(57)【要約】    本開示は、農業用水とアクリルコポリマーの分散体とを含む水性組成物、成長培地と水性組成物からの固形物とを含む成長培地組成物、ならびにアクリルコポリマーの分散体と農業用水とを組み合わせて、水性組成物を形成することと、水性組成物を成長培地に適用することとを含む方法に関する。  【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
農業用水と、
アクリルコポリマーの分散体からの固形物と、を含む、水性組成物。
【請求項２】
前記アクリルコポリマーが、アクリル酸モノマーに由来する構造単位と、アクリルエステルモノマーに由来する構造単位と、を含む、請求項１に記載の水性組成物。
【請求項３】
前記アクリルコポリマーが、高分子基に由来する構造単位を含む、請求項２に記載の水性組成物。
【請求項４】
前記アクリルコポリマーの分散体が、前記アクリルコポリマーの分散体の総重量に基づいて、１０重量パーセント〜５５重量パーセントの固形物である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水性組成物。
【請求項５】
前記アクリルコポリマーの分散体からの固形物が、前記水性組成物の総重量に基づいて、５０百万分率〜１００，０００百万分率である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の水性組成物。
【請求項６】
成長培地と、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の水性組成物からの固形物と、を含む、成長培地組成物。
【請求項７】
前記アクリルコポリマーの分散体からの固形物の濃度が、前記成長培地の総重量に基づいて、１０百万分率〜５０，０００百万分率である、請求項６に記載の成長培地組成物。
【請求項８】
アクリルコポリマーの分散体からの固形物と農業用水とを組み合わせて、水性組成物を形成することと、
前記水性組成物を成長培地に適用することと、を含む、方法。
【請求項９】
前記水性組成物を前記成長培地に適用することが、表面処理を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記水性組成物を前記成長培地に適用することが、バルク処理を含む、請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、成長培地組成物および成長培地組成物を形成する方法に関し、より具体的には、実施形態は、成長培地と、アクリルコポリマーの分散体からの固形物と、を含む、成長培地組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
成長培地は、植物が発芽、成長、および／または成育維持に利用され得る。当業界では、成長培地で利用され得る新規かつ改善された物質および／または方法を開発することに引き続き焦点が当てられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本開示は、農業用水と、アクリルコポリマーの分散体と、を含む、水性組成物を提供する。
【０００４】
本開示は、成長培地と、水性組成物からの固形物と、を含む、成長培地組成物を提供する。
【０００５】
本開示は、アクリルコポリマーの分散体および農業用水を組み合わせて、水性組成物を形成することと、水性組成物を成長培地に適用することとを含む、方法を提供する。
【０００６】
本開示の上記概要は、開示された各実施形態または本開示の全ての実施態様を説明することを意図するものではない。以下の説明は、例示的な実施形態をより具体的に例示するものである。本出願全体にわたるいくつかの場所では、例のリストを通じて指針が提供され、これらの例は、種々の組み合わせで使用することができる。各例において、列挙されたリストは、代表的なグループとしてのみ機能し、排他的なリストとして解釈されるべきではない。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
成長培地組成物および成長培地組成物を形成する方法が本明細書に開示される。本明細書で使用される「成長培地組成物」は、成長培地と、アクリルコポリマーの分散体からの固形物と、を含む、組成物である。
【０００８】
本開示の実施形態は、他の組成物と比較して、有利に改善された、例えば、増加した保水性を提供することができる。本開示の実施形態は、アクリルコポリマーの分散体が成長培地と接触、例えば、組み合わされるおよび／または成長培地に適用され得ることを規定することができる。例えば、アクリルコポリマーの分散体は、農業用水と共に組み合わせて、成長培地に適用できる水性組成物を形成することができる。成長培地に適用されると、アクリルコポリマーの分散体からの個体は、成長培地内の水および／または栄養素の保持を助けることができる。成長培地内の水および／または栄養素を保持することは、植物の発芽、成長、および／または成育維持を助けることができる。
【０００９】
