DE69112393T2

DE69112393T2 - Eingekapselte düngemittel mit langsamer nährstoffabgabe.

Info

Publication number: DE69112393T2
Application number: DE69112393T
Authority: DE
Inventors: Richard Alan Columbus Oh 43235 Kelch; Harold Edward Columbus Oh 43235 Thompson
Original assignee: OMS Investments Inc
Current assignee: OMS Investments Inc
Priority date: 1990-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-23
Also published as: AU7552491A; DK0523098T3; EP0523098A4; IL97633A0; WO1991014663A1; CA2078695C; JP3171254B2; ATE126788T1; US5089041A; JPH05505789A; ES2079649T3; CA2078695A1; DE69112393D1; EP0523098A1; EP0523098B1; IL97633A; AU645307B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Dünger mit kontrolliert langsamer Nährstoffreigabe (sogen. Depotdünger) sowie Verfahren zu deren Herstellung, insbesondere eingekapselte bzw. beschichte Granulate bzw. Produkte in Teilchenform, die den Nährstoff langsam und kontrolliert über längere Zeit freisetzen.
Verkapselte Dünger sind als effektive und effiziente Quellen für langsam freigesetzte Nährstoffe für die Langzeitversorgung von Plfanzen bekannt. Diese Nährstoffe werden langsam und kontrolliert durch die Beschichtung der Düngerteilchen hindurch freigesetzt, was eine anhaltende Versorgung der Pflanzen ergibt. Schon mit einer einzigen Anwendung eines gekapselten Düngers kann man Pflanzen versorgen, die bei löslichen Düngestoffen mehrere Düngungen erfordern würden. Weiterhin können gekapselte Dünger - infolge ihrer langsamen Freisetzung der Nährstoffe - auch wirkungsvoller sein und weniger Umweltprobleine erzeugen als lösliche Dünger. Da die Nährstoffe langsain und anhaltend, nicht plötzlich und stoßartig freigesetzt werden, nehmen die Pflanzen mehr von ihnen auf; sie werden daher nicht durch den Boden hindurch ausgewaschen und auch nicht vom Grundwasser aufgenommen.
Bei einer bestimmten Art eines langsam freigesetzten gekapselten Düngers, der derzeit für die Versorgung von Baumschulen und Grasdecken verbreitet ist, handelt es sich um einen schwefelbeschichteten Dünger. Es werden Beschichtungsgewichte im Bereich von 15 bis 35 Gew.-% in Beschichtungstrommeln auf ein Düngergranulat aufgebracht. Die Nährstoffe im schwefelbeschichteten Dünger werden dabei auf zweierlei Art freigesetzt: die eine ist die Diffusion durch Risse und andere Fehlerstellen in der Schwefelbeschichtung. Dabei kommen die Nährstoffe ziemlich schnell frei; dies ist die vorherrschende Art der Abgabe von schnell freisetzenden Düngern. Die zweite Art ist das Freisetzen der Nährstoffe infolge des Zersetzens oder Zerfalls der Beschichtung. Diese Art erlaubt eine längere Restversorgung von Pflanzen und ist daher die Hauptfreisetzungsart bei schwefelbeschichteten Düngern für den Pflanzschuleinsatz. Der Hauptvorteil schwefelbeschichteter Dünger ist ihr niedriger Preis, der sich durch die geringen Rohstoffkosten als auch die mit der Trommelbeschichtung erreichbare kostengünstige Herstellung ergibt.
Eine zweite Art gekapselter Depotdüngern verwendet aus Lösungsmitteln aufgebrachte Polymerisatbeschichtungen. Zur Herstellung gekapselter Dünger dieser Art wird das Polymerisat zunächst in einem organischen Lösungsmittel aufgelöst und dann in einer Beschichtungstrommel oder in einem Wirbelbatt auf die Düngerbasis aufgespritzt. Das verdampf ende Lösungsmittel läßt eine sehr gleichmäßige durchgehende dünne Polymerisatschicht zurück, die die Sperrschicht des Düngers bildet. Beispiele für mit aus Lösungsmitteln aufgebrachten Polymerisaten beschichte Dünger, wie sie derzeit in Baumschulen gebräuchlich, sind in der US-PS 4 019 890 (Fugita u.a.; erteilt am 26.04.1977) und in der US-PS 3 223 518 (Hansen; erteilt am 14.12.1965) offenbart.
Eine weitere Art gekapselter Dünger, die hinsichtlich einer langsamen Nährstoffabgabe gute Eigenschaften zeigt, sind die latexbeschichteten Düngergranulate, wie sie die US-PS 4 549 897 (Seng u.a.; erteilt am 29.11.1985) und die Korea-PS 88-163 (Mun u.a.; erteilt am 12.03.1988) offenbaren. Derartige latexbeschichtete Dünger werden hergestellt, indem man zunächst eine Natriumsilikat-Vorschicht auf den Düngerkern aufbringt, um diesen vor einer Auflösung durch den wassergeführten Latex zu schützen. Nach dem Aufbringen der Vorbe- Schichtung wird eine Deckschicht aus einem Polymerisatlatex mit hohem Molekulargewicht auf den vorbeschichteten Düngerkern aufgebracht. Nach dem Verdampfen des Wassers aus dem Latex bleibt um die Düngerteilchen eine durchgehende dünne Schicht ähnlich der zurück, die bei der Beschichtung mit einem Polymerisat aus einem Lösungsmittel erhält. Diese Latex-Deckschicht erteilt dem gekapselten Dünger die meisten der die anhaltende Nährstoffreigabe betreffenden Eigenschaften.
Aus einem Lösungsmittel und einem Latex aufgebrachte, mit einem Polymerisat gekapselte Dünger bieten wesentliche Vorteile gegenüber schwefelbeschichteten Produkten bezüglich der Konsistenz der Freisetzungsraten und der Fähigkeit, größere Restdüngermengen vorzuhalten. Diese Vorteile ergeben sich hauptsächlich aus der gleichmäßigen, durchgehenden und ziemlich fehlerfreien dünnen Beschichtung, die bei beiden Produktarten den Düngstoffkern umgibt. Diese Polymerisatbeschichtungen sind auch robust und dauerhaft und im allgemeinen kaum anfällig für mechanisches Versagen. Schließlich sind die Beschichtungen biologisch inert und werden daher durch mikrobielle Aktivitäten im Erdboden oder anderen Topfungsmedien nicht zersetzt. Folglich werden die Nährstoffe größtenteils durch Diffusion durch die Polymerisatbeschichtung hindurch, nicht durch Fehlerstellen oder als Ergebnis eines Zerfalls der Teilchen freigesetzt. Dadurch können die Nährstoffe weitaus gleichmäßiger freigegeben werden; reichen die Sperreigenschaften des Polymerisats aus, erhält man einen längerwirkenden gekapselten Dünger für Baumschulen als bei einer Schwefelbeschichtung.
Schwefelbeschichtete Dünger bieten jedoch gegenüber löslichen Düngern gewisse Vorteile - bspw. ein etwas langsameres Freisetzen der Nährstoffe sowie niedrigere Kosten als andere gekapselte Dünger. Umgekehrt sind schwefelbeschichtete Dünger dahingehend nachteilig, daß sie - infolge von Fehlerstellen und dem Zerfall der Beschichtung - zu einer erheblichen Streuung neigen, was die Freisetzraten des Produkts stark schwanken läßt. Mit steigender Anzahl der Fehlerstellen in der Beschichtung nimmt auch die Nährstoff- Freisetzrate des Düngers zu. Auch ist die Schwefelbeschichtung ziemlich brüchig; mit zunehmender Handhabung zerfällt sie und führt zu weiterer Streuung und steigender Nährstoff-Freigabe.
Ein weiterer, schwefelbeschichteten Düngern innewohnender Nachteil ist das Problem der Boden-Versäuerung. Mit beginnendem Zerfall der Schwefelbeschichtung bildet der freie Schwefel mit Wasser eine Säure. Bei Grasdecken, wo genug Erdboden vorhanden ist, um den Effekt der Säure abzuschwächen, ist dies noch nicht problematisch; bei Topfpflanzen kann die Säure jedoch den pH-Wert des Topfungsmediums erheblich absenken, die Pflanze beschädigen und ihr Wachstum verlangsamen.
Auch Beschichtungen aus aus Lösungsmitteln aufgebrachten Polymerisaten - wie die der US-PSn 4 019 890 und 3 223 518 - haben ihre Probleme. Bspw. müssen die organischen Lösungsmittel die Polymerisate auflösen, bevor diese auf den Düngerkern aufgebracht werden können. Für die lönsungsmittelbasierende Verkapselung mit einem Polymerisat ist dies in wirtschaftlicher Hinsicht nachteilig; weiterhin gefährdet es die Gesundheit und die Umwelt.
