JP2023534162A - コーティングされた基材及びその製造方法 - Google Patents

コーティングされた基材及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2023534162A
JP2023534162A JP2022581706A JP2022581706A JP2023534162A JP 2023534162 A JP2023534162 A JP 2023534162A JP 2022581706 A JP2022581706 A JP 2022581706A JP 2022581706 A JP2022581706 A JP 2022581706A JP 2023534162 A JP2023534162 A JP 2023534162A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
pedestal
coating layer
coating
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022581706A
Other languages
English (en)
Inventor
クマール ヤダヴ,サントシュ
Original Assignee
コテックス テクノロジーズ インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コテックス テクノロジーズ インコーポレイテッド filed Critical コテックス テクノロジーズ インコーポレイテッド
Publication of JP2023534162A publication Critical patent/JP2023534162A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/0073Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor of non-flat surfaces, e.g. curved, profiled
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/30Layered or coated, e.g. dust-preventing coatings
    • C05G5/37Layered or coated, e.g. dust-preventing coatings layered or coated with a polymer
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
    • A23B7/00Preservation or chemical ripening of fruit or vegetables
    • A23B7/16Coating with a protective layer; Compositions or apparatus therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
    • A23B9/00Preservation of edible seeds, e.g. cereals
    • A23B9/14Coating with a protective layer; Compositions or apparatus therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23PSHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P10/00Shaping or working of foodstuffs characterised by the products
    • A23P10/30Encapsulation of particles, e.g. foodstuff additives
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23PSHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P20/00Coating of foodstuffs; Coatings therefor; Making laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23PSHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P20/00Coating of foodstuffs; Coatings therefor; Making laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs
    • A23P20/10Coating with edible coatings, e.g. with oils or fats
    • A23P20/105Coating with compositions containing vegetable or microbial fermentation gums, e.g. cellulose or derivatives; Coating with edible polymers, e.g. polyvinyalcohol
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23PSHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P20/00Coating of foodstuffs; Coatings therefor; Making laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs
    • A23P20/20Making of laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs, e.g. by wrapping in preformed edible dough sheets or in edible food containers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0221Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts
    • B05B13/0242Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts the objects being individually presented to the spray heads by a rotating element, e.g. turntable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/0004Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/30Layered or coated, e.g. dust-preventing coatings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2258/00Small objects (e.g. screws)
    • B05D2258/02The objects being coated one after the other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/04Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
    • B05D3/0493Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases using vacuum

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Glanulating (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

コーティングされた基材及びその製造方法が提供される。方法は、基材を台座に固定すること;前記基材上に第1のコーティング層を適用すること;前記第1のコーティング層を前記基材の周りに巻き付けて前記基材を実質的にコーティングすることであって、前記第1のコーティング層は、実質的にコーティングされた基材から離れる方に、前記台座の周りに延びる前記第1のコーティング層の余剰コーティングを有する、コーティングすること;前記基材から前記台座を引くこと;前記第1のコーティング層の前記余剰コーティングからテール部分を形成することであって、前記テール部分は前記基材の表面から角度を付けて延びている、テール部分を形成すること;及び、前記テール部分を前記第1のコーティング層にシールして前記基材を封入して、コーティングされた基材を形成することを含む。【選択図】図1

Description

本出願は、2020年7月10日に提出された米国仮特許出願第63/050344号(その内容全体が参照によりここに組み込まれる)、2020年8月7日に提出された米国仮特許出願第63/062491号(その内容全体が参照によりここに組み込まれる)及び2020年11月23日に提出された米国仮特許出願第63/116940号(その内容全体が参照によりここに組み込まれる)に付与された優先権を主張する。
本開示は、一般に、基材をコーティングすることに関し、より詳細には、改良されたコーティングされた基材、並びにコーティングされた基材を製造するためのシステム及び方法に関する。
基材は、環境要因、例えば水汚染に対する耐性を提供するため、又は特定のタイプの基材に基づき必要とされ得る遅延放出などの所望の性能特性を提供するためにコーティングされ得る。コーティングされた基材は、肥料、医薬用錠剤、その他の用途に使用することができる。基材を形成する成分は、環境の影響を受けやすく、基材が意図される使用前に周囲の環境にさらされると、劣化して効果が低下したり、望ましくない影響を引き起こしたりする可能性がある。基材をコーティングすることで、環境汚染や劣化による好ましくない影響を防止できる可能性がある。また、コーティングされた基材は、特定の望ましい条件下で基材が露出するようにコーティングが設計されている場合、時間差で放出されるように設計されていることもある。
一態様において、本開示は、コーティングされた基材を製造する方法であって、基材を台座に固定すること;基材上に第1のコーティング層を適用すること;第1のコーティング層を基材の周りに巻き付けて基材を実質的にコーティングすることであって、第1のコーティング層は、実質的にコーティングされた基材から離れる方に、台座の周りに延びる第1のコーティング層の余剰コーティングを有する、コーティングすること;基材から台座を引くこと;第1のコーティング層の余剰コーティングからテール部分を形成することであって、テール部分は基材の表面から角度を付けて延びている、テール部分を形成すること;及び、テール部分を第1のコーティング層にシールして基材を封入することを含む方法を記載する。
一実施形態において、基材が固体コアである。
一実施形態において、台座がピンである。一実施形態において、本方法は、ピンを加熱することを含む。ピンは、基材の融点よりも高い温度に加熱されてもよく、基材をピンに固定することは、ピンと基材を接触させて、ピンの一部を基材に埋め込むことを含む。
一実施形態において、基材を台座に固定する前に、第2のコーティング層が台座上に適用されて台座を部分的にコーティングし;基材を部分的にコーティングされた台座に送達する。第2のコーティング層は、第2のコーティング層を台座の周りに熱成形するために加熱されてもよい。一実施形態において、テール部分は、第1のコーティング層の余剰コーティング及び第2のコーティング層の一部から形成される。
一実施形態において、台座は、基材を台座に固定するために真空吸引を提供するように構成されたチャネルを備える。
一実施形態において、固体コアは、キャビティ内にフィードされる。
一実施形態において、台座は、基材と結合するためにキャビティ内に延ばされ、台座は、水平変位なしにその長手方向軸に沿って並進する。
一実施形態において、第1のコーティング層の縁部が、キャビティの周囲における横方向表面上に適用され、第1のコーティング層の縁部をキャビティの横方向部分から断つ。
一実施形態において、第1のコーティング層が基材の周りに巻き付けられることは、第1のコーティング層を基材の周りに吸引することを含む。
一実施形態において、第1のコーティング層が基材の周りに巻き付けられることは、第1のコーティング層の周囲に沿って空気を吹き付けることを含む。
一実施形態において、テール部分が溶融され、第1のコーティング層に積層される。
一実施形態において、基材は、肥料、農薬、肥料-農薬組み合わせ製品、医薬錠剤、栄養補助食品錠剤、農業用種子、固体食品物品、又は水溶性固体コアである。
実施形態は、上記の特徴の組み合わせを含み得る。
別の態様において、本開示は、基材と;基材を封入するコーティング層であって、基材の実質的な表面領域を覆う主要部分、及び基材の表面領域の残りの部分を覆うシール領域を備え、主要部分は、シール領域でシールされた縁部を有する単一の単体ポリマーフィルムを含む、コーティング層と;を含むコーティングされた基材を記載する。
一実施形態において、基材は固体コアである。別の実施形態において、基材は、肥料、農薬、肥料-農薬組み合わせ製品、医薬錠剤、栄養補助食品錠剤、農業用種子、固体食品物品、又は水溶性固体コアである。
一実施形態において、シール領域は、基材又はコーティング層を形成するポリマーフィルムの少なくとも一方に積層された単体ポリマーフィルムの余剰フィルムを含む。
一実施形態において、コーティング層は、ポリマー、ポリマー加工添加剤、鉱物、顔料、農薬、抗菌剤、熟成防止剤、植物成長剤、微量栄養素、薬学的活性成分、ポリ(ビニルアルコール)、ワックス、粘着性樹脂、粘着剤、殺菌剤、殺虫剤、殺線虫剤、除草剤、微生物及び/又は肥料の少なくとも1つを含む。
一実施形態において、コーティング層は、熱成形可能なフィルム、真空成形可能なフィルム、生分解性フィルム、非生分解性フィルム、水溶性フィルム、非腸溶性フィルム、及び/又は少なくとも1つの植物成長剤を含むポリマーフィルムのうちの少なくとも1つである。
一実施形態において、コーティング層は、基材の総重量の約0.1%~30%、好ましくは基材の総重量の0.1%~10%、より好ましくは基材の総重量の0.1%~5%の間である。
一実施形態において、シール領域は、主要部分よりも厚い厚さを有する。
一実施形態において、シール領域は、コーティングされた基材の総表面の40%未満、好ましくはコーティングされた基材の総表面の20%未満、より好ましくはコーティングされた基材の総表面の10%未満である。
一実施形態において、シール領域は、コーティング層の主要部分と実質的に同じ厚さを有する。
一実施形態において、シール領域は、コーティング層の余剰チューブ状部分を基材上に層化されたコーティング層の隣接部分に結合することによって形成され、チューブ状部分はコーティング層の縁部を含む。
一実施形態において、シール領域は、余剰チューブ状部分を溶融し、溶融した余剰チューブ状部分をコーティング層に積層することによって形成される。
一実施形態において、シール領域は、コーティング層の縁部に結合された補強コーティング層を備える。
一実施形態において、補足コーティング層が、第1のコーティング層上に、又は固体コア上に直接適用され、第2のコーティング層は、固体コアを少なくとも部分的に封入する。
実施形態は、上記の特徴の組合せを含み得る。
さらなる態様において、本開示は、コーティングされた基材を製造するためのシステムを記載し、システムは、基材を受け部内にフィードするように構成されたフィード装置であって、受け部は相手方台座を有するフィード装置と;受け部にコーティング層を適用するように構成された第1のコーティング機器と;基材及び台座の一部の周りにコーティング層を付勢するように構成された付勢装置と;を備え、台座は、相手側受け部に画定された開口部を介して相手側受け部に対して移動可能であり、台座は、台座上に基材を受け取るために台座が相手側受け部の中に延ばされる伸長位置と、台座が相手方受け部から引き抜かれ、台座を基材及びコーティング層から切り離して、テール部分を有するコーティングされた基材を形成する引き抜き位置との間で移行するように構成され;システムはさらに、テール部分をコーティング層にシールするためのシールシステムを備える。
一実施形態において、第2のコーティング機器は、台座が基材を受け取る前に台座を部分的にコーティングするために、各台座に第2のコーティング層を適用するように構成される。
一実施形態において、各台座は、基材と係合するか、又は基材から切り離されるために、水平方向の変位なしに相手方受け部の開口部を通ってその長手方向軸に沿って並進するように構成されている。
一実施形態において、受け部は、プレートの表面で画定されるキャビティである。
一実施形態において、台座は、基材を台座に固定するために真空吸引を提供するように構成されたチャネルを画定する。
一実施形態において、付勢装置は、開口部に真空圧を発生させて、基材及び台座の一部の周りにコーティング層を付勢するように構成された真空ポンプである。
一実施形態において、付勢装置は、基材及び台座の一部の周りにコーティング層を付勢するために空気を加圧するように構成された空気ポンプである。
実施形態は、上記の特徴の組合せを含み得る。
さらなる態様において、本開示は、コーティングされた基材を製造するためのシステムを記載し、システムは、第1の回転ドラムの表面に位置決めされた複数の受け部を備える第1の回転ドラムと;複数の基材を第1の回転ドラムにフィードするように構成されたフィード装置であって、各基材は複数の受け部のうちの1つにフィードされ、各受け部は相手方台座を有するフィード装置と;基材を含む複数の受け部のそれぞれにコーティング層を適用するように構成された第1のコーティング機器であって、複数の受け部のそれぞれが第1のコーティング機器を越えて回転するときにコーティング層は適用される、第1のコーティング機器と;基材及び台座の一部の周りにコーティング層を付勢するように構成された付勢装置とを備え、複数の受け部のそれぞれの相手方台座は、相手方受け部に画定された開口部を介してその相手方受け部に対して移動可能であり、台座は、台座上に基材を受け取るために台座がその相手方受け部の中に延ばされる伸長位置と、台座がその相手方受け部から引き抜かれ、基材及びコーティング層から台座を切り離して、テール部分を有するコーティングされた基材を形成する引き抜き位置との間で移行するように移動可能であり;システムはさらに、テール部分をコーティング層にシールするためのシールシステムを備える。
一実施形態において、各台座は、基材に係合するか、又は基材から切り離されるために、水平方向の変位なしに相手方受け部の開口部を通ってその長手方向軸に沿って並進するように構成される。
一実施形態において、システムは、第2の回転ドラムの表面に複数の受け部を有する第2の回転ドラムを備え、第2の回転ドラムの複数の受け部は、第1の回転ドラムからテール部分を有するコーティングされた基材を受け取るように位置決めされ、第2の回転ドラム上に位置決めされたコーティングされた基材は、テール部分が第2の回転ドラムから離れる方に位置決めされている。
一実施形態において、システムは、テール部分をコーティング層に積層するためのローラーを備える。
一実施形態において、付勢装置は、各受け部がフィード装置から第2の回転ドラムに隣接する位置の前まで回転するときに各受け部に真空圧力を提供するように構成された真空ボックスを備える。
一実施形態において、各台座は、真空ボックスを台座に連通するチャネルを画定する。
一実施形態において、付勢装置は、基材及び台座の一部の周囲にコーティング層を付勢するために空気を吹き付けるように構成された空気ポンプを備える。
一実施形態において、シールシステムは、テール部分をコーティング層に熱溶融するための熱源を備える。
一実施形態において、システムは、台座を加熱するための加熱ピンシステムを備え、加熱ピンシステムは、台座を所望の温度に加熱するための加熱要素を備え、台座はピンであって、ピンが伸長位置にあるときにスポット溶融によってピンを基材に接着するために基材と接触するための先端部を有するピンである。
実施形態は、上記の特徴の組み合わせを含み得る。
さらなる態様において、本開示は、コーティングされた基材を製造するためのシステムを記載し、システムは、1つ又は複数の台座を備えるプラットフォームプレートであって、各台座はキャビティプレート上に相手方受け部を有し、キャビティプレートは、キャビティプレートの表面上に位置決めされた1つ又は複数の受け部を備え、各受け部は基材を受けるためのキャビティを画定し、各受け部はキャビティプレートを通って延びる開口部を画定する、プラットフォームプレートと;各台座又はその相手方受け部に基材をフィードするよう構成されたフィード装置と;基材を含む複数の受け部のそれぞれに第1のコーティング層を適用するように構成されている第1のコーティング機器と;基材及び各台座の一部の周囲に第1のコーティング層を付勢するように構成された第1の付勢装置とを備え、プラットフォームプレートは、相手側受け部に画定された開口部を介してその相手側受け部に対して各台座を同時に移動させるために、キャビティプレートに対して移動可能であり、台座は、台座上で基材を受け取るために台座がその相手側受け部の中に延ばされる伸長位置と、台座がその相手側受け部から引き抜かれて台座を基材及び第1のコーティング層から切り離してテール部分を有するコーティングされた基材を形成する引き抜き位置との間で移行するように移動可能であり、システムはさらに、テール部分を第1のコーティング層にシールするためのシールシステムを備える。
一実施形態において、システムは、プラットフォームプレートをキャビティプレートから離れるように付勢し、1つ又は複数の台座を引き抜き位置に移動させるように構成された第1の付勢部材を備える。
一実施形態において、付勢部材が、キャビティプレートとプラットフォームプレートとの間に位置決めされたばねである。
一実施形態において、システムが、フィード装置によって基材が受け部にフィードされる前に、受け部に第2のコーティング層を適用するように位置決めされた第2のコーティング機器を備える。
一実施形態において、システムは、基材がフィード装置によって受け部にフィードされる前に、各台座の一部の周りに第2のコーティング層を付勢するように位置決めされた第2の付勢装置を備える。
一実施形態において、システムは、各受け部に固定され、基材を受けるためのキャビティ内に延在する1つ又は複数の切り離し部材を備える。
一実施形態において、台座は、基材を受けるためのプラットフォームを形成する複数の部材を備え、複数の部材は、台座が伸長位置と引き抜き位置との間を移動するときに切り離し部材の間を移動するようにプラットフォームプレート上に位置決めされる。
一実施形態において、複数の部材は、三角形の3つの頂点に位置決めされた3つの部材を備える。
一実施形態において、複数の部材は、十字形の4つの頂点にある4つの部材を備える。
一実施形態において、プラットフォームプレートは、複数の部材の中心にそれぞれ概ね位置決めされた複数の真空開口部を画定し、各開口部は、複数の真空開口部がキャビティプレートの相手方開口部と整列したときに、真空圧力源から相手方受け部へ真空圧力を伝えるように構成されている。
一実施形態において、各台座は、基材と係合するか、又は基材から切り離されるために、水平方向の変位なしにその相手方受け部の開口部を通してその長手方向軸に沿って並進するように構成される。
一実施形態において、付勢装置は、基材及び台座の一部の周りにコーティング層を付勢するために空気を吹き付けるように構成された空気ポンプを備える。
一実施形態において、システムは、キャビティプレート及びプラットフォームプレートの少なくとも一方に結合され、キャビティプレートをプラットフォームプレートに対して移動させて各台座を伸長位置と引き抜き位置との間で同時に移動させるアクチュエータを備える。
実施形態は、上記の特徴の組合せを含み得る。
本出願の主題のこれら及び他の態様のさらなる詳細は、以下に含まれる詳細な記載及び図面から明らかとなるであろう。
ここで、添付の図面を参照する。
