KR100255492B1 - 입자 도포 장치 및 방법 - Google Patents

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KR100255492B1
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아더 레이 쥬니어 셔레이
케이쓰 디. 코크란
러셀 아이. 데라
사예다 자빈 콰디르
즈디스로 엠. 투리모스키
테렌스 비. 린치
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윌리암스 로즈 마리
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Abstract

중합체 코팅 입자, 그리고 특히 중합체 코팅 비료를 연속 생산하기 위한 장치 및 방법에 있어서, 사용되는 코팅 물질은, 예를 들어 수성 필름 형성 라텍스이다. 코팅 공정은, 바람직하게는 초기 코팅 구역내의 공기의 상대 습도가 코팅될 입자의 절대 상대 습도 이하로 유지되도록 하는 상태에서, 일렬로 연결된 다수의 유동층으로 수행된다. 상기 장치 및 공정은 코팅 중량 분포가 협소한 코팅된 입자를 제조하는 방법을 제공하며, 따라서 해체되는 비료를 경제적으로 생산할 수 있게한다.

Description

[발명의 명칭]
입자 도포 장치 및 방법
[발명 분야]
본 발명은 과립 물질을 도포조성물로 도포하는 방법에 관한 것으로, 특히 연장되고 제어되는 릴리스 속도(release rate)를 갖는 수용성 도포비료의 제조에 관한 것이다.
요소와 같은 대부분의 상업적인 비료는 물에서 신속하게 용해된다. 대부분의 비료는 잔디 또는 경작작물에 살포되는 경우, 토양의 수분에 신속하게 용해된다. 때때로, 그러한 비료는 작물에 의해 사용될 수 있는 용해 속도를 초과하는 속도로 용해된다. 이는 곧 다수의 심각한 문제를 일으킨다. 우선, 잉여비료는 지표수내로 침투하여 잠재적으로 심각한 환경피해를 초래한다. 이외에도 작물의 부근에서의 비료의 과도한 농도는 작물의 뿌리를“고사”시킨다.
전술한 문제점들로 인하여, 작물의 생육기간 동안 비료를 한번에 다량으로 살포하기 보다는 여러번 소량의 비료를 살포하는 것이 때때로 필요하다. 그러나, 이와 같은 반복적인 살포는 인건비를 증가시킨다. 보다 심각하게는, 비료 살포용기구가 여러번 작물을 훌고 지나가야 하기 때문에 생육작물의 손상을 초래한다.
반복적인 비료살포의 요구를 방지하기 위하여, 다양한 종류의 느리고 제어되는 릴리스 비료가 제안되었다. 여기서“천천히 제어되는 릴리스 비료(slow and controlled release fertilizer)”라는 용어는 연장되고 제어되는 릴리스 속도를 갖는 비료를 의미한다. 이러한 종류의 비료들은 생육기간 초기에 살포되고 초기에는 높은 릴리스 속도를 나타내고 다음에는 생육기간에 걸쳐 보다 느리고 점진적인 릴리스가 이루어진다. 천천히 제어되는 릴리스 비료는 가정 잔디, 공공 잔디, 골프 코스, 정원, 작물 생육 및 원예작물등에 광범위하게 사용된다.
가. 도포된 느린 릴리스 비료
통상적으로 사용되는 종류의 천천히 제어되는 릴리스 비료는 수용성의 작물 영양소를 보다 느린 수용성 물질로 도포함으로써 제조된다. 통상적으로 그렇게 도포된 비료는 기질 즉, 코어로써 비료 과립, 입자, 프릴(prill) 등을 사용한다. 이러한 비료 기질은 물에서 낮은 침투성(permeability)을 갖는 물질로 도포된다. 상기 도포재가 비료주위에 물 차단 쉘(water barrier shell)을 형성하고, 따라서 비료 코어가 용해되는 속도를 조절함으로써 릴리스 속도를 제어한다. 설파제, 석고, 활석, 석유 왁스, 화학수지, 아스팔트 등을 비롯한 다수의 재료가 도포재로써 사용되어 왔다.
천천히 제어되는 릴리스 비료를 제조하는 경우, 비료가 일관되고 제어되는 릴리스 속도를 갖도록 하기 위하여 입자들 사이의 도포두께를 가능한 균일하게 유지시키는 것이 필수적이다. 또한, 도포재의 층을 가능한 얇게 유지시키는 것이 바람직하다. 가급적 얇은 도포가 바람직한데, 이는 도포가 비료를 희석시켜 도포된 제품의 단위 중량당 작물 영양소의 양을 감소시키기 때문이다. 즉, 도포는 비료의 운반, 저장, 제조 및 살포에 소요되는 비용을 증가시킨다. 강한 물 차단막을 형성하는 물질은 비교적 얇은 도포로 이루어져야 하므로, 그러한 물질들은 천천히 제어되는 릴리스 비료의 제조에 일반적으로 바람직하다.
설파제가 도포재로 사용되는 경우, 제조, 취급 및 저장시에 도포에 핀홀(pinhole) 및 크랙이 발생하는 결점이 나타날 수도 있다. 이는 곧 비료 과립의 릴리스 속도 제어를 어렵게 한다. 이외에도, 설파제는 용융 액체 상태로 비료의 기질상에 스프레이된다. 그 결과, 가열, 펌피 및 용융된 설파제 스트림(stream)의 스프레이 비용으로 인하여, 설파제 도포작업에 소용되는 비용도 상승된다. 설파제는 비료에 비교적 두껍게 도포되어야 한다. 전술한 바와 같이, 두꺼운 도포가 가용 비료량을 희석시키기 때문에, 이것은 바람직하지 않다. 왁스층이 설파제 도포위에 덧씌워져 도포의 물리적인 특성을 개선할 수도 있다. 그러나 이렇게 덧씌워진 도포재는 단지 생산비만을 증가시키고 가용 비료량을 보다 희석시킨다.
유기수지 도포는 통상적으로 설파제보다 좋은 물 차단특성을 가지므로 보다 얇은 도포층으로 도포될 수 있다. 기본적인 4가지 종류의 수지도포에는 (1) 용융상태의 유기수지, (2) 유기 용매에 용해된 유기수지, (3) 입자들의 표면상에 2개 이상의 성분들의 반응에 의해 형성된 유기수지, 및 (4) 물에 용해 또는 분산된 유기수지가 있다.
용융상태의 유기수지가 적용되는 수지 도포의 제1의 예는 용융 폴리에틸렌 기제 수지를 포함한다. 이러한 도포의 단점은, 고온환경, 특수한 조작 및 전달 시스템이 요구된다는 것이다. 또한, 이러한 도포방법을 적용하는데 소요되는 비용도 증가시킨다. 이외에도, 도포가 신속하게 냉각됨으로 인해, 균일한 도포 두께를 얻는 것이 종종 어려울 때가 있다.
수지 도포의 상기 제2의 예는 유기 용매에서의 수지용액이다. 이러한 도포방법의 가장 큰 결점은 도포가 건조되면 상기 유기 용매가 증발된다는 점이다. 또한 이러한 용매는 고가이며 또한 일반적으로 엄격한 환경규제를 받음으로 해서, 직접 외부대기에 노출되어서는 안된다. 이에 따라, 용매를 수집하고, 이를 농축하고 또한 용매의 재사용을 위해 용매를 순환시키기 위해서는, 복잡하고 고가인 용매 재생시스템 및 환경적으로 안전한 폐기 시스템을 사용하는 것이 필수적이다.
둘 이상의 성분 유기 시스템인 수지 도포의 상기 제3의 예가 또한 사용된다. 이 시스템에서, 둘 이상의 반응 성분이 비료 기질에 스프레이 되고, 상기 성분들이 반응하여 비 수용성의 도포를 형성한다. 그러나 이러한 시스템은 종종 높은 고형분 함량 및 독성 유기성분들로 인하여 이 또한 복잡한 폐기 흡수재료 및 환경 규제가 요구된다.
수지도포의 상기 제4의 예는 물에 용해 및 확산되는 유기 수지이다. 상기 수지가 물에 용해되는 경우, 이러한 시스템은 수지의“수성용액”으로 호칭된다. 불행하게도, 종래의 수성용액은, 수지의 농도가 낮다는 점과 용액의 점섬(두께)이 높다는 등의, 다수의 결점을 갖는다. 이와 같은 문제점들로 인하여, 도포재로써 유기수지의 수용성의“확산제”및“라텍스”를 사용하는 것이 제안되었다. 이러한 도포는 물에 운반되므로 환경의 관점에서 보면 바람직하다. 또한 이러한 도포는 취급하기가 용이하고, 우수한 물차단 특성을 갖고 있으므로 비교적 얇은 도포층에 적용이 가능하다.
그러나 종래의 도포방법에 적용함에 있어서, 라텍스 도포는 수용성인 비료의 코어재료에 나쁜 영향을 준다. 몇몇 비료들을 비롯한 물에 민감한 입자들은 통상적으로 해당 비료들의“임계(critical)”상대습도를 초과하는 시점에 공기로부터 수분을 흡수한다. 임계상대습도는 이 습도보다 높은 경우에는 재료가 수분을 흡수하고, 이 습도보다 작은 경우에는 재료가 건조되는 경향이 있는 대기중의 습도로 정의된다(“비료의 물질특성 결정 자료집”) 국제 비료 개발 센터, 머슬 쇼얼스, 알라바마(“Manual for determining physical properties of fertilizer,” International Fertilizer Development Center, Muscle Shoals, Alabama 참조). 30℃에서 통상적인 비료의 임계상대습도의 실예를 들면, 요소는 70~75%, 암모늄 설페이트는 75~85%, 디암모늄 설페이트는 70~75%, 포타슘 설페이트는 80~85% 및 포타슘 클로라이드는 70~80%이다.
습도가 임계상대습도 보다 높은 경우에, 도포되지 않은 비료입자는 수분을 흡수하게 됨으로써, 입자 표면의 분열을 초래한다. 이는 곧 과립에 점착된 도포를 훼손하게 되고 특히 라텍스 또는 수성 기제의 도포가 사용된 경우 입자표면의 불완전한 보호를 야기한다. 이후 물이 수용성의 코어내로 침투하면서 비료입자를 사전에 용해시킬 수도 있다. 더 심각하게는, 용해된 비료 기질 재료가 도포 내부에서 비료 결정처럼 재응결될 수도 있다. 만일 이와같은 현상이 발생하고 도포된 입자가 천천히 제어되는 릴리스 비료로써 살포된다면, 도포표면 내부의 비료결정은 신속하게 용해되면서 비료입자의 중앙 코어로 물이 침투할 수 있는 통로를 열어주게 된다. 이에 따라, 비료 코어는 사전에 릴리스되고 소정의 제어되는 릴리스 속도가 얻어질 수 없다.
임계상대습도의 개념은 비료의 적절한 저장 및 취급환경을 결정하는데 사용되어왔다. 그러나, 후술하는 바와 같이, 현재 이러한 개념은 도포되어 천천히 제어되는 릴리스 비료의 제조방법에는 사용되지 않는다.
나. 도포 방법
일반적으로, 입자의 도포 방법에는 두가지 유형이 있는 데, 하나는“배치형(batch-type)”방법이며, 다른 하나는“연속(ontinuous)”방법이다. 배치형 방법에서는, 소정량의 과립이 도포용 용기에 채워진다. 상기 과립이 도포된 후, 공정은 정지되고 상기 과립은 또 다른 공정을 위해 제거된다. 상기 도포 용기로의 과립의 지속적인 적재 및 비적재의 필요성으로 말미암아, 배치형 방법은, 특히 대량의 도포된 비료가 생산되어야하는 상업적인 제조 작동시에, 효율이 떨어지며 그 작동 비용이 고가이다.
한편, 연속방법에서는, 과립의 스트림이 도포용기에 유입되고 여기서 과립은 도포되며 또 다른 공정을 위해 연속적으로 배출된다. 이러한 방법으로, 도포작업은 상기 도포용기의 적재 및 비적재에 따르는 빈번한 중단없이도 실행될 수 있다. 이러한 이유로 해서, 바람직하게도 연속방법은 제조작업시 연속공정에 유용하게 사용된다.
