JP2018502033A

JP2018502033A - 吸湿性及び粉塵形成を低減するための微粒子状肥料用コンディショニング剤

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Publication number: JP2018502033A
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Inventors: オブレスタド、トルステイン; タンデ、テルイェ
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Abstract

本発明は、ワックス１０〜５０重量％と、鉱油４０〜９０重量％と、鉱油に可溶性であり且つワックス及び鉱油と混和性である樹脂１〜１５重量％とを含む、微粒子状肥料の水分吸収及び粉塵形成を低減するためのコンディショニング剤であって、鉱油中に溶解し且つ３０．０００〜５．０００．０００の平均分子量を有し、ポリイソブチレン及びスチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマーの群から選択される粘弾性エラストマー０，１〜１重量％をさらに含むコンディショニング剤に関する。本発明は、さらに、微粒子状基材、好ましくは吸湿性肥料、好ましくは窒素含有肥料と、前記肥料の水分取込み及び粉塵形成を低減するための前記肥料上の前記コーティング０．０５〜２重量％とを含む微粒子状肥料組成物、好ましくは尿素−硫酸アンモニウム（ＵＡＳ）肥料、尿素肥料又は硝酸カルシウム肥料に関する。

Description

本発明は、コーティングを製造するための、ワックス、鉱油、エラストマー及び樹脂を含むコンディショニング剤に関し、微粒子状肥料、好ましくは吸湿性微粒子状肥料、好ましくは窒素含有吸湿性微粒子状肥料における使用に適している。本発明はさらに、微粒子状基材、好ましくは吸湿性肥料、好ましくは窒素含有吸湿性肥料と、前記肥料の水分取込み及び粉塵形成を低減するための前記肥料上の０．０５〜２重量％の前記コーティングとを含む微粒子状肥料組成物に関する。

ＮＰ−肥料、特に硝酸カルシウム（ＣＮ）のような吸湿性の微粒子状肥料は、水分にさらされたときに問題を引き起こし得ることが長い間知られている。吸収された水分は粒子の固化をもたらし、取扱い中の粉塵の形成もそれにより増大するであろう。従って、これらの問題が解決されなければ、製品を大量に取り扱うことは不可能である。通常の湿度では、前記問題は既知のコンディショニング剤の適用により解決することができる。しかしながら、熱帯及び亜熱帯地域で経験される温度及び湿度では問題はまだ残っている。既知のコンディショニング剤は、大量のコーティングを使用しなければ、水分の吸収を防止するために十分に防水性又は不浸透性ではない。大量に使用すると粉塵形成を低減し得るが、被覆された肥料粒子は通常粘着性になり、これはさらにいくつかの問題をもたらし得る。

特許文献１（ＮｏｒｓｋＨｙｄｒｏ，１９８９）では、ワックス１０〜６０重量％と、油３０〜９０重量％と、油中に溶解し且つ３０．０００〜５．０００．０００の平均分子量を有する高分子粘弾性エラストマー０．３〜１０重量％とを含む、硝酸塩含有肥料における粉塵形成及び水分取込みを低減するためのコンディショニング剤が請求されている。好ましいワックスは、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス及び微結晶性ワックスの混合物である。好ましい粘弾性エラストマーはポリイソブチレン（ＰＩＢ）である。このコンディショニング剤は、一般的に、肥料の重量に対して０．３重量％の量において通常の湿度で適用され、ＣＮのような吸湿性肥料についても優れた結果を与える。しかしながら、熱帯及び亜熱帯地域で生じることが多い湿度では、このコンディショニング剤で被覆された肥料は、容認できない量の水分を吸収し得る。０．５重量％よりも多いコンディショニング剤を適用すると、吸湿は著しく低減されたが、肥料は粘着性になり過ぎて、従来の手段で取り扱うことができなかった。

さらに、特許文献２（ＮｏｒｓｋＨｙｄｒｏ，１９９７）は、熱帯条件下における微粒子状硝酸塩含有肥料の粉塵形成及び吸湿性の問題に対処する。粘着性になり易い理由は、主に、コンディショニング剤中のエラストマー成分に関連することが分かった。従って、この成分の代わりに、いくらか異なる特性を有し、油溶性であり且つワックス及び油と混和性である樹脂成分を使用した。従って、この特許では、ワックス１０〜５０重量％と、油４０〜９０重量％と、油溶性であり且つワックス及び油と混和性である樹脂１〜３０重量％とを含む、硝酸塩含有肥料における粉塵形成及び水分取込みを低減するためのコンディショニング剤が請求されている。ポリイソブチレンのような粘弾性エラストマー成分の使用は阻止された。このコーティングは、ＹａｒａＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡＳＡにより商品名Ｔｒｏｐｉｃｏｔｅ（商標）で市販されている。エラストマー成分の使用は、２つの類似の特許文献３（ＮｏｒｓｋＨｙｄｒｏ，２００１）及び特許文献４（ＹａｒａＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡＳＡ，２００４）において限界まで対処され、どちらの文献でも、植物性油を含む生分解性コンディショニング剤の使用が取り組まれた。植物性油は、動物性油及び海産油と同様に、多くの場合、熱帯及び亜熱帯環境において不快な匂いを発生し得るので、このような油は本出願では回避すべきである。

