JPH06157181A - 徐放性肥料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】肥効成分の初期バーストが少なく、溶出パター
ンの再現性のよい徐放性肥料製剤の提供。 【構成】生分解性高分子を結合剤として成型した化成肥
料の表面を水に難溶性又は不溶性の生分解性高分子で被
覆した徐放性肥料。 【効果】肥効成分の初期バーストが少なく、溶出パター
ンの再現性がよく、肥効成分放出が終了した時点でボロ
ボロになり、最終的には消失して有効期間の終了したこ
とを表示できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、施肥後徐々に肥料成分
を放出し、放出終了後には消失する徐放性肥料に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】化学肥料は本質的に水溶性であるために
灌水による溶出、流亡が大きく、長期にわたってその効
力を持続させることが困難である。また、肥効成分の短
期間での溶出は作物に障害を及ぼす。このため、従来か
ら化学肥料を粒状に形成し、これを樹脂皮膜で被覆した
緩効性肥料が各種提案されている。高分子新素材便覧
（高分子学会編，丸善株式会社発行，平成元年９月２０
日），ｐ．３５５によれば現在使用されている被覆用素
材としては、フェノール樹脂及びタルク，硫黄、ま
たはパラフィンワックスおよびけいそう土またはタル
ク，オレフィン樹脂、またはオレフィン樹脂および界
面活性剤またはタルク，松やに、パラフィンワック
ス，ポリプロピレン，ポリエチレン，タルク，大豆油
とシクロペンタジエンの５種がある。以上のほか、ポリ
オレフィンとエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）
の混合物（特公昭６０−２１９５２），ポリオレフィン
とジエン系重合体の混合物（特開昭６２−２１６９８
４），エチレン・一酸化炭素共重合体，ゴム系樹脂，Ｅ
ＶＡ，水難溶性の無機粉体の混合物（特開昭６３−１７
２８６），ポリオレフィン系樹脂，エチレン／酢酸ビニ
ル／一酸化炭素共重合体と水難溶性の無機粉体との混合
物（特開昭６３−２５２８８），塩化ビニル・エチレン
系共重合体（特開平２−３０６９０），−５℃〜５０℃
の範囲のガラス転移温度を有するスチレンとブタジエン
を主成分とする高分子ラテックス（特開平４−１６５８
１），ポリイミド、スチレンブロックコポリマーまたは
ｎ−ポリブチルメタクリレート（特開平３−１６９８
４）等の水不溶性の高分子あるいは低融点ろう状物質
（特開平１−１５７４９３）で被覆する方法が提案され
ている。しかしながら、これらの緩効性肥料では比較的
堅固な被膜中の不完全な被覆、ピンホール、亀裂から水
が侵入して肥料成分が徐々に溶出する仕組みになってい
るためピンホール、亀裂、不完全な被覆を製造工程にお
いて、充分に制御することは困難である。従って、たと
えば散布後まもなく肥料成分が急激に溶出（初期バース
ト）したり、逆に溶出量が少なすぎたり、期待する溶出
パターンが再現性よく得られないという欠点がある。さ
らには用いる被覆用高分子の性質から肥効が終了しても
肥料の形状がそのまゝ保持されるため外観から肥料の寿
命を判断できないという欠点があった。

【０００３】上述の不溶性高分子を用いた肥料における
問題点を解決すべく、水溶性樹脂（ポリビニルアルコー
ル）とポリエチレングリコールを用いた水中植物用の肥
料成型物が提案されているが、これは消失までの時間が
きわめて短く、緩効性肥料としての役割を果さず、やは
り満足すべきものではない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、肥料成分を
徐放し、かつ放出終了後はボロボロになり、ついで消失
する成型肥料を調製するために、生分解性高分子を利用
するものである。生分解性高分子を利用した緩効性肥料
としては、特開昭６３−４０７８９号でポリ（３−ハイ
ドロオキシ−３−アルキルプロピオン酸）を有機溶剤に
溶解して、流動状態の粒状肥料に噴霧し、高速熱風流を
吹き付けて有機溶剤を除去乾燥させる方法が提案されて
いる。しかしながら、生分解性高分子と云えども、生分
解がそれほど進行していない初期においては、製造過程
において生じることを防ぐことが困難な皮膜のピンホー
ルや亀裂を通じて肥料成分の溶出が起こるので、やはり
「初期バーストおよび溶出パターンの再現性がない」と
いう問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは種々検討を
重ねた結果、化学肥料成分をバインダー性を有する生分
解性高分子を添加して、成型した肥料は必ずしも満足す
るべきものではないが、さらに該成型肥料の表面を水に
難溶性あるいは不溶性の生分解性高分子で被覆すること
により肥料成分の初期バーストが少なく、溶出パターン
の再現性がよく、放出に伴なって肥料成型物が収縮し、
最終的には完全に消失することによって肥料の有効期間
を表示する機能をもち、農業用、園芸用、特に家庭園芸
用に適した理想的な徐放性肥料を発明するにいたった。
即ち、本発明は生分解性高分子で肥効成分を固めた核を
内部構造とし、水に難又は不溶性の生分解性被覆層を外
部構造とする二層構造からなる徐放性製剤を提供する。

