JP3171255B2

JP3171255B2 - 顆粒状徐放性肥料組成物とその製造方法

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Publication number: JP3171255B2
Application number: JP50760891A
Authority: JP
Inventors: ギャラント，ウィリアム・エドワード; ゲルツ，ハーヴィー・エム; マーティネツ，リチャード
Original assignee: オーエムエス・インベストメンツ・インコーポレーテッド
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1991-03-27
Publication date: 2001-05-28
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: NO180440B; IL97727A0; JPH05506636A; WO1991015439A1; US5102440A; NO923830L; FI102607B1; CA2079329C; DE69115474D1; AU640322B2; FI102607B; ES2082204T3; ATE131464T1; DE69115474T2; EP0523178A1; FI924463A; NO180440C; IL97727A; FI924463A0; EP0523178A4

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明はキャリヤーを含まない、顆粒状の徐放性肥料
組成物の製造方法と生ずる生成物とに関する。

キャリヤーを含まない、顆粒状の徐放性肥料組成物の
多様な製造方法が公知であり、特に肥料用途の尿素とホ
ルムアルデヒドとの制御放出性又は徐放性反応生成物の
製造方法は公知である。例えば、このようなキャリヤー
を含まない生成物は尿素−ホルムアルデヒド樹脂を反応
させて、固体シートを得て、これを粉砕し、ふるい分け
して、好ましい粒度を有する顆粒状生成物を得ることに
よって製造されている。生成物の製造に用いられる、典
型的なU/Fモル比は1.1〜2.1の範囲内であり、生ずる生
成物は主として長鎖メチレン尿素ポリマー（すなわち、
テトラメチレン五尿素（TMPU）とより長鎖のポリマー）
を含む。このような生成物と製造方法は例えば米国特許
第3,198,761号に開示されている。

キャリヤーを含まない、顆粒状の徐放性肥料組成物の
他の公知の製造方法は例えば米国特許第3,076,700号、
第3,705,794号及び第3,989,470号に開示される。これら
のキャリヤーを含まない生成物は本質的に尿素−ホルム
アルデヒド樹脂を反応させて、硬質フォームを得て、こ
れを乾燥、粉砕し、好ましい粒度にふるい分けすること
によって製造される。これらの方法に用いられる典型的
なU/Fモル比は1.3〜2.4の範囲内であり；窒素のみの生
成物の製造にのみ適する米国特許第3,198,761号に開示
されるテクノロジーに反して、これらの特許に開示され
る方法は発泡反応の前の樹脂中に例えばリン及び／又は
カリウム塩のような、他の微粉状添加剤をスラリー化す
ることによって複合肥料を製造するというフレキシビリ
ティを有する。これらの方法によって製造される生成物
は主として中間鎖長のメチレン尿素ポリマー（すなわち
トリメチレン四尿素（TMTU）とより長鎖のポリマー）を
含む。

米国特許第4,025,329号はキャリヤーを含まない生成
物の他の製造方法を開示する。この方法では、例えば米
国特許第3,705,794号と第3,989,470号の開示に従って顆
粒状生成物を形成してから、顆粒を他の栄養素又は有害
生物殺滅剤と共に圧縮して、均一な組成と粒度とを有す
る生成物を製造する。この徐放性生成物の製造に用いら
れるU/Fモル比は1.3〜2.4の範囲内であり、製造される
顆粒の密度は1.4より大きく、粒度は30メッシュより大
きく、顆粒の実質的に全てが3:1未満の最大／最小顆粒
比を有する。

米国特許第4,378,238号と第4,411,683号は特に、メチ
レン二尿素（MDU）及びジメチレン三尿素（DMTU）とし
てのポリマー窒素を少なくとも60％有するキャリヤーを
含まない徐放性顆粒状生成物の製造方法を開示する。こ
こに開示されたキャリヤーを含まない生成物の製造方法
は２段階プロセスであり、最初に尿素、ホルムアルデヒ
ド、アンモニアを高温において反応させてメチロール尿
素を製造する。次に、第２段階では、反応混合物に直接
酸を添加し、酸性化混合物を反応させ、縮合反応生成物
を乾燥させ、粉砕して、最終生成物を得る。これらのキ
ャリヤーを含まない生成物のための典型的なU/Fモル比
は1.9〜2.2の範囲である。

尿素形肥料製品の他の実験的製造方法は、Thomas P.
Murray等による「溶融尿素とホルムアルデヒドとの反応
（Reactions of Molten Urea with Formaldehyd
e）」なる名称の論文［Ind.Eng.Chem.Prod.Res.Dev.、1
985、420−425頁に発表］に開示される。これに開示さ
れた方法は130〜140℃の温度において溶融尿素中にパラ
ホルムアルデヒドを混入することによる又はパラホルム
アルデヒドと尿素とを予め混合し、固体混合物を撹拌し
ながら130℃に加熱することによる溶融尿素とホルムア
ルデヒドとの反応を含む。その後、いずれかの方法から
生ずる溶融反応混合物を冷却して、固体シートを形成
し、次にこのシートを粉砕する。この発表に述べられて
いる実験室規模条件下で用いられるU/Fモル比は0.5〜1
6.2の範囲内である。

しかし、今までに公知のキャリヤーを含まない徐放性
顆粒状肥料組成物の製造方法はそれによって製造される
生成物の物理的もしくは化学的特性及び／又は製造の経
済性の点である種の欠点を有することが判明している。
例えば、米国特許第3,198,761号に開示された方法は窒
素のみの肥料に限定されている。さらに、この方法によ
って製造される生成物は、例えば切り芝及びショートシ
ーゾン（short season）作物のようなある種の用途に
はあまり適さない窒素放出パターンを示すことが判明し
ている。同様に、上記論文に開示された実験的方法の使
用から生ずる生成物は窒素のみの肥料組成物にのみ限定
される。

