JPH04170386A - 粒状被覆農材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、農業用資材の分野において有用な、効果の持
続性を持った水溶性農村に関するものである。さらに詳
しく言えば、粒状農材を高分子エマルジョンを主成分と
する被膜で被覆して、効果の持続性を持たせた粒状被覆
農材について、さらに特定の物質を表面に付着させるこ
とにより、保存性を改良した粒状被覆農材を提供するも
のである。

〔従来の技術〕

即効性の水溶性農村を耐水性の被膜で被覆することによ
り、土壌中への溶出を制御し効果の持続性を持たせた粒
状被覆農材は、−度の農村の施与により、長期間にわた
り安定した農村効果が持続できることから、その利用は
急速に拡大しつつある。現在被覆材として用いられてい
るのは、硫黄や樹脂の有機溶剤溶液が主であるが、硫黄
は徐々に蓄積して土壌を酸性化させる問題が指摘されて
おり、また樹脂の有機溶剤溶液では、製造工程における
有機溶剤の使用による火災発生の危険や、人体にたいす
る安全性の問題、あるいは製品である被覆農材の被膜中
への有機溶剤の残留などの問題がある。このような状況
から、水性の高分子エマルジョンを用いて農村を被覆す
ることも提案されている。高分子エマルジョン系の被覆
材では、高度に農村の溶出を制御するためには、エマル
ジョンを構成する個々のエマルジョン粒子が充分に融着
し、均一性の高い連続被膜を形成する必要がある。一方
、被覆農林は保存中、例えば夏場に袋積み状態に置かれ
た場合のように、温度や荷重が加わる場合があり、この
ようなときに粒子同士が接着し固結してしまう問題があ
る。前者は高分子エマルジョンを構成する高分子として
比較的柔らかいものを選択するなどのことにより改善さ
れるが、このような手段を採った場合、後者の耐固結性
を悪化させる傾向があり、この２つの要求を満足させる
ことは容易ではない。

このような間ｕ４含めて、高分子エマルジョン系の被覆
材についてはさまざまな検討が加えられ、その改良が提
案されている。

例えば第１段階で熱可塑性樹脂の水性エマルジョンまた
は有機溶液により、０．１〜２％の被覆率で粒状肥料に
耐水性被膜を形成し、第２段階で熱可塑性樹脂の水性エ
マルジョンにより所要の被覆率まで樹脂被覆する粒状被
覆肥料の製造方法が提案されている（特公昭６０−１８
６４０号公報）。該製造方法は第１段階の被覆により、
第２段階の被覆中における肥料の溶解を防止するもので
あるが、ガラス転移温度（または最低成膜温度）の比較
的高い樹脂のエマルジョンを用いた場合は、充分な連続
被膜を形成し難く、高度に溶出を制御することは困難で
ある。有機溶剤を含む樹脂のエマルジョンを用いた場合
には、連続被膜の形成性はある程度改善されるが、前述
の有機溶剤の取扱における危険性や製品である被覆農材
への有機溶剤の残留といった問題が発生する。一方ガラ
ス転移温度の比較的低い樹脂のエマルジョンを用いた場
合には、連続被膜の形成性は良好となるが、保存中の肥
料の固結の問題が発生し易くなる。

次に粒状肥料表面にケイ酸塩またはケイ酸エステルから
なる一次被覆及び高分子ラテックスからなる二次被覆を
有することを特徴とする二重被覆持続性粒状肥料につい
ても提案されているが（特開昭６３−１１２４８４号公
報）、該発明においてガラス転移温度の比較的高い樹脂
のエマルジョンを用いた場合は、充分な連続被膜を形成
し難く、ガラス転移温度の比較的低い樹脂のエマルジョ
ンを用いた場合には、保存中の肥料の固結が発生しやす
くなるという問題は何ら解決されていない。

また樹脂の水性エマルジョンを主成分とした被覆材料を
用いるもので、６０℃以上のガラス転移温度を有する樹
脂膜で被覆されてなる緩効性被覆肥料についても提案さ
れているが（特開昭６４−３０９３号公報）、このよう
にガラス転移温度の高い樹脂を用いた場合には、充分な
連続被膜を形成し難く、高度の溶出の制御は困難であり
、連続被膜の形成性の改善のため成膜助剤や可塑剤を使
用した場合には、結果的に被膜は柔らかくなり固結、　
　を起こしやすくなるという欠点を有するものである。

