JPH082988A - 遅効性被覆粒状肥料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 粒状肥料の表面を主として熱硬化性樹脂から
なる樹脂で被覆し乾燥硬化する際に、ワックス類で処理
することによって肥料粒子の装置機壁への付着を防止す
ることを特徴とする遅効性被覆粒状肥料の製造方法、及
び前記方法において、ワックス類による処理に引き続い
て無機質粉末で処理することによって肥料粒子の装置機
壁への付着及び肥料粒子間の互着を防止することを特徴
とする方法。 【効果】 肥料粒子の装置機壁への付着を防止でき、更
に必要により肥料粒子間の互着をも防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粒状肥料の表面を主と
して熱硬化性樹脂で被覆することによって、水溶性肥料
の溶出速度を調節した遅効性被覆粒状肥料の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地球環境の保全や、農業におけるコスト
ダウン等の点から、肥料の利用効率を高め、かつ流亡に
よる水質汚濁を防止し、施肥回数を少なくし省力化を進
めることが強く求められている。このような点から、作
物の生育過程の要求量に応じて肥料成分を供給できるよ
うに、肥料表面に各種の無機又は有機材料を被覆した遅
効性被覆粒状肥料が提案され実用化されている。肥料の
溶出量の制御面から熱可塑性又は熱硬化性の樹脂を被覆
した遅効性被覆粒状肥料が主流となっているが、用いる
樹脂の性質によって製造時に種々の問題点が生じてい
る。

【０００３】無晶系ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が
用いられる場合には、芳香族もしくは脂肪族の炭化水素
又はそのハロゲン化物等の有機溶媒に溶解したものが用
いられるため、その毒性や引火性に配慮すると共に、環
境汚染防止の面から十分な溶媒回収対策を行う必要があ
り、これらはコストアップの要因となっている。有機溶
媒を用いない方法として、樹脂を水エマルジョンの状態
にして用いる方法もあるが、水溶性の肥料に適用するた
めには、特開昭６３−１１２４８４号公報に示されてい
るように肥料に予め耐水性の樹脂被覆を行って置く等の
前処理が必要になり、また、このようにして樹脂の水エ
マルジョンから得られた被膜は強度に劣り、緻密さに欠
け、親水性が大きすぎるため、肥料の溶出を十分には制
御しにくい等の点で実用的とはいい難い。

【０００４】油変性アルキド樹脂やポリウレタン樹脂等
の熱硬化性樹脂を用いる場合には、被覆時に用いられる
被膜成分が分子量数千以下のオリゴマーやモノマー等の
混合物であるため、少量の溶媒を加えるか、加温すれば
容易に被覆時に要求される流動性が得られるので溶媒を
用いることによって生ずる問題はほとんどなく、熱可塑
性樹脂を用いる場合に比べて大きな製造設備投資額を要
しないという利点がある。

【０００５】粒状肥料の被覆は、転動又は流動状態にあ
る粒状肥料に樹脂を噴霧等の方法によって添加し、熱風
等によって加熱乾燥することによって行われる。この被
覆を行う際に生じる問題点は、肥料粒子の装置機壁への
付着や肥料粒子間の互着であり、これらの付着や互着は
肥料表面に塗布された樹脂が硬化乾燥するまでの間に経
過する粘着性をもった状態にある時に発生する。

【０００６】肥料粒子の一部又は全体の互着が起こると
均一な被膜が得られなくなる。互着の程度が低い場合で
あっても、２、３個の粒子が付着したものが発生する
と、肥料粒子形が不揃いになるだけでなく、粒子接着部
に被膜欠陥を生じ、肥料の初期の溶出量を変動させる原
因となるので好ましくない。このような互着を防止する
ため既に種々の提案が成されている。熱可塑性樹脂の場
合には溶媒の蒸発のみによって被膜が形成されるため、
粘着性をもった状態にある時間は比較的短いが、それで
もその解決には工夫がこらされている。例えば特公昭４
６−２５６８６号では、用いる樹脂の高温稀薄溶液の温
度を下げるか、濃縮すると樹脂がゲル化し易い性質を持
っていることを利用し互着を防止しているが、このよう
にして得られた被覆粒は外観上無数の糸状突起を有して
おり、また表面被膜も十分には緻密、均一とはいえない
ため、90〜120 ℃に加熱し互着を起こさない程度の半溶
融状での熱処理を施す必要がある。

