JPH10101465A - 徐放性肥料 - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
- C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
- C05G5/45—Form not covered by groups C05G5/10 - C05G5/18, C05G5/20 - C05G5/27, C05G5/30 - C05G5/38 or C05G5/40, e.g. soluble or permeable packaging
-
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- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
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- C05G5/10—Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
- C05G5/14—Tablets, spikes, rods, blocks or balls
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 肥料成分の溶出速度を任意に制御でき、かつ
環境を汚染しない徐放性肥料を提供すること。 【解決手段】 複合固形体である徐放性肥料。肥料成分
と鉱物成分とが、生分解性ポリマーからなる又はそれを
主体とするプラスチック成分とともに結合複合化された
ものである。
環境を汚染しない徐放性肥料を提供すること。 【解決手段】 複合固形体である徐放性肥料。肥料成分
と鉱物成分とが、生分解性ポリマーからなる又はそれを
主体とするプラスチック成分とともに結合複合化された
ものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合固形体である
徐放性肥料に関する。ここで、徐放性(Controlled-Rel
ease Property)とは、緩効性、遅効性を含む広い意味で
使用する。
徐放性肥料に関する。ここで、徐放性(Controlled-Rel
ease Property)とは、緩効性、遅効性を含む広い意味で
使用する。
【0002】
【従来の技術】作物の成育には肥料成分が不可欠であ
り、各種の肥料成分を含有するさまざまな形態を有する
肥料が開発され、使用されている。これらの肥料が作物
にいかに効率よく利用されるかが施用方法の重要なポイ
ントであり、画一的な施用では十分な効果が得られな
い。
り、各種の肥料成分を含有するさまざまな形態を有する
肥料が開発され、使用されている。これらの肥料が作物
にいかに効率よく利用されるかが施用方法の重要なポイ
ントであり、画一的な施用では十分な効果が得られな
い。
【0003】例えば、日本の主要作物である水稲栽培で
は成育の各ステージ毎に窒素、りん酸、加里等の肥料要
素の投入量をコントロールして成果を上げている。この
様な追肥技術を即効性肥料のみで賄うことは、農作業上
著しく煩雑であり、近年の省力化の流れに反する。ま
た、頻回の施用により過剰施用を招きやすく、作物への
濃度障害、流失した肥料成分による河川や湖沼の富栄養
化の原因となる、等の問題を有する。
は成育の各ステージ毎に窒素、りん酸、加里等の肥料要
素の投入量をコントロールして成果を上げている。この
様な追肥技術を即効性肥料のみで賄うことは、農作業上
著しく煩雑であり、近年の省力化の流れに反する。ま
た、頻回の施用により過剰施用を招きやすく、作物への
濃度障害、流失した肥料成分による河川や湖沼の富栄養
化の原因となる、等の問題を有する。
【0004】かかる問題の対策として、徐放性肥料を用
いることが種々提案されている。
いることが種々提案されている。
【0005】これらの内、肥料の製剤形態により徐放性
を付与する方法の例としては、肥料便覧(第4版、
(社)農山漁村文化協会)の165ページに記載の固形
肥料や、フェノール樹脂、オレフィン樹脂、パラフィ
ンワックス、オレフィンワックス等の耐水性/疎水性ポ
リマーで水溶性固形肥料を表面被覆したり、被膜の多層
構造を形成させた徐放性肥料が提案されている(特開昭
63−147889号、55−16116号、特公平2
−23515号、6−74198号、特開平5−857
83号公報等)。
を付与する方法の例としては、肥料便覧(第4版、
(社)農山漁村文化協会)の165ページに記載の固形
肥料や、フェノール樹脂、オレフィン樹脂、パラフィ
ンワックス、オレフィンワックス等の耐水性/疎水性ポ
リマーで水溶性固形肥料を表面被覆したり、被膜の多層
構造を形成させた徐放性肥料が提案されている(特開昭
63−147889号、55−16116号、特公平2
−23515号、6−74198号、特開平5−857
83号公報等)。
【0006】しかし、上記いずれの場合にも以下に述べ
るような問題点を有していた。
るような問題点を有していた。
【0007】即ち、上記の固形肥料の場合、即効性た
る水溶性肥料成分を制御下に徐々に水中又は土中に放出
させることが困難である。当該固形肥料の場合、徐放性
を、大粒化による溶出表面積の相対的減少、基剤として
の泥炭のマトリックス効果(結合剤効果)及びりん酸の
固定防止効果に依存するものである。このため、徐放化
効果が不十分であり、また、施用環境の影響が大きく、
