JP2017517471A - 被覆粒状肥料、その製造方法、及び使用 - Google Patents

被覆粒状肥料、その製造方法、及び使用 Download PDF

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Abstract

被覆肥料は、肥料顆粒と、肥料顆粒の表面上に配置されたコーティングとを含み、コーティングは、ポリ（乳酸）と；ポリ（ブチレンサクシネート）、セルローストリアセテート、または前述の少なくとも１種を含む組み合わせを含む第２のポリマーと；シーラントと；を含む。被覆肥料の製造方法も開示される。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は２０１４年５月５日に出願された米国仮出願Ｎｏ．６１／９８８，４５９の利益を主張するものであり、これはその全体が参照により本明細書に援用される。
本開示は、被覆粒状肥料、その製造方法、及び使用方法に関する。
粒状肥料を被覆することで、発塵を低減し、養分の土壌への放出を遅らせることができる。しかし、硫黄被覆尿素、ポリウレタン被覆尿素、及びポリエチレン被覆尿素などの市販の製品は、いくつかの欠点を有している。例えば、硫黄コーティングは、コーティングの劣化による硫酸の生成によって土壌の酸性度を増加させる場合がある。硫黄コーティングとポリエチレンコーティングは、通常は窒素を含んでいないため、重量基準での肥料の総窒素含量が低下する。ポリウレタン及びポリエチレンのコーティングは容易には生分解せず、その結果部分的にしか分解しないか、全く分解しない。そのため、これらのコーティング材料またはその残留物は土壌中に徐々に蓄積し、悪影響を及ぼし得る。したがって、改良された肥料用コーティング、特には生分解性の肥料用コーティングが継続的に求められている。肥料用コーティングが土壌条件に経時的に悪影響を及ぼさなければ更なる利点になるであろうし、高い重量基準の窒素が維持されれば一層の利点になるであろう。
第１の実施形態では、被覆肥料は肥料顆粒と、肥料顆粒の表面上に配置されたコーティングとを含み、コーティングは、ポリ（乳酸）と；ポリ（ブチレンサクシネート）、セルローストリアセテート、または前述の少なくとも１種を含む組み合わせを含む第２のポリマーと；シーラントとを含む。
第１の実施形態の被覆肥料の製造方法は、ポリ（乳酸）、第２のポリマー、及びシーラントを混合してコーティング組成物を得ることと、複数の肥料顆粒上の層としてコーティング組成物を付着させて（ｄｅｐｏｓｉｔ）被覆肥料を得ることとを含む。
あるいは、第１の実施形態の被覆肥料の製造方法は、溶媒にポリ（乳酸）と第２のポリマーとを溶解させて溶液を得ることと、肥料顆粒上に溶液を付着させて第１の層を形成することと、第１の層の上にシーラントを付着させて第２の層を形成することとを含む。
第２の実施形態では、被覆肥料は肥料顆粒と、肥料顆粒の上に配置されたコーティングとを含み、コーティングは、リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせと；ポリ（乳酸）、ポリ（ブチレンサクシネート）、セルローストリアセテート、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（ブチレンテレフタレートアジペート）、セルロースアセテート、または前述の少なくとも１種を含む組み合わせを含む第２のポリマーとを含む。例えば、コーティングは、肥料顆粒の上に配置された第１の層であってリグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを含む第１の層と、第１の層の上に配置された第２の層であって１種以上の第２のポリマーを含む第２の層とを含み、任意選択的には第３の層であって追加的な第２のポリマーを含む第３の層を含む。任意選択的にはコーティングはシーラントを更に含む。
第２の実施形態の被覆肥料の製造方法は、第１の溶媒にリグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを溶解させて第１の溶液を得ることと、複数の肥料顆粒上に第１の溶液を付着させて第１の層を形成することと、第２の溶媒に１種以上の第２のポリマーを溶解させてポリマー溶液を得ることと、第１の層で被覆された肥料顆粒上にポリマー溶液を付着させて第２の層を得ることとを含み、任意選択的には第３の溶媒に追加的な第２のポリマーを溶解させて追加的なポリマー溶液を得ることと、第２の層で被覆された肥料顆粒上に追加的なポリマー溶液を付着させて第３の層を得ることを含む。
あるいは、第２の実施形態の被覆肥料の製造方法は、第１の溶媒にリグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを溶解させて第１の溶液を得ることと、複数の肥料顆粒上にリグニン溶液を付着させて第１の層を形成することと、溶媒に少なくとも２種類の第２のポリマーを溶解させて第２の溶液を得ることと、第１の層で被覆された肥料顆粒に第２の溶液を付着させて被覆肥料を得ることとを含む。
第２の実施形態の被覆肥料の製造方法は、リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせと、セルローストリアセテート、ポリ（カプロラクトン）、またはこれらの組み合わせとを溶媒中で接触させてコーティング組成物を得ること；複数の肥料顆粒にコーティング組成物を付着させて被覆肥料を得ること；も含む。
上述の特徴及び他の特徴は以降の図面、詳細な説明、及び請求項で詳しく説明される。
以下の図面は例示的なものであり、請求項を限定しない。
ドリップコーティングにより製造された、２重量％のリグニン、２重量％のセルロースアセテート、及び０．５重量％のワックスで被覆された尿素顆粒の顕微鏡画像である。 スプレーコーティングにより製造された、２．５重量％のリグニン、３重量％のセルロースアセテート、及び０．５重量％のワックスで被覆された尿素顆粒の顕微鏡画像である。 ３．０重量％のリグニン、３．０重量％のセルローストリアセテートまたはセルローストリアセテートブレンド物、及び１．５重量％のワックスで被覆された尿素顆粒からの、１００°Ｆ（３８℃）で７日間後の窒素放出率を示す。ワックスはブレンド物の一部ではなく第２の層として添加されたため、この実施例は７．５重量％の総コーティング量である。 ３．０重量％のセルローストリアセテートまたはセルローストリアセテートブレンド物と１．５％のワックスとで被覆された尿素顆粒からの、１００°Ｆ（３８℃）で７日間後の窒素放出率を示す。ワックスはブレンド物の一部ではなく第２の層として添加されたため、この実施例は４．５重量％の総コーティング量である。 ポリ（ブチレンサクシネート）（「ＰＢＳ」）及びワックスで被覆され、任意選択的にはリグニンでも被覆された尿素顆粒についての、対コーティング重量％の、１００°Ｆ（３８℃）で３日間後の窒素放出率のグラフである。 ポリ（乳酸）（「ＰＬＡ」）及びワックスで被覆され、任意選択的にはリグニンでも被覆された尿素顆粒についての、対コーティング重量％の、１００°Ｆ（３８℃）で３日間後の窒素放出率のグラフである。 ＰＢＳ／ＰＬＡの組み合わせ及びワックスで被覆され、任意選択的にはリグニンでも被覆された尿素顆粒についての、対コーティング重量％の、１００°Ｆ（３８℃）で７日間後の窒素放出率のグラフである。 総コーティング量７．５重量％で、ＰＬＡ／ＰＢＳの組み合わせで被覆された尿素顆粒の、１００°Ｆ（３８℃）での窒素放出率の結果対ＰＬＡの割合を示すグラフであり、コーティングは更にワックスを含み、任意選択的にはリグニンも含む。 第１のリグニン層と、ＰＢＳ（中）、ＰＬＡ（高）、またはＰＢＳ（中）とＰＬＡ（高）とのブレンド物である第２の層と、第３のワックス層とで被覆された尿素顆粒の１００°Ｆ（３８℃）で７日間後の窒素放出率対ＰＬＡ及びＰＢＳの割合を示すグラフである。 第１のリグニン層と、ＰＢＳ（高）、ＰＬＡ（高）、またはＰＢＳ（高）とＰＬＡ（高）とのブレンド物である第２の層と、第３のワックス層とで被覆された尿素顆粒の１００°Ｆ（３８℃）で７日間後の窒素放出率対ＰＬＡ（高）及びＰＢＳ（高）の割合を示すグラフである。 