JP2000290092A

JP2000290092A - 徐放性肥料

Info

Publication number: JP2000290092A
Application number: JP11097924A
Authority: JP
Inventors: Takashi Miyamoto; 貴志宮本; Tomohiro Aoyama; 知裕青山; Takeshi Ito; 武伊藤; Katsuya Shino; 勝也示野; Satoko Shibazaki; 都子柴崎; Yasunari Hotta; 泰業堀田
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1999-04-05
Filing date: 1999-04-05
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の生分解性樹脂を用いた被覆肥料に比較し
て、肥料成分の溶出速度のコントロ−ルが容易で、か
つ、非分解性樹脂の部分が環境に残存することもない徐
放性肥料を得る。【解決手段】肥料成分が、下式（１）で表されるポリエ
ステルを必須の成分とする被膜材料で被覆された徐放性
肥料。【化１】（Ｘ、Ｙはそれぞれ０以上の整数でその合計（Ｘ＋Ｙ）
は３５以上５０以下の整数、ｎ、ｍはそれぞれ１０以上
５０００以下の整数）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、施肥後長期間に渡
って徐々に肥料成分を溶出し、溶出が終了した後には被
膜が分解して消失する徐放性肥料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、肥料成分の溶出速度をコント
ロ−ルするために、水溶性の肥料成分を樹脂被膜で被覆
し粒状に成形した徐放性肥料が各種提案、実用化されて
きた。さらに本発明の範疇に入る、いわゆる生分解性樹
脂を被膜材料にもちいた徐放性肥料は肥料成分の溶出後
に被膜が分解するため、通常のオレフィン系樹脂などの
合成樹脂を用いたものに比べて、消失により肥効の終了
を判断でき、かつ環境中に被膜が残存する心配が少ない
ため、近年提案が増加している。

【０００３】生分解性樹脂として脂肪族ポリエステルを
用いた例として、特公平２−２３５１７号公報ではポリ
（３−ヒドロキシアルカノエ−ト共重合体）を被膜とし
てもちいた粒状肥料、特開平５−８５８７３号公報では
ポリカプロラクトンを被膜としてもちいた被覆粒状肥
料、特開平７−３０９６８９号公報では特定のポリ乳酸
系樹脂を被膜または混練りした緩効性肥料、特開平８−
１５７２９０号公報では脂肪族ジカルボン酸、ジオ−ル
から重縮合された脂肪族ポリエステルを被膜としてもち
いた被覆粒状肥料といったものがある。

【０００４】これらの樹脂は環境中で存在する微生物の
働きで分解されるものであり、上記の利点は備えたもの
であるが、実際にはこれら脂肪族ポリエステル樹脂は環
境中で条件によっては数ヶ月で分解が始まり、それによ
るクラックやピンホ−ル等被膜の欠落等により肥料成分
の溶出速度を制御することが困難になること、さらに重
要なことは、脂肪族ポリエステル樹脂自体の透湿性が高
いことによると考えられるが、施肥の初期において肥料
成分が大量に放出されてしまう、いわゆるバ−スト現象
を引き起こすことが知られている。したがって実際にこ
れらの樹脂を、数ヶ月以上に渡って溶出速度をコントロ
−ルする必要がある長期溶出型肥料の被膜材料にもちい
ることはできないという問題があった。

【０００５】本出願人はこのような欠点を改良し、かつ
肥料の保存安定性を高めるために特開平１０−７４８４
号公報において特定の実験式を満足させるポリ乳酸系樹
脂を含んだ緩効性肥料を提案した。しかしながらこの提
案においても、溶出速度のコントロ−ルといった点で実
用に耐えうる長期溶出型肥料を得るのは困難である。

【０００６】これらの欠点を改良し、おもに溶出を遅延
させる効果を狙って透湿性の低いポリオレフィン系樹脂
や塩化ビニリデン系樹脂等と生分解性樹脂のブレンド組
成物を被膜にもちいた徐放性肥料が提案されている。例
えば特開平４−８９３８４号公報にはポリカプロラクト
ンとポリオレフィン、塩化ビニリデン系の樹脂からなる
組成物を被膜としてもちいた被覆肥料、特開平９−２６
３４７６号公報では脂肪族ポリエステルと特定のポリオ
レフィンワックスからなる組成物を被膜としてもちいた
被覆肥料、特開平７−６１８８４号公報には、ポリ乳酸
やポリグリコ−ル酸とオレフィン、塩化ビニリデン系の
樹脂からなる組成物を被膜としてもちいた被覆肥料が提
案されている。

