JP4983036B2 - ウレタン樹脂の被膜を有する生物活性物質含有の被覆粒状物 - Google Patents
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Description
農業分野においては、例えば肥料、殺虫剤、殺菌剤等の生物活性物質を含有する被覆粒状物がすでに知られているが、これにポリ乳酸のような易分解性樹脂を適用した試みがなされている(特許文献1及び特許文献2を参照)。
[発明1]
芳香族ポリイソシアネートを含有するポリイソシアネート成分とポリエステルポリオールを含有するポリオール成分とを反応してなるウレタン樹脂の被膜を有する生物活性物質含有の被覆粒状物であって、
該ポリエステルポリオールがオキシカルボニル[−O−C(=O)−]部分構造を15%以上(重量換算)の割合で分子内に有するポリエステルポリオールであり、
該ポリイソシアネート成分におけるイソシアネート基と該ポリオール成分における水酸基とのモル比率が1:0.9〜1:1.5であり、
該ウレタン樹脂のガラス転移温度が20℃以下であることを特徴とする生物活性物質含有の被覆粒状物。
ウレタン樹脂のガラス転移温度が−50℃以上5℃以下であることを特徴とする発明1に記載された被覆粒状物。
[発明1]
ポリイソシアネート成分が芳香族ポリイソシアネート80〜100重量%含有するポリイソシアネート成分であることを特徴とする発明1又は2に記載された被覆粒状物。
[発明2]
ポリイソシアネート成分における全てのイソシアネート基がベンゼン環に直接結合していることを特徴とする発明1又は2に記載された被覆粒状物。
[発明3]
ポリイソシアネート成分とポリオール成分との重量比が5:95〜60:40であることを特徴とする発明1〜4のいずれかに記載された被覆粒状物。
[発明4]
ポリイソシアネート成分とポリオール成分との重量比が5:95〜40:60であることを特徴とする発明1〜4のいずれかに記載された被覆粒状物。
[発明5]
ポリイソシアネート成分が芳香族ポリイソシアネート80〜100重量%含有するポリイソシアネート成分であり、ポリイソシアネート成分とポリオール成分との重量比が5:95〜60:40であることを特徴とする発明発明1又は2に記載された被覆粒状物。
[発明6]
ポリイソシアネート成分における全てのイソシアネート基がベンゼン環に直接結合しており、ポリイソシアネート成分とポリオール成分との重量比が5:95〜40:60であることを特徴とする発明発明1又は2に記載された被覆粒状物。
[発明7]
芳香族ポリイソシアネートにおけるイソシアネート基がベンゼン環に1個の割合で直接結合していることを特徴とする発明1〜8のいずれかに記載された被覆粒状物。
[発明8]
ポリエステルポリオールが水酸基をポリエステルポリオール1分子当り2〜3の割合で有するポリエステルポリオールであることを特徴とする発明1〜9のいずれかに記載された被覆粒状物。
[発明9]
ポリエステルポリオールが水酸基当量200〜1250のポリエステルポリオールであることを特徴とする発明1〜10のいずれかに記載された被覆粒状物。
[発明10]
ポリエステルポリオールがポリカプロラクトンポリオールであることを特徴とする発明1〜11のいずれかに記載された被覆粒状物。
[発明11]
ポリカプロラクトンポリオールがポリカプロラクトンジオールであることを特徴とする発明12に記載された被覆粒状物。
[発明12]
ポリカプロラクトンポリオールがポリカプロラクトントリオールであることを特徴とする発明12に記載された被覆粒状物。
[発明13]
生物活性物質が尿素であることを特徴とする発明1〜14のいずれかに記載された被覆粒状物。
[発明14]
ウレタン樹脂の被膜が生物活性物質含有の粒状物の表面上においてポリイソシアネート成分とポリオール成分とを無溶媒条件で反応してなる被膜であることを特徴とする発明1〜15のいずれかに記載された被覆粒状物。
−[O−C(=O)−CHR−(CH2)p]m−OH 式(1)
〔式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、pは0〜9の整数を表し、mは1以上の整数を表す。〕
−[O−C(=O)−Q−C(=O)−O−(CH2)r]n−OH 式(2)
〔式中、Qは炭素数1〜10アルキレン基又はフェニレン基を表し、rは1〜10の整数を表し、nは1以上の整数を表す。〕
そのようなラクトン系ポリエステルポリオールとしては、具体的には低分子ポリオールに、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等を開環重合させることにより得られるラクトン系ポリエステルポリオールが挙げられる。
