JPS5856605B2 - 育苗用親水性ウレタンフオ−ム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は植物の育苗に好適な親水性ウレタンフオームに
関する。

更に詳しくは、使用するウレタンフオームのポリウレタ
ン分子自体が親水性であり、又該ウレタンフオームの発
泡に際し、植物の生理に適合し、かつ好微生物性の粉末
状有機質充填物を添加した易分解性の親水性ウレタンフ
オームに関する。

近年、ウレタンフオームを農業、園芸等の分野で育苗用
として、中でも特に田植機に供給する育苗床として土壌
に代り使用することが検討されてきた。

しかし一般のウレタンフオームの分子構造は疎水性であ
り、親水性、保水性を必要とする育苗用としては必ずし
も適当な分子構造ではなかった。

その為、ポリオール分子鎖中にオキシエチレン基などの
親水基を多く導入させることにより、親水性のウレタン
フオームを製造してその親水性ウレタンフオームを育苗
用に使用してきた。

たしかに親水性ウレタンフオームは叙上の点では改良さ
れていたが、その化学構造が強力である為種子まきから
田植えまでの数週間では劣化現象が進まず、田植機にか
ける前に田植機の刃でウレタンフオームが容易に切断さ
れる様にウレタンフオームに切り目を入れるなどの前処
理を必要とした。

又親水性ウレタンフオームは一般的なウレタンフオーム
と同様、難分解性であり土中での風化が進み難く、育苗
床として使用した後でも数年間フオーム状のまま残存し
、新たに田植えをする時の障害になったり種々の問題を
孕んでいた。

本発明はこれらの欠点を改良したものである。

即ち、本発明は植物の生理に適合し、かつ好微生物性の
粉末状有機質充填物を微生物によって分解し得る親水性
ウレタンフオームに添加することを特徴とする育苗用親
水性ウレタンフオームに係わる。

本発明に使用する有機質充填物としては、穀物粉末、天
然繊維質粉末、古紙粉末、織物粉末、デンプン粉末、デ
ンプン誘導体粉末、セルロース粉末、セルロース誘導体
粉末等が使用できる。

穀物粉末としては、大豆粉、小豆粉、小麦粉、米粉、ト
ウモロコシ粉、サトウキビ粉、コーリャン粉等が使用で
きる。

天然繊維質粉末としては木片（おが屑）粉末、ワラ粉末
（例えば麦類、稲類、トウモロコシ等のワラ粉末など）
、穀物のから（例えはもみがら、そばから、麦皮なと）
の粉末等が使用できる。

繊維粉末としては木綿粉末、毛糸粉末、麻粉末等が使用
できる。

デンプン粉末としては、ジャガイモデンプン粉末、クズ
デンプン粉末、サツマイモデンプン粉末、コメデンプン
粉末、コメデンプン粉末、トウモロコシデンプン粉末、
タピオカデンプン粉末、アロールートデンプン粉末、サ
ゴデンプン粉末等が使用できる。

デンプン誘導体粉末としては、アセチルデンプン粉末、
ニトロデンプン粉末、メチルデンプン粉末、カルボキシ
ルメチルデンプン粉末、ジアルデヒドデンプン粉末等が
使用できる。

セルロース粉末としては、非結晶性のもの（無定形セル
ロース）、結晶性の構造部分を単離したもの（結晶性セ
ルロース）、非結晶性と結晶性の構造部分が任意の割合
で混合したものなど総てのセルロースの粉末が使用でき
る。

セルロース誘導体粉末としては、アルカリセルロース、
（ソーダセルロース、カリセルロース等がある）アンモ
ニアセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース
、カルボキシメチルセルロース、オキシエチルセルロー
ス等の粉末が使用できる。

これらの有機質充填物は１種でも良いし、２種以上併用
しても良い。

特にデンプン粉末は好微生物性の点で好ましい。

本発明に使用するウレタンフオームは連続気泡をもつ親
水性ウレタンフオームであり、親水性を特に良好ならし
めるために使用するウレタン原料であるポリオール分子
鎖中にオキシエチレン基なとの親水基を多く導入するの
が好ましい。