徐放性の制御が困難である。
る水溶性肥料成分を制御下に徐々に水中又は土中に放出
させることが困難である。当該固形肥料の場合、徐放性
を、大粒化による溶出表面積の相対的減少、基剤として
の泥炭のマトリックス効果(結合剤効果)及びりん酸の
固定防止効果に依存するものである。このため、徐放化
効果が不十分であり、また、施用環境の影響が大きく、
徐放性の制御が困難である。
【0008】また、上記の徐放性肥料の場合、徐放性
を、被膜のピンホール又は亀裂からの肥料成分の溶出に
依存するものであり、製造過程でのこれらのピンホール
又は亀裂の制御が困難である。このため、肥料成分の溶
出を正確に制御することが難しい。さらに、上記合成樹
脂等を被覆材及び/又は肥料バインダーとして用いた場
合、それらは分解されずに環境中に残存し、土壌、水系
の汚染の原因となる。
を、被膜のピンホール又は亀裂からの肥料成分の溶出に
依存するものであり、製造過程でのこれらのピンホール
又は亀裂の制御が困難である。このため、肥料成分の溶
出を正確に制御することが難しい。さらに、上記合成樹
脂等を被覆材及び/又は肥料バインダーとして用いた場
合、それらは分解されずに環境中に残存し、土壌、水系
の汚染の原因となる。
【0009】上記にかんがみて、水溶性高分子、例えば
ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、澱
粉、カルボキシメチルセルロース等をバインダーとして
用いることも提案されているが、これらの水溶性高分子
は水の存在下で急速に溶解してしまい、十分な徐放性を
奏し難い。
ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、澱
粉、カルボキシメチルセルロース等をバインダーとして
用いることも提案されているが、これらの水溶性高分子
は水の存在下で急速に溶解してしまい、十分な徐放性を
奏し難い。
【0010】上記にかんがみて、近年開発が盛んに行わ
れている生分解性ポリマーを被覆剤またはマトリックス
(母材)とし、該プラスチック成分中に肥料成分を分散
させた、いわゆる、生分解性徐放システムの徐放性固形
肥料が種々提案されている(特開平5−97561号、
6−15718号、7−33569号、7−31597
6号、8−2989号公報等)。
れている生分解性ポリマーを被覆剤またはマトリックス
(母材)とし、該プラスチック成分中に肥料成分を分散
させた、いわゆる、生分解性徐放システムの徐放性固形
肥料が種々提案されている(特開平5−97561号、
6−15718号、7−33569号、7−31597
6号、8−2989号公報等)。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、生分解性ポリ
マーを被覆剤とした場合、前記した耐水性/疎水性ポリ
マー被覆による溶出制御の困難性は何等解決されていな
い。
マーを被覆剤とした場合、前記した耐水性/疎水性ポリ
マー被覆による溶出制御の困難性は何等解決されていな
い。
【0012】また、生分解性ポリマーを被覆剤とした場
合、ポリマーの生分解性のみに徐放性機能を依存する。
このため、実際の施用環境下では分解速度の変動が大き
いため、安定した溶出速度が得難く、さらに分解開始前
後で肥料成分の溶出速度が大きく変化するため、溶出速
度制御の自由度が小さい。
合、ポリマーの生分解性のみに徐放性機能を依存する。
このため、実際の施用環境下では分解速度の変動が大き
いため、安定した溶出速度が得難く、さらに分解開始前
後で肥料成分の溶出速度が大きく変化するため、溶出速
度制御の自由度が小さい。
【0013】本発明は、上記にかんがみて、肥料成分の
溶出速度を任意に制御でき、かつ環境を汚染しない徐放
性肥料を提供することを目的とする。
溶出速度を任意に制御でき、かつ環境を汚染しない徐放
性肥料を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
にかんがみ、鋭意開発に努力を重ねた結果、肥料成分を
鉱物成分及び生分解性ポリマーと混合して、生分解性ポ
リマーを溶解又は加熱により可塑化させることにより、
下記構成の徐放性肥料に想到し得た。
にかんがみ、鋭意開発に努力を重ねた結果、肥料成分を
鉱物成分及び生分解性ポリマーと混合して、生分解性ポ
リマーを溶解又は加熱により可塑化させることにより、
下記構成の徐放性肥料に想到し得た。
【0015】複合固形体である徐放性肥料において、肥
料成分と鉱物成分とが、生分解性ポリマーからなる又は
それを主体とするプラスチック成分と共に結合複合化さ
れたものであることを特徴とする。
料成分と鉱物成分とが、生分解性ポリマーからなる又は
それを主体とするプラスチック成分と共に結合複合化さ
れたものであることを特徴とする。
【0016】
【発明の作用・効果】本発明の複合固形体である徐放性
肥料は、肥料成分と鉱物成分とが、生分解性ポリマーか
らなる又はそれを主体とするプラスチック成分と共に結
合複合化されたものであることにより、下記のような作
用・効果を奏する。
肥料は、肥料成分と鉱物成分とが、生分解性ポリマーか
らなる又はそれを主体とするプラスチック成分と共に結
合複合化されたものであることにより、下記のような作
用・効果を奏する。
【0017】基本的作用は、肥料成分の溶出は、鉱物成
分の充填空隙から水が浸透することにある。
分の充填空隙から水が浸透することにある。
【0018】施用初期においてはこの空隙は生分解性ポ
リマーにより満たされているため、溶出速度は一定レベ
