JP2824272B2 - 被覆粒状肥料およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、作物への養分要求に合わせて適期に養分の
供給が可能な緩効性が賦与された被覆粒状肥料およびそ
の製造方法に関する。

＜従来の技術＞ 従来、化学肥料の速効性を改善し、緩効性を賦与し、
施肥の省力化、効率化を図るために、粒状肥料を樹脂で
被覆した被覆粒状肥料に関する技術が知られている。ま
ず、樹脂を有機溶媒に溶解して粒状肥料に被覆する方法
として、例えば特公昭60−21952号公報、特公昭60−370
74号公報には、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体を被覆材料として用いる方法、特公昭60−
3040号公報には、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニリ
デン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体の組み合わせ
と水難溶性無機担体との混合体を被覆材料とする方法、
特公昭54−3104号公報には、ポリオレフィン樹脂を被覆
材料とする方法、特公昭44−28457号公報には、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体を被覆材料として用いる方法、
英国特許第954555号明細書には、スチレン化アルキッド
樹脂とフェノール樹脂を被覆材料とする方法、英国特許
第815829号明細書には、スチレン樹脂、塩化ビニル樹
脂、塩化ビニリデン樹脂等を被覆材料として用いる方法
が記載されている。

また、樹脂のエマルジョン、ラテックスを被覆材料と
して用いる方法として、例えば特公昭60−18640号公報
にポリエチレンエマルジョン、ポリ塩化ビニリデンおよ
びその共重合体エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル共
重合体エマルジョン、アクリル樹脂エマルジョンを用い
る方法が示されている。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、樹脂を有機溶媒に溶解して、粒状肥料
に噴霧して被覆肥料を製造する方法には、有機溶媒を使
用するため、その毒性、引火爆発性等に充分な注意が必
要であり、かつ製造時にブロッキングが生じ易いという
問題があった。一方、被覆材料である樹脂をエマルジョ
ンとして用いる方法においては、一般的に樹脂のエマル
ジョンより生成した膜は、有機溶媒を用いて生成した膜
より強度、蒸気通過性等の物性で劣り、また肥料成分が
水溶性であるためにエマルジョン中の水分に溶解し、充
分に溶出制御可能な被覆肥料が製造困難であり、さらに
樹脂の曳糸性によるブロッキングのため肥料の数パーセ
ントしか被覆できない等の問題があった。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明者らは、このような状況の下で被覆粒状肥料に
ついて、上記問題点を解決すべき鋭意検討を行った結
果、塩化ビニルとエチレンのモノマー組成が重量比で約
50:50〜90:10、および塩化ビニルとエチレンのモノマー
合計量に対して、アクリルアミド、メタクリルアミド、
Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルア
クリルアミド、アクリル酸、グリシジルメタクリレート
およびヒドロキシエチルアクリレートから選ばれた官能
性モノマー１種以上を約10重量％以下含有する塩化ビニ
ル−エチレン系共重合体を被覆材料として粒状肥料に対
して約５〜40重量％用いることにより、製造時ブロッキ
ングを生じることなく、植物の生長に即して水中での肥
料成分溶出が充分に進行するように被覆粒状肥料に緩効
性を賦与することができることを見出し、本発明に到達
した。

次に、本発明の被覆粒状肥料の製造法を説明する。

すなわち、被覆材料である上述の塩化ビニル−エチレ
ン系共重合体を粒状肥料に被覆する際、粒状肥料を約40
〜50℃に加温し、同温度の温風にて該被覆材料のエマル
ジョンを噴霧、被覆、乾燥することにより粒状肥料を被
覆した後、約80〜130℃に加熱し、被覆を熟成すること
により目的の被覆粒状肥料を製造することができる。

本発明に用いる粒状肥料は何ら制限はないが、例え
ば、操作上球状に近い形状のものが望ましく、また粒径
は約２〜10mm程度が好ましい。その種類としては、例え
ば尿素、硫安、塩安、硝安、塩化カリ、硫酸カリ、硝酸
カリ、硝酸ソーダ、リン酸アンモニウム、リン酸カリ、
リン酸石灰等の公知の化学肥料、およびこれらを複合し
た化成肥料、高度化学肥料等が挙げられる。

