CZ2000441A3

CZ2000441A3 - Potahovaná umělá hnojiva s řízeným uvolňováním a způsob jejich přípravy

Info

Publication number: CZ2000441A3
Application number: CZ2000441A
Authority: CZ
Inventors: William R. Johnson; Harvey M. Goertz; Richard J. Timmons
Original assignee: Oms Investments, Inc.
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2000-09-13
Also published as: HUP0003707A2; AU724479B2; RU2212134C2; TR200000377T1; WO1999063817A1; CA2300259C; YU6700A; KR20010022754A; TWI236874B; KR100365026B1; PL197802B1; EP1001676B1; ZA200000583B; HUP0003707A3; EP1001676A4; US6039781A; CN1285261C; BR9906487A; CN1274261A; MY117692A

Description

Potahovaná umělá hnojivá s řízeným uvolňováním a způsob jejich přípravy

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká potahovaných umělých hnojiv s řízeným uvolňováním a způsobu jejich přípravy. Konkrétněji se týká hnojících přípravků tvořených nutričními granulemi (jako jsou granule NPK), které mají vložené vrstvy nebo vnitřní obaly a zapouzdřující nebo vnější obaly. Vynález se rovněž týká způsobu přípravy určitých hnojících přípravků, které mají žádoucí charakteristiky řízeného uvolňování.

Dosavadní stav techniky

Hnojivá byla používána tisíce let pro dodávání živin do růstového media. Určitou dobu je známo, že výhody poskytované hnojením závisí na tom, kdy je hnojivo do růstového media dodáno a rovněž na tom, jak je rostlinám rostoucím v růstovém mediu dostupné. Náhlá dodávka příliš velkého množství hnojivá je plýtváním nebo dokonce může rostlinám škodit. Na druhé straně, dodávka příliš nízkého množství hnojivá nebo zpoždění dodávky adekvátního množství vede k nedostatečné výživě rostlin. Proto je žádoucí poskytnout takový hnojící přípravek, který by dodával relativně stálé množství živin do růstového media, po určitou dobu nebo dle jiného specifického plánu uvolňování.

Dodávání správného množství živin po celou dobu růstového období dříve vyžadovalo opakované aplikace relativně malých množství hnojících přípravků, což je poměrně pracný způsob. Proto byla vyvíjena hnojivá s řízeným uvolňováním. V současné době je žádoucí aplikovat hnojivo jedenkrát za několik týdnů až měsíců.

Obvykle jsou hnojivá s řízeným uvolňováním tvořena potahovanými nutričními granulemi, jejichž potah funguje jako fyzikální či chemická bariera mezi nutričním jádrem a vnějším prostředím růstového media. Bariera zdržuje kontakt nutričního jádra s vlhkostí, tím zdržuje jeho rozpouštění a uvolnění do růstového media. Rychlost uvolňování živin závisí mj. na • 4 4

444 4 444 4 44 ·

4444 44 4 4444 44 44 4

4 444 4444

444 4 44 4 44 44 materiálu použitého pro potah, jeho tloušťce a integritě.

Přístup k využití bariérové nebo zapouzdřovací techniky je například uveden v patentu US 3 223 518, vyd. 14.12.1965, Luis I. Hansen, s označením na titulním listu Archer-DanielsMidland. Hansenův patent uvažuje hnijící přípravek obsahující jednu nebo několik vrstev primárního obalu nutričního jádra a jednu nebo několik zapouzdřujících vrstev. Jak je v patentu uvedeno primární obal byl vytvrzen před aplikací zapouzdřujícího obalu. Výsledné hnojivo vykazovalo proti nepotahováným granulím zpomalené uvolňování živin z jádra. Opakovaná aplikace potahů a nutnost jejich vytvrzování je však časově náročná a komerčně nevyhovující. Dále, hnojivá upravená Hansenovým postupem a obsahující pouze jeden primární a jeden zapouzdřující potah uvolňují dle Hansena 30 až 40 % hmotn. živin během 6 h kontaktu s vlhkostí a 50 až 60 % hmotn. během 24 hodin. Takový výrobek dodává příliš vysoké množství živin a příliš rychle na to, aby vyhovoval požadavkům na řízené uvolňování hnojiv.

Jiný, pozdější přístup k řešení zapouzdřujících vrstev s žádoucími charakteristikami řízeného uvolňování je popsán v patentu US 4 657 576, vyd. 14.4.1987, Johannes M.H.Lambie, s označením na titulním listu Sierra Chemical Company. Jádro je zapouzdřeno do vodonerozpustné dicyklopentadienové pryskyřice, např. dostupné u The Scotts Company pod obchodní značkou OSMOCOTE®. Ačkoli použití polymemí bariery je podobné Hansenově zapouzdřovací technice popsané v odkazu 518, byly v tomto případě dodány složky upravující pH potahu. Tato úprava vede, jak je uvedeno, k lepšímu průběhu uvolňování hnojivá.

Jasným nedostatkem polymemí bariery, jako je zapouzřovací vrstva OSMOCOTE®, aplikované na nutriční jádro je, že uvolňování hnojivá závisí na kvalitě jádra či substrátu, na něž je polymer nanášen. Nespojitý povrch substrátů, jaký je např. u hrudkovaných substrátů s dutinkami, deformovaných granulí, částic s prasklinami, štěrbinami či jinými nepravidelnostmi, je příčinou neúplného potažení či vzniku nejednotné vrstvy. Zvláště nižší váhová množství potahového materiálu, např. 5 % hmotn. vzhledem ke hmotnosti jader, jsou nedostačující pro adekvátní krytí povrchových defektů nekvalitních jader a vedou k nepřijatelnému množství nekvalitně potažených částic. Lze předpokládat, že v takovém případě příliš mnoho výsledných částic uvolní příliš velké množství živin v prvních dnech, což je z hlediska požadovaného řízeného uvolňování hnojivá, pro hnojící přípravky nevyhovující.

