JP7029210B1 - 肥料粒子 - Google Patents
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Abstract
Description
前記樹脂組成物が、生分解性樹脂及び無機物質を含み、
前記生分解性樹脂が、少なくともポリブチレンアジペートテレフタレートを含み、
前記生分解性樹脂と前記無機物質との質量比が、10:90~70:30であり、
前記無機物質が、炭酸カルシウム及び/又はドロマイトである、
肥料粒子。
前記ポリブチレンアジペートテレフタレートと前記ポリ乳酸との質量比が、50:50~90:10である、(1)又は(2)に記載の肥料粒子。
前記ポリブチレンアジペートテレフタレートと前記酢酸セルロースとの質量比が、50:50~90:10である、(1)又は(2)に記載の肥料粒子。
前記天然有機物の含有量が、前記樹脂組成物に対して、2.0質量%以上30.0質量%以下である、(1)から(8)のいずれかに記載の肥料粒子。
前記クエン酸アセチルトリブチルの含有量が、前記樹脂組成物に対して、2.0質量%以上20.0質量%以下である、(1)から(9)のいずれかに記載の肥料粒子。
本発明の肥料粒子は、肥料成分が樹脂組成物に被覆された肥料粒子であって、
該樹脂組成物が、生分解性樹脂及び無機物質を含み、
該生分解性樹脂が、少なくともポリブチレンアジペートテレフタレートを含み、
該生分解性樹脂と該無機物質との質量比が、10:90~70:30であり、
該無機物質が、炭酸カルシウム及び/又はドロマイトであるものである。
他方で、本発明者は、PBATのみを被覆した肥料粒子は、肥料成分の多くが短期間で溶出してしまい、肥料成分の徐放が難しいことを見出した。
したがって、本発明の肥料粒子は、環境汚染を引き起こしにくいだけではなく、肥料成分の溶出制御性が良好である。
例えば、肥料成分の溶出制御性が良好な肥料粒子によれば、溶出率が高い値(例えば、50%以上、60%以上、80%以上)に到達するまでの日数が長くなる(例えば、70日以上、80日以上、90日以上)。
本発明における樹脂組成物は、ポリブチレンアジペートテレフタレートを含む生分解性樹脂、並びに、炭酸カルシウム及び/又はドロマイトである無機物質を少なくとも含む。
本発明における生分解性樹脂は、PBATを含んでいれば良く、PBAT以外の生分解性樹脂を含んでいても良く、含んでいなくても良い。
上記のうち、本発明の効果が奏され易いという観点から、ポリ乳酸、及び酢酸セルロースが好ましい。
代表的な酢酸セルロースとしては、三酢酸セルロース(トリアセチルセルロース)、二酢酸セルロース等が挙げられる。
かかる態様において、PBATと、ポリ乳酸との質量比は、好ましくはPBAT:ポリ乳酸=50:50~90:10、より好ましくはPBAT:ポリ乳酸=60:40~80:20である。
かかる態様において、PBATと、酢酸セルロースとの質量比は、好ましくはPBAT:酢酸セルロース=50:50~90:10、より好ましくはPBAT:酢酸セルロース=60:40~80:20である。
ただし、環境への負荷を低減する観点から、本発明の肥料粒子は、樹脂成分として、上記生分解性樹脂以外を含まないことが好ましい(つまり、樹脂組成物中の樹脂が、上記生分解性樹脂からなることが好ましい。)。
本発明における樹脂組成物は、炭酸カルシウム及びドロマイトからなる群から選択される1以上の無機物質を含む。
本発明の効果が奏され易いという観点から、炭酸カルシウムとしては重質炭酸カルシウムが好ましい。
炭酸カルシウム及びドロマイト以外の無機物質としては、例えば、金属(カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、チタン、鉄、亜鉛等)の塩(炭酸塩、硫酸塩、珪酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩)、酸化物、及びこれらの水和物等が挙げられる。
具体的には、例えば、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、シリカ、アルミナ、クレー、タルク、カオリン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、リン酸マグネシウム、硫酸バリウム、珪砂、カーボンブラック、ゼオライト、モリブデン、珪藻土、セリサイト、シラス、亜硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、チタン酸カリウム、ベントナイト、ウォラストナイト、ドロマイト、黒鉛等が挙げられる。
