JPH01243927A

JPH01243927A - 土壌保水材

Info

Publication number: JPH01243927A
Application number: JP63070770A
Authority: JP
Inventors: Koji Kato; 浩二加藤; Kensho Fujitani; 藤谷　憲昭; Takashi Fujimoto; 隆藤本
Original assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1989-09-28

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】〔発明の背景〕産業上の利用分野本発明は、土壌保水材に関するものである。更に詳しく
は、本発明は、天然土壌との混合が容易であり、かつ、
優れた保水効果と耐久性を有する土壌保水材に関するも
のである。

従来技術及び問題点従来より、植物に好適な水分を与える方法として、土壌
中に保水性のある水不溶性の吸水性樹脂を混入させる方
法が実施されている。

これら吸水性樹脂の土壌中への混入方法としては、吸水
性樹脂粉末を直接土壌と混合し、目的の場所に施用する
方法が行なわれている。しかしながら、吸水性樹脂の比
重は一般的に土壌のそれと比較して小さく、そして樹脂
は小粒径の粉末状で混合される為、吸水性樹脂の土壌中
への均一な混合は困難である。土壌が湿潤状態である場
合には、吸水性樹脂が土壌中水分を吸収して、所謂ママ
コ状態になるので、均一な混合は更に困難になる。

また、施用作業時の吸水性樹脂粉体の飛散等もあって、
ハンドリングにも問題があった。

また、その様にして土壌中に吸水性樹脂を均一に混合し
得た場合であっても、日時が経過するにつれて、また降
雨又は潅水の繰り返しによって、吸水性樹脂のゲルが序
々に土壌表面に浮上してくる現象が生じる。そうすると
外観上好ましくないと同時に、吸水ゲルは一般的に日光
等の紫外線に曝されると可溶物になるため、保水材本来
の保水性を失なってしまうことがあった。そうした事か
ら最近は、吸水性樹脂粉末を水溶性高分子のバインダー
を使用して、土や砂又は任意の担体に付着させた造粒物
の保水材を、土壌に混入させる方法が考えられている（
特開昭５９−３８２７１号及び特開昭５９−６２６８８
号公報等）。

この方法によると、前述の土壌への混合時の均−性及び
作業性の問題点は、解決される。しかし、この様な保水
材は、バインダーを使用しているため保水材の吸水能力
が損なわれて充分な保水効果が得られないという問題が
ある。

そして、この造粒物保水材は、運搬時および取扱い時等
に、吸水性樹脂が基材である土や砂又は担体から部分的
に脱落してしまう事があって、満足できるものとは言い
難たかった。また、施工後において吸水性樹脂を吸水さ
せると基材への付着性は更に低下して容易に基材から離
脱してしまう。

よって、前述の吸水樹脂を直接土壌に混入した場合と同
様に、ゲルの日光による劣化が生じる事になる。

〔発明の概要〕

要旨本発明者らは、上記のような問題を解決すべく研究を重
ねた結果、吸水性樹脂の本来の性能を損なわない植物生
育のための保水材を見出して本発明をなすに致った。

従って、本発明による土壌保水材は、水溶性のアクリル
酸及び（または）アクリル酸塩モノマー、ラジカル重合
開始剤および水溶性の架橋剤を含有する水溶液を、多孔
性無機質材料に含浸又は噴霧した後、温度４０℃以上か
つ相対湿度２０％以上の条件下で重合させ、その後必要
に応じて乾燥させて得られたものであること、を特徴と
するものである。

効果本発明による土壌保水材は、土壌中への混入時の作業性
の改善はもちろん、吸水前および吸水後の状態にあって
も吸水樹脂が基材（多孔性無機質材料）から離脱せず、
さらにバインダーを使用していないので吸水性樹脂の本
来の性能を損なわず、更には粒径の比較的大の無機質多
孔性材料を基材にしているので土壌の団粒化現象も起こ
らないので、保水材としての機能を充分発揮させる事が
可能となった。さらに目的の施用土壌（天然土壌）の状
態に応じて、保水材基材（多孔性無機質材料）の種類、
粒径、比重および吸水樹脂の固若量、吸水倍率等を任意
に選択して調整する事が可能である。

また、従来の造粒型保水材を製造する時の様に、特別で
、かつ高価な設備を必要としないので、簡便な設備にて
安価に保水材を製造する事ができる。

〔発明の詳細な説明〕

土壌保水材本発明の土壌保水材とは、土壌中に混入して使用するも
のであって、それが吸収、保持した水分を土壌ないし植
物に供給して、土壌および植物が過度に乾燥するのを防
止すると共に、潅水用水、潅水作業を低減しようとする
ものである。

岩石の風化物と、植物や微生物等の作用による６機物と
からなる土壌は、本発明による土壌保水材が適用される
典型的なものである。本発明で「土壌」とは、この様な
土壌のみを言うのではなく、広（「植物に対して水分、
養分等を供給して、その成育の場を形成するもの」を言
うものである。