被覆材料としての塩化ビニル−エチレン系共重合体
は、塩化ビニルおよびエチレンを主たるモノマー構成分
とし、更にその合計量に対して約10重量％以下のアクリ
ルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリル
アミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、アクリル
酸、グリシジルメタクリレートおよびヒドロキシエチル
アクリレートから選ばれた官能性モノマー１種以上を含
む共重合体である。該塩化ビニル−エチレン系共重合体
中の塩化ビニルとエチレンのモノマー組成は重量比で約
50:50〜90:10である。エチレンモノマーが約50重量％を
越えると、被覆された粒状肥料間でのブロッキングが生
じ易く、被覆粒状肥料の製造が困難となり、また塩化ビ
ニルモノマーが約90重量％を越えると被膜の収縮性が増
大するため、完全な被覆ができ難くなり、溶出制御が困
難となる。

第３成分としての官能性モノマーは被膜に親水性を賦
与するために使用されるものであって、これを使用しな
い場合に比較して被膜の水透過性が上昇する。その使用
量は、塩化ビニルとエチレンのモノマー合計量に対して
約10重量％以下、好ましくは約１〜10重量％であり、約
10重量％を越えると被膜の耐水性が劣化し、肥料の溶出
が早過ぎる結果となる。

なお、該塩化ビニル−エチレン系共重合体の造膜性、
耐ブロッキング性という特徴をより一層活用するために
組成比の異なる２種以上の塩化ビニル−エチレン系共重
合体を組合せて被覆材料として用いることもできる。

被膜に際して、上記塩化ビニル−エチレン系共重合体
は、エマルジョン、特に水中油型のエマルジョンとして
使用される。このようなエマルジョンは、該共重合体の
構成モノマー成分をエマルジョン重合させて得られたも
のであってもよく、あるいは適宜の重合法で得られた該
共重合体樹脂を溶媒に溶解し、界面活性剤の存在下水に
分散させて調製したものであってもよい。勿論、市販さ
れているものであってもよい。上記の場合の溶媒として
はベンゼン、トルエン、キシレン、ヘプタン、オクタ
ン、エチルシクロヘキサン、トリクロロエチレン、テト
ラクロロエチレン、メチルクロロホルム、四塩化炭素、
テトラクロロエタン、テトラヒドロフランなどが使用出
来る。また、界面活性剤としてはジアルキルスルホコハ
ク酸エステルナトリウム塩、高級アルコール硫酸エステ
ルナトリウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、アルキルピコリウムクロリド、ポリオキシエチレン
アルキルフェニルエーテルサルフェートアンモニウム塩
などが使用されてよい。エマルジョン中の固形分、すな
わち塩化ビニル−エチレン系共重合体の含量は、通常約
10〜60重量％である。

粒状肥料に被覆すべき塩化ビニル−エチレン系共重合
体の量は、通常、粒状肥料に対して約５〜40重量％であ
る。これよりも少なければ、充分な被覆が達成されず、
被膜にピンホールが形成されやすい。これよりも多けれ
ば、その割には溶出速度が速くならず、経済的に不利で
ある。

被覆粒状肥料の製造において、噴霧、被覆時約40℃以
下では乾燥に時間を要し、肥料成分とエマルジョン中水
分の相溶が生じて充分に溶出を制御できる膜を製造でき
ず、また約50℃以上では、共重合体エマルジョン中に含
まれるエチレンや界面活性剤のためブロッキングを生じ
易くなり好ましくない。上述のような約40〜50℃での噴
霧、被覆、乾燥のみで一応の溶出制御可能な被覆粒状肥
料を製造できるが、より完全な被覆粒状肥料にするため
には、膜熟成のために後加熱が必要である。この際、約
80℃以下では熟成効果が充分でなく、約80℃以上の熟成
温度が必要である。また、約130℃以上では膜熟成効果
の増大が見られず、一方、粒状肥料の成分、例えば尿素
の融点に近づくため好ましくない。