例示的なコーティングされた基材の側面図を示す。 図1に示すコーティングされた基材の前駆体の側面図を示す。 図2Aに示すコーティングされた基材の例示的なテール部分の断片的な図を示す。 コーティングされた基材を製造するための例示的なシステムの受け部を示す。 コーティングされた基材を製造するための例示的なシステムの例示的な台座を示す。 図3の受け部及びその引き抜き位置にある図4の台座を備える例示的なシステムを示す。基材は受け部内に受け取られる。 台座の伸長位置にある図4の台座上に位置決めされた基材を示す。 図6の基材及び受け部に適用されているコーティング層を示す。 図7のコーティング層への真空圧又は空気圧の適用を示す。 コーティングされた基材の例示的な前駆体と、その引き抜き位置にある図8に示す例示的なシステムの台座とを示す。 別の受け部内に再位置決めされた図9の例示的な前駆体を示す。 図10の例示的な前駆体と、例示的な前駆体のテール部分を加熱するための加熱装置とを示す。 図11に示されるテール部分を積層するためのローラー、及び結果として得られる例示的なコーティングされた基材を示す。 コーティングされた基材を製造するためのシステムの複数の例示的な台座を示す。 図13の台座を備えるコーティングされた基材を製造するための例示的なシステムを示す。 コーティングされた基材を製造するための図3~12のシステムを備える例示的な機器を示す。 コーティングされた基材を製造するための図3~12のシステムを備える別の例示的な機器を示す。 例示的なコーティング機器を示す。 コーティングされた基材を製造するための別のシステムを示す。図18及び19は、システムの例示的な受け部及び台座を示す。図20は、図18及び19に示された台座上に受け取られた基材を示す。図21~23は、例示的な前駆体を形成するために図20の基材に適用されているコーティング層を示す。 コーティングされた基材を製造するための別のシステムを示す。図18及び19は、システムの例示的な受け部及び台座を示す。図20は、図18及び19に示された台座上に受け取られた基材を示す。図21~23は、例示的な前駆体を形成するために図20の基材に適用されているコーティング層を示す。 コーティングされた基材を製造するための別のシステムを示す。図18及び19は、システムの例示的な受け部及び台座を示す。図20は、図18及び19に示された台座上に受け取られた基材を示す。図21~23は、例示的な前駆体を形成するために図20の基材に適用されているコーティング層を示す。 コーティングされた基材を製造するための別のシステムを示す。図18及び19は、システムの例示的な受け部及び台座を示す。図20は、図18及び19に示された台座上に受け取られた基材を示す。図21~23は、例示的な前駆体を形成するために図20の基材に適用されているコーティング層を示す。 コーティングされた基材を製造するための別のシステムを示す。図18及び19は、システムの例示的な受け部及び台座を示す。図20は、図18及び19に示された台座上に受け取られた基材を示す。図21~23は、例示的な前駆体を形成するために図20の基材に適用されているコーティング層を示す。 コーティングされた基材を製造するための別のシステムを示す。図18及び19は、システムの例示的な受け部及び台座を示す。図20は、図18及び19に示された台座上に受け取られた基材を示す。図21~23は、例示的な前駆体を形成するために図20の基材に適用されているコーティング層を示す。 図18~23のシステムを備える例示的な機器を示す。 コーティングされた基材を製造するためのシステムを備える例示的な機器を示す。 図25のシステムの例示的なプラットフォームプレートを示す。 図25のシステムの例示的なキャビティプレートを示す。 図26の例示的なプラットフォームプレートの断面図を示す。 図27の例示的なキャビティプレートの断面図を示す。 例示的なプラットフォームプレート上に位置決めされた図27の例示的なキャビティプレートの断面図を示す。 コーティング層によってコーティングされている図30に示されるプラットフォームプレート上に位置決めされた例示的なキャビティプレートの断面図を示す。 コーティング層によって部分的にコーティングされた後の、図30に示されたプラットフォームプレート上に位置決めされた例示的なキャビティプレートの断面図を示す。 コーティング層によって部分的にコーティングされ、基材を受け取った後の、図30に示されたプラットフォームプレート上に位置決めされた例示的なキャビティプレートの断面図を示す。 プラットフォームプレートの台座上に位置決めされた例示的な前駆体を有する、図30に示されたプラットフォームプレート上に位置決めされた例示的なキャビティプレートの断面図を示す。 図34の例示的な前駆体を示す。 図35の前駆体から形成された例示的なコーティングされた基材を示す。 コーティングされた基材を製造するためのシステムの例示的なキャビティプレートの等角図を示す。 台座を備えるコーティングされた基材を製造するためのシステムの例示的なプラットフォームプレートの等角図を示す。 図38のプラットフォームプレートと重なる図37のキャビティプレートの等角図を示す。 図37のキャビティプレートの例示的な受け部及び切り離し部材の上面図を示す。 図40の線A-Aに沿った例示的な受け部及び台座の断面図を示す。 例示的な受け部及び切り離し部材の上面図を示す。 プラットフォームプレートの開口部の周りに位置決めされた台座の部材を有する図38のプラットフォームプレートの断面図を示す。 図39に示すプラットフォームプレートと重なるキャビティプレートの一部の断面図である。 台座の部材上に位置決めされた基材を有する、図39に示されたプラットフォームプレートと重なるキャビティプレートの一部の断面図を示す。 台座上に設けられた基材がコーティング層でコーティングされた、図39に示されたプラットフォームプレートと重なるキャビティプレートの一部の断面図を示す。 コーティング層でコーティングされた台座上に設けられた基材を有する図45に示されたプラットフォームプレートと重なるキャビティプレートの一部と、切断工具の断面図を示す。 台座上に設けられた前駆体を有する図45に示されたプラットフォームプレートと重なるキャビティプレートの一部の断面図を示す。 台座から切り離された前駆体を有する、図49に示されたプラットフォームプレートと重なるキャビティプレートの一部の断面図を示す。 図2Aに示される前駆体の例示的なテール部分の斜視破断図を示す。 図2Aに示される前駆体の別の例示的なテール部分の斜視破断図を示す。 図2Aに示された前駆体の別の例示的なテール部分の斜視破断図を示す。 図1に示したコーティングされた基材の例示的なシール領域の断片的な図である。 図1に示したコーティングされた基材の別の例示的なシール領域の断片的な図である。 図1に示したコーティングされた基材の別の例示的なシール領域の断片的な図である。 コーティングされた基材の例示的な製造方法のフローチャートである。 水分バリアコーティングでコーティングされたベースポリマーフィルムの概略図を提供する。
本開示は、環境汚染に対する耐性が改善され、性能特性が改善され、及び/又は製造の容易さを提供するコーティングされた基材及びその製造のシステム/方法に関する。
本開示による例示的な基材は、肥料顆粒、肥料錠剤、バイオ肥料錠剤、殺生物錠剤又は顆粒、塩顆粒、除草剤顆粒又は錠剤、殺菌剤顆粒又は錠剤、殺虫剤顆粒又は錠剤、その他の農薬顆粒又は錠剤、顆粒状又は錠剤状の肥料-農薬組み合わせ製品、塩錠剤、無機化学顆粒、農業種子、動物飼料製品、洗剤錠剤又は顆粒、医薬品又は栄養補助食品錠剤、医薬品又は栄養補助食品カプセル、菓子類、水処理錠剤、殺真菌薬、生物刺激剤、接種剤、固体食品物品、果物、野菜、又は水溶性固体芯であり得る。
本開示において、「最大化」、「最小化」及び「最適化」などの用語が使用され得るが、かかる用語は、最大、最小又は最適に厳密に限定されない改善、調整及び改良を指すために使用され得ることが理解されるべきである。
「に固定される」又は「接続される」又は「に結合される」という用語は、直接結合(互いに結合される2つの要素が互いに接触する)及び間接結合(少なくとも1つの追加の要素が2つの要素の間に配置される)の両方を含み得る。
本明細書で使用される「実質的に」という用語は、それが関連する基本的な機能の変化をもたらすことなく許容的に変化し得る任意の定量的表現を修正するために適用される場合がある。例えば、円形の横断面を有する本明細書に開示されるようなドライブシャフトは、その回転駆動能力が著しく変化しないならば、本発明の範囲内で幾分非円形の横断面を許容的に有し得る。
「例えば(e.g.)」、「等」、「例えば(for instance)(for example)」及び「又は」という用語及び文法的に関連する用語は、特に断らない限り、制限のない非排他的な代替を示す。
「含む」という用語及び文法的に関連する用語は、特に断らない限り、「含むが、限定されない」を意味する。
冠詞「a」、「an」、「the」は、文脈が明らかにそうでないことを指示しない限り、単数形だけでなく複数形を指すと解釈されることを意図するものである。
「コーティング組成物」は、2種類以上の成分の混合物又はブレンドを意味する。コーティング組成物は、ポリマー、加工添加剤、植物成長剤、可塑剤、ワックス、共開始剤又は硬化触媒、酸化防止剤、粘着剤、ミネラルフィラー、オキソ/光生分解添加剤、粘着防止剤、顔料、又は潤滑剤等のうちの2つ以上を含み得る。「コーティング組成物」の形態は、異なる成分の液体混合物であると理解され、成分は溶液中に溶解又は分散していてもよく、又はエマルジョン/マイクロエマルジョンであってもよい。
本明細書においてポリマーを定義する「溶融」又は「軟化」という用語は、ポリマーが熱成形又は真空成形されるように可撓性であることを意味する。
「コーティング層」という用語は、基材上にコーティングされたポリマーフィルムの所望のコーティング厚さの層を意味する。「コーティング層」、「ポリマーフィルム」「ポリマーコーティング」という用語は互換的に使用され、他に定義されない限り同じものを意味する。
「実質的な表面積」「実質的にコートする」、又は「実質的にコートされる」という用語は、コーティング層がコートされる基材の表面積の50%超であるが100%未満をカバーすることを意味する。
「余剰コーティング層」及び「テール部分」という用語は、互換的に使用され、表面領域を覆うポリマーフィルムに付着している、基材の表面から離れる方に延びるポリマーフィルムの一部を意味する。余剰コーティング層は、コーティングされる基材の表面を直接覆うことはない。
「シール領域」という用語は、基材をカプセル化してシールするために基材及び/又は基材の表面を覆うコーティング層にシールされ結合された余剰コーティング層のサイズによって定義される領域を有するコーティング層の部分を意味する。一例では、シール領域は、余剰コーティング層の溶融融合によって形成され、余剰コーティング層は、熱下でそれ自体と溶融融合して、シール領域を形成する。別の例では、余剰コーティング層は、接着剤でコーティング層に結合されてもよい。SEMなどの顕微鏡で見ると、シール領域はコーティング層の残りの部分とは異なって見えるかもしれない。「シール領域」又は「シールスポット」は、本明細書において互換的に使用され得る。
「多重コーティング層」という用語は、複数のポリマーフィルムの層を有するコーティング層を意味する。例えば:30ミクロンの厚さの第1のコーティング層は、20ミクロンの厚さのPLA(ポリ乳酸)フィルムと10ミクロンのLDPE(低密度ポリエチレン)フィルムとから構成されてもよい。複数のポリマーの共押出し多重フィルムは、多重コーティング層の一例である。本明細書に記載されるコーティング層は、多重コーティング層を構成し得る。
「ラミネーション」という用語は、熱、圧力、又は接着剤を介した、ポリマーフィルムのそれ自身との、又は別の表面との接着を意味する。ラミネーションには、ヒートラミネーション及びコールドラミネーションが含まれる。
「ヒートラミネーション」という用語は、熱を用いた2つのポリマーフィルムの溶融融着を意味する。
「コールドラミネーション」という用語は、圧力又は接着剤のみを使用して2つのフィルムを積層することを意味する。一般に、接着剤層を有する2つのフィルムが一緒に押され、接着剤は2つのフィルムを結合するための結合剤として作用する。
「ポリマー」という用語は、同一又は異種のモノマーを重合することによって調製される高分子化合物を意味する。一般的な用語ポリマーは、通常、1種類のモノマーだけから調製されたポリマーを指すために採用される用語ホモポリマーを含んでいる。
「バイオポリマー」又は「天然ポリマー」という用語は、植物又は動物から生産される高分子化合物を意味する。
「コポリマー」、「インターポリマー」等の用語は、少なくとも2つの異なる種類のモノマーの重合によって調製されるポリマーを意味する。これらの一般的な用語は、コポリマーの従来の定義、すなわち、2つの異なる種類のモノマーから調製されたポリマー、及びコポリマー及びインターポリマーのより拡大した定義、すなわち、2つを超える異なる種類のモノマーから調製されたポリマー、例えば、ターポリマー、テトラポリマー等を含む。
「ブレンド」という用語は、2種類以上の材料の組成物を意味する。そのようなブレンドは、混和性であってもなくてもよい。そのようなブレンドは、相分離してもしなくてもよい。このようなブレンドは、透過電子分光法、光散乱法、X線散乱法、及び当該技術分野で知られている他の方法から決定されるように、1つ又は複数のドメイン構成を含んでも含まなくてもよい。
「コーティング装置」という用語は、コーティング層を基材に適用することができる任意の商業的に入手可能な装置を意味する。コーティング装置は、所望の厚さのポリマーフィルム層を製造することができるホットメルト押出機及びダイ;ホットメルトポリマーのスプレーを製造することができるホットメルトポリマースプレー;コーティング層を製造することができるスロットダイコーター;コーティング層を製造することができるスロットノズル;コーティング層を製造することができるカーテンコーター;電子ビーム又は紫外線ランプを用いてコーティング層を硬化させる紫外線又はEBコーティング装置;又は加熱源を通じてポリマーフィルムを加熱して表面に適用又は積層できる熱フィルムラミネーターであり得る。
「コーティングステーション」という用語は、コーティング機器が取り付けられ、コーティング層が基材上に適用される場所を意味する。
「既製ポリマーフィルム」又は「ポリマーフィルム」という用語は、キャストフィルム押出、ブローフィルム押出プロセス、又はキャスト溶液などの市販フィルム製造プロセスのいずれかを使用して製造されたポリマーフィルムを意味する。ポリマーフィルムは、ポリマーフィルムに望ましい化学的又は機械的特性を与えるために必要な任意の加工助剤又は添加剤を含んでいてもよい。
「肥料」という用語は、任意の形状又はサイズの市販の肥料顆粒、肥料錠剤、肥料-農薬錠剤、又は植物成長促進のために使用される任意の化学物質を意味する。
「任意の形状又はサイズの肥料」という用語は、コーティングされる肥料が任意の形状、例えば、乾燥圧縮プロセスによって製造された圧縮化学物質、錠剤、スパイク、ブリケット、球状、スフェロイド、カプセル、又は特定の形状を有しない化学塩結晶であり得るということを意味する。
「格子状パターン」という用語は、互いに一定の距離で配置され、保持された基材を意味する。
「キャビティ」という用語は、基材を保持するためのハウジングを意味する。
「台座」という用語は、基材が据えられ、例えば摩擦、重力、又は真空圧のいずれかによって所定の位置に保持され得る、キャビティ内の1つ又は複数の柱を意味する。1つ又は複数の柱は、基材が受け取られるプラットフォームを規定し得る。
「コンベアベルトシステム」という用語は、キャビティ及び台座プレートが結合されたモータ駆動型フラットコンベアベルトであると理解される。
「ホットピン」又は「ホットニードル」又は「加熱プラットフォーム」という用語は、ピン又はプラットフォームの温度を上昇させるために内部又は外部の熱源を介して加熱することができるキャビティ内のピン、プラットフォーム、又は柱を意味する。
「ピン」という用語は、基材に結合するための鋭利な端部を有する部材を意味する。
「スポット溶融」という用語は、熱によって溶融又は軟化する、一般に対象物全体の50%未満の領域を意味する。
「溶融融合」という用語は、基材又は粒子状物質が、ある材料を別の材料に溶融接合することによって一緒に接合されることを意味する。
「埋め込まれた」という用語は、ピンの一部が基材の表面に押し込まれて基材に結合することを意味する。
様々な実施形態の態様を、図面を参照することによって記載する。
図1は、例示的なコーティングされた基材105を示す。コーティングされた基材105は、基材101と、基材101を封入するコーティング層102とを備える。コーティング層102は、主要部分102Aと、シール領域104とを備える。主要部分102Aは、シール領域104でシールされた縁部を有するポリマーの単一ユニット片であり得る。一例では、主要部分102Aは、基材101の実質的な表面領域を覆うように基材101の周りに伸張されてもよい。コーティング層102は、基材101の表面の周囲に概ね均一な厚さを有し得る。一例では、コーティング層102の主要部分102Aは、基材101の表面の60%超を覆う。別の例では、コーティング層102の主要部分102Aは、基材101の表面の75%超を覆う。別の例では、コーティング層102の主要部分102Aは、基材101の表面の90%超を覆う。別の例では、コーティング層102の主要部分102Aは、基材101の表面の80%~90%を覆う。別の例では、コーティング層102の主要部分102Aは、基材101の表面の90%~95%を覆う。図1に示すように、主要部分102Aは、主要部分102Aが封入しない基材101の残りの部分を封入するコーティング層102のシール領域104まで延びるポリマーフィルムの単一ユニット片である。本明細書に記載されるように、シール領域104は、コーティング層102の余剰コーティング層102をそれ自体、主要部分102A、及び/又は基材101に積層することによって形成されてもよい。
一実施形態において、コーティングされた基材105のシール領域104は、コーティング層102の主要部分102Aよりも概して大きい厚さを有し得る。別の実施形態では、コーティングされた基材105は、コーティングされた基材の全表面の40%未満のシール領域を有する。さらに別の実施形態では、コーティングされた基材105は、コーティングされた基材の全表面の20%未満のシール領域を有する。さらに別の実施形態では、コーティングされた基材105は、コーティングされた基材の全表面の10%未満のシール領域を有する。一実施形態において、シール領域104は、コーティングされた基材105が形成される台座と概ね同じ大きさの領域を有し得る。
一実施形態において、コーティングされた基材105は、第1のコーティング層上に、又は基材上に直接適用される補助的なコーティング層を備え、この第2のコーティング層は基材を少なくとも部分的に封入する。
図36は、別の例示的なコーティングされた基材105Bを示す。コーティングされた基材105と同様に、コーティングされた基材105Bは、基材101を封入するコーティング層102-1を備える。コーティング層102Bは、主要部分102Bとシール領域104Bとを備える。主要部分102Bは、シール領域104Bでシールされた縁部を有するポリマーの単一ユニット片であり得る。一例では、主要部分102Bは、基材101の実質的な表面領域を覆うように基材101の周囲に伸張されてもよい。コーティング層102-1は、基材101の表面の周囲に概ね均一な厚さを有し得る。コーティングされた基材105Bはまた、シール領域104Bに結合された補強コーティング層108を備える。一実施形態において、補強コーティング層108は、シール領域104Bに溶融融着又は付着されてもよい。別の実施形態では、コーティングされた基材105Bは、コーティングされた基材の全表面の40%未満のシール領域104Bを有する。さらに別の実施形態では、コーティングされた基材105Bは、コーティングされた基材の全表面の20%未満のシール領域を有する。さらに別の実施形態では、コーティングされた基材105Bは、コーティングされた基材の全表面の10%未満のシール領域を有する。一実施形態において、シール領域104Bは、コーティングされた基材105Bが形成される台座と概ね同じ大きさの領域を有し得る。
基材105は、固形コアであり得る。固体コアの非限定的な例としては、有機肥料、無機肥料、鉱物肥料、天然肥料、バイオ肥料、有機鉱物肥料、農薬、肥料-農薬製品、複合肥料製品、任意の形状又はサイズの肥料、バイオ刺激剤、接種剤、植物成長促進剤、農業用種子、殺生剤、化学塩、水処理薬品、医薬品錠剤、栄養補助製品、菓子類、任意の形状又はサイズの固体コアを挙げることができる。
一実施形態において、コーティングされた基材105は、ポリマー、ポリマー加工添加剤、鉱物、顔料、及び/又は植物成長剤(PGA)の少なくとも1つを含むコーティング層102、102-1、103Cを有する。いくつかの実施形態では、コーティング層102は、水溶性であり得る。いくつかの実施形態では、コーティング層は、基材101の総重量の約0.1%~30%、好ましくは基材101の総重量の0.1%~10%の間、より好ましくは基材101の総重量の0.1%~5%の間である。
別の実施形態において、コーティング層102、102-1、103Cは、フィルム押出用の市販の熱可塑性ポリマー、例えば、市販の押出コーティンググレードポリマーであり得る。フィルム形態での溶融押出用の市販グレードポリマーの例は、以下の刊行物;Biopolymer:Processing & Products/By Michael Niaounakis/PDL Handbook Series/William Andrew,Inc(2014)、Handbook of Biodegradable Polymers-Synthesis Characterization and Application/edited by Andreas Lendlein and Adam Sissoon/Published by Wiley VCH(2011)に掲載されている。
別の実施形態において、コーティング層102、102-1、103Cは、以下から選択される熱可塑性ポリマーを含み得る:ポリアセタール、ナイロン、異なる分子量及び密度のポリエチレン(PE)(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリメチルメタクリレート(P MMA又はアクリル)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリカーボネート(PC)ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)ポリアミド(PA又はナイロン)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリフェニレンオキシド/ポリスチレンブレンド、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリスルホン(PSO)、及びそれらのブレンドとコポリマー。
別の実施形態において、コーティング層102、102-1、103Cは、以下から選択される熱可塑性エラストマーポリマーを含み得る:スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレン、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン-プロピレンゴム(EPM及びEPDM)、シリコンゴム、ポリウレア、ポリウレタン、又はそれらのブレンドもしくは誘導体。
別の実施形態において、コーティング層102、102-1、103Cは、以下から選択される生分解性熱可塑性ポリマーを含み得る:ポリグリコリド、ポリ(ラクチド-コグリコリド)(PI-GA)、ポリ(ブチレンサクシネート)(PBS)及びそのコポリマー、ポリ(Pジオキサノン)(PDO又はPPDO)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、ポリヒドロキシブチレート(PHB)、ポリヒドロキシバレレート(PHV)、ポリ乳酸(PI-A)、生分解性ポリカーボネート、ポリビニルアルコール(PVOH)、ポリ酢酸ビニル(PVA)、及びそれらのコポリマー及び誘導体。
別の実施形態において、コーティング層102、102-1、103Cは、天然又は合成起源の生分解性又は非生分解性熱可塑性ポリマー、熱可塑性エラストマー、熱硬化ポリマー、アルキド樹脂、紫外線又は電子線硬化樹脂、バイオポリマー、リサイクルポリマー及び天然ポリマー、それらのコポリマー又はブレンドを含み得る。さらに別の実施形態では、バイオポリマー又は天然ポリマーは、以下から選択されてもよい:セルロース誘導体、多糖類、キチン及びキトサンポリマー、タンパク質、又はゼラチン。本開示によって企図されるコーティング用途で使用するために利用可能な多数の市販品が存在する。
本明細書に記載するコーティング層のための例示的な市販グレードの生分解性ポリマーは、以下を含み得る:NatureWorks(登録商標)2000シリーズ:2003D TDS NatureWorks(登録商標)3000シリーズ:3001D SDS 3052D SDS 3251D SDS 3801X SDS、NatureWorks(登録商標)4000シリーズ:4032D TDS、4043D TDS、4060D TDS、NatureWorks(登録商標)6000シリーズ:6060D TDS、6201D TDS、6202D TDS、6204D TDS 6400D TDS 6251D TDS 6252D TDS 6302D TDS 6751D TDS 6752D TDS、NatureWorks(登録商標)7000シリーズ:7001D TDS、7032D TDSからのPLA樹脂、Galactic(ベルギー)、Futerro Total/Galactic(ベルギー)からのLOOPLA(登録商標)、Galacid(登録商標)などのリサイクルPLA、PLA/PCLブレンド:東洋紡(日本)からのVYLOECOL BE-4001 VYLOECOL BE-600 VYLOECOL BE-910 VYLOECOL HYD-306 VYLOECOL BE-450 VYLOECOL BE- 410 VYLOECOL HYD-006;東レ(日本)からのEcodear(登録商標)シリーズは、PLA(Nature-Works)のPLA/ポリエーテルコポリマーBIO-FLEX(登録商標)シリーズのブレンドである/FKuR Kunststoff GmbH(DE)からのコポリエステルブレンド;ポリカプロラトン:CapaTM 6000及び7000シリーズ、Celgreen PH、Placcel(登録商標)200シリーズ Placcel(登録商標)300シリーズ Placcel(登録商標)Fシリーズ(マクロモノマー)Placcel(登録商標)H1P(Mw 10,000)、DOWからのTone(登録商標)シリーズ;昭和高分子(日本)からのPBS(ポリブチレンサクシネート)商品名Bionolle TM 1000、及びPBSA(ポリブチレンサクシネートアジペート)商品名Bionolle TM 3000シリーズ、SK Chemicals(韓国)からのPBSA商品名Skygreen TM SG200;三菱化学(日本)からのPBSL(ポリブチレンサクシネート-コ-ラクテート)商品名GS Pla(登録商標)AD92W、GS Pla(登録商標)AZ91T、及びGS Pla(登録商標)GZ95T 日本触媒(日本)からのPES-ポリ(エチレンサクシネート)商品名Lunare SE(登録商標);BASF社(ドイツ)からのPBAT(ポリブチレンアジペート-コ-テレフタレート)Ecoflex(登録商標)シリーズ、Novamont社(イタリア)からのOrigo-Bi(登録商標)(旧Eastar Bio(登録商標)1)。
