JP3006774B2 - 改善された硫黄被覆尿素遅緩放出性肥料の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、改善された硫黄−被覆尿素肥料に関する
ものである。さらに詳しくは、本発明は、硫黄−被覆尿
素を液状単量体で被覆し、その単量体を尿素上で重合さ
せることにより、なかんずく改善された衝撃抵抗性を有
する均一被覆を与える硫黄−被覆され、放出が調整され
た肥料を製造する改善方法に向けられている。

背景技術 硫黄−被覆尿素（SCU）の遅緩放出肥料は知られてい
る。硫黄−被覆尿素を製造する通常の方法では、流動床
のヒーターで160゜F〜180゜Fに予熱された1.7〜2.9mmの
範囲の大きさの粒状尿素は、長さ12フィート、直径51/2
フィートの回転式横形円筒ドラムの前端に導入される。
ドラムの内壁にかつその円周回りに等しい間隔をあけて
取付けられる持上げフライト、すなわち、縦の張出し部
は、ドラムが回転するとき、尿素小粒を持上げて落下さ
せる。落下する小粒がドラムを通過する間に、溶融（29
0゜F）硫黄は、ドラムの長さ内に一様に設けられた一連
のノズルから尿素小粒にスプレーされる。溶融硫黄の小
滴は、小粒に接触すると急速に固化する；また充分な数
の溶融硫黄小滴が小粒と接触するとき、粒状尿素上に硫
黄の連続被覆が形成される。この無作為被覆工程におい
て、小粒は尿素上に平均目標厚さ40ミクロン（μｍ）ま
たは約13〜14重量％の硫黄−コーティングで被覆され
る。しかし、ドラムら取出される各種の任意割合の粒剤
は、薄い（＜30μｍ）、中位（30μｍ〜50μｍ）および
厚い（＞50μｍ）硫黄−被覆を有する。

小粒上に形成される結晶性の固体硫黄−被覆は、本来
脆弱で、多くの粒剤のコーティングが薄く、あるいは非
連続的であるから、あるタイプの第２の外層被覆または
シーラントが硫黄−被覆表面にスプレー適用されること
が通例である。通常、これは、硫黄−被覆ドラムに連設
される第２の横形回転ドラム中でなされる。歴史的には
このシーラントは重合した炭化水素、石油−ベースワッ
クス、または高粘度重合体パラフィン油とポリエチレン
の組合せのいずれかであり、それらは、加熱溶融液体と
して、熱いが固体の硫黄−被覆表面にスプレー適用され
る。溶融シーラントは、それが適用される硫黄−被覆尿
素粒剤の温度が、160゜F〜180゜Fでは固化しないので、
液状シーラントは、回転する第２のシーラント被覆ドラ
ム中で落下するとき、それらが粒剤から他の粒剤へ流動
し、すなわち、移動によって、すべての硫黄−被覆粒剤
に比較的一様に分布する。これらのシーラントで被覆さ
れた硫黄−被覆尿素粒剤は、シーラントドラムから取出
されたのち、冷却流動床を通過し、その中でシーラント
は堅いがいくらか粘着性の重合体被覆に固化する。

これらのタイプのシーラントに共通する特徴的粘着性
は、タルク、クレー、シリカまたは珪藻土のようなコン
ディショナーとしてしばしば取扱われる粉末材料を適用
することにより補われる。このコンディショナーの適用
は、通常、硫黄−被覆およびシーラント被覆ドラムに連
接する第３の回転ドラム中の冷却され、重合体被覆され
た硫黄−被覆尿素（PCSCU）になされる。上記のタイプ
の生成物は、米国特許第3,295,950号;3,342,577号;3,87
7,415号;3,903,333号;3,991,225号および5,219,465号に
記載されている。

これらの硫黄−被覆尿素生成物は、製品として良好な
遅緩放出特性を有するが、被覆の耐衝撃性および耐摩耗
性は低い。その被覆の機械的劣化は、ゆっくりした放出
性を顕著に低下させるような取扱い、輸送、混合および
適用操作の結果として起こる。それゆえ、なお改善され
た生成物が望まれている。

