JPH07315975A - 粒状物質の被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】粒状物質に一次被覆、二次被覆し、ブロッキン
グを起こさず、被膜欠陥のない被覆膜を形成する。 【構成】熱可塑性物質を一次被覆、熱可塑性物質、熱硬
化性樹脂または無機物質のうち一種以上を二次被覆した
後、一次被覆材を溶融もしくは軟化処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、農業用資材、医薬品、
食品等の分野で利用される粒状物質の被覆方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術とその解決しようとする課題】近年、農業
資材（肥料、農薬等）、医薬、食品等様々な分野で粒状
物質の物性改善や機能を付与するため、粒状物質の表面
に被膜を形成させる技術が利用されている。

【０００３】例えば、水溶性物質、加水分解性物質及び
これらを含有する粒状物質の表面に耐水性に優れた物質
を被覆することにより、粒状物質の吸湿性を低減させた
り、水に対する溶出性を低減させることが可能である。

【０００４】一般に、粒状物質の被覆方法としては、次
の様な方法がとられている。被覆装置として、流動装
置、噴流動装置、回転パン、回転ドラム等を用い、粒状
物質を流動もしくは転動状態にする。これに被膜形成能
の高い熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の有機系高分子物
質の被覆材をそのまま使用するか、被覆材が溶剤に可溶
な場合には、溶剤に希釈し少量ずつ噴霧し、付着させて
被覆する。

【０００５】しかしながら、この様な噴霧による塗布方
法は、ディップ法（浸漬塗布法）とは異なり、均一な製
膜技術に加え、被被覆物に付着した噴霧粒子同士の接着
性が良好か否かが重要な問題となる。即ち、厚ムラであ
れば最低膜厚部分で欠陥が生じ易いが、付着粒子同士の
接着性が悪いと粒子間の欠陥が多くなり良好な被覆膜が
得られない。

【０００６】特に、この接着性については噴霧粒子の硬
化速度と関係があり、硬化速度が速いと被被覆物表面に
付着した粒子が硬化した後に次の粒子が付着するが、硬
化粒子との間隙がない状態で硬化すればよいが、被覆材
の物性等の問題で粒子間に間隙が発生し易い。

【０００７】一方、硬化速度が遅すぎると、被被覆物表
面に付着した粒子が硬化する前に次の粒子が付着するた
め、粒子同士の馴染みが良好で境界面がなく連続塗布膜
になった後硬化する。このため被膜欠陥の発生が少な
く、薄い膜厚にて良好な被膜を得ることができる。しか
しこの場合、被被覆物に付着した未硬化の被覆材により
被被覆物質同士がブロッキングを起こした状態で固化す
るため、目的とする均一な粒径の被覆物質が得られなく
なる。

【０００８】以上のことから、ブロッキングを起こさ
ず、被膜欠陥のない被覆膜を得ることは現実的には非常
に難しい状況である。このため、現状は、ブロッキング
の発生を防ぐことに重点を置き、発生する被膜欠陥は、
膜厚を厚くする方法でその影響を防いでいるが完全でな
く、また被覆材費の増大につながる等の問題がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる問
題を解決すべく鋭意検討の結果、ブロッキングを起こす
ことなく、噴霧付着した粒子間の欠陥を改善する方法を
見出し本発明に到達した。

【００１０】すなわち本発明は、粒状物質に熱可塑性物
質を一次被覆、熱可塑性物質、熱硬化性樹脂または無機
物質のうち一種以上を二次被覆した後、一次被覆材を溶
融もしくは軟化処理することを特徴とする粒状物質の被
覆方法。更に、粒状物質が肥料である前記載の粒状物質
の被覆方法である。

【００１１】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
使用される一次被覆の熱可塑性物質、二次被覆の熱硬化
性樹脂、熱可塑性物質または無機物質は特に限定され
ず、二層被覆した後、一次被覆材を加熱溶融もしくは軟
化処理するとき、二次被覆材が溶融もしくは変形しない
物性の樹脂を適宜選択する。更に、被覆する粒状物質の
種類に合わせても適宜選択される。