배치형 방법 및 연속방법은 여러 종류의 종래의 도포장치에 사용되어 왔다. 도포장치의 제1의 형태는 도포용기로써 대형 실린더형 드럼을 사용한다. 도포될 입자는 상기 드럼에 채워지고, 상기 드럼이 회전하면서 도포재가 회전하는 입자에 일반적으로 스프레이 방식으로 가해진다. 도포장치의 제2의 형태는 로터리 팬이다. 드럼 도포기와 함께 입자는 상기 팬에 유입되고, 상기 팬이 회전하면서, 도포재가 입자에 가해지게 된다.
로터리 드럼 및 팬이 비료과립 도포작업의 연속방법에 채용되는 경우, 고품질의 천천히 제어되는 릴리스 비료에 필수적인 균일한 도포두께를 얻는 것은 어렵다. 로터리 팬이 사용되는 경우, 입자가 적정시간동안 팬에 잔류하여 적절한 양의 도포재로 도포되는 것을 확보하기는 어렵다. 또한 팬이 대기중으로 노출되어 있음으로 해서, 입자 부근의 상대습도를 조절하는 것은 불가능하다. 드럼이 사용되는 경우, 입자의 균일한 도포두께를 확보하는 것은 어렵다.
결과적으로, 도포작업에 사용되는 경우, 로터리 드럼 및 팬은 일반적으로 덜 바람직한 배치형 방법에 사용되어 왔다. 배치형 방법에 로터리 팬을 사용하는 예는 1985년 5월 11일자 일본국 특허출원공보 제 60[1985]-18, 640호에 개시되어 있다. 이 공보는 수성기제의 도포성분을 사용한 천천히 제어되는 릴리스 비료를 생산하는 방법을 공지하고 있다. 수성 도포재가 배치형 방법의 두 단계에서 가해진다. 우선, 입자가 로터리 팬에 채워진다. 회전하는 과립은 필름형태의 수지의 수성확산과 함께 간헐적으로 스프레이된다. 이후 이와 동일한 제2의 도포작업이 실행된다. 전술한 바와 같이, 로터리 팬이 대기중으로 노출되어 있으므로, 입자 부근의 상대습도를 조절하는 것은 어렵다. 도포작업 후, 과립은 또다른 공정을 위해 로터리 팬으로부터 제거된다. 전술한 방와 같이, 주기적으로 도포공정을 정지시키는 것은 심각한 결점을 갖는다.
도포장치의 제3의 예는 소위“유동화층”으로 호칭된다. 유동화층 이라는 용어는 다수의 서로 다른 형태의 장치를 기술하기 위해 사용되기 때문에,“고유”유동화층과 실제적으로 변형된 유동화층으로 구별하는 것이 유용하다. 고유의 유동화층에서, 입자는 가압기체류에 의해 불규칙하게 이동하면서 유동화 상태로 유지된다. 이는 통상적으로 입자를 천공된 금속판상에 위치시킴으로써 실행된다. 가압기체가 강제적으로 상기 판의 천공으로 가해지면서 가압기체는 입자를 유동화시킨다. 고유 유동화는, 약하게 끓는 액체와 유사한, 불규칙한 와류형태로 이동하는 입자를 특징으로 한다.
현재까지, 고유 유동화층은 도포된 천천히 제어되는 릴리스 비료의 생산측면 보다는 일반적으로 입자를 과립화하는데 사용되어 왔다. 예를 들어, 유동화 기슬(Fluidization Technolovy)(키에른스 에드(Keairns ed.,) 맥그로우 힐(McGraw-Hill) 1976년 판)에 기술된 연속방법에서, 비료 입자는 다수의 유동화층의 셀을 통과하면서 우선적으로 과립화된 후 도포된다. 이 도포는 단일 셀에서 일어나며, 천천히 제어되는 릴리스 비료에 요구되는 신뢰성 있는 도포보다는 입자의“세척”을 목적으로 사용된다. 더우기, 그러한 장치의 설계는 과립에 균일한 도포두께를 얻는 것을 어렵게한다. 그 결과, 그러한 방법은 천천히 제어되는 릴리스 비료의 생산에 광범위하게 사용되지 않는다.
유동화층이, 비료입자들을 포함한 입자를 도포하는데 사용되는 경우, 실질적으로 변형된다. 자세히 후술하는 바와 같이, 이러한 변형장치들 또한 천천히 제어되는 릴리스 비료의 생산에 필수적인 균일한 도포두께를 갖는 입자의 생산에 적합하지 않다. 변형된 유동화층 방법의 전형적인 한 예는 이 방법의 발명자 디.이. 부르스터(D.E. Wurster)의 이름을 따서 소위“부르스터” 도포방법이라고 호칭된다. 부르스터는 유동화층의 변경을 제안하였는데, 여기서 입자들은 불규칙한 유동화 방법 대신에 강제적으로 조절되는 순환패턴으로 유동한다. 일반적으로 유동화층은 불규칙한 입자운동을 특징으로 한다.
이와 같은 입자의 불규칙 운동은 바람직하지 않으며, 특히 도포제(coating tablet) 또는 보다 큰 입자의 경우에는 더욱 바람직하지 않다. 따라서, 순환유동 패턴을 설정하는 속도차는 매끄러운 표면처리의 적용 및 발전에 있어 기본적인 것이다(1963년 12월 17일자 부르스터 카나다 특허 제676, 215호 3 페이지 참조).
입자의 조절 순환유동을 유도하기 위하여 또한 고유 유동화층의 특성인 불규칙 이동을 방지하기 위하여 각종의 장치들이 제안되었다. 이러한 장치들의 예는 미합중국 특허 제3, 241, 520호, 제3, 196, 827호, 제3, 117, 027호 및 제3, 089, 834호 그리고 에이.콘도(A. Kondo)가 저술한 마이크로캡슐 프로세싱 및 테크놀로지(Microcapsule Processing and Technology)(마르셀 데커(Marcel Dekker), 1979년 판)의 제14장에 공지되어 있다. 이러한 장치는 기체속도의 차이를 발생시키는 두 구역을 제공하여 입자를 조절 순환방식으로 강제 유동시키도록 설계되는 데, 기체의 제트류는 입자를 상방으로 추진하거나 공기의 작용으로(pneumatically) 전송하는 데 사용된다. 낮은 속도 즉,“감소”구역에서, 기체 속도는 매우 낮게 유지되므로, 입자는 중력의 영향을 낙하한다. 스프레이 노즐은 고속구역에 위치하여 입자를 공기의 작용으로 상방 전송시키면서 도포한다. 입자가 감소구역에서 낙하함에 따라 도포가 건조되는 경향이 있다. 이러한 순환이 반복되어 입자에 도포재를 누적시킨다.
이러한 일반적인 원리는 다수의 배치형 도포방법에 적용되어 왔다. 예를들어, 미합중국 특허 제3, 241, 520호 및 제3, 196, 827호는 입자 도포 장치를 공지하고 있는 데, 이 장치에서 고속구역 및 저속구역은 격벽(partition) 또는 실린더형 기둥에 의해 외관상 분리된다. 이러한 장치 구성에서, 입자는 공기의 작용으로 상방 전송되고 상기 격벽의 상부를 거쳐 물분수와 같은 유사한 방식으로 상기 감소 구역내로 분출된다. 상기 감소구역에서부터, 입자는 고속구역으로 재순환하며 복귀한다. 미합중국 특허 제3, 241, 520호 또한 격벽에 의해 분리된 여러개의 방이 연속하여 연결된 장치를 개시하고 있다. 그러나, 단일한 유동화층과는 달리, 이 장치에서 입자는 도포 스프레이를 거쳐 다중 사이클을 형성하고, 또한 입자는 단지 고속구역만을 한번 통과 이동한다. 상기 감소구역으로 낙하한 후, 입자는 다음 방으로 운반되고, 이 방내에서 동일한 공정이 반복된다. 입자가 상기 감소구역에 수집됨으로 해서 도포의 응집 및 분열이 발생할 수도 있다.
미합중국 특허 제3, 117, 027호 및 제3, 089, 824호 그리고 카나다 특허 제676, 215호는 부르스터 방식의 장치를 개시하고 있으며, 이 장치에서 고속구역 및 저속구역은 외관상 격벽에 의해 분리되지 않은 챔버내에 형성된다. 고속구역 및 저속구역은, 유동화층의 하부에 크고 작은 관통구를 구비한 판을 위치시킴으로써 또는 다른 수단에 의해, 각각 형성된다. 이와같은 방법으로 기체의 제트류가 유동화층의 한 지역에 형성됨으로써, 부르스터 도포방법의 특징인“분출”순환 입자 운동을 유도한다. 이와 유사한 배치형“분출층”도포방식은 미합중국특허 제4, 369, 055호 및 제4, 019, 890호에 공지되어 있다.
부르스터 방식 도포방법 및 장치는 천천히 제어되는 릴리스 비료의 생산에 일반적으로 적합하지 않은 다수의 결점을 갖는다. 우선적으로, 입자의 순환유동에도 불구하고 다른 입자들이 과도한 양의 도포재로 도포되는 반면에 일 퍼센트의 입자는 적절한 양의 도포재로 스프레이 되지 않을 수 있다. 이는 도포두께의 바람직하지 않은 변화를 초래하고 또한 비료의 허용 릴리스 속도를 벗어나는 릴리스 속도를 초래한다. 이외에도, 전술한 부르스터 방식 도포장치는 배치형 작업을 위해 제안된 것으로, 전술한 배치형의 단점에 직면하게 된다. 부르스터 방식을 사용하는 경우, 입자의 응집문제가 발생할 뿐 아니라 얇은 도포를 얻기 어렵게 된다. 이러한 관점에 대해서는 카나다 특허 제1, 049, 334호 및 상기 마이크로 캡슐 프로세싱 및 테크놀로지 147 페이지를 참조하면 된다.
부르스터 방식 도포장치를 연속도포 작업에 적용시키려는 시도가 행하여져 왔다. 그러나 그러한 장치 또한 천천히 제어되는 릴리스 비료의 생산에는 적합하지 않다. 예를 들어, 일본국 특허 제42-24282호는 의약조제 제품, 동물사료 등을 연속적으로 도포하도록 설계된 다중 챔버유니트를 공지하고 있다. 기체의 고속 스트림은 각각의 챔버내의 중앙에 위치한 입자층에서 확산되는 상방 이동의“제트 스트림”을 발생시킨다. 입자는 챔버의 외측부분으로 낙하하고(이 챔버는 유동화된 상태로 유지되지 않는다), 이후 중앙 제트 스트림으로 복귀하게 된다. 챔버의 수가 증가되어 입자의 도포 균일성 및 도포성을 향상시킬 수 있다.
다른 부르스터 방식 장치와 마찬가지로, 이 방법 또한 천천히 제어되는 릴리스 비료의 생산에 필요한 도포두께의 균일성을 얻을 수는 없다. 게다가, 상기 장치는 입자가 도포 챔버 및 전송 튜브에서 서로 연삭되도록 설계된다. 이러한 설계사양은 의약제재 제품의 도포에는 적합한 반면, 연삭방식이 천천히 제어되는 릴리스 비료의 민감한 도포층을 손상시킬 수 있으며, 이에 따라 릴리스 속도가 조절되지 않으며, 입자가 덩어리질 수도 있다.