なお、必要に応じ、被覆粒状肥料の加熱による熟成に
先立って、適宜の抗ブロッキング剤（滑剤）、例えばろ
う石、タルク、炭酸カルシウム、シリカ等を少量、例え
ば被覆材料である塩化ビニル−エチレン系共重合体に対
し約0.05〜２重量％の割合で添加すれば、熟成時に生じ
る可能性のあるブロッキングをより完全に防止出来る利
点がある。

被覆粒状肥料の製造で用いる粒状肥料を被覆する装置
としては、通常用いられている回転パン型造粒機、流動
層造粒機等の被覆材スプレー装置、または例えば第１図
に示されるような粒状肥料流動装置および加熱温風送風
装置等がついているものであれば、特に限定されるもの
ではない。

本発明の被覆材料を用いて、粒状肥料に被覆する際、
被覆量を多くしたい場合には、被覆−膜熟成の工程を数
回に分けて行ってもよい。

本発明の被覆粒状肥料には、本発明の目的を損なわな
い範囲で殺菌剤、除草剤、殺虫剤、着色剤、および溶出
コントロール剤として界面活性剤、水不溶性無機物質等
を加えてもよい。

＜実施例＞ 次に実施例および比較例により、本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。なお、％は重量％を表わす。

実施例１〜３および比較例１ 本実施例において用いた流動被覆装置を、添付図面の
第１図に示す。粒状肥料支持金網５を備えた流動被覆装
置内に粒状肥料４を装填する。加熱温風導入管２から所
定温度の温風を送って粒状肥料４を流動させながら、被
覆材料を被覆液導入管１より流体ノズル３を通して噴霧
状で粒状肥料４に所定量吹き付ける。後、所定量のタル
クを加熱温風導入管を通して、噴霧、添加し、流動条件
下で空気温度を所定温度に昇温し、所定時間同条件下で
保持する。粒状肥料の被覆は下記の条件で行った。

粒状肥料 尿素（粒径２〜4mm） 粒径肥料投入量 1000g 被覆、乾燥時空気温度 43〜45℃ 膜熟成時空気温度 82℃［実施例１］ 100℃［実施例２］ 130℃［実施例３］ 75℃［比較例１］ 空気量 130m²/Hr スプレー空気圧 1.8kg/cm² 被覆材料の量 粒状肥料の17％ 抗ブロッキング剤（滑剤）（タルク） 被覆材料の0.2
％ 被覆材料としてエチレン、塩化ビニル、アクリルアミ
ドおよびＮ−メチロールアクリルアミドの共重合体［モ
ノマー組成比（重量比）：エチレン21.2％、塩化ビニル
75.0％、アクリルアミド1.9％、Ｎ−メチロールアクリ
ルアミド1.9％］を用い、そのエマルジョンを上記条件
で、尿素を43〜45℃の空気で流動させながら、被覆材料
を約60分間でスプレー噴霧と同時に乾燥した。後、0.2
％のタルクを噴霧、添加し、流動条件下で空気温度を
82℃［実施例１］、100℃［実施例２］、130℃［実
施例３］、75℃［比較例１］に昇温し、約45分同条件
で保持して膜熟成を行い、被覆粒状肥料を製造した。30
℃での水中溶出率は、第１表のとおりである。また実施
例１における30℃での水中溶出率の70日までの変化は、
第２表のとおりである。

実施例４ 実施例１と同条件で尿素の代わりに粒状肥料として高
度化成肥料「えびす○」（N10％、P₂O₅14％、K13％；住
友化学工業会社製）を用い、被覆粒状肥料を製造して、
30℃での水中溶出率は、１日後で1.7％、１週間後で3.4
％であった。

