KR100337045B1 - 피복용 농약입자, 및 시한방출제어형 피복농약입제 - Google Patents

피복용 농약입자, 및 시한방출제어형 피복농약입제 Download PDF

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Abstract

제 1 발명은, 1 종 이상의 농약활성성분을 유효성분으로서 함유하며, 또 하기식에 나타나는 계산식으로 구해지는 원형도 계수가 0.7 이상인 것을 특징으로 하는 피복용 농약입자, 및 해당 농약입자를, 수지를 주성분으로 하는 피막으로 피복한 피복농약입제이다.
원형도 계수 = (4π×입자의 투영면적)/(입자투영도의 윤곽의 길이)2
제 2 발명은, 흡수시의 팽윤력이 1∼30 mL/2g 인 농약입자를, 열가소성수지를 유효성분으로 하는 피막재료로 피복한 시한방출제어형 피복농약입제이다. 상기 농약입제는, 우수한 초기방출억제기능, 및 초기용출 안정기능을 갖는다.

Description

시한방출제어형 피복농약입제 {COATED AGRICULTURAL CHEMICAL GRANULES CONTROLLED IN RELEASE TIMING}
취농인구가 감소하고, 또 고령화되고 있는 근년의 농업환경에 있어서, 작물의 재배관리에 있어서의 노동력절약은 매우 시급한 문제로 되어왔다. 재배관리에 있어서 가장 중요한 작업의 하나인 방제는, 대상이 병해충인 것과 잡초인 것으로 대별할 수 있다. 방제작업은, 재배기간을 통하여 그 대상 병해·잡초에 유효한 농약을 적시에 산포(散布)·시용(施用)할 필요가 있다. 통상은 수회에 걸쳐서 산포·시용에 의하여 방제체계를 형성하고 있다.
농약산포작업은 그 횟수와 약제의 종류가 많기 때문에, 많은 노력을 필요로 한다. 예컨대, 물벼의 경우, 약제로서는 파종 발아기에 종자 소독에 이용하는약제, 묘 고사병용의 약제, 육묘∼이삭 형성기∼수확기에 걸친 도열병, 물벼마구미, 멸구, 멸굿류, 문고병, 방귀벌레 등에 대하여 이용하는 약제가 있고, 잡초에 대해서는, 피용, 광엽잡초 등에 대하여 이용하는 제초제가 있다. 이와같이 방제작업의 종류와 횟수는 매우 많기 때문에, 노동력절약화 재배체계구축의 장해가 되고 있다.
이와같은 현 상황에서, 본 발명자들은, 재배기간중에 행해왔던 수회에 걸친 각종 농약의 산포·시용을 단 한번, 그것도 파종시 혹은 묘의 이식시에 산포·시용하는 것으로 끝낼 수 있는 방제법이, 약제를 이용하는 경우의 이상적 노동력절약화 방제법이라고 생각하였다.
이 방제법을 실현하기 위해서는, 종류가 상이한 농약의 환경 내로의 용출 또는 방출 (이후,「방출」이라고 표기함) 이 각각 필요한 시기까지 억제되며, 그리고 적절한 시기가 온 시점에서 신속하게 농약활성성분의 방출이 개시되며, 또 필요한 기간중에는 농약활성성분의 방출이 지속되는 기능을 갖는 농약입제가 필요한 것이다.
즉, 농약입제를 시용한 후, 일정 기간 농약활성성분의 환경중으로의 방출이 억제되는 기간 (이하,「방출억제기간」이라고 표기함) 과, 일정 기간 경과후는 농약활성성분을 환경중으로의 방출을 개시한 후 방출을 종료할 때가지의 기간 (이하, 「성분방출기간」이라고 표기함) 을 갖는, 소위 시한방출제어형의 서방기능 (이하, 「시한방출기능」이라고 표기함) 을 갖는 농약입제가 필요하다.
종래, 농약활성성분의 서방화는, 주로 농약을 조립 (造粒) 하여 농약입자로함으로써 이루어지고 있다. 농약입자를 제조하는 방법으로서는, 일반적으로 (1) 광물질 미세분말에 농약활성성분, 바인더, 및 필요에 따라서 각종 보조제를 첨가하여, 물로 반죽하여 이것을 세공으로부터 압출시켜, 압출한 것을 건조시켜 조립하는 압출조립법, (2) 광물질 등으로 이루어지는 무활성 입체(粒體)에 액체상의 농약활성성분을 함침시키는 함침법, (3) 광물질 등으로 이루어지는 무활성 입체의 표면에, 농약활성 성분을 바인더로 부착시키는 피복법의 3 종류의 제조법이 알려져 있다. 이용분야에 따라서 상기 제조방법이 적당히 선택되어, 농약입자가 제조되고 있다.
그러나, 제조한 이들의 농약입자는, 산포 후 비교적 단시간 내에 농약활성성분이 환경중에 방출된다. 따라서, 이와같은 방출제어기능을 갖는 농약입자는, 이것을 산포한 경우, 시용시의 환경 내의 농약활성성분 농도의 급격한 일시적 상승을 일으키며, 그리하여 약해(藥害)가 발생하는 문제가 있다. 따라서, 이와같은 농약입자를 이용하는 것으로는, 상술한 바와 같은 이상적인 노동력절약화 방제법의 확립은 곤란하다.
근년, 일본 공개특허공보 평 6-9303 호에 있어서는 고흡수팽윤성물질층과 올레핀계 중합체층으로 이루어지는 다층피막으로 농약입자를 피복한 피복농약입제, 일본 공개특허공보 평 6-9304 호에 있어서는 알카리물질층과, 올레핀계수지 및 알카리 수가용성중합체와의 혼합물층으로 이루어지는 다층피막으로 농약입자를 피복한 피복농약입제, 일본 공개특허공보 평 6-72805 호에 있어서는 알카리물질층과, 축합계 중합체 및 알카리수가용성 중합체와의 혼합물층으로 이루어지는 다층피막으로 농약입자를 피복한 피복농약입제, 일본 공개특허공보 평 6-80514 호에 있어서는고흡수팽윤성물질층과 축합계중합체층으로 이루어지는 다층피막으로 농약입자를 피복한 피복농약입제가 개시되어 있다. 이들은 모두 시한방출제어형의 서방기능을 갖는 피복농약입제 (이하,「시한방출피복농약입제」라고 표기함) 이며, 상술한 이상적인 노동력절약화 방제법을 실현하는 자재로서 유망한 것으로 생각되고 있다.
이와같은 시한방출피복농약입제는 방출억제기간을 갖고 있는 점으로부터, 예컨대 일본 특허공보 소 64-5002 호에 개시된 단순한 서방형피복농약보다는 많은 양을 파종과 동시에 포장 (圃場) 등에 시용할 수 있다. 그러나, 현재의 시한방출피복농약입제에는, 방출억제기간중에 농약활성성분의 방출을 완전히 억제할 수 있는 것은 없다. 즉, 종래의 농약입제에는 소정의 방출억제기간내에 있어서, 항상 몇가지의 농약활성성분의 환경 내로의 방출, 다르게 표현하면, 농약활성성분의 누출 (이하,「누출」이라고 표기함) 이 있다. 그리하여, 파종 혹은 묘의 이식과 동시에 다량의 해당 시한방출피복농약입제를 시용하는 경우에는 생육장해 (약해) 가 발생한다. 따라서, 파종에서 수확에 이르기까지의 재배기간내에 필요한 농약활성성분의 전량, 혹은 대부분을 함유하는 피복농약입제를, 파종 혹은 묘의 이식과 동시에 한번에 시용하는 것은 불가능하다. 이와같은 이유로, 아직 농약산포작업의 대폭적인 노동력절약화를 달성하기에는 이르지 못하고 있다. 즉, 농약이 불완전한 시한방출기능을 갖는 경우는, 이것을 한번에 시용하려면 위험을 수반하며, 그리하여 현실적으로는 이상적인 노동력절약화 방제법의 실현의 장해가 되고 있다.
특히, 농작물 재배에 있어서는, 옛부터 「묘반작 (苗半作)」이라 말하듯이,재배의 초기단계에서의 생육의 양부(良否)가 작황에 크게 영향을 미치기 때문에, 상기의 위험은 완전히 피할 필요가 있다. 또, 물벼와 같이 통상 1 년작의 작물 있어서는, 특히 실패는 허용되지 않는다.
이와같이, 시한방출피복농약입제의 방출억제기능을 향상시키는 기술의 개발, 즉 방출억제기간에서의 농약활성성분의 환경내로의 누출을 완전히 혹은 최소한으로 저감시키는 기술의 개발이 노동력절약화 재배법 확립을 위한 과제이다. 이 문제는, 시한방출피복농약입제에 있어서 심각한 것이나, 또 방출억제기간을 갖지 않고, 산포·시용의 시점에서 농약활성성분을 사용환경 내에 서서히 방출하는 서방기능을 갖는 피복농약입제에 있어서도 초기의 방출량이 안정되지 않는 등의 문제를 일으킨다.
또, 상술한 일본 공개특허공보 평 6-9303 호, 일본 공개특허공보 평 6-9304 호, 일본 공개특허공보 평 6-72805 호, 일본 공개특허공보 평 6-80514 호에 개시된 피복농약입제는, 시한용출형의 서방기능을 갖지만, 이들은 모두 다층피막에 의하여 피막이 형성되어 있다. 따라서 이들의 제법은, 단층피막으로 피복하여 제조하는 경우에 비하여 많은 제조공정을 필요로 하며, 명확히 비용이 높아진다. 예컨대 고도의 시한방출제어기능이 실현되고, 또 그것을 이용하여 방제의 노동력절약화가 달성되었다고 해도, 가격이 높고, 그때문에 경제적부담이 커지는 농약입제라면, 실용화는 어렵다.
따라서, 해당 시한농약을 실용화하기 위한 요건은, 비교적 값이 쌀 것, 또 시용 후 농약활성성분을 방출하지 않는 기간과 그 기간경과 후 방출을 하는 기간을임의로 제어가능한 시한방출제어기능을 갖는 농약입제인 것이며, 이 기술의 개발이 많은 농업 종사자로부터 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 특정 형상을 갖는 피복용 농약입자를 이용한 피복농약입제, 및 해당 피복농약입제의 혼합물, 또한 상기 피복농약입제(粒劑)를 이용한 농작물의 재배방법, 및 팽윤력이 1∼30 mL/2g 인 농약입자의 표면이, 열가소성수지를 유효성분으로 하는 피막재료로 피복되어 있는 시한(時限)방출제어형 피복농약입제에 관한 것이다.
제 1 도는, 제 1 발명의 실시예 이용하는 분류탑 (噴流塔) 의 일례를 나타내는 개략 구성도이다. 제 2 도는, 제 2 발명의 실시에 이용하는 분류층의 일례를 나타내는 개략 구성도이다. 제 3 도는, 실시예 11∼16 의 방출특성 그래프 (수중 20 ℃) 이다. 제 4 도는, 실시예 17∼18 의 방출특성 그래프 (수중 20 ℃) 이다.
31: 분류탑, 32: 스프레이노즐, 33: 피복용 농약입제 (피복용 농약입자), 34: 고온기체, 35: 배관, 1: 분류탑, 2: 심재 투입구, 3: 배기가스출구, 4: 스프레이노즐, 5: 심재 (농약입자), 6: 펌프, 7: 발출구, 8: 열교환기, 9: 오리피스 유량계, 10: 블로어, 11: 용해조, 12: 피막재료의 혼합용해액, T1: 열풍온도, T2: 심재온도, T3: 배기온도, SL: 스팀
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
(제 1 발명)
제 1 발명은, 1 종 이상의 농약활성성분을 유효성분으로 함유하며, 특정 형상을 갖는 피복용 농약입자를 수지피막으로 피복한 시한방출제어형 피복농약입제이다. 우선, 이 제 1 발명에 대하여 상세히 설명한다.
제 1 발명에서 이용하는 피복용 농약입자는 앞서 예시한 계산식에 의하여 구한 원형도 계수가 0.7 이상인 것이며, 바람직하게는 0.75 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.8 이상이다. 원형도 계수의 최대치는 1 이며, 1 에 가까울수록 방출제어기간에 있어서의 농약활성성분의 시용환경 내로의 누출을 억제할 수 있다.
