JPH0139995B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は被覆粒状肥料とその製法に関するもの
である。更に詳しくはオレフイン重合体、オレフ
イン共重合体、塩化ビニリデン重合体、塩化ビニ
リデン共重合体の少くとも一種とイオウとの混合
物を必須被膜材として被覆された肥効調節型の肥
料であつて、該重合体又はこれら重合体と他の成
分との組成物とイオウとの溶液を粒状肥料に噴霧
すると同時にその位置に高速熱風流を当てて瞬時
に乾燥しつゝ被覆することによつて得られる。以
下上記した重合体及びこれを含有する組成物を便
宜上樹脂と呼ぶことがある。 本発明の目的は、肥効の持続時間が異る肥効調
節型肥料とその製法を提供することにある。 作物の生育に応じて肥効を発現させようとする
肥効調節型の肥料が開発され、市販される様にな
つた。この内、粒状肥料の表面を耐水性または透
過性膜で覆い、内部の肥料の溶出を調節すること
によつて肥効を調節する被覆粒状肥料があり、こ
の種の肥料の製造方法や被覆材料が多数開示され
ている。例えば米国特許第3295950では被覆材料
にイオウが使用できることが示されており、さら
にこの表面をワツクス類を用いてシールすること
によつて内部肥料の溶出を調節できることが開示
されている。高分子樹脂は熱硬化性のものと熱可
ソ性のものに大別できるが、いづれの樹脂も被覆
材として使用できることが知られている。例えば
特公昭40−28927には脂肪油変性アルキツド樹脂、
脂肪油ジシクロペンタジエン共重合体、ジイソシ
アネート変性脂肪油重合体、特公昭46−42167に
はフエノール樹脂等の熱硬化性樹脂が使用できる
ことが示されている。また英国特許−815829には
被覆材としてスチレン、塩化ビニリデン、塩化ビ
ニル、アクリルニトリル、エチレンおよびフツ化
アルカンの重合体あるいは共重合体等の熱可塑性
樹脂が用いられることが示されている。さらに特
公昭37−15832では被覆材として酢酸ビニル乳化
重合液が用いられることが示されている。 高分子樹脂、特に熱可塑性樹脂を用いた時の問
題点として特公昭42−13681には粒状物質表面に
多量の液状樹脂または樹脂溶液を被覆させると樹
脂液の曳糸性のために、わずかの樹脂が被覆され
る丈で粒子は粘着し合つてブロツクを作つてしま
つて個々の粒状物とはならず、均一に厚く被覆す
ることが不可能であり、肥料成分の溶出速度を遅
くすることは困難であることが示されている。 特開昭50−99858等には樹脂溶液の性質と乾燥
条件の選択によつて被覆工程においてブロツキン
グを起すことなく一工程で能率よく被覆できる方
法が示されている。即ち特開昭50−99858はポリ
オレフインを含む被覆材料で粒状肥料を被覆する
際粒状肥料に被覆材料の溶液を噴霧すると同時に
好ましくは15m／sec以上の熱風流で乾燥し、粒
状肥料を被覆する方法を示している。この技術の
特徴は極めて薄い被覆で完全に被覆することが
できる点と被膜内に界面活性剤等の溶出調整剤
を適宜分散し、溶出速度を調節することができる
点にある。 被覆粒状肥料は被覆材料や被覆方法によつて種
種の性質のものができる。例えばポリオレフイン
樹脂と溶出調整剤を用いて特開昭50−99858に示
す方法によつて作られたものは溶出速度の調節が
可能であり、溶出が土壌条件例えば土壌の種類
（砂質、壌土等）、水分、PH、微生物活性等の影響
を受けない利点があるが、カプセル分解が遅く土
壌還元の期間が長いとか樹脂の比重が水より小さ
いために内部の肥料が完溶した後はカプセルが浮
上し易い等の欠点がある。これらの欠点は他の成