【００１２】本発明に使用される熱可塑性物質は、熱可
塑性樹脂、ワックス、ロジン等の有機高分子やこれらの
相溶物及び混合物がある。熱可塑性樹脂としてはアクリ
ル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、
セルロース系樹脂等があるが特に限定されるものでな
い。また、ワックスはカーボワックス、ヘキストロウの
様な各種合成ワックス、カーナバロウ、蜜ロウの様な各
種天然ワックスがあるが特に限定されるものでない。更
に、ロジンはガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジ
ン及び変性ロジン等があるが特に限定されるものでな
い。

【００１３】更に、熱硬化性樹脂としては、フェノール
樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ア
ルキッド樹脂、シリコーン樹脂等があるが特に限定され
るものではない。

【００１４】更には、無機物質としては、リン酸カルシ
ウム、ハイドロキシアパタイト、炭酸カルシウム、硫
黄、石膏、ゼオライト、珪酸ソーダ、珪酸カルシウム、
シリカゾル等及びこれらの化合物、タルク、クレー等の
鉱物性無機化合物等が挙げられるが、近年問題となって
いる自然環境を汚染する有害物質でなければ、特に限定
されるものではない。

【００１５】例えば、被覆肥料の製造に於いては、粒状
肥料の表面に溶融ワックスを噴霧し一次被覆層を形成し
た後、アルキッド樹脂を噴霧し二次被覆層を形成する。
次に、一次被覆層のワックスが溶融もしくは軟化する温
度まで一旦加熱した後、冷却しワックスを固化させて被
膜を形成する。以後溶融もしくは軟化温度とは、粒状物
質に被覆した熱可塑性樹脂が溶融して一般的にベトつき
流動状態になる温度を指す。

【００１６】ここで、一次被覆したワックスを加熱溶融
または軟化する理由は、一次被覆層は溶融ワックスを噴
霧し、その粒子が肥料表面に付着固化することで形成さ
れる。この場合、粒子同士の密着性が必ずしも十分でな
く、被膜欠陥が発生し易い。しかしながら、アルキッド
樹脂の二次被覆層形成後、ワックス層を一旦溶融または
軟化し被膜を再構築すれば被膜欠陥の修復が可能とな
る。

【００１７】この様な処理により、粒状物質の溶出制御
が可能となるが、被覆する目的を損なわなければ、一次
及び二次被覆材に他の有機物や無機物を加えて被覆して
も構わない。例えば、耐水特性を変える目的で被覆する
場合には、溶出性の調節、樹脂の増量等の目的で界面活
性剤、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の有機物、またタ
ルク等の無機鉱物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム
等の難溶性無機塩を共存させることが可能である。

【００１８】本発明法に於ける一次被覆の温度は、被覆
材の軟化温度以下であれば特に限定されるものではない
が、通常２０〜１５０℃であり、熱エネルギーを考慮す
ると、常温に近い方が有利である。

【００１９】また、二次被覆の温度は、一次被覆材が溶
融または軟化する温度以下であれば特に限定されるもの
でないが、一次被覆材の溶融または軟化温度に近くなる
と逆に操業が難しくなるため、一次被覆材の溶融または
軟化温度より５℃以上、好ましくは１０℃以上低い方が
適当である。なお、熱硬化性樹脂を使用するときは、温
度が低すぎると硬化速度が遅くなり生産効率が低下する
ため、使用する樹脂に適した温度条件を適宜選択する必
要がある。

【００２０】更に、二次被覆後、一次被覆材を加熱して
溶融もしくは軟化する温度は、一次被覆材の溶融温度以
上であれば特に限定されるものでないが、最適には溶融
温度より５〜２０℃高くするのが好ましく、２０℃以上
にしても熱エネルギー的にも経済的でない。

【００２１】例えば、被覆尿素肥料の製造に於いて、温
度７０℃でワックスを一次被覆した後、温度８０℃でア
ルキッド樹脂を二次被覆する。この様にして得られた被
覆肥料を一旦、内層ワックスが溶融する温度９０℃まで
昇温処理した後、冷却し、内層ワックスを固化させる。

【００２２】本発明法に於ける一次被覆材の被膜の厚さ
は、被覆する粒状物質の設定溶出機能を創出できる厚さ
であれば充分である。また、被膜の厚さは、粒状物質の
性状、被覆材料、被覆条件、被膜の緻密性等の条件によ
り一様でない。