다른 종래의 도포장치는 물론 전술한 모든 도포방법들 또한 또다른 심각한 결점을 갖는다. 즉 비료입자를 적절하게 도포하는 조건이 유지되지 않으며, 특히 민감한 입자를 수성기제의 도포재로 도포하는데 요구되는 조건이 유지되지 않는다. 예를들어, 전술한 일본국 특허 출원 제60[1985]-18, 640호는 도포 챔버의 습도를 조절할 필요성을 기술하지 않은 채 단지 온도조절에 대해서만 기술하고 있다. 이 서면에서, 수성 기제의 도포는 수지가 연속 필름을 형성하는 최저온도(“유리 천이온도”)보다 높은 온도에 가해짐으로써, 도포는 기질입자에 신속하게 결합되고 건조되어 덩어리화를 방지한다. 이와 유사하게, 미합중국특허 제4, 759, 956호는 부르스터 방식을 채용한 장치의 세척 입자를 도포하는 배치형 방법을 개시한다. 발명자는 반응기의 온도를 도포재의 유리 천이온도의 소정 범위내에서 유지하도록 하여 중합체가 함께 유동하면서 결합 및 건조되는 방법을 제안하였다. 유입 공기의 상대 습도를 조정하는 것에 대한 언급은 없다. 도포물이 비료에 민감한 경우, 상대습도를 조절하는 것이 어려우므로, 이러한 방법은 특히 수성 기제의 도포가 사용되는 경우 고품질의 천천히 제어되는 릴리스 비료의 생산에 사용될 수는 없다.
상대습도를 조절하는 도포방법이라도 물에 민감한 비료의 도포가 용이하도록 설계되지 않았다. 예를 들어, 카나다 특허 제1, 049, 334호는 감수성 입자로 구성된 작은 입자가 유동화층에서 도포되는 것을 개시하고 있다. 입자들은 반응기로부터 출구 공기(outlet air)의 상대습도를 100% 미만으로 유지시킴으로써 막을 형성하는 도포제의 수성용액 또는 확산제로 도포된다. 이 서면의 주요관점은 세척 첨가제(예를 들어, 효소)의 작은 입자를 도포하는데 있으며, 이 서면은 도포 챔버의 상대습도를 천천히 제어되는 릴리스 비료의 생산에 필요한 임계상대습도 미만으로 유지시키는 것을 확보하도록 유입공기의 상대습도를 조절하는 것을 제공하지 않는다. 이보다 유출 공기의 상대습도를 조절하는 목적은 수분이 도포로부터 좀더 쉽게 증발하도록하여 입자의 응집없이 도포가 신속하게 고형화되도록 하는데 있다. 유출공기의 상대습도를 조절하는 것은 적절한 상대습도가 반응기의 입구 및 반응기에서 유지되어 기질입자가 도포 이전에(prior to coating) 수분을 흡수하는 것을, 특히 제1의 도포구역에서, 보장하지 못한다.
요약하면, 입자도포기술의 개선이 요구된다. 전술한 바와 같이, 종래의 도포장치 및 방법은 균일한 두께의 일관되게 부착되는 도포를 갖는 도포 입자의 연속방법을 제공하지 못하며, 또한 도포가 도포된 입자의 밀도에 걸쳐 협소한 도포중량분포를 나타낸다. 더우기, 종래의 장치 및 방법은 임계상대습도보다 높은 상대습도를 갖는 수성 도포재로 물에 민감한 비료를 도포하는데 악영향을 초래하는 것에 대한 적절한 대안을 제시하지 못한다. 이에 따라, 종래의 방법이, 스프레이 구역의 상대습도가 적절하게 조절되지 않는 조건하에서, 수용성의 비료를 도포하는데 사용되는 경우에, 기질의 표면층은 용해되고, 특히 심각한 조건에서는 입자가 응집화된다.
따라서, 효율적이고 저렴한 비용으로 도포두께의 작은 편차의 분포를 갖는 천천히 제어되는 릴리스 비료를 생산하는 것이 바람직하다. 또한 작은 편차의 두께분포를 갖는 비료를 생산하며, 기질이 도포되기 전에 수분을 흡수하는 것을 방지하는 연속방법을 제공하여, 도포된 비료를 생산하는 현재의 방법을 극복하는 것이 바람직하다.
[발명의 요약]
따라서, 본 발명의 목적은 도포 두께의 분포가 좁게 도포된 입자를 제공하는 것이다(즉, 입자들 대부분이 동일하거나 유사한 도포 두께를 갖도록 하는 것이다).
본 발명의 다른 목적은 전술한 좁은 분포의 도포 두께를 갖는 도포된 입자를 생산하는, 연속 방식으로 작동하는 도포 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 입자들이 균일하게 그리고 일관되게 도포되도록 도포 스프레이내에서의 입자들의 잔류시간을 제어하는 도포 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 환경의 관점에서 볼 때 바람직한 수성기 도포 용액(라텍스 도포등)이, 과립 표면을 부수지 않으면서, 도포재로서 사용될 수 있는 도포 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 감수성 비료 기질이 도포되기 전에, 수분을 흡수하지 않으면서, 균일하고 또한 일관되게 도포될 수 있는 비료 도포 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적들은 비료기질 입자를 연속적으로 도포하기 위한 다단계 유동화층 장치를 제공함으로써 달성된다. 상기 장치는 도포될 기질 입자가 실질적으로 임의의 입자운동에 의해 특징지워지는, 실질적으로 유동화 상태로 유지되는 다숭의 유동화층 구역을 포함한다. 2개 이상의 상기 유동화층 구역은, 다수의 유동화층 도포 구역을 제공하기 위하여, 상기 유동화층 구역내의 입자상에 도포재를 도포하기 위한 스프레이 수단을 포함한다. 제1유동화층 도포 구역내로 기질 입자를 전송하고 전송속도를 제어하기 위한 수단과, 제1유동화층 도포구역에서부터 제2유동화층 도포구역으로 입자를 전달하기 위한 수단이 또한 제공된다. 바람직하게는, 상기 전달 수단은 이전의 도포구역으로 입자가“역류”하는 것을 실질적으로 방지하도록 만들어짐으로써 도포 구역내에서 입자의 잔류시간이 조심스럽게 조절된다. 마지막으로, 제2유동화층 도포구역으로부터 기질 입자를 연속적으로 제거하기 위한 수단이 제공된다. 다수의 유동화층 도포구역을 제공함으로써, 불충분하게 또는 과도하게 입자가 도포될 가능성은 단지 하나의 도포 구역을 갖는 장치와 비교할 때 상당히 감소된다. 도포구역의 수가 증가되면서, 상기 장치의 모든 구역내에서 도포 스프레이를 바이패스(bypass)할 가능성이 감소된다. 이와 같이, 너무 많은 도포구역 내에서 과도하게 도포될 가능성은 감소된다. 따라서, 상기 장치는 다섯, 열 또는 그 이상의 유동화층 도포 구역을 가질 수 있다. 10개의 도포구역을 갖는 장치에서, 상기 층내에서 입자가 불충분하게 도포될 가능성 또는 과도한 수의 층내에 연장된 시간동안 잔류할 가능성은 통계적으로 무시할 만하다. 본 발명의 일 양태에 있어서, 한 도포구역으로부터 다른 도포구역으로 입자를 전달하기 위한 수단이 입자의 이전의 도포구역으로의 역방향 이동을 방지하기 위하여 특별히 채택된다. 이러한 방식으로, 상기 입자가 도포구역내에 잔류하는 평균잔류시간은 균일한 도포두께가 얻어지도록 조심스럽게 조절된다.
본 발명은 전술한 부르스터식 도포 방법에서 권장된 해결방법과는 다르다. 본 발명의 장치 및 방법은 입자를 필수적으로 유동화 상태, 즉 입자를 임의로, 주기적으로 입자를 공기의 작용으로 전송하는 대신, 도포구역내에서 부드럽게 회전되도록 하는 방식으로 이동하는 상태로 유지한다.
본 발명의 추가의 개념은 특히, 감수성 비료입자가 도포될 때 유동화층 도포구역내의 습도를 적절하게 제어하는 것이다. 본 발명은 임계 상대 습도의 개념을, 유동화층 도포구역(그리고, 특히, 제1도포구역)내의 습도를 기질 입자의 임계 상대 습도 이하로 유지시킴으로써 비료 입자의 도포에 적용한다. 이러한 방식으로, 상기 입자들은 도포전에 수분을 흡수하지 않으며 도포 공정이 용이하게 된다. 제1도포가 적용된 후에, 도포의 수막 특성은 비료가 추가 도포, 저장, 그리고 비료 과립의 응집없이 임계 상대습도보다 높은 상대습도에서 취급되도록 한다.
다른 양태에서, 본 발명은 전술한 다단계 유동화층 장치를 사용하여 비료 기질 입자를 도포재로 도포하는 연속공정을 또한 제공한다. 상기 입자의 예비가열, 도포작업간의 입자건조,“도포 후 건조”, 그리고 입자의 응집을 방지하기 위한 조절제 적용을 포함하는 추가 공정 단계가 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 방법에 따라 조제된, 도포된 기질, 바람직하게는 도포된 감수성 입자, 더욱 바람직하게는 서서히 제어 방출되는 비료를 포함하는 입자 조성물을 제공한다. 상기 도포된 입자는 천천히 제어되는 릴리스 비료에 필수적인 협소 분포의 도포 두께를 갖는다. 바람직한 형태에 있어서, 상기 입자 조성물은 수성 필름 형성 라텍스로 이루는 건조, 유착 필름으로 피복된 비료 입자 코어를 포함한다.
그러므로, 본 발명의 주요 장점은 연속 기준으로 도포 중량 분포가 협소한(즉, 입자 대부분이 필수적으로 동일한 도포 두께를 갖는) 도포된 입자를 조제하는 능력이다.
[도면의 간단한 설명]
이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 따른 유동화층 도포장치의 사시도.
제2도는 제1도의 도포 장치의 종단면도.
제3도는 제2도의 도포 장치에서 라인 III-III을 따라 절취한 일도포구역의 횡단면도.
제4도는 유동화층의 상이한 구역들 사이의 도관을 보여주는 제2도의 도포장치의 라인 IV-IV를 따라 절취한 횡단면도.
[발명의 상세한 설명]
제1도 및 제2도에는, 본 발명에 따른 4개의 별개의 유동화층 도포구역(20, 30, 40, 50)을 구비하는 유동화층 장치(10)의 일 실시예가 도시되어 있다. 각각의 도포구역은 중공(hollow) 공급도관(22, 32, 42, 52)을 구비한다. 공급도관(22)은 도포구역(20) 내에 위치되며, 단부판(end plate)(24)에 부착되어 있다. 공급도관(32, 42, 52)은 층격벽(bed partition)(34, 44, 5)에 부착되어 있다. 공급도관(32, 42, 52, 62)의 바로 위쪽으로, 격벽(34, 44, 54) 및 단부판(64)에 개구(36, 46, 56, 66)가 위치되어 있다.
격벽(34, 44, 54) 및 단부판(24, 64)은 전체 유동화층 도포구역을 가로질러 연장되고 측판(side plate)(70, 71)에 부착되어, 각각의 도포구역은 상기 구역의 각 측면 둘레레 실질적으로 연속적인 벽을 갖는다. 제1도에서, 단부벽(64) 및 측벽(70)이 부분 절단되어 도포구역(50)의 내부를 도시한다.
제1도 및 제2도에서, 각각의 유동화층 도포구역은 격벽(24, 34, 44, 54)에 의해 인접한 유동화층 도포구역으로부터 분리되어 있는 결개의 유동화층으로 도시되어 있다. 여기서,“별개”는 하나의 유동화층을 다음 층으로부터 실질적으로 밀봉하는 격벽에 의해 각각의 유동화층이 다른 유동화층들로부터 분리되는 것을 의미한다. 그러나, 입자들은, 도관, 배플, 튜브, 덮개(shield)와 같은 입자들을 하나의 도포구역에서 다른 도포구역으로 전송하기 위한 수단을 제공함으로써 거의 연속적인 방식으로 하나의 유동화층에서 다음의 유동화층으로 이동할 수 있다.
그러나, 입자들이 하나의 스프레이 노즐 근방에서 다음의 스프레이 노즐로 연속적으로 이동하면, 각각의 유동화층 도포구역은 스프레이 노즐의 인접한 영역일 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는, 입자들이 상이한 다수의 도포 노즐들의 스프레이를 통과하면서 층을 따라 움직일 수 있도록 배플을 구비한 길고 협소한 유동화층일 수도 있다.
