JP4159789B2

JP4159789B2 - 農薬粒剤の改善された製造方法

Info

Publication number: JP4159789B2
Application number: JP2002055187A
Authority: JP
Inventors: 修二小澤; 大輔岸; 宏一長島
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc; Nippon Soda Co Ltd
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc; Nippon Soda Co Ltd
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: JP2003252702A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は土壌に施用する徐放性農薬粒剤の製造方法に関する。更に詳しくは、該農薬粒剤の生産効率を高めた製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の農業分野においては、低コスト化、省力化を指向して急速にその栽培規模、栽培方法が変革されてきている。それに対応するように農薬の散布方法に関する技術革新が進み、各種省力型製剤及び散布方法が検討されるようになり、これまでは不可能と思われてきた農薬製剤が開発されている。その一例として、農薬製剤からの農薬活性成分の放出を長期間持続する徐放化製剤の開発が挙げられる。この製剤は、その徐放化機構により、これまで環境中に流亡するなどして有効に植物体へ吸収されなかった農薬活性成分を効率よく植物体へ吸収させることができるため、長期間の植物体内濃度の維持が可能となり、ひいては長期間の病害虫防除を達成することができる。そのため長期にわたって農薬活性成分の効力を持続させる徐放化製剤は理想的な製剤である。
【０００３】
このような農薬活性成分の放出を制御した農薬製剤の製造方法として、ＷＯ９５／０９５３２号には農薬活性成分、融点５０℃以上の疎水性物質及び吸油能を有する物質を含有する農薬組成物を、該疎水性物質の融点以上の加熱条件下で押し出し造粒する方法が、ＷＯ９５／２８８３５号には融点などの物性が異なる複数のワックス及び農薬活性成分を必須成分として多軸型エクストルーダーにより、使用するワックスのうち、最も高い融点のワックスの融点以下に、エクストルーダーのバレル及びダイスの温度を設定して、混練、押し出し造粒を一括して行う、農薬含有ワックスマトリックスの製法が開示されている。この方法では、エクストルーダーのバレル及びダイスの設定温度を、使用するワックスのうち最も高い融点のワックスの融点より５〜３０℃程度低い温度に設定することが望ましいことも開示している。また、特開２０００−２６２０６号公報には農薬活性成分、融点が６０℃以上で農薬活性成分の融点未満でかつ酸価が一定範囲内のエステル系疎水性物質、及び無機系希釈担体を加熱しながら混合し、造粒する方法が開示されている。
【０００４】
ＷＯ９５／０９５３２号記載の方法では、該疎水性物質の融点以上で押し出し造粒を行うため、押し出し直後の造粒物の表面は溶融した疎水性物質が付着しており、そのため、造粒物がベトついており、ダンゴ状の造粒物生成量が多く、低い生産効率に難点があった。
【０００５】
ＷＯ９５／２８８３５号には、エクストルーダーのバレル及びダイの設定温度しか開示していなく、本発明者が本方法を実施しても、粉体が多い規格外品が多く、生産効率は悪かった。
【０００６】
特開２０００−２６２０６号公報においても、造粒時の温度条件の具体的な開示はされていない。
【０００７】
