JPH0859382A - 被覆粒状肥料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 粒状肥料の表面をプロピレンとエチレンおよ
び／またはブテン−１を共重合させた非晶質ポリオレフ
ィンを主成分とする被膜でコーティングすることを特徴
とする被覆粒状肥料。 【効果】 本発明の被覆粒状肥料は、その被膜を調整す
ることにより含水培地また水中での肥料成分の溶出開始
時期を任意に調節できる。また肥料と被膜との剥離がな
く、輸送、取扱い時に破損がなく、粘着性が低く取扱い
やすいものが得られる。また被膜はプロピレン系の低分
子量物であり施肥後不要となった被膜は光や熱により分
解されやすい利点がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、含水培地または水中で
の肥料成分の溶出開始時期を調節できる被覆粒状肥料に
関する。

【０００２】

【従来の技術および問題点】従来より、植物の生育にと
って最適な時期に肥料成分の効果を発現させることを目
的に、溶出開始時期を調節できる粒状肥料が開発されて
いる。このうち、粒状肥料をポリオレフィン系樹脂ある
いはゴム系樹脂などからなる被膜により被覆する技術は
よく知られている。例えば、ポリエチレン（低密度、中
密度および高密度タイプなど）、ポリプロピレン（プロ
ピレン単独からなるホモ、少量のエチレンと共重合させ
たブロックおよびランダムなどのタイプ）、ポリブテン
などのポリオレフィン系樹脂での被覆である。しかし、
これらの樹脂被膜は硬く、被膜内部の粒状肥料との接着
性が劣り、しかもこれらの樹脂と粒状肥料との熱膨張係
数が大きく異なるために、輸送、取り扱い時の衝撃が加
わった際あるいは被覆肥料を温度変化の激しい環境下に
保管した際に、被膜が剥離しやすいという欠点がある。
さらに、ポリオレフィン系樹脂被膜はその機械的強度が
強く水中放置時の崩壊性とのバランスが悪くこの点でも
難点がある。

【０００３】また、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以
下ＥＶＡという）、エチレン−アクリル酸エチル共重合
体（以下ＥＥＡという）で被覆すると、ＥＶＡあるいは
ＥＥＡ中のコモノマー（酢酸ビニルかあるいはアクリル
酸エチル）含有量が少ないとポリエチレン樹脂と類似の
性能をもつために上記のポリエチレン樹脂被膜と同様な
欠点があり、コモノマーの含有量が多いと樹脂自体が粘
着性を示し、被覆肥料の製造・保管中に肥料同士が固着
しやすいという欠点がある。さらに、ポリイソプレン、
ポリブタジエンおよびイソプレン、ブタジエンとスチレ
ンとの共重合体などのゴム系樹脂で被覆する場合には、
ゴムが一般に分子量が大きく、溶融・溶解時の粘度が非
常に高いことから、粒状肥料への被覆工程における作業
が困難であり、また肥料使用後の樹脂の分解、劣化に長
期間を要するために田畑などの培地における環境汚染な
どの問題がある。一方、ワックス、低分子量ポリエチレ
ンなどのワックス類で被覆する場合には、ワックスの溶
融・溶解時の粘度が小さいことから、被覆作業は容易で
あるが被膜の強度が弱く、輸送・保管時に被膜が剥離し
てしまう。先行文献として以下のものがある。 （１）オレフィン系樹脂とＥＶＡとの混合物を被覆した
肥料（特公昭６０−２１９５２号公報） （２）オレフィン系樹脂、ＥＶＡおよび界面活性剤の混
合物を被覆した肥料（特公昭６０−３７０７４号公報） （３）アルカリ水可溶性重合体とオレフィン系樹脂とか
らなる被覆肥料（特開平４−２０２０７８号公報） （４）高吸水膨潤性物質とポリオレフィン系樹脂とから
なる被覆肥料（特開平４−２０２０７９号公報） など。