本開示の実施形態は、アクリルコポリマーの分散体からの固形物を含まない成長培地と比較して、改善された、例えば、低減された成長培地の硬度を有利に提供し得る。成長培地の硬度が低減されると、例えば、植物の根の成長により好適な条件が提供され得る。
【００１０】
本開示の実施形態は、アクリルコポリマーの分散体からの固形物を含まない成長培地と比較して、改善された、例えば、低減された成長培地の表面のクラスト形成を有利に提供し得る。表面のクラスト形成が低減されると、植物の発芽、成長、および／または成育により好適な条件が提供され得る。さらに、表面のクラスト形成が低減されると、成長培地の保持、例えば、耕耘の改善が提供され得る。
【００１１】
本開示の実施形態は、アクリルコポリマーの分散体からの固形物を含まない成長培地と比較して、改善された、例えば、増加した、成長培地の微粉体の保持を有利に提供し得る。成長培地の微粉体の保持が増加させることは、成長培地の粒子を固定することを指す場合があり、侵食の低減を助けることができる。
【００１２】
アクリルコポリマーの分散体は、コポリマーを含む。本開示の実施形態は、コポリマーが直鎖状コポリマー、分枝状コポリマー、架橋状コポリマー、またはそれらの組み合わせであり得ることを規定する。本開示の実施形態は、コポリマーがランダムコポリマーであり得ることを規定する。コポリマーはモノマーの構造単位を含む。本明細書で使用される、「構造単位」という用語は、示されたモノマーの残りを指し、したがって、アクリル酸エチルの構造単位は、
【化１】
2020521828.tif 000002
で示され、式中、点線はコポリマーへの付着点を表す。
【００１３】
コポリマーは、アクリル酸モノマーおよびアクリル酸エステルモノマーから誘導される構造単位を含む。コポリマーは、高分子基に由来する構造単位を含むことができる。本明細書で使用される「アクリル」は、エチレン性不飽和を指し、例えば、アクリルは、メタクリルを含む。
【００１４】
言及されたように、コポリマーは、アクリル酸モノマーに由来する構造単位を含む。アクリル酸モノマーの例は、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、アクリロキシプロピオン酸、シトラコン酸、およびそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。一実施形態において、モノエチレン性不飽和カルボン酸モノマーが利用され得る。
【００１５】
コポリマーは、コポリマーの総重量に基づいて３０重量パーセント〜７５重量パーセントの、アクリル酸モノマーに由来する構造単を含むことができる。３０重量パーセント〜７５重量パーセントの全ての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アクリル酸モノマーに由来する構造単位は、コポリマーの総重量に基づいて、３０、３２、または３５重量パーセントの下限から、７５、７０、または６５重量パーセントの上限であり得る。
【００１６】
コポリマーは、アクリル酸エステルモノマーに由来する構造単位を含む。アクリル酸エステルモノマーの例は、２−プロペン酸、２−メチルプロペン酸、およびそれらの組み合わせのエステルを含むが、これらに限定されない。本開示の実施形態は、Ｃ１〜Ｃ８アクリル酸アルキルおよび／またはＣ１〜Ｃ８メタクリル酸アルキル、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、およびそれらの組み合わせが利用され得ることを規定する。
【００１７】
コポリマーは、コポリマーの総重量に基づいて２５重量パーセント〜７０重量パーセントの、アクリル酸エステルモノマーに由来する構造単を含むことができる。２５重量パーセント〜７０重量パーセントの全ての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アクリル酸エステルモノマーに由来する構造単位は、コポリマーの総重量に基づいて、２５、２８、または３０重量パーセントの下限から、７０、６０、または５０重量パーセントの上限であり得る。
【００１８】
コポリマーは、ビニル性不飽和モノマーに由来する構造単位を含むことができる。ビニル性不飽和モノマーの例は、酢酸ビニル、スチレン、メチルスチレン、ジイソブチレン、ビニルピロリドン、ビニルカプロラクタム、およびそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。
【００１９】
ビニル性不飽和モノマーが利用される場合、コポリマーは、コポリマーの総重量に基づいて最大２０重量パーセントの、ビニル性不飽和モノマーに由来する構造単位を含むことができる。例えば、ビニル性不飽和モノマーに由来する構造単位は、コポリマーの総重量に基づいて、０．５、１．０、または３．０重量パーセントの下限から、２０、１７、または１５重量パーセントの上限であり得る。
【００２０】
コポリマーは、高分子基に由来する、例えば側鎖としての構造単位を含むことができる。高分子基は、例えば、アルコキシル化エステルおよび／またはウレタンであり得る。高分子基は、アルキルおよび／またはアラルキル基で修飾されたエチレン性不飽和アルキレンオキシドマクロモノマーの構造単位を含むことができる。
【００２１】
