.877μm、1.005μm、1.151μm、1.318μm、1.51μm、1.729μm、1.981μm、2.269μm、2.599μm、2.976μm、3.409μm、3.905μm、4.472μm、5.122μm、5.867μm、6.72μm、7.697μm、8.816μm、10.097μm、11.565μm、13.246μm、15.172μm、17.377μm、19.904μm、22.797μm、26.111μm、29.907μm、34.255μm、39.234μm、44.938μm、51.471μm、58.953μm、67.523μm、77.34μm、88.583μm、101.46μm、116.21μm、133.103μm、152.453μm、174.616μm、200μm、229.075μm、262.376μm、300.518μm、344.206μm、394.244μm、451.556μm、517.2μm、592.387μm、678.504μm、777.141μm、890.116μm、1019.515μm、1167.725μm、1337.481μm、1531.914μm、1754.613μm、2009.687μm、2301.841μm、2636.467μm、または3000μmでの頻度により求めた。
続いて、下記式により、超音波を付与する前後の保水材の体積基準10%粒子径D10の変化率を計算した。

Figure 2024022704000005

上述したいずれの測定も1つの試料について2回ずつ行い、得られた測定値およびD10変化率それぞれの平均値を、その試料についての測定値およびD10変化率として採用した。 <Water retention material swelling test>
Disperse the water retention material sample in a dispersion medium, and measure the average particle diameter and volume-based 10% particle diameter D10 (by ultrasonic wave) using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer LA-950V2 (manufactured by Horiba, Ltd.). (corresponding to D10 ) of the water retaining material before application was measured. Next, the water-retaining material is swollen by absorbing the dispersion medium into the water-retaining material by ultrasonic irradiation for 5 minutes. D10 ) and the maximum particle size on the smallest particle size side were measured. The measurement conditions are shown below.
Measurement method: Wet type (circulation type)
Sample refractive index: 1.51
Dispersion medium: 20% by mass aqueous sodium chloride solution (refractive index: 1.368)
Circulation speed: 10
Stirring speed: 10
Ultrasonic strength: 7
Transmittance: 80-90%
Circulating fluid volume: 280mL
In addition, the said maximum particle diameter is 0.011 micrometer, 0.013 micrometer, 0.015 micrometer, 0.017 micrometer, 0.02 micrometer, 0.023 micrometer, 0.026 micrometer, 0.03 micrometer, 0.034 micrometer, 0.039 micrometer, 0.03 micrometer. 044 μm, 0.051 μm, 0.058 μm, 0.067 μm, 0.076 μm, 0.087 μm, 0.1 μm, 0.115 μm, 0.131 μm, 0.15 μm, 0.172 μm, 0.197 μm, 0.226 μm, 0.259 μm, 0.296 μm, 0.339 μm, 0.389 μm, 0.445 μm, 0.51 μm, 0.584 μm, 0.669 μm, 0.766 μm, 0.877 μm, 1.005 μm, 1.151 μm, 1. 318 μm, 1.51 μm, 1.729 μm, 1.981 μm, 2.269 μm, 2.599 μm, 2.976 μm, 3.409 μm, 3.905 μm, 4.472 μm, 5.122 μm, 5.867 μm, 6.72 μm, 7.697 μm, 8.816 μm, 10.097 μm, 11.565 μm, 13.246 μm, 15.172 μm, 17.377 μm, 19.904 μm, 22.797 μm, 26.111 μm, 29.907 μm, 34.255 μm, 39. 234 μm, 44.938 μm, 51.471 μm, 58.953 μm, 67.523 μm, 77.34 μm, 88.583 μm, 101.46 μm, 116.21 μm, 133.103 μm, 152.453 μm, 174.616 μm, 200 μm, 229. 075 μm, 262.376 μm, 300.518 μm, 344.206 μm, 394.244 μm, 451.556 μm, 517.2 μm, 592.387 μm, 678.504 μm, 777.141 μm, 890.116 μm, 1019.515 μm, 1167.725 μm, It was determined by the frequency at 1337.481 μm, 1531.914 μm, 1754.613 μm, 2009.687 μm, 2301.841 μm, 2636.467 μm, or 3000 μm.
Subsequently, the rate of change in the volume-based 10% particle diameter D 10 of the water retaining material before and after applying ultrasound was calculated using the following formula.
Figure 2024022704000005

All of the above-mentioned measurements were performed twice for each sample, and the average values of the obtained measured values and D10 change rates were employed as the measured values and D10 change rates for the sample.