発明の開示 本発明は、改善された性質を有する硫黄−被覆遅緩放
出肥料類の製造方法を提供する。この発明の方法によれ
ば、通常の方法の熱溶融重合体液状シーラントは、熱硫
黄−被覆尿素粒剤の表面に適用するとき、重合して堅く
非粘着性で水に不溶性の重合体被覆シーラントを形成す
る特定の液状単量体類によって置き換えられる。この粘
着性のないシーラント形成工程は、コンディショナー適
用の必要を除去する。液状単量体類は、MDI（４、４−
ジフェニルメタンジイソシアネート）のようなジイソシ
アネート類およびDEG（ジエチレングリコール）とTEA
（トリエタノールアミン）とのポリオール混合物であ
る。TEAは、反応性ポリオールおよび触媒として貢献す
る。

驚くべきことに、DEG−TEAポリオールは、通常の熱溶
融重合体シーラントや米国特許第5,219,465号（Goertz
ら）に記載されるような他のジイソシアネート−ポリオ
ール反応重合体、あるいは低分子量EG（エチレングリコ
ール）−TEAポリオール混合物類よりも遥かに優れた結
果を与えることがわかった。DEG:TEAポリオール混合物
は、2.5:1.0〜4.5:1.0、好ましくは3.5:1.0の割合で予
め混合されたものが、シーラントドラムの長さ全体に一
様に間隔をあけた位置に別々に取付けられた適用ノズル
に別個のポンプにより貯蔵タンクから送り込まれる。そ
の多くのノズルの位置は、尿素の供給割合とSCUに適用
される反応重合体シーラントのパーセンテージによって
決定される。MDIは、各ポリオールノズル位置に続く箇
所に置かれた固定ノズルに別個のポンプにより貯蔵タン
クから送り込まれる。通常１個のノズルのセットポジシ
ョンは、硫黄−被覆尿素粒剤に適用される重合体のそれ
ぞれ１％に対して必要である。各ノズルのセットポジシ
ョンに送り込まれる液状ポリオール（Ｐ）とMDI（Ｍ）
の量は、（Ｐ）：（Ｍ）の化学量論量比であって、これ
は非粘着で耐久力のある耐衝撃性表面を与える重合体シ
ーラント特性を生じさせる最適反応重合をかなえさせる
ものである。この（Ｐ）：（Ｍ）の割合は、0.33:1〜0.
45:1の範囲内であり、好ましくは0.39:1である。

DEGポリオール単独、またはDEGの相対的に高い濃度で
の規定されたTEAを含有するそれぞれと共に、他のより
高い同価重量のポリオールとの混合物が通常のホットメ
ルト重合体または前述の米国特許第5,219,465号に記載
されるような他のMDI−ポリオール反応重合体よりずっ
と優れた性能を与えることが見出された。そのような比
較は、本質的に等しいシーラント重量でかつ硫黄含有重
量％で、同じ大きさの粒剤上に共通して２％のシーラン
トと13％の硫黄コーティングでなされる。

図面の簡単な説明 図面は本発明の方法のフローダイヤグラムを示す図で
ある。

発明の詳細な説明 図面に関して、粒径範囲2.3mmと表示される1.7〜2.9m
mの粒径範囲を有する尿素小粒を流動床予熱器10に供給
し、小粒を熱風で加熱する。160゜F〜180゜Fの範囲内の
温度に予備加熱された尿素小粒は、次いで、回転ドラム
に供給され、一連の噴霧ノズルで、硫黄の固化温度235
゜F以上の約280〜310゜Fの温度の溶融硫黄を噴霧するこ
とにより被覆される。硫黄−被覆された尿素小粒は、次
にドラム20から複数の固定位置に取付けられたノズルを
含有する第２の回転ドラム30に移され、別々に供給され
るジエチレングリコールとMDIのようなジイソシアネー
トとでSCU粒剤は、一斉に被覆される。液体DEG−TEAポ
リオール混合物と液体ジイソシアネート混合物は、ドラ
ム30内をころげ落ちる硫黄−被覆尿素粒剤の表面で反応
し、またあるいは重合する。重合後、この重合体が被覆
された約170゜Fの温度の硫黄−被覆尿素粒剤は、95゜F
〜115゜Fの範囲の温度に空気冷却される。冷却後、その
粒剤は、粘度調整のためにスクリーン50に供給され、調
整後、コンベヤ60によって貯蔵所に移送される。

芝草のための商業的混合肥料に用いられる最も普通の
大きさの粒剤用の“レギュラーサイズ”として2.4mmと
表示される1.7mm〜3.0mmの粒径範囲の反応した重合体被
覆SCU（PCSCU）生成物の好ましい組成物は下記の通りで
ある。