【００２３】二次被覆の膜厚は、一次被覆膜が完全に被
覆されていれば問題ない。また完全に被覆されていなく
ても、溶融処理時に、一次被覆物質が漏洩し、ブロッキ
ングや、被覆装置に付着する等の問題が発生しなければ
問題ない。

【００２４】更に、二次被覆にも溶出機能を創出させる
ために膜厚を制御することも可能である。本発明法の粒
状物質としては、表面に高分子物質の被膜を形成する必
要のある物質であれば特に限定されるものでない。その
形状は通常、被覆材の均一分散性を高めるため、粒度分
布はシャ−プで真球性が高く、表面が滑らかな方が好ま
しい。

【００２５】本発明法に於いては特に水に対し難溶性ま
たは不溶性の高分子物質で粒状物質を被覆することが可
能なので、粒状物質が水溶性物質や加水分解性物質を含
有した粒状物質の場合には粒状物質の成分の溶出を制御
することが可能となる。

【００２６】例えば、粒状物質として肥料を用いる場
合、粒径は１〜１０ｍｍ好ましくは２〜５ｍｍである。
また、本発明に於いては、粒状物質が転動装置、流動装
置等で被覆されるため、粒状物質の硬度は、これらの装
置による運動（攪拌）に破損や摩耗しない程度が好まし
く、通常は、木屋式硬度計１．０ｋｇ以上、好ましくは
１．５ｋｇ以上であれば十分である。

【００２７】本発明法に於いて、特に粒状物質としては
水溶性物質、加水分解性物質を含有する肥料を用いる場
合に有効である。かかる肥料としては、粒状であれば特
に制限はない。通常の肥料、例えば塩安、硫安、尿素、
塩化カリ等の単独や、ＮＫ化成、塩加燐安、燐硝安カリ
等の複合肥料及び粒状の有機肥料を用いることができ
る。

【００２８】本発明法に於て粒状物質を被覆する方法
は、流動もしくは転動状態にする公知の方法により行な
うことができる。例えば、流動装置や噴流動装置により
流動状態に、回転パン、回転ドラム等により転動状態に
することができる。

【００２９】また、被覆後の加熱処理は、加熱できる装
置であれば特に限定されるものでないが、一次被覆層を
溶融もしくは軟化状態にするため、一次被覆層の厚さの
片寄りをなくす意味に於いて流動もしくは転動状態にし
た方が好ましい。

【００３０】本発明法に於ける被覆材の添加法として
は、効率よく分散添加できれば、噴霧、滴下によらず実
施することができる。通常、空気を用いて二流体ノズル
による噴霧添加が好ましい。また、被覆材は、被覆材溶
液をそのまま被覆に用いてもよいが、被覆材の分散性を
高めるため溶剤に希釈してもよい。

【００３１】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はかかる実施例に限定されるものでない。

【００３２】実施例１ 以下の条件で粒状物質の被覆処理を実施した。塔径が１
０ｃｍの流動被覆装置に平均粒径が３．３ｍｍの尿素８
００ｇを仕込み、下部より６０ｍ³ ／Ｈｒで熱風を送り
流動させ、７０℃に保持した。

【００３３】一方、上部より１１０℃に加熱したワック
ス（＊）を流量１．５ｇ／ｍｉｎで二流体ノズルを用い
噴霧させ、一定膜厚の一次被覆粒状肥料を得た。その
後、熱風にて７０℃に保持し、上部より６０℃に加熱し
た被覆材（６０％大豆油変性アルキッド樹脂３０％、桐
油、共役リノール酸ペンタエリスリトールエステル１５
％、金属石鹸３％、皮張り防止剤２％）を流量１．０ｇ
／ｍｉｎで、二流体ノズルを用い噴霧させ、一定膜厚の
二次被覆粒状肥料を得た。これを熱風にて昇温し所定条
件にて加熱処理した。

【００３４】得られた被覆粒状肥料は窒素（Ｎ）の溶出
試験に供した。その結果を表１に示した。この溶出率の
測定は、被覆粒状肥料を一定量の水に投入し、２５℃の
恒温槽内に放置し、一定期間経過後に取り出し、肥料と
溶液を分別し、水中に溶出した窒素分を定量し求めた。
表１からわかるように溶出量は十分に制御できているの
が分かる。

