JP7331408B2

JP7331408B2 - 粒状肥料の製造方法

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Publication number: JP7331408B2
Application number: JP2019059993A
Authority: JP
Inventors: 健守田; 佳丈高橋
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2023-08-23
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: JP2020158354A

Description

本発明は、緩効性を有し、粒径が均一で農地へ均等散布が可能な粒状肥料および粒状肥料の製造方法に関する。

近年、農業従事者の高齢化が進み、施肥作業の体力的負担をできるだけ少なくするために、ブロードキャスター等を用いた機械施肥が主流になってきている。農地への機械散布時には、到達飛距離が長くて、均一に散布するため、粒形状で粒径が２～４ｍｍに大部分が収まる粒状肥料が求められる。また、肥料としてのハンドリングのためには固結が無いことが重要であり、圧壊強度が２ｋｇｆ以上であり、水分が１．０％以下であることが必要である。

従来使用している化学肥料の代表として窒素肥料が使用されているが、硫安、尿素、塩安及び硝安などは、すべて水に溶解しやすく、土壌中で植物に吸収される前に流出することが多く、作物の育成期間中に追肥が必要となるため、粒状肥料といえども必ずしも省人化に寄与しているとはいえない状況である。

そこで、粒状肥料の中でも近年緩効性肥料が注目されている。緩効性肥料は、農地に施肥された際に、従来の化学肥料のように施肥直後に溶出せずに、肥料効果がゆっくりと発現するため、植物に吸収される前に土壌中に栄養成分が流亡することがなく、肥料効率が高く、作物に対する追肥軽減のメリットもある。この緩効性肥料の従来技術としては、たとえば、有機質原料とジジアンジアミドとを共存させてジシアンジアミドの自然分解を防いだ肥料（特許文献１）や、オキサミドを原料にスルファチアゾールを配合する肥料（特許文献２）、ポリマーを主成分とする被覆材で被覆した肥料（特許文献３）などが知られている。

一方、粒形状の肥料の製造方法として、ブリケット法を採用して圧縮造粒機のポケットサイズ、造粒圧力、バリ厚みを最適化した技術が提案されている（特許文献４）。

特開２００２－１９３６９５号公報特開２０１３－１５５０６０号公報特開２０００－５３４８２号公報特開２０１３－１７７２８７号公報

特許文献1および特許文献２に記載された肥料は、パン造粒、ドラム造粒で製造されているため、肥料の粒がこわれやすく、施肥が困難となるなどの課題があった。また、特許文献３に記載された肥料もサイズが不均一であるなどの課題があった。
一方、特許文献４に記載された肥料は、圧縮造粒を行っているため、粒硬度が高く、形状が均一な肥料であるが、肥料成分は硫安のみであり、緩効性を得ることはできない。

本発明の課題は、緩効性を有し、粒径が均一で粒硬度が高く農地へ均等散布が可能な粒状肥料および粒状肥料の製造方法を提供することである。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、窒素肥料成分にグアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも１種を含む化合物を配合し、圧縮造粒することで、緩効性を有し、粒径均一かつ圧壊強度に優れた粒状肥料を得ることができることを見出した。

また、このように製造した粒状肥料は、圧壊強度に優れるため、保管中に粉化が生じにくく、粉体固結の発生を抑制する緩効性を有する粒状肥料の発明を創出するに到った。

すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）窒素肥料成分１００重量部に対して、グアニジル基を含む化合物６．４～１０重量部を混合し、６．０ｋＮ／ｃｍ以上３０ｋＮ／ｃｍ以下の造粒圧力（線圧）で圧縮造粒して、粒硬度が２ｋｇｆ以上５ｋｇｆ以下である粒状肥料を得る粒状肥料の製造方法。
（２）窒素肥料成分が、粒径０．２５ｍｍを超え、２ｍｍ以下の粒子である上記（１）記載の粒状肥料の製造方法。
（３）グアニジル基を含む化合物が、粒径０．２５ｍｍを超え、２ｍｍ以下の粒子である上記（１）または（２）記載の粒状肥料の製造方法。
（４）得られる粒状肥料の粒径が、２ｍｍ以上４ｍｍ以下の二次粒子である上記（１）～（３）のいずれか記載の粒状肥料の製造方法。
（５）前記圧縮造粒は、一対のローラーを用いたブリケット方式である上記（１）～（４）のいずれかに記載の粒状肥料の製造方法。
（６）圧縮造粒を行って造粒物を得て、次いで整粒する上記（１）～（５）のいずれか記載の粒状肥料の製造方法。
（７）前記整粒は、回転式整粒方式である上記（６）に記載の粒状肥料の製造方法。

本発明によれば、窒素肥料成分に対して、グアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物を配合し、圧縮造粒することで、緩効性を有し、粒径均一かつ圧壊強度に優れた粒状肥料を得ることができる。