さらに熱可塑性樹脂の水性エマルジョンとメラミン樹脂
を主成分とする被覆材料で固体肥料を被覆した後に、７
０℃以上で熱処理することによ′って得られる緩効性被
覆肥料についても提案されており（特開昭６４−３０９
４号公報）、連続被膜の形成性および耐固結性の両立に
おいである程度の改善は認められるが、その程度は不十
分であり、被覆材料に高度に溶出を制御するのに充分な
連続被膜の形成性を与えた場合には、被覆農材の固結を
生じやすくなる。また被覆中における有害物質であるホ
ルムアルデヒドの発生および製品中への残留という問題
も有している。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上に述べたように、水性高分子エマルジョンを用いた
粒状農材の被覆では、高分子エマルジョンが均一性の高
い連続被膜を形成して、水溶性農村の溶出を高度に制御
し、かつ保存中に被覆農材粒子同士が互いに接着し固結
することのない粒状波Ｎ層材を得ることは、従来、極め
て困難であった。

本発明はかかる状況に鑑み、連続被膜の形成性の良好な
高分子エマルジョンで被覆され、優れた農村の溶出制御
性を有する粒状被覆農材であって、かつ保存中に被覆農
材粒子同士が接着することのない、優れた耐固結性を有
する粒状被覆農材を提供する目的でなされたものである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討を重
ねた結果、高分子エマルジョンを主成分とする被膜で被
覆された被覆農材の表面に、さらに特定の材料を付着さ
せることにより、目標とする耐固結性を与える得ること
を見出し、かかる知見に基づいて更に詳細に検討し、本
発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、高分子エマルジョンを主成分とする
被膜で被覆された粒状層材の表面に、シリカゾル、ケイ
酸アルカリおよびアルミナゾルの中から選ばれる１種又
は２種以上を、被覆農材の全重量にだいし士０．０１〜
５重量％の副台で付着させたことを特徴とする粒状被覆
農材を提供するものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明における高分子エマルジョンは、１種以上のラジ
カル重合可能な単量体を、公知の乳化重合法により乳化
重合することにより得られるものである。

使用する単量体の種類は特に制限はないが、好ましい単
量体の例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキ
シル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸グ
リシジル、ジエチレングリコールジアクリレート、トリ
メチロールプロパントリアクリレートなどのアクリル酸
エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル
、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸２−ヒドロキ
シエチル、メタクリル酸グリシジルなどのメタクリル酸
エステル類、１．３−ブタジェン、ペンタジェン、２−
メチル−１，３−ブタジェン、２−クロロ−１，３−７
”タジエン、クロロプレンなどの脂肪族共役ジエン類、
スチレン、α−メチルスチレン、４−メチルスチレン、
２−ヒドロキシメチルスチレン、４−エチルスチレン、
４−エトキシスチレン、３，４−ジメチルスチレン、２
−クロロスチレン、４−クロロスチレン、４−クロロ−
３−メチルスチレン、２．４−ジクロロスチレン、ジビ
ニルベンゼンなどの芳香族スチレン誘導体、アクリル酸
、メタクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸、フ
マル酸：イタコン酸、マレイン酸などのジカルボン酸及
びその酸無水物またはモノアルキルエステル、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル化
合物、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチロ
ールアクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルアクリルアミ
ド、Ｎ−エトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−プロポキ
シメチルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−ブトキシメチルアク
リルアミドなどのアミド化合物、メチルアミノエチル（
メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）ア
クリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレ
ート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２
−ビニルピリジン、４−ビニルピリジンなどのアミン化
合物、塩化ビニルなどのハロゲン置換ビニル化合物、酢
酸ビニルのようなカルボン酸ビニルエステルなどがあげ
られる。

乳化重合の方法にも特に制限はなく、通常水分散系にお
いて乳化剤の存在下に行うことが有利である。使用する
乳化剤にも特に制限はないが、通常、アルキルジフェニ
ルエーテルジスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステ
ル類、アルキルアリルスルホン酸などのアニオン系界面
活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルエステルなどのノニオン系界面活
性剤、カチオン系界面活性剤あるいは両イオン性界面活
性剤の単独または混合系が用いられる。また重合開始剤
にも特に制限はなく、ベルオキソニ硫酸塩、過酸化水素
、過酸化ベンゾイルまたはレドックス系の開始剤などか
ら任意のものを選択して用いることができる。重合開始
剤の添加方法にも特に制限はなく、初期−括添加、分割
添加または連続添加など従来公知の方法から、任婁の方
法を選択して用いることができる。乳化重合において従
来慣用されている各種の添加剤、例えばメルカプタン類
、アルキルチオール類、四塩化炭素などの連鎖移動剤、
キレート荊、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アン
モニア水などの中和剤、またはリン酸塩、カルボン酸塩
などの塩類なども、必要に応して任意に選択して用いる
ことができる。