米国特許第3,076,700号、第3,705,794号及び第3,989,
470号に開示された方法は生成物中に広範囲なＮ−Ｐ−
Ｋ微量元素比を生ずることができるという点で進歩性を
有し、窒素のみの製品に限定されない。しかし、これら
の方法も尿素−ホルムアルデヒド樹脂中に縮合反応に不
利な影響を与えずにスラリー化されうる固体量の限定と
いう観点からＮ−Ｐ−Ｋ比が制限される。さらに、米国
特許第3,076,700号、第3,705,794号及び第3,989,470号
の開示に従って製造された生成物は実際に脆く、ダステ
ィであることが判明している。

特許第4,025,329号の方法は均一粒度の高密度顆粒生
成物を製造する。この方法はまた生成物中への他の肥料
成分の配合を可能にし、製造可能なＮ−Ｐ−Ｋ微量元素
比に関してフレキシビリティを有する。しかし、生成物
は、製造プロセス中に生成物を貯蔵容器から注入すると
きに生成物にダストが表面付着することに起因するダス
トプルーム（plume）問題を有する。さらに、製造され
る生成物は米国特許第3,076,700号、第3,705,794号及び
第3,989,470号に開示された方法に関して上述した問題
と同じ性能問題を有する。さらに、これらの高密度生成
物は芝生へのそれらの使用に関して分散性問題を有する
ことが判明している。これに関して、これらの生成物は
施用後に芝生全体（turf canopy）に浸透するために充
分に分散しない。従って、生成物は表面に留まり、シュ
ーズ、ゴルフボール等にそれらが芝生上を移動するとき
に付着する。

キャリヤーを含まない製品に関する米国特許第4,378,
238号と第4,411,683号に関しては、これらの方法が商業
的に受容されるキャリヤーを含まない製品を製造するた
めに経済的に、容易に実施することができないことが判
明している。ここで述べるキャリヤーを含まない製品と
は、顆粒構造を最終製品にするために液体を吸収するこ
とのできる吸収性キャリヤーを用いない製品を含むよう
に意図される。すなわちキャリヤーベースド（carrier
based）系では、製品量が原料物質量の合計に非常に
近似する。これがキャリヤーが生成物形成時の量構造を
構成する理由である。吸収キャリヤーベースド系では生
成物／供給材料量比（P/F）は本質的に１である。実験
的測定は0.9〜1.1の範囲を示している。本発明の生成物
の形成では使用を必要とされない、一般的に用いられる
キャリヤーの典型的な例はバーミキュル石、パーライ
ト、コーンコブ（corncob）である。

従って、先行技術方法のいずれも、例えば方法の費用
効果性、尿素−ホルムアルデヒド反応生成物中に添加剤
を含める可能性及び生成物の物理的性質のような、方法
又は生成物の欠点のために、キャリヤーを含まない顆粒
状徐放性肥料組成物の製造に適さない。物理的性質の点
では、先行技術生成物はダスティング及び分散性に関し
て好ましくない特性を示している。

発明の概要顆粒状のキャリヤーを含まない徐放性窒素含有肥料製
品の費用効果的製造方法を提供することが、本発明の第
１目的である。

本発明の他の目的は、植物栄養素、例えば除草剤、殺
虫剤、殺菌剤等のような有害生物殺滅剤を含む、広範囲
な添加剤成分の、生成物の物理的及び化学的性質に不利
な影響を与えない、好ましい濃度又は量での配合に容易
に適した、キャリヤーを含まない徐放性窒素含有肥料製
品の製造方法を提供することである。

さらに他の目的は、例えば製品中の窒素ポリマー鎖
長、製品の使用時に示される窒素放出パターン、製品の
硬度とダストを含まない性質及び製品の分散特性に関し
て、好ましい物理的及び化学的性質を有するキャリヤー
を含まない徐放性窒素含有肥料製品を提供することであ
る。

本発明のより特有の目的は、約2.4〜13.3の範囲内のU
/F比を有する溶融尿素−ホルムアルデヒド樹脂から形成
された尿素−ホルムアルデヒド樹脂マトリックス内に共
に結合した小粒状原料物質からの、キャリヤーを含まな
い徐放性顆粒状メチレン尿素肥料製品の製造方法及びそ
れによって製造される製品を提供することである。

本発明の上記その他の目的は、尿素対ホルムアルデヒ
ドのモル比が2.4〜13.3の範囲内である、尿素とホルム
アルデヒドの混合物を製造し、混合物中のホルムアルデ
ヒドの本質的に全てが完全に反応し、溶融もしくは液状
尿素−ホルムアルデヒド樹脂が形成されるまで反応混合
物を加熱することを含む方法によって達成される。次
に、溶融尿素−ホルムアルデヒド樹脂を小さい、微粉状
固体原料物質粒子上に噴霧する、尿素−ホルムアルデヒ
ド樹脂は好ましいサイズの顆粒状生成物を製造するため
のバインダーとして作用し、尿素−ホルムアルデヒド樹
脂によって形成されるマトリックス内に固体粒子を凝集
させる。生ずる生成物を冷却させ、凝固させて、窒素徐
放性を有する、キャリヤーを含まない硬質顆粒状生成物
を得る。最終生成物は下記試験方法によって測定して、
顆粒状物質が機械的加工に耐えうること（すなわち、そ
の耐摩耗性）を示す、約0.850〜約1.000の範囲内の摩耗
指数を有する： 1.顆粒状生成物の100g試験サンプルを−６＋16メッシュ
顆粒に対しては14USメッシュ又は−10＋25メッシュ顆粒
に対しては25USメッシュの下限にまで予めふるい分けす
る； 2.ステンレス鋼球（総重量500gを有する5/8インチ直径
球約31個）を試験サンプルと共にスクリーンに加えた； 3.顆粒状試験サンプルとステンレス鋼球とを含むスクリ
ーンを、スクリーンの下方に配置された回収パンを含む
蓋付きRotapシーブシェーカー（sieve shaker）（ハン
マー付き）内に入れた； 4.Rotapアセンブリを５分間作動させ、その後、球をス
クリーンから取り出し、リミットスクリーン（limit
screen）上の最終生成物を秤量した； 5.生成物最終重量／その初期重量（すなわち100g）の比
を測定して、摩耗指数を算出した。