第１のリグニン層と、ＰＢＳ（高）、ＰＬＡ（低）、またはＰＢＳ（高）とＰＬＡ（低）とのブレンド物である第２の層と、第３のワックス層とで被覆された尿素顆粒の１００°Ｆ（３８℃）で７日間後の窒素放出率対ＰＬＡの割合及びＰＢＳの割合を示すグラフである。 （ａ）任意選択的な第１のリグニン層と、第２のＰＢＳ層と、第３のＰＬＡ層と、第４のワックス層とで被覆された尿素顆粒、及び、ｂ）第１のリグニン層と、第２のＰＢＳとＰＬＡの組み合わせの層と、第３のワックス層とで被覆された尿素顆粒、の１００°Ｆ（３８℃）で７日間後の窒素放出率を示すグラフである。 （ａ）任意選択的な第１のリグニン層と、第２のＰＢＳ層と、第３のＰＬＡ層と、第４のワックス層とで被覆された尿素顆粒、及び、ｂ）第１のリグニン層と、第２のＰＢＳとＰＬＡの組み合わせの層と、第３のワックス層とで被覆された尿素顆粒、の１００°Ｆ（３８℃）で１４日間後の窒素放出率のグラフである。 任意選択的な第１のリグニン層と、第２のリサイクルＰＬＡ／ＰＢＳの組み合わせの層と、第３のワックス層とで被覆された尿素顆粒の１００°Ｆ（３８℃）で７日間後の窒素放出率を示すグラフである。 任意選択的な第１のリグニン層と、第２のリサイクルＰＬＡとＰＢＳの組み合わせの層と、第３のワックス層とで被覆された尿素顆粒の１００°Ｆ（３８℃）で１４日間後の窒素放出率を示すグラフである。 任意選択的な第１のリグニン層と、第２のリサイクルＰＬＡとセルローストリアセテートの層と、第３のワックス層とで被覆された尿素顆粒の１００°Ｆ（３８℃）で７日間後の窒素放出率を示すグラフである。 任意選択的な第１のリグニン層と、第２のリサイクルＰＬＡとセルローストリアセテートの組み合わせの層と、第３のワックス層とで被覆された尿素顆粒の１００°Ｆ（３８℃）で１４日間後の窒素放出率を示すグラフである。
本発明者らは、ポリ（乳酸）、ポリ（ブチレンサクシネート）、セルローストリアセテート、リグニン、及びワックスのうちの１種以上の様々な組み合わせを含む肥料用コーティングを開発した。肥料用コーティングは生分解性であり、土壌中に有害残留物を残さない。このようなコーティングで被覆された肥料は、ほとんどの植物の養分取り込み速度と一致するか近い、持続的な養分放出速度を更に有しており、その結果、収量を向上させる。加えて、本明細書に記載の顆粒被覆方法によって、均一な薄いコーティングを有する被覆肥料を製造することができ、それにより被覆肥料に高い窒素含量を含ませることが可能になる。
コーティングは幅広い種類の肥料顆粒に適合する。肥料顆粒は、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸硝酸アンモニウム、硝酸カルシウム、硝酸カルシウムアンモニウム、尿素、尿素−ホルムアルデヒド、リン酸一アンモニウム（「ＭＡＰ」）、リン酸二アンモニウム、ポリリン酸化合物、リン鉱石、過リン酸石灰（「ＳＳＰ」）、重過リン酸石灰、硝酸カリウム、塩化カリウム、または硫酸カリウム（「ＳＯＰ」またはカリ）などの窒素源、リン源、またはカリウム源を含んでいてもよい。前述のものを含む組み合わせも使用することができる。ある実施形態では、肥料顆粒は尿素を含む。最終的な肥料顆粒中に含まれる窒素源、リン源、またはカリウム源の量は意図される最終用途次第であり、各成分について、肥料顆粒の総重量基準で０〜６０重量％とすることができる。
追加的に、硫酸マグネシウム、及び１種以上の微量元素源すなわち微量要素が含まれていてもよく、例えば、ホウ素、カルシウム、塩素、コバルト、銅、鉄、マンガン、モリブデン、ニッケル、ナトリウム、亜鉛または前述の少なくとも１種を含む組み合わせが存在してもよい。これらの養分は元素の形態で供給されてもよいし、例えば硫酸塩、硝酸塩、またはハロゲン化物などの塩の形態で供給されてもよい。植物微量要素の量は意図される最終用途次第であり、例えば肥料顆粒の総重量基準で０．１〜５重量％とすることができる。
更に、賦形剤を顆粒中に存在させることができ、例えばベントナイト、方解石、酸化カルシウム、硫酸カルシウム（無水または半水化物）、ドロマイト、タルク、砂、または前述の賦形剤の少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。
粒状肥料の他の成分としては、例えば界面活性剤（以下に記載するように液体が存在する場合）、造核剤、または作用剤の供給源として機能し得るリサイクルされた肥料粒子、炭酸カルシウムなどの造核土壌改良剤、活性炭、単体硫黄、殺虫剤や除草剤や殺菌剤などの殺生物剤、ウィッキング剤、湿潤剤、熱安定剤、セルロースやポリビニルアルコールや脂肪やオイルやアラビアゴムなどの粘着剤、ビニリデン紫外線安定剤、酸化防止剤、還元剤、着色剤、バインダー（すなわち有機塩化物、ゼイン、ゼラチン、キトサン、ポリエチレンオキシドポリマー、並びにアクリルアミドポリマー及びコポリマー）などを挙げることができる。
肥料顆粒は、これらの意図される用途に適した任意の形状または大きさとすることができる。ある実施形態では、肥料顆粒は実質的に球状である。肥料顆粒は、１．０〜４．０ミリメートル（ｍｍ）の平均粒径を有する。この範囲内で平均粒径は１．５ｍｍ以上、または２．０ｍｍ以上であってもよい。同様に、この範囲内で平均粒径は３．５ｍｍ以下、または３．０ｍｍ以下であってもよい。ある実施形態では、少なくとも９０重量％の肥料顆粒が２．０〜４．０ｍｍの粒径を有する。粒径は、肥料粒径を決定するために最も一般的で国際的に認められている方法である、国際肥料開発センター（ＩＦＤＣ）によって発表された「Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ−Ｓｉｅｖｅ Ｍｅｔｈｏｄ」ＩＦＤＣ Ｓ−１０７に従って決定される。
ある実施形態では、肥料顆粒上のコーティングは少なくとも３つの成分、すなわちポリ（乳酸）と、ポリ（ブチレンサクシネート）、セルローストリアセテート、またはこれらの組み合わせである第２のポリマーと、シーラントとを含む。例えば、コーティングは、ポリ（乳酸）と、ポリ（ブチレンサクシネート）と、シーラントとを含む。あるいは、コーティングは、ポリ（乳酸）と、セルローストリアセテートと、シーラントとを含む。これらの実施形態では、コーティング中にリグニンは存在しない。
ポリ（乳酸）は、５０，０００〜２５０，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍw）を有していてもよい。本明細書において、ＰＬＡ（高）とは、１５００００〜２１００００ｇ／ｍｏｌ、特には１７５０００〜１９００００ｇ／ｍｏｌのＭwを有するポリ（乳酸）のことをいう場合がある。ＰＬＡ（低）は、３００００〜７００００ｇ／ｍｏｌ、特には４００００〜６５０００ｇ／ｍｏｌのＭwを有するポリ（乳酸）のことをいう。
リサイクルされたポリ（乳酸）は、３０，０００〜２５０，０００ｇ／ｍｏｌ、より詳しくは１００，０００〜２００，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍw）を有し得る。
ポリ（ブチレンアジペート−ｃｏ−テレフタレート）（Ｅｃｏｆｌｅｘ）は、３０，０００〜１２０，０００ｇ／ｍｏｌ、より詳しくは５０，０００〜１０００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍw）を有し得る。
セルロースアセテートは、２５，０００〜１２０，０００ｇ／ｍｏｌ、より詳しくは３５０００〜７００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍw）を有し得る。
ポリ（ブチレンサクシネート）は、７０，０００〜１６０，０００ｇ／ｍｏｌのＭwを有し得る。本明細書において、ＰＢＳ（高）とは、１００，０００〜１５００００ｇ／ｍｏｌ、特には１２００００〜１４００００ｇ／ｍｏｌのＭwを有するポリ（ブチレンサクシネート）のことをいう場合がある。ＰＢＳ（中）は、７５０００〜１２５０００ｇ／ｍｏｌ、特には９００００〜１１００００ｇ／ｍｏｌのＭwを有するポリ（ブチレンサクシネート）のことをいう。
