JP2024065034A - 吸水性樹脂を用いた植物の生育方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 土壌中、水中又は肥料中のカルシウムイオンやマグネシウムイオン等で失活しにくい吸水性樹脂を用いて、植物を生育する方法を提供する。【解決手段】 土壌に、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂を混入して改善土壌とし、改善土壌上で芝等の植物を生育する方法である。吸水性樹脂は、粒状として土壌に混入して改善土壌とする。架橋リン酸化ポリビニルアルコールは、リン酸化ポリビニルアルコールを多官能チタン化合物、ジイソシアネート化合物、ジグリシジル化合物及びジカルボン酸化合物よりなる群から選ばれる架橋剤で架橋させることにより得られる。また、リン酸化ポリビニルアルコールは、部分ケン化型ポリビニルアルコールに、リン酸水素二カリウム及び尿素を反応させることにより得られる。【選択図】 なし
Description
本発明は、吸水性及び保水性に優れた吸水性樹脂を用いた植物の生育方法に関し、特に長期に亙って吸水性及び保水性を維持しうる吸水性樹脂を用いて芝生等の植物を生育する方法に関するものである。
植物の生育に灌水は欠かせないものである。この灌水を少なくする又は省略したいため、土壌に高吸水性樹脂を入れることが行われている（特許文献１）。すなわち、土壌に水を飽和吸収した高吸水性樹脂を入れておけば、灌水を少なくしても、高吸水性樹脂が保水している水を植物に供給し、植物が枯死するのを防止しうるというものである。特許文献１で用いられている高吸水性樹脂としては、澱粉－アクリロニトリルグラフト共重合体ケン化物、澱粉－アクリル酸グラフト物の中和架橋物、架橋アクリル酸塩、架橋ポリエチレンキシサイド又は酢酸ビニル－不飽和カルボン酸（エステル）共重合体ケン化物等が挙げられている（特許文献１、２頁左上欄１７行乃至右上欄２行）。
しかしながら、特許文献１記載の高吸水性樹脂を土壌と混合し灌水しながら長期に亙って使用すると、吸水能力及び保水能力が低下するということがあった。この理由は、土壌中、水中（特に硬水中）又は肥料中のカルシウムイオンやマグネシウムイオン等で、高吸水性樹脂中のカルボキシイオンが失活するためである（非特許文献１）。
一方、高吸水性樹脂として、グルタルアルデヒドで架橋されたリン酸化ポリビニルアルコールが知られており（非特許文献２）、これはカルシウムイオンをよく吸着するものであると記載されている（非特許文献２、２３０１頁のａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｌｃｉｕｍ ｉｏｎｓの項）。このため、架橋リン酸化ポリビニルアルコールも、土壌中、水中又は肥料中のカルシウムイオンで失活するのではないかと思われた。
高橋正通・柴崎一樹・仲摩栄一郎・石塚森吉・太田誠一共著「林業・緑化分野における高吸水性高分子樹脂の利用」、日林誌（２０１８）１００：２２９－２３６
Ｙｉｎｇ Ａｎ， Ｔｏｓｈｉｋｉ Ｋｏｙａｍａ， Ｋｅｎｊｉ Ｈａｎａｂｕｓａ， Ｈｉｒｏｆｕｓａ Ｓｈｉｒａｉ， Ｊｕｎｉｃｈｉ Ｉｋｅｄａ， Ｈａｊｉｍｅ Ｙｏｎｅｎｏ ａｎｄ Ｔａｋｅｓｈｉ Ｉｔｏｈ 「Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈｌｙ ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｅｄ ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ ｂｙ ｇｌｕｔａｒａｌｄｅｈｙｄｅ」，ＰＯＬＹＭＥＲ（１９９５）Ｖｏｌｕｍｅ ３６ Ｎｕｍｂｅｒ １１：２２９７－２３０１
しかしながら、架橋リン酸化ポリビニルアルコールにカルシウムイオン水を吸水させ、乾燥後に再度カルシウムイオン水を吸水させても、吸水能力が低下しにくいことを、本発明者は発見した。したがって、本発明の課題は、土壌中、水中又は肥料中のカルシウムイオンやマグネシウムイオン等で失活しにくい吸水性樹脂を用いて、植物を生育する方法を提供することにある。
すなわち、本発明は、土壌に、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂を混入して改善土壌とし、該改善土壌上で植物を生育する植物の生育方法に関するものである。また、本発明は、土壌の不存在下、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂を不織布に担持した吸水性不織布面上で、植物を生育する植物の生育方法に関するものである。
本発明に係る方法で用いる吸水性樹脂は、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなるものである。すなわち、ポリビニルアルコールをリン酸化した後、それを架橋してなるものである。使用するポリビニルアルコールとしては、部分ケン化型のものであるのが好ましく、ケン化度は７０～９０％程度のものが好ましい。また、重合度は１０００～１００００程度であるのが好ましい。さらに、このポリビニルアルコールは、カルボキシル化ポリビニルアルコールであってもよい。
