JPH01198681A - 保水剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、農林、園芸、あるいは砂漠等を含む乾燥地域
の緑化用として、さらに家庭菜園土壊、植木鉢用として
利用することができる保水剤に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、自重の数十〜数百倍の水を吸収する吸水性樹脂の
開発以来、生理用品、紙おむつ等の衛生用、あるいは農
林、園芸用保水剤、あるいは建材の結露防止剤、乾燥剤
として、その用途は益々広がりつつある。吸水性樹脂と
しては、我が国では、粉末状として架橋ポリアクリル酸
塩、イソブチレン−マレイン酸塩、でんぷん−ポリアク
リル酸塩、ＰＶＡ−ポリアクリル酸塩等が知られている
。

このような吸水性樹脂を農林、園芸、緑化用の保水剤に
用いると、蒸発、流出等による水の損失が少な（なり、
植物への潅水回数を減らすことができるが、保水剤と土
壌との混合割合を０．３％以上にすると、濁水したとき
に樹脂が膨潤して土壌粒間の間隙部を占め土壌の通気性
を低下させるため、通常は、保水量を犠牲にして、混合
割合を上記以下に抑えているのが実情である。

一方１石炭専燃火力発電所等において大量に発生する石
炭灰は従来埋立処分されていたが、この石炭灰を大量に
再資源化するための有効利用技術の一環として、最近石
炭灰中の末燃焼分を有効に利用する自燃型燃成システム
を用いた石炭灰の人工軽量骨材製造技術が確立されるに
至っている。この人工軽量骨材の化学成分は第１図に示
す通りであり、植物の成長促進作用を有していることか
ら土壌改良剤として利用されている。

そして、この人工軽量骨材に前記した吸水性樹脂を混合
又は吸着させることによって、保水性を併せ有するよう
にした土壌改良剤が特開昭５６−２００８４号で提案さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記した従来のものは、人工軽量骨材の表層部に吸水性
樹脂を付着させただけにすぎないものであるため土壌と
の混合比次第では、土壌の通気性を害する恐れがあり、
従って、混合比を高くすることはできないことから十分
な保水量を確保することはできなかった。

〔課題を解決するための手段〕

前記した課題を解決するため、本発明は、吸水性樹脂を
石炭灰から成る人工軽量骨材に含浸させてなることを特
徴とするものである。

また、本発明は、石炭灰から成る所定の粒度分布をもっ
た球状の人工軽量骨材を破砕し、同破砕物に吸水性樹脂
を含浸させてなることを特徴とするものである。

【作　用〕

上記のように骨材・に樹脂を含浸させているため、潅水
したときに吸水性樹脂が膨潤しても、土壊粒間の間隙部
分を占めて通気性を低下させることがなく、保水性のみ
を増加させることができると共に土壊改良剤として広く
用いられている石炭灰を骨材としているため、植物の成
長促進作用を持たせることができる。

また、球状の骨材を破砕し、表面を凹凸にして表面積を
増大させているため、樹脂の含浸量を増し保水量を向上
させることができると共に骨材を破砕して内部を露出さ
せるようにしているため、有効養分を溶出させやすくす
ることができる。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例に基づいて説明する。

本実施例において用いる人工軽量骨材は、直径１０ｆｉ
前後の球型である。又、０．３〜０．４の空隙率を有す
るのでここに減圧含浸法により吸水性樹脂を含浸させる
。

この場合、市販されている樹脂は０．２〜２Ｍの粒状で
あるので、このまま含浸させることが困難である。した
がって、本実施例では一旦吸水性樹脂を多量の水でスラ
リー化した後、これを減圧含浸法で含浸させ、次に含浸
したスラリーの内の水を加熱によって蒸発させる。斯く
して該骨材細孔内には粉末状の吸水性樹脂のみが残存す
ることになる。なお、吸水性樹脂としてはポリアクリル
酸塩、ポリビニルアルコール／アクリル酸塩共重合体、
インブチレン／無水マレイン酸共重合体、でんぷん／ア
クリル酸グラフト共重合体塩等がガルボキシル基を有す
る樹脂、あるいはスルフォン酸基、りん酸基をもつモノ
マー等があげられる。

上記した人工軽量骨材の化学成分は第１図に示すように
水に溶解してアルカリ性を呈する成分を種々含み、かつ
３０〜４０チの空隙率を有する。

ここで、吸水性樹脂として直径０．５■ポリアクリル酸
ナトリウムをスラリー化するための純水とを１　：　６
００の割合で混合、スラリー化した当該樹脂液を当該骨
材の有するできるだけ全ての空隙部に充満させるように
減圧含浸し、次いで１２０℃で１，５時間加熱保時、水
分を蒸発除去したのち、骨材外部に付着している樹脂を
ボールを当該骨材と入れ替えた小型ボールミルで削り取
った人工軽量骨材に水道水をスプレーした結果、当該樹
脂は再度ゲル化した空隙部を満し、かつ骨材相互の付着
はなかった。

なお、前記人工軽量骨材に吸水性樹脂を含浸させる他の
例として、骨格となる電荷を有する吸水性樹脂と共重合
性二重結合を２個以上有する架橋剤とを共重合して重合
と同時に架橋する方法を用いることもできる。

ここで用いる吸水性樹脂としては、前記したポリアクリ
ル酸塩、ポリビニルアルコール／アクリル酸塩共重合体
、イソブチレン／無水マレイン酸共重合体、でんぷん／
アクリル酸グラフト共重合体塩等カルボキシル基を有す
る樹脂、あるいは、スルフォン酸基、りん酸基をもつモ
ノマー等が上げられる。