そのような縮合系ポリエステルポリオールとしては、具体的にはエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール等の低分子ポリオールと、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸又はフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸とを縮重合させることにより得られる縮合系ポリエステルポリオールが挙げられる。
本ポリエステルポリオールは、水酸基当量200〜1250のポリエステルポリオールであることが好ましい。
本発明において、本ポリエステルポリオールの水酸基当量とは、水酸基1個あたりのポリエステルポリオールの数平均分子量を意味する。水酸基当量はポリエステルポリオールの水酸基価より算出することもできる。
ポリカプロラクトンポリオールは、出発原料として用いる低分子ポリオールの種類およびε‐カプロラクトンの重合度により、得られるポリカプロラクトンポリオールの種類が異なる。以下に、水酸基を2又は3個有するポリカプロラクトンポリオール(ポリカプロラクトンジオール又はポリカプロラクトントリオール)の典型的な構造を示す。該ポリカプロラクトンポリオールは分子中に(1−オキソヘキサ−1,6−ジイル)オキシ構造(-C(=O)-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-O-)を1以上有するポリオールである。
HO-[CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-C(=O)-O]3-CH2-CH2-[O-C(=O)-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2]3-OH
このポリカプロラクトンポリオールにおけるオキシカルボニル[−O−C(=O)−]部分構造の重量割合は35%である。
(44×6)/(62+114×6)=0.354
[ε−カプロラクトン及びエチレングリコールの分子量は夫々114及び62であり、オキシカルボニル部分構造は分子量換算で44であるとした。]
また、このポリカプロラクトンポリオールにおける水酸基当量は373である。
(62+114×6)/2=373
[ポリカプロラクトンポリオールの分子量を水酸基の数の2で除した。]
本ポリオール成分において、本ポリエステルポリオールは通常20〜100重量%の範囲であり、好ましくは40〜100重量%である。更に、本ポリオール成分における1分子当りの水酸基の数が2〜3であることがより好ましい。
また、本ポリエステルポリオールがポリカプロラクトンポリオールである場合は、ポリカプロラクトンポリオールは、本ポリオール成分において、20〜100重量%の範囲であり、好ましくは40〜100重量%である。更に、本ポリオール成分が全てポリカプロラクトンポリオールであることが特に好ましい。
本ポリオール成分において、本ポリエステルポリオールの他に含有していてもよいポリオールとしては、例えば低分子ポリオールにポリエチレンオキシドやポリプロピレンオキシド等を付加して得られるポリエーテルポリオール等が挙げられる。
また、本ウレタン樹脂は、生物活性物質の溶出抑制性能の観点から好ましくは熱硬化性樹脂であり、即ち、3官能以上のポリオールを含む本ポリオール成分、及び/又は、3官能以上のポリイソシアネート化合物を含む本ポリイソシアネート成分を用いることが好ましい。
本発明において、本ウレタン樹脂のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定(DSC)等の熱分析法により測定することができる。生物活性物質を被覆しているウレタン樹脂のガラス転移温度を直接測定することは困難であるので、生物活性物質を被覆しているウレタン樹脂と同様のアルコール成分とイソシアネート成分とを同様な比率で用いて、ウレタン樹脂のフィルムを作製し、該フィルムを用いてガラス転移温度を測定する。ウレタン樹脂の種類によっては、示差走査熱量測定によってガラス転移温度が明確に測定できない場合は、該ウレタン樹脂のフィルムを用いた動的粘弾性の測定によってガラス転移温度を測定することができる。
示差走査熱量測定によるガラス転移温度の測定は、例えばDSC8230(株式会社リガク製)等を用いて行うことができる。
本ウレタン樹脂において、本ポリイソシアネート成分として用いられる芳香族ポリイソシアネートはポリイソシアネート成分とポリオール成分との合計量に対して通常5〜60重量%、好ましくは5〜40重量%である。本ウレタン樹脂において、本アルコール成分として用いられる本ポリエステルポリオールはポリイソシアネート成分とポリオール成分との合計量に対して通常10〜95重量%であるが、例えば本ウレタン樹脂に対する芳香族ポリイソシアネートの割合を減少させることにより、本ウレタン樹脂のガラス転移温度を低下させることができる。また、例えば、本ポリエステルポリオールとして、水酸基当量の大きなポリカプロラクトンポリオールを用いることにより、本ウレタン樹脂のガラス転移温度を低下させることができる。