ルに制限される。そして、時間経過に伴う生分解性ポリ
マーの分解により溶出空隙が拡大するとともに、より内
部の肥料成分が溶出してゆく。
リマーにより満たされているため、溶出速度は一定レベ
ルに制限される。そして、時間経過に伴う生分解性ポリ
マーの分解により溶出空隙が拡大するとともに、より内
部の肥料成分が溶出してゆく。
【0019】さらに生分解性ポリマーの大部分が消失し
ても、鉱物粉末の肥料成分吸着効果及びマトリックス効
果により徐放性が残存し、最終的にすべての肥料成分が
溶出するまで徐放性は維持される。この時点まで生分解
性ポリマーはバインダーとしての機能を保ち、肥料の固
体形状の崩壊に伴う溶出率の急激な変化を防ぎ、最終的
に消失した後は本来土壌成分たる鉱物粉末のみが崩壊残
留するため、環境を汚染することはない。
ても、鉱物粉末の肥料成分吸着効果及びマトリックス効
果により徐放性が残存し、最終的にすべての肥料成分が
溶出するまで徐放性は維持される。この時点まで生分解
性ポリマーはバインダーとしての機能を保ち、肥料の固
体形状の崩壊に伴う溶出率の急激な変化を防ぎ、最終的
に消失した後は本来土壌成分たる鉱物粉末のみが崩壊残
留するため、環境を汚染することはない。
【0020】また、本発明の徐放性肥料の溶出速度は、
鉱物成分の種類、粒径、生分解性ポリマーの種類、
分解速度、及び鉱物成分と生分解性ポリマーの両者の
組成比等、によって細かい制御が可能であり、生分解性
ポリマーの分解のみに依存するものではない。
鉱物成分の種類、粒径、生分解性ポリマーの種類、
分解速度、及び鉱物成分と生分解性ポリマーの両者の
組成比等、によって細かい制御が可能であり、生分解性
ポリマーの分解のみに依存するものではない。
【0021】従って、施用環境の相違による生分解性ポ
リマーの分解速度の変動の影響を最小限に止め得る。
リマーの分解速度の変動の影響を最小限に止め得る。
【0022】さらに必要に応じて、肥料固形体の体積/
表面積比の調節、緩遅効性肥料成分の使用等の既知の溶
出制御技術と組み合わせることも可能であり、任意の溶
出速度を持つ固形徐放性肥料を容易に得ることができ
る。従って、複数種の異なった溶出速度及び肥料成分を
有する徐放性肥料も調製可能となり、該徐放性肥料の施
用により、作物に対する最適条件での肥料の施用効果を
最小限の労力で得ることも可能となる。
表面積比の調節、緩遅効性肥料成分の使用等の既知の溶
出制御技術と組み合わせることも可能であり、任意の溶
出速度を持つ固形徐放性肥料を容易に得ることができ
る。従って、複数種の異なった溶出速度及び肥料成分を
有する徐放性肥料も調製可能となり、該徐放性肥料の施
用により、作物に対する最適条件での肥料の施用効果を
最小限の労力で得ることも可能となる。
【0023】
A.本発明の、複合固形体である徐放性肥料は、肥料成
分と鉱物成分とが、生分解性ポリマーからなる又はそれ
を主体とするプラスチック成分と共に結合複合化されて
なるものである。ここで、複合化の態様は、鉱物成分の
種類・粒径及びプラスチック成分(生分解性ポリマー)
の比率等により異なるが、少なくとも、肥料成分が、鉱
物成分とプラスチック成分で形成される複合相(プラス
チック成分は不連続相または連続相)中に分散されてい
るものと推定される。
分と鉱物成分とが、生分解性ポリマーからなる又はそれ
を主体とするプラスチック成分と共に結合複合化されて
なるものである。ここで、複合化の態様は、鉱物成分の
種類・粒径及びプラスチック成分(生分解性ポリマー)
の比率等により異なるが、少なくとも、肥料成分が、鉱
物成分とプラスチック成分で形成される複合相(プラス
チック成分は不連続相または連続相)中に分散されてい
るものと推定される。
【0024】以下に、本発明で使用する肥料成分、鉱物
粉末、生分解性ポリマー及び可塑剤について詳述する。
これら本発明の構成成分は、施用対象たる植物及び環境
に無害な物質より選択され、及び/又は害を及ぼさない
範囲の量で使用される。なお、以下の説明で配合単位
は、特に断らない限り、重量単位とする。
粉末、生分解性ポリマー及び可塑剤について詳述する。
これら本発明の構成成分は、施用対象たる植物及び環境
に無害な物質より選択され、及び/又は害を及ぼさない
範囲の量で使用される。なお、以下の説明で配合単位
は、特に断らない限り、重量単位とする。
【0025】(1) 肥料成分としては、硫安、塩安、硝
安、尿素、アセトアルデヒド縮合尿素、イソブチルアル
デヒド縮合尿素等の窒素質肥料、過りん酸石灰、重過り
ん酸石灰、熔成りん肥等のりん酸質肥料、硫酸加里、塩
化加里等の加里質肥料、魚かす、骨粉、大豆油かす、な
たね油かす等の有機質肥料、りん安、りん酸加里等の三
要素系複合肥料、石灰質肥料、珪酸質肥料、苦土肥料、
マンガン質肥料、ほう素質肥料、微量要素複合肥料等が
挙げられ、これらを一種ないし二種以上複合して使用す
ることが可能である。
安、尿素、アセトアルデヒド縮合尿素、イソブチルアル
デヒド縮合尿素等の窒素質肥料、過りん酸石灰、重過り
ん酸石灰、熔成りん肥等のりん酸質肥料、硫酸加里、塩
化加里等の加里質肥料、魚かす、骨粉、大豆油かす、な
たね油かす等の有機質肥料、りん安、りん酸加里等の三
要素系複合肥料、石灰質肥料、珪酸質肥料、苦土肥料、
マンガン質肥料、ほう素質肥料、微量要素複合肥料等が
挙げられ、これらを一種ないし二種以上複合して使用す
ることが可能である。
【0026】そして、肥料成分の形態は、粉末状、粒
状、糊状、スラリー状、溶液状等、固体又は液体として