本開示のいくつかの実施形態は、高分子基が以下の構造のうちのいずれかによって表され得ることを規定し、
【００２２】
Ｒａ−（ＯＲｂ）ｘ−（ＯＲｃ）ｙ−ＯＣ（Ｏ）−ＣＲｄ＝ＣＨ２
または
Ｒａ−（ＯＲｂ）ｘ−（ＯＲｃ）ｙ−ＯＣ（Ｏ）−ＮＨ−Ｃ（ＣＨ３）２−（Ｐｈ）−ＣＲｄ＝ＣＨ２
式中、Ｒａは、Ｃ８〜Ｃ２４アルキルまたはアラルキル基などの基であり、ｘ＋ｙは１０〜１００であり、ＲｂおよびＲｃは、それぞれ独立してＣＨ２ＣＨ２、ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）、またはＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２であり、Ｒｄは、ＨもしくはＣ１〜Ｃ６−アルキルであり、ならびにＰｈは、フェニレン基である。１つ以上の実施形態において、ｘ＋ｙは１０〜５０である。１つ以上の実施形態において、ｘ＋ｙは１０〜１００である。１つ以上の実施形態において、ｘ＋ｙは３〜１００である。１つ以上の実施形態において、ＲｂおよびＲｃは両方ともＣＨ２ＣＨ２である。１つ以上の実施形態において、Ｒｄはメチルである。
【００２３】
本開示のいくつかの実施形態は、高分子基が以下の構造のうちのいずれかによって表され得ることを規定し、
【００２４】
Ｒａ−（ＯＣＨ２ＣＨ２）（ｚ）−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ２
または
Ｒａ−（ＯＣＨ２ＣＨ２）（ｚ）−ＯＣ（Ｏ）−ＮＨ−Ｃ（ＣＨ３）２−（Ｐｈ）−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ２
式中、Ｒａは、Ｃ８〜Ｃ２４アルキルまたはアラルキル基であり、ｚは３〜５０であり、Ｐｈはフェニレン基である。
【００２５】
本明細書で使用される「高分子」とは、２００ダルトン〜７，０００ダルトンの分子量を有する基を指す。２００ダルトン〜７，０００ダルトンの全ての個々の値と部分範囲が含まれ、例えば、高分子基は、２００、２２５、または２５０ダルトンの下限から、７，０００、６，７５０、または６，５００ダルトンの上限の分子量を有し得る。
【００２６】
本開示のいくつかの実施形態は、高分子基、例えば、上で論じられたＲａ−Ｏなどのその一部が疎水性であり得ることを規定する。本明細書で使用される、「疎水性」とは、３．５〜２０．０のｃＬｏｇＰ値を有する高分子基を指す。ｃＬｏｇＰ値は、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒから入手できるＣｈｅｍＢｉｏＤｒａｗ  Ｕｌｔｒａ  １３．０を使用して決定され得、それは、化学的フラグメント化アルゴリズムを使用して、その構成部分に基づいて分子および／またはフラグメントのオクタノール／水分配係数を評価する。３．５〜２０．０の全ての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、高分子基は、３．５、３．７、または４．０の下限から、２０．０、１９．０、または１８．０の上限のｃＬｏｇＰ値を有し得る。
【００２７】
コポリマーは、コポリマーの総重量に基づいて０．１重量パーセント〜１５重量パーセントの、高分子基に由来する構造単を含むことができる。０．１重量パーセント〜１５重量パーセントの全ての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、高分子基に由来する構造単位は、コポリマーの総重量に基づいて、０．１、０．５、または１重量パーセントの下限から、１５、１０、または５重量パーセントの上限であり得る。
【００２８】
本開示のいくつかの実施形態は、アクリルコポリマーの分散体の形成において利用され得る連鎖移動剤を規定する。連鎖移動剤の例は、ヒドロキシエチルメルカプタン、β−メルカプトプロピオン酸、Ｃ４〜Ｃ２２−アルキルメルカプタン、例えばｎ−ドデシルメルカプタン、およびそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。連鎖移動剤は、コポリマーの分子量の制御を助けるために利用され得る。連鎖移動剤は、コポリマーを形成するために利用される、アクリル酸モノマーおよびアクリル酸エステルモノマーの総重量に基づいて、０．０５重量パーセント〜５重量パーセントで利用され得る。０．０５重量パーセント〜５重量パーセントの全ての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、連鎖移動剤は、コポリマーを形成するために利用されるアクリル酸モノマーおよびアクリル酸エステルモノマーの総重量に基づいて、０．０５、０．１、または０．５重量パーセントの下限から、５、４．５、または４重量パーセントの上限で利用でき得る。
【００２９】
本開示の実施形態は、コポリマーが１０，０００〜３，０００，０００ダルトンの重量平均分子量（Ｍｗ）を有することを規定する。１０，０００〜３，０００，０００ダルトンの全ての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、コポリマーは、１０，０００、２５，０００、または５０，０００の下限から、３，０００，０００、２，５００，０００、または２，０００，０００ダルトンの上限のＭｗを有し得る。