상기 장치내에서 도포될 기질 입자들은 예를 들어, 포타슘 니트레이트, 포타슘 클로라이드, 다른 포타슘염들, 암모늄 니트레이트, 암모늄 설페이트, 암모늄 포스페이트, 다른 암모늄염들, 또는 NPK 성분을 함유하는 NPK 비료와 같은 비료들을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에 사용하기에 양호한 비료는 요소 및, 바람직하게는“폴링 커튼(falling curtain)” 드럼에서 제조된 요소이다. 특별히 성공적인 일 종류는 포름알데히드 또는 리그노설포네이트 0.1 내지 2.0중량%를 구비하도록 처리된 요소이다. 상기 포름알데히드 또는 리그노설포네이트가, 보다 단단하고, 유연성이 작으며, 처리되지 않은 요소보다 감소된 덩어리 형성 경향(caking tendency)이 작은 과립을 제공하기 위해 용융된 요소에 첨가된다. 그러나, 본 발명의 기술분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면, 예를 들어 첨가제 없는 요소, 프릴(prill), 다른 종래의 수단(유동화층 뿐만 아니라 회전 팬, 회전 드럼을 포함)에 의해 과립화되고, 게다가, 성형, 결정화 및 응집된 물질을 포함하는 다른 기질 입자들도 사용될 수 있음을 알 것이다.
상기 입자 둘레에 연속적이고, 균일한 도포를 형성하기 위하여, 기질 입자들은 거의 둥글고 매끄러운 것이 바람직하다. 따라서, 상기 입자들은 불규칙한 돌기 또는 표면상의 틈(void)을 갖지 않는 것이 바람직하다. 입자의 매끄러운 정도 및 둥근정도를 개선하기 위하여, 상기 입자(또한, 특히, 보다 분말상 입자들)들은 예를 들어, 유동화층 또는 회전팬내에서의 과립화와 같은 종래기술에 공지된 수단에 의해, 또는 폴리싱에 의해 예비처리될 수 있다.
가압류 즉, 기체의 흐름이 상기 입자들을 유동화층 구역내에서 거의 유동화 상태로 임의로 이동할 수 있게 유지하는데 사용된다. 어떤 적절한 기체도 상기 목적으로 사용될 수 있다. 바람직한 기체로는 예를 들어, 질소, 공기, 및 특히, 가열된 건조 공기를 포함한다. 그러나, 질소, 이산화탄소, 산소감쇄공기, 또는 유사 불활성기체와 같은 불활성 기체가 유기 용매와 같은 가연성 담체내에 플라스틱 또는 수지 도포재가 운반되는 경우 바람직할 것이라는 것을 이해할 것이다. 이러한 방식으로, 상기 용매가 폭발하거나 발화하는 위험성이 확실히 감소된다. 상기 용매는 상기 기체로부터 분리될 수도 있으며, 원한다면, 공지된 수단을 사용하여 재순환될 수도 있다. 제1도 내지 제4도에 도시된 본 발명의 실시예에서는, 유동 기체로서 공기가 사용된다. 공기는 공기 공급도관(83)을 통하여 공급되고 각 층내의 입자들의 유동화를 달성하기 위하여 충분한 양 및 충분한 압력으로 다공판(80, 81, 82)을 통하여(각 층 내부로) 위쪽으로 통과한다. 유동화 공기류는 공지된 종래의 블로워(blower)에 의해 가압된다. 상기 입자들은 거의 유동화 상태로, 즉 입자들 모두가 거의 랜덤(random)하고 부드럽게 회전하는 방식으로 도포 단계의 전체에 걸쳐서 연속적으로 이동하도록 유지되는 것이 중요하다. 상기 입자들을 유동화 상태로 유지하는 것이 상기 입자를 특별한 응집없이 균질하게 도포하는데 필수적이다.
도면에 도시된 본 발명의 형태에서, 상이한 공기 속도의 구역들이 별개의 다수 유동화층내에 유지된다. 어느 정도 큰 공기속도를 갖는 중심 구역이 각각의 유동화층 내에 위치된다. 고속 공기 구역의 각각의 측면 상에 어느정도 낮은 공기 속도를 갖는 구역들이 있다.
타공판(perforated plate)이, 제1, 3, 그리고 4도에 도시된 바와같이, 유동화층내에 고속 및 저속구역을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 상기 구역(50) 저부에 다수의 다공성 판(80, 81, 82)이 위치된다. 바람직하게는, 양 다공성 판(80, 82)은 공기가 상기 판을 통하여 상향할 수 있게하는 작은 개구를 유사한 갯수로 가지며, 그러나 상기 개구는 입자들이 판을 통하여 낙하디는 것을 방지할 만큼 충분히 작다. 그러나, 상기 개구는, 상기 개공을 통한 공기압이 입자가 상기 판을 통하여 떨어지지 않도록 하기에 충분하므로 입자크기에 꼭맞을 필요는 없다. 판들(80, 82) 사이에 위치된 다공성 판(81)은 더 많은 공기가 상기 판들(80 또는 82) 보다 판(81)을 통하여 흐르게 하기 위하여 보다 큰 개구 면적비를 갖는다. 상기 판(80, 82)의 외측 모서리는 하부벽(90)과 만난다. 바람직하게는, 저부벽 (90)은 비록 다른 측벽 형태가 사용될 수도 있지만 상향 굴곡되어 있으며 측벽(70)에 연결된다. 다공성 판(80, 81, 82)은 상기 장치(10) 길이전체에 걸쳐 연장된다. 공기 공급도관(83)은 다공성 판(80, 81, 82) 아래에 위치된다.
도포 구역내에 공기 속도가 변화되는 구역을 제공함으로써, 상기 층의 중앙구역은 어느정도 큰 유동력을 겪게 되며, 따라서 상기 도포 영역의 영역 상부의 입자 수준은 측면의 낮은 공기 속도 구역의 수준보다 높은 수준으로 올라간다. 또한, 변화하는 공기 속도 및 압력은 부드러운“순환”작용을 야기하는 것으로 믿어지며, 따라서 입자들이 상기 고속 구역내외로 순환되게 된다. 그러나, 이러한 순환 작용은 부르스트형 발아층에서의 입자운동과는 상이하다는 것을 알아야한다. 상기 부르스트형에서는 입자가 주기적으로 제어된 방식으로 공기의 작용으로 전송된다. 본 발명의 방법 및 장치에 있어서, 입자는 실체적으로 입자운동이 변칙적인 것으로 특징되는 필수적으로 유동 조건내에 유지된다.
상기 유동화층내에서의 입자의 순환은 본 발명의 중요한 개념이며, 이것은 도포 두께의 분포가 협소하며 소정의 릴리스 특성을 갖는 도포된 입자를 제조할 수 있게 한다. 이러한 부드러운 순환 작용은 입자들이 단일 유동 도포층내에서 스프레이 수단 근방에서 반복적으로 출입하게 하며 시간의 경과에 따라 도포가 형성되게 한다. 통상의 연속 공정에 있어서, 상기 입자의 특정량이 단일 유동화층내에서 도포 스프레이의 부분을 통하여 분당 60 내지 90회 왕복한다. 그러나, 이러한 범위는 상기 층의 크기와 상기 시스템이 가동되는 파라미터에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 보다 높은 유속이 사용될 경우, 상기 입자는 도포 스프레이를 통과하는 주기가 보다 적게 만들어진다.
실질적으로 입자 모두가 정체 구역없이 실질적으로 유동화 조건내에 유지된다면, 상기 층의 전영역이 유동력을 나타내도록 하지 않아도 된다고 믿어진다.
공기 속도가 변화되는 구역을 갖는 유동화층에 있어서, 고속 구역으로 부터의 공기는 상기 층을 통하여 상향 이동하면서 저속 공기 구역내로 확장되는 경향이 있다. 그러므로, 상기 유동화층의 고속 공기류 구역내의 입자의 밀도는 저속류 구역내의 입자의 밀도보다 작다. 이러한 밀도차는 제3도에 도시되며, 이것은 제2도의 선 III-III을 따라 절단한 상기 층(40)의 단면도이다. 다공성 판(81) 상부의 고속공기 구역으로부터의 공기는 상기 층을 통한 농도 구배(gradient)를 야기하기 위하여 다공성판(80, 82)을 넘어 저속 공기구역으로 팽창된다. 이러한 구배는 판(81)의 구석부에서부터 상부로 연장되는 파선으로 표시된다. 이러한 밀도 구배는 제4도에도 도시되며, 제2도의 선 IV-IV를 따라 절단한 층(40)의 단면도이다.
기체 속도가 변화하는 구역은 도면에 도시된 부분 이외의 층의 부분내에 형성될 수도 있다고 본다. 예를 들어, 상기 장치는 고속 기체의 다중 구역이 저속 기체구역에 대체되도록 만들어질 수도 있다. 또한, 상기 층내의 기체 속도를 변화시키기 위해 배플, 팽창 단면부, 또는 오리피스를 변화시키기 위해 대응 개구를 구비한 미끄러짐 판이 설비 내외로 이동할 수 있는 댐퍼 시스템 등의 다른 수단들이 사용될 수도 있으며, 따라서 기체류를 변화시킨다.
단일 도포 구역내의 공기 속도 변화 도포 구역에 더하여, 입자의 유동화력을 제어하고 각각의 도포구역내의 상대습도를 조절하는 능력을 제공하기 위하여 도포구역들 사이의 공기 속도를 변화시키는 것 또한 가능하다. 이것은 유동화층 도포 구역 바로 밑에 별개로 공기가 공급되는 별개의 공기 공급실(플리넘)을 제공함으로써 달성될 수 있다. 이러한 설비는, 기화된 용매가 대기중으로 방출되기 전에 상기 기체로부터 기화된 용매가 제거되어야만 하는 경우등의 유기 용매 기질 도포가 적용되는 도포구역내에 사용되는 기체를 격리시킬 필요가 있을 때 특히 바람직하다.
대체 방식으로, 하나 이상의 상기 층내로 통상의 공기 공급 플리넘으로부터의 공기 공급을 조절하기 위하여 댐퍼가 제공될 수 있다. 댐퍼가 사용될 경우, 필요하다면 별개이 플리넘 및 댐퍼를 구비한 통상의 플리넘의 조합도 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 입자가 연속되는 도포 구역을 통과할 때, 입자는 도포가 형성되기 때문에 밀도가 증가한다. 입자의 밀도가 증가하면서, 보다 높은 기체 압력이 입자를 유동화 상태로 유지하는데 필요하다. 따라서, 댐퍼 도는 개개의 플리넘이 차후 도포구역내의 유동기체의 압력을 증가시키기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 장치는 기질 입자에 도포재를 가하기 위한 수단을 장비할 수 있다. 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 일형태에서 도포하기 위한 수단은 통상의 지식을 가진자에게 공지된 종래의 도포 스프레이 노즐(58)을 포함한다. 상기 장치에 공기 속도가 변화되는 구역이 제공되면, 입자상에 도포재를 가하기 위한 상기 수단은 보다 빠른 공기 속도 구역내에서 도포가 발생하도록 바람직하게 위치된다(제1도 및 제2도의 스프레이 헤드(58)의 위치 참조). 그러므로, 제1도 및 제2도에 도시된 장치에 있어서, 상기 노즐(58)은 다공성 판(81)의 중앙에 위치되며 상기 층내로 상향 돌출된다. 상기 노즐(58)은 판(81)을 통과하는 도포 공급 파이프(84)에 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 각각의 도포구역내에 단일 노즐이 제공된다. 그러나, 스프레이 노즐의 수와 위치는 각각의 유동화층 도포구역의 크기에 따라 변화될 수 있다. 예를 들어, 특정 상태에 있어서, 생산률을 높이기 위해서 단일 도포구역내에 다중 스프레이 노즐을 사용하는 것이 바람직하다. 그러므로, 예를 들어, 도포구역 전체 길이에 연장되는 몇개의 다공성 판“띠”를 사용함으로써 다중 고속 기체 구역이 제공될때, 상기 각각의 고속 기체 구역내에 다중 스프레이 헤드를 사용하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 설비는 도포구역이 높은 유량을 달성하기 위해 크게 만들어질 때 바람직할 것이다. 그러나, 하나 이상의 스프레이 노즐을 구비하는 개개의 유동화층 도포구역에서는 입자가 각각의 스프레이 노즐 근방을 지나거나, 개개의 유동화층 도포 구역의 일련의 모든 노즐 근방을 지나야할 필요는 없다. 상기 입자가 각각의 별개의 유동화층 도포 구역내의 적어도 하나의 스프레이 노즐을 통과하기만 하면 충분하다. 그러므로, 높은 유량은 도포 스프레이내에서의 입자의 잔류시간이 과도하거나 불충분한 도포를 방지하도록 적절히 제어되기만 하면, 단일 도포구역내에 추가의 스프레이 노즐이 존재할 때 얻어질 수 있다.
