NO321949B1

NO321949B1 - Gjodningsmidler med regulert frigjoring og fremgangsmater for deres fremstilling

Info

Publication number: NO321949B1
Application number: NO20000627A
Authority: NO
Inventors: Harvey M Goertz; Richard Jerome Timmons; William R Johnson
Original assignee: Oms Investments Inc
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2006-07-24
Also published as: KR100365026B1; WO1999063817A1; RS49544B; TR200000377T1; ZA200000583B; AU724479B2; KR20010022754A; MY117692A; TWI236874B; EP1001676B1; NZ502766A; EP1001676A1; CZ302018B6; NO20000627L; HUP0003707A3; CN1274261A; AR018637A1; CZ2000441A3; CA2300259A1; PL338558A1

Description

Denne oppfinnelse angår gjødningsmidler med regulert frigjøring, samt fremgangsmåter for fremstilling av dem. Mer spesielt angår den partikkelformige gjødningsmaterialer dannet av næringsmiddelgranuler (så som NPK-granuler) med mellomliggende lag eller for-belegg og innkapslende eller ytre belegg påført på disse. Den angår dessuten fremgangsmåter for fremstilling av partikkelformige gjødningsmaterialer som har ønskelige egenskaper omfattende regulert frigjøring.

Gjødningsmidler er blitt anvendt i tusener av år til supplering av næringsmidler i dyrkningsmedier. Det har vært kjent i en tid at fordelene som fås ved det ytterligere næringsmiddel, kan avhenge av når det avgis til dyrkningsmediene og i sin tur gjøres tilgjengelige for planter som vokser i dyrkningsmediene. En plutselig avgivelse av for mye gjødningsmiddel kan være uøkonomisk eller til og med uheldig for plantene. Avgivelse av for lite gjødningsmiddel eller forsinket avgivelse av en tilstrekkelig mengde kan på den annen side gjøre at planten dør av mangel på næring. Det er ønskelig å tilveiebringe partikkelformige gjødningsmaterialer som avgir en forholdsvis jevn næringsmiddelmengde til dyrkningsmediet over tid, eller et annet spesifikt frigjøringsmønster.

Avgivelse av den riktige mengde næringsmiddel i løpet av et langvarig dyrkningstidsrom fordret tidligere multiple påføringer av en forholdsvis liten mengde gjødningsmatertale, en meget arbeidskrevende metode. Følgelig ble det utviklet gjødningsmidler med regulert frigjøring. Fortiden er det ønskelig å påføre gjødningsmidlet én gang med noen få ukers mellomrom eller med flere måneders mellomrom.

Vanligvis er det blitt anvendt belegg rundt næringsmiddelgranulen i gjødningsmidler med regulert frigjøring, som virker som en fysisk eller kjemisk barriere mellom næringsmiddelkjemen og de omgivende dyrkningsmedier. Barrieren forsinker kontakt mellom næringsmiddelkjemen og fuktighet, og forsinker derved oppløsing av kjernen på grunn av fuktighet, samt frigjøring av næringsmidlet i dyrkningsmediet. Hastigheten for frigjøring av næringsmiddel er avhengig av materialet som anvendes som barriere, og dets tykkelse og uskaddhet, blant andre faktorer.

Én fremgangsmåte for anvendelse av barriere- eller innkapslingsteknikken er vist i US-patent nr: 3 223 518, utstedt 14. desember 1965. Dette påtent påtenker gjødningsprodukter med enkelt- eller multippel-lag av et primer-belegg

påført på en næringsmiddelkjerne med enkelt- eller multippel-innkapslingslag. Som beskrevet i US-patent nr. 3 223 518, ble primerbelegget herdet fullstendig før påføring av det innkapslende belegg. Det resulterende gjødningsmiddel viste forsinket frigjøring av kjeme-næringsmidlet sammenliknet med en fullstendig ubelagt næringsmiddelgranul. Imidlertid er gjentatt påføring av belegg og herding av disse blitt funnet å være tidkrevende og kommersielt ugjennomførbart. Videre er gjødningsmidler laget i henhold til læren ifølge nevnte US-patent, med bare én primer og bare ett innkapslende belegg, beskrevet av oppfinnerne å frigjøre 30-40% av næringsmidlet i løpet av 6 timers kontakt med fuktighet, og 50-60% i løpet av 24 timer. Et slikt produkt avgir for mye næringsmiddel for hurtig til at det er akseptabelt for hoen gjødningsmiddelanvendelser med regulert frigjøring.

En annen senere fremgangsmåte med forsøk på å tilveiebringe et innkapslende lag med ønskede frigjøringsegenskaper er beskrevet i US-patent nr. 4 657 576, utstedt 14. april 1987. Kjernen er innkapslet med vann-uløselig dicyklopentadien-basert harpiks, slik som den som selges på markedet av The Scotts Company i forbindelse med varemerket OSMOCOTE'. Skjønt anvendelse av en polymer-barriere er lik det innkapslende belegg beskrevet i US-patent nr. 3 223 518, ble det tilsatt bestanddeler som regulerer beleggets pH. I henhold til denne referanse forbedret dette noen aspekter ved frigjøringsmønsteret.