Pokusy vyrovnat nejednotnost nebo neúplnost potahové vrstvy levných nekvalitních nepravidelných granulí aplikací tlustší potahové vrstvy nevedlo k očekávanému zlepšení. Například zdvojnásobení hmotnosti potahového materiálu na 10 % hmotn. vede lepšímu krytí ·♦ Β • · · Β · Β Β · · · • · · Β ΒΒΒ Β Β Β · • ΒΒΒΒ Β Β · ···· · * Β Β Β • · ΒΒΒ ΒΒΒΒ

ΒΒΒ Β ΒΒ Β ΒΒ ΒΒ povrchových nerovností substrátu. Nicméně tento tlustší vnější potah tak účinně zalepí živiny ve značném počtu granulí, že je buď zcela „zamkne“ vůči uvolnění, nebo uvolnění prodlouží na nepřijatelně dlouhou dobu.

Podstata vynálezu

Hlavním předmětem předkládaného vynálezu je hnojící přípravek, jehož nutriční jádro obsahuje předběžný nebo vložený potah zvyšující zapouzdření dalšími vnějšími potahy.

Dalším předmětem vynálezu je hnojící přípravek s žádoucími charakteristikami řízeného uvolňování, vhodný zejména pro nutriční jádra s vysokým stupněm povrchových vad.

Dalším, příbuzným předmětem vynálezu je poskytnutí hnojícího přípravku, v němž nutriční jádra granulí nesou vícevrstevné potahy vytvrzené po aplikaci na jádro, což vede k požadovanému typu řízeného uvolňování. Tento typ uvolňování, je jiným postupem nedosažitelný, ať už s nebo bez použití nadbytky potahovacího materiálu.

Dalším významným předmětem vynálezu je hnojící přípravek, v němž povrchové vady nutričních granulí jsou překryty a/nebo plněny s použitím relativně nízkomolekulámích zapouzdřujících potahů,. Toto řešení se vyhýbá drahým tlustým vrstvám, které způsobují „uzamknutí“ živin či nepřijatelně prodlužují dobu jejich uvolňování.

Ještě dalším významným předmětem vynálezu je postup přípravy hnojícího přípravku, který je nositelem některého, či několika z výše uvedených předmětů vynálezu, nebo dalších výhod, které vyplynou z dalšího popisu. Předkládaný postup je bezpečný a cenově uspokojivý.

Ve výhodném provedení vynálezu bylo potvrzeno, že jednoho i více z výše uvedených předmětů vynálezu lze dosáhnout při zavedení netvrzeného surového lněného olejového potahu nebo jiného vhodného.netvrzeného olejového potahu mezi nutriční jádro a zapouzdřujícím potahem hnojících nutričních granulí, např. dicyklopentadien-lněný olej. Surový lněný olej lze před aplikací na nutriční jádra smíchat se spojovacím materiálem jako je jemná hlína, infusoriová zemina apod. Pokud je to žádoucí, lze dobu přípravy zkrátit zařazením sušících látek jako je manganové či kobaltové sušidlo do směsi oleje a hlíny.

Bylo zjištěno, že použití hlíny se lněným olejem zlepšuje postup tvorby potahovaných ···· granulovaných hnojících výrobků. Například bez použití hlíny vzniká velké množství jemných, tj. malých, odlámaných kousků potahů, při omílání částic během zpracování. Samotný lněný olej má dále sklon pronikat do dicyklopentadien-lněného olejového zapouzdřujícího potahu, smáčí nebo migruje okolo vnějších stěn zapouzdřujících polymemích vrstev. Přítomnost lněného oleje na vnější straně potahové vrstvy způsobuje provozní problémy.

Solidifikace olejového potahu vytvrzením na zvláštní vytvrzenou vrstvu dle Hansenova patentu 518 předchází nežádoucí difúzi nebo migraci lněného oleje do vnějších zapouzdřujících vrstev. Vytvrzení předběžného potahu skutečně zasahuje do fyzikálních interakcí mezi surovým lněným olejovým předběžným potahem a zapouzdřující vrstvou. Nyní však bylo zjištěno, že předběžný potah z lněného oleje, nevytvrzený, přispívá k podstatnému zlepšení překrytí povrchových defektů nutričních granulí následnou zapouzdřující vrstvou vede k lepším charakteristikám řízeného uvolňování hnojícího přípravku.

Předkládaný vynález vychází ze znalostí dříve neznámých interakcí mezi volně tekutým lněným olejem, který je smíchán s pojivovým materiálem jako je hlína, infusoriová hlinka a pod. a zapouzdřujícím potahem. Tyto interakce poskytují finálnímu výrobku takové uvolňovací charakteristiky, jaké dříve byly dosažitelné pouze za cenu vyšších hmotností potahových materiálů, zejména v případě substrátů obsahující dutiny nebo jiné povrchové vady či nerovnosti. Ačkoli to není zcela vysvětleno, v současné době se soudí, že interakce mezi lněným olejem a polymerní vrstvou účinněji vyplňují a uzavírají povrchové dutiny, štěrbiny a praskliny jader granulí. Stejné interakce zkracují dobu indukce.