<吸水時間(T1)、吸水速度向上度>
直径3.5cmのシャーレに保水材を0.12g入れ、ピペットで純水3.0gを0.5秒間かけて投入した。投入後から、保水材が吸水し、水面が消失するまでの時間を計測した。この時間が短いほど、保水材の吸水速度が速いことを意味する。
また、保水材のD10変化率が1以下であることによる吸水速度の向上の程度を評価するため、下記式に示す通り、吸水速度向上度として、保水材が1以下のD10変化率を有しているか否かについてのみ異なる保水材の吸水時間(T1)の比を求めた。その際、1以下のD10変化率を有していない保水材の吸水時間(T1)は、後述する比較例で準備した保水材を用いて測定を行った。具体的には、例えば実施例1および4の保水材では、比較例1の保水材と比較することで吸水速度向上度を算出した。

Figure 2024022704000006
<Water absorption time (T1), water absorption speed improvement>
0.12 g of water retaining material was placed in a petri dish with a diameter of 3.5 cm, and 3.0 g of pure water was poured into the petri dish over 0.5 seconds using a pipette. The time from when the water retaining material absorbed water until the water surface disappeared was measured. The shorter this time, the faster the water absorption rate of the water retaining material.
In addition, in order to evaluate the degree of improvement in water absorption speed due to the D10 change rate of the water retaining material being 1 or less, as shown in the formula below, the D10 change rate of the water retaining material is 1 or less as the water absorption rate improvement. The ratio of the water absorption time (T1) of water retaining materials that differ only in terms of whether or not the water absorbing material has the water retention material was determined. At that time, the water absorption time (T1) of a water retaining material that did not have a D10 change rate of 1 or less was measured using a water retaining material prepared in a comparative example described below. Specifically, for example, the water retention materials of Examples 1 and 4 were compared with the water retention material of Comparative Example 1 to calculate the degree of improvement in water absorption rate.
Figure 2024022704000006

<保水材1g当たりの純水吸収量>
JIS K 7223に準じて、実施例および比較例における保水材の純水吸収量を測定し、下記式に基づいて、保水材1g当たりの純水吸収量[g/g]を算出した。

Figure 2024022704000007
<Amount of pure water absorbed per 1g of water retaining material>
The amount of pure water absorbed by the water retaining materials in Examples and Comparative Examples was measured according to JIS K 7223, and the amount of pure water absorbed per 1 g of the water retaining material [g/g] was calculated based on the following formula.
Figure 2024022704000007

<保水材1g当たりの塩化カルシウム水溶液吸収量>
JIS K 7223の試料設置方法に準じて、実施例および比較例における保水材を1.44g/L塩化カルシウム水溶液に6時間浸漬した。テトロン280メッシュを用い、塩化カルシウム水溶液を吸収させた保水材と、保水材に吸収されなかった塩化カルシウム水溶液とを濾別し、下記式を用いて保水材1g当たりの塩化カルシウム水溶液吸収量[g/g]を算出した。

Figure 2024022704000008
<Amount of calcium chloride aqueous solution absorbed per 1 g of water retaining material>
The water retaining materials in Examples and Comparative Examples were immersed in a 1.44 g/L calcium chloride aqueous solution for 6 hours according to the sample setting method of JIS K 7223. Using Tetron 280 mesh, filter the water retaining material that has absorbed the calcium chloride aqueous solution and the calcium chloride aqueous solution that has not been absorbed by the water retaining material, and calculate the amount of calcium chloride aqueous solution absorbed per 1 g of the water retaining material [g] using the following formula. /g] was calculated.
Figure 2024022704000008

[吸水性樹脂]
吸水性樹脂(A1)として、SNFホールディングカンパニー製のアクアソーブ3005KB(アクリルアミド系重合体、凝集体ではない粒子状のもの、平均粒子径644μm、架橋構造有)を用いた。吸水性樹脂(A1)の全構成単位に対するイオン性基の含有量は22モル%であった。
吸水性樹脂(C1)として、アクリル酸系重合体(粒子状)を用いた。吸水性樹脂(C1)の全構成単位に対するイオン性基の含有量は54モル%であった。
[Water absorbent resin]
As the water absorbent resin (A1), Aquasorb 3005KB manufactured by SNF Holding Company (acrylamide polymer, non-agglomerated particles, average particle size 644 μm, crosslinked structure) was used. The content of ionic groups based on all the constituent units of the water absorbent resin (A1) was 22 mol%.
An acrylic acid polymer (particulate) was used as the water absorbent resin (C1). The content of ionic groups based on all the constituent units of the water absorbent resin (C1) was 54 mol%.