【０００４】

【問題を解決するための手段】上記のように、従来の被
覆粒状肥料において、肥料成分の溶解、放出性および機
械的強度と水中崩壊性のバランスの点ですべてに満足で
きるものはない。本発明者らは、上記のような状況に鑑
み、ポリオレフィン系樹脂あるいはゴム系樹脂などから
なる被膜により被覆した粒状肥料の有する欠点がなく、
粒状肥料との接着性、機械的強度と水中崩壊性のバラン
ス、表面の非粘着性に優れ施肥後不要になった被膜が分
解されやすい材料について鋭意研究し、本発明を完成さ
せた。

【０００５】本発明は粒状肥料の表面をプロピレンとエ
チレンおよび／またはブテン−１を共重合させた非晶質
ポリオレフィンを主成分とする被膜でコーティングする
ものである。以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の非晶質ポリオレフィンとは、プロピレンとエチレ
ンおよび／またはブテン−１を各モノマー単位がランダ
ムに配列するように共重合させたプロピレンおよび／ま
たはブテン−１が主成分をなす共重合体であり、エチレ
ン含量が０〜３０重量％、好ましくは１〜２０重量％の
範囲であり、または、ブテン−１含量が１〜７０重量
％、好ましくは１０〜７０重量％の範囲であり、残余は
プロピレンである。また、共重合体の数平均分子量が
１，０００〜２０，０００、好ましくは２，０００〜１
０，０００の範囲である。この非晶質ポリオレフィンに
ついて、エチレン含量が３０重量％以上、または、ブテ
ン−１含量が７０重量％以上であると、被膜の表面粘着
性が増加し、被覆粒状肥料同士が固着しやすくなる。さ
らに数平均分子量が１，０００未満であると、被膜の機
械的強度が小さく、輸送・保管時に被膜が剥離してしま
う。また、２０，０００より大きくなると分解されにく
くなる。また、この非晶質ポリオレフィンは、ＤＳＣ法
による結晶化度が２０％未満であり、環球法による軟化
点が９０〜１７０℃であり、１９０℃における溶融粘度
が２００〜２０，０００ｃｐｓの範囲にあるものが好ま
しい。さらに、この非晶質ポリオレフィンの室温におけ
る単体での機械的性質について、破断点強度が１〜５０
ｋｇ／ｃｍ² 、破断点伸びが２０〜１２００％、引張弾
性率が１０〜５００ｋｇ／ｃｍ² の範囲にあるものが好
ましい。

【０００６】本発明における粒状肥料は、従来の肥料の
粒状物の何れであってもよいが、アンモニア態窒素を含
有しないかまたはアンモニア態窒素の含有量が小さい肥
料の粒状物であることが好ましい。その具体例として
は、尿素、硝酸ソーダ、アセトアルデヒド縮合尿素、イ
ソプチルアルデヒド縮合尿素などの窒素質肥料：熔成り
ん肥、焼成りん肥、加工リン酸肥料、混合リン酸肥料、
腐食酸りん肥などのリン酸質肥料：硫酸加里、塩化加
里、硫酸加里苦土、重炭酸加里、けい酸加里肥料などの
加里質肥料：リン酸加里肥料、硝酸加里などの化成肥
料：有機質肥料など：ならびにこれらの肥料の混合物
を、それ自体公知の方法により造粒した粒状肥料を挙げ
ることができる。粒状肥料の粒径は特に限定されない
が、一般に１〜５ｍｍであることが好ましい。本発明の
粒状肥料は、水溶性かつ粒状の無機質あるいは有機質肥
料成分を主体とする化成肥料であり、有機系展着剤とと
もに例えば傾斜皿型造粒機などにより球状に加工され
た、平均粒径が１０ｍｍφ以下、好ましくは１〜５ｍｍ
φのものに好ましく用いられる。この際、粒状肥料の表
面にアルカリ物質からなる第一被膜を形成し、該皮膜の
表面を非晶質ポリオレフィンを主成分とする第二被膜を
コーティングすることができる。