원형도 계수란, 입자의 원형 정도를 알기 위한 척도이다. 입자가 완전한 진원인 경우, 원형도 계수는 1 이 된다. 입자형상이 진원에서 멀어짐에 따라서 원형도 계수는 작아진다. 본 발명에 있어서는, 원형도 계수의 하한치 미만의 입자 비율이 늘어나면 방출제어기간에서의 누출이 커지므로, 피복용 농약입자는 모든 그것이 0.7 이상인 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 이점을 크게 손상시키지 않는 범위에서, 그 하한치 미만의 것이 약간량 존재해도 상관없다.
그리고 상기 원형도 계수는, PIAS-IV (주식회사 피아스 제조) 등의 시판하는 측정기기를 이용함으로써, 측정할 수 있다.
제 1 발명에서 사용하는 피복용 농약입자는, 농약활성성분을 필수성분으로 함유하는 원료를 조립함으로써 얻을 수 있다. 이와같은 조립법으로는, 압출 조립법, 피복 조립법, 흡착 조립법 등이 있다. 본 발명에서는, 이들 조립법중 어느 방법을 사용해도 된다.
일반적으로, 압출 조립법, 피복 조립법, 흡착 조립법 등으로 얻어지는 농약입자는, 그대로는 표면이 평활하지 않고, 각이 있으며, 변형된 형상으로 되어있는 경우가 많다. 따라서, 상기 방법을 이용하는 경우는, 정립기 등을 이용하여 각을 제거하는 처리를 세심히 행하여, 원형도 계수가 0.7 이상이 되도록 형성하면 된다.
상기 피복용 농약입자의 조성은, 농약활성성분을 유효성분으로 하는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 피복용 농약입자는 농약활성성분만으로 이루어지는 입자여도 되며, 농약활성성분과 불활성 담체로 이루어지는 입자여도 된다. 또, 농약활성성분은 1 종이어도, 2 종 이상의 복합성분으로 이루어진 것이어도 된다.
불활성 담체로서는, 벤토나이트, 제올라이트, 탈크, 클레이, 탄산칼슘, 규조토 등을 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. 불활성 담체는 필요에 따라서 2 종 이상을 혼합하여 이용할 수 있다.
또, 상기 피복용 농약입자에는, 농약활성성분 이외에 비료성분의 1 종 이상을 포함하는 것이어도 되며, 필요에 따라서 결합재 등을 포함하고 있어도 상관없다.
상기 피복용 농약입자에 이용할 수 있는 결합제는, 공지물질 중에서 선택하면 된다. 아라비아 고무, 카르복시 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 리그닌술폰산염류, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 계면활성제류, 유동파라핀 등을 필요에 따라서 사용할 수 있다.
피복용 농약입자는, 체를 사용함으로써, 임의의 입경을 선택할 수 있다. 바람직한 입경은 0.3 ㎜ 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.7∼5 ㎜ 이다. 입경 0.3 ㎜ 미만의 입자는 피막을 피복하는 것이 곤란해져, 제조상 나아가서는 실용면에서 상기 입경인 것이 바람직하다. 이들 조립방법은 공지의 방법에 준하여 행할 수 있으나, 압출 조립법이 가장 용이하다.
농약활성성분의 구체예로서는, 특별한 제한은 없으나, 주로 살충, 살균, 제초 및 식물성장조정 외 진드기 살충, 살선충 등의 작용을 갖는 것이 있다. 또한, 이들에는 기피제 및 유인제도 포함되어, 그 종류에 제한없이 이용할 수 있다. 농약활성성분은, 상온에서 고체의 분상인 것이 바람직하나, 상온에서 액체여도 사용할 수 있다. 또 농약활성성분의 수용성의 정도에는 특별히 제한은 없다. 본 발명에서 사용할 수 있는 농약활성성분의 구체예를 하기에 들겠으나, 이들은 어디까지나 예시이며 이들로 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 1-(6-클로로-3-피리딜메틸)-N-니트로이미다졸리딘-2-일리덴아민, O,O-디에틸-S-2-(에틸티오)에틸포스포로디티오에이트, 1,3-비스(카르바모일티오)-2-(N,N-디메틸아미노)프로판염산염, 2,3-디히드로-2,2-디메틸-7-벤조[b]프라닐=N-디부틸아미노티오-N-메틸카르바마아트, (2-이소프로필-4-메틸피리미딜-6)-디에틸티오포스페이트, 5-디메틸아미노-1,2,3-트리티안수산염, O,O-디프로필-O-4-메틸티오페닐포스페이트, 에틸=N-[2,3-디히드로-2,2-디메틸벤조푸란-7-일옥시카르보닐(메틸)아미노티오]-N-이소프로필-β-알라니나트, 1-나프틸-N-메틸카바메이트, 2-이소프로폭시페닐-N-메틸카바메이트, 디이소프로필-1,3-디티올란-2-일리덴-말로네이트, 5-메틸-1,2,4-트리아졸로[3,4-b]벤조티아졸, 1,2,5,6-테트라히드로필로로 [3,2,1-ij]퀴놀린-4-온, 3-알릴옥시-1,2-벤조이소티아졸-1,1-디옥시드, 2,4-디클로로페녹시아세트산의 나트륨염 또는 디메틸아민염, 에틸에스테르. 2-메틸-4-클로로페녹시부티르산의 나트륨염 또는 에틸, 부틸에스테르, 2-메틸-4-클로로페녹시아세트산의 나트륨염 또는 에틸에스테르, α-(2-나프톡시)프로피온아닐리드, S-1-메틸-1-페닐에틸=피페리딘-1-카르보티오아트, S-(4-클로로벤질)-N,N-디에틸티오카바메이트, 5-tert-부틸-3-(2,4-디크롤-5-이소프로폭시페닐)-1,3,4-옥사디아졸린-2-온, 2-[4-(2,4-디클로로벤조일)-1,3-디메틸피라졸-5-일옥시]아세토페논, 4-(2,4-디클로로벤조일)-1,3-디메틸-5-피라졸릴-p-톨루엔술포네이트, 3-이소프로필-2,1,3-벤조-티아디아디논-(4)-2,2-디옥시드 또는 그 나트륨염, 2-클로로-4-에틸아미노-6-이소프로필아미노-s-트리아진, 2-메틸티오-4-에틸아미노-6-(1,2-디메틸프로필아미노)-s-트리아진, 2-메틸티오-4,6-비스(에틸아미노)-s-트리아진, 2-메틸티오-4,6-비스(이소프로필아미노)-s-트리아진, 1-(α,α-디메틸벤질)-3-(파라톨릴)요소, 메틸=α-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일카루바모일술파모일)-o-톨루아트, 2-벤조티아졸-2-일옥시-N-메틸아세트아닐리드, 1-(2-클로로이미다조[1,2-a]피리딘-3-일술포닐)-3-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)요소, S-벤질=1,2-디메틸프로필(에틸)티오카르바마아트, 2-클로로-N-(3-메톡시-2-테닐)-2',6'-디메틸아세트아닐리드 등을 들 수 있다.
제 1 발명에 사용하는 피복용 농약입자를 피복하는 피막의 재료는 특별히 한정되는 것은 아니나, 농약활성성분의 전방출기간의 길이, 방출패턴에 있어서의 선택범위의 넓이, 및 막 강도 등의 물성의 면에서, 피막은 수지피막인 것이 바람직하다.
본 발명에 이용하는 수지로서는 올레핀계 중합체, 염화비닐리덴을 포함하는 공중합체, 디엔계 중합체, 왁스류, 석유수지, 천연수지, 유지 및 그 변성물에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 물질, 및 알키드 수지 등의 열경화성수지를 예시할 수 있다.
올레핀계 중합체로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 에틸렌-일산화탄소 공중합체, 폴리부텐, 부텐-에틸렌 공중합체, 부텐-프로필렌 공중합체, 폴리스틸렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐-일산화탄소 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴산에스테르 공중합체 등을 예시할 수 있다.
염화비닐리덴을 함유하는 공중합체로서는, 염화비닐리덴-염화비닐 공중합체를 예시할 수 있다.
디엔계 중합체로서는, 부타디엔 중합체, 이소프렌 중합체, 클로로프렌 중합체, 부타디엔-스티렌 공중합체, EDPM 중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체 등을 예시할 수 있다.
왁스류로는, 밀랍, 목랍, 파라핀 등을 예시할 수 있다.
천연수지로서는, 천연고무, 로진 등을 예시할 수 있고, 유지 및 그 변성물로서는, 경화물, 고형지방산 및 금속염 등을 예시할 수 있다.
그 중에서도 전체방출기간의 길이 및 방출 패턴이 선택할 수 있는 범위의 넓이의 면에서 올레핀계 중합체가 더욱 바람직하다.
피복용 농약입자를 피복하는 피막의 두께는 1∼100 ㎛ 가 바람직하다.
제 1 발명에서는, 본 발명의 이점을 손상시키지 않는 범위에서, 수지에 필러 및, 친수성 부여를 위한 계면활성제 등을 첨가해도 된다. 필러로서는 탈크, 클레이, 카오린, 벤토나이트, 백운모, 금운모, 운모상 산화철, 금속산화물, 규산질, 유리, 및 알카리토류금속의 탄산염, 황산염, 전분 등을 예시할 수 있다. 필러의 첨가량은 특별히 한정되는 것은 아니나, 그 첨가비율은 5∼98 중량 % 의 범위가 바람직하다. 피막의 강도 및 방출기능유지의 면에서, 이 범위를 크게 밑도는, 혹은 크게 웃도는 것은 바람직하지 않다.
계면활성제는 특별히 한정되는 것은 아니다. 계면활성제의 종류에 따라 다르나, 수지에 첨가하는 첨가량이 지나치게 많을 경우에는, 수지에 크랙이 발생하기 쉬우므로, 그 첨가량은 많은 경우라도 피막의 20 중량 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
제 1 발명의 시한방출제어형 피복농약입제에 있어서는, 방출억제기간에서의 농약활성성분의 누출을 큰폭으로 억제할 수 있기 때문에, 농약의 시용의 노동력절약화에 특히 유효하다. 본 발명의 시한방출제어형 피복농약입제를 이용하면 상술한 이상의 노동력절약화된 방제법을 실현할 수 있다.
제 1 발명에 있어서, 시한방출제어형의 서방기능이란, 시용후 일정 기간 농약활성성분의 방출이 억제되는 방출억제기간과, 일정 기간 경과후 신속한 방출을 개시하는 성분방출기간으로 이루어지는 방출 패턴을 실현하는 기능을 의미한다. 구체적으로는, 시용후부터 피복농약입제중의 농약활성성분이 외부환경중에 10 중량% 방출될때까지의 기간을 방출억제기간으로 하고, 10 중량% 를 넘어 90 중량% 방출될때까지의 기간을 성분방출기간으로 한 경우, 방출억제기간/성분방출기간의 비율이 0.2 이상인 방출패턴을 실현하는 기능이다.
농약은 비료에 비하여 물에 용해되기 어려우므로, 피막 내의 농약활성성분의 피막 외로의 방출은, 상술한 선행문헌에 개시되어 있듯이, 피막을 파괴 내지 용해시켜 피막 내부의 농약입자를 피막 외부의 환경 (토양, 물 등) 에 직접 노출시킴으로써 달성된다. 본 발명에서는, 그와같은 시한방출기능을 실현하는 작용기구 중 어떤 기구를 사용해도 된다.
본 발명에서는 상술한 선행문헌에 개시된 조성의 피막을 농약입자에 피복하여 시한방출기능을 농약입제에 부여한 것이어도 된다. 그러나, 선행문헌에 개시한 피막은 모두 2 층의 피막층으로 구성되어 있다. 이와같은 2 층의 피막을 형성하는 피복조작의 번잡함과, 제조설비에 드는 설비투자 등의 비용면 등을 고려하면, 피막은 1 층인 것이 바람직하다.