Organische Lösungsmittel wie die zum Auflösen der Polymerisate eingesetzten sind sehr teuer. Zur Aufwandssenkung muß dem Beschichtungsprozeß ein Lösungsmittel-Rückgewinnungssystem zugeordnet werden, das den Bedarf an frischem Lösungsmittel verringert. Obgleich ein solches Lösungsmittel-Rückgewinnungssystem den Bedarf an frischem Lösungsmittel verringert, steigert es die Herstellungskosten des Polymerisat-Beschichtungsprozesses insgesamt. Folglich sind die Herstellungskosten für mit aus einem Lösungsmittel aufgebrachten Polymerisat gekapselte Dünger höher als die von Prozessen, die ohne Lösungsmittel auskommen, so daß ein Problem der Wirtschaftlichkeit im Verhältnis zu solchen Prozessen und ihren Produkten entsteht. Weiterhin sind die Kapitalkosten für ein Lösungsmittel-Rückgewinnungssystem recht hoch, was das Wirtschaftlichkeitsproblem für die gewerbliche Anwendung dieser Kapselungsverfahren weiter verschärft.
Die Realisierung lösungsmittelbasierter Polymersat-Kapselungsverfahren wirft auch Gesundheitsprobleme auf, die sich aus der Toxizität vieler eingesetzter organischer Lösungsmittel ergeben. Diese Lösungsmittel und die Dämpfe, die sie freisetzen, sind extrem flüchtig und feuer- sowie explosionsgefährdet. Außerhalb von Fertigungsanlagen verschüttete Lösungsmittel und die Abgabe von Lösungsmitteldämpfen an die Umluft stellen potentielle Gefährdungen der Umwelt dar. Diese Gefährdungen der menschlichen Gesundheit und der Umwelt fordern besondere Vorsicht sowie zusätzliches Kapital, das für derartige Prozesse mit organischen Lösungsmitteln bereitgestellt werden muß.
Bekannte latexgekapselte Dünger wie die der Korea-PS 88-153 werfen ebenfalls erhebliche Probleme auf. Die dort angegebenen Verarbeitungsvorschriften im Verein mit den physikalischen Eigenschaften der eingesetzten wassergeführten Latex-Deckschicht verhindern ein so schnelles Entfernen des Wassers, daß der lösliche Nährstoffkern nicht an- bzw. aufgelöst werden kann. Daher muß zunächst ein hydrophobes Produkt wie Natriumsilikat auf den Düngerkern aufgebracht werden, um ihn vor einem An- bzw. Auflösen zu schützen. Nach dem Aufbringen der Vorbeschichtung kann man die Latex-Deckschicht auftragen; dieses zweistufige Verfahren wirft aber Probleme der wirtschaftlichen Machbarkeit auf, da es die Rohstoff- und Betriebskosten und damit die Produktkosten insgesamt erheblich erhöht.
Es ist ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, Produkte mit kontrollierter Nährstoffreigabe anzugeben, die niedrigen Aufwand und minimale Gesundheits- und Umweltrisiken mit ausgezeichneten niedrigen Freisetzungsraten verbinden.
Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, gekapselte bzw. beschichteten Granulat- bzw. teilchenförmige Produkte - und speziell Düngerprodukte - anzugeben, bei denen die kontrollierte Freisetzung von Nährstoffen über anhaltend lange Restzeiten besonders gleichmäßig und konsistent erfolgt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, ein verhältnismäßig einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung gekapselter bzw. beschichterer Granulat- bzw. teilchenförmiger Produkte - bspw. Düngerprodukte - für die kontrollierte Nutzstoffreigabe anzugeben.
Die vorliegende Erfindung schafft ein beschichtetes Düngemittelprodukt aus einem wasserlöslichen Dünger-Kernstoff mit einer den Kern kapselnden wasserunlöslichen Polymerisatschicht. Die kapselnde Beschichtung weist einen wassergeführten Latex auf Polyvinylidenchloridbasis auf, der für die Freigabe des wasserlöslichen Kernstoffs über einen längeren Zeitraum sorgt. Der Latex hat einen Feststoffanteil, eine Glasübergangstemperatur sowie eine Blocktemperatur, die ausreichen, um die Schichtbildung ohne Verklumpung (Agglomerisation) zu fördern; die Glasübergangstemperatur liegt dabei im Bereich von 15 bis 35 ºC, während die Blocktemperatur mindestens 32 ºC beträgt.
Für die erfindungsgemäß hergestellten gekapselten Düngergranulate hat sich herausgestellt, daß diese bezüglich der kontrollierte Nährstoffreigabe Eigenschaften haben, die sie für den Pflanzschuleinsatz geeignet machen. Weiterhin sei angemerkt, daß derartige Produkte ohne hydrophobe Vorschichten auskommen, die bisher als unumgänglich galten, um wasserlösliche Kernstoffe vor einer Auflösung durch aufgetragene wassergeführte Latices zu schützen.
Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Düngerprodukts mit kontrollierter Nährstoffreigabe, indem man einen wasserlöslichen Düngemittelkern in Teilchenform mit einem wasserunlöslichen Polymerisat so beschichtet, daß eine Verklumpung der Teilchen vermieden wird, wobei die Beschichtung einen wassergeführten Latex auf Polyvinylidenchloridbasis aufweist, dessen Feststoffanteil, Glasübergangstemperatur und Blocktemperatur ausreichen, um die Schichtbildung ohne Verklumpung zu fördern, und dessen Feuchtigkeitssperreigenschaften eine langsame kontrollierte Freigabe der Kernteilchen des Düngers ermöglichen; dabei liegt die Glasübergangstemperatur im Bereich von 15 bis 35 ºC, während die Blocktemperatur mindestens 32 ºC beträgt.
Während die vorliegende Erfindung für die kontrollierte Freigabe einer Vielzahl aktiver Konstituenten nützlich ist, läßt sie sich hauptsächlich einsetzen für die kontrollierte Freigabe von Düngemitteln und soll daher speziell in Verbindung mit einem wasserlöslichen Düngemittelsubstrat beschrieben werden. Wie jedoch einzusehen ist, ist die Erfindung ebenfalls anwendbar zum Beschichten anderer wasserlöslicher aktiver Konstituenten, für die eine anhaltende bzw. kontrollierte Freigabe wünschenswert ist - einschl. Pestizide, Herbizide, Fungizide, Wachstumsregulatoren, Insektizide sowie Tiere und Insekten abweisende Mittel. Derartige aktive Wirkstoffe sind bekannte; Beispiele hierfür sind in der Literatur angegeben. Vorzugsweise liegt der aktive Bestandteil in fester oder Teilchenform vor und sollte bei den Verarbeitungstemperaturen weder schmelzen noch sich zersetzen. Weiterhin ist der aktive Bestandteil normalerweise mäßig bis stark wasserlöslich. Ein Hauptziel bei der Verwendung der erfindungsgemäßen beschichteten bzw. gekapselten Produkte ist also, das Auswaschen des aktiven Bestandteils aus ihnen mit Wasser unter Kontrolle zu halten.
Die Latexbeschichtung kann auf das Düngemittel nach einer Anzahl von Verfahren aufgebracht werden. in der am ehesten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bringt man den Latex auf die Düngerkörnchen auf, indem man diese in einem Wirbelbett wie bspw. einer Wurster-Säule oder einer ähnlichen Vorrichtung auf sprüht, bis er sich über die Teilchen verteilt hat. Vorzugsweise erfolgt die Sprühbeschichtung mit einer Auftragsrate von ca. 0,0025 g bis 0,0083 g Latex pro Gramm Düngemittelkörnchen und Minute bei einem Fließluftdurchsatz im Bereich von ca. 1 m³ bis 6 m³ pro Stunde und Gramm Wasser, das aus der Beschichtung zu entfernen ist, sowie bei einer Temperatur im Bereich von ca. 35 ºC bis 60 ºC.
Nachdem die Teilchen mit dem Latex beschichtet sind, wird das resultierende beschichtete Produkt vorzugsweise luftgetrocknet. Nach dem bevorzugten Verfahren der Erfindung hat sich ergeben, daß Latex-Beschichtungsgewichte von ca. 4 Gew.-% bis ca. 20 Gew.-% und - besser - ca. 6 Gew.-% bis 15 Gew.-% sich problemlos erreichen lassen.
Wie sich ergeben hat, sind für den erfindungsgemäßen Einsatz als Kapselungsschichten für Düngemittel in Granulat- oder Teilchenform geeignete Latices u.a. Copolymerisatblends aus (überwiegend) Vinylidenchlorid-Monomeren und ethylenisch ungesättigten Comonomeren aus der aus den Methylmethacrylaten, Acrylonitrilen und Methylacrylaten bestehenden Gruppe. Andere für den hier vorgeschlagenen Einsatz geeignete Latices sind Vinylidenchlorid-Vinylchlorid-Copolymerisate sowie deren Mischungen.
