KR20160036539A - 입상 비료용 착색제 조성물 및 그 착색 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입상비료 내부 착색용 제1(수계) 착색 조성물 및 입상비료 표면 착색용 제 2(유계) 착색 조성물을 함유하는 착색조성물 및 이를 사용한 입상비료의 착색방법에 관한 것으로, 전술한 제1(수계) 착색 조성물은 유기 안료, 물, 계면활성제, 증점제첨가제를 포함하고 입상비료의 내부 코어를 1차로 착색하며, 전술한 제 2(유계) 착색 조성물은 유기 안료, 파라핀유 및/또는 식물유, 계면활성제 및 첨가제를 포함하고 입상비료의 표면을 2차로 착색한다. 본 발명에 따르면, 내부의 입상 비료 코어 및 표면의 코팅층으로 된 이중-착색된 입상 비료를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 이중-착색된 입상비료는 강한 색 강도, 높은 광견뢰도 및 높은 은폐력을 가지고 있을 뿐만 아니라 제조원가가 저렴하고 제조공정이 간단하고 장기간 보관시에도 피복 효과가 우수하고 방출-제어된 특성을 나타낸다. 또, 본 발명에 따른 이중-착색된 입상비료를 제조하기 위한 착색 조성물은 환경독성효과가 낮고, 적용 매질 내에서 내산성 및 내염기성이 높다.

Description

입상 비료용 착색제 조성물 및 그 착색 방법 {COLORING AGENT COMPOSITION FOR GRANULE FERTILIZER AND COLORING METHOD THEREOF}

본 발명은 입상 비료용 착색제 조성물 및 그 착색 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 안료로써 비료의 표면 뿐만 아니라 내부도 착색되어 있는 이중-착색된 입상 비료 및 그 착색 방법에 관한 것이다.

비료는 식물의 성장 배지에 영양을 보충하기 위해 다년간 사용되어 왔다. 근년에는 토양 또는 다른 성장 배지에 제어된 양으로 식물 영양분을 전달하기 위한 기술의 개발에 관심이 집중되어 왔다. 예를 들면, 용해성이 매우 높은 비료 과립물로부터 질소와 같은 식물 영양분을 제어된 속도로 방출할 수 있는 입상비료는 더 오랜 기간에 걸쳐 영양분을 서서히 방출할 수 있기 때문에, 빗물 등에 의한 비료 성분의 손실이 방지될 수 있고 식물에 의한 비료 활용도가 증가될 수 있다. 또한, 비료 사용량의 감소 및 이로 인한 비용 절감의 이점, 생태계 내로 투입되는 비료량의 감소로 인한 환경적인 이점, 및 탈질소화로 인한 영양손실의 감소로 인한 이점을 함께 달성할 수 있다.

일반적으로, 방출-제어된 또는 서방성 비료 조성물에 있어서, 입상비료의 표면에 적용된 외부 수불용성층은 입상비료의 내마모성을 증가시키고, 입상비료가 물에 노출될 때 내부 비료 성분의 용해 또는 방출을 제어 또는 조절하는 기능을 갖는다. 이러한 외부 수불용성 층은 균열로 습기가 입상비료 내부로 들어가는 것을 방지하기 위한 소수성 층으로서 작용할 수도 있다. 본질적으로, 입상 또는 과립상 비료에 있어서, 표면 코팅층에 균열 또는 열극과 같은 결함이 전개되거나 미생물 작용으로 인한 침투 손상이 발생될 때까지, 표면 코팅층은 빗물이나 토양 내부의 물과 같이 비료 성분을 용해시킬 수 있는 성분들과 비접촉 상태로 유지시킬 수 있다.

한편, 비료를 제조하기 위한 다수의 착색제, 착색 용액 또는 분산제가 공지되어 있다. 많은 경우에, 용매 착색제를 오일에 용해시켜 비료에 첨가하고 있지만, 이러한 용매 착색제는 광견뢰성이 불량하고 색 강도가 약하다는 단점이 있을 뿐만 아니라, 일반적으로 내산성 및 내염기성이 불량하다는 문제점을 나타낸다. 아울러, 이러한 용매 착색제의 오일-용해도는 어느 정도 한계가 있어, 이에 따라 불량한 색 깊이가 결과될 수 있고, 따라서 증가된 은폐력(covering power)이 요구된다.

WO 1997/19030 호에는 비료 혼합물을 소량의 오일을 포함하는 무기 안료 분말로 착색하는 것이 개시되어 있는데, 여기서 오일은 미세하게 분리된 무기 안료 분말을 집진시키는데 사용된다.

한국특허출원 10-2004-7015693호 (PCT/EP2003/002675)에는 유기 안료, 파라핀유 및/또는 식물유, 분산제 및 통상적인 첨가제를 포함하는 안료조성물을 입상 비료에 도포하여 비료를 착색하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 파라핀 오일 자체 만을 피복제로 사용하면 고무 재질인 컨베이어 등을 손상시키거나, 피복하려는 물질의 내부로 스며드는 양이 많아 원료의 손실이 있고 피막 효과 또한 적어서 장기간의 고화 방지 효과를 얻기 어려울 뿐만 아니라 제조원가가 상승하는 단점이 있다.

또한, 요소나 초안 등 흰색을 띄는 비료에 파라핀 오일을 사용하여 피복한 경우, 장기간 보관 시 입상 비료의 잔류 수분에 의한, 그 수분의 온도에 의한, 대류로 인한, 수유(water-oli) 분리 개념의 계면이 생기는 원인으로 인한 피복 착색막이 박리되거나 사용하는 오일의 색깔에 따라 제품의 색상이 변색되어 상품성이 떨어지는 문제점을 유발한다.

이러한 상황에서, 강한 색 강도, 높은 광견뢰도 및 높은 은폐력을 달성할 수 있는 입상비료의 착색 방법을 개발할 필요가 있어 왔다.

본 발명의 목적은, 복수(수계, 유계)의 착색제를 사용하여 2중으로 비료를 착색 처리함으로써, 강한 색 강도, 높은 광견뢰도 및 높은 은폐력을 달성하고, 환경독성 효과를 없애고, 적용 매질 내에서 높은 내산성 및 내염기성을 나타내고 더불어, 제조원가가 저렴하고 제조공정이 간단하며 장기간 보관 시 피복 효과가 우수한 고체 입상 비료용 비료 착색제를 제공하는 것이다. 또한, 상기 입상 비료의 표면에 외부 착색제(수불용성) 층을 도입함으로써, 제어된 방출 비료 조성물의 내마모성을 증가시키고, 비료 조성물이 물에 노출될 때 제어된 방출 비료 조성물 내의 비료의 방출을 제어하는 데에 기능성을 부여하는 것이다.