스프레이 노즐의 위치에 있어서, 상기 노즐은 유동화층 내로 수 인치 정도 돌출될 수 있으며, 또는 상기 스프레이가 일반적으로 상향하게 한체로, 유동화층 도포 구역의 저부 수준과 필수적으로 동일 수준이거나 일치되도록 위치될 수 있다. 노즐의 정확한 위치는 사용될 도포재, 도포용액의 온도, 그리고 유동화층의 압력을 포함하는 몇몇 요소에 따라 좌우된다. 그러나, 통상의 지식을 가진자라면 스프레이 노즐이 유동화층 도포구역의 정상부에 위치될 수 있으며, 따라서 도포가 통상 하방으로 스프레이 된다는 것을 알 것이다. 이와같은 식으로, 스프레이 노즐은 도포구역의 측벽과 평면을 이루게 또는 그로부터 돌출되게 위치될 수 있으며, 따라서 도포 스프레이는 일반적으로 수평 또는 각 방향으로 도포구역으로 향하게 된다. 노즐이 유동화층의 저부와 평면을 이루게 또는 상향 돌출되도록 위치되면, 노즐 본체가 유동판을 통한 공기류와 간섭되는 것을 피하기 위해 연장부를 사용하는 것이 바람직하다.
다수의 도포재가 본 발명의 입자에 도포될 수 있다. 일반적으로, 천천히 제어되는 릴리스 비료 생산에 사용될 수 있는 도포재는 양호한 수막 특성을 갖는 것들이다. 예를 들어, 도포재는 유기 용매 기질 도포재일 수 있으며, 또는 도포재를 용해시키도록 가열될 수 있는 고온 용융 도포재일 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 용매 기질 도포재는 폴리비닐리딘클로라이드, 폴리비닐클로라이드, 그리고 퍼클로에틸렌 또는 메틸렌 클로라이드 등의 용매에 용해 또는 분산된 저농도 폴리에틸렌을 포함한다. 용매기 페인트 뿐아니라 에폭시 수지의 용액 또는 분산액 또한 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 고온 용융 도포재는 용융된 황, 왁스, 폴리에틸렌, 그리고 균질 용융 금속 도포를 포함한다.
상기 도포재는, 기질 입자의 과립화 또는 추가 형성을 가능하게 하기 위하여 기질 물질의 액화류일 수도 있다. 이러한 방식에 있어서 사용될 수 있는 도포재의 예는 황, 암모늄 니트레이트, 액화 포타슘 니트레이트, 그리고 상대적으로 낮은 용융점을 갖는 다른 비료 염 뿐아니라 요소의 액화류를 포함한다. 도포재는 둘 이상이 반응 물질이 입자 표면에 가해지고 반응하여 수막 도포를 형성할 때에도 형성될 수 있다. 상기 둘 또는 그 이상의 성분 반응 시스템의 예는 촉매 조건하에서 반응하여 폴리우레탄 도포를 형성하는 폴리올과 이소사이아네이트이다. 이와 같은 방식으로, 요소와 포름알데하이드간의 촉매 반응 뿐아니라 반응성 에폭시 물질이 다중성분 반응 시스템으로서 사용될 수 있다.
수성 중합체 용액, 그리고, 바람직하게는 수성 필름 형성 라텍스 등의 수성기 도포재 또한 사용되었으며 그 결과 또한 양호했다. 특히, 상업적으로 알려진 폴리비닐리딘 클로라이드 함유 중합체 또는 공중합체를 포함하는 수성 필름 형성 라텍스를 포함하는 도포재가 사용되어 왔다. 본 발명에 사용될 수 있는 다른 수성 필름 형성 라텍스는 비닐 아세테이트와 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체를 포함한다. 일반적으로, 대부분의 상업적으로 알려진 라텍스 공중합체는 본 발명의 도포재로서 사용될 수 있다. 상이한 타입의 도포와 상기 도포를 입히기 위한 상이한 장치는 도포 장치의 온도가 특정한 바람직한 온도로 유지되어야만 하는 필요 조건을 갖는다. 예를 들어, 스프레이 헤드에 용융 도포가 사용될 때, 도포가 스프레이 헤드상에서 응고되는 것을 방지하기 위하여 스프레이 헤드의 온도를 도포의 용융점 이상의 수준으로 유지할 필요가 있다. 이와 같은 방식으로, 다른 도포가 사용될 때, 도포재가 스프레이 헤드상에서 고화 또는 경화되어 스프레이 헤드가 막히지 않도록 하기 위하여 스프레이 전에 도포를 냉각 시키는 것이 중요하다. 일반적인 조건은 아니지만, 도포재는 가열 또는 냉각하지 않고 대기 온도에서 사용될 수 있다. 또한, 응고 또는 합착된 도포가 스프레이 헤드를 막는 것을 방지하기 위하여 도포 공급 도관 및/또는 스프레이 노즐내에 필터를 사용하는 것이 필요할 수도 있다.
이와같은 방식으로, 도포재를 가열 또는 냉각하여야 할 때, 스프레이 분배도관 또는 스프레이 헤드 둘레에 위치된 열교환기 및 가열 또는 냉각 튜브 등의 통상의 가열 및 냉각장치가 사용될 수 있다. 특정한 경우에 있어서, 도포 형성이, 테프론 등과 같은 공지의 비고착 도포를 스프레이 헤드 표면에 도포함으로써 방지될 수도 있다.
도포되는 도포의 양은 사용되는 도포재, 도포 중의 공정조건, 그리고 희망의 수막 특성에 따라 변화된다. 일반적으로 건조 도포재는 도포된 입자 전체 중량의 1 내지 12중량%, 바람직하게는 3 내지 8중량%를 이룬다.
도포된 입자가 감수성이며 도포재가 수성기 물질이면, 적어도 제1유동화층 도포 구역내의 도포는 입자의 임계 상대 습도 이하의 상대 습도에서 도포되는 것이 바람직하다. 이것을 달성하기 위하여, 도포 구역 내부로의 인입 공기의 습도를 도포 구역내의 습도가 기질 입자의 임계 상대습도를 넘지 않도록 함으로써 조절하는 것이 중요하다. 상기 임계 상대습도는 도포 공정의 초기 단계에 있어서 가장 중요하며, 예비 도포가 비료 과립상에 형성되고 난 후에는, 예비 도포가 다음 도포 구역에서 수분에 대한 막으로써 작용하는 것으로 믿어지기 때문에, 덜 중요하다. 그러므로, 상대습도는 임의의 다음의 도포 구역, 또는 연속되는 다수의 도포 구역내에서 증가될 수 있다.
필요하다면, 공기 도입층(20, 30)은, 도입공기와 도포실내의 상대습도가 도포중인 기질 입자의 임계상대 습도 이하로 유지되도록 하기 위하여 건조된다. 이것을 달성하기 위하여, 본 발명의 장치는, 적어도 제1의 상기 유동화층 도포 구역내의 기체의 상대 습도를 감수성 입자의 임계상대 습도 이하로 유지하기 위한 수단을 또한 포함한다. 상기 건조수단은 적어도 제1의 유동화층 도포 구역으로 공급되는 기체, 또는 적어도 제1의 다수의 도포구역으로 공급되는 기체를, 도입되는 기체의 상대습도 및 유동화층 도포 구역내의 상대습도가 도포될 감수성 입자의 임계상대 습도 이하로 내려 가도록 하는 온도로 가열하는 가열기일 수 있다. 실리카겔 또는 산화 알미늄 등의 건조제가 사용될 수도 있다. 또한, 도포 구역내로 공급되는 기체로부터 수분을 제거하기 위하여 응집용 냉각수단이 사용될 수도 있다. 상기 냉각 수단은 가열전에 상기 기체로부터 수분이 제거되도록 가열기와 연관하여 사용되는 공기 조절기일 수 있다. 수분제거는 통상 다량의 에너지를 필요로 하기 때문에, 상대 습도가 수용한계내에 용이하게 유지되도록 높은 융착 온도를 갖는 도포를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 입자는 도포 구역내로 도입되기 전에 도포 효율을 개선하기 위하여 소위“예열”될 수도 있다. 이것은 도포가 형성되지 않으나 입자가 유동 기체에 의해 가열되는 유동화층 실내에서 달성될 수 있다. 그러나, 예열 뿐만 아니라 다른 비도포 단계는 유동화층내에서 발생하지 않아도 된다. 예를 들어, 상기 입자는 둘 이상의 배치 타입 로타리 드럼 내에서, 예열된 입자가 교대 드럼으로부터 도포실로 공급되면서, 예열될 수 있다.
본 발명은 일 도포구역으로부터 다른 구역으로 입자를 전달하기 위한 전달 수단을 포함한다. 상기 전달 수다은 입자가 일 도포 구역으로부터 다음 도포 구역으로 이동할 수 있게 하는 어떤 장치 또는 설비일 수도 있다. 바람직하게는, 상기 전달 수단은 대부분의 입자가 하나의 층으로 부터 다음의 층으로 이동되게 하며, 일 층으로부터 이전 층으로“역류”하는 것을 최소화한다. 역류는 도포 구역내에서의 입자의 평균 잔류시간을 제어하는 것을 곤란하게 하기 때문에 전술한 역류가 본 발명에 있어서 특별히 최소화된다는 것이 중요하다. 이것은 입자의 도포 두께 분포가 바라는 한계를 넘게 한다. 상기 전달 수단은 입자들이 상부로, 하부로 또는 돌아서 통과해야 하는 배플 또는 일련의 배플들 일 수 있다. 상기 전달 수단은 입자들이 통과할 수 있는, 유동화층들 사이의 격벽내에 형성된 개구일 수도 있다. 상기 개구를 통과하는 입자의 속도는 개구의 크기, 형태 및 위치에 의해 조절될 수 있다.
바람직하게는, 격벽 개구는 입자의 인입 및 배출 지점이 조절될 수 있도록 도관 수단과 연통된다. 상기 도관은“다운커머(downcomer)”(22, 32, 42, 52) 형태를 취할 수 있으며, 후술하는 바와 같이 상기 챔버들간의 역류를 방지하도록 만들어진다. 상기 도포 구역들 사이의 개구들은 창살 형태로 만들어질 수 있는 배플을 사용하여 개구의 높이를 조절할 수 있도록 만들어진다. 상기 창살은 다운 커머를 통한 입자의 흐름을 조절하고, 유동화층내의 입자의 높이를 조절하는데 사용될 수 있다. 상기 창살은 또한 상부 개구를 폐쇄하거나 상부 개구의 높이를 높이는데에도 사용될 수 있다.
도포 구역으로의 인입 개구가 상기 구역 외측으로의 배출 개구로부터 사선으로 위치되도록 도포 구역들 사이의 개구의 위치를 엇갈리게하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 더많은 입자들이 상기 스프레이 헤드의 근방을 통과하게 하는 것으로 보인다. 제1도에 도시된 바람직한 실시예에 있어서, 다운 커머(22, 32, 42, 52)로의 개구(26, 36, 46, 56)는 유동화층의 구석에 인접 배치된다. 각각의 연속되는 개구 및 다운커머는 이전의 개구 및 다운 커머로부터 사선 횡단되게 위치되므로써 일 도포 구역에서 부터 다음 구역가지“교차(staggered)”된다. 그러나, 일 층으로부터 이전 층으로의 역류가 최소화되는 한 상기 도관들은 다른 위치에 위치될 수도 있다.