重合反応の温度にも特に制限はなく通常３０〜１００℃
程度、好ましくは５０〜９０゛Ｃ程度である。

単量体の添加方法にも特に制限はなく、初期−括添加、
連続添加、他段階分割添加または特定の単量体のみの初
期あるいは後期−括添加、などの従来公知の方法から任
意に選択することが可能である。高分子エマルジョンの
粒子径も特に制限する必要はないが、乳化重合によって
生成する粒子の粒子径は、通常０．０５〜Ｉａｍであり
、好ましくは０．１〜０．７μｍ程度に調製される。ラ
テックスの粒子径を任意に再現よく調製するため、シー
ド重合法を用いることもできる。

高分子エマルジョンには、所望に応して、他の各種の添
加剤を配合してもよい。これらの添加剤としては、例え
ば分散剤、殺菌剤、粘度調節剤、老化防止剤、耐水化剤
およびその他の塩類などがあげられ、これらは必要に応
じて重合前、重合中あるいは重合後のいずれにおいて添
加してもよい。

本発明に用いる高分子エマルジョンは、被覆材として用
いる際、単独で用いても２種以上の高分子エマルジョン
を混合して用いてもよく、また必要に応じて、被覆工程
中における農村粒子同士の接着防止や農村の溶出を制御
するなどの目的で、タルク、クレー、炭酸カルシウムの
ような無機粉末、ポリスチレンラテックスのような約６
０゛Ｃ以上のガラス転移温度を有する有機質顔料、デン
プン、アルギン酸ナトリウム、セルロースなどの天然水
溶性高分子、ポリビニルアルコール、変性スターチ、カ
ルボキシメチルセルロースなどの合成または半合成水溶
性高分子、塩化カルシウム、塩化ナトリウムなどの塩類
、シリカゾル、架橋剤などを配合してもよい。また高分
子エマルジョンの成膜性あるいは乾燥性を改良する目的
などで、成膜助剤、可塑剤あるいは少量の有機溶剤など
を添加することも可能であり、これらの例としてはエチ
レングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリ
コールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコー
ルｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチ
ルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、プ
ロピレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコ
ールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、プロピレング
リコールジアセテート、フタル酸ジブチル、フタル酸ジ
オクチル、セバシン酸ジオクチル、ベンジルアルコール
、トルエン、アセトン、メタノール、エタノール、ｎ−
プロパツール、イソプロパツール、ブタノール、ｎ−ヘ
キサン、シクロヘキサンなどがあげられる。被覆材配合
物の固形分濃度にも特に制限はないが、通常１〜５０重
量％の範囲であり、被覆方法などに応じて任意に調製さ
れる。

本発明の被覆材の高分子エマルジョンのガラス転移温度
は、使用する単量体の種類などにより任意に設定できる
が、優れた連続被膜の形成性を与えるためには、これま
で述べたような各種の添加剤を添加した被覆材配合物の
状態で測定したガラス転移温度が、またガラス転移温度
が複数ある場合にはその最も低いガラス転移温度が、５
０℃以下であることが好ましい。ガラス転移温度は、例
えば乾燥固形物を示差走査熱量計などにかけることによ
り簡便に測定できる。また粒状農材の被覆工程において
農村粒子同士が接着することにより、均一な被覆が困難
となるこ々を防止するため、高分子エマルジョンを構成
する高分子のゲル含有率は、７５重量％以上であ粂こと
が好ましい。本発明におけるゲル含有率とは、高分子エ
マルシランの乾燥固形物０．５ｇにトルエン３０ｄを加
えて４時間振とうした後、＃３００の金網にて濾過して
採取されるトルエンに不溶な高分子の乾燥重量の、もと
の固形物の重量にたいする重量百分率である。

本発明の粒状農材の被覆方法についても特に制限はない
が、好ましい方法をあげるならば、加熱噴流（通常４０
〜１３０℃程度）中あるいは回転パン上で転勤中の粒状
農材に、本発明における被覆材配合物を連続的あるいは
断続的に噴霧乾燥する方法などがある。また被覆操作は
、１種の被覆材料で１段階で行っても、１種又は２種以
上の被覆材料を用いて多段階に分けて行い多層被覆を形
成させても差し支えない。多層被覆を行う場合は、高分
子エマルジョンを使用しない被覆材料、例えば樹脂ある
いはポリエチレンワックスなどの有機溶液を少量使用す
ることも可能である。被覆率についても特に制限はない
が、溶出の制御性および実用王の問題から、粒状被覆層
剤の全重量にたいする被覆材重量の割合が、通常２〜３
０％程度の範囲にあることが好ましい。