下記手順により、ビニルアルコール系重合体〔吸水性樹脂(B1)〕を合成した。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、および開始剤の添加口を備えた反応器に、酢酸ビニル9030g、アクリル酸メチル18.15g、およびメタノール3810gを導入し、窒素バブリングをしながら30分間反応器内を不活性ガス置換した。水浴を用いて反応器の昇温を開始し、反応器の内部温度が60℃となったところで、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を2.40g添加し、重合を開始させた。適宜サンプリングを行い、その固形分濃度から重合の進行を確認し、導入した酢酸ビニルとアクリル酸メチルの合計質量に対する、重合により消費された酢酸ビニルとアクリル酸メチルの合計質量である、消費率を求めた。消費率が4質量%に到達したところで、反応器の内部温度を30℃まで冷却して重合を停止させた。真空ラインに接続し、残留する酢酸ビニルをメタノールとともに30℃で減圧留去した。反応器内を目視で確認しながら、粘度が上昇したところで適宜メタノールを添加しながら留去を続け、5.2モル%のアクリル酸由来構成単位を含有するポリ酢酸ビニルを得た。アクリル酸由来構成単位の含有量は固体13C-NMRを用いて測定した。
次に、上記と同様の反応器に、得られたアクリル酸由来構成単位含有ポリ酢酸ビニル360gおよびメタノール6552gを添加し、アクリル酸由来構成単位含有ポリ酢酸ビニルを溶解させた。水浴を用いて反応器の昇温を開始し、反応器の内部温度が70℃になるまで撹拌しながら加熱した。ここに水酸化ナトリウムのメタノール溶液(メタ苛性、濃度15質量%)280.8gを添加し、70℃で2時間ケン化を行った。
A vinyl alcohol polymer [water absorbent resin (B1)] was synthesized by the following procedure.
9,030 g of vinyl acetate, 18.15 g of methyl acrylate, and 3,810 g of methanol were introduced into a reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube, and an initiator addition port, and the mixture was reacted for 30 minutes while bubbling with nitrogen. The inside of the vessel was replaced with inert gas. The temperature of the reactor was started to rise using a water bath, and when the internal temperature of the reactor reached 60°C, 2.40 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) was added as an initiator to initiate polymerization. . Sampling is carried out as appropriate, and the progress of polymerization is confirmed from the solid content concentration, and the consumption rate, which is the total mass of vinyl acetate and methyl acrylate consumed by polymerization relative to the total mass of introduced vinyl acetate and methyl acrylate, is calculated. I asked for it. When the consumption rate reached 4% by mass, the internal temperature of the reactor was cooled to 30°C to stop polymerization. It was connected to a vacuum line, and the remaining vinyl acetate was distilled off under reduced pressure at 30°C together with methanol. While visually checking the interior of the reactor, when the viscosity increased, distillation was continued while adding methanol as appropriate to obtain polyvinyl acetate containing 5.2 mol % of acrylic acid-derived structural units. The content of acrylic acid-derived structural units was measured using solid-state 13 C-NMR.
Next, 360 g of the obtained polyvinyl acetate containing structural units derived from acrylic acid and 6552 g of methanol were added to the same reactor as above, and the polyvinyl acetate containing structural units derived from acrylic acid was dissolved. The reactor was heated using a water bath and heated with stirring until the internal temperature of the reactor reached 70°C. 280.8 g of a methanol solution of sodium hydroxide (meth caustic, concentration 15% by mass) was added thereto, and saponification was performed at 70° C. for 2 hours.

ケン化後の溶液を濾過し、40℃で真空乾燥させた。得られた重合体を固形分濃度が15質量%となるように純水に溶解させた後、テフロントレーに流し込み、90℃で熱風乾燥を行った。得られた重合体を粉砕して、5.2モル%のアクリル酸由来構成単位を含有するポリビニルアルコール(以下、「ポリビニルアルコール(b1)」と称する)を165g得た。 The solution after saponification was filtered and vacuum dried at 40°C. The obtained polymer was dissolved in pure water so that the solid content concentration was 15% by mass, and then poured into a Teflon tray and dried with hot air at 90°C. The obtained polymer was pulverized to obtain 165 g of polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as "polyvinyl alcohol (b1)") containing 5.2 mol% of acrylic acid-derived structural units.