したがって、現在は水分、養分が乏しくあるいはこれら
の流口が激しくて植物の生育が困難であるところ（例え
ば、砂地）であっても、水分、養分を施用するなどの適
当な処理（この適当な処理の中には、本発明による土壌
保水材の施用も含まれる）を行うことによって、植物の
生育が可能となるところも、本発明では「土壌」という
こととする。

本発明による土壌保水材は、具体的には、吸水性ポリマ
ーを形成すべきアクリル酸および（又は）その塩を水性
溶液として、多孔質無機質材料に含浸又は噴霧し、次い
で該アクリル酸又はその塩モノマーを重合させて得られ
たものである。この様な保水材は、吸水性樹脂が多孔性
無機質材料に確実に付着保持されてなるものである。

なお、本発明による土壌保水材は、保水材としての機能
を害しない限り、肥料成分や農薬成分等を少量混入させ
たものであってもよい。

多孔性無機質材料本発明に用いる多孔性無機質材料とは、天然鉱物あるい
は人工鉱物資材の粒状物であり、その表面又は全体の構
造が多孔質状であって、植物生育に害を与えないもので
あればいずれでも良い。

例えば、天然土砂、火山砂、火成岩、富土砂、竜眼石、
アルミナ、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト
、クレイボール（焼き赤玉）等が挙げられる。これら無
機材料は、単独あるいは適宜組み合わせ混合して使用し
ても良い。

粒径および形状は、特に間れないが、好ましくは１〜２
０ｍｍ程度の定形又は不定形の固体材料を施用土壌に合
わせ任意に選択すれば良い。比重は、出来るだけ大の物
が好ましいが、特に限定はない。

なお、多孔性無機質材料において、「多孔性」とは、材
料粒子の細孔だけの全体積（Ｖｌ）と細孔を含めたその
粒子の全体積（Ｖ２）との比、Ｖ１／Ｖ２が充分に大き
い物質をいうが、ここでは、粒子表面のみが、平滑では
なく、凸凹状構造になった物質をも含む。つまり、保水
材製造時に、材料粒子へのモノマー水溶液の含浸が容易
であり、かつ重合時の熱伝達が容易である構造を有する
物質であることを意味する。

七ツマー等本発明に使用する七ツマ−はアクリル酸あるいはその塩
であり、その塩類はアクリル酸カリウム、アクリル酸ナ
トリウム、アクリル酸アンモニウムのうちいずれかを用
いる。

更には、これら七ツマ−に吸水性能向上のため、架橋剤
や添加剤を加えることも可能である。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（
メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ
）アクリレート等の水溶性の多官能性のエチレン性不飽
和モノマー等、アクリル酸の官能基と反応し得る２個以
上の官能基を有する水溶性の化合物等が好適に使用しう
る。

ラジカル重合開始剤としては、例えば過酸化カリウム、
過酸化アンモニウム、過酸化水素等の過酸化物あるいは
アゾ化合物等の水溶性のものを既知の量で使用する。

土壌保水材の製造法本発明による土壌保水材は、前述の様なモノマーを水性
溶液として多孔性無機質材料に含浸させるかあるいは七
ツマー水性溶液を多孔性無機質材料上に噴霧して製造さ
れる。

多孔性無機質材料に含浸又は噴霧する、モノマーとして
は、吸水性ポリマーに転換可能で重合、乾燥した後に良
好な吸水性能を与える事が出来るアクリル酸又はその塩
七ツマ−を用いる。

なお、モノマー水性溶液は、希望するならば水溶性有機
溶媒が少量存在したものであってもよい。

また、このような多孔質無機質材料に均一分散したモノ
マーを重合させる段階も、合目的的な任意のものであり
うる。そのような方法の典型的なものは、水溶性ラジカ
ル重合開始剤の作用によるもの、具体的には、モノマー
水性溶液中にラジカル重合開始剤を添加しておいて多孔
質無機質材料上でそれを分解させるか、あるいはラジカ
ル重合開始剤をモノマーとは別の溶液としてモノマー水
性溶液施用後の多孔質無機質材料に噴霧等によって均一
に施して、多孔質無機質材料上で分解させるか、あるい
はラジカル重合開始剤をモノマーとは別の溶液として多
孔質無機質材料に施しておいて、そこヘモツマ−水性溶
液を噴霧、塗布等によって均一に施すことである。多孔
質無機質材料に施されたモノマーはその後温度４０℃以
上かつ相対湿度２０％以上の条件下で重合される。温度
が４０℃未満であると、重合反応は全く起こらないか、
あるいはその進行が著しく遅いので好ましくない。また
、相対湿度が２０％未満であると、モノマー水溶液が先
に蒸発してしまったり、水溶性のポリマーが生成する事
になったりして、目的とする土壌保水材を得ることはで
きない。