又ウレタンフオーム製造時の補助原料の一つである界面
活性剤として親水性の高いポリオキシエチレン系界面活
性剤を使用するのが好ましい。

界面活性剤としてウレタンフオームに親水性を付与する
ものであれば、カチオン系、アニオン系、非イオン系い
ずれの界面活性剤でもよい。

本発明に於ける親水性ウレタンフオームの発泡方法は、
プレポリマー法、ワンショット法のいずれでもよい。

プレポリマー法に於いて反応するヒドロキシ成分として
水を選定し、かつ水の量は化学量論的にプレポリマーが
含有するイソシアナート基より大過剰に使用することが
望ましい。

この大過剰の水中に前述した好微生物性の粉末状有機質
充填物を水の増粘剤を兼ねて多量に添加することにより
、該有機質充填物を多量に含む親水性ウレタンフオーム
を作る操作を容易にすることができる。

一方、ワンショット法の場合、ポリオール、水、触媒、
ジイソシアネート、界面活性剤の厳密な重量管理を要し
、プレポリマーと大過剰の水とを混合させるプレポリマ
ー法に比較して操作的に不利である。

さらに好微生物性の粉末状有機質充填物を添加するため
にはワンショット法ではポリオールに添加しなければな
らず粉末状有機質充填物の増粘効果により添加する粉末
状有機質充填物の部数はプレポリマー法における水へ添
加する粉末状有機質充填物の部数に比較して多くするこ
とは期待できない。

本発明において必要とする親水性ウレタンフオームはワ
ンショット法よりプレポリマー法によって容易に得るこ
とができる。

本発明に用いるプレポリマーのポリオールとしては、ポ
リエステルポリオールとポリエーテルポリオールの両者
いずれでもよい。

両者の内、製造されたウレタンの土中における分解性と
いう点ではポリエステルポリオールが多少有利ではある
がポリエーテルポリオールでも遜色ない。

ポリエステルポリオールは一般に有機酸とヒドロキシ化
合物とを反応させて得られる。

有機酸としてアジピン酸、フタル酸、マレイン酸、シュ
ウ酸、コハク酸、グルクール酸、ピメリン酸、セバシン
酸、イソセバシン酸等が使用できる。

又、ヒドロキシ化合物としては、エチレングリコール、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、フロ
ピレンゲリコール、ブチ１／ングリコール、トリメチロ
ールプロパン、クリセリン、トリメチロールエタン、ヘ
キサントリオール、ペンタエリスリトール、ソルビトー
ル、シュークローズ等が使用できる。

これらの内、柔軟性を有する親水性ウレタンフオームと
してはアジピン酸に対して、ジエチレングリコール単独
あるいはジエチレングリコールドクリセリンとの任意の
混合比を有する混合物を反応生成して得たポリエステル
ポリオールを使用するのが好ましい。

ポリエーテルポリオールは一般にヒドロキシ化合物の開
始剤に塩基性触媒下で付加反応を起させる環状エーテル
を反応させて得られる。

開始剤としては、水、エチレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ブチレングリコール、トリメチロールプロパン
、クリセリン、ヘキサトリオール、ペンタエリスリトー
ル、ソルビトール、シュークロ−ズ等が使用できる。

又環状エーテルとしては、エチレンオキサイド、プロピ
レンオキサイド、フチレンオキサイド等が使用できる。

これらの内果軟性を有する親水性ウレタンフオームとし
ては、開始剤としてグリセリンを使用し、環状エーテル
としてエチレンオキサイドと他の叙上のオキサイド化合
物との重量部比が１００：０から７０：３０の範囲であ
る混合物を使用し、これらを反応生成して得たポリエー
テルポリオールを使用するのが好ましい。