特許文献３は、ＮＰ、ＮＰＫ、ＡＮ、ＣＡＮ、尿素、及び他の窒素含有肥料などの微粒子状肥料における吸湿性、固化及び粉塵形成を低減する問題に対処する。この特許文献では、ワックス１〜６０重量％と、油（植物性油、動物性油、又は海産油、特にニシン油である）５〜９０重量％と、油溶性であり且つワックス及び油と混和性である樹脂（魚油蒸留残渣である）５〜９０重量％とを含むコンディショニング剤が請求されている。任意選択的に、生分解性エラストマーであるポリイソブチレンを０〜５重量％の量で添加することができる。実施例５には、３９．４重量％のワックス、３４．６重量％の油、２２．０重量％の樹脂、及び４重量％のポリイソブチレンを含むコンディショニング剤が示される。

同様に、特許文献４は、ＮＰ、ＮＰＫ、ＡＮ、ＣＡＮ、尿素、及び他の窒素含有肥料などの微粒子状肥料における固化及び粉塵形成を低減する問題に対処する。この特許文献では、ワックス５〜５０重量％と、油（植物性油、動物性油、又は海産油である）５〜７５重量％と、油溶性であり且つワックス及び油と混和性である樹脂（魚油蒸留残渣である）０〜６０重量％と、界面活性剤、例えば、アリールアルキルスルホン酸塩、リン酸塩、グルチナート、又は他のアニオン性及び／又はカチオン性界面活性剤２〜１５重量％とを含むコンディショニング剤が請求されている。任意選択的に、生分解性エラストマーであるポリイソブチレンを０〜５重量％の量で添加することができる。

欧州特許第０３２０９８７Ｂ１号明細書欧州特許第０７６８９９３Ｂ１号明細書国際公開第０１／３８２６３Ａ１号パンフレット欧州特許第１３９０３２２Ｂ１号明細書

本発明の主な目的は、熱帯及び亜熱帯地域における温度及び湿度条件で、肥料粒子を粘着性にしてその流動性を低下させることなく、肥料粒子の取扱い中に粉塵形成、特に微細粉塵の形成を低減し、同時に少なくとも既知のコンディショニング剤の適用と同程度に吸湿を低減する、微粒子状肥料、特に吸湿性微粒子状肥料、特に窒素含有吸湿性肥料、より具体的には、硝酸塩含有吸湿性肥料において使用するのに適したコンディショニング剤に到達することであった。

本発明の更なる目的は、熱帯又は亜熱帯地域における温度及び湿度条件で防水性又は不浸透性であり、実際の使用温度範囲内での柔軟性であり、適用が容易であり、従来の被覆又は調整装置によって肥料粒子に適用することができ、土壌及び植物に対して無毒性でなければならないコンディショニング剤に到達することであった。この後者の要求は、必ずしも生分解性とは限らないが、種々の成分が環境的に容認できなければならないことを意味する。経済的観点から、肥料粒子のコンディショニングは単一のステップで実施されなければならず、それにより、必要とされる粒子の保護が得られる。さらなる目的は、肥料を土壌へ適用した後、コンディショニング剤が数日後に完全に溶解しなければならないことと、コンディショニング剤が土壌中で分解可能でなければならないことであった。

本発明の別の目的は、特に、熱帯及び亜熱帯地域で生じる高い湿度及び温度条件において、吸湿の傾向が低下されているが、同時に、肥料粒子の取扱い及び貯蔵中の固化及び粉塵形成を最小限にする吸湿性微粒子状肥料、特に窒素含有吸湿性肥料、より具体的には、硝酸塩含有吸湿性肥料を含む農業組成物に到達することであった。

本発明によると、この目的は、ワックス１０〜５０重量％と、鉱油４０〜９０重量％と、鉱油に可溶性であり且つワックスと混和性である樹脂１〜１５重量％とを含むコンディショニング剤であって、鉱油中に溶解し且つ３０．０００〜５．０００．０００の平均分子量を有する粘弾性エラストマー０，１〜１重量％をさらに含むコンディショニング剤を提供することによって達成される。

より具体的には、本発明によると、この目的は、ワックス１５〜３５重量％と、鉱油５０〜７０重量％と、鉱油に可溶性であり且つワックス及び鉱油と混和性である樹脂２〜８重量％とを含むコンディショニング剤であって、鉱油中に溶解し且つ３０．０００〜５．０００．０００の平均分子量を有する粘弾性エラストマー０．１〜０．５重量％をさらに含むコンディショニング剤を提供することによって達成される。