分例えば分解材やフイラー等をカプセル内に均一
に分散することによつて解決または軽減できるけ
れども工程管理上のわづらわしさは否定できな
い。 一方、イオウによつて被覆されたものは、イオ
ウが均質な連続被膜形成能に欠けるためにそのま
までは被覆した効果が得られないので表面に更に
ワツクスを用いてシールしている。この肥料の溶
出は主としてワツクスの微生物分解によるところ
が大きく、土壌条件によつて肥効の発現が大きく
変動する欠点がある。またイオウ自体に種々の形
態変化があり、樹脂類より極めてもろいために実
用上充分な被覆の効果を得るためには相当多量の
イオウを必要とする。これらの理由によつてイオ
ウで被覆されたものは人為的に肥料のきき方を自
由に設定することは不可能であるばかりでなく我
国の如き酸性土壌の多いところに多量のイオウを
施すと土壌の酸性化を助長する欠点がある。 しかし、高分子樹脂類は貴重な石油資源を原料
としているので更に少量の材料で被覆する技術が
望まれている。一方、イオウは近年石油の脱硫工
程から多量に副生するので資源の有効利用の観点
からは、イオウによる被覆は望ましい方向であ
る。 発明者らはこれらの事情に鑑み、樹脂類とイオ
ウを組合せた被覆材によつて、夫々の欠点を補い
合つた被覆材の開発研究を重ね、樹脂カプセルの
機能を保持しつゝカプセルの土壌中に於ける残存
期間を短縮し、土壌酸性化を助長しない被覆肥料
の開発を完成した。 樹脂類とイオウは一般に相溶性に乏しく、均一
に混合または分散することは困難であるが、発明
者らは溶剤を用いることによつて均一に分散する
ことに成功した。イオウが二硫化炭素、液安に良
く溶けることはよく知られているが、塩素化炭化
水素類等には高温側ではよく溶けるが低温側では
ほとんど溶解しない。例えば塩素化炭化水素類に
樹脂類とイオウを高温時に溶解し、被覆溶液とし
て被覆工程に供給するに際して、例えば特公昭42
−13681に示される様なパン式被覆法等では被覆
乾燥中にイオウが粗大な結晶となり、その結果被
膜の均一性が損なわれ、内部肥料の溶出を長期間
に亘つて抑制することはできなかつた。発明者ら
は被覆工程に於いて、イオウの結晶が生長する時
間的余裕を与えずに瞬時に乾燥するとイオウは均
一に樹脂カプセル内に分散され、光学的な顕微鏡
ではその存在が認め難い均質カプセルが得られる
ことを見出した。この様な均質なカプセルは肥料
の溶出を長期に亘り抑制することができ、イオウ
の使用量を変えることにより又溶出調整剤との組
合せにより任意の溶出速度のものが得られ且つ、
残留カプセルの土壌中における残留期間が樹脂単
独の場合より短縮できることを認め本発明が完成
された。この知見を特開昭50−99858に開示され
た被覆工程でブロツキングを起すことなく一工程
で能率よく被覆する方法と組合せることによつて
本発明品が効率よく製造される。次に本発明の構
成を具体的に述べる。 本発明は熱可塑性樹脂を被膜形成材料とし、そ
れにイオウ、更に必要に応じて第３成分例えば溶
出調整剤、フイラー等を樹脂組成物に均一に分散
させて得られる被膜で被覆された粒状肥料及びそ
の製造法である。本発明で云う樹脂とは例えばオ
レフイン重合体、オレフイン共重合体、塩化ビニ
リデン重合体、塩化ビニリデン共重合体の一種、
若しくは数種の混合物、又は上記の必須成分に他
の熱可塑性樹脂例えばポリスチレン、石油樹脂、
クマロン樹脂、石油ワツクス、塩素化パラフイン
等も製造工程で粘着性の生じない範囲で適宜加え
たものも含む。本発明のオレフイン重合体とはポ
リエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピ
レン共重合体、ポリブデン、ブデンとエチレン及