本イソシアネート成分と本ポリオール成分との反応においては、特に制限はないが、例えば、全ての本ポリイソシアネート成分と本ポリオール成分とを混合し、硬化・成型させる方法;本イソシアネート成分と一部の本ポリオール成分とを予め混合して、イソシアネート末端プレポリマーを調製した後に、残りの本ポリオール成分を混合し、硬化・成型させる方法等の方法にて行うことができる。もしくは、少量の有機溶剤を併せて混合し、同時に反応と溶媒除去を行う方法も行うことができる。また、反応条件としては、任意に選択することができるが温度を高くすると水酸基とイソシアネート基の反応速度が上昇する。さらに、触媒を入れることによって、反応速度を加速することができる。
BPMC[2−sec−ブチルフェニルメチルカーバメート]、ベンフラカルブ[エチル N−{2,3−ジヒドロ−2,2−ジメチルベンゾフラン−7−イルオキシカルボニル(メチル)アミノチオ}−N−イソプロピル−β−アラニネート]、プロポキスル[2−イソプロポキシフェニル−N−メチルカーバメート]、カルボスルファン[2,3−ジヒドロ−2,2−ジメチル−7−ベンゾ[b]フラニル N−ジブチルアミノチオ−N−メチルカーバメート]、カルバリル[1−ナフチル−N−メチルカーバメート]、メソミル[S−メチル−N−(メチルカルバモイルオキシ)チオアセトイミデート]、エチオフェンカルブ[2−(エチルチオメチル)フェニルメチルカーバメート]、アルジカルブ[2−メチル−2−(メチルチオ)プロピオンアルデヒド O−メチルカルバモイルオキシム]、オキサミル[N,N−ジメチル−2−メチルカルバモイルオキシイミノ−2−(メチルチオ)アセトアミド]、フェノチオカルブ[S−4−フェノキシブチル−N,N−ジメチルチオカーバメート]等のカーバメート系化合物、
エトフェンプロックス[2−(4−エトキシフェニル)−2−メチル−1−(3−フェノキシベンジル)オキシプロパン]、フェンバレレート[(RS)−α−シアノ−3−フェノキシベンジル (RS)−2−(4−クロロフェニル)−3−メチルブチレート]、エスフェンバレレート[(S)−α−シアノ−3−フェノキシベンジル (S)−2−(4−クロロフェニル)−3−メチルブチレート]、フェンプロパトリン[(RS)−α−シアノ−3−フェノキシベンジル 2,2,3,3−テトラメチルシクロプロパンカルボキシレート]、シペルメトリン[(RS)−α−シアノ−3−フェノキシベンジル (1RS)−シス,トランス−3−(2,2−ジクロロビニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート]、ペルメトリン[3−フェノキシベンジル (1RS)−シス,トランス−3−(2,2−ジクロロビニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート]、シハロトリン[(RS)−α−シアノ−3−フェノキシベンジル (1RS,3Z)−シス−3−(2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロプ−1−エニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート]、デルタメトリン[(S)−α−シアノ−3−フェノキシベンジル (1R)−シス−3−(2,2−ジブロモビニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート]、シクロプロトリン[(RS)−α−シアノ−3−フェノキシベンジル (RS)−2,2−ジクロロ−1−(4−エトキシフェニル)シクロプロパンカルボキシレート]、フルバリネート[α−シアノ−3−フェノキシベンジル N−(2−クロロ−α,α,α−トリフルオロ−p−トリル)−D−バリネート]、ビフェンスリン[2−メチル−3−フェニルベンジル (1RS,3Z)−シス−3−(2−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−1−プロペニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート]、ハルフェンプロックス[2−(4−ブロモジフルオロメトキシフェニル)−2−メチル−1−(3−フェノキシベンジル)メチルプロパン]、トラロメトリン[(S)−α−シアノ−3−フェノキシベンジル (1R)−シス−3−(1,2,2,2−テトラブロモエチル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート]、シラフルオフェン[(4−エトキシフェニル)−{3−(4−フルオロ−3−フェノキシフェニル)プロピル}ジメチルシラン]、d−フェノトリン[3−フェノキシベンジル (1R)−シス,トランス−2,2−ジメチル−3−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボキシレート]、シフェノトリン[(RS)−α−シアノ−3−フェノキシベンジル (1R)−シス,トランス−2,2−ジメチル−3−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボキシレート]、d−レスメトリン[5−ベンジル−3−フリルメチル (1R)−シス,トランス−2,2−ジメチル−3−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボキシレート]、アクリナスリン[(S)−α−シアノ−3−フェノキシベンジル (1R,3Z)−シス−(2,2−ジメチル−3−{3−オキソ−3−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピルオキシ)プロペニル}シクロプロパンカルボキシレート]、シフルトリン[(RS)−α−シアノ−4−フルオロ−3−フェノキシベンジル 3−(2,2−ジクロロビニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート]、テフルトリン[2,3,5,6−テトラフルオロ−4−メチルベンジル (1RS,3Z)−シス−3−(2−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−1−プロペニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート]、トランスフルスリン[2,3,5,6−テトラフルオロベンジル (1R)−トランス−3−(2,2−ジクロロビニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート]、テトラメトリン[3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミドメチル (1RS)−シス,トランス−2,2−ジメチル−3−(2−メチル−1−プロぺニル)シクロプロパンカルボキシレート]、アレトリン[(RS)−2−メチル−4−オキソ−3−(2−プロペニル)−2−シクロペンテン−1−イル (1RS)−シス,トランス−2,2−ジメチル−3−(2−メチル−1−プロぺニル)シクロプロパンカルボキシレート]、プラレトリン[(S)−2−メチル−4−オキソ−3−(2−プロピニル)−2−シクロペンテン−1−イル (1R)−シス,トランス−2,2−ジメチル−3−(2−メチル−1−プロぺニル)シクロプロパンカルボキシレート]、エンペントリン[(RS)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテニル(1R)−シス,トランス−2,2−ジメチル−3−(2−メチル−1−プロぺニル)シクロプロパンカルボキシレート]、イミプロスリン[2,5−ジオキソ−3−(2−プロピニル)イミダゾリジン−1−イルメチル (1R)−シス,トランス−2,2−ジメチル−3−(2−メチル−1−プロぺニル)シクロプロパンカルボキシレート]、d−フラメトリン[5−(2−プロピニル)フルフリル (1R)−シス,トランス−2,2−ジメチル−3−(2−メチル−1−プロぺニル)シクロプロパンカルボキシレート]、5−(2−プロピニル)フルフリル 2,2,3,3−テトラメチルシクロプロパンカルボキシレート等のピレスロイド系化合物、
ブプロフェジン[2−tert−ブチルイミノ−3−イソプロピル−5−フェニル−1,3,5−チアジアジン−4−オン]等のチアジアジン誘導体、ニトロイミダゾリジン誘導体、カルタップ[S,S′−(2−ジメチルアミノトリメチレン)ビス(チオカーバメート)]、チオシクラム[N,N−ジメチル−1,2,3−トリチアン−5−イルアミン]、ベンスルタップ[S,S′−2−ジメチルアミノトリメチレンジ(ベンゼンチオスルフォネート)]等のネライストキシン誘導体、N−シアノ−N′−メチル−N′−(6−クロロ−3−ピリジルメチル)アセトアミジン等のN−シアノアミジン誘導体、エンドスルファン[6,7,8,9,10,10−ヘキサクロロ−1,5,5a,6,9,9a−ヘキサヒドロ−6,9−メタノ−2,4,3−ベンゾジオキサチエピンオキサイド]、γ−BHC[1,2,3,4,5,6−ヘキサクロロシクロヘキサン]、ジコホル[1,1−ビス(4−クロロフェニル)−2,2,2−トリクロロエタノ−ル]等の塩素化炭化水素化合物、クロルフルアズロン[1−{3,5−ジクロロ−4−(3−クロロ−5−トリフルオロメチルピリジン−2−イルオキシ)フェニル}−3−(2,6−ジフルオロベンゾイル)ウレア]、テフルベンズロン[1−(3,5−ジクロロ−2,4−ジフルオロフェニル)−3−(2,6−ジフルオロベンゾイル)ウレア]、フルフェノクスロン[1−{4−(2−クロロ−4−トリフルオロメチルフェノキシ)−2−フルオロフェニル}−3−(2,6−ジフルオロベンゾイル)ウレア]等のベンゾイルフェニルウレア系化合物、アミトラズ[N,N′−{(メチルイミノ)ジメチリジン}−ジ−2,4−キシリジン]、クロルジメホルム[N′−(4−クロロ−2−メチルフェニル)−N,N−ジメチルメチニミダミド]等のホルムアミジン誘導体、ジアフェンチウロン[N−(2,6−ジイソプロピル−4−フェノキシフェニル)−N′−t−ブチルカルボジイミド]等のチオ尿素誘導体、N−フェニルピラゾール系化合物、