リン酸化ポリビニルアルコールは、上記したポリビニルアルコールにリン酸基を付加したものである。具体的には、ポリビニルアルコールとリン酸及び／又はその塩を反応させることにより、得られる。リン酸及び／又はその塩としては、リン酸、リン酸塩、リン酸水素塩又はリン酸二水素塩が用いられる。特に、リン酸水素カリウム又はリン酸二水素カリウムが好ましく用いられる。リン酸化ポリビニルアルコールは、水酸基、アセチル基又はカルボキシル基の他に、リン酸基を有するものである。
リン酸化ポリビニルアルコールを架橋剤で架橋することにより、架橋リン酸化ポリビニルアルコールが得られる。架橋剤としては、多官能架橋剤、好ましくは水溶性多官能架橋剤が用いられる。多官能化合物としては、多官能イソシアネート化合物、多官能チタン化合物、多官能エポキシ化合物又は多官能カルボン酸等を単独で又は混合して用いればよい。一般的には、ジイソシアネート化合物、ジグリシジル化合物又はジカルボン酸化合物等の二官能化合物が用いられる。
架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂は、土壌に混入して使用される。土壌は、天然土壌でも人工土壌でもよい。吸水性樹脂は、土壌を形成する土砂と同様の形状であるのが好ましく、一般的に粒状であるのが好ましい。また、その大きさも土砂で同程度であるのが好ましく、具体的には質量平均粒子径が５０～１００００μｍであるのが好ましい。
また、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂は、不織布に担持させて土壌に混入して改善土壌としてもよい。吸水性樹脂を担持させた不織布は、土壌上又は土壌下に敷設して使用したり、土壌表面層下に埋設して使用してもよい。不織布としては、従来公知のものを採用しうるが、土壌中で生分解する生分解性不織布を採用するのが好ましい。生分解性不織布としては、コットン繊維やポリ乳酸繊維を構成繊維とするものを採用しうる。
架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂を不織布に担持するには、バインダーで不織布に接着させてもよい。たとえば、粒状の吸水性樹脂を不織布の構成繊維表面にバインダーで接着させて担持してもよいし、フィルム状の吸水性樹脂を不織布表面にバインダーで接着させてもよい。バインダーとしては従来公知のものを用いうるが、水溶性バインダーであるのが好ましい。たとえば、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース又はアルギン酸塩等の水溶性バインダーを用いるのが好ましい。さらに、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂を不織布の構成繊維相互間の間隙に、バインダーなしで沈積させてもよい。
本発明で用いる吸水性樹脂は、たとえば、以下の方法により製造することができる。まず、ポリビニルアルコール、リン酸及び／又はその塩、尿素、並びに水を混合して得られた水溶液を１００℃～１４０℃で加熱乾固し、洗浄してリン酸化ポリビニルアルコールを得る。得られたリン酸化ポリビニルアルコールは、ポリビニルアルコールの水酸基にリン酸基（第四級アンモニウムリン酸基）が結合されてなるものである。また、第四級アンモニウムイオンをカリウムイオンやナトリウムイオン等に置換すれば、窒素原子を含まないリン酸化ポリビニルアルコールとすることができる。そして、リン酸化ポリビニルアルコール、架橋剤及び水を混合して得られたスラリーを１００℃～１４０℃に加熱することにより、リン酸化ポリビニルアルコールが架橋され三次元網目構造を持つ架橋リン酸化ポリビニルアルコールが得られる。また、１００℃～１４０℃に加熱することにより、水は蒸発し固形の架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂が得られる。
リン酸化ポリビニルアルコール、架橋剤及び水を混合して得られたスラリーを、不織布に含浸した後、１００℃～１４０℃に加熱することにより、架橋リン酸化ポリビニルアルコールをバインダーなしで担持させた不織布が得られる。すなわち、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂が、不織布の構成繊維相互間の間隙に、バインダーなしで沈積させた不織布が得られる。
また、本発明で用いる架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂を不織布に担持した吸水性不織布の場合、土壌の不存在下でも、植物の生育が可能となる。たとえば、建物の屋上又は壁面に、吸水性不織布を敷設し、当該吸水性不織布面上に植物の種を播き又は植物の苗を植えて、植物を生育することも可能である。かかる植物の生育方法は、建物の屋上緑化工法又は建物の壁面緑化工法として用いることもできる。なお、吸水性不織布に代えて、スポンジ等の多孔質体に吸水性樹脂を担持させたものや、天然繊維、合成繊維又は鉱物繊維等の繊維塊に吸水性樹脂を担持させたものも、吸水性不織布と同様の方法で用いることができる。