En kjent mangel ved påføring av en polymerbarriere, så som OSMOCOTE'-innkapslingslaget, på en næringsmiddelkjerne var at frigjøringsegenskapene hos gjødningsmidlet var avhengig av kvaliteten av kjernen eller underlaget over hvilket polymeren ble påført. Avbrudd i overflaten av underlagene, så som huller i prillete underlag, deformerte granuler eller partikler med sprekker, revner eller uregelmessigheter, ga ufullstendig eller ujevn dekking med belegget. For lavere beleggvekter, så som 5 deler pr. hundre, basert på kjemevekten («PPH») er det typisk ikke tilveiebrakt nok innkapslingsmaleriale for tilstrekkelig dekking av defektene i kjerneoverflaten hos lavkvalitets-kjernegranuler, og en uakseptabel mengde av ufullkomment belagte partikler frembringes. Det kan forutses at for mange av de resulterende partikler i et gjødningsmateriale frigjør for mye næringsmiddel i løpet av de første par dager, noe som gjør dem uhensiktsmessige for en del produkter med regulert frigjøring (forsinket frigjøring).

Forsøk på å kompensere for ufullstendig eller ujevn dekking av uregelmessige kjemegranuler med billig lav kvalitet, ved påføring av et tykkere lag av det innkapslende belegg, ble funnet å gi dårligere resultater enn ønskelig. Dobling av beleggvekten til for eksempel 10 deler pr. hundre vil mer effektivt dekke overflatedefektene på flere av granulene. Dette tykkere ytre belegg forsegler imidlertid næringsmidlet så effektivt i ét så stort antall av granulene at det enten forårsakes «utestengning» eller at frigjøring av næringsmiddel fra kjernen til dyrkningsmediet hindres i et alt for langt tidsrom til at det er kommersielt akseptabelt.

Det er derfor et primært formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et gjødningsmiddel hvor næringsmiddelkjemen bærer et foreløpig eller mellomliggende belegg, for forøking av innkapslingen med påfølgende ytre belegg.

Foreliggende oppfinnelse vedrører følgelig gjødningsmiddel med regulert frigjøring, en granulær kjerne av næringsmiddelmateriale og et for-belegg av en organisk olje påført på den granulære kjerne, kjennetegnet ved at det omfatter: et polymert innkapslende belegg påført over for-belegget på den granulære kjerne mens den organiske olje er uherdet;

idet for-belegget er herdet etter påføring av det polymere innkapslingsbelegg.

Det er et annet formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et gjødningsmiddel hvor det oppnås ønskelige frigjøringsegenskaper, spesielt for næringsmiddelkjemer med høy grad av overflate-ufullkommenheter.

Et ytterligere og beslektet betydelig formål er å tilveiebringe et gjødningsmiddel hvor den organiske oljen er blandet med et bindemiddel valgt fra gruppen som består av leirarter, talk, diatoméjord, absorberende silikamaterialer, samt blandinger av disse.

Et annet viktig formål er å tilveiebringe et gjødningsmiddel hvor den granulære kjerne har en sfærisitet på 50% eller mindre.

Enda et betydelig formål er å tilveiebringe et gjødningsmiddel hvor den organiske olje er rå linfrøolje.

Det er videre foretrukket av bindemiddelet er en fin leirart.

Det er videre foretrukket av for-belegget videre innbefatter et tørremiddel.

Det er videre foretrukket av tørremidlet er valgt fra gruppen som består av koboltmangan, mangan, koboltkalsium, zirkoniumkobolt og blandinger av disse.

Ovennevnte rå linfrøolje kan blandes med et bindemiddel så som en fin leirart, diatoméjord eller liknende materiale før påføring på næringsmiddelkjemen. Hvis ønskelig, kan bearbeidelsestiden for fremstilling av gjødningsmaterialet reduseres ved at det også innlemmes, som angitt ovenfor, et tørremiddel så som et mangan/kobolt-tørremiddel med olje- og leireblandingen.

Anvendelse av leire med linfrøoljen er blitt funnet å forbedre fremgangsmåten for fremstilling av belagte granulære gjødningsprodukter. For eksempel fremstilles det, uten leiren, en stor mengde finpartikler, dvs. små, avbrutte biter av belegget, ved den virvlende påvirkning partiklene påføres under bearbeidelsen. Rå linfrøolje alene har dessuten tendens til å trenge gjennom belegget som inneholder dicyklopentadien og linfrøolje, idet den utsondres eller vandrer gjennom det ytre, innkapslende polymerlag. Tilstedeværelse av oljen på utsiden av dette lag frembringer bearbeidelsesproblemer.