【００３５】＊パラフィンワックス：融点８９℃、針入
度５（ａｔ２５℃）、粘度１５ｃＳｔ／１００℃ 溶融温度約７５℃

【００３６】

【表１】

【００３７】実施例２ 被覆対象肥料を平均粒径が３．１ｍｍの窒素加里化成Ｃ
２０号（Ｎ：２０％、Ｋ₂ Ｏ：１０％）に変えたほかは
全て実施例１と同様に行った。その結果を表１に示した
が、溶出量は十分に制御できているのが分かる。

【００３８】実施例３ 塔径が１０ｃｍの流動被覆装置に平均粒径が３．３ｍｍ
の尿素８００ｇを仕込み、下部より６０ｍ³ ／Ｈｒで熱
風を送り流動させ、８０℃に保持した。

【００３９】一方、上部より１２０℃に加熱したワック
スとエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂の相溶物（＊）を
流量１．５ｇ／ｍｉｎで二流体ノズルを用い噴霧させ、
一定膜厚の一次被覆粒状肥料を得た。その後、熱風にて
８０℃に保持し、上部より１３０℃に加熱した硫黄を流
量１．０ｇ／ｍｉｎで、二流体ノズルを用い噴霧させ、
一定膜厚の二次被覆粒状肥料を得た。これを熱風にて昇
温し所定条件にて加熱処理した。

【００４０】得られた被覆粒状肥料は窒素（Ｎ）の溶出
試験に供した。その結果を表１に示した。この溶出率の
測定は、被覆粒状肥料を一定量の水に投入し、２５℃の
恒温槽内に放置し、一定期間経過後に取り出し、肥料と
溶液を分別し、水中に溶出した窒素分を定量し求めた。
表１からわかるように溶出量は十分に制御できているの
が分かる。

【００４１】＊相溶物：ワックス重量８０％、エチレン
−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）重量２０％ 溶融温度約９０℃ ・パラフィンワックス：融点８９℃、針入度５（ａｔ２
５℃）、粘度１５ｃＳｔ／１００℃ ・ＥＶＡ：酢酸ビニル含量６（％）、メルトフローレー
ト７５（ｇ／１０ｍｉ） ビカット軟化温度７０（℃）。

【００４２】比較例１ 二次被覆後の加熱処理を行わなかった以外は実施例１と
同様に行った。その結果を表１に示したが、溶出量は十
分に制御できなかった。

【００４３】比較例２ 被覆対象肥料を平均粒径が３．１ｍｍの窒素加里化成Ｃ
２０号（Ｎ：２０％、Ｋ₂ Ｏ：１０％）に変えたほかは
全て比較例１と同様に行った。その結果を表１に示した
が、溶出量は十分に制御できなかった。

【００４４】比較例３ 二次被覆後の加熱処理を行わなかった以外は実施例３と
同様に行った。その結果を表１に示したが、溶出量は十
分に制御できなかった。

【００４５】

【発明の効果】従来、粒状物質を被覆する際は、被覆材
液をそのままか、溶剤に溶かして噴霧もしくは添加して
粒状物質に付着させる方法で行われている。

【００４６】しかしながら、この様な噴霧もしくは添加
による被覆方法では、成膜性に加え、特に例え均一な膜
厚に被覆できたとしても、被被覆物に付着した噴霧粒子
（または液滴）同士の接着性が良好か否かが重要であ
り、付着粒子同士の接着性が悪いと被膜欠陥が多くな
り、良好な被覆膜が得られない等の問題がある。

【００４７】本発明法によれば、一次被覆及び二次被覆
した後、一次被覆層を一旦溶融もしくは軟化状態にする
ことで一次被覆層の塗膜欠陥を修復することが可能とな
る。このため、噴霧被覆する際は、均一成膜のみに注力
すれば良く、付着粒子同士の接着性を考慮することなく
被覆でき、しかも一次被覆層を溶融もしくは軟化状態に
しても、二次被覆層があるため、被覆粒子同士のブロッ
キングを回避できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒状物質に熱可塑性物質を一次被覆、熱
   可塑性物質、熱硬化性樹脂または無機物質のうち一種以
   上を二次被覆した後、一次被覆材を溶融もしくは軟化処
   理することを特徴とする粒状物質の被覆方法。
2. 【請求項２】 粒状物質が肥料であることを特徴とする
   請求項１に記載の粒状物質の被覆方法。