これらの無機物質は、合成物でも良く、天然鉱物由来のものでも良い。
これらの無機物質は、1種単独で使用しても良く、2種以上を組み合わせて使用しても良い。
本発明におけるドロマイトは、本発明の効果が奏され易いという観点から、平均粒子径が、好ましくは10μm以上30μm以下、より好ましくは15μm以上25μm以下である。
平均粒子径の測定機器としては、例えば、島津製作所社製の比表面積測定装置「SS-100型」を好ましく用いることができる。
(態様1)無機物質が、炭酸カルシウム及びドロマイトのいずれかのみからなる。
(態様2)無機物質が、炭酸カルシウム及びドロマイトの両方のみからなる。
(態様3)無機物質が、炭酸カルシウム及び/又はドロマイトと、炭酸カルシウム及びドロマイト以外の無機物質と、からなる。
炭酸カルシウムとドロマイトとの質量比(炭酸カルシウム:ドロマイト)は、好ましくは51:49~80:20、より好ましくは60:40~70:30である。
各無機物質の質量比(炭酸カルシウム及びドロマイトの総量:炭酸カルシウム及びドロマイト以外の無機物質の総量)は、好ましくは99:1~80:20、より好ましくは99:1~90:10である。
本発明における樹脂組成物には、上記以外の成分が含まれていても良く、含まれていなくても良い。ただし、環境への負荷を低減する観点から、樹脂組成物は、生分解性が低い成分を含まないことが好ましい。
セルロースパウダーの平均粒子径は、好ましくは5μm以上45μm以下、より好ましくは10μm以上30μm以下である。
セルロースパウダーとしては市販品を使用しても良い。
木粉の平均粒子径は、好ましくは20μm以上300μm以下、より好ましくは20μm以上45μm以下である。
木粉としては、例えば、「おがくず」として知られるものを使用できる。
天然有機物の含有量(総量)の下限は、樹脂組成物に対して、好ましくは2.0質量%以上、より好ましくは5.0質量%以上である。
これらのうち、本発明の効果が奏され易いという観点から、クエン酸アセチルトリブチルが好ましい。
可塑剤としてクエン酸アセチルトリブチルを用いる場合、その含有量の下限は、本発明の樹脂組成物に対して、好ましくは2.0質量%以上、より好ましくは5.0質量%以上である。
本発明における樹脂組成物の組成は、生分解性樹脂と無機物質との質量比が、生分解性樹脂:無機物質=10:90~70:30を満たせば特に限定されない。
生分解性樹脂の含有量(総量)の下限は、樹脂組成物に対して、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。
無機物質の含有量(総量)の下限は、樹脂組成物に対して、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上である。
樹脂組成物は、上記の成分を用いて、樹脂組成物の製造方法として従来知られる方法に基づき製造できる。
溶融混練は、例えば、二軸混練機等によって行っても良い。
肥料成分としては、従来知られる任意の成分を採用し得る。
具体的には、
尿素、
アルデヒド縮合尿素類(ホルムアルデヒド縮合尿素、イソブチルアルデヒド縮合尿素等)、
硫酸グアニル尿素類、
石灰窒素、
アンモニウム化合物(硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム等)、
カリウム塩(硝酸カリウム、塩化カリウム、硫酸カリウム等)、
カルシウム塩(リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化カルシウム等)、
マグネシウム塩(硝酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、リン酸マグネシウム等)、及び
鉄塩(硝酸第一鉄、硝酸第二鉄、リン酸第一鉄、リン酸第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩酸第一鉄、塩酸第二鉄等)、
並びにこれらの複塩等が挙げられる。
これらの肥料成分は、1種単独で使用しても良く、2種以上を組み合わせて使用しても良い。
従来知られる任意の方法によって、肥料成分の表面を樹脂組成物で被覆することで本発明の肥料粒子が得られる。
(1)樹脂組成物を溶剤に溶解させ、樹脂溶液を得る。溶剤としては、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン等が挙げられる。
