JPH11347477A - コーティング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被覆される粒状物質表面への追従性が高く、
少量で、即ち、薄い膜厚で均一に被覆でき、目的の性能
を達成し得るとともに、装置への汚染の少ない被覆技術
を提供する。 【解決手段】 スプレーノズルを使用して粒状物質の表
面を被覆する方法において、液滴径の頻度分布に於ける
ザウター平均径の２倍以上の径を有する液滴の頻度分布
が１５重量％以下であるスプレーノズルを使用して粒状
物質を被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】粒状物質の表面に各種の物質
を被覆することはいろいろな分野で応用されている。肥
料の分野では緩効性を目的に、粒状肥料の表面を硫黄や
アルキッド樹脂、ポリウレタン、ポリエチレン等の高分
子物質などで被覆した被覆肥料が広く使用されている。
医薬品の分野では、粒状医薬の表面を糖、セルロース、
澱粉など各種の物質により被覆することにより適所での
溶解性等を有する医薬品が実用化されている。また、食
品の分野でも防湿や食味の見地からこのような被覆技術
が応用されている。

【０００２】本発明はかかる粒状物質の被覆方法に関す
るものであり、ことに被覆される粒状物質表面への追従
性が高く、均一な被膜を形成し得る、場合によっては被
覆量が少なくても同一の効果を発揮し得るとともに、装
置への汚染が少ない被覆方法に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】粒状物質の表面を被覆する方法にはいく
つかの方法がある。第一には溶解ないしは溶融された被
覆物質中に粒状物質を浸漬させた後、必要により乾燥す
る方法である。この方法は簡単な装置で被覆できるとい
う特徴があるものの、被覆量や被覆後の表面形態を制御
しにくいという欠点を有するものである。第二には粉体
状の物質を表面に付着させた後、これを溶融させて被覆
する方法である。この方法は溶剤等を使用しないという
特徴を有するものの、均一な被膜を形成するのは困難で
あった。一方、スプレーノズルを使用し粒状物質の表面
を被覆する方法は比較的薄い膜で、目的を達成しやすい
という特徴を有する。しかしながら、被覆される粒状物
質は必ずしも表面が平滑で、凹凸のない形状を有してい
るものばかりではない。かかる物質に対しても少量で、
即ち、薄い膜厚で、目的の性能を達成し得る技術は必ず
しも満足のいくものがなかった。また、スプレーを使用
する場合、液滴が、目的物以外の装置機材等に付着し、
定期的な除去作業が必要であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上述したように被覆される粒状物質表面へ
の追従性が高く、少量で、即ち、薄い膜厚で均一に被覆
でき、目的の性能を達成し得るとともに、装置への汚染
が少ない被覆技術を提供することである。

【０００５】

【発明を解決するための手段】本発明者はスプレーノズ
ルを使用して粒状物質を被覆する方法において、スプレ
ーされる液滴の粒径分布に着目し、これが一定の分布を
有するようなスプレーノズルを使用することが上記問題
を解決し得ることを見出し、本発明の完成に至った。即
ち本発明はスプレーノズルを使用して粒状物質の表面を
被覆する方法において、ザウター平均径の２倍以上の径
を有する液滴の頻度分布（以下、αということがある）
が全液滴に対して１５重量％以下であるスプレーノズル
を使用することを特徴とする粒状物質の被覆方法に関す
る。

【０００６】本発明に於けるスプレーノズルの種類に特
に制限はなく、フラットスプレーノズル、ソリッドスプ
レーノズル、フルコーンスプレーノズル、ホローコーン
スプレーノズル、さらには二流体スプレーノズル、マル
チスプレーノズルなど公知のスプレーノズルが適用でき
る。本発明に於けるザウター平均径は次の条件で測定さ
れた値とする。即ち、噴霧液は２０℃の水を使用し、１
流体スプレーノズルの場合には３．０kg/cm²、２流体ス
プレーノズルの場合には水圧２．０kg/cm²、水圧２．０
kg/cm²の条件で垂直方向下方に噴霧する。粒子径の測定
は２０±２℃、湿度５０±５％、無風の条件で、レーザ
ー光散乱法によるものとし、スプレーノズル先端から垂
直方向に３００ｍｍ離れた水平な平面上で測定するもの
とする。円形やリング状の噴霧領域を示すものについて
は中心より半径方向に３ｒ／４（ｒは噴霧領域の外周円
の半径とする）だけ離れた地点を、円形やリング状以外
の形状を示すスプレーノズルについては噴霧領域の重心
を通過する光で測定するものとする。市販のいわゆるフ
ルコーンノズルやホローコーンノズルは円形やリング状
の噴霧領域を示す。