提供されるいかなる形態のものも使用可能である。
状、糊状、スラリー状、溶液状等、固体又は液体として
提供されるいかなる形態のものも使用可能である。
【0027】(2) 鉱物成分としては、特に限定されない
が、含水珪酸塩鉱物集合体及び珪酸質原料が、賦形性、
肥料成分に対する保持能、及び、植生に対する影響等の
見地から望ましい。
が、含水珪酸塩鉱物集合体及び珪酸質原料が、賦形性、
肥料成分に対する保持能、及び、植生に対する影響等の
見地から望ましい。
【0028】含水珪酸塩鉱物集合体としては、カオリ
ン、木節粘土、ガイロ目粘土、白珪石、軟珪石、炉材珪
石、パーライト(真珠岩)等を、珪酸質原料としては、
ベントナイト、ゼオライト、ラジオライト(珪藻土)等
を、それぞれ挙げることができ、これらを一種ないし二
種以上複合して使用することが可能である。
ン、木節粘土、ガイロ目粘土、白珪石、軟珪石、炉材珪
石、パーライト(真珠岩)等を、珪酸質原料としては、
ベントナイト、ゼオライト、ラジオライト(珪藻土)等
を、それぞれ挙げることができ、これらを一種ないし二
種以上複合して使用することが可能である。
【0029】これらの鉱物成分の、形態は、粉末、球、
鱗片状、板状、薄片、繊維等、問わず、粉砕片等であっ
てもよい。通常、平均粒径500μm以下とする。粒径
が大き過ぎると、組成物の成形性が悪く、また、十分な
徐放効果を得難いため、本発明の目的を達成し難い。鉱
物成分の粒径の下限は、特に限定されないが、通常、
0.1μm、望ましくは、0.5μmとする。
鱗片状、板状、薄片、繊維等、問わず、粉砕片等であっ
てもよい。通常、平均粒径500μm以下とする。粒径
が大き過ぎると、組成物の成形性が悪く、また、十分な
徐放効果を得難いため、本発明の目的を達成し難い。鉱
物成分の粒径の下限は、特に限定されないが、通常、
0.1μm、望ましくは、0.5μmとする。
【0030】なお、鉱物粉末の粒径は、溶出速度と関連
するため、速い溶出速度を所望する場合は大きく、非常
に遅い溶出速度を所望する場合は小さく、上記範囲内で
適宜設定して溶出速度を制御する。
するため、速い溶出速度を所望する場合は大きく、非常
に遅い溶出速度を所望する場合は小さく、上記範囲内で
適宜設定して溶出速度を制御する。
【0031】(3) 生分解性ポリマーとしては、 生分解性高度変性澱粉…低置換度エステル化及び/又
はエーテル化澱粉、デキストリン、アルファ澱粉等の低
度化学的及び/又は物理的変性澱粉、耐水性高置換度エ
ステル化及び/又はエーテル化澱粉、グラフト重合澱粉
(重合末端封鎖型及び非封鎖型)等、 化学・発酵合成ポリエステル及びその生分解性共重合
体…ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブ
チレート/バレエート、ポリヒドロキシアルカノエート
等、 生分解性ポリアミド及びその生分解性共重合体…低分
子量ナイロン等、 セルロース誘導体…カルボキシメチルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース、酢酸セルロース等、 生物高分子及びその誘導体…グアーガム、アルギン
酸、穀物グルテン、キチン、キトサン、カゼイン、ゼラ
チン、キサンタンガム、プルラン等、及びそれらの誘導
体、 等を挙げることができ、これらのうちから一種ないし二
種以上複合して使用する。特に、上記の内で、生分解性
高度変性澱粉、特に、エステル基炭素数:2〜18、エ
ステル置換度:1.0〜2.9の澱粉エステルが、生分
解性速度、耐水性、他の構成成分との親和性の見地から
望ましい。
はエーテル化澱粉、デキストリン、アルファ澱粉等の低
度化学的及び/又は物理的変性澱粉、耐水性高置換度エ
ステル化及び/又はエーテル化澱粉、グラフト重合澱粉
(重合末端封鎖型及び非封鎖型)等、 化学・発酵合成ポリエステル及びその生分解性共重合
体…ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブ
チレート/バレエート、ポリヒドロキシアルカノエート
等、 生分解性ポリアミド及びその生分解性共重合体…低分
子量ナイロン等、 セルロース誘導体…カルボキシメチルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース、酢酸セルロース等、 生物高分子及びその誘導体…グアーガム、アルギン
酸、穀物グルテン、キチン、キトサン、カゼイン、ゼラ
チン、キサンタンガム、プルラン等、及びそれらの誘導
体、 等を挙げることができ、これらのうちから一種ないし二
種以上複合して使用する。特に、上記の内で、生分解性
高度変性澱粉、特に、エステル基炭素数:2〜18、エ
ステル置換度:1.0〜2.9の澱粉エステルが、生分
解性速度、耐水性、他の構成成分との親和性の見地から
望ましい。
【0032】該澱粉エステルは、種々の公知の方法で得
られるが、特に特開平8−188601号公報に記載さ
れる、ビニルエステルをエステル化試薬として用い、非
水溶媒中でエステル化触媒を使用して澱粉と反応させる
方法で得られた澱粉エステルが、前記物性を低コストで
満足させるものとして良好な効果を与える。
られるが、特に特開平8−188601号公報に記載さ
れる、ビニルエステルをエステル化試薬として用い、非
水溶媒中でエステル化触媒を使用して澱粉と反応させる
方法で得られた澱粉エステルが、前記物性を低コストで
満足させるものとして良好な効果を与える。
【0033】また、上記グラフト重合澱粉としては、本