【０００６】本発明において、原料として用いられる肥
効成分は植物の栄養となり常温で固体のものであれば特
に制限はなく、例えばリン酸塩、アンモニウム塩、カリ
ウム塩等の種々の塩、尿素化合物より具体的には例えば
硫酸アンモニウム、リン酸２アンモニウム，硫酸カリウ
ム，硫酸マグネシウム，硫酸第一鉄，硫酸亜鉛，硫酸マ
ンガン（II），ホウ酸等が挙げられ、その使用目的に応
じて、これらを単独又は混合物で使用される。かかる肥
効成分を生分解性高分子の結合剤とを配合して固型製剤
を製造する。固型製剤の製造は自体公知の手段、例えば
肥効成分と混合して成型することにより容易に行なうこ
とができる。成型は、農薬あるいは医薬品の分野での一
般的な製剤機で、固型製剤、例えば粒状、球状、錠剤、
円盤状、ロット状等に成形される。

【０００７】成型に際して結合剤として用いられる高分
子化合物は生分解性を有するものであれば特に制限はな
く、自然環境下に徐々に分解するものが好ましく、より
具体的には例えば、ポリカプロラクトン，ポリ乳酸，ポ
リグリコール酸，ポリ（乳酸・グリコール酸）等のポリ
エステル類，ウレタン結合を含む脂肪族ポリエステル，
カードラン，カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ），
メチルセルロース，ヒドロキシメチルセルロース，ヒド
ロキシプロピルセルロース，プルラン等の多糖類が挙げ
られる。かかる高分子の分子量は約１０００〜１０万程
度のものが好ましい。次に、かかる固型製剤を水に難溶
性又は不溶性の生分解高分子で被覆する。皮膜として用
いられる水に難溶性あるいは不溶性の高分子は生分解性
のものであれば特に制限はなく、例えばポリカプロラク
トン（以下ＰＣＬと略称する），ポリグリコール酸，ポ
リ乳酸，ポリ（乳酸・グリコール酸），ポリ（ヒドロキ
シ酪酸），ポリ（ヒドロキシ吉草酸），ポリ（ヒドロキ
シ酪酸・ヒドロキシ吉草酸），ポリバレロラクトン，ポ
リ（酸無水物），ポリ（オルソエステル），ウレタン結
合を含む脂肪族ポリエステル，等が挙げられ、任意の可
塑性物質を添加することができる。分子量が約２０００
〜１０万程度のものが好ましい。

【０００８】被覆方法は成型肥料表面に均一に皮膜が施
される任意の方法が適用でき、例えば上記の高分子の溶
液（好ましくは有機溶媒）への浸漬法、成型肥料を転動
しつつ高分子溶液を供給する一般的な装置、例えばコー
タあるいは噴流被覆装置が使用できる。

【０００９】生分解性高分子の溶液調整の溶媒として
は、例えば芳香族炭化水素、エステル、エーテル、ハロ
ゲン化炭化水素等通常の有機溶媒が使いられるが、特に
塩化メチレンが好ましい。溶液の濃度は特には制限され
ないが、通常は約２〜２５重量％程度である。被覆処理
のあと、常法に従って乾燥処理して製品を製造する。