本明細書に記載するコーティング層のための例示的な市販の熱可塑性デンプンベースのデンプンポリマーは、以下を含み得る:Novamont(IT)からのMater-Bi(登録商標)、Plantic(AU)からのPlantic(登録商標)HP Plantic(登録商標)R1、Biotec(ドイツ)からのBIOPLAST GF 106/02 BIOPLAST GS 2189 BIOPLAST WRAP 100 BIOPLAST TPS、Limagrain(フランス)からのBiolice(登録商標)、Solanyl(登録商標)BP、Solanyl(登録商標) C1xxxグレード(射出成型):C1001、C1201、C1203、Solanyl(登録商標)C2xxxグレード(熱成形グレード)C2201、Solanyl(登録商標)C8xxxグレード(ブローンフィルム):C8101 C8201。
本明細書に記載のコーティング層用の例示的な市販の熱可塑性キチン系ポリマーは、以下から入手できる:Primex Corporation,Iceland(IS)、Biopolymer Engineering,Inc.(USA)、Biopolymer Technologies,Inc.(USA)、及びCarboMer,Inc.(USA)。
本明細書に記載されるコーティング層のための試験的な商業グレードのポリ(ビニルアルコール)(PVOH)は、以下を含み得る:日本合成化学工業株式会社(Nippon Synthetic Chemical Industry Co.Ltd)(日本)から、商品名GOHSENOL EGシリーズ:EG-05、EG-05P、EG-40、及びEG-40Pで入手可能な高純度PVOH、日本合成化学工業(株)(日本)から商品名GOHSENALシリーズ:T330H、T-300、T-350で入手可能なアニオン性PVOH、同じく日本合成化学工業(株)(日本)から商品名ECOMATYシリーズ:WO-320R WO-320Nで入手可能な親水基変性PVOH、日本合成化学工業(株)(日本)から商品名GOHSERANシリーズで入手可能なスルホン基(-SO3X基)を側鎖に有する変性PVOH、日本合成化学工業(株)(日本)からGOHSEFIMERシリーズで入手可能な低ケン化親水性PVOH、クラレ(日本)からのMowiol(登録商標)/Kuraray POVAL(登録商標)Mowiflex TC(登録商標)、Exceval、Kuraray POVAL(登録商標)K、Kuraray POVAL(登録商標)L、Kuraray POVAL(登録商標)LM、及びKuraray POVAL(登録商標)R、Air Products & Chemicalsからの「VINEX(登録商標)」下でのPVOH-共可塑剤(ポリアルキレンオキシアクリレート)、日本合成(日本)から商品名Nichigo G-Polymer 粉末タイプ:AZF8035W OKS-6026 OKS-1011 OKS- 8041 OKS- 8049 OKS-1028 OKS-1027 OKS-1109下でのPVOH、非晶質;ペレットタイプ:OKS-8049P OKS-8084P OKS-8042P。
一実施形態において、コーティング層は、パラフィンワックス、フィッシャー-トロプシュワックス、副産物ポリエチレンワックス、高密度低分子量ポリエチレンワックス、微結晶ワックス、植物ワックス、及びそれらの組み合わせを含むワックスを含み得る。
一実施形態において、コーティング層は、粘着性樹脂又は粘着剤を含み得る。粘着性樹脂又は粘着剤は、コーティング層の粘着性、湿潤性及び接着性を修正するために使用されてもよい。例示的な粘着性樹脂又は粘着剤としては、脂肪族又は芳香族炭化水素に基づく低分子量ポリマー、ロジン、ロジンエステル、テルペン、スチレン又はフェノール誘導体、スチレン化テルペン、テルペン-フェノール樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、芳香族変性脂肪族樹脂、芳香族炭化水素樹脂α-メチルスチレン樹脂、水素化炭化水素樹脂及び芳香族変性炭化水素樹脂、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられ得る。配合物は、機器の停止につながる可能性のある早期の粘度変化及びチャー又はゲル形成を防止するために、安定剤及び抗酸化剤を含み得る。
別の実施形態において、コーティング層102、102-1、103Cは、ポリマーフィルムマトリックス中に分散された1つ又は複数の植物成長剤(PGA)を含む。PGAは、フィルムの分解によって、又は液体媒体又は水との接触時にフィルムマトリックスからPGAが浸出することによって放出されるように構成されてもよい。PGAの放出速度は、ポリマーフィルムのマトリックスからの生分解速度及びPGAの浸出速度によって制御される。生分解速度が異なるポリマーフィルムは、異なるPGA放出速度を有する可能性があり、水溶性又はPGA及びPGAとポリマーの混和性も、フィルムマトリックスからのPGAの放出速度に影響を与える。いくつかの実施形態では、PGAは、フィルムマトリックスからのPGAの放出を促進する界面活性剤と共に適用される。
いくつかの実施形態において、コーティング層102、102-1、103Cは、ポリマーフィルムマトリックスとブレンド/混合された抗菌剤又は抗熟成剤を含む。抗菌剤又は抗熟成剤は、ポリマーフィルムを通して徐放性で放出されてもよい。一例において、抗菌剤充填ポリマーフィルムは、果物及び野菜などの人間が消費するための基材にコーティングされてもよい。
いくつかの実施形態において、コーティング層102、102-1、103Cは、ポリマーのマトリックス中に分散又は溶解された薬学的活性成分(PAI)を含む。PAIは、ホットメルト押出を介してポリマー中に混合されてもよく、ホットメルト押出されたフィルム層は、その後、基材、例えば、錠剤、カプセル、カプレット、又はソフトゲル錠剤/カプセルなどの医薬剤形の表面に適用され得る。ホットメルト押出用のポリマーフィルムは、熱成形可能なフィルムに押し出された乾燥ペレット状の医薬品グレードポリマーから製造することができる。医薬用途に使用するための例示的なポリマーしては、非腸溶性ポリマー、ヒプロメロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリエチレングリコール、エチルセルロースを挙げることができる。腸溶性コーティングのためのポリマーは、ヒプロメロースフタレート、ポリ酢酸ビニルフタレート、セルロースアセテートフタレート、ポリメタクリレート、及びシェラックを含み得る。
いくつかの実施形態において、コーティング層102、102-1、103Cは、スチレンブロックコポリマー、ポリオレフィン(例えば、均質で実質的に線状のエチレン/α-オレフィンインターポリマーを含む非晶質及び結晶性ポリオレフィン)、例えば、エチレン-酢酸ビニル、エチレン-酢酸ビニルエチレン-アクリル酸、エチレン-メタクリル酸、エチレン-メチルアクリレート、エチレン-エチルアクリレート及びエチレン-n-ブチルアクリレート及び誘導体(例えば、少なくとも2つのコモノマーを組み込む)を含むエチレンのインターポリマー及びコポリマー、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸、ポリラクチド、カプロラクトンポリマー、ポリ(ヒドロキシブチレート/ヒドロキシバレレート)、ポリビニルアルコール、ポリエステル、コポリエステル(例えば、生分解性コポリエステル)、ポリ(エチレンオキシド)ポリエーテルアミド、ポリエステルエーテルブロックコポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドン-酢酸ビニルコポリマー、ポリエテロキサゾリン、ポリビニルエーテル(例えば、ポリビニルメチルエーテル)、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアクリルアミド、ポリエステル、及びそれらの組み合わせ及びブレンドを含む。
いくつかの実施形態において、コーティング層102、102-1、103Cは、本明細書に記載の基材への適用中のコーティング層の収縮を低減するために予め一緒に積層された複数のポリマーフィルム層を備え得る。
図2Aは、図1に図示されたコーティングされた基材105に対する前駆体200を示す図である。シール領域104は、基材101の表面から離れるように延びるコーティング層102の余剰コーティング層103を備える。図示されているように、余剰コーティング層103は、コーティング層102の連続的な延長であり、任意の角度、例えば図2A及び2Bに示されているように基材101の表面に対して概ね垂直に基材101の表面から離れるように延在し得る。一実施形態において、図2Bに示される余剰コーティング層103は、シール領域104に変形される前に概ね円筒形の形状を有し得る。コーティングされた基材105を製造する製造方法に関して以下に記載するように、余剰コーティング層103は、基材101及び/又は主要部分102Aに、例えばラミネートによって結合されてもよい。一実施形態において、シール領域104は、コーティング層102の余剰コーティング層103を、余剰コーティング層103に隣接する主要部分102A及び/又は基材101に結合させることによって形成される。余剰コーティング層103は、コーティング層の開口部103Aを画定する縁部を有する概ね管状の形状を有し得る。シール領域104は、余剰コーティング層103を溶融し、コーティング層及び/又は基材101の主要部分102Aにラミネートすることによって形成されてもよい。
図3~12は、本明細書に記載されるコーティングされた基材を製造するための例示的なシステム300を示す。システム300は、基材101を受け部203にフィードするように構成されたフィード装置(現在図示)を備え得、各受け部203は、相手方台座を有している。台座は、例えば、図4に示すピン301、図18~22に示す台座409、図26に示す台座203、図38に示す台座2121など、様々な設計を有し得る。フィード装置は、システム300の受け部203に基材を送達するための任意の適切な装置であり得る。一例において、フィード装置は、ホッパであってよく、及び/又は、システム300の1つ又は複数の受け部203に基材101をフィードするために整列したチャネルを有する振動フィード装置を備え得る。受け部203は、基材101を受けるためのキャビティ203Aを画定し得る。図3及び5に示すように、受け部203は、基材101を受け取り保持するように構成された領域を有する開口部202を画定し得る。各台座は、開口部202を介してその相手側受け部203に対して移動可能であり、各台座は、台座上の基材に係合するために台座がその相手側受け部内に延びる伸長位置を有するよう構成される。一例では、台座は、基材101と係合するか、又は基材101から離脱するために、水平方向の変位なしに、相手方受け部の開口部202を通してその長手方向軸に沿って並進するように構成される。受け部203は、コーティング層を受けるための横方向の表面を規定する隆起縁部201を受け部201の周縁部に有し得る。第1のコーティング機器401、例えばポリマーフィルム押出機は、受け部203にコーティング層102を適用するように構成されてもよい。図7に示すように、基材101は、受け部203へのコーティング層102の適用の前に受け部203に受けられてもよい。基材及び台座の一部の周りにポリマーコーティングを付勢するように構成された付勢装置が提供されてもよい。図8に示すように、一例において、付勢装置は、基材101及び台座の一部の周りにコーティング層102を引っ張る真空圧力(線Aとして図示)を加えるように構成された真空ポンプであり得る。一例において、真空吸引空気流は、開口部202を通して20立方フィート/分(CFM)~200CFM(ft3/分)の間で(ポリマーフィルムの厚さに依存して)維持されてもよい。別の例では、付勢装置はまた、基材101及び台座の一部の周りにコーティング層102を付勢するための圧力(図8の線Bとして図示)を加えるように構成された空気ポンプであり得る。コーティング層102が基材101及び台座の一部の周りに巻き付けられると、台座は、その相手側受け部203から引き抜かれて、台座を基材101及びコーティング層102から切り離して、テール部分103を有するコーティングされた基材を形成してもよい。基材101は、台座が受け部203から引き抜かれる際に台座から外れて、基材101が受け部203の開口部202を画定する部分と係合するようにしてもよい。図9は、台座を基材101及びポリマーコーティング102から切り離し、テール部分103を有するコーティングされた基材を形成するための、引き抜き位置にある例示的な台座、すなわちピン301を示す。台座が基材101から引き抜かれた後、前駆体200が形成され、テール部分103がポリマーコーティング102及び/又は基材101にシールされて基材をシールし、コーティングされた基材を形成することができる。図8に示すように、前駆体200は、前駆体200のテール部分103を、テール部分をポリマーコーティング102及び/又は基材101にシールするように構成されたシールシステムに面するように、再位置決めされてもよい。図8に示す例では、シールシステムは、テール部分103のポリマーを融解させ、シール領域104を形成させるテール部分103を溶融する加熱装置404を備え得る。また、シールシステムは、ラミネートテール部分103を押圧するローラー403を備え得る。次に、コーティング層102によって封入された基材101と明瞭なシール領域104とを有する、図1に示すコーティングされた基材105が製造される。
図4及び5は、加熱ピンシステム304を備える例示的なシステム300を示す。示されるように、受け部203は、加熱ピンシステム304を収容するための第2のキャビティ305を画定し得る。基材101が受け部203のキャビティ203aに受容された後、加熱ピンシステム304は、基材101に向かって受け部203に対して相対的に移動させられてもよい。ピン301は、加熱要素302によって所望の温度、例えば50℃~700℃の範囲の温度まで加熱されてもよい。一実施形態において、ピン301の所望の温度は、基材101の融点よりも高い温度である。別の実施形態では、ピン301の先端部301Aは、基材の表面を溶融するために、基材の融点よりも高い温度である。加熱されたピン301の先端部301Aは、基材101の小領域をスポット溶融することによってピン301を基材101に付着させるために、基材101に接触してもよい。ピン301は、ピン301の先端部301Aを基材101に埋め込んで、ピン301がピン301のみで支持され得るように基材101をピン301に固定するために、基材101の融点未満に冷却されてもよい。一実施形態において、加熱要素302は、基材101の溶融温度に応じて、10ワット/平方インチから100ワット/平方インチの間の範囲から選択されるエネルギーをピン301に提供するように構成されてもよい。ピン301は、任意の利用可能な商用グレードのステンレス鋼、銅、青銅、又は高熱伝導率の他の材料で作られてもよい。ピン301はまた、PTFE又はそのような材料などの非粘着性コーティングの層で処理されてもよく、ピン301の厚さ/直径よりも概して小さい厚さ/直径を有する遠位端に鋭利な先端部301Aを有していてもよい。一実施形態において、ピン301は、0.01mmから5mmの範囲の直径を有してよい。ピン301の直径は、基材のサイズ及び基材の重量によって選択されてもよい。選択されたピンの直径は、基材101の重量及び真空下でのコーティング層102の引っ張りに耐えることができる最小の厚みに基づいてもよい。一例において、基材の直径が1mmから8mmの場合、0.2mmから0.5mmの直径のピンを使用することができる。他のピン直径も、本開示によって想定される。
上記の例を続けると、加熱システム304は、加熱要素302と、熱損失及びシステム300の他の要素への潜在的な損傷を最小限に抑えるための絶縁材料303とを備えて、キャビティ305に収容される。ピン301は、加熱要素302に直接結合されてもよく、加熱要素302によって加熱される。加熱要素302は、加熱要素の温度を制御する外部コントローラ(図示せず)に接続されてもよい。加熱システム304はまた、水平方向の変位なしに開口部202を通って移動するか、又は開口部202から引き抜かれるために、キャビティ305の内部でその長手方向軸上で垂直に移動するように構成されてもよい。ピン301に固定された基材101は、基材101及びピン301の一部に巻き付けられるコーティング層102のための隙間を提供するために、受け部203から距離を離して移動してもよい。コーティング機器401は、図7及び8に示すように、コーティング層102を基材101及び受け部203の隆起縁部201上に適用してもよい。一実施形態において、コーティング機器401は、押出しコーター、スロットダイコーター、溶融スプレーコーター、カーテンコーター、静電コーター、熱フィルムラミネーションコーター、紫外線又は電気ビーム硬化コーターであり得る。コーティング機器401はまた、熱成形システムであってもよく、改良された熱成形システムでは、ポリマーフィルム102が適切な加熱システムで加熱され、ポリマーフィルムが容易に熱成形できるように軟化され、適切な加熱システムは、加熱シリンダーロール、熱風送風ヒーター、赤外線加熱システム、又は他のサーマル熱源が使われてもよく、次に軟化フィルムが基材及び受け部上に適用される。コーティング層102は、開口部202を介した真空吸引(図8に線Aで図示)、又は空気ポンプを用いた基材101の周りのコーティング層102の押し付け(図8に線Bで図示)により、基材101の周りに引っ張られてよい。コーティング層102への真空又は空気圧の適用は、基材101及び台座の一部、例えば図9に示されるピン301を実質的に封入するために、受け部203の隆起縁部201からコーティング層102を分断し得る。加熱されたピンシステム304は、その後、その垂直軸に沿って下方に移動することによってキャビティ203Aから引き抜かれて、前駆体200を作ることができる。前駆体200は、別の表面、例えば図16に示されるローラー表面501Aに移送されて、テール部分103を露出させてもよい。加熱装置、例えば図11及び16に示される加熱装置404は、テール部分103を溶融して基材101を封入し得るが、このとき、テール部分103はそれ自身及び/又はコーティング層102と溶融融合してシール領域104を提供し、コーティングされた基材105を作る。ローラー、例えばクッションローラー403も、コーティング層102によって封入された基材101と明確なシールスポット104とを有するコーティングされた基材105(図1及び12)を生成するために、テール部分103を押圧してそれ自体及び/又はコーティング層102と積層するために提供されてもよい。
図17は、コーティング機器401の一実施形態を示す。図示のように、加熱ピンシステム304は、電気絶縁材料、例えば電気テープで覆われたピン301を備え、先端部301Aは覆われていないままであり、加熱ピンシステム304は接地ステーション(図示せず)に接続される。受け部203は、電気的に中性な材料で作られてもよい。基材101がピン301によって保持されると、静電コーティング又はペイニングステーション401Aの下を通過し、コーティング組成物が基材101に吹き付けられ、基材101の露出表面及びピン301の一部にコーティング層102が形成されてもよい。任意の市販の静電コーティング材料を使用することができる。コーティング層102は、前駆体200を形成するために、使用されるポリマーの性質(例えば、乾燥又は溶媒ベース)に応じて乾燥又は冷却されてもよい。その後、前駆体200は、コーティングされた基材105を製造するために、上述のように加熱装置及び/又はローラーで処理されてもよい。
図13及び14は、コーティングされた基材を製造するためのシステム300の一例を示している。示されるように、システム300は、それぞれが相手方台座、例えばピン301を有する複数の受け部203を備え得る。各受け部203は、基材101を各受け部に受け入れるために互いに隣接して配置されてもよい。図14は、3つの受け部を図示しているが、複数の受け部203が設けられてもよい。上述したように、各受け部は、その相手方受け部203に対して移動可能な相手方台座、例えばピン301を有する。図示された実施形態では、各ピン301は、ベース303a、加熱要素302、及び断熱材303を含む加熱システム304に結合されてもよい。ベース302aは、受け部203に対して相対的に移動して、受け部のそれぞれの開口部202を通してその長手方向軸に沿ってピン301を並進させるように構成されてもよい。基材101は、複数の受け部203のそれぞれにフィードされ、上述のようにシステム300によってコーティングされて、複数のコーティングされた基材105を提供してもよい。
図15及び16は、コーティングされた基材を製造するためのシステム300を備える例示的な機器601を示す。機器601は、回転ドラム501に組み込まれた上述したシステム300を備える。より具体的には、システム300は、回転ドラム501の表面の周囲に配置される。フィード装置105、例えば振動フィード装置は、複数の基材101それぞれを、ドラム501の円周上に配置された複数の受け部203へフィードする。複数の受け部203のそれぞれは、それがフィード装置105を通過する際に基材101を受け取ってもよい。図示された実施形態では、ドラム501は、受け部203の開口部202を通して真空を引き込むために真空ボックス204を備えてもよい。キャビティ305及び203A(図3により良く示されている)は、真空吸引が引かれ得る開口部202を介して接続されている。真空圧は、各基材101に適用されるポリマーフィルムの厚さ及びポリマーの熱又は可塑化の下での引っ張り挙動に従って調整されてもよい。各受け部203がフィード装置105を過ぎて回転するとき、真空ボックス204は、受け部内に基材101を吸引してもよい。各受け部203は、ドラム501の周囲面上で互いに一定の距離を置いてもよく、各受け部203は、対応する台座、例えば、図3、4及び5に示すようにキャビティ305に収容された加熱ピンシステム304のピン301を有している。キャビティ305(図3及び5により良く示されている)は、加熱システム304(図4により良く示されている)を収容している。上述したように、加熱システム304は、先端部301Aを用いて基材101の表面上にスポット溶融してもよい。加熱ピンシステム304は、ピン301の温度と加熱のタイミング、及び受け部203に対するピンの移動を制御するために、外部制御装置(図示せず)に接続されてもよい。
加熱システム304は、ピン301が開口部202を通って受け部203のキャビティ203A内に移動し、ピン301の先端部301Aを基材101の表面と接触するように係合するようにその長手軸に沿って並進するように構成される。先端部301Aは、先端部301Aを基材101に埋め込むために、基材101の表面の小さなスポットを溶融し得る。先端部301Aが埋め込まれた後、ピン301と基材101との接触時にの温度が低下し、スポットで溶融した領域が冷却されて先端部301Aを基材101の表面に結合する。ピン301は、基材101とピン301の一部を実質的に封入するためにコーティング層を適用することを可能にするために、受け部203からある距離だけ基材301を上昇させ得る。ドラム501は、基材101をコーティング機器401、例えばポリマーフィルム押出機、スロットダイコーター、溶融スプレーコーター、カーテンコーター、静電コーター、熱フィルム積層コーター、又はUV若しくは電気ビーム硬化コーターに移動するために連続回転し得、これらは、コーティング層102を受け部203及びその中の基材に適用するよう構成されている。コーティング層102は、基材101の実質的な表面領域と、ピン301の一部とを覆って前駆体200を作るように真空形成される。ドラム501は、受け部203がもはや真空ボックス204と連通しなくなるまで回転し続け得る。ピン301は、前駆体200をピン301から切り離すために、開口部202を通して引き抜かれてもよい。一例において、ピン301は、前駆体200がドラム602の受け部203bの上にあるときに引き抜かれ、前駆体200がドラム602の表面の周りの複数の受け部203b位置のうちの1つに落下することを可能にする。ドラム501aは、前駆体200を真空で相手方受け部203bに保持するための真空ボックス205を備え得る。シールシステム405は、前駆体200のテール部分103を溶融し、テール部分103のポリマーを融合させてシール領域104を形成するように構成された加熱装置404を含み得る。シールシステム405は、テール部分103をラミネートするためのローラー403も備え得る。コーティングされた基材105は、その後、受け部203bがもはや真空ボックス205と連通しない収集装置206まで回転させられ、コーティングされた基材105が切り離されて収集装置206に移されることを可能にし得る。
図18~23は、本明細書に記載のコーティングされた基材、例えば前駆体200及びコーティングされた基材105を製造するための例示的なシステム700を示す。システム700は、基材101を受け部703にフィードするように構成されたフィード装置(図示せず)を備え得、各受け部703は、相手方台座を有している。上述したように、台座は様々な設計を有し得る。図18~20に示すように、台座709は、基材101を受け取るように構成されたプラットフォーム720まで延びる台座709内のチャネル712を画定する。受け部703は、基材101を受け取り、台座709と基材101との係合を可能にするように構成された幅/直径X-X及び深さY-Yを有し得る。開口部722は、基材101が開口部722を通過するのを防止しつつ、台座709が開口部722を通って並進するのを可能にするように構成された幅/直径Z-Zを有し得る。幅/直径Z-Zはまた、コーティング層702によって部分的にコーティングされたときの台座709のクリアランスを可能にし得る。受け部703の直径X-Xは、概して基材101の直径の2倍に維持されてもよい。フィード装置は、システム700の受け部703に基材を送達するための任意の適切な装置であり得る。上述のように、一例において、フィード装置は、ホッパであり得、及び/又は、システム700の1つ又は複数の受け部703に基材101をフィードするために整列されたチャネルを有する振動フィード装置を備え得る。受け部703は、基材101を受け取るためのキャビティ703Aを画定し得る。図3及び5に示すように、受け部703は、基材101を受け取り保持するように構成された領域を有する開口部722を画定し得る。各台座は、開口部722を介してその相手方受け部703に対して移動可能であり、各台座は、台座上で基材に係合するために台座がその相手方受け部内に延びる伸長位置を有するように構成される。一例において、台座は、基材101と係合するか又は基材101から離脱するために、水平方向の変位なしに相手側受け部の開口部722を通ってその長手方向軸に沿って並進するように構成される。その伸長位置において、台座709は、プラットフォーム720上に基材101を受け入れ得る。真空圧は、チャネル712を介して吸引を提供し、プラットフォーム720と係合するように及び/又は係合を維持するように基材101を引っ張り得る。チャネル712は、基材101をプラットフォーム720に固定するための吸引力を提供するように構成された幅/直径C-Cを有し得る。受け部703は、コーティング層を受けるための隆起縁部701を受け部703の周囲に有し得る。第1のコーティング機器、例えばポリマーフィルム押出機741は、受け部703にコーティング層702を適用するように構成されてもよい。図20に示すように、基材101は、受け部203へのコーティング層702の適用の前に受け部703に受けられてもよい。受け部203は、台座709をキャビティ703Aに伸長する前に、又は台座709がキャビティ703Aに伸長された後に、基材101を受け入れ得る。
