JPH07504B2

JPH07504B2 - 被覆粒状肥料

Info

Publication number: JPH07504B2
Application number: JP61294897A
Authority: JP
Inventors: 正太郎前田; 浩横田; 和則内門
Original assignee: 旭化成工業株式会社
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPS63147888A

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、肥料成分の溶出速度を
調節し、植物の養分要求に合わせて適期に養分の供給を
行い得る被覆粒状肥料に関するものである。

（従来の技術）従来、植物の生育に応じて肥効を発現させようとする目
的で種々の肥効調節型の肥料が開発されている。特に、
粒状肥料を樹脂被膜で被覆する技術は知られており、ポ
リオレフイン系樹脂で被覆する技術も多く知られてい
る。例えば、英国特許第815829号明細書には、エチレン
の重合体あるいは共重合体で粒状肥料を被覆する技術が
記載されている。又、特公昭44−28457号公報には、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体単独で被覆した粒状肥料が
示されている。更に、特公昭60−21952号公報には、ポ
リオレフイン系樹脂とゴム状重合体の一種である酢酸ビ
ニル含有量10〜50重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合
体との混合物で被覆した被覆粒状肥料が示されている。

更に、本発明者らは特願昭61−75089号に、メルトイン
デックス５〜50g/10分のポリエチレン45〜89.8重量％と
界面活性剤５〜0.2重量％と、ゴム状重合体10〜50重量
％とからなる組成物の被膜を有する被覆粒状肥料を提供
した。

（本発明が解決しようとする問題点）しかしながら、ポリオレフイン単独で粒状肥料を被覆し
た場合は、その被膜が比較的硬く内部肥料との接着性も
弱いことと、その熱膨張率が内部肥料と大きく異なるた
め、被覆肥料を急冷したり温度変化の激しい環境下で保
存した時、粒の凹部に付着している被膜が剥離する傾向
が認められ、又、輸送中取扱い時の機械的衝撃を受ける
と、被膜が破れ被覆効果が一部損なわれる欠点があり、
40日以上の長期保存試験で、被覆に剥離が生成する欠点
も認められる。

エチレン−酢酸ビニル共重合体単独で被覆した粒状肥料
は、その共重合体中の酢酸ビニル単位量が少ない場合
は、上記ポリエチレンと同様の欠点を有し、酢酸ビニル
単位量が多い場合は、その共重合体そのものに粘着性が
生じるため、被覆肥料の製造中、あるいは保存中に粒子
相互に固結し易い欠点があつた。

オレフインモノマーとゴム状重合体の１種である酢酸ビ
ニル単位量の多い共重合体とポリオレフイン樹脂との混
合物からなる被覆膜では、相互の混合量を変化させるこ
とにより、ポリオレフイン単独被膜の上記欠点及びオレ
フイン−酢酸ビニル共重合体単独被膜の上記欠点を解決
してはいるが被覆粒状肥料の含水培地中又は水中での経
時肥料効果が植物の生長に充分にマツチし得ない欠点が
あつた。

一方、界面活性剤を含むラテツクス被膜では、ラテツク
スの本質上それ自体粘着性があり、曳糸性があるものも
あり、製造中あるいは保存中に粒子相互が固結し易い欠
点がある。

ところで植物は種子からの成長過程で必要とする肥料成
分とその要求量が経時的に変化し、成長の盛んな時期に
は、要求量は増大する。従つて、被覆粒状肥料内の肥料
成分の溶出速度は、植物の成長に合わせて、経時的に変
化させなければならない。