セルローストリアセテートは、１００，０００〜３５０，０００ｇ／ｍｏｌ、特には１２，５０００〜３００，０００ｇ／ｍｏｌ、より詳しくは２００，０００〜２７５，０００ｇ／ｍｏｌのＭwを有し得る。ポリ（乳酸）対第２のポリマーの重量比は、１０：１〜１：１０、例えば５：１〜１：５、３：１〜１：３、または２：１〜１：２とすることができる。
シーラントは、輸送時及び貯蔵時に顆粒を摩耗や湿気から更に保護するものであり、これにはワックスが含まれる。ワックスは１１０〜２００°Ｆ（４３〜９５℃）で液体である。ワックスの例としては、パラフィンワックス（主に非分岐のアルカンからなり、典型的には１１８〜１５８°Ｆ（４８〜７０℃）の融点を有する、固い、結晶性の、脆いワックス、及びマイクロクリスタリンワックス（主に分岐のアルカンからなり、典型的には１２９〜２０３°Ｆ（５４〜９５℃）の融点を有する、柔らかい、アモルファス状の、展性があるワックス、及び高精製パラフィンワックス）などの天然石油ワックスを含むワックスが挙げられる。例えば１０〜１８個の炭素原子の重合度を有するポリエチレンワックスなどの合成ワックスを使用することもできる。市販の典型的なワックスとしては、石油ワックスであるＣｈｅｖｒｏｎ Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ （ＣＰ−Ｃｈｅｍ）からのＣ３０＋、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｇｒｏｕｐ， Ｉｎｃからの７０８９Ａ、Ｒ−４４０８、及びＲ−３０５３Ａが挙げられる。ワックスは、被覆肥料の総重量基準で０．１〜３重量％、０．２〜２重量％、または０．５〜１．８重量％のワックスとするのに有効な量でコーティング中に存在させることができる。
したがって、コーティングは例えば０．１〜５．７重量％などの０より多いポリ（乳酸）と、０．１〜５．７重量％の第２のポリマーと、０．１〜３重量％のシーラントとを含んでいてもよい。別の実施形態では、コーティングは、０．５〜４．８重量％のポリ（乳酸）と、０．５〜４．８重量％の第２のポリマーと、０．２〜２重量％のシーラントとを含んでいてもよい。
肥料顆粒上に被覆する場合、コーティング（ポリ（乳酸）と第２のポリマーとシーラントとを含む）の量は、被覆肥料の総重量基準で６重量％以下、例えば０．１〜６重量％、０．５〜５重量％、２〜５重量％、または３〜５重量％である。
コーティングの成分は１層より多い層に存在する。例えば、ある実施形態では、被覆肥料は、肥料顆粒の上に配置された第１の層であってポリ（乳酸）及び第２のポリマーを含む第１の層と、第１の層の上に配置された第２の層であってシーラントを含む第２の層とを含む。別の実施形態では、被覆肥料は３つの層を含み、第１の層は肥料顆粒の上に配置され、第２の層は第１の層の上に配置され、第３の層は第２の層の上に配置される。第１の層はポリ（乳酸）または第２のポリマーを含んでいてもよい。第１の層中の材料が第２の層中の材料と同じでないことを条件として、第２の層もポリ（乳酸）または第２のポリマーを含んでいてもよい。第３の層はシーラントを含んでいてもよい。
別の実施形態では、コーティングは、リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを含む第１のポリマーと；ポリ（乳酸）、ポリ（ブチレンサクシネート）、セルローストリアセテート、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（ブチレンテレフタレートアジペート）、セルロースアセテート、または前述の少なくとも１種を含む組み合わせであり得る第２のポリマーと；を含む。
リグニンは、最も一般的には木材由来である芳香族アルコールのポリマーである。リグニンはクラフト法によって得ることができる。典型的なリグニンとしては、Ｉｎｄｕｌｉｎ* ＡＴまたはＰｒｏｔｏｂｉｎｄ* １０００の名称で販売されているクラフトリグニンが挙げられる。
酢酸デンプンは、２０〜７０％のアセチル価を有する、１〜３の置換度（ＤＳ）までアセチル化されたデンプンである。本明細書において、「アセチル価」とは、酢酸デンプンの単位基準当たりの酢酸の重量パーセント（重量％）のことをいう。例えば、約６２．５のアセチル価は３．０のＤＳに相当する。
第２のポリマーとしては、前述したようなポリ（乳酸）、ポリ（ブチレンサクシネート）、及びセルローストリアセテートだけでなく、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（ブチレンテレフタレートアジペート）、及びセルロースアセテートも挙げられる。前述のポリマーは８，０００〜５００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲でＭｗを有していてもよい。
リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせ対第２のポリマーの重量比は、１：１０〜１０：１、５：１〜１：５、３：１〜１：３、または２：１〜１：２とすることができる。リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせは、被覆肥料の総重量基準で０．１重量％〜６重量％、０．１重量％〜５重量％、０．１重量％〜３．５重量％、０．２重量％〜３重量％、または０．５重量％〜３重量％の量で存在する。
任意選択的には、リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせと第２のポリマーとを含むコーティングは、上述したようなシーラントも更に含む。シーラントは、被覆肥料の総重量基準で０重量％〜５重量％、０重量％〜３重量％、０．１重量％〜３重量％、０．２重量％〜２重量％、０．１重量％〜１重量％、または０．５重量％〜１．８重量％の量で存在してもよい。
したがって、コーティングは、例えば０．１〜５重量％などの０より多いリグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせと、０．１〜６重量％の第２のポリマーと、０〜５重量％のシーラントとを含む。別の実施形態では、コーティングは０．１〜６重量％のリグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせと、０．１〜５重量％の第２のポリマーと、０〜３重量％のシーラントとを含んでいてもよい。好ましくは、コーティングは０．２〜３重量％のリグニンまたは酢酸デンプンと、０．２〜３重量％の第２のポリマーと、０〜１重量％のシーラントとを含む。
肥料顆粒上に被覆する場合、コーティング（リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせと、第２のポリマーと、任意選択的なシーラント）の量は、被覆肥料の総重量基準で０．５重量％〜１０重量％、１重量％〜９重量％、２重量％〜８重量％、２重量％〜７重量％、２重量％〜６重量％、または２重量％〜５重量％である。
コーティングの成分は１層より多い層の中に存在していてもよい。例えば、ある実施形態では、被覆肥料は、肥料顆粒の上に配置された第１の層であってリグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを含む第１の層と、第１の層の上に配置された第２の層であって第２のポリマーを含む第２の層とを含む。任意選択的には、第２の層の上に配置された第３の層の中にシーラントを存在させてもよい。
上述の実施形態のいずれにおいても、コーティングは、被覆肥料の望ましい特性に大きく悪影響を及ぼさない補助剤であることを条件として、例えば着色剤、接着促進剤、または界面活性剤などの当該技術分野で公知の補助剤を更に含むことができる。例えば、界面活性剤としては、１級または２級の（Ｃ16~30）アルキルアミン、１級（Ｃ16~30）アルキルアミンの（Ｃ16~30）脂肪酸アミド、または（Ｃ16~30）アルカノールの（Ｃ16~30）脂肪酸エステルを挙げることができる。上述の界面活性剤の例としては、セチルアミン、ステアリルアミン、アラキジルアミン、ベヘニルアミン、ジセチルアミン、ジステアリルアミン、ジアラキジルアミン、ジベヘニルアミン、ジ（水素化牛脂）アミン、セチルステアリン酸アミド、ステアリルステアリン酸アミド、ステアリルエルカ酸アミド、エルシルエルカ酸アミド、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、及びモンタンワックスが挙げられる。