1 층 피막으로 시한방출기능을 달성할 수 있는 피복농약입제로서는, 1 종 이상의 농약활성성분과, 1 종 이상의 수팽윤성물질을 함유하는 농약입자의 표면을, 수지 피막으로 피복한 피복농약입제를 들 수 있다. 이 구성의 피복농약입제는, 포장 등에 시용할 경우, 피막에 투습성이 있기 때문에, 포장에 공급된 수분이 피복농약입제의 내부에 침입하여, 수팽윤성 물질에 작용하여, 농약입자가 팽윤을 개시한다. 이 수팽윤성 물질의 팽윤에 의하여 발생하는 응력에 의하여, 일정 기간 경과후 피막이 붕괴하고, 피막 내부의 농약활성 부분이 피막 외부의 환경 (토양, 물 등) 에 직접 노출되게 된다.
수팽윤성 물질이란, 흡수하여 그 체적이 커지는 모든 물질이며, 특별히 한정되는 것은 아니나, 몬모릴로나이트를 주체로 하는 점토광물, 전분, 흡수성 고분자 등을 예시할 수 있다. 이들 중에서, 비용면과 취급이 쉬운 면에서, 몬모릴로나이트를 주체로 하는 점토광물이 바람직하다.
점토광물 몬모릴로나이트를 주성분으로 하는 스멕틱 점토의 대표적인 것으로서, 벤토나이트를 들 수 있다. 이 벤토나이트는, 각종 점토중에서도 가장 미세입자이며, 또 활성도가 높은 점에서, 본 발명에 이용하는 수팽윤성 물질로서 가장 바람직한 물질이다.
제 1 발명에 있어서는, 농약활성성분 및 수팽윤성 물질 외에, 피복용 농약입자에 각종 보조성분, 예컨대, 조립조제 (몬모릴로나이트를 주체로 하지 않는 점토광물을 포함함), 결합제, 계면활성제, 약해 경감제 등을 배합할 수 있다.
1 층의 피막으로 시한방출기능을 실현시키기 위해서는, 피복용 농약입자의 표면을 상술한 수지피막으로 완전히 피복하고, 수증기는 투과시키지만, 물은 통과시키지 않도록 할 필요가 있다. 즉, 핀홀이나 균열이 없는 피막을 형성하는 것이 중요하다. 또, 긴 방출억제기간이 필요한 경우에는, 피복용 농약입자의 표면에 투습성이 작은 수지피막을 피복하는 것이 유효하다. 투습성이 작은 수지피막을 피복함으로써, 외부에 존재하는 수증기를 서서히 시간을 두고, 피막 내부의 해당 농약입자에까지 침투시킬 수 있다.
투습성이 작은 수지로서는, 특히 한정되는 것은 아니며, 올레핀계 중합체, 염화비닐리덴을 포함하는 공중합체가 바람직하다. 특히, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 에틸렌-일산화탄소 공중합체, 염화비닐리덴-염화비닐 공중합체를 바람직한 수지재료로서 예시할 수 있다.
에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐-일산화탄소 공중합체 및 디엔계 중합체와 같은 고무상 물질은, 피막재료에 배합하여 이용할 경우에는, 피막에 균열이 발생할 때까지의 시간 조절에 유효하다. 그러나, 이들의 고무상 물질을 피막재료중에 다량으로 배합하면, 방출억제기간이 극단으로 짧아지거나, 균열이 생기지 않게되는 경우가 있다. 이들 중합체의 피막재료중의 배합량은, 20 중량% 미만인 것이 바람직하다. 특히 에틸렌-아세트산비닐 공중합체를 배합하는 경우에는, 15 중량% 이하인 것이 바람직하다.
성분방출기간을 결정하는 주요 인자는, 피복용 농약입자의 팽윤력이다. 피막강도가 일정하면 팽윤력이 클수록 성분방출기간은 짧아지며, 팽윤력이 작을수록 성분방출기간은 길어지는 경향이 있다.
상기 피복용 농약입자를 이용함으로써 얻어지는 방출패턴의 작용기구는 현재 불명확하나, 상기 피복용 농약입자를 이용하면, 그 표면에 균일한 두께의 피막이 형성되기 쉽기 때문이라고 추측하고 있다.
상술한 바와 같이, 농약은 비료에 비하여 물에 용해되기 어려우므로, 피막내 농약활성성분의 피막 외로의 방출은, 상술한 선행문헌에 개시되어 있듯이, 피막을 파괴 내지는 용해시킴으로써 달성되고 있다. 피막을 파괴하는 시한방출피복농약입제이며, 그 피막의 두께에 편차가 있는 경우는, 농약입자의 팽윤시에 피막이 얇은 곳에 막을 파괴하는 응력이 집중한다. 그 결과, 그 부분이 소정의 방출억제기간에 도달하기 전에 파괴되어, 결과적으로 농약활성성분의 누출이 발생하기 쉬워지는 것으로 생각된다.
종래의 피막을 용해시키는 방식의 시한방출피복농약입제라도, 마찬가지로 피막이 얇은 곳에는, 비교적 빨리 피막의 내부와 외부를 연결하는 경로가 만들어지므로, 누출이 발생하기 쉬워지는 것으로 생각된다. 즉 농약입자의 표면에 균일한 두께의 피막을 피복할 수 있으면, 방출억제기간 내에서의 누출이 방지된다고 생각된다.
이와같은 방출억제기간 내의 누출에 대처하기 위하여, 단순히 막두께를 두껍게 해도 누출의 발생이 감소하는 경향이 보인다. 그러나, 막두께를 두껍게 하면 방출억제기간도 그에 수반하여 길어진다. 그 결과, 방출억제기간을 제어할 수 있는 범위가 좁아짐으로 실용적인 방법이라고 할 수 없다.
이에 반하여, 균일한 막두께의 피막을 형성할 수 있으면, 방출억제기간이 짧은 시한방출제어형 피복농약입제에 있어서도, 방출억제기간 내에서의 농약활성성분의 방출을 완전히 혹은 최소한으로 억제할 수 있다. 따라서, 균일한 막두께의 피복이 가능한 본 발명에 사용하는 농약입자를 이용하는 것은, 시한방출제어형 피복농약입제의 제조에 있어서 매우 유효한 방법이라고 생각되고 있다.
본 발명에서의 피막의 피복방법은 특별히 한정되는 것은 아니다. 전동상태, 유동상태 혹은 분류상태에 있는 피복용 농약입자에, 용해 혹은 용융한 피막재료를 분무 혹은 도포하여, 건조 혹은 고화시킴으로써 피막을 형성시키는 방법이어도 된다. 또, 용해 혹은 용융한 액상의 피막재료에 피복용 농약입자를 침지시킴으로써 피막을 형성시키는 방법이어도 된다. 혹은 액상의 피막재료내를 통과시켜, 입자표면에 부착한 재료를 건조 혹은 고(固)화시키는 방법으로 피막을 형성시키는 방법이어도 된다.
바람직한 일례로는, 수지를 주성분으로 하는 피막재료를 유기용매로 용해시킨 혼합용해액을, 유동상태의 피복용 농약입자에 분무하는 한편, 고속열풍류에 의하여 해당 농약입자표면의 용매를 제거 건조하고, 해당 농약입자의 표면에 피막재료를 피복하는 방법을 들 수 있다.
상기 제조방법에 사용할 수 있는 피복장치의 일례에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 제 1 발명의 피복용 농약입자의 피복은, 제 1 도에 나타내는 분류탑을 이용하여 행하는 것이 가장 바람직하다. 해당 피복장치에 있어서는 피막재료를 균일하게 분산시키기 위하여, 특히 피복액의 교반을 강력히 행할 필요가 있다.
이 분류탑 (31) 은, 전동 또는 유동상태에 있는 피복용 농약입자 (33) 에,피막재료의 혼합용해액 (피복액) 을 스프레이노즐 (32) 을 이용하여 분무하고, 피복용 농약입자 (33) 의 표면을 혼합용해액으로 피복하면서 동시 병행적으로, 고온기체 (34) 를 분류탑 (31) 의 하부에서 유입시켜, 해당 고온기체로 이루어지는 고속열풍류에 의하여, 해당 표면에 부착되어 있는 혼합 용해액 중의 용매를 순식간에 증발 건조시키는 것이다. 그리고, 상기 혼합용해액은 배관 (35) 경유로 수송되어, 스프레이노즐 (32) 에 공급되는 것이다.
방출억제기간에서의 농약활성성분의 누출을 억제한 본 발명의 시한방출제어형 피복농약입제는, 약해를 받기 쉬운 육묘기간 내지 유묘기에 있어서의 농약활성성분의 방출을 없애거나, 혹은 미량으로 할 수 있다. 그리하여, 육묘개시시 혹은 본포로의 파종, 이식시에, 재배기간중에 산포·시용하는 농약활성성분의 전량 혹은 그 중의 대부분을, 한번에 시용하는 것이 가능해진다.
농작물은 재배개시에서 수확까지의 사이에 다양한 병해충의 공격, 및 잡초와의 영양분 경쟁상태에 놓인다. 병해충 및 잡초의 발생시기는 그 종류에 따라서 다양하며, 이용하는 농약의 종류도 그에 따라서 모두 상이하다. 따라서, 재배기간중에 필요해지는 농약활성성분을 재배개시의 초기에 시용하고, 발생시기가 상이한 복수의 병해충 및 잡초에 대하여 농약활성성분의 활성을 유효하게 발현시키기 위해서는, 방출억제기간 및 종류가 상이한 농약활성성분을 함유하는 복수의 피복농약입제를 혼합한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
예컨대 물벼의 재배에 있어서는, 토야마현의 경우, 활착기에는 물벼바구미, 이네도로오이무시 등이 발생하며, 벼가 영그는 시기에는 멸구, 멸굿, 방귀벌레류등이 발생한다. 그들의 해충에 활성이 있는 살충제의 모두를 육묘 개시시에 육묘상에 시용하려면, 육묘 개시에서 활착기까지의 길이의 방출억제기간을 갖는 농약입제와, 벼가 영그는 시기까지의 길이의 방출억제기간을 갖는 농약입제를 혼합한 것을 이용하면 된다.
이와같이, 본 발명의 시한방출피복농약입제를 2 종 이상 혼합한 것은, 농약산포의 노동력절약화에 매우 유효하다.
이상의 설명은, 본 발명의 시한방출피복농약입제만으로 이루어지는 혼합물에 관한 것이며, 필요에 따라서 방출억제기간이 없는 본 발명의 피복농약입제를 혼합해도 된다. 이 혼합물은 본포로의 묘의 이식시에 시용하는 경우에 유효하다. 단, 이식 직후에는 통상 묘가 손상되어 있어, 약해가 발생하기 쉬우므로, 시용량 및 농약활성성분의 초기방출량의 결정은 신중히 행해야 한다.
또한, 본 발명의 피복농약입제 혼합물에는, 본 발명의 이점을 손상시키지 않는 범위에서 그 밖의 형상의 농약활성성분, 비료성분, 토양개량재 등을 첨가해도 상관없다.
본 발명의 농작물의 재배방법은, 본 발명에 개시된 피복농약입제를 이용한 재배방법이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 재배방법은, 작물의 재배시에 직접 포장에 피복농약입제를 시용하는 재배방법이어도 되며, 또 육묘배토의 조성물의 하나로서 본 발명의 피복농약입제를 첨가하는 것과 같은 재배방법이어도 된다.
재배방법의 구체예로는, 상술한듯한 육묘 개시시 혹은 본포로의 파종, 이식시에, 재배기간중에 산포·시용하는 농약활성성분의 전량 혹은 그중의 대부분에 해당하는 농약활성성분을 포함하는 농약입제를 시용하는 방법을 들 수 있다.
사용하는 본 발명의 피복농약입제는 1 종류여도 되고, 방출기능 (방출 패턴 및 방출억제기간의 길이) 및, 농약활성성분이 상이한 피복농약입제를 2 종 이상 혼합한 것이어도 상관없다. 또, 시용하는 시기도 한정되는 것은 아니며, 육묘개시시에 육묘상이나 육묘포트 등의 육묘 용기에 시용해도 되며, 본포로 파종 혹은 이식함과 동시에 시용해도 된다.
또, 본 발명의 피복농약입제의 사용방법은, 대상작물이 한정되는 것은 아니며, 양배추, 레터스, 시금치 등의 엽채류, 무우, 당근 등의 근채류, 토마토, 오이, 호박 등의 과채류 외에, 쌀류, 맥류, 옥수수, 감자류, 콩류, 공예작물, 화훼류 등에 이용할 수 있다.