比較例２ 第１図に示す装置を用い、酢酸ビニル−エチレン系共
重合体エマルジョン［スミカフレックス830 （住友化
学工業会社製）；モノマー組成比（重量比）：エチレン
５％、酢酸ビニル42％、塩化ビニル53％］、酢酸ビニル
−エチレン系共重合体エマルジョン［スミカフレックス
850 （住友化学工業会社製）；モノマー組成比（重量
比）：エチレン３％、酢酸ビニル36％、塩化ビニル16
％］および塩化ビニリデン系重合体エマルジョン［Ｌ−
502、Ｌ−511（旭化成工業会社製）］により、実施例１
と同条件でそれぞれ尿素粒径２〜4mmに被覆を行った。
その結果、いずれも製造時ブロッキングを生じ、被覆完
成までに至らなかった。

実施例５ 実施例１と同条件で、被覆材料としてエチレン、塩化
ビニル、アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミ
ドの共重合体［モノマー組成比（重量比）：エチレン2
1.2％、塩化ビニル75.0％、アクリルアミド1.9％、Ｎ−
メチロールアクリルアミド1.9％］と同共重合体［モノ
マー組成比（重量比）：エチレン18.3％、塩化ビニル7
7.9％、アクリルアミド1.9％、Ｎ−メチロールアクリル
アミド1.9％］を重量比3:2で含有するエマルジョンを用
いて、粒状肥料を被覆した。被覆された粒状尿素の30℃
での水中溶出率は、１日後1.3％、１週間後7.9％であっ
た。

実施例６ 実施例５の被覆材料を用い、実施例１と同様な条件で
あるが、被覆材料を半量ずつ２回に分けてスプレー噴
霧、乾燥、膜熟成を行った。得られた被覆粒状尿素の30
℃での水中溶出率は、１日後0.8％、１週間後で2.7％で
あった。

＜発明の効果＞ 本発明により、被覆粒状肥料の製造時ブロッキングを
生じることなく、水中での肥料成分溶出を充分に植物の
生長に即して供給できるように被覆粒状肥料に緩効性が
賦与される。従って、本発明の被覆粒状肥料を使用すれ
ば、従来の肥料に比して、水稲のような穀物の収穫を向
上せしめることが可能である。

本発明の要旨およびその好ましい実施態様を要約して
以下に示す。

（１）塩化ビニルとエチレンのモノマー組成が重量比で
50:50〜90:10、および塩化ビニルとエチレンのモノマー
合計量に対して、下記の官能性モノマー１種以上 アクリルアミド メタクリルアミド Ｎ−メチロールアクリルアミド Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド アクリル酸 グリシジルメタクリレート ヒドロキシエチルアクリレート を10重量％以下含有する塩化ビニル−エチレン系共重合
体を被覆材料として粒状肥料に対して５〜40重量％用い
たことを特徴とする被覆粒状肥料。

（２）粒状肥料の粒径が２〜10mmである第（１）項記載
の被覆粒状肥料。

（３）粒状肥料が、尿素、硫安、塩安、硝安、塩化カ
リ、硫酸カリ、硝酸カリ、硝酸ソーダ、リン酸アンモニ
ウム、リン酸カリおよびリン酸石灰の少くとも１種を含
有するものである第（１）項記載の被覆粒状肥料。

（４）被覆粒状肥料が被覆材料に対して0.05〜２重量％
の抗ブロッキング剤（滑剤）を含有する第（１）項記載
の被覆粒状肥料。

（５）抗ブロッキング剤（滑剤）がろう石、タルク、炭
酸カルシウムおよびシリカから選ばれた少なくとも１種
のものである第（４）項記載の被覆粒状肥料。

（６）塩化ビニルとエチレンのモノマー組成が重量比で
50:50〜90:10、および塩化ビニルとエチレンのモノマー
合計量に対して、下記の官能性モノマー１種以上 アクリルアミド メタクリルアミド Ｎ−メチロールアクリルアミド Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド アクリル酸 グリシジルメタクリレート ヒドロキシエチルアクリレート を10重量％以下含有する塩化ビニル−エチレン系共重合
体を粒状肥料に被覆する際、粒状肥料を40〜50℃に加温
し、同温度の温風にて被覆材料のエマルジョンを噴霧、
乾燥することにより粒状肥料を被覆した後、80〜130℃
に加熱し、被膜を熟成することを特徴とする被覆粒状肥
料の製造方法。