＜窒素肥料成分＞
本発明に用いる窒素肥料成分には特に制限が無く、公知のものも含めて植物の窒素分の栄養素として作用するものを用いることができる。窒素肥料成分の具体例としては、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、尿素等が挙げられる。このうち硫酸アンモニウムは、粒状肥料としたときの溶出性や粒硬度の点で優れるので特に好ましい。硫酸アンモニウムは、例えば、コークス炉廃ガスを硫酸と接触させて得られる硫酸アンモニウム水溶液や、カプロラクタムの製造において、カプロラクタム硫酸塩にアンモニアを添加して得られるカプロラクタムと硫酸アンモニウム混液を得た後に、カプロラクタム水溶液と硫酸アンモニウム水溶液を分離して得られる硫酸アンモニウム水溶液から、晶析により硫酸アンモニウムを結晶化した細粒結晶硫安として使用できる。結晶と母液の分離については、公知の方式で行うことができる。例えば、遠心分離によって液体から分離した後、乾燥することで得られる。細粒結晶硫安は、晶析時に過飽和度が高すぎると結晶が急激に凝集して母液を取り込み、粒径が大きく、水分が高く、不純物が多くなるため、圧力１０．１ｋＰａＡＢＳ以上の圧力として晶析することで、結晶配向した、結晶性の高い細粒結晶硫安を得ることができる。結晶性の高さは、二次元Ｘ線回折を行うことで測定することができ、測定結果から求められる配向度が０．９９５以上であることが好ましい。さらに好ましくは配向度が０．９９７以上であり、配向度が１．０であれば、結晶性が最も高い場合であり、最も好ましい。また細粒結晶硫安が硫酸アンモニウムを含む割合は、好ましくは９５重量％以上であり、９８重量％以上であれば、結晶性の高い細粒結晶硫酸アンモニウムとなり、最も好ましい。なお、配向度とは、結晶の揃い具合を示す指標であり、二次元Ｘ線回折において、あおり角χ（°）に応じて得られた配向性ピークの半値幅（°）より下記式（１）で示される。
配向度＝（１８０－配向性ピーク半値幅）／１８０・・・（１）。

こうして得られる細粒結晶硫安はそのまま本発明の粒状肥料の構成要素として使用できる。この場合、硫酸アンモニウム水溶液母液由来の硫酸アンモニウム以外の成分は該細粒結晶硫安中、好ましく０．３重量％未満、更に好ましく０．２重量％未満である。

また細粒結晶硫安の粒径は、結晶同士が凝集して母液を取り込んでいない小さい粒径ほど固結性の改善につながるため、１．７ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは、１．４ｍｍ以下であり、さらに好ましくは１．１８ｍｍ以下である。細粒結晶硫安の粒径は、篩（目開き１０メッシュ＝１．７ｍｍ、１２メッシュ＝１．４ｍｍ、１４メッシュ＝１．１８ｍｍ）で分級して求めることができる。

細粒結晶硫安中のアンモニア性窒素の含有率は、単位重量あたりの窒素源としての肥料効果の面から、２０．５％以上が好ましく、２１．０％以上がさらに好ましい。なお、細粒結晶硫安中のアンモニア性窒素の含有率は、公定肥料分析法に従いホルムアルデヒド法で測定した値である。

窒素肥料成分の水分率は、５重量％以下であることが好ましい。より好ましくは４重量％以下であり、さらに好ましくは３重量％以下である。窒素肥料成分が細粒結晶硫安の場合の水分率は、０．３重量％以下であることが好ましい。より好ましくは０．２重量％以下であり、さらに好ましくは０．１重量％以下であり、完全に水分を乾燥させた０％であれば最も好ましい。なお、窒素肥料成分の水分率は、公定肥料分析法に従い加熱減量法で測定した値である。本発明の粒状肥料は、窒素肥料成分と、グアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物とが一体化して二次粒子を形成した粒状肥料である。すなわち、粒状肥料中には異なる粒子が顕微鏡を用いて観察することができる。

本発明の粒状肥料の製造に用いる窒素肥料成分は、粒径としては、２ｍｍ以下であるものが窒素肥料成分全体の７０重量％以上であることが好ましい。より好ましくは１．７ｍｍ以下が７０重量％以上であり、さらに好ましくは１．４ｍｍ以下が７０重量％以上である。化合物の粒径および量は、篩（目開き１０メッシュ＝１．７ｍｍ、１２メッシュ＝１．４ｍｍ、１４メッシュ＝１．１８ｍｍ）で分級して求めることができる。

本発明の粒状肥料の製造に用いる窒素肥料成分のかさ密度は、好ましくは０．９０ｇ／ｍｌ以上１．１ｇ／ｍｌ以下である。搬送時の飛散を防止したり、造粒時の造粒収率を高くするために、かさ密度は０．９３ｇ／ｍｌ以上１．１ｇ／ｍｌ以下であることがより好ましく、０．９６ｇ／ｍｌ以上１．１ｇ／ｍｌ以下であることがさらに好ましい。なお、窒素肥料成分のかさ密度は、「ＪＩＳＲ１６２８：１９９７ファインセラミックス粉末のかさ密度測定方法」に準じて測定する。

＜緩効性肥料成分＞
本発明に用いる緩効性肥料成分としては、グアニジル基、チアゾール環、トリアゾール環を少なくとも１つを含む化合物には特に制限が無く、公知のものも含めて用いることができる。具体例としては、グアニジル基を有する化合物としては、ジシアンジアミド、１－アミジノ－２－チオウレアなどが挙げられ、チアゾール環を有する化合物としては、２－メルカプトベンゾチアゾールなどが挙げられる。また、トリアゾール環を有する化合物としては、２－アミノ－４－クロル－６－メチルピリミジンあるいは４－アミノ－１，２，４－トリアゾール塩酸塩などが挙げられる。

本発明に用いる緩効性肥料成分の水分率は、２重量％以下であることが好ましい。より好ましくは１重量％以下であり、更に好ましくは０．５重量％以下である。なお、水分率は、公定肥料分析法に従い加熱減量法で測定した値である。

本発明の粒状肥料の製造に用いる緩効性肥料成分は、その粒径としては、２ｍｍ以下であるものが緩効性肥料成分全体の７０重量％以上であることが好ましい。より好ましくは１．７ｍｍ以下が７０重量％以上であり、さらに好ましくは１．４ｍｍ以下が７０重量％以上である。化合物の粒径および量は、篩（目開き１０メッシュ＝１．７ｍｍ、１２メッシュ＝１．４ｍｍ、１４メッシュ＝１．１８ｍｍ）で分級して求めることができる。