メトキサジアゾン[5−メトキシ−3−(2−メトキシフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−(3H)−オン]、ブロモプロピレート[イソプロピル4,4′−ジブロモベンジレート]、テトラジホン[4−クロロフェニル 2,4,5−トリクロロフェニルスルホン]、キノメチオネート[S,S−6−メチルキノキサリン−2,3−ジイルジチオカルボネート]、プロパルギット[2−(4−tert−ブチルフェノキシ)シクロヘキシルプロピ−2−イルスルファイト]、フェンブタティンオキシド[ビス{トリス(2−メチル−2−フェニルプロピル)ティン}オキシド]、ヘキシチアゾクス[(4RS,5RS)−5−(4−クロロフェニル)−N−クロロヘキシル−4−メチル−2−オキソ−1,3−チアゾリジン−3−カルボキサミド]、クロフェンテジン[3,6−ビス(2−クロロフェニル)−1,2,4,5−テトラジン]、ピリダベン[2−tert−ブチル−5−(4−tert−ブチルベンジルチオ)−4−クロロピリダジン−3(2H)−オン]、フェンピロキシメート[tert−ブチル (E)−4−[(1,3−ジメチル−5−フェノキシピラゾール−4−イル)メチレンアミノオキシメチル]ベンゾエート]、デブフェンピラド[N−4−tert−ブチルベンジル)−4−クロロ−3−エチル−1−メチル−5−ピラゾールカルボキサミド]、ポリナクチンコンプレックス[テトラナクチン、ジナクチン、トリナクチン]、ピリミジフェン[5−クロロ−N−[2−{4−(2−エトキシエチル)−2,3−ジメチルフェノキシ}エチル]−6−エチルピリミジン−4−アミン]、ミルベメクチン、アバメクチン、イバーメクチン、アザジラクチン[AZAD]、5−メチル[1,2,4]トリアゾロ[3,4−b]ベンゾチアゾール、メチル 1−(ブチルカルバモイル)ベンズイミダゾール−2−カーバメート、6−(3,5−ジクロロ−4−メチルフェニル)−3(2H)−ピリダジノン、1−(4−クロロフェノキシ)−3,3−ジメチル−1−(1H−1,2,4−トリアゾール−1−イル)ブタノン、(E)−4−クロロ−2−(トリフルオロメチル)−N−〔1−(イミダゾール−1−イル)−2−プロポキシエチリデン〕アニリン、1−〔N−プロピル−N−〔2−(2,4,6−トリクロロフェノキシ)エチル〕カルバモイル〕イミダゾール、(E)−1−(4−クロロフェニル)−4,4−ジメチル−2−(1H−1,2,4−トリアゾール−1−イル)−1−ペンテン−3−オール、1−(4−クロロフェニル)−4,4−ジメチル−2−(1H−1,2,4−トリアゾール−1−イル)ペンタン−3−オール、(E)−1−(2,4−ジクロロフェニル)−4,4−ジメチル−2−(1H−1,2,4−トリアゾール−1−イル)−1−ペンテン−3−オール、1−(2,4−ジクロロフェニル)−4,4−ジメチル−2−(1H−1,2,4−トリアゾール−1−イル)ペンタン−3−オール、4−〔3−(4−tert−ブチルフェニル)−2−メチルプロピル〕−2,6−ジメチルモルホリン、2−(2,4−ジクロロフェニル)−1−(1H−1,2,4−トリアゾール−1−イル)ヘキサン−2−オール、O,O−ジエチル O−2−キノキサリニルホスホロチオエート、O−(6−エトキシ−2−エチル−4−ピリミジニル)O,O−ジメチル ホスホロチオエート、2−ジエチルアミノ−5,6−ジメチルピリミジン−4−イル ジメチルカーバメート、4−(2,4−ジクロロベンゾイル)−1,3−ジメチル−5−ピラゾリル