つまり、農薬活性成分、熱可塑性材料、及び無機系希釈担体からなる農薬粒剤の製造方法において、農薬活性成分の徐放性を保持したままで、高い生産効率を得ることができる製造方法として、押し出し造粒時の好適な温度条件は知られていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、農薬活性成分、１種類の熱可塑性材料、及び無機系希釈担体からなる農薬粒剤において、均質な徐放性を維持するとともに安定、且つ高い生産性を達成し得る製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、これらの課題を解決すべく、（ｉ）混合工程、（ｉｉ）混練工程、（ｉｉｉ）押し出し工程を通して製造される農薬粒剤の製造条件について鋭意検討した結果、農薬活性成分、１種類の熱可塑性材料、及び無機系希釈担体からなる農薬組成物を押し出し造粒する際、熱可塑性材料の凝固点以上、融点未満の温度で、押し出し造粒を行うことにより、製造により生じる不良品が減少し、高い生産性が確保できることを見い出し、本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］農薬活性成分、１種類の熱可塑性材料、及び無機系希釈担体からなる農薬粒剤を、（ｉ）混合工程、（ｉｉ）混練工程、（ｉｉｉ）押し出し工程を通して製造する方法において、該熱可塑性材料の凝固点以上、融点未満の温度で、押し出し造粒を行うことを特徴とする農薬粒剤の製造方法。
［２］農薬活性成分が水溶解度６０ｐｐｍ以上の物質であることを特徴とする［１］記載の農薬粒剤の製造方法。
［３］農薬活性成分がニテンピラム、イミダクロプリド、アセタミプリド、3-(2-クロロチアゾール-5-イルメチル)-5-メチル-1,3,5-オキサジアジナン-4-イリデン-N-（ニトロ）アミン（一般名チアメトキサム）、(E)-1-(2-クロロ-1,3-チアゾール-5-イルメチル)-3-メチル-2-ニトログアニジン（一般名クロチアニジン）、N-[3-(6-クロロピリジン-3-イルメチル）チアゾリジン-2-イリデン]シアナミド（一般名チアクロプリド）、(RS)-1-メチル-2-ニトロ-3-[(3-テトラヒドロフリル）メチル]グアニジン（一般名ジノテフラン）から選ばれる一種以上の化合物であることを特徴とする［２］記載の農薬粒剤の製造方法。
［４］熱可塑性材料が疎水性物質であることを特徴とする［１］〜［３］の何れか一項に記載の農薬粒剤の製造方法。
［５］疎水性物質がモンタン酸エステルワックスであることを特徴とする［４］記載の農薬粒剤の製造方法。
［６］農薬活性成分、１種類の熱可塑性材料、及び無機系希釈担体からなる農薬組成物を押し出し造粒するにおいて、使用する押し出し機がスクリュー式の押し出し機であることを特徴とする［１］〜［５］の何れか一項に記載の農薬粒剤の製造方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる農薬活性成分は特に限定されないが、水溶解度は６０ｐｐｍ以上のものが好ましい。６０ｐｐｍ以下の場合は、土壌に施用した場合、降雨量が多くても農薬活性成分が土中であまり移動しないため、放出を制御する必要がないためである。本発明に使用できる農薬活性成分として、次に示すものが挙げられる。
【００１２】
除草剤では、モリネート、プロパニル、アラクロール、メトラクロール、ベンスルフロンメチル、イマゾスルフロン、シメトリン、シアナジン、ベンフレセートなどが挙げられる。
【００１３】
殺虫剤では、ＭＰＰ、アセフェート、バミドチオン、ＤＭＴＰ、ピラクロホス、ジメチルビンホス、ＣＶＰ、ＢＰＭＣ、エチオフェンカルブ、シクロプロトリン、トラロメトリン、カルタップ、チオシクラム、イミダクロプリド、ホスチアゼート、アセタミプリド、ＮＡＣ、ピメトロジン、ニテンピラム、3-(2-クロロチアゾール-5-イルメチル)-5-メチル-1,3,5-オキサジアジナン-4-イリデン-N-（ニトロ）アミン（一般名チアメトキサム）、(E)-1-(2-クロロ-1,3-チアゾール-5-イルメチル)-3-メチル-2-ニトログアニジン（一般名クロチアニジン）、及びN-[3-(6-クロロピリジン-3-イルメチル）チアゾリジン-2-イリデン]シアナミド（一般名チアクロプリド）、または(RS)-1-メチル-2-ニトロ-3-[(3-テトラヒドロフリル）メチル]グアニジン（一般名ジノテフラン）などが挙げられる。