本発明は、植物の生育に用いられる。植物としては、灌水の量の多い芝生が最も適している。芝生以外にも灌水の多い野菜や果樹等の植物又は観葉植物等の生育にも用いることができる。
本発明に用いる架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂は、カルシウムイオン水を吸水し乾燥した後、再度、カルシウムイオン水を吸水する場合において、再度の吸水能力が低下しにくい。したがって、カルシウムイオンやマグネシウムイオン等が多く存在する土壌中に混入しても、長期に亙って高い吸水能力を維持しうる。また、肥料や水に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の影響によって、吸水能力が低下しにくい。よって、本発明に係る方法を用いれば、植物への灌水を少なくしても、植物が枯死するのを防止でき、節水しうるという効果を奏する。
＜リン酸化ポリビニルアルコール（１）の製造＞
部分ケン化型ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＪＰ－３３）５質量部を水９５質量部に撹拌下に混合し、溶解させた後、リン酸水素二カリウム３．５質量部及び尿素２．５質量部を添加撹拌して水溶液を得た。この水溶液を角バットに移し替え、オーブン中で１０５℃で１２０分加熱乾固し、次いで１４０℃で３０分加熱して固形物を得た。この固形物を再度水に溶解させ、透析膜（ケニス株式会社製、透析用セルローズチューブ）で洗浄して、リン酸化ポリビニルアルコール（１）を得た。得られたリン酸化ポリビニルアルコール（１）のＩＣＰによるリン定量結果は、０．４４ｗｔ％であった。
部分ケン化型ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＪＰ－３３）５質量部を水９５質量部に撹拌下に混合し、溶解させた後、リン酸水素二カリウム３．５質量部及び尿素２．５質量部を添加撹拌して水溶液を得た。この水溶液を角バットに移し替え、オーブン中で１０５℃で１２０分加熱乾固し、次いで１４０℃で３０分加熱して固形物を得た。この固形物を再度水に溶解させ、透析膜（ケニス株式会社製、透析用セルローズチューブ）で洗浄して、リン酸化ポリビニルアルコール（１）を得た。得られたリン酸化ポリビニルアルコール（１）のＩＣＰによるリン定量結果は、０．４４ｗｔ％であった。
＜リン酸化ポリビニルアルコール（２）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）の製造の場合と同一の条件で水溶液を得た。この水溶液を角バットに移し替え、オーブン中で１４０℃で１８０分加熱乾固して固形物を得た。この固形物を再度水に溶解させ、透析膜（ケニス株式会社製、透析用セルローズチューブ）で洗浄して、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を得た。得られたリン酸化ポリビニルアルコール（２）のＩＣＰによるリン定量結果は、１．７５ｗｔ％であった。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）の製造の場合と同一の条件で水溶液を得た。この水溶液を角バットに移し替え、オーブン中で１４０℃で１８０分加熱乾固して固形物を得た。この固形物を再度水に溶解させ、透析膜（ケニス株式会社製、透析用セルローズチューブ）で洗浄して、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を得た。得られたリン酸化ポリビニルアルコール（２）のＩＣＰによるリン定量結果は、１．７５ｗｔ％であった。
＜吸水性樹脂（１）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）１００質量部を水１９００質量部に撹拌下に混合溶解し、そこに水溶性イソシアネート水分散液（第一工業製薬株式会社製、エラストロンＢＮ－６９、イソシアネート含有量４０ｗｔ％）５質量部を添加撹拌しスラリーを得た。スラリーをシャーレ中で１２０℃の熱風乾燥機で１２０分加熱乾燥してフィルム状の吸水性樹脂（１）を得た。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）１００質量部を水１９００質量部に撹拌下に混合溶解し、そこに水溶性イソシアネート水分散液（第一工業製薬株式会社製、エラストロンＢＮ－６９、イソシアネート含有量４０ｗｔ％）５質量部を添加撹拌しスラリーを得た。スラリーをシャーレ中で１２０℃の熱風乾燥機で１２０分加熱乾燥してフィルム状の吸水性樹脂（１）を得た。
＜吸水性樹脂（２）の製造＞
水溶性イソシアネート水分散液の添加量を２．５質量部に変更する他は、吸水性樹脂（１）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（２）を得た。
水溶性イソシアネート水分散液の添加量を２．５質量部に変更する他は、吸水性樹脂（１）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（２）を得た。
＜吸水性樹脂（３）の製造＞