驚くことに、そして欧州特許第０７６８９９３Ｂ１号明細書の知見とは反対に、ワックス、鉱油及び樹脂を含むコンディショニング剤の組成物中の少量（すなわち、０，１〜１重量％、より具体的には０．１〜０．５重量％）の粘弾性エラストマーは有益であり、微粒子状肥料上に適用されたときに粉塵の結合及び水分吸収の低減の両方に関して、欧州特許第０７６８９９３Ｂ１号明細書に開示されるコンディショニング剤と比較してより良い特性を有するコンディショニング剤を提供することが分かった。

本出願の文脈では、熱帯気候は、ケッペン気候区分に従って、１２か月の全てが少なくとも１８℃の平均気温を有する非乾燥気候として定義される。これは、特に、（湿潤）サブタイプの熱帯雨林気候、熱帯モンスーン気候及び熱帯湿潤サバナ気候を含む。熱帯気候は、肥料及び／又はコーティングを２５〜３０℃の範囲の温度及び７０〜８５％の相対湿度（ＲＨ）にさらすことによりシミュレートされる。時折、亜熱帯という用語は、２５℃及び７０％相対湿度（ＲＨ）の試験条件を指すときに使用される。

＜ワックス成分＞
ワックス成分はあまり重大な意味は持たないが、この成分の慎重な選択は最適な効果を与え得ることが分かった。本発明に従うコンディショニング剤において有用なワックスの種類は、パラフィンワックス、中間ワックス及び微結晶性ワックスなどの石油ワックス；カルナバワックスなどの植物性ワックス；蜜ろうなどの動物ワックス；並びに上記のワックスの２つ以上の任意の混合物である。

パラフィンワックスは、より少ない割合の分枝鎖及びシクロパラフィン系化合物を有する主に直鎖の飽和炭化水素であると定義される。

中間ワックスは、直鎖、分枝鎖及びシクロパラフィン系化合物の混合物であり、パラフィンワックスと微結晶性ワックスの中間の性質である。

微結晶性ワックスはパラフィンワックスよりも高い平均分子量の炭化水素であり、高い割合の分枝鎖及びシクロパラフィン系炭化水素を含有するより広範囲の成分を有する。

植物性及び動物性ワックスは、多くの植物及び動物によって合成される。動物由来のものは、通常、様々なカルボン酸及び脂肪アルコールから誘導されるワックスエステルからなる。植物由来のワックスでは、非エステル化炭化水素の特有の混合物がエステルよりも優勢であり得る。組成は種に依存するだけでなく、生物の地理的な位置にも依存する。これらは混合物であるため、天然に産出されるワックスは純粋な成分よりも軟性であり、より低温で融解する。

対象の凝固点を得るために、使用されるワックス系は適切な融点を有する必要がある。通常、ワックスは、３７℃と４３℃の間の凝固点を得るように選択される。

好ましい中間ワックスは、ＥｍｕＴｅｃＡＢ（Ｋｒｉｓｔｉｎｅｈａｍｍ，Ｓｗｅｄｅｎ））及びＳａｓｏｌＷａｘＧｍｂｈ（Ｈａｍｂｕｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ）などの種々の製造業者から得られるスラックワックスである。スラックワックスは、最小限に精製された高油分の製品である。これらは潤滑油から得られ、多くの場合、比較的高い油分含量を有する「そのままの状態」で用途を見出すか、あるいはさらに加工されてより精製されたワックスを生じる。スラックワックスは、融点が４０℃〜６５℃の範囲であり、その油分含量は５．０％〜３５％もの範囲である。

本発明に従うコンディショニング剤は、１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３５重量、より好ましくは２０〜３０重量％、最も好ましくは約２７〜２８重量％のワックスを含む。

＜樹脂成分＞
新規のコンディショニング剤の樹脂成分は、本発明に従う組成物の鉱油成分中に溶解し且つワックス及び鉱油成分と混和性でなければならない。さらに、粒子における適用の間、並びにその取扱い及び貯蔵の間に粘着性でなく、得られるコーティングに必要とされる弾性を与えなければならない。得られるコーティングは硬質且つガラス状でなければならず、あるいは粒子表面に含浸することができる。また上記で説明したように、この成分は、環境的に容認でき且つ土壌中で分解可能でなければならない。上記枠組みの範囲内で、樹脂成分は合成樹脂及び天然樹脂の群から選択することができる。

合成樹脂は、クマロン−インデン樹脂（石炭コーキングの副産物（粗ベンゼン）及び石油熱分解の高沸点芳香族生成物から抽出された不飽和化合物、主にインデン及びクマロンの混合物の重合により生成される低分子量の合成樹脂である）、エステル化天然樹脂（ロジンなど）、例えばペンタエリスリトールロジンエステル、フェノールホルムアルデヒド樹脂、フルフリルアルコール樹脂、ポリエステル樹脂及びポリウレタン樹脂などの樹脂を含む。