【００３０】
本開示の実施形態は、コポリマーの分散体が３０ナノメートル〜１０ミクロンの平均粒径を有することを規定する。３０ナノメートル〜１０ミクロンの全ての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、コポリマーは、３０、４０、または５０ナノメートルの下限から、１０、５、または２ミクロンの上限の平均粒径を有し得る。
【００３１】
本開示のいくつかの実施形態は、アクリルコポリマーの分散体の形成において利用され得る架橋剤を規定する。架橋剤は、ジエチレン性不飽和化合物であり得る。架橋剤の例は、ジビニルベンゼン、アリルメタクリレート、ジアリルフタレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、およびそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。様々な量の架橋剤が、異なる用途に利用され得る。
【００３２】
本開示の実施形態は、アクリルコポリマーの分散体が、アクリルコポリマーの分散体の総重量に基づいて、１０重量パーセント〜６５重量パーセントの固形分を有することができることを規定する。１０重量パーセント〜６５重量パーセントの全ての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アクリルコポリマーの分散体は、アクリルコポリマーの分散体の総重量に基づいて、１０、１２、または１５重量パーセントの下限から、６５、５５、または４５重量パーセントの上限の固形分を有することができる。１つ以上の実施形態は、アクリルコポリマーの分散体が、水性分散体であることを規定する。
【００３３】
本開示の実施形態は、アクリルコポリマーの分散体が、６以下のｐＨを有することができることを規定する。例えば、アクリルコポリマーの分散体は、１．０、１．５、または２．０の下限から、６．０、５．７、または５．５の上限のｐＨを有することができる。
【００３４】
アクリルコポリマーの分散体は、商業的に入手され得、または例えば、乳化重合によって調製され得る。アクリルコポリマーの市販の分散体の例は、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な商品名ＲＨＯＰＬＥＸ（商標）、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）、ＡＣＵＬＹＮ（商標）のもとのこれらを含む。アクリルコポリマーが高分子基に由来する構造単位を含まない、市販のアクリルコポリマーの分散体の特定の例は、ＲＨＯＰＬＥＸ（商標）ＡＳＥ−１０８ＮＰ、ＲＨＯＰＬＥＸ（商標）ＡＳＥ−６０、およびＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＡＳＥ−９５ＮＰである。アクリルコポリマーが高分子基に由来する構造単位を含む、市販のアクリルコポリマーの分散体の特定の例は、ＡＣＵＬＹＮ（商標）２８、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＤＲ−１１０、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＴＴ−６１５、およびＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＤＲ−７２である。
【００３５】
アクリルコポリマーの分散体は、例えば、従来の乳化重合により上述されるモノマーから調製することができる。乳化重合は、例えば、モノマーの総重量に基づいて、０．０１パーセント〜５パーセントの量で利用され得る、フリーラジカル生産性の開始剤を使用して、５．０以下のｐＨで実施することができる。
【００３６】
フリーラジカル生産性の開始剤は、過酸素化合物、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、および高エネルギー放射線源を含むが、これらに限定されない。過酸素化合物の例は、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムなどの無機過硫酸化合物；過酸化水素などの過酸化物；有機ヒドロペルオキシド、例えば、クメンヒドロペルオキシド、およびｔ−ブチルヒドロペルオキシド；有機過酸化物、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過酢酸、および過安息香酸、を含み、第一鉄化合物または亜硫酸水素ナトリウムなどの水溶性還元剤によって活性化され得る。
【００３７】