p−トルエンスルホナート、4−アミノ−6−(1,1−ジメチルエチル)−3−メチルチオ−1,2,4−トリアジン−5(4H)−オン、2−クロロ−N−〔(4−メトキシ−6−メチル−1,3,5−トリアジン−2−イル)アミノカルボニル〕ベンゼンスルホンアミド、2−メトキシカルボニル−N−〔(4,6−ジメトキシピリミジン−2−イル)アミノカルボニル〕ベンゼンスルホンアミド、2−メトキシカルボニル−N−〔(4,6−ジメチルピリミジン−2−イル)アミノカルボニル〕ベンゼンスルホンアミド、2−メトキシカルボニル−N−〔(4−メトキシ−6−メチル−1,3,5−トリアジン−2−イル)アミノカルボニル〕ベンゼンスルホンアミド、2−エトキシカルボニル−N−〔(4−クロロ−6−メトキシピリミジン−2−イル)アミノカルボニル〕ベンゼンスルホンアミド、2−(2−クロロエトキシ)−N−〔(4−メトキシ−6−メチル−1,3,5−トリアジン−2−イル)アミノカルボニル〕ベンゼンスルホンアミド、2−メトキシカルボニル−N−〔(4,6−ジメトキシピリミジン−2−イル)アミノカルボニル〕フェニルメタンスルホンアミド、2−メトキシカルボニル−N−〔(4−メトキシ−6−メチル−1,3,5−トリアジン−2−イル)アミノカルボニル〕チオフェン−3−スルホンアミド、4−エトキシカルボニル−N−〔(4,6−ジメトキシピリミジン−2−イル)アミノカルボニル〕−1−メチルピラゾール−5−スルホンアミド、2−〔4,5−ジヒドロ−4−メチル−4−(1−メチルエチル)−5−オキソ−1H−イミダゾール−2−イル〕−3−キノリンカルボン酸、2−〔4,5−ジヒドロ−4−メチル−4−(1−メチルエチル)−5−オキソ−1H−イミダゾール−2−イル〕−5−エチル−3−ピリジンカルボン酸、メチル 6−(4−イソプロピル−4−メチル−5−オキソイミダゾリン−2−イル)−m−トルエート、メチル 2−(4−イソプロピル−4−メチル−5−オキソイミダゾリン−2−イル)−p−トルエート、2−(4−イソプロピル−4−メチル−5−オキソイミダゾリン−2−イル)ニコチン酸、N−(4−クロロフェニル)メチル−N−シクロペンチル−N’−フェニルウレア、(RS)−2−シアノ−N−[(R)−1(2,4−ジクロロフェニル)エチル]−3,3−ジメチルブチルアミド、N−(1,3−ジヒドロ−1,1,3−トリメチルイソベンゾフラン−4−イル)−5−クロロ−1,3−ジメチルピラゾール−4−カルボキシアミド、N−[2,6−ジブロモ−4−(トリフルオロメトキシ)フェニル]−2−メチル−4−(トリフルオロメチル)−5−チアゾ−ルカルボキシアミド、2,2−ジクロロ−N−[1−(4−クロロフェニル)エチル]−3−メチルシクロプロパンカルボキシアミド、メチル(E)−2−2−6−(2−シアノフェノキシ)ピリミジン−4−イルオキシ−フェニル−3−メトキシアクリレイト、5−メチル−1,2,4−トリアゾロ[3,4−b]ベンゾチアゾール、3−アリルオキシ−1,2−ベンゾイソチアゾール−1,1−ジオキシド、ジイソプロピル=1,3−ジチオラン−2−イリデン−マロネート、O,O−ジプロピル−O−4−メチルチオフェニルホスフェート等が挙げられる。
生物活性物質を保持する担体としては、例えば、カオリナイト等のカオリン鉱物、モンモリロナイト、スメクタイト、タルク、蝋石、シリカ、含水珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、ゼオライト、酸性白土等の鉱物質担体;セルロース、籾殻、澱粉、大豆粉等の植物質担体;乳糖、蔗糖、デキストリン、食塩、トリポリリン酸ナトリウム等の水溶性担体;アジピン酸ジデシル、ヒマシ油、綿実油、パーム油等の液体担体等が挙げられ、これらの担体は適宜組合わせて用いることが出来る。
本発明被覆粒状物の被膜が均質であれば、被膜に用いる樹脂の使用量を少なくしても、所望の溶出抑制性能を得ることが出きる。その為、本ウレタン樹脂の被膜は、生物活性物質含有の粒状物の表面上においてポリイソシアネート成分とポリオール成分とを無溶媒条件で反応させて製造されることが好ましい。
本ウレタン樹脂は、本イソシアネート成分及び本ポリオール成分がウレタン樹脂製造時の温度において、適度な流動性を有している場合、樹脂成型時において溶剤を使用することなく被膜を形成することができる為、農薬又は肥料を含有する本発明被覆粒状物の被膜として好ましく用いることができる。
粒状肥料又は農薬粒剤の粒子を、噴流動装置、回転パン、回転ドラム等の装置内にて、流動又は転動状態にする。粒子の大きさは特に制限がないが、通常0.1〜15mmであり、形状は球状が好ましいが、円柱状等の他の形状であってもよい。流動又は転動状態の該粒子を必要に応じて加熱する。次いで、本ポリイソシアネート成分、本ポリオール成分及び必要に応じて添加される触媒の混合物を、流動又は転動状態にある該粒子に添加する。添加方法としては、各成分を混合した後にすばやく添加するか、各成分を別々に添加する方法のいずれでもよい。その後、流動又は転動状態を維持して、本ポリイソシアネート成分のイソシアネート基と本ポリオール成分の水酸基との反応を進行させ、該粒子の表面で本ウレタン樹脂の被膜を形成させる。この一回の操作にて形成される被膜の厚みは通常1〜20μmとなるように、添加するウレタン樹脂の量を調整することが好ましい。更に被膜の厚みが必要である場合は、上記の操作を繰り返すことにより、本ウレタン樹脂の被膜の厚みを増加させることができる。
本発明被覆粒状物において、本ウレタン樹脂の被膜は、通常1〜1000μm、好ましくは8〜400μmの厚みであり、重量換算で通常1〜20重量%(本発明被覆粒状物に対して)、好ましくは3〜16重量%である。