육묘배토의 조성은 특별히 한정되지 않으나, 통상 육묘배토는 묘를 지지함과 동시에 보수(保水)능을 갖는 보수제와, 비료성분으로 이루어진다. 또, 필요에 따라서 농약활성성분이 첨가되는데, 이 농약활성성분에 본 발명의 피복농약입제를 이용하면된다.
보수제는 보수성이 좋고, 값이 싸면 된다. 천연토양 외 톱밥, 펄프 박, 피토모스, 야자껍질, 수태 등의 천연유기물, 발포수지, 퍼얼라이트, 버미큘라이트 등의 무기다공성물질 등을 들 수 있다. 값싸고 안정적으로 공급되는 야자껍질, 퍼얼라이트, 버미큘라이트가 바람직한 보수제이다. 이들은 단독으로 사용해도 좋고, 또 2 종 이상이 혼합된 것이어도 된다.
육묘배토에 이용하는 비료성분은, 특별히 한정되는 것은 아니나, 시한용출기능을 갖는 피복입상비료는, 육묘시부터 본포에 이식후까지 필요한 비료분을 첨가할 수 있고, 이식후의 시비 (施肥) 노력의 노동력절약화가 되므로 바람직하다.
시한용출기능을 갖는 피복입상비료로서는 특별히 한정되는 것은 아니나, 일본 공개특허공보 평 6-87684 호에 개시된 당중합체 혹은 그 유도체를 주성분으로 하는 분체에서 선택된 1 종 이상을 수지에 분산시킨 피막에 의하여 피복하여 이루어지는 피복입상비료 및, 일본 공개특허공보 평 4-202079 호에 개시된 고흡수팽윤성물질층과 올레핀계 중합체층으로 이루어지는 다층피막으로 입상비료를 피복한 중층피복입상비료 및, 일본 공개특허공보 평 4-202078 호에 개시된 알카리물질층과 올레핀계수지 및 알카리 수가용성 중합체와의 혼합물층으로 이루어지는 다층피막으로 입상비료를 피복한 다층피복입상비료를 들 수 있다.
(제 2 발명)
이어서, 제 2 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
제 2 발명은, 흡수시의 팽윤력이 1∼30 mL/2g 인 농약입자 (이하 심재 (芯材) 라고 기재함) 를, 열가소성수지를 유효성분으로 하는 피막재료로 피복한 시한방출제어형 피복농약입제이다.
제 2 발명에서 말하는 「시한방출」이란, 포장에 시용후 일정 기간 방출이 억제되어, 일정 기간 경과후 신속하게 농약활성성분을 방출하는 성능을 의미한다.
시한방출제어형 피복농약입제는, 포장에 시용후 일정기간 방출이 억제되는 기간 (이하, 방출억제기간이라고 기재함) 과, 방출개시에서 종료까지의 기간 (이하, 성분방출기간이라고 기재함) 으로 이루어지는 방출 패턴을 나타낸다.
본 발명의, 포장 등에 시용후 일정기간 방출이 억제되는 억제기간과, 일정기간 경과후 신속하게 방출을 행하는 방출기간으로 이루어지는 방출 패턴을 나타내는 시한방출제어형 피복농약입제란, 구체적으로는 포장 등에 시용후부터 피복입제 내의 농약활성성분의 20 중량% 가 외부환경에 방출될 때까지의 방출억제기간과, 20 중량% 에서 80 중량% 까지의 농약활성성분을 방출하는 성분방출기간을 가지며, 방출억제기간/성분방출기간의 비율이 0.1 이상인 방출 패턴을 나타내는 농약 입제로 규정할 수 있다.
제 2 발명의 시한방출형 피복농약입제에서의 농약활성성분의 방출기구는, 현재, 불명확하나, 본 발명자들은 이하와 같이 추측하고 있다. 우선, 피막 외부에 존재하는 수증기가 피막 내부에 침투·응결하여, 이 응결수에 의하여 심재가 팽윤을 시작한다. 이 심재의 팽윤력에 의하여 피막에 막의 한계를 초과하는 내부응력이 가해지고, 피막에 균열이 발생한다. 이 피막에 발생한 균열에서 급격히 물이 침입함으로써, 피막이 급격히 파괴된다. 이 피막의 붕괴에 의하여 피막 내부의 농약활성성분을 외부로 방출시킬 수 있다고 생각되고 있다. 즉, 이 수증기의 침투개시에서 피막의 붕괴가 시작될때까지의 기간이 방출 억제기간에 해당되며, 붕괴개시후 존재하는 복수의 농약 입제의 모든 붕괴가 종료할때까지의 기간이 성분방출기간에 해당된다고 생각된다.
제 2 발명에 있어서, 시한방출제어기능을 실현시키기 위해서는, 핵이되는 심재를 열가소성수지를 유효성분으로 하는 피막재료로 완전히 피복하고, 이 피복한 피막에 의하여, 농약 입제의 내부에 수증기는 투과시키는데, 물은 통과시키지 않도록 할 필요가 있다. 즉, 핀홀이나 균열이 없는 피막을 형성하는 것이 필수이다.
피막에 핀홀이나 균열이 있는 피복농약입제는, 수전(水田) 등의 포장에 시용한 경우, 시용 직후부터 이 핀홀이나 균열을 통하여 급격히 물이 피막내로 침입하기 때문에, 그 방출기능은 방출억제기간이 없는 것이 되버린다. 즉, 피막에 핀홀이나 균열이 있으면, 본 발명에서 말하는 시한방출제어기능은 실현 불가능해진다.
따라서, 긴 방출억제기간을 필요로 할 경우에는, 해당 심재의 표면에 투습성이 작은 피막재료를 피복하는 것이 유효하다. 투습성이 작은 피막재료를 심재에 피복함으로써, 외부에 존재하는 수증기를, 서서히 시간을 두고 피막 내부의 심재까지 침투시킬 수 있다.
한편, 성분방출기간의 장단을 결정하는 주요 요인은 심재의 팽윤력이다. 피막강도가 일정하면, 심재의 팽윤력이 클수록 성분방출기간이 짧아지는 경향이 있다. 심재의 팽윤력이 작을수록, 성분방출기간이 길어지는 경향이 있다. 이와같이, 시한방출 제어기능, 즉 방출억제기간 및 성분방출기간의 길이의 조절은, 심재의 팽윤력, 피막재료의 투습성 및 피막강도 등의 요인에 의하여 결정되며, 일의적으로 결정되는 것은 아니다.
심재의 팽윤력의 조절방법은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 심재에 이용하는 수팽윤성 물질의 종류 및 그 함유율의 선택에 의하여 조절할 수 있다.
본 발명에 있어서, 수팽윤성 물질이란 흡수하여 그 체적이 커지는 모든 물질이며, 특별히 한정되는 것은 아니나, 구체적으로는 몬모릴로나이트를 주체로 하는점토광물, 전분, 흡수성 고분자 등을 들 수 있다.
이들 중에서는, 비용과 제조의 용이함 등의 면에서 보아 몬모릴로나이트를 주체로 하는 점토 광물이 가장 바람직하다.
몬모릴로나이트는 한 장의 알루미나 8 면체 시트를 2 장의 규산사면체 시트 사이에 끼운 샌드위치상의 3 층 구조 (2:1 형) 를 가진다. 그리고 이 8 면체 시트에 포함되는 3 가의 알루미늄은, 그것보다도 원자가가 낮은 마그네슘이나 철로 일부 치환되며, 이것으로써 전체로서 결정격자를 구성하고 있다. 점토광물 몬모릴로나이트를 주성분으로 하는 스멕틱 점토의 대표적인 것으로서, 벤토나이트를 들 수 있다. 벤토나이트는, 각종 점토 중에서도 가장 미립자이며, 또 활성도가 높기 때문에, 본 발명의 수팽윤성물질로서 가장 바람직한 물질이다.
벤토나이트는, 팽장형 결정격자를 갖는 점토 광물을 주성분으로 하여, 석영, 장석, 크리스토발석, 불석, 운모 및 토류금속탄산염, 황산염 등을 수반하는 점토 광물의 명칭이며, 팽윤성 점토광물인 스멕틱을 주성분으로 하는 광상 점토이다.
벤토나이트에는, 나트륨이온이 풍부하고, 다량의 물을 흡수하여 높은 팽윤성을 나타내는 나트륨계 벤토나이트와, 칼슘이온과 마그네슘이온이 풍부한 팽윤성이 낮은 칼슘계 벤토나이트와, 소다 처리로 팽윤활성을 인공적으로 부여한 활성화 벤토나이트의 3 종이 있다. 벤토나이트의 팽윤력은 몬모릴로나이트 함유율에 의하여 증감하며, 또, 산지, 제품에 따라 성질, 품질이 상이하다. 나아가서는, 입경에 따라서 팽윤도가 상이하기 때문에, 이것을 이용하는 경우는 이들의 특성을 고려하여 적당히 선택하여 사용할 필요가 있다.
전분으로서는, 콘스타치, 감자전분 외에 산화전분, α화전분, 무기산이나 지방산에스테르전분, 및 알킬이나 히드로알킬에테르전분 등의 가공전분, 및 전분 유도체를 이용할 수 있다. 에스테르형의 전분으로서는, 아세트산전분, 인산전분, 질산전분, 숙신산전분, 크산토겐산전분 등을 예시할 수 있고, 에테르형의 전분으로는, 카르복시메틸전분, 메틸전분, 히드록시알킬전분, 알릴에테르전분, 카티온전분 등을 예시할 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.
흡수성 고분자는, 물을 흡수하여 체적 팽장하는 물질이다. 흡수성 천연고분자로서는 전분, 셀룰로오스, 히알론산, 아가로스, 콜라겐 및 그 외 단백질을 예시할 수 있다. 흡수성 합성고분자로는 폴리비닐알코올계 중합체, 아크릴계 중합체, 그 외의 무수말레인산계 중합체, 비닐피롤리돈계 중합체, 폴리에테르계 중합체, 축합계 폴리머 등을 예시할 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.
제 2 발명에서 말하는 「흡수시의 팽윤력」은 이하의 방법으로 측정한 값이다. 즉, 25 ℃ 의 정제수 100 mL 을 넣은 마개 달린 메스실린더 (100 mL) 에, 심재 2 g 을 해당 심재가 메스실린더 내벽에 부착하지 않도록 투입하고, 원활하게 실린더 바닥에 침착시킨다. 이어서, 실린더의 마개를 하고 24 시간 방치후, 메스실린더의 바닥부에 퇴적한 심재의 용적을 읽어, 이 값을 팽윤력 (mL/2g) 으로 한다. 팽윤력 측정용의 심재는 원료 분체여도 조립물이어도 되지만, 어느 경우라도 건조시킨 것을 시험에 사용한다.
흡수시의 팽윤력이 지나치게 작으면 성분방출기간이 길어진다. 또 피막에 가해지는 내부 응력이 작아져, 그 팽윤력으로 균열을 발생시킬 수 있는 피막은막강도가 작아진다. 피막의 막강도가 작으면, 농약 입제의 제조, 보관, 운반, 사용시에 피막이 손상될 확률이 높아져, 농약 입제의 품질 유지가 곤란해지므로 바람직하지 못하다. 반대로, 흡수시의 팽윤력이 지나치게 클 경우에는, 농약입제의 피막을 두껍게하거나, 혹은 피막내의 수지성분의 비율을 높이는 등 하여 피막강도를 높이지 않으면, 실질적인 성분방출기간을 얻을 수 없다. 심재에 수지용액을 분무 건조시켜 피막을 피복할 경우, 수지용액의 수지성분농도가 높아지면 피복조작에 걸리는 시간이 길어지며, 또 피막이 두꺼워지면 결과적으로 비용이 높아지므로 바람직하지 못하다.
이상의 이유에서, 본 발명에서의 심재의 흡수시의 팽윤력은, 바람직하게는 1∼30 (mL/2g) 이며, 더욱 바람직하게는 5∼20 (mL/2g) 이다.
제 2 발명의 시한방출제어형 피복농약입제는, 농약활성성분의 누적방출율이 20 에서 80 % 에 이르기까지의 성분방출기간을 1∼120 일의 범위로 제어하는 것이 바람직하다.