Ve srovnání s dřívějšími výrobními postupy, podle nichž byl předběžný potah vytvrzen před aplikací vnějšího polymerního potahu, lze nově objevené interakce mezi olejovým předběžným potahem a zapouzdřujícím polymerem využít k novému postupu zpracování. Předběžný potah není vystavován vytvrzujícím teplotám před zavedením vnějšího zapouzdřujícího potahu, což poskytuje příležitost k projevu interakcí vedoucích k vyplňování a zátkování povrchových nedostatků substrátu. Pokud lze předběžné potahové materiály vytvrzovat při teplotách běžně používaných při aplikaci vnějších zapouzdřujících potahů, lze předpokládat, že k vytvrzení předběžného potahu dochází současně s vytvrzením zapouzdřující vrstvy.

Vynález je nalézá využití zejména při potahování nekvalitních nutričních granulí, neboť i při použití nižšího množství materiálu na zapouzdřující potahy lze dosáhnout celkově výhodnějších charakteristik řízeného uvolňování. Předkládaný vynález je krokem vpřed v úsilí • · · · · ·« · · · · • · · · · · · • ···· 9 · ····· • « · 9 9

999 9 99 · • · · 9

9 9 9

9 9 · ·· ·· zlepšit krytí nutričních jader s nekvalitním povrchem a vyhnout se přitom nežádoucím efektům vyplývajícím ze tlusté potahové vrstvy a tedy vyšších nákladů na potahový materiál.

Stručný popis obrázků

Obr. 1 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sferícitě, které byly potaženy 6 % hmoto, polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 2 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sferícitě, které byly potaženy 8 % hmota, polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 3 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sferícitě, které byly potaženy 10 % hmota, polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 4 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sferícitě, které byly potaženy předběžným potahem B (potah obsahující 1 % hmota, lněného oleje) a 6 % hmota, polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 5 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sferícitě, které byly potaženy předběžným potahem B (potah obsahující 1 % hmota, lněného oleje) a 8 % hmota, polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 6 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sferícitě, které byly potaženy předběžným potahem B (potah obsahující 1 % hmota, lněného oleje) a 10 % hmota, polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 7 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sferícitě, které byly potaženy předběžným potahem C (potah obsahující 0,5 % hmota, lněného oleje) a 6 % hmota, polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 8 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového ·»··

9 99 99

9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9

9 9 9999 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 · · 9

9999 99 9 9999 obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sfericitě, které byly potaženy předběžným potahem C (potah obsahující 0,5 % hmotn. lněného oleje) a 8 % hmota, polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 9 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sfericitě, které byly potaženy předběžným potahem C (potah obsahující 0,5 % hmotn. lněného oleje) a 10 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 10 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) ze substrátu Norsk (třídění +6, sfericita 80 %), který byl potažen 6 % hmota, polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. lije křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) ze substrátu Norsk (třídění +6, sfericita 80 %), který byl potažen předběžným potahem C (potah obsahující 0,5 % hmotn. lněného oleje) a 5,5 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Podrobný popis vynálezu

Vynález se týká nových hnojících výrobků a nových postupů jejich příprav. Obvykle jsou částice hnojivá tvořeny nutričním jádrem, předběžným potahem a vnějším zapouzdřujícím potahem. Jádro bývá tvořeno standardním NKP nebo hnojícími granulemi, jak je dobře známo v oblasti techniky, a tyto složky jsou komerčně dostupné u společností Norsk Hydro, Kemira a pod. Alternativně lze použít jádro z jiných běžně dostupných živin (jako je např. močovinaO. Jádro dále případně obsahuje ještě sekundární živiny, jako je vápník, hořčík a síra nebo stopové živiny jako jsou železo, měď, zinek, mangan, bór a molybden.

Ač lze předkládaný vynález aplikovat na relativně sférické granule s poměrně hladným povrchem, jeho hlavní přednost tkví v možnosti přípravy hnojiv s řízeným uvolňováním z nutričních granulí nepravidelných tvarů, granulí obsahující dutiny a různé povrchové vady, praskliny a zlomy. Příkladem relativně hladkého nutričního jádra jsou komplexní hnojivá Norsk NPK. Nutriční granule o relativně nekvalitním povrchu jsou levnější, komerčně dostupné, obvykle o sfericitě pouze 50 % hmotn. a méně.Výhodným provedením předkládaného vynálezu je proto relativně levné využití materiálu o nízké sfericitě jako nutričního jádra.

Test sfericity používaný pro předkládané účely pro stanovení sfericity produktu a • 4

44

4 4 4 4«

4 4 4 4 4 4

444 4 44 4

4 4 4444 4 4 4 4 4

4 444 4 4 4 4

444 4 04 4 44 44 výchozích surových částic vychází z postupu popsaného Carpenterem a Deitzem (Research Paper 2238, 3, of Res. Of the NBS 41 (37), září 1951). Konkrétně zařízení pro stanovení sfericity produktu a výchozích surových částic obsahuje rotační stůl o průměru 45,72 cm, s 10° sklonem proti horizontální rovině. Rotační stůl se otáčí rychlostí 2 ot/min. Z vibračního zásobníku jsou dodávány částice. Částice dopadají na dolní levou stranu stolu, průměrně 12,7 cm od středu pod úhlem 45° od kolmice. Pád částice je výhodně 0,635 cm a méně.

Na stůl se průměrně pomalu dodá asi 100 g nutričních částic. Sférické částice se skutálejí ze stolu do sběrné pánve. Nesferické zůstanou na rotačním stole až do fyzického odstranění. Obě získané frakce se zváží a stanoví se procentuální podíl sférických částic.