【０００７】これらの提案では、被膜が生分解性樹脂と
難分解性の樹脂とのブレンド組成になるため、たとえ生
分解性樹脂部分が完全に消失しても、難分解性樹脂が微
細に崩壊しているが、分解せずに環境中に残存すること
は容易に予想される。また両樹脂の極性の違いから充分
な相溶性は得られず、単独材料からなる被膜に比べ被膜
強度が低下するという問題点もある。近年の機械施肥に
おいて、クラック等の皮膜の欠落がおこると溶出速度の
コントロ−ルが不可能になる。

【０００８】主に相溶性の欠点を改良するために、特開
平９−２４９４７８号公報にはポリエステルである生分
解性樹脂とポリオレフィンを相溶化させる相溶化剤を添
加する方法、または生分解性と透湿性の両立のために、
特開平１０−２５１８０号公報にはコポリエステルエチ
レンを用いる被覆粒状肥料が提案されている。しかしな
がら相溶化剤を用いる方法はやはり難分解性樹脂が環境
中に残存することは避けられず、コポリエステルエチレ
ンをもちいる方法も難分解性の面で問題を残している。

【０００９】このようなことから、従来提案されている
完全分解型または崩壊型被覆肥料はいずれも溶出特性や
環境調和性といった面から問題があり、実用化までは至
っていないのが現状である。特に完全分解型皮膜をもち
いた被覆肥料において肥料成分の溶出を遅延させること
ができる粒状肥料の出現が要望されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、溶出
制御性が良好であり、かつ溶出が終了した後には皮膜が
完全に分解して環境中に残存することのない、完全分解
型材料をもちいた新規な徐放性肥料を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者らは鋭意研究、検討を重ねた結果、皮膜成
分に下式（１）で表されるポリ乳酸組成物をもちいるこ
とで、驚くべきことに肥料の溶出を制御することがで
き、その結果溶出速度を容易にコントロ−ルできること
を見出し、遂に本発明を完成するに至った。

【００１２】すなわち本発明は、下式（１）の構成より
なるものである。（１）肥料成分が、下式（１）で表されるポリエステル
を必須の成分とする皮膜材料で被覆された徐放性肥料。

【化２】（Ｘ、Ｙはそれぞれ０以上の整数でその合計（Ｘ＋Ｙ）
は３５以上５０以下の整数、ｎ、ｍはそれぞれ１０以上
５０００以下の整数）

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられるポリ乳酸組成物は式（１）で表され
るものである。式中のＸ、Ｙはそれぞれ０以上の整数で
その合計（Ｘ＋Ｙ）は３５以上５０以下の整数である。
合計が３５より少ない場合、一般にＲ ₁、Ｒ₂の低分子
量ポリオレフィン成分が寄与する耐水性や透湿性に対す
る改善がみられない。一方５０より大きくなると、重合
中の相分離が激しくなり合成がうまく行えない。また原
料であるポリオレフィンポリオ−ルの入手が困難であ
る。

【００１４】また、ｎ、ｍはそれぞれ１０以上５０００
以下の整数である。ｎ、ｍが１０より小さいと土中にお
いて充分な生分解性速度が得られない。一方５０００よ
り大きいとポリマ−中の低透湿成分の割合が相対的に少
なくなるため、やはり耐水性や透湿性に対する改善がみ
られない。また、溶融粘度が極端に高くなるため、合成
上も支障をきたす。

【００１５】ポリ乳酸組成物の主要構成単位である乳酸
は光学活性部位を持ち、そのＤ、Ｌ、ＤＬ体のいづれも
好適に用いることが出来る。またその構成比率について
も特に制限はないが、乳酸単位のＬ体とＤ体の比率を表
すＬ／Ｄが１〜９の範囲にあるものは、汎用溶剤への溶
解性に富み、肥料の製造上好ましい。

【００１６】本発明におけるポリ乳酸組成物の製造方法
については、ポリ乳酸の合成法として公知のものが広く
用いられる。具体的には、一例を示せば、低分子量ポリ
オレフィンポリオ−ルは両末端にヒドロキシル基を有す
るのでここに乳酸環状二量体であるラクチドを開環付加
重合させることで本発明のポリ乳酸組成物を製造でき
る。両者は互いに相溶しないので、溶媒中で重合するこ
とが好ましい。具体的な溶媒としては、例えばベンゼ
ン、トルエン、キシレン、クロロホルム、トリクロルエ
チレン、テトラヒドロフラン等を挙げることができる
が、これらに限定されるものではない。