이 성분방출기간의 제어를 행하려면, 피막강도에 따라서 적절한 팽윤력을 갖는 심재를 선택하면 된다. 피막강도가 일정하면, 팽윤력이 클수록 방출 개시후의 기간이 단시간으로 완료하며, 작을수록 장기간에 걸쳐서 지속적으로 방출 제어할 수 있다. 속효성이 요구되는 용도에 있어서는, 팽윤력을 크게하고, 어느 일정 농도를 지속적으로 유지하는 용도에는 팽윤력을 작게하면 된다.
제 2 발명에 있어서는, 농약활성성분과 수팽윤성물질 외에, 심재에 모든 보조성분, 예컨대, 조립조제 (몬모릴로나이트를 주체로 하지 않는 점토광물을 포함),결합제, 계면활성제, 약해경감제 등을 배합할 수 있다.
심재의 제조시에, 필요에 따라 이용되는 조립조제로서는 공지의 물질을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 광물질담체, 식물성담체, 소석탄, 요소, 황산암모늄, 염산암모늄, 화성비료, 플라스틱 발포체 등의 조립조제를 배합할 수 있다. 예컨대, 광물질담체로서는 클레이, 카올린, 셀리사이트, 탈크, 산성백토, 경석, 규사, 규석, 탄산칼슘, 제올라이트, 퍼얼라이트, 버미큘라이트 등을 예시할 수 있고, 식물성 담체로는 왕겨, 톱밥, 목질분, 펄프프록, 대두분, 옥수수 줄기 등을 예시할 수 있다.
또, 심재에 배합되는 결합제로서는, 공지물질을 이용할 수 있다. 예컨대, 아라비아고무, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 리그닌술폰산염류, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴산나트륨, 계면활성제류, 유동파라핀 등을 사용할 수 있다.
한쪽의 시한방출기능제어인자인 피막재료의 투습성, 및 피막강도는, 주로 해당 재료의 구성성분과 피막의 두께에 의존하고 있다. 두께의 균일성이 높고, 투습성이 작은 피막재료를 이용하여, 피막을 두껍게 함으로써, 확실하게 방출억제기간을 연장시킬 수 있다. 피막의 파단강도가 지나치게 높으면 균열이 발생하기 어려워진다. 또, 피막이 지나치게 두꺼우면 피막재료의 사용량이 증가하며, 또 상대적으로 농약활성성분의 함유율이 낮아지기 때문에 비용이 높아지므로 바람직하지 못하다.
피막의 막두께는, 요구되는 방출기능 및 이용하는 수지의 종류 및 조성에 따라서 상이하며, 또 농약입자 직경에 따라서도 상이하다. 입자 직경은 특별히 한정되는 것은 아니나, 피복하기 쉬운 점이나 사용시 조작하기 쉬운 점 등으로 0.1∼10 ㎜ 의 범위인 것이 바람직하다. 입자 직경이 이 범위내이면, 방출기능 및 피막조성에 따라서 상이하여 일괄적으로는 말할 수 없으나, 농약입자에 피복하는 피막의 막두께는 1∼100 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다.
제 2 발명에 이용되는 열가소성수지로는, 구체예로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·프로필렌 공중합체, 에틸렌·일산화탄소 공중합체, 폴리부텐, 부텐·에틸렌공중합체, 부텐·프로필렌공중합체, 폴리스틸렌 등의 올레핀 중합체, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체, 에틸렌·아세트산 비닐·일산화탄소 공중합체, 에틸렌·아크릴산 공중합체, 에틸렌·메타크릴산에스테르 공중합체 등의 올레핀계수지, 염화비닐리덴·염화비닐 공중합체 등의 염화비닐리덴계수지, 부탄디엔 중합체, 이소프렌중합체, 클로로프렌 중합체, 부타디엔·스티렌 공중합체, EPDM 중합체, 스티렌·이소프렌 공중합체 등의 디엔계수지, 밀랍, 목랍, 파라핀 등의 왁스류, 천연고무, 로진 등의 천연수지, 경화물, 고형지방산 및 금속염 등의 유지 및 그 변성물, 폴리카프로락톤, 폴리유산, 폴리-3-히드록시부티르산 등의 히드록시카르복시산의 고분자, 지방족 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 이중에서도 바람직한 것은 투습성이 작은 올레핀계 수지이다.
단, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체, 에틸렌·아세트산비닐·일산화탄소 공중합체 및 디엔계 중합체와 같은 고무상 물질은, 피막재료에 균열이 생길때까지의 시간 조절에 유효하다. 그러나, 이들의 중합체가 피막재료중에 다량으로 존재하면, 방출억제기간이 극단적으로 짧아지거나, 균열이 생기지 않게될 염려가 있다. 그리하여, 이들 중합체의 피막재료중의 배합량은, 20 중량% 미만인 것이 바람직하며, 특히 에틸렌·아세트산비닐 공중합체의 경우에는 15 중량% 이하인 것이 바람직하다.
제 2 발명에 있어서는, 피막중에 수불용성 또는 수난용성 분체를 분산시켜도 된다. 이들 분체의 일례로서, 탈크, 클레이, 카올린, 벤토나이트, 백운모, 금운모, 운모상산화철, 금속산화물, 규산질, 유리 및 알카리토류금속의 탄산염, 황산염, 전분 등을 들 수 있다. 바람직한 분체로서는, 평판상의 미분체이며, 탈크, 백운모, 셀리타이트 등이 대표예이다. 이들의 형상은 박편상이며, 입경/두께가 2 이상이다. 더욱 바람직한 것은 입경/두께가 10 이상인 것이다.
수불용성 또는 수난용성 분체의 입경은, 상기 형상이면 특별히 제한되지 않으나, 그 기준으로는 0.5 ㎛∼50 ㎛ 이며, 바람직하게는 20 ㎛ 이하이다. 이들 입경에 관해서는, 피막 중에 완전히 포함되어 있으면 특별히 입경의 제한을 받는 것은 아니다. 따라서, 피막의 두께 등을 고려하여 입경을 선택하고, 또 피막중의 분체의 분포가 균일한 것을 선택하는 것이 완전 피복을 달성하는데 있어서 바람직하다. 분체의 첨가량은 특별히 제한은 없으나, 피막재료 조성물중의 함유율로 5∼ 95 중량%, 바람직하게는 50∼90 중량% 이다.
해당 분체의 첨가량의 증가에 의하여, 피막재료의 주성분인 열가소성 수지를 절약할 수 있는 점에서, 분체의 피막재료로의 첨가는 비용상 유리해진다.
상기 외에, 피막중에는 열가소성수지에 유래하는 성능을 현저하게 손상시키지 않는 범위에서, 모든 물질을 첨가할 수 있다. 특히, 계면활성제는, 피막의 투습성을 향상시킬 수 있기 때문에, 투습성의 조정제로서 유효하다.
제 2 발명의 시한방출제어형 피복농약입제는, 심재 표면을 피복한 형상이기 때문에, 공용하는 농약활성성분의 담지형태는 바람직하게는 구상의 입제이다. 이들 조립방법은 공지방법에 준하여 행할 수 있으나, 압출 조립법이 가장 간단하다.
본 발명에서 이용하는 농약활성성분으로서는, 특별히 제한은 없으나, 주로 살충, 살균, 제초 및 식물성장조정, 진드기 살충, 살선충 등의 작용을 갖는 것이다. 또한 농약활성성분에는 기피제 및 유인제도 포함되어, 그 종류에 제한없이 적용할 수 있다. 농약활성성분은, 바람직하게는 상온에서 고체의 분상인 것이 바람직하며, 상온에서 액체여도 된다. 또, 농약활성성분이 수용성이어도, 수난용성이어도 수불용성이어도 되며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 이용할 수 있는 농약활성성분의 구체예를 하기에 들겠으나, 이들은 어디까지나 예시이며 한정되는 것은 아니다.
1-(6-클로로-3-피리딜메틸)-N-니트로이미다졸리딘-2-일리덴아민, O,O-디에틸-S-2-(에틸티오)에틸포스포로디티오에이트, 1,3-비스(카르바모일티오)-2-(N,N-디메틸아민)프로판염산염, 2,3-디히드로-2,2-디메틸-7-벤조[b]푸라닐=N-디부틸아미노티오-N-메틸카르바마아트, (2-이소프로필-4-메틸피리미딜-6)-디에틸티오포스페이트, 5-디메틸아미노-1,2,3-트리티안수산염, O,O-디프로필-O-4-메틸티오페닐포스페이트, 에틸=N-[2,3-디히드로-2,2-디메틸벤조푸란-7-일옥시카르보닐(메틸)아미노티오]-N-이소프로필-β-알라니나트, 1-나프틸-N-메틸카바메이트, 2-이소프로폭시페닐-N-메틸카바메이트, 디이소프로필-1,3-디티올란-2-일리덴-말로네이트, 5-메틸-1,2,4-트리아졸로[3,4-b]벤조티아졸, 1,2,5,6-테트라히드로필로로[3,2,1-ij]퀴놀린-4-온, 3-알릴옥시-1,2-벤조이소티아졸-1,1-디옥시드, 2,4-디클로로페녹시아세트산의 나트륨염 또는 디메틸아민염, 에틸에스테르, 2-메틸-4-클로로페녹시아세트산의 나트륨염 또는 에틸, 부틸에스테르, 2-메틸-4-클로로페녹시부티르산의 나트륨염 또는 에틸에스테르, α-(2-나프톡시)프로피온아닐리드, S-1-메틸-1-페닐에틸=피페리딘-1-카르보티오아트, S-(4-클로로벤질)-N, N-디에틸티오카바메이트, 5-tert-부틸-3-(2,4-디클로르-5-이소프로폭시페닐)-1,3,4-옥사디아졸린-2-온, 2-[4-(2,4-디클로로벤조일)-1,3-디메틸피라졸-5-일옥시]아세토페논, 4-(2,4-디클로로벤조일)-1,3-디메틸-5-피라졸릴-p-톨루엔술포네이트, 3-이소프로필-2,1,3-벤조-티아지아디논-(4)-2,2-디옥시드 또는 그 나트륨염, 2-클로로-4-에틸아미노-6-이소프로필아미노-s-트리아진, 2-메틸티오-4-에틸아미노-6-(1,2-디메틸프로필아미노)-s-트리아진, 2-메틸티오-4,6-비스(에틸아미노)-s-트리아진, 2-메틸티오-4,6-비스(이소프로필아미노)-s-트리아진, 1-(α,α-디메틸벤질)-3-(파라톨릴)요소, 메틸=α-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일카루바모일술파모일)-o-톨루아트, 2-벤조티아졸-2-일옥시-N-메틸아세토아닐리드, 1-(2-클로로이미다조[1,2-a]피리딘-3-일술포닐)-3-(4,6-디메톡시피리미딘-2-일)요소, S-벤질=1,2-디메틸프로필(에틸)티오카르바마아트, 2-클로로-N-(3-메톡시-2-테닐)-2',6'-디메틸아세토아닐리드 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 농약활성성분으로서는, 식물이 미생물에 접촉한 후에, 식물에 의하여 합성되어, 식물체 내에 축적되는 저분자의 항균성물질인 파이트알렉신도 포함된다.
또, 병원균의 번식억제효과가 있는 균도, 이용할 수 있고, 예컨대, 트리코델마속 (트리코델마 리그노람, 트리코델마 빌리디 등), 글리오크라듐속 (글리오크라듐 비렌스 등), 세파로스포륨속, 코니오시륨속, 스포리데스뮴속, 라에티살리아속 등의 계상균, 아그로박테륨속 (아그로박테륨 라디오벡터), 바틸루스속 (바틸루스 즈브틸리스), 슈도모나스속 (슈도모나스 세파시아, 슈도모나스 글르메, 슈도모나스 그라디올리, 슈도모나스 프롤에센스, 슈도모나스 아울레오파시엔스, 슈도모나스 푸티다, 슈도모나스 소라나세아람 등), 크산토모나스속, 엘비니아속, 아스로벡터속, 콜리네박테륨속, 엔테로벡터속, 아조토벡터속, 프라보박테륨속, 스트렙토마이세스속 (스트렙토마이세스 아크로모게나스, 스트렙토마이세스 파에오파퓨렌스, 스트렙토마이세스 히그로스코피카스, 스트렙토마이세스 니트로스포렌스, 스트렙토마이세스 바넨시스 등), 액티노플라네스속, 알카리게네스속, 아몰포스폴란기움속, 셀룰로모나스속, 마이크로모노스포라속, 파스튜리아속, 하프니어속, 리조븀속, 블라디리조븀속, 셀라티아속 등의 세균 및 방선균을 들 수 있다.