水溶性イソシアネート水分散液に代えて、チタンジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）（マツモトファインケミカル株式会社製、オルガチックスＴＣ－４００、Ｔｉ含有量８．２ｗｔ％）３５質量部を用いる他は、吸水性樹脂（１）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（３）を得た。
水溶性イソシアネート水分散液に代えて、チタンジイソプロポキシビス（トリエタノールアミネート）（マツモトファインケミカル株式会社製、オルガチックスＴＣ－４００、Ｔｉ含有量８．２ｗｔ％）３５質量部を用いる他は、吸水性樹脂（１）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（３）を得た。
＜吸水性樹脂（４）の製造＞
水溶性イソシアネート水分散液に代えて、ポリエチレングリコール♯４００ジグリシジルエーテル（共栄社化学株式会社製、エポライト４００E ）１００質量部を用い、かつ、熱風乾燥機の温度を１１０℃に変更した他は、吸水性樹脂（１）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（４）を得た。
水溶性イソシアネート水分散液に代えて、ポリエチレングリコール♯４００ジグリシジルエーテル（共栄社化学株式会社製、エポライト４００E ）１００質量部を用い、かつ、熱風乾燥機の温度を１１０℃に変更した他は、吸水性樹脂（１）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（４）を得た。
＜吸水性樹脂（５）の製造＞
ポリエチレングリコール♯４００ジグリシジルエーテル（共栄社化学株式会社製、エポライト４００E ）の使用量を５０質量部に変更した他は、吸水性樹脂（４）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（５）を得た。
ポリエチレングリコール♯４００ジグリシジルエーテル（共栄社化学株式会社製、エポライト４００E ）の使用量を５０質量部に変更した他は、吸水性樹脂（４）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（５）を得た。
＜吸水性樹脂（６）の製造＞
ポリエチレングリコール♯４００ジグリシジルエーテルに代えて、こはく酸（関東化学株式会社製）３０質量部を用いる他は、吸水性樹脂（４）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（６）を得た。
ポリエチレングリコール♯４００ジグリシジルエーテルに代えて、こはく酸（関東化学株式会社製）３０質量部を用いる他は、吸水性樹脂（４）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（６）を得た。
＜吸水性樹脂（７）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を用いる他は、吸水性樹脂（１）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（７）を得た。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を用いる他は、吸水性樹脂（１）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（７）を得た。
＜吸水性樹脂（８）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を用いる他は、吸水性樹脂（２）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（８）を得た。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を用いる他は、吸水性樹脂（２）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（８）を得た。
＜吸水性樹脂（９）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を用いる他は、吸水性樹脂（３）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（９）を得た。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を用いる他は、吸水性樹脂（３）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（９）を得た。
＜吸水性樹脂（１０）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を用いる他は、吸水性樹脂（４）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１０）を得た。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を用いる他は、吸水性樹脂（４）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１０）を得た。