天然樹脂は主に木及び低木に由来し、カルボン酸、精油及びテルペンの非晶質混合物を含む。有用な天然樹脂の例は、ロジン、コ−パル、マスチック、バルサム及びダンマルである。

好ましい樹脂は、非結晶性トール油−ロジン、安定化樹脂酸のペンタエリスリトールエステル、及び重合ロジンからのペンタエリスリトールエステルである。

最も好ましい樹脂は、例えば、ＮｅｖｉｌｌｅＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＵＳＡ）から得られる、ペンタエリスリトールロジンエステル及びクマロン−インデン樹脂である。

本発明に従うコンディショニング剤は、１〜１５重量％、好ましくは２〜８重量％、より好ましくは３〜７重量％、最も好ましくは約４重量％の樹脂を含む。

＜鉱油成分＞
鉱油成分は、基本的に、ワックス成分及び樹脂成分のための担体又は溶媒であるが、肥料の取扱い中の粉塵形成の低減に対して多少の効果も有する。

鉱油（白油と呼ばれることもある）は、非植物性（鉱物）源、特に石油の留出物（プロセス油）に由来し、中程度の粘度、低揮発度及び高引火点を有する高級アルカンの種々の無色、無臭の軽油混合物のいずれかである。鉱油は、パラフィン系油（ｎ−アルカンに基づく）、ナフテン系油（シクロアルカンに基づく）及び芳香族油（芳香族炭化水素に基づく）の群から選択され得る。鉱油は水素化処理されていてもよい。精製鉱油も適用可能であり得るが、環境的な観点から推奨されない。

植物又はその種子から抽出されるトリグリセリドなどの植物性油（例えば、コーン油、キャノーラ油、菜種油、ヒマワリ油、大豆油、アマニ油又はこれらの混合物など）もそうであるが、動物性油及び海産油も（亜）熱帯条件下で急速に分解し、及び／又は不快な匂いを生じるので、これらの油は回避されなければならない。

最も好ましい鉱油は、例えばＮｙｎａｓＡＢ（Ｓｔｏｃｋｈｏｌｍ，Ｓｗｅｄｅｎ）などから入手可能であるようなナフテン系プロセス油と、例えばＴｏｔａｌＬｕｂｒｉｃａｎｔｓ（Ｎａｎｔｅｒｒｅ，Ｆｒａｎｃｅ）などから入手可能であるようなパラフィン系プロセス油とである。

本発明に従うコンディショニング剤は、４０〜９０重量％、好ましくは５０〜７０重量％、最も好ましくは約６７〜６８重量％の鉱油を含む。

＜エラストマー成分＞
エラストマー成分は、使用される鉱油中に溶解し且つ３０，０００〜５，０００．０００の平均相対分子質量（粘度平均、ｇ／ｍｏｌ）を有する高分子量粘弾性エラストマーである。

本発明の好ましい実施形態によると、コンディショニング剤中に含まれるエラストマーは、４０，０００〜１，３００，０００の平均相対分子質量（粘度平均、ｇ／ｍｏｌ）を有するポリイソブチレンである。さらに好ましい実施形態では、エラストマーは、同様に、スチレン−イソプロペン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−エチレン／ブチレンブロックコポリマー、及びスチレン−ブタジエンブロックコポリマーからなることもできる。

最も好ましいエラストマーは、ＢＡＳＦ（Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なＯｐｐａｎｏｌＢ１００などの、約１，０００，０００の相対分子質量（粘度平均、ｇ／ｍｏｌ）を有するポリイソブチレンである。これは、２４１〜２９４ｃｍ^３／ｇの固有粘度（シュタウディンガーインデックス）を有する。

本発明に従うコンディショニング剤は、０．１〜１重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％、最も好ましくは約０．２５重量％のエラストマーを含む。エラストマーの最大量は１％を超えてはならない。

＜他の成分＞
コーティングの貯蔵期間を改善するために、コンディショニング剤に抗酸化剤が添加されてもよい。本発明者らは、少量のｔ−ブチルヒドロキシトルエン（ＣＡＳ番号１２８−３７−０）を添加すると、貯蔵期間がかなり延長され得ることも発見した。従って、この成分は、本発明に従うコンディショニング剤に付加的に含有され得る。

＜コーティング＞
本発明に従うコンディショニング剤をコーティングとして肥料粒子に適用することにより、肥料粒子は、被覆された肥料粒子の全重量に対して、０．０５〜２．０重量％、より好ましくは０．０５〜１．０重量％、より好ましくは０．２０〜０．４５重量％のコーティングが提供される。