Předběžná potahová vrstva je výhodně směs surového lněného oleje a jemné hlíny. Předběžný potahový materiál musí být schopen obtékat povrch substrátu a pronikat do vnějšího potahu. Musí mít nízké povrchové napětí a nízkou viskozitu. Přijatelnou alternativou ke lněnému oleji jsou další organické oleje jako je sojový, tonkový, cyklopentadienové modifikované sušící oleje a lubrikaění oleje. Lze použít i jiné oleje o viskozitě nižší než 50 Ns/m kompatibilní s vnějším potahem, pokud mají dostatečně nízké povrchové napětí, jsou kompatibilní s materiálem použitým pro vnější zapouzdřující vrstvu a jsou schopné adekvátně pronikat zapouzdřující vrstvou, čímž ovlivňují charakteristiky týkající se řízeného uvolňování. Jako předběžný potah je rovněž vhodná pryskyřice lněného oleje s cylopentadienem. Tuto pryskyřici, obvykle používanou jako zapouzdřující potah s minerálními alkoholy o koncentraci vyšší než 50 % hmotn. pevných složek, lze aplikovat jako předběžný potah při dalším zředěný minerálními alkoholy na 40 % hmotn pevných pryskyřičných částic. Jako pojivový materiál pro smíchání s organickým olejem je výhodné použít jemnou hlínu. Jemné hlíny jsou komerčně dostupné jsko RM-4 u Industrials Minerals Company, a Huber 90 a Polygloss 90 u JM Huber Corporation. Alternativně lze použít místo jemné hlíny nebo navíc kní talky, infusoriové zeminy a absorbentní křemičitany.

Předběžné potahy jako surový lněný olej smáčejí vnější potah a zanechávají jej vláčný a odolný vůči otěru. Zavedení hlíny do směsi se lněným olejem omezuje kontakt lněného oleje pouze na tu část vnějšího potahu, která sousedí s předběžným potahem. Tyto hlíny typicky absorbují 40 % hmotn. i více oleje, velikost jejich částic odpovídá stavu, kdy minimálně 60 % částic projde filtrem č. 200. Bylo zjištěno, že lze docílit dobrého potažení, použije-li se jako předběžný potah surový lněný olej, vtom případě je však nutno přidat další čas na vysušení vnějšího obalu. Tento problém lze vyřešit přidáním sušidla do směsi pro předběžný poyah ·· · ·· · ··· · · · · ··· ···· · · · » • ···· · · · ···· ♦ · · · · • · · · · ···· • · · · ·· « · · · · obsahující olej a hlínu. Příklady vhodných sušidel jsou kobalt mangan, mangan, kobalt vápník, zirkon kobalt a jejich směsi.

Předběžný obal se výhodně aplikuje v poměrném množství 0,5 až 1,0 % hmotn. oleje vzhledem k hmotnosti jádra. Alternativně předběžný potah obsahuje až 3,0 % hmotn. oleje. Vyšší obsah oleje je zvláště vhodný pro vytvoření dobrých uvolňovacích vlastností u nutričních jader o tak nízké sfericitě, jako je 20 %.

Vnější potah musí být kompatibilní s předběžným potahem a poskytovat nezbytné krytí a bariérové vlastnosti. Vnější potah je výhodně polymerní dicyklopentadienový („DCPD“) produkt (obsahující lněný olej nebo alkydovou pryskyřici sojového olejového původu), jako např. pryskyřice OSMOCOTE® komerčně dostupná u The Scotts Company. Alternativně lze použít i jiné pečetící materiály jako zapouzdřující potah, jako pryskyřičnatá olejová sušidla, jiné termosetové polymery a pryskyřice jako polyestery, polyamidy nebo polyurethany, a termoplastové pryskyřice. Konkrétnějším příkladem jsou DCPD modifikovaný lněný olej nebo alkydové pryskyřice a uhlovodíkové termoplastové pryskyřice.

Žádoucích uvolňovacích vlastností hnojících přípravků předkládaného vynálezu lze dosáhnout tím, že se předběžný potah nevystaví působení příliš vysokých teplot bezprostředně po aplikaci na jádro, ale až před zavedením zapouzdřující vrstvy. Ve výhodném provedení, kdy vytvrzovací teplota pro lněný olejový potah je stejná jako teplota pro polymerní zapouzdřující vrstvu, dochází k vytvrzení předběžného obalu in šitu, bezprostředně po aplikaci zapouzdřující vrstvy na nutriční granule. Alternativně lze vytvrzovat předběžný potah po aplikaci zapouzdřující vrstvy, ale před jejím vytvrzením.

Podle výhodného provedení vynálezu se lněný olejový předběžný potah aplikuje při teplotě 60°C, při níž nedochází k podstatnějšímu vytvrzování. Lze očekávat že zapouzdřující vrsta bude aplikována při teplotě 60°C nebo vyšší. Protože vytvrzení lněného předběžného potahu trvá déle než vytvrzení zapouzdřující vrstvy, ve výhodném provedení dochází k vytvrzení obou potahů současně.

• · ··· ··♦ · · · · • · · · ··· · · · · • ·»«· * · · ···· · · ·· · • 9 ··· 9 9 9 9 ··· · ·· * ·· ··

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

22,66 kg granulovaného nutričního substrátu (jádro) bylo umístěno do zkušebního potahovacího zařízení a předehřáto na 55-60°C, 15 min před potahováním. Předběžný potahový materiál byl dodáván rychlostí průměrně 0,045 kg/min při 55-60°C. Ihned po dodání předběžného potahu byla zahájena aplikace zapouzdřujícího potahu, rychlostí průměrně 0,045 kg/min a vnitřní teplota byla postupně zvyšována. Příležitostně byly zařazeny dvě tříminutové prodlevy během aplikace zapouzdřující vrstvy, aby bylo zaručeno úplné vytvrzení předchozího zapouzdřujícího materiálu. Finální vnitřní teplota dosáhla hodnoty 85-86°C. Po ukončení dodávky kapalných složek byl uzavřen přístup vzduchu, přidáno 50 ml hlíny, přístup vzduchu opět otevřen a směs ponechána vychladnout na teplotu 71°C. Produkt byl dále chlazen na 54°C v cementové míchačce.