본 발명은, 입상 비료 코어; 상기 입상 비료 코어의 내부에 형성되고, 유기 안료, 물, 계면활성제, 증점제를 포함하는 제1(수계) 착색 조성물로 착색되는 입상 비료; 상기 입상 비료의 표면에 형성되고, 유기 안료, 오일, 계면활성제를 포함하는 제 2(유계) 착색 조성물로 형성되는 외부 착색층을 포함하는 입상 비료를 그 특징으로 한다.

또한, 본 발명은,

1) 하나 이상의 유기 안료 1 내지 60 중량%, 물 40 내지 99 중량%, 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물 0 내지 10 중량%, 증점제 0 내지 3 중량%, 및 통상적인 첨가제 0 내지 5 중량%(상기 각 경우, 중량%는 착색 조성물의 총 중량을 기준으로 함)를 포함하는 제1(수계) 착색 조성물을 제조하는 단계;

2) 하나 이상의 유기 안료 1 내지 60 중량%, 오일 (예. 파라핀유 및/또는 식물유) 40 내지 99 중량%, 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물 0 내지 10 중량%, 및 통상적인 첨가제 0 내지 5 중량%(상기 각 경우, 중량%는 착색 조성물의 총 중량을 기준으로 함)를 포함하는 제2(유계) 착색 조성물을 제조하는 단계;

3) 제1(수계) 착색 조성물을 비료 제조 시 함께 첨가하여 내부가 착색된 비료를 제조하는 단계;

4) 제2(유계) 착색 조성물을 내부가 착색된 비료의 표면(외부)에 적용하여 착색 피복하는 단계를 포함하는 비료의 착색 방법에 관한 것이다.

본 발명의 비료 착색 조성물은 종래의 비료를 단일 착색 처리한 방법에 비하여 복수(수계, 유계)의 착색제를 사용하여 2중으로 비료를 착색 처리함으로써, 강한 색 강도, 높은 광견뢰도 및 높은 은폐력을 달성하고, 환경독성 효과를 없애고, 적용 매질 내에서 높은 내산성 및 내염기성을 나타내고 더불어, 제조원가가 저렴하고 제조공정이 간단하며 장기간 보관 시 피복 효과가 우수한 고체 입상 비료용 비료 착색 조성물을 제공한다. 또한, 상기 입상 비료의 표면에 외부 착색제(수불용성) 층을 도입함으로써, 제어된 방출 비료 조성물의 내마모성을 증가시키고, 비료 조성물이 물에 노출될 때 제어된 방출 비료 조성물 내의 비료의 방출을 제어하는 데에 기능성을 부여한다.

도 1은 본 발명에 따른 이중-착색된 입상비료의 개념도를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명 및 비교발명에 따른 제1(수계) 착색 조성물에 대한 경시 안정성을 보여주는 도면으로서, 각각은 실시예 5(a), 비교예 1(c), 비교예 2(d) 및 비교예 3(e)의 제1(수계) 착색 조성물의 사진을 보여준다.
도 3은 본 발명 및 비교발명에 따른 이중-착색된 입상비료의 피복 착색막에 대한 백화 현상을 관찰한 도면으로서, 각각 실시예 6(b), 비교예 4(f) 및 비교예 5(g)의 입상비료의 사진을 보여준다.
도 4는 본 발명 및 비교발명에 따른 이중-착색된 입상비료의 수중 부상을 관찰한 도면으로서, 각각 실시예 6(b), 비교예 5(g) 및 비교예 5(h)의 입상비료의 사진을 보여준다.

본 발명은, 입상 비료 코어; 상기 입상 비료 코어의 내부에 형성되고, 유기 안료, 물, 계면활성제, 증점제를 포함하는 제1(수계) 착색 조성물로 착색되는 입상 비료; 상기 입상 비료의 표면에 형성되고, 유기 안료, 오일, 계면활성제를 포함하는 제 2(유계) 착색 조성물로 형성되는 외부 착색층을 포함하는 입상 비료를 그 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 첫 번째 목적은 내부의 입상 비료 코어 및 표면의 코팅층으로 된 이중-착색된 입상 비료를 제공하는 것으로,

전술한 내부의 착색된 입상 비료 코어는 유기 안료, 물, 계면활성제, 증점제를 포함하는 제1(수계) 착색 조성물로써 1차로 착색되어 있으며,

전술한 표면의 코팅층은 유기 안료, 오일(예. 파라핀유 및/또는 식물유), 계면활성제를 포함하는 제 2(유계) 착색 조성물로써 2차로 착색되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은,

1) 하나 이상의 유기 안료 1 내지 60 중량%, 물 40 내지 99 중량%, 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물 0 내지 10 중량%, 증점제 0 내지 3 중량%, 및 통상적인 첨가제 0 내지 5 중량%(상기 각 경우, 중량%는 착색 조성물의 총 중량을 기준으로 함)를 포함하는 제1(수계) 착색 조성물을 제조하는 단계;

2) 하나 이상의 유기 안료 1 내지 60 중량%, 파라핀유 및/또는 식물유 40 내지 99 중량%, 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물 0 내지 10 중량%, 및 통상적인 첨가제 0 내지 5 중량%(상기 각 경우, 중량%는 착색 조성물의 총 중량을 기준으로 함)를 포함하는 제2(유계) 착색 조성물을 제조하는 단계;

3) 제1(수계) 착색 조성물을 비료 합성 시 함께 첨가하여 내부가 착색된 비료를 제조하는 단계;

4) 제2(유계) 착색 조성물을 내부가 착색된 비료의 표면(외부)에 적용하여 착색 피복하는 단계를 포함하는 비료의 착색 방법에 관한 것이다.

따라서, 본 발명의 두 번째 목적은 전술한 이중-착색된 입상 비료의 제조방법을 제공하는 것으로, 구체적으로,

1) 유기 안료, 계면활성제 또는 이의 혼합물, 증점제 및 통상적인 첨가제를 물에 첨가하여 제1(수계) 착색 조성물을 제조하는 단계;

2) 유기 안료, 계면활성제 또는 이의 혼합물 및 통상적인 첨가제를 파라핀유 및/또는 식물유에 첨가하여 제2(유계) 착색 조성물을 제조하는 단계;

3) 비료 또는 비료 원료로부터 입상비료 코어를 제조하는 과정에, 전술한 제1(수계) 착색 조성물을 첨가하여 착색된 입상비료 코어를 제조하는 단계; 및