【００１０】上記の方法において、結合剤として用いら
れる生分解性の高分子および水に難溶性又は不溶性の高
分子はいずれも単独の高分子であってもよいし、二種以
上の高分子を混合して使用してもよい。生分解性の高分
子および水に難溶性又は不溶性の高分子の好ましい実施
態様はヒドロキシカルボン酸のポリマーである。ヒドロ
キシカルボン酸は炭素数約２０程度以下のものが好まし
く、ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、ε−ヒド
ロキシカプロン酸、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシ酪
酸、ヒドロキシ吉草酸等が挙げられる。ウレタン結合を
含む脂肪族ポリエステルとしては、例えばグリコール成
分としてエチレングリコール、ブタンジオール１,４、
ヘキサンジオール１,６、デカメチレングリコール、ネ
オペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタ
ノール、エチレンオキシドの少なくとも一種類を使用
し、多塩基酸成分として一般式ＨＯＯＣ−（ＣＨ₂）_n−
ＣＯＯＨ（式中ｎは２〜１２の整数を表わす）で示され
るジカルボン酸またはその酸無水物の少なくとも一種類
を使用して合成した（好ましくは数平均分子量約５,０
００〜２０,０００の）末端基が水酸基である脂肪族ポ
リエステルをジイソシアネート（例えばヘキサメチレン
ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トル
エンジイソシアネートなど）と反応させることにより得
られる（好ましくは数平均分子量約１０,０００〜５０,
０００以上でかつ少なくとも２個のウレタン結合を分子
内に有する）ポリエステルが挙げられる。ポリ酸無水物
としては、具体的にはポリ（テレフタル酸）、ポリ（テ
レフタル酸・セバシン酸）、ポリ（カルボキシフェノキ
シプロパン・セバシン酸）等が挙げられる。

【００１１】生分解性高分子および水に難溶性又は不溶
性の高分子はそのまゝ使用してもよいし他の種類の高分
子又は希釈剤又は賦形剤と混合して使用してもよい。そ
のような他の種類の高分子、希釈剤、賦形剤としては上
記の有機溶媒に可溶もしくは懸濁可能なものが好まし
い。具体的には、例えばエチレン・酢酸ビニル共重合
体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリスチレ
ン、ロウ状物質（例えばパラフィンワックス）、ポリメ
タクリレート、ポリアクリレート、ポリオレフィン（例
えばポリエチレン、ポリプロピレン）、塩化ビニル・エ
チレン共重合体、ゴム系樹脂、ポリアミド（例えばナイ
ロン６）、ポリウレタン（例えばキシリジンジイソシア
ネートとヘキサメチレンジアミンの縮重合物）等が挙げ
られる。水難溶又は不溶性の生分解性高分子１００重量
部に対して、その他の高分子、希釈剤、賦形剤の使用量
は通常、約１０〜２０００重量部、好ましくは約３００
〜１０００重量部である。肥効成分、結合剤として用い
られる生分解性高分子および水に難溶性又は不溶性の生
分解性高分子の使用量は、本発明の効果を奏するもので
あればどのようなものでもよく、各成分の種類によって
異なるが通常は肥効成分１００重量部に対して結合剤と
して用いられる生分解性高分子が約２〜２５重量部、好
ましくは約３〜２０重量部、被覆用に使いられる生分解
性高分子が約０.１〜２０重量部、好ましくは約０.５〜
１０重量部である。

【００１２】上記のように肥効成分として通常はチッ
素、リン、カリの三要素が使用されるが、これ以外にも
例えばビタミン、植物成長ホルモン等他の成分を配合し
てもよい。

【００１３】

【実施例】以下に実施例を用いて本発明の実施態様を説
明するが、「部」は「重量部」を、「％」は「重量／重
量％」を示す。

【００１４】下記の実施例で用いる化学肥料混合物とし
て、硫酸アンモニウム３４.１部、リン酸二アンモニウ
ム２３.９部、硫酸カリウム２１.４部、硫酸マグネシウ
ム１２.９部、硫酸第一鉄２.６部、硫酸亜鉛４.６部、
硫酸マンガン（II）０.３部およびホウ酸０.２部を混合
し、粉砕して３０メッシュパスの粉末としたものを使用
する。

【００１５】実施例１ 化学肥料混合物１００部、ポリカプロラクトン（分子
量：約４３,０００，ユニオンカーバイト日本(株)）２
部をミキサー試験機（ラボプラストミルＣ型(株)東洋精
機製作所製）を用いて６８℃で４０分間混合し、肥料組
成物を得る。１.８×１０³kgｆ／cm²で打錠し、直径８.
５mm、厚さ約５mmの錠剤型肥料を得る。次に本肥料をポ
リカプロラクトンの５％塩化メチレン溶液に浸漬しては
取り出して乾燥させる操作を繰り返し、肥料に対して８
部のＰＣＬの皮膜を形成させた。

【００１６】実施例２ 化学肥料混合物１００部を流動層造粒乾燥装置（パルビ
スミニベッドＧＡ−２２型，ヤマト科学社製）で流動さ
せながら、２部のポリカプロラクトンの塩化メチレン溶
液２２部を噴霧して、肥料混合物にポリカプロラクトン
を均一に混合する。実施例１と同様の錠剤型肥料を得、
本肥料を流動層造粒乾燥装置を用いて、塩化メチレン溶
液を噴霧して８部のＰＣＬの皮膜を形成させた。