この問題を解決するために、従来は経時につれて多段階
に追肥を行つており、初期肥効の問題と共にこの追肥回
数が多いと云う欠点があつた。

又、従来の被覆粒状肥料は、その被膜作成工程で、例え
ば、被膜用樹脂を多数回、部分的にコーテイングし、被
膜に部分境界点を作り微小間隙とするか、無機質微粉末
を樹脂に混入して積極的に微小間隙を作る等の操作によ
り作られる物理的微小間隙を予め被膜に付与した被覆粒
状肥料であつて、この粒状肥料が含水土中又は水中に施
されると、この微小間隙から水分が粒状肥料内に侵入し
内部肥料を膨潤させ多少微小間隙にずれを起こさせるこ
とはあつても、その微小間隙の数を増加させ得ないの
で、内部肥料成分の溶出量を経時的に著しく増大させ得
ない欠点がある。又、水分の粒子内への侵入を助けるた
めに、界面活性剤を被膜中に併用することがあるが、こ
れも微小間隙の数を増加させるわけではないので、肥料
溶出速度の微細な調整ができる程度であつて、溶出速度
を経時的に大幅に変えることができない欠点があるばか
りでなく、被覆粒子内の肥料成分溶出量の経日減少を止
め得ないことさえもあり、肥効の長期安定性にも不安が
あると云う欠点があつた。

更に、特定のポリエチレンの特定量と、界面活性剤の特
定量とゴム状重合体の特定量との組み合せの特定範囲内
の組成物を粒状肥料の被膜とすることにより、含水土中
又は水中で、その被覆粒状肥料の被膜に経時的にクラツ
ク（裂け目）の数を増加させ得るが、この場合、所定期
間は溶出を抑え、その後、成分溶出を加速させるいわゆ
る時限加速性の溶出パターンは示しにくいという問題が
あつた。

尚、時限加速性の溶出パターンとは第１図に示す通り、
成分の溶出が極力抑えられた溶出誘導期間があり、その
後、本格的な成分溶出が始まり、加速される期間から成
る溶出パターンを云う。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、上記従来技術の欠点を解決し、肥効期間
が調節出来、その上で植物の要求に応じて養分を供給す
るため、所定期間は溶出を抑え、その後、成分溶出を加
速させる、いわゆる時限加速性の溶出パターンを有する
被覆粒状肥料が望ましいことに着目し、鋭意研究を進め
た結果、驚くべきことに、従来、被膜中に添加し溶出速
度の調節に用いていた界面活性剤の特定量を肥料に添加
し、得られた界面活性剤入り粒状肥料をポリオレフイン
系樹脂を主成分とする被覆で被覆することにより、時限
加速性の溶出パターンが可能であることを見い出し、本
発明に到達した。

即ち、本発明は、界面活性剤を含有する粒状肥料をポリ
オレフイン系樹脂を主成分とする被膜で被覆してなる被
覆粒状肥料に関するものである。

本発明において、ポリオレフイン系樹脂としてはポリエ
チレン，ポリプロピレン，ポリブタジエン，ポリイソプ
レン，ポリクロロプレン，ブタジエン−スチレン共重合
体,EPDM重合体などであり、被膜材としてはこれらのう
ち１種又は２種以上の組成物から選定されるが、好まし
い組成物としてはMI5〜50g/10分のポリエチレン45〜90
重量％とゴム状重合物10〜55重量％とからなる。粒状肥
料中に含有される界面活性剤の量は被膜中のポリオレフ
イン系樹脂に対し、0.1〜30重量％であり、好ましくは
0.2〜20重量％である。更にポリエチレンがASTM D−169
3に定められた測定法に基づく応力脆性値が0.5〜0.1時
間の範囲にある場合などが好ましい実施態様である。

本発明で云うポリエチレンとは、中低圧法で製造される
高密度ポリエチレン、中低圧法で他のオレフイン・コモ
ノマーを微量混合して製造される低密度ポリエチレン、
高圧法で製造される低密度ポリエチレンを云う。

本発明においては、これらのポリエチレンが、ASTM D−
1238で測定されるMIで５〜50g/10分の範囲を有するもの
であることが重要である。MIの下限5g/10分未満では、
界面活性剤と接触しても、時限加速性の溶出パターンを
発現し難くなる。又、MIが上限50g/10分を越えると、ポ
リエチレン樹脂自体がワツクス状に近づき脆くなり、僅
かの機械的力を受けるような取扱いでも、被膜にクラツ
クが入り易くなり、保存中の湿気で粒子内部の肥料が散
布前に溶出してしまう欠点がある。