図21は、コーティング層102が受け部703及び基材101に適用された後のシステム700を示す。基材及び台座の一部の周りにポリマーコーティングを付勢するように構成された付勢装置が提供されてもよい。一例では、付勢装置は、図22に示す前駆体200を形成するために、基材101及び台座の一部の周りでコーティング層702を引っ張る真空圧力(図21に線Aとして図示)を加えるように構成された真空ポンプであり得る。一例では、真空吸引空気流は、開口部722を通して20立方フィート/分(CFM)~200CFM(ft3/分)の間で維持されてもよい。別の例では、付勢装置はまた、基材101及び台座の一部の周りにコーティング層702を付勢するための圧力(図21に線Bとして図示)を加えるように構成された空気ポンプであり得る。
図19~23に示される実施形態において、システム700は、コーティング層702を加熱するための受け部加熱システム717を有する受け部703を備える。示されるように、受け部加熱システム717は、キャビティ703Aの縁部701上に位置決めされてもよく、加熱システム717は、付勢装置からの付勢の下で縁部701から分離するように溶融コーティング層702を加熱し得る。例えば、付勢装置は、開口部722を通して、基材101及び台座709の一部を包むように熱溶融/軟化フィルム702を真空引きしてよい。一例では、受け部加熱システム717は、縁部701の周りの加熱コイルであり得る。一例では、受け部加熱システム717は、コーティング層702の熱溶融特性に応じて、50℃から300℃の間、又は60℃から200℃の間、又は100℃から200℃の間の温度を維持し得る。
上記の例を続けると、コーティング層702が基材101及び台座709の一部に巻き付けられると、台座を相手方受け部703から引き抜いて、台座を基材101及びポリマーコーティング702から切り離して、テール部分703を有するコーティングされた基材を形成することができる。基材101は、台座が受け部703から引き抜かれる際に台座から切り離されて、基材101が受け部703の開口部722を画定する部分と係合するようにしてもよい。図23は、テール部分103を有するコーティングされた基材を形成するために基材101及びポリマーコーティング102から切り離された引抜き位置における例示的な台座を示す。台座が基材101から引かれた後、前駆体200が形成され、テール部分103がポリマーコーティング102及び/又は基材101にシールされて基材を封入し、コーティングされた基材を形成することができる。図8に関して上述したように、前駆体200は、前駆体200のテール部分103を、テール部分をポリマーコーティング102及び/又は基材101にシールしてシール領域104を有するコーティングされた基材105を形成するように構成されたシールシステムに面するように向けるように再位置決めされても良い。
上述したように、受け部及び相手方台座は、基材に依存して異なる寸法を有し得る。一例では、基材101は、直径10mm及び厚さ8mmを有する尿素錠剤を提供するために市販の錠剤プレス(TDP-5)を介して調製されたNPK(15-15-15)肥料の錠剤であり得る。受け部203、703は、以下の寸法を有し得る:受け部の幅/直径X-Xは25mmであり、深さY-Yは20mmであり、台座の幅/直径W-Wは5mmであり、チャネルの幅/直径C-Cは2mmであり、受け部の底部からの台座の深さH-Hは18mmであり、受け部の開口の直径Z-Zは10mmである。市販のポリ乳酸(PLA)フィルム25μmのポリマーフィルムをコーティングに使用し、フィルムをオーバーヘッドヒーターで加熱し、熱成形が可能な程度に軟化させ、受け部の開口部から真空吸引し、PLAフィルムが肥料錠剤をコーティングしてかなりの表面積を被覆し、直径5mm(約)、長さ8mmのチューブ状の余剰フィルムを形成する。この余剰フィルムを加熱装置を介して加熱し、余剰フィルムをコーティング層及びコーティングされていないままの肥料表面に溶着させ、肥料錠剤がコーティング層及び溶着スポット(すなわちシール領域)の間に封入されるようにした。これにより、完全にコーティングされた基材105(図1に提示)が得られ、コーティングされた肥料錠剤105の平均コーティング重量は、コーティングされた錠剤の総重量の2%程度であった。
図24は、コーティングされた基材を製造するためのシステム700を備える例示的な機器901を示す。機器901は、回転ドラム901に組み込まれた上述したシステム700を備える。より具体的には、システム700は、回転ドラム901の表面の周囲に位置決めされる。フィード装置705、例えば振動フィード装置は、複数の基材101それぞれを、ドラム901の円周上に位置決めされた複数の受け部703にフィードする。複数の受け部703のそれぞれは、フィード装置705を通過する際に基材101を受け取り得る。図示された実施形態では、ドラム901は、受け部703の開口部722を通して真空を引き込むための真空ボックス904を備えてもよい。キャビティ703A(図18により良く示されている)と真空ボックス904は、開口部722及びチャネル712を介して接続されており、これらを介して真空吸引が行われ得る。真空圧は、各基材101に適用されるポリマーフィルムの厚さ、及びポリマーの熱又は可塑化下での引っ張り挙動に応じて調整され得る。各受け部703がフィード装置705を過ぎて回転するとき、真空ボックス904は、受け部内に基材101を吸引し得る。各受け部703は、ドラム901の周囲面上で互いに一定の距離を置いていてもよく、各受け部703は、図18~23に示すように、対応する台座を有している。チャネル712を通る真空圧は、コーティング層102が基材101に適用されるときに、基材を台座709のプラットフォーム上に保持し得る。
台座709は、その長手方向軸に沿って開口部202を通って受け部703のキャビティ703A内に並進し、基材101に係合するように構成される。台座709は、基材101及び台座709の一部を実質的に封入するようにコーティング層が適用されることを可能にするために、受け部703から距離を置いて基材301を上昇させてもよい。ドラム901は、受け部703及びその中の基材にコーティング層102を適用するように構成されたコーティング機器401からポリマーを受け取るために基材101を移動させるように連続的に回転し得る。
一実施形態において、コーティング層702は、表面処理がコーティング層702の第1の表面702a上に施される第1のフィルム表面処理ステーション730の下を通過し、その後、コーティング層702は、第2の表面処理がコーティング層702の第2の表面702b上に施される第2の表面処理ステーション731を通過し得、その後コーティング層702は、さらなる処理が施されうる第3のフィルム表面処理ステーション732の下を通過し得る。フィルム表面処理ステーションは任意選択であり、コーティングされた基材105の要件に応じて、より多くの又はより少ない表面処理ステーションが存在し得る。表面処理ステーションは、コーティングステーション、加熱ステーション、及び/又は加湿ステーションであり得る。
図24に関して上記の例を続けると、コーティング層702は、基材101の実質的な表面領域と、前駆体200を作る台座709の一部とを覆うように真空形成される。ドラム901は、受け部703が真空ボックス904ともはや連通しなくなるまで回転し続け得る。台座709は、台座709から前駆体200を切り離すために開口部722を通して引き抜かれてもよい。一例では、台座709は、前駆体200がドラム902の受け部703bの上にあるときに引き抜かれ、前駆体200がドラム902の表面の周りに位置決めされた複数の受け部703bの1つに落下することを可能にする。ドラム902は、真空で相手方受け部703bに前駆体200を保持するための真空ボックス905を備え得る。シールシステム907は、前駆体200のテール部分103を溶融してテール部分103のポリマーを融合させ、シール領域104を形成させるように構成された加熱装置904を備え得る。シールシステム907は、テール部分103を積層するためのローラー906も備え得る。コーティングされた基材105は、その後、受け部703bがもはや真空ボックス905と連通しない収集装置706まで回転されてもよく、コーティングされた基材105が切り離されて収集装置706に移されることを可能にする。
図25は、コーティングされた基材を製造するためのシステム700を備える例示的な機器1000を示す。機器1000は、以下に詳細に記載するキャビティプレート1200b及びプラットフォームプレート1200aを備えるダブルプレートコンベアベルトシステム1507を含む。機器はまた、プレートシステム1207にコーティング層102用のポリマーフィルムをフィードするためのポリマーフィルム巻き出し機1508を備え得る。コーティング層1用のポリマーフィルムが、プレートシステム1207の受け部703に適用する前にフィルムを熱軟化させるために、加熱システム1501の下を通過し得る。真空吸引が、真空ボックス1505によって開口部1205及びチャネル712(図26に示され、以下に記載される)を通してプレートシステム1207の受け部703に提供されてもよい。真空吸引は、図31を参照して後述するように、コーティング層103Cを台座709上に引き寄せ得る。受け部703の周りの余剰ポリマーは、フィルム収集ユニット1502によってプレートシステム1207の表面から収集されてもよい。フィルム収集ユニットは、受け部703の間の残留フィルムを収集するためのスクラッパー又は弱い真空源を備え得る。フィード装置1503、例えば振動フィード装置は、図33を参照して後述するように、プレートシステム1207の複数の受け部703に複数の基材101をフィードする。フィード装置は、基材101を各受け部703にフィードするために、それぞれが相手方受け部703に整列された複数のチャネルを備え得る。巻き出し機1508は、図33を参照して後述するように、プレートシステム1207にコーティング層102-1のためのポリマーフィルムを提供し得る。コーティング層102-1用のポリマーフィルムは、プレートシステム1207の基材101及び受け部703に適用する前にフィルムを熱軟化させるために加熱システム1504の下を通過し得る。真空ボックス1506は、図33~34を参照して後述するように、真空圧及び台座709の一部によって基材101の周りにコーティング層102-1を引っ張り、図35に示す前駆体200Bを形成し得る。次いで、シールシステム1511が、重なり合うテール部分103及びコーティング層103Cを熱収縮又はシールして、図36に示されるコーティングされた基材105Bを形成し得る。コーティングされた基材105Bは、その後、収集システム510、例えば容器に収集されてもよい。
図26及び27は、それぞれ例示的なプラットフォームプレート1200a及びキャビティプレート1200bを示す。キャビティプレート1200bは、例えばCNC機械加工システムによってプレート1200bに機械加工されてもよい複数の受け部703を備え得る。プラットフォームプレート1200aは、基材101と係合するための台座709を備え得る。台座709は、基材101と係合するための上面上のプラットフォーム1204を備え得る。上面のプラットフォーム1204は、真空圧が引かれ得るチャネル712を備え得る。プラットフォーム1204は、基材101を保持するために概して凹んだ形状を有し得る。台座709はまた、真空圧を用いてポリマーフィルム102-1及び103Cを台座709に向かって引っ張るために台座709の周囲に位置決めされた1つ又は複数の真空吸引孔1205を備え得る。一例では、プラットフォーム1204の直径は、基材101の直径以下である。プラットフォームプレート1200aは、図30及び31に示す伸長位置の間で開口部を通して台座709が並進できるように、各台座709を対応する開口部202と整列させたキャビティプレート1200bの下に位置決めされている。
図28は、例示的なプラットフォームプレート1200aの断面図を示している。プラットフォームプレート1200aは、キャビティプレート1200bに対して付勢力を加えるために、少なくとも1つの付勢部材1206、例えばばねを備える。一実施形態では、付勢部材は、プレート1200aに垂直に配向されるクッションばねである。真空吸引孔1205は、プレート1200aを通る真空圧の流路を示すために破線で図示されている。図示のように、真空吸引孔は、台座709の長さの50%を超える長さに沿って延在し得る。一実施形態では、真空吸引孔は、実質的にプラットフォーム1204まで延在し得る。
図29は、例示的なキャビティプレート1200bの断面図を示している。キャビティプレート1200bがプラットフォームプレート1200aの上に位置決めされると、台座709は、開口部202を通ってキャビティ703a内に延在し得る。台座709は、開口部202を通って受け部703のキャビティ703A内にその長手方向軸に沿って並進し、基材101と係合するように構成される。上述したように、キャビティ703Aは、基材101を受けるような大きさであり得、コーティング層を受けるために受け部703の周囲に隆起縁部701を有し得る。図20に示す例では、基材101は、受け部703へのコーティング層の適用前に、受け部703に受けられてもよい。別の例では、コーティング層は、基材101を受ける前に受け部703及び/又は台座709に提供されてもよい。上述のように、受け部703は、台座709をキャビティ703Aに内に延ばす前に、又は台座709がキャビティ703A内に延ばされた後に、基材101を受け得る。
図30は、プラットフォームプレート1200a上に位置決めされた例示的なキャビティプレート1200bの断面図を示している。キャビティプレート1200bは、キャビティプレートに対して付勢力を提供する付勢部材1206に位置し得る。コンベアベルトシステム1507は、キャビティプレート1200b及びプラットフォームプレート1200aを互いに向かって又は離れて移動させるアクチュエータ2130を備え得る。アクチュエータ2130は、コンベアベルトシステムがキャビティプレート1200b及びプラットフォームプレート1200bを回転させて表面と接触させる際に、付勢部材1206の力に打ち勝ってプラットフォームプレート1200bに向かってキャビティプレート1200aを付勢するように位置決めされた表面を含み得る。台座709は、開口部202を通ってキャビティ703aの中に延びる。一緒にプレートシステム1207は、キャビティプレート1200b、プラットフォームプレート1200a、及び台座709を備える。複数の重なり合うキャビティプレート及びプラットフォームプレート(すなわちプレートシステム1207)は、図25に示すように、コンベア上で互いに結合され、連続した平坦面を形成し得る。台座709は、キャビティプレート1200bが付勢部材1206によって加えられる付勢力に抗してプラットフォームプレート1200aに向かって移動するとき、その伸長位置に開口部202を通してキャビティプレート1200bに関連するその長手方向軸に沿って移動し得る。台座709は、付勢部材1206によって加えられる付勢力がキャビティプレート1200bに加えられる反対力に打ち勝つと、その引き抜き位置に移動し得る。
図31は、コーティング層103Cのポリマーフィルムによってコーティングされている図30に示すプラットフォームプレート1200a上に位置決めされた例示的なキャビティプレート1200bの断面図を示す。コーティング層103Cは、基材101が台座709によって受け取られる前に、台座709上に適用されてもよい。コーティング層103Cは、加熱要素1501によって熱軟化されてもよいポリマーフィルムを備える。その後、コーティング層103Cは、例えば、図32に示すように、開口部1205を通して真空吸引して熱軟化したコーティング層103Cを台座709の周りに引き寄せることによって、台座709の周りに形成されてもよい。別の実施形態では、コーティング層103Cは、冷却されると台座709上に層を形成する台座709上に適用されるローラー上の溶融ポリマーを備える。別の実施形態では、コーティング層103Cは、先行するポリマーフィルム層の上にポリマーフィルムを適用して多層ポリマーフィルムを形成することによって、複数のコーティング層を備え得る。一例では、コーティング層103Cは、共押出ポリマーフィルム又はラテックスコーテッドフィルムを備える。
図32は、コーティング層によって部分的にコーティングされた後の、図30に示すプラットフォームプレート1200a上に位置決めされた例示的なキャビティプレート1200bの断面図を示す。示されるように、コーティング層103cは、プラットフォーム1204を覆い、台座709の半径方向表面上に延びる余剰部分103cを備え得る。
図33は、コーティング層によって部分的にコーティングされ、基材を受け取った後の、図30に示すプラットフォームプレート1200a上に位置決めされた例示的なキャビティプレート1200bの断面図を示す。示されるように、基材101は、台座709、例えば、コーティング層103cによって先にコーティングされたプラットフォーム1204上に受け取られる。コーティング層102-1は、上記の本開示によるように、基材に適用されてもよい。一例では、加熱要素1504は、基材101及び台座709への熱成形のためにコーティング層102-1を熱軟化し得る。コーティング層102-1の表面温度は、基材に適用する前に50℃~200℃の間に維持されてもよい。コーティング層102-1の表面温度は、基材101を損傷しないことが好ましい。上述したように、コーティング層102-1は、重なった台座709に対して余剰量のポリマーフィルムを備え得る。図示の実施形態では、コーティング層102-1は、図34に示すように、台座709の半径方向表面上に延びる余剰部分103Cに重なるテール部分103を有する。
図34は、台座上に位置決めされた前駆体200Bを有する図30に示すプラットフォームプレート1200a上に位置決めされた例示的なキャビティプレート1200bの断面図を示す。台座709は、台座709から前駆体200Bを外すために、その引き抜き位置に移動させることができる。図示のように、基材101は、コーティング層102-1、103Cによって封入される。台座709が引き抜かれた後、重なり合うテール部分103及び余剰部分103Cは、ポリマーコーティング102-1及び/又は基材101にシールされてもよい。一例では、シールシステム1511は、重なり合うテール部分103及び余剰部分103Cを加熱溶融してそれらを融合させ、図36に示すシール領域104Bを形成し得る。余剰部分103C及びテール部分103が熱収縮されると、コーティングされた基材105Bが形成される。シールシステム1511はまた、テール部分103と余剰部分103Cをコーティング層102-1に積層するためのローラー(図示せず)を備え得る。
図35は、コーティングされた基材の前駆体200Bを示す。前駆体200Bは、図2A及び2Bに図示された前駆体と同様であるが、テール部分は、余剰部分103Cを含むコーティング層103Cを備える。図35に示されるように、前駆体200Bの基材101は、ポリマーフィルムによって封入される。図36に示される例示的なコーティングされた基材105Bは、コーティング層102-1のテール部分103及び余剰部分103Cを熱溶融して崩壊し、シール領域104Bに結合された補強コーティング層108を形成することによって形成されてもよい。図36に示すように、補強コーティング層108は、基材101の一部を封入し、コーティング層102-1及びシール領域104Bに結合された縁部を有する。
図37は、本明細書に記載のコーティングされた基材を製造するためのシステム2000の例示的なキャビティプレートの等角図を示す。破線は、視界から隠された縁部を示し、実線は、可視縁部を示す。例示的なシステム2000は、上述した例示的なシステム300及び700と同様の特徴を備えている。システム2000は、基材101を、相手方台座2121(図38に示す)を有する受け部2111にフィードするように構成されたフィード装置(現在図示)を備え得る。複数の受け部2111が、キャビティプレート2118の表面上に設けられてもよい。受け部2111は、基材101を受け入れるためのキャビティ2111Aを画定し得る。図37に示すように、受け部2111は、コーティングプレート2118に設けられてもよい。受け部2111は開口部2117を画定し得、各台座は開口部2117を介してその相手方受け部2111に対して移動可能であり、各台座は、台座上で基材と係合するためにその相手方受け部内に台座が延びる伸長位置を有するよう構成されている。各台座2121は、キャビティ2111Aから引き抜かれる引き抜き位置を有する。一例では、台座は、基材101と係合するか又は基材101から切り離されるために、水平方向の変位なしに相手側受け部の開口部2117を通ってその長手方向軸に沿って並進するように構成されている。受け部2111は、コーティング層を受けるために受け部2111の周囲に縁部2112を有し得る。
一実施形態において、受け部2111は、1つ又は複数の切り離し部材2119を備える。切り離し部材2119は、受け部2111に固定され、台座2121の部材2121Bが並進する各部材間の容積を画定し得る。図40、42、43に示すように、切り離し部材2119は、台座部材が並進する開口部2117と重なり得る。前駆体200又は200Bが台座2121上に位置決めされ、台座2121がその引き抜き位置を移動すると、切り離し部材2119は、台座2121から前駆体200又は200Bを切り離し得る台座2121の移動に対して垂直な方向に前駆体200のテール部分103、又は前駆体200Bの重なるテール部分103及び余剰部分103Cを押す。
一実施形態において、1つ又は複数の受け部2111を有するキャビティプレート2118は、コンピュータ数値制御(CNC)又は垂直マシニングセンター(VMC)機械などの産業機械加工又はミーリングツールを使用して、所望の寸法を有して形成されてもよい。受け部2111の寸法は、コーティングに使用される基材の寸法に基づくことができる。一例では、3mmの直径の基材が、6mmの直径と3mmの深さを有する受け部に提供されてもよい。
上記の例を続けると、基材101は受け部2111に提供されてもよい。一実施形態において、基材は、図37に図示される各受け部2111に提供されてもよい。各基材は、真空圧によって、又は重力によって、受け部2111に引き込まれてもよい。その後、ポリマーフィルムを備えるコーティング層200が基材101の上に適用されてもよい。次に、コーティング層200は、切断工具2145、例えば回転式ダイカッターの下に通され、切断刃2147の先端2149がキャビティ111(図48に示す)の縁部の周りでフィルム200を切断して、基材101の表面全体を封入するのに十分なコーティング層を提供する。コーティング層200は、受け部2111の開口部2117を介した真空吸引により、基材101の表面及び基材101の周囲に引っ張られることができる。真空引きは、基材101の実質的な表面領域をコーティング層200でコーティングし、また、基材101が位置決めされた台座2121の一部の周囲に巻き付いて、余剰フィルム又はテール部分1202(図49に図示)、すなわち前駆体200を形成する。テール部分1202を有するコーティングされた基材100は、次に、受け部2111から台座2121を引き抜くことによって、台座2121から切り離される。
図38は、システム2000の例示的なプラットフォームプレート2200の等角図を示す。示されるように、プラットフォームプレート2200は、1つ又は複数の台座2121が、基材101を受け取るためのプラットフォーム2121Aを形成するために平面XYZを規定する表面をそれぞれ有する複数の部材2121Bを備えている。一実施形態において、各部材2121Bの基材101を受け取るための表面は、凹面であり得る。各部材2121Bは、上方から見たときに三角形のパターンで平行に位置決めされてもよい。一実施形態において、台座2121の部材2121Bは、部材2121Bの長手方向軸に沿って見たときに、切り離し部材2119から間隔を空けて配置される。図示のように、各部材2121Bは、ピンで示される。三角形のパターンが示されているが、多くの他のパターン、例えば四角形のパターン、六角形のパターンが使用されてもよい。台座2121、及びプラットフォーム2121Aを形成するその部材2121Bは、概して開口部2117内に位置決めされてもよい。台座2121及びプラットフォーム2121Aは、キャビティの開口部2117を通って台座2121の長手方向軸に沿って移動し得る。一実施形態において、台座2121の部材2121Bは、切り離し部材2119の間及び/又はそれを越えて移動し得る。台座2121の移動は、コントローラによって制御されてもよく、コントローラは、例えばアクチュエータ2130を用いて受け部2111に対する台座2121の相対位置を制御し得る。一例において、台座2121は、キャビティプレート2118の下に位置決めされるプラットフォームプレート2200上に位置決めされ、1つ又は複数の台座2121がキャビティプレート2118の相手方開口部2117を通って並進することを可能にする。キャビティプレート2118及びプラットフォームプレート2200が互いに相対的に移動すると、各台座2121は、キャビティプレート2118及びプラットフォームプレート2200が互いに向かって移動すると同時に受け部2111内の台座の伸長位置に移動し、又はキャビティプレート2118及びプラットフォームプレート2200が互いに離れて移動すると同時にその引き抜き位置に移動し得る。プラットフォームプレート2200は、部材2121Bの中央に概ね位置決めされる真空開口部2125を画定し得、各開口部2125は、真空圧力源から受け部2111に真空圧力を提供するように構成される。