更に、上述の実施形態のいずれにおいても、コーティングまたは個々の層は、顆粒または他の層の上に直に配置される。すなわち、記載されているもの以外に介在する層は存在しない。コーティング及び層は、連続であっても不連続であってもよい。被覆肥料の持続的に放出する特徴を最大限に利用するために、コーティングは肥料顆粒の表面積の９０〜１００％を被覆する。１層より多い層を有するコーティングについては、各層は肥料顆粒または下層の表面積の９０〜１００％を被覆する。
コーティングの厚さは、望ましい徐放性及び保護特性が得られるように調整される。ある実施形態では、コーティングの総厚みは２０〜７０μｍである。この範囲内において、厚さは２５μｍ以上、または３０μｍ以上であってもよい。同様に、この範囲内において、厚さは６５μｍ以下、または６０μｍ以下であってもよい。
被覆肥料は様々な方法によって製造することができる。肥料顆粒はスプレーコーティング（例えばトップ、ボトム、またはサイドスプレーコーティング）、ドラムコーティング、パンコーティング、流動層コーティング、連続注入コーティング、または当業者に公知の任意の他の方法によって被覆することができる。この被覆は、バッチ処理で行ってもよいし、連続処理で行ってもよい。顆粒は、１回のコーティング塗布で単一の層で被覆してもよいし、２、３、４、５、またはそれ以上の層などの、同じコーティング材料の複数の層で被覆してもよい。芯材を被覆する際、例えばシーラントなどのコーティング組成物は、コーティング材料が芯材に塗布される際に液体状態であるように、その融点温度より高い温度まで加熱されてもよい。芯材への液体コーティング材料の塗布の後、被覆された芯材は、コーティング材料が固化して芯材を取り囲む固体層を形成するように冷却されてもよい。この工程を１回以上繰り返して、芯材を取り囲む同じまたは異なるコーティング材料の複数の層を得てもよい。あるいは、コーティング材料を溶媒に溶解または懸濁させ、顆粒に塗布し、溶媒を蒸発させてもよい。この工程を１回以上繰り返して、芯材を取り囲む同じまたは異なるコーティング材料の複数の層を得てもよい。
ある特定の実施形態では、被覆肥料の製造方法は、ポリ（乳酸）と、ポリ（ブチレンサクシネート）、セルローストリアセテート、またはこれらの組み合わせから選択される第２のポリマーとを溶媒に溶解させてポリマー溶液を得ること；複数の肥料顆粒の上にポリマー溶液を噴霧して第１の層を形成すること；及び第１の層上をシーラントで被覆して第１の層の上に付着した第２の層を得ることを含む。シーラントは、例えば溶融コーティング法によって被覆することができる。ポリ（乳酸）及び第２のポリマーを溶解させるために使用する溶媒はジクロロメタンであってもよい。ポリマー溶液を形成し易くするために、溶液の固体含量が組成物の５〜１５重量％となり得る高温でポリマーと溶媒とを混合してもよい。
コーティングがリグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを含む場合、被覆肥料を形成するために、逐次コーティング法または同時コーティング法を使用することができる。逐次コーティング法の例としては、第１の溶媒にリグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを溶解させて第１の溶液を得ることと、複数の肥料顆粒上に第１の溶液を例えば噴霧するなどで付着させて第１のリグニンまたは酢酸デンプンの層を形成することと、第２の溶媒に第２のポリマーを溶解させてポリマー溶液を得ることと、第１のリグニンまたは酢酸デンプンの層の上に第２のポリマー溶液を例えば噴霧するなどで付着させて第１の層の上に付着した第２のポリマー層を形成することとを含む。任意選択的には、少なくとも２種の異なる第２のポリマーを第２の溶液に存在させることができる。別の実施形態では、追加的な第２のポリマー（第２の層の第２のポリマー（類）とは異なる）を第３の溶媒に溶解させ、第２の層の上に例えば噴霧するなどで付着させて第２の層の上に付着した第３の層を形成することができる。第２の層または第３の層は、存在する場合、任意選択的にはシーラントで更に被覆して、第２の層または第３の層の上に付着したシーラント層を設けてもよい。
リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを溶解するために使用される溶媒は、７０：３０〜９０：１０、例えば８０：２０〜９０：１０の体積比で、アセトンと水とを含有していてもよい。第２のポリマーがセルローストリアセテート、ポリ（カプロラクトン）、またはこれらの組み合わせを含む場合、ポリマーを溶解するために使用される溶媒は、アセトン、または７０：３０〜９０：１０の体積比のアセトンと水との組み合わせを含有していてもよい。第２のポリマーがポリ（乳酸）、ポリ（ブチレンサクシネート）、ポリ（ブチレンテレフタレートアジペート）、セルロースアセテート、またはこれらの組み合わせを含む場合、ポリマーを溶解するために使用される溶媒は、ジクロロメタンを含有していてもよい。リグニン／酢酸デンプンの第１の溶液またはポリマー溶液を形成し易くするために、ポリマーと溶媒とを高温で混合してもよい。リグニン／酢酸デンプン溶液とポリマー溶液の固体含量は組成物の５〜１５重量％であってもよい。
同時コーティング法は、リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせと、第２のポリマーとを溶媒に溶解させてコーティング組成物を得ることを含む。したがって、第２のポリマーは、リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせと同じ溶媒に可溶であるように選択され、例えばセルローストリアセテート、ポリ（カプロラクトン）、またはこれらの組み合わせである。複数の肥料顆粒の上にコーティング組成物を例えば噴霧することによりコーティング組成物が付着し、第１の層が得られる。方法は、任意選択的にはシーラントで被覆することで第２の層を得ることを更に含んでいてもよい。シーラントは、溶融コーティング法によって被覆することができる。
使用においては、被覆肥料は、植物または種子の場所、特には施肥されるべき植物または種子の土壌に撒かれる。
肥料コーティングは生分解性であり、土壌中に有害残留物を残さない。このようなコーティングで被覆された肥料は、更には持続的な養分放出速度を有する。加えて、本明細書に記載の顆粒の被覆方法によって、均一な薄いコーティングを有する被覆肥料を製造することができ、それによって被覆肥料が高い窒素含量を含むことが可能になる。例えば、肥料が尿素の場合、被覆肥料の窒素含量は４２重量％〜４５重量％である。リグニンを含む肥料コーティングはＮＯｘの生成を抑制することができる。
徐放特性を有する被覆肥料は、以降の非限定的な実施例によって詳しく説明される。
本明細書に開示の方法は、いくつかの態様では工業スケールで行うことができる。
態様
本明細書に開示されるのは、少なくとも次の態様である：
態様１：肥料顆粒と、前記肥料顆粒の表面上に配置されたコーティングとを含む被覆肥料であって、前記コーティングが、
ポリ（乳酸）；
ポリ（ブチレンサクシネート）、セルローストリアセテート、または前述の少なくとも１種を含む組み合わせを含む第２のポリマー；及び
シーラント；
を含む、被覆肥料。
態様２：前記シーラントがワックスを含む、請求項１に記載の被覆肥料。
態様３：前記第２のポリマーがポリ（ブチレンサクシネート）を含む、請求項１または２に記載の被覆肥料。
態様４：前記第２のポリマーがセルローストリアセテートを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被覆肥料。
態様５：前記ポリ（乳酸）対前記第２のポリマーの重量比が１０：１〜１：１０である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の被覆肥料。