Výrobky vyrobené popsaným postupem byly analyzovány testem DDR-40. Při tomto testu se vzorky umístí do vody teplé 40°C. Vzorek (15 g) v nylonovém sáčku se suspenduje v 150 g vody. Během testu se odebírají alikvoty roztoku a po 1,3,7 a 10 dnech se zcela vyměňuje voda, dále se vyměňuje 3 až 4 denních intervalech až do uvolnění celkového množství živin. V odebraných alikvotech je stanoven obsah dusíku (někdy též obsah draslíku, fosforu i jiných živin) a vyjádřen v procentech uvolněného dusíku vzhledem k celkovému množství dusíku v produktu.

• ··*· 9 9

Tabulka 1

5 % hmotn. zapouzdřující pryskyřice OSMOCOTE® na substrátu Norsk 21-7-14
Pokus. č.	Předběžný potah	DDR-40, uvolnění po 3 dnech (% hmotn.)	DDR-40, maximum uvolněných živin (dny)
Pokusný přípravek 1	Žádný	16	32
Pokusný přípravek 2	1 % hmotn. surového lněného oleje	10	14
Výrobek 1	Žádný	21	27
Výrobek 2	0,5 % hmotn. surového lněného oleje + hlína	11	20

U některých produktů s řízeným uvolňováním nastalo maximum přírůstkového uvolnění dle testu DDR-40 po 32 dnech, jak je například uvedeno u přípravku neobsahujícího předběžný potah, což je po nevhodně dlouhé době. Pro tyto výrobky, obsahující 13 % hmotn. a méně nedostatečně potažených částic, je ovšem množství uvolněných živin po 3 dnech, dle DDR-40, vyhovující.

V tabulce 1 lze porovnat výsledky testu DDR-40 pro pokusný přípravek č. 1, neobsahující předběžný potah a pokusný přípravek č.2 s předběžným potahem. Za povšimnutí stojí zlepšení hodnoty uvolněného množství živin po 3 dnech, množství 16 % kleslo na 10 % pro přípravek s předběžným lněným olejovým potahem. Přípravek s předběžným lněným olejovým potahem rovněž vykazuje maximum uvolněných živin po 14 dnech oproti 32 dnům pro přípravek bez předběžného potahu. Podobné zlepšení lze pozorovat při porovnání výsledků testu DDR-40 u výrobků 1 bez předběžného potahu a výrobku 2 s předběžným potahem na bázi směsi oleje s hlínou.

Příklad 2 • · • · · · · ···· 99 9 9 ·· · ·· ··

V tabulce 2 jsou na třech přípravcích ukázány způsoby využití předběžných potahů dle předkládaného vynálezu.

Tabulka 2

Předběžný potah A	Předběžný potah B	Předběžný potah B
1 % pryskyřice	1 % olej	0,5 % olej
40 % pryskyřice	Surový lněný olej	Surový lněný olej
(75 %)	(75 %)	(75 %)
RM-4 hlína	RM-4 hlína	RM-4 hlína
(25 %)	(25 %)	(25 %)
Sušidlo:914-4	Sušidlo :914-4	Sušidlo:914-4
Mooney Chemicals (% vlhkého sušidla na pevné částice pryskyřic)	Mooney Chemicals (% vlhkého sušidla na pevné částice pryskyřic)	Mooney Chemicals (% vlhkého sušidla na pevné částice pryskyřic)
7,5%	7,5%	7,5%
Kobalt (%)	Kobalt (%)	Kobalt (%)
3,3 %	3,3 %	3,3 %
Mangan (%)	Mangan (%)	Mangan (%)
6,5 %	6,5 %	6,5 %
Barva: modročemá	Barva: modročemá	Barva: modročemá
NVM (%() (pevné složky)	NVM (%() (pevné složky)	NVM (%() (pevné složky)
60	60	60
WT/Gal., Lbs	WT/Gal., Lbs	WT/Gal., Lbs
8,2	8,2	8,2
Teplota vzplanutí	Teplota vzplanutí	Teplota vzplanutí
40°C	40°C	40°C

Pryskyřice předběžného potahu A je nízkoviskózní roztok DCPD modifikovaného lněného oleje zředěný minerálními alkoholy a smíchaný s vhodným absorbentem a sušidlem. Předběžný potah byl zředěn minerálními alkoholy tak, aby obsahoval 40 % hmota, pevných částic pryskyřice. Předběžné potahy B a C představují 1 % , resp. 0,5 % surový lněný olej s vhodným absorbentem a sušidlem. Analýza rychlosti rozpouštění potahovaných výrobků byla provedena postupem ART-80 ( 80°C vodní vytahovací lázeň), provedeném podle příkladu 1, postupu DDR-40, pouze stím rozdílem, že během stanovování nebyla vyměňována vodní vytahovací lázeň. Pro některé výrobky s řízeným uvolňováním je hodnota maximálního uvolňování podle ART-80 po 15 h i kratší době přijatelná, žádoucí je maximum uvolnění po 10 hodinách. Byl použit hrubý granulámí substrát (17-10-13) s relativně vysokým podílem částic s nedokonalým povrchem (sfericita 50 % i méně). Pro předběžné potahy byly použity tři hmotnosti zapouzdřujících potahů: 6, 8, a 10 % hmota. Požadovaná rychlost uvolňování podle ART-80 vedla pouze k 4 % a nižšímu množství uvolněných živin pod dvou hodinách (při použití nekvalitně potažených částic).