【０００７】熱硬化性樹脂の場合は、低分子量のオリゴ
マーやモノマー等の混合物が被覆時の加熱乾燥の際に起
こる架橋等によって高分子量化することで形態保持性の
ある良好な被膜となるため、加熱乾燥時間が長くなる傾
向がある。従って、熱硬化性樹脂の場合は加熱乾燥段階
で、肥料粒子間の互着が起こる原因となる、粘着性をも
った状態にある時間も長くなる。それゆえ、このような
樹脂を用いる場合には、樹脂の性質を改善するだけでな
く、種々の添加剤を用いる等、熱可塑性樹脂の場合以上
に種々の対策検討を行う必要がでてくる。特公昭４７−
４１８１３号では、乾性油やポリウレタンのような樹脂
を塗布し加熱乾燥した後、鉱物質ロックウールやガラス
繊維等の鉱物性短繊維を糖衣し、しかる後に融点80〜12
0 ℃の溶解石油ロウ、合成ロウを付着し冷却固化する方
法を提案しているが、樹脂の塗布を少量ずつ長時間をか
けて行う必要があり実用的ではない。また、特公昭４６
−２５６８６号には、熱可塑性樹脂を使用する場合に形
成された被膜の表面に、これと同種又は異種の樹脂粉末
をまぶす工夫が成されているが、それだけでは充分な被
覆効果が与えられないため、該樹脂の融点以上の高温度
で溶融させる加熱処理を必要としているとの記載があ
る。熱硬化性樹脂の場合に、高温加熱を行うと、被膜に
クラック等好ましくない欠陥を生じることがあるので好
ましくない。特公昭４８−１２７７３号公報には、乾性
油変性アルキド樹脂を主体とする樹脂に珪素オイル、又
は珪素オイルと珪素樹脂を併用すると優れた耐ブロッキ
ング性が付与されると記載されているが、そのためには
ロジン、ロジン及びフェノール樹脂、スチレン、スチレ
ン同族体やメタクリル酸等が添加されていることが必要
であり、これらの樹脂が添加されていない樹脂系ではほ
とんど効果は認められない。

【０００８】このようにして、主として樹脂面から問題
点を解決しようとすると、利用可能な樹脂の範囲は著し
く限定されたものと成らざるを得ない。一方、肥料粒子
に樹脂を塗布し乾燥硬化を行っている際に生じる塗膜の
粘着性は肥料粒子が装置機壁へ付着する原因となるが、
このような付着が起こると、供給された樹脂量に対して
転動又は流動状態にある粒状肥料の量が少なくなるた
め、得られる被覆肥料の膜厚が厚くなり肥料の溶出量が
変動すると共に、製品収率減の原因となり、また付着し
た肥料粒子を剥離するための作業が増える等、装置の稼
動率を低下させるので好ましくない。

【０００９】このように可燃性で有害のおそれがある有
機溶媒に由来する問題点をほとんど持たない熱硬化性樹
脂を用いて、遅効性被覆粒状肥料を製造する際に解決す
べき問題点は、樹脂を塗布する際に起こる肥料粒子間の
互着の防止及び肥料粒子の装置機壁への付着の防止であ
る。肥料粒子間の互着の防止については前述のように種
々の対策が提案されているが、互着と同時に肥料粒子の
装置機壁への付着を防止する方法についてはまだ解決さ
れていない。

【００１０】なお、熱硬化性樹脂及びワックス類を用い
て遅効性被覆粒状肥料を製造することは既に知られてい
るが（例えば特開平６−５６５６７号公報）、ここで用
いているワックス類は、肥料の溶出速度を調節する目的
で、熱硬化性樹脂と同時に添加されており、この場合に
は、通常の量では肥料粒子の装置機壁への付着を防止す
る効果は認められない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、遅効性被覆粒状肥料を製造するに際し、肥料粒子の
装置機壁への付着を防止する方法を提供することにあ
り、本発明の第二の目的は、遅効性被覆粒状肥料を製造
するに際し、肥料粒子の装置機壁への付着を防止すると
同時に肥料粒子間の互着をも防止する方法を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成すべく鋭意検討した結果、粒状肥料の表面を主と
して熱硬化性樹脂からなる樹脂で被覆し乾燥硬化する際
に、ワックス類で処理することによって肥料粒子の装置
機壁への付着を防止できると共に、ワックス類による処
理に引き続いて無機質粉末で処理することによって肥料
粒子の装置機壁への付着と同時に肥料粒子間の互着をも
防止できることを見出し本発明を完成するに至った。