Et forsøk på å størkne linfrøolje-forbeiegget ved herding av for-belegget under dannelse av et atskilt herdet lag, som foreslått i US-patent nr; 3 223 518, hindrer uheldig diffusjon eller vandring av linfrøoljen inn i det ytre innkapslende lag. Herding av for-belegget ser faktisk ut til å innvirke på den fysiske vekselvirkning mellom for-belegget av rå linfrøolje og innkapslingsbelegget. Det er nå blitt oppdaget at tilstedeværelse av et for-belegg av rå linfrøolje, uten at det er herdet, bidrar til en betydelig forbedring når det gjelder dekking av overf late-defekter på næringsmiddelgranuler ved det påfølgende, innkapslende lag, og til gjødningsmaterialets frigjøringsegenskaper.

Foreliggende oppfinnelse benytter seg av den tidligere ukjente vekselvirkning mellom den ikke-størknede linfrøolje med fri bevegelse, som kan blandes med et bindemiddel så som leire, diatoméjord og liknende, og innkapslingsbelegget. Vekselvirkningen tilveiebringer frigjøringsegenskaper hos det ferdige gjødningsprodukt som ellers bare ville kunne oppnås ved enda høyere beleggvekter, spesielt for underlag inneholdende huller eller annet overflate-avbrudd eller -ufullkommenheter. Skjønt det ikke er helt klart, antas det for tiden at vekselvirkningen mellom linfrøoljen og det polymere lag mer effektvit fyller og tilstopper overflatehullene, sprekker og revner i kjernegranulen. Denne samme vekselvirkning reduserer induksjonstiden.

Sammenliknet med tidligere bearbeidelsesmetoder hvor for-belegget ble påført og deretter herdet før påføring av det ytre polymerbelegg, kan den nylig oppdagede vekselvirkning mellom olje-forbelegg og innkapslingspolymer nyttiggjøres ved en ny fremstillingsprosess. For-belegget blir ikke utsatt for herdetemperaturer før etter påføring av innkapslingsbelegget, idet det tilveiebringes en mulighet for at fyllings- og tiistoppings-vekselvirkningen kan skje. Hvis forbelegg-materialene kan herdes ved de temperaturer som normalt anvendes til herding av innkapslingsbelegget, er det ventet at for-belegget vil bli herdet samtidig med at det utsettes for temperaturer som herder innkapslingslaget.

Anvendelse av oppfinnelsen muliggjør anvendelse av næringsgranuler med lavere kvalitet, med mindre vekt av innkapslinsbelegg, under oppnåelse av totalt mer ønskelige egenskaper omfattende regulert frigjøring. Foreliggende oppfinnelse er et trinn forover når det gjelder bestrebelsen på oppnåelse av forbedret dekking av en kjerne med ufullstendige overflateegenskaper, uten de uheldige virkninger og høyere omkostninger som anvendelse av tykkere beleggvekter medfører.

Foreliggende oppfinnelse vedrører videre fremgangsmåte for fremstilling av et gjødningsmiddel med regulert frigjøring under anvendelse av en næringsmiddelkjerne ved for-belegging av næringsmiddelkjemen med en organisk olje, idet oljen er valgt fra gruppen som består av linfrøolje, soyaolje, treolje, dycyklopentadien-modifiserte tørrende oljer, samt blandinger derav, kjennetegnet ved at den omfatter følgende trinn: (a) påføring av et innkapslingslag av polymert materiale over den for-belagte næringsmiddelkjerne, idet polymerlaget påføres før for-belegget er herdet og mens oljen er uherdet; og

(b) herding av for-belegget etter påføring av innkapslingslaget.

Det vises nå til tegningene.

Fig. 1 er et diagram over frigjøring av iboende næringsmiddel (nitrogen)

(som prosentandel av total mengde nitrogen) sammenstilt med tiden (i timer) for næringsmiddelgranuler med forholdsvis lav sfærisitet, som ble dekket med 6 PPH av et polymert innkapslingslag;

fig. 2 er et diagram over frigjøring av iboende næringsmiddel (nitrogen)

(som prosentandel av total mengde nitrogen) sammenstilt med tiden (i timer) for næringsmiddelgranuler med forholdsvis lav sfærisitet, som ble dekket med 8 PPH av et polymert innkapslingslag;

fig. 3 er et diagram over frigjøring av iboende næringsmiddel (nitrogen)

(som prosentandel av total mengde nitrogen) sammenstilt med tiden (i timer) for næringsmiddelgranuler med forholdsvis lav sfærisitet, som ble dekket med 10 PPH av et polymert innkapslingslag;

fig. 4 er et diagram over frigjøring av iboende næringsmiddel (nitrogen)

(som prosentandel av total mengde nitrogen) sammenstilt med tiden (i timer) for næringsmiddelgranuler med forholdsvis lav sfærisitet, som ble dekket med for-belegg B (1,0 PPH linfrøolje-basert for-belegg) og 6 PPH av et polymert innkapslingslag;

fig. 5 er et diagram over frigjøring av iboende næringsmiddel (nitrogen)

(som prosentandel av total mengde nitrogen) sammenstilt med tiden (i timer) for næringsmiddelgranuler med forholdsvis lav sfærisitet, som ble dekket med for-belegg B (1,0 PPH linfrøolje-basert for-belegg) og 8 PPM av et polymert innkapslingslag;

fig. 6 er et diagram over frigjøring av iboende næringsmiddel (nitrogen)