この様にして得られた土壌保水材は、必要に応じて熱風
、マイクロ波、赤外線等の手段により乾燥される。

〔実験例〕

実施例１固型分５０重ユニの７０モル％中和されたアクリル酸カ
リウム水溶液を調製した。この溶液にアクリル酸カリウ
ムモノマーに対して、１重量％の過硫酸カリウム及びＩ
Ｔ！ｆｔ％のＮ、Ｎ’　　−メチレンビスアクリルアミ
ドを溶解し、その後、多孔質状の天然の火山砂である富
土砂を適当量採取し、ステンレス製金網かごの中に入れ
、この水溶液中に２分間この富土砂を浸漬させた。こう
して得られたモノマーを含浸させた富土砂を、窒素で置
換された恒温恒湿器中に投入し、温度１００℃、相対湿
度５０％の条件下にて３０分間放置し、重合させた。そ
の後、この保水材を１００℃にて減圧乾燥して、目的の
土壌保水材Ａを得た。この保水材の粒径は５〜２０關で
あった。

また、同様に調合されたモノマー水溶液を含浸させた富
土砂を温度３０℃、相対湿度５０％の条件下で重合を試
みたが、重合は起こらず、保水材は得られなかった。

また、同様に、温度１００℃、相対湿度１５％の条件下
では、モノマー水溶液が先に蒸発してしまい重合が起こ
らない。あるいは水溶性のポリマーが生成する事になり
保水材は得られなかった。

実施例２実施例１の富土砂を用いるかわりに人工の焼成岩石であ
るクレイボール（別名・・・焼き赤玉）を用いる以外は
、実施例１と同様の手法にて保水材Ｂ（粒径５〜２０■
）を製造した。

比較例１実施例１の富土砂を用いるかわりに、形状が多孔質状で
はない一般の山砂を用いて保水材Ｃ（粒径０，１〜３ｍ
＋＊）を製造した。

比較例２１１本触媒化学（株）製のポリアクリル酸ナトリウム架
橋物粉末（商品名アクアリックＣ８、粒径０．５〜２關
）を実施例１で使用した物と同様の火山砂表面上に、バ
インダー（ポリビニルアルコール１％水溶液）を使用し
て付着させ、造粒して保水材Ｄ（造粒後の粒径５〜２０
關）を製造した。

比較例３　　゛日本触媒化学（株）製のポリアクリル酸ナトリウム架橋
物粉末（商品名アクアリックＣ８１粒径０．５〜２ｍｍ
）をそのまま保水材として使用した（樹脂粉末１）。

比較例４住友化学（株）製のアクリル酸−ビニルアルコール共重
合架橋物粉末（商品名スミカゲルＳ、粒径０，２〜０．
　５ｍｍ）をそのまま保水材として使用した（樹脂粉末
２）。

評価上記の様にして得られた保水材の諸特性について、次の
試験を行なって、それぞれの保水材を評価した。表−１
および表−２は、その結果を示すものである。なお、表
−１において、○は良好、△は普通、×は不良を示す。

（試験１）吸水倍率試料１ｇを脱イオン水中に浸漬し、２５℃に保ち、１時
間後の水膨潤状態の試料を２００メツシユの篩を用いて
、水切りを２０分間した後の重量を測定する事による。

（試験２）保水材中の吸水樹脂の付着性（Ｍ脱性）保水
材の吸水前および吸水後の吸水樹脂又は吸水ゲル部分を
軽く手指で摩擦した時の多孔性材料又は担体からの吸水
樹脂又は吸水ゲル分の離脱の程度をみた。

（試験３）施用時の作業性（飛散の有無と混合性）砂質
土壌の試験場４イに深さ１０ｃｍにて試料を土壌に対し
０．５重量％を混合した。その際の作業性、つまり保水
）イの飛散の程度及び土壊との混合のしやすさを判断し
た。

（試験４）土壌表面への浮上性試験３にて施用した試験場所に３日に１度、１時間にわ
たり約３００リツトルの水を散布して、２０日後に保水
材又は吸水ゲルが土壌表面に浮上してきた量を観察した
。

（試験５）耐光性脱イオン水を充分に吸水して水膨潤した試料１００ｇを
ポリエチレン製袋に入れ、夏場屋外にて１０日間放置し
た。

Claims

【特許請求の範囲】

水溶性のアクリル酸及び（または）アクリル酸塩モノマ
ー、ラジカル重合開始剤および水溶性の架橋剤を含有す
る水溶液を、多孔性無機質材料に含浸又は噴霧した後、
温度４０℃以上かつ相対湿度２０％以上の条件下で重合
させ、その後必要に応じて乾燥させて得られたものであ
ることを特徴とする、土壌保水材。