図39は、プラットフォームプレート2200と重なるキャビティプレート2118の等角図を示す。台座2121は、基材101を受け取るための伸長位置にある。台座2121の各部材2121は、切り離し部材2119の間に位置決めされている。キャビティプレート2118は、任意の手段、例えばアクチュエータ2130、付勢部材2206によってプラットフォームプレート2200に対して相対的に移動されてもよい。アクチュエータ2130は、コンベアベルトシステムがキャビティプレート2118及びプラットフォームプレートを回転させて表面に接触させる際に、付勢部材2206の力に打ち勝ってプラットフォームプレート2200に向かってキャビティプレート2118を付勢するように位置決めされた表面を有する、コンベアベルトシステム(例えば、システム1507)を含み得る。台座2121は、開口部2117を通ってキャビティ2111A内に延びる。台座2121は、キャビティ、例えばプレート2118がプラットフォームプレート2200に向かって移動するとき、開口部2117を通ってその伸長位置にキャビティプレート2118に対してその長手方向軸に沿って移動し得る。台座2121は、台座2121が開口部2117を通って引き抜かれるとき、例えばキャビティプレート2118がプラットフォームプレート2200から離れるとき、その引き抜き位置に移動し得、逆もまた同様である。
図40は、本開示による例示的な受け部及び切り離し部材の上面図である。示されるように、受け部2111は、台座2121が並進し得る開口部2117を画定する。切り離し部材2119は、例えば図40に示されるように3つが、開口部2117と重なるように配置される。切り離し部材は、金属、プラスチック、ゴム、又はその他の任意の適切な材料で作られる。一実施形態において、切り離し部材は、高温で動作するように構成されたゴム材料、例えばシリコンゴムである。
図41は、図40の線AA-AAに沿った例示的な受け部及び台座の断面図を示す。切り離し部材2121Bは、前駆体200のテール部分103又は前駆体200Bの重なるテール部分103及び余剰部分103Cと係合する表面を備え、プレデスタル2121がその引き抜き位置に移動されるときに垂直力を加え、前駆体200又は200Bを台座2121から切り離す。
図42は、本開示による別の例示的な受け部及び切り離し部材の上面図を示している。示されるように、受け部2111は、台座2121が並進し得る開口部2117を画定している。切り離し部材2119Aは、開口部2117の直径と重なり、それを横切って延びるように配置される。
図43は、本開示による別の例示的な受け部及び台座を示す。示されるように、受け部2111は、台座2121が並進し得る開口部2117を画定する。切り離し部材2119Bは、開口部2117の一部と重なり、それを横切って延びるように配置される。
図44は、プレート2200によって画定される開口部2125の周りに位置決めされた台座2121の部材2121Bを有する図38のプラットフォームプレート2200の断面図を示す。付勢部材2206、例えばばねは、台座2121を引き抜き位置に移動させるために、キャビティプレート2118に付勢力を適用し得る。
図45は、図39に示されるプラットフォームプレート2200に重なるキャビティプレート2118の一部の断面図を示す。台座2121の台座部材2121Bは、図46に示すように、部材2121Bが開口部2117を通って切り離し部材2119の間に延び、台座2121A上で基材101を受ける伸長位置にある。付勢部材2206は、付勢部材2206の付勢力がプラットフォームプレート2200及びキャビティプレート2118を一緒に圧縮する力よりも小さい第1の位置にあり得る。開口部2117及び2125は、真空圧力源(図示せず)が整列した開口部を通して真空を引けるように、整列されてもよい。
図47は、コーティング層102でコーティングされた台座2121上に設けられた基材101を有する図39に示されたプラットフォームプレート2200に重なるキャビティプレート2118の部分の断面図を示す。コーティング層102は、本明細書に記載されるように、コーティング機器、例えばポリマーフィルム押出機によって基材101に適用されてもよい。
図48は、コーティング層102でコーティングされた台座2121上に設けられた基材101と、切断工具2145とを有する図45及び47に示したプラットフォームプレート2200と重なるキャビティプレート2118の一部の断面図を示す。切断工具2145は、コーティング層102から所望の形状を切り出すように構成された回転式ダイカッター工具であり得る。一例では、切断工具2145は、受け部2111の周囲に一致する寸法を有し得る。受け部は、コーティング層102を受け入れるための表面2701を受け部2111の周囲に有し得る。切断工具2145は、受け部2111の表面2701でコーティング層102を切断するために切断刃2147の先端部2149が位置決めされるコンベアベルトシステム又はローラーの一部であり得る。切断工具2145は、受け部2111の反対の側でコーティング層102を切断するように示されているが、切断工具2145は、表面2701の受け部2111の周囲又はそれに隣接する部分でコーティング層102を切断する。先端部2149は、表面2701に対してコーティング層102を押し付け、受け部2111の形状に一致するようにコーティング層200から形状を切り出し得る。開口部2117及び2125を通る真空吸引は、基材101の周りにコーティング層200を引き寄せ、基材100及び台座2121の部材2121Bの一部を包み得る。一実施形態において、切断工具2145は、格子状のパターンに配置された各受け部2111の形状に一致する切断刃の格子を有する。一例として、プレート2118の六角形状の受け部2111は、先端部2149が受け部2111の表面2701に面する、切断工具2145の表面、例えば回転式ダイカッターの表面上に刃の六角形の位置を有し得る。
図49は、台座2121上に設けられた前駆体200を有する図45及び48に示すプラットフォームプレート2200に重なるキャビティプレート2118の一部の断面図を示す。本明細書に記載されるように、前駆体200は、基材101及び台座2121の一部の周りのコーティング層102の真空吸引によって台座2121上に形成されてもよい。前駆体200のテール部分103は、台座2121の周囲の一部の周囲で台座200と係合する。前駆体200は、台座を伸長位置から引き抜き位置に移動させることによって、台座2121から切り離されてもよい。
図50は、台座2121から切り離された前駆体200を有する図47に示すプラットフォームプレート2200に重なるキャビティプレート2118の一部の断面図を示す。前駆体200は、台座2121をその伸長位置から図50に示すその引き抜き位置に動かすことによって、台座2121から切り離され得る。台座2121が切り離し部材2119の間の開口部2117を通って並進するとき、前駆体200は、台座2121の長手方向軸に沿って切り離し部材2119に向かって移動する。テール部分103が切り離し部材2119に突き当たると、前駆体200は、台座2121が開口部2117を通って移動するにつれて、台座200から切り離され得る。切り離し部材2119は、テール部分103の少なくとも一部を崩壊し得る。一旦台座2121から切り離されると、前駆体200のテール部分103は、シール領域104を形成し、コーティングされた基材105を作るために熱溶融されてもよい。
図51は、図2Aに示される前駆体200の例示的なテール部分の斜視破断図である。本明細書に記載されるように、例示的なテール部分202Aは、コーティング層102の連続的な延長であり、任意の角度、例えば基材101の表面に対して概ね垂直に基材101の表面から離れるように延在してもよい。テール部分202Aは、十字形の4つのアームによって形成される4つの直角の4つの頂点に4つの部材2121Bを位置決めすることによって4部材台座によって形成されてもよい概ね十字形の断面を有する。図37~50に関して本明細書に記載されたシステム及び方法は、このようにテール部分202Aを有する前駆体200を作るために使用されてもよい。
図52は、図2Aに示される前駆体200の例示的なテール部分の斜視破断図である。本明細書に記載されるように、例示的なテール部分202Bは、コーティング層102の連続的な延長であり、任意の角度、例えば基材101の表面に対して概ね垂直に基材101の表面から離れるように延在してもよい。テール部分202Bは、三角形の3つの頂点で3つの部材2121Bを方向付けることによって3部材台座によって形成され得る概ね三角形状の断面を有している。図37~50に関して本明細書に記載されたシステム及び方法は、このようにテール部分202Bを有する前駆体200を作るために使用されてもよい。
図53は、図2Aに示される前駆体200の例示的なテール部分の斜視破断図である。本明細書に記載されるように、例示的なテール部分202Cは、コーティング層102の連続的な延長であり、任意の角度、例えば基材101の表面に対して概ね垂直に基材101の表面から離れるように延在してもよい。テール部分202Cは、複数の部材2121Bを円形パターンで方向付けることによって形成され得る概ね円筒形状の断面を有する。別の例において、単一部材の台座が使用されてもよい。図37~50に関して本明細書に記載されたシステム及び方法は、このようにテール部分202Bを有する前駆体200を作るために使用されてもよい。
図54は、図1に示されるコーティングされた基材の例示的なシール領域の断片的な図である。示されるように、例示的なシール領域104において、概ね十字形状のシールスポット217Aを有し得る。十字形状のシールスポット217Aは、図51に示されるテール部分202Aに外部熱が加えられて溶融融合されたときに形成され得る。
図55は、図1に示されるコーティングされた基材の例示的なシール領域の断片的な図である。示されるように、例示的なシール領域104において、概ねY字形のシールスポット217Bを有し得る。Y字形シールスポット217Bは、図52に示されるテール部分202Bに外部熱が加えられて溶融融合されたときに形成され得る。
図56は、図1に示されるコーティングされた基材の例示的なシール領域の断片的な図である。示されるように、例示的なシール領域104において、概ね円形状のシールスポット217Cを有し得る。円形状のシールスポット217Cは、図53に示されるテール部分202Cに外部熱が加えられて溶融融合されたときに形成され得る。
シールスポット217A、217B、及び217Cは、コーティング層102の部分102Aとは異なる特性を有し得、コーティングされた基材105の主要部分102Aよりも高い密度及び/又は高いコーティング厚さを有し得る。シールスポットは、コーティングされた基材105の表面において主要部分102Aとは明確に異なる単一の領域として現れる可能性があり、コーティングされた基材105の一方の半球上にのみ現れる。顕微鏡下では、シールスポットは、主要部分102Aの比較的滑らかなコーティング層と比較して、明確な出っ張りとして現れることがある。
本明細書に記載された方法を繰り返すことによって、複数のコーティング層102を単一の基材に適用することができる。複数のコーティング層が同じ基材に適用される場合、コーティングされた基材は、コーティング適用の回数と同じ数のシール領域を有することになる。
図57の方法フローチャートを参照すると、いくつかの実施形態は、コーティングされた基材を製造する方法を提供し得る。
3100で、基材が台座に固定され得る。基材は、キャビティ及び台座が延びる開口部を画定する受け部にフィードされ得る。台座は、基材と結合するためにキャビティ内に延びてもよく、台座は、水平方向の変位なしにその長手方向軸に沿って並進する。基材は、固体コアであり得る。別の例では、基材は、肥料、農薬、肥料と農薬の組み合わせ製品、医薬品錠剤、栄養補助食品錠剤、農業用種子、固体食品物品、又は水溶性固体コアであり得る。一実施形態において、台座は、基材を台座に固定するために真空吸引を提供するように構成されたチャネルを備える。別の実施形態では、台座は、加熱されてもよいピンであり得る。ピンは、基材の融点よりも高い温度に加熱されてもよく;基材は、ピンを基材に接触させてピンの一部を基材に埋め込むことによって、ピンに固定される。
3200で、第1のコーティング層が基材上に適用されてもよい。一実施形態において、基材を台座に固定する前に、第2のコーティング層を台座に適用して台座を部分的にコーティングしてもよく;そして、基材を部分的にコーティングされた台座に送達する。第2のコーティング層は、第2のコーティング層を台座の周りに熱成形するために加熱されてもよい。別の実施形態において、第1のコーティング層の縁部は、キャビティの周囲において横方向表面上に適用されてもよく;そして、第1のコーティング層の縁部をキャビティの横方向部分から断つ。
3300において、第1のコーティング層は、基材の周りに巻き付けられて基材を実質的にコーティングしてもよく、第1のコーティング層は、実質的にコーティングされた基材から離れて台座の周りに延びる第1のコーティング層の余剰コーティングを有する。一実施形態において、第1のコーティング層は、基材の周りに巻き付けられてもよく、第1のコーティング層を基材の周りに吸引することを含む。別の実施形態において、第1のコーティング層を基材の周りに巻き付けることは、第1のコーティング層の周囲に沿って空気を吹き付けることを含む。別の実施形態において、接着剤を台座に塗布して、接着剤を、台座を部分的にコーティングする第1のコーティング層又は第2のコーティング層に転写してもよい。シールされると、接着剤を有する第1のコーティング層の余剰コーティングがそれ自体に押し付けられてもよく、接着剤が余剰コーティングを基材に付着する。
3400で、台座は基材から引かれてもよい。
3500で、第1のコーティング層の余剰コーティングからテール部分が形成されてもよく、テール部分は基材の表面から角度を付けて延びる。一実施形態において、テール部分は、第1のコーティング層の余剰コーティング及び第2のコーティング層の一部から形成される。
3600において、テール部分は、基材を封入するために第1のコーティング層にシールされてもよい。一実施形態において、テール部分は、溶融されて第1のコーティング層に積層されてもよい。
追加の非限定的な例示的な材料
基材101としての非限定的な例示的な種子は、単子葉植物又は双子葉植物のいずれかとして分類され得る様々な栽培植物の種子を含み得る。栽培植物には例えば以下のものが含まれるがそれらに限定されない。小麦、ライ麦、大麦、ライ小麦、オート麦又は米などの穀類;ビート、例えばテンサイ又は飼料用ビート;ナシ状果、ストーンフルーツ又はソフトフルーツなどの果実、例えば、リンゴ、ナシ、プラム、モモ、アーモンド、サクランボ、イチゴ、ラズベリー、ブラックベリー又はグーズベリー;レンズ豆、エンドウ、アルファルファ又は大豆などの豆科植物;セイヨウアブラナ、アブラナ/カノーラ、マスタード、オリーブ、ヒマワリ、ココナッツ、カカオ豆、ヒマシ油、アブラヤシ、ひき割りナッツ又は大豆などの油植物;カボチャ、キュウリ又はメロンなどのウリ科植物;綿、亜麻、麻又はジュートなどの繊維植物;オレンジ、レモン、グレープフルーツ又はマンダリンなどの柑橘類の果物;ほうれん草、レタス、アスパラガス、キャベツ、にんじん、タマネギ、トマト、ジャガイモ、ウリ科植物又はパプリカなどの野菜;アボカド、シナモン又はショウノなどの桂皮植物;トウモロコシ、大豆、セイヨウアブラナ、サトウキビ又はアブラヤシなどのエネルギー及び原材料の植物;トウモロコシ;タバコ;ナッツ;コーヒー;茶;バナナ;ブドウの木(テーブルブドウ及びブドウジュースのブドウの木);ホップ;芝;天然ゴム植物、又は花、低木、広葉樹又は常緑樹などの装飾及び林業植物、例えば、針葉樹、好ましくはトウモロコシ、ヒマワリ、小麦、ライ麦、大麦、ライ小麦、オート麦又は米などの穀物、ダイズ、綿、アブラナ/カノーラより好ましくはトウモロコシ、ヒマワリ、大豆、小麦、ライ麦、大麦、ライ小麦、オート麦又は米などの穀物。
基材101としての非限定的な例示的な肥料は、窒素、リン、カリウム、ケイ素、マグネシウム、カルシウム、マンガン、ホウ素、鉄などの、栽培作物に養分を供給するための肥料成分を含み得る。その典型的としては、尿素、硝酸アンモニウム、硝酸アンモニウムマグネシウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム、硝酸カリウム、石灰窒素、尿素態(UF)、クロトニリデンジウレア(CDU)、イソブチリデンジウレア(IBDU)、グラニルウレア(GU)などの窒素肥料;過リン酸カルシウム、コーン過リン酸、溶融リン酸、フミン酸リン肥料、焼成リン酸、焼成コーンリン酸、過リン酸マグネシウム、ポリリン酸アンモニウム、メタリン酸カリウム、メタリン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、硫酸リン酸アンモニウム、硝酸リン酸アンモニウムカリウム、及び塩化リン酸アンモニウムなどのリン酸塩肥料;塩化カリウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウムカリウム、硫酸カリウムマグネシア、炭酸水素カリウム、及びリン酸カリウムなどのカリ肥料;ケイ酸カルシウムなどのケイ酸塩肥料;硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムなどのマグネシウム肥料;酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及び炭酸カルシウムなどのカルシウム肥料;硫酸マンガン、硫酸マンガンマグネシア、及びマンガンスラグなどのマンガン肥料;ホウ酸及びホウ酸塩などのホウ素肥料;及び鉄肥料などが挙げられる。
非限定的な例のポリマーフィルムは、非腸溶性ポリマー:ヒプロメロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリエチレングリコール、エチルセルロースなどの医薬製造に使用する商業グレードポリマーを含み得る。腸溶性コーティング用ポリマーは、ヒプロメロースフタレート、ポリ酢酸ビニルフタレート、セルロースアセテートフタレート、ポリメタクリレート、シェラックを含み得る。
マトリックス中にPGAを分散させたポリマーフィルムを用いてもよい。このポリマーフィルムは、フィルムの劣化によって、又は液体媒体又は水と接触したときにフィルムマトリックスからPGAが溶出することによって、PGAを放出し得る。PGAの放出速度は、生分解速度及びポリマーフィルムのマトリックスからのPGAの溶出速度によって制御される。生分解速度が異なるポリマーフィルムは、異なるPGA放出速度を有し得、水溶性又はPGA、及びPGAとポリマーの混和性も、フィルムマトリックスからのPGAの放出速度に影響を与える。いくつかの実施形態では、PGAは、フィルムマトリックスからのPGAの放出を促進する界面活性剤と共に適用される。
コーティング層のための非限定的な例示的なPGAは、殺菌剤、殺バクテリア剤、殺虫剤、殺線虫剤、殺菌剤、微生物、微生物接種剤、殺鼠剤、殺草剤、誘引剤、忌避剤、植物成長調節剤、栄養剤、植物ホルモン、ミネラル、植物抽出物、ダニ駆除剤又は殺ダニ剤、殺軟体動物剤、発芽促進剤、フェロモン、生物製剤、生物薬剤、タガント、等を含む。
コーティング層用の他の非限定的な例示的PGAは、商業的に入手可能な流動性濃縮物である。フロール(Flor)濃縮物は、ポリマーフィルムの表面上にスプレーコーティング/ロールコーティングされてもよい。市販されている流動性濃縮物の非限定的な例としては;イミダクロプリド-48%FS(バイエルからGaucho(登録商標)としても入手可能)、チオメトキサム-30%FS、チラム-40%FS、チオファネートメチル+ピロクロストリビン50%FSが挙げられる。多くの流動性濃縮物が市販されており、種子への有効成分の適正な導入量に適した比率で様々な相溶性のある濃縮物をブレンドすることで、カスタム製剤及びカスタマイズされた製剤を調製することもできる。エマルジョン種子(ES)処理剤は、植物成長剤(PGA)の水中油型エマルジョンとして市販されている。また、これらのPGAは、フィルムの表面にスプレー又はロールコーティングのいずれかで適用することができる。市販のESの一例は、メタラキシル-M-31.8%ESである。種子適用用の異なるPGAを用いた多数のES処理剤が市販されており、これらをフィルム表面へのコーティングに用いることができる。一実施形態では、PGAはコーティングポリマーとともに液体形態である。植物向上剤は、ポリマー溶液中に分散されていてもよいし、ポリマー溶液中に可溶化されていてもよいし、その両方であってもよい。溶液の固体含有量は、1%w/v~60%w/vの間であり得る。この溶液は、任意の商業的手段を用いてポリマーフィルムに変換することができる。溶液中のポリマー及びPGAは、温度に敏感なPGAがポリマーフィルムに必要とされない場合、より高い蒸発温度を有し得る。温度に敏感なPGAが必要な場合には、より低い蒸発温度の溶液を使用してもよく、ポリマー溶液及び温度は、活性成分の温度誘導劣化又は死滅を最小化又は回避するように調整されてもよい。
一実施形態において、本明細書中の方法、システム、及びコーティングされた基材に使用されるポリマーフィルムは、フィルムの構造中にPGAが分散された状態で製造されてもよい。PGAの量は、乾燥フィルムの重量の1%~50%の間であり得る。温度に敏感なPGAは、ポリカプロラクトン(商品名CAPAシリーズ溶融押出グレード樹脂で入手可能)などの低融点ポリマーにブレンドされてもよい。PGAを充填したフィルムは、PVOHフィルムに押出しコーティングして二層フィルムにしてもよいし、PVOHフィルムに熱ラミネートしてもよい。PGEAは植物成長促進剤(Plant Growth Enhancing Agent)であり、本明細書では、個々の薬剤又は異なる薬剤の混合物に対して使用される用語である。
一実施形態において、本明細書中の方法、システム、及びコーティングされた基材において使用されるポリマーフィルムは、フィルムの構造中にPGAが分散された状態で製造されてもよい。PGAの量は、乾燥フィルムの重量の1%~50%の間であり得る。温度に敏感なPGAは、ポリカプロラクトン(商品名CAPAシリーズ溶融押出グレード樹脂で入手可能)などの低融点ポリマーにブレンドされてもよい。PGAを充填したフィルムは、種子表面に押出コーティングしてもよいし、種子を損傷しない程度の低い温度で熱ラミネートしてもよい。PGA充填フィルムは、種子の表面積の10%~90%、好ましくは種子の表面積の30%~70%、より好ましくは種子の表面積の60%~70%の間で、種子表面を覆う。PGAは、フィルムが分解するにつれてフィルムの構造を通して徐放的に放出されるか、又はフィルムからの溶出を通して放出される。
水溶性フィルムを含むポリマーフィルムは、PGAを含んでもよく、ポリマー溶液又は水性分散液を滑らかな金属表面上に注ぎ、滑らかな薄膜を残して水又は溶媒を蒸発させる、既知の溶媒キャスティング法により調製することができる。キャスティングによる水溶性フィルムの製造方法は、水溶性フィルム製造業界ではよく知られたプロセスである。溶媒キャストフィルムは、市販のスロットダイコーティングプロセス(スロットダイコーティング装置はNordson Inc.から入手可能である)を使用して調製することができる。
コーティング層用の他の非限定的な例示的なPGAは、異なるPGAを含む乾燥混合物を含む。
一実施形態において、本明細書中の方法、システム、及びコーティングされた基材に用いられるポリマーフィルムは、粒子形態の乾燥混合物を含むコーティング組成物を含んでもよく、個々の成分は、個々の成分が粉末形態であるか、又は複数の成分を含む複合粒子の形態である乾燥混合物中にブレンドされる。乾燥コーティング組成物は、静電粉体塗装法を介してフィルムの表面に適用することができる。
SYNGENTAからのFORCE STなどの種子処理用PGAのマイクロカプセル懸濁液も、フィルム表面へのコーティングとして適用することができる。また、種子処理用PGAの乾燥粉末又は湿潤可能粉末(WP)が市販されている。WPは、フィルムの表面に乾燥コーティングされてもよいし、フィルムの片面にフィルムの構造中に埋め込まれてもよい。非限定的な例としては;カルベンダジム-25%DS、テブコナゾール-2.5%DS、カルボスルファン-25%DS、カルボキシン-37.5+チラム-37.5%DSがある。
本開示によるコーティング層は、好適な殺菌剤を含み得る。適切な殺菌剤の非限定的な例としては、例えば、ストロビルリン殺菌剤、アゾール殺菌剤、コナゾール殺菌剤、トリアゾール殺菌剤、アミド殺菌剤、ベンゾチアジアゾール殺菌剤又はそれらの組合せを挙げることができる。他の実施形態では、殺菌剤は、アゾキシストロビン、メトミノストロビン、オリサストロビン、パクロブトラゾール、アシベンゾール-S-メチル、クロロタロニル、マンディプロパミド、チアベンダゾール、クロロタロニル、トリアジメノール、シプロジニル、ペンコナゾール、ボスカリド、ビキサフェン、フルオピラム、フェンプロピジン、フラクサピロキサド、ペンフルフェン、フルオキサストロビン、ベンチアバリカルブ、ベンチアバリカルブイソプロピル、ジメトモルフ、フルスルファミド、チオファネートメチル、トリチコナゾール、フルトリアホール、サイラム、カルボキシン、カルベンダジム又はこれらの組み合わせを挙げることができる。典型的な殺菌剤としては、キャプタン(N-トリクロロメチル)チオ-4-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシイミド)、チラム(テトラメチルチオペロキシジカルボンジアミド;商品名プロシードとして市販)、メタラキシル(メチルN-(2,6-ジメチルフェニル)-N-(メトキシアセチル)-DL-アラニン酸)、フルジオキソニル(4-(2,2-ジフルオロ-1,3-ベンゾジオキソール-4-イル)-1-H-ピロール-3-カルボニトリル;メフォノキサムとのブレンドで商品名マキシムXLとして市販)、ジフェノコナゾール(商品名ディビデンド3FSとして市販)、カルベンダジムイプロジオン(商品名ロブラル(登録商標)として市販)、イプコナゾール、メフォノキサム(商品名エプロンXLとして市販)、テブコナゾール、カルボキシン、チアベンダゾール、アゾキシストロビン、プロクロラズ、及びオキサジキシル(N-(2,6-ジメチルフェニル)-2-メトキシ-N-(2-オキソ-3-オキサゾリジニル)アセトアミド)が挙げられる。殺菌剤は、コーティングされた種子の総重量に基づいて、0.0001~10重量%の量で本発明の種子コーティング組成物に含まれることができる。