（７）粒状肥料の粒径が２〜10mmである第（６）項記載
の被覆粒状肥料の製造方法。

（８）粒状肥料が、尿素、硫安、塩安、硝安、塩化カ
リ、硫酸カリ、硝酸カリ、硝酸ソーダ、リン酸アンモニ
ウム、リン酸カリおよびリン酸石灰の少くとも１種を含
有するものである第（６）項記載の被覆粒状肥料の製造
方法。

（９）粒状肥料に被覆材料のエマルジョンを噴霧、乾燥
した後、形成された被膜を加熱、熟成するに先立って、
被覆材料に対して0.05〜２重量％の抗ブロッキング剤
（滑剤）を噴霧、添加する第（６）項記載の被覆粒状肥
料の製造方法。

（10）抗ブロッキング剤（滑剤）がろう石、タルク、炭
酸カルシウムおよびシリカから選ばれた少なくとも１種
のものである第（９）項記載の被覆粒状肥料の製造方
法。

（11）塩化ビニルとエチレンのモノマー組成が重量比で
50:50〜90:10、および塩化ビニルとエチレンのモノマー
合計量に対して、下記の官能性モノマー１種以上 アクリルアミド メタクリルアミド Ｎ−メチロールアクリルアミド Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド アクリル酸 グリシジルメタクリレート ヒドロキシエチルアクリレート を10重量％以下含有する塩化ビニル−エチレン系共重合
体からなることを特徴とする粒状肥料被覆材料。

（12）塩化ビニル−エチレン系共重合体を粒状肥料に対
して５〜40重量％の割合で使用する第（11）項記載の粒
状肥料被覆材料。

（13）塩化ビニル−エチレン系共重合体をエマルジョン
の形で使用する第（11）項記載の粒状肥料被覆材料。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例で使用した流動被覆装置を示
す概略説明図である。図中、１〜５は以下のとおりであ
る:1……被覆液導入管、２……加熱温風導入管、３……
流体ノズル、４……粒状肥料、５……粒状肥料支持金
網。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塩化ビニルとエチレンのモノマー組成が重
   量比で50:50〜90:10、および塩化ビニルとエチレンのモ
   ノマー合計量に対して、下記の官能性モノマー１種以上 アクリルアミド メタクリルアミド Ｎ−メチロールアクリルアミド Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド アクリル酸 グリシジルメタクリレート ヒドロキシエチルアクリレート を10重量％以下含有する塩化ビニル−エチレン系共重合
   体を被覆材料として粒状肥料に対して５〜40重量％用い
   たことを特徴とする被覆粒状肥料。
2. 【請求項２】塩化ビニルとエチレンのモノマー組成が重
   量比で50:50〜90:10、および塩化ビニルとエチレンのモ
   ノマー合計量に対して、下記の官能性モノマー１種以上 アクリルアミド メタクリルアミド Ｎ−メチロールアクリルアミド Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド アクリル酸 グリシジルメタクリレート ヒドロキシエチルアクリレート を10重量％以下含有する塩化ビニル−エチレン系共重合
   体を粒状肥料に被覆する際、粒状肥料を40〜50℃に加温
   し、同温度の温風にて被覆材料のエマルジョンを噴霧、
   乾燥することにより粒状肥料を被覆した後、80〜130℃
   に加熱し、被膜を熟成することを特徴とする被覆粒状肥
   料の製造方法。
3. 【請求項３】塩化ビニルとエチレンのモノマー組成が重
   量比で50:50〜90:10、および塩化ビニルとエチレンのモ
   ノマー合計量に対して、下記の官能性モノマー１種以上 アクリルアミド メタクリルアミド Ｎ−メチロールアクリルアミド Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド アクリル酸 グリシジルメタクリレート ヒドロキシエチルアクリレート を10重量％以下含有する塩化ビニル−エチレン系共重合
   体からなることを特徴とする粒状肥料被覆材料。