이들 중에서, 바람직한 것은 항균활성물질 생산균이다. 구체적으로는 항균물질 생산능이 높은 슈도모나스속 세균이며, 예컨대 항생물질을 생산하는 균주로서는 항생물질 피롤니트린 (무우묘 고사병균 대항) 을 생산하는 슈도모나스 세파시아, 항생물질 페나진카르복시산 (밀 고사병균 대항) 및 피롤니트린, 피올테오린 (목화묘 고사병균, 오이묘 고사병균 대항), 오오미신A (목화묘 고사병균 대항), 시안화물 (담배흑근병균), 디아세틸플로로글루시놀 (밀 고사병균 대항) 등을 생산하는 슈도모나스 프롤에센스 및 토양중의 철을 병원균에 이용하지 않고 식물에만 이용할수 있도록 하는 철킬레이트물질 시델로포어 (슈도백틴, 형광성 시델로포어:피오벨딘) 등을 생산하는 형광성 슈도모나스속 균 (슈도모나스 푸치다, 슈도모나스 프롤에센스, 형광성 슈도모나스 등) 이 있다. 그 외 박테리아오신의 아그로신 84 (근두암종병균 대항) 을 생산하는 아글로박테리움 라디오벡터 및 식물호르몬 등의 생육증진물질을 생산하는 생육증진성 근권세균 (PGPR) 으로서 형광성 슈도모나스, 슈도모나스 푸치다, 슈도모나스 프롤에센스 및 바틸루스 속 등을 들 수 있다.
특히 CDU 분해균군 (슈도모나스 속, 아슬로벡터 속, 코리네박테륨 속, 아글로박테륨 속 등) 및 스트렙토마이세스 속의 균주 (일본 특허공보 평 5-26462 호) 는 토양전염성의 병원성 계상균에 대하여 현저한 억지력을 갖기 때문에 바람직하게 이용된다.
제 2 발명의 시한방출제어형 피복농약입제의 제조방법은 특별히 한정되는 것은 아니다. 구체예를 들면, 유동상태의 심재에 열가소성수지를 주성분으로 하는 피막재료를 용해한 혼합용해액을 분무하는 한편, 고속열풍류에 의하여, 해당 심재 표면의 용매를 제거, 건조하고, 심재의 표면에 피막재료를 피복하는 제조방법을 들 수 있다.
해당 제조방법에 사용할 수 있는 피복장치의 일례를, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 발명의 제조에는, 제 2 도에 나타나는 분류탑을 이용하여 행하는 것이 가장 바람직하다. 이 분류탑 (1) 은, 전동 또는 유동상태에 있는 심재 (5) 의 표면에, 스프레이노즐 (4) 에 의하여 피막재료의 혼합용해액 (12) 을 분무하고, 해당 표면을 피복함과 동시병렬적으로, 열교환기 (8) 로 가열된 고온기체를 분류탑 (1) 에 하부에서 유입시켜, 해당 고속열풍류에 의하여, 해당 심재 (5) 표면에 부착되어 있는 혼합용해액중의 용매를 순식간에 증발 건조시키는 것이다. 혼합용해액 (12) 은 펌프 (6) 에 의하여, 스프레이노즐 (4) 로 보내진다. 또, 고온기체는, 블로어 (10) 에 의하여 분류탑 (1) 의 하부로 보내진다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 설명하겠으나, 본 발명은 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 그리고, 이하의 실시예에 있어서의 「%」는 특별한 언급이 없는한, 「중량%」이다.
우선, 제 1 발명에서 실시예를 이하에 설명한다.
1. 피복용 농약입자의 제조
참고예 1
(농약입자 A 의 제조)
농약활성성분으로서 1,2,5,6-테트라히드로필로로[3,2,1-ij]퀴놀린-4-온이 98 % 함유되어 있는 농약 3 중량부, 벤토나이트 70 중량부, 클레이 27 중량부를 반죽기로 균일하게 혼합하고, 가수반죽한다. 이 혼합물을 스크류 압출식조립기 (스크린경 0.8 ㎜ ø) 로 압출 조립하고, 일차 농약조립물을 얻는다. 해당 조립물을 회전원반식 조립기 (후니파우달 제조, 말메라이저 QJ 400) 로, 원형도 계수가 0.7 이상이 될때까지 평활화처리를 행한다.
그 처리방법은, 해당 조립물을 계량하여 회전원반식 정립기에 공급하고, 하기의 운전조건으로 정립한다.
정립(整粒)후, 열풍순환건조기를 이용하여 100 ℃ 의 조건하에서 건조후, 진동체로 분급하여 농약활성성분을 2.8 % 함유하는 0.8∼1.4 ㎜ 의 이차농약조립물 (농약입자) 을 얻는다. 해당 농약입자는, 주식회사 피아스 제조의 PIAS-IV 를 이용하여 원형도 계수를 측정한다. 측정은, 랜덤에 취한 입자 100 개를 시료로서 행한다. 원형도 계수의 측정결과를 표 1 에 나타낸다.
운전조건
운전방식: 회분식
운전시간: 1 분
눈금접시 피치: 1 ㎜
회전수: 788 r/분
시험량: 5 ㎏ (1 회 당)
참고예 2
(농약입자 B 의 제조)
회전원반식 정립기의 운전시간 1 분을 5 분으로 한 것 외에는, (농약입자 A 의 제조) 에 준하여, 농약입자 B 를 얻는다. 얻어진 농약입자 B 의 원형도 계수를 (농약입자 A 의 제조) 에 준하여 측정한다. 원형도 계수의 측정결과를 표 1 에 나타낸다.
참고예 3
(농약입자 C 의 제조)
회전원반식 정립기의 운전시간 1 분을 10 분으로 한 것 외에는 (농약입자 B 의 제조) 에 준하여, 농약입자 C 를 얻는다. 얻어진 농약입자 C 의 원형도 계수를 (농약입자 A 의 제조) 에 준하여 측정한다. 원형도 계수의 측정결과를 표 1 에 나타낸다.
참고예 4
(농약입자 D 의 제조)
회전원반식 정립기의 운전시간 1 분을 20 초로 한 것 외에는, (농약입자 A 의 제조) 에 준하여, 농약입자 D 를 얻는다. 얻어진 농약입자 D 의 원형도 계수를 (농약입자 A 의 제조) 에 준하여 측정한다. 원형도 계수의 측정결과를 표 1 에 나타낸다.
그 외 참고예 5∼7 로서 시판하는 입제를 이용한다. 참고예 5 는 히노클로어 입제 (미까사가가꾸 고오교 (주)), 참고예 6 은 패던빔 입제 (다께다야꾸힝 고오교 (주)), 참고예 7 는 온콜입제 (오오쯔까 가가꾸 (주)) 이다. 참고예 5∼7 에 대하여 각각의 원형도 계수를, (농약입자 A 의 제조) 에 준하여 측정한다. 원형도 계수의 측정결과를 표 1 에 나타낸다.
표 1 로부터, 참고예 1∼3 의 농약입자의 원형도 계수는, 평균치, 최대치, 최소치 모두 0.7 이상이며, 본 발명의 피복용 농약입자를 얻을 수 있다. 참고예 4∼7 에 대해서는, 참고예 5 를 제외하고 원형도 계수의 평균치는 0.7 이상이었다. 그러나 그 최소치는 0.7 을 크게 밑돌았다.
농약입자 원형도 계수
평균 최대 최소 표준편차
참고예 1 (A) 0.8687 0.9821 0.7706 0.0772
참고예 2 (B) 0.9567 0.9922 0.7951 0.0327
참고예 3 (C) 0.9595 0.9954 0.9031 0.0239
참고예 4 (D) 0.8066 0.9835 0.5207 0.0715
참고예 5 0.6377 0.9014 0.3775 0.1082
참고예 6 0.7810 0.9822 0.5114 0.0963
참고예 7 0.7160 0.9107 0.3929 0.1041
2. 농약입자의 피복
제 1 도에 나타나는 분류탑 피복장치를 이용하여, 상기 「농약입자의 제조」에 의하여 얻어진 농약입자를, 표 2 기재의 조성의 피막재료로, 소정의 피복율이 될때까지 피복하고, 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 7 의 시한방출제어형 피복농약입제를 얻는다. 제조조건은, 이하의 방법에 준거하여 행한다.
또, 피복율은, 농약입자의 중량 (a) 과 피막의 중량 (b) 의 합을 100 중량% 로 한 시한방출제어형 피복농약입제에 대한 피막의 중량 (b) 의 비율이며, 계산식 [b×100/(a+b)] 으로 구한 값이다.
피막재료의 용해액은, 피막재료를 테트라클로로에틸렌에 균일하게 용해하여 농도를 2.5 중량% 로 한다.
일류체 노즐: 개구 0.4 ㎜ 풀콘형
미피복의 농약입자: 3 ㎏
열풍온도: 100 ± 2 ℃
열풍풍량: 4 ㎥/분
스프레이 유속: 0.2 ㎏/분
피복공정은 유동중인 농약입자온도가 소정의 온도에 도달한 시점부터 개시한다. 소정 시간 스프레이한 후, 소정 시간의 건조를 실시하여, 시한방출제어형 피복농약입제를 얻는다. 또, 피막이 제 1 및 제 2 피복층으로 형성되어 있는 것에 대해서는, 우선 제 1 피복층의 피막재료 용해액을 분무·분사하여, 제 1 피복층의 분무·분사가 종료하는대로, 제 2 피복층의 피막재료 용해액의 분무·분사를 행하며, 건조는 제 2 피복층의 분사가 종료한 후에 행한다.
피막재료조성 (단위:중량부) 공시
농약
입자
제1층 피복율
(%)
제2층 피복율
(%)
피복재1 피복재2 피복재3 피복재4 피복재1 피복재2
실시예 1 PE 30 - - 탈크 70 20 - - - A
실시예 2 PE 35 WAX 10 - 탈크 55 20 - - - B
실시예 3 ECO 20 PEO 1 - 탈크 79 20 - - - B
실시예 4 ECO 15 스타치5 - 탈크 80 20 - - - B
실시예 5 PEG 25 KI 75 - - 5 ECO 30 탈크 70 15 C
실시예 6 PE 25 EVA 5 - 탈크 70 10 WAX100 - 10 C
실시예 7 PE 34 WAX 1 SA 5 탈크 60 20 - - - B
비교예 1 PE 30 - - 탈크 70 20 - - - D
비교예 2 PE 35 - - 탈크 55 20 - - - D
비교예 3 ECO 20 PEO 1 - 탈크 79 20 - - - D
비교예 4 ECO 17 스타치5 - 탈크 78 19 - - - D
비교예 5 PEG 25 KI 75 - - 5 ECO 30 탈크 70 10 D
비교예 6 PE 25 EVA 5 - 탈크 70 10 WAX100 - 10 D
비교예 7 PE 34 WAX 1 SA 5 탈크 60 20 - - - D
PE: 저밀도 폴리에틸렌 MI=23 d=0.916 g/㎤
탈크: 평균입경 5 ㎛
WAX: 폴리에틸렌왁스 Mn=2,000
ECO: 에틸렌-일산화탄소공중합체 MI=0.75 CO=0.95 wt%
PEO: 폴리에틸렌옥사이드 Mn=300,000
스타치: 전분, 옥수수 (와꼬쥰야꾸 고오교샤 제조)
PEG: 폴리에틸렌글리콜 (니혼유시샤 제조, 상품명:폴리에틸렌글리콜 20000)
KI: 에틸렌·무수 말레인산 공중합체 말레이미드 변성체 (쿠라레샤 제조, 상품명: KI 겔-201K-F2)
EVA: 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 VAc=15 wt% MI=7.0
SA: 폴리옥시에틸렌모노스테아레이트 HLB=13
3. 방출기능확인시험
상기 실시예 1∼7 및 비교예 1 ∼7 에 의하여 얻어진 각 시한방출제어형 피복농약입제의 방출기능확인시험을 실시하였다. 방출확인시험은, 상기 농약입제를 물에 투입후, 해당 피복농약입제에 균열이 생겨, 피막이 파괴됨으로써, 내부의 농약입자에서 농약활성 성분이 외부로 방출될때까지의 시간 (방출개시시간) 을 측정한 것이다.