願出願人が先に特願平7−44487号(特開平
− 号)および特願平7−133873号(特
開平− 号)においてそれぞれ開示している、
下記エステル化ビニルエステルグラフト重合澱粉およ
びエステル化ポリエステルグラフト化重合澱粉を、好
適に使用できる(いずれも「請求項1」を引用)。
願出願人が先に特願平7−44487号(特開平
− 号)および特願平7−133873号(特
開平− 号)においてそれぞれ開示している、
下記エステル化ビニルエステルグラフト重合澱粉およ
びエステル化ポリエステルグラフト化重合澱粉を、好
適に使用できる(いずれも「請求項1」を引用)。
【0034】「エステル化とともに、ポリビニルエス
テルのグラフト化がなされている澱粉であって、前記エ
ステル化の対応酸が、炭素数2〜18の飽和・不飽和脂
肪酸類、芳香族カルボン酸類の1種または2種以上から
選択され、前記ポリビニルエステルの対応酸が、炭素数
2〜18の飽和・不飽和脂肪酸、芳香族カルボン酸の1
種または2種以上から選択されている。」 「エステル化とともに、ポリエステルのグラフト化が
なされている澱粉であって、前記エステル化の対応酸
が、炭素数2〜18の飽和・不飽和脂肪酸類、芳香族カ
ルボン酸類の1種または2種以上から選択され、前記ポ
リエステルが、環員数4〜12の1種または2種以上か
ら選択されるラクトンの開環重合体であり、末端水酸基
が略エステル封鎖されている。」本発明の目的を十分に
達成するため、少なくとも1種は水に難溶性もしくは不
溶性の物質を使用するか、及び/又は、既知の耐水化剤
を生分解性ポリマーの生分解性を損なわない範囲で使用
することが望ましい。
テルのグラフト化がなされている澱粉であって、前記エ
ステル化の対応酸が、炭素数2〜18の飽和・不飽和脂
肪酸類、芳香族カルボン酸類の1種または2種以上から
選択され、前記ポリビニルエステルの対応酸が、炭素数
2〜18の飽和・不飽和脂肪酸、芳香族カルボン酸の1
種または2種以上から選択されている。」 「エステル化とともに、ポリエステルのグラフト化が
なされている澱粉であって、前記エステル化の対応酸
が、炭素数2〜18の飽和・不飽和脂肪酸類、芳香族カ
ルボン酸類の1種または2種以上から選択され、前記ポ
リエステルが、環員数4〜12の1種または2種以上か
ら選択されるラクトンの開環重合体であり、末端水酸基
が略エステル封鎖されている。」本発明の目的を十分に
達成するため、少なくとも1種は水に難溶性もしくは不
溶性の物質を使用するか、及び/又は、既知の耐水化剤
を生分解性ポリマーの生分解性を損なわない範囲で使用
することが望ましい。
【0035】(4) なお、上記生分解性ポリマーは、必要
に応じて、即ち、生分解性ポリマーの可塑化を促進する
見地から、生分解性ポリマーの可塑剤とともに使用する
ことが可能である。その可塑剤の生分解性ポリマーに対
する配合比は、通常、生分解性ポリマー100部に対し
て、0〜100部とする。
に応じて、即ち、生分解性ポリマーの可塑化を促進する
見地から、生分解性ポリマーの可塑剤とともに使用する
ことが可能である。その可塑剤の生分解性ポリマーに対
する配合比は、通常、生分解性ポリマー100部に対し
て、0〜100部とする。
【0036】上記可塑剤としては、発明の目的からも生
分解性を有することが望ましく、下記例示のものを一種
ないし二種以上複合して使用することが可能である。
分解性を有することが望ましく、下記例示のものを一種
ないし二種以上複合して使用することが可能である。
【0037】(a) ポリオール化合物…エチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセ
リン等、(b) フタル酸エステル…ジメチル・ジエチル・
ジブチル・ジ(2−エチルヘキシル)・、ジ(n−オク
チル)フタレート等、(c) フタル酸エステル誘導体…エ
チルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルエチ
ルブチレート等、(d) 脂肪族一塩基酸エステル…オレイ
ン酸ブチル、グリセリンモノステアレート、グリセリン
ジアセテート、トリアセチン、トリプロピオニン、シュ
クロースオクタアセテート等、(e) 脂肪族一塩基酸エス
テル誘導体…アセチルリシノール酸メチル、アセチルク
エン酸トリエチル等、(f) 脂肪族二塩基酸エステル…ア
ジピン酸ジブチル、アジピン酸ジn−ヘキシル、セバシ
ン酸ジオクチル等、(g) 芳香族カルボン酸エステル…ト
リメリット酸トリオクチル、ジエチレングリコールベン
ゾエート、オキシ安息香酸オクチル等、(h) りん酸エス
テル…りん酸トリブチル、りん酸トリクレジル等、(i)
エポキシ系可塑剤…、エポキシ化大豆油、エポキシ化ヒ
マシ油、アルキルエポキシステエアレート等、(j) 高分
子系可塑剤…各種液状ゴム、ポリテルペン樹脂、低〜中
分子量直鎖ポリエステル等、 (5) 本発明における鉱物成分と生分解性ポリマーの配合
比(重量比)は、通常、前者/後者=5/95〜99/
1、望ましくは、30/70〜90/10の範囲とす
る。配合比が極端に生分解性ポリマーリッチに傾くと、
徐放機能を生分解性ポリマーのみに依存することにな
り、逆に極端に鉱物粉末リッチの配合では生分解性ポリ
マーによるバインダー効果及び肥料成分の溶出抑制効果
が不足することになるため、いずれの場合も本発明の目
的が十分に達成され得ない。
ル、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセ
リン等、(b) フタル酸エステル…ジメチル・ジエチル・
ジブチル・ジ(2−エチルヘキシル)・、ジ(n−オク
チル)フタレート等、(c) フタル酸エステル誘導体…エ
チルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルエチ
ルブチレート等、(d) 脂肪族一塩基酸エステル…オレイ
ン酸ブチル、グリセリンモノステアレート、グリセリン
ジアセテート、トリアセチン、トリプロピオニン、シュ
クロースオクタアセテート等、(e) 脂肪族一塩基酸エス
テル誘導体…アセチルリシノール酸メチル、アセチルク
エン酸トリエチル等、(f) 脂肪族二塩基酸エステル…ア
ジピン酸ジブチル、アジピン酸ジn−ヘキシル、セバシ
ン酸ジオクチル等、(g) 芳香族カルボン酸エステル…ト
リメリット酸トリオクチル、ジエチレングリコールベン
ゾエート、オキシ安息香酸オクチル等、(h) りん酸エス
テル…りん酸トリブチル、りん酸トリクレジル等、(i)
エポキシ系可塑剤…、エポキシ化大豆油、エポキシ化ヒ
マシ油、アルキルエポキシステエアレート等、(j) 高分
子系可塑剤…各種液状ゴム、ポリテルペン樹脂、低〜中
分子量直鎖ポリエステル等、 (5) 本発明における鉱物成分と生分解性ポリマーの配合
比(重量比)は、通常、前者/後者=5/95〜99/
1、望ましくは、30/70〜90/10の範囲とす
る。配合比が極端に生分解性ポリマーリッチに傾くと、
徐放機能を生分解性ポリマーのみに依存することにな
り、逆に極端に鉱物粉末リッチの配合では生分解性ポリ
マーによるバインダー効果及び肥料成分の溶出抑制効果
が不足することになるため、いずれの場合も本発明の目
的が十分に達成され得ない。
【0038】上記範囲内では、一般に生分解性ポリマー
の配合比を高めることにより、より溶出速度を低下させ
ることが可能となる。
の配合比を高めることにより、より溶出速度を低下させ
ることが可能となる。
【0039】B.本発明の徐放性肥料の製造方法は、下
記の如く行う。
記の如く行う。
【0040】上記肥料成分、鉱物粉末、生分解性ポリ
マー及び必要に応じて可塑剤その他を、乾燥状態で、あ
るいは水又は有機溶媒を媒体として用い、必要に応じて
加熱及び/又は冷却を伴う条件下で均一に混合混練す
る。
マー及び必要に応じて可塑剤その他を、乾燥状態で、あ
るいは水又は有機溶媒を媒体として用い、必要に応じて
加熱及び/又は冷却を伴う条件下で均一に混合混練す
る。
【0041】当該混練物を、押し出し、プレス成形、
流し込み成形、射出成形等の既知の成形技術で成形、な
いしは、流動造粒、転動造粒、破砕造粒等の既知の造粒
技術により造粒して、更には、必要に応じて加熱、乾燥
を経て複合固形体とする。
流し込み成形、射出成形等の既知の成形技術で成形、な
いしは、流動造粒、転動造粒、破砕造粒等の既知の造粒
技術により造粒して、更には、必要に応じて加熱、乾燥
を経て複合固形体とする。
【0042】本固形徐放性肥料組成物の形状及び大きさ
は、粒状、球状、円柱状、角柱状、円盤状、杭形 等、
施用時の利便、成形物一個当たりの肥料成分含量、及び
体積/表面積比に起因する溶出速度の相違等を勘案して
選択可能であり、特に制限はない。
は、粒状、球状、円柱状、角柱状、円盤状、杭形 等、
施用時の利便、成形物一個当たりの肥料成分含量、及び
体積/表面積比に起因する溶出速度の相違等を勘案して
選択可能であり、特に制限はない。
【0043】また、本肥料組成物の製造条件には、製造
時の温度条件以外特別な規制はない。すなわち、本発明
に使用する肥料成分及び生分解性ポリマーの中には、高
温において熱分解又は熱劣化を受けるものもあるため、
必然的に、混合混練時、成形時及び乾燥時の品温は当該
構成成分の熱分解又は熱劣化温度以下に制御して製造す
る。
時の温度条件以外特別な規制はない。すなわち、本発明
に使用する肥料成分及び生分解性ポリマーの中には、高
温において熱分解又は熱劣化を受けるものもあるため、
必然的に、混合混練時、成形時及び乾燥時の品温は当該
構成成分の熱分解又は熱劣化温度以下に制御して製造す
る。
【0044】
【実施例】以下、本発明を実証するための実施例及び比
較例を示すが、これらは本発明を何等制限するものでは
ない。
較例を示すが、これらは本発明を何等制限するものでは
ない。
【0045】A.生分解性ポリマーの調製 (1) アセチル化澱粉:ハイアミロースコーンスターチ2
5gを、DMSO(非水有機溶媒)200gに懸濁さ
せ、攪拌しながら80℃まで、昇温し80℃に20分間
維持することにより、糊化させる。この溶液に、炭酸水
素ナトリウム(触媒)20%を添加し、80℃に維持し
て酢酸ビニル(ビニルエステル)12gを添加、その温
度で1時間反応させる。その後、水道水中に反応液を流
し込み、高速で攪拌しながら粉砕、洗浄して澱粉エステ
ルの沈殿物を得る、これをろ過し、乾燥して、アセチル
化澱粉を調製する。このアセチル化澱粉の置換度は2.
5であった。
5gを、DMSO(非水有機溶媒)200gに懸濁さ
せ、攪拌しながら80℃まで、昇温し80℃に20分間
維持することにより、糊化させる。この溶液に、炭酸水
素ナトリウム(触媒)20%を添加し、80℃に維持し
て酢酸ビニル(ビニルエステル)12gを添加、その温
度で1時間反応させる。その後、水道水中に反応液を流
し込み、高速で攪拌しながら粉砕、洗浄して澱粉エステ
ルの沈殿物を得る、これをろ過し、乾燥して、アセチル
化澱粉を調製する。このアセチル化澱粉の置換度は2.