本開示によるコーティング層はまた、適切な殺線虫剤を含むことができる。非限定的な例示的な殺線虫剤は、アベルメクチン殺線虫剤、カルバメート殺線虫剤、及び有機リン殺線虫剤、ベノミル、ベンクロチアズ、及びそれらの組合せを含むことができる。また、殺線虫剤には、バクテリアやカビなどの殺線虫的に活性な生物も含まれる。例えば、Bacillus firmus、Bacillus cereus、Bacillus spp、Pasteuha spp、Pochonia chlamydosporia、Pochonia spp、及びStreptomyces spp。すぐに使える殺線虫剤の例はSyngentaからのAVICTA(登録商標)である。
本開示によるコーティング層はまた、適切な殺虫剤を含んでもよい。非限定的な例示的な殺虫剤には、ピレスロイド、有機リン酸塩、カラモイルオキシム、ピラゾール、アミジン、ハロゲン化炭化水素、ネオニコチノイド、及びカーバメート及びその誘導体が含まれる。特に好適なクラスの殺虫剤には、有機リン酸塩、フェニルピラゾール及びピレトイドが含まれる。好ましい殺虫剤は、テルブフォス、クロルピリフォス、フィプロニル、クロレトキシフォス、テフルトリン、カルボフラン、イミダクロプリド、及びテブピリムフォスとして知られているものである。市販の殺虫剤としては、イミダクロプリド(商品名Gaucho(登録商標)として市販)、及びクロチアニジン(商品名Poncho(登録商標)としてバイエルから市販)、チオメトキサム(商品名Cruiser(登録商標)としてシンジェンタから市販)及びフィプロニル(商品名Regent(登録商標)としてBASFから市販)が挙げられる。殺虫剤は、コーティングされた種子の総重量を基準にして、0.001%~10重量%の量で本発明の種子コーティング組成物に含まれることができる。
コーティング組成物中のPGAとしての殺虫剤及び殺菌剤の混合物も、本発明において利用することができる。薬剤の混合物のいくつかの例は;クロチアニジン/メトコナゾール;ネオニコチノイド/エタボキサム;ネオニコチノイド/2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-メチルアセタミド;ネオニコチノイド/トルクロホスメチル;メトコナゾール/エタボキサム;8 メトコナゾール/2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-メチルアセトアミド;エタボキサム/2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-mエチルアセトアミド;エタボキサム/トルクロホスメチル;2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-メチルアセトアミド/トルクロホスメチル;2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-メチルアセトアミド/メタラキシル;2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-メチルアセトアミド/メフェノキサム;及び2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-メチルアセトアミド/イプコナゾ-ルである。
本開示によるコーティング層はまた、PGAとして除草剤を含み得る。非限定的な例示的な除草剤としては、アリールオキシカルボン酸、アリールオキシフェノキシプロピオネート、シクロヘキサンジオンオキシム、ヒドロキシベンゾニトリル、スルホニルウレア、トリアゾロピリミジン、トリケチオン、メトリブジン、ヘキサキシノン又はアトラジンなどのトリアジン系除草剤;クロルスルフロンなどのスルホニルウレア系除草剤;レナシル、ブロマシル、又はターバシルなどのウラシル系除草剤;リヌロン、ジウロン、シデュロン、又はネブロンなどの尿素系除草剤;アラクロール、又はメトラクロールなどのアセタニリド系除草剤;ベンチオカルブ、トリアレートなどのチオカルバミン酸系除草剤;オキサジアゾンなどのオキサジアゾロン系除草剤;イソオキサゾリドン系除草剤、フェノキシ酢酸;フルアジホップ、アシフルオルフェン、ビフェノックス、又はオキシフルオルフェンなどのジフェニルエーテル系除草剤;トリフルラリンなどのジニトロアニリン系除草剤;グルホシネート塩及びエステル、グリホサート塩及びエステルなどの有機ホスホン酸塩系除草剤;及び/又はブロモキシニル、又はイオキシニルなどのジハロベンゾニトリル系除草剤、安息香酸系除草剤、パラコートなどのジピリジル系除草剤;及びクロマゾン、カルフェントラゾン、サフルフェナシル、及びピロキサスルフォンなどの他の除草剤が含まれる。
本開示によるコーティング層はまた、植物成長調節剤を含み得る。非限定的な例示的な植物成長調節剤には、アジ化カリウム、2-アミノ-4-クロロ-6-メチルピリミジン、N-(3,5-ジクロロフェニル)スクシンイミド、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、2-クロロ-6-(トリクロロメチル)ピリジン、スルファチアゾール、ジシアンジアミド、チオウレア、グアニルチオウレア又はそれらの組合せが含まれる。
本開示によるコーティング層はまた、微生物を含み得る。非限定的な例示的な微生物には、雑草、害虫もしくは病気の制御、又は植物の成長、出現もしくは収量の改善など、農業における任意の有益な効果を有する任意の細菌、真菌又はウイルスが含まれる。使用され得る細菌のいくつかの非限定的な例には、Pseudomonas(例えば、P.fluorescein等)、Bradyrhizohium(例えば、B japanicum等)、Serratia、Arthrobacter、Azospirillum、Rhizobiurn及びBacillusの属のメンバーが含まれる。
水溶性又は親水性フィルムについては、水分が可塑剤として作用し、フィルムに軽く水を噴霧するとフィルムの構造が軟化し、フィルムが柔軟になって真空成形が容易になることが観察されている。本発明の実施形態によれば、厚さ20ミクロンの水溶性PVOHフィルム102が、フィルム処理ステーション306の下を通過し、そこでフィルム102に水分が噴霧され、水分適用量はフィルム構造の完全性に損傷を与えないようにバランスを取られており、水分の適用によりフィルム102は柔軟になり、その後フィルム102はハウジングキャビティ805内の固体コア101上に適用され、真空の引きの下でフィルム102はコア101のかなりの表面積をフィルム102の層で覆いながらコアの表面の周りに真空形成され、かくしてポリマーフィルムでコーティングされたコア106を形成する。
本発明の別の実施形態において、ポリマーフィルム102は水溶性20ミクロンPVOHフィルムであり、フィルム102はスプレーコーティングステーション308で市販のワックスベースの離型剤を用いて表面102a上に適用される。コーティング組成物は、BASFからの即使用可能なPoncho(登録商標)1250であり、種子101は、トウモロコシの種子である。コーティング組成物109は、各種子が1.28mgの活性成分(平均値)を受け取るようにフィルム102上に適用される。コーティング組成物(Poncho(登録商標)1250)はロールコーター306を介して適用され、PVOHフィルムはコーティング組成物からの水分を吸収し、コーティング組成物はフィルム102の表面102bに付着し、コーティングされたフィルム102は次に種子上にフィードされて種子はコーティングされたフィルム102でコーティングされ、その後種子はフィルム102に吸収された大部分の水分が蒸発する空気乾燥機の下に通され、ここで生産されたコーティングされた種子は、種子、表面102bに種子処理剤のコーティングを有するフィルムコーティング層102、及び表面102aの上にコーティングする粘着防止/種子流動性向上剤を備える。ここで製造されるポリマーコーティングされた種子106は、種子101の表面とポリマーフィルム102の表面102bとの間に挟まれたPGAを有するので、ここで製造されるフィルムコーティングされた種子は、無塵で自由に流動する。
本明細書の一実施形態によれば、ポリマーフィルム102の表面102aにコーティングされた種子流動性向上剤は、BASFからのFlo Rite(登録商標)シリーズの製品、より具体的にはFlo Rite(登録商標)1706である。
本発明の一実施形態において、固体コア101は、一方のポリマーフィルムが冷水可溶性である2つの別々のポリマーフィルムで完全にコーティングされ、第1のポリマーフィルム102は固体コア101の表面領域の第1の部分を覆い、第2のポリマーフィルム102aは表面領域の第2の部分を覆い、第2のポリマーフィルム202は第1のポリマーフィルム102によって覆われていない表面領域を覆う。第1のポリマーフィルム102は、表面102bにコーティング組成物を適用し、表面102aに流動性向上剤を適用して調製されてもよく、第2のポリマーフィルム102aも同様に調製されてもよい。第1のポリマー102の下面に適用されるコーティング組成物と、第2のポリマーフィルム202に適用されるコーティング組成物は、類似していてもよく、異なっていてもよい。コーティングは、刊行物米国特許出願公開第2015/0218059 A1号及び米国特許出願公開第2018/0214834 A1号に記載されたプロセスを使用して行うことができ、その情報は参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書の一実施形態によれば、微生物接種剤がフィルム102の表面上に適用され、接種剤は表面102bに接着され、市販の乾燥接種剤の接着は、最初に処理ステーション309でフィルムの表面102bに接着剤の薄い層を適用し、その後接種剤は処理ステーション306で接着剤層上に適用されることによって適用することができ、処理ステーション306は、接種剤の乾燥粒子形態が存在し、ローラーが乾燥接種剤を接着剤層上に移送するローラーコーターであってもよい。フィルムに接種剤を適用する代替的な方法は、処理ステーション309がフィルムを軟化させるために水分のミストを適用するフィルム102の柔らかい表面に乾燥接種剤を押し込むことによってもよい。
本発明の一実施形態において、PGAは静電沈着によって適用されてもよく、ここでは、処理ステーション309はコロナ放電又はプラズマ処理ステーションであり、フィルム102の表面102bが帯電され、その後帯電した乾燥PGA粒子が処理ステーション306でフィルムの帯電した表面上に適用され、ここで、乾燥PGA粒子は静電引力の下で表面102bに付着し、その後、フィルム102は固体コア101上にコーティングされ、フィルム102の下に乾燥PGAを有するコーティングされたコア106を作り、ここで乾燥PGAはコア101の表面とフィルム102の表面102bの間に挟まれる。
接種剤は担体に吸着され、接種剤の担体は、好ましくは泥炭材である。あるいは、バーミキュライト、粘土、シルト、グラファイト、タルク、濾過泥、コイアダスト、バガス、堆肥化したトウモロコシの穂軸又は石炭ダストを用いてもよい。
本発明の一実施形態において、担体中の乾燥接種剤を、静電コーティングを介してフィルムに適用する。フィルム表面102aは、フィルム102の表面の負の変化を生じさせ、接種剤を帯電させ、接種剤粒子の表面に正の変化を生じさせるコロナ帯電ワイヤーを用いて帯電させ、帯電した乾燥接種剤はフィルムに移動し、乾燥接種剤粒子はフィルム102の表面に付着される。乾燥接種剤の適用量は、種子の重量の0.5%~5%の範囲であり得る。
本発明の一実施形態において、微生物はアルギン酸ナトリウムのマトリックスに組み込まれ、このアルギン酸ナトリウムのフィルムは、フィルム102の適用と共に種子の表面上に付着される。本発明の別の実施形態において、不動態化された微生物を有するアルギン酸ナトリウムのマトリックスは、粒子のサイズが50ミクロン未満である粉末状に粉砕されてもよく、この粉末は次に接着剤を使用して種子表面に付着される。本発明の別の実施形態において、接種剤をアルギン酸塩中のマイクロカプセルとして調製し、これらのマイクロカプセルを種子の表面に付着させ、フィルム102で被覆する。
本発明の一実施形態において、粉末状の接種剤を種子に付着させ、その後、ポリマーの層を接種剤で被覆された種子に適用し、種子が発芽するまでポリマーフィルムが乾燥接種剤を環境から保護された状態に維持する。接種剤の粉末は市販の微生物接種剤であり得、ポリマーフィルムはPVOHなどの水溶性ポリマーフィルム又はポリカプロラクトンから作られた非水溶性の生分解性フィルムであり得る。フィルムの厚さは5ミクロン~300ミクロンの間であり得、接種剤の乾燥粉末形態のコーティングは、0.001%~50重量%の範囲であり得る。
粉体を表面に塗布する静電法は、Users Guide to Powder Coating(ISBN 0-87263-648-8)74-89頁のElectrostatic Coatingに詳しく記載されており、その参考文献はここに組み込まれる。Nordson Corporationなどいくつかの商業的な静電粉体塗装供給業者が存在する。
本発明の一実施形態において、微生物接種剤の乾燥に対する耐性を与えるために、トレハロース及びグリシン-ベタイン化合物などの浸透保護剤を接種剤と共に添加してもよい。
本明細書中の本発明の一実施形態において、水分を保持する能力を有する化合物が植物に有益な微生物と共に添加される。非限定的な例は、グアーガム、セルロース材料、アルギン酸塩又は水分を保持する自然の能力を有する他のいずれかの材料である。
本発明の一実施形態において、PGAは、異なるPGAを含む乾燥混合物である。本発明の一実施形態において、PGAは、コーティングポリマーを有する液体形態である。植物向上剤は、ポリマー溶液に分散されていても、ポリマー溶液に可溶化されていても、又はその両方であってもよい。溶液の固体含有量は、1%w/v~60%w/vの間であり得る。
本明細書中の本発明の一実施形態において、PGAを含む水溶性フィルムが、周知の溶媒キャスティング法により調製され、ここでポリマー溶液又は水性分散液が滑らかな金属表面上に注がれ、水又は溶媒は滑らかな薄いフィルムを残して蒸発される。キャスティングによる水溶性フィルムの製造方法は、水溶性フィルム製造業界ではよく知られたプロセスである。溶媒キャストフィルムは、市販のスロットダイコーティングプロセス(スロットダイコーティング機器はNordson社から入手可能である)を用いて調製することができる。
PGA充填フィルムの製造のためのより高い蒸発温度は、温度に敏感なPGAがフィルム中に必要でなく、ポリマー溶液に存在しない場合に使用され得る。また、温度に敏感なPGAがポリマー溶液に存在する場合は、より低い蒸発温度を使用し、活性成分の温度誘導劣化又は死滅を最小化又は回避するように温度を調整することができる。
本発明の一実施形態において、PGAは、好ましくは、殺菌剤、殺バクテリア剤、殺虫剤、殺線虫剤、殺菌剤、微生物、微生物接種剤、殺鼠剤、殺草剤、誘引剤、忌避剤、植物成長調節剤、栄養剤、植物ホルモン、ミネラル、植物抽出物、殺ダニ剤又はダニ駆除剤、殺軟体動物剤、発芽促進剤、フェロモン、生物製剤、生物薬剤、タガント等からなる群から選択される。
本明細書中の一実施形態によれば、フィルムの構造中にPGAを分散させたポリマーフィルムが製造される。PGAの量は、乾燥フィルムの重量の1%~50%の間であり得る。温度に敏感なPGAは、ポリカプロラクトン(商品名CAPAシリーズ溶融押出グレード樹脂で入手可能)などの低融点ポリマーにブレンドされてもよい。PGAを充填したフィルムは、PVOHフィルムに押出しコーティングして二層フィルムにしたり、PVOHフィルムに熱的に積層したりすることができる。PGEAはPlant Growth Enhancing Agent(植物成長促進剤)であり、本明細書では、個々の薬剤又は異なる薬剤の混合物に対して使用される用語である。
本明細書中の一実施形態によれば、フィルムの構造中にPGAが分散されたポリマーフィルムが製造される。PGAの量は、乾燥フィルムの重量の1%~50%の間であり得る。温度に敏感なPGAは、ポリカプロラクトン(商品名CAPAシリーズ溶融押出グレード樹脂で入手可能)等の低融点ポリマーにブレンドされてもよい。PGAを充填したフィルムは、種子表面に押出コーティングしてもよいし、種子を損傷しない程度の低温で熱的に積層されてもよい。PGA充填フィルムは、種子の表面積の10%~90%、好ましくは種子の表面積の30%~70%、より好ましくは種子の表面積の60%~70%の間で、種子表面を覆う。PGAは、フィルムが分解するにつれて徐放的にフィルムの構造を通して、又はフィルムからの溶出を通して放出される。
本明細書中の実施形態の1つによれば、コーティング組成物は、粒子形態の乾燥混合物であり、個々の成分は乾燥混合物にブレンドされ、ここで個々の成分は粉末の形態であるか、又は1つより多い成分を含む複合粒子の形態である。乾燥コーティング組成物は、静電粉体塗装法を介してフィルムの表面に適用することができる。
即使用可能なPGAは、流動性濃縮物として種子処理用に市販されている。これらの濃縮物は、フィルムの表面上にスプレーコーティング/ロールコーティングされてもよい。種子あたりのより高い導入の要件は、より濃縮されたバージョンの製品を使用するか、又はフィルム上の濃縮物のコーティング重量を増加させることによって満たされ得る。市販されている流動性濃縮物の非限定的な例としては;イミダクロプリド-48%FS(バイエルからGaucho(登録商標)としても入手可能)、チオメトキサム-30%FS、チラム-40%FS、チオファネートメチル+ピロクロストリビン50%FSが挙げられる。多くの流動性濃縮物が市販されており、種子への有効成分の適正な導入量に適した比率で様々な相溶性のある濃縮物をブレンドすることで、カスタム製剤及びカスタマイズされた製剤を調製することもできる。エマルジョン種子(ES)処理剤は、植物成長剤(PGA)の水中油型エマルジョンとして市販されている。また、これらのPGAは、フィルムの表面にスプレー又はロールコーティングのいずれかで適用することができる。市販のESの一例は、メタラキシル-M-31.8%ESである。種子適用用の異なるPGAを用いた多数のES処理剤が市販されており、これらをフィルム表面へのコーティングに用いることができる。
SYNGENTAからのFORCE STなどの種子処理用PGAのマイクロカプセル懸濁液も、フィルム表面へのコーティングとして適用することができる。また、種子処理用PGAの乾燥粉末又は湿潤可能粉末(WP)が市販されている。WPは、フィルムの表面に乾燥コーティングされてもよいし、フィルムの片面にフィルムの構造中に埋め込まれてもよい。非限定的な例としては;カルベンダジム-25%DS、テブコナゾール-2.5%DS、カルボスルファン-25%DS、カルボキシン-37.5+チラム-37.5%DSがある。
本発明の一実施形態において、コーティング組成物は、好適な殺菌剤を含み得る。適切な殺菌剤の非限定的な例としては、例えば、ストロビルリン殺菌剤、アゾール殺菌剤、コナゾール殺菌剤、トリアゾール殺菌剤、アミド殺菌剤、ベンゾチアジアゾール殺菌剤又はそれらの組合せを挙げることができる。他の実施形態では、殺菌剤は、アゾキシストロビン、メトミノストロビン、オリサストロビン、パクロブトラゾール、アシベンゾール-S-メチル、クロロタロニル、マンディプロパミド、チアベンダゾール、クロロタロニル、トリアジメノール、シプロジニル、ペンコナゾール、ボスカリド、ビキサフェン、フルオピラム、フェンプロピジン、フラクサピロキサド、ペンフルフェン、フルオキサストロビン、ベンチアバリカルブ、ベンチアバリカルブイソプロピル、ジメトモルフ、フルスルファミド、チオファネートメチル、トリチコナゾール、フルトリアホール、サイラム、カルボキシン、カルベンダジム又はこれらの組み合わせを挙げることができる。
典型的な殺菌剤としては、キャプタン(N-トリクロロメチル)チオ-4-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシイミド)、チラム(テトラメチルチオペロキシジカルボンジアミド;商品名プロシードとして市販)、メタラキシル(メチルN-(2,6-ジメチルフェニル)-N-(メトキシアセチル)-DL-アラニン酸)、フルジオキソニル(4-(2,2-ジフルオロ-1,3-ベンゾジオキソール-4-イル)-1-H-ピロール-3-カルボニトリル;メフォノキサムとのブレンドで商品名マキシムXLとして市販)、ジフェノコナゾール(商品名ディビデンド3FSとして市販)、カルベンダジムイプロジオン(商品名ロブラル(登録商標)として市販)、イプコナゾール、メフォノキサム(商品名エプロンXLとして市販)、テブコナゾール、カルボキシン、チアベンダゾール、アゾキシストロビン、プロクロラズ、及びオキサジキシル(N-(2,6-ジメチルフェニル)-2-メトキシ-N-(2-オキソ-3-オキサゾリジニル)アセトアミド)が挙げられる。殺菌剤は、コーティングされた種子の総重量に基づいて、0.0001~10重量%の量で本発明の種子コーティング組成物に含まれることができる。
本発明の一実施形態において、コーティング組成物は、適切な殺線虫剤を含んでもよく、適切な殺線虫剤は、例えば、アベルメクチン殺線虫剤、カルバメート殺線虫剤、及び有機リン殺線虫剤、ベノミル、ベンクロチアズ、及びそれらの組合せを含むことができる。また、殺線虫剤には、バクテリアやカビなどの殺線虫的に活性な生物も含まれる。例えば、Bacillus firmus、Bacillus cereus、Bacillus spp、Pasteuha spp、Pochonia chlamydosporia、Pochonia spp、及びStreptomyces spp。すぐに使える殺線虫剤の例はSyngentaからのAVICTA(登録商標)である。
本発明の一実施形態において、コーティング組成物は、適切な殺虫剤を含んでもよく、使用され得る殺虫剤は、本発明のいくつかの実施形態において、ピレスロイド、有機リン酸塩、カラモイルオキシム、ピラゾール、アミジン、ハロゲン化炭化水素、ネオニコチノイド、及びカーバメート及びその誘導体を含む。特に好適なクラスの殺虫剤には、有機リン酸塩、フェニルピラゾール及びピレトイドが含まれる。好ましい殺虫剤は、テルブフォス、クロルピリフォス、フィプロニル、クロレトキシフォス、テフルトリン、カルボフラン、イミダクロプリド、及びテブピリムフォスとして知られているものである。市販の殺虫剤としては、イミダクロプリド(商品名Gaucho(登録商標)として市販)、及びクロチアニジン(商品名Poncho(登録商標)としてバイエルから市販)、チオメトキサム(商品名Cruiser(登録商標)としてシンジェンタから市販)及びフィプロニル(商品名Regent(登録商標)としてBASFから市販)が挙げられる。殺虫剤は、コーティングされた種子の総重量を基準にして、0.001%~10重量%の量で本発明の種子コーティング組成物に含まれることができる。
コーティング組成物中のPGAとしての殺虫剤及び殺菌剤の混合物も、本発明において利用することができる。薬剤の混合物のいくつかの例は;クロチアニジン/メトコナゾール;ネオニコチノイド/エタボキサム;ネオニコチノイド/2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-メチルアセタミド;ネオニコチノイド/トルクロホスメチル;メトコナゾール/エタボキサム;8 メトコナゾール/2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-メチルアセトアミド;エタボキサム/2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-mエチルアセトアミド;エタボキサム/トルクロホスメチル;2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-メチルアセトアミド/トルクロホスメチル;2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-メチルアセトアミド/メタラキシル;2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-メチルアセトアミド/メフェノキサム;及び2-[2-(2,5-ジメチルフェノキシメチル)フェニル]-2-メトキシ-N-メチルアセトアミド/イプコナゾ-ルである。
PGAとして適切な除草剤は、アリールオキシカルボン酸、アリールオキシフェノキシプロピオネート、シクロヘキサンジオンオキシム、ヒドロキシベンゾニトリル、スルホニルウレア、トリアゾロピリミジン、トリケチオン、メトリブジン、ヘキサキシノン又はアトラジンなどのトリアジン系除草剤;クロルスルフロンなどのスルホニルウレア系除草剤;レナシル、ブロマシル、又はターバシルなどのウラシル系除草剤;リヌロン、ジウロン、シデュロン、又はネブロンなどの尿素系除草剤;アラクロール、又はメトラクロールなどのアセタニリド系除草剤;ベンチオカルブ、トリアレートなどのチオカルバミン酸系除草剤;オキサジアゾンなどのオキサジアゾロン系除草剤;イソオキサゾリドン系除草剤、フェノキシ酢酸;フルアジホップ、アシフルオルフェン、ビフェノックス、又はオキシフルオルフェンなどのジフェニルエーテル系除草剤;トリフルラリンなどのジニトロアニリン系除草剤;グルホシネート塩及びエステル、グリホサート塩及びエステルなどの有機ホスホン酸塩系除草剤;及び/又はブロモキシニル、又はイオキシニルなどのジハロベンゾニトリル系除草剤、安息香酸系除草剤、パラコートなどのジピリジル系除草剤;及びクロマゾン、カルフェントラゾン、サフルフェナシル、及びピロキサスルフォンなどの他の除草剤を含む群から選択され得る。
いくつかの実施形態において、コーティング組成物はまた、植物成長調節剤の1つ又は複数を含み得る。適切な成長調節剤は、例えば、アジ化カリウム、2-アミノ-4-クロロ-6-メチルピリミジン、N-(3,5-ジクロロフェニル)スクシンイミド、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、2-クロロ-6-(トリクロロメチル)ピリジン、スルファチアゾール、ジシアンジアミド、チオウレア、グアニルチオウレア又はそれらの組合せを含むことができる。