本発明に従うコンディショニング剤は、特にこれらの肥料粒子がいくらか多孔質である場合には、ある程度まで表面に浸透し、それにより肥料粒子の表面を含浸し得る。この効果により、かなり大量のコンディショニング剤を粒子に適用することも可能になる。

実験室規模では、コンディショニング剤は、所望の量のコンディショニング剤を７０〜８０℃の融解物として肥料粒子のバッチに添加することにより適用され、キッチンマシンで３０〜４５℃に加熱される。コンディショニング剤及び肥料粒子は２〜４分間混合され、続いて、被覆された肥料粒子は貯蔵とその後の試験のために閉鎖ＰＥ容器に移される。工業規模では、コンディショニング剤は、実験室規模の設定について上述したものと同一の条件下、保持時間３〜５分間でコーティングドラム内にスプレーされる。

有益な実施形態によると、本方法は、本発明に従うコンディショニング剤の鉱油成分又はワックス成分のいずれかのある量に全量のエラストマーを混入し、前記エラストマー／ワックス成分又はエラストマー／鉱油成分混合物と本発明に従う他の成分とを混合するステップを含む。別の有益な実施形態によると、エラストマー成分をある量のパラフィンワックス中に融解させることができ、続いて、前記量のパラフィンワックスが本発明に従うコンディショニング剤の他の成分と混合される。通常、エラストマー成分は、１０〜５０重量％の範囲、好ましくは２５重量％の量でパラフィンワックスに添加することができる（パラフィンワックスの量に対する量）。エラストマー／パラフィンワックス混合物の量は、コンディショニング剤の全重量に対して１重量％〜５重量％の間で異なり得る。例えば、パラフィン／ワックス混合物中で２５％のエラストマーが使用されると、最終コンディショニング剤中のエラストマーの量は、通常、０．２５〜１重量％である。上記のステップを用いて、コンディショニング剤組成物中にエラストマーをより均一に溶解させることができる。パラフィンワックスの種類は任意の種類でよく、当業者により容易に選択され得る。従って、本発明は、上記のようにパラフィンワックスであってもよい第１の主要なワックス成分に加えて、第２のワックス成分として１〜５重量％のパラフィンワックスをさらに含む、本発明に従うコンディショニング剤にも関する。

＜微粒子状肥料組成物＞
本発明は、さらに、微粒子状基材、特に吸湿性微粒子状肥料、より具体的には窒素含有微粒子状肥料と、前記肥料の水分取込み及び粉塵形成を低減するための前記肥料上の前記コーティング０．０５〜２重量％とを含む微粒子状肥料組成物に関する。

一実施形態によると、微粒子状基材は、ＮＰ、ＮＫ、ＮＰＫ、ＡＮ、ＣＡＮ、硫黄を含むＡＮ、尿素、硫黄を含む尿素、及び尿素−硫酸アンモニウムの群から選択される窒素含有肥料である。より具体的には、微粒子状基材は硝酸塩含有肥料であり、より具体的には、吸湿性硝酸塩含有肥料、例えば硝酸カルシウムなどである。

特に、本発明は、ワックス１０〜５０重量％と、鉱油４０〜９０重量％と、鉱油に可溶性であり且つワックス及び鉱油と混和性である樹脂１〜１５重量％と、鉱油中に溶解し且つ３０．０００〜５．０００．０００の平均分子量を有する粘弾性エラストマー０，１〜１重量％とを特に含む本発明に従うコンディショニング剤を含むコーティングを、０．０５〜２重量％の含む微粒子状尿素−硫酸アンモニウム（ＵＡＳ）肥料に関する。

被覆された肥料粒子の全重量に対して、０．２０〜０．４５重量％の濃度でコーティングを使用すると、コーティングは、硝酸カルシウムの水分吸収率を９０％超、特に９８％まで低減し、粉塵形成を８０％超、特に９５％まで低減する。

本発明の範囲及びその特別な特徴は、特許請求の範囲によって定義される通りである。

＜実験＞
本発明は実施例に関連してこれからさらに説明されるであろう。

〔粉塵測定〕
粉塵の量は粒子１ｋｇ当たりのｍｇ単位で測定され、２つの異なる方法で測定することができる。

方法１では、特定の湿度及び温度で、流動化装置内での１分間の流動化の後に放出された粉塵が測定される。

方法２では、特定の湿度及び温度で、標準的な傾斜試験の後に、粒子表面の摩耗の間に形成された粉塵が測定される。６０ｃｍ長さのチューブにより別のボトルに接続されたボトル内に肥料のサンプルを入れ、前後に４０回傾ける。この試験はバルク輸送中の摩耗をシミュレートする。