＜吸水性樹脂（１１）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を用いる他は、吸水性樹脂（５）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１１）を得た。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を用いる他は、吸水性樹脂（５）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１１）を得た。
＜吸水性樹脂（１２）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を用いる他は、吸水性樹脂（６）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１２）を得た。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、リン酸化ポリビニルアルコール（２）を用いる他は、吸水性樹脂（６）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１２）を得た。
＜吸水性樹脂（１３）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、部分ケン化型ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＪＰ－３３）を用いる他は、吸水性樹脂（１）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１３）を得た。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、部分ケン化型ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＪＰ－３３）を用いる他は、吸水性樹脂（１）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１３）を得た。
＜吸水性樹脂（１４）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、部分ケン化型ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＪＰ－３３）を用いる他は、吸水性樹脂（２）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１４）を得た。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、部分ケン化型ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＪＰ－３３）を用いる他は、吸水性樹脂（２）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１４）を得た。
＜吸水性樹脂（１５）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、部分ケン化型ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＪＰ－３３）を用いる他は、吸水性樹脂（３）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１５）を得た。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、部分ケン化型ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＪＰ－３３）を用いる他は、吸水性樹脂（３）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１５）を得た。
＜吸水性樹脂（１６）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、部分ケン化型ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＪＰ－３３）を用いる他は、吸水性樹脂（４）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１６）を得た。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、部分ケン化型ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＪＰ－３３）を用いる他は、吸水性樹脂（４）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１６）を得た。
＜吸水性樹脂（１７）の製造＞
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、部分ケン化型ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＪＰ－３３）を用いる他は、吸水性樹脂（６）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１７）を得た。