表１に示されるように、最も好ましい配合処方Ａは、
ポリオールとしてDEGとTEAの混合物を含有するのに対
し、配合処方Ｂは、配合処方Ａのポリオールの一部を、
TEAの適当量を含有する高当量ポリエステルポリオール
で置き換えたポリオール混合物を有する。

ポリオール混合物（Ｐ）のジイソシアネート（Ｍ）に
対する割合およびDEGまたはDEGプラスポリエステルポリ
オールのTEA触媒ポリオールに対する割合を表２に示
す。

この発明のPCSCU生成物の改善された衝撃抵抗性を、
次のテストでの尿素を減少する放出割合により測定し
た。

１）25フィート落下衝撃テストにかけたPCSCU粒剤の20
℃の水に２時間の浸漬テスト、および ２）その後、30℃で７日間、１）に記載の水浸漬テスト
を継続。

次表においては、好ましい配合処方のこの品質の性能
特性を、本質的に同じ重量割合の硫黄とシーラントの他
の方法による配合組成物と比較した。

表３から明らかなように、本発明のシーラントは、重
合ワックスシーラントまたは溶剤分散シーラトのいずれ
かを超えた実質的な改善を提供する。この改善された耐
衝撃性は、その高官能基と結合して、DEGとTEA分子の特
異的に小さな分子の大きさと形のために、前述のバラン
スで高い官能性MDIと反応するとき、明らかに高い衝撃
強度と表面硬さを特性をもつ剛直なポリウレタンシーラ
ント被覆をつくると思料される。特に、三官能性アミン
に基づく自己−触媒性ポリオールTEAは、DEGと適切にバ
ランスするとき、MDIと重合して、この法外な結果を生
ずるのである。

さらに、そのポリオールとMDI単量体間の重合反応
は、硫黄−被覆小粒上のそれら未反応の液体の流れを容
易にするため、表面的には十分遅延する。回転ドラム中
で、ころげ落ちるすべての粒剤表面への液体のこの流動
は、耐衝撃性重合体シーラントとなるように計画された
化学量論的重合をさせる単量体反応成分間の親密な接触
と混合を与える。さらに、この反応遅延は、小粒上の硫
黄の被覆厚さにかかわりなく、液体をすべての粒間に均
一な厚さの重合体シーラントに塗り広げる。それゆえ、
すべての硫黄−被覆粒剤は、それらの表面に重合体防護
シーラントを有する。

この発明に記載の範囲内で硫黄−被覆尿素肥料に各種
変更がなされ得ることは当業者には明らかであろう。そ
のような当業者の能力の範囲内の変更は、本発明の一部
を形成し、また付加請求項により包含される。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−38361（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−505470（ＪＰ，Ａ) 米国特許4969947（ＵＳ，Ａ) 米国特許3903333（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C05G 3/00 103 C05C 9/00 C05G 5/00 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記工程： １）予備加熱された粒状尿素を溶融硫黄で被覆して予定
   された範囲内の名目厚さを有する被覆を形成させる工
   程； ２）工程１）の硫黄−被覆粒状尿素を、ジイソシアネー
   トおよびジエチレングリコールとトリエタノールアミン
   のポリオール混合物よりなる反応性単量体類で被覆し、
   前記硫黄−被覆粒状尿素の表面でその単量体類を重合し
   て耐衝撃性の重合体シーラント被覆を形成させる工程；
   および、 ３）工程２）の重合体被覆硫黄−被覆粒状尿素を冷却す
   る工程； を含む硫黄−被覆尿素粒状肥料の製造方法。
2. 【請求項２】ジイソシアネートが主として、４、４−ジ
   フェニルメタンジイソシアネートからなる請求項１に記
   載の方法。
3. 【請求項３】ジエチレングリコール−トリエタノールア
   ミン重合体混合物の少しばかりが、高分子量ポリエステ
   ルポリオーで置き換えられる請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】ジエチレングリコールとトリエタノールア
   ミンの重合割合が、2.5:1〜4.5:1である請求項４に記載
   の方法。
5. 【請求項５】ジエチレングリコール−トリエタノールア
   ミンの重量割合が、3.5:1である請求項４に記載の方
   法。
6. 【請求項６】液体ポリオール対ジイソシアネートの重量
   割合が、0.33:1〜0.45:1の範囲内である請求項４に記載
   の方法。
7. 【請求項７】ポリオール対ジイソシアネートの割合が、
   3.9:1である請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法
   によって製造された硫黄−被覆尿素粒状肥料。