(som prosentandel av total mengde nitrogen) sammenstilt med tiden (i timer) for næringsmiddelgranuler med forholdsvis lav sfærisitet, som ble dekket med for-belegg B (1,0 PPH linfrøolje-basert for-belegg) og 10 PPM av et polymert innkapslingslag;

fig. 7 er et diagram over frigjøring av iboende næringsmiddel (nitrogen)

(som prosentandel av total mengde nitrogen) sammenstilt med tiden (i timer) for næringsmiddelgranuler med forholdsvis lav sfærisitet, som ble dekket med for-belegg C (0,5 PPH linfrøolje-basert for-belegg) og 6 PPM av et polymert innkapslingslag;

fig. 8 er et diagram over frigjøring av iboende næringsmiddel (nitrogen)

(som prosentandel av total mengde nitrogen) sammenstilt med tiden (i timer) for næringsmiddelgranuler med forholdsvis lav sfærisitet, som ble dekket med for-belegg C (0,5 PPH linfrøolje-basert for-belegg) og 8 PPM av et polymert innkapslingslag;

fig. 9 er et diagram over frigjøring av iboende næringsmiddel (nitrogen)

(som prosentandel av total mengde nitrogen) sammenstilt med tiden (i timer) for næringsmiddelgranuler med forholdsvis lav sfærisitet, som ble dekket med for-belegg C (0,5 PPH linfrøolje-basert for-belegg) og 10 PPM av et polymert innkapslingslag;

fig. 10 er et diagram over frigjøring av iboende næringsmiddel (nitrogen)

(som prosentandel av total mengde nitrogen) sammenstilt med tiden (i timer) for Norsk-underlag (sortering + 3,35 mm, med sfærisitet på ca. 80%) dekket med 6 PPH av et polymert innkapslingslag; og

fig. 11 er et diagram over frigjøring av iboende næringsmiddel (nitrogen)

(som prosentandel av total mengde' nitrogen) sammenstilt med tiden (i timer) for Norsk-underlag (sortering + 3,35 mm, med sfærisitet på ca. 80%) med for-belegg C (0,5 PPH linfrøolje-basert for-belegg) og 5,5 PPH av et polymert innkapslingslag.

Oppfinnelsen påtenker både et nytt gjødningsprodukt og en ny fremgangsmåte for fremstilling av et slikt produkt. Vanligvis er gjødningsmiddelpartiklene laget av en næringsmiddelkjerne, et for-belegg og et ytre eller innkapslende belegg. Kjernen kan være standard-NPK eller gjødningsmiddelgranuler som er velkjente på området, og som er kommersielt tilgjengelige fra Norsk Hydro, Kemira og andre selskaper. Alternativt kan det også anvendes kjerner av andre vanlige næringsmidler (for eksempel urea). Dessuten kan kjernen innbefatte ett eller flere sekundære næringsmidler så som kalsium, magnesium og svovel, eller mikronæringsmidler så som jern, kobber, sink, mangan, bor og molybden.

Skjønt oppfinnelsen vil funksjonere med forholdsvis sfæriske granuler med forholdsvis glatte overflater, gjør anvendelse av oppfinnelsen størst virkning når det lages gjødningsmidler med regulert frigjøring ut fra uregelmessig formede granuler eller slike som har overflater inneholdende huller, ufullkommenheter, sprekker og revner. Et eksempel på en forholdsvis glatt næringsmiddelkjerne vil være de komplekse gjødningsmidler av typen Norsk NPK. Næringsmiddelgranuler med forholdsvis større antall avbrudd og overflate-ufullkommenheter har tendens til å være mindre kostbare, de er kommersielt tilgjengelige og har generelt en sfærisitet på 50% eller mindre. Ved en foretrukket utførelsesform av denne oppfinnelse kan det følgelig anvendes forholdsvis rimelig materiale med lav sfærisitet som kjerne-næringsmiddel.

Sfærisitetstesten som anvendes i det foreliggende for det formål å bestemme sfærisiteten for produktet og ubearbeidede tilførselspartikler, er lik den som er beskrevet av Carpenter og Deitz (Research Paper 2238, 3. of Res. Of the NBS 41 (37), septemter 1951). Ved sfærisitetstesten anvendt i det foreliggende for det formål å bestemme sfærisiteten hos produktet og rå-tilførselspartiklene ble det anvendt en innretning bestående av en dreietavie med diameter 4,5 cm, montert i en vinkel på 10 grader i forhold til planet. Dreietavlen roteres med 2 omdr. pr. min. Partikler tilføres fra en vibrerende tiIførselsinnretning. Partiklene tilføres på den nedre venstre side av dreietavlen, omtrent 13 cm fra sentrum, 45 grader fra normalen. Partikkelfallet er fortrinnsvis 6 mm eller mindre.

Omtrent 100 g næringsmiddelpartikler tilføres langsomt på den roterende dreietavie. De sfæriske partikler ruller av dreietavlen ned i en oppsamlingspanne. De ikke-sfæriske partikler forblir på dreietavlen til et punkt hvor de fjernes fysisk. De to fraksjoner blir så veid for bestemmelse av prosentandelen av sfærisk materiale.