Beispielhaft für hier besonders bevorzugte wassergeführte Latices auf Polyvinylidenchloridbasis sind die emulsionspolymerisierten Vinylidenchlorid-Copolymerisat-Latices, die die US-PS 4 401 788 lehrt, deren Offenbarung hierin aufgenommen sei. Ein ähnlich aufgebauter Latex wird unter der Handelsbezeichnung Daran SL112 von der Fa. W. R. Grace & Co. vertrieben und hat folgende Eigenschaften: Gesamtfeststoffanteil 54%; pH 2; Teilchengröße 0,11 um; Viscosität (Brookfield RVT, Spindel Nr. 1 bei 30 U/min) < 30 cps; Gewicht 10,6 lbs. pro Gallone; Oberflächenspannung 60 bis 68 Dyn/cm; Erstarrungspunkt 36 ºF.
Ein weiterer Copolymerisat-Latex auf Vinylidenchloridbasis, der für den Einsatz hierin besonders vorteilhaft ist, wird von der Fa. Solvay & Cie. unter der Handelsbezeichnung IXAN WA 50 vertrieben. Es handelt sich um eine wässrige anionische Dispersion eines Copolymerisats mit hohem Vinylidenchloridanteiul in Form einer niedrigviskosen milchigen weißen Flüssigkeit mit folgenden Eigenschaften: Trocken-Feststoffanteil 55 I 2%; Dichte ca. 1,282 kg/dm³; Oberflächenspannung 29 - 34 dyn/cm; pH 2 bis 3,5; dynamische Viscosität bei 20 ºC ca. 14 cP; Mindest-Schichtbildungstemperatur 17 - 10 ºC.
Ein weiterer, für die Verwendung als Beschichtung für granulare Teilchen hierin bevorzugter Latex wird von der Fa. B.F. Goodrich Company unter der Handelsbezeichnung Geon 650X18 vertrieben; es handelt sich um eine gleichmäßige kolloidale Dispersion von Vinylchlorid-Polymerisaten und Vinylidenchlorid-Copolymerisaten in Wasser. Geon-Latices sind echte Kolloide mit Kugelteilchen gewöhnlich eines durchschnittlichen Durchmessers von 0,2 um oder weniger und werden durch Emulsionspolymerisation hergestellt.
Alle genannten Latices zeigen die erforderlichen Schichtbildungseigenschaften und enthalten an- und nichtionische grenzflächenaktive Stoffe in niedrigen Konzentrationen. Sie haben auch einen hohen Feststoffanteil (bspw. mehr als 50 Gew.-%) und zeigen niedrige wasserähnliche Viskositäten (bspw. weniger als 30 cps), Glasübergangstemperaturen im Bereich von 15 ºC bis 35 ºC und Blocktemperaturen von mindestens 32 ºC. Die hier einsetzbaren Latices zeigen weiterhin sehr gute Sperreigenschaften gegen Feuchtigkeit und ermöglichen so eine langsame kontrollierte Freigabe der Nährstoffe im Düngerkern.
Vorzugsweise weisen die für die vorliegende Erfindung brauchbaren Latices auf der Basis von Vinylidenchlorid- Copolymerisaten ca. 80 bis ca. 92 Gew.-% Vinylidenchlorid und ca. 5 bis ca. 14 Gew.-% ethylenisch ungesättigte Comonomere auf. Hinsichtlich dieser Comonomere liegen die Methylmethacrylate in einer Menge von ca. 2,5 bis 4 Gew.-%, die Acrylnitrile in einer Menge von ca 1 bis 8 Gew.-% und die Methylacrylate in einer Mange von ca. 1 bis 2 Gew.-% vor. Die Comonomere tragen dazu bei, die Kristallinität des Vinylidenchlorids zu verringern, und verbessern auch die physikalischen Eigenschaften der Latices. Diese Latices enthalten auch zwischen 0,05 und 0,5 Gew.-% eines anionischen grenzflächenaktiven Mittels aus der aus den Natriumalkylbenzolsulfonaten, Natriumsalzen von Alkylsulfonsäureestern, Natriumsalzen der Sulfobernsteinsäurealkylestern, Natriumalkylsulfonaten, Natriumalkylidipheyläthersulfonaten, Schwefelsäureestern von Alkyliphenolpolyethylenoxiden sowie deren Mischungen bestehenden Gruppe sowie 3 bis 5 Gew.-% eines nichtionischen grenzflächenaktiven Mittels aus der aus den Alkyläthern, Alkylphenoläthern, Fettsäureestern von Polyethylenoxiden und deren Mischungen bestehenden Gruppe. Die grenzflächenaktiven Mittel verleihen den Latices Stabilität, indem sie die Polymerisate am Verklumpen hindern und den Widerstand gegen Scherung erhöhen, infolge deren die Latices vorzeitig abbauen würden.
Eine kritische Eigenschaft dieser Latices in der Anwendung auf Sprühbeschichtungsverfahren ist die Viscosität. Eine niedrige Viscosität erlaubt einen problemlosen Transport des Latex in Rohren bei Umgebungstemperaturen. Weiterhin befähigt sie den Latex, mit niedrigem Druck auf die Dünger gesprüht zu werden, so daß die Scherbelastung des Latex sinkt und ein durch Scherung verursachter Zerfall verhindert wird. Die zum Beschichten der erfindungsgemäßen Dünger eingesetzten Latices haben maximale Viscositäten von 30 cP.
Dieser Wert ist niedrig genug, um einen problemlosen Transport bei geringem Druck sowie ein Auf sprühen bei minimaler Scherbelastung zu gewährleisten.
Ein hoher Polymerisatfeststoffanteil in den Latices ist ebenfalls eine für ein erfolgreiches Auf sprühen kritische Eigenschaft. Wird das Wasser von den Latices beim Aufbringen derselben nicht schnell genug abgeführt, werden die teilbeschichteten Körnchen klebrig, so daß die Bewegung im Wirbelbett abgeschwächt wird und die Wahrscheinlichkeit von Bettverklumpungen steigt. Laticesmit höherem Feststoffanteil erfordern - bei gleicher Beschichtungsrate - einen geringeren Wasserentzug als solche mit niedriger Feststoffkonzentration. Um Latices mit niedriger Feststoffkonzentration für Beschichtungsprozesse einsetzen zu können, muß die Fließ-/Trocknungsluft auf hohe Temperaturen erwärmt werden, um den Wasserüberschuß effektiv zu entfernen. Diese zusätzliche Wärme verurwsacht weitere Probleme hinsichtlich einer Verklumpung und steigert auch den Energiebedarffür den Beschichtungsprozeß. Indem man einen Latex mit hohem Feststoffanteil - wie die für die vorliegende Erfindung eingesetzten Latices, deren Feststoffanteil höher als 50 Gew.-% ist - wählt, läßt sich das Wasser während des Beschichtens leicht entziehen, ohne zu harte Trockenbedingungen anwenden zu müssen.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) eines Polymerisats bzw. einer Copolymerisat-Mischung ist diejenige Temperatur, unterhalb der im wesentlichen keine Molekularbewegung vorliegt, so daß das Polymerisat starr oder kristallin-ähnlich wird. Steigt die Temperatur des Polymerisats über die Tg hinaus an, beginnt die Molekularbewegung und nimmt mit weiter steigender Temperatur an Stärke zu, so daß das Polymerisat geschmeidiger wird. Dies ist für eine erfolgreiche Polymerisat-Verkapselung von Düngern wichtig, da Polymerisat-Dünnschichten wie die beim Beschichten auf den Düngemittelkörnchen gebildeten mit steigender Plastizität weicher werden und zur Klebrigkeit neigen. Bei Beschichtungstemperaturen von 20 bis 30 ºC über der Glasübergangstemperatur von Latices werden die teilbeschichteten Düngemittelkörnchen klebrig und schwächen die Teilchenbewegung im Wirbelbett ab. Nach mehreren Minuten dieser abgeschwächten Bettbewegung verklumpen sie. Die Absonderung der verklumpten Teilchen kann die Beschichtung so stark beschädigen, daß die Eigenschaften der kontrollierten Freigabe des gekapselten Düngemittels zerstört werden. Aus diesem Grund müssen die hier für die Sprühbeschichtung eingesetzten Latices Glasübergangstemperaturen aufweisen, die nicht niedriger sind als 20 bis 30 ºC unter den gewünschten Arbeitsbedingungen des Beschichtungsprozesses.
Latices mit hohen Glasübergangstemperaturen, d.h. mit Tg- Werten bei oder über den Arbeitstemperaturen des Beschichtungsprozesses, haben sich ebenfalls als für die Verwendung als Kapselungsmittel für die hier genannten granularen Düngemittelkerne problematisch erwiesen. Es wurde gefunden, daß, wenn die Beschichtungstempertatur nicht etwas über der des Latex liegt, dieser nicht richtig koalesziert; die resultierende Schicht is dann weder gleichmäßig noch durchgehend. Es hat sich ergeben, daß die zur Herstellung der erfindungsgemäßen polymerisatgekapselten Düngemittel verwendeten Latices Glasübergangstemperaturen im Bereich von etwa 15 bis etwa 35 ºC haben sollten. Glasübergangstemperaturen in diesem Bereich sind hoch genug, um ein Beschichten bei Temperaturen zwischen ca. 35 ºC und ca. 60 ºC zu ermöglichen, d.h. im bevorzugten Beschichtungs- und Trockenbereich der Erfindung, ohne Verklumpungsprobleme aufzuwerfen; trotzdem sind sie niedrig genug, um ein einwandfreies Koaleszieren der Latexschicht zu ermöglichen, was qualitativ hochwertige Beschichtungen ergibt.
