JP5028848B2 - 樹脂被覆粒状肥料の製造方法 - Google Patents
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Description
肥料成分の溶出を制御するための被膜欠陥の少ない樹脂被覆粒状肥料の製造方法としては、一般に樹脂被膜量を増やして被膜欠陥部分を補修して行く方法が取られている。しかしながらこの方法では、肥料成分量の低下およびコスト高の問題がある。
しかしながら、肥料成分の溶出性能に与える円形度の影響以上に肥料の種類の影響が大きく、粒状肥料の円形度係数を1に近づけても、必ずしも溶出性能が向上しないという問題を有しおり、肥料成分の初期溶出が少なく、肥料成分の溶出が制御された樹脂被覆粒状肥料を製造する方法が望まれている。
肥料成分は、水稲などの植物栽培において養分を与えるために土壌に施される窒素、リン、カリウム、珪素、マグネシウム、カルシウム、マンガン、ホウ素等の種々の元素を含有する成分であり、粒状肥料の具体例としては、尿素、硝酸アンモニウム、硝酸苦土アンモニウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、硝酸ソーダ、硝酸カルシウム、硝酸カリウム、石灰窒素、ホルムアルデヒド加工尿素肥料(UF)、アセトアルデヒド加工尿素肥料(CDU)、イソブチルアルデヒド加工尿素肥料(IBDU)、グアニール尿素(GU)等の窒素質肥料、過リン酸石灰、重過リン酸石灰、熔成リン肥、腐植酸リン肥、焼成リン肥、重焼リン、苦土過燐酸、ポリリン酸アンモニウム、メタリン酸カリウム、メタリン酸カルシウム、苦土リン酸、硫リン安、リン硝安カリウム、塩リン安等のリン酸質肥料、塩化カリウム、硫酸カリウム、硫酸カリソーダ、硫酸カリ苦土、重炭酸カリウム、リン酸カリウム等のカリウム質肥料、珪酸カルシウム等の珪酸質肥料、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム等のマグネシウム質肥料、生石灰、消石灰、炭酸カルシウム等のカルシウム質肥料、硫酸マンガン、硫酸苦土マンガン、鉱さいマンガン等のマンガン質肥料、ホウ酸、ホウ酸塩等のホウ酸質肥料等の肥料取締法に定められる普通肥料(複合肥料を含む)、および/またはこれらに粒状物の組合せによって得られる窒素―リン酸、窒素―加里、およびリン酸―加里の2成分系、窒素―リン酸―加里の3成分系、あるいはこれらにマグネシウム、マンガン、ホウ素等の植物の生育に必要な要素を含有させた粒状肥料が挙げられる。
粒状肥料の粒径は特に限定はないが、製造上の観点から通常1〜15mmの範囲であり、好ましくは2〜5mmの範囲である。
従来の樹脂被覆法では、粒状肥料の細孔の有る部分と無い部分で樹脂の被膜の状態が不均一となる。細孔径が大きく、かつ吸水量の大きい場合には更に被膜の状態が不均一となり、このため被覆量に応じた溶出制御ができなくなると共に、使用する粒状肥料の吸水量が異なる度に、溶出が不安定となり、被覆量に応じた溶出制御が困難になる。
一方、本発明方法では、最初に添加される鉱産物粉末が細孔に取込まれ、次いで添加される室温下で液状のポリオール化合物が更に細孔に取込まれて細孔が埋められる。細孔が大きい場合は、これが数回繰返されることにより、細孔が完全に埋められ、結果、極めて細孔の少ない粒状肥料を得ることが出来る。このようにして得られた粒状肥料を樹脂溶液で被覆処理する際には、樹脂溶液は細孔に取込まれることなく被膜を重ねて行くことができることから、被膜厚が均一となり、従って、被覆量に応じた溶出制御が可能になる。
なお、実施例中の部および%は特記しない限りすべて重量部および重量百分率を示す。
(1)吸水量の測定:
室温下に、市販のパン型造粒機(容器:ステンレス、容器寸法:240mmφ×75mm、傾斜角度:45度、回転数:50rpm)に粒状肥料300gを入れ、転動させながら電動ビュレットを使用し、水を0.2g/秒の添加速度で、転動する粒状肥料の上部より添加し、粒状肥料が転動しなくなるまで添加し、転動しなくなった時までの水量を測定し、吸水量とした。
(2)肥料成分の溶出量の測定:
複数本の100mlの栓付きガラス管のそれぞれに、測定する樹脂被覆粒状肥料5gを入れ、水100mlを添加して浸漬し、栓をして25℃の恒温槽に静置した。
所定期間毎に、ガラス管を恒温槽から取り出し、溶液を化学濾紙で濾過して水中に溶出した肥料成分を定量分析し、溶出量(%)を算出した。
(1)室温下での吸水量が、0.01g-水/g-肥料 未満の粒状肥料の被覆処理物の製造:
室温下において、転動型の被覆装置に粒状硫酸加里(室温下の吸水量:0.082g-水/g-肥料 、平均粒径3.5mm)20kgを仕込んだ。被覆装置の回転部を20〜30rpmで回転させ、仕込んだ粒状硫酸加里を転動状態にした。この転動物の上部から、鉱産物粉末のタルク[149μm(100メッシュ)パス品、以下同じ]200gを除々に添加し被覆処理した。次いで、ポリオール化合物の分岐ポリオールポリエーテル(スミフェン(商標登録)TM、住友バイエルウレタン社製)200gをこの転動物の上部からスプレー添加し被覆処理した。得られた被覆処理物の吸水量は0.046g-水/g-肥料 であった。吸水量が0.01g-水/g-肥料 未満になっていないため、更にこの被覆処理物を前記と同様の装置、同様の条件で転動させながら、この転動物の上部から、前記のタルク200gを除々に添加して被覆処理した。次いで、前記の分岐ポリエーテルポリオール200gをこの転動物の上部からスプレー添加し被覆処理した。得られた被覆処理物の吸水量は0.007g-水/g-肥料 であった。
前記(1)で得た吸水量0.007g-水/g-肥料 の被覆処理物の表面を、以下の方法でウレタン樹脂で被覆して樹脂被覆粒状肥料を製造した。被覆処理物に対するウレタン樹脂の被覆量は4%とした。
室温下でポリオール混合槽に分岐ポリエーテルポリオール(スミフェン(商標登録)TM、住友バイエルウレタン社製)208.8gと硬化触媒として2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール4gを加え、30分撹拌し、混合物212.8gを得た(以下、混合物Aと記す。)。
温度制御可能な転動型の被覆装置に被覆処理物10kgを仕込んだ。被覆装置の回転部を20〜30rpmで回転させ、仕込んだ被覆処理物を転動状態にした。被覆処理物の温度を70〜75℃になるまで加熱保持しながら、ポリイソシアネート化合物としてポリメリックMDI(スミジュール(登録商標)44V10、住友バイエルウレタン社製)187.2gと混合物A212.8gを混合して得られる液状の未硬化ウレタン樹脂組成物を除々に添加し熱硬化させながら被覆処理した。この被覆処理に要した時間は約28分であった。
このようにして得たウレタン樹脂被覆量4%の樹脂被覆粒状肥料について、肥料成分溶出性能を測定した。結果を表1に示す。
実施例1で得た吸水量0.007g-水/g-肥料 の被覆処理物の表面を、以下の方法でウレタン樹脂で被覆して樹脂被覆粒状肥料を製造した。被覆処理物に対するウレタン樹脂の被覆量は8%とした。
室温下でポリオール混合槽に分岐ポリエーテルポリオール(スミフェン(商標登録)TM、住友バイエルウレタン社製)417.7gと硬化触媒として2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール7.9gを加え、30分撹拌し、混合物425.6gを得た(以下、混合物Bと記す。)。
温度制御可能な転動型の被覆装置に被覆処理物10kgを仕込んだ。被覆装置の回転部を20〜30rpmで回転させ、仕込んだ被覆処理物を転動状態にした。該被覆処理物の温度を70〜75℃になるまで加熱保持しながら、ポリイソシアネート化合物としてポリメリックMDI(スミジュール(登録商標)44V10、住友バイエルウレタン社製)374.4gと混合物B425.6gを混合して得られる液状の未硬化ウレタン樹脂組成物を除々に添加し熱硬化させながら被覆処理した。この被覆処理に要した時間は約56分であった。
このようにして得たウレタン樹脂被覆量8%の樹脂被覆粒状肥料について、肥料成分溶出性能を測定した。結果を表1に示す。
実施例1で用いたものと同じ粒状硫酸加里(室温下の吸水量:0.082g-水/g-肥料、平均粒径3.5mm)をそのまま用いて、実施例1と同様にしてウレタン樹脂の被覆量が4%の樹脂被覆粒状肥料を製造した。
この樹脂被覆粒状肥料について、肥料成分溶出性能を測定した。結果を表1に示す。
実施例1で用いたものと同じ粒状硫酸加里(室温下の吸水量:0.082g-水/g-肥料、平均粒径3.5mm)をそのまま用いて、実施例2と同様にしてウレタン樹脂の被覆量が8%の樹脂被覆粒状肥料を製造した。
この樹脂被覆粒状肥料について、肥料成分溶出性能を測定した。結果を表1に示す。
(1)室温下での吸水量が、0.01g-水/g-肥料 未満の粒状肥料の被覆処理物の製造:
室温下において、転動型の被覆装置に粒状塩化加里(室温下の吸水量0.107g-水/g-肥料、平均粒径3.2mm)20kgを仕込んだ。被覆装置の回転部を20〜30rpmで回転させ、仕込んだ粒状塩化加里を転動状態にした。この転動物の上部から、鉱産物粉末の葉ロウ石[149μm(100メッシュ)パス品、以下同じ]200gを除々に添加し被覆処理した。次いで、ポリオール化合物の分岐ポリオールポリエーテル(スミフェン(商標登録)TM、住友バイエルウレタン社製)200gをこの転動物の上部からスプレー添加し被覆処理した。得られた被覆処理物の吸水量は0.073g-水/g-肥料 であった。