4) 상기 수득된 착색된 입상비료 코어를 전술한 제2(유계) 착색 조성물로써 코팅하여 표면의 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 하나의 실시양태에서, 제1(수계) 착색 조성물은 하나 이상의 유기 안료 1 내지 60 중량% 및 물 40 내지 99 중량%를 포함하는 착색 조성물을 사용하고, 제2(유계) 착색 조성물은 하나 이상의 유기 안료 1 내지 60 중량%, 및 파라핀유 및/또는 식물유 40 내지 99 중량%를 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시양태에서, 제1(수계) 착색 조성물은 하나 이상의 유기 안료 10 내지 55 중량%, 특히 15 내지 50 중량%, 물 45 내지 90 중량%, 특히 50 내지 85 중량%, 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물 0 내지 10 중량%, 증점제 0 내지 3 중량%, 및 통상적인 첨가제 0 내지 5 중량%를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 하나의 바람직한 실시양태에서, 제2(유계) 착색 조성물은 하나 이상의 유기 안료 10 내지 55 중량%, 특히 15 내지 50 중량%, 파라핀유 및/또는 식물유 45 내지 90 중량%, 특히 50 내지 85 중량%, 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물 0 내지 10 중량%, 및 통상적인 첨가제 0 내지 5 중량%로 이루어진 착색 조성물을 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비료 착색제에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 입상비료 내부 착색용 제1(수계) 착색 조성물 및 입상비료 표면 착색용 제 2(유계) 착색 조성물을 함유하는 착색조성물 및 이를 사용한 입상비료의 착색방법에 관한 것으로, 전술한 제1(수계) 착색 조성물은 유기 안료, 물, 계면활성제, 증점제첨가제를 포함하고 입상비료의 내부 코어를 1차로 착색하며, 전술한 제 2(유계) 착색 조성물은 유기 안료, 파라핀유 및/또는 식물유, 계면활성제 및 첨가제를 포함하고 입상비료의 표면을 2차로 착색한다.

본 발명의 비료 착색제 또는 착색 조성물은 순차적으로 입상 비료 코어의 내부에 제1 착색, 입상 비료의 표면(외부)에 제2 착색이 이루어진다. 즉, 입상비료 코어의 내부의 착색이 먼저 행해지고, 다음으로 입상 비료의 표면(외부)의 착색이 수행될 수 있다.

본 발명의 식물용 착색 비료는 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 포타슘 및 마그네슘으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 비료 원료 또는 비료 성분을 함유한다.

본 발명에서 유기 안료의 예로는 모노아조 안료, 다이아조 안료, 다이아조 축합 안료, 레이키드(laked) 아조 안료, 트라이페닐메테인 안료, 싸이오인디고 안료, 싸 이아진-인디고 안료, 페릴렌 안료, 페리논 안료, 안탄트론 안료, 다이케토피롤로피롤 안료, 다이옥사진 안료, 퀴나크리돈 안료, 프탈로사이아닌 안료, 아이소인돌리논 안료, 아이소인돌린 안료, 벤즈이미다졸론 안료, 나프톨 안료 및 퀴노프탈론 안료를 언급할 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. 특별하게는, 퍼니스 블랙(furnace black) 또는 가스 블랙(gas black)으로 이루어진 군으로부터의 산성 내지 알칼리성 블랙이 포함될 수 있다.

본 발명에서 제2(유계) 착색제 또는 착색조성물의 경우 무기 안료도 이용할 수 있다. 이용 가능한 무기 안료의 예로는 화이트 안료(white pigment), 산화철 안료, 철 블루 안료(blue pigment), 산화크롬 안료, 울트라마린(ultramarine) 안료, 혼합 상 안료, 설파이드/설파이드 셀레나이드 안료, 카보네이트 안료, 크로메이트/크로메이트-몰리브데이트 안료, 착체 염 안료, 실리케이트 안료, 광택 안료(luster pigment) 또는 발광 안료가 있다.

본 발명에서 제1(수계) 착색제 또는 착색조성물에 있어서, 용매 또는 수성 매체로서 사용되는 물은 특별한 제한이 없지만, 탈염수 또는 이온교환수를 사용하는 것이 바람직하다. 물은 제1(수계) 착색조성물에서 40 중량% 이상, 바람직하게는 45 중량% 이상, 보다 바람직하게는 50 중량% 이상의 비율로 포함된다.

본 발명에서 제2(유계) 착색제 또는 착색조성물에 있어서, 용매 또는 유성 매체로서 사용되는 파라핀유는 0.82 내지 0.89g/ml의 밀도 및 25 내지 80mPs의 동점도(25℃에서)를 갖는 포화 지방족 탄화수소들의 고유동성 혼합물로서 이해되나, 이들로 특별하게 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 방법에 적합하며 백색 오일로서도 알려져 있는 시판중인 파라핀유는 여전히 방향족 탄화수소 40% 이하를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서 제2(유계) 착색제 또는 착색조성물에서, 용매 또는 유성 매체로서 사용될 수 있는 식물유는 오일 씨드(oil seed)로부터 제조된 시판 중인 오일, 예를들어 해바라기유, 올리브유, 팜핵유(palm kernel oil), 평지씨유, 및 이들의 혼합물을 언급할 수 있으나, 이들로 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 제2(유계) 착색조성물의 경우 유성 매체로 왁스도 이용할 수 있다. 이용 가능한 왁스의 예로는 중간 석유 왁스, 알파 올레핀 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 파라핀 왁스, 규소 왁스, 슬랙 왁스, 미세결정성 왁스, 및 천연 왁스로부터 선택될 수 있다. 왁스는 약 60 내지 80℃, 또는 그 사이의 어떤 온도, 예를 들면 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80℃, 또는 그 사이의 어떤 온도의 드롭 융점 온도를 포함할 수 있다.

본 발명에서 용어 "비료" 또는 비료성분는 주로 합성 무기 비료, 예컨대 유기 비료 및/또는 미량의 원소와 혼합될 수 있는 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 포타슘 및 마그네슘 비료로서 이해된다. 경우에 따라, 비료 또는 비료성분은 비료원료 또는 비료전구체로서 표기될 수도 있다.

본 발명의 방법에 따라 착색될 수 있는 비료 또는 비료성분의 비제한적인 예로는 암모늄 설페이트, 암모늄 나이트레이트, 칼슘 암모늄 나이트레이트, 유레아, 유레아-알데하이드 축합물, 마그네슘 암모늄 설페이트, 암모늄 설페이트 나이트레이트, 칼슘 나이트레이트, 칼슘 사이안아마이드, 슈퍼포스페이트(superphosphate), 더블 슈퍼포스페이트(double superphosphate), 트리플 슈퍼포스페이트(triple superphosphate), 연마된 염기성 슬래그, 다이칼슘 포스페이트, 포타슘 클로라이드, 포타슘 설페이트, 포타슘 마그네슘 설페이트, 탄산칼슘, 산화칼슘 및 이들의 혼합물이 있다. 또한, 상기 비료는 유기 중합체 또는 황으로 코팅될 수 있다.

본 발명의 비료 착색 조성물은 점증제로서 합성 고분자 점증제 및 천연의 무기, 유기 증점제를 이용한다.

합성 고분자 점증제는 스티렌계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 및 셀룰로오스계 수지 등을 들 수 있다. 합성고분자는 일정한 분자량과 체인 특성을 가지고 있기 때문에 획일적인 점증이 가능하고, 상대적으로 온도의 영향을 받지 않는 장점이 있으며, 합성고분자의 고분자 체인들이 서로 잡아주어 외상인 수상을 고정시키고 분산 입자들이 뭉치지 않게 도와준다.

