JPS6313466B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は特定の増量材がヒドロゲル中に一体的
に包摂されてなる粉粒状物からなる土壌改良剤及
びその製造法に関するものである。 従来より水を自重の20〜1000倍程度吸収膨潤す
る水不溶性樹脂（ヒドロゲル）の一つの用途とし
て、土壌に混入して保水性を与えることが考えら
れている。ところがヒドロゲルの比重が小さいた
めに、土壌と混合することが非常に困難であり、
また土中に混入し得ても時間の経過につれヒドロ
ゲルが土壌表面に浮上してくるため例えばゴルフ
場の芝生等に施用する場合には表面が白つぽくな
り外観が損われたり、更に土中に空気が入ること
を妨げ根ぐされ、カビの繁殖等の問題を惹起す
る。そこで、ヒドロゲルと砂などの比重の大きい
ものとを予め混合したものを土壌改良剤として使
用する試みもなされているが、やはり混合が非常
に困難であり、また梱包、運搬、施用時等に容易
に分離し、結局ヒドロゲルが土壌表面に浮上して
くる問題を解決する手段となり得ていない。 かゝる状況下、本発明者は上記欠陥を克服すベ
くヒドロゲルと砂等の比重の大きいもの（増量
材）とを工程上容易に混合し得、また容易に分離
しにくい手段について鋭意検討した結果、ヒドロ
ゲルを形製する前の水溶性重合体と増量材を混合
した後、架橋構造を導入してヒドロゲル化する手
段を採用することにより、増量材がヒドロゲル中
に強固かつ一体的に包摂され決して分離しないこ
とを見出し、本発明に到達した。 即ち、本発明の目的は比重が高められており土
壌との混合施用が容易であり、また各成分が分離
する問題がなく、さらに時間の経過につれヒドロ
ゲルが土壌表面に浮上する懸念のない土壌改良剤
並びに該土壌改良剤を工業的有利に製造する方法
を提供することである。 本発明の他の目的は、土壌に保水性と共に通気
性、嵩高性等を付与し得、以て植物の生長を促進
し得る土壌改良剤並びにその製造法を提供するこ
とである。 かかる目的を達成するための本発明に係る土壌
改良剤は比重1.5以上かつ粒子径１mm以下の増量
剤がヒドロゲル中に一体的に包摂されてなりしか
も比重が1.3以上である粉粒状物からなるもので
あり、またかかる土壌改良剤は、架橋反応性親水
重合体水性溶液及び比重1.5以上かつ粒子径１mm
以下の増量材を混合し、次いで架橋後もしくは架
橋と同時に乾燥又は乾燥後に架橋、粉粒状化して
比重が1.3以上である粉粒状物に形製することに
より、有利に製造することが出来る。 こゝにおいて、本発明にいう増量材としては、
比重が1.5以上、好ましくは2.0以上であり、粒子
径が１mm以下、好ましくは0.5〜500μであり植物
の生育に悪影響を及ぼさないものであればその種
類については何ら限定されることなく使用でき
る。例えば、砂、土、珪藻土、石炭燃焼灰、鉱
滓、赤泥、石粉、ガラス粉、白土、タルク、炭酸
カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化亜
鉛などを挙げることができるが、中でも粒径、比
重等比較的均質な性状のものを安価に準備するこ
とができる点で砂が工業的に好ましい。 なお、比重が上記下限を外れる場合にはヒドロ
ゲルの浮上或は施用時における土壌との混合困難
等の問題を克服する本発明の目的、効果を達成す
ることができなくなるので避けなければならな
い。また、粒子径が上記範囲を外れる場合には、
かかる増量材をヒドロゲル中に均一かつ一体的に
包摂することが困難となり、また施用時土壌との
混合が困難となるため避けなければならない。 かかる増量材をヒドロゲル中に一体的に包摂す
る手段としては、架橋反応性親水重合体水性溶液
及び増量材を混合した後架橋構造を導入してヒド
ロゲル化する必要がある。 該親水重合体とは、カルボキシル基、スルホン
酸基、リン酸基、もしくはそれらの塩、第４級ア
ンモニウム塩基等のイオン化性基；ヒドロキシル
基、エーテル基、アミド基、Ｎ−メチロール基、
ニトリル基等のノニオン性親水性基から選ばれた
１種又は２種以上の親水性基を含有し、分子間橋
かけ反応を生起し得る実質的に水可溶性の重合体
を示称する。なお、かかる重合体に架橋構造を導
入する方法については何ら限定されるものではな
く、架橋剤の共存する親水重合体水性溶液を使用
する、酸縮合反応を利用する、放射線照射により
架橋させる等公知の手段から適宜選択することが
できる。中でも、ホルムアルデヒド、エピクロル
ヒドリン、ヒドラジン、テトラオキサン等の架橋
剤を含有する親水重合体水性溶液或はＮ−メチロ