詳細な説明本発明の方法では、好ましいメチレン尿素鎖長と最終
生成物中に望ましい窒素徐放性レベルとに依存して、2.
4〜13.3の範囲内の尿素／ホルムアルデヒドモル比を
有する尿素／ホルムアルデヒド混合物を製造する。この
反応混合物をを次に約250゜F〜約285゜Fの温度に加熱
し、混合物の加熱を混合物中のホルムアルデヒドの本質
的に全てが完全に反応し、溶融もしくは液状尿素−ホル
ムアルデヒド樹脂が形成されるまでの時間続ける。好ま
しくは、この加熱を約1/2〜２時間、最も好ましくは約
１時間実施する。通常は、この加熱操作中に、混合物中
の水の少なくとも約60％が混合物から蒸発するが、水分
を反応後に任意に適当な手段によって除去することもで
きる。

本発明の方法はキャリヤーを用いない製品の製造を意
図される。その代わりに、小さい微粉状固体原料物質粒
子を、これらの粒子上に加熱工程から生じる溶融尿素−
ホルムアルデヒド樹脂を制御された速度で、粒子が本質
的に共に「粘着」して、最終顆粒状生成物を形成するよ
うに、噴霧することによって、肥料顆粒に形成する。溶
融樹脂を噴霧する固体粒子のサイズは本発明の生成物の
製造における決定的な要素である。特に、約40〜90の範
囲内の、サイズガイドナンバー（Size Guide Num
ber）（SGN）として表された粒度が本発明への使用に受
容されると判明しているが、約45〜65のSGN範囲が好ま
しい。ここで用いるサイズガイドナンバー（SGN）
は小数点以下２桁までのmmで表現し、100を乗じた「平
均粒子」の算出直径である。さらに正確には、SGNは全
粒子群を２等分し、半分は全ての大きいサイズの粒子を
含み、他の半分は全ての小さいサイズの粒子を含むよう
にする。

本発明において微粒状生成物の製造に用いるための微
粉状固体粒子組成物は特に、一次、二次及び微量元素栄
養素の供給源、有害生物殺滅剤、補助剤又は例えばフィ
ラーのような、他の好ましい添加剤を含む、広範囲な固
体原料物質から選択される物質である。従って、本発明
の方法は例えば粒状P₂O₅又はK₂O又はK₂SO₄としてリン及
び／又はカリウム栄養素を配合し、望ましい場合には、
多様な他の植物栄養素、微量要素、有害生物殺滅剤、並
びに他の添加剤及び補助剤を含めることによって、広範
囲なＮ−Ｐ−Ｋ比を有する適当な顆粒状製品を製造する
ための実際に無限の可能性を提供する。

本発明の方法の実施では、回転ドラム又は例えば流動
床もしくはパグミル等の他の適当な凝集装置のような適
当な噴霧室において、溶融尿素−ホルムアルデヒド樹脂
を微粉状固体粒子に噴霧する。樹脂の添加率は好ましい
顆粒の形成に重要であることが判明している。例えば、
噴霧率があまり低いと、適当な凝集が達成されない。こ
れに関して、Ｎ−Ｐ−Ｋ粒子に対する溶融尿素−ホルム
アルデヒド樹脂の好ましい噴霧率「生成物中の樹脂重
量％／添加剤重量％として表現して）は約0.5〜5.0の
範囲内であることが判明している。噴霧中の噴霧樹脂及
び噴霧室内の周囲環境の温度は好ましい物理的性質を有
する生成物の製造に重要であることが判明した。特に、
尿素−ホルムアルデヒド樹脂によって形成されるマトリ
ックス内に微粉状粒子を融合又は結合させるために、噴
霧後の樹脂の温度は凝固させるほど充分に冷却しなけれ
ばならない。室の温度に関して、室は樹脂が液状又は溶
融状態に留まることなく凝固するほど充分に冷却されう
るようなレベルに維持されなければならない。樹脂を噴
霧された粒子が160゜Fを越える温度では「粘着性」又は
「ガム状」になることが判明しているので、好ましく
は、室の温度は約160゜Fを越えるべきではない。

本発明の最終顆粒状生成物の製造方法は、先行技術方
法の多くの場合と同様に、pH依存性でないことを留意す
べきである。さらに、噴霧室から出る生成物が本発明の
完成顆粒状生成物を構成するのであり、本質的に全ての
先行技術生成物の製造において標準的な実施であったよ
うな、分離した予備磨砕又は粉砕段階が最終顆粒状生成
物の製造のために不要であることを特に注意すべきであ
る。この特徴は本発明の方法を先行技術系よりも操作に
おいてより一層エネルギー効果的にし、今までに可能で
あったよりも低い資本出費でのその実施を可能にする。