本発明の粒状肥料の製造に用いる緩効性肥料成分のかさ密度は、好ましくは０．６０ｇ／ｍｌ以上０．９０ｇ／ｍｌ以下である。搬送時の飛散を防止したり、造粒時の造粒収率を高くするために、かさ密度は０．６３ｇ／ｍｌ以上０．９０ｇ／ｍｌ以下であることがより好ましく、０．６６ｇ／ｍｌ以上０．９０ｇ／ｍｌ以下であることがさらに好ましい。なお、緩効性肥料成分のかさ密度は、「ＪＩＳＲ１６２８：１９９７ファインセラミックス粉末のかさ密度測定方法」に準じて測定する。

＜粒状肥料の製造方法＞
混合機で窒素肥料成分と、グアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物とを混合し、造粒、解砕、整粒、分級を順次行うことで肥料として好ましい硬度、かさ密度、および形状を有する粒状肥料を得ることができる。

なお、本発明の要旨を逸脱せず、また、目的を阻害しない限りにおいて、窒素肥料成分と、グアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物以外の成分を用いることは差し支えない。たとえば、他の栄養素において肥効を持つ物質、結着剤などの保型性を改良する水、バインダー物質、無機フィラーや有機フィラーなどの添加剤が挙げられる。

窒素肥料成分と、グアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物との混合方法は、均一に混合できれば混合機の種類に特に制限はなく、水平円筒型、∨型、ダブルコーン型等の容器回転型混合機や、リボン型、スクリュー型、パドル型等の容器固定型の混合機を使用することができるが、連続処理が可能であることからパドル型混合機が好ましく用いられる。混合時間は、２分以上１５分以下が好ましく、さらに好ましくは５分以上１０分以下である。混合時間が２分より短くなると、混合物中で窒素肥料成分と、グアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物が均一に分散せず、粒状化した際に各粒子の偏りが生じる。混合時間が１５分を超えて長くなると、肥料の連続製造においては混合機容量を大きくすることとなるため経済的に不利である。

窒素肥料成分と、グアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物とを混合する際に存在せしめる水の量は窒素肥料成分と、グアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物の重量の総和を１００重量部としたとき、０．１～１．９重量部とすることが好ましい。より好ましくは０．３～１．７重量部である。存在せしめる水の量が０．３重量部より低くなると、造粒時に窒素肥料成分と、グアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物の結合力が不足して造粒収率の低下を招き、保管時に硬度が不足して粒状肥料が粉化しやすくなる。存在せしめる水の量が１．７重量部を超えて高くなると、混合物を混合機から排出して造粒機へ搬送する際に機器への付着量が多くなって収量が低下したり、粒状肥料の保管時に固結性が悪化する。

本発明におけるグアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物添加量は、多く入れすぎると作物に対する障害が懸念され、また、圧縮造粒の際に造粒性が悪化するため重要である。グアニジル基化合物添加量は、窒素肥料成分１００重量部に対し、０．１～１０重量部、好ましくは０．５～７．０重量部である。また、チアゾール環化合物添加量は、窒素肥料成分１００重量部に対し、０．１～３重量部、好ましくは０．５～１．５重量部である。また、トリアゾール環添加量は、窒素肥料成分１００重量部に対し、０．１～１．０重量部、好ましくは０．１～０．５重量部である。

粒状肥料の成型方法としては、公知の方法が取り得るが、中でも圧縮造粒法が好ましい。圧縮造粒の方式は、タブレット方式、板状方式、ブリケット方式の何れを用いても問題ないが、タブレット方式では生産効率が低く粒状肥料の大量生産が困難であり、また板状方式では球形でバリの少ない粒状肥料を生産することが困難であるため、ブリケット方式を用いることが好ましい。ブリケット方式の圧縮造粒装置としては、例えばブリケッタ（登録商標）ＢＳＳ型（新東工業製）などを好ましく用いることができる。

粒状肥料の原料を圧縮造粒装置に供給する方法は、特に制限はされないが、例えば原料をホッパーに充填し、ホッパーに付帯した搬送コンベアより造粒装置に直接供給するか、またはホッパー搬送コンベアからベルトコンベアやバケットコンベア等を経由して造粒装置へ供給することができる。

造粒圧力とは、造粒原料に加わる総荷重を有効幅で割った値（線圧）を示し、有効幅とは、造粒原料に荷重が加わる部分における、圧縮機側の長径を示す。例えば、タブレット方式であれば有効幅はタブレット部分の長径であり、ローラーを用いたブリケット方式であれば、有効幅はローラーにて造粒原料が圧縮されている部分の長さである。造粒圧力は、６．０ｋＮ／ｃｍ以上３０．０ｋＮ／ｃｍ以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましくは７．０ｋＮ／ｃｍ以上３０．０ｋＮ／ｃｍ以下であり、さらに好ましくは８．０ｋＮ／ｃｍ以上３０．０ｋＮ／ｃｍ以下である。造粒圧力が６．０ｋＮ／ｃｍ未満の場合、圧力不足のため、造粒原料の造粒自体が起こらない。造粒圧力が３０．０ｋＮ／ｃｍを超えて高くなると、過剰な圧力により得られた造粒物に亀裂が生じたり、圧縮造粒機に必要以上の荷重がかかるため、装置寿命が著しく低下する。

造粒ローラー回転数とは、ローラーを用いて圧縮造粒するブリケット方式および板状方式におけるローラーの回転速度であり、４０ｒｐｍ以上が好ましい。より好ましくは５０ｒｐｍ以上であり、さらに好ましくは６０ｒｐｍ以上である。造粒ローラー回転数が４０ｒｐｍ未満の場合、原料への造粒圧力が高くなって造粒物に亀裂が生じたり、生産量が低下する。