천연 무기 점증제는 물에 분산시켰을 때 물의 극성에 의하여 유동성이 증가되거나 재배열을 하는 특징을 나타내는 것으로, 마그네슘실리케이트, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 소듐 마그네슘 실리케이트, 벤토나이트 등이 있다. 이는 착색 조성물의 점도를 증가시켜주는 점도 조절제(viscosity adjuster) 역할을 하고 안정도를 향상시키기 위해 이용된다. 또한, 분산질/분산매의 경계면(phase interface)에서 격자 구조를 구성하여 안정화시켜 분산 안정제로서의 기능을 하여 계면활성제의 양을 감소시키는데 도움을 준다.

천연 유기 점증제는 용액 상에서 나선 체인(helix chains)으로 연결되어 느슨하게 묶인 매트릭스(matrix)를 형성하고, 나선(helix) 때문에 증가된 유체역학적 부피(hydrodynamic volume)가 점도 상승(viscosity build)을 일으켜서 점증효과를 내는 것으로 알려져 있다. 잔탄검은 천연 유기 점증제로서 드물게 균일한 점증을 가능하게 해주는 점증제로서 제품의 안정도를 높이는데 기여한다.

본 발명에서 사용되는 점증제는 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량%로 함유된다. 0.01 중량% 미만인 경우는 유화 안정도를 잡기 어려워지며, 5 중량% 초과일 경우는 겔링 현상이 발생하며 pH가 높아져 유기산 방부제를 사용하여 장기 방부를 확보하기 어렵다.

제1(수계) 착색 조성물은 글리세린 등의 다가 알코올류, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 등의 알킬렌 글리콜류 또는 이들의 알킬렌 글리콜 알킬에테르류로 구성되는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 수용성 유기용제를 함유할 수 있다.

음이온성, 양이온성, 비이온성 및 양쪽성 계면활성제는 분산제로서 적합하다. 하나 이상의 중쇄 또는 장쇄 탄화수소 쇄를 갖는 분산제가 특히 적합한 것으로 입증되어 있다.

음이온성 계면활성제로서는 지방산염, 알킬황산에스테르염, 알킬아릴술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산염, 리그닌술폰산염, 디알킬설폰산염, 디알킬술포숙신산염, 알킬디아릴에테르디설폰산염, 알킬인산염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르유산염, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르유산염, 나프탈렌설폰산 포르말린 축합물, 폴리옥시에틸렌알킬인산에스테르염, 글리세롤 보레이트 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 글리세롤 지방산 에스테르 등이 예시된다.

비이온성 계면활성제로서는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 폴리옥시에틸렌 옥시프로필렌 블록 코폴리머, 솔비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 불소계, 실리콘계 등의 비이온성 활성제가 예시된다.

양이온성 활성제로서는 알킬아민염, 제4 급 암모늄염, 알킬피리디늄염, 알킬이미다졸륨염 등이 예시된다.

양쪽성 계면활성제로서는 알킬베타인, 알킬아민옥사이드, 포스파질 콜린 등이 예시된다.

상기 제1(수계) 착색 조성물은 소포제로서 실리콘계, 폴리 실록산계, 아세틸렌 글리콜계 계면활성제 및 미네랄 오일 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 실리콘 에멀젼을 사용하는 것이 좋다. 상기 실리콘 에멀젼의 소포제로는 예를 들어, BYK 011, BYK 018, BYK 019, BYK 020, BYK 021, BYK 024(BYK사제), 노프코-엔액스제트(nopco-nxz)(산노프코사제), EFCA 2524(에프카사제), CFC-120W(청우CFC사제) 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지는 아니한다.

적합한 통상적인 첨가제는 유화제, 현탁제, 케이킹 방지제(anticaking agent), 습윤제, 보존제, 점도 안정화제, 및 레올로지 변화 첨가제이다. 이들 중에서 특히 비료 과립들이 함께 케이크화되는 것을 방지하는 케이킹 방지제가 사용된다.

본 발명에 따라 사용되는 제1(수계), 제2(유계) 착색 조성물은, 유기 안료를 전술한 물 또는 오일, 임의적으로 분산제 및/또는 통상적인 첨가제의 존재 하에서 분말, 플러쉬 페이스트(flush paste), 압축 케이크 또는 과립 물질의 형태로 분산시킴으로써 제조될 수 있다. 분산제 및/또는 첨가제가 첨가되면, 바람직하게는 이들 성분들은 우선 물 또는 오일과 혼합되고, 안료가 그 안에서 교반되고, 사용된 안료의 입자 경도에 따라 교반기, 용해기, 회전자-고정자 밀, 볼 밀, 교반용 볼 밀, 예컨대 샌드 밀 및 비이드 밀, 고속 혼합기, 혼련 장치 또는 고성능 비이드 밀을 사용하여 분산된다.

본 발명에 따라 비료를 착색하기 위해, 전술한 제1(수계), 제2(유계) 착색 조성물은 착색될 비료의 중량을 기준으로 하여 0.00001 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.005 내지 0.9 중량%, 특히 0.05 내지 0.8 중량%의 양으로 비료에 적절하게 적용된다.

본 발명에 있어서, 비료 또는 비료 원료로부터 입상비료 코어를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않고 당업계에 공지 또는 주지의 방법으로 달성할 수 있으며, 예를들면 비료 원료 또는 비료 전구체를 임의의 성형조제 및/또는 임의의 첨가제와 함께 혼합 및 성형함으로써 달성될 수 있다.

또, 입상비료 코어를 제2(유계) 착색 조성물로써 코팅하여 표면의 코팅층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고 당업계에 공지 또는 주지된 방법에 의해 달성될 수 있으며, 예를들면, 분무, 침지, 살포, 코팅 등의 방법을 언급할 수 있다.

상기한 착색 조성물의 사용 목적은 현저하게 높은 은폐력, 높은 광견뢰도, 높은 색 강도, 및 착색제에 비교되는 환경적 이점(이들은 일반적으로 라벨상에 표시해야 한다), 및 산 및 알칼리에 대한 현저하게 우수한 저항성을 얻는데 있다. 또한, 최종 생성물 내에 직접적인 혼입이 가능하고, 용해 과정으로 분산될 수 있다. 혼합된 색의 제조물은 냉각 상태로 존재할 수 있는데, 이는 액체 제조물이 포함되어 있기 때문이다.

본 발명에 따른 이중-착색된 입상비료에 있어서, 표면의 외부 착색제(수불용성) 층은 제어된 방출 비료 조성물의 내마모성을 증가시키고, 비료 조성물이 물에 노출될 때 제어된 방출 비료 조성물 내의 비료의 방출을 제어하는 데에 기능한다. 또, 본 발명의 이중-착색된 입상비료는 분산성이 양호하며, 분말 등과 같은 비산의 걱정도 없고, 수중에 시비할 때 나타나는 부상 및 부유 문제를 해결할 수 있어, 벼농사 등에 널리 적용될 수 있다.