For-belegglaget er fortrinnsvis en blanding av rå linfrøolje og fin leire. For-belegg må kunne strømme over overflaten av underlaget og trenge inn i det ytre belegg. De må ha lav overf lateenergi og lav viskositet. Akseptable alternativer til linfrøolje er andre organiske oljer så som soyaolje, treolje, dicyklopentadien-modifiserte tørrende oljer og smøreoljer. Andre oljetyper med viskositet på under 500 CP, som er forenlige med det ytre belegg, kan anvendes hvis de har tilstrekkelig lav overflateenergi, er forenlige med materialet som anvendes som det innkapslende lag, og kan trenge inn i det innkapslende lag i tilstrekkelig grad, hvorved de har en virkning på frigjøringsegenskapene. For-belegget kan dessuten være en harpiks av rå linfrøolje og dicyklopentadien. Denne harpiks, som normalt anvendes som et innkapslende belegg med white spirit til en faststoff konsentrasjon på mer enn 50%, kan påføres som et for-belegg med en ytterligere fortynning med white spirit til et harpiks-faststoffinnhold på ca. 40%. Bindemidlet som er blandet med den organiske olje, er fortrinnsvis en fin leirart. Fine leirarter er kommersielt tilgjengelige som RM-4 fra Industrials Minerals Company, og Huber 90 og Polygloss 90, begge fra JM Huber Corporation. I stedet for fin leire, eller i tillegg til denne, kan det alternativt anvendes talk, diatoméjord og absorberende silika-arter.

For-belegg så som rå linfrøolje har tendens til å strømme gjennom det ytre belegg, idet de gjør det mykt og ømfintlig overfor abrasjon. Anvendelse av leire i en blanding av linfrøolje og leire begrenser linfrøoljens bevegelse til bare den del av det ytre belegg som støter opp til for-belegget. Slike leirarter har typisk en oljeabsorpsjon på ca. 40% eller høyere, med en partikkelstørrelse hvorav minimum 60% går gjennom en 75 um sikt. Det er blitt funnet at gode belegg er blitt oppnådd med for-belegg så som rå linfrøolje; men når det anvendes linfrøolje, trenges det ytterligere bearbeidelsestid for tørring av det ytre belegg. Dette problem er blitt løst ved blanding avet tørremiddel med olje-leire-forbelegget. Eksempler på egnede tørremidler er koboltmangan, mangan, koboltkalsium, zirkoniumkobolt og blandinger av disse.

For-belegget påføres fortrinnsvis i en andel på 0,5-1,0 PPH olje i forhold til vekten av kjernen. Alternativt kan for-belegget inneholde opp til 3,0 PPH olje. Den høyere andel av olje i for-belegget er spesielt egnet for oppnåelse av ønskede frigjøringsegenskaper for næringsmiddelkjerner med en sfærisitet så lav som 20%.

Det ytre belegg må være forenlig med for-belegget og gi de nødvendige dekkings- og barriereegenskaper. Det ytre belegg er fortrinnsvis et dicyklopentadien-(«DCPD»)-polymerprodukt (inneholdende enten linfrøolje eller en alkydharpiks basert på en soyaolje) så som OSMOCOTE'-harpiks kommersielt tilgjengelig fra The Scotts Company. Alternativt kan det anvendes andre forseglingsmaterialer som et innkapslende belegg, så som tørrende oljeharpiks-oljer, andre varmherdende polymerer og harpikser så som polyestere, polyamider eller polyuretaner, og termoplastiske harpikser. Mer spesifikke eksempler er DCPD-modifisert linfrøolje eller alkydharpikser, samt termoplastiske hydrokarbonharpikser.

De ønskede fordelaktige frigjøringsegenskaper hos gjødningsmaterialene ifølge foreliggende oppfinnelse kan oppnås ved at forbelegg-materialene ikke utsettes for temperaturer som er for høye til å herde oljen etter at den er påført på næringsmidlet, men før det innkapslende lag påføres. Ved den foretrukne utførelsesform, hvor herdetemperaturen for linfrøoljen er lik herdetemperaturen for det polymere innkapslingslag, kan forbelegg-laget samtidig herdes med det innkapslende materiale in situ, etter påføring av det innkapslende lag på næringsmiddelgranuler). Alternativt kan det være mulig å herde for-belegget etter at det innkapslende lag er påført, men før det innkapslende lag er herdet.

Linfrøolje-forbelegget ifølge den foretrukne utførelsesform kan påføres ved en temperatur så høy som 60°C uten at det bevirkes noen herding av betydning. Det er ventet at det innkapslende belegg vil bli påført ved omtrent 60°C eller høyere. På grunn av at linfrøoljen trenger lengre tid for å herde enn den innkapslende polymer ved den foretrukne utførelsesform, vil herding av oljen og innkapslingslaget skje på samme tid.