(2)樹脂溶液を、肥料成分の表面に塗布する。塗布の方法としては噴霧等が挙げられる。
(3)噴霧後、適宜乾燥し、樹脂組成物に被覆された肥料粒子が得られる。
肥料成分に被覆する樹脂組成物の量は過度でなくとも良く、肥料成分に対して、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。
表1乃至18に示す各成分を含む樹脂組成物を準備した。なお、表中の組成の数値の単位は「質量%」である。
生分解性樹脂1:ポリブチレンアジペートテレフタレートのみからなる。
生分解性樹脂2:ポリブチレンアジペートテレフタレート70質量%、及びポリ乳酸30質量%からなる。
生分解性樹脂3:ポリブチレンサクシネートアジペート70質量%、及び酢酸セルロース(トリアセチルセルロース、酢化度=約55%)30質量%からなる。
炭カル1:重質炭酸カルシウム粒子(平均粒子径:2.2μm、表面処理なし)
炭カル2:軽質炭酸カルシウム粒子(平均粒子径:1.5μm、表面処理なし)
ドロマイト:ドロマイト粒子(平均粒子径:20μm、表面処理なし)
炭マグ:炭酸マグネシウム粒子(平均粒子径:0.3μm、表面処理なし)
タルク:タルク粒子(平均粒子径:3.0μm、表面処理なし)
セルロースパウダー:平均粒子径20μm
木粉:平均粒子径30μm、ヒノキ由来
デンプン:粉末状
モミ殻:粉末状
オカラ:粉末乾燥物
フスマ:粉末状
可塑剤:クエン酸アセチルトリブチル
作製した各樹脂組成物を、溶剤(テトラクロロエチレン)に溶解させ、樹脂溶液を得た。
得られた樹脂溶液を、市販の噴霧装置を用いて、肥料成分(平均粒子径約3mmの粒状尿素)に噴霧し、樹脂組成物に被覆された肥料粒子を得た。
なお、各樹脂組成物の噴霧量は、肥料成分に対して15質量%程度に設定した。
特開2003-055079号公報に記載された方法に準じて、溶出試験を行った。
具体的には、各樹脂組成物に被覆された肥料粒子(10g)を、脱イオン水(200g)に浸漬させ、25℃の恒温槽に入れ、90日保管した。
保管開始10日後、40日後、及び90日後の各時点で溶出率を算出した。
溶出率は、脱イオン水中に溶出した肥料成分に基づいて比色法を用いて測定した。
得られた溶出率に基づき、肥料粒子の溶出性を以下の基準で評価した。
A:保管開始10日後の溶出率が20%未満であり、保管開始40日後の溶出率が40%未満であり、保管開始90日後の溶出率が60%未満だった。
B:保管開始10日後の溶出率が20%未満であり、保管開始40日後の溶出率が40%未満であり、保管開始90日後の溶出率が80%未満だった。
C:保管開始10日後の溶出率が20%未満であり、保管開始40日後の溶出率が40%未満であり、保管開始90日後の溶出率が80%超だった。
D:保管開始10日後の溶出率が20%未満であり、保管開始40日後の溶出率が40%超だった。
E:保管開始10日後の溶出率が20%超だった。
Claims (7)
- 肥料成分が樹脂組成物に被覆された肥料粒子であって、
前記樹脂組成物が、生分解性樹脂及び無機物質を含み、
前記生分解性樹脂が、ポリブチレンアジペートテレフタレート及び酢酸セルロースからなり、
前記生分解性樹脂と前記無機物質との質量比が、10:90~70:30であり、
前記無機物質が、炭酸カルシウム及び/又はドロマイトであり、
前記ポリブチレンアジペートテレフタレートと前記酢酸セルロースとの質量比が、50:50~90:10である、
肥料粒子。 - 前記樹脂組成物中の樹脂が、前記生分解性樹脂からなる、請求項1に記載の肥料粒子。
- 前記酢酸セルロースの酢化度が、50%以上65%以下である、請求項1又は2に記載の肥料粒子。
- 前記炭酸カルシウムが、重質炭酸カルシウムである、請求項1から3のいずれかに記載の肥料粒子。
- 前記無機物質の平均粒子径が、0.7μm以上6.0μm以下である、請求項1から4のいずれかに記載の肥料粒子。
- 前記樹脂組成物が、セルロースパウダー、木粉、デンプン、モミ殻、オカラ、及びフスマからなる群から選択される1以上の天然有機物を含み、
前記天然有機物の含有量が、前記樹脂組成物に対して、2.0質量%以上30.0質量%以下である、請求項1から5のいずれかに記載の肥料粒子。 - 前記樹脂組成物が、クエン酸アセチルトリブチルを含み、
前記クエン酸アセチルトリブチルの含有量が、前記樹脂組成物に対して、2.0質量%以上20.0質量%以下である、請求項1から6のいずれかに記載の肥料粒子。
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