圧縮造粒機のバリ厚みとは、造粒原料に荷重が加わる部分における造粒原料の最短径を示す。例えばタブレット方式であれば、バリ厚みはタブレット部分の短径であり、ローラーを用いたブリケット方式であれば、バリ厚みは造粒して得た造粒物の板状部分の厚みの長さである。バリ厚みは、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲内にあることが好ましく、１．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内にあることがより好ましい。バリ厚みが１．２ｍｍ未満であると、粒状肥料の圧壊強度・収量ともに低下する傾向にある。バリ厚みが２．０ｍｍを超えて厚くなると、粒状肥料の形状が肥料散布に不適となることや、造粒した粒状肥料を、例えば解砕ボールを用いた振動篩で解砕し粒径を揃える場合、篩の目詰まりの原因となるため好ましくない。

バリが少なく、圧壊強度が強く、粉塵の発生も少なく、固結が起こりにくい粒状肥料を得るために、圧縮造粒機を用いて原料を造粒し、解砕機を用いて圧縮造粒後の造粒物を解砕し、球形整粒機を用いて造粒物を整粒し、分級機を用いて整粒の粒状肥料を分級することが好ましい。各工程における粒状肥料の輸送方法に制限はないが、自然落下・コンベア輸送・風送などを用いることが可能であり、コンベア輸送で造粒原料を造粒機に輸送した後、自然落下で解砕機・球形整粒機・分級機へ輸送する方法が好ましい。これら輸送機器を含めた機器の接粉部分については、粒状肥料に耐食性を持つ材質を用いることが好ましく、ＳＵＳ３１６Ｌまたは樹脂を用いることが好ましい。

圧縮造粒機で造粒した粒状肥料は、解砕、整粒、分級を行うことで肥料として好ましい硬度、かさ密度、および形状を有する粒状肥料を得ることができる。

粒径の揃った粒状肥料を得るために、解砕機を用いて圧縮造粒後の粒状肥料を解砕することが好ましい。解砕機の種類に特に制限は無く、例えば、ジョークラッシャー・ロールクラッシャーなどの各種クラッシャーや、ローラーミル・カッティングミルなどの各種ミル、解砕メディアを添加した振動篩などが好ましく用いられる。また、これらの解砕機を組み合わせ用いることも可能である。

球形でバリの少ない粒状肥料を得るために、整粒機を用いて整粒することが好ましい。整粒機の種類に特に制限はなく、例えば高速転動方法、オシレータ式、架砕方式、遠心回転方式などが好ましく用いられ、高速転動方式の球形整粒機であるマルメライザー（登録商標：ダルトン製）を用いて粒状肥料を整粒することがより好ましい。

整粒機の処理時間は、０．２～５．０分の範囲内にあることが好ましく、０．３～３．０分の範囲内であることがより好ましい。整粒機の処理時間が上記を超えて低くなると、粒状肥料のバリ除去が不十分となる。整粒機の処理時間が上記を超えて高くなると、バリ以外の部分が切削される量が増加し、粒状肥料の収量が低下する。さらに整粒処理に必要な時間が多くなるため、単位時間あたりの粒状肥料収量も低下する。

整粒機の回転速度は、５０～２０００回転／分の範囲内にあることが好ましく、１００～１５００回転／分の範囲内にあることがより好ましい。整粒機の回転速度が上記の範囲より低くなると、粒状肥料のバリ除去が不十分となり、さらに整粒処理に必要な時間が多くなるため、単位時間あたりの粒状肥料収量も低下する。整粒機の回転速度が上記の範囲を超えて高くなると、騒音増加および機器寿命の低下といった問題が生ずる。

所定の粒径以上の粒状肥料を得るために、分級機を用いて粒状肥料を分級することが望ましい。乾式分級が可能なものであれば、分級機の種類に特に制限はないが、振動篩を用いることが好ましい。篩の目開きは、所定の粒径を得られる大きさであれば特に制限はないが、１．８～２．２ｍｍ、および３．８～４．２ｍｍの目開きであることが好ましく、これら目開きを有する篩を組み合わせて粒径２．０～４．０ｍｍの粒状肥料を得る分級方法が好ましい。

＜粒状肥料＞
粒状肥料の二次粒子形成後の粒硬度は、二次粒子形成から時間経過すると若干変動しうるが、使用時および運搬時を想定しての製品として流通される際の本発明の粒状肥料の粒硬度としては、２ｋｇｆ以上であることが好ましい。粒硬度が２ｋｇｆ未満であると、粒状肥料の保管中や運搬中にも粉化が発生しやすく、粉体を介しての粒状物どうしの固結の原因となる。また散布時には粒が崩壊して均一な施肥が困難となる。一方、上限としては特に制限が無いが、５ｋｇｆ以下であることが好ましく、５ｋｇｆを越える場合は、土壌中での粒状肥料の溶解性が悪く、肥効が低下することがある。より好ましくは３ｋｇｆ以上５ｋｇｆ以下であり、さらに好ましくは３．５ｋｇｆ以上４．５ｋｇｆ以下である。なお、粒状肥料の粒硬度は木屋式硬度計で粒状肥料２０粒の粒硬度を測定し、これら粒硬度の平均値を粒硬度とする。

圧縮造粒機を用いて原料を造粒し、解砕機を用いて圧縮造粒後の造粒物を解砕し、また球形整粒機を用いて造粒物を整粒し、分級機を用いて整粒後の粒状肥料を分級した際に得られる篩下の微粉は、原料中にリサイクルして混合し、原料として使用することができる。粒状肥料の収率は、造粒時および整粒時の粒状肥料の廃棄量をできるだけ削減するため、あるいは廃棄せずに造粒工程へリサイクルするためには６０％以上であることが好ましい。より好ましくは６５％以上であり、さらに好ましくは７０％以上であり、完全に回収できた場合１００％が最も好ましい。なお、収率とは、造粒機に投入する肥料組成物造粒原料の重量に対する造粒および整粒して得られた粒状肥料の重量割合であって、下記式（２）で示される。
収率＝（粒状肥料の重量）／（造粒機に投入する造粒原料の重量）×１００（％）・・・（２）。