本発明で用いるポリエチレンは、本発明の目的を達成す
る上で、MIの他にASTMD−1693の応力脆性測定方法によ
る水中被膜クラツク数増大性の適正範囲にあることが重
要である。水中での被膜の微小間隙（クラツク）の大き
さと数の経時的増大に関しては、ポリエチレン樹脂の分
子量分布及びその分布形状、密度、長鎖分岐数等が副次
的に影響を及ぼし極めて複雑なものであると考えられる
が、上記測定方法による測定数値は、これらの影響を総
合的に表示するものとして、好適であると考えられる。
好ましいこの数値範囲は0.5〜0.1の間である。

また、本発明で用いるポリエチレンのポリオレフイン系
樹脂中に占める割合は45〜90重量％の範囲である。上限
90重量％を越え、下限45重量％未満では共に被膜クラツ
ク数の経時増大性の調整が困難になる。

本発明で用いる界面活性剤は、陰イオン活性剤，陽イオ
ン活性剤，非イオン活性剤，両性表面活性剤のすべてを
包含する。具体例としては、次のものが挙げられる。

陰イオン活性剤高級脂肪酸アルカリ塩（石鹸） RCOOM アルキル硫酸塩 ROSO₃M アルキルスルホン酸塩 ROSO₃M 陽イオン活性剤高級アミンハロゲン酸塩（RNH₃）⁺X^- 非イオン活性剤ポリエチレングリコールアルキルエーテルＲ（OCH₂CH₂）nOH ポリエチレングリコール脂肪酸エステル RCO（OCH₂CH₂）nOH 両性表面活性剤アミノ酸 RNHR′COOH R:CnH_2n＋１−（ｎ＝８〜16） R₁,R₂,R₃:CnH_2n＋１−（ｎ＝１〜８）Ｒ′：−CnH_2n−（ｎ＝１〜８） X:ハロゲン原子 M:アルカリ金属原子中でも好ましい界面活性剤は、非イオン活性剤である。

界面活性剤の粒状肥料への添加量は、被膜を形成してい
るポリオレフイン系樹脂に対する割合として決まり、そ
の量は0.1〜20重量％である。

被覆粒状肥料中での界面活性剤が、肥料成分の時限加速
性の溶出パターンを示す理由は定かではないが、ポリオ
レフイン系樹脂を主成分とした被膜を通過した水分が内
部の肥料を溶解することにより共存していた界面活性剤
が被膜と接触し、特定のポリエチレンとゴム状重合体と
の間に水を媒体とした相乗作用が働き、時限加速性を示
すものと思われる。

更に、本発明の目的を達成するためには、粒状肥料中に
おける界面活性剤の存在位置が重要であり、被膜とは接
触するまでに時間を要する位置、例えば、粒状肥料の中
心に近いところに存在させておくことが好ましい。

粒状肥料中の界面活性剤の量が上限を越えると被膜との
接触が容易になり、肥効の持続性がなくなる。下限未満
では肥料成分溶出調節剤としての効果は認めるものの、
時限加速性を生じ難く、重大な欠点を生じる。

本発明で云うゴム状重合体とは、本発明で云うポリエチ
レンに50％の割合で均一に混合した場合に該ポリエチレ
ンの引張伸び率（ASTM D−412−41による）を向上させ
得る重合体であつて、それ自体のASTM D−412−41の測
定法で測定された引張伸び率（％）が150以上で、か
つ、ASTM D−1706測定法で測定されたシエアーＤ硬度が
35〜１の重合体である。この重合体には、例えば、脂肪
族ジエン系重合体がある。ブタジエン重合体，イソプレ
ン重合体，クロロプレン重合体，ブタジエン−スチレン
共重合体,EPDM重合体等がある。又、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体も有用であつて、この場合酢酸ビニル単位
量が20〜45重量％の範囲が、本発明の目的を達成し易く
好ましい。更に、該ゴム状重合体の本発明の被膜組成物
中の割合は、10〜55重量％の範囲でなければならない。
55重量％を越えると、水中被膜クラツク数が経時増大し
難くなる他、粒状肥料がブロツキングを起こし、塊にな
る欠点を生じる。又、下限値10重量％未満では、水中被
膜クラツク数の経時的増大が短時間に起こり過ぎ長期肥
効持続性が不安定になる他被膜と内部肥料との固着性に
問題を生じ、被膜が保存取扱い時に剥離し易くする難点
がある。