びプロピレンの共重合体であり、オレフインを含
む共重合体とはエチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−アクリル酸あるいはアクリル酸エステ
ル共重合体、エチレン−メタアクリル酸あるいは
エステルの共重合体等である。また、塩化ビニリ
デン共重合体とは塩化ビニリデンと塩化ビニルの
共重合体等である。本発明に用いられるイオウの
形態は特に制限はない。 本発明の被覆層の被覆粒状物に対する重量百分
率即ち被覆率は２〜20％が好ましい範囲である。
被覆率が２％未満では被覆の効果が不充分であ
り、20％を越える範囲では経済性の理由から選ぶ
べきでない。被覆率の適値は一般に粒子の径、形
状、表面の平滑さ、樹脂の種類とイオウ等の混合
割合で異るが、極く大ざつぱには粒径５〜８メツ
シユでは３〜６％、７〜10メツシユでは５〜12
％、10〜14メツシユでは10〜16％である。また、
樹脂類は被覆層全体の10〜90％（重量）、イオウ
は従つて90〜10％（重量）の混合範囲で用いられ
るが、溶出調節剤として界面活性剤を樹脂組成物
に対し10重量％以下の範囲で用いることもでき
る。更に本発明に無機あるいは有機の不溶性フイ
ラー例えばタルク、炭カル、金属酸化物等を用い
ることができるが、この場合はイオウの一部をこ
れで代替することになる。これらの混合物は樹脂
組成に均一に分散することが必須要件であり、不
均一であれば一部に微粒子が片寄つて樹脂の連続
相が損なわれて被覆の効果が失なわれる。 本発明の被覆肥料は前述の如く、被覆材料を塩
素化炭化水素類等の溶剤に溶解あるいは分散し
て、該溶液または分散液を高温に保持せしめて粒
状肥料に噴霧状で添加すると同時にその位置に高
速熱風流を当て瞬時に乾燥しつゝ被覆することに
よつて得られるが、この際もしフイラー例えばタ
ルク、炭カル等の微粉体を被膜中に分散する場合
は、それらの微粉体が分散液中にある間に沈降が
起り分離して不均一にならない様に撹拌しておく
必要がある。本発明に於ける瞬時乾燥とは粒子の
温度と乾燥用熱風の風速で規定される。即ち、粒
子温度を40℃以上、熱風の風速を15m／sec以上
の条件によつて達成されるが、上限の温度はその
際に用いる樹脂の融着点、イオウの融点、粒子に
含まれる化合物の分解点によつて異るため、これ
らの物性を考えて適宜選択すべきである。また、
風速の上限は経済性や高速粒子の壁への衝突によ
つて生ずる被膜の破損等によつて制約があるが、
これは装置の形状によつて異るため一義的に決ま
るものではなく、装置特性によつて適宜決められ
るが、おおよその目安は60m／sec以下である。 本発明の被覆肥料を作るために供給する被覆溶
液の濃度は粘度によつて規定される。その上限は
40cp好ましくは20cpである。これより粘度が高
い場合は均一に被覆されない。また、下限は低い
程好ましいが、低濃度となるほど多量の溶剤が必
要となり経済性に問題があるため品質とコストの
点より制約があり、この観点から5cp以上である
ことが好ましい。 本発明の肥料はわずかな被覆率で完全な被覆が
でき、カプセル内にイオウの微粒子が均一に分散
しているため、残留カプセルが土壌中に分散して
いる場合、イオウは徐々に分解される。このため
カプセルは樹脂単独の場合より崩壊し易い。ま
た、イオウだけで被覆されたものに比べてその量
が非常に少いため、土壌を酸性化する恐れがな
い。本発明の被覆肥料はイオウの使用量を変えた
り種々の溶出調節剤を用いることにより溶出を任
意に調節することができ、施肥省力に寄与し、固
結性がないので機械施肥や航空機による散布には