Eine weitere für die Wirbelbett-Verkapselung von Düngemitteln wichtige Eigenschaft ist die Mindest-Blocktemperatur. Die Blocktemperatur einer Polymerisatschicht betrifft diejenige Temperatur, oberhalb der sie, wenn über einen gewissen Zeitraum einer Kraft ausgesetzt, eine Neigung zeigt, zu blocken bzw. zu kleben. Wie bei der Glasübergangstemperatur beginnt ein Polymerisat, Anzeichen von Klebrigkeit zu zeigen, wenn die Mindest-Blocktemperatur überschritten wird. Mit über die Mindest-Blocktemperatur steigender Temperatur wird die Schicht klebriger und ist weniger Kraft erforderlich, um die Teilchen zum Verklumpen zu bringen. Je höher also die Blocktemperatur des Latex, desto weniger wahrscheinlich zeigen sich beim Beschichten Anzeichen einer Blockneigung. Für die zur Herstellung der erfindungsgemäßen gekapselten Düngemittel verwendeten Latices hat sich vorzugsweise eine Mindest-Blocktemperatur von vorzugsweise ca. 32 ºC ergeben, die hoch genug ist, um im erwünschten Temperaturbereich potentielle Blockprobleme zu vermeiden.
Der Mechanismus der Nährstoffreigabe aus einem gekapselten Düngemittel mit gleichmäßiger durchgehender und fehlstellenfreien Beschichtung - wie mit Polymerisaten beschichteten Düngemitteln - basiert auf der Diffusion durch die Polymerisatmembran. Insbesondere ist die Nährstoffreigabe ein mehrstufiger Prozeß. Zunächst dringt Wasser von außerhalb des Düngemittelkörnchens durch die Membran zum Düngerkern vor. Danach wirkt das Wasser als Lösungsmittel, das einen Teil des löslichen Düngerkerns löst. Schließlich muß die Lösung des Düngers in Wasser durch die Polymerisatschicht zurück zum Äußeren des gekapselten Körnchens wandern, wo die Nährstoffe dann zur Nutzung durch Pflanzen verfügbar werden. Da die Düngerkerne generell stark wasserlöslich sind, sind die die Geschwindigkeit des Vorgangs bestimmenden Schritte der Durchgang durch die Membran zum Kern und durch sie zurück zum Äußeren des Teilchens.
Eine der wichtigsten Schichteigenschaften, die bestimmt, wie effektiv eine Düngemittel kontrolliert und langsam freigesetzt wird, ist die Fähigkeit des Polymerisats, als Sperrschicht für Feuchtigkeit zu wirken. Ein Polymerisat, das gute Feuchtigkeitssperreigenschaften besitzt, kann die Nährstoff-Freigabe stark verlangsamen, aber auch gleichmäßiger machen. Damit erhält man einen effektives, kontrolliert freisetzendes Düngemittel mit erheblich verlängerter Restfreigabezeit im Vergleich zu entsprechenden gekapselten Düngern, die Polymerisate mit mäßigen Sperreigenschaften aufweisen.
Die erfindungsgemäßen neuartigen Düngemittel verwenden für ihre Sperrbeschichtung Latices auf Vinylidenchloridbasis. Da Vinyl idenchlor idschichten ausgezeichnete Sperre igenschaften und die für die erfindungsgemäßen gekapselten Düngemittel verwendeten Latices vorzugsweise hohe VdC-Konzentrationen (80 bis 92 Gew.-%) haben, sind die Sperreigenschaften dieser Latices außergewöhnlich gut. Die maximale Wasserdampf-Transmissionsrate (MVTR) für eine 2,5 um (0.1 mil) dicke Schicht dieser Latices beträgt bei 38 ºC (100 ºF) und 90 % rel. Feuchtigkeit 2,0 g pro 645 cm² (100 sq. in.) und 24 Std. Dieser sehr niedrige MVTR-Wert zeigt, daß die eingesetzten Latices Beschichtungen mit ausgezeichneten Eigenschaften hinsichtlich einer kontrollierten langsamen Nährstoffreigabe ergeben; man erhält also sehr wirksame gekapselte Düngemittel.
Es ist folglich eine wesentliche Besonderheit der vorliegenden Erfindung, daß sie gekapselte Düngemittelgranulate schafft, die aus speziellen Latices hergestellte, vollständige und durchgehende Latexbeschichtungen auf den Düngerkörnchen aufweisen. Diese Schichten sind äußerst robust und dauerhaft und bei normaler Verarbeitung und Handhabung weder für Abrieb noch für Zerfall anfällig. Diese Beschichtungen sind auch in der Dicke sehr gleichmäßig und im wesentlichen frei von Fehlerstellen. Folglich erfolgt praktisch fast die gesamte Nährstoffreigabe unter Diffusion durch eine Schichtmembran - anstelle von Fehlerstellen in der Beschichtung - oder durch Teilchenabbau. Da die Sperreigenschaften der Latices sehr gut sind, gilt dies auch für die Sperreigenschaften der gekapselten Produkte. Die erfindungsgemäßen gekapselten Düngemittel zeichnen sich also durch sehr gleichmäßige und kontrollierbare Nährstoffreigaberaten aus und sind frei von den fortwährenden Schwankungen des Freigabeverhaltens, die anderen - bspw. mit Schwefel - beschichteten Düngemittelprodukten eigen sind.
Es ist eine weitere Besonderheit der vorliegenden Erfindung, daß die polymerisatgekapselten Düngemittel zum Aufbringen der Polymerisatbeschichtung wassergeführte Latices - anstelle von lösungsmittelbasierten Polymerisatsystemen - verwenden. Folglich entfallen die durch den Einsatz organischer Lösungsmittel aufgeworfenen Probleme. Die Rohstoffkosten wassergeführter Latices sind niedriger als die Gesamtkosten der für lösungsmittelbasierte Beschichtungsprozesse erforderlichen Lösungsmittel und Polymerisate. Weiterhin enthalten Anlagen zum Aufbringen von Polymerisatbeschichtungen aus Lösungsmitteln Lösungsmittel-Rückgewinnungssysteme, um den Rohstoffaufwand zu senken; derartige Systeme erhöhen die Betriebskosten jedoch erheblich. Bei latexbasierten Anlagen ist eine Rückgewinnung von Lösungsmitteln nicht erforederlich, so daß diese Zusatzkosten entfallen und die Produktionskosten von latexgekapselten Düngemitteln - im Vergleich zu lösungsmittelbasiert gekapselten Düngemitteln - verhältnismäßig niedrig bleiben.
Eine weitere Besonderheit der vorliegenden Erfindung, die sich aus der Verwendung einer Anlage zur Herstellung latexbasiert gekapselter Düngemittel gegenüber Lösungsmittelsystemen ergibt, ist der Wegfall von Umwelt- und Gesundheitsproblemen, die Lösungsmittel aufwerfen. Die Latices geben keine schädlichen toxischen Dämpfe ab und sind in der Handhabung verhältnismäßig sicher. Da die Latices wasserbasiert sind, besteht bei ihnen auch keine Brand- oder Explosionsgefahr. Weiterhin geben die Latices keine umweltschädlichen Dämpfe ab.
Es ist eine weitere wesentliche Besonderheit der vorliegenden Erfindung, daß die latexgekapselten Düngemittel durch direktes Auftragen der Latexbeschichtungen auf wasserlösliche Düngemittelkerne und ohne Verwendung von hydrophoben Vorbeschichtungen hergestellt werden. Insbesondere hat sich ergeben, daß die physikalischen Eigenschaften der zur Herstellung der Beschichtungen hier eingesetzten Latices vorzugsweise einen hohen Feststoffanteil von 50 % oder mehr, Glasübergangstemperaturen zwischen 15 ºC und 35 ºC und Mindest-Blocktemperaturen von mehr als 32 ºC haben, so daß der Wasseranteil des Latex während des Beschichtens schnell genug abgeführt werden kann, ohne die Düngemittelkerne auf zulösen. Angesichts des Wegfalls der bisher üblichen Vorbeschichtung entfällt die erste Beschichtungsstufe ebenfalls, was die Produktionskosten der hier vorgeschlagenen latexgekapselten Düngemittel gegenüber denen für die bekannten vorbeschichteten Düngemittel verringert.
Die folgenden Beispiele zeigen die Ausübung der Erfindung. Sofern nicht anders angegeben, sind alle Teileangaben Gewichtsteile.