態様６：前記コーティングの量が、前記被覆肥料の総重量基準で０．５重量％〜６重量％である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の被覆肥料。
態様７：前記被覆肥料の窒素含量が、前記被覆肥料の総重量基準で４２重量％〜４５重量％である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の被覆肥料。
態様８：前記コーティングが、前記ポリ（乳酸）と、前記第２のポリマーと、前記シーラントとの組み合わせを単一の層の中に含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の被覆肥料。
態様９：前記コーティングが、
前記肥料顆粒の上に配置された第１の層であって、前記ポリ（乳酸）と前記第２のポリマーとを含む第１の層；及び
前記第１の層の上に配置された第２の層であって、前記シーラントを含む第２の層；
を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の被覆肥料。
態様１０：前記コーティングが、
前記肥料顆粒の上に配置された第１の層であって、前記ポリ（乳酸）または前記第２のポリマーを含む第１の層；
前記第１の層の上に配置された第２の層であって、前記第１の層が第２の層と同じでないことを条件として前記第２のポリマーまたは前記ポリ（乳酸）を含む第２の層；及び
前記第２の層の上に配置された第３の層であって、前記シーラントを含む第３の層；
を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の被覆肥料。
態様１１：前記コーティングが２０〜７０μｍの総厚みを有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の被覆肥料。
態様１２：前記ポリ（乳酸）と、前記第２のポリマーと、前記シーラントとを混ぜ合わせてコーティング組成物を得ること；及び
複数の肥料顆粒上の層として前記コーティング組成物を付着させて前記被覆肥料を得ること；
を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の被覆肥料の製造方法。
態様１３：前記付着させることが前記コーティング組成物を噴霧することを含む、請求項１２に記載の方法。
態様１４：前記ポリ（乳酸）と前記第２のポリマーとを溶媒に溶解させて溶液を得ること；
前記溶液を肥料顆粒上に付着させて第１の層を形成すること；及び
前記第１の層で被覆された肥料顆粒の上にシーラントを付着させて第２の層を形成すること；
を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の被覆肥料の製造方法。
態様１５：肥料顆粒と、前記肥料顆粒の上に配置されたコーティングとを含む被覆肥料であって、前記コーティングが、リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせ；及び、
ポリ（乳酸）、ポリ（ブチレンサクシネート）、セルローストリアセテート、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（ブチレンテレフタレートアジペート）、セルロースアセテート、または前述の少なくとも１種を含む組み合わせを含む第２のポリマー；
を含む被覆肥料。
態様１６：前記コーティングがシーラントを更に含む、請求項１５に記載の被覆肥料。
態様１７：前記シーラントがワックスを含む、請求項１６に記載の被覆肥料。
態様１８：前記コーティングの量が、前記被覆肥料の総重量基準で０．５重量％〜１０重量％である、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の被覆肥料。
態様１９：前記リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせ対前記第２のポリマーの重量比が１：１０〜１０：１である、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の被覆肥料。
態様２０：前記第２のポリマーが、ポリ（乳酸）とポリ（ブチレンサクシネート）との組み合わせを含む、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の被覆肥料。
態様２１：前記コーティングが、
前記肥料顆粒の上に配置された第１の層であって前記リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを含む第１の層；
前記第１の層の上に配置された第２の層であって、１種以上の第２のポリマーを含む第２の層；を含み、
任意選択的には第３の層であって、追加的な第２のポリマーを含む第３の層；を含む、
請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の被覆肥料。
態様２２：前記コーティングが、前記第２の層または第３の層の上に配置されたシーラント層であって、シーラントを含むシーラント層を更に含む、請求項２１に記載の被覆肥料。
態様２３：前記第２の層がポリ（ブチレンサクシネート）を含み、前記第３の層が存在してポリ（乳酸）を含む、請求項２１に記載の被覆肥料。
態様２４：前記リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを第１の溶媒に溶解させて第１の溶液を得ること；複数の肥料顆粒上に前記第１の溶液を付着させて第１の層を形成すること；前記１種以上の第２のポリマーを第２の溶媒に溶解させてポリマー溶液を得ること；前記第１の層で被覆された肥料顆粒上に前記ポリマー溶液を付着させて第２の層を得ること；任意選択的に追加的な第２のポリマーを第３の溶媒に溶解させて追加的なポリマー溶液を得ること；及び前記第２の層で被覆された肥料顆粒上に前記追加的なポリマー溶液を付着させて第３の層を得ること；を含む、請求項２１に記載の被覆肥料の製造方法。
態様２５：前記第２の層で被覆された肥料顆粒または第３の層で被覆された肥料顆粒の上にシーラントを付着させることを更に含む、請求項２４に記載の方法。
態様２６：前記付着させることが、前記コーティング組成物を噴霧することを含む、請求項２４に記載の方法。
態様２７：前記第２のポリマーがポリ（乳酸）、ポリ（ブチレンサクシネート）、ポリ（ブチレンテレフタレートアジペート）、セルロースアセテート、またはこれらの組み合わせを含み、前記第２の溶媒がジクロロメタンを含む、請求項２４〜２６のいずれか１項に記載の方法。
態様２８：前記リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを第１の溶媒に溶解させて第１の溶液を得ること；複数の肥料顆粒上に前記第１の溶液を付着させて第１の層を形成すること；少なくとも２種類の第２のポリマーを溶媒に溶解させて第２の溶液を得ること；及び前記第１の層で被覆された肥料顆粒上に前記第２の溶液を付着させて前記被覆肥料を得ること；を含む、請求項２１に記載の被覆肥料の製造方法。
態様２９：前記被覆肥料の上にシーラントを付着させることを更に含む、請求項２８に記載の方法。
態様３０：前記少なくとも２種類の第２のポリマーが、ポリ（乳酸）、ポリ（ブチレンサクシネート）、ポリ（ブチレンテレフタレートアジペート）、セルロースアセテートのうちの２種を含み、前記第２の溶媒がジクロロメタンを含む、請求項２８または２９に記載の方法。
態様３１：前記方法が、前記リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせと、セルローストリアセテート、ポリ（カプロラクトン）、またはこれらの組み合わせとを溶媒中で接触させてコーティング組成物を得ること；複数の肥料顆粒に前記コーティング組成物を付着させて前記被覆肥料を得ること；を含む、請求項２１に記載の被覆肥料の製造方法。
態様３２：前記被覆肥料の上にシーラントを付着させることを更に含む、請求項３１に記載の方法。
実施例
実施例で使用された材料は表１に記載されている。
表1.