제1, 2도 및 4도에 도시된 바와 같이, 공급기 다운커머(22, 32, 42, 52)로의 개구(26, 36, 46, 56)는 입자층의 최상수준 근방에 바람직하게 위치되므로써 상기 입자들은 다음 도포 구역으로 전달되도록 상기 층들의 정상부에서부터 걷어내진다. 각각의 다운커머(22, 32, 42, 52)의 일부는 역류를 추가로 방지하기 위하여 상기 개구 위로 연장된다. 보다 바람직한 설비에 있어서, 다우커머는 상기 도관내의 공기 속도 압력이 저부에서 최상까지 떨어지도록 형성되며, 상기 공기 속도 압력은 이동공기류의 충돌 압력이다. 이것은 각각의 다운커머를 그 저단부에서 감소된 단면적을 갖도록 테이퍼지도록 함으로써 달성된다(다운커머의 테이퍼 형성된 저단부는 도면부호 (33, 43, 53, 63)으로 제1도 및 제4도에 도시된다. 제1에는 상기 테이퍼 형성된 다운 커머가 도시되지 않는다). 다운커머의 저단부(33, 43, 53, 63)로 보다 적은 유동 공기가 도입되기 때문에, 보다 낮은 공기 속도 압력이 되며, 따라서 다운커머내에서 보다 낮은 유동하가 된다. 결과적으로, 입자들은 다음 도포 구역으로 흐르게 되며, 개구(26, 36, 46, 56)를 통하여 역류하는 것은 거의 없다. 이것은 일련의 도포구역 각각을 입자가 통과하는 가능성을 개선하며, 입자들이 도포구역을 통하여 역류하는 것을 감소시키며, 따라서 과도한 도포층을 수납한다.
제1도, 제2도 및 제4도에 도시된 바와 같이 개구(26, 36, 46, 56)는 입자층의 치상부층에 보다 가깝게 위치되며, 다운커머의 저단부(33, 43, 53, 63)는 도포구역의 저부에 보다 가깝게 위치된다. 이것은 입자들이 상기층을 횡단하여야만 하는 것 뿐 아니라 상기 층의 저부에서 상부까지 이동하게 하는 것을 확실하게 하는 것으로 보인다. 또한, 이것은 상기 층의 입자들이 적절하게 혼합되도록 하는데 일조하는 것으로 보인다. 이것은 또한 일련의 배플, 창살 등과 같은 것을 제공함으로써 달성될 수 있으며, 입자들이 상기층의 정상에서부터 저부까지 이동하게 한다. 상기 개구 및 출구가 필요하다면 도포 구역의 벽들을 따라서 다른 위치에도 위치될 수 있다고 본다.
작동에 있어서, 7 내지 9 메쉬(mesh) 직경의 요소 입자등과 같은 비료 입자들이 천장에 달린 공급 호퍼(supply hopper)(도시되지 않음)로 부터 공급도관(22)으로 계속적으로 공급된다(상기 요소 입자는 원재료를 잔금이 가게하거나, 깨뜨리거나, 쪼개는 것을 방지하기 위하여 조심스럽게 취급하는 것이 바람직하다). 상기 입자는 그후 도관(22)을 통하여 낙하하여 도포 구역(20)으로 들어간다. 도포 구역(20, 30)에 공급된 공기는 35℃까지 가열되며, 도입 공기의 상대 습도는 모니터된다.
도포 구역(20) 내의 비료 입자의 유동화층은 입자들이 격벽(34)내의 개구(36)를 임의로 통과하며 공급도관(32)을 통하여 제2의 도포 구역(30)으로 낙하하는 수준까지 채워진다. 그러므로, 각각의 층내의 유동화층의 높이는 인접 층내로의 개구의 위치에 의해 제어되며, 전술한 바와 같이 제어될 수 있다. 바람직한 설비에 있어서, 제2도에 도시된 바와 같이, 개구(36)는 스프레이 노즐(28)과 공급도관(22)의 저부가 유동 입자층의 정상부 아래에 위치되도록 위치된다.
수성막 형성 라텍스가 라텍스 공급 파이프(84)를 통하여 공급되며 스프레이 노즐(28)(제2도 참조)을 통하여 도포 구역(20)내로 스프레이되며, 상기 요소 입자를 라텍스 물질의 얇은 도포로 노즐을 에워싸는 지역내에서 도포하여 예비 도포된 입자를 형성한다. 상기 라텍스 물질로 부터의 수분은 상기 유동화층을 통한 가열 공기내에서 증발되며 상기 층의 정상부로 배출된다. 상기 도포 구역에서 벗어나는 공기는, 유기 용매를 함유하지 않기 때문에 과잉의 라텍스를 제거하기 위해 수분을 제거한 후에 대기로 방출될 수 있다. 대체 방식으로, 상기 공기는 건조 및 공기 공급 도관(83)으로 환류될 수 있다. 유기 용매 도포가 사용될 때, 증발 용매를 적절하게 처리하거나 응축하여 재사용을 위해 순환되도록 수집하여야만 한다.
상기 예비 도포된 입자는 연속해서 각각의 유동화층 도포 구역(30, 40, 50)을 통과하며 여기서 라텍스 물질로 추가로 도포된다. 도포구역(50)을 빠져나가는 입자 각각은, 평균적으로, 도포된 요소가 천천히 제어 방식으로 릴리스되는 비료로서 사용되도록 하는 적절한 수막 특성을 제공하는 라텍스 물질 도포를 갖는다. 도포 구역으로부터 기질 입자를 연속적으로 제거하기 위한 수단 또한 제공된다. 예를 들어, 도포된 입자는 연속적으로 도포 구역(50)을 빠져나가며 포장 또는 다음 처리를 위해 호퍼(도시되지 않음)내에 모여질 수 있다. 상기 입자들이 연속적으로 상기 장치를 빠져나오는 한, 입자들은 초기 도포 구역으로부터 연속적으로 제거되는 것이다.
도포 구역(40, 50)에 공급된 공기는 도포 구역(20, 30)에 공급된 공기와 동일한 공기이다. 그러나, 전술한 바와 같이, 상대습도의 조절이 상기층(20, 30) 내에서와 같이 상기 층에서도 임계 조건이 아니기 때문에 상기 구역으로의 공기는 상이한 공기 공급원으로부터 공급될 수 있다. 또한, 각각의 도포 구역으로 공급되는 수성 라텍스는 상이한 라텍스 물질의 상이한 층을 갖는 도포된 입자를 제공하기 위해 변화될 수 있다. 이러한 방식에 있어서, 예비 도포가 제공될 수 있으며, 예를 들어, 다음 도포 구역에서 도포되는 이후의 막 도포의 접착을 보다 양호하게 하기 위하여 기재 도포를 제공한다. 유사한 방식으로,“이중 릴리스(double release)” 비료는 기질 비료의 층 다음에 도포층을 첨가하고, 동일하거나 또는 상이한 도포층을 추가로 제공하므로써 만들어질 수 있다. 사용된 도포의 수분막 특성에 따라서, 다음 단계에서 시간의 경과에 따라 도포층의 용해가 발생하므로써 비료가 릴리스될 수 있다.
도면에 있어서, 상기 장치가 4개의 도포 구역을 갖는 것으로 도시되었으나, 통상의 지식을 가진자라면, 더 많은 수의 도포 구역을 갖거나 각각의 유동화층에 더 많은 수의 스프레이 노즐을 갖는 장치를 추론할 수 있을 것이다. 또한, 건조용으로만 사용되어질 장치에 추가의 유동화층 구역이 추가될 수 있으며, 따라서, 상기 구역들내에 위치된 작동 스프레이 노즐을 가지지 않아도 된다. 이러한 건조 격실내에 배플이 제공될 수 있으며 유동화층 내로 부분적으로 측벽으로부터 연장된다. 이러한 방식에 있어서, 건조입자가 건조 격실을 통하여 구불구불한 경로로 이동하게 된다. 이것은 전방 혼합을 감소시키고, 과립들의 단기간의 지체를 최소화하고, 입자들과 건조 공기간의 접촉시간을 증가시키므로써 더많은 입자들이 보다 완벽하게 건조되도록 하는데 일조하는 것으로 보인다.
상기 유동화층 도포 구역은 또한 유동화층 도포 섹션의 일부일 수 있으며, 여기서 각각의 도포 섹션은 하나 또는 그 이상의 유동화층 도포 구역을 구비한다. 바람직하게는, 상기 장치는 제1 및 제2의 다수의 유동화층을 제1 도포 섹션 및 제2 도포 섹션으로서 각각 구비한다. 상기 제1 및 제2의 다수의 유동화층은 스프레이 수단을 갖지 않는 하나 또는 그 이상의 유동화층 건조 구역에 의해서 분리되거나, 전치되거나, 후치될 수 있다. 이러한 건조 구역내에서, 입자 도포는 건조되어 추가의 도포층이 가해질 수 있는 예비 도포된 입자를 제공하거나, 또는 상기 입자를 최종 건조하므로써 강화 도포된 입자를 제공한다. 적절한 특성이 얻어지면, 특히 비료의 릴리스 속도가 임계 상황이 아닐때, 예비 도포가 그대로 사용될 수 있다. 전형적으로, 보다 양호한 품질의 제품을 얻기 위하여, 추가의 도포 두께가 강화 도포된 입자를 생산하기 위해 추가될 수 있다.
유사한 방식으로, 예비 도포된 입자는 제2의 다수의 유동화층 도포구역을 연속 통과할 수 있으며, 각각의 도포 구역 내에서, 강화 도포된 입자를 생산하기 위하여 추가 도포될 수 있다. 이러한 목적으로, 상기 제1 및 제2의 유동화층 도포 구역은 하나 또는 다수의 건조 구역에 의해 전치, 분리 또는 후치될 수 있으며, 여기서는 도포재가 전혀 스프레이 되지 않는다.
상기 예비 도포된 입자들은 입자로부터 수분을 제거하기 위하여 제1 및 제2의 도포 구역 사이의 하나 또는 다수의 유동화층을 통과할 수 있다. 이러한 공정 단계는 제2도포구역 이전에 입자 도포의 건조를 보조하며, 제2도포 구역내에서의 도포가 높은 상대 습도에서 수행될 수 있도록 예비 도포가 적절한 막으로서 작용하게 한다.
도포구역내의 온도는 도포가 신속하게 건조되도록, 그리고 바람직하게는, 선택된 온도에 대한 상대습도가 기질 입자의 임계 상대습도 이상으로 증가되지 않도록 하기에 충분하여야만 한다. 그러므로, 사용되는 온도, 특히 제1도포구역, 또는 도포 섹션의 온도는 감수성 입자의 임계 상대 습도, 도포 구역에 공급될 기체의 상대습도, 도포구역내에 스프레이될 도포재의 양, 그리고 도포구역을 통한 기체류에 따라 결정된다. 그러나, 상기 온도는 감수성 물질이 용융되므로써 부분적으로 또는 완전히 도포된 물질이 상호 응집하는 점까지 허용되어서는 안된다.
유사한 방식으로, 유동화층의 온도는 도포재 자체가 용융되지 않을 만큼이어야 한다. 고온 용융 중합체가 도포재로 사용되는 경우에 있어서, 유동화층 온도는 냉각될 만큼 충분히 낮아야만 하며, 그러므로 중합체 도포를 고체화한다.