又、分子量は任意の範囲でとり得るが、好ましくはポリ
エステルポリオールでは１０００〜５０００、ポリエー
テルポリオールでは３０００〜６０００である。

以上述べてきたポリオールとジイソシアネートを用いて
末端イソシアネート基のプレポリマーを合成する。

使用するジイソシアネートとしては脂肪族ジイソシアネ
ート、芳香族ジイソシアネート、ビフェニールジイソシ
アネート、ナックレンジイソシアネート等がある。

脂肪族ジイソシアネートトシては、エタン、プロパン、
ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノ
ナン、デカン、ウンデカン、ドデカ７、等のジイソシア
ネートおよびブテン、β−メチルブタン、２，２ジメチ
ルペンクン、３メトキシヘキサン、チオジエチル、３ブ
トキシヘキサン等のジイソシアネートが挙げられる。

芳香族ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシ
アネート、トリレンジイソシアネート、メチルペンゾー
ルジイソシアネート、ジメチルペンゾールジイソシアネ
ート、ジエチルペンゾールジイソシアネート、エチルペ
ンゾールジイソシアネート、ジイソプロピルペンゾール
ジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート
、ジメチルジフェニルメタンジインシアネート、テトラ
メチルジフェニルメタンジイソシアネ−１・、シクロへ
キシルジメタンジイソシアネート、ジメトキシジフェニ
ルメタンジイソシアネート、ジェトキシジフェニルメタ
ンジイソシアネート、ニトロトリフェニルメタンジイソ
シアネート、ベンゾフェノンジイソシアネート等のイソ
シアネートおよびその粗製品が適用出来る。

ビフェニルイソシアネートとしては、ビフェニルジイソ
シアネート、ジメチルビフェニルジイソシアネート、ジ
メトキシビフェニルジイソシアネート、ニトロビフェニ
ルジイソシアネート等およびその粗製品も使用出来る。

中でもトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）の２，４異
性体／２，６異性体の比が８０７２０のもの、即ちＴＤ
Ｉ−８０がウレタンフオームの柔軟性と作業性の点で好
ましい。

合成されるプレポリマーのＮＣＯφも任意に取り得るが
１５φを越えると、フオーム製造時亀裂や崩壊を起こす
。

一方５係より低いと粘度が著るしく上昇し、又反応性も
低下し、いずれも好ましくない。

従って最も好適な範囲は５〜１５φ好ましくは７〜１０
咎の範囲である。

本発明による親水性ウレタンフオームは植物の育苗用と
して秀れた性質を有する。

その１は粉末状有機質充填物による育苗の促進性であり
、該粉末状有機質充填物を添加した親水性ウレタンフオ
ームは未添加の親水性ウレタンフオームより日数におい
て、３０〜５０φの短縮が計れる。

これは粉末状有機質充填物に微生物が耐着し、その微生
物が粉末状有機質充填物を分解し、その分解したものが
育苗を促進させるからである。

又成苗率が高いのは発育が早いので発育初期の病虫害等
による悪影響を受けやすい期間が短くてすみその被害を
最小に留めることができる。

その結果、栽培管理の容易性および経済性の点でも秀れ
ている。

その２としては、フオームの劣化の点である。

本発明による親水性ウレタンフオームは土中で育苗床と
して使用されている内にその親水性および粉末状有機質
充填物に対する微生物の作用により劣化が著るしく促進
され、その機械的強度は、例えば２０日後には当初の３
０〜５０φの程度に低下し、さらに日数を経ることによ
って、はぼ完全に崩壊状態に達し得る。

以下に実施例をもって具体的に説明する。

（しかし本発明はかかる実施例によって限定されるもの
ではない）使用する部数は重量部数である。

実施例 １ （１）ポリエーテルの合成 グリセリンを開始剤として、エチレンオキサイド／プロ
ピレンオキサイド−８０７２０を平均分子量３５００と
なる様に、カセイソーダ存在下で窒素雰囲気中、１２０
℃×２時間の条件で反応させる。

得られたポリエーテルは窒素雰囲気中で冷却し、硫酸で
中和した後取出す。

（１１）プレポリマーの合成 （１）のポリエーテル１００部に対して、ＴＤＩ８０３
４．３部を窒素雰囲気中で撹拌しながら除々に添加し、
８０’Ｃに加温しながら約２時間で反応を終了させ、Ｎ
Ｃ０％９．６の末端ＮＣＯのプレポリマーを得る。