【０００７】本発明におけるアルカリ物質はアルカリ土
類金属の炭酸塩、水酸化物若しくは酸化物、アルカリ金
属の炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩若しくは有機酸塩、ま
たは、アルキルアミド類、またはこれらの混合物であ
る。具体的には水溶液中でアルカリ性を示す無機化合物
または有機化合物の何れであってもよい。特に、常温で
固体であり、水と穏和に反応するアルカリ物質が好まし
く、例えば、アルカリ土類金属の炭酸塩、水酸化物若し
くは酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、リン酸塩若しくは
ケイ酸塩のような無機化合物、および、アルカリ金属の
有機酸塩、アルキルアミド類のような有機化合物が好ま
しい。このようなアルカリ物質の具体例としては、炭酸
カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸
マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸三カリウ
ム、ケイ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、アセトアミ
ド、プロピオンアミド、ブチルアミドなどを挙げること
ができる。

【０００８】次いで、粒状肥料をプロピレンとエチレン
および／またはブテン−１を共重合させた非晶質ポリオ
レフィンを主成分とする被膜で被覆する。その被膜の厚
さは、所望する肥料成分の溶解、放出速度に応じて任意
に設定できる。通常は５〜２００ミクロン、好ましくは
１０〜１００ミクロンである。被膜の厚さが５ミクロン
以下であると、被膜の機械的強度が低く輸送・取り扱い
時に被膜が割れたり剥離してしまう。一方、被膜の厚さ
が２００ミクロン以上であると、被膜の水中崩壊性が欠
如して、水の浸透速度がほとんどゼロとなり、内部の肥
料成分の溶解および外部への放出が全く起きない。

【０００９】本発明において、粒状肥料の被覆方法は、
特に限定されないが非晶質ポリオレフィンを主成分とす
る組成物を軟化点以上に加熱して溶融させた状態、ある
いはトルエンあるいはヘキサンなどの炭化水素系有機溶
剤に常温あるいは加熱下で溶解させた状態により、粒状
肥料に被覆した後、冷却あるいは乾燥、溶剤除去する方
法、また、エマルジョンを使って被膜を形成することが
できる。この時、非晶質ポリオレフィンを主成分とし
て、他にポリエチレン、ポリプロピレンあるいはポリブ
テンなどのポリオレフィン系樹脂、ＥＶＡ、ＥＥＡなど
のオレフィン系共重合体あるいはエチレン−プロピレン
ゴムを始めとするゴム系樹脂、ワックス類などの公知の
バインダー成分を少量添加することにより、被膜の性能
改良を図ることもできる。また、被膜の水中崩壊性を調
節するために、非晶質ポリオレフィンにアルカリ水可溶
性重合体を添加することもできる。また、本発明では非
晶質ポリオレフィンにアルカリ水可溶性重合体を混合す
ることができる。

【００１０】本発明におけるアルカリ水可溶性重合体は
イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、および／また
はそのマレイミド化変性体、またはこれらのアルコール
変性体である。具体的には水には不溶性乃至難溶性であ
るがアルカリ水溶液には可溶性である重合体であれば、
どのような重合体であってもよい。本発明において好ま
しいアルカリ水可溶性重合体の具体例としては、イソブ
チレン−無水マレイン酸共重合体、および／またはその
マレイミド化変性体、これらのアルコール変性体、アク
リル酸−アクリル酸エステル共重合体、カルポキシメチ
ルセルロース（ＣＭＣ）などを挙げることができる。こ
れらの中で特に好ましいものは、イソブチレン−無水マ
レイン酸共重合体、および／またはこの共重合体をマレ
イミド化することによって変性したイソブチレン−無水
マレイン酸共重合体のマレイミド化変性体、およびこれ
らのアルコール変性体である。イソブチレン−無水マレ
イン酸共重合体の酸無水物基を加水分解したカルボン酸
またはカルボン酸塩を含む共重合体は、水に可溶性であ
るので好ましくない。イソブチレン−無水マレイン酸共
重合体は、水に極めて難溶性である（２５℃の水に２週
間後に数重量％以下溶解するのみである）が、アルカリ
水溶液には可溶性であり（２５℃の炭酸カリウム水溶液
に２週間後に８０重量％以上溶解する）、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルスルホキシドなどの有機溶剤に可溶
性である重合体である。また、イソブチレン−無水マレ
イン酸共重合体のマレイミド化変性体は、水に不溶性で
ある（２５℃の水に２週間浸漬して溶解度は０％であ
る）が、アルカリ水溶液には可溶性であり（２５℃の炭
酸カリウム水溶液に２週間後に８０重量％以上溶解す
る）、各種の有機溶剤に可溶性である重合体である。