本発明の方法では、顆粒状生成物を噴霧室から取り出
した後、顆粒状生成物を冷却し、顆粒を硬化させ、最終
生成物の取り扱いを容易にする。次に、顆粒をふるい分
けして、「オーバーサイズ」顆粒と「微粉」を分離す
る。「オーバーサイズ」顆粒は二次粉砕操作で粉砕し
て、顆粒サイズを減じて、再ふるい分けする。「微粉」
又はアンダーサイズ顆粒はさらに顆粒形成のために噴霧
室又は凝集装置に直接再循環させる。この結果のふるい
分け済み「オン−サイズ」顆粒状窒素含有肥料製品は包
装及び分配できる状態である。これらの顆粒状製品は高
度の物理的結合性と硬度を有し、均一な粒度を有し、化
学組成において均質であることが判明している。さら
に、この方法によって製造される生成物はダストを含ま
ず、水と接触した場合に容易に分散され、「ドロップ
スプレッダー」に入れてで、芝生に施用する場合に同じ
顆粒サイズの先行技術のＮ−Ｐ−Ｋ肥料と比較して、有
意に低いプッシュ力を要することが判明した。

さらに、本発明の最終生成物のマトリックス構造を形
成する尿素−ホルムアルデヒド樹脂のU/F比は、メチレ
ン尿素ポリマー分布と生成物の窒素放出特性とを支配す
る。このように、本発明によって製造される生成物は、
例えばメチレン二尿素（MDU）のような徐放性を有する
化合物として少なくとも15％の総窒素を含み、生成物中
に必要なレベルの徐放性窒素を有するために約13.3まで
のU/F比によって製造される徐放性窒素生成物である。
本発明の生成物に用いられるU/F比の下限は約2.4である
ことが判明しており、U/F比の好ましい範囲は約2.7から
約13.3までである。これに関して、尿素含量に比べて比
較的少ないホルムアルデヒド使用量が先行技術の商業的
に入手可能な製剤に比べて顕著な経済的利点をもたらす
ことを留意すべきである。

下記実施例は上記方法による本発明の実施を特に説明
するものである。全ての部と％は他に指示しないかぎり
重量によるものである。

実施例１カリウムの塩化物（KCl）とリン酸一アンモニウム（M
AP）の微粉状粒子を、固体として、KCl 189lb./時（2.
7立方フィート／時）と、MAP 171lb./時（2.9立方フィ
ート／時）の速度でドラムグラムニューレーターに配
量した。ここに用いた固体KClとMAP原料物質の粒度を下
記に示す：これらの粒状固体の顆粒化は回転ドラムの移動床上の
原料物質粒子は尿素とメチレン尿素の溶融樹脂組成物を
1939lb./時（21.0立方フィート／時）の速度で噴霧する
ことによって達成された。溶融樹脂組成物は4.0のU/Fモ
ル比を有し、1488lb./時の速度で供給される小球状尿素
と、327lb./時の速度で供給される尿素−ホルムアルデ
ヒドコンセントレートとを撹拌タンク反応器中で混合
し、混合物を275゜Fの温度に加熱することによって製造
された。用いた尿素−ホルムアルデヒドコンセントレ
ートはUFC−85、実質的な量の遊離ホルムアルデヒドと
ジメチロール尿素とを含む、ホルムアルデヒドと尿素と
の初期縮合溶液（precondensed solution）であった。
反応器中の滞留時間は１時間であり、この時間中混合物
は275゜Fに維持された。この１時間の期間中に、U/F縮
合反応は本質的に完成し、混合物中の本質的に全てのホ
ルムアルデヒドは完全に反応し、混合物中の水（反応の
水とUFC−85からの水）は蒸発によって除去されて、水
3.8％を含む、尿素と重合メチレン尿素とから成る溶融
樹脂組成物1639lb./時の製造をもたらした。

溶融樹脂を原料物質粒子に、4.6の樹脂／固体比（樹
脂重量％／原料物質重量％の比に等しい、樹脂供給
速度／固体原料物質供給速度）で噴霧し、生ずる凝集
顆粒を冷却し、−10＋25メッシュサイズ（U.S.シーブ）
にふるい分けした。オーバーサイズ顆粒を粉砕し、再ふ
るい分けした。アンダーサイズ顆粒又は「微粉」はさら
に凝集させるためにドラムグラニュレーターに戻し
た。

生ずる生成物は25U.S.メッシュリミットスクリー
ンを用いて上記方法によって測定して、0.954の摩耗指
数を有した。さらに、生成物は42.0lb./立方フィートの
嵩密度を有し、2000.0lb./時（47.0立方フィート／時）
の速度で製造された。この生成物の生成物／供給材料
（P/F）の量比は1.79であった。さらに、最終生成物は
シーブネスト中の各シーブ上に保持される下記％の生
成物を基準としてサイズガイドナンバー（SGN）で
表現した平均粒度 127.2を有した。

製造された生成物は下記化学分析値（重量％）を有
し、高い樹脂／固体比を有する、キャリヤーを含まな
い、制御放出性顆粒状Ｎ−Ｐ−Ｋ肥料であった：総Ｎ−
36.0;総P₂O₅−4.2;総K₂O−5.7;総H₂O−0.8;pHは5.2であ
った。また、この生成物は尿素Ｎ 54.0％とアンモニア
Ｎ 0.8％を含む、総窒素％として54.8の速放性（fast
release）窒素含量をも有する。徐放性又は制御放出
性窒素含量は総窒素％として45.2であった。