本発明における粒状農材とは、粒子状の肥料または水溶
性農薬であり、粒子の形状および大きさに制限はないが
、粒子形状としては球状または円筒状が好ましく、粒径
は０．５〜１０ｍｍ程度のものが好ましい。肥料の種類
についても特に制限はなく、例えば高度化成肥料、化成
肥料、尿素、硫酸アンモニウム、塩化カリウム、硫酸カ
リウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、リン酸アンモ
ニウム、リン酸カリウムなどがあげられる。水溶性農薬
の種類についても特に制限はなく、除草剤、殺虫剤、殺
菌剤、植物調節剤、殺ダニ剤、殺線虫剤、殺ソ剤、忌避
剤および誘引剤などがあり、具体的な例をあげるならば
、２．４−Ｄ、ジクロルプロピオン酸ナトリウム、ヒド
ロキシインキサゾール、ジメチリモールパラコート、グ
リフォセート、ピクロラム、モリネート、ブトキシカル
ボキシム、ナトリウムアジド、アルキルベンジルエチル
エタノール、アンモニウムクロライド、［酸、トリクロ
ル酢酸などがある。本発明における粒状農材は、これら
の肥料および水溶性農薬の単独の粒子であっても、２種
以上の混合物の粒子であっても構わない。また必要に応
じて、造粒助剤としてタルク、ホワイトカーボン、粘土
、リグニンスルホン酸などを加えたものであってもよい
。

本発明には、これらのほかにシリカゾル、ケイ酸アルカ
リおよびアルミナゾルから選ばれる１種または２種以上
が必須である。シリカゾルは通常粒径が１〜１１００ｎ
程度のほぼ球形の無水ケイ酸の水性分散体であり、本発
明において特に制限はなく、ｐＨ１粒径、無水ケイ酸含
有量、および酸化ナトリウム含有量など任意のものを選
択して用いることができる。また粒子表面にアルミニウ
ム処理を施したもの、特殊な粒子形状を有するものなと
であっても構わなく、分散媒が水辺外のものであるオル
ガノシリカゾルであってもよい。ケイ酸アルカリ６ごつ
いても特に制限はなく、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリ
ウム、ケイ酸リチウムおよびケイ酸アンモニウムなどか
ら任意に選択して用いることが可能である。これらは通
常水溶液状態のものを用いるが、一部微コロイド性を有
するものであっても構わない。アルミナゾルについても
特に制限はなく、通常２〜２００ｎｍ程度のコロイドの
大きさを持らたアルミナ水和物（ベーマイト系）の水性
分散体であり、粒子形状は羽毛状、棒状あるいは粒状の
いずれであってもよく、安定剤として用いられている陰
イオンの種類についてもＣｌ−１ＣＨ，ＣＯＯ−および
Ｎ０ｆｆ−など任意のものを用いることが可能である。

本発明の粒状被服粒状層材は、これらのシリカゾル、ケ
イ酸アルカリおよびアルミナゾルから選ばれる１種また
は２種以上を、高分子エマルジョンを主成分とする被膜
で被覆された粒状農材の表面に、さらに被覆農材の全重
量にたいして乾燥重量で０．０１〜５％の割合で付着さ
せることにより得られるものである。付着量が０．０１
％未満では、必要とする耐固結性を付与することが困難
であり、５％を越えて付着させてもそれ以上耐固結性は
改良されず、実用的でない。シリカゾル、ケイ酸アルカ
リおよびアルミナゾルから選ばれる１種または２種以上
を付着させる方法については特に制限はなく、高分子エ
マルジョンを主成分とする被覆材料で被覆する場合と同
様に、加熱噴流中あるいは回転パン上で転勤中の粒状農
材に、連続的あるいは断続的に噴霧乾燥する方法などが
好ましい例としてあげられる。

実施例 以下に実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、
本発明がこれらの実施例に何ら限定されるものではない
ことはいうまでもない。

なお実施例に示す粒状被覆農材の物性の測定は、以下に
示す方法により行った。

（溶出率） １０ｇの粒状被覆農材を２００ｄの水中に浸漬し、２５
℃の環境下において一定期間静置した後、水中のイオン
濃度を電導度により測定して算出した。

（耐固結性） １００ｇの粒状被覆農材をポリエチレン性のカップにと
り、４０°ｃ、６０％ＲＨの環境で４５０ｇ／ｃｄの荷
重を加えて７日間放置し、粒子同士が接着して固結した
粒状層材の重量を測定し、固結率として重量百分率で示
した。