最適である。 実施例 １ 本実施例は本発明の被覆肥料の製造方法を示
す。 第１図は本実施例に於いて用いた噴流被覆装置
を示す。１は噴流塔で塔径250mm、高さ2000mm、
空気噴出径は50mm、で肥料投入口２、排ガス排出
口３を有する。噴流用空気はブロアー１０から送
られ、オリフイス流量計９、熱交換器８を経て噴
流塔に至るが、流量は流量計、温度は熱交換器で
管理され、排ガスは排出口から塔外に導かれる。
被覆処理に供する粒状肥料は、所定の熱風が吹き
込まれている噴流塔に、肥料投入口２から投入
し、噴流を形成させる。熱風温度はT₁、被覆粒
子温度はT₂、排ガス温度はT₃で検出される。被
覆処理はT₂が所定の温度になつてから被覆液を
流体ノズル４を通して噴霧状で噴流に向つて吹き
付ける。被覆液調製は液タンク１１に所定量の被
覆材と溶剤を入れ、溶剤の沸点近くで撹拌しなが
ら行い、被覆操作中温度、撹拌を保持する。被覆
液の供給はポンプ５によつてノズルに送られる
が、この系は温度を保持するための充分な保温を
しておく。所定の被覆液を供給したらポンプを止
めた後ブロアーをとめる。被覆された肥料は抜出
口７から取り出される。なお本実施例では何れも
下記の基本条件を保持して粒状肥料の被覆を行つ
た。 一流体ノズル ：開口0.8mm フルコン型 熱風量 ：４m²／min 熱風温度 ：100℃ 肥料の種類 ：５−7meshの粒状尿素 肥料投入量 ：10Kg 被覆液濃度 ：固形分５重量％ 被覆液供給量 ：0.5Kg／min 被覆時間 ：20分 被覆率（対肥料）
：5.0重量％（但し界面活性剤分は上乗せ） 溶 剤 ：テトラクロルエチレン 実施例 ２ 本実施例では各種被膜組成をもつ本発明の例を
示す。実施例１の製造法に於いて各種被膜組成の
被覆肥料の製造試験を行い、第１表に示す結果を
得た。これは本発明が極めてわずかな被覆率で
ほゞ完全に被覆できることを示している。 なお第１表に於ける初期溶出率はサンプル10g
を200mlの水中に浸漬し30℃に４時間放置して水
側に溶出した成分量をサンプル中に含まれている
全成分量に対して％で表示したものである。

【表】 比較例 １ 本比較例は瞬時乾燥をしない被覆試験の例を示
す、直径30cmの糖衣機に実施例１の粒状尿素３Kg
を投入し10rpmで回転し乍ら3M³／min、80℃の
熱風を当てつゝ100℃に保持した固形分が５重量
％のテトラクロルエチレン溶液を二流体ノズル
（スプレーガン）を用いて少量づゝ間歇的に加え
てサンプルを作つた。第２表は本比較例の試験結
果を示すものでありこの内で初期溶出率は実施例
２と同一測定法で得られた結果である。 本比較例に於いてNo.９はポリエチレン単独を用
いた場合であり、この条件では風速が足りないの
で瞬時乾燥の条件を取り得ず被膜はゲル状となつ
て連続被膜にならないので被膜の効果は得られな
い。又No.10はポリエチレンとイオウを等量づゝ使
用した例であるが、樹脂部がゲル状となり且つ顕
微鏡（100倍）観察によると粗大な結晶が一様に
分散しているのが認められNo.９同様に被覆の効果
はない。従つて実施例２との比較は困難である。
一方、No.11はエチレン−酢酸ビニル共重合体を使
用した例であるが、これは被覆中に粘着が生じて
粒子はブロツク化し、単粒のコーテングはできな
い、これは実施例１に準じた方法でも同様であつ
てイオウとの組合せに於いて瞬時乾燥の効果を比
較することはむづかしい。この比較例で上記の効
果を証明するためNo.12、13に於いては被覆液の粘
着性によるブロツキングをさけるべく、極めて少
量づゝ長時間に亘つて添加し被覆を可能にしたも
のである。No.12では完全被覆には至らないが一応