粒状肥料の形状は、機械施肥をした場合に作物の葉などに付着せず土壌に落下するよう、粒状肥料の長軸径と短軸径の比（長軸径／短軸径）が１．０以上１．４以下であることが好ましく、１．０以上１．３以下であることがより好ましく、１．０以上１．２以下であることがさらに好ましい。球形状ではない、例えば平らな形状の圧片肥料であると、葉に付着して落下せず葉やけを生じたり、土への栄養分供給が乏しくなることがある。

粒状肥料の粒径は、機械施肥において、肥料を均一に散布するため、２ｍｍ以上４ｍｍ以下のものが全肥料の９０重量％以上を占めることが好ましい。より好ましくは２．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下のものが９０重量％以上を占めることである。所定の粒径の粒状肥料は、分級機を用いて分級することで得ることができ、乾式分級が好ましく採用できる。乾式分級機の種類には特に制限はないが、振動篩を用いることが好ましい。篩の目開きは、所定の粒径を得られる大きさであれば特に制限はないが、１．８～２．２ｍｍ、および３．８～４．２ｍｍの目開きであることが好ましく、これら目開きを有する篩を組み合わせて粒径２．０～４．０ｍｍの粒状肥料を得る分級方法が好ましい。篩（目開き５メッシュ＝４．０ｍｍ、６メッシュ＝３．５ｍｍ、８メッシュ＝２．５ｍｍ、９メッシュ＝２．０ｍｍ）で分級して求めることができる。

粒状肥料の水分率は、長期保管中の粒状肥料どうしの固結を防止する観点で２．０重量％以下であることが好ましい。より好ましくは１．８重量％以下であり、さらに好ましくは１．５重量％以下である。また、下限としては０．３重量％以上であることが好ましい。粒状肥料の水分率が２．０重量％を超える場合は、粒状肥料の保管時に、粒状肥料どうしの接触部分で肥料成分が溶出・固化して粒同士が架橋し、凝集して取扱い性が悪化することがある。水分率が０．３重量％未満となる場合は、粒状肥料中に含まれる原料同士の結合力が低下して粒状肥料の硬度の低下に繋がることがある。粒状肥料の水分率は、公定肥料分析法に従い加熱減量法で測定した値である。

固結とは、粒どうしが接触部分で架橋して塊になる現象であり、機械散布する際に塊により散布がしにくかったり、できなかったりして施肥効率が低下するだけでなく、均一に散布できなかった場合には作物の生育にも悪影響を与える。粒状肥料の固結率は、取り扱いを容易にするため２０％以下であることが好ましい。固結率が２０％を超えるとホッパーからの流動性が低下し、機械施肥が困難になることがある。より好ましくは１５％以下であり、さらに好ましくは１０％以下であり、全く固結がない０％が最も好ましい。なお、固結率はポリ製小袋に充填した粒状肥料７５０ｇを上部と下部にダミーの肥料袋１袋（１袋あたり７５０ｇ）ずつ置き、その上部に木製板を置いて堆積し、６０ｋｇの錘で一ヶ月荷重後の粒状肥料のうち固結部分重量（ｇ）の割合（％）であり、下記式（３）で示される。
固結率（重量％）＝（一ヶ月間荷重後の固結部分重量)／７５０×１００・・・（３）。

粒状肥料の固結強度は、１ｋｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。１ｋｇ／ｃｍ^２以上であると、例えば固結部分がフレコンから流れ出にくいため、ホッパーに投入することが容易ではない、あるいは機械施肥において生育させる植物まで粒状肥料を均一に散布できないなど、取り扱い性に劣る。より好ましくは固結強度が０．５ｋｇ／ｃｍ^２以下であり、さらに好ましくは０．２ｋｇ／ｃｍ^２以下である。最も好ましく、かつ理想的には、０ｋｇ／ｃｍ^２である。なお、固結強度は、山中式土壌硬度計を使用して針部を肥料上面に対して垂直に圧入して測定した値である。

粒状肥料の粉化率は、保管時の固結を防ぐため１．０％以下であることが好ましい。粉化率が１．０％を越えると粉化した粉体を介して保管時に固結しやすく、さらには機械施肥において生育させる植物まで粒状肥料をまくことができないなど、取り扱い性に劣る。より好ましくは０．５％以下であり、さらに好ましくは０．３％以下であり、全く粉化がない０％が最も好ましい。なお、粉化率は粒状肥料７５０ｇに対して６０ｋｇの錘で一ヶ月荷重後の粒状肥料のうち、目開き２ｍｍの篩いを使用して得た粒径が２ｍｍ以下のものの割合（％）であり、下記式（４）で示される。
粉化率（重量％）＝（粒径２ｍｍ以下のものの重量（ｇ））／７５０×１００・・・（４）。

造粒、解砕、整粒、および分級して粒状肥料を製造した後、粒状肥料に、固結防止材としてタルク、クレー、カオリン、ベントナイト、ポリエチレングリコール、ステアリン酸金属塩、ラウリル硫酸金属塩、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸カルシウム、およびフッ化リチウムから選ばれる少なくとも一種を粒状肥料表面に被覆して粒状肥料とすることができる。被覆する方法としては、造粒原料を造粒および整粒し、分級機で分級した後に均一に被覆されていれば、分級機出口で添加してもよいし、ミキサーを用いて混合し被覆してもよいし、ベルトコンベア上で吹き付けを行って被覆してもよい。

粒状肥料に対する固結防止材の添加量は、粒状肥料１００重量部に対して０．０５～３．０重量部が好ましく、装置への付着によるロスや、単位重量当たりの肥料成分含有量への影響がなく、肥料として溶解性がよい肥料を得るためには粒状肥料組成物１００重量部に対して０．１～０．３重量部がより好ましい。装置への付着ロスをより少なくするためには、粒状肥料１００重量部に対して０．１５～０．２５重量部がさらに好ましい。