乳化重合は、１つ以上の乳化剤を含むことができる。乳化剤の例は、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、および両性イオン界面活性剤を含むが、これらに限定されない。アニオン性乳化剤の例は、とりわけ、アルカリ金属アルキルアリールスルホン酸、アルカリ金属アルキル硫酸、およびスルホン化アルキルエステルを含む。乳化剤の特定の例は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジ第二ブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸二ナトリウム、ｎ−オクタデシルスルホコハク酸二ナトリウム、およびジオクチルスルホコハク酸ナトリウムである。非イオン性乳化剤の例は、とりわけ、ポリエチレンオキシドまたはオリゴ糖親水性ヘッドに基づく構造を含む。様々な量または乳化剤は、異なる用途のために利用され得る。
【００３８】
任意に、乳化重合で知られる他の成分、とりわけ、キレート剤、緩衝剤、無機塩、およびｐＨ調整剤などが利用され得る。様々な量の成分は、異なる用途のために利用され得る。
【００３９】
言及されるように、アクリルコポリマーの分散体、例えば、アクリルコポリマーの分散体からの固形物と共に農業用水と組み合わせて、成長培地に適用できる水性組成物を形成することができる。本明細書で使用される「農業用水」とは、植物の成長、例えば、食物および／または繊維を提供する植物のために利用される水を指す。アクリルコポリマーの分散体と、農業用水との組み合わせは、任意の好適な様式において実施され得、例えば、アクリルコポリマーと、農業用水との分散体は、容器に追加され、その中で攪拌され得る。
【００４０】
アクリルコポリマーの分散体と農業用水とを、アクリルコポリマーの分散体からの固形物の濃度が、水性組成物の総重量に基づいて、５０百万分率〜１００，０００百万分率になるように組み合わせられ得る。５０百万分率〜１００，０００百万分率の全ての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アクリルコポリマーの分散体と農業用水とは、アクリルコポリマーの分散体からの固形物の濃度が、水性組成物の総重量に基づいて、５０、１００、２５０、５００、１，０００、２，０００、５，０００、または１０，０００百万分率の下限から、１００，０００、７５，０００、５０，０００、３５，０００、２５，０００、２０，０００、または１５，０００百万分率の上限になるように組み合わせられ得る。
【００４１】
本開示の実施形態は、アクリルコポリマーが、例えば、天然のｐＨで水性組成物に不溶性であり得ることを規定する。理論に拘束されることを望むものではないが、アクリルコポリマーは、水性組成物のｐＨに起因して、水性組成物に不溶性であると考えられている。本明細書で使用される「水性組成物に不溶性」は、アクリルコポリマーが水で感知できるほど膨潤しないこと、例えば、アクリルコポリマーが水とゲルを形成しないおよび／または分解しないことを示す。アクリルコポリマーは水性組成物に不溶性であるため、水性組成物は、いくつかの他のポリマー材料とは対照的に、有利に、好適な粘度で成長培地に保存されおよび／または適用されることができる。
【００４２】
水性組成物は、１．０〜６．０のｐＨを有することができる。１．０〜６．０の全ての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、水性組成物は、１．０、１．５、または２．０の下限から、６．０、５．７、または５．５の上限のｐＨを有することができる。
【００４３】
水性組成物は、補助物質を含むことができる。補助物質の例は、とりわけ、肥料、殺虫剤、除草剤、および／または安定剤を含むが、これらに限定されない。様々な量の補助物質は、異なる用途に利用され得る。水性組成物は、とりわけ、塩分、導電率、アルカリ度、鉄含有量、および／またはｐＨなどの１つ以上の特性を有することができ、食物および／または繊維を提供する植物のための成長培地での利用に適した水性組成物を作製する。
【００４４】
言及されるように、水性組成物は成長培地に適用され、例えば、成長培地組成物を形成することができる。本明細書に開示される成長培地組成物は、成長培地を含む。本明細書で使用する、「成長培地」とは、植物の成長に利用される材料、例えば食物および／または繊維を提供する植物を指す。成長培地は、例えば、農業用土壌であり得る。成長培地は、例えば、砂、シルト、粘土、および／または有機物質を含み得る。様々な量の砂、シルト、粘土、および／または有機物質は、異なる用途に利用され得る。
【００４５】
成長培地組成物は、成長培地の総重量に基づいて、１０百万分率〜５０，０００百万分率であるアクリルコポリマーの分散体からの固形物の濃度を有することができる。１０百万分率〜５０，０００百万分率の全ての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、成長培地組成物は、成長培地の総重量に基づいて、１０、２０、２５、５０、１００、または２００百万分率の下限から、５０，０００、４５，５００、４０，０００、３５，５００、２５，０００、１５，０００、または５，０００百万分率の上限のアクリルコポリマーの分散体からの固形物を含むことができる。
【００４６】
成長培地組成物は、補助物質を含むことができる。補助物質の例は、とりわけ、肥料、殺虫剤、除草剤、ｐＨ調整剤、および／または安定剤が含まれるが、これらに限定されない。様々な量の補助物質は、異なる用途に利用され得る。