【００１４】
殺菌剤としては、ピロキロン、ブラストサイジンＳ、カスガマイシン、プロベナゾール、フェリムゾン、トリシクラゾール、メトミノストロビン、フラメトピル、バリダマイシンなどが挙げられる。
【００１５】
農薬活性成分は通常、１種に限定されることはなく、これらの中の同種、あるいは異種を組み合せて使用してもよい。本発明では農薬活性成分は農薬組成物に対して０．０１〜５０重量％、好ましくは０．０１〜２０重量％となるように使用する。
【００１６】
本発明では１種類の熱可塑性材料を使用する。熱可塑性材料は取り扱い易さの点から、融点が５０℃〜１２０℃であるものが好ましく、融点が５０℃〜１００℃のものが更に好ましい。熱可塑性材料は親水性または疎水性に区別なく使用することができるが、比較的水溶解度の高い農薬活性成分の徐放化を達成するためには疎水性のものが好適である。熱可塑性材料の使用量は、本発明の農薬粒剤全重量に対して通常５重量％以上、好ましくは１０重量％以上であり、添加される農薬活性成分の量、希釈担体の物性によって決めることができる。経済的な面から熱可塑性材料の使用量の上限は３０重量％である。
【００１７】
本発明で使用する熱可塑性材料を例示すると、疎水性熱可塑性材料としてはキャンデリラワックス、カルナウバワックス、シュガーケンワックス、ライスワックス等の植物系ワックス、モンタン酸エステルワックス、オゾケライト、セレシン等の鉱物系ワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックス等の合成炭化水素、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体等の変性ワックス、ステアリン酸、ベヘニン酸などの脂肪酸、硬化ヒマシ油、硬化ヒマシ油誘導体の水素化ワックス、ステアリルアルコールなどの高級アルコール、ステアリン酸ステアリルなどの脂肪酸と高級アルコールとの脂肪酸エステル、１２−ヒドロキシステアリン酸、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸、酸アミド、エステル、ケトン等が挙げられる。また、親水性熱可塑性材料としては、ポリエチレングリコール２００００、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン、などのほか、エチレングリコールジステアレートやソルビタンジステアレート、ショ糖脂肪酸エステルなどの界面活性剤も挙げられる。これらのうち、モンタン酸エステルワックスが農薬活性成分の徐放化に好適である。
【００１８】
本発明で使用する無機系希釈担体は、特に限定されるものではなく、例えば、クレー、珪石、タルク、ベントナイト、炭酸カルシウム、軽石、ケイソウ土、バーミキュライト、パーライト、アタパルジャイトおよび非晶質二酸化珪素、通称ホワイトカーボンなどが挙げられる。通常、農薬粉剤や粒剤に利用される、いわゆる増量剤や担体が１種または２種以上を併用することができる。
【００１９】
本発明の農薬粒剤は、本発明の目的と効果を損なわない範囲で、界面活性剤、水溶性高分子を適宜、含有させることができる。これらは農薬粒剤中に含まれる農薬活性成分の徐放化速度を微調整するためや、止水効果による農薬活性成分の効果安定化のために使用される。
【００２０】
また、本発明の農薬粒剤には、本発明の目的と効果を損なわない範囲で、酸化防止剤や紫外線吸収剤、帯電防止剤などの各種添加剤を用いて粒剤とすることもできる。
【００２１】
次に、本発明の農薬粒剤の製造方法について説明する。
本発明の農薬粒剤は（ｉ）混合工程、（ｉｉ）混練工程、（ｉｉｉ）押し出し工程を通して製造される。
【００２２】