一般的手順
コーティング配合物の調製。リグニン溶液は、８０：２０〜９０：１０の比率のアセトン−水溶媒混合物を使用して、室温で１２時間撹拌して製造した。ＣＡ溶液は、アセトン溶媒を使用して、完全な溶解が認められるまで６０℃で、１００ＲＰＭで６０分間、穏やかに撹拌することで製造した。ＰＢＳ（４０℃で）、ＰＬＡ（室温で）、ＣＴＡ（４０℃で）、ＰＢＡＴ（４０℃で）、及びこれらそれぞれのブレンド溶液（４０℃で）は、ジクロロメタン溶媒を使用して、完全な溶解が認められるまで１００回転毎分（ｒｐｍ）で６０分間、穏やかに撹拌することで製造した。
コーティング手順。ＣＡについてのドリップコーティングの実験の場合を除き、空気で微粒化した噴霧液を用いて、回転ドラムの中に入れられた尿素顆粒上をポリマーとリグニンの溶液の両方で被覆した。リグニン、ポリマー、及びワックスがすべて使用される実験では、連続コーティング処理に関しては最初にリグニンで被覆し、次いでポリマーまたはポリマーブレンド物で被覆し、最後にワックスの溶融コーティングを行った。同時処理に関しては、リグニンと、ポリマーもしくはポリマーブレンド物とのブレンド物で最初に被覆し、次いでワックスの溶融コーティングを行った。
加速養分放出試験。この試験は、所定の時間間隔での養分の放出プロファイルを再現するために用いられた。試料を取り出して分析する時間の間隔は２時間、４時間、及び２４時間であった。５％の希釈クエン酸水溶液を製品顆粒の層を横切るように再循環させ、濾液を窒素含量について分析した。クエン酸は、製品が通常の散布時に曝されるであろう土壌の条件を模擬的に再現する。
３日間、７日間、及び１４日間オーブン試験。容器に１００ｇの試料と５００ｍＬの水とを入れた。その後容器を密閉し、１００°Ｆ（３８℃）のオーブンの中に置いた。窒素放出量を３日後、７日後、または１４日後の一定期間毎に測定した。
比較例Ａ。ドリップコーティング
コーティング配合物を回転ドラム中で尿素顆粒に滴下した。ドラム中で送風機を使用して溶媒蒸気を取り除いた。ＣＡとリグニンの両方を含むコーティングについては、最初に尿素をリグニンで被覆し、次いでＣＡで被覆した。ワックスを溶融し、溶融したワックスをポリマー（及び／またはリグニン）で被覆された尿素が入った回転ドラムの中に流し込むことによって、最終コーティングとしてワックスシーラントの付加も行った。これらの実験では、リグニンの割合は０％から３％まで変更され、ＣＡは０〜６％の間で変更され、シーラントは０〜１．５％の間で変更された。
ドリップ法で被覆された試料はいずれも均一なコーティングにならなかった。追加的な測定は行わなかった。図１は、ドリップコーティングで２％のリグニンと２％のＣＡと０．５％のＩＧＩ−７０８９Ａで被覆した試料の代表的な例を示している。明暗のコントラストなどのコーティング欠陥が観察された。これらの欠陥は、コーティングのむらを示唆している。顆粒の凝集も観察された。
比較例１〜２５及び実施例２６。リグニンあり／なしのセルロースアセテート
コーティング配合物を尿素顆粒上に噴霧した。総コーティング量は５．５〜７．５重量％の間で変更された。ワックスは０．５〜１．５重量％の間で変更された。リグニンは０〜３重量％の間で変更され、ＣＡは３〜６重量％で変更された。コーティング処方及び加速養分放出試験の結果は表２に示されている。実施例１の被覆試料は図２にも示されている。大きなコーティング欠陥は観察されなかった。
表２．
***水の中に入れると、光学顕微鏡で試料の流出が観察された。そのため、試料の試験は行わなかった。
表２中のデータから分かるように、窒素放出を遅らせるには、リグニン、セルロースアセテート、及びワックスシーラントの組み合わせ（実施例２６）が最も効果的であった。
比較例２７〜３６。リグニンあり／なしのセルローストリアセテート
粒状尿素を様々なセルローストリアセテートコーティング系で被覆した。これらの実験では、リグニンの割合は０〜３重量％の間で変更され、ＣＴＡまたはＣＴＡ−ＰＢＳまたはＣＴＡ−ＰＬＡは３重量％で一定とされ、シーラントは１．５重量％で一定とされた。存在させる場合にはリグニン−１を使用した。コーティング処方及び窒素放出試験の結果は表３に示されている。７日間の放出の結果は図３及び図４にもグラフで示されている。
表３．
* 「Ｌ」はリグニンを指し、「Ｗ」はワックスを指す。
図３は、７．５重量％のコーティング量では、７日間のオーブン試験に基づいた尿素の保持において、リグニン／ＣＴＡ／ワックスコーティングの性能がリグニン／ＰＢＳ／ＣＴＡ／ワックスに対して劣っていたことを示している。図４は、４．５重量％のコーティング量では、７日間のオーブン試験に基づいた尿素の保持において、ＰＬＡ／ＣＴＡブレンド物の性能がＰＢＳ／ＣＴＡブレンド物よりも優れていたことを示している。データは、放出能がリグニンプレコートの付加で向上したことも示唆している。
比較例３７〜４０。リグニンあり／なしのＰＢＡＴ
粒状尿素を、リグニンありまたはなしで、様々なＰＢＡＴ系で被覆した。存在させる場合にはリグニン−１を使用した。これらの実施例では、リグニンの割合は０〜３重量％の間で変更され、ＰＢＡＴは３〜５重量％の間で変更され、シーラントは１．５重量％で一定に保たれた。総コーティング量は６．５〜７．５重量％の間で変更された。コーティング処方及び窒素放出試験の結果は表４に示されている。
表４．
* 「Ｌ」はリグニンを指し、「Ｐ」はポリマーを指し、「Ｗ」はワックスを指す。
リグニン及びＰＢＡＴのスプレーコーティングとそれに続くワックスコーティングは、４時間の加速試験データに基づいて良好な結果を示した。しかし、１００°Ｆ（３８℃）での３日目と７日目の放出試験は望ましい性能に満たなかった。
実施例４１〜８１。リグニンあり／なしのＰＢＳ
これらの実施例では、総コーティング量は２．２〜７．５重量％の間で変更された。リグニン（リグニン−１、Ｌ）は０〜３重量％の間で変更され、ＰＢＳ（Ｐ）は１．２〜４重量％の間で変更され、シーラント（Ｗ）は０．５〜１．５重量％の間で変更された。コーティング処方及び窒素放出試験の結果は表５に示されている。