一方、架橋剤としては、メチレンビスアクリルアミド、
エチレングリコールジアクリレート、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
リレート等があげられる。

人工軽量骨材の化学成分は第１図に示した通りであり、
−例として、吸水性樹脂としてのポリアクリル酸ナトリ
ウムと架橋剤としてのメチレンビスアクリルアミドとを
９：１の割合で常温下で混合後、骨材の空隙率の５飴を
満たすように、平均径１１８の人工軽量骨材に減圧含浸
された後、２時間８０〜９０℃に保ち、共重合させると
共に架橋させ、かつ、水等創製物質を蒸発除去し、その
後常温まで冷却する。次いで、ポールを当該骨材と入れ
替えた小型ボールミルで骨材外郭に付着している樹脂の
みを削り取った人工軽量骨材に水道水をスプレーした結
果、前記の例と同様、当該樹脂はゲル化して空隙部の大
部分を満し、骨材相互の付着はなかった。

以上の方法によって処理した人工軽量骨材を塩分含有砂
地に散布し、そこにトマト（品種「端光」）を定植した
ところ、約２ケ月後収穫することができた。この期間中
の散水回数は従来の約％に減少することができた。

次に、上記人工軽量骨材を破砕し、これに吸水性樹脂を
含浸させる場合の例を説明する。

人工軽量骨材は、前記した通り、０．３〜０．４膿の空
隙率を有する直径４〜８ＩＩＩＩ＋前後の球型状である
。ここでは、この骨材を第２図に示すようにクラッシャ
ーで破砕して径が１〜２瓢、２〜４＋ｍ、４膿以上の三
種に分級した。一般に市販されている吸水性樹脂は、０
．２〜２１１１１１の粒状であり、このまま含浸させる
ことができないため、本例では、液状の吸水性樹脂と架
橋剤とを人工軽量骨材それ自体及び上記二種の破砕人工
軽量骨材の計三種の担体の細孔内に浸漬法で含浸させた
。

具体的には、吸水性樹脂として、アンモニア付加物（イ
ンブチレン−無水マレイン酸共重合体〈モル比＝１：１
〉にアンモニアガスを吸き込んだ該共重合体とアンモニ
アとの反応生成物）１５部を１８５部の純水に溶解し、
この水溶液に架橋剤としてペンタエチＶンへキサミンを
０．４５部添加後、直ちに上記した粒度の異なる三種か
ら成る骨材とその破砕物を投入し、ゲル化が起らない前
に、骨材と溶液とをｆ別して、樹脂を含浸させた骨材を
保水剤Ａとした。

この保水剤Ａの物性値として、 ■　骨材細孔内でゲル化する溶液の含浸率（ゲル含浸率
）：Ａチ ■　骨材に水のみ含浸させた場合の含浸率（水分含浸率
）二Ｂチ ■　ゲル中の樹脂（以下ＡＲと呼ぶ）の含浸率（ＡＲ含
浸率）＝Ｃ％ ■　含浸したＡＲの保水能力（ＡＲ保水能力）：０倍 を測定し、これらの値から保水剤Ａを面積１アール、深
さ１ｍの土壌を想定して、この全保水量を既に商品化さ
れている従来の保水剤ＩＭＮを使用した場合とを比較し
た結果を第３図に示す。

これから明らかなように、受領のままの形状の骨材でも
、その保水量は保水剤＃ＭＩを土壌に０．３％混合した
場合と比較して多く、約２８Ｔｏｎである。もちろん保
水剤ＩＭｌの混合比を増すことによって保水量そのもの
を増すことは簡単であるが、０．３飴以上混合すると、
前述したように通気性（酸素の供給）が悪くなり、植物
のｌ根腐れＩを起す等植物の生育に好ましくない。

この点保水剤Ａは保水量を増しても、ＡＲゲルの保持を
フライアッシー軽量骨材という固体を担体としているた
め、ＡＲゲル同士の接触は非常に少なく、通気性を害う
ことはまずなく、従来の保水剤Ｍとの有意差は明らかで
ある。

また、人工軽量骨材は、通常焼成工程を経て製造される
ため、表層部は酸化鉄で覆われているが、上記のように
破砕して内部を露出させることにより、比較的表層部に
含浸した樹脂によっても有効養分を溶出させることがで
きる。

第４図は人工軽量骨材から水中に溶出した成分と濃度を
示すもので、これによって植物の成長を促進させること
ができる。

〔発明の効果〕

以上から明らかなように、本発明によると土壌の通気性
を損うことな（保水性を上昇させることができると共に
、植物の成長促進作市を有する保水剤を得ることができ
る。特に人工軽量骨材を破砕して凹凸を設けることによ
り表面積を太き（することができるため樹脂の含浸量を
増やして保水量を増大させることができると共に、破砕
によって内部を露出させたため、植物の成長を促進させ
る養分を溶出させやすくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は人工軽量骨材の化学成分を示す図、第２図は人
工軽量骨材の破砕状況を示す図、第３図は本発明に係る
保水剤と従来の保水剤との保水性能比較図、第４図は人
工軽量骨材から水中に溶出した成分と濃度を示す図であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸水性樹脂を石炭灰から成る人工軽量骨材に含浸
   させてなることを特徴とする保水剤。
2. （２）石炭灰から成る所定の粒度分布をもつた球状の人
   工軽量骨材を破砕し、同破砕物に吸水性樹脂を含浸させ
   てなることを特徴とする保水剤。