本発明の粒状肥料を用いるにおいては、単肥、あるいは他の粒状肥料をドライブレンドして得られるバルクブレンド肥料のいずれとしても良い。この混合肥料は任意の割合でブレンドできるため、作物毎に対応したブレンドを行うことができる。

粒状肥料の窒素成分の溶出率は、３００ｍｌの栓付き三角フラスコに粒状肥料１２．５ｇを入れ、イオン交換水２５０ｇを添加して浸漬し、栓をして２５℃の恒温槽に静置し、一定期間静置したのち、溶液を化学濾紙で濾過して水中に溶出した窒素成分をケルダール法で定量し、また、初期の量を測定し、下記式（５）から求められる。
窒素肥料成分の溶出割合＝
（水中に溶出したＮ分の量）／（粒状肥料１２．５ｇに含まれるＮ分の量）・・・（５）。

粒状肥料の溶出時間は、配合する緩効性肥料成分が多くなるほど遅くなる。追肥量を削減するためにも7日後の窒素溶出率が１０％以上９０％以下であることが好ましい。より好ましくは３０日後の窒素溶出率が１０％以上９０％以下であり、さらに好ましくは６０日後の窒素溶出率が１０％以上９０％以下である。

本発明の態様を更に具体的に実施例を用いて以下に説明するが、本発明は以下の実施例に限定して解釈されるものではない。

物性等の測定方法は以下のとおりである。また、特に断らない限り１０サンプルについて測定し、算術平均として求めた。

（１）窒素肥料成分とグアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物の成型前の粒径分布
窒素肥料成分と粒子Ｂの成型前段階での粒径は、目開き９メッシュ＝２．０ｍｍ、および目開き６０メッシュ＝０．２５ｍｍの篩を使用して、下記式により０．２５ｍｍを超え２ｍｍ以下の粒径の割合を算出した。
０．２５ｍｍを超え２ｍｍ以下の粒径粒子の割合（重量％）＝（粒径０．２５ｍｍを超え２ｍｍ以下の粒子の重量）／（篩分け前の粒子の重量）×１００。

（２）窒素肥料成分とグアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物の成形前の水分率
窒素肥料成分とグアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物の成形前での水分率は、加熱前の窒素肥料成分またはグアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物を１３０℃で３時間加熱後に重量測定を行った際の加熱減量により求めた値であり、下記式で算出した。
窒素肥料成分の水分率（重量％）＝（（加熱前の窒素肥料成分重量）－（加熱後の窒素肥料成分重量））／（加熱前の窒素肥料成分重量）×１００。
グアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物の水分率（重量％）＝（（加熱前のグアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物重量）－（加熱後のグアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物重量））／（加熱前のグアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物重量）×１００。

（３）粒状肥料の収率
粒状肥料の収率は、造粒機に投入する造粒原料の重量に対する造粒および整粒して得られた粒状肥料の重量であって、下記式により算出した。
粒状肥料の収率（％）＝（粒状肥料の重量）／（造粒原料の重量）×１００。

（４）粒状肥料の二次粒子形成後の粒硬度
粒状肥料の二次粒子形成後（成型後）の粒硬度は、木屋式硬度計で造粒物２０粒の粒硬度を測定し、これら粒硬度の平均を求めたものである。

（５）粒状肥料の粒径
粒状肥料の粒径は、目開き９メッシュ＝２．０ｍｍおよび５メッシュ＝４．０ｍｍの篩を使用して、下記式により２ｍｍ以上４ｍｍ以下の粒径のものの割合を算出した。
粒状肥料の２ｍｍ以上４ｍｍ以下のものの割合（重量％）＝（粒径２ｍｍ以上４ｍｍ以下の粒径のものの重量）／（篩分け前の粒状肥料の重量）×１００。

（６）粒状肥料の長軸径と短軸径の比（長軸径／短軸径）
粒状肥料の長軸径と短軸径の比は、粒状肥料の写真撮影画像を使用して画像解析式の粒径測定装置により長軸径と短軸径を測定し、長軸径を短軸径で割ることで算出した。

（７）粒状肥料の水分率
粒状肥料の水分率は、加熱前の粒状肥料を１３０℃で３時間加熱後に重量測定を行った際の加熱減量により求めた値であり、下記式で算出した。
粒状肥料の水分率（重量％）＝（（加熱前の粒状肥料重量）－（加熱後の粒状肥料重量））／（加熱前の粒状肥料重量）×１００。

（８）粒状肥料の固結率
粒状肥料の固結率は、ポリ製小袋に充填した粒状肥料７５０ｇを上部と下部にダミーの肥料袋１袋ずつ置き、その上部に木製板を置いて堆積し、６０ｋｇの錘で一ヶ月間荷重後の粒状肥料のうち固結部分重量（ｇ）の割合であり、下記式で算出した。
粒状肥料の固結率（％）＝（一ヶ月間荷重後の固結部分重量）／７５０×１００。

（９）粒状肥料の固結強度
粒状肥料の固結強度は、山中式土壌硬度計を使用して針部を肥料上面に対して垂直に圧入して測定した値である。

（１０）粒状肥料の粉化率
粒状肥料の粉化率は、粒状肥料７５０ｇに対して６０ｋｇの錘で一ヶ月間荷重後の粒状肥料組成物のうち、目開き２ｍｍの篩を使用して得た粒径が２ｍｍ以下のものの割合であり、下記式で算出した。
粒状肥料の粉化率（％）＝（粒径２ｍｍ以下のものの重量（ｇ））／７５０×１００。