〔水分吸収測定〕
水分吸収の低減は特定の温度及び相対湿度において、１、３、５及び２４時間後に測定され、肥料による重量増加パーセント（吸収された水）で表される。水の量は次のように測定した：約２０グラムの肥料をフラットカップに入れて、材料の単層を得る。肥料の入ったカップを正確に秤量し、言及される湿度及び温度で２４時間までの間、気候室内で放置させる。重量増加は、１、３、５及び２４時間後に測定される。カップ及び内容物の重量増加は吸収された水分であると考えられる。この方法は、被覆されていない材料及び被覆された材料について実施され、被覆されていない肥料の重量に関して水分吸収の低減％が算出される。例えば、２４時間後に、被覆されていない肥料が１０％の水を吸収し、被覆された肥料が１％の水を吸収すれば、低減％は、１００％−（１／１０^＊１００）＝９０％の低減であると定義される。気候室は、３０〜９０％の相対湿度（Ｒｈ）及び１５〜４０℃に調整することができる。３〜５％の水を吸収した肥料は通常損傷を受けるか、あるいは非常に悪い物理的品質（崩壊が激しい、粉塵数が多い、固化傾向が大きいなど）を有するであろう。

〔残留粒子強度測定〕
水分の吸収に起因する湿った空気にさらされると、肥料の粒子強度は低下する。コーティングの保護の程度を測定するために、８０％Ｒｈ及び３０℃で５時間、被覆されていない材料及び被覆された材料を単層として気候室内に置いた。粒子強度は、これらの５時間の前後に測定される。これは、まずサイズ３．１５ｍｍ以上の粒子をふるいにかけ、これらの粒子をはかりに乗せ、粒子が破壊されるまで圧力を加えることによって実行される。粒子を破壊するために必要な力（ｋｇ単位）は粒子強度の尺度である。

粒子強度が４〜６ｋｇから２〜３ｋｇ未満まで低下すると、肥料の物理的品質は著しく損傷を受ける。

〔固化試験〕
約５０％Ｒｈ及び２５℃において約３６０グラムの肥料を開放金属シリンダ内に入れる。金属プレートを肥料の上に置き、水圧式アームを操作して、プレートに２ｋｇ／ｃｍ^２の圧力をかける。

２４時間後に、圧力及び上部プレートを取り除き、固化した材料を破壊／破砕するために必要な力を測定する。この力は、固化指数（ＣａｋｉｎｇＩｎｄｅｘ）（ＣＩ）であると考えられる。ＰＱＲスコアは、商品品質評価スコアである。最適値は１００であり、これは、「極めて良好」を示す。

実験１：硝酸カルシウム
本発明に従う硝酸カルシウム肥料粒子（ＹａｒａＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡＳＡから得られる）上のコンディショニング剤のコーティング効果は、被覆されていない硝酸カルシウム肥料粒子、及び従来技術文献の欧州特許第０７６８９９３Ｂ１号明細書に従うコンディショニング剤のコーティング効果と比較され、後者は、エラストマー成分を除いて、本発明に従うコンディショニング剤の全ての成分を含有する。硝酸カルシウムは非常に吸湿性の材料であり、その臨界相対湿度（ＣＲＨ）は４０未満である。

コンディショニング剤の組成は次の通りであった。

粒状硝酸カルシウム肥料（ＹａｒａＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡＳＡ，Ｏｓｌｏから入手）に、約８０℃の温度で、肥料の全重量に対して０．４５重量％の量のコンディショニング剤を適用した。次に、２５℃及び７０％相対湿度において粉塵形成（方法２）及び水分吸収について、被覆された粒子を試験した。これらの試験の結果は表１に要約される。

表１から分かるように、コーティング中の少量のＰＩＢは、粉塵低減効果を強力に改善する。同時に、少量のＰＩＢはコーティングの撥水性に悪影響を与えず、それどころか少量のＰＩＢは、もしあれば、プラスの効果も有するようである。

実験２：尿素及び尿素−硫酸アンモニウム（ＵＡＳ）
本発明に従う肥料粒子上のコンディショニング剤のコーティング効果を、尿素及び尿素−硫酸アンモニウム（ＵＡＳ）肥料粒子（いずれも、ＹａｒａＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡＳＡから得られる）において試験した。尿素はあまり吸湿性でない材料であり、臨界相対湿度（ＣＲＨ）は７２．５である。一方、尿素及び硫酸アンモニウムの混合物は非常に吸湿性であり、臨界相対湿度（ＣＲＨ）は５６．４である。

熱帯及び／又は亜熱帯条件（２５〜３０℃及び７０〜８０％相対湿度（ＲＨ））下、顆粒状材料において試験を行った。材料を３５℃に加熱し、７０〜８０℃の温度の種々の量の本発明に従うコンディショニング剤により被覆した。

コンディショニング剤の組成は次の通りであった。

次に、粉塵形成（方法１）、吸湿、湿潤化後の残留破砕強度、及び固化に関して、被覆された粒子を試験した。これらの試験の結果は表２〜表７に要約される。

表２から分かるように、尿素肥料の粉塵形成は劇的に低減され、２４時間後の水分吸収も被覆されていない材料と比べて約２倍低減される。

表３から分かるように、ＵＡＳ肥料の粉塵形成は劇的に低減され、亜熱帯条件（２５℃及び７０％ＲＨ）で２４時間後の水分吸収も被覆されていない材料と比べて約１００倍低減される。