本発明被覆粒状物は、通常粒径が1〜15mmの範囲である。
粒状尿素(平均粒径3mm)1000重量部を回転槽に仕込み、転動状態にして、該粒状物を熱風により約70℃まで加熱した。次に、下記の表1のCに記載の組成の未硬化ウレタン樹脂5重量部を添加した。該未硬化ウレタン樹脂は、表1のCに記載のポリオール成分と2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(触媒)を事前に均一混合したものに、添加する直前にポリイソシアネート成分を加え混合したものである。該未硬化ウレタン樹脂を添加後、3分以上、同加熱条件下で転動状態を維持した。更に、未硬化ウレタン樹脂の添加及び3分間の加熱転動状態の維持を繰り返して、添加した未硬化ウレタン樹脂の総量が100.05重量部になるまで行った。その後、室温付近まで冷却し、被覆粒状尿素Cを得た。
下記の表1のA、B、D、E、F及びGに記載された各組成の未硬化ウレタン樹脂を用いて、実施例1と同様に被覆操作を行って、被覆粒状尿素A、B、D、E、F及びGを得る。
(1)N−(1,1,3−トリメチル−2−オキサ−4−インダニル)−5−クロロ−1,3−ジメチルピラゾール−4−カルボキサミド 9.2重量部と含水二酸化珪素1.8重量部とモンモリロナイト微粉末(商品名:ベントナイト富士、ホウジュン社製)9.2重量部をジェットミルで粉砕する。上記で得られる粉砕物20.2重量部、ポリビニルアルコール3重量部、モンモリロナイト微粉末(商品名:ベントナイト富士、ホウジュン社製)10.8重量部、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル(商品名:ソルポールT−20、東邦化学)2重量部及び炭酸カルシウム粉末(平均粒子径15μm)50.5重量部をミキサーでよく混合し、粉末混合物を得る。粉末混合物にグラニュー糖12.0重量部と尿素1.5重量部とを12重量部の水に溶解した水溶液を添加してよく練合する。得られる練合物を0.9mmφのスクリーン付き小型押し出し造粒機で造粒し、整粒した後に、乾燥して、円柱状(粒径:1400〜850μm、断面の平均直径:0.9mmφ)の内核を得る。
(2)上記内核100重量部を回転槽中に仕込み、転動状態にして、該内核を熱風により約70℃まで加熱する。次に、表1に記載の組成Aの未硬化ウレタン樹脂0.25重量部を添加する。添加する未硬化ウレタン樹脂は、表1に記載のポリオール成分と2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(触媒)を事前に均一混合したものに、添加する直前にポリイソシアネート成分を加え混合したものである。該未硬化ウレタン樹脂を添加後、3分以上、同加熱条件下に転動状態を維持する。更に、未硬化ウレタン樹脂の添加及び3分間の加熱転動状態の維持を繰り返して、添加した未硬化ウレタン樹脂の総量が5.025重量部になるまで繰り返す。その後、室温付近まで冷却し、被覆農薬粒剤Aを得る。
被覆粒状尿素Cを、兵庫県内の畑地から採取した土壌(含水比25.9%の植壌土)に埋設し、28℃の条件で保存した。保存中、土壌に対して適宜水分を補給し、含水量をほぼ一定に保った。1ヶ月後に、被覆粒状尿素Cを土壌中より回収したところ、被覆粒状尿素Cは表面上の観察においてなんらの変化も認められなかった。被覆粒状尿素Cを更に土壌中にて保存して、3ヶ月後に回収したところ、被膜の形状の維持が困難な程度まで被膜が分解されていることが観察された。
被覆粒状尿素Cについては、別途行った溶出試験により、土壌中においては通常1ヶ月前後の尿素の溶出が継続することが判っており、被覆粒状尿素Cは、尿素の溶出抑制が必要な期間中において、被膜の劣化が生じず、安定な溶出抑制性能を有することが判った。
また別途、被覆粒状尿素Cを水中に入れ、被覆内部の尿素を完全に溶出させて、中が空になった本ウレタン樹脂の殻Cを得た。殻Cを上記と同様に、土壌中で保存して、1ヶ月後に土壌中より回収したところ、殻Cの表面上に亀裂が観察された。
以下の要領にて、本ウレタン樹脂からなるフィルムおよび比較ウレタン樹脂からなるフィルムを作製した。
下記の表1に記載のポリオール成分と2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(触媒)を均一に混合した後、ポリイソシアネート成分を加え、すばやく混合した後、厚さ約125μm(分解試験用)及び厚さ約30μm(膜透過試験用)にセットしたアプリケーターを用いて、フィルム状に延展した。延展した樹脂は、80℃で3時間静置して硬化させ、本ウレタン樹脂又は比較樹脂からなるフィルムA〜Gを得た。
ポリメリックMDI(Sumidur 44V−10、住化バイエルウレタン製)、
ポリカプロラクトントリオールA(Placcel205、ダイセル化学製)、