【００４７】
理論に拘束されることを望むものではないが、成長培地組成物の１つ以上の成分は、成長培地に適用されるアクリルコポリマーの分散体の成分を中和する、例えば、ｐＨを増加すると考えられる。ｐＨが増加すると、アクリルコポリマーは有利に水溶性になることができ、例えば、アクリルコポリマーは水で膨潤する。成長培地に適用されると、アクリルコポリマーの分散体からの固形物は、成長培地に対して水および／もしくは栄養素の保持を助け、改善された成長培地の硬度を提供、改善された成長培地の表面のクラスト形成を提供、ならびに／または改善された成長培地の微粉体の保持を提供できる。農業用土壌に適用される他のポリマー物質とは対照的に、アクリルコポリマーは、本明細書で論じられるように、ｐＨに依存すると考えられている水不溶性状態および水溶性状態を有する。
【００４８】
成長培地組成物は、６．０〜１１．０のｐＨを有することができる。６．０〜１１．０の全ての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、成長培地組成物は、６．０、６．５、または７．０の下限から、１１．０、１０．０、９．０、または８．０の上限のｐＨを有することができる。本開示の１つ以上の実施形態は、成長培地組成物が５．５のような低いｐＨを有することができることを規定する。
【００４９】
本開示のいくつかの実施形態は、方法に関する。本明細書に開示される方法は、アクリルコポリマーの分散体と農業用水とを組み合わせて、水性組成物を形成することと、水性組成物を成長培地に適用することとを含むことができる。水性組成物を成長培地に適用すると、成長培地組成物、すなわち本明細書に開示される成長培地組成物を形成することができる。理論に拘束されることを望むものではないが、本明細書で論じられるように、アクリルコポリマーは水性組成物中で水不溶性状態であるため、アクリルコポリマーは感知できるほど膨潤しないであろう。この膨潤の欠如により、水性組成物は、有意な粘度の増加をほぼまたは全く持たないことを可能にでき、例えば、水性組成物の粘度は本質的に一定のままであり得る。有意な粘度の増加が無いため、水性組成物は、水中で膨潤するいくつかの他のポリマーで効果的に利用できないプロセス、例えば、噴霧により成長培地に適用され得る。
【００５０】
本開示のいくつかの実施形態は、成長培地へ水性組成物を適用することが、表面処理であり得ることを規定する。表面処理の例は、成長培地上への水性組成物の噴霧、散布、および／または注入を含むが、これらに限定されない。例えば、水性組成物は、農業場に噴霧するなど、成長培地の表面上に噴霧され得る。
【００５１】
本開示のいくつかの実施形態は、成長培地へ水性組成物を適用することが、バルク処理であり得ることを規定する。バルク処理の例は、水性組成物を成長培地と共に混合すること、および成長培地の表面下に水性組成物を注入することを含むが、これらに限定されない。
【００５２】
本明細書に開示される方法は、とりわけ、保水性の増加、成長培地の硬度の低減、成長培地の表面のクラスト形成の低減、および／または成長培地の微粉体の保持の増加に関し得る。
【実施例】
【００５３】
成長培地（ＡＧＶＩＳＥ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓから入手された、砂質ロームＭ−ＳＬ−ＰＦ；６３重量％の砂、１８重量％のシルト、および１９重量％の粘土）。成長培地は、およそ２．８〜３．２重量％の有機物、２０．９〜２４．７の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）、２２．７〜３０．１の圃場容水量、および６．６〜８．０のｐＨを有した。
【００５４】
カルシウムストック（０．０４Ｍ）は、塩化カルシウム（Ａｃｒｏｓ  Ｏｒｇａｎｉｃｓから入手された、ＡＣＳに認定された、２．２１グラム）、および脱イオン水（４９７．７グラム）を混合することで形成された。マグネシウムストック（０．０４Ｍ）は、塩化マグネシウム六水和物の結晶（Ｆｉｓｃｈｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手された、ＡＣＳに認定された、４．０５グラム）、および脱イオン水（４９５．７グラム）を混合することで形成された。硬水は、カルシウムストック（６８．５グラム）、マグネシウムストック（１７．０グラム）、およびＭＩＬＬＩ−Ｑ（登録商標）水（９１０．６グラム）を混合することで形成された。
【００５５】
ポリプロピレンカートリッジ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ、カタログ番号２４４６から入手された、６０ｍＬ）を、５４ｍｍの高さにそれぞれ切断した。ポリプロピレン遠心管（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、カタログ番号０６−４４３−１８から入手された、５０ｍＬ）を、予め印刷された２７．５ｍＬのマークでそれぞれ切断した。
【００５６】