BEISPIEL 1

400 g Harnstoffgranulat wurden in eine Wurster-Wirbelbett- Tischsäule gegeben. Ein Latex auf Vinylidenchloridbasis (Daran SL112), 130,7 g, 70,6 g Trockenfeststoffe, wurde mit einer Rate von 1,82 g/min (0,00455 g Latex/g Düngergranulat/min) auf den fluidisierten Harnstoff von unten her aufgesprüht. Der Fluidisierungs-/Trocknungs-Luftstrom wurde zwischen 118 und 120 m³/h (2.35 - 2.39 m³/g abgezogenes Wasser) gehalten und strömte mit 47 ºC in das Bett. Die Luft verließ das Bett mit zwischen 40 und 41 ºC. Die gesamte Beschichtungszeit betrug 72 min, gefolgt von weiteren 15 min Trocknung bei einer Lufteinlaßtemperatur von 47 ºC und 18 min Kühlen mit Umluft. Es ergab sich ein Produkt mit einer 15 gew.-%igen Latex-Beschichtung auf Vinylidenchloridbasis auf dem Harnstoffgranulat.

BEISPIEL 2

Ein mit 5 Gew.-% Latex auf Vinylidenchloridbasis beschichtetes Harnstoffgranulat wurde entsprechewnd den Angaben im Beispiel 1 zubereitet, aber mit 380 g Harnstoffgranulat und 37,1 g Daran SL112, um das Produkt herzustellen; der Latex wurde auf den Harnstoff mit einer Beschichtungsrate von 1,25 g/min (0,00326 g Latex/g Düngemittelgranulat/min) aufgebracht; der Fluidisierungs-/Trockungs-Luftstrom lag im Bereich von 118 bis 125 m³/h (3,45 bis 3,65 m³/g entferntes Wasser); die Zulauftemperatur wurde auf 44 ºC gehalten. Die Gesamt-Beschichtungsdauer betrug 30 min, gefolgt von 16 min zusätzlichem Trocknen bei Temperaturen von 44 bis 56 ºC sowie 14 min Abkühlen bei Umgebungstemperatur.