還流冷却管および撹拌翼を備えた三つ口セパラブルフラスコに、メタノール445.5g、純水47.4g、25質量%グルタルアルデヒド水溶液1.206g、およびポリビニルアルコール(b1)150gを導入し、23℃で撹拌し、ポリビニルアルコール(b1)を分散させた。47質量%硫酸水溶液5.66gと純水3gとの混合液を10分かけて滴加し、65℃に昇温して6時間架橋反応させた。反応後、濾過により重合体を取り出し、濾取した重合体を220gのメタノールに分散して30分間撹拌して濾過することにより洗浄を行った。洗浄は2回繰り返した。 Into a three-necked separable flask equipped with a reflux condenser and a stirring blade, 445.5 g of methanol, 47.4 g of pure water, 1.206 g of a 25% by mass glutaraldehyde aqueous solution, and 150 g of polyvinyl alcohol (b1) were introduced. The mixture was stirred at ℃ to disperse polyvinyl alcohol (b1). A mixed solution of 5.66 g of a 47% by mass sulfuric acid aqueous solution and 3 g of pure water was added dropwise over 10 minutes, and the temperature was raised to 65° C. to cause a crosslinking reaction for 6 hours. After the reaction, the polymer was taken out by filtration, and washed by dispersing the filtered polymer in 220 g of methanol, stirring for 30 minutes, and filtering. Washing was repeated twice.

洗浄後の重合体を還流冷却管および撹拌翼を備えた三つ口セパラブルフラスコに導入し、メタノール245g、純水40.8g、および50質量%水酸化カリウム24.35gを加え、65℃で2時間反応させた。反応後、濾過により重合体を取り出した後、濾取した重合体を330gのメタノールに分散して30分間撹拌して濾過することにより洗浄を行った。洗浄は2回繰り返した。洗浄後の重合体を40℃で12時間真空乾燥し、目的の吸水性樹脂(B1)を得た。吸水性樹脂(B1)の全構成単位に対するイオン性基の含有量は5モル%であった。 The washed polymer was introduced into a three-neck separable flask equipped with a reflux condenser and a stirring blade, and 245 g of methanol, 40.8 g of pure water, and 24.35 g of 50% by mass potassium hydroxide were added, and the mixture was heated at 65°C. The reaction was allowed to proceed for 2 hours. After the reaction, the polymer was taken out by filtration, and then washed by dispersing the filtered polymer in 330 g of methanol, stirring for 30 minutes, and filtering. Washing was repeated twice. The washed polymer was vacuum dried at 40° C. for 12 hours to obtain the desired water absorbent resin (B1). The content of ionic groups based on all the constituent units of the water absorbent resin (B1) was 5 mol%.

実施例1~3
公称目開き53μmの篩を用いて、吸水性樹脂(A1)から、篩過した粒子を採取した。なお、採取した粒子の粒子径を、便宜上「<53」の粒子径と記載する。以下において、篩分けした粒子の粒子径は、篩の公称目開きの値を用いて同様に記載する。
採取した粒子28gを縦28cm、横20cmの袋に入れ、純水9gを少量ずつスプレー噴霧し、その都度振り混ぜ、凝集体を得た。このとき、樹脂同士に圧力をかけて練るようにするのではなく、袋を空気で満たして回転させるようにして振り混ぜた。袋内で純水は全て吸水性樹脂(A1)に吸収されていた。次いで40℃で12時間真空乾燥を行った後、公称目開き300μmの篩、公称目開き600μmの篩、公称目開き1000μmの篩および公称目開き1400μmの篩を用いて、実施例1として粒子径300μm~600μmの粒子、実施例2として粒子径600μm~1000μmの粒子、実施例3として粒子径1000μm~1400μmの粒子をそれぞれ得た。
Examples 1 to 3
The sieved particles were collected from the water absorbent resin (A1) using a sieve with a nominal opening of 53 μm. In addition, the particle diameter of the collected particles is described as a particle diameter of "<53" for convenience. In the following, the particle diameter of the sieved particles will be similarly described using the value of the nominal opening of the sieve.
28 g of the collected particles were placed in a bag measuring 28 cm long and 20 cm wide, and 9 g of pure water was sprayed little by little, and the bag was shaken and mixed each time to obtain an aggregate. At this time, instead of kneading the resins by putting pressure on them, they filled the bag with air and rotated it to mix it. All of the pure water in the bag was absorbed by the water absorbent resin (A1). After vacuum drying at 40°C for 12 hours, the particle size was determined as in Example 1 using a sieve with a nominal opening of 300 μm, a sieve with a nominal opening of 600 μm, a sieve with a nominal opening of 1000 μm, and a sieve with a nominal opening of 1400 μm. Particles with a particle size of 300 μm to 600 μm, particles with a particle size of 600 μm to 1000 μm as Example 2, and particles with a particle size of 1000 μm to 1400 μm as Example 3 were obtained, respectively.