実施例２実施例１の方法に従って、実施例１と同じ速度で供給
される同じ原料物質及び同じ率で噴霧される樹脂組成物
を用いて、第２生成物を製造した。しかし、この実施例
で製造された生成物の顆粒サイズは、顆粒（顆粒がドラ
ムグラニュレーターから放出され、冷却された後に）
を−６＋14メッシュサイズ（U.S.シーブ）にふるい分け
することによって、拡大した。

生ずる生成物の分析は実施例１の生成物と本質的に同
じである化学的性質を示したが、下記表に記載する物理
的性質は実質的に大きい顆粒サイズ（SGN−197.4）と、
ほぼ同じ嵩密度（42.6lb./立方フィート）を示す。14U.
S.メッシュリミットスクリーンを用いて上記方法に
よって測定した、この生成物のP/Fの量比は0.925であっ
た。

実施例３この実施例は、吸収性キャリヤーを用いることなく、
比較的低い樹脂／固体比で製造された、徐放性顆粒状Ｎ
−Ｐ−Ｋ生成物（31−３−12）の製造を説明する。

カリウムの塩化物（KCl）とリン酸一アンモニウム（M
AP）の微粉状粒子（実施例１の原料物質の記載粒度と同
じ粒度を有する）を、固体として、KCl 421lb./時（6.
0立方フィート／時）と、MAP 131lb./時（2.2立方フィ
ート／時）の速度でドラムグラムニューレーターに配
量した。

これらの粒状固体の顆粒化は回転ドラムの移動床上の
原料物質粒子に尿素とメチレン尿素の溶融樹脂組成物を
1448.0lb./時（18.6立方フィート／時）の速度で噴霧す
ることによって達成された。溶融樹脂組成物は4.0のU/F
モル比を有し、1315lb./時の速度で供給される小球状尿
素と、289lb./時の速度で供給される尿素−ホルムアル
デヒドコンセントレート（UFC−85）とを撹拌タンク
反応器中で混合し、混合物を275゜Fの温度に加熱するこ
とによって製造された。反応器中の滞留時間は１時間で
あり、この時間中混合物は275゜Fに維持された。この１
時間の期間中に、U/F縮合反応は本質的に完成し、混合
物中の本質的に全てのホルムアルデヒドは完全に反応
し、混合物中の水（反応の水とUFC−85からの水）は蒸
発によって除去されて、水3.8％を含む、尿素と重合メ
チレン尿素とから成る溶融樹脂組成物1448.0lb./時の製
造をもたらした。

溶融樹脂を原料物質粒子に、2.6の樹脂／固体比（樹
脂重量％／原料物質重量％の比に等しい、樹脂供給
速度／固体原料物質供給速度）で噴霧し、生ずる凝集
顆粒を冷却し、−10＋25メッシュサイズ（U.S.シーブ）
にふるい分けした。オーバーサイズ顆粒を粉砕し、再ふ
るい分けした。アンダーサイズ顆粒又は「微粉」はさら
に凝集させるためにドラムグラニュレーターに戻し
た。

生ずる生成物は25U.S.メッシュリミットスクリー
ンを用いて上記方法によって測定して、0.992の摩耗指
数を有した。さらに、生成物は43.4lb./立方フィートの
嵩密度を有し、2000.0lb./時（46.1立方フィート／時）
の速度で製造された。この生成物の生成物／供給材料
（P/F）の量比は1.72であり、最終生成物はシーブネ
スト中の各シーブ上に保持される下記％の生成物を基準
としてサイズガイドナンバー（SGN）で表現した平
均粒度 141.3を有した：製造された生成物は下記化学分析値（重量％）を有し
た：総Ｎ−31.7;総P₂O₅−3.2;総K₂O−12.6;総H₂O−0.9;
pHは5.4であった。また、この生成物は尿素Ｎ 51.0％
とアンモニアＮ 0.6％を含む、総窒素％として51.6の
速放性窒素含量をも有した。徐放性又は制御放出性窒素
含量は総窒素％として48.4であった。

実施例４本実施例は、実施例３によって製造された製造物に類
似する徐放性顆粒Ｎ−Ｐ−Ｋ製造物の製造について説明
したものである。但し、製造物中のカリウム源として硫
酸のカリウム（K₂SO₄）粒子を代用した。用いた尿素−
ホルムアルデヒド樹脂のU/Fモル比は、U/F−3.4と可成
低かった。

微細に粉砕した硫酸のカリウム塩（K₂SO₄）粒子及び
リン酸モノアンモニウム（MAP）を、固体の状態とし
て、それぞれ433ポンド／時（4.9立方フィート／時）及
び135ポンド／時（2.2立方フィート／時）の速度で計量
し、ドラムグラニュレーターに入れた。本実施例におい
て使用した固体のK₂SO₄及びMAP原料の粒径は以下の通り
であった：これらの固体粒子の造粒は、回転ドラムの移動床上で
原料粒子に尿素及びメチレン尿素の溶融樹脂組成物を14
32.0ポンド／時（18.4立方フィート／時）の速度でスプ
レーすることによって達成される。溶融樹脂組成物のモ
ル比は3.4であった。溶融樹脂組成物は、粒子化した尿
素及び尿素−ホルムアルデヒド濃縮物（UFC−85）を、
それぞれ1277ポンド／時及び333ポンド／時の速度で撹
拌槽反応器に供給して混合し、そして混合物を275゜Fま
で加熱して調製した。反応器内の滞留時間は１時間であ
り、その間、混合物の温度を275゜Fに維持した。この時
間内にU/F縮合反応は本質的に完了し、混合物中のホル
ムアルデヒドの本質的に全てが十分に反応した。そし
て、混合物中の水（反応による水及びUFC−85に由来す
る水）は蒸発によって除去された。その結果、溶融樹脂
組成物が1432.0ポンド／時の速度で製造された。該溶融
樹脂組成物は、3.8％の水を含有する重合化されたメチ
レン尿素と尿素とから成っていた。