Přírůstková rychlost uvolňování podle ART-80 pro standardní nepotahované hnojivo je uvedena na obr. 1-3. Kumulovaná rychlost uvolňování po dvou hodinách je součtem přírůstkové rychlosti po jedné hodině a po dvou hodinách. Vysoká kumulovaná rychlost uvolňování po dvou hodinách obvykle znamená příliš vysoký počet nedostatečně potažených částic. Přírůstková rychlost uvolňování v případě 6 % potahu, který je tvořen relativně tenkou vrstvou OSMOCOTE®, je uvedena na obr. 1. Tento hnojící přípravek má kumulované uvolňování po 2 hodinách 17 %, což je nepřijatelně vysoká hodnota. Naznačuje, že zapouzdřující potah nedostatečně překryl povrchové nerovnosti příliš mnoha granulí. V případě 8 % potahu , jak je uvedeno na obr. 2 hodnota kumulovaného uvolňování po dvou hodinách rovněž přesahuje žádoucí 4 %. Konečně při 10 % potahu, dle obr. 3, je hodnota uvolňování po dvou hodinách nižší než 4 %.

Obr. 4 až 6 dokládají výsledky uvolňovacího testu ART-80 pro předběžný potah B, 1 % směs lněného oleje s hlínou v poměru 3:1 a sušidla. S použitím předběžného potahu B a 6 % zapouzdřujícího potahu je hodnota uvolňování po dvou hodinách dle ART-80 snížena na 5 % (obr. 4). Hodnota uvolňování pro 8 % zapouzdřující potah s předběžným potahem B (obr.5) je podobná, jako v případě 10 % zapouzdřujícího potahu bez předběžného potahu (obr. 3) a vykazuje zřejmé zlepšení v hodnotě dvouhodinového uvolňování podle ART-80 proti 8% · 9 · 9 99 99

999 999 9999

999 9999 · · · I

999999 9999999 99 ·

9 999 <999

999 9 99 9 99 99 zapouzdřujícímu potahu OSMOCOTE® použitému bez předběžného potahu. S rostoucím množstvím použitého zapouzdřujícího potahu se prodlužuje doba maximálního uvolnění živin, což vede produktům s prolongovaným účinkem (obr. 4-6). Předběžný potah B s 6% pryskyřicí dosahuje maximální hodnoty uvolňování po deseti hodinách, což je pro některé produkty s řízeným uvolňováním přijatelné.

Obr. 7-9 dokládají výsledky přípravků, kde byle 6%, 87% a 10% zapouzdřující potahy použity spolu s předběžným potahem C (0,5 % směs lněného oleje s hlínou v poměru 3:1 a sušidla). Předběžný potah C vede k hodnotám položeným mezi výsledky přípravků bez předběžného potahu a přípravků s 1% předběžným potahem. V případě 8% zapouzdřujícího potahu, jek je uvedeno na obr. 8, předběžný potah C snižuje množství nedokonale potažených částic proti přípravku potaženému pouze 8% zapouzdřujícím potahem bez předběžného potahu (obr. 2).

Podobný přínos vykazují pokusy provedené se substrátem Norsk, který má relativně hladký povrch. Vzhledem k hladkému povrchu částic, lze snížit množství lněného oleje používaného pro předběžný potah na hodnotu 0,5 % (předběžný potah C). Pro srovnávací účely byl proveden test ART-80 (uvolňování po hodinách při 80°C). Přírůstkové hodnoty uvolňování pro substrát Norsk jsou uvedeny na obr. 10 a 11.

Částice +6 mesh (velké částice) obsahují relativně velké množství nepravidelných útvarů což vede k příliš mnoha nedokonale potahovaným částicím a příliš dlouhé době indukce. Sfericita částic této frakce (+6 mesh) je 80 %. Použití standardního 6% zapouzdřujícího potahu vede po dvou hodinách k 9% kumulovanému uvolňování (žádoucí jsou maximálně 4 %) a maximum uvolnění nastává po dvaceti hodinách. Tyto hodnoty naznačují, že produkt obsahuje příliš mnoho residuálního materiálu a nepřijatelné množství nedokonale potažených částic. S použitím předběžného potahu C a 5,5% zapouzdřujícím potahem (obr. 11) se podíl nedokonale potažených částic sníží, což vede k 5% uvolňování po dvou hodinách a ke zkrácení doby maximálního uvolnění na 13 hodin.

Předběžné potahy předkládaného vynálezu přinášejí několik výhod:

1) Lze připravit produkty s vyšší rychlostí uvolňování aniž by se zvýšil podíl nedokonale potažených částic i s použitím levnějšího substrátu. To umožn“uje výrobu produktů s účinnějším řízeným uvolňováním živin.

2) Lze použít nižší množství materiálu na zapouzdřující potahy (což vede k levnějším • · 1 > · · · > · t> · » « · · · · »· · ♦ · * · · · · « * · · · • · · · produktům, potahovaným pouze 5 % pryskyřice a potahem B).

3) Zkrácení indukční (neaktivní) doby (doby s minimální rychlostí uvolňování), jak bylo ukázáno např. u přípravku bez lněného oleje (viz. tab. 1 a obr. 10-11).