수성기 시스템(aqueous-based system)에 있어서, 제1도포 구역에서 수분제거가 가장 중요한 요소이기 때문에, 온도는 제1의 복수 도포 구역내에서 바람직하게 높으며, 보다 바람직하게는, 일반적으로, 다양한 도포 구역의 가장 낮은 상대 습도를 제공하기 위하여 제1도포 구역에서 더욱 높다. 다음 구역내에서 보다높은 상대습도가 허용될 수 있으므로, 제2의 복수 도포 구역내의 온도는 제1의 복수 도포 구역내의 온도보다 낮아도 된다. 그러나, 상대습도를 각각의 도포구역 또는 섹션내의 입자들의 임계 상대습도 아래로 유지하는 것이 필수 또는 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 제1 또는 제2의 복수 도포구역 각각이 하나 또는 다수의 별개의 유동화층을 가지는 공정을 제공한다. 각각의 유동화층은, 그러나, 평균적으로, 각각의 입자가 각각의 별개의 유동화층내의 복수 노즐에 의해서 도포되도록 위치딘 다수의 스프레이 노즐을 구비한다. 대체 방식으로서, 각각의 별개의 유동화층은 하나의 도포 스프레이 노즐을 구비할 수 있으며, 제1 및 제2의 복수 도포구역이 하나 이상의 별개의 도포구역을 포함할 수도 있다. 그러므로, 각각의 도포구역은 별개의 유동화층일 수 있으며 하나 이상의 도포 스프레이 노즐을 구비할 수 있다.
제품 입자의 천천히 제어되는 방식으로 릴리스되는 특성, 특히 전술한 바와같이 본 발명에 따라 라텍스 도포된 입자의 특성은, 얻어진 입자가 실온(예를 들어, 20℃)에서 약 1개월 가량 유지된다면 개선될 것이다. 이러한 릴리스 속도의 발전은 입자 코어의 용해속도를 측정하므로써 결정될 수 있다(즉, 감수성 도포 입자가 물에 저장될 때 물에 용해되는 속도). 또한, 입자가 저장되는 조건에 따라서 보다 짧거나 보다 긴 유지시간이 가능할 수 있으며, 또는 바람직하게 된다.
개선된 릴리스 속도는, 또한 도포 입자를“포스트 가열(post-heating)”함으로써 얻어질 수도 있다. 포스트 가열은 최종 도포구역 및/또는 섹션 이후에, 추가의 유동화층 또는 유동화층들내에서 바람직하게 수행된다. 그러나, 포스트 가열은 로타리 드럼 또는 팬등의 다른 종래의 장치내에서도 수행될 수 있다. 개선된 릴리스 속도는 약 60℃ 온도에서, 보다 바람직하게는 75℃에서 약 30분간 포스트 가열함으로써 달성될 수 있다는 것을 알았다. 포스트 가열에 사용되는 상기 기체(통상적으로 공기)는 통상의 주머니집 및 스팀 가열기를 통하여 에너지를 절약하도록 재순환될 수 있다.
이론적으로 근거한 것은 아니지만, 도포 입자가 서서히 용해되게 하는 것, 개선된 릴리스 속도는 도포막을 적절하게 융착하게 하는 것에 좌우된다. 약 60℃ 온도에서 30분간 입자를 포스트 가열하는 것은 융착을 향상시키는데 적합하다고 본다.
통상 또는, 특히 포스트 가열단계에 있어서 도포 입자의 응집을 방지하기 위하여, 상기 도포 입자는 또한, 도포 입자들을 타크 또는 클레이, 바람직하게는 분말 칼슘카보네이트로 얇게 도포함으로써“조절(conditioning)”제 처리를 할 수 있다. 칼슘 카보네이트 오미아카브 UF로 알려진 제품은, 특히 훌륭한 결과를 나타냈으며, 산성 도포가 사용될 때 조절제로서 특히 바람직하다고 본다. 칼슘 카보네이트는 계량되며 그후 공기가 상기 입자를 담고 유동화층내로 흡입된다. 사용된 칼슘 카보네이트의 양은 총 입자 중량의 0.3 내지 0.5%이다.
본 발명의 또다른 특별한 개념은 전술한 공정에 의해 제조된 입자 조성물이다. 상기 조성물의 기질 입자는 예를 들어 막형성 라텍스 등의 도포재로 실질적으로 도포된다. 이러한 조성물을 갖는 도포 입자는 입자군에 있어서 도포 두께의 범위가 특히 협소하다. 이러한 도포 두께의 협소한 범위는, 전술한 바와 같이, 비료의 릴리스 속도를 보다 조심스럽게 조절할 수 있게 하기 때문에, 천천히 제어되는 릴리스 비료용으로 바람직하다. 반면에, 도포 두께 범위가 넓은 조성물은 불규칙한 릴리스 속도를 나타내는 경향이 있으며, 천천히 제어되는 릴리스 비료로서는 바람직하지 못하다.
어떠한 도포도 도포 두께가 완벽하게 균일하지는 못하기 때문에, 입자군에 있어서 도포 두께에 약간의 차이가 늘 있게된다. 이러한 차이는 표준“종형(bell-shaped)”즉, 가우스 곡선을 기초로 하여 표본화될 수 있다. 표준편차 개념을 사용하여 입자군에 걸쳐서 도포 두께 분포를 표시하는 것이 가능하다. 표준 편차는 상기 군이 평균 즉,“평균값”로부터 변화된 양을 측정하는 척도이다. 보다 큰 표준 편차는 상기 평균치로부터의 더 많은 차이를 나타내며, 보다 작은 표준 편차는 보다 작은 차이를 나타낸다. 다양한 도포 두께를 갖는 입자군에 적용될 때, 보다 큰 표준 편차는 도포 두께의 편차가 보다 크다는 것을 나타내며, 따라서 두께가 균일하지 못하다는 것을 알게된다. 반면에, 보다 낮은 표준 편차는 도포 두께의 변화가 작다는 것이며, 따라서 보다 균일하다는 것이다.
본 발명의 실시에 있어서, 기질 입자가 통과하는 도포구역의 수가 많으면 많을수록, 입자군에 있어서의 도포 두께가 보다 균일하다는 것을 알았다. 도포구역의 수가 증가함에 따라, 입자가 도포 스프레이와 접촉되지 않을 확률, 또는 대체방식으로, 과도하게 도포될 확률이 감소되는 것으로 보인다. 그러므로, 두 개의 별개의 도포구역을 갖는 장치에 있어서, 표본화에 의해 평균 도포로부터의 정상 표준편차가 약 0.71로 제시된다. 10개의 별개의 도포 구역을 갖는 장치에 있어서, 정상 표준 편차는 약 0.32일 것이다. 100개의 별개의 도포 구역을 갖는 장치에 있어서, 정상 표준 편차는 0.10에 근접할 것으로 추정된다. 그러므로, 본 발명의 방법은 도포 두께의 범위가 바람직하게 협소한 조성물을 생산하는 것으로 볼 수 있다.
그러나, 전술한 도포 두께 분포는, 각각의 층내에 몇 개의 도포 구역을 생성하기 위해 다중 스프레이 노즐이 각각의 별개 유동화층내에 사용된다면 약간 변화될 것이다. 그러한 경우, 모든 도포 구역이 동수의 개개의 유동화층 작동에 근접할 것으로 보이며, 동일하지는 않을 것이다.
바람직한 형태에 있어서, 전술한 바와 같이, 기질 입자는 요소등의 감수성 비료 물질을 포함하며, 도포는 수성 필름 형성 라텍스를 포함한다. 그러나, 전술한 바와 같이 다른 기질 입자와 도포도 또한 사용될 수도 있다. 충분한 양의 도포 입자가 전술한 방법에 따라 연속적으로 생산될 수 있으며, 도포 입자는 대단위 제조공정의 일부로 만들어질 수 있다.
본 발명을 보다 상세히 설명하기 위하여 실시예를 제시한다.
[실시예 1~9]
일련의 도포 공정이 상술한 도면에 묘사된 유동화층 장치와 유사한 다단계 유동화층내에서 수행된다. 도포 공정에 사용된 유동화층은 총 14개의 일련의 유동화층을 구비한다. 제1유동화층은 도포될 입자를 예열하는데 사용된다. 다음 3개의 유동화층은 제1의 복수 도포구역으로서 사용되며 입자들에 예비 도포된다. 상기 예비 도포된 입자는 제5의 유동화층내에서 부분적으로 건조되며, 제6 내지 제12의 유동화층 내에서 강화 도포가 입혀진다. 상기 강화 도포는 제13의 유동화층내에서 ??욱 건조되며, 상기 가화 도포된 입자는 제14의 유동화층내에서 조절된다. 조절후에, 입자는 각각의 유동화층내에서 냉각된다. 이러한 층은 다른 것들과 다른 플리넘에 위치되므로써 층 1 내지 14에 사용되는 가열 공기가 재순환될 수 있다. 그러나, 상기 층이 반드시 별개의 플리넘에 위치될 필요는 없으며, 동일한 플리넘에 위치될 수도 있다.
도포된 입자는 보통, 표시된 것 이외에는, 약 7 내지 9 메쉬, 임계 상대습도 약 70 내지 75%인 둥근 요소입자이다.
도포된 비료의 품질은 비료의 7일 릴리스 속도를 결정함으로써 측정된다. 도포된 입자 시료 20g을 탈이온화된 물 100g에 7일 동안 침전시키는 TVA 7일 용해시험 절차가 계속된다. 상기 입자로부터 손실된 비료의 양은, 적절하게 혼합되도록 상기 시료를 3회 회전시키고, 피펫을 사용하여 분석에 충분한 양의 용액의 약수(aliquot)를 제거하고, 자양 기질 물질을 분석하기 위해 상기 용액을 분석하므로써 측정된다. 보다 낮은 7일 릴리스 속도는 비료 사용시의 보다 느릴 릴리스 속도를 표시한다. 천천히 제어되는 릴리스 비료의 바람직한 7일 릴리스 속도는 약 50% 이하이며, 바람직하게는 약 30% 이하이다.
도포 공정은 시간당 45 또는 90kg의 도포된 생산물을 연속적으로 생산하면서 수 시간 내지 수 일간 계속된다. 도포재는 최종 도포된 생산물의 중량 단위로 약 3 내지 10% 수준의 도포를 만들도록 가해진다.
다음 표에는 본 장치를 사용하여 이루어진 9회의 시험 결과를 표시한다. 표에 있어서, 각각의 운전에 표시번호가 부여된다. 사용된 라텍스 타입은 다음과 같은 수로 도포된다:1은 할로 플렉스(Haloflex) 202를 나타낸다. 2는 다란(Daran) SL112를 나타낸다. 그리고 은 아사히/다우(Asahi/Dow) L302를 나타낸다. 각각의 운전의 다른 매개요소와 생산품의 평균 특성들이 제공된다.
[실시예 10~13]
상기 실시예 1~9에 설명된 장치는 다음 표내의 지시번호 10~13으로 표시되는 4회의 추가 도포 운전을 수행하는데 사용된다. 도포된 입자는 일반적으로 둥근 요소 입자이며, 번호 13으로 지시되는 운전에서 기질로 사용되는 과립상 포타슘 니트레이트는 예외이다.
본 발명의 특별한 실시예를 설명하였으며, 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 개념을 벗어나지 않으면서 개조 또는 변형이 가능함을 알 것이다.