【００１７】開環重合を行う際の重合触媒としては、こ
れまでに知られたものをもちいることができる。具体的
には、錫、亜鉛、チタン、アンチモン、鉄、アルミニウ
ム、ランタン、セリウムといった希土類金属の化合物を
挙げることができるが、これらに限定されるものではな
い。この中では特に錫、アルミニウムの化合物が好まし
く、中でもオクチル酸錫やラウリル酸錫ジブチルが特に
好ましい。

【００１８】このようにして得られたポリ乳酸系樹脂を
徐放性肥料の皮膜材料の成分としてもちいた場合、肥料
成分の溶出が抑制され、その結果、溶出速度を容易にコ
ントロ−ルできるので皮膜材料として好適である。溶出
の制御機構については明らかではないが、ポリ乳酸系組
成物の透湿性が低下したことによると考えられる。

【００１９】本発明における皮膜材料は、上記式（１）
で表されるポリ乳酸系組成物を含むことが必須である
が、加えて異なる生分解性成分や、分解の程度や溶出速
度のコントロ−ルに大きな影響を及ぼさない範囲で種々
の無機成分や界面活性剤を配合しても差し支えない。具
体的には生分解性成分としてポリ（３−ヒドロキシアル
カノエ−ト共重合体）、ポリカプロラクトン、脂肪族ジ
カルボン酸とジオ−ルから重縮合された脂肪族ポリエス
テル、天然植物油、パラフィンワックス、蜜ロウ、木ロ
ウといったもの、無機成分として通常もちいられるタル
ク、炭酸カルシウム、シリカ、粘度、イオウ粉末といっ
たものが挙げられる。また界面活性剤としてはカチオン
性、アニオン性、両性、非イオン性のものいずれも用い
ることができる。

【００２０】本発明の徐放性肥料は徐放性肥料の製造方
法として一般に用いられる方法により製造される。例え
ば、上記で得られたポリ乳酸系組成物を有機溶剤に溶解
して、この有機溶剤溶液中に肥料を浸漬あるいは肥料に
噴霧、乾燥して粒状肥料の外周に樹脂膜を形成する方法
がある。被覆する際には厚みを均一にするために、肥料
粒子を回転、浮遊させた状態で行うことが好ましい。そ
の他、ポリ乳酸系組成物をカプセル状、あるいはチュ−
ブ状に成形したものの中に肥料を入れ、接着、溶融する
方法、ポリ乳酸系組成物のミクロスフェア中に肥料を含
有させる方法等が挙げられるが、これらの方法に限定さ
れるものではない。

【００２１】皮膜の厚さは好ましくは０．０１〜０．４
ｍｍである。０．０１ｍｍより薄いと皮膜にピンホ−ル
などの欠陥が生じやすく、溶出速度のコントロ−ルが困
難になり、また０．４ｍｍを越えると溶出が必要以上に
遅れるため、やはり溶出速度のコントロ−ルが困難にな
る。

【００２２】肥料粒子の大きさは、溶出期間や使い勝手
から１〜１０ｍｍ程度であり、また形状は特に制限はな
いが、好ましくは球状、楕円球状、円筒状、円盤状であ
る。

【００２３】本発明において用いられる肥料としては、
一般的に当該分野で各作物の全生育過程で用いられるい
ずれの肥料でも適用することができる。具体的には尿
素、硫安、塩安、硝安、硝酸ソ−ダ、イソブチルアルデ
ヒド縮合尿素、リン酸カリ、リン酸石灰、焼成リン肥、
塩化カリウム、硫酸カリウム、重炭酸カリウム、リン酸
カリウム、硝酸カリウム等が挙げられる。またこれら２
種以上の成分からなる化成肥料も用いられる。さらに天
然肥料もその対象になる。またＩＢＤＵ（イソブチリデ
ンジウレア）などの難水溶性肥料に用いると、肥料の溶
出速度をコントロ−ルすることが容易になる。これら以
外にもマグネシウム、カルシウム、硫黄や微量栄養素と
して、鉄、ホウ素、マンガン、亜鉛、モリブデン、銅等
の化合物を含んでいても良い。また使用される肥料成分
は１種以上で複数の種類を併用することも可能である。
さらに肥料とポリマ−を数層に重ねて被覆することも可
能である。