表４から分かるように、熱帯条件（３０℃及び８０％ＲＨ）で２４時間後の水分吸収は約３０倍低減される。

表５から分かるように、熱帯条件（３０℃及び８０％ＲＨ）で２４時間後の水分吸収は、被覆されていない材料と比べて約８倍低減される。

表６から分かるように、ＵＡＳ及び尿素の両方について、熱帯条件（３０℃及び８０％ＲＨ）で２４時間後の強度の損失は、被覆されていない材料と比べて約６倍低減される。

表７から分かるように、固化指数（ＣＩ）は、被覆されていないＵＡＳ材料と比べて約２倍低減される。本発明に従うコンディショニング剤の使用により、最高の品質スコアが得られる。

本発明により、本発明者らは、取扱い中の水の取込み、粒子の固化、及び粉塵形成に関する問題を引き起こすことなく、熱帯及び亜熱帯地域における取扱い、貯蔵及び適用が可能な窒素含有肥料に到達することに成功した。

達成された新規のコーティング剤は、肥料粒子のコーティングにおいて適用するのが容易である。得られた粒子上のコーティングにより、熱帯及び亜熱帯地域における高湿度及び高温でも、粒子は自由流動性及び非粘着性になる。

特許文献１（ＮｏｒｓｋＨｙｄｒｏ，１９８９）では、ワックス１０〜６０重量％と、油３０〜９０重量％と、油中に溶解し且つ３０，０００〜５，０００，０００の平均分子量を有する高分子粘弾性エラストマー０．３〜１０重量％とを含む、硝酸塩含有肥料における粉塵形成及び水分取込みを低減するためのコンディショニング剤が請求されている。好ましいワックスは、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス及び微結晶性ワックスの混合物である。好ましい粘弾性エラストマーはポリイソブチレン（ＰＩＢ）である。このコンディショニング剤は、一般的に、肥料の重量に対して０．３重量％の量において通常の湿度で適用され、ＣＮのような吸湿性肥料についても優れた結果を与える。しかしながら、熱帯及び亜熱帯地域で生じることが多い湿度では、このコンディショニング剤で被覆された肥料は、容認できない量の水分を吸収し得る。０．５重量％よりも多いコンディショニング剤を適用すると、吸湿は著しく低減されたが、肥料は粘着性になり過ぎて、従来の手段で取り扱うことができなかった。

本発明によると、この目的は、ワックス１０〜５０重量％と、鉱油４０〜９０重量％と、鉱油に可溶性であり且つワックスと混和性である樹脂１〜１５重量％とを含むコンディショニング剤であって、鉱油中に溶解し且つ３０，０００〜５，０００，０００の平均分子量を有する粘弾性エラストマー０．１〜１重量％をさらに含むコンディショニング剤を提供することによって達成される。

より具体的には、本発明によると、この目的は、ワックス１５〜３５重量％と、鉱油５０〜７０重量％と、鉱油に可溶性であり且つワックス及び鉱油と混和性である樹脂２〜８重量％とを含むコンディショニング剤であって、鉱油中に溶解し且つ３０，０００〜５，０００，０００の平均分子量を有する粘弾性エラストマー０．１〜０．５重量％をさらに含むコンディショニング剤を提供することによって達成される。

驚くことに、そして欧州特許第０７６８９９３Ｂ１号明細書の知見とは反対に、ワックス、鉱油及び樹脂を含むコンディショニング剤の組成物中の少量（すなわち、０．１〜１重量％、より具体的には０．１〜０．５重量％）の粘弾性エラストマーは有益であり、微粒子状肥料上に適用されたときに粉塵の結合及び水分吸収の低減の両方に関して、欧州特許第０７６８９９３Ｂ１号明細書に開示されるコンディショニング剤と比較してより良い特性を有するコンディショニング剤を提供することが分かった。

本発明に従うコンディショニング剤は、１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３５重量％、より好ましくは２０〜３０重量％、最も好ましくは約２７〜２８重量％のワックスを含む。

＜エラストマー成分＞
エラストマー成分は、使用される鉱油中に溶解し且つ３０，０００〜５，０００，０００の平均相対分子質量（粘度平均、ｇ／ｍｏｌ）を有する高分子量粘弾性エラストマーである。

特に、本発明は、ワックス１０〜５０重量％と、鉱油４０〜９０重量％と、鉱油に可溶性であり且つワックス及び鉱油と混和性である樹脂１〜１５重量％と、鉱油中に溶解し且つ３０，０００〜５，０００，０００の平均分子量を有する粘弾性エラストマー０．１〜１重量％とを特に含む本発明に従うコンディショニング剤を含むコーティングを、０．０５〜２重量％の含む微粒子状尿素−硫酸アンモニウム（ＵＡＳ）肥料に関する。