吸水量が0.01g-水/g-肥料 未満なっていないため、更にこの被覆処理物を前記と同様の装置、同様の条件で転動させながら、この転動物の上部から、前記の葉ロウ石200gを除々に添加して被覆処理した。次いで、前記の分岐ポリエーテルポリオール200gをこの転動物の上部からスプレー添加し被覆処理した。得られた被覆処理物の吸水量は0.039g-水/g-肥料 であった。2回の被覆処理でもまだ吸水量が0.01g-水/g-肥料 未満になっていないため、更にこの被覆処理物を前記と同様の装置、同様の条件で転動させながら、この転動物の上部から、前記の葉ロウ石200gを除々に添加して被覆処理した。次いで、前記の分岐ポリエーテルポリオール200gをこの転動物の上部からスプレー添加し被覆処理した。得られた被覆処理物の吸水量は0.006g-水/g-肥料 であった。
前記(1)で得た吸水量0.006g-水/g-肥料 の被覆処理物の表面を、以下の方法でウレタン樹脂で被覆して樹脂被覆粒状肥料を製造した。被覆処理物に対するウレタン樹脂の被覆量は6%とした。
室温下でポリオール混合槽に分岐ポリエーテルポリオール(スミフェン(商標登録)TM、住友バイエルウレタン社製)313.3gと硬化触媒として2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール5.9gを加え、30分撹拌し、混合物319.2gを得た(以下、混合物Cと記す。)。
温度制御可能な転動型の被覆装置に被覆処理物10kgを仕込んだ。被覆装置の回転部を20〜30rpmで回転させ、仕込んだ被覆処理物を転動状態にした。被覆処理物の温度を70〜75℃になるまで加熱保持しながら、ポリイソシアネート化合物としてポリメリックMDI(スミジュール(登録商標)44V10、住友バイエルウレタン社製)280.8gと混合物C319.2gを混合して得られる液状の未硬化ウレタン樹脂組成物を除々に添加し熱硬化させながら被覆処理した。この被覆処理に要した時間は約42分であった。
このようにして得たウレタン樹脂被覆量6%の樹脂被覆粒状肥料について、肥料成分溶出性能を測定した。結果を表1に示す。
樹脂被覆粒状肥料の製造:
実施例3で得た吸水量0.006g-水/g-肥料 の被覆処理物の表面を、以下の方法でウレタン樹脂で被覆して樹脂被覆粒状肥料を製造した。被覆処理物に対するウレタン樹脂の被覆量は10%とした。
室温下でポリオール混合槽に分岐ポリエーテルポリオール(スミフェン(商標登録)TM、住友バイエルウレタン社製)522.1gと硬化触媒として2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール9.9gを加え、30分撹拌し、混合物532gを得た(以下混合物Dと記す)。
温度制御可能な転動型の被覆装置に被覆処理物10kgを仕込んだ。被覆装置の回転部を20〜30rpmで回転させ、仕込んだ被覆処理物を転動状態にした。該被覆処理物の温度を70〜75℃になるまで加熱保持しながら、ポリイソシアネート化合物としてポリメリックMDI(スミジュール(登録商標)44V10、住友バイエルウレタン社製)468gと混合物D532gを混合して得られる液状の未硬化ウレタン樹脂組成物を除々に添加し熱硬化させながら被覆処理した。この被覆処理に要した時間は約70分であった。
このようにして得たウレタン樹脂被覆量10%の樹脂被覆粒状肥料について、肥料成分溶出性能を測定した。結果を表1に示す。
実施例3で用いたものと同じ粒状塩化加里(室温下の吸水量:0.107g-水/g-肥料、平均粒径3.2mm)をそのまま用いて、実施例3と同様にしてウレタン樹脂の被覆量が6%の樹脂被覆粒状肥料を製造した。
この樹脂被覆粒状肥料について、肥料成分溶出性能を測定した。結果を表1に示す。
実施例3で用いたものと同じ粒状塩化加里(室温下の吸水量:0.107g-水/g-肥料、平均粒径3.2mm)をそのまま用いて、実施例4と同様にしてウレタン樹脂の被覆量が10%の樹脂被覆粒状肥料を製造した。
この樹脂被覆粒状肥料について、肥料成分溶出性能を測定した。結果を表1に示す。
Claims (3)
- 室温下(20〜30℃、以下同じ)での吸水量が0.01g-水/g-肥料 以上である粒状肥料表面に、鉱産物粉末と室温下で液状のポリオール化合物とを交互にそれぞれ1〜5層被覆することにより、室温下での吸水量を0.001g-水/g-肥料 以上で0.01g-水/g-肥料 未満とした後、その表面を樹脂被覆材で被覆することを特徴とする樹脂被覆粒状肥料の製造方法。
- 鉱産物粉末と室温下(20〜30℃)で液状のポリオール化合物のそれぞれ1層の被覆量が、粒状肥料に対して0.1〜2重量%である請求項1記載の樹脂被覆粒状肥料の製造方法。
- 樹脂被覆材が熱硬化性樹脂である請求項1記載の樹脂被覆粒状肥料の製造方法。
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