【００１１】本発明の被覆粒状肥料の第二被覆層におけ
るアルカリ水可溶性重合体の量は、所望する肥料成分の
溶出速度に応じて任意に変えることができるが、一般に
オレフィン系重合体とアルカリ水可溶性重合体との合計
重量に対して２〜８０重量％、特に４〜５０重量％の範
囲内にすることが好ましい。第二被覆層におけるアルカ
リ水可溶性重合体の量が上記範囲よりも多いと、第二被
覆層の機械的強度が低下し（一般に脆くなる）、被覆粒
状肥料の取扱い、輸送、保管中に第二被覆層に亀裂が生
じ、そのために透水性が高くなり過ぎ、被覆粒状肥料の
肥料成分の溶出開始時期を設計通りに調節することが困
難になる。また、第二被覆層におけるアルカリ水可溶性
重合体の量が上記範囲よりも少ないと、被覆粒状肥料の
肥料成分の溶出速度が極めて遅いかまたは肥料成分が全
く溶出しなくなる。

【００１２】上記の第二被覆層の被覆量は、粒状肥料の
量の２〜５０重量％、特に４〜２０重量％であることが
好ましい。第二被覆層の被覆量が上記範囲よりも少ない
と、被覆粒状肥料の製造時に第二被覆層の被覆量を設計
値通りに制御することが困難になり（第二被覆層の被覆
量が小さくなるほど誤差の許容範囲が狭くなる）、第二
被覆層の機械的強度が低下し被覆粒状肥料の取扱い、輸
送、保管中に第二被覆層が損傷を受け、前記のような問
題が生じる恐れがある。また、第二被覆層の被覆量が上
記範囲よりも多いと、溶出制御効果はより以上に向上せ
ず、被覆粒状肥料中の肥料成分の含有率が相対的に低下
し、さらに、肥料成分が溶出した後に土壌中に残留する
被膜の量が増大する。

【００１３】

【発明の効果】本発明の被覆粒状肥料は、その被膜を調
整することにより含水培地また水中での肥料成分の溶出
開始時期を任意に調節できる。また肥料と被膜との剥離
がなく、輸送、取扱い時に破損がなく、粘着性が低く取
扱いやすいものが得られる。また被膜はプロピレン系の
低分子量物であり施肥後不要となった被膜は光や熱によ
り分解されやすい利点がある。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。

【００１５】（Ａ）第一被膜形成溶液の調整 水酸化カルシウム４４ｇおよび接着剤としてＥＶＡ〔宇
部興産（株）製、Ｚ２８９〕６．６ｇをトルエン１１０
ｇに添加し分散および溶解して第一被膜形成溶液を調整
した。 （Ｂ）粒状肥料の表面に第一被膜を形成 ステンレス製回転制御付傾斜皿型造粒機（直径６００ｍ
ｍ、深さ１５０ｍｍ）に粒径２〜４ｍｍの粒状尿素２，
０００ｇを入れ、造粒機を１５r.p.m の回転速度で転動
させ、約４０℃の温風を吹込みながら、上記の第一被膜
形成溶液を２０分間にかけて少しづつ添加し粒状尿素の
表面に第一被膜を形成した。 （Ｃ）尿素の溶出試験方法 農林水産省農業環境技術研究所発行（昭和６２年１２月
２５日）の肥料分析法中５．３１溶出率（被覆肥料の）
試験法に準じて溶出試験を行った。但し、測定温度（恒
温器の温度）は２５±１℃に変更して行った。 （Ｄ）被覆粒状肥料の分解性〔耐候性試験〕 ＪＩＳ Ａ１４１５に準拠して、被覆粒状肥料１００ｇ
をサンシャインウェザーメータ（スガ試験機社製）によ
り、ブラックパネル温度：６３℃にて１５００時間暴露
した。次いで、被覆肥料粒の圧縮強度を測定し、初期強
度の保持率を求めた。