5であった。
【0046】B.徐放性肥料の調製 下記方法に従って、実施例1〜6及び比較例1〜3の各
徐放性肥料を調製した。
徐放性肥料を調製した。
【0047】<実施例1>表1に示す配合1において、
鉱物粉末としてジョージアカオリン(平均粒径:2μ
m)、生分解性ポリマーとしてポリカプロラクトン(ユ
ニオンカーバイド製、商品名TONE787)、可塑剤
としてトリアセチン(大八化学製)を用い、該配合物を
プラストミル(東洋精機30C150型)を用い120
℃で混合混練した後、熱プレスにより120℃で成形
し、角柱状(30×10×4mm)の徐放性肥料を得
た。
鉱物粉末としてジョージアカオリン(平均粒径:2μ
m)、生分解性ポリマーとしてポリカプロラクトン(ユ
ニオンカーバイド製、商品名TONE787)、可塑剤
としてトリアセチン(大八化学製)を用い、該配合物を
プラストミル(東洋精機30C150型)を用い120
℃で混合混練した後、熱プレスにより120℃で成形
し、角柱状(30×10×4mm)の徐放性肥料を得
た。
【0048】<実施例2>表1に示す配合2において、
鉱物粉末としてジョージアカオリン(平均粒径:2μ
m)、生分解性ポリマーとして上記アセチル化澱粉、可
塑剤としてエチルフタリルエチルグリコレート(大八化
学製、商品名#10)を用い、実施例1と全く同様の方
法で同一形状の徐放性肥料を得た。
鉱物粉末としてジョージアカオリン(平均粒径:2μ
m)、生分解性ポリマーとして上記アセチル化澱粉、可
塑剤としてエチルフタリルエチルグリコレート(大八化
学製、商品名#10)を用い、実施例1と全く同様の方
法で同一形状の徐放性肥料を得た。
【0049】<実施例3>表1に示す配合3において、
実施例2と同じ鉱物粉末、生分解性ポリマー及び可塑剤
を用い、実施例1と全く同様の方法で同一形状の徐放性
肥料を得た。
実施例2と同じ鉱物粉末、生分解性ポリマー及び可塑剤
を用い、実施例1と全く同様の方法で同一形状の徐放性
肥料を得た。
【0050】<実施例4>表1に示す配合4において、
実施例2と同じ鉱物粉末、生分解性ポリマー及び可塑剤
を用い、プラストミルを用い90℃で混合混練した後、
熱プレスにより90℃で成形し、さらに熱風循環型乾燥
機中で75℃、3時間乾燥し、実施例1と同一形状の徐
放性肥料を得た。
実施例2と同じ鉱物粉末、生分解性ポリマー及び可塑剤
を用い、プラストミルを用い90℃で混合混練した後、
熱プレスにより90℃で成形し、さらに熱風循環型乾燥
機中で75℃、3時間乾燥し、実施例1と同一形状の徐
放性肥料を得た。
【0051】<実施例5>表1に示す配合5において、
鉱物粉末としてゼオライト(平均粒径:2μm)、生分
解性ポリマーとして上記アセチル化澱粉、可塑剤として
トリアセチン(大八化学製)を用い、実施例4と全く同
一の方法で同一形状の徐放性肥料を得た。
鉱物粉末としてゼオライト(平均粒径:2μm)、生分
解性ポリマーとして上記アセチル化澱粉、可塑剤として
トリアセチン(大八化学製)を用い、実施例4と全く同
一の方法で同一形状の徐放性肥料を得た。
【0052】<実施例6>実施例3における鉱物粉末と
してジョージアカオリンの替りにパーライト(平均粒径
50μm)を用い、以下全く同様の方法で同一形状の徐
放性肥料を得た。
してジョージアカオリンの替りにパーライト(平均粒径
50μm)を用い、以下全く同様の方法で同一形状の徐
放性肥料を得た。
【0053】<実施例7>表1に示す配合6において、
鉱物粉末としてジョージアカオリン(平均粒径2μ
m)、生分解性ポリマーとしてアセチル化ポリカプロラ
クトングラフト酸処理コーンスターチ(アセチル置換度
2.4、グラフト基のモル置換度2.5、グラフト基末
端封鎖率80%)を用い、実施例1と全く同様の方法で
同一形状の徐放性肥料を得た。
鉱物粉末としてジョージアカオリン(平均粒径2μ
m)、生分解性ポリマーとしてアセチル化ポリカプロラ
クトングラフト酸処理コーンスターチ(アセチル置換度
2.4、グラフト基のモル置換度2.5、グラフト基末
端封鎖率80%)を用い、実施例1と全く同様の方法で
同一形状の徐放性肥料を得た。
【0054】<比較例1>実施例7における生分解性ポ
リマーの替りにEVA樹脂(住友化学製、商品名エバテ
ートH5010)を用い、以下全く同様の方法で同一形
状の徐放性肥料を得た。
リマーの替りにEVA樹脂(住友化学製、商品名エバテ
ートH5010)を用い、以下全く同様の方法で同一形
状の徐放性肥料を得た。
【0055】<比較例2>表1に示す配合7(但し、被
覆剤を除く)において、鉱物粉末としてジョージアカオ
リン(平均粒径2μm)を用い、プラストミルを用い9
0℃で混合混練した後、熱プレスにより90℃で成形
し、さらに熱風循環型乾燥機中で75℃、3時間乾燥
し、実施例1と同一形状の成形物を得た。得られた組成
物に、被覆剤として生分解性ポリマーであるポリカプロ
ラクトン(ユニオンカーバイド製、商品名TONE78
7)の10%濃度熱クロロホルム溶液を噴霧、乾燥する
操作を繰り返し、最終的に厚さ約700μmの被覆膜を
持つ実施例1と同一形状の徐放性肥料を得た。
覆剤を除く)において、鉱物粉末としてジョージアカオ
リン(平均粒径2μm)を用い、プラストミルを用い9
0℃で混合混練した後、熱プレスにより90℃で成形
し、さらに熱風循環型乾燥機中で75℃、3時間乾燥
し、実施例1と同一形状の成形物を得た。得られた組成
物に、被覆剤として生分解性ポリマーであるポリカプロ
ラクトン(ユニオンカーバイド製、商品名TONE78
7)の10%濃度熱クロロホルム溶液を噴霧、乾燥する
操作を繰り返し、最終的に厚さ約700μmの被覆膜を
持つ実施例1と同一形状の徐放性肥料を得た。
【0056】<比較例3>表1に示す配合8において、
実施例1と同じ生分解性ポリマー及び可塑剤を用い、実
施例1と全く同様の方法で同一形状の徐放性肥料を得
た。
実施例1と同じ生分解性ポリマー及び可塑剤を用い、実
施例1と全く同様の方法で同一形状の徐放性肥料を得
た。
【0057】B.評価試験 上記で調製した各徐放性肥料について、下記各項目の評
価試験を行った。
価試験を行った。
【0058】(1) 溶出率試験 (a) 無菌条件下での溶出率 実施例1〜7及び比較例1・2の肥料組成物2個を20
0mLの滅菌蒸留水に浸漬し、密栓の上25℃で静置
し、上清の電気伝導度を電気伝導度計(東亜電波工業C
M−20E型)を用いて経時的に測定し、下に示す式に
より肥料成分の溶出率を求めた。得られた結果を表2に
示した。
0mLの滅菌蒸留水に浸漬し、密栓の上25℃で静置
し、上清の電気伝導度を電気伝導度計(東亜電波工業C
M−20E型)を用いて経時的に測定し、下に示す式に