本発明で云う被膜組成物には、本発明の目的を損なわな
い範囲で、無機質粉末、例えば、タルク微粉末を60重量
％未満の量で使用できるし、耐候性改良剤，着色剤，結
合剤を10重量％以下の少量加えても良い。

本発明で云う被覆粒状肥料とは、水溶性の粒状の無機質
又は有機質肥料成分を主成分とし、界面活性剤を含む粒
状体上に前記ポリオレフイン系樹脂を主成分としてなる
被膜で全面被覆してなる粒状肥料を云う。この被覆粒状
肥料の幾何平均粒径は10mmφ以下、好ましくは５〜1mm
φが、取扱い又は散布し易いし、被膜クラツク数の調整
もし易い。又、その粒形にも特に限定はないが、丸みが
ある形が取扱い時粒子相互の摩擦による被膜破壊が起こ
り難く好ましい。更に、その被膜の厚さは100μｍ以
下、50〜10μｍが、長期保存性と水中クラツク性の経時
変化の調整がし易く好ましい。

本発明の被覆粒状肥料の被膜形成方法は、被膜組成物の
融点の高い方の樹脂のVICAT軟化点以上に加熱した溶媒
に該組成物を溶解し、この溶液を粒状肥料にコーテイン
グし、その乾燥後、溶媒除去すれば良い。この溶液の粘
度は30〜100cps程度が良い。その理由は、加熱と粘度調
整によつて、乾燥冷却作用による該組成物の熱膨張冷却
収縮等の作用を利用して、被膜に収縮残留応力歪を残し
被膜と粒状肥料との接着性を高める機能の他に、重要な
作用機能として、製品被覆粒状肥料が水中散布された
後、本発明で云う被膜用の組成物間の相乗作用を高める
機能を有する。更にまた、上記方法によれば、従来知ら
れた被膜粒状肥料と異なり多数回コーテイング方法によ
つて層間に微小間隙を予め作るために必要な複雑調整の
方法は必要でなく、製造直後の常温（25℃）より高い40
〜100℃程度の温度では、被膜に微小間隙ないしはクラ
ツクが全く認められなくても、常温への冷却残留応力歪
によつて、顕微鏡察で視認できる程度の微小クラツクが
被膜に生じる作用が得られる。

本発明で云うクラツクとは、被膜層間のずれ又は微小間
隙あるいは被膜と粒状肥料との剥離によつて生ずる所謂
被膜中の空隙とは全く異なり、被膜の膜厚み方向に生じ
た微小裂け目である。

（実施例）以下に実施例と比較例を挙げて本発明の被覆粒状肥料と
その製造方法を例示する。

−実施例１− 噴流被覆装置の噴流塔内に塔下部から幾何平均粒径3.5m
mの界面活性剤（非イオン系界面活性剤ポリオキシエチ
レンノニルフエノールエーテル）0.3重量％入り燐硝安
加里5kgを100℃の熱風と共に吹き上げ還流状態にさせな
がら、塔下部より、VICAT軟化点93℃，密度0.922 MI 7g
/10分ASTM D−1693で測定した応力脆性0.15時間の高圧
法ポリエチレン45重量％とゴム状重合体エチレン−酢酸
ビニル共重合体（酢酸ビニル単位量25重量％、MI 30g/1
0分、前記ポリエチレンと50重量％の割合で均一混合し
た時の引張伸び率〔ASTM D−412−41〕の向上があつ
て、この共重合体自体の引張伸び率は190％）10重量％
とタルク45重量％とから成る被覆材５重量％と溶剤であ
るテトラクロルエチレン95重量％との95℃溶液を0.5Kg/
分の供給量で10分間供給し、乾燥・溶媒除去して、製造
中に粒子相互がブロツクすることなく被覆粒状肥料を得
た。得られた被覆粒状肥料を30℃に冷却し、直ちに赤イ
ンクテストで被膜クラツク数を検査したところ、クラツ
クの認められた粒子数は１％以下であつた。40日後に赤
インクテスト検査をしたところ、90％になつていた。そ
の評価は第１表，第１図に示す。