BEISPIEL 3

Ein mit 8 Gew.-% Latex auf Vinylidenchloridbasis beschichtetes Harnstoffgranulat wurde entsprechend den Angaben im Beispiel 1 zubereitet, aber mit 380 g Harnstoffgranulat und 61,2 g Daran SL112, um das Produkt herzustellen; der Latex wurde auf den Harnstoff mit einer Beschichtungsrate von 2,04 g/min (0,00537 g Latex/g Düngemittelgranulat/min) aufgebracht; der Fluidisierungs-/Trockungs-Luftstrom lag im Bereich von 130 bis 140 m³/h (2,31 bis 2,49 m³/g entferntes Wasser); die Zulauftemperatur wurde auf 56 ºC gehalten. Die Gesamt-Beschichtungsdauer betrug 30 min, gefolgt von 19 min zusätzlichem Trocknen sowie 22 min Abkühlen bei Umgebungstemperatur.

BEISPIEL 4

Ein mit 10 Gew.-% Latex auf Vinylidenchloridbasis beschichtetes Harnstoffgranulat wurde entsprechend den Angaben im Beispiel 1 zubereitet, aber mit 400,0 g Harnstoffgranulat und 86,0 g Daran SL112, um das Produkt herzustellen; der Latex wurde auf den Harnstoff mit einer Sprührate von 1,43 g/min (0,00358 g Latex/g Düngemittelgranulat/min) aufgebracht. Der Fluidisierungs-/Trockungs-Luftstrom wurde im Bereich von 122 bis 128 m³/h (3,09 bis 3,24 m³/g entferntes Wasser), die Zulauftemperatur wurde auf 46 ºC gehalten. Die Gesamt-Beschichtungsdauer betrug 60 min, gefolgt von 18 min zusätzlichem Trocknen bei einer Zulauf-Lufttemperature von 56 ºC sowie 16 min Abkühlen bei Umgebungstemperatur.

BEISPIEL 5

Ein mit 10 Gew.-% Latex auf Vinylidenchloridbasis beschichtetes Harnstoffgranulat wurde entsprechewnd den Angaben im Beispiel 1 zubereitet, aber mit 360,0 g Harnstoffgranulat und 71,6 g Geon 650X18, um das Produkt herzustellen; der Latex wurde auf den fluidisierten Harnstoff mit der Sprührate von 1,26 g/min (0,00350 g Latex/g Düngemittelgranulat/min) aufgebracht. Der Fluidisierungs-/Trockungs-Luftstrom strömte in das Wirbelbett mit 36 bis 37 ºC ein und die Strömung wurde zwischen 126 und 130 m³/h (3,70 bis 3,82 m³/g entferntes Wasser) gehalten; die Luft trat aus dem Bett mit 32 bis 34 ºC aus. Die Gesamt-Beschichtungsdauer betrug 57 min, gefolgt von 8 min Trocknen bei einer Zulauf- Lufttemperatur von 36 ºC sowie 10 min Abkühlen bei Umgebungstemperatur.

BEISPIEL 6

Ein mit 10 Gew.-% Latex auf Vinylidenchloridbasis beschichtetes Harnstoffgranulat wurde entsprechewnd den Angaben im Beispiel 1 zubereitet, aber mit 360,0 g Harnstoffgranulat und 72,7 g IXAN WA 50, um das Produkt herzustellen; der Latex wurde durch eine Bodensprühvorrichtung auf den Harnstoff mit einer Rate von 1,01 g/min (0,00281 g Latex/g Düngemittelgranulat/min) aufgesprüht. Der Fluidisierungs-/Trockungs-Luftstrom strömte in das Wirbelbett mit 44 bis 52 ºC ein und die Strömung wurde zwischen 123 und 128 m³/h (4,51 bis 4,69 m³/g entferntes Wasser) gehalten; die Luft trat aus dem Bett mit 39 bis 42 ºC aus. Eine Gesamt-Beschichtungsdauer von 72 min war erforderlich, um die 10%ige Beschichtung auf zutragen, gefolgt von einer Trocknungs- und einer Abkühlphase.

BEISPIEL 7

Zu Vergleichszwecken wurde versucht, ein mit einem 10%igen Vinylidenchlorid-Butylacrylate-Latex beschichtetes Harnstoffgranulat als latexbeschichtetes Produkt außerhalb der vorliegenden Erfindung herzustellen. Hierzu wurden 360,0 g Harnstoffdüngergranulat in eine fluidisierte Wurster-Säule gegeben und der Versuch gemacht, auf den Harnstoff durch die Bodensprühvorrichtung des Betts 83,3 g Vinylidenchlorid-Butylacrylat-Latex (48 bis 50 Gew.-% Feststoff, Glasübergangstemperatur 5 ºC) aufzubringen. Der Latex wurde mit einer durchschnittlichen Rate von 0,83 g/min (0,00231 g Latex/g Düngemittelgranulat/min) aufgebracht. Die Strömung der Fluidisierungs-/Trocknungs-Luft wurde bei 118 m³/h (4,65 m³/g entferntes Wasser) und einer Zulauftemperatur von 33 ºC gehalten. Mehrere Minuten nach Beginn des Durchlaufs begannen die teilbeschichteten Harnstoffteilchen zu verklumpen. Später im Durchlauf zeigte sich eine immer stärkere Verklumpung. Der Beschichtungsvorgang wurde nach 36 min durch die Verklumpung beendet, infolge der das Bett vollständig stagnierte. Insgesamt 29,8 g Latex (14,3 g Trockenbasis) wurde auf den Harnstoff aufgebracht, was eine 3,8%ige Latexbeschichtung anstelle der beabsichtigten 10 % Beschichtungsgewicht ergab, die mit der eingesetzten Harnstoff- und Latexmenge erreicht werden sollten. Weiterhin war die Beschichtung sehr klebrig und sah ungleichmäßig aus.

BEISPIEL 8

Ein mit 9 Gew.-% Latex auf Vinylidenchloridbasis beschichtetes NPK-Düngergranulat wurde nach dem Vorgaben des Beispiels 1 hergestellt, wobei aber 450,0 g NPK-Düngergranulat mit einer Analyse von 15-15-15 in das Wirbelbett gegeben und 82,4 g Daran SL112 (44,5 g Trockenfeststoff) auf den Düngerkern mit 3,05 g/min (0,006578 g Latex/g Düngemittelgranulat/min) aufgebracht. Die Fluidisierungs-/Trocknungsluft wurde am Luftzulauf auf einer Temperatur von 42 bis 43 ºC und einer Strömung von 120 bis 123 m³/h (1,43 bis 1,46 m³/g entferntes Wasser) gehalten. Die Luft trat aus dem Wirbelbett mit Temperaturen zwischen 33 und 36 ºC aus. Nach Abschluß des Latexbeschichtungsvorgangs wurde das Produkt 24 min bei 42 ºC getrocket, gefolgt von 19 min Abkühlen mit Umluft.

BEISPIEL 9

Ein mit 9 Gew.-% Latex auf Vinylidenchloridbasis beschichtetes sprühkondensiertes Kaliumnitratprodukt wurde nach den Vorgaben des Beispiels 1 hergestellt, wobei aber 450,0 g sprühkondensiertes Kaliumnitrat in die Wurster-Säule gegeben und 82,4 g Daran SL112 (44,5 g Trockenfeststoff) auf das fluidisierte Kaliumnitrat mit 3,58 g/min (0,00796 g Latex/g Düngemittelgranulat/min) aufgebracht. Die Fluidisierungs-/Trocknungsluft wurde auf einer Strömung von 114 bis 118 m³/h (1,15 bis 1,19 m³/g entferntes Wasser) gehalten. Die Luft trat in das Wirbelbett mit einer Temperatur von 40 bis 42 ºC ein und mit 34 ºC aus. Nach Abschluß des Beschichtungsvorgangs wurde 8 min bei 41 ºC getrocknet, gefolgt von 17 min Abkühlen mit Umluft.

