JPH04202079A - 重層被覆粒状肥料 - 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、含水培地又は水中での肥料成分の溶出開始時
期を調節できる被覆粒状肥料に関する。

［発明の背景］ 近年、我が国の農業は、農業従事者の高齢化や廃村の過
疎化により、農業労働力の脆弱化が進んでいる。そのた
めに農作業の省力化の一つとして、施肥の機械化や緩効
性肥料の利用などが計られている。

例えば、緩効性肥料として、オレフィン系樹脂とエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体との混合物を主成分とする被覆
材料で被覆した肥料（特公昭６０−２１９５２号公報参
照）、オレフィン系樹脂とエチレン−酢酸ビニル共重合
体との混合物を主成分とし、更に界面活性剤を含有する
被覆材料で被覆した肥料（特公昭６０−３７０７４号公
報参照）、ポリオレフィン類等の重合体を結合剤とし、
それに水不溶性もしくは水難溶性の無機粉体を５０〜８
０重量％含有させた被膜で被覆された被覆肥料（＃公開
６０−３０４０号公報参照）などが提案されている。こ
れらの被覆肥料は、何れも、被膜の不完全性から生じた
ピンホールやクラック、又は種々の添加剤を加え計画的
に作られたピンホール、或いは被覆の微小の透水性又は
透湿性を利用して、中の肥料成分を徐々に調節して溶出
させる形式のものであり、肥料成分の溶出速度調節型の
被覆肥料である。

ところで、植物の成長過程においては、時期により必要
とする肥料成分及びその量が異なる。例えば、水稲栽培
における施肥は、元肥から穂肥まで稲の生育に合せて４
〜５回施肥することが必要である。即ち、植物の成長過
程の特定の時期毎に、その時期に必要な肥料成分を必要
量だけ施し、その時期が過ぎた後は当該肥料成分は与え
られず、その後別の時期に、同様にして必要な肥料成分
を必要量だけ施すことが望ましい。

前記のような従来の被覆肥料は、肥料成分の溶出速度調
節型のものであって、単に肥料成分の溶出速度が変化し
ているに過ぎないものであり、従来の被覆肥料を最初に
元肥として全部施肥した場合には、例えば、窒素成分が
必要でない時期でも徐々に窒素成分が溶出しており、窒
素成分が多量に必要となる時期には不足するので追肥す
ることが必要になる。従って、従来の被覆肥料を使用す
る場合には、植物成長に必要な全部の肥料を元肥として
一回だけ施肥するのでは、植物の成長にマツチした時期
毎に適切な肥料成分を適切な量で施すことはできない。

木発明者らは、当該肥料成分が必要な時期までは溶出せ
ず、−旦溶出を開始すると急速に肥料を溶出するような
、肥料成分の溶出開始時期調節型の被覆粒状肥料を開発
すれば、植物の成長に必要な全ての肥料を最初に元肥と
して施肥し、その後の追肥をなくするか少なくとも追肥
の回数を減少させることができることに想到し、本発明
を完成するに至った。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上記のような溶出開始時期調節型肥料
、即ち、特定の肥料成分が必要な時期までは溶出せず、
−旦溶出を開始すると急速に当該肥料を溶出するような
被覆粒状肥料を提供することにある。

［発明の構成］ 本発明は、粒状肥料の表面に、高吸水膨潤性物質からな
る第一被覆層が形成され、該第一被覆層の表面に、オレ
フィン系重合体からなる第二被覆層が形成されてなるこ
とを特徴とする重層被覆粒状肥料である。

本発明の好適な態様は下記の通りである。

（１）上記の高吸水膨潤性物質が、吸水することによっ
て乾燥体積の５倍以上の体積に膨潤する物質であること
を特徴とする上記の被覆粒状肥料。

（２）上記の高吸水膨潤性物質が、インブチレン系重合
体、アクリル酸・ビニルアルコール共重合体、ポリエチ
レンオキサイド変性樹脂、アクリル酸ナトリウム系重合
体、澱粉グラフト重合体、カルボキシメチルセルロース
（ＣＭＣ）、ＣＭＣ金属塩又はベントナイトであること
を特徴とする上記の被覆粒状肥料。

（３）上記のオレフィン系重合体が、エチレン−アクリ
ル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸エステ
ル共重合体、低密度ポリエチレン、エチレン−プロピレ
ン共重合体、又はエチレン−酢酸ビニル共重合体である
ことを特徴とする上記の被覆粒状肥料。