【０００７】測定される液滴分布から、ザウター平均径
は公知の下式を用いて計算できる。 Ｄ_s＝Σｎｄ³／Σｎｄ² ここに、Ｄ_s:ザウター平均径、ｎ：液滴粒子数、ｄ：液
滴径である。本発明の被覆方法はかくして測定されるα
が１５重量％以下であるスプレーノズルを使用すること
が必要である。αがこの値を超えると、本発明の目的で
ある薄い膜厚で均一に被覆でき、初期の性能を達成し得
るという効果を発揮し得ない。また、装置への樹脂の付
着などが多くなる。好ましくは５重量％以下、更に好ま
しくは１重量％以下である。

【０００８】さらに本発明ではザウター平均径の１／２
以上の径を有する液滴の全液滴に対する頻度分布（以
下、βということがある）が９０重量％以上であるスプ
レーノズルを使用することが好ましい。βがこの量を下
回るとと均一な膜が得られにくかったり、収率の低下、
さらに装置への樹脂の付着などを招き好ましくない。こ
とに、被覆される雰囲気下のスプレーノズルから噴出さ
れる液体の蒸気分圧が５００ｍｍＨｇ以下の場合、ない
しは該液体の沸点以上の条件で被覆する場合にはこの条
件を満足することが好ましく、更に好ましくは９５重量
％以上である。

【０００９】本発明においては、液滴のザウター平均径
が粒状物質の体積平均径に対する比（以下、γというこ
とがある）が０．０４〜０．２であることが好ましい。
γがこの範囲を下回ると生産性に劣り、この範囲を上回
ると均一性が損なわれる場合がある。粒状物質の体積平
均径は画像解析など従来公知の方法で測定することがで
きる。

【００１０】本発明に於ける粒状物質に特に制限はな
く、粒状物質であれば公知のものが使用できる。粒子径
は好ましくは０．１ｍｍないし１００ｍｍである。粒状
物質の具体例としては尿素、アルデヒド縮合尿素、イソ
ブチルアルデヒド縮合尿素、ホルムアルデヒド縮合尿
素、硫酸グアニル尿素オキサミド等の含チッソ有機化合
物、石灰窒素、硝酸アンモニウム、燐酸二水素アンモニ
ウム、燐酸水素二アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩
化アンモニウム等のアンモニウム化合物、硝酸カリウ
ム、燐酸カリウム 硫酸カリウム、塩化カリウムなどの
カリウム塩、燐酸カルシウム、硫酸カルシウム、硝酸カ
ルシウム、塩化カルシウムなどのカルシウム塩、硝酸マ
グネシウム、塩化マグネシウム、燐酸マグネシウム、硫
酸マグネシウムなどのマグネシウム塩、硝酸第一鉄、硝
酸第二鉄、燐酸第一鉄、燐酸第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸
第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄などの鉄塩、及びこれ
らの複塩等を主成分とする肥料、各種粒状医薬品、食品
などである。これらの中でも粒状物質が肥料を主成分と
して含むことは好ましい例として上げることができる本
発明の特徴は被覆される粒状物質表面への追従性が高
く、少量で、即ち、薄い膜厚で均一に被覆でき、目的の
性能を達成し得ることにあるが、粒状物質の表面が平滑
で球形に近い方が更に好ましい。

【００１１】次にスプレーする液体について述べる。ス
プレーされる液体は粒状物質を被覆する膜剤物質それ自
身が液化しているか、ないしは、膜剤物質が溶剤に溶解
ないしは分散状態で含まれている必要がある。膜剤物質
は従来公知のものが使用でき、ポリエチレンやポリプロ
ピレンなどのポリオレフィン類、エチレンー酢酸ビニル
共重合体などのエチレンと他のビニルモノマーとの共重
合体、ウレタン樹脂のプレポリマー、アルキッド樹脂な
どの合成高分子物質、糖類、セルロース類等の天然高分
子物質及びその変性品、顔料、硫黄、タルク、クレー、
炭酸カルシウムなどの無機物質、乳化剤、着色剤、各種
架橋剤等の添加剤等を含むことができる。膜剤物質中に
高分子物質を含有されるのは好ましい例である。

【００１２】使用される溶剤に制限はない。使用する膜
剤の溶解性、沸点等を勘案し、適宜選定すればよい。具
体例を挙げるなら、水、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、メシチレンなどの芳香族系溶剤、ヘキサン、ヘプタ
ン、ｎ−オクタン、２ーエチルヘキサン、２ーエチルシ
クロヘキサンなどの脂肪族系溶剤、メタノール、エタノ
ールなどのアルコール類、メチルエーテル、エチルエー
テルなどのエーテル類、ジクロルメタン、トリクロロメ
タン、テトラクロロメタン、トリクロロエチレン、テト
ラクロロエチレンなどの塩素化炭化水素などが挙げられ
る。