微生物は、雑草、害虫もしくは病気の制御、又は植物の成長、出現もしくは収量の改善など、農業における任意の有益な効果を有する任意の細菌、真菌又はウイルスであり得る。使用され得る細菌のいくつかの非限定的な例には、Pseudomonas(例えば、P.fluorescein等)、Bradyrhizohium(例えば、B japanicum等)、Serratia、Arthrobacter、Azospirillum、Rhizobiurn及びBacillusの属のメンバーが含まれる
本発明のいくつかの実施形態において使用され得る真菌には、Penicillium bilaiae、Trichoderma harzi n m、Fusarium oxysporium、Metarhizium anisopliae、Beauveria bassiana、Beauveria brongniartii及びColletotrichum gloeosporioideが含まれる。
特定の実施形態において、生物学的薬剤は、Actinomycetes、Agrobacterium、Arthrobacter、Alcaligenes、Aureobacterium、Azobacter、Bacillus、Beijerinckia、Bradyrhizobium、Brevibacillus、Burkholderia、Chromobacterium、Clostridium、Clavibacter、Comamonas、Corynebacterium、Curtobacterium、Enterobacter、Flavobacterium、Gluconobacter、Hydrogenophaga属の細菌を含むことができる、
Klebsiella、Metarhizium、Methylobacterium、Paenibacillus、Pasteuria、Photorhabdus、Phyllobacterium、Pseudomonas、Rhizobium、Serratia、Sphingobacterium、Stenotrophomonas、Streptomyces、Variovorax、及びXenorhabdus。
本発明のいくつかの実施形態において、細菌は、Bacillus amyloliquefaciens、Bacillus cereus、Bacillus firmus、Bacillus、lichenformis、Bacillus pumilus、Bacillus sphaericus、Bacillus subtilis、Bacillus thuringiensis、Bradyrhizobium japonicum、Chromobacterium subtsugae、Metarhizium anisopliae、Pasteuria nishizawae、Pasteuria penetrans、Pasteuria usage、Pseudomonas fluorescens、及びStreptomyces lydicusからなる群から選択される。
特定の実施形態において、生物学的薬剤は、Alternaria、Ampelomyces、Aspergillus、Aureobasidium、Beauveria、Colletotrichum、Coniothyrium、Gliocladium、Metarhizium、Muscodor、Paecilomyces、Penicillium、Trichoderma、Typhula、Ulocladium、及びVerticillium属の菌を含むことができる。別の実施形態において、菌は、Beauveria bassiana、Coniothyrium minitans、Gliocladium virens、Muscodor albus、Paecilomyces lilacinus、Penicillium bilaiaeTrichoderma asperellum、Trichoderma polysporum、又はTrichoderma virensである。
種子コーティングのための非限定的な市販の微生物製品は、BASFからのHiStick N/T液体接種剤、同じくBASFからのダイズ接種剤用のVault(登録商標)HP plus Integral(登録商標)、MonsantoからのアクセレロンB-300 SAT、SyngentaからのClariva(登録商標)である。
窒素源は、例えば、尿素、オキサミド、メラミン、ジシアノジアミド、硝酸アンモニウム尿素ホルムアルデヒド、硝酸マグネシウムアンモニウム、硝酸カリウム又はこれらの組み合わせとすることができる。リン源は、例えば、リン酸マグネシウムアンモニウム、メタリン酸アンモニウム、骨粉、ブルーサイト、焼成リン酸、メタリン酸カルシウム、リン酸カルシウム、ポリリン酸カルシウム、ジアミドホスフェート、リン酸マグネシウムカルシウム、リン酸石、リン酸カリウム、リン酸マグネシウム、ピロリン酸一カルシウム二アンモニウム、リン酸オキサミジン、リン酸ウレア、ポリリン酸カリウム、又はこれらの組合せでありうる。NPK(N-P2O5-K2O)肥料は、;14-14-14、16-16-16、20-20-20、18-35-0、16-0-12、0-15-15等から選択することができる。他の微量栄養素を含むNPKのいくつかのグレードが市販されているか、ブレンド又は圧縮によって、又は既知の化学製造プロセスを通して調製することができる。
微量栄養素としては、例えば、ホウ素、亜鉛、マンガン、鉄、銅、モリブデン、塩化物などがあり、即時又は長期送達農業組成物の一部として含有させることができる。
水溶性フィルムは、同一又は異なるポリマー材料のブレンドのキャスティング、ブロー成形、押出成形又はブロー押出成形によって得ることができる。一種の実施形態では、使用に適したポリマー、コポリマー又はその誘導体は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアルキレンオキシド、ポリアクリル酸、セルロース、セルロースエーテル、セルロースエステル、セルロースアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリカルボン酸及びその塩、ポリアミノ酸又はペプチド、ポリアミド、ポリアクリルアミド、マレイン酸/アクリル酸のコポリマー、デンプン及びゼラチンを含む多糖類。キサンタンなどの天然ガム、及びカラギーナン、ポリアクリレート及び水溶性アクリレートコポリマー、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、デキストリン、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、マルトデキストリン、ポリメタクリレート及びこれらの組み合わせ、又はポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールコポリマー及びヒドロキシプロピルメチルセルロース及びこれらの組み合わせから選択される。
崩壊剤は、水との接触時にフィルムの崩壊を補助するのに適した量でフィルム構造体にブレンド又は分散させることができる。米国特許第5272191A号明細書に記載されているような水和アルカリ架橋CMC(カルボキシメチルセルロース)などの可溶性セルロース材料を崩壊剤として使用してもよい。ポリビニルアルコール(PVA)は、水溶性の合成ポリマーである。PVAの多くの異なるグレードが市販されている。PVAポリマーは、完全に(98~100%)、中程度(90~98%)、又は部分的に(70~90%)加水分解されることが可能である。部分的に加水分解されたPVAポリマーが最も好ましい。PVAポリマーの変性又は特殊グレードも使用することができる。
本発明におけるポリマーフィルムの好ましい形態は、予め形成されたフィルムであり、PVOHの予め形成された冷水可溶性フィルムが最も好ましい。本発明で定義される冷水とは、5℃~25℃の温度である。
水溶性フィルムは、市販の供給業者から調達することができる。市販グレードの水溶性フィルムのいくつかの非限定的な例は、AicelloからのPVA及びPVA-コポリマーフィルムグレードのSOLUBLON(登録商標)ブランド、Winston-SalemのAquafilm Inc.からのPVOHフィルム、又はChris Craft(Holland-IL)からのMonosol PVOHフィルム、kuraray、日本合成、その他多くから入手できるその他の任意の水溶性フィルムである。
本発明の一実施形態において、水溶性フィルムは、1℃~50℃、好ましくは5℃~30℃、より好ましくは10℃~20℃の間で可溶性である。
本明細書中の本発明の一実施形態によれば;ワックスなどの可塑剤とともに熱い水蒸気をポリマーフィルムの一方の表面に適用して、表面を非粘着性にすることができる。ワックスコーティングは、フィルムを種子表面に適用する前に別途実施することができる。このプロセスは、US7201819 B2号に詳細に記載されており、その文献は本明細書に組み込まれる。
本発明の別の実施形態において、市販の熱可塑性PVOH樹脂にタルク又はCaCo3(炭酸カルシウム)などの無機鉱物が、フィルムの粘着性を低下させるためにブレンドされる。また、タルク又は炭酸カルシウムの添加により、PVOHフィルムの全体コストが低下し得る。無機鉱物の添加量は、フィルムの重量の5%~50%、より好ましくはフィルムの重量の10%~30%とすることができる。無機鉱物充填PVOH水溶性フィルムの詳細な製造プロセスは、公開論文(デジタルオブジェクト識別子番号doi.org/10.3139/217.2517)に記載されている。
また、水溶性フィルム表面の粘着性を低下させるために、市販の離型剤を用いてもよい。離型剤は、PVOHフィルムの表面に吹き付けてもよい、ロールコーティングしてもよい。水ベース又は溶媒ベースの離型剤を使用してもよい。
無機及び有機の粘着防止剤のいくつかの種類が市販されている。コーティングされた種子は、市販のプランターを用いて土壌に植え付けることができるように、容易に流動可能であることが必要である。本発明の一実施形態において、有機又は無機の粘着防止剤又はスリップ添加剤を製造中に水溶性ポリマーに添加し、粘着防止剤/スリップ添加剤をポリマー構造中に組み込む。冷却すると、これらの粘着防止剤/スリップ添加剤の一部がフィルムの表面に向かって移動し、フィルムの粘着性を低下させる。粘着防止剤は、合成シリカ、石灰石、天然シリカ、タルク、炭酸カルシウム、ゼオライト、並びにハードワックス及び脂肪酸アミドなどの有機添加物からなる群から選択されてもよい。水溶性フィルムの表面エネルギーを低下させる機能を有する任意の化学薬剤を、水溶性フィルムの粘着性を低下させるためのコーティング剤として使用することができる。
本発明のいくつかの実施形態において、ポリマー層がフィルム103の103b上にコーティングされ、ポリマーは液体ラテックス製剤であり得る。表面へのラテックスコーティングはフィルムの平滑性を向上させるために行われる。SBラテックスバインダーなどの水性市販ラテックスを、ロールコーター又はスプレーコーターを用いてフィルムの表面に適用することができ、コーティングを加熱下で乾燥させる。
本発明の一実施形態において、種子をコーティングするために多層フィルムが採用され、少なくとも1つの層は水溶性である。ここで、水溶性層は、種子表面と接触する第1の層である。第1の層の上にある第2の層は、非水溶性フィルムであってもよく、第2の層は、生分解性ポリマーフィルムであってもよく、第2のポリマーフィルムは、ポリマーのマトリックスに分散されたPGAを有していてもよく、PGAは、第1の層と第2の層の界面の間に封入されてもよい。
本発明の別の実施形態において、多層フィルムの水不溶性層は、酸素及び水分の透過を可能にするために、フィルム構造に微細な穿孔を有し得る。層の酸素及び水分の透過は、種子におけるコーティング誘導発芽遅延を阻害し得る。水不溶性フィルムにおける穿孔は、ホットニードル穿孔又はレーザー穿孔機などの市販の機械的穿孔機によって達成されてもよい。
本発明のさらに別の実施形態において、多層フィルムは、溶融フィルム共押出、又は1つのフィルムの別のフィルムへの押出コーティングラミネーションを介して製造されてもよく、例えば、非水溶性層は水溶性フィルムに押出コーティングされ得る。
本発明のさらに別の実施形態において、水溶性層は液体コーティングとして非水溶性層上にコーティングされ、例えば水性コーティング組成物はポリカプロラクトンフィルム上にコーティングされ得る。ここで、水溶性コーティング組成物は、を含み得る。
本発明のさらに別の実施形態において、バイオポリマー又は天然ポリマーは、セルロース誘導体、多糖類、キチン及びキトサンポリマー、タンパク質、又はゼラチンから選択される。コーティング用途に使用できる多数の市販品があり、これらを本発明で使用することができる。
コーティングからの栄養素の放出は、栄養素が種子に対して、種子から発芽した植物に対して、いかなる植物毒性も引き起こさないように設計される。
本発明の一実施形態において、ポリマーコーティングされた肥料は、本発明の実施形態に従って製造されたようなポリマーコーティングされた種子が置かれる近傍に置かれ、ここで、ポリマーコーティングされた肥料は徐放により栄養素を提供し、一方、種子のポリマーコーティングは成長の初期段階において種子が必要とするすべての栄養素を提供し、一方、ポリマーコーティングされた肥料は発芽後及び成長の初期段階で種子の栄養素及び植物保護剤の必要なものを提供し、ポリマーコーティングされた種子及びポリマーコーティングされた肥料は自動化されたプランターを使用して植えられてもよく、ポリマーコーティングされた肥料はポリマーコーティングされた種子の任意の方向に6インチ以内に、好ましくはポリマーコーティングされた種子の位置から5インチ、より好ましくは4インチに置かれてもよく、ポリマーコーティングされた肥料は植物の成長の初期段階の間に発芽直後に栄養素を提供せず、発芽直後と成長の初期段階の種子の必要なものは種子上のコーティングによる栄養素の提供によって満たされる。ポリマーコーティングされた肥料は肥料の芯と混合された又はポリマーコーティング構造中の植物保護剤を有し得る。ポリマーコーティングされた肥料と共に提供される植物保護剤は、遅れた早いリリースであり得る。
本発明の一実施形態によれば、ポリマーコーティングされた種子は以下のものを含む;
a)農業作物生産に使用するための種子、
b)種子の実質的な表面領域を連続的なコーティング層で覆う連続的なポリマーフィルム層;ここで、フィルム層は、種子の全表面積の50%~95%の間、より好ましくは種子の全表面積の70%~90%の間、種子の表面積を覆い、表面積の被覆は均一であり、種子を覆うポリマーフィルムはさらに、種子と接触する表面上にコーティングされたコーティング組成物と、フィルムの反対の表面上の粘着防止コーティングとを含み、コーティング組成物は、結合剤、可塑剤、ワックス、安定剤、加工添加剤、鉱物、顔料、PGAからなる群からの1つ又は複数をさらに含み;ポリマーフィルムコーティングは水溶性であり、ここでコーティング組成物は、種子の総重量の1%~30%、好ましくは種子の総重量の0.1%~10%、より好ましくは種子の総重量の0.1%~5%の間である。
本発明の一実施形態によれば、その狭窄部上にコーティングの即時及び制御放出形態を有するポリマーコーティングされた種子は、以下のものを含む;
a)農業作物生産に使用するための種子、
b)種子の実質的な表面領域を連続的なコーティング層で覆う連続的な第1のポリマーフィルム層;ここで、フィルム層は、種子の全表面積の50%~95%の間、より好ましくは種子の全表面積の70%~90%の間、種子の表面積を覆い、表面積の被覆は均一であり、種子を覆うポリマーフィルムはさらに、種子と接触する表面上にコーティングされたコーティング組成物と、フィルムの反対の表面上の粘着防止コーティングとを含み、コーティング組成物は、結合剤、可塑剤、ワックス、安定剤、加工添加剤、鉱物、顔料、PGAからなる群からの1つ又は複数をさらに含み;ポリマーフィルムコーティングは水溶性であり、ここでコーティング組成物は、種子の総重量の0.1%~30%、好ましくは種子の総重量の0.1%~10%、より好ましくは種子の総重量の0.1%~5%の間である、
c)種子の実質的な表面領域を覆う第2の連続ポリマーフィルム、ここで第2の連続ポリマーフィルムは第1のポリマーフィルムの上に適用され、第2の連続ポリマーフィルムは第2の連続ポリマーフィルムポリマーフィルムのマトリックスに分散されたPGAを含み、第2の連続ポリマーフィルムは下側でコーティング組成物の層でコーティングされてもよく、ここで、下側は、第1の連続ポリマーフィルムの表面と接触する第2の連続ポリマーフィルムの表面として定義され、第2の連続ポリマーフィルムは、生分解性熱可塑性ポリマーフィルムであり得、第2の連続ポリマーフィルムは、第1の連続ポリマーフィルムとは異なる種子の表面領域を覆ってよく、第2の連続ポリマーフィルムの表面被覆は、第1の連続ポリマーフィルムより短いかもしれない、
d)種子と接触し種子の実質的な表面領域を覆う表面にコーティングされたコーティング組成物を有する水溶性の第1のポリマーフィルムでコーティングされた種子が、水との接触によりPGAを放出する一方、非水溶性の第2の連続ポリマーフィルムが、フィルムマトリックスを通じたPGAの溶出又はフィルムが土壌中で分解する際のPGAの放出を通じてPGAを徐放的に放出する。
本発明の一実施形態によれば、連続構造のポリマーフィルムを用いたポリマーコーティングされた種子の製造方法は以下のことを含む:
a)農業種子をハウジングキャビティ上に置くこと、ここでハウジングキャビティは、キャビティの底部にある開口部を通して真空を引くように適合されている;
b)種子の表面に予め形成されたフィルムを適用すること、ここで、予め形成されたフィルムは、連続構造を有するポリマーフィルムと、ポリマーフィルムの第1の表面にコーティングされたコーティング層と、ポリマーフィルムの第2の表面にコーティングされたコーティング層とを含んでいる;
c)ポリマーフィルムに適切な処理を施して、フィルムが真空成形されるのに十分な柔軟性を持つようにフィルムを軟化させること、ここで、適切な処理はフィルムに熱又は水分を加えることであってもよい。
d)種子の表面の周りにフィルムを引っ張る方法で真空を適用し、ポリマーフィルムで種子の実質的な表面領域をコーティングすること。
本発明の一実施形態によれば、ポリマーコーティングされた種子を予め形成されたポリマーフィルムでコーティングする方法は、以下のことを含む:
a)処理された種子をハウジングキャビティ上に置くこと、ここで種子はPGAで処理されている、
b)ハウジングキャビティに収容された複数の種子上に連続構造を有する予め形成されたポリマーフィルムを適用すること、ここで各ハウジングキャビティは少なくとも1つの種子を収容している、
c)ポリマーフィルムに表面処理を施すこと、ここで表面処理は、種子の周りに熱成形するためにフィルムを軟化させるためにフィルムを加熱すること、又はフィルムを軟化させるために水分を適用することを含み得る、
d)前処理された種子の表面の周りにポリマーフィルムを被覆するように、ハウジングキャビティの開口部を通して真空を適用すること。
本発明の一実施形態によれば、種子の表面と種子を封入するポリマーフィルムとの間に乾燥粒子状物質を閉じ込める方法は、以下のことを含む:
a)種子をハウジングキャビティに配置すること、
b)種子の表面に表面変化を生じさせるために、種子表面を表面帯電させること、
c)乾燥粒子状物質に静電気を印加すること、
d)帯電した乾燥粒子状物質を種子の表面に近づけること、ここで、種子の表面と乾燥粒子状物質の反対の電荷が乾燥粒子状物質を種子の表面に付着させるように引き寄せる、
e)真空成形のためにフィルムを柔軟にするために、熱を加えるか、又は水分を用いてポリマーフィルムを軟化させること、
f)種子の上に軟化したフィルムを適用し、種子の表面の周りに軟化したフィルムを真空成形して、種子の実質的な表面領域を連続ポリマーフィルムで覆い、それによって乾燥粒子状物質を種子表面とポリマーフィルムとの間に捕捉すること。
本発明のある実施形態において、ポリマーフィルムは水溶性ポリマーであり、水溶性ポリマーフィルムは、温度1℃~30℃の間の水に可溶である。
本発明のある実施形態において、ポリマーフィルムは水不溶性ポリマーであり、水不溶性ポリマーフィルムはゆっくりと分解される。
本発明のある実施形態において、ポリマーフィルムは、生分解性熱可塑性ポリマーで作られる。
本発明のある実施形態において、ポリマーフィルムは、非生分解性熱可塑性ポリマーで作られる。
本発明のある実施形態において、ポリマーフィルムは、天然起源のポリマーで作られる。
本発明のある実施形態において、コーティング組成物は;ラテックスバインダー、顔料、安定剤、PGAを含み、ここでラテックスバインダーは水溶性であってよく、少なくとも1つのPGAは、殺虫剤、殺菌剤、微生物接種剤、肥料栄養剤を含む群から選択される。
本発明の別の実施形態によれば、種子を互いに一定の距離に保持し、その後、種子の露出表面上に高い固体含有量の液体コーティングを適用することにより、連続コーティングプロセスにおいて無塵かつ自由流動性のポリマーコーティングされた種子が製造される。種子を収容し保持するために、ハウジングキャビティを有する円筒形ドラムを使用することができ、保持された種子の表面にコーティングを適用するために一連のローラー-コーターを採用することができる。
コーティングは、コーティングの各適用の後に乾燥させてもよい。穴のあいたコンベアベルトも、種子を一定の位置に保持するために使用されてもよい。コーティング組成物は、任意の市販されている適用用種子コーティング又は種子処理化学物質であり得る。
高速連続種子コーティング方法は以下を含む:
a)複数の種子を、コーティング中に種子が互いに接触しないように、互いに一定の距離をとって保持すること、
b)種子の露出表面上にコーティング組成物の層を適用すること、ここで、コーティング組成物は、重量ベースで1%~70%の間、好ましくは10%~50%の間、より好ましくは20%~50%の間の固体含有量を有し、コーティングは、種子の全表面積の50%~95%、好ましくは70%~95%、より好ましくは80%~90%の間で、種子の表面積を覆う、
c)コーティングをある程度乾燥させること、ここでコーティングは、第2のコーティング層(必要な場合)の適用前に完全に乾燥させる必要はない、
d)(任意)別のコーティング層を適用すること、
e)プロセスは、必要な回数だけ繰り返され得る。
肥料をコーティングするための水分バリアコーティングされたフィルム
バリアポリマー分散コーティングとしても知られる水分バリアコーティングは、乾燥後に固体無孔又は微孔性フィルムを形成するように、ラテックス(すなわち、微細ポリマー粒子の水性分散液)をベースポリマーフィルムの表面に適用するコーティング技法を意味すると理解される。バリア分散コーティングの目的は、水又は水蒸気に対するバリア層を達成することである。
本発明の一実施形態において、複合ポリマーフィルムは、ポリマーフィルム上に水分バリア層をコーティングすることによって製造される。複合フィルムは、ベースポリマーフィルムと、ベースポリマーフィルム上にコーティングされた水分バリアの層とを備える。水分バリアポリマーは、分散液又はエマルジョンポリマーであり得る。水分バリア分散ラテックスは、PVDC、ポリエチレン、スチレン-アクリル/スチレン-ブタジエンベースの配合物、ワックス(天然及び合成)からなる群から選択することができるが、これらに限定されない。
その他の水分バリアコーティングは、SiOxベースの配合物、AlOxポリマーナノコンポジット、又はミネラル充填組成物を適用することによって達成することができる。水分バリア性を向上させるためのベースポリマーフィルムのバリアコーティングは、よく知られている。
本発明の一実施形態において、生分解性ポリマーフィルムは、生分解性フィルムが組み合わせた乾燥フィルムの総重量の少なくとも70%を構成し、水分バリアが乾燥フィルムの組み合わせた総重量の30%を構成するように、水分バリア分散ポリマーでコーティングされ、より好ましくはその比率は80%と20%であり、さらにより好ましくはその比率は少なくとも90%と10%である。
本発明の別の実施形態において、バリアコーティングされたベースポリマーフィルムのベースポリマーの割合重量は、バリアコーティングされたベースポリマーフィルムの総重量の少なくとも90%である。
例えば、選択され得る市販の水分バリアラテックスは、限定されないが;ベルギーのSolvay CorporationからDiofanのブランド名で販売されているPVDCラテックス、日本の旭化成株式会社からのPVDCラテックス、米国Borchers社のDaranシリーズPVDCラテックス、米国Michelman社のVaporcoat 2200である。
本発明の一実施形態において、9ミクロンの厚さのPLAフィルムが、メイヤーロッドコーターを用いてDiofan 0A50 PVDCラテックスでコーティングされ、1ミクロンのPVDC乾燥厚さは、コーティングを乾燥した後にPLA上に達成される。PLAフィルムとPVDC乾燥フィルムを備える複合フィルムは、複合フィルムの層内に肥料を封入するために粒状肥料に適用されるものである。
本発明の別の実施形態において、ベースポリマーフィルム上に水分バリアラテックスをコーティングするために、接着促進プライマーが必要である。実施形態で使用できる市販のプライマーは、オランダのDSM社のNeorez 610グレード、ドイツのBASF社のEmuldur 381A、日本の三井化学社のTakelac A-310 Takenate A-3/Ethyl Acetateである。プライマーは、主に、バリアラテックスにアンカーを提供するための高い極性を有するポリウレタンベースの接着剤である。実施形態のいくつかにおいて、プライマーをコーティングする前のベースフィルムのコロナ又はプラズマ処理も、プライマーコーティングの適用のための受容性表面の形成に役立ち得る。
本発明の別の実施形態において、ラテックスをベースポリマーフィルムの両面に適用することができる。
本発明のさらに別の実施形態において、ラテックスは、少量の植物成長剤(PGA)を含むように配合されてもよい。
メイヤーロッドコーティング、スロットダイコーティング、ロールコーティング、液体スプレーコーティング、グラビアコーティング、スクリーン印刷コーティングなどの利用可能なコーティング方法のいずれかを、プライマー及び水分バリアコーティングを適用するために使用することができる。