比較例１実施例１で用いた界面活性剤入り燐硝安加里の代りに燐
硝安加里とし、実施例１で用いた界面活性剤入りに含ま
れる同量の界面活性剤を実施例１の溶剤に加えた他は全
て、実施例１と同様に操作した。得られた被覆粒状肥料
について、実施例１と同じ赤インクテストを行つたとこ
ろ、クラツクの認められた粒子は製造直後で１％であ
り、３日後に60％になつていた。評価は第１表，第１図
に示す。

比較例２〜３実施例１で用いた非イオン系界面活性剤の燐硝安加里中
での割合が0.01重量％と1.0重量％である他は全て、実
施例１と同様に操作した。得られた被覆粒状肥料の評価
は第１表，第１図に示す。

比較例４〜５実施例１で用いたポリエチレンのMIを３と70g/10分にす
る他は全て、実施例１と同様に操作した。得られた被覆
粒状肥料の評価は第１表に示す。

比較例６〜７実施例１で用いたポリエチレンの重量％を22重量％と52
重量％とし、これらに合せてゴム状重合体の重量％を増
減させた他は全て実施例１と同様に操作した。得られた
被覆粒状肥料の評価は第１表に示す。

比較例８〜９実施例１で用いたゴム状重合体の割合を３重量％と33重
量％とし、これらに合せてポリエチレンの重量％を増減
する他は全て実施例１と同様に操作した。得られた被覆
粒状肥料の評価は第１表に示す。

なお、表中の評価方法及び本発明で云う用語の意味は、
次に示すとおりである。

赤インクテスト多数の被覆粒状肥料を赤インク中に水没させ２時間後に
その粒状肥料を水洗し、表面の被膜クラツクに染み込ん
だ赤インク点を観察し、その割合を示す。場合によつて
は、その赤インク点部を切断し被膜クラツクなのか単な
る被膜の成形時のズレなのかを顕微鏡で観察しても良
い。

水中被膜クラツク数増大性被覆粒状肥料多数を水没させ経日後に前記赤インク点の
数の増大の有無を云う。この増大とは少なくとも50％以
上の粒子に赤インク点の増大が認められた場合を云う。
認められる場合を〇印で示し、認められない場合を×印
で示す。

取扱い剥離性製造後10日の被覆粒状肥料40Kg入りの袋を1mの高さから
10回落下させた後、粒状肥料の被膜に剥離が認められる
粒子が存在することを云い、その割合が10％以上のもの
は剥離性が悪いとし、これを×印で示す。良いものは〇
印で示す。

長期保存性被覆粒状肥料を製造後40日常温で保存し、粒子相互にブ
ロツキングを起こして塊が発生しないか、又は被膜剥離
が発生しない場合を良として、〇印で示し、発生する場
合を悪として×印で示す。

窒素溶出率曲線被覆粒状肥料10gを200mlの水中に入れ、25℃に静置し、
経時的に水を取り替え、その都度、水中に溶出した窒素
成分を分析し、溶出率を算出する。

（発明の効果）第１表及び第２図の実施例と比較例の比較から本発明の
被覆粒状肥料は従来被膜中に添加して利用していた界面
活性剤の特定量を肥料中に添加することにより、更に、
特定のポリエチレンの特定量とゴム状重合体の特定量に
よる被膜との相乗効果により、初めの所定期間は成分溶
出が極力抑えられ、その後、被膜クラツク数の増大性に
よる時限溶出性に優れ、且つ、取扱い性、長期保存性に
優れていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の代表的成分溶出率曲線を示し横軸に溶
出期間を日数で採り、縦軸に成分溶出率を100分率でプ
ロツトしたものである。第２図は第１図に従い成分として窒素分（Ｎ）を採り各
実施例について示したものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフイン系樹脂に対し、0.1〜20重
量％の界面活性剤を含有する粒状肥料をポリオレフイン
系樹脂を主成分とする被覆で被膜してなる被覆粒状肥料
【請求項２】ポリオレフイン系樹脂が、メルトインデツ
ク（以下MIと略記）５〜50g/10分のポリエチレン45〜90
重量％とゴム状重合体10〜55重量％とからなる組成物で
ある特許請求の範囲第１項記載の被覆粒状肥料
【請求項３】ポリエチレンが、ASTMD−1693に定められ
た測定法に基づく応力脆性値が0.5〜0.1時間の範囲にあ
るものである特許請求の範囲第１項記載の被覆粒状肥料