Claims

ワックス１０〜５０重量％と、鉱油４０〜９０重量％と、鉱油に可溶性であり且つワックス及び鉱油と混和性である樹脂１〜１５重量％とを含む、微粒子状肥料の水分吸収及び粉塵形成を低減するためのコンディショニング剤であって、
鉱油中に溶解し且つ３０．０００〜５．０００．０００の平均分子量を有し、ポリイソブチレン及びスチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマーの群から選択される粘弾性エラストマー０，１〜１重量％をさらに含むことを特徴とするコンディショニング剤。
前記コンディショニング剤が、ワックス１５〜３５重量％と、鉱油５０〜７０重量％と、鉱油に可溶性であり且つワックス及び鉱油と混和性である樹脂２〜８重量％と、鉱油中に溶解し且つ３０．０００〜５．０００．０００の平均分子量を有し、ポリイソブチレン及びスチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマーの群から選択される粘弾性エラストマー０．１〜０．５重量％とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のコンディショニング剤。
前記コンディショニング剤が、第２のワックス成分として、パラフィンワックス１〜５重量％をさらに含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のコンディショニング剤。
前記ワックスが、中間ワックス、パラフィンワックス、微結晶性ワックス、カルナバワックス、植物性ワックス及び上記のワックスの２つ以上の任意の混合物の群から選択されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンディショニング剤。
前記鉱油が、ナフテン系油であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンディショニング剤。
前記樹脂が、クマロン−インデン樹脂、エステル化天然樹脂（ロジンなど）、例えば、ペンタエリスリトールロジンエステル、フェノールホルムアルデヒド樹脂、フルフリルアルコール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などの合成樹脂、及び天然樹脂の群から選択されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコンディショニング剤。
抗酸化剤、特にｔ−ブチルヒドロキシトルエンをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコンディショニング剤。
微粒子状肥料組成物であって、
微粒子状基材と、請求項１〜７のいずれか一項に記載のコンディショニング剤を含むコーティング０．０５〜２重量％とを含むことを特徴とする微粒子状肥料組成物。
前記微粒子状基材が、ＮＰ、ＮＫ、ＮＰＫ、硝酸アンモニウム（ＡＮ）、硝酸アンモニウムカルシウム（ＣＡＮ）、硫黄を含むＡＮ、尿素及び尿素−硫酸アンモニウム（ＵＡＳ）の群から選択される窒素含有肥料であることを特徴とする、請求項８に記載の微粒子状肥料組成物。
微粒子状尿素−硫酸アンモニウム（ＵＡＳ）肥料であって、
ワックス１０〜５０重量％と、鉱油４０〜９０重量％と、鉱油に可溶性であり且つワックス及び鉱油と混和性である樹脂１〜１５重量％と、鉱油中に溶解し且つ３０．０００〜５．０００．０００の平均分子量を有し、ポリイソブチレン及びスチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマーの群から選択される粘弾性エラストマー０，１〜１重量％とを含むコンディショニング剤を含むコーティングを０．０５〜２重量％含むことを特徴とする微粒子状尿素−硫酸アンモニウム肥料。
微粒子状尿素肥料であって、
ワックス１０〜５０重量％と、鉱油４０〜９０重量％と、鉱油に可溶性であり且つワックス及び鉱油と混和性である樹脂１〜１５重量％と、鉱油中に溶解し且つ３０．０００〜５．０００．０００の平均分子量を有し、ポリイソブチレン及びスチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマーの群から選択される粘弾性エラストマー０，１〜１重量％とを含むコンディショニング剤を含むコーティングを０．０５〜２重量％含むことを特徴とする微粒子状尿素肥料。
微粒子状硝酸カルシウム肥料であって、
ワックス１０〜５０重量％と、鉱油４０〜９０重量％と、鉱油に可溶性であり且つワックス及び鉱油と混和性である樹脂１〜１５重量％と、鉱油中に溶解し且つ３０．０００〜５．０００．０００の平均分子量を有し、ポリイソブチレン及びスチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマーの群から選択される粘弾性エラストマー０，１〜１重量％とを含むコンディショニング剤を含むコーティングを０．０５〜２重量％含むことを特徴とする微粒子状硝酸カルシウム肥料。
請求項１〜７のいずれか一項に記載のコンディショニング剤の製造方法であって、
前記粘弾性エラストマーをある量のパラフィンワックス中に融解させ、請求項１に記載されるようなワックス、鉱油及び樹脂を含む混合物に、前記量のパラフィンワックスを添加するステップを含むことを特徴とするコンディショニング剤の製造方法。
亜熱帯及び熱帯条件で使用するための、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の微粒子状肥料組成物。