より肥料成分の溶出率を求めた。得られた結果を表2に
示した。
【0059】<溶出率計算式> 溶出率(%)=A/B×100 A:試料1g当たりの電気伝導度(mS/cm・g) B:100%溶出時の試料1g当たりの電気伝導度(理
論値、mS/cm・g) (b) 実施用環境モデル条件下での溶出率 実施例1〜7及び比較例1・2の肥料組成物2個を19
0mLの滅菌蒸留水に浸漬し、さらに水田(愛知県碧南
市)の湛水10mLを接種し、密栓の上25度で静置
し、上清の全窒素量をサリチル酸分解ケルダール変法を
用いて経時的に測定し、下に示す式により窒素成分の溶
出率を求めた。得られた結果を表3に示した。
論値、mS/cm・g) (b) 実施用環境モデル条件下での溶出率 実施例1〜7及び比較例1・2の肥料組成物2個を19
0mLの滅菌蒸留水に浸漬し、さらに水田(愛知県碧南
市)の湛水10mLを接種し、密栓の上25度で静置
し、上清の全窒素量をサリチル酸分解ケルダール変法を
用いて経時的に測定し、下に示す式により窒素成分の溶
出率を求めた。得られた結果を表3に示した。
【0060】<溶出率計算式> 溶出率(%)=C/D×100 C:試料1g当たりの全窒素量(g/g) D:100%溶出時の試料1g当たりの全窒素量(理論
値、g/g) (2) 崩壊性試験 実施例1〜7及び比較例の肥料組成物を畑地(愛知県碧
南市)に深さ5cmに埋設し、所定期間後に掘り出して
崩壊状況を調べた。得られた結果を表4に示した。
値、g/g) (2) 崩壊性試験 実施例1〜7及び比較例の肥料組成物を畑地(愛知県碧
南市)に深さ5cmに埋設し、所定期間後に掘り出して
崩壊状況を調べた。得られた結果を表4に示した。
【0061】C.試験結果考察 表2〜3から、各実施例の徐放性肥料は、肥料成分の初
期溶出が抑制されており、全肥料成分が溶出されるま
で、配合による設定に応じた安定した溶出率を維持して
いると共に、徐放性に対する施用環境の影響も小さいこ
とが分かる。また、表4から、各徐放性肥料は、半年〜
1年後には、略完全に実体的に崩壊していることが分か
る。
期溶出が抑制されており、全肥料成分が溶出されるま
で、配合による設定に応じた安定した溶出率を維持して
いると共に、徐放性に対する施用環境の影響も小さいこ
とが分かる。また、表4から、各徐放性肥料は、半年〜
1年後には、略完全に実体的に崩壊していることが分か
る。
【0062】これに対し、比較例1の徐放性肥料は、徐
放性においては本実施例と同等の性能を持つが、環境中
で崩壊しない。また、比較例2、3の徐放性肥料は、無
菌条件と環境モデル条件において溶出性が大きく異な
り、施用条件、特に土壌微生物相等が溶出速度に与える
影響が大きく、安定した肥料の施用効果が得難いことが
分かる。
放性においては本実施例と同等の性能を持つが、環境中
で崩壊しない。また、比較例2、3の徐放性肥料は、無
菌条件と環境モデル条件において溶出性が大きく異な
り、施用条件、特に土壌微生物相等が溶出速度に与える
影響が大きく、安定した肥料の施用効果が得難いことが
分かる。
【0063】
【表1】
【0064】
【表2】
【0065】
【表3】
【0066】
【表4】
Claims (8)
- 【請求項1】 複合固形体である徐放性肥料において、 肥料成分と鉱物成分とが、生分解性ポリマーからなる又
はそれを主体とするプラスチック成分と共に結合複合化
されたものであることを特徴とする徐放性肥料。 - 【請求項2】 前記プラスチック成分が、生分解性ポリ
マーに加えてその可塑剤を構成成分とすることを特徴と
する請求項1記載の徐放性肥料。 - 【請求項3】 前記生分解性ポリマーが、生分解性ポリ
エステル、生分解性ポリアミド、キチン又はキトサン化
合物、化学変性澱粉、及び物理変性澱粉の各群より選ば
れる1種又は2種以上からなるものであることを特徴と
する請求項1記載の徐放性肥料。 - 【請求項4】 前記化学変性澱粉が、炭素数2から18
のエステル構成基を有し、エステル置換度が1.0から
2.9の範囲にある澱粉エステルであることを特徴とす
る請求項3記載の徐放性肥料。 - 【請求項5】 前記澱粉エステルが、エステル基炭素数
が2から18のビニルエステルをエステル化試薬として
用い、非水有機溶媒中でエステル化触媒と共に澱粉と反
応させて得られたものであることを特徴とする請求項4
記載の徐放性肥料。 - 【請求項6】 前記化学変性澱粉が、重合末端がエステ
ル封鎖されていない、あるいは部分的または完全にエス
テル封鎖されている、ビニルエステル及び/又はポリエ
ステルグラフト重合澱粉であることを特徴とする請求項
3記載の徐放性肥料。 - 【請求項7】 鉱物成分が、含水珪酸塩鉱物の集合体又
は珪酸質原料であることを特徴とする請求項1記載の徐
放性肥料。 - 【請求項8】 鉱物成分と生分解性ポリマーとの組成比
(重量比)が前者/後者=5/95〜99/1の範囲に
あることを特徴とする請求項1記載の徐放性肥料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8253509A JPH10101465A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 徐放性肥料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8253509A JPH10101465A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 徐放性肥料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10101465A true JPH10101465A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17252371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8253509A Pending JPH10101465A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 徐放性肥料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10101465A (ja) |
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1996
- 1996-09-25 JP JP8253509A patent/JPH10101465A/ja active Pending
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