【００１３】即ち、本発明は以下の発明を包含する。 （１）粒状肥料の表面を主として熱硬化性樹脂からなる
樹脂で被覆し乾燥硬化する際に、ワックス類で処理する
ことによって肥料粒子の装置機壁への付着を防止するこ
とを特徴とする遅効性被覆粒状肥料の製造方法。 （２）ワックス類による処理を樹脂の添加後に行うこと
を特徴とする前記（１）に記載の製造方法。 （３）ワックス類による処理をワックス類と無機質粉末
の混合物の添加により行うことを特徴とする前記（１）
又は（２）に記載の製造方法。 （４）ワックス類による処理に引き続いて無機質粉末で
処理することによって肥料粒子の装置機壁への付着及び
肥料粒子間の互着を防止することを特徴とする前記
（１）〜（３）のいずれかに記載の製造方法。

【００１４】本発明に用いられる主として熱硬化性樹脂
からなる樹脂としては、ラジカル開始剤やドライヤーと
いわれるマンガン、コバルト、ジルコニウム等の有機酸
塩の存在下に、熱硬化性のアルキド樹脂、アミノアルキ
ド樹脂、ポリエステル樹脂、熱硬化アクリル樹脂、脂肪
油ビニル芳香族共重合体、脂肪油ジシクロペンタジエン
共重合体等の樹脂や、ポリヒドロキシル化合物とポリイ
ソシアネート又はその誘導体を塗布直前又は塗布時に混
合し加熱乾燥時に硬化するポリウレタン等が挙げられ、
これらを単独又は混合して用いてもよい。この他にこれ
らの樹脂と相溶するアクリル樹脂、塩化ゴム等を添加す
ることも可能である。また、アルキド樹脂等と相溶す
る、大豆油、桐油やアマニ油等の乾性油を添加すること
も可能である。これらの樹脂や乾性油を添加することに
よって樹脂の粘度低下、硬化速度の増大、肥料溶出量の
抑制、肥料含有量の増大やコストの削減等が可能とな
る。

【００１５】本発明に用いられるワックス類は、肥料粒
子の装置機壁への付着を防止するために用いられるもの
であり、カルナウバワックス、モンタンワックスや蜜ロ
ウのような各種天然ワックス、パラフィンワックスやマ
イクロクリスタリンワックスのような石油ワックス、フ
ィッシャートロプッシュワックスやポリエチレンワック
スのような合成ワックス及びこれらの加工品である、配
合ワックス、酸化ワックスや水素化ワックス等があり、
これらの一種又は混合物が目的に応じて用いられる。

【００１６】これらのワックス類は、常温においては軟
化せず、硬化乾燥温度において少なくとも軟化するもの
であることが好ましい。常温において軟化すると、得ら
れた遅効性被覆肥料製品を保存している際に、これらの
ワックス類が被膜表面に滲み出し、被覆肥料粒子が固着
したり、また、塗膜表面が撥水性となり被覆肥料粒子が
水に浮く等のトラブルを発生させる。また、硬化乾燥温
度において軟化しないワックス類は機壁に付着しないた
め防止効果を示さない。

【００１７】これらのワックス類は、樹脂に対して0.5
重量％から5.0 重量％程度用いることが好ましく、用い
る塗布回数に応じて、乾燥硬化の度毎に装置機壁にかか
るよう分割散布することが好ましい。この場合、0.5重
量％未満の場合は防止効果が弱く、5.0 重量％を超える
と硬化乾燥時に被膜表面に滲み出てきたワックス類が硬
化反応に影響を及ぼし、肥料溶出を変動させたり、ま
た、被膜強度を低下させたりすることがあるので好まし
くない。

【００１８】これらのワックス類は、粉末状のものを用
いることが好ましい。また、少量のワックス類を均一に
散布するためには、ワックス類をタルク等の無機質粉末
と混合して用いることが好ましい。用いる無機質粉末に
特に制限はないが、ワックス類に対し50重量％から500
重量％程度用いることが好ましい。これらのワックス類
をヘプタン等の溶液や水エマルジョン等の形で用いる場
合は、用いるワックスの軟化温度が硬化乾燥温度より高
いものであってもよいが、この場合でも硬化乾燥温度で
軟化するものが付着防止の点からより好ましい。

【００１９】これらのワックス類を樹脂中に混合するか
又は溶解して用いることは好ましくない。樹脂中にワッ
クス類を混合するか又は溶解して、効果的に付着を防止
するには更に多量のワックス類を用いる必要があるため
である。これらのワックス類による処理は、樹脂の添加
後に行うことが好ましく、樹脂の乾燥硬化を始めてか
ら、通常 0.2〜10分経過後、好ましくは 0.5〜５分経過
後に行う。