또한, 상기 착색 조성물은 분산성이 양호하고 분말 등과 같은 비산의 걱정도 없기 때문에 원칙적으로 신발 폴리싱제, 양초, 왁스 크레용, 모델화 점토(modeling clay), 화장품, 페인트(예컨대, 라텍스 페인트 또는 에멀젼 페인트)를 착색시키기 위한 잉크, 예컨대, 텍스타일 인쇄 잉크, 플렉소그래픽 또는 그라비야 잉크, 벽지 잉크를 프린트하기 위한, 목재 보존 시스템을 위한, 점성 용액 염색을 위한, 바니쉬를 위한, 소시지 스킨(sausage skin)을 위한, 씨이드를 위한, 유리병을 위한, 기와(roofing tile)의 전반적인 착색을 위한, 유리를 위한, 우드스테인(woodstain)을 위한, 페이퍼 펄프(paper pulp)를 위한, 착색 펜슬 리드(pencil lead), 펠트-팁 펜(felt-tip pen), 미술가용 펜(artist's pen), 볼펜용 페이스트, 분필, 세제, 세정 제품 또는 슈케어(shoecare) 제품, 라텍스 제품 또는 마모제의 착색을 위한, 또한 플라스틱 및 고분자량 물질의 착색을 위한, 또한 전자사진 토너 및 전자사진 현상제, 예컨대 일성분 또는 이성분 분말 토너, 자기 토너, 액체 토너, 중합 토너 및 추가의 특수 토너 내에서의 착색제로서, 및 또한 잉크제트 잉크, 특히 비수성계 고온 용융 잉크 또는 마이크로에멀젼 잉크 중에 착색제로서 사용될 수 있다.

본 발명의 하나의 변법에 따르면, 전술한 제1(수계) 착색 조성물 및 전술한 제2(유계) 착색 조성물을이중-착색된 입상 비료용 착색 조성물 키트 또는 세트가 제공될 수 있다. 전술한 제1(수계) 착색 조성물은 입상비료의 코어를 착색하기 위한 것이며, 전술한 제2(유계) 착색 조성물은 입상비료의 표면을 착색하기 위한 것이다.

본 발명의 또다른 변법에 따르면, 이중-착색된 입상 비료용 착색 조성물 키트 또는 세트를 사용하여 입상 비료를 이중으로 착색하는 방법이 제공될 수 있다. 구체적으로, 제1(수계) 착색 조성물로써 입상비료의 코어를 착색하고 제2(유계) 착색 조성물을 사용하여 입상비료의 표면을 착색하는 것을 포함하는, 입상비료를 이중으로 착색하는 방법이 제공될 수 있다. 상기 착색방법에서 사용될 수 있는 제1(수계) 착색 조성물 및/또는 제2(유계) 착색 조성물에 대해서는 상기 기재된 바와 같다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하겠으나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 제한되는 것으로 해석되지 아니한다. 실시예에서 함량을 나타내는 부는 특별한 언급이 없으면 모두 중량부를 의미한다.

제조예 1 : 제1(수계) 착색 조성물의 제조

피그먼트 옐로우 155(C.I Pigment Yellow 185) 12.5부, 피그먼트 블루 15:3(Pigment Blue 15:3) 2부, 피그먼트 레드 264(Pigment Red 264) 12.5부, 합성 고분자 및 무기 또는 유기 점증제 1부, 나프탈렌 설폰산 포르말린 축합물 5부, Proxel GXL 0.1부, EFKA 2524 0.2부 및 물 68.7부를 혼합하여 지르코늄 옥사이드 비이드(직경 = 1.0mm) 280부가 구비된 비이드 밀(Grain Mill)을 사용하여 30 내지 40℃에서 순환 분산시켜 유기안료를 함유하는 제1(수계) 착색 조성물을 얻었다.

제조예 2 : 제2(유계) 착색 조성물의 제조

피그먼트 옐로우 83(C.I Pigment Yellow 83) 12.5부, 피그먼트 블루 15:6(Pigment Blue 15:6) 2부, 피그먼트 레드 208(Pigment Red 208) 12.5부, 파라핀 오일(백색 오일, 20℃에서의 동점도 32mm²/s, 20℃에서의 밀도 848kg/m³, 융점 -9℃, 20℃에서의 굴절 지수 1.466, 탄화수소 분포(파라핀 67%, 방향족 화합물 33%)) 75부를 혼합하여 지르코늄 옥사이드 비이드(직경 = 1.0mm) 280부가 구비된 비이드 밀(Grain Mill)을 사용하여 30 내지 40℃에서 순환 분산시켜 유기안료를 함유하는 제2(유계) 착색 조성물을 얻었다.

상기 제조된 착색 조성물은 매우 순수한 색조를 갖고, 저장 시 매우 유동적이며, 또한 안정적인 것으로 밝혀졌다. 즉, 시험 표본은 5주 동안 50℃에서의 열 에이징 대신에 매우 유동적 상태를 유지했다.

제조예 3 : 제3(유계) 착색 조성물의 제조

피그먼트 옐로우 83(C.I Pigment Yellow 83) 12.5부, 피그먼트 블루 15:6(Pigment Blue 15:6) 2부, 피그먼트 레드 208(Pigment Red 208) 12.5부, 제조예 2에서 사용된 것과 동일한 파라핀 오일 45부를 혼합하여 지르코늄 옥사이드 비이드(직경 = 1.0mm) 280부가 구비된 비이드 밀(Grain Mill)을 사용하여 30 내지 40℃에서 1차로 순환 분산시킨 후 70℃에서 폴리에틸렌 왁스 30부를 넣고 30분간 교반시켰다. 다음으로, 상온으로 냉각시켜 유기안료 및 왁스가 함유된 제3(유계) 착색 조성물을 얻었다.

실시예 1 : 제1(수계) 착색 조성물의 제조

피그먼트 옐로우 155(C.I Pigment Yellow 185) 12.5부, 피그먼트 블루 15:3 (Pigment Blue 15:3) 2부, 피그먼트 레드 264(Pigment Red 264) 12.5부, 메타크릴산 메틸-아크릴산 부틸-아크릴로니트릴 공중합체 1부, 나프탈렌 설폰산 포르말린 축합물 5부, Proxel GXL 0.1부, EFKA 2524 0.2부 및 물 68.7부를 혼합하여 지르코늄 옥사이드 비이드(직경 = 1.0mm) 280부가 구비된 비이드 밀(Grain Mill)을 사용하여 30 내지 40℃에서 순환 분산시켜 유기안료를 함유하는 제1(수계) 착색 조성물을 얻었다.