（比較例４）
粒径０．２５ｍｍを超え２ｍｍ以下の粒子である硫酸アンモニウム粒子１００重量部と
粒径０．２５ｍｍを超え２ｍｍ以下の粒子であるジシアンジアミド１．０重量部を、混合
機としてダウ・ミキサー（株式会社新日南製）に供給して１０分間混合した。次いで、該
混合物を造粒機としてブリケッタ（登録商標）ＢＳＳ－ＩＶ型（新東工業製）に供給し、
ロール有効幅を１８５ｍｍ、ロール圧力を８．３ｋＮ／ｃｍ、バリ厚みを１．７０ｍｍ、
ポケットサイズをΦ３．９ｍｍ×０．９４ｍｍ、ローラー回転数５０ｒｐｍで造粒を行い
、粗砕機にて破砕した後、目開き６．７ｍｍ、５．２ｍｍ、２．２ｍｍの篩いを有する３
段解砕篩機（興和工業所製）に投入し、解砕メディア（ナイロン硬球ボール上段２００個
、下段２００個）で解砕した。続いて、該造粒物をマルメライザー（ダルトン製）に篩上
解砕品を投入し、回転数２２５ｒｐｍで２０秒間整粒処理を行った後に、目開き２ｍｍの
篩を有する円形振動篩機（ダルトン製）に供給して分級を行い、目開き２ｍｍの篩上品を
粒状肥料として回収した。粒状肥料の収率は６０％、２ｍｍ以上４ｍｍ以下粒径の割合は
９６％で、長軸径は３．９ｍｍ、短軸径は３．５２ｍｍであって、長軸径と短軸径の比（
長軸径／短軸径）は１．１１。また、粒状肥料の粒硬度は３．０ｋｇｆ、水分率は０．３
重量％、固結テスト１ヶ月後の固結率は０％、固結強度は０ｋｇ／ｃｍ^２、粉化率は０．
２％であった。

（比較例５）
ジシアンジアミドの混合量を３．２重量部とする以外は比較例４と同様の方法で粒状肥
料を作製した。その結果、粒状肥料の収率は６３％、２ｍｍ以上４ｍｍ以下粒径の割合は
９５％で、長軸径は３．９ｍｍ、短軸径は３．５４ｍｍであって、長軸径と短軸径の比（
長軸径／短軸径）は１．１０。また、粒状肥料の粒硬度は３．０ｋｇｆ、水分率は０．３
重量％、固結テスト１ヶ月後の固結率は０％、固結強度は０ｋｇ／ｃｍ^２、粉化率は０．
２％であった。

（実施例３）
ジシアンジアミドの混合量を６．４重量部とする以外は比較例４と同様の方法で粒状肥
料を作製した。その結果、粒状肥料の収率は６３％、２ｍｍ以上４ｍｍ以下粒径の割合は
９５％で、長軸径は３．９ｍｍ、短軸径は３．５５ｍｍであって、長軸径と短軸径の比（
長軸径／短軸径）は１．１０。また、粒状肥料の粒硬度は２．７ｋｇｆ、水分率は０．３
重量％、固結テスト１ヶ月後の固結率は０％、固結強度は０ｋｇ／ｃｍ２、粉化率は０．
１％であった。

（比較例６）
緩効性肥料成分を１－アミジノ－２－チオウレアに変更し、その混合量を０．５重量部
とする以外は比較例４と同様の方法で粒状肥料を作製した。その結果、粒状肥料の収率は
６２％、２ｍｍ以上４ｍｍ以下粒径の割合は９６％で、長軸径は３．９２ｍｍ、短軸径は
３．５３ｍｍであって、長軸径と短軸径の比（長軸径／短軸径）は１．１１。また、粒状
肥料の粒硬度は２．２ｋｇｆ、水分率は０．３重量％、固結テスト１ヶ月後の固結率は０
％、固結強度は０ｋｇ／ｃｍ２、粉化率は０．１％であった。

（比較例７）
緩効性肥料成分を２－メルカプトベンゾチアゾールに変更し、その混合量を１．５重量
部とする以外は比較例４と同様の方法で粒状肥料を作製した。その結果、粒状肥料の収率
は６２％、２ｍｍ以上４ｍｍ以下粒径の割合は９５％で、長軸径は３．９１ｍｍ、短軸径
は３．５ｍｍであって、長軸径と短軸径の比（長軸径／短軸径）は１．１２。また、粒状
肥料の粒硬度は２．８ｋｇｆ、水分率は０．３重量％、固結テスト１ヶ月後の固結率は０
％、固結強度は０ｋｇ／ｃｍ２、粉化率は０．２％であった。

（比較例８）
緩効性肥料成分を２－アミノ－４－クロル－メチルピリミジンに変更し、その混合量を
０．５重量部とする以外は比較例４と同様の方法で粒状肥料を作製した。その結果、粒状
肥料の収率は６０％、２ｍｍ以上４ｍｍ以下粒径の割合は９６％で、長軸径は３．９１ｍ
ｍ、短軸径は３．５２ｍｍであって、長軸径と短軸径の比（長軸径／短軸径）は１．１２
。また、粒状肥料の粒硬度は２．５ｋｇｆ、水分率は０．３重量％、固結テスト１ヶ月後
の固結率は０％、固結強度は０ｋｇ／ｃｍ２、粉化率は０．２％であった。

（比較例１）
粒径０．２５ｍｍを超え２ｍｍ以下の粒子である硫酸アンモニウム粒子１００重量部の
みで実施した以外は、比較例４と同様にして粒状肥料を作製した。

粒状肥料の収率は６０％、２ｍｍ以上４ｍｍ以下粒径の割合は９５％で、長軸径は３．９ｍｍ、短軸径は３．５５ｍｍであって、長軸径と短軸径の比（長軸径／短軸径）は１．１０。また、粒状肥料の粒硬度は３．１ｋｇｆ、水分率は０．３重量％、固結テスト１ヶ月後の固結率は２．４％、固結強度は１．２ｋｇ／ｃｍ^２、粉化率は０．５％であった。