ール基の所望量を結合含有する親水重合体の水性
溶液を使用するならば、導入する架橋結合量の調
整が容易であり、また後続の乾燥等の加熱工程に
おいて平行して架橋反応を生起させることができ
るので望ましい。 なお、架橋構造を導入する手順としては、乾燥
工程の前もしくは後または乾燥と同時のいずれの
方法で実施してもよく、また通常は架橋、乾燥後
に粉砕して粉粒状化するのであるが、噴霧乾燥の
如く架橋、乾燥、粒状化を同一工程で同時に実施
することもできる。即ち、増量材をヒドロゲル中
に一体的に包摂する上で、場合により架橋剤を含
有する架橋反応性親水重合体に架橋構造を導入
（ヒドロゲル化）する前に該重合体と増量材とを
均一に混合する限り、架橋、乾燥、粉粒状化の順
序は適宜選択することができる。なお、乾燥、粉
粒状化条件或は装置としては何ら限定されるもの
ではないが、乾燥と同時に架橋結合を導入する場
合にあつては、工業上80℃以上、好ましくは100
℃以上の温度で10〜120分間の条件を採用するこ
とが望ましい。 なお、上記水性溶液を作製する溶剤としては工
業的に水が好ましいが、所望により水と混和性を
有するアルコール、アセトン、ジメチルスルホキ
シド、ジメチルホルムアミド等の有機溶媒と水と
の混合溶媒を使用することもできる。 また、水性溶液中の親水重合体の濃度として
は、乾燥工程における負荷軽減上高い程好ましい
のであるが、５〜40重量％、更に好ましくは10〜
30重量％の範囲内に設定することにより、増量材
の混合容易性と共に、後述する増量材の混合割合
とも相俟つて増量材を一体的に包摂する本発明の
目的達成上望ましい。 また、架橋反応性親水重合体水性溶液と混合す
る増量材の割合としては、親水重合体および増量
材の種類、水性溶液濃度、最終製品の所望保水能
力等により変化させる必要があり一義的に規定す
ることは困難であるが、最終的に得られる粉粒状
物の比重が1.3以上になる範囲内において該粉粒
状物の乾燥重量を基準として概ね20〜90％、更に
好ましくは30〜80％の範囲内に設定することが望
ましい。 かくの如くして作製される粉粒状物は、比重が
1.3以上、好ましくは1.4以上であることが必要で
あり、かかる範囲を外れる場合には、土壌との混
合施用、ヒドロゲルが土壌表面に浮上等の問題を
克服することができない。 なお、かかる粉粒状物の粒子径としては、当然
のことながら混合する増量材の粒子径より大きい
のであるが、本発明の目的達成上1μ〜５mm、更
に好ましくは50μ〜２mmの範囲内に調製すること
が望ましい。また粉粒状物の水膨潤度としては、
目的達成上５c.c.／ｇ以上、更に好ましくは10〜
500c.c.／ｇの範囲内に調整することが望ましい。 なお、上記粉粒状物を粘着防止剤により被覆す
ることにより、貯蔵、運搬等の過程で粒子が合
体、粗大化することを防止し得、また土壌への分
散性を一段と向上させることができるので望まし
い。かかる粘着防止剤としては上記目的を達成し
得、植物の生育に悪影響を及ぼさないものであれ
ば如何なるものでも採用でき、例えば珪藻土、
砂、土、石炭燃焼灰、赤泥、石粉、ガラス粉、白
土、タルク、等を挙げることができる。 上述せる本発明に係る土壌改良剤は、製造工程
においてヒドロゲル単独品に比べ効率的に乾燥し
得ると共に、増量材がヒドロゲル中に一体的に包
摂されているので増量材とヒドロゲルが分離する
ことがなく、また比重が高められて土壌の比重に
近づけられているので施用時に土壌との混合が極
めて容易であり、さらに土壌に混入後時間の経過
と共にヒドロゲルが土壌表面に浮上してくる問題
もなく、さらにまたヒドロゲル単独品と比べ一段
と土壌に通気性、嵩高性等を付与することがで
き、根腐れなどの問題もなく、かかる諸点が本発
明の特徴的効果である。 以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例の記載によつ
てその範囲を何ら限定されるものではない。な
お、実施例中、部および百分率は特に断りのない
限り重量基準で示す。 実施例 １ 90％のアクリロニトリル（AN）及び10％のア
クリル酸メチルを含有するAN系共重合体（分子
量；ジメチルホルムアミド溶液中で測定した極限
粘度〔η〕で1.5）17部を10％の苛性ソーダ水溶
液83部に懸濁させ、90℃×45分間撹拌することに
より、アクリル酸ソーダ約70％及びアクリルアミ
ド約30％を含有する重合体の水溶液を得、引続き
硫酸水溶液で中和したのち、該重合体水溶液100
部に対して6.0％ホルムアルデヒド水溶液6.7部を
添加して、架橋反応性親水重合体水溶液(a)を準備