実施例4~6
公称目開き53μmの篩および公称目開き106μmの篩を用いて、吸水性樹脂(A1)から粒子径53μm~106μmの粒子を採取した。採取した粒子28gおよび純水12gを用いたこと以外は実施例1~3と同様にして、凝集体を得た。このとき、袋内で純水は全て吸水性樹脂(A1)に吸収されていた。次いで40℃で12時間真空乾燥を行った後、公称目開き300μmの篩、公称目開き600μmの篩、公称目開き1000μmの篩および公称目開き1400μmの篩を用いて、実施例4として粒子径300μm~600μmの粒子、実施例5として粒子径600μm~1000μmの粒子、実施例6として粒子径1000μm~1400μmの粒子をそれぞれ得た。
Examples 4-6
Particles with a particle size of 53 μm to 106 μm were collected from the water absorbent resin (A1) using a sieve with a nominal opening of 53 μm and a sieve with a nominal opening of 106 μm. Aggregates were obtained in the same manner as in Examples 1 to 3, except that 28 g of the collected particles and 12 g of pure water were used. At this time, all the pure water in the bag was absorbed by the water absorbent resin (A1). After vacuum drying at 40°C for 12 hours, the particle size was determined as Example 4 using a sieve with a nominal opening of 300 μm, a sieve with a nominal opening of 600 μm, a sieve with a nominal opening of 1000 μm, and a sieve with a nominal opening of 1400 μm. Particles with a particle size of 300 μm to 600 μm, particles with a particle size of 600 μm to 1000 μm as Example 5, and particles with a particle size of 1000 μm to 1400 μm as Example 6 were obtained.

実施例7~8
公称目開き212μmの篩を用いて、吸水性樹脂(A1)から粒子径212μm以上の粒子を採取した。採取した粒子28gおよび純水12gを用いたこと以外は実施例1~3と同様にして、凝集体を得た。このとき、袋内で純水は全て吸水性樹脂(A1)に吸収されていた。次いで40℃で12時間真空乾燥を行った後、公称目開き600μmの篩、公称目開き1000μmの篩および公称目開き1400μmの篩を用いて、実施例7として粒子径600μm~1000μmの粒子、実施例8として粒子径1000μm~1400μmの粒子をそれぞれ得た。
Examples 7-8
Particles having a particle size of 212 μm or more were collected from the water absorbent resin (A1) using a sieve with a nominal opening of 212 μm. Aggregates were obtained in the same manner as in Examples 1 to 3, except that 28 g of the collected particles and 12 g of pure water were used. At this time, all the pure water in the bag was absorbed by the water absorbent resin (A1). After vacuum drying at 40° C. for 12 hours, particles with a particle size of 600 μm to 1000 μm were prepared as Example 7 using a sieve with a nominal opening of 600 μm, a sieve with a nominal opening of 1000 μm, and a sieve with a nominal opening of 1400 μm. As Example 8, particles having particle diameters of 1000 μm to 1400 μm were obtained.

実施例9~10
公称目開き53μmの篩および公称目開き106μmの篩を用いて、吸水性樹脂(B1)から粒子径53μm~106μmの粒子を採取した。採取した粒子28gおよび純水12gを用いたこと以外は実施例1~3と同様にして、凝集体を得た。このとき、袋内で純水は全て吸水性樹脂(A1)に吸収されていた。次いで40℃で12時間真空乾燥を行った後、公称目開き300μmの篩、公称目開き600μmの篩および公称目開き1000μmの篩を用いて、実施例9として粒子径300μm~600μmの粒子、実施例10として粒子径600μm~1000μmの粒子をそれぞれ得た。
Examples 9-10
Particles with a particle size of 53 μm to 106 μm were collected from the water absorbent resin (B1) using a sieve with a nominal opening of 53 μm and a sieve with a nominal opening of 106 μm. Aggregates were obtained in the same manner as in Examples 1 to 3, except that 28 g of the collected particles and 12 g of pure water were used. At this time, all the pure water in the bag was absorbed by the water absorbent resin (A1). After vacuum drying at 40° C. for 12 hours, particles with a particle size of 300 μm to 600 μm were prepared as Example 9 using a sieve with a nominal opening of 300 μm, a sieve with a nominal opening of 600 μm, and a sieve with a nominal opening of 1000 μm. As Example 10, particles having particle diameters of 600 μm to 1000 μm were obtained.