（ｉ）混合工程：この工程では、農薬活性成分、１種の熱可塑性材料、及び無機系希釈担体を含む農薬組成物成分を加熱条件下に混合する。混合後の次工程への移送など、混合物の取り扱いが容易であるためには、混合後の状態は粉状や粉粒状が好ましい。従って、混合工程は混合後の状態が粉状や粉粒状を維持できる温度であれば、いずれの温度でもよく、場合によっては、次工程の混練工程を本工程で行うこともできる。また、この混合工程は次工程の混練工程で、混練と同時に行うこともできる。
【００２３】
（ｉｉ）混練工程：混練工程では、混合工程で得られた混合物を加熱条件下で混練して、熱可塑性材料のマトリックスが形成される。本工程では熱可塑性材料を部分的に、あるいは全体を溶融させて行うことが必須である。そのため、混練時の温度は熱可塑性材料の融点以上の温度条件で行うことが必要である。
本工程で使用される混練装置としては、圧縮、せん断、摩擦などの外力が効率よく材料に加わる固定容器水平単軸型または固定容器水平複軸型のもの、具体的には、バンバリーミキサー、スクリュー式押し出し機などが好適である。中でもスクリュー式押し出し機、特にニ軸型スクリュー式押し出し機等の多軸型スクリュー式押し出し機は好適である。混練操作にスクリュー式押し出し機を使用する場合、混練工程と次工程の押し出し工程を同一機械で同時に行うことができる。この場合、押し出し機の排出口から混練物が排出されるが、排出口の開口部に所定の孔径を有するダイスを設置して押し出すことで、農薬成型物が得られる。
【００２４】
（ｉｉｉ）押し出し工程：混練工程で得られた農薬組成物を押し出し機で押し出し、農薬成型物を得る工程である。スクリュー式押し出し機を使用した場合、前工程の混練工程も同時に行うことができる。本発明では、該熱可塑性材料の凝固点以上、融点未満の温度条件で、押し出し造粒を行う。熱可塑性材料の融点以上の温度で押し出した場合、成型物中の熱可塑性材料が粘着性を示し、成型物どおしの付着・融着を起こし、ついにはアメ状やダンゴ状となり、農薬粒剤の生産性は著しく悪い。また、熱可塑性材料の凝固点未満の温度で押し出した場合、得られた成型物は円柱状に成型されず、且つ、粉状物の多い規格外品が多く、生産性が著しく悪い。かくして、熱可塑性材料の凝固点以上、融点未満の温度条件下で農薬組成物を押し出すことにより、きれいな円柱状の農薬成型物が得られ、且つ、生産性も著しく向上する。
【００２５】
押し出された農薬成型物は、その後の冷却工程、整粒工程を経て農薬粒剤が得られる。
【００２６】
かかる本発明の製造方法により、高い生産性で農薬粒剤を得ることができる。また、得られた農薬粒剤は農薬活性成分の均質な徐放性をも保持している。
【００２７】
【実施例】
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、実施例に記す農薬粒剤の製剤処方はこれらに限定されるものではない。尚、ここで示す配合割合はすべて重量％とする。
【００２８】
実施例１農薬活性成分としてジノテフランを２重量％、熱可塑性材料としてモンタン酸エステルワックス（ＢＡＳＦ社製、商品名Luwax−Ｅ、融点；７５〜８５℃、凝固点；７０〜７５℃）２０重量％、無機系希釈担体としてホワイトカーボン５重量％、タルク１０重量％、炭酸カルシウム６３重量％をヘンシェルミキサーに投入して混合し、７６℃で粉体の状態で排出した。
この粉体を不二パウダル製スクリュー式押し出し造粒機（ＥＸＲ―１３０）に投入して、７８℃で混練を行った。７３℃で目開き０．８ｍｍのダイスを経て押し出し造粒を行い、農薬成型物を得た。これを解砕機で粉砕して、農薬粒剤を得た。（製品収率、９４％）
【００２９】
実施例２農薬活性成分としてジノテフランを２重量％、熱可塑性材料としてモンタン酸エステルワックス（ＢＡＳＦ社製、商品名Luwax−Ｅ、融点；７５〜８５℃、凝固点；７０〜７５℃）２０重量％、無機系希釈担体としてホワイトカーボン５重量％、タルク１０重量％、炭酸カルシウム６３重量％をヘンシェルミキサーに投入して混合し、７８℃で、粉体の状態で排出した。
この粉体を不二パウダル製スクリュー式押し出し造粒機（ＥＸＲ―１３０）に投入して、７８℃で混練を行った。７３℃で目開き０．８ｍｍのダイスを経て押し出し造粒を行い、農薬成型物を得た。これを解砕機で粉砕して、農薬粒剤を得た。（製品収率、９３％）