【００１３】溶剤が使用される場合の含有量は、１〜２
０重量％が好ましく、さらに好ましくは３〜１５重量％
である。この下限を逸脱すると、生産性に劣り、上限を
逸脱すると被膜の均一性に劣る。本発明はスプレーノズ
ルを使用して被覆する方法であるが、この方法に使用で
きる装置としては従来公知の噴流装置ないし転動装置等
をあげることができる。即ち、噴流塔や転動槽本体に、
熱風を送風するためのブロアー、被覆液を送液するため
の溶液ポンプ、及びスプレーノズル、温度計などを取り
付けた装置である。該装置内に被覆しようとする粒状物
質を導入し、ブロアー等から所定の温度のガスを送風す
る。噴流塔の場合には装置内で粒状物質の噴流が安定に
起こるように調整する。装置内が所望の温度になった
ら、スプレーノズルから所定の液を供給することにより
粒状物質の表面に皮膜を形成させることができる。

【００１４】皮膜を形成させるに当たり、皮膜形成時の
噴霧温度に特に制限はなく、使用する液体の沸点、ない
しは被覆物質の融点等を勘案して決定すればよい。通
常、３０℃以上で、且つ、粒子同士の付着が起こらない
温度が設定される。具体的には３０〜１５０℃程度の範
囲、さらに好ましくは３０〜１００℃の範囲は選ばれ
る。熱風は、粒状粒子を安定に転動ないしは噴流させ、
かつ、上記温度を維持するに必要な温度と風量に設定さ
れるべきである。これらの技術は従来公知の技術を応用
することが可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例、及び比較
例を具体的に示す。なお、実施例、比較例中の試験は下
記の方法によった。 ＜溶出試験＞５重量部の被覆粒状肥料を２００重量部の
純水に浸漬し、２５℃の恒温槽に保管した。１０日後に
水中に溶出してきた肥料中の窒素成分を全農型土壌分析
器ＺＡ−ＩＩ型にて測定した。溶出率は、もとの被覆肥
料に含まれていた窒素成分に対する溶出してきた成分の
百分率で表示する。この値をＡ値とする。

【００１６】

【実施例１〜３および比較例１】表１に示したいくつか
のスプレーノズルを使用して噴流装置を使用し被覆肥料
を製造した。液滴径の測定は、レーザー粒度分布測定装
置（マスターサイザー、マルバーン社製）により、２０
℃の水を使用し、水圧３．０kg/cm²の条件で垂直方向下
方３００ｍｍ離れた水平な平面上の噴霧半径方向３ｒ／
４の地点で、気温２０℃、湿度５０％、無風の条件で測
定した。

【００１７】エチレン・酢酸ビニル共重合体（商品名
エバフレックス３６０、三井デュポンポリケミカル
（株）製）２．５重量部、ポリエチレン（商品名サンテ
ックＭ２２７０、旭化成工業（株）製）２．５重量部に
３００重量部のテトラクロルエチレンを加え、該溶剤の
沸点まで加熱リフラックスさせてこれらを溶解した。さ
らにこの溶液にタルク５．０重量部を加え、十分攪拌し
て分散液を調整した。２ー４ｍｍで篩分した体積平均粒
子径３．０ｍｍの粒状燐硝安カリ（Ｎ、Ｐ₂Ｏ₅、Ｋ ₂Ｏ
成分は各々１５％）１００重量部を噴流装置に投入し、
熱風を送風して装置内の温度が６０℃で安定な噴流状態
を起こさせた。次に、上記で調製した分散液を送液ポン
プによりスプレーノズルから１０分を要して噴流装置に
供給した。この間、噴流装置内は５５±２℃となるよう
熱風の温度を調節した。その後、熱風を冷風に切り替
え、３５℃以下になった時点で噴流装置から内容物を取
り出した。

【００１８】製造された被覆肥料は実施例１〜３につい
てはいずれも１１０重量部であり、供給された固形分の
ほぼ全量が、被覆されていることがわかった。一方、比
較例１においては１０９．６重量部であり、噴流装置下
部に樹脂等の付着物が観察された。得られた被覆粒状肥
料の窒素溶出に関するＡ値を表１に示す。これらの結果
は、α値が１５％を境に被覆の効果が大きく異なること
を示しており、本願発明の方法が被覆性に優れているこ
とを示している。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、被覆される粒状物質表
面への追従性が高く、少量で、即ち、薄い膜厚で均一に
被覆でき、目的の性能を達成し得るとともに、装置の汚
染が少ない被覆技術を提供することができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプレーノズルを使用して粒状物質の表
   面を被覆する方法において、ザウター平均径の２倍以上
   の径を有する液滴の頻度分布が全液滴に対して１５重量
   ％以下であるスプレーノズルを使用することを特徴とす
   る粒状物質の被覆方法。
2. 【請求項２】 ザウター平均径の１／２以上の径を有す
   る液滴の頻度分布が全液滴に対して９０重量％以上であ
   る請求項１に記載の被覆方法。
3. 【請求項３】 液滴のザウター平均径が粒状物質の体積
   平均径の０．０４〜０．２である請求項１または２に記
   載の被覆方法。
4. 【請求項４】 粒状物質が肥料を主成分とする物質であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の被覆方法。
5. 【請求項５】 被覆する物質が、高分子物質を含有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の被覆方法。