（４）上記の第一被覆層の被覆量が、粒状肥料の量の０
．５〜２０重量％であることを特徴とする上記の被覆粒
状肥料。

（６）上記の第二被覆層の被覆量が、粒状肥料の量の２
〜５０重量％であることを特徴とする上記の被覆粒状肥
料。

［発明の詳細な記述］ 本発明の被覆粒状肥料は、粒状肥料の表面に、高吸水膨
潤性物質からなる第一被覆層が形成され、該第一被覆層
の表面に、オレフィン系重合体からなる第二被覆層が形
成されてなる被覆粒状肥料である。

本発明の被覆粒状肥料の粒状肥料は、従来の肥料の粒状
物の何れであってもよい。その具体例としては、尿素、
硫安、塩安、燐安、硝安、石灰窒素、硝酸ソーダ、アセ
トアルデヒド縮合尿素、イソブチルアルデヒド縮合尿素
等の窒素質肥料；重過リン酸石灰、焼成りん肥、加ニリ
ン酸肥料、混合リン酸肥料、腐食酸りん肥等のリン酸質
肥料；硫酸加重、塩化加重、硫酸加重苦土、重炭酸加工
、けい酸加工肥料等の加工質肥料；リン酸加工肥料、硝
酸加工等の化成肥料；有機質肥料など；並びにこれらの
肥料の混合物を、それ自体公知の方法により造粒した粒
状肥料を挙げることができる。粒状肥料の粒径は特に限
定されないが、一般に１〜４　ｍ　ｍであることが好ま
しい。

本発明の被覆粒状肥料の第一被覆層を構成する高吸水膨
潤性物質は、吸水することによって乾燥体積の５倍以上
の体積に膨潤する物質であることが好ましい。特に、吸
水膨潤時に、溶解又は溶出する傾向が小さいゲル状にな
るものが好ましく、膨潤圧の大きいものが好ましい。

上記の高吸水膨潤性物質の例としては、インブチレン系
重合体（例えば、■クラレ製の、ＫＩゲル−２０１に、
ＫＩゲル−２０１に−Ｆ２、ＫＩゲル溶液システム、Ｋ
ＩゲルＭＥ−１０，ＫＩゲルコンパウンド）、アクリル
酸・ビニルアルコール共重合体、ポリエチレンオキサイ
ド変性樹脂（例えば、住友イヒ学工業■製の、スミカゲ
ルＳタイプ、Ｌタイプ、Ｒタイプ）、アクリル酸ナトリ
ウム系重合体（例えば、住友化学工業株製の、スミカゲ
ルＮタイプ）、澱粉グラフト重合体、カルボキシメチル
セルロース（ＣＭＣ）、ＣＭＣ金ＪＩ塩及びベントナイ
トを挙げることができる。

本発明の被覆粒状肥料において、第一被覆層の被覆量は
、第一被覆層を構成する高吸水膨潤性物質の膨潤度、膨
潤圧などによって異なるが、−数的に、粒状肥料の量の
０．５〜２０重量％、特に１〜１０重量％であることが
好ましい。第一被覆層の被覆量が上記の範囲よりも少な
いと、吸水時の膨潤による第二被膜内の圧力が不足し、
第二被膜の歪、亀裂、破壊などの発生量が不十分となり
、肥料の溶出開始時期が遅くなったり、肥料の溶出が開
始した後の肥料の溶出速度が小さくなったり、場合によ
っては肥料成分が溶出しない。また、第一被覆層の被覆
量が上記の範囲よりも多いと、肥料の溶出が開始した後
の肥料の溶出速度が大きくなるが、ある程度より多くし
ても肥料の溶出速度は大きくならず、被覆粒状肥料中の
肥料成分の含有率が相対的に低下するので好ましくない
。

本発明の被覆粒状肥料の第二被覆層は、オレフィン系重
合体から構成されている。

オレフィン系重合体としては、オレフィンの単独重合体
、オレフィンの共重合体、オレフィンとオレフィン性二
重結合を有するその他の千ツマ−との共重合体の何れで
あってもよい。本発明において特に好ましいオレフィン
系重合体の具体例としては、例えば、エチレン−アクリ
ル酸エステル（例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチルなど）共重合体、エチレン−メタクリル酸エステ
ル（例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル
など）共重合体、低密度ポリエチレン、エチレン−プロ
ピレン共重合体、又はエチレン−酢酸ビニル共重合体な
どを挙げることができる。