실시예 2: 제1(수계) 착색 조성물의 제조

피그먼트 옐로우 155(C.I Pigment Yellow 185) 12.5부, 피그먼트 블루 15:3(Pigment Blue 15:3) 2부, 피그먼트 레드 264(Pigment Red 264) 12.5부, 마그네슘 실리케이트 1부, 나프탈렌 설폰산 포르말린 축합물 5부, Proxel GXL 0.1부, EFKA 2524 0.2부 및 물 68.7부를 혼합하여 지르코늄 옥사이드 비이드(직경 = 1.0mm) 280부가 구비된 비이드 밀(Grain Mill)을 사용하여 30 내지 40℃에서 순환 분산시켜 유기안료를 함유하는 제1(수계) 착색 조성물을 얻었다.

실시예 3 : 제1(수계) 착색 조성물의 제조

피그먼트 옐로우 155(C.I Pigment Yellow 185) 12.5부, 피그먼트 블루 15:3(Pigment Blue 15:3) 2부, 피그먼트 레드 264(Pigment Red 264) 12.5부, 소듐 마그네슘 실리케이트 1부, 나프탈렌 설폰산 포르말린 축합물 5부, Proxel GXL 0.1부, EFKA 2524 0.2부 및 물 68.7부를 혼합하여 지르코늄 옥사이드 비이드(직경 = 1.0mm) 280부가 구비된 비이드 밀(Grain Mill)을 사용하여 30 내지 40℃에서 순환 분산시켜 유기안료를 함유하는 제1(수계) 착색 조성물을 얻었다.

실시예 4 : 제1(수계) 착색 조성물의 제조

피그먼트 옐로우 155(C.I Pigment Yellow 185) 12.5부, 피그먼트 블루 15:3(Pigment Blue 15:3) 2부, 피그먼트 레드 264(Pigment Red 264) 12.5부, 벤토나이트 1부, 나프탈렌 설폰산 포르말린 축합물 5부, Proxel GXL 0.1부, EFKA 2524 0.2부 및 물 68.7부를 혼합하여 지르코늄 옥사이드 비이드(직경 = 1.0mm) 280부가 구비된 비이드 밀(Grain Mill)을 사용하여 30 내지 40℃에서 순환 분산시켜 유기안료를 함유하는 제1(수계) 착색 조성물을 얻었다.

실시예 5 : 제1(수계) 착색 조성물의 제조

피그먼트 옐로우 155(C.I Pigment Yellow 185) 12.5부, 피그먼트 블루 15:3(Pigment Blue 15:3) 2부, 피그먼트 레드 264(Pigment Red 264) 12.5부, 잔탄검 1부, 나프탈렌 설폰산 포르말린 축합물 5부, Proxel GXL 0.1부, EFKA 2524 0.2부 및 물 68.7부를 혼합하여 지르코늄 옥사이드 비이드(직경 = 1.0) 280부가 구비된 비이드 밀(Grain Mill)을 사용하여 30 내지 40℃에서 순환 분산시켜 유기안료를 함유하는 제1(수계) 착색 조성물을 얻었다.

실시예 6 : 2중(내부, 외부)으로 착색 처리된 입상 비료의 제조

혼합 반응기에 황산(95%) 25부를 넣고, 실시예 5의 제1(수계) 착색 조성물 0.3부를 인산(43%) 20.7부에 넣고 혼합한 후 반응기 내의 황산에 첨가하고, 암모니아(28%) 수용액 54부를 천천히 적가하여 내부 착색 비료의 반응 혼합물을 생성하였다. 다음으로, 슬러리 상태의 반응 혼합물을 90℃ 오븐에서 제립 건조(함수율 1% 미만)시킨 후 회전조에 주입하고, 열풍에 의해 약 40℃까지 가열한 후 30분간 전동 상태로 하여, 원하는 내부 착색 입상 비료를 제조하였다. 다음, 제조예 2에 기술된 제2(유계) 착색 조성물을 상기 내부 착색 입상 비료의 표면에 분무하여 제2(유계) 착색제가 코팅된 입상 비료를 제조하였다. 착색된 양은 목적하는 색 강도에 따라 제1(수계), 제2(유계) 착색 조성물 각각 비료 1톤당 0.1 내지 10kg의 범위에서 변하였다.

본 실시예에서 제조된 2중(내부, 외부)으로 착색 처리된 입상 비료에 대한 개념도를 도 1에 나타내었다.

비교예 1 : 제1(수계) 착색 조성물의 제조

피그먼트 옐로우 155(C.I Pigment Yellow 185) 12.5부, 피그먼트 블루 15:3(Pigment Blue 15:3) 2부, 피그먼트 레드 264(Pigment Red 264) 12.5부, 벤토나이트 0.005부, 나프탈렌 설폰산 포르말린 축합물 5부, Proxel GXL 0.1부, EFKA 2524 0.2부 및 물 69.695부를 혼합하여 지르코늄 옥사이드 비이드(직경 = 1.0mm) 280부가 구비된 비이드 밀(Grain Mill)을 사용하여 30 내지 40℃에서 순환 분산시켜 유기안료를 함유하는 제1(수계) 착색 조성물을 얻었다.

비교예 2 : 제1(수계) 착색 조성물의 제조

피그먼트 옐로우 155(C.I Pigment Yellow 185) 12.5부, 피그먼트 블루 15:3(Pigment Blue 15:3) 2부, 피그먼트 레드 264(Pigment Red 264) 12.5부, 벤토나이트 1부, Proxel GXL 0.1부, EFKA 2524 0.2부 및 물 73.7부를 혼합하여 지르코늄 옥사이드 비이드(직경 = 1.0) 280부가 구비된 비이드 밀(Grain Mill)을 사용하여 30 내지 40℃에서 순환 분산시켜 유기안료를 함유하는 제1(수계) 착색 조성물을 얻었다.

비교예 3 : 제1(수계) 착색 조성물의 제조

피그먼트 옐로우 155(C.I Pigment Yellow 185) 12.5부, 피그먼트 블루 15:3(Pigment Blue 15:3) 2부, 피그먼트 레드 264(Pigment Red 264) 12.5부, 나프탈렌 설폰산 포르말린 축합물 5부, Proxel GXL 0.1부, EFKA 2524 0.2부 및 물 69.7부를 혼합하여 지르코늄 옥사이드 비이드(직경 = 1.0) 280부가 구비된 비이드 밀(Grain Mill)을 사용하여 30 내지 40에서 순환 분산시켜 유기안료를 함유하는 제1(수계) 착색 조성물을 얻었다.

비교예 4 : 단일(수계) 착색 조성물을 포함하는 입상 비료의 제조

혼합 반응기에 황산(95%) 25부를 넣고, 실시예 5의 제1(수계) 착색 조성물 0.3부를 인산(43%) 20.7부에 넣고 혼합한 후 반응기 내의 황산에 첨가하고, 암모니아(28%) 수용액 54부를 천천히 적가하여 내부 착색 비료의 반응 혼합물을 생성하였다.