溶融樹脂を原料粒子上にスプレーした。原料粒子に対
する溶融樹脂の比は2.5であった（この比は、溶融樹脂
の供給速度／原料粒子供給速度であり、溶融樹脂の重量
パーセント／原料粒子の重量パーセントと等価であ
る）。それ結果得られた凝集顆粒を冷却し、マイナス10
プラス25メッシュの篩で篩分けした（米国篩）。篩分け
されなかった大きなサイズの顆粒は粉砕して再び篩分け
した。篩分けされた顆粒又は微細顆粒はドラムグラニュ
レーターに戻して更に凝集せしめた。

その結果得られた製造物の摩耗指数は0.981であっ
た。摩耗指数の測定は、上述した手順に従い、25米国メ
ッシュリミットスクリーンを用いて行われた。更に、得
られた製造物の嵩密度は42.9ポンド／立方フィートであ
り、2000,0ポンド／時（46.6立方フィート／時）の速度
で製造された。製造物を製造するための供給原料に対す
る製造物の容積比（P/F）は1.83であった。更に、サイ
ズガイド数（Size Guide Number:SGN）として表した最
終製造物の平均粒径は、145.4であった。該SGNは以下に
示すように、入れ子になった篩中のそれぞれの篩上に残
った製造物のパーセンテージに基づくものである。

製造された製造物は、以下の化学組成を有していた
（重量％）：総窒素−31.5;総P₂O₅−3.3;総K₂SO₄−10.
5;総H₂O−1.1。pHは5.3であった。また、製造物の速放
性窒素含有率は、総窒素の46.6パーセントであり、46.0
％の尿素由来の窒素とアンモニア由来の窒素とを含んで
いた。徐放性窒素又は放出制御性窒素の含有率は、全窒
素の53.4パーセントであった。

実施例５カリウムの硫酸塩（K₂SO₄）の微細固体粒子をドラム
粗砕機中にK₂SO₄2511ポンド／時間（28.2立方フィート
／時間）の速度で計量することによってＮ−Ｐ−Ｋ生成
物（16−０−30）を製造した。ここで用いた固体K₂SO₄
原料の粒径は、88.8のSGNを有する実施例４に示したも
のと同等であった。

粒子の粒状化は、尿素及びメチレン尿素の溶融樹脂組
成物と共に回転ドラムの移動床上に1489ポンド／時間
（19.1立方フィート／時間）の速度で原料粒子を噴霧す
ることによって行った。溶融樹脂組成物は、4.0のモル
比を有するものであり、1352ポンド／時間の速度で供給
される粒状にされた尿素と、297ポンド／時間の速度で
供給される尿素／ホルムアルデヒド縮合物（UFC−85）
とを、撹拌されたタンク反応容器中で混合し、混合物を
275゜Fの温度に加熱することによって調製した。反応容
器中の残留時間は１時間であり、この間混合物は275゜F
に保持した。この１時間の間でU/F縮合反応は実質的に
完了し、混合物中の実質的に全てのホルムアルデヒドは
完全に反応し、混合物中の水（反応水及びUFC−85から
の水）を蒸発によって除去することにより、尿素及び重
合メチレン尿素から構成され、水3.8％を含む溶融樹脂
が1489ポンド／時間で製造された。

溶融樹脂を、原料粒子上に、0.6の樹脂／固体比（樹
脂の供給速度／固体原料の供給速度、即ち樹脂の重量％
／原料の重量％と同等である）で噴霧し、次に得られた
凝集粒状物を冷却し、−10,＋25のメッシュサイズ（米
国篩）にスクリーニングした。大きすぎる粒子は粉砕
し、再度スクリーニングにかけた。小さすぎる粒子又は
「微粒子」は、更なる凝集のためにドラム粗砕機に戻し
た。

得られた生成物は、25メッシュの米国リミットスクリ
ーンを用いて上記に示した工程によって測定すると0.86
0の摩耗係数を有していた。更に、生成物は、56.7ポン
ド／立方フィートの嵩密度を有し、4000.0ポンド／時間
（70.5立方フィート／時間）の速度で製造された。生成
物のための供給材料に対する生成物の容量比（P/F）は
1.49であった。更に、最終生成物は、篩組のそれぞれの
篩上に残留した以下の生成物の割合に基づいてサイズガ
イドナンバー（SGN）で示すと107.3の平均粒径を有して
いた。

生成した生成物は、以下の化学分析値を有していた
（重量％）：全Ｎ＝16.0;全P₂O₅＝0;全K₂SO₄＝30.6;全H
₂O＝0.4。pHは8.0であった。また、生成物は尿素から誘
導して55.0という全窒素の％としての速解離性窒素含有
率を有していた。全窒素％としての生成物の遅又は制御
解離性窒素含有率は45.0であった。

実施例６吸収剤キヤリヤーとして膨張したひる石を使用して顆
粒構造の最終製品を与える、2.4よりも大きいUF比をも
つ従来技術のものの対照試料を調製した。この吸収剤キ
ヤリヤーの存在により、この製品のＮ−ＰＫ分析値を
希釈した。例えば、実施例１で製した製品に類似したＮ
−Ｐ−Ｋ比をもつキヤリヤー系製品は、吸収剤キヤリヤ
ーの希釈の理由で30.2−3.1−4.0分析を有することが見
いだされた。