시험방법은 이하의 기재에 준하여 행한다.
즉, 마개 달린 시험관 (12 ㎜×72 ㎜) 에 물을 1.5 mL 넣고, 이 시험관에 상기 실시예 및 비교예의 시한방출제어형 피복농약입제를, 각 시험관 1 개당 1 입자 투입후 마개를 닫는다. 각 시험구당 100 관 (입자) 을 이용한다. 시험관을 수온 25 ℃ 일정한 조건으로 유지하여, 시간의 경과와 함께 붕괴하는 시한방출제어형 피복농약입제 개수를 카운터한다. 관찰은 시험개시부터 1 주일까지는 매일 행하고, 그 후에는 1 주일마다 행한다. 누적방출율은 공시입제의 누적붕괴수이다. 종축에 누적방출율, 횡축에 경과일수를 잡고, 각각의 관찰결과를 플롯하여 그래프를 작성한다. 또 시험개시부터 10% 방출에 이르기까지의 일수 (방출억제기간) 를 「D1」으로 하고, 그 이후 90% 방출에 이르기까지의 일수 (방출기간) 를 「D2」로 하며, 방출억제기간의 1/2 에 해당하는 시점에서의 방출율을 「1/2·D1」으로 한다. 그 결과를 표 3 에 나타낸다.
이것과 별도로, 시한방출제어형 피복농약입제 1g 을 일정량의 물에 투입하고, 수온 25 ℃ 일정한 조건하 수중에 침지한다. 일정기간 경과후, 입제를 물에서 꺼내어 시한방출제어형 피복농약입제와 물을 분별한다. 그 후, 분리한 물에 용출된 농약활성성분을 정량한다. 수중의 농약활성성분의 농도는, 고속액체 크로마토그래피 (워터즈사 제조 486 튜너블 UV/VIS 검출기) 를 이용하여 측정한다. 시한방출제어형 피복농약입제의 피막이 붕괴하지 않은 기간에는 수중의 농약활성성분이 검출되지 않았다. 이 결과로부터, 피막이 붕괴하지 않은 기간중에는 농약활성성분이 피막을 통과하여 수중에 용해되지 않는 것을 확인하였다 (다시말하면, 방출율이 0%)
표 3 의 「1/2·D1」으로부터 명확하듯이, 원형도 계수가 0.7 이상인 농약입자를 사용하여 얻은 시한방출제어형 피복농약입제는, 원형도 계수가 0.7 미만인 농약입자를 함유하는 농약입자를 사용하여 얻은 시한방출제어형 피복농약입제와 비교하여, 초기방출량이 극히 미량인 것을 알 수 있다.
공시피복입제 방출시험결과
방출일수 방출율(%)
D1 D2 1/2·D1
실시예 1 70 48 0
실시예 2 55 30 0
실시예 3 6 4 0
실시예 4 50 24 0
실시예 5 20 9 0
실시예 6 9 4 0
실시예 7 4 2 0
비교예 1 66 45 3.5
비교예 2 50 28 2.1
비교예 3 4 4 2.3
비교예 4 23 10 4.6
비교예 5 9 5 2.2
비교예 6 5 3 6.7
비교예 7 3 2 3.3
4. 시한방출제어형 피복농약입제혼합물의 제조
상기 2 의 「농약입자의 피복」에서 얻어진 시한방출제어형 피복농약입제를 이하의 중량비율로 배합하고, 균일해질때까지 교반하여 이하의 시한방출제어형 피복농약입제혼합물 (실시예 8∼10) 을 제조한다.
실시예 8 실시예 1 의 시한방출제어형 피복농약입제:실시예 5 의 시한방출제어형 피복농약입제=5:5
실시예 9 실시예 2 의 시한방출제어형 피복농약입제:실시예 5 의 시한방출제어형 피복농약입제=4:6
실시예 10 실시예 4 의 시한방출제어형 피복농약입제:실시예 5 의 시한방출제어형 피복농약입제:실시예 6 의 시한방출제어형 피복농약입제=5:4:1
5. 재배시험
본 발명품을 이용하여 재배시험을 행한다.
육묘용의 상토로서 3000 g 의 홍적화산탄 토양 (최대용수량 120 %, 입경 2 ㎜ 이하) 와, 육묘용비료로서 황가인산암모늄 (N-P2O5-K2O=13-13-13, 짓소(주) 상품명) 을 N,P2O5,K2O 가 각각 1 g 씩의 비율이 되도록, 콘크리트 믹서에 투입하고, 이것이 균일해질때까지 혼합한다.
해당 혼합물 2000 g 을 상기 물벼용 육묘상에 넣고, 표면을 평평히 한다. 농약과, 물벼의 최아종 벼 (품종:히노히까리) 150 g 을 상기 육묘상에 균일하게 또한, 층상으로 파종시용한다. 농약은 실시예 5, 비교예 4 을 이용하는 시험구는 각각 100 g, 실시예 8∼10 을 이용하는 시험구는 각각 200 g 을 이용한다. 또한 해당 혼합물 1000 g 을 이용하여 복토한다.
이후, 해당 육묘상을 그로스캐비넷에 넣고, 명(明)기 12 시간, 암(暗)기 12 시간, 20 ℃ 의 일정온도 조건하에서 적산온도가 420 ℃ 가 될때까지, 21 일간 묘를 육성한다. 광원으로서 형광등을 이용하여, 광원에서 육모상 표층까지의 거리는 30 ㎝ 였다. 또, 이 기간의 상대습도는 80 ∼ 90% 였다. 재배관리는, 배토표층이 건조하지 않도록 적당히 물을 준다. 그 외의 육묘관리는 관행법에 준하여 행한다. 재배시험결과를 표 4 에 나타낸다.
표 4 의 결과로 명확하듯이, 실시예 5, 8∼10 의 시험구에 있어서, 육묘기간중의 생육은 순조롭게 진행되고, 약해의 발생은 보이지 않았다. 각 실시예와 동일한 농약활성성분을 함유하는 비교예 4 은 각 실시예에 비하여, 육묘기간 도중부터 생육이 늦어져, 약해의 징후가 보였다. 육묘 종료 후에는 구마모토현 미나마따시의 수전에 있어서 재배를 행하였으나, 실시예 8∼10 의 시험구는 약효가 장기간 지속되었다.
시험구 재배 상황
실시예 5 약해 없음
실시예 8 약해 없음
실시예 9 약해 없음
실시예 10 약해 없음
비교예 4 2 주일 후 경부터 약해의 징후가 나타남
이어서, 제 2 발명을 실시예를 이하에 설명한다.
6. 피복용 농약입자 (심재) 의 제조
실시예 11∼18, 비교예 8, 9
표 5 에 나타나는 조성 (중량%) 의 원료를 믹서로 균일하게 혼합하여, 반죽기로 가수반죽한다. 해당 혼합물을 스크류압출식 조립기 (스크린경 0.8 ㎜ø) 로 압출 조립한 후, 정립기로 해당 조립물을 구형 정립한다. 이어서, 유동건조를 행하여, 체로 분리함으로써 입경 0.8∼1.4 ㎜ø 의 심재를 얻는다. 그리고, 심재 (7) 에서 이용한 폴리비닐알코올은 수용액상으로 첨가한다. 심재의 팽윤력은 별도 측정한다. 그 결과를 표 6 에 나타낸다.
심재의 조성
수팽윤성
물질 1
수팽윤성
물질 2
비수팽윤성
물질 1
비수팽윤성
물질 2
농약활성
성분
심재 1 벤토나이트1 20 전분 5 클레이 70 농약 5
심재 2 벤토나이트1 30 클레이 65 농약 5
심재 3 벤토나이트2 25 클레이 70 농약 5
심재 4 벤토나이트2 30 클레이 65 농약 5
심재 5 벤토나이트2 50 클레이 40 탈크 5 농약 5
심재 6 벤토나이트2 70 클레이 20 탈크 5 농약 5
심재 7 클레이 90 PVA 5 농약 5
심재 8 벤토나이트3 70 클레이 20 탈크 5 농약 5
※ 숫자는 각 피복재료의 배합비율 (중량환산) 을 나타낸다.
시험구 피막 재료 조성 공시 심재
열가소성 수지 보조성분 1 보조성분 2 종류 팽윤력 (㎖/2g)
실시예 11 폴리머1 20 탈크 80 심재 1 8
실시예 12 폴리머1 20 탈크 80 심재 2 9
실시예 13 폴리머1 20 탈크 80 심재 3 10
실시예 14 폴리머1 20 탈크 80 심재 4 11
실시예 15 폴리머1 25 탈크 75 심재 4 11
실시예 16 폴리머1 30 탈크 70 심재 4 11
실시예 17 폴리머2 30 탈크 68 계면활성제 2 심재 5 15
실시예 18 폴리머2 30 탈크 68 계면활성제 2 심재 6 20
비교예 8 폴리머1 20 탈크 80 심재 7 0
비교예 9 폴리머3 100 심재 8 32
※ 숫자는 각 피복재료의 배합비율 (중량환산) 을 나타낸다.
벤토나이트1: 팽윤력 28 mL/2g
벤토나이트2: 팽윤력 14 mL/2g
벤토나이트3: 팽윤력 48 mL/2g
전분: 콘스타치, 팽윤력 9 mL/2g
클레이: 카올린 (백토)
탈크: 평균입경 5 ㎛
PVA: 폴리비닐알코올 평균중합도 400∼600, 완전 검화형
농약: 농약활성성분 2-벤조티아졸-2-일옥시-N-메틸아세토아닐리드 70 중량% 함유
폴리머1: 에틸렌·일산화탄소 공중합체 MI=0.75 CO=0.95 중량%
폴리머2: 저밀도폴리에틸렌 MI=23 d=0.916/㎤
폴리머3: 파라핀 mp 68 ∼ 70 ℃
계면활성제: 헥사옥시에틸렌노닐페닐에테르 HLB=13
(심재팽윤력의 측정)
25 ℃ 의 정제수 100 mL 을 넣은 마개 달린 메스실린더 (100 mL) 에, 상기 방법으로 시작한 심재를 각각 2 g 씩 해당 심재가 내벽에 부착하지 않도록 첨가하여, 원활하게 실린더 바닥에 침착시킨다. 전량 첨가하여, 마개를 하여 24 시간 방치 후, 메스실린더 바닥부에 퇴적한 용적을 읽어, 그 값을 심재의 팽윤력 (mL/2g) 으로 한다.
(시한방출제어형 피복농약입제의 제조)
제 2 도에 나타내는 분류층 피복장치를 이용하여, 표 6 기재의 피막재료 조성물을 피복율이 20 % 가 되도록 피복하고, 본 발명품의 시한방출제어형 피복농약입제를 얻는다.
피복방법은, 이하의 방법에 준거하여 행한다.
또, 피복율은, 심재의 중량 (a) 과 피막의 중량 (b) 의 합을 100 중량% 로 하는 피복입제에 대한 피막의 중량 (b) 의 비율이며, 계산식 [b×100/(a+b)] 로 구한 값이다.
본 발명품의 제조를 제 2 도의 흐름도를 참조하여 설명한다.
탑경 250 ㎜, 높이 2000 ㎜, 질소가스 분출구경 50 ㎜, 원추각 50 도의 형상을 갖는 분류탑 (1) 내로, 분류용 고온열풍 (질소가스) 을 하부에서 상부로 향하여 보낸다. 상기 고온열풍은, 블로어 (10) 에서 송풍되어, 오리피스 유량계 (9) 를 통과하여, 열교환기 (8) 에 의하여 고온으로 가열되고, 분류탑 (1) 의 바닥부에서 공급되어, 분류탑 (1) 의 상부에 설치되어 있는 배기가스용 출구 (3) 에서 배출된다.