実施例11
公称目開き300μmの篩および公称目開き600μmの篩を用いて、吸水性樹脂(B1)から粒子径300μm~600μmの粒子を採取した。採取した粒子28gおよび純水12gを用いたこと以外は実施例1~3と同様にして、凝集体を得た。このとき、袋内で純水は全て吸水性樹脂(A1)に吸収されていた。次いで40℃で12時間真空乾燥を行った後、公称目開き600μmの篩および公称目開き1000μmの篩を用いて、粒子径600μm~1000μmの粒子を得た。
Example 11
Particles with a particle size of 300 μm to 600 μm were collected from the water absorbent resin (B1) using a sieve with a nominal opening of 300 μm and a sieve with a nominal opening of 600 μm. Aggregates were obtained in the same manner as in Examples 1 to 3, except that 28 g of the collected particles and 12 g of pure water were used. At this time, all the pure water in the bag was absorbed by the water absorbent resin (A1). After vacuum drying at 40° C. for 12 hours, particles with a particle size of 600 μm to 1000 μm were obtained using a sieve with a nominal opening of 600 μm and a sieve with a nominal opening of 1000 μm.

比較例1
公称目開き300μmの篩および公称目開き600μmの篩を用いて、吸水性樹脂(A1)から粒子径300μm~600μmの粒子を得た。
Comparative example 1
Particles with a particle diameter of 300 μm to 600 μm were obtained from the water absorbent resin (A1) using a sieve with a nominal opening of 300 μm and a sieve with a nominal opening of 600 μm.

比較例2
公称目開き600μmの篩および公称目開き1000μmの篩を用いて、吸水性樹脂(A1)から粒子径600μm~1000μmの粒子を得た。
Comparative example 2
Particles with a particle size of 600 μm to 1000 μm were obtained from the water absorbent resin (A1) using a sieve with a nominal opening of 600 μm and a sieve with a nominal opening of 1000 μm.

比較例3
公称目開き300μmの篩および公称目開き600μmの篩を用いて、吸水性樹脂(B1)から粒子径300μm~600μmの粒子を得た。
Comparative example 3
Particles with a particle size of 300 μm to 600 μm were obtained from the water absorbent resin (B1) using a sieve with a nominal opening of 300 μm and a sieve with a nominal opening of 600 μm.

比較例4
公称目開き600μmの篩および公称目開き1000μmの篩を用いて、吸水性樹脂(B1)から粒子径600μm~1000μmの粒子を得た。
Comparative example 4
Particles with a particle diameter of 600 μm to 1000 μm were obtained from the water absorbent resin (B1) using a sieve with a nominal opening of 600 μm and a sieve with a nominal opening of 1000 μm.

比較例5
公称目開き106μmの篩および公称目開き212μmの篩を用いて、吸水性樹脂(C1)から粒子径106μm~212μmの粒子を採取した。採取した粒子28gおよび純水12gを用いたこと以外は実施例1~3と同様にして、凝集体を得た。このとき、袋内で純水は全て吸水性樹脂(A1)に吸収されていた。次いで40℃で12時間真空乾燥を行った後、公称目開き300μmの篩および公称目開き600μmの篩を用いて、粒子径300μm~600μmの粒子を得た。
Comparative example 5
Particles with a particle size of 106 μm to 212 μm were collected from the water absorbent resin (C1) using a sieve with a nominal opening of 106 μm and a sieve with a nominal opening of 212 μm. Aggregates were obtained in the same manner as in Examples 1 to 3, except that 28 g of the collected particles and 12 g of pure water were used. At this time, all the pure water in the bag was absorbed by the water absorbent resin (A1). After vacuum drying at 40° C. for 12 hours, particles with a particle size of 300 μm to 600 μm were obtained using a sieve with a nominal opening of 300 μm and a sieve with a nominal opening of 600 μm.

比較例6
公称目開き300μmの篩および公称目開き600μmの篩を用いて、吸水性樹脂(C1)から粒子径300μm~600μmの粒子を得た。
Comparative example 6
Particles with a particle diameter of 300 μm to 600 μm were obtained from the water absorbent resin (C1) using a sieve with a nominal opening of 300 μm and a sieve with a nominal opening of 600 μm.