リン酸化ポリビニルアルコール（１）に代えて、部分ケン化型ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＪＰ－３３）を用いる他は、吸水性樹脂（６）の製造の場合と同一の条件でフィルム状の吸水性樹脂（１７）を得た。
＜吸水性樹脂（１８）＞
市販の吸水性樹脂（ケニス株式会社製、超吸水性樹脂）を入手した。
市販の吸水性樹脂（ケニス株式会社製、超吸水性樹脂）を入手した。
＜吸水性樹脂（１９）＞
市販の吸水性樹脂（Ａｑｕａｔｒｏｌｓ社製、ＳｕｐｅｒＳｏｒｂ－Ｆ）を入手した。
市販の吸水性樹脂（Ａｑｕａｔｒｏｌｓ社製、ＳｕｐｅｒＳｏｒｂ－Ｆ）を入手した。
架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂（１）～（１２）、架橋ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂（１３）～（１７）、市販品である吸水性樹脂（１８）及び（１９）の各々の吸水性樹脂の脱イオン水吸水倍率、カルシウムイオン水吸水倍率及びカルシウムイオン水再吸水倍率を、以下の方法で評価した。これらの結果を表１に示した。
［脱イオン水吸水倍率］
吸水性樹脂１質量部を５００質量部の脱イオン水に浸漬し、１時間室温で静置した。可溶成分を除去した後、脱イオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂の質量（Ｗ１）を秤量する。その後、脱イオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂を、熱風乾燥機で温度１０５℃の条件において乾固させ、乾固質量（Ｗ２）を秤量する。Ｗ１／Ｗ２の値を脱イオン水吸水倍率とした。
吸水性樹脂１質量部を５００質量部の脱イオン水に浸漬し、１時間室温で静置した。可溶成分を除去した後、脱イオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂の質量（Ｗ１）を秤量する。その後、脱イオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂を、熱風乾燥機で温度１０５℃の条件において乾固させ、乾固質量（Ｗ２）を秤量する。Ｗ１／Ｗ２の値を脱イオン水吸水倍率とした。
［カルシウムイオン水吸水倍率］
塩化カルシウム二水和物（関東化学株式会社製 試薬特級）１質量部を１００質量部の水に溶解させ、カルシウムイオン水を得た。吸水性樹脂１質量部をカルシウムイオン水１００質量部に浸漬し、１時間室温で静置した。可溶成分を除去した後、カルシウムイオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂の質量（Ｘ１）を秤量する。その後、カルシウムイオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂を、熱風乾燥機で温度１０５℃の条件において乾固させ、乾固質量（Ｘ２）を秤量する。Ｘ１／Ｘ２の値をカルシウムイオン水吸水倍率とした。
塩化カルシウム二水和物（関東化学株式会社製 試薬特級）１質量部を１００質量部の水に溶解させ、カルシウムイオン水を得た。吸水性樹脂１質量部をカルシウムイオン水１００質量部に浸漬し、１時間室温で静置した。可溶成分を除去した後、カルシウムイオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂の質量（Ｘ１）を秤量する。その後、カルシウムイオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂を、熱風乾燥機で温度１０５℃の条件において乾固させ、乾固質量（Ｘ２）を秤量する。Ｘ１／Ｘ２の値をカルシウムイオン水吸水倍率とした。
［カルシウムイオン水再吸水倍率］
カルシウムイオン水吸水倍率を測定する方法で同一の方法で、カルシウムイオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂を得た。カルシウムイオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂を、熱風乾燥機で温度７０℃の条件において乾燥させて準乾固物を得、この質量（Ｙ１）を秤量する。その後、この準乾固物１質量部をカルシウムイオン水１００質量部に浸漬し、１時間室温で静置した。可溶成分を除去した後、カルシウムイオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂の質量（Ｙ２）を秤量する。Ｙ２／Ｙ１の値をカルシウムイオン水再吸水倍率とした。
カルシウムイオン水吸水倍率を測定する方法で同一の方法で、カルシウムイオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂を得た。カルシウムイオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂を、熱風乾燥機で温度７０℃の条件において乾燥させて準乾固物を得、この質量（Ｙ１）を秤量する。その後、この準乾固物１質量部をカルシウムイオン水１００質量部に浸漬し、１時間室温で静置した。可溶成分を除去した後、カルシウムイオン水で膨潤した状態の吸水性樹脂の質量（Ｙ２）を秤量する。Ｙ２／Ｙ１の値をカルシウムイオン水再吸水倍率とした。