（比較例２）
ジシアンジアミドの混合量を１５．０重量部とする以外は比較例４と同様の方法で粒状
肥料を作製した。その結果、
粒状肥料の収率は５９％、２ｍｍ以上４ｍｍ以下粒径の割合は９５％で、長軸径は３．
９ｍｍ、短軸径は３．５３ｍｍであって、長軸径と短軸径の比（長軸径／短軸径）は１．
１０。また、粒状肥料の粒硬度は１．７ｋｇｆ、水分率は０．３重量％、固結テスト１ヶ
月後の固結率は１．２％、固結強度は１．５ｋｇ／ｃｍ２、粉化率は１．１％であった。

（比較例３）
粒径０．２５ｍｍを超え２ｍｍ以下の粒子である硫酸アンモニウム粒子１００重量部と粒径０．２５ｍｍを超え２ｍｍ以下の粒子であるジシアンジアミド６．４重量部を、混合機としてダウ・ミキサー（株式会社新日南製）に供給して１０分間混合した。次いで、該混合物を造粒機としてパン造粒機にいれ、充分混合し、２５％濃度の糖蜜水を滴下しながら造粒した。続いて、該造粒物を１０５℃の棚段式乾燥機に４時間入れた後、室温まで冷却した。目開き２ｍｍの篩を有する円形振動篩機（ダルトン製）に供給して分級を行い、目開き２ｍｍの篩上品を粒状肥料として回収した。粒状肥料の収率は５５％、２ｍｍ以上４ｍｍ以下粒径の割合は６６％で、長軸径は３．８２ｍｍ、短軸径は３．６８ｍｍであって、長軸径と短軸径の比（長軸径／短軸径）は１．０４。また、粒状肥料の粒硬度は１．２ｋｇｆ、水分率は１．８重量％、固結テスト１ヶ月後の固結率は３．２％、固結強度は２．８ｋｇ／ｃｍ^２、粉化率は６．２％であった。

物性をまとめた結果を表１に示した。

（溶出試験）
溶出試験は実施例３および比較例１～８で作製した粒状肥料をそれぞれ１２．５ｇ
採取し、２５０ｇのイオン交換水に投入し、２５℃の恒温槽内に保管して所定時間経過後
に取り出し、水中に溶出した窒素成分を定量して求めた。窒素成分はケルダール法で測定
し、溶出率を算出した。溶出試験結果を表２に示した。

1日後の窒素成分の溶出率は、いずれの粒状肥料においても同等であったが、比較例１の粒状肥料は、７日経過時の窒素成分の溶出率が９８％に達し、緩効性が認められなかった。

（背負い式動力散布機による散布試験）
動力散布機による肥料散布試験を実施した。背負い式動力散布機（商品名：ＤＭＣ８０
０共立（株）製）のホッパーに実施例３および比較例１～８の粒状肥料を２０ｋｇ
入れ、エンジンスロットル：５、開口部開度：７にて肥料粒を散布した。

（評価基準）
背負い式動力散布機から散布された粒状肥料の散布距離を測定し、それぞれの飛距離に到達した粒状肥料の割合を算出した。散布試験評価結果を表３に示した。

実施例１～５および比較例１の粒状肥料は、飛距離も十分で、散布距離のばらつきが小さい結果であったが、比較例２の粒状肥料は、飛距離が短く、比較例３の粒状肥料は、飛距離が短く、散布距離のばらつきも大きい結果であった。

以上に説明されるとおり、窒素肥料成分１００重量部に対して、グアニジル基、チアゾール環、およびトリアゾール環から選ばれる少なくとも1種を含む化合物を配合し、圧縮造粒することで、緩効性を有し、かつ粒径が均一で農地へ均一散布が可能な粒状肥料を得ることができることが判る。

本発明による粒状肥料は、粒径が均一であり、かつ緩効性成分を含有するため、農作物に対する機械施肥において散布ムラが発生せずに均一施肥が可能であり、施肥された土壌において緩効性の肥料効果を発揮する。この施肥効果により土壌に対する肥料栄養分流亡を回避して作物に対して無駄なく効率良く肥料栄養成分を吸収させることが可能となる。また、用途・目的に応じて粒状肥料を他の粒状肥料と任意の割合でドライブレンドしたバルクブレンド肥料にできるため、米、野菜、果物等の生育に使用することができる。

Claims

窒素肥料成分１００重量部に対して、グアニジル基を含む化合物６．４～１０重量部を混合し、６．０ｋＮ／ｃｍ以上３０ｋＮ／ｃｍ以下の造粒圧力（線圧）で圧縮造粒して、粒硬度が２ｋｇｆ以上５ｋｇｆ以下である粒状肥料を得る粒状肥料の製造方法。
窒素肥料成分が、粒径０．２５ｍｍを超え、２ｍｍ以下の粒子である請求項１記載の粒状肥料の製造方法。
グアニジル基を含む化合物が、粒径０．２５ｍｍを超え、２ｍｍ以下の粒子である請求項１または２記載の粒状肥料の製造方法。
得られる粒状肥料の粒径が、２ｍｍ以上４ｍｍ以下の二次粒子である請求項１～３のいずれか記載の粒状肥料の製造方法。
前記圧縮造粒は、一対のローラーを用いたブリケット方式である請求項１～４のいずれかに記載の粒状肥料の製造方法。
圧縮造粒を行って造粒物を得て、次いで整粒することを特徴とする請求項１～５のいずれか記載の粒状肥料の製造方法。
前記整粒は、回転式整粒方式であることを特徴とする請求項６に記載の粒状肥料の製造方法。