実施例および比較例においてそれぞれ得た粒子を保水材として評価した。それらの結果を表1に示す。

Figure 2024022704000009
The particles obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated as water retaining materials. The results are shown in Table 1.
Figure 2024022704000009

表1に示されている通り、実施例の保水材はいずれも、同程度の粒子径を有する比較例の保水材より優れた吸水速度を示した。保水材の粒子径は、保水材の粉塵防止に対する要望または保水材投入用ホッパーの構造等により制限されることがあるため、このような優れた吸水速度を達成できたことは、大きな意味を持つ。
また、保水材において、吸水性樹脂の全構成単位に対して0.1モル%以上、50モル%以下のイオン性基を有する吸水性樹脂がD10変化率1以下の保水材を構成していることにより、吸水速度が著しく向上したことが、吸水速度向上度〔具体的には、実施例1または4の吸水時間(T1)と比較例1の吸水時間(T1)との比(実施例1または4の行に記載の吸水速度向上度)、実施例2または5または7の吸水時間(T1)と比較例2の吸水時間(T1)との比(実施例2または5または7の行に記載の吸水速度向上度)、実施例9の吸水時間(T1)と比較例3の吸水時間(T1)との比(実施例9の行に記載の吸水速度向上度)、実施例10または11の吸水時間(T1)と比較例4の吸水時間(T1)との比(実施例10または11の行に記載の吸水速度向上度)〕から分かる。一方、保水材のD10変化率が1以下であったとしても、吸水性樹脂が前述した特定のイオン性基含有量を有していないと、吸水速度はあまり向上しないという意外な結果が得られたことが、比較例5の吸水時間(T1)と比較例6の吸水時間(T1)との比(比較例5の行に記載の吸水速度向上度)から分かる。
更に、表1に示されている通り、実施例の保水材は、比較例の保水材より高い塩化カルシウム水溶液吸収量も示した。これは、本発明の保水材は、カルシウム塩の存在下であっても吸水量が十分高いことを示している。また、本発明の保水材の、カルシウム塩の存在下での吸水量は、長期間にわたって低下しにくいものであった。
As shown in Table 1, all of the water-retaining materials of the examples exhibited a water absorption rate superior to that of the water-retaining materials of the comparative examples having similar particle sizes. Achieving such an excellent water absorption rate is of great significance because the particle size of the water-retaining material is sometimes limited by the desire to prevent dust in the water-retaining material or the structure of the hopper for feeding the water-retaining material. .
In addition, in the water-retaining material, the water-absorbing resin having an ionic group of 0.1 mol% or more and 50 mol% or less with respect to the total constituent units of the water-absorbing resin has a D10 change rate of 1 or less. The water absorption rate was significantly improved by the water absorption rate [specifically, the ratio of the water absorption time (T1) of Example 1 or 4 to the water absorption time (T1) of Comparative Example 1 (Example Water absorption speed improvement rate described in row 1 or 4), ratio of water absorption time (T1) of Example 2 or 5 or 7 to water absorption time (T1) of Comparative example 2 (row of Example 2 or 5 or 7) water absorption speed improvement degree described in the row of Example 9), ratio of water absorption time (T1) of Example 9 to water absorption time (T1) of Comparative Example 3 (water absorption speed improvement degree described in the row of Example 9), Example 10 or This can be seen from the ratio of the water absorption time (T1) of No. 11 to the water absorption time (T1) of Comparative Example 4 (degree of improvement in water absorption speed described in the row of Example 10 or 11). On the other hand, even if the D10 change rate of the water-retaining material is 1 or less, the unexpected result is that the water absorption rate does not improve much unless the water-absorbing resin has the above-mentioned specific ionic group content. This can be seen from the ratio between the water absorption time (T1) of Comparative Example 5 and the water absorption time (T1) of Comparative Example 6 (the degree of improvement in water absorption speed described in the row of Comparative Example 5).
Furthermore, as shown in Table 1, the water retaining material of the example also showed a higher absorption amount of calcium chloride aqueous solution than the water retaining material of the comparative example. This indicates that the water retaining material of the present invention has a sufficiently high water absorption amount even in the presence of calcium salts. Further, the water absorption amount of the water retaining material of the present invention in the presence of calcium salt was difficult to decrease over a long period of time.

本発明の保水材は、吸水速度に優れ、カルシウム塩の存在下であっても十分高い吸水量を示し、この吸水量は長期間にわたって低下しにくいため、農業用保水材として好適に利用できる。 The water retaining material of the present invention has an excellent water absorption rate, exhibits a sufficiently high water absorption amount even in the presence of calcium salts, and this water absorption amount does not easily decrease over a long period of time, so it can be suitably used as an agricultural water retaining material.