Eksempel 1

En 22,7 kg sats av næringsmiddelgranul-underlag (kjerne) anbringes i pilot-beleggingsinnretningen og for-oppvarmes til 54-60°C i 15 minutter før belegging. For-belegg tilsettes med en hastighet på omtrent 45 g pr. minutt ved 54-60°C. Like etter tilsetting av for-belegg ble påføring av det innkapslende belegg startet med omtrent 45 g pr. min., og sjikttemperaturen ble gradvis øket. To treminutters stopp inngår leilighetsvis ved beleggingen med den innkapslende polymer for å sikre herding av begynnelseslagene av innkapslingsmiddel. Endelig sjikttemperatur var 85-88°C. Ved fullføring av væsketilsettingen slås luftinntaket av, 50 ml leire tilsettes, luftinntaket startes på nytt og temperaturen får avkjøles til 71 °C. Produktet avkjøles videre til 54°C i en sementblander.

Produkter fremstilt ved ovennevnte fremgangsmåte ble analysert i henhold til DDR-40-testen. Når det gjaldt DDR-40-testen ble prøvene anbrakt i vann ved 40°C. En 15 grams mengde av produktet i en nylonpose ble oppslemmet i 150 g H20. Testporsjoner ble uttatt, og det ble utført en fullstendig utskifting av vannet etter 1, 3,7 og 10 dager og deretter med 3 eller 4 dagers mellomrom til størstedelen av næringsstoffene var blitt frigjort. Ved hvert test-tidspunkt ble en porsjon av vannet undersøkt med hensyn til nitrogen (noen ganger også med hensyn til kalium og fosfor og andre næringsmidler) og angitt som prosent nitrogenfrigjøring, basert på den totale nitrogenmengde i produktet.

Når det gjelder visse'produkter med regulert frigjøring, er en maksimal inkrementell frigjøring ved DDR-40 på 32 dager, som vist for gjødningsmaterialet uten for-belegg, uønsket lang. Når det gjelder slike produkter, er 13% eller lavere av ufullstendig belagte partikler som frigjør de første 3 dager, som gjenspeilet i resultatene.for prosent frigjøring i DDR-40 3 dager, akseptabelt.

I tabell 1 kan DDR-40-resultatene av pilotanlegg-gjødningsmateriale nr. 1, uten for-belegg, sammenliknes med pilotanlegg-materiale nr. 2, som inneholder for-belegget. Bemerk forbedringen i den angitte DDR-40 - 3 dagers-frigjøring fra 16 til 10% med linfrøolje-forbelegget. Materialet med for-belegget viste dessuten en toppfrigjøring etter 14 dager, sammenliknet med 32 dager uten for-belegget. En liknende forbedring er vist ved sammenlikningene for produksjonsanlegg DDR-40 for materialer uten for-belegg, sammenliknet med materialer med et linfrøolje-leire-forbelegg.

Eksempel 2

Materialene i tre for-belegg, som illustrerer måter til anvendelse av denne oppfinnelse, er vist i tabell 2 nedenfor.

Harpiksen i for-belegg A er en løsning med lav viskositet av DCPD-modifisert linfrøolje etter fortynning med white spirit, og blandet med et egnet absorpsjonsmiddel og tørremiddel. For-belegget er blitt fortynnet med white spirit slik at det inneholder ca. 40% harpiks-faststoffer. For-belegg B og C representerer henholdsvis 1,0 PPH og 0,5 PPH av rå linfrøolje med egnet absorpsjonsmiddel og tørremiddel. Analyse av oppløsingshastigheten for de for-belagte produkter skjedde ved hjelp av ART-80 (80°C vann-utluting), utført på liknende måte som DDR-40-metoden ifølge eksempel 1, bortsett fra at det ikke er noen utskifting av vann som beskrevet ovenfor for DDR-40-testen. Når det gjelder en del produkter med regulert frigjøring, er en maksimal ART-80-frigjøring på 15 timer eller mindre vanligvis akseptabelt, og en maksimal ART 80-frigjøring på omtrent 10 timer er ønskelig. Et ru granulært underlag (17-10-13) med et forholdsvis stort antall overflate-ufullkommenheter (sfærisitet på 50% eller mindre) ble anvendt. Tre innkapslingsbelegg-vekter ble anvendt, 6,8 og 10 PPH for hvert for-belegg. Den ønskede ART-80-frigjøringshastighet gir et mønster hvor bare 4% eller mindre av næringsmidlet er blitt frigjort etter to timer (ved anvendelse av ufullkomment belagte partikler).