した。 該水溶液(a)100部に比重が2.5であり200メツシ
ユの篩を通過する砂26部を混合し、次いで180℃
×180分間乾燥、架橋させた後、１mm以下の粒子
径となるまで粉砕して試料(A)を作製した。 また、比較のため水溶液(a)に砂を混合しない
で、上記と同様に乾燥、粉砕して試料(B)を、さら
に試料(B)40部に水10部および前記砂40部を添加、
混合したのち、上記と同様にして乾燥、粉砕して
試料(C)を作製した。なお、試料(C)については、砂
との混合が非常に困難であつた。 得られた各試料の諸特性を測定した結果を第１
表に示す。

【表】

【表】 第１表の結果より、本発明品は優れた保水性を
有すると共に、土壌表面へ浮上してくる問題のな
いことが理解される。 なお、比較例においては性能が劣るだけでな
く、該性能測定のため調整する山砂或は砂質植土
との混合が困難であつたが、本発明品は容易に混
合できた。 実施例 ２ 壌質砂土に、実施例１で作製した試料（Ａ〜
Ｃ）を２ｇ／・土壌の割合で混合し、１鉢
（150cm²）あたり種子0.15ｇを播種し、12月10日よ
り２カ月間温室で栽培した。なお、潅水は160
ml／３日の割合で行ない、また元肥と追肥は水で
100倍希釈した住友液肥１号（住友化学工業製）
を20ml／鉢施した。 生育状況を測定した結果を第２表に示す。

【表】 第２表の結果より、本発明品が優れた植物生育
効果を有している事実が理解される。 実施例 ３ 砂質植土の試験圃場20m²に、実施例１で作製し
た試料（Ａ〜Ｃ）を４Kgの割合で散布し、１時間
放置後に耕運機で深さ10cmに鋤き込んだ。 各試料について、土壌への混和性を観察したと
ころ、本発明品（試料Ａ）においては作業性が良
好で団塊粒子も見られなかつたが、試料Ｂおよび
Ｃでは粘着団塊化した直径数cmの固まりが多数観
察された。 実施例 ４ ポリビニルアルコール（重合度；500）５部及
びポリアクリル酸（40℃、1N−NaCl水溶液中の
固有粘度；1.92）８部を87部の水に溶解し、該水
溶液100部に10％硫酸水溶液５部を添加して酸性
となし、次いで該水溶液100部に比重が2.5であり
200メツシユの篩を通過する砂11部を混合し、次
に100℃×９時間加熱して脱水、乾燥と同時に架
橋反応を生起させ、次いで苛性ソーダ水溶液によ
る中和、水洗、乾燥したのち、１mm以下の粒子径
になるまで粉砕して試料(D)を作製した。 また、水溶性でん粉４部及びポリアクリル酸
（固有粘度；1.92）10部を水86部に溶解し、次に
上記と同様にして酸性化及び砂の混合（但し、砂
の混合量13部）操作をし、次いで130℃×１時間
加熱して脱水、乾燥と同時に架橋反応を生起さ
せ、更に上記と同様にして中和、水洗、乾燥粉砕
操作を施して試料(E)を作製した。 得られた各試料の諸特性を実施例１と同様にし
て測定した結果を第３表に示す。

【表】 第３表の結果より、本発明品が優れた性能を有
する事実が理解される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 比重1.5以上かつ粒子径１mm以下の増量材が
   ヒドロゲル中に一体的に包摂されてなり、しかも
   比重が1.3以上である粉粒状物からなる土壌改良
   剤。 ２ 増量材の混合割合が、粉粒状物の重量を基準
   として20〜90％である特許請求の範囲第１項記載
   の土壌改良剤。 ３ 粉粒状物の水膨潤度が５c.c.／ｇ以上である特
   許請求の範囲第１項記載の土壌改良剤。 ４ 粉粒状物の粒子径が1μ〜５mmである特許請
   求の範囲第１項記載の土壌改良剤。 ５ 粉粒状物が粘着防止剤により被覆されてなる
   特許請求の範囲第１項記載の土壌改良剤。 ６ 架橋反応性親水重合体水性溶液及び比重1.5
   以上かつ粒子径１mm以下の増量材を混合し、次い
   で架橋後もしくは架橋と同時に乾燥または乾燥後
   に架橋、粉粒状化して比重が1.3以上である粉粒
   状物に形製することを特徴とする土壌改良剤の製
   造法。 ７ 粉粒状物の重量を基準として20〜90％の増量
   材を混合する特許請求の範囲第６項記載の土壌改
   良剤の製造法。 ８ 水膨潤度が５c.c.／ｇ以上である粉粒状物に形
   製する特許請求の範囲第６項記載の土壌改良剤の
   製造法。 ９ 粉粒状物の粒子径が1μ〜５mmになるように
   粉粒状化する特許請求の範囲第６項記載の土壌改
   良剤の製造法。 １０ 粉粒状物を粘着防止剤により被覆する特許
   請求の範囲第６項記載の土壌改良剤の製造法。