【００１６】実施例１ 被膜形成溶液として、非晶質ポリオレフィン（宇部レキ
セン製：ＵＴ２１８０）３５ｇをトルエン４０３ｇに９
５〜１０５℃で溶解させて調製した。この被膜形成溶液
を、１００±５℃の温度に保ち被膜の形成に使用した。
粒状尿素（第一被膜なし）４００ｇを減圧通気型被覆装
置（フロイント産業（株）製、コーティング装置ハイコ
ーター・ミニ、コーティングパン容量０．６５リット
ル）に投入し、コーティングパンを３０r.p.m の回転速
度で転動させ、約４０℃の温風を吸引しながら、上記の
被膜形成溶液を１０ｍｌ／分の供給速度でスプレーし、
粒状尿素の表面に被膜を形成して単層被覆粒状肥料を製
造した。得られた単層被覆粒状肥料の被膜の量は尿素１
００重量部当たり８．３重量部であった。製造した単層
被覆粒状肥料について、尿素の溶出試験を行い、得られ
た結果を第１図に示す。

【００１７】（Ｄ）の方法による試験結果は、圧縮強度
は０．１ｋｇ／粒であり、保持率は３％であった。ま
た、外観も粒全面にクラックがあり、粒状に近い。

【００１８】実施例２ 第二被膜形成溶液として、非晶質ポリオレフィン（宇部
レキセン製：ＵＴ２１８０）３５ｇをトルエン４０３ｇ
に９５〜１０５℃で溶解させて調製した。（Ｂ）で処理
された第一被膜を有する粒状尿素（尿素４００ｇ、被覆
材９．４ｇ）を実施例１において使用した被覆装置に投
入し、実施例１と同一の条件下で第一被膜形成粒状尿素
の表面に第二被膜を形成して被覆粒状肥料を製造した。
得られた被覆粒状肥料の第一被膜の量は尿素１００重量
部当たり２．３５重量部であり、第二被膜の量は尿素１
００重量部当たり８．３重量部であった。製造した被覆
粒状肥料について、（Ｃ）に示す方法で溶出試験を行
い、得られた結果を第２図に示す。

【００１９】実施例３ 第二被膜形成溶液の調整は下記に示す材料をトルエン５
３４ｇ（１００〜１１０℃）に溶解して調整した。 （ａ）非晶質ポリオレフィン（宇部レキセン（株）製：
ＵＴ２１８０）２０ｇ（組成中４３．１％） （ｂ）ＥＰＲ（ＪＳＲ−ＥＰ９１２Ｐ）１２ｇ（組成中
２５．９％） （ｃ）ＷＡＸ（チュウセイワックス製：ポリレッツ−２
００）８ｇ（組成中１７．２％） （ｄ）ＳＭＡ（スチレン／無水マレイン酸樹脂、アルカ
リ水可溶性重合体）（クラレ ＳＭＡ−３０００）６．
４ｇ（組成中１３．８％） 第二被膜の調整以外は実施例２と同様にして被覆粒状肥
料を製造した。得られた被覆粒状肥料の第一被膜の量は
尿素１００重量部当たり２．３５重量部であり、第二被
膜の量は尿素１００重量部当たり１１重量部であり、ア
ルカリ物質／アルカリ水可溶性重合体の重量割合は１３
１／１００であった。得られた被覆粒状肥料について、
（Ｃ）に示す方法で溶出試験を行い、得られた結果を第
１図に示す。

【００２０】実施例４ 実施例３に示す第二被膜材の組成において、ＳＭＡ３，
０００樹脂の使用量を９．６ｇ、トルエンの使用量５７
０ｇに変えた他は実施例１と同様にして被覆粒状肥料を
製造し、（Ｃ）の方法で試験した。得られた被覆粒状肥
料の第一被膜の量は尿素１００重量部当たり２．３５重
量部、第二被膜の量は尿素１００重量部当たり１１．８
重量部であり、アルカリ物質／アルカリ水可溶性重合体
の重量割合は８９／１００であった。この結果を第１図
に示す。