【００１７】実施例３ ８部のＰＣＬの代わりに５部のＰＣＬ及び０.５部のポ
リエチレングリコール（分子量６０００）の皮膜を形成
させる他は実施例２と同様に操作して錠剤型肥料の被覆
品を得た。

【００１８】実施例４ 化学肥料混合物１００部、カルボキシメチルセルロース
１０部、水１０部をニーダー（ＰＮＶ−５型，入江商会
(株)）で練合し、エクストルダー（ＤＥ−３５型，本田
鐵工(株)）で直径約８mm、長さ約１０mmのひも状成型物
を調製する。次にマルメライザー（Ｑ−２３０型，不二
パウダル(株)）を用いて、直径約９mmの球状物に加工し
た後、１００℃で１２０分間乾燥する。以下実施例２と
同様にして５部のＰＣＬの皮膜を施した被覆球状肥料を
得た。

【００１９】実施例５ カルボキシメチルセルロースに代えて同重量のカードラ
ンを用いた他は実施例４と同様に操作して被覆球状肥料
を得た。

【００２０】比較例１ 化学肥料混合物１００部、ＰＣＬ１７部を実施例１と同
様にしてラボプラストミルで混合し、次いで打錠した。

【００２１】比較例２ 化学肥料混合物に結合剤を加えることなく打錠し、次い
で、１０部のＰＣＬで被覆を行った。

【００２２】比較例３ ＰＣＬに代えて同重量のポリスチレンを用いた他は実施
例２と同様にして錠剤型肥料の被覆品を得た。

【００２３】試験例 土を掘って成型肥料を埋め、上に約５mmの厚さに土を掛
ける。週に２回づつ、土の表面積１ｍ²につき７リット
ルの水を均一に散水し、室温に保存し、経時的に、外観
及び乾燥後の残存量を求めた。結果は〔表１〕に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】上記の結果から、本発明品では初期バース
トが少なく溶出の再現性のよいことがわかる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の徐放性肥料製剤は、従来品より
も肥効成分の初期バーストが少なく、溶出パターンの再
現性がよく、肥効成分の放出が終了した時点でボロボロ
になり、最終的には消失して有効期間の終了したことを
表示できる点で優れている。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生分解性高分子を結合剤として成型した化
   成肥料の表面を水に難溶性又は不溶性の生分解性高分子
   で被覆してなる徐放性肥料。
2. 【請求項２】結合剤として用いる生分解性高分子および
   水に難溶性又は不溶性の生分解高分子がヒドロキシカル
   ボン酸のポリマーである特許請求の範囲第１項記載の徐
   放性肥料。
3. 【請求項３】結合剤として用いる生分解性高分子がポリ
   カプロラクトン、ポリグリコール酸，ポリ乳酸，ポリ
   （乳酸・グリコール酸），ウレタン結合を含む脂肪族ポ
   リエステル,カードラン，カルボキシメチルセルロー
   ス，メチルセルロース，ヒドロキシメチルセルロース，
   ヒドロキシプロピルメチルセルロース，又はプルランで
   ある特許請求の範囲第１項記載の徐放性肥料。
4. 【請求項４】水に難溶性又は不溶性の生分解性高分子
   が、ポリカプロラクトン，ポリグリコール酸，ポリ乳
   酸，ポリ（乳酸・グリコール酸），ポリ（ヒドロキシ酪
   酸），ポリ（ヒドロキシ吉草酸），ポリ（ヒドロキシ酪
   酸・ヒドロキシ吉草酸），ポリバレロラクトン，ウレタ
   ン結合を含む脂肪族ポリエステル,ポリ（酸無水物）お
   よびポリ（オルソエステル）からなる群から選ばれる一
   または二以上の混合物である特許請求の範囲第１項記載
   の徐放性肥料。
5. 【請求項５】結合剤として用いる生分解性高分子および
   水に難溶性又は不溶性の生分解性高分子がポリカプロラ
   クトンである特許請求の範囲第１項記載の徐放性肥料。
6. 【請求項６】結合剤として用いる生分解性高分子がカル
   ボキシメチルセルロースであって、水に難溶性又は不溶
   性の生分解高分子がポリカプロラクトンである特許請求
   の範囲第１項記載の徐放性肥料。
7. 【請求項７】結合剤として用いる生分解性高分子がカー
   ドランであって、水に難溶性又は不溶性の生分解性高分
   子がポリカプロラクトンである特許請求の範囲第１項記
   載の徐放性肥料。
8. 【請求項８】生分解性高分子を結合剤とし使いて化成肥
   料の固型剤を製造し、この表面を水に難溶性又は不溶性
   の生分解性高分子で被覆することを特徴とする徐放性肥
   料の製造方法。