Předkládaný vynález byl popsán na příkladu výhodného provedení s určitým stupněm konkrétnosti údajů, je proto zřejmé, že jiná konkrétní provedení se mohou mírně odlišovat od popsaných údajů a přesto je lze zahrnout do rámce předkládaného vynálezu, jak je definován v následujících nárocích.

Průmyslová využitelnost

Vynález přináší průmyslově využitelné hnojící přípravky s řízeným uvolňováním živin. Jejich příprava spočívá v zavedení předběžné potahové vrstvy tvořené směsí lněného oleje, hlíny a sušidla vedle standardního zapouzdřujícího pryskyřiěnatého potahu. Pro předkládaný způsob potahování lze použít i méně kvalitní substrát a nižší množství drahého zapouzdřujícího potahového materiálu, což snižuje výrobní náklady.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Hnojivo s řízeným uvolňováním, vyznačující se tím, že obsahuje: granulované jádro nutričního materiálu;

předběžný potah organického oleje aplikovaný na granulované jádro; a polymerní zapouzdřující potah na granulovaném jádře;

přičemž předběžný potah je vytvrzován až po aplikaci polymerního zapouzdřujícího potahu.
2. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že organický olej je smíchán s pojivém voleným ze skupiny látek zahrnující hlíny, talky, infusoriové zeminy a absorbentní křemičitany a jejich směsi.
3. Hnojivo sřízeným uvolňováním podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že obsahuje granulované jádro o sfericitě 50 % a méně.
4. Hnojivo sřízeným uvolňováním podle nároku 3,vyznačuj ící se tím, že organický olej je surový lněný olej.
5. Hnojivo sřízeným uvolňováním podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že poj i vem j e j emná hlína.
6. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 2, vyznačuj ící se tím, že předběžný potah dále obsahuje sušidlo.
7. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 6, vyznačující se tím, že sušidlo je voleno ze skupiny látek zahrnující kobalt mangan, mangan, kobalt vápník, zirkon kobalt a jejich směsi.
8. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 1,vyznačující se tím, že jádro je voleno ze skupiny zahrnující granule NPK, hnojící granule, močovinové granule a jejich směsi.

• 9 9 99 99
9 9 9 9 9 9 9

9 999 9 99 9

9 9999999 · · ·

9 9 9 9 9 9 9

9 9 · 9 9 9 9

9. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 8, vyznačuj ící se tím, že jádro dále obsahuje jednu nebo několik sekundárních živin volených ze skupiny zahrnující vápník, síru, hořčík, železo, měď, zinek, mangan, bór a molybden.
10. Hnojivo sřízeným uvolňováním podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že obsahuje jádro o sfericitě 50 % a méně a hnojivo s řízeným uvolňováním vykazuje 4% nebo nižší kumulované uvolňování po dvou hodinách v laboratorním testu ART-80, při použití 8 % hmotn. zapouzdřujícího potahu vzhledem k hmotnosti jádra, nebo méně.
11. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 10, vyznačující se tím, že maximální přírůstkové hodnoty uvolňování podle testu ART-80 je dosaženo za 15 h i méně.
12. Hnojivo s řízeným uvolňováním, vyznačující se tím, že obsahuje: granulované jádro nutričního materiálu;

potah na granulovaném jádře obsahující:

a) olej volený ze skupiny zahrnující lněný olej, sojový olej, tonkový olej, dicyklopentadienové modifikované sušící oleje, lubrikační oleje a jejich směsi a

b) pojivo volené ze skupiny zahrnující jemné hlíny, talky, infusoriové zeminy a absorbentní křemičitany a jejich směsi a polymemí zapouzdřující vrstvu aplikovanou na předběžný potah;

přičemž předběžný potah je vytvrzován až po aplikaci polymemího zapouzdřujícího potahu na granulované jádro.
13. Hnojivo sřízeným uvolňováním podle nároku 12,vyznačující se tím, že polymemí zapouzdřující potah je kopolymer dicyklopentadienu a sloučeniny volené ze skupiny zahrnující lněná olej, alkydovou pryskyřici na báyi sojového oleje a jejich směsi.
14. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 12, vyznačuj ící se tím, že obsahuje jádro o sfericitě 50 % a méně a hnojivo s řízeným uvolňováním vykazuje 4% nebo nižší kumulované uvolňování po dvou hodinách v laboratorním testu ART-80, při použití 8 % hmotn. zapouzdřujícího potahu vzhledem k hmotnosti jádra, nebo méně.

• 4 • · · · 4 4 4 4 4 4 4 • 4444 4 4 4 4444 4 4 · · · • » ·44 4444 • 44 4 ·· · · · ··
15. Hnojivo s řízeným uvolňováním, které obsahuje nutriční jádro, potah z organického oleje a zapouzdřující polymerní potah, vyznačující se tím, že se připravuje postupem zahrnujícím kroky:

a) aplikace organického oleje na nutriční jádro;

b) aplikace polymerní vrstvy před vytvrzením organického oleje; a

c) současné vytvrzení organického oleje i polymerní vrstvy.
16. Hnojivo sřízeným uvolňováním podle nároku 15, vyznačující se tím, že organický olej se aplikuje při teplotě 60°C a méně.
17. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 16, vyznačující se tím, že při teplotě 60°C a výše dojde k současnému vytvrzení obou vrstev.
18. Hnojivo sřízeným uvolňováním podle nároku 15, vyznačující se tím, že organický olej se smíchá s pojivém voleným ze skupiny zahrnující jemnou hlínu, talek, infusoriovou zeminu, absorbentní křemičitany a jejich směsi.
19. Hnojivo sřízeným uvolňováním podle nároku 18, vyznačující se tím, že organický olej se dále smíchá se sušidlem voleným ze skupiny látek zahrnující kobalt mangan, mangan, kobalt vápník, zirkon kobalt a jejich směsi.
20. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 18, organický olej je surový lněný olej.
21. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 18, pojivo je jemná hlína.

vyznačující tím, že vyznačuj ící tím, že
22. Hnojivo sřízeným uvolňováním podle nároku 21, vyznačující se tím, že polymerní zapouzdřující potah je volen ze skupiny zahrnující olejo-pryskyřičnaté sušící oleje, polyestery, polyamidy, polyurethany, termoplastové pryskyřice, dicyklopentadienový modifikovaný lněný olej, dicyklopentadienové modifikované alkydové pryskyřice, uhlovodíkové termoplastové pryskyřice a jejich směsi.