各切断したカートリッジを秤量し、成長培地を各切断したカートリッジに追加し、成長培地を切断したカートリッジのそれぞれの中で２８．５ｍｍの高さまで静かに押し付けた。
【００５７】
切断した遠心管を、ホルダー内に配置した。成長培地を含む切断したカートリッジを、切断した遠心管の上部にそれぞれ配置した。
【００５８】
１周期目の比較例Ａは、以下のように調製された。硬水は、成長培地を含むカートリッジに追加され、比較例Ａを形成した。比較例Ａは、秤量され、初期重量を決定した。その後、比較例Ａは、１２００ｒｐｍで４時間遠心分離され、再度、秤量された。その後、比較例Ａは、４２００ｒｐｍで３時間遠心分離され、再度、秤量された。１周期目に続く２周期目は、ＭＩＬＬＩ−Ｑ（登録商標）水（９ｍＬ）が、得られたカートリッジおよび１周期目からの内容物に追加された。その後、１周期目のように、２周期目のカートリッジおよび内容物は遠心分離され、秤量された。２周期目に続く３周期目は、ＭＩＬＬＩ−Ｑ（登録商標）水（９ｍＬ）が、得られたカートリッジおよび２周期目からの内容物に追加された。その後、２周期目のように、３周期目のカートリッジおよび内容物は遠心分離され、秤量された。３周期目後の試料の秤量に続いて、それらは、１０５℃でおよそ２４時間乾燥させ、次に再度、秤量され、乾燥重量を決定する。試料ごとに４回の複製が準備された。いずれかの追加物、カートリッジ、成長培地、および硬水の重量が、表１において報告される。
【００５９】
実施例１において、農業用水およびアクリルコポリマーの分散体を含む水性組成物は、以下のように調製された。硬水、例えば、農業用水とＡＣＵＬＹＮ（商標）２８（アクリルコポリマーの分散体；２０重量％の固形物；Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手された）とを容器内で組み合わせて、実施例１を形成した。実施例２〜７において、農業用水およびアクリルコポリマーの分散体を含む水性組成物は、ＡＣＵＬＹＮ（商標）２８の代わりにＲＨＯＰＬＥＸ（商標）ＡＳＥ−１０８ＮＰ（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手された、１８重量％の固形物である、アクリルコポリマーの分散体）、ＲＨＯＰＬＥＸ（商標）ＡＳＥ−６０（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手された、２８重量％の固形物である、アクリルコポリマーの分散体）、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＡＳＥ−９５ＮＰ（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手された、１８重量％の固形物である、アクリルコポリマーの分散体）、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＤＲ−１１０（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手された、３０重量％の固形物である、アクリルコポリマーの分散体）、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＴＴ−６１５（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手された、３０重量％の固形物である、アクリルコポリマーの分散体）、ならびにＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＤＲ−７２（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手された、３０重量％の固形物である、アクリルコポリマーの分散体）がそれぞれ使用された変更を伴う、実施例１のように調製された。各実施例の総重量およびｐＨに基づいて、アクリルコポリマーの分散体からの固形物が、表１において報告される。
【表１】
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【００６０】
実施例８において、成長培地およびアクリルコポリマーの分散体からの固形物を含む組成物は、１周期目について以下のように調製された。実施例１は、成長培地を含むカートリッジに追加され、実施例８を形成した。実施例８は、秤量され、初期重量を決定した。その後、実施例８は、１２００ｒｐｍで４時間遠心分離された。その後、実施例８は、４２００ｒｐｍで３時間遠心分離された。１周期目に続く２周期目は、ＭＩＬＬＩ−Ｑ（登録商標）水（９ｍＬ）が、得られたカートリッジおよび１周期目からの内容物に追加された。その後、１周期目のように、２周期目のカートリッジおよび内容物は遠心分離され、秤量された。２周期目に続く３周期目は、ＭＩＬＬＩ−Ｑ（登録商標）水（９ｍＬ）が、得られたカートリッジおよび２周期目からの内容物に追加された。その後、２周期目のように、３周期目のカートリッジおよび内容物は遠心分離され、秤量された。その後に試料は、１５０℃でおよそ２４時間乾燥させ、次に再度、固形物の重量を決定し、これを使用して各周期後にカートリッジ内に残った水の重量を決定する。試料ごとに４回の複製が実施され、実行１〜４として標識化される。いずれかの追加物、カートリッジ、成長培地、および硬水の重量が、表２において報告される。