（ｉｉｉ） フオームの製造 １００部の水に対し、ポリオキシエチレン系界面活性剤
１部、トウモロコシデンプン５０部を加えて良く撹拌す
る。

ついでこの混合物に（１１）のプレポリマー１００部を
加え１０秒間撹拌して発泡させ、連続気泡の親水性ウレ
タンフオームを得る。

比較例 １００部の水に対し、ポリオキシエチレン系界面活性剤
１部を加え良く撹拌する。

ついでこの混合物に（１１）のプレポリマー１００部を
加え、１０秒間撹拌して発泡させ、連続気泡の親水性ウ
レタンフオームを得る。

実施例１と比較例の親水性ウレタンフオームの比較。

※＝ 実施
例１と比較例の親水性ウレタンフオーム２種を厚味２Ｃ
ｒｒＬに裁断し、育苗箱に敷きもみ（稲の種子）をまく
。

更に潅水の際種子の移動、流出をさけるため種子が隠れ
る程度の土で表面を被う。

上記２種の親水性ウレタンフオーム０稲の成長曲線を図
面に示す。

折線Ａは実施例１の親水性ウレタンフオームを育苗床に
使用した稲の生長、折線Ｂは比較例の親水性ウレタンフ
オームを育苗床に使用した稲の生長を各々示す。

図面に示す叩く有機質充填物を添加した実施例１の親水
性ウレタンフオームは、該充填物が未添加の比較例の親
水性ウレタンフオームより８日間はど早い生長性を示し
、田植機にかける期間を短縮出来た。

父上記２種の親水性ウレタンフオームの強度低下の度合
を表に示す。

表に示す如く該充填物を添加した実施例１の親水性ウレ
タンフオームは、未添加の比較例の親水性ウレタンフオ
ームに比較して強度低下程度が強く、実際の田植機での
切断性も良好であった。

実施例 ２ （１）ポリエステルポリオールの台底 アジピン酸１００部、ジエチレングリコール７２．７部
、グリセリン３．８部（モル比１：１：０．０６）を混
合し、１５０〜１６０℃で約１時間全還流させる。

ついで２００〜２２０℃に昇温し、約４時間エステル化
を行う。

この間に反応によって生成する水は連続的に系外に留去
する。

水がほとんど除去された後２５０℃に昇温し、さらに１
５〜２時間エステル化を続け、酸価、水酸基価を調整し
取り出す。

得られたポリエステルポリオールは水酸基価５５、酸価
２以下のポリオールである。

（１１）プレポリマーの合成 上記ポリオール１００部に対してＴＤ１１８０３６．５
部を窒素雰囲気中で撹拌しながら除々に添加し１００℃
に加温しながら、約２時間で反応を終了させ、ＮＣ０％
９．６の末端ＮＣＯのプレポリマーを得る。

■）フオームの製造 １００部の水に対し、ポリオキシエチレン系界面活性剤
１部、トウモロコシデンプン５０部を加えて良く撹拌す
る。

ついでこの混合物に、（１１）のプレポリマー１００部
を加え、１０秒間撹拌して発泡させ連続気泡の親水性ウ
レタンフオームを得る。

得られた親水性ウレタンフオームは実施例１と同等の効
果を有する。

又土中における親水性ウレタンフオームの分解性は実施
例１よりも良好であった。

【図面の簡単な説明】

図面は実施例１の親水性ウレタンフオームと比較例の親
水性ウレタンフオームを育苗床に使用した稲の生長曲線
を示す。 Ａ・・・・・・実施例１の親水性ウレタンフオームを育
苗床に使用した稲の生長折線、Ｂ・・・・・・比較例の
親水性ウレタンフオームを育苗床に使用した稲の生長折
線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 植物の生理に適合し、かつ好機生物の粉末状有機質
   充填物を微生物によって分解し得る親水性ウレタンフオ
   ームに添加することを特徴とする育苗用親水性ウレタン
   フオーム。