【００２０】本発明においては、必要に応じて、前記の
ワックス類による処理に引き続いて無機質粉末で処理す
れば、肥料粒子の装置機壁への付着と同時に肥料粒子間
の互着をも防止できる。ここで用いられる無機質粉末と
しては、例えばタルク、イオウ、炭酸カルシウム、シリ
カ、ゼオライト、ケイソウ土、クレー、金属酸化物が挙
げられ、これらを単独又は混合して用いることができる
が、この中でもタルクが取扱易さ及び互着防止効果に優
れている点から最も好ましい。

【００２１】ここで用いられる無機質粉末は、樹脂に対
して10重量％から40重量％程度用いることが好ましく、
15重量％から30重量％程度用いることが最も好ましい。
10重量％未満では互着防止効果が弱く、40重量％を超え
ると塗膜が脆くなったり、肥料溶出量の変動が大きくな
るからである。また、無機質粉末は、ワックス類による
処理後、通常 0.2〜10分、好ましくは 0.5〜５分に、転
動又は流動状態にある粒状肥料に散布することが好まし
い。

【００２２】肥料粒子間の互着防止のために用いられる
無機質粉末は、均一に散布するため水や溶剤中に分散さ
せて用いることができるが、製造原価の点から粉末状の
まま用いるのが最も好ましい。しかしながら、これらの
無機質粉末を樹脂又は樹脂溶液中に分散させて用いるこ
とは、樹脂の粘度が著しく高くなり、良好な塗布を行う
ためには溶媒等による希釈が必要と成るだけでなく、粉
末状で用いる場合に比べて著しく多量に用いなければ互
着防止の効果を示さないことからも好ましくない。

【００２３】

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳細に説
明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定される
ものではない。 （実施例１〜３）油長50％の大豆油変性アルキド樹脂45
部、ジシクロペンタジエンオリゴマー（数平均分子量46
0) 11 部及び桐油40部を窒素雰囲気中 200℃で加熱混合
した後、ナフテン酸ジルコニウム６％溶液2.2 部、ナフ
テン酸コバルト６％溶液1.2 部及びナフテン酸マンガン
６％溶液0.6 部を添加混合した。

【００２４】ワックスとしてパラフィンワックス（融点
63℃）（実施例１）、マイクロクリスタリンワックス
（融点80℃）（実施例２）、及び酸化ワックス（融点63
℃）（実施例３）を用い、以下の製造を行った。糖衣機
の中に粒状尿素５Kgを仕込み、回転転動させながら加熱
空気を吹き込み80℃まで加熱した。この加熱された粒状
尿素にホットアプリケーターを用いて、150℃に加熱し
た樹脂 110ｇを15分間で塗布した後、80〜82℃で乾燥硬
化を行った。乾燥硬化を始めてから１分経ったところで
ワックス／タルクの重量比で１／３の混合物６ｇを糖衣
機機壁に均一に振り掛け、更に２分後にタルク22ｇを転
動している粒状尿素に均一に振り掛け、そのまま２分間
80〜82℃で乾燥硬化を行った。乾燥硬化時に酸化重合熱
によって温度が上昇するので、加熱空気量を減らし冷風
を吹き込み、粒状尿素温度が82℃を超えないようにし
た。この塗布、乾燥硬化を６回行った。60℃に冷却した
後、被覆粒状尿素を取り出した。

【００２５】糖衣機機壁への付着はほとんど見られず、
また被覆粒状尿素間の互着もほとんど認められなかっ
た。被覆粒状尿素５ｇを25℃の水 100ｇ中に浸漬して行
った溶出テストの結果は表１に示す通りであり、溶出の
バラツキはほとんど認められなかった。

【００２６】

【表１】 ────────────────────────────────── １日目 10日目 30日目 60日目 90日目 ────────────────────────────────── 実施例１ 0.0％ 3.5％ 7.7％ 30.4％ 82.7％ 実施例２ 0.0％ 2.7％ 5.0％ 26.9％ 78.0％ 実施例３ 0.1％ 2.3％ 6.4％ 28.8％ 80.3％ ────────────────────────────────── （比較例１〜３）実施例１において、パラフィンワック
ス／タルク混合物を使用せず、タルクのみを用い、３回
試作した。塗布、乾燥硬化を重ねるごとに機壁に肥料粒
子が付着し、塗布終了後に付着物を機壁から剥離した付
着物はそれぞれ 730ｇ、 510ｇ及び 835ｇであった。肥
料粒子間の互着はほとんどなかった。