上記の第二被覆層の被覆量は、粒状肥料の量の２〜５０
重量％、特に４〜２０重量％であることが好ましい。第
二被覆層の被覆量が上記範囲よりも少ないと、被覆粒状
肥料の製造時に第二被覆層の被覆量を設計値通りに制御
することが困難になり（第二被覆層の被覆量が小さくな
るほど誤差の許容範囲が狭くなる）、第二被覆層の機械
的強度が低下し被覆粒状肥料の取扱い、輸送、保管中に
第二被覆層が損傷を受け、前記のような問題が生じる恐
れがある。また、第二被覆層の被覆量が上記範囲よりも
多いと、被膜の高強度のために被膜の歪、亀裂、破壊な
どの発生が困難となり、溶出速度が小さくなると共に、
被覆粒状肥料中の肥料成分の含有率が相対的に低下し、
更に、肥料成分が溶出した後に土壌中に残留する被膜の
量が増大する。

本発明の被覆粒状肥料は、含水培地又は水中で下記のよ
うに機能すると考えられる。

即ち、先ず水が第二被覆層を徐々に透過し、第二被覆層
を透過した水を第一被覆層の高吸水膨潤性物質が吸収し
て膨潤し、膨潤によって生じた圧力（Ｗ測圧）によって
第二被覆層に亀裂を生じさせたり、第二被覆層を破壊さ
せ、外部の水が第二被覆層を通過して内部に侵入し、そ
の水によって肥料成分が溶解され溶出するのであると考
えられる。

従って、第二被覆層のオレフィン系重合体の種類及び被
覆量（膜厚）を選択することによって、最初の水が第二
被覆層を透過する量を制御し、第一被覆層の高吸水膨潤
性物質の種類及び被覆量、並びに第二被覆層のオレフィ
ン系重合体の種類及　Ｏ び被覆量を選択することによって、第二被覆層に生じる
亀裂や破壊の程度及び亀裂や破壊が生じる時間を制御す
ることができる。そして、最初の水が第二被覆層を透過
する量及び第二被覆層に亀裂や破壊が生じる時間を制御
することによって、肥料成分の溶出が開始する時期Ｃ本
発明の被覆粒状肥料を含水培地又は水中に投入してから
肥料成分の溶出が始まるまでの期間であって、肥料成分
溶出の誘導期間と見なされる）を調節することができる
。また、第二被覆層に生じる亀裂や破壊の程度を制御す
ることによって、肥料成分の溶出速度を調節することが
できる。

このように、本発明の被覆粒状肥料は、任意の必要な時
期に肥料成分の溶出を開始させることができる被覆粒状
肥料である。

最初の水が第二被覆層を透過する量並びに第二被覆層に
亀裂や破壊が生じる時間及び亀裂や破壊の程度を制御す
るためには、上記のような要因を適宜変化させて組み合
せればよく、前記の各要因についての説明を参考にして
当業者が実験的に容易に選択することができる。

本発明の被覆粒状肥料は、粒状肥料の表面に高吸水膨潤
性物質を被覆して第一被覆層を形成し、次いで、第一被
覆層を有する粒子の表面にオレフィン系重合体を被覆し
て第二被覆層を形成することによって製造することがで
きる。

第一被覆層の形成は、例えば、傾斜皿型造粒機に粒状に
成形した肥料を装入し、３０〜７０℃の熱風を送りなが
ら、高吸水膨潤性物質の水及び／又は有機溶媒中の溶液
又は分散液（第一被覆層形成液）を少しずつ添加するこ
とにより、粒状肥料の表面に第一被覆層形成液を被覆し
、同時に溶媒又は分散媒を蒸発除去して、高吸水膨潤性
物質の層を形成させることによって行なうことができる
。

この際、高吸水膨潤性物質が架橋構造でない場合はこの
物質と共にそれを架橋させるための架橋剤を併用し、被
覆された高吸水膨潤性物質を架橋構造に変えて、吸水時
に高吸水膨潤性物質が溶解、溶出し難くなるようにする
ことが好ましい。