【００３０】
実施例３農薬活性成分としてジノテフランを２重量％、熱可塑性材料としてカルナウバワックス（東亜化成社製、商品名ＲｅｆｉｎｅｄＧｒａｎｕｌａｒＣａｒｎａｕｂａ、融点；８３℃、凝固点73〜74℃）２０重量％、無機系希釈担体としてホワイトカーボン５重量％、タルク１０重量％、炭酸カルシウム６３重量％をヘンシェルミキサーに投入して混合し、８０℃で粉粒の状態で排出した。この粉体を不二パウダル製スクリュー式押し出し造粒機（ＥＸＲ―１３０）に投入して、８５℃で混練を行った。７８℃で目開き０．８ｍｍのダイスを経て押し出し造粒を行い、農薬成型物を得た。これを解砕機で粉砕して、農薬粒剤を得た。（製品収率、９２％）
【００３１】
比較例１押し出し造粒時の温度を７８℃で行った以外は実施例１と同様に行った。その結果、塊状の農薬成型物を得た。これを解砕機で粉砕して、農薬粒剤を得た。（製品収率、３８％）
【００３２】
比較例２押し出し造粒時の温度を６８℃で行った以外は実施例１と同様に行った。その結果、粉体の多い農薬成型物を得た。これを解砕機で粉砕して、農薬粒剤を得た。（製品収率、４１％）
【００３３】
試験例１（農薬粒剤の溶出試験）
実施例１〜３で得られた農薬粒剤を標準３度硬水２５ｍｌを入れた５０ｍｌの密栓付きサンプル管に、農薬活性成分として９２０ｐｐｍ相当の量を投入して水中に沈め、２５℃下所定時間静置後、全量を濾別し、濾液中の農薬活性成分量をＨＰＬＣにて測定した。測定より下記式に基づき溶出率を計算した。
溶出率＝（濾液中の農薬活性成分量／粒剤中の農薬活性成分量）×１００
結果を表−１に示した。この結果から、均質な徐放性を維持していた。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【発明の効果】
本発明の製造方法により、製造工程を通して得られた農薬粒剤は農薬活性成分の徐放化を保持し、且つ、高い製品収率で農薬粒剤を得ることができる。そのため、製造コストを低く抑えることができるメリットもある。

Claims

（ａ）農薬活性成分、（ｂ）植物系ワックス、鉱物系ワックス、石油系ワックス、変性ワックス及び水素化ワックスから選ばれる１種類の熱可塑性材料、及び（ｃ）無機系希釈担体からなる農薬粒剤を、（ｉ）混合工程、（ｉｉ）混練工程、（ｉｉｉ）押し出し工程を通して製造する方法において、該熱可塑性材料の凝固点以上、融点未満の温度で、押し出し造粒を行うことを特徴とする農薬粒剤の製造方法。
農薬活性成分が水溶解度６０ｐｐｍ以上の物質であることを特徴とする請求項１記載の農薬粒剤の製造方法。
農薬活性成分がニテンピラム、イミダクロプリド、アセタミプリド、3-(2-クロロチアゾール-5-イルメチル)-5-メチル-1,3,5-オキサジアジナン-4-イリデン-N-（ニトロ）アミン（一般名チアメトキサム）、(E)-1-(2-クロロ-1,3-チアゾール-5-イルメチル)-3-メチル-2-ニトログアニジン（一般名クロチアニジン）、N-[3-(6-クロロピリジン-3-イルメチル）チアゾリジン-2-イリデン]シアナミド（一般名チアクロプリド）、(RS)-1-メチル-2-ニトロ-3-[(3-テトラヒドロフリル）メチル]グアニジン（一般名ジノテフラン）から選ばれる一種以上の化合物であることを特徴とする請求項２記載の農薬粒剤の製造方法。
熱可塑性材料が植物系ワックス又は鉱物系ワックスであることを特徴とする請求項１〜３記載の何れか一項に記載の農薬粒剤の製造方法。
鉱物系ワックスがモンタン酸エステルワックスであることを特徴とする請求項４記載の農薬粒剤の製造方法。
農薬活性成分、１種類の前記熱可塑性材料、及び無機系希釈担体からなる農薬組成物を押し出し造粒するにおいて、使用する押し出し機がスクリュー式の押し出し機であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の農薬粒剤の製造方法。