この実施例の分析のために使用する対照製品は、67.9
％（重量）の尿素／メチレン尿素樹脂（u/F＝4.0）を各
々19.5重量％、6.5重量％および6.1重量％の膨張ひる
石、微細に分割したKCl及びMAP上に噴霧することにより
製した。樹脂は多孔性ひる石に吸収されると同時にこの
キヤリヤーの表面を濡らす。最終製品は25ポンド／立方
フイートの嵩密度および118.0の平均粒径（SGN）を有し
た。吸収剤キヤリヤーの存在のせいで、製品の体積は本
質的に原材料の体積と等しかった（P/F体積比＝0.9）。

本実施例の対照製品を製造するのに使用できるひる石
キヤリヤーの最少量を決定するために追加の製品を調製
した。これらの製品は、もはやUF樹脂を吸収できない点
まで膨張ひる石の量を少なくしたこと以外は、上述と同
様にして調製した。この量は原材料の8.9重量％に等し
かった。得られた製品は34.6−3.7−4.6分析値を有し
た。その嵩密度は34.0ポンド／立方フイートであった。
製品対供給量の体積比（P/F）は1.1であり、吸収剤キヤ
リヤー系製品の場合には製品の体積は原材料の体積の合
計に本質的に等しいことを示した。

実施例７この実施例は、米国特許第4,025,329号明細書の開示
にしたがって製した従来のキヤリヤーのない製品と比較
して、分散性、ダスチングおよび製品利用性に関して、
本発明の製品の利点を例証する。比較試験の目的のため
に、本発明の代表的な試料として実施例３および５の製
品を使用した。

製品の分散性に関して、これは、散水後の芝冠（turf
canopy）内に分散して降りていくことの製品の能力に
関連して製品の重要な特徴であることに気付かれる。こ
れはパット用グリーンのような密生した芝において本質
的に重要である。分散に失敗すると、斑点のあるグリー
ンとなる反応、靴や道具によりめくり取られた部分や長
い間製品が見えるように残るような性能問題をもたら
す。

分散性を定量する実験室試験を工夫した。次の手順を
使用した。すなわち、 1.材料を−12,＋16メッシュ（米国篩）サイズに篩分け
して異なる粒径の影響を取り除く。

2.10.00gの試料を400mlのビーカーに秤量する。

3.100mlの蒸留水を加える。

4.3分間、マグネチック・スターラーで定常的に撹拌す
る（６スピード単位のスピード＃２）。

5.ビーカーの内容物を25メッシュ篩（米国篩）に注ぐ。

ビーカーを100mlの蒸留水ですすぐ。

6.15秒間、篩上の肥料をフレア型のノズルより低圧の水
流ですすぐ。

7.篩の内容物を予め秤量した一枚の褐色紙に移す。カウ
ンタートップを篩で鋭くコツコツたたくことにより肥料
を充分に取り除く。

8.この紙を乾燥するまで乾燥用オーブン（50〜70℃）に
入れる。

9.紙を冷却する。紙と肥料とを秤量して残っている肥料
の重量を決定する。

10.分散率％を計算する。

100×（10.00−ｒ）/10.00＝分散率％式中、ｒ＝残っている肥料の重量この試験手順に従い、実施例３および５の製品並びに
米国特許第4,025,329号明細書の開示に従って製した同
様の（Ｎ−Ｐ−Ｋ）分析値の製品について、分散率を決
定した。この試験の結果は下記の通りである。

上記表にした結果より、本発明の製品は優れた分散製
特性を示すことが分かり得る。

本発明の製品が米国特許第4,025,329の開示に従って
製した製品である同様の分析値を有する従来品よりも少
ない押し込み作用力しか要求されずかつ「落下散布器
（drop spreader）」により適していることを例証する
ために別の試験を実施した。

これを示すために、すべての試料を特定の篩寸法（−
12,＋16メッシュ、米国篩）に篩がけして、粒径の影響
を除いた。実験室用モデルの「落下散布器」（Scott M
odel PF−３）のホッパーに材料を充填し、そのため撹
拌棒が覆われた。この散布器を「８」にセットした。押
し込み作用力を、「閉」の位置の流量制御棒で散布器の
軸を回すのに必要なトルクを測定することにより決定し
た。この試験の結果は以下の通りであった。

示されているように、本発明の品は、比較試料よりも
「落下散布器」を用いて施用するのにより実質的に少な
い押し込み作用力ですむことが示された。

本発明の製品が、同様の分析値の従来試料に共通のダ
スチング性質に関する固有の問題を有しないということ
を示すためにさらに別の試験を実施した。

実施例３および５からの試料並びに米国特許第4,025,
329号明細書に開示に従って製した従来試料を特定の顆
粒の寸法（−12,＋16メッシュ、米国篩）に篩分けし
て、小顆粒の影響を除去した。各篩分け処理した材料
（各々300g）を3/8インチのオリフイスの漏斗より10〜1
6g/秒の速度で注ぎ、漏斗より１フイート下に置いた400
mlのビーカーに集めた。ビーカーにぶつかって発生する
粉煙りがあるかないかを観察し、その結果を下記の表に
示した。

試験試料のすべてを微細な顆粒を除くために篩分けし
たが、従来品試料は袋から注ぐときなお粉煙りを発生し
た。これは、製造処理中のダストの表面付着によるもの
である。本発明の製品は当該製品に付着する表面ダスト
はなく、結果として粉煙りを生じなかった。