本発明のある実施形態において、AlOxは、真空蒸着法を介して適用されてもよい。
本発明のさらに別の実施形態において、市販のセロファンなどのセルロースベースのフィルムに水分バリアコーティングをコーティングしてもよく、このバリアコーティングされたセルロースフィルムはその後、フィルムを水分軟化させてから基材の周りに真空成形することによって肥料顆粒にコーティングされる。
代替の実施形態
上記の記載はもっぱら例示的なものであることを意図しており、当業者は、開示された本発明の範囲から逸脱することなく、記載された実施形態に変更を加えることができることを認識する。本開示は、特許請求の範囲の主題から逸脱することなく、他の具体的な形態で具現化され得る。本開示は、技術における全ての好適な変更を網羅し、包含することを意図している。本発明の範囲に入る変更は、本開示の検討に照らして、当業者には明らかであり、そのような変更は、添付の特許請求の範囲に入ることを意図している。また、特許請求の範囲は、例に示された好ましい実施形態によって限定されるべきではなく、全体として本記載と一致する最も広い解釈を与えられるべきである。

Claims (60)

  1. コーティングされた基材を製造する方法であって、
    基材を台座に固定すること、
    前記基材上に第1のコーティング層を適用すること、
    前記第1のコーティング層を前記基材の周りに巻き付けて前記基材を実質的にコーティングすることであって、前記第1のコーティング層は、実質的にコーティングされた基材から離れる方に、前記台座の周りに延びる前記第1のコーティング層の余剰コーティングを有する、コーティングすること、
    前記基材から前記台座を引くこと、
    前記第1のコーティング層の前記余剰コーティングからテール部分を形成することであって、前記テール部分は前記基材の表面から角度を付けて延びている、テール部分を形成すること、及び、
    前記テール部分を前記第1のコーティング層にシールして前記基材を封入すること、
    を含む方法。
  2. 前記基材が固体コアである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記台座がピンである、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記ピンを加熱することを含む、請求項3に記載の方法。
  5. 前記ピンが、前記基材の融点よりも高い温度に加熱され、前記基材を前記ピンに固定することが、前記ピンと基材を接触させて、前記ピンの一部を前記基材に埋め込むことを含む、請求項4に記載の方法。
  6. 前記基材を前記台座に固定する前に、第2のコーティング層を前記台座上に適用して前記台座を部分的にコーティングすること、及び前記基材を前記部分的にコーティングされた台座に送達すること、
    を含む、請求項1又は2に記載の方法。
  7. 前記第2のコーティング層を前記台座の周りに熱成形するために前記第2のコーティング層を加熱することを含む、請求項6に記載の方法。
  8. 前記テール部分が、前記第1のコーティング層の余剰コーティング及び前記第2のコーティング層の一部から形成される、請求項6又は7に記載の方法。
  9. 前記台座が、前記基材を前記台座に固定するために真空吸引を提供するように構成されたチャネルを備える、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記固体コアをキャビティ内にフィードすることを含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記台座を、前記基材と結合するために前記キャビティ内に延ばすことを含み、前記台座は、水平変位なしにその長手方向軸に沿って並進する、請求項10に記載の方法。
  12. 前記第1のコーティング層の縁部を、前記キャビティの周囲における横方向表面上に適用すること、及び前記第1のコーティング層の前記縁部を前記キャビティの前記横方向部分から断つことを含む、請求項10又は11に記載の方法。
  13. 前記第1のコーティング層を前記基材の周りに巻き付けることが、前記第1のコーティング層を前記基材の周りに吸引することを含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記第1のコーティング層を前記基材の周りに巻き付けることが、前記第1のコーティング層の周囲に沿って空気を吹き付けることを含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記テール部分を溶融すること、及び前記溶融したテール部分を前記第1のコーティング層に積層することを含む、請求項1~14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記基材が、肥料、農薬、肥料-農薬組み合わせ製品、医薬錠剤、栄養補助食品錠剤、農業用種子、固体食品物品、又は水溶性固体コアである、請求項1~15のいずれか一項に記載の方法。
  17. 基材と、
    前記基材を封入するコーティング層であって、前記基材の実質的な表面領域を覆う主要部分、及び前記基材の表面領域の残りの部分を覆うシール領域を備え、前記主要部分は、前記シール領域でシールされた縁部を有する単一の単体ポリマーフィルムを含む、コーティング層と
    を備えるコーティングされた基材。
  18. 前記基材が固体コアである、請求項17に記載のコーティングされた基材。
  19. 前記基材が、肥料、農薬、肥料-農薬組み合わせ製品、医薬錠剤、栄養補助食品錠剤、農業用種子、固体食品物品、又は水溶性固体コアである、請求項17に記載のコーティングされた基材。
  20. 前記シール領域が、前記基材又は前記コーティング層を形成するポリマーフィルムの少なくとも一方に積層された前記単体ポリマーフィルムの余剰フィルムを含む、請求項17~19のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
  21. 前記コーティング層が、ポリマー、ポリマー加工添加剤、鉱物、顔料、農薬、抗菌剤、熟成防止剤、植物成長剤、微量栄養素、薬学的活性成分、ポリ(ビニルアルコール)、ワックス、粘着性樹脂、粘着剤、殺菌剤、殺虫剤、殺線虫剤、除草剤、微生物及び/又は肥料の少なくとも1つを含む、請求項17~20のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
  22. 前記コーティング層が、熱成形可能なフィルム、真空成形可能なフィルム、生分解性フィルム、非生分解性フィルム、水溶性フィルム、及び/又は非腸溶性フィルムのうちの少なくとも1つである、請求項17~21のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
  23. 前記コーティング層が、前記基材の総重量の約0.1%~30%、好ましくは前記基材の総重量の0.1%~10%、より好ましくは前記基材の総重量の0.1%~5%の間である、請求項17~22のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
  24. 前記シール領域が、前記主要部分よりも厚い厚さを有する、請求項17~23のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
  25. 前記シール領域が、前記コーティングされた基材の総表面の40%未満、好ましくは前記コーティングされた基材の総表面の20%未満、より好ましくは前記コーティングされた基材の総表面の10%未満である、請求項24に記載のコーティングされた基材。
  26. 前記シール領域が、前記コーティング層の前記主要部分と実質的に同じ厚さを有する、請求項17~25のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
  27. 前記シール領域が、前記コーティング層の余剰チューブ状部分を前記基材上に層化された前記コーティング層の隣接部分に結合することによって形成され、前記チューブ状部分は前記コーティング層の縁部を含む、請求項17~26のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
  28. 前記シール領域が、前記余剰チューブ状部分を溶融し、溶融した余剰チューブ状部分を前記コーティング層に積層することによって形成される、請求項27に記載のコーティングされた基材。
  29. 前記シール領域が、前記コーティング層の縁部に結合された補強コーティング層を備える、請求項17~28のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
  30. 前記第1のコーティング層上に、又は前記固体コア上に直接適用された補足コーティング層を備え、前記第2のコーティング層は、前記固体コアを少なくとも部分的に封入する、請求項17~29のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
  31. 請求項1~16のいずれか一項に記載の方法によって作られた、請求項17~30のいずれか一項に記載のコーティングされた基材。
  32. コーティングされた基材を製造するためのシステムであって、
    基材を受け部内にフィードするように構成されたフィード装置であって、前記受け部は相手方台座を有するフィード装置と、
    前記受け部にコーティング層を適用するように構成された第1のコーティング機器と、
    前記基材及び前記台座の一部の周りに前記コーティング層を付勢するように構成された付勢装置とを備え、
    前記台座は、前記相手側受け部に画定された開口部を介して相手側受け部に対して移動可能であり、前記台座は、前記台座上に前記基材を受け取るために前記台座が相手側受け部の中に延ばされる伸長位置と、前記台座が相手方受け部から引き抜かれ、前記台座を前記基材及びコーティング層から切り離して、テール部分を有するコーティングされた基材を形成する引き抜き位置との間で移行するように構成され、
    前記システムはさらに、前記テール部分を前記コーティング層にシールするためのシールシステムを備える、
    システム。
  33. 前記台座が前記基材を受け取る前に前記台座を部分的にコーティングするために、各台座に第2のコーティング層を適用するように構成された第2のコーティング機器を備える、請求項32に記載のシステム。
  34. 各台座が、前記基材と係合するか、又は前記基材から切り離されるために、水平方向の変位なしに前記相手方受け部の前記開口部を通ってその長手方向軸に沿って並進するように構成されている、請求項32又は33に記載のシステム。
  35. 前記受け部が、プレートの表面で画定されるキャビティである、請求項32~24のいずれか一項に記載のシステム。
  36. 前記台座が、前記基材を前記台座に固定するために真空吸引を提供するように構成されたチャネルを画定する、請求項32~35のいずれか一項に記載のシステム。
  37. 前記付勢装置が、前記開口部に真空圧を発生させて、前記基材及び前記台座の一部の周りに前記コーティング層を付勢するように構成された真空ポンプである、請求項32~36のいずれか一項に記載のシステム。
  38. 前記付勢装置が、前記基材及び前記台座の一部の周りに前記コーティング層を付勢するために空気を加圧するように構成された空気ポンプである、請求項32~36のいずれか一項に記載のシステム。
  39. コーティングされた基材を製造するためのシステムであって、
    第1の回転ドラムの表面に位置決めされた複数の受け部を備える第1の回転ドラムと、
    複数の基材を前記第1の回転ドラムにフィードするように構成されたフィード装置であって、各基材は前記複数の受け部のうちの1つにフィードされ、各受け部は相手方台座を有するフィード装置と、
    前記基材を含む前記複数の受け部のそれぞれにコーティング層を適用するように構成された第1のコーティング機器であって、前記複数の受け部のそれぞれが前記第1のコーティング機器を越えて回転するときに前記コーティング層は適用される、第1のコーティング機器と、
    前記基材及び前記台座の一部の周りに前記コーティング層を付勢するように構成された付勢装置とを備え、
    前記複数の受け部のそれぞれの前記相手方台座は、前記相手方受け部に画定された開口部を介してその相手方受け部に対して移動可能であり、前記台座は、前記台座上に前記基材を受け取るために前記台座がその相手方受け部の中に延ばされる伸長位置と、前記台座がその相手方受け部から引き抜かれ、前記基材及び前記コーティング層から前記台座を切り離して、前記テール部分を有するコーティングされた基材を形成する引き抜き位置との間で移行するように移動可能であり、
    前記システムがさらに、前記テール部分を前記コーティング層にシールするためのシールシステムを備える、
    システム。
  40. 各台座が、前記基材に係合するか、又は前記基材から切り離されるために、水平方向の変位なしに前記相手方受け部の前記開口部を通ってその長手方向軸に沿って並進するように構成される、請求項39に記載のシステム。
  41. 第2の回転ドラムの表面に複数の受け部を有する第2の回転ドラムを備え、前記第2の回転ドラムの前記複数の受け部は、前記第1の回転ドラムから前記テール部分を有する前記コーティングされた基材を受け取るように位置決めされ、前記第2の回転ドラム上に位置決めされた前記コーティングされた基材は、前記テール部分が前記第2の回転ドラムから離れる方に位置決めされている、請求項39又は40に記載のシステム。
  42. 前記テール部分を前記コーティング層に積層するためのローラーを備える、請求項41に記載のシステム。
  43. 前記付勢装置が、各受け部が前記フィード装置から前記第2の回転ドラムに隣接する位置の前まで回転するときに各受け部に真空圧力を提供するように構成された真空ボックスを備える、請求項41又は42に記載のシステム。
  44. 各台座が、前記真空ボックスを前記台座に連通するチャネルを画定する、請求項43に記載のシステム。
  45. 前記付勢装置が、前記基材及び前記台座の一部の周囲に前記コーティング層を付勢するために空気を吹き付けるように構成された空気ポンプを備える、請求項39~44のいずれか一項に記載のシステム。
  46. 前記シールシステムが、前記テール部分を前記コーティング層に熱溶融するための熱源を備える、請求項39~45のいずれか一項に記載のシステム。
  47. 前記台座を加熱するための加熱ピンシステムを備え、前記加熱ピンシステムは、前記台座を所望の温度に加熱するための加熱要素を備え、前記台座はピンであって、前記ピンが伸長位置にあるときにスポット溶融によって前記ピンを前記基材に接着するために前記基材と接触するための先端部を有するピンである、請求項39~46のいずれか一項に記載のシステム。
  48. コーティングされた基材を製造するためのシステムであって、
    1つ又は複数の台座を備えるプラットフォームプレートであって、各台座はキャビティプレート上に相手方受け部を有し、
    前記キャビティプレートは、前記キャビティプレートの表面上に位置決めされた1つ又は複数の受け部を備え、各受け部は基材を受けるためのキャビティを画定し、各受け部は前記キャビティプレートを通って延びる開口部を画定する、プラットフォームプレートと、
    各台座又はその相手方受け部に基材をフィードするよう構成されたフィード装置と、
    前記基材を含む前記複数の受け部のそれぞれに第1のコーティング層を適用するように構成されている第1のコーティング機器と、
    前記基材及び各台座の一部の周囲に前記第1のコーティング層を付勢するように構成された第1の付勢装置とを備え、
    前記プラットフォームプレートは、前記相手側受け部に画定された前記開口部を介してその相手側受け部に対して各台座を同時に移動させるために、前記キャビティプレートに対して移動可能であり、前記台座は、台座上で前記基材を受け取るために前記台座がその相手側受け部の中に延ばされる伸長位置と、前記台座がその相手側受け部から引き抜かれて前記台座を前記基材及び第1のコーティング層から切り離してテール部分を有するコーティングされた基材を形成する引き抜き位置との間で移行するように移動可能であり、
    前記システムがさらに、前記テール部分を前記第1のコーティング層にシールするためのシールシステムを備える、
    システム。
  49. 前記プラットフォームプレートを前記キャビティプレートから離れるように付勢し、前記1つ又は複数の台座を前記引き抜き位置に移動させるように構成された第1の付勢部材を備える、請求項48に記載のシステム。
  50. 前記付勢部材が、前記キャビティプレートと前記プラットフォームプレートとの間に位置決めされたばねである、請求項49に記載のシステム。
  51. 前記フィード装置によって前記基材が前記受け部にフィードされる前に、前記受け部に第2のコーティング層を適用するように位置決めされた第2のコーティング機器を備える、請求項48~50のいずれか一項に記載のシステム。
  52. 前記基材が前記フィード装置によって前記受け部にフィードされる前に、各台座の一部の周りに前記第2のコーティング層を付勢するように位置決めされた第2の付勢装置を備える、請求項51に記載のシステム。
  53. 各受け部に固定され、前記基材を受けるための前記キャビティ内に延在する1つ又は複数の切り離し部材を備える、請求項48~52のいずれか一項に記載のシステム。
  54. 前記台座が、前記基材を受けるためのプラットフォームを形成する複数の部材を備え、前記複数の部材は、前記台座が前記伸長位置と前記引き抜き位置との間を移動するときに前記切り離し部材の間を移動するように前記プラットフォームプレート上に位置決めされる、請求項53に記載のシステム。
  55. 前記複数の部材が、三角形の3つの頂点に位置決めされた3つの部材を備える、請求項54に記載のシステム。
  56. 前記複数の部材が、十字形の4つの頂点にある4つの部材を備える、請求項54に記載のシステム。
  57. 前記プラットフォームプレートが、前記複数の部材の中心にそれぞれ概ね位置決めされた複数の真空開口部を画定し、各開口部は、前記複数の真空開口部が前記キャビティプレートの相手方開口部と整列したときに、真空圧力源から前記相手方受け部へ真空圧力を伝えるように構成されている、請求項54~56のいずれか一項に記載のシステム。
  58. 各台座が、前記基材と係合するか、又は前記基材から切り離されるために、水平方向の変位なしにその相手方受け部の前記開口部を通してその長手方向軸に沿って並進するように構成される、請求項48~57のいずれか一項に記載のシステム。
  59. 前記付勢装置が、前記基材及び前記台座の一部の周りに前記コーティング層を付勢するために空気を吹き付けるように構成された空気ポンプを備える、請求項48~58のいずれか一項に記載のシステム。
  60. 前記キャビティプレート及び前記プラットフォームプレートの少なくとも一方に結合され、前記キャビティプレートを前記プラットフォームプレートに対して移動させて各台座を前記伸長位置と引き抜き位置との間で同時に移動させるアクチュエータを備える、請求項48~59のいずれか一項に記載のシステム。
JP2022581706A 2020-07-10 2021-07-09 コーティングされた基材及びその製造方法 Pending JP2023534162A (ja)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063050344P 2020-07-10 2020-07-10
US63/050,344 2020-07-10
US202063062491P 2020-08-07 2020-08-07
US63/062,491 2020-08-07
US202063116940P 2020-11-23 2020-11-23
US63/116,940 2020-11-23
PCT/CA2021/050944 WO2022006678A1 (en) 2020-07-10 2021-07-09 Coated substrates and method of making same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023534162A true JP2023534162A (ja) 2023-08-08

Family

ID=79553357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022581706A Pending JP2023534162A (ja) 2020-07-10 2021-07-09 コーティングされた基材及びその製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240042676A1 (ja)
EP (1) EP4178729A1 (ja)
JP (1) JP2023534162A (ja)
CN (1) CN116075232A (ja)
AU (1) AU2021304692A1 (ja)
CA (1) CA3185326A1 (ja)
WO (1) WO2022006678A1 (ja)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0113403D0 (en) * 2001-06-02 2001-07-25 Bioprogress Tech Int Inc Tablet enrobing
GB0322358D0 (en) * 2003-09-24 2003-10-22 Bioprogress Technology Ltd Improvements in powder compaction and enrobing
CN104837790A (zh) * 2012-08-20 2015-08-12 普兰塔科特有限公司 制造聚合物包覆控释肥料
CN109311773A (zh) * 2016-03-23 2019-02-05 先锋国际良种公司 用于提高作物产量的农业系统、组合物和方法
MX2021005124A (es) * 2018-11-01 2021-06-15 Du Pont Sistemas y metodos para la fabricacion de nucleos agricolas de liberacion controlada.

Also Published As

Publication number Publication date
CA3185326A1 (en) 2022-01-13
WO2022006678A9 (en) 2022-03-31
WO2022006678A1 (en) 2022-01-13
US20240042676A1 (en) 2024-02-08
EP4178729A1 (en) 2023-05-17
AU2021304692A1 (en) 2023-02-09
CN116075232A (zh) 2023-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2344190C (en) Monolithic polymer composition having an activation material
US5741521A (en) Biodegradable controlled release amylaceous material matrix
CN1845668A (zh) 包括连续排列的发芽单元的种子带
US7267858B2 (en) Packaging material for and packaged product of medical supplies and the like
EP1159340B1 (en) Monolithic polymer composition having a releasing material
US20230373878A1 (en) System and method for manufacturing polymer coated controlled release fertilizers
EP2021264A2 (en) Product packaging and methods of making same
EP2885260B1 (en) Manufacturing polymer coated controlled release fertilizers
JP2023534162A (ja) コーティングされた基材及びその製造方法
US6696002B1 (en) Co-continuous interconnecting channel morphology polymer having modified surface properties
AU8630698A (en) Delivery device for agricultural pesticides
US20180214834A1 (en) A process for manufacturing polymer coated, controlled release fertilizer, and related systems
CN114341236A (zh) 抗菌性成型体及其制造方法
Sawatphanit et al. Bioformulation development of Bacillus velezensis strain N1 to control rice bacterial leaf blight
WO1995017819A1 (fr) Preparation d'isothiocyanate d'allyle a liberation controlee, son procede de fabrication et son utilisation
JP2001010684A (ja) 農薬包装袋
US20110130291A1 (en) Dispersible adhesive granules
WO2007042185A2 (en) Granular compositions and methods for combatting rice pests and fungal diseases
CN109822991A (zh) 包装层压板、包装层压板的制造方法以及包装容器
JP2002226287A (ja) 高吸水性樹脂被覆生物活性粒状物およびその製造方法
JP2000226456A (ja) 生分解性プラスチック構成体