다음으로, 슬러리 상태의 반응 혼합물을 90℃ 오븐에서 제립 건조(함수율 1% 미만)시킨 후 회전조에 주입하고, 열풍에 의해 약 40℃까지 가열한 후 30분간 전동 상태로 하여, 원하는 단일(수계) 착색 입상 비료를 제조하였다. 착색된 양은 목적하는 색 강도에 따라 비료 1톤당 착색 조성물 0.1 내지 10kg의 범위에서 변하였다.

비교예 5 : 단일(유계-오일) 착색 조성물을 포함하는 입상 비료의 제조

혼합 반응기에 황산(95%) 25.08부를 넣고, 인산(43%) 20.76부를 반응기 내의 황산에 첨가하고, 암모니아(28%) 수용액 54.16부를 천천히 적가하여 비료의 반응 혼합물을 생성하였다. 다음으로, 슬러리 상태의 반응 혼합물을 90℃ 오븐에서 제립 건조(함수율 1% 미만)시킨 후 회전조에 주입하고, 열풍에 의해 약 40℃ 까지 가열한 후 30분간 전동 상태로 하여, 원하는 합성 비료를 제조하였다.

다음, 제조예 2에 기술된 제2(유계) 착색 조성물을 상기 합성 비료의 표면에 분무하여 단일(유계-오일) 착색제가 코팅된 입상 비료를 제조하였다. 착색된 양은 목적하는 색 강도에 따라 비료 1톤당 착색 조성물 0.1 내지 10kg의 범위에서 변하였다.

비교예 6 : 단일(유계-오일/왁스) 착색 조성물을 포함하는 입상 비료의 제조

혼합 반응기에 황산(95%) 25.08부를 넣고, 인산(43%) 20.76부를 반응기 내의 황산에 첨가하고, 암모니아(28%) 수용액 54.16부를 천천히 적가하여 비료의 반응 혼합물을 생성하였다. 다음으로, 슬러리 상태의 반응 혼합물을 90℃ 오븐에서 제립 건조(함수율 1% 미만)시킨 후 회전조에 주입하고, 열풍에 의해 약 40℃ 까지 가열한 후 30분간 전동 상태로 하여, 원하는 합성 비료를 제조하였다.

다음, 제조예 3에 기술된 제3(유계) 착색 조성물을 상기 합성 비료의 표면에 분무하여 단일(유계-오일/왁스) 착색제가 코팅된 입상 비료를 제조하였다. 착색된 양은 목적하는 색 강도에 따라 비료 1톤당 착색 조성물 0.1 내지 10kg의 범위에서 변하였다.

시험예 1 : 제1(수계) 착색 조성물의 경시 안정성

상기 실시예 1~5에서 제조된 착색 조성물과 비교예 1~3에서 제조된 착색 조성물들을 비교하여, 경시 안정성을 45℃ 항온조에 보관하여 상이 분리되는 시간을 가지고 평가하였다. 안정할 때를 ○, 상분리 되었을 때를 ×로 했다.

상기 시험의 결과를 표 1 및 도 2에 나타내었다.

구분	경시(45℃) 안정성
	익일	3일 후	2주 후	4주 후
실시예 1	○	○	○	○
실시예 2	○	○	○	○
실시예 3	○	○	○	○
실시예 4	○	○	○	○
실시예 5	○	○	○	○
비교예 1	○	○	×	×
비교예 2	○	○	×	×
비교예 3	×	×	×	×

상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1~5의 착색조성물은 45℃에서 4주 이상 안정함을 확인할 수 있었다.

반면, 점증제인 벤토나이트를 0.001 중량% 미만 사용한 비교예 1의 착색조성물의 경우 45℃에서 2주 후 상분리가 시작되어 경시 안정성이 나쁨을 확인할 수 있었다. 또한, 음이온성 계면활성제인 나프탈렌 설폰산 포르말린 축합물을 첨가하지 않은 비교예 2의 경우도 마찬가지로 2주 후 상분리가 시작되어 조성물의 경시 안정성이 확보되지 못함을 확인할 수 있었으며, 점증제를 첨가하지 않은 비교예 3의 경우는 익일 바로 상분리가 진행됨으로써 안정성 면에서 가장 떨어짐을 확인할 수 있었다.

시험예 2 : 피복 착색막의 백화 현상 확인

상기 실시예 6에서 제조된 이중-착색된 입상비료와 비교예 4~5에서 제조한 단일-착색된 입상비료에 대해 피복 착색막의 백화 현상을 검사하였습니다.

각각의 입상비료에서, 약 200개의 입자 알갱이들을 무작위로 선택하여 유리 샬레(120mm x 15mm)에 서로 겹치지 않게 넓게 펼친 다음, 물 2g을 착색된 입상비료 알갱이의 전면에 고르게 뿌려준 후 45℃ 항온조에 보관한 다음, 시간 경과에 따른 비료 착색막의 백화 현상을 관찰하였다. 전체 착색 비료 입자수에 대하여 착색막에 백화 현상이 생긴 비료 입자의 수를 백분율로 계산하였다.

상기 시험의 결과를 표 2 및 도 3에 나타내었다.

구분	착색막의 백화 현상(%)
	1일	2일	3일	4일
실시예 6	0	0	0	0
비교예 4	13	24	37	51
비교예 5	25	36	50	68

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 비료를 단일 착색 처리한 비교예 4 및 5의 입상비료는 절반 이상의 알갱이에서 백화 현상이 생기는 것을 확인하였으나, 내부 및외부에 이중-착색 처리한 실시예 6의 입상비료는 장시간 동안 백화 현상이 없음을 확인할 수 있었다.

시험예 3 : 수중 부상율의 확인

착색된 입상비료의 수중 부상율을 측정하기 위해, 실시예 6 및 비교예 5에서 제조한 착색된 입상비료의 알갱이 약 100개를 무작위로 선택하여 40ml 바이알에 넣었다. 스포이드를 이용하여 바이알 벽면에 따라 물을 조심스럽게 약 30ml 정도 충진시키고, 캡으로 밀봉한 후 25℃ 항온조에 보관하여 착색 입상비료의 수중 부상율 시험을 진행하였다. 수중 부상율은 전체 비료 입자수에 대하여 물 위로 떠오른 비료 입자의 수를 백분율로 계산하였다.

상기 시험의 결과를 표 3 및 도 4에 나타내었다.

구분	수중 부상율(%)
	0일	1일	2일	3일	4일
실시예 6	0	0	0	0	0
비교예 5	15	17	20	25	35
비교예 6	37	46	58	70	78

상기 표 3에서 보는 바와 같이, 비료를 단일(외부) 착색 처리한 비교예 5 및 6의 입상비료의 알갱이들은 수면으로 부상하고 시간 경과에 따라 점점 증가하는 것을 확인할 수 있으나, 내부 및 외부를 이중으로 착색 처리한 실시예 6의 입상비료의 알갱이들은 장시간 동안 수면으로 부상하지 않는 것을 확인할 수 있었다.