【００２７】得られた被覆粒状肥料５ｇを25℃の水 100
ｇ中に浸漬して行った溶出テストの結果は表２に示す通
りであり、実施例１で得られた正常品に比べて溶出量の
バラツキが大きく、また全体として溶出量が低くなって
いた。

【００２８】

【表２】 ────────────────────────────────── １日目 10日目 30日目 60日目 90日目 ────────────────────────────────── 比較例１ 0.1％ 0.6％ 1.2％ 12.3％ 61.6％ 比較例２ 0.0％ 2.2％ 4.6％ 21.7％ 65.2％ 比較例３ 0.2％ 1.3％ 2.8％ 9.4％ 54.8％ ────────────────────────────────── （実施例４）油長50％の大豆油変性アルキド樹脂35部、
ロジン11部、桐油35部及びアマニ油15部を200℃で加熱
混合した後、冷却し、トルエンを加えて2100cp（30℃）
とした後、ナフテン酸ジルコニウム６％溶液2.2 部、ナ
フテン酸コバルト６％溶液1.2 部及びナフテン酸マンガ
ン６％溶液0.6 部を添加混合した。

【００２９】糖衣機の中に粒状尿素５Kgを仕込み、回転
転動させながら加熱空気を吹き込み80℃まで加熱した。
この加熱された粒状尿素に樹脂溶液 913ｇをスプレー塗
布した外は実施例１と同様にして塗布、乾燥硬化を行っ
た。拡大して観察すると被膜表面に細かい皺がみられ、
流動しやすくなっている外は、実施例１と全く同様の被
覆粒状尿素が得られた。機壁への付着はほとんど見られ
ず、被覆粒状尿素間の互着もほとんど認められなかっ
た。

【００３０】（比較例４）ワックス／タルク混合物及び
タルクの粉末状での散布は行わず、すべて樹脂溶液中に
加え均一に混合して用いた外は実施例２と同様にして塗
布、乾燥を行った。タルクを分散させると溶液粘度が著
しく上昇しチューブポンプでの送液が困難であったた
め、トルエンで稀釈し1900cp／25℃として塗布した。塗
布、乾燥の途中で肥料粒子間の互着が著しく、転動困難
となり、また機壁への大量付着も起こったため、樹脂溶
液を188 ｇ塗布した時点で塗布を中断した。

【００３１】（実施例５）被覆対象肥料をＮ−Ｐ₂ Ｏ₅
−Ｋ₂ Ｏで14−14−14の高度化成肥料に変え、乾燥硬化
温度を 105〜110 ℃とした外は実施例１と同様にして塗
布乾燥を行った。機壁への付着や被覆粒状肥料間の互着
はほとんど認められず良好な結果を得た。 （実施例６）実施例４のアルキド樹脂の代わりにポリプ
ロピレンオキサイド系ポリオール(170cp／25℃) 110 部
及びトリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパ
ンとから得られたポリイソシアネート(185cp／25℃) 60
部を氷水冷却下に乾燥空気中で混合したもの 665ｇを直
ちに用いた外は実施例４と同様にして塗布、乾燥を行っ
た。機壁への付着はほとんど見られず、また被覆粒状尿
素間の互着もほとんど認められなかった。

【００３２】（比較例５）ワックス／タルク混合物及び
タルクのいずれも使用しなかった外は実施例６と同様に
して塗布、乾燥を行った。塗布を進めるにつれて肥料粒
子間の粘着、糸引きが見られ、ポリウレタン前駆体を約
300ｇ塗布したところで全体が餅状になり転動不能とな
った。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、粒状肥料の表面を主と
して熱硬化性樹脂からなる樹脂で被覆し乾燥硬化する際
に、ワックス類で処理することによって肥料粒子の装置
機壁への付着を防止できる。更に、本発明の好ましい態
様によれば、ワックス類による処理に引き続いて無機質
粉末で処理することによって肥料粒子の装置機壁への付
着と同時に肥料粒子間の互着をも防止できる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒状肥料の表面を主として熱硬化性樹脂
   からなる樹脂で被覆し乾燥硬化する際に、ワックス類で
   処理することによって肥料粒子の装置機壁への付着を防
   止することを特徴とする遅効性被覆粒状肥料の製造方
   法。
2. 【請求項２】 ワックス類による処理を樹脂の添加後に
   行うことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
3. 【請求項３】 ワックス類による処理をワックス類と無
   機質粉末の混合物の添加により行うことを特徴とする請
   求項１又は２記載の製造方法。
4. 【請求項４】 ワックス類による処理に引き続いて無機
   質粉末で処理することによって肥料粒子の装置機壁への
   付着及び肥料粒子間の互着を防止することを特徴とする
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。