Claims (56)

  1. 비료 기질 입자를 실질적으로 유동화된 상태로 유지하기 위한 다수의 유동화층 구역; 다수의 유동화층 도포구역을 제공하기 위해, 도포재를 상기 유동화층 구역들내의 입자들상에 도포하기 위한, 상기 유동화층 구역들 중 2개 이상에 위치되는 수단; 비료 기질 입자들을 제1유동화층 도포구역 내부로 연속적으로 공급하기 위한 수단; 상기 입자들을 제1유동화층 도포구역으로부터 제2유동화층 도포구역으로 전송하기 위한 전송수단; 및 상기 제2유동화층 도포구역으로부터 기질 입자들을 연속적으로 제거하기 위한 수단을 포함하는 비료 기질 입자들의 연속 도포 장치에 있어서, 상기 유동화층 도포구역이 고속 기체구역 및 저속 기체구역을 구비하며, 상기 전송수단이 상기 제1유동화층 도포구역 상부의 고속 기체구역내에 상부개구 및 상기 제2유동화층 도포구역 하부의 저속 기체구역내에 하부개구를 갖는 도관을 구비하여 사기 제1유동화층 도포구역으로부터의 입자들이 상기 상부개구에서 상기 도관으로 들어가고, 상기 하부개구에서 상기 제2유동화층 도포구역 내부로 상기 도관을 빠져나오는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 5개 이상의 유동화층 도포구역을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 10개 이상의 유동화층 도포구역을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 유동화층 도포구역은 전송수단에 의해 다음의 유동화층 도포구역으로부터 분리되며, 상기 전송수단은 상기 유동화층 도포구역으로부터의 입자들이 상기 상부개구에서 상기 도관으로 들어가고, 상기 하부개구에서 상기 다음의 유동화층 도포구역 내부로 상기 도관을 빠져나오도록 상기 유동화층 도포구역 상부에 상부개구 및 상기 다음의 유동화층 도포구역 하부에 하부개구를 갖는 도관을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 입자들이 가압 기체류에 의해 실질적으로 유동화 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기체가 공기인 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 기체가 질소인 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 기체가 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1유동화층 도포구역내에서 기체의 상대습도를 감수성 입자의 임계 상대습도 이하로 유지하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 다수의 유동화층 도포구역 각각이 별개의 유동화층인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 스프레이 수단이 스프레이 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 각각의 유동화층 도포구역이 다수의 스프레이 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 스프레이 수단이 상기 고속 기체 구역내에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 고속 기체구역은 각각의 유동화층을 통과하는 중심의 종방향 구역이고, 상기 고속 기체구역의 어느 한쪽 측면상의 종방향 저속 기체구역 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 도관에는 상기 상부 개구에 상기 제1유동화층의 층높이를 제어하기 위해 조절가능한 배플(baffle)이 설치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 도관은 상기 제1 및 제2유동화층들 사이에서 역류를 방지하기 위하여 그 저단부에서 개방 면적이 제한되고 상기 상부 개구 위쪽으로 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 가압 기체류에 의해 감수성 비료 기질 입자를 실질적으로 유동화된 상태로 유지하기 위한 다수의 유동화층 구역; 다수의 유동화층 도포구역을 제공하기 위해, 도포재를 상기 유동화층 구역들내의 입자들상에 도포하기 위한, 상기 유동화층 구역들 중 2개 이상내에 위치되는 수단; 상기 제1유동화층 도포구역내의 상대습도를 비료 기질. 입자들의 임계 상대 습도 이하로 유지하기 위한 수단; 제1 유동화층 도포구역 내부로 기질 입자를 연속적으로 공급하기 위한 수단; 제1 유동화층 도포구역으로부터 제2 유동화층 도포구역으로 상기 입자들을 전송하기 위한 전송수단; 및 상기 제2유동화층 도포구역으로부터 기질 입자들을 연속적으로 제거하기 위한 수단을 포함하는 감수성 비료 기질 입자들의 연속 도포 장치에 있어서, 상기 유동화층 도포구역은 고속 기체구역과 저속 기체구역을 구비하며, 상기 전송 수단이 상기 제1유동화층 도포구역 상부의 고속 기체구역 내에 상부개구 및 상기 제2유동화층 도포구역 하부의 저속 기체구역내에 하부개구를 갖는 도관을 구비하여 상기 제1유동화층 도포구역으로부터의 입자들이 상기 상부개구에서 상기 도관으로 들어가고, 상기 하부개구에서 상기 제2유동화층 도포구역 내부로 상기 도관을 빠져나오는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 비료 기질 입자들을 실질적으로 유동화된 상태로 유지시키기 위한 다수의 유동화층 구역들을 제공하는 단계; 다수의 유동화층 도포구역을 제공하기 위해, 도포재를 상기 유동화층 구역들내의 입자들상에 도포하기 위한 수단을, 상기 유동화층 구역들 중의 2개 이상에 제공하는 단계; 제1 유동화층 도포구역 내부로 기질 입자들을 연속적으로 공급하는 단계; 제1유동화층 도포구역으로부터 제2유동화층 도포구역으로 상기 입자들을 전송하는 단계; 및 제2유동화층 도포구역으로부터 기질 입자들을 연속적으로 제거하는 단계를 포함하는 비료 기질 입자들의 연속 도포 방법에 있어서, 상기 유동화층 도포구역이 고속 기체구역 및 저속 기체구역을 구비하며, 상기 전송수단이 상기 제1유동화층 도포구역 상부의 고속 기체구역 내에 상부개구 및 상기 제2유동화층 도포구역 하부의 저속 기체구역내에 하부개구를 갖는 도관을 구비하여 사기 제1유동화층 도포구역으로부터의 입자들이 상기 상부개구에서 상기 도관으로 들어가고, 상기 하부개구에서 상기 제2유동화층 도포구역 내부로 상기 도관을 빠져나오는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 5개 이상의 유동화층 도포구역이 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 10개 이상의 유동화층 도포구역이 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 입자들이 가압 기체류에 의해 실질적으로 유동화된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 기체가 공기인 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제18항에 있어서, 상기 제1유동화층 도포구역내의 기체의 상대습도를 감수성 기질 입자의 임계 상대습도 이하로 유지하기 위한 건조수단을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제18항에 있어서, 상기 다수의 유동화층 도포구역 각각이 별개의 유동화층인 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제18항에 있어서, 상기 스프레이 수단이 스프레이 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제18항에 있어서, 상기 기질 입자들이 상기 고속 기체 구역내에 위치되는 동안에 스프레이되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 고속 기체구역은 각각의 유동화층을 통과하는 중심이 종방향 구역이고, 상기 고속 기체구역의 어느 한쪽 측면상의 종방향 저속 기체구역 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제18항에 있어서, 상기 도관에는 상기 상부 개구에 상기 제1유동화층의 층높이를 제어하기 위해 조절가능한 배플이 설치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제18항에 있어서, 상기 입자들을 상기 제1유동화층 도포구역 내부로 공급하기 전에 상기 기질 입자들을 예비가열하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제18항에 있어서, 단단한 도포의 형성을 촉진하도록 도포 후에 상기 기질 입자들을 가열하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제18항에 있어서, 도포 후에 상기 입자들을 냉각하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제18항에 있어서, 도포 후에 상기 입자를 조절제로 처리하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제18항에 있어서, 기질 입자들과 동일하거나 또는 상이한 비료를 포함하는 물질이 상기 제2도포구역내의 상기 입자들에 가해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 감수성 비료 기질 입자들을 가압 기체류에 의해 실질적으로 유동화 조건으로 유지하기 위한 다수의 유동화층 구역을 제공하는 단계; 다수의 유동화층 도포구역을 제공하기 위해, 도포재를 상기 유동화층 구역들내의 입자들상에 도포하기 위한 수단을, 상기 유동화층 구역들 중의 2개 이상에 제공하는 단계; 상기 제1 유동화층 도포구역내의 상대습도를 비료 기질 입자들의 임계 상대 습도 이하로 유지하는 단계; 제1유동화층 도포구역 내부로 기질 입자를 연속적으로 공급하는 단계; 제1유동화층 도포구역으로부터 제2유동화층 도포구역으로 상기 입자들을 전송하는 단계; 및 제2유동화층 도포구역으로부터 기질 입자들을 연속적으로 제거하는 단계를 포함하는 감수성 비료 기질 입자들의 연속 도포 공정에 있어서, 상기 유동화층 도포구역은 고속 기체구역과 저속 기체구역을 구비하며, 상기 전송수단이 상기 제1유동화층 도포구역 상부의 고속 기체구역 내에 상부개구 및 상기 제2유동화층 도포구역 하부의 저속 기체구역내에 하부개구를 갖는 도관을 구비하여 상기 제1유동화층 도포구역으로부터의 입자들이 상기 상부개구에서 상기 도관으로 들어가고, 상기 하부개구에서 상기 제2유동화층 도포구역 내부로 상기 도관을 빠져나오는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 입자들은 상기 유동화층 도포구역들을 통하여 연속적으로 공급되며, 상기 도포구역들내에서, 상기 도포재의 예비도포가 상기 기질 입자에 도포되어 예비도포된 입자들을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 비료가 요소인 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 요소는 리그노설포네이트 또는 포름알데히드 0.1 내지 2.0중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제34항에 있어서, 상기 비료 기질은 포타슘클로라이드, 포타슘 카보네이트, 포타슘 니트레이트, 포타슘 설페이트 및 다른 가용성 포타슘염들로 이루어진 군애서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제34항에 있어서, 상기 비료는 암모늄 니트레이트, 암모늄 설페이트, 및 다른 가용성 암모늄염들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제34항에 있어서, 상기 비료는 NPK 비료인 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제34항에 있어서, 상기 비료는 디암모늄 포스페이트, 모노암모늄 포스페이트, 수퍼포스페이트, 트리플 수퍼포스페이트, 및 포타슘 포스페이트로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 제34항에 있어서, 상기 도포제는 수성막 형성 라텍스인 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제34항에 있어서, 상기 도포재가 유기 용매내에서 운반되는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제34항에 있어서, 상기 도포재는 용해된 액체인 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제34항에 있어서, 상기 도포재는 상기 입자들의 표면에 대한 2개 이상의 반응물의 반응으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 도포재는 폴리올 및 이소사이아네이트의 반응으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제34항에 있어서, 다수의 제2유동화층 도포구역을 통하여 상기 예비 도포된 입자들을 연속적으로 통과시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 다수의 제2도포구역내에서 상기 라텍스가 부가적으로 도포되어 개선된 도포 입자들을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제47항에 있어서, 상기 다수의 제2도포구역내의 온도가 다수의 제1도포구역내의 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제47항에 있어서, 각각의 도포구역은 별개의 유동화층인 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제47항에 있어서, 상기 예비 도포된 입자들이 상기 다수의 제2도포구역내로 들어가기 전에 상기 예비 도포된 입자들로부터 수분을 제거하기 위하여, 하나 이상의 건조구역을 통과되는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제47항에 있어서, 상기 예비 도포된 입자들 또는 상기 개선된 도포 입자들을 탈크, 크레이 또는 분말상 칼슘카보네이트로 피복하여 조절(conditioning)하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제51항에 있어서, 칼슘 카보네이트가 상기 입자들을 함유하는 유동화층에 부가물로 상기 도포 입자들에 가해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 제51항에 있어서, 상기 입자가, 총 입자 중량 백분률로 0.3 내지 0.5%의 칼슘 카보네이트로 상기 도포 입자를 덮으므로써 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 제51항에 있어서, 도포 입자에 보다 느린 용해속도를 제공하기 위하여, 상기 예비 도포된 입자들 또는 개선된 도포 입자들을 하나 또는 다수의 유동화층 구역내에서 약 60℃ 이상의 온도로 약 30분 이상 가열하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 제18항 내지 제54항 중의 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 비료 조성물.
  56. 비료 기질 입자들을 포함하는 입자상 비료 조성물에 있어서, 상기 입자들은, (a) 상기 입자들을 실질적으로 유동화 상태로 유지하기 위한 다수의 유동화층 구역들을 제공하는 단계, (b) 다수의 유동화층 도포구역들을 제공하기 위하여, 도포재를 상기 유동화층 도포구역내의 입자들상에 도포하기 위한 수단을 2개 이상의 상기 유동화층 구역들내에 제공하는 단계, (c) 제1유동화층 도포구역 내부로 기질 입자들을 연속적으로 공급하는 단계, (d) 제1유동화층 도포구역으로부터 상기 입자들을 제2유동화층 도포구역으로 전송하는 단계, 및 (e) 상기 제2유동화층 도포구역으로부터 상기 입자들을 연속적으로 제거하는 단계에 의해 도포재로 실질적으로 도포되며, 상기 조성물은 약 50% 이하의 TVA 7일 릴리스 속도로 천천히, 연속적으로 제어되며, 상기 입자는 다양한 도포 두께를 가지며 0.1 내지 0.71 범위의 평균 도포 두께로 부터 표준 편차로써 도포 입자의 3 내지 10중량%로 이루어지는 가변 두께의 피복물을 가지며, 표준 편차와 가우스 곡선 관계에 따라 변하는 상기 평균 도포 두께는 1/N(여기에서, N은 2 내지 100임)으로서 유동화층 영역의 수(N)와 관계되는 것을 특징으로 하는 비료조성물.
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