本発明を肥料組成物の特定の実施例で例証した。その
他の多くの栄養素並びに微小栄養素、除草剤、殺真菌剤
および殺虫剤のような制御用薬剤を本発明の方法により
製造される製品に使用してもよい。他の添加剤の例は米
国特許第3,076,700号、第3,231,363号および第3,705,79
4号各明細書に示されている。その他の添加剤は、Farm
Chemicals '90、Meister Publishing Company発
行,1990に記載されているのと同様である。使用できる
その他の農薬は、Pesticide Manual,第６版,British
Crop Protection Council発行,1980に示されている。
使用できるその他の除草剤は、Weed Control,第２版,1
962,Robbins等,McGraw−Hill Book Company,Inc.発
行,New York,New Yorkに示されている。配合剤中に使
用できるその他の肥料用栄養素は、Commercial Fertil
izers,第５版,1955,Collings,McGraw−Hill Book,Inc.
発行,New York,New Yorkに示されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ゲルツ，ハーヴィー・エムアメリカ合衆国オハイオ州43040，メリーズヴィル，ヒントン・ミル・ロード 13261 (72)発明者マーティネツ，リチャードアメリカ合衆国オハイオ州43235，コロンバス，ストーン・コート 7106 (56)参考文献特開昭63−282183（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−17161（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−151085（ＪＰ，Ａ) 特公昭43−7815（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭40−8091（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭36−18460（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C05C 9/02 C05D 9/02 C05G 3/00 - 3/02 B01J 2/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】顆粒が約0.850〜約1.000の摩耗指数を有す
る、キャリヤーを含まない、固体顆粒状徐放性尿素−ホ
ルムアルデヒド肥料組成物の製造方法であって、次の工
程： 2.4〜13.3の範囲内の尿素対ホルムアルデヒドモル比
において尿素とホルムアルデヒドとを混合し、生じた混
合物を混合物中のホルムアルデヒドの実質的に全てが完
全に反応するまで加熱することによって溶融した尿素−
ホルムアルデヒド樹脂組成物を製造する工程；前記溶融尿素−ホルムアルデヒド樹脂組成物を微粉状固
体粒子に噴霧し、前記噴霧生成物を冷却して、前記樹脂
組成物を凝固させてマトリックスを形成し、前記固体粒
子をマトリックス内部に結合させる工程を含む当該固体顆粒状徐放性尿素−ホルムアルデヒド肥
料組成物の製造方法。
【請求項２】前記加熱を約250゜F〜約285゜Fの温度にお
いて実施する請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記加熱を約1/2〜約２時間の期間実施す
る請求項２に記載の方法。
【請求項４】前記噴霧を約0.5〜約5.0（樹脂組成物の重
量％／微粉状固体粒子の重量％）の率で実施する請求項
１記載の方法。
【請求項５】前記固体粒子が約40〜90SGNの範囲内の粒
度を有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】前記固体粒子が一次、二次及び微量元素植
物栄養素、微量要素、有害生物殺滅剤及びこれらの混合
物から成る群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項７】前記加熱を混合物中の水の少なくとも60％
を蒸発させるために充分な期間実施する請求項１に記載
の方法。
【請求項８】前記溶融尿素−ホルムアルデヒド樹脂組成
物を樹脂が充分に冷却されて凝固するような噴霧室内の
周囲温度を有する噴霧室において前記粒子上に噴霧する
請求項１に記載の方法。
【請求項９】前記噴霧室内の前記温度が約160゜F未満で
ある請求項８に記載の方法。
【請求項１０】前記噴霧室が回転ドラムである請求項８
に記載の方法。
【請求項１１】約0.850〜約1.000の摩耗指数を有するメ
チレン尿素からなる硬質顆粒から本質的に成り、前記顆
粒の各々が、不活性キャリヤーが本質的に存在しない微
粒状固体粒状物質を含み、前記顆粒が2.4〜13.3の範囲
内の尿素対ホルムアルデヒドモル比を有する、本質的
に完全に反応した溶融尿素−ホルムアルデヒド樹脂組成
物を前記粒状物質に噴霧し、生じた噴霧生成物を冷却し
て、前記樹脂組成物を凝固させてマトリックスを形成
し、前記固体粒子をマトリックス内部に結合せしめられ
ている、キャリヤーを含まない、顆粒状徐放性メチレン
尿素肥料組成物。
【請求項１２】前記本質的に完全に反応した溶融尿素−
ホルムアルデヒド樹脂組成物が、2.4〜13.3の範囲内の
尿素対ホルムアルデヒドモル比において尿素とホルム
アルデヒドとの反応混合物を製造し、前記反応混合物を
混合物中のホルムアルデヒドの本質的に全てが完全に反
応し、前記溶融組成物が形成されるまで加熱することに
よって製造される請求項11に記載の肥料組成物。
【請求項１３】前記反応混合物を約250゜F〜約285゜Fの
温度において加熱する請求項12に記載の肥料組成物。
【請求項１４】前記混合物を約1/2〜約２時間の間加熱
する請求項12に記載の肥料組成物。
【請求項１５】前記粒状物質が約40〜90SGNの範囲内の
粒度を有する請求項11に記載の肥料組成物。
【請求項１６】前記微粉状固体粒状物質が一次、二次及
び微量元素植物栄養素、微量要素、有害生物殺滅剤及び
これらの混合物から成る群から選択される請求項11に記
載の肥料組成物。
【請求項１７】形成される前記顆粒がＮ−Ｐ−Ｋ肥料で
ある請求項11に記載の肥料組成物。