［表１］
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脱イオン水 カルシウムイオ カルシウムイオ
吸水倍率 ン水吸水倍率 ン水再吸水倍率
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
吸水性樹脂（１） ５０倍 ２１倍 ２１倍
吸水性樹脂（２） ５２倍 ２１倍 ２２倍
吸水性樹脂（３） ３０倍 ２０倍 ２０倍
吸水性樹脂（４） ５６倍 １９倍 ２２倍
吸水性樹脂（５） １６３倍 ２４倍 ３４倍
吸水性樹脂（６） ９８倍 ２２倍 ２７倍
吸水性樹脂（７） ８９倍 ２２倍 ２６倍
吸水性樹脂（８） １０６倍 １９倍 ２９倍
吸水性樹脂（９） ５２倍 ２１倍 ２２倍
吸水性樹脂（１０） １３６倍 ２３倍 ３１倍
吸水性樹脂（１１） １８９倍 ２４倍 ３７倍
吸水性樹脂（１２） １２１倍 ２３倍 ２９倍
吸水性樹脂（１３） ７倍 ８倍 ６倍
吸水性樹脂（１４） １２倍 １０倍 ９倍
吸水性樹脂（１５） ９倍 ９倍 ８倍
吸水性樹脂（１６） 水溶性 水溶性 水溶性
吸水性樹脂（１７） ７倍 ８倍 ６倍
吸水性樹脂（１８） ４６５倍 １０倍 ４倍
吸水性樹脂（１９） ４１４倍 ５倍 ３倍
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脱イオン水 カルシウムイオ カルシウムイオ
吸水倍率 ン水吸水倍率 ン水再吸水倍率
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吸水性樹脂（１） ５０倍 ２１倍 ２１倍
吸水性樹脂（２） ５２倍 ２１倍 ２２倍
吸水性樹脂（３） ３０倍 ２０倍 ２０倍
吸水性樹脂（４） ５６倍 １９倍 ２２倍
吸水性樹脂（５） １６３倍 ２４倍 ３４倍
吸水性樹脂（６） ９８倍 ２２倍 ２７倍
吸水性樹脂（７） ８９倍 ２２倍 ２６倍
吸水性樹脂（８） １０６倍 １９倍 ２９倍
吸水性樹脂（９） ５２倍 ２１倍 ２２倍
吸水性樹脂（１０） １３６倍 ２３倍 ３１倍
吸水性樹脂（１１） １８９倍 ２４倍 ３７倍
吸水性樹脂（１２） １２１倍 ２３倍 ２９倍
吸水性樹脂（１３） ７倍 ８倍 ６倍
吸水性樹脂（１４） １２倍 １０倍 ９倍
吸水性樹脂（１５） ９倍 ９倍 ８倍
吸水性樹脂（１６） 水溶性 水溶性 水溶性
吸水性樹脂（１７） ７倍 ８倍 ６倍
吸水性樹脂（１８） ４６５倍 １０倍 ４倍
吸水性樹脂（１９） ４１４倍 ５倍 ３倍
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表１の結果から分かるように、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂（１）～（１２）は、脱イオン水吸水倍率、カルシウムイオン吸水倍率及びカルシウムイオン再吸水倍率のいずれの吸水倍率も高く、カルシウムイオンが多く含まれる硬水であっても、良好な吸水性が示すことが分かる。
一方、架橋ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂（１３）～（１７）は、吸水倍率が低かったり、溶解してしまい、吸水性樹脂として適当なものではなかった。また、市販品である吸水性樹脂（１８）及び（１９）は、脱イオン水吸水倍率は高いが、カルシウムイオン吸水倍率及びカルシウムイオン再吸水倍率が低く、カルシウムイオンが多く含まれる硬水等のような場合は、吸水性が低下することが分かる。
一方、架橋ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂（１３）～（１７）は、吸水倍率が低かったり、溶解してしまい、吸水性樹脂として適当なものではなかった。また、市販品である吸水性樹脂（１８）及び（１９）は、脱イオン水吸水倍率は高いが、カルシウムイオン吸水倍率及びカルシウムイオン再吸水倍率が低く、カルシウムイオンが多く含まれる硬水等のような場合は、吸水性が低下することが分かる。
実施例１
土壌表面積が１／５０００ａ（２００ｃｍ2）のワグネルポットを準備した。一方、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂（９）を粉砕してなる質量平均粒子径５００μｍの粒状の吸水性樹脂を準備した。このワグネルポットに培地として山砂を敷き、その上に１０ｇの山砂及び０．１ｇの粒状の吸水性樹脂を混合した改善土壌を敷き詰め、平滑に均した。そして、この上にホールカッター（Φ１０８ｍｍ）で切り出した切り芝（株式会社那須ナーセリー製、品種「ケンタッキーブルーグラス」、商品名「ビバターフ」）を中央に設置して張り、空隙を山砂で充填した。芝が根付くまでの１０日間は１回／日灌水し、その後降雨の影響が無い状態で約２ケ月間灌水を停止した。そして、芝の根長を測定したところ、約２６ｃｍであり、葉部分の枯死は防がれていた。