の被覆の効果が得られた。一方No.13はエチレン−
酢ビ共重合体とイオウを等量づつ使用した例であ
るが顕微鏡（100倍）観察によるとイオウの粗大
結晶が一様に生成しておりそれと接合する樹脂部
は切断されている部分が多いことが認められた。
このため被覆の効果がなく被覆肥料の機能は得ら
れない。 なお実施例２によつて得られた被覆肥料の被膜
は光学顕微鏡ではイオウの結晶は認められず、極
めて微粒のイオウが均一に分散しておりこのため
被覆の効果が高いものと思われる。

【表】 比較例 ２ 本比較例に於いては従来のイオウ被覆の例を示
す。 実施例１の方法に於いて、樹脂とイオウを含む
溶液の代りにイオウ融体（150℃）を用いて被覆
（粒子温度70−80℃）を行い、それを比較例１に
おいて用いた糖衣機に入れてパラフインワツク融
体（m.p.50−52℃）を噴霧状にて加え、イオウ被
膜表面をシールし、さらに表面にタルクをまぶし
た。 第３表は本比較例の試験結果を示すものであ
る。

【表】 に対する夫々の重
15 20 ３ ２ 35
量％
16 30 ３ ２ 27
17 40 ３ ２ 15
この結果は実施例２に示す本発明の被覆肥料の
場合被覆率が極めてわずかで完全被覆に近い効果
があるのに反し、本比較例のイオウによる被覆肥
料は例えばNo.17では粒状肥料に対し45重量％の被
覆にも拘らず初期溶出率が相当高い。 実施例 ３ 本実施例では本発明による肥料がイオウの使用
量を変えることによつて溶出速度を調節できるこ
とを示す。 実施例１の方法に於いて、第４表に示す被膜組
成の被覆尿素を作りその10gを200mlの水中に浸
漬し25℃に放置し経時的に水を更新しつゝ溶出尿
素量を分析し溶出率を求めた結果第２図に示す累
積溶出率が得られた。 この結果から明らかな様に本発明の被覆肥料は
イオウの使用量を変えることによつて溶出速度が
調節でき、種々の要求に応じることができる。

【表】 例２に示すも
19 49 21 30 0.7
のと同じであ

る。
20 35 15 50 0.5
21 21 9 70 0.3
22 7 3 90 0.1
23 30 0 70 0.3
なお、本発明の被覆肥料はNo.21、23の比較でわ
かる様に同一イオウ使用量に於いても樹脂組成を
変えうることによつて溶出速度を変えることがで
き、また界面活性剤によつても変えることができ
る。 実施例 ４ 本実施例は本発明の被覆肥料が従来のイオウ被
覆肥料に比べて保存性が高いことを示す。 実施例３、比較例２に於いて製造した被覆肥料
を密封状態で60℃に保持し１ケ月毎にサンプルを
取り、実施例３の溶出試験によつて経時変化の有
無を調べた結果、比較例２に於ける従来のイオウ
コーテイングは最初の１ケ月の試験で浸漬後10日
目の分析で全量溶出し、保存に耐えないことが認
められた。それに反し本発明の被覆肥料は何れも
１年間の保存でも溶出は変らず安定性が高いこと
が認められた。この程度の温度は肥料の野積や船
による輸送等で起り得る温度であり、本発明の被
覆肥料の優秀性が認められた。 実施例 ５ 本発明の被覆肥料が従来のイオウ被覆肥料に比
べて土壌条件によつて溶出が影響を受けないこと
を本実施例によつて示す。 富士川沖積土壌を風乾し２mm篩下品を乾土換算
で500gとりそれを最大容水量の20％、60％、及
び湛水状態に水分調節を行い、実施例３に於いて
調製したNo.20のサンプルおよび比較例２に於いて
調製したNo.17のサンプルの夫々N500mg相当量を
均一分散する様に各水分量の土中に埋め込み、25
℃のインキユベーター中に放置した。所定期間毎
に土壌中から注意深く被覆肥料を拾い出し、内部
に残つているＮ成分を被覆肥料を粉砕し、水抽出