【００２１】実施例５ 実施例３に示す第二被膜材の組成において、ＳＭＡ３，
０００樹脂の使用量を１２．８ｇ、トルエンの使用量６
０７ｇに変えた他は実施例１と同様にして被覆粒状肥料
を製造し、（Ｃ）の方法で試験した。得られた被覆粒状
肥料の第一被膜の量は尿素１００重量部当たり２．３５
重量部、第二被膜の量は尿素１００重量部当たり１２．
７重量部であり、アルカリ物質／アルカリ水可溶性重合
体の重量割合は６６／１００であった。この結果を第１
図に示す。

【００２２】比較例１ 被膜形成溶液として、エチルアクリレート単位含有量８
モル％、メルトインデックス（ＭＩ）１３のエチレン−
エチルアクリレート共重合体（日本コニカー（株）製、
商品名 ＤＰＤＪ−８０２６）樹脂３５ｇをトルエン４
０３ｇに９５〜１０５℃で溶解させて調整した。この被
膜形成溶液を、１００±５℃の温度に保ち被膜の形成に
使用した。粒状尿素（第一被膜なし）４００ｇを実施例
１において第二被膜形成のために使用した被覆装置に投
入し、コーティングパンを３０r.p.m の回転速度で転動
させ、約４０℃の温風を吸引しながら、上記の被膜形成
溶液を１０ｍｌ／分の供給速度でスプレーし、粒状尿素
の表面に被膜を形成して単層被覆粒状肥料を製造した。
得られた単層被覆粒状肥料の被膜の量は尿素１００重量
部当たり８．３重量部であった。製造した単層被覆粒状
肥料について、尿素の溶出試験を行い、得られた結果を
第２図に示す。

【００２３】比較例２ 被膜形成溶液として、比較例１のエチレン−エチルアク
リレート共重合体の代わりにＥＰＲ（ＪＳＲ−ＥＰ９１
２Ｐ）を使用することの他は比較例１と同様にして被覆
粒状肥料を製造した。得られた単層被覆粒状肥料の被膜
の量は尿素１００重量部当たり８．３重量部であった。
製造した単層被覆粒状肥料について、（Ｃ）に示す方法
で溶出試験を行い、得られた結果を第２図に示す。
（Ｄ）の方法による試験結果は、圧縮強度は２ｋｇ／粒
であり、保持率は５０％であった。このことはＥＰＲ系
が劣化崩壊性に劣ることを示す。

【手続補正書】

【提出日】平成６年１２月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の累積溶出率（％）と溶出日数
（週）との関係を示す図である。

【図２】本発明の比較例の累積溶出率（％）と溶出日数
（週）との関係を示す図である。

【符号の説明】 １ 実施例１ ２ 実施例２ ３ 実施例３ ４ 実施例４ ５ 実施例５ ６ 比較例６ ７ 比較例７

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒状肥料の表面をプロピレンとエチレン
   および／またはブテン−１を共重合させた非晶質ポリオ
   レフィンを主成分とする被膜でコーティングすることを
   特徴とする被覆粒状肥料。
2. 【請求項２】 粒状肥料の表面にアルカリ物質からなる
   第一被膜を形成し、該被膜の表面にプロピレンとエチレ
   ンおよび／またはブテン−１を共重合させた非晶質ポリ
   オレフィンを主成分とする被膜をコーティングすること
   を特徴とする被覆粒状肥料。
3. 【請求項３】 非晶質ポリオレフィンの構成成分がエチ
   レン含量０〜２０重量％、ブテン−１含量１〜７０重量
   ％、残余がプロピレンである請求項１、２に記載の被覆
   粒状肥料。
4. 【請求項４】 非晶質ポリオレフィンの数平均分子量が
   １，０００〜２０，０００である請求項１、２、３に記
   載の被覆粒状肥料。