Claims (10)

吸水性樹脂を含んでなる農業用保水材であって、
吸水性樹脂は、吸水性樹脂の全構成単位に対して0.1モル%以上、50モル%以下のイオン性基を有しており、
超音波を付与することにより20質量%塩化ナトリウム水溶液を保水材に吸液させる保水材膨潤試験における、超音波を付与する前後の保水材の体積基準10%粒子径D10の変化率:
10の変化率
=(超音波を付与した後の保水材のD10)/(超音波を付与する前の保水材のD10)
は1以下である、保水材。
An agricultural water retaining material comprising a water-absorbing resin,
The water-absorbing resin has an ionic group of 0.1 mol% or more and 50 mol% or less based on the total constituent units of the water-absorbing resin,
In a water-retaining material swelling test in which a 20% by mass aqueous sodium chloride solution is absorbed into a water-retaining material by applying ultrasound, the rate of change in the volume-based 10% particle diameter D10 of the water-retaining material before and after applying ultrasound:
Rate of change in D10 = ( D10 of water retaining material after applying ultrasound)/( D10 of water retaining material before applying ultrasound)
is 1 or less, a water retaining material.
前記保水材は、公称目開き3000μmの篩を通過し、かつ公称目開き10μmの篩を通過しない粒度を有する、請求項1に記載の保水材。 The water-retaining material according to claim 1, wherein the water-retaining material has a particle size that passes through a sieve with a nominal opening of 3000 μm but does not pass through a sieve with a nominal opening of 10 μm. 前記保水材膨潤試験において超音波を付与した後の状態における、最も小粒子径側の極大粒子径は1μm以上、1000μm以下である、請求項1または2に記載の保水材。 The water retaining material according to claim 1 or 2, wherein the maximum particle diameter on the smallest particle diameter side in the state after applying ultrasonic waves in the water retaining material swelling test is 1 μm or more and 1000 μm or less. 前記吸水性樹脂は、前記イオン性基として、カルボキシル基、スルホン酸基およびアンモニウム基からなる群から選択される1以上を有する、請求項1~3のいずれかに記載の保水材。 The water-retaining material according to any one of claims 1 to 3, wherein the water-absorbing resin has one or more selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group, and an ammonium group as the ionic group. 前記吸水性樹脂は、ビニルアルコール系重合体、アクリル酸系重合体、アクリルアミド系重合体およびメタクリル酸系重合体からなる群から選択される1以上を含む、請求項1~4のいずれかに記載の保水材。 According to any one of claims 1 to 4, the water-absorbing resin contains one or more selected from the group consisting of a vinyl alcohol polymer, an acrylic acid polymer, an acrylamide polymer, and a methacrylic acid polymer. water retention material. 前記ビニルアルコール系重合体は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸およびそれらの誘導体からなる群から選択される1種以上のモノマー構成単位を含む、請求項5に記載の保水材。 The water retaining material according to claim 5, wherein the vinyl alcohol polymer contains one or more monomer constituent units selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, and derivatives thereof. 前記吸水性樹脂は架橋構造を有する、請求項1~6のいずれかに記載の保水材。 The water retaining material according to any one of claims 1 to 6, wherein the water absorbent resin has a crosslinked structure. 育苗用である、請求項1~7のいずれかに記載の保水材。 The water retaining material according to any one of claims 1 to 7, which is used for raising seedlings. 一次粒子として存在する吸水性樹脂を、膨潤させた状態で接触させることにより凝集させる凝集工程、および
凝集した吸水性樹脂を、0.2MPa以下の圧力下で乾燥する乾燥工程
を含む、請求項1~8のいずれか記載の保水材の製造方法。
Claim 1, comprising: an aggregation step of aggregating the water-absorbing resin present as primary particles by contacting them in a swollen state; and a drying step of drying the agglomerated water-absorbent resin under a pressure of 0.2 MPa or less. A method for producing a water retaining material according to any one of items 8 to 8.
前記凝集工程の前、前記凝集工程と同時、または前記凝集工程の後に、吸水性樹脂を架橋させる架橋工程を更に含む、請求項9に記載の方法。 The method according to claim 9, further comprising a crosslinking step of crosslinking the water absorbent resin before the aggregation step, at the same time as the aggregation step, or after the aggregation step.
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