土壌表面積が１／５０００ａ（２００ｃｍ2）のワグネルポットを準備した。一方、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂（９）を粉砕してなる質量平均粒子径５００μｍの粒状の吸水性樹脂を準備した。このワグネルポットに培地として山砂を敷き、その上に１０ｇの山砂及び０．１ｇの粒状の吸水性樹脂を混合した改善土壌を敷き詰め、平滑に均した。そして、この上にホールカッター（Φ１０８ｍｍ）で切り出した切り芝（株式会社那須ナーセリー製、品種「ケンタッキーブルーグラス」、商品名「ビバターフ」）を中央に設置して張り、空隙を山砂で充填した。芝が根付くまでの１０日間は１回／日灌水し、その後降雨の影響が無い状態で約２ケ月間灌水を停止した。そして、芝の根長を測定したところ、約２６ｃｍであり、葉部分の枯死は防がれていた。
実施例２
粒状の吸水性樹脂の使用量を０．２ｇに変更した他は、実施例１と同一の方法で芝の根長を測定したところ、約２１ｃｍであり、葉部分の枯死は防がれていた。
粒状の吸水性樹脂の使用量を０．２ｇに変更した他は、実施例１と同一の方法で芝の根長を測定したところ、約２１ｃｍであり、葉部分の枯死は防がれていた。
比較例１
粒状の吸水性樹脂を使用しない他は、実施例１と同一の方法で芝の根長を測定したところ、約８．５ｃｍであり、葉部分は全て枯死していた。
粒状の吸水性樹脂を使用しない他は、実施例１と同一の方法で芝の根長を測定したところ、約８．５ｃｍであり、葉部分は全て枯死していた。
比較例２
粒状の吸水性樹脂を、市販品（Ａｑｕａｔｒｏｌｓ社製、ＳｕｐｅｒＳｏｒｂ－Ｆ）に変更した他は、実施例１と同一の方法で芝の根長を測定したところ、約８～１２ｃｍであった。
粒状の吸水性樹脂を、市販品（Ａｑｕａｔｒｏｌｓ社製、ＳｕｐｅｒＳｏｒｂ－Ｆ）に変更した他は、実施例１と同一の方法で芝の根長を測定したところ、約８～１２ｃｍであった。
比較例３
粒状の吸水性樹脂を、市販品（Ａｑｕａｔｒｏｌｓ社製、ＳｕｐｅｒＳｏｒｂ－Ｆ）に変更した他は、実施例２と同一の方法で芝の根長を測定したところ、約１５～１７ｃｍであった。
粒状の吸水性樹脂を、市販品（Ａｑｕａｔｒｏｌｓ社製、ＳｕｐｅｒＳｏｒｂ－Ｆ）に変更した他は、実施例２と同一の方法で芝の根長を測定したところ、約１５～１７ｃｍであった。
実施例１及び２の結果から、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂（９）を用いた改善土壌では、芝の根がよく成長しており、芝の生育が良好であることが分かる。一方、比較例１の結果から、吸水性樹脂を用いない場合は、芝の根の成長が悪く、芝の生育が不良であることが分かる。また、比較例２及び３の結果から、市販品の吸水性樹脂を用いた場合、実施例１及び２の場合と対比して芝の根の成長が少なく、芝の生育が不十分であることが分かる。
Claims (8)
- 土壌に、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂を混入して改善土壌とし、該改善土壌上で植物を生育する植物の生育方法。
- 吸水性樹脂として、質量平均粒子径が５０～１０００μｍである粒状の吸水性樹脂を用いる請求項１記載の植物の生育方法。
- 吸水性樹脂を不織布に担持して土壌に混入する請求項１記載の植物の生育方法。
- 吸水性樹脂がバインダーにより不織布に担持されている請求項３記載の植物の生育方法。
- 架橋リン酸化ポリビニルアルコールの架橋剤が、多官能イソシアネート化合物、多官能チタン化合物、多官能エポキシ化合物及び多官能カルボン酸よりなる群から選ばれた化合物である請求項１記載の植物の生育方法。
- 植物が芝生である請求項１記載の植物の生育方法。
- 土壌の不存在下、架橋リン酸化ポリビニルアルコールよりなる吸水性樹脂を不織布に担持した吸水性不織布面上で、植物を生育する植物の生育方法。
- 吸水性不織布を建物の屋上又は壁面に敷設する請求項７記載の植物の生育方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022171932 | 2022-10-27 | ||
| JP2022171932 | 2022-10-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024065034A true JP2024065034A (ja) | 2024-05-14 |
Family
ID=91034496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023180435A Pending JP2024065034A (ja) | 2022-10-27 | 2023-10-19 | 吸水性樹脂を用いた植物の生育方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2024065034A (ja) |
-
2023
- 2023-10-19 JP JP2023180435A patent/JP2024065034A/ja active Pending
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