이 고온열풍이 순환하고 있는 분류탑 (1) 의 내부에, 상기 심재 (농약입자)(5) 를, 분류탑 (1) 의 측면에 설치되어 있는 심재 투입구 (2) 에서 3 ㎏ 투입하고, 제 2 도에 나타나듯이 심재 (5) 를 유동시킨다. 이때, 유량 및 열풍온도는, 각 샘플마다 적당히 조절할 필요가 있고, 유량은 오리피스 유량계 (9) 로 측정하면서 조절하고, 열풍온도는, T1 의 열풍온도, T2 의 심재온도, T3 의 배기온도를 측정하면서 조절한다. 본 각 실시예에 있어서는 유량 (오리피스 유량계 (9)) 4 ㎥/분, 열풍온도 (열풍온도 T1) 80 ℃±2 ℃ 로 실시한다.
한편, 용해조 (11) 에, 표 6 에 나타내는 피막재료조성의 각 성분과, 용매로서 톨루엔을 투입하고, 혼합교반하여, 2.5 중량% 의 균일한 피막재료용해액을 얻는다. 해당 용해액은, 펌프 (6) 에 의하여 분류탑 (1) 의 하부에 설치되어 있는 개구 0.6 ㎜ 풀콘형 일류체 노즐인 스프레이노즐 (4) 에, 유속 0.2 ㎏/분으로 수송되어, 유동중의 심재 (5) 에, 분무 및 분사된다.
해당 분사공정은, 유동중의 심재 (5) 의 심재온도 (T2) 가 소정의 온도에 도달한 시점에서 개시되며, 소정시간 스프레이한 후, 소정 시간의 건조를 실시하고, 건조가 종료된 시점에서, 블로어 (10) 를 멈추고, 피복된 심재 (5) 를, 분류탑 (1) 의 최하부에 있는 발출구 (7) 에서 배출한다. 이것으로서 실시예 11∼18, 비교예 8 및 9 의 시한방출제어형 피복농약입제를 얻는다.
「방출확인시험」
상기 제조예에 의하여 얻어진 각 시한방출제어형 피복농약입제의 방출확인시험을 실시하였다. 방출확인시험은, 해당 피복농약입제를 물에 투입했을때부터, 시한방출제어형 피복농약입제에 균열이 생겨, 피막이 파괴됨으로써, 내부의 심재가 외부로 방출될때까지의 시간 (방출개시시간) 을 측정한 것이다.
시험방법은 이하의 기재에 준하여 행한다.
즉, 캡 부착 시험관 (12 ㎜×72 ㎜)에 물을 1.5 mL 넣고, 이 시험관에 상기 제조예에 의하여 얻어진 시한방출제어형 피복농약입제를 각 시험관 1 개당 1 입자 투입후 캡을 한다. 각 시험구당 100 관 (입자) 이용한다. 시험관을 수온 20 ℃ 일정한 조건으로 유지하여, 시간경과와 함께 붕괴하는 시한방출제어형 피복농약입제의 개수를 센다. 관찰은 시험개시부터 1 주일까지는 매일 행하고, 그 후는 1 주일마다 행한다. 누적방출율은 공시입제의 누적붕괴수이다. 종축에 누적방출율, 횡축에 경과일수를 잡고, 각각의 관찰결과를 플롯하여 그래프를 작성한다 (제 3 도, 제 4 도).
실시예 11∼18 은 모두 방출억제기간/성분방출기간=0.1 이상이며, 전형적인 시한방출제어형인 것이 분명해졌다. 실시예 11∼14, 17, 18 에 있어서는, 심재의 팽윤력이 커짐에 따라서 성분방출기간이 짧아지며, 신속히 농약활성성분이 방출되는 경향이 확인되었다. 또한, 실시예 14∼16 에서 열가소성수지성분을 늘림으로써 방출억제기간이 길어졌다.
이상의 결과로부터, 제 2 발명의 시한방출제어형 피복농약입제의 심재 및 피막의 구성을 사용함으로써, 방출억제기간과 성분방출기간을 임의로 설정할 수 있고, 샤프한 방출제어가 가능하다는 것이 명확하다.
방출확인시험에 있어서, 비교예 8 는 80 일 경과해도 1 입자도 피막의 붕괴는 보이지 않았다. 비교예 8 와 같이 수팽윤성 물질을 함유하지 않는 심재를 이용하면, 수용해도가 겨우 4 ppm 정도인 전형적인 난수용성 농약을 이용할 경우에는, 농약활성성분의 피막내로의 잔류가 특히 염려된다.
흡수시의 팽윤력이 32 mL/2g 의 심재를 이용한 비교예 9 에 있어서는, 수지 100 % 의 피막임에도 불구하고, 방출억제기간, 성분방출기간 모두 1 시간이 채 못되었다. 이 방출특성으로는 실질적으로 시한방출제어가 가능했다고는 인정할 수 없다.
본 발명자들은 상기 종래기술에서의 문제점에 입각하여 예의 검토를 거듭한 결과, 농약활성성분을 유효성분으로서 포함하며, 또 하기 계산식에 의하여 구해지는 원형도 계수가 0.7 이상인 농약입자가 본 발명의 목적에 바람직하다는 것을 발견하였다. 또, 이 농약입자를 이용하여, 이 농약입자를 수지로 피복함으로써, 시한방출피복농약입제의 방출억제기간에 있어서의 농약활성성분의 사용환경내로의 방출량이 대폭으로 저감되는 것을 발견하였다.
원형도 계수 = (4π×입자의 투영면적)/(입자투영도의 윤곽의 길이)2
또한, 해당 피복농약입제의 단독, 혹은 그 혼합물을 작물의 재배에 이용함으로써, 농약의 산포·시용에 있어서의 작업을 현저하게 경감시키는 것을 발견하였다. 제 1 본 발명은 이들의 견지에 의거하여 완성한 것이다.
또한, 본 발명자들은, 흡수시의 팽윤력이 1∼30 mL/2g 인 농약입자를 열가소성수지를 유효성분으로 하는 피막으로 피복한 시한방출제어형 피복농약입제를 검토한다. 이 농약입제는, 포장에 시용후 일정 기간 농약활성성분을 방출하지 않는 기간과, 일정 기간 경과후 농약활성성분을 방출하는 기간을 가지며, 또 해당 방출억제기간과 성분방출기간의 각각은, 임의로, 또 독립적으로 제어가능한 것인 점,또 그 피막은 용이하며, 또 단순한 방법으로 피복할 수 있는 단층피막이면 된다는 점 등을 본 발명자들은 발견하였다. 제 2 본발명은, 이들의 견지에 의거하여 완성된 것이다.
즉, 본 발명은 하기의 (1)∼(9) 의 구성을 가진다.
(1) 1 종 이상의 농약활성성분을 유효성분으로서 함유하며, 또 하기식의 계산식에 의하여 구해지는 원형도 계수가 0.7 이상인 피복용 농약입자가 수지피막으로 피복된 피복농약입제로서, 시용후 일정 기간 농약활성성분의 방출이 억제된 방출억제기간과, 일정 기간 경과후 농약활성성분의 방출이 지속되는 방출기간으로 이루어지는 시한방출제어형의 서방기능을 갖는 피복농약입제.
원형도 계수 = (4π×입자의 투영면적)/(입자투영도의 윤곽의 길이)2
(2) 1 종 이상의 농약활성성분을 유효성분으로서 함유하며, 또 하기식의 계산식에 의하여 구해지는 원형도 계수가 0.7 이상인 피복용 농약입자가 수지피막으로 피복된 피복농약입제, 및 상기 (1) 에 기재한 피복농약입제에서 선택된 2 종 이상의 피복농약입제로 이루어지는 피복농약입제혼합물.
원형도 계수 = (4π×입자의 투영면적)/(입자투영도의 윤곽의 길이)2
(3) 상기 (1) 에 기재한 피복농약입제 또는 상기 (2) 에 기재한 피복농약입제 혼합물을 시용하는 농작물의 재배방법.
(4) 흡수시의 팽윤력이 1∼30 mL/2g 인 농약입자를, 열가소성수지를 유효성분으로 하는 피막재료로 피복한 시한방출제어형 피복농약입제.
(5) 상기 (4) 에 기재된 농약입자가 1 종 이상의 농약활성성분과, 1 종 이상의 수팽윤성물질로 이루어지는 시한방출제어형 피복농약입제.
(6) 상기 (5) 에 기재된 수팽윤성물질이 몬모릴로나이트를 주체로 하는 점토광물인 시한방출제어형 피복농약입제.
(7) 상기 (4)∼(6)의 어느 하나에 기재된 열가소성수지가 올레핀계 수지인 시한방출제어형 피복농약입제.
(8) 상기 (4)∼(6)의 어느 하나에 기재된 피막재료중에 에틸렌·아세트산비닐 공중합체를 15 중량% 이하 함유하는 시한방출제어형 피복농약입제.
(9) 상기 (4)∼(6)의 어느 하나에 기재된 피복재료중에 수불용성 및/또는 수난용성 분체를 분산시켜 이루어지는 시한방출제어형 피복농약입제.
제 1 발명의 원형도 계수가 0.7 이상인 농약입자의 표면을, 수지피막으로 피복한 피복농약입제는 시한방출제어형의 서방기능을 갖고, 방출억제기간에 있어서의 농약활성성분의 누출이 현저하게 억제된 우수한 시한방출기능을 갖는다.
또, 본 발명의 피복농약입제는, 방출억제기간중의 농약활성성분의 누출이 억제되고 있기 때문에, 재배기간에 필요한 농약활성성분의 전량 혹은 그 대부분을, 파종 혹은 이식과 동시에 한번에 시용해도 재배초기의 생육장해 (약해) 를 일으키지 않는다. 또, 본 발명의 피복농약입제를 2 종 이상 혼합한 혼합물도, 마찬가지로 약해를 일으키지 않기 때문에, 농약의 산포·시용 횟수를 감소시킬 수 있고, 이들의 작업을 현저하게 경감시킬 수 있다.
또한, 제 2 발명인 피복농약입제는, 농약활성성분을 임의의 시기에 방출할수 있는 것이며, 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 종래형의 미(未)피복농약은, 시용함과 동시에 환경수와 접하기 때문에 시용후, 곧바로 농약활성성분의 방출을 개시하였으나, 본 발명의 피복농약입제에 의하여 일정기간 농약활성성분의 방출을 억제하는 시한방출제어가 가능해졌다.
(2) 본 발명의 피복농약입제는 피막의 붕괴에 의하여 농약활성성분의 방출을 행하기 때문에, 난수용성의 농약활성성분이라도 용출제어가 가능하다.
(3) 용이하고 또 단순한 피복방법으로 피복가능한 단층피막이라도, 시한방출제어가 가능하며, 또 방출제어기간과 성분방출기간의 각각을 임의로, 또 독립적으로 제어할 수 있게 된다.
(4) 그리하여, 본 발명품을 이용함으로써, 농작업의 노동력절약화를 상당 부분에서 달성할 수 있다.

Claims (11)

1 종 이상의 농약활성성분을 유효성분으로서 함유하며, 또 하기의 계산식으로 구해지는 원형도 계수가 0.7 이상인 피복용 농약입자가 수지피막으로 피복된 피복농약입제로서, 시용후 일정기간 농약활성성분의 방출이 억제된 방출억제기간과, 일정 기간 경과 후 농약활성성분의 방출이 지속되는 방출기간으로 이루어지는 시한방출제어형의 서방기능을 갖는 피복농약입제.
원형도 계수 = (4π×입자의 투영면적)/(입자투영도의 윤곽의 길이)2
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1 종 이상의 농약활성성분을 유효성분으로서 함유하며, 또 하기의 계산식으로 구해지는 원형도 계수가 0.7 이상인 피복용 농약입자가 수지피막으로 피복된 피복농약입제, 및 제 1 항 기재의 피복농약입제에서 선택된 2 종 이상의 피복농약입제로 이루어지는 피복농약입제 혼합물.
원형도 계수 = (4π×입자의 투영면적)/(입자투영도의 윤곽의 길이)2
제 1 항 기재의 피복농약입제 또는 제 4 항 기재의 피복농약입제 혼합물을 시용하는 농작물의 재배방법.
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