液の分析によつて求め、添加Ｎ量との差引き計算
により溶出率を求めた（１回の取出しは夫々３反
復で行い平均した）各期間の溶出率を累積し、経
過日数との関係を第３図に示した。 本実施例から明らかな様に本発明の被覆肥料は
土壌の水分含有量によつて溶出速度があまり変ら
ないのに反し従来のイオウによる被覆肥料は水分
条件により異る欠点を有することが認められた。 実施例 ６ 本実施例では本発明の被覆肥料が樹脂単独で被
覆した場合より保存安定性が優れている例を示
す。 実施例１の被覆方法に於いて、ポリエチレン40
部、イオウ60部、界面活性剤５部からなる被膜で
被覆した粒状尿素を得た。これと比較するためポ
リエチレン100部、界面活性剤５部からなる被膜
で被覆した粒状尿素を作り、夫々のサンプルを60
℃、密封下で６ケ月間保存し初期溶出率を比較し
た結果、前者の被覆肥料は製造直後、６ケ月後共
夫々0.9％、0.7％の値を示し変化が認められない
程度であつたが、後者の被覆肥料は夫々0.2％、
20.5％の値を示し経時変化が認められた。後者の
サンプルを顕微鏡で観察した結果、被膜に亀裂の
あるものが認められ、界面活性剤の作用によるス
トレスクラツクが生成したものと推察された。こ
れに反し、前者即ち本発明の被覆肥料には亀裂が
認められず、これはポリエチレン内に微粒子状で
分散しているイオウがポリエチレンの内部応力を
吸収する作用があるためと思われる。 尚、本実施例に於いて用いた樹脂は実施例２
で、また、界面活性剤は実施例３に於いて用いら
れたものと同じである。 実施例 ７ 本実施例は本発明のカプセルが樹脂単独のそれ
より易崩壊性であることを示す。 1m四方、高さ30cmの枠内に２mmの目の篩を通
した土壌を深さ20cmになる様に詰め、実施例１の
方法で作られたポリエチレン25部、エチレン−酢
酸ビニル共重合体５部、イオウ70部、界面活性剤
0.3部からなる被膜で被覆された被覆尿素とポリ
エチレン60部、エチレン−酢酸ビニル共重合体40
部、界面活性剤５部からなる被膜で被覆された尿
素と夫々20g宛上記土壌表面に散布し一年間除草
する以外は自然条件のまゝ放置した。その後均一
に混合して更に２年間放置し、枠内から残存カプ
セルを回収した結果本発明被覆肥料を含む土壌か
らはほとんど回収されなかつたが、比較品を含む
土壌からは相当量のカプセルが回収された。これ
は本発明品の残存カプセルが比較的短期間に土壌
中で崩壊したことを示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１に於いて用いた噴流被覆装置
の概略的縦断面図、第２図は第４表に示す被覆組
成の被覆尿素の尿素溶出率を示すグラフ、第３図
は本発明の被覆肥料と従来のイオウによる被覆肥
料との土壌の水分含有量によつて溶出速度の比較
を示すグラフである。 １：噴流塔、２：肥料投入口、３：排ガス排出
口、４：流体ノズル、５：被覆液供給ポンプ、
６：弁、７：肥料抜出口、８：熱交換器、９：オ
リフイス流量計、１０：噴流用空気ブロアー、１
１：液タンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 10〜90重量％の熱可塑性樹脂、10〜90重量％
   のイオウを必須成分とする均一混合物で被覆され
   た被覆粒状肥料であつて、被覆層内にはイオウ粒
   が均一分散されてなる被覆粒状肥料。 ２ 熱可塑性樹脂、イオウを必須成分とする被覆
   材料を塩素化炭化水素類等の溶剤に溶解して、該
   溶液を粒状肥料に噴霧すると同時にその位置に高
   速熱風流を当てて瞬時に乾燥することを特徴とす
   る被覆粒状肥料の製造方法。