〈高分子エマルジョンの調製〉 スチレン６５重量部、ブタジェン２８重量部、メタクリ
ル酸メチル５重量部、アクリル酸２重量部およびこれに
連傾移動剤としてｔ−ドデシルメルカプタン０．２重量
部を加えたモノマー混合液を調製した。

次に脱イオン水５０重量部、水酸化カリウム０゜２重量
部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１５重
量部およびペルオキソ２硫酸カリウム０４８重量部を混
合溶解し、開始剤水溶液を調製した。攪拌機付の高圧反
応容器を窒素で置換し、脱イオン水１００重量部、ドデ
シルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１重量部および
シードラテックスを２．５重量部仕込み、３００ｒｐｍ
で攪拌しながら内温を８０℃に上昇した。内容物の温度
を８０℃に保ちながら、予め調製したモノマー混合液お
よび開始剤水溶液をそれぞれ５時間および６時間かけて
均二に連続的に添加して重合を完結した。

得られた高分子エマルジョンの、重量法により算出した
単量体の重合添加率は、約９７％であった。

更に得られた高分子エマルジョンから、水蒸気蒸留によ
り残留モノマーを除去し、アンモニア水を適量添加して
、高分子エマルジョンのＰＨを８に調整した。またこの
ラテックスの常温乾燥物について測定したゲル含有率は
８４重蓋％、示差走査熱量計（ＤＳＣ２２０Ｃ、セイコ
ー電子工業社製）により測定したガラス転移温度は３４
℃であった。この高分子エマルジョンを高分子エマルジ
ョンＡとする。

同様な方法により高分子エマルジョンＢ−Ｅを調製した
。これらの高分子エマルジョンを一括して第１表に示す
。

実施例１ 高分子エマルジョンＡ７０重量部に炭酸カルシウム（日
東粉化社製、ＮＳ−１００）１０重量部、ポリスチレン
系エマルジョン（Ｌ−８８ＯＬ　旭化成工業社製）２０
重量部（固形分換算）を加えて被覆材組成物を調製した
。次に第１図に示す加熱噴流式の被覆装置を用いて、高
度化成肥料（平均粒径約４ｍｍ、旭化成工業社製）に下
記条件にて被覆を施した。さらに引き続きシリカゾル（
日東化社製、スノーテックス２０）を付着率０１１重量
％となるように噴霧乾燥して粒状被覆農林を得た。

蓋１免止 高度化成粒状肥料　　　　　　　　４　ｋｇ被覆組成物
固形分　　　　　　　１０％噴霧時間　　　　　　　　
　約２５０分熱風温度　　　　　　　９０〜１２０℃風
量　　　　　　１４５〜１７０Ｎｒｒ？／ｈ　ｒ被覆率
　　　　　　　　　　　１５重量％得られた粒状被覆肥
料について、前述の方法により、溶出率の測定および耐
固結性の試験を行った。結果を第３表に示す。

実施例２〜５ 高分子エマルジョンＢ−Ｅを用いて、実施例１と同様な
方法により粒状被覆肥料を調製した。これらをまとめて
第２表に示す。また溶出率の測定および耐固結性の試験
結果を第３表に示す。

比較例１〜５ 実施例と同様な方法により、第２表に示す被覆材組成物
配合、被覆率にて粒状被覆肥料を作成した。これらにつ
いても同様に溶出率の測定および耐固結性の試験をおこ
なった。結果を第３表に示す。

第　　１　　表 第　　３　　表 〔発明の効果〕 本発明は、高分子エマルジョンを主成分とする被膜で被
覆された粒状層材において、表面に特定の材料を付着さ
せることにより、肥料粒子同士の接着を防止し耐固結性
を向上させることにより、大幅に保存性の改良された粒
状被覆層材を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例および比較例で用いた、噴流
被覆装置の概略断面図である。 １−一一一被覆材組成物導入管 ２−−−−ノズル　　　　４−−−一金　綱３−−−−
粒状農材　　　５−−−一熱風導入管特許出願人　　　
旭化成工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高分子エマルジョンを主成分とする被膜で被覆され
   た粒状農材の表面に、シリカゾル、ケイ酸アルカリおよ
   びアルミナゾルの中から選ばれる１種又は２種以上を、
   被覆農材の全重量にたいして０．０１〜５重量％の割合
   で付着させたことを特徴とする粒状被覆農材。 ２、高分子エマルジョンを構成する高分子のガラス転移
   温度が５０℃以下であり、かつゲル含有率が７５重量％
   以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の粒状被覆農材。