ｉ また、高吸水膨潤性物質を粒状肥料の表面に確実に付着
させるために、適当な接着剤、例えば、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、ネオブレン−フェノール系、ポリエチ
レングリコール、メタクリル酸エステル系などの接着剤
を、高吸水膨潤性物質の分散液中に混入しておくことが
好ましい。

接着剤の種類によっては、第一被覆層形成液を調製する
際に、水及び／又は有機溶媒の全部又は−部を省略する
ことがてきる。

また、傾斜皿型造粒機に粒状肥料を装入し、接着剤の水
及び／又は有機溶媒中の溶液を少量ずつ添加し、粒状肥
料の表面に付着した接着剤溶液の粘着性があるうちに、
高吸水膨潤性物質の粉末を添加付着させることにより被
覆し、その後乾燥することによっても第一被覆層を形成
することがてきる。

勿論、それ自体公知の他の粒状物被覆装置、例えば、ナ
ウタミキサー、通気型被覆装置、回転剤皮機、ドラム型
造粒機などを使用し、それ自体公知の方法によって第一
被覆層を形成することもできる。

第二被覆層の形成は、オレフィン系重合体を有機溶剤に
溶解して第二被覆層形成溶液を調製し、それ自体公知の
他の粒状物被覆装置、例えば、流動層型被覆装置、通気
型被覆装置、転勤流動型被覆装置、ナウタミキサーなど
に、第一・被覆層を形成した粒状肥料を装入し、３０〜
１００℃の熱風を送りながら、上記の第二被覆層形成溶
液を装入して粒状肥料の表面にこの溶液を被覆し、同時
に溶媒を蒸発除去して第二被覆層を形成させることによ
って行なうことができる。

第一被覆層及び第二被覆層を形成する際に使用した溶剤
は、被覆装置からの排気を常法によって処理して回収し
再使用することができる。

次に、本発明の実施例及び比較例によって本発明を更に
詳細に説明する。

［実施例１］ 架橋されたイソブチレン系重合体の粉末（＠クラレ製：
商品名Ｋｌゲルー２０１に−Ｆ２）１８ｇ及び接着剤と
してポリエチレングリコール［日本油脂■製：ポリエチ
レングリコール（２００００）］５．４ｇを、トルエン
６０−ｇに添加し分散及び溶解して第一被覆層形成液を
調製した。

エチルアクリレート単位含有量８モル％、メルトインデ
ックス（Ｍｌ）１３のエチレン−エチルアクリレート共
重合体（日本ユニカー■製：商品名ＤＰＤＪ−８０２６
）２０ｇをトルエン３８０ｇに９５〜１０５℃で溶解さ
せて、第二被覆層形成溶液を調製した。

ステンレス製回転制御付傾斜皿型造粒機（直径５００ｍ
ｍ、深さ１００ｍｍ）に、粒径２〜４ｍｍの粒状尿素５
００ｇを入れ、造粒機を１５ｒ、ｐ、ｍ、の回転速度で
転勤させ、約３０℃の温風を吹込みながら、上記の第一
被覆層形成液を１０分間に亙って少しずつ添加し、粒状
尿素の表面に第一被覆層を形成した。

上記の工程で得られた第一被覆層を有する粒状尿素４１
５ｇ（この内、尿素４００ｇ）を、減圧通気型被覆装置
（フロイント産業■製、コーチインク装置ハイコーター
・ミニ、コーティングパン容量０．６５１）に投入し、
コーティングパンを３０　ｒ、ｐ、ｍ、の回転速度で転
動させ、約３０℃の温風を吸引しながら、上記の第二被
覆層形成溶液を１０ｍＢ、７分の供給速度でスプレーし
、第一被覆層形成粒状尿素の表面に第二被覆層を形成し
て被覆粒状肥料を製造した。

得られた被覆粒状肥料の、第一被覆層の量は尿素１００
重量部当たり３．８重量部であり、第二被覆層の量は尿
素１００重量部当たり４．６重量部であった。

製造した被覆粒状肥料について、下記の方法により尿素
の溶出試験を行ない、得られた溶出曲線［横軸：溶出日
数（週単位）、縦軸：累積溶出率（％）］を第１図に示
す。

Ｋ末少薯」湛１ユ１ 農林水産省農業環境技術研究所発行（昭和６２年１２月
２５日）の、肥料分析法、中５．３１溶出率（被覆肥料
の）に準じて実施した。

但し、恒温器の温度（測定温度）を２５±１℃に変更し
て行なったため、２５℃における溶出試験値である。

Ｕ実施例２］ 架橋されたイソブチレン系重合体の粉末の使用量を９ｇ
に、接着剤としてのポリエチレングリコールの使用量を
２．７ｇに、トルエンの使用量を３０ｇに、それぞれ変
えた他は実施例１におけると同様にして、第一被覆層形
成液を調製した。