ポリカプロラクトントリオールB(Placcel208、ダイセル化学製)、
ポリカプロラクトントリオールC(Placcel210、ダイセル化学製)、
ポリカプロラクトントリオールD(Placcel212、ダイセル化学製)、
ポリカプロラクトントリオールE(Placcel220、ダイセル化学製)、
ポリカプロラクトントリオールF(Placcel320、ダイセル化学製)、
ポリカプロラクトントリオールG(Placcel305、ダイセル化学製)、
2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(TAP、化薬アクゾ製)
である。)
フィルムA〜G(厚さセット値:125μm)及び市販のポリ乳酸フィルム(厚さ:35μm)を、20×20mmの大きさに切り、兵庫県内の畑地から取得した土壌(含水比25.9%の埴壌土)に埋設し、28℃の条件で保存した。保存中、土壌に対して適宜水分を補給し、含水量をほぼ一定に保った。3ヶ月後、フィルムを回収し、水洗し、乾燥させた後、フィルムの重量減少率を測定した。結果を表2に記す。
フィルムA〜G(厚さセット値:125μm)及び市販のポリ乳酸フィルム(厚さ:35μm)を、10×50mmの大きさに切り、アルカリ性水(pH11、50mMリン酸緩衝液)に浸し、70℃の条件で7日間保存した。7日後、フィルムを回収し、乾燥させた後、フィルムの重量減少率を測定した。結果を表2に記す。
膜透過実験装置(ビードレックス製、平板膜用)を用いて、フィルムA〜G(厚さセット値:30μm)の尿素の膜透過性を測定した。膜透過実験装置の一方のセルに50%尿素水溶液を51ml、他方のセル(アクセプター側)にイオン交換水を51ml入れ、それらのセルの間に、該フィルムを挟みこみ、25℃に保った。各セル内の溶液はスターラーにて攪拌しておいた。52日後にアクセプター側から水溶液をサンプリングし、フィルムを透過した尿素の含量を測定し、フィルム1mm2当たりの透過した尿素の量を算出した。結果を表2に記す。
また、ポリ乳酸フィルム(厚さ:35μm)は、同条件における土壌中での重量減少率は0.0%であった。一方、アルカリ性水中保存においては、ポリ乳酸フィルムはピンセットにて掴むことも出来ず、フィルムの構造を維持できない程度まで劣化していた。
本発明被覆粒状物は、生物活性物質の透過性の異なる本ウレタン樹脂を適宜選択して、被膜として用いることにより、目的とする生物活性物質の溶出抑制を達成し得る。
Claims (8)
- イソシアネート基がベンゼン環に1個の割合で直接結合している芳香族ポリイソシアネートを含有するポリイソシアネート成分とポリカプロラクトンジオール又はポリカプロラクトントリオールを含有するポリオール成分とを反応してなるウレタン樹脂の被膜を有する農薬又は肥料を含有する農業用の被覆粒状物であって、
該ポリイソシアネート成分におけるイソシアネート基と該ポリオール成分における水酸基とのモル比率が1:0.9〜1:1.5であり、
該ウレタン樹脂のガラス転移温度が20℃以下であることを特徴とする被覆粒状物。 - ウレタン樹脂のガラス転移温度が−50℃以上5℃以下であることを特徴とする請求項1に記載された被覆粒状物。
- ポリイソシアネート成分がイソシアネート基がベンゼン環に1個の割合で直接結合している芳香族ポリイソシアネート80〜100重量%含有するポリイソシアネート成分であることを特徴とする請求項1又は2に記載された被覆粒状物。
- ポリイソシアネート成分とポリオール成分との重量比が5:95〜60:40であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載された被覆粒状物。
- ポリイソシアネート成分とポリオール成分との重量比が5:95〜40:60であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載された被覆粒状物。
- ポリカプロラクトンジオール又はポリカプロラクトントリオールが水酸基当量200〜1250のポリカプロラクトンジオール又はポリカプロラクトントリオールであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載された被覆粒状物。
- ウレタン樹脂の被膜が、農薬又は肥料を含有する粒状物の表面上においてポリイソシアネート成分とポリオール成分とを無溶媒条件で反応してなる被膜であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載された被覆粒状物。
- 農薬又は肥料が尿素であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載された被覆粒状物。
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