De inkrementene ART-80-frigjøringshastigheter for et standard-gjødnings-middel hvor det ikke ble anvendt noe for-belegg, er vist på fig. 1-3. Kumulative totimers-frigjøringshastigheter er summen av den inkrementene hastighet ved time én pluss den inkrementene hastighet ved time to. En høy kumulativ to timers frigjøringshastighet angir normalt for mange ufullkomment belagte partikler. Den inkrementene frigjøringshastighet for 6 PPH-tilfellet som bærer et forholdsvis tynt lag av OSMOCOTE'-materiale, er vist på fig. 1. Dette gjødningsmateriale er blitt funnet å ha en 17% kumulativ frigjøring etter to timer, et uakseptabelt høyt resultat. Dette tyder på at det innkapslende belegg ikke dekket overflate-ufullkommenheter i tilstrekkelig grad på mange av granulene. Tilfellet med 8 PPH, vist på fig. 2, har også kumulativ frigjøring over 4%-spesifikasjonen etter to timer. Ved 10 PPH, vist på fig. 3, er produktet endelig under 4% etter to timer for ufullkomment belagte partikler. Fig. 4-6 viser ART-80-frigjøirngsresultatene for anvendelse av for-belegg B, 1 PPH av 3:1-forhold mellom linfrøolje og leire samt tørremidlet. Ved anvendelse av for-belégg B og 6 PPH av det innkapslende belegg er totimers-ART-80-frigjøringen redusert til omkring 5% (fig. 4). Frigjøringen for belegget på 8 PPH, dvs. tilfellet for-belegg B (fig. 5) er lik frigjøringen for det tyngre belegg, 10 PPH, tilfellet uten for-belegg (fig. 3), og viser forbedring med hensyn til totimers-ART-80-frigjøring i forhold til granulene hvor det ble anvendt 8 PPH OSMOCOTE'-materiale uten for-belegg (fig. 2). Etter hvert som mengden av innkapslende belegg økes, beveger maksimumstoppen seg til lengre tider under tilveiebringelse av en produkserie med lang levetid (fig. 4-6). For-belegg B med 6 PPH harpiks når maksimal frigjøring etter omtrent ti timer, noe som normalt er tilfellet for en del produkter med regulert frigjøring. Fig. 7-9 viser resultatene for materialer hvor innkapslingslagene på 6,8 og 10 PPH dekket for-belegg C (0,5 PPH linfrøolje med leire (3:1 -forhold) og tørremiddel). For-belegg C gir et mellomliggende resultat mellom intet for-belegg og for-belegget på 1 PPH. Når det gjelder 8 PPH, vist på fig. 8, viser det seg at for- belegg C reduserer mengden av ufullkomment belagte partikler, sammenliknet med 8 PPH uten noe for-belegg (fig. 2).

Det ble oppnådd liknende fordeler med Norsk-underlag med forholdsvis glattere overflater. På grunn av den glatte overflate av Norsk-prillen, ble mengden av linfrøolje anvendt i belegget redusert til 0,5 PPH (for-belegg C). ART-80-data anvendes (frigjøirng i timer ved 80°C) for sammenlikningsformål. Fig. 10 og 11 viser inkrementene frigjøringshastigheterfor Norsk-underlaget.

Anvendelse av fraksjonen på + 3,35 mm (store partikler) resulterer i en forholdsvis stor mengde uregelmessig formede priller, noe som gir for mange ufullkomment belagte partikler og et for langt induksjonstidsrom. Sfærisiteten for fraksjonen på + 3,35 mm er omtrent 80%. Bemerk at standarden med 6 PPH (fig. 10) innkapslingslag på dette underlag gir 9% kumulativ frigjøring etter 2 timer (omtrent 4% er maksimalt ønskelig) og gir en topp-frigjøring etter omtrent 20 timer. Dette tyder på et meget langt restmateriale med uakseptable mengder av ufullkomment belagte partikler. Ved anvendelse av for-belegg C, fulgt av 5,5 PPH innkapslingslag (fig. 11) reduseres prosentandelen av ufullkomment belagte partikler til mindre enn omtrent 5% etter to timer, og toppfrigjøringen er omtrent 13 timer.

For-belegget ifølge foreliggende oppfinnelse oppnår flere fordeler:

1) Produkter med hurtigere frigjøring kan fremstilles uten at den ufullkomment belagte partikkelfraksjon økes, selv når det anvendes mindre kostbart kjernemateriale. Dette muliggjør fremstilling av mer effektivt regulerte f rigjø ringsprodukter. 2) Reduserte beleggnivåer (det kan lages mindre kostbare produkter med så lite som 5 PPH harpiks og for-belegg B). 3) Reduksjonav^^lnduksjons-(inaktiv)-tidsrommet (minimal frigjøringshastighet) som for eksempel ble påvist uten noen linfrøolje (se tabell 1 og fig. 10-11).

Claims

1. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, en granulær kjerne av næringsmiddelmateriale og et for-belegg av en organisk olje påført på den granulære kjerne, karakterisert ved at det omfatter: et polymert innkapslende belegg påført over for-belegget på den granulære kjerne mens den organiske olje er uherdet; idet for-belegget er herdet etter påføring av det polymere innkapslingsbelegg.

2. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 1, karakterisert ved at den organiske olje er blandet med et bindemiddel valgt fra gruppen som består av leirarter, talk, diatoméjord, absorberende silikamaterialer, samt blandinger av disse.

3. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 1, karakterisert ved at den granulære kjerne har en sfærisitet på 50% eller mindre.

4. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 3, karakterisert ved at den organiske olje er rå linfrøolje.

5. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 1, karakterisert ved at bindemidlet er en fin leirart.

6. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 2, karakterisert ved at for-belegget videre innbefatter et tørremiddel.

7. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 6, karakterisert ved at tørremidlet er valgt fra gruppen som består av koboltmangan, mangan, koboltkalsium, zirkoniumkobolt og blandinger av disse.

8. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 1, karakterisert ved at kjernen er valgt fra gruppen som består av NPK-granuler, gjødningsmiddel-granuler, urea-granuler og blandinger av disse.

9. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 8, karakterisert ved at kjernen videre inneholder ett eller flere sekundære næringsmidler og mikronæringsmidler valgt fra gruppen som består av kalsium, svovel, magnesium, jern, kobber, sink, mangan, bor og molybden.

10. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 3, karakterisert ved at gjødningsmidlet med regulert frigjøring oppviser 4% eller lavere kumulativ frigjøring etter to timer i ART-80-laboratorietesten når innkapslingsbelegget er 8 deler pr. hundre, av kjernevekten, eller lavere.

11. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 10, karakterisert ved at den maksimale inkrementene frigjøring ved ART-80-laboratorietesten er etter 15 timer eller mindre.

12. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 1, karakterisert ved at den organiske oljen er valgt fra gruppen bestående av linsefrøolje, soyaolje, treolje, dicyklopentadien-modifisert tørrende oljer og blandinger derav.

13. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 1, karakterisert ved at for-belegget på den granulære kjernen omfatter en blanding av: (a) en organisk olje valgt fra gruppen bestående av linsefrøolje, soyaolje, treolje, dicyklopentadien-modifiserte tørrende oljer, smøreoljer og blandinger derav; (b) et bindemiddel valgt fra gruppen bestående av en fin leirart, kalk, diatomé jord, absorberende silikar og blandinger derav.

14. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 1, karakterisert ved at det polymere innkapslingsbelegg er en kopolymer av dicyklopentadien og et materiale valgt fra gruppen som består av linfrøolje, en alkydharpiks basert på en soyaolje, samt blandinger av disse.

15. Gjødningsmiddel med regulert frigjøring, ifølge krav 13, karakterisert ved at kjernen har en sfærisitet på 50% eller mindre, og gjødningsmidlet med regulert frigjøring oppviser en kumulativ frigjøring på 4% eller mindre etter to timer i ART-80-laboratorietesten når innkapslingsbelegget er 8 deler pr. hundre, basert på kjemevekten, eller mindre.

16. Fremgangsmåte for fremstilling av et gjødningsmiddel med regulert frigjøring under anvendelse av en næringsmiddelkjerne ved for-belegging av næringsmiddelkjemen med en organisk olje, idet oljen er valgt fra gruppen som består av linfrøolje, soyaolje, treolje, dycyklopentadien-modifiserte tørrende oljer, samt blandinger derav, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: (a) påføring av et innkapslingslag av polymert materiale over den for-belagte næringsmiddelkjerne, idet polymerlaget påføres før for-belegget er herdet og mens oljen er uherdet; og (b) herding av for-belegget etter påføring av innkapslingslaget.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at forbeleggingsblandingen videre omfatter et bindemiddel valgt fra gruppen som består av fin leire, talk, diatoméjord, absorberende silika-arter, samt blandinger derav, og et tørremiddel valgt fra gruppen som består av koboltmangan, mangan, koboltkalsium, zirkoniumkobolt og blandinger av disse.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at for-belegget og det innkapslende belegg herdes samtidig.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at for-belegget utsettes for temperaturer på 60°C eller lavere før påføring på innkapslingslaget.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert ved at herdingen utføres ved utsettelse for en temperatur på omtrent 60°C eller høyere.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at for-belegget påføres i området fra 0,5 til 3,0 deler pr. hundre, basert på vekten av næringsmiddelkjemen.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at innkapslingslaget påføres i området fra fem til ti deler pr. hundre, basert på vekten av næringsmiddelkjemen.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at kjernen har en sfærisitet på 50% eller mindre, og gjødningsmidlet med regulert frigjøring oppviser 4% kumulativ frigjøring eller lavere, etter to timer i ART-80-laboratorie-testen, når innkapslingsbelegget er 8 deler pr. hundre, basert på kjemevekten, eller mindre.

24. Fremgangsmåte for ifølge krav 16, karakterisert ved at: (a) næringsmiddelkjemen med overflatebrudd blir for-belagt med en blanding av rå linsefrøolje, et bindemiddel og et tørremiddel og for-belegget blir påført i en andel på omtrent 0,5 - 3,0 deler pr. hundre av vekten av kjernen og utsettes for temperaturer i området 60°C eller lavere mens linsefrøoljen er uherdet; og (b) innkapslingslageret blir påført i en andel på omtrent fem til ti deler pr. hundre av vekten av kjernen; og, (c) for-belegget og innkapslingslaget blir herdet ved 60°C eller høyere.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 24, karakterisert ved at kjernen har en sfærisitet på 50% eller mindre, og gjødningsmidlet med regulert frigjøring oppviser 4% kumulativ frigjøring eller lavere, etter to timer i ART-80-laboratorie-testen når innkapslingsbelegget er 8 deler pr. hundre, basert på kjernevekten, eller mindre.