表５．

* 「Ｌ」はリグニンを指し、「Ｐ」は「ポリマー」を指し、「Ｗ」はワックスを指す。
試料は、オーブン試験結果の３日目の放出に基づいて次の３つの区分、すなわち、実施例４１〜５０（３０％未満の放出）、実施例５１〜５７（３０％〜５０％の放出）、及び実施例５８〜６２（５０％超の放出）に分けることができる。結果は図５にもグラフで示されている。２４時間加速放出試験と７日間オーブン試験の両方でいくつかの良好な結果が存在した。
実施例８２〜９９。リグニンあり／なしのＰＬＡ
これらの実施例では、総コーティング量は６．５〜８重量％の間で変更された。リグニン（リグニン−１、Ｌ）は０〜３重量％の間で変更され、ＰＬＡ（Ｐ）は２〜５重量％の間で変更され、シーラント（Ｗ）は１．５〜２重量％の間で変更された。コーティング処方及び窒素放出試験の結果は６に示されている。結果は図６にもグラフで示されている。
表６．
* 「Ｌ」はリグニンを指し、「Ｐ」は「ポリマー」を指し、「Ｗ」はワックスを指す。
２４時間加速放出試験の４時間目の測定及びオーブン試験の３日目の測定では、いくつかの良好な結果（約５０％の放出）が得られた。３日目の放出試験結果に基づいて、データは次の３つの区分、すなわち、実施例８２〜８４（５５％未満の放出）、実施例８５〜９０（５５％〜７０％の放出）、及び実施例９１〜９９（７０％超の放出）に分けることができる。データは、１００°Ｆ（３８℃）での７日放出試験の結果が望ましい速度よりも早いことを示している。
実施例１００〜１１３。リグニンあり／なしのＰＢＳ−ＰＬＡブレンド物
これらの実施例では、総コーティング量は３．５〜７．５重量％の間で変更された。リグニン（リグニン−１、Ｌ）は０〜３重量％の間で変更され、ＰＬＡは１〜４重量％の間で変更され、ＰＢＳは１〜２重量％の間で変更され、シーラント（Ｗ）は１．５〜２重量％の間で変更された。コーティング処方及び窒素放出試験の結果は表７に示されている。結果は図７及び８にもグラフで示されている。
表７．
* 「Ｌ」はリグニンであり、「Ｗ」はワックスである。
７日目のオーブン試験測定に基づいて、試料は次のように５つの区分、すなわち、実施例１００〜１０４（１０％未満の放出）、実施例１−５〜１１３ ２（１０％〜２０％の放出）、実施例１１４〜１２４（２０％〜４０％の放出）、実施例１２５〜１３１（４０％〜６０％の放出）、及び実施例１３２〜１３７（６０％超の放出）に分けることができる。
実施例１３８〜１５０。ＰＬＡ／ＰＢＳブレンド物
追加的なＰＬＡ／ＰＢＳブレンド物を試験した。ポリマーは同時にコーティングした。処方及び結果は表８に示されている。７日目のオーブン試験の結果も図９〜１１にグラフで示されている。
表８．
** 「Ｌ」はリグニンを指し、「Ｗ」はワックスを指す。
データは、ＰＢＳ（高）とＰＬＡ（低）の組み合わせだけでなく、ＰＢＳ（高）とＰＬＡ（高）のブレンド物も、肥料の養分放出に相乗効果を有していることを示唆している。例えば、３重量％の添加量では、ＰＢＳ（高）単独は３７．９８％の７日目放出率を（実施例１４７）、ＰＬＡ（低）単独は７７．１２％の７日目放出率を（実施例１５０）有していた。対照的に、ＰＢＳ（高）とＰＬＡ（低）の１：１ブレンド物またはＰＢＳ（高）とＰＬＡ（低）の１：２ブレンド物を３重量％の添加量で使用した場合、７日目放出率はそれぞれ４．９３％と１１．６３％に減少した（実施例１４８及び１４９）。
実施例１５１〜１５５。ワックスあり／なしのリグニン
粒状尿素を、ワックスありまたはなしで、リグニンで被覆した。コーティング処方及び結果は表９に示されている。
表９．
* 比較例
表９に示されるように、ワックスありまたはなしでのリグニンは、４時間の加速養分放出試験で９２．７５％〜９８．７０％の放出を示した。対照的に、コーティングがリグニンに加えてＰＢＳまたはＰＬＡを含む場合には、４時間の加速結果はそれぞれ１．４８％及び１０．３４％であった。この結果は、これらのコーティング量でリグニン単独では持続的な養分放出が得られないことを示唆している。
実施例１５６〜１７５。逐次コーティングとブレンド（同時）コーティングの比較
これらの実施例では、総コーティング量は３．５〜７．５重量％の間で変更された。リグニン（リグニン−１）は、３重量％で一定に保たれる（実施例１７１〜１７５）か、コーティング中に存在しなかった（実施例１５６〜１７０）。ＰＬＡは１〜２重量％の間で変更され、ＰＢＳは１〜２重量％の間で変更され、シーラントは１．５重量％で一定に保たれた。粒状尿素はスプレーコーティングによって同時にまたは逐次的に被覆された。
コーティング処方及び窒素放出試験の結果は表１０に示されている。結果は図１２及び１３にもグラフで示されている。この結果は、７日目の放出データに基づくと、ほとんどの場合で、ブレンド物で被覆した尿素が逐次的に被覆した尿素よりも良い性能を示すことを示唆している。１４日目の放出データでは大きな差は見られなかった。
表１０．

実施例１７６〜１９３。リグニンありまたはなしでのリサイクルＰＬＡ／ＰＢＳブレンド物
これらの実施例では、Ｎａｔｕｒｅｗｏｒｋｓからの様々なリサイクルＰＬＡのグレード、ＰＬＡ Ｒｅｐｒｏ ｐｋｇ、ＰＬＡ Ｒｅｐｒｏ−ｂｏｘ、ＰＬＡ Ｒｅｐｒｏ−ｌａｂｅｌ、ＰＬＡ ２５００ＨＰ、及びＰＬＡ ３１００ＨＰを使用した。処方及び結果は表１１に示されている。結果は図１４及び１５にもグラフで示されている。
表11.

*「Ｗ」はワックスである
結果は、リサイクルされたＰＬＡも尿素用のコーティングに使用できることを示唆している。しかしながら、性能は新品のＰＬＡを使用した系（表８参照）ほどには有利ではなかった。
実施例１９４〜１９７。リサイクルＰＬＡ−ＣＴＡ
粒状尿素を様々なリサイクルＰＬＡ−ＣＴＡのコーティング系で被覆した。コーティング処方及び窒素放出試験の結果は表１２に示されている。７日目と１４日目の放出結果は図１６及び１７にもグラフで示されている。
表12.