BEISPIEL 10

Ein mit 10 Gew.-% Latex auf Vinylidenchloridbasis beschichtetes Kaliumsulfatprodukt wurde nach den Vorgaben des Beispiels 1 hergestellt, aber 500,0 g Kaliumsulfatgranulat in die Wurster-Tischsäule gegeben und 89,9 g IXAN WA 50 (49,5 g Trockenfeststoff) auf das Kaliumsulfat mit durchschnittlich 2,90 g/min (0,00580 g Latex/g Düngemittelgranulat/min) aufgebracht. Die Fluidisierungs-/Trocknungsluft wurde auf einer Strömung von 118 bis 123 m³/h (1,51 bis 1,57 m³/g entferntes Wasser) gehalten. Die Luft trat in das Wirbelbett mit einer Temperatur von 42 ºC ein und mit 32 bis 36 ºC aus. Nach Abschluß des Beschichtungsvorgangs wurde das Produkt weitere 15 min bei 42 ºC getrocknet, gefolgt von 12 min Abkühlen mit Umluft.

BEISPIEL 11

An den beschichteten Düngemittelprodukten der Beispiele 1 - 10 wurde eine Versuchsreihe zur Lösungsrate durchgeführt, um die über unterschiedliche Zeiträume aus den gekapselten Düngern in Wasser freigegebene Nährstoffmenge zu messen. Es wurde von den beschichteten Produkten der Beispiele 1 - 10 jeweils eine Probe hergestellt und in Wasser getaucht und dann nach 1 Stunde, 1 Tag und 1 Woche Untertauchen die Lösungsrate der Proben bestimmt.
Die Tabelle I zeigt die Ergebnisse dieser Versuche anhand der kumulativen Stickstoff-Lösungsrate und, wo anwendbar, der kumulativen Kalium-Lösungsrate (als K&sub2;O-Lösungsrate) für sämtliche Proben. Diese Versuchsergebnisse zeigen die aus einer Probe des gekapselten Düngemittels über eine angegebene Zeitspanne jeweils in Wasser freigegebene Nährstoffmenge. Tabelle I Probe Gesamt-N-Anteil Kumul. Lösungsrate für N (Gesamt-% N) (Beobacht.-Zeitraum) Gesamt-K&sub2;O-Anteil Kumul. Lösungsrate f. K&sub2;O (Gesamt-% K&sub2;O) (Beobacht.-Zeitraum) Beispiel Kontrolle Tag Tage * Der Versuch für diese Probe wurde nach 1 Tag abgebrochen, da die kumulative Lösung an diesem Punkt bereits fast 100 % betrug.
Aus den tabellierten Ergebnissen ist zu ersehen, daß die erfindungsgemäßen gekapselten Düngemittel verhältnismäßig niedrige Lösungsraten zeigen, was auf das Fehlen signifikanter Fehlerstellen in den Beschichtungen hinweist, die zu einer raschen Nährstoffreigabe führen würden. Die mit dem Produkt des Beispiels 2 erzielten Ergebnisse weisen jedoch auch darauf hin, daß derartige sowie niedrigere Beschichtungsgewichte normalerweise vermieden werden sollten. Weiterhin zeigen die niedrigen 1-Woche-Lösungsraten der übrigen Proben die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen latexbeschichteten Düngemittel als kontrolliert freigebende Nährstoffquellen mit verlängerten Restzeiten. Diese Restzeiteigenschaften machen die vorliegenden Produkte geeignet für Pflanzschulanwendungen.

BEISPIEL 12

Eine Versuchsreihe zur Nährstoffauswachung wurde durchgeführt, um die Temperaturempfindlichkeit der Freigaberate der latexgekapselten Düngemittel nach vorliegender Erfindung zu bestimmen. Diese Temperaturempfindlichkeit ist wichtig für eine Beurteilung seines Werts als Depotdünger ingesamt. Ist die Beschichtung stark temperaturempfindlich, wird ihre Freigaberate mit der Einsatztemperatur schwanken. Dies kann zu Schwierigkeiten führen, wenn der Dünger in unterschiedlichen Klimazonen eingesetzt wird. Bspw. kann ein gekapselter Dünger mit temperaturempfindlicher Freigaberate in kühleren Klimazonen wie bspw. in den nördlichen Vereinigten Staaten ein effektiver 8- bis 9-Monatsdünger in Pflanzschulanwendungen sein, während das gleiche Produkt in den südlichen Vereinigten Staaten nur 4 bis 5 Monate wirkt. Viele der derzeitigen polymerisatgekapselten Düngemittel sind ziemlich temperaturempfindlich und haben daher in wärmeren Klimazonen, wo die meisten Pflanzschuldünger eingesetzt werden, höhere Freigaberaten und kürzere Restzeiten.
Die Versuche wurden an zwei gekapselten Probenmprodukten durchgeführt, von denen eines das Produkt aus dem Beispiel 3 und das andere das PProdukt aus dem Beispiel 4 war. Zum Vergleich wurden auch handelsübliche, lösungsmittelbasierte polymerisatgekapselte Düngemittel untersucht, die unter der Handelsbezeichnung llnutricotell 270 Day von der Fa. Chiso- Asahi Fertilizer Company (ein polyethylenbeschichtetes Ammoniumnitrat- und Kaliumsulfat-Produkt) und ''0smocote" 37-0-0 von der Fa. Sierra Chemical Company (ein mit einem Dicyclopentadien-Pflanzenöl-Copolymerisat beschichtetes Harnstoffprodukt). Zum weiteren Vergleich wurde in die Versuchsreihe ein schwefelbeschichtetes Harnstoffprodukt (hier mit "S-907" bezeichnet) aufgenommen. Die S-907-Probe wurde hergestellt, indem in einer Beschichtungstrommel auf ein Harnstoffgranulat eine 25%lge Schwefelbeschichtunng aufgetragen wurde.
Der Versuch bestand darin, den aus den Proben der gekapselten Düngemittelprodukten bei 21 ºC (70 ºF) und 38 ºC (100 ºF) ausgewaschenen Stickstoff in 2-wöchigen Intervallen aufzusammeln. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle II zusammengefaßt. Tabelle II Tage Probe Beispiel Nutricote 270 Day Osmocote 37-0-0 S-907 schwefelbesch. Harnstoff Kontrolle Grenzdifferenz
Aus der Tabelle II ist zu ersehen, daß der Stickstoffanteil im Auszug für die Proben eines erfindungsgemäßen, mit dem vinylidenchloridbasierten Latex gekapselten Düngemittels (Beispiele 3 und 4) durchweg besser waren als für die Produkte Nutricote und Osmocote und für den schwefelbeschichteten Harnstoff (S-907). Weiterhin war die Temperaturempfindlichkeit der erfindungsgemäß latexbeschichteten Proben minimal, wie sich daraus ergibt, daß die Zunahme des Stickstoffauszugs bei 38 ºC (100 ºF) geringer als die Grenzdifferenz war. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen also, daß die erfindungegemäß latexgekapselten Düngemittel geringe Freigaberaten aufweisen und daß diese Freigaberaten von Temperaturdifferenzen nicht signifikant beeinflußt werden.