エチルアクリレート単位含有量１８モル％、メルトイン
デックス（Ｍｌ）６のエチレン−エチルアクリレート共
重合体（日本ユニカー■製：商品名ＮＵＣ−６１７０）
４０ｇをトルエン７６０ｇに８０〜９０℃で溶解させて
、第二被覆層形成溶液を調製した。

上記のようにして調製した第一被覆層形成液及び第二被
覆層形成溶液を使用した他は、実施例１におけると同様
にして（第一被覆層を有する尿素は４０８ｇ　（尿素と
して４ｏ０ｇ）を使用した）被覆粒状肥料を製造した。

得られた被覆粒状肥料の、第一被覆層の量は尿素１００
重量部当たり２．０重量部であり、第二被覆層の量は尿
素１００重量部当たり９．３重量部であった。

製造した被覆粒状肥料について、前記の方法により尿素
の溶出試験を行ない、得られた溶出曲線を第１図に示す
。

［比較例１］ 粒状尿素（被覆層無し）４００ｇを、実施例１において
第二被覆層形成のために使用した被覆装置に投入し、コ
ーティングパンを３０　ｒ、ｐ、ｍ、の回転速度で転動
させ、約３０℃の温風を吸引しながら、実施例１で使用
した第二被覆層形成溶液と同じ溶液を１０ｍｊ２／分の
供給速度でスプレーし、粒状尿素の表面に被覆層を形成
して単層被覆粒状肥料を製造した。

得られた単層被覆粒状肥料の、被覆層の量は尿素１００
重量部当たり４．８重量部であった。

製造した単層被覆粒状肥料について、前記の方法により
尿素の溶出試験を行ない、得られた溶出曲線を第２図に
示す。

［比較例２］ 被覆層形成溶液として、実施例２で使用した第二被覆層
形成溶液と同じ溶液を使用した他は、比較例１における
と同様にして単層被覆粒状肥料を製造した。

得られた単層被覆粒状肥料の、被覆層の量は尿素１００
重量部当たり９．５重量部でありだ。

製造した単層被覆粒状肥料について、前記の方法により
尿素の溶出試験を行ない、得られた溶出曲線を第２図に
示す。

第１図と第２図との比較から明らかなように、比較例で
得られたオレフィン系重合体からなる単一の被覆層が形
成された単層被覆粒状肥料は、−定期間経過後尿素が徐
々に溶出しているのに対して、実施例で得られた本発明
の被覆粒状肥料は、ある期間は尿素が溶出せず、溶出が
始まると溶出量が急激に増大しており、ある期間経過後
に被覆しない粒状肥料を施肥したのと類似の溶出状態を
示している。

［発明の効果］ 本発明の被覆粒状肥料は、含水培地又は水中で特定の肥
料成分が必要な時期までは溶出せず、−旦溶出を開始す
ると比較的速やかに当該肥料を溶出するような、従来の
被覆粒状肥料とは全く異なった型の肥料の溶出開始時期
調節型の被覆粒状肥料である。従って、肥料成分に応じ
て植物の成長過程で必要な肥料成分が適切な時期に溶出
を開始するように溶出開始時期（施肥してから溶出が開
始するまでの期間）を種々の期間に設計した複数種の本
発明の被覆粒状肥料を、最初に元肥として施肥すること
ができ、追肥を行なわないか又は従来の肥料を使用する
場合に比べて追肥の回数を減少させることができるとい
う、顕著に優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、各実施例で得られた被覆粒状肥料について、
尿素の溶出試験を行なって得られた溶出曲線を示す図で
ある。 第２図は、各比較例で得られた被覆粒状肥料について、
尿素の溶出試験を行なって得られた溶出曲線を示す図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、粒状肥料の表面に高吸水膨潤性物質からなる第一被
   覆層が形成され、該第一被覆層の表面にオレフィン系重
   合体からなる第二被覆層が形成されてなることを特徴と
   する重層被覆粒状肥料。