【００６１】
実施例９〜１４は、実施例１の代わりに実施例２〜７がそれぞれ使用された変更を伴う、実施例８のように調製された。いずれかの追加物、カートリッジ、成長培地、および硬水の重量が、表２において報告される。実施例８〜１４および比較例ＡのそれぞれのｐＨは、７．０〜７．５の範囲であった。
【表２−１】
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【表２−２】
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【表２−３】
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【００６２】
実施された各周期の各複製について、遠心分離後に保持された水の量が、遠心分離、炉乾燥、および再秤量後に試料を秤量することにより決定された。あるいは、水の量は、水分計で土壌の水分を測定し、容器の重量、計算された乾燥土壌の重量、および遠心分離後の重量から追加された追加物の重量を差し引くことで決定できる。実施例８〜１４および比較例Ａについて実施された各周期の各複製について、保持された水の量、および比較例Ａに対して保持された水の割合における変化が計算された。結果は、表３において報告される。
【表３−１】
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【表３−２】
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【００６３】
表３のデータは、１〜３周期目の複製１〜４について、比較例Ａと比較して実施例８〜１４が有利に改善された、すなわち増加した、保水性を有したことを例証する。
【００６４】
成長培地の硬度。比較例Ｂは以下のように調製された。上述される成長培地（５０ｇ）は、液体の排出を可能にする円筒形容器に追加された。脱イオン水（２０ｍＬ）が成長培地に追加され、１週間後に、脱イオン水（１００ｍＬ）が成長培地に追加され、過剰な水を容器から排出させ、収集容器に収集して、さらに２４時間後に、脱イオン水（１００ｍＬ）が成長培地に追加され、過剰な水を容器から排出させ、収集容器に収集して、さらに２４時間後に、脱イオン水（１００ｍＬ）が成長培地に追加され、過剰な水を容器から排出させ、収集容器に収集して、その後、成長培地を、周囲条件で１週間乾燥させた。１週間後に、成長培地の硬度は、Ｃｅｒｔｉｆｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手したポケット土壌硬度計で測定された。結果は、表４において報告される。
【００６５】
比較例Ｃは、成長培地にさらに脱イオン水を任意に追加する１週間前に、ＲＥＳＥＲＶＯＩＲ（登録商標）ＤＧ（土壌追加物；ＨＥＬＥＮＡ（登録商標）から入手された）が成長培地に追加された（成長培地および２０ｍＬの脱イオン水の総重量に基づいて５００ｐｐｍ；ＲＥＳＥＲＶＯＩＲ（登録商標）ＤＧが固形物として追加され、その後２０ｍＬの脱イオン水が追加された）という変更を伴って、比較例Ｂのように調製された。結果は、表４において報告される。
【００６６】
実施例１５〜１６は、ポリアクリルアミドではなくＡＣＵＬＹＮ（商標）２８（実施例１５は、ＡＣＵＬＹＮ（商標）２８および脱イオン水の総重量に基づいた５００ｐｐｍのＡＣＵＬＹＮ（商標）２８、実施例１６は、ＡＣＵＬＹＮ（商標）２８および脱イオン水の総重量に基づいた１０００ｐｐｍのＡＣＵＬＹＮ（商標）２８が、ＡＣＵＬＹＮ（商標）２８および脱イオン水の２０ｍＬとして）が利用されたという変更を伴う、比較例Ｂのように調製された。結果は、表４において報告される。
【表４】
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【００６７】
表４のデータは、比較例Ｂおよび比較例Ｃの両方と比較して、実施例１５および実施例１６のそれぞれが改善された、すなわち低減した、成長培地の硬度を提供することを例証する。
【００６８】
成長培地の微粉体の保持は、各収集容器に収集された排水の目視検査によって決定された。結果は、表５において報告される。
【表５】
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【００６９】
表５のデータは、比較例Ｂおよび比較例Ｃの両方と比較して、実施例１５および実施例１６のそれぞれが、改善された、すなわち増加した、成長培地の微粉体の保持を提供することを例証する。比較例Ｂおよび比較例Ｃの収集された排水の濁った外観は、微粉体が、視覚的に知覚される濃度で各収集された排水において存在したことを示す。実施例１５および実施例１６の収集された排水の透明な外観は、微粉体が、視覚的に知覚される濃度で各収集された排水において存在しなかったことを示す。

【国際調査報告】
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