• 9 • · · · 9 9 9 9 · 9

9 9* * 999 9 99 9

9 9999 99 9 9999 99 99 9

9 · 999 9999 • 99 · 99 9 99 9·
23. Hnojivo sřízeným uvolňováním podle nároku 22, vyznačující se tím, že obsahuje jádro o sfericitě 50 % a méně a hnojivo s řízeným uvolňováním vykazuje 4% nebo nižší kumulované uvolňování po dvou hodinách v laboratorním testu ART-80, při použití 8 % hmota, zapouzdřujícího potahu vzhledem k hmotnosti jádra, nebo méně.
24. Hnojivo s řízeným uvolňováním, které obsahuje nutriční jádro, předběžný potah ze lněného oleje, pojivá a sušidla a zapouzdřující polymerní vrstvu obsahující dicyklopentadien, vyznačující se tím, že se připravuje postupem zahrnujícím kroky:

a) potažení nutričního jádra předběžným potahem při 60°C a méně;

b) zapouzdření předběžného potahu polymerní vrstvou; a

c) současné vytvrzení předběžného potahu a zapouzdřující polymerní vrstvy při teplotě 60°C a vyšší.
25. Hnojivo sřízeným uvolňováním podle nároku 24, vyznačující se tím, že obsahuje jádro o sfericitě 50 % a méně a hnojivo s řízeným uvolňováním vykazuje 4% nebo nižší kumulované uvolňování po dvou hodinách v laboratorním testu ART-80, při použití 8 % hmota, zapouzdřujícího potahu vzhledem k hmotnosti jádra, nebo méně.
26. Způsob přípravy hnojivá s řízeným uvolňováním, využívající nutriční jádro, vyznačující se t í m , že zahrnuje kroky:

a) předběžné potažení nutričního jádra olejem voleným ze skupiny zahrnující lněný olej, sojový olej, tankový olej, dicyklopentadienové modifikované sušící oleje, lubrikaěnbí oleje a jejich směsi;

b) aplikace zapouzdřující polymerní vrstvy na předběžně potažené nutriční jádro před vytvrzením předběžného potahu; a

c) vytvrzení předběžného potahu po aplikaci zapouzdřující vrstvy.
27. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že předběžná potahová směs dále obsahuje pojivo volené ze skupiny zahrnující jemnou hlínu, talek, infusoriovou zeminu absorbentní křemičitany a jejich směsi a sušidlo volené ze skupiny zahrnující kobalt mangan, mangan, kobalt vápník, zirkon kobalt a jejich směsi.

φ· φ

ΦΦΦ · φφφφ φ φ φ φφφφ · φ ΦΦΦ φ φφ φ φ φ φ φ φ · φ φ φ φ φ φ
28. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tí m , že předběžný a zapouzdřující potah jsou vytvrzeny současně.
29. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že předběžný potah je vystěven teplotě 60°C a nižší před aplikací zapouzdřující vrstvy.
30. Způsob podle nároku 29, vyznačující se tím, že vytvrzení probíhá při teplotě 60°C a vyšší.
31. Způsob podle nároku 27, vyznačující se tím, že předběžný potah se aplikuje v množství 0,5 až 3,0 % hmotn. vzhledem ke hmotnosti nutričního jádra.
32. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že zapouzdřující vrstva se aplikuje v množství 5 až 10 % hmotn. vzhledem ke hmotnosti nutričního jádra.
33. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že vychází z jádra o sfericitě 50 % a méně a hnojivo s řízeným uvolňováním vykazuje 4% nebo nižší kumulované uvolňování po dvou hodinách v laboratorním testu ART-80, při použití 8 % hmotn. zapouzdřujícího potahu vzhledem k hmotnosti jádra, nebo méně.
34. Způsob přípravy hnojivá s řízeným uvolňováním, využívající nutriční jádro s povrchovými nerovnostmi, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

a) předběžné potažení nutričního jádra směsí surového lněného oleje s pojivém a sušidlem, v množství 0,5 až 3,0 % hmotn. vzhledem ke hmotnosti nutričního jádra, při teplotě 60°C a nižší;

b) aplikace zapouzdřující polymemí vrstvy na předběžně potažené nutriční jádro v množství 5 až 10 % hmotn. vzhledem ke hmotnosti nutričního jádra; a

c) vytvrzení předběžného a zapouzdřujícího potahu při teplotě 60°C a vyšší.

• *

999·

9 9 9 9 9

9 9999
35. Způsob podle nároku 34, vyznačuj í cí se tí m, že vychází z jádra o sfericitě 50 % a méně a hnojivo s řízeným uvolňováním vykazuje 4% nebo nižší kumulované uvolňování po dvou hodinách v laboratorním testu ART-80, při použití 8 % hmotn. zapouzdřujícího potahu vzhledem k hmotnosti jádra, nebo méně.