結果は、リサイクルＰＬＡ／ＣＴＡのブレンド物も尿素用のコーティングに使用できることを示唆している。しかしながら、４．５重量％だけでなく７．５重量％のコーティング量でも、７日目のオーブン試験に基づいた尿素の保持において、ＰＬＡ／ＣＴＡ（表３参照）ブレンド物のほうがリサイクルＰＬＡ／ＣＴＡのブレンド物よりも優れた性能を示した。
文脈において別段の明確な指示がない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」には複数の指示対照が含まれる。「または」は「及び／または」を意味する。同じ要素または特性に関する全ての範囲の端点は包含され、独立して組み合わせることが可能である。本明細書において使用される語尾の「（ｓ）」は、それが修飾する用語の単数形と複数形の両方を含めることが意図されており、それによりその用語の少なくとも１種が含められる（例えば「着色剤（類）（ｃｏｌｏｒａｎｔ（ｓ））」には、少なくとも１種の着色剤が含まれる）。「任意選択的な」または「任意選択的には」は、引き続いて述べられる事象または状況が生じ得ることまたは生じ得ないこと、及びその記述に事象が生じる場合と生じない場合が含まれることを意味する。別段の規定がない限り、本明細書で使用されている技術的な用語及び化学的な用語は、本発明が属する技術分野の当業者に通常理解される意味と同じ意味を有する。
本明細書において、「組み合わせ」には、ブレンド物、混合物、合金、反応生成物等が含まれる。化合物は、標準的な命名法を使用して記述される。例えば、任意の示されている基によって置換されていない任意の位置は、示されている結合または水素原子によってその価数が満たされていると理解される。２つの文字または記号の間にないダッシュ（「−」）は、置換基の結合位置を示すために使用される。例えば、−ＣＨＯはカルボニル基の炭素を介して結合する。
本明細書で引用されているあらゆる参照文献は、それらの全体が参照により援用される。例示を目的として典型的な実施形態について説明してきたが、上述の記載は本明細書の範囲を限定するものとして見なすべきではない。したがって、当業者は、本明細書の趣旨及び範囲から逸脱することなしに、様々な修正、改変、及び選択肢を想到し得る。

Claims (32)

  1. 肥料顆粒と、前記肥料顆粒の表面上に配置されたコーティングとを含む被覆肥料であって、前記コーティングが、
    ポリ（乳酸）；
    ポリ（ブチレンサクシネート）、セルローストリアセテート、または前述の少なくとも１種を含む組み合わせを含む第２のポリマー；及び
    シーラント；
    を含む、被覆肥料。
  2. 前記シーラントがワックスを含む、請求項１に記載の被覆肥料。
  3. 前記第２のポリマーがポリ（ブチレンサクシネート）を含む、請求項１または２に記載の被覆肥料。
  4. 前記第２のポリマーがセルローストリアセテートを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被覆肥料。
  5. 前記ポリ（乳酸）対前記第２のポリマーの重量比が１０：１〜１：１０である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の被覆肥料。
  6. 前記コーティングの量が、前記被覆肥料の総重量基準で０．５重量％〜６重量％である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の被覆肥料。
  7. 前記被覆肥料の窒素含量が、前記被覆肥料の総重量基準で４２重量％〜４５重量％である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の被覆肥料。
  8. 前記コーティングが、前記ポリ（乳酸）と、前記第２のポリマーと、前記シーラントとの組み合わせを単一の層の中に含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の被覆肥料。
  9. 前記コーティングが、
    前記肥料顆粒の上に配置された第１の層であって、前記ポリ（乳酸）と前記第２のポリマーとを含む第１の層；及び
    前記第１の層の上に配置された第２の層であって、前記シーラントを含む第２の層；
    を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の被覆肥料。
  10. 前記コーティングが、
    前記肥料顆粒の上に配置された第１の層であって、前記ポリ（乳酸）または前記第２のポリマーを含む第１の層；
    前記第１の層の上に配置された第２の層であって、前記第１の層が第２の層と同じでないことを条件として、前記第２のポリマーまたは前記ポリ（乳酸）を含む第２の層；及び
    前記第２の層の上に配置された第３の層であって、前記シーラントを含む第３の層；
    を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の被覆肥料。
  11. 前記コーティングが２０〜７０μｍの総厚みを有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の被覆肥料。
  12. 前記ポリ（乳酸）と、前記第２のポリマーと、前記シーラントとを混ぜ合わせてコーティング組成物を得ること；及び
    複数の肥料顆粒上の層として前記コーティング組成物を付着させて前記被覆肥料を得ること；
    を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の被覆肥料の製造方法。
  13. 前記付着させることが前記コーティング組成物を噴霧することを含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記ポリ（乳酸）と前記第２のポリマーとを溶媒に溶解させて溶液を得ること；
    前記溶液を肥料顆粒上に付着させて第１の層を形成すること；及び
    前記第１の層で被覆された肥料顆粒の上にシーラントを付着させて第２の層を形成すること；
    を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の被覆肥料の製造方法。
  15. 肥料顆粒と、前記肥料顆粒の上に配置されたコーティングとを含む被覆肥料であって、前記コーティングが、
    リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせ；及び、
    ポリ（乳酸）、ポリ（ブチレンサクシネート）、セルローストリアセテート、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（ブチレンテレフタレートアジペート）、セルロースアセテート、または前述の少なくとも１種を含む組み合わせを含む第２のポリマー；
    を含む被覆肥料。
  16. 前記コーティングがシーラントを更に含む、請求項１５に記載の被覆肥料。
  17. 前記シーラントがワックスを含む、請求項１６に記載の被覆肥料。
  18. 前記コーティングの量が、前記被覆肥料の総重量基準で０．５重量％〜１０重量％である、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の被覆肥料。
  19. 前記リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせ対前記第２のポリマーの重量比が１：１０〜１０：１である、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の被覆肥料。
  20. 前記第２のポリマーが、ポリ（乳酸）とポリ（ブチレンサクシネート）との組み合わせを含む、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の被覆肥料。
  21. 前記コーティングが、
    前記肥料顆粒の上に配置された第１の層であって前記リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを含む第１の層；
    前記第１の層の上に配置された第２の層であって、１種以上の第２のポリマーを含む第２の層；を含み、
    任意選択的に第３の層であって、追加的な第２のポリマーを含む第３の層；を含む、
    請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の被覆肥料。
  22. 前記コーティングが、前記第２の層または第３の層の上に配置されたシーラント層であって、シーラントを含むシーラント層を更に含む、請求項２１に記載の被覆肥料。
  23. 前記第２の層がポリ（ブチレンサクシネート）を含み、前記第３の層が存在してポリ（乳酸）を含む、請求項２１に記載の被覆肥料。
  24. 前記リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを第１の溶媒に溶解させて第１の溶液を得ること；
    複数の肥料顆粒上に前記第１の溶液を付着させて第１の層を形成すること；
    前記１種以上の第２のポリマーを第２の溶媒に溶解させてポリマー溶液を得ること；
    前記第１の層で被覆された肥料顆粒上に前記ポリマー溶液を付着させて第２の層を得ること；を含み、任意選択的に、
    追加的な第２のポリマーを第３の溶媒に溶解させて追加的なポリマー溶液を得ること；及び
    前記第２の層で被覆された肥料顆粒上に前記追加的なポリマー溶液を付着させて第３の層を得ること；
    を含む、請求項２１に記載の被覆肥料の製造方法。
  25. 前記第２の層で被覆された肥料顆粒または前記第３の層で被覆された肥料顆粒の上にシーラントを付着させることを更に含む、請求項２４に記載の方法。
  26. 前記付着させることが、前記コーティング組成物を噴霧することを含む、請求項２４に記載の方法。
  27. 前記第２のポリマーがポリ（乳酸）、ポリ（ブチレンサクシネート）、ポリ（ブチレンテレフタレートアジペート）、セルロースアセテート、またはこれらの組み合わせを含み、前記第２の溶媒がジクロロメタンを含む、請求項２４〜２６のいずれか１項に記載の方法。
  28. 前記リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせを第１の溶媒に溶解させて第１の溶液を得ること；
    複数の肥料顆粒上に前記第１の溶液を付着させて第１の層を形成すること；
    少なくとも２種類の第２のポリマーを溶媒に溶解させて第２の溶液を得ること；及び
    前記第１の層で被覆された肥料顆粒上に前記第２の溶液を付着させて前記被覆肥料を得ること；
    を含む、請求項２１に記載の被覆肥料の製造方法。
  29. 前記被覆肥料の上にシーラントを付着させることを更に含む、請求項２８に記載の方法。
  30. 前記少なくとも２種類の第２のポリマーが、ポリ（乳酸）、ポリ（ブチレンサクシネート）、ポリ（ブチレンテレフタレートアジペート）、セルロースアセテートのうちの２種を含み、前記第２の溶媒がジクロロメタンを含む、請求項２８または２９に記載の方法。
  31. 前記リグニン、酢酸デンプン、またはこれらの組み合わせと、セルローストリアセテート、ポリ（カプロラクトン）、またはこれらの組み合わせとを溶媒中で接触させてコーティング組成物を得ること；
    複数の肥料顆粒上に前記コーティング組成物を付着させて前記被覆肥料を得ること；
    を含む、請求項２１に記載の被覆肥料の製造方法。
  32. 前記被覆肥料の上にシーラントを付着させることを更に含む、請求項３１に記載の方法。
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