【００２４】本発明の徐放性肥料には、必要に応じて目
的作物の生育に悪影響を及ばさない範囲で農薬類を加え
ることができる。具体的には殺菌剤、殺虫剤、除草剤な
どが挙げられる。

【００２５】次に本発明を実施例をもって具体的に説明
するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。実施例中の部は重量部を表す。なお、実施例におけ
る特性値は以下の方法によって測定した。

【００２６】（１）溶出率測定肥料粒子１０ｇを２００ｍｌの水中に浸漬して密封下２
５℃に静置する。所定時間後、サンプルと水を分けて水
中に溶出した肥料成分の量（窒素量）を測定し、供試サ
ンプル中の全窒素量に対する溶出窒素量の割合を求めて
溶出率とする。

【００２７】（製造例１）ポリ乳酸系組成物の合成ポリテ−ルＨＡ（三菱化学（株）製）１０部とＤＬラク
チド（東京化成（株）製）１００部を原料として攪拌装
置、窒素導入管、下部取り出し口を備えた重合管に投入
し、２時間、減圧乾燥した。その後、窒素で常圧に戻
し、オクチル酸スズ０．１重量部、ナトリウムベンゾフ
ェノンケチル上から蒸留した無水キシレン１００重量部
を添加してそのまま窒素雰囲気下に１４０℃に加熱攪拌
したところ灰色の溶液となった。これをさらに加熱する
と徐々に溶液粘度が増加した。攪拌を続行したところ、
最終的に２０時間で褐色がかった白色の粘ちょう体を得
た。さらに温度を１６５℃まで上げて溶媒であるキシレ
ンを留去して、最終的に減圧下に攪拌した。得られた溶
融物を缶下部よりペレット状に抜き出した。

【００２８】（製造例２）ＤＬ−ラクチド１００部とラ
ウリルアルコ−ル５部およびアルミニウムアセチルアセ
トナ−ト０．２部を攪拌装置、窒素導入管、下部取り出
し口を備えた重合缶に投入し、２時間、減圧乾燥した。
その後、窒素で常圧に戻し、そのまま窒素雰囲気下に１
４０℃に加熱攪拌したところ無色透明の融液となった。
これをさらに加熱すると徐々に溶融粘度が増加した。さ
らに温度を１５５℃まで上げ、攪拌を続行したところ、
最終的に４時間でわずかに黄色がかった透明な脂肪族ポ
リエステルを得た。これを缶下部よりペレット状に抜き
出した。

【００２９】（実施例１）製造例１で得られたポリ乳酸
系組成物５０部をトリクロロエタン１０００部に溶解し
た溶液を、平均粒径４ｍｍの窒素系粒状肥料に噴流被覆
装置を用いて噴霧し、乾燥して被覆粒状肥料を作製し
た。

【００３０】（実施例２）製造例１で得られたポリ乳酸
系組成物５０部と蜜ロウ５部をトリクロロエタン１００
０部に溶解した溶液を用い、実施例１と同様な方法で被
覆粒状肥料を作製した。

【００３１】（比較例１）製造例２で得られたポリ乳酸
５０部を用いた他は、実施例１と同様な方法で被覆粒状
肥料を作製した。

【００３２】（比較例２）製造例２で得られたポリ乳酸
２５部、ポリエチレン２５部を用いた他は実施例１と同
様な方法で被覆粒状肥料を作製した。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明におけるポリ乳酸系組成物を皮膜材料にもちいた徐
放性肥料は、従来の生分解性樹脂を用いた被覆肥料に比
較して、肥料成分の溶出速度のコントロ−ルが容易にな
る。また、生分解性樹脂のみをもちいているので従来の
ように非分解性樹脂の部分が環境に残存することもな
い。よって本発明の徐放性肥料は産業界の発展および環
境問題の解決にも寄与するところが大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者示野勝也滋賀県大津市堅田二丁目１番１号東洋紡績株式会社総合研究所内 (72)発明者柴崎都子滋賀県大津市堅田二丁目１番１号東洋紡績株式会社総合研究所内 (72)発明者堀田泰業滋賀県大津市堅田二丁目１番１号東洋紡績株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 4H061 AA01 DD18 EE35 FF15 HH02 HH32 LL12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】肥料成分が、下式（１）で表されるポリエ
ステルを必須の成分とする被膜材料で被覆された徐放性
肥料。【化１】（Ｘ、Ｙはそれぞれ０以上の整数でその合計（Ｘ＋Ｙ）
は３５以上５０以下の整数、ｎ、ｍはそれぞれ１０以上
５０００以下の整数）