특히, 비교예 6의 입상비료는 오일/왁스가 주용매인 종래의 비료 착색제로 착색된 비료이지만, 오일만을 주용매로 사용한 비교예 5의 입상비료에 비해 수중 부상율이 2.5배 정도 높다는 것을 확인할 수 있었다.

상기의 단일(유계-오일, 오일/왁스) 착색제로 처리된 입상비료는 짧은 시간 동안에 착색막이 완전히 박리되어 상부에 띠 모양의 부유막이 형성됨을 확인할 수 있었다. 이는 비교예 6의 입상비료는 실시예 6의 입상비료 (본 발명에 따라 이중착색된 입상비료)에 비해 외부 착색제 (표면 착색제)가 과량으로 사용되어 착색제가 외부로 누출된 것을 보여주며, 이로 인해 환경오염이 될 수 있음을 보여준다.

시험예 4 : 방출 제어 효과의 확인

본 발명에 따른 이중착색된 입상비료의 방출 제어 효과를 확인하기 위하여 아래와 같이 시험한다.

실시예 6 및 비교예 4에서 제조된 입상비료 2.5g을 250ml 플라스크에 각각 도입하고, 증류수를 채운 후 밀봉하여 30℃ 항온조에 정치하였다. 피복된 표면 착색막을 통하여 수중으로 용출되어 나온 비료의 질소 성분을 굴절율 검출기(RI Detector)가 부착되어 있는 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)을 사용하여 측정하였다. 상기 용출 성분의 함량을 측정하여 융출율을 계산하여 하기 표 4에 나타내었다.

구분	용출율(%)
	5일	10일	30일	50일	70일
실시예 6	11	28	56	79	98
비교예 4	48	75	98	-	-

상기 표 4에서 보는 바와 같이, 실시예 6의 이중-착색된 입상비료는 외부 착색제(수불용성) 층이 없는 비교예 4의 내부 착색 비료와 비교하여 비료성분의 용출속도 또는 입상비료의 용해속도를 감소시킬 수 있어, 제어된 방출 특성을 나타내는 것을 확인하였다.

Claims (14)

1. 내부의 입상비료 코어 및 표면의 코팅층으로 된 이중-착색된 입상비료로서,
   전술한 내부의 착색된 입상 비료 코어는 유기 안료, 물, 계면활성제, 증점제를 포함하는 제1(수계) 착색 조성물로써 1차로 착색되어 있으며,
   전술한 표면의 코팅층은 유기 안료, 오일, 계면활성제를 포함하는 제 2(유계) 착색 조성물로써 2차로 착색되어 있는 것을 특징으로 하는 이중-착색된 입상비료.
2. 제 1항에 있어서, 전술한 제1(수계) 착색 조성물은 하나 이상의 유기 안료 1 내지 60 중량%, 물 40 내지 99 중량%, 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물 0 내지 10 중량%, 증점제 0 내지 3 중량% 및 통상적인 첨가제 0 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 조성물.
3. 제 2항에 있어서, 전술한 제1(수계) 착색 조성물은 하나 이상의 유기 안료 15 내지 50 중량% 및 물 50 내지 85 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 전술한 제2(유계) 착색 조성물은 하나 이상의 유기 안료 1 내지 60 중량%, 파라핀유 및 식물유에서 선택된 오일 40 내지 99 중량%, 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물 0 내지 10 중량%, 및 통상적인 첨가제 0 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 조성물.
5. 제 4항에 있어서, 전술한 제2(유계) 착색 조성물은 하나 이상의 유기 안료 15 내지 50 중량% 및 파라핀유 및/또는 식물유 50 내지 85 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 조성물.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 안료는 모노아조 안료, 다이아조 안료, 다이아조 축합 안료, 레이키드(laked) 아조 안료, 트라이페닐메테인 안료, 싸이오인디고 안료, 싸이아진-인디고 안료, 페릴렌 안료, 페리논 안료, 안탄트론 안료, 다이케토피롤로피롤 안료, 다이옥사진 안료, 퀴나크리돈 안료, 프탈로사이아닌 안료, 아이소인돌리논 안료, 아이소인돌린 안료, 벤즈이미다졸론 안료, 나프톨 안료, 퀴노프탈론 안료, 퍼니스 블랙(furnace black) 및 가스 블랙(gas black)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 착색 조성물.
7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점증제는 마그네슘 실리케이트, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 소듐 마그네슘 실리케이트, 벤토나이트, 잔탄검 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 착색 조성물.
8. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 음이온 계면활성제 또는 HLB 10 이상인 비이온 계면활성제로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 착색 조성물.
9. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음이온 계면활성제는 나트륨도데실설페이트, 나트륨리그닌설포네이트, 나트륨도데실벤젠설포네이트, 나트륨올레익설페이트, 칼륨도데실설페이트, 디옥틸나트륨설퍼석시네이트, 나트륨스테아레이트, 칼륨스테아레이트 및 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르암모늄설페이트, 나프탈렌설폰산포르말린축합물 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되고, 상기 비이온 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르 및 폴리옥시에틸렌-폴리프로필렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 착색 조성물.
10. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통상적인 첨가제로서, 소포제는 실리콘계, 폴리 실록산계, 아세틸렌 글리콜계 계면활성제, 미네랄 오일 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 소포제를 사용하는 것을 특징으로 하는 착색 조성물.
11. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입상비료가 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 포타슘 및 마그네슘으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 비료 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이중-착색된 입상 비료.
12. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1(수계) 및 제2(유계) 착색 조성물은, 착색할 비료의 중량을 기준으로 각각 0.00001 내지 1 중량%의 양으로 적용되는 것을 특징으로 하는, 이중-착색된 입상 비료.
13. 하기 단계 1) 내지 4)를 포함하는, 제 1 항에 따른 이중-착색된 입상 비료의 제조방법:
    1) 유기 안료, 계면활성제 또는 이의 혼합물, 증점제 및 통상적인 첨가제를 물에 첨가하여 제1(수계) 착색 조성물을 제조하는 단계;
    2) 유기 안료, 계면활성제 또는 이의 혼합물 및 통상적인 첨가제를 파라핀유 및 식물유에서 선택된 오일에 첨가하여 제2(유계) 착색 조성물을 제조하는 단계;
    3) 비료 또는 비료 원료로부터 입상비료 코어를 제조하는 과정에, 전술한 제1(수계) 착색 조성물을 첨가하여 착색된 입상비료 코어를 제조하는 단계; 및
    4) 상기 수득된 착색된 입상비료 코어를 전술한 제2(유계) 착색 조성물로써 코팅하여 표면의 코팅층을 형성하는 단계.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 제1(수계) 및 제2(유계) 착색 조성물은, 착색할 비료의 중량을 기준으로 각각 0.00001 내지 1 중량%의 양으로 적용되는 것을 특징으로 하는, 이중-착색된 입상비료의 제조 방법.

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