BEISPIEL 13

Mit einer Treibhausuntersuchung sollten der agronomische Nutzen der erfindungsgemäße gekapselten Düngemittel bestimmt und ihre agronomische Leistungsfähigkeit mit derzeitigen Standarddüngern für Pflanzschulanwendungen verglichen werden. Hierzu wurden Proben gekapselter Düngemittel mit einer Rate von 0,9 kg (2 lbs.) Stickstoff pro 93 m² (1000 sq.ft.) auf Coventry-Kentucky-Rispengras aufgebracht, das in kleinen Töpfen (Durchmesser 10 cm (4 in.)) wuchs. Für jedem diesr Töpfe wurde in unterschiedlichen Zeitintervallen das Frischgewicht des Grasabschnitts auf genommen. Durch Überwachen des Frischgewichts des Grasabschnitts und Vergleich der Ergebnisse mit Kontrolltöpfen (ohne Dünger) sowie mit mit einem handelsüblichen gekapselten Dünger (Nutricote 270 Day), einem schwefelbeschichteten Harnstoffprodukt (S-907) einem mit Harnstoffgranulat behandelten Töpfen wurde der agronomische Nutzen der hier vorgeschlagenen latexgekapselten Düngemikttel bestimmt.
Die Tabelle III gibt die Frischgewichte in verschiedenen Zeitintervallen an. Tabelle III Kumul. Frischgewicht (g) nach N Tagen Probe Beispiel 3 Nutricote 270 Day S-907 schwefelbesch. Harnstoff Harnstoffgranulat Kontrollprobe
In der Praxis der vorliegenden Erfindung läßt sich praktisch jeder Dünger oder Pflanzennährstoff verwenden - einschl. bspw. Harnstoff, Harnstoff-Formaldehyd-Verbunde, Ammoniumnitrat und -sulfat, Kaliumchlorid, -nitrat und -sulfat und Monoammoniumphosphat. Weiterhin lassen sich Wirkstoffkombination verwenden - bspw. mehr als ein Dünger oder ein solcher in Kombination mit einem Pestizid oder einem anderen nichtdüngenden Wirkstoff.
Der vorgehende Text beschreibt die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen. Die beigefügten Ansprüche sollen alle Formen umfassen, die in den Umfang der Erfindung fallen.

Claims

1. Beschichtetes Düngemitteiprodukt umfassend ein wasserlösliches Düngemittelkernmaterial mit einer wasserunlöslichen polymeren Beschichtung, die den Kern einkapselt, wobei die einkapselnde Beschichtung eine von Wasser getragene Latex-Zusammensetzung auf Polyvinylidenchlorid-Basis umfaßt(welche für die Freisetzung des wasserlöslichen Kernmaterials über einen ausgedehnten Zeitraum sorgt, wobei die Latex-Zusammensetzung einen Feststoffgehalt, eine Glasübergangstemperatur und eine Biocktemperatur hat, welche ausreichend sind, um die Beschichtung ohne Verursachen von Agglomerisation zu begünstigen, wobei die Glasübergangstemperatur im Bereich von 15 bis 35 ºC und die Blocktemperatur mindestens 32 ºC ist.

2. Beschichtetes Düngemittelprodukt nach Anspruch 1, wobei die Latex- Zusammensetzung durch Sprühbeschichtung auf dem Kernmaterial aufgebracht ist, und zwar derart, daß die Agglomerisation des Kernmaterials vermieden wird, wobei die Latex-Zusammensetzung eine wasserähnliche Viskosität aufweist, die ihr Aufbringen durch Sprühen mit niedrigem Druck auf das Kernmaterial ermöglicht, ohne den mit Scherung verbundenen Zerfall der Latex-Zusammensetzung zu verursachen.

3. Düngemittelprodukt mit kontroliierter Freisetzung umfassend einen Kern, der ein wasserlösliches Düngemittel in Teilchenform eingekapselt innerhalb einer Beschichtung enthält, wobei die Beschichtung eine von Wasser getragene Latex-Zusammensetzung auf Polyvinylidenchlorid- Basis mit einem Feststoffgehalt, einer Glasübergangstemperatur und einer Blocktemperatur enthält, welche ausreichend sind, die Beschichtung ohne Verursachen von Agglomerisation zu begünstigen und mit Feuchtigkeitsbarriere-Eigenschaften, die die langsame, gesteuerte Freisetzung der Düngemittelkernpartikel ermöglichen, wobei die Glasübergangstemperatur im Bereich von 15 bis 35 ºC und die Blocktemperatur mindestens 32 ºC ist.

4. Düngemittelprodukt mit gesteuerter Freisetzung nach Anspruch 3, wobei die Latex-Zusammensetzung durch Sprühbeschichtung auf die Kernpartikel aufgebracht wird, und zwar derart, daß die Agglomerisation der Partikel vermieden wird, wobei die Latex-Zusammensetzung eine Viskosität von weniger als etwa 30 Centipoise und einen Feststoffgehalt von größer als etwa 50 Gew.-% (auf Feststoffbasis) hat.

5. Beschichtetes Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Latex-Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe von Copolymerblends von überwiegend Vinylidenchloridmonomeren und ethy(enisch ungesättigten Comonomeren ausgewählt aus der Gruppe von Methylmethacrylaten, Acrylnitrilen und Methylacrylaten, Vinylidenchlorid-Vinylchloridcopolymeren und Gemsichen davon.

6. Beschichtetes Produkt nach Anspruch 5, wobei die Copolymerblends von Vinylidenchloridmonomeren und ethylenisch ungesättigten Comonomeren etwa 80 bis 92 Gew.-% der Vinylidenchloridmonomeren und etwa 5 bis 14 Gew.-% der ethylenisch ungesättigten Comonomeren enthalten.

7. Verfahren zur Herstellung eines Düngemittelprodukts mit gesteuerter Freisetzung umfassend das Beschichten einer wasserlöslichen Düngemittelkern-Zusammensetzung in Teilchenform mit einer wasserunlöslichen pojymeren Beschichtung, und zwar derart, daß die Agglomerisation der Partikel vermieden wird, wobei die Beschichtung eine von Wasser getragene Latex-Zusammensetzung auf Polyvinylidenchlorid-Basis mit einem Feststoffgehalt, einer Glasübergangstemperatur und einer Blocktemperatur umfaßt, welche ausreichend sind, die Beschichtung ohne Verursachen von Agglomerisation zu begünstigen und mit Feuchtigkeitsbarriere-Eigenschaften, die eine langsame, gesteuerte Freisetzung der Düngemittelkernpartikel ermöglichen, wobei die Glasübergangstemperatur im Bereich von 15 bis 35 ºC und die Blocktemperatur mindestens 32 ºC ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Latex-Zusammensetzung eine Viskosität von weniger als etwa 30 Centipoise und einen Feststoffgehalt von größer als etwa 50 Gew.-% (auf Feststoffbasis) ausweist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Latex-Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe von Copolymerblends von überwiegend Vinylidenchloridmonomeren und ethylenisch ungesättigten Comonomeren ausgewählt aus der Gruppe von Methylmethacrylaten, Acrylnitrilen und Methacrylaten, Vinylidenchlorid-Vinylchlorid-Copolymeren und Gemischen davon.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Copolymerblends von Vinylidenchloridmonomeren und ethylenisch ungesättigten Comonomeren etwa 80 bis 92 Gew.-% der Vinylidenchloridmonomeren und etwa 5 bis 14 Gew.-% der ethylenisch ungesättigten Comonomeren enthalten.