徐放性肥料組成物
徐放性肥料組成物及びこの徐放性肥料組成物の製造方法について記載する。この徐放性肥料組成物は水溶性肥料コアを含み、このコアは高分子層、中間層及び硫黄層によって被覆される。望ましい場合は、この硫黄層を外方非水溶性層で被覆することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、徐放性肥料に関する。
【背景技術】
【０００２】
肥料は、培地において栄養素を補うために長年に亘って使用されている。近年、調節された量の植物栄養素を土壌又はその他の培地に送出するための技術に注目が集まっている。例えば、栄養素をより長時間に亘って放出させることによって、植物による施肥効率が上昇し、肥料の必要投与回数が減ることから肥料投与コストが削減され、溶脱及び脱窒によって失われる栄養素が減少することを含む利点が得られるため、可溶性が極めて高い肥料の顆粒からの植物栄養素（窒素等）の放出を制御することが望ましいとわかる。肥料顆粒の表面に硫黄のコーティングを施すことによって、顆粒の溶解速度が低下し、徐放特性が付与される場合がある。基本的に、亀裂、裂け目等の傷が顆粒のコーティングに生じる又は微生物の作用によってコーティングに穴が開くまで、土壌中の水分及び雨水は、極めて可溶性が高い肥料から遠ざけられる。
【０００３】
顆粒上に施される結晶状固形硫黄コーティングは元々脆く、また顆粒の多くにおいてコーティングは薄く又は非連続的でさえあるため、何らかの２次的外方コーティング又はシーリング剤を、硫黄被覆面に塗布することが重要である。このシーリング剤は、慣用的には高分子炭化水素、石油系蝋又は高粘度高分子量パラフィン油とポリエチレンとを組み合わせたものであり、熱いが固化している硫黄被覆面にホットメルト液として噴霧によって塗布される。これらの硫黄被覆肥料は極めてよく使用されているものの、均一なコーティング厚さを得ること、硫黄コーティングの亀裂から得られる予測可能な放出特性、不可欠となる耐摩耗・耐衝撃性及び処理工程の複雑度という観点から問題がある。
【０００４】
より最近では、上述のような硫黄被覆肥料に関する問題点により、ポリマー被覆肥料に、特にはコーティング塗布量がより少ない特定のポリマー被覆肥料で得られる改良された徐放特性という観点から、大きな関心が集まっている。
【０００５】
米国特許第５５３８５３１号（Ｈｕｄｓｏｎ）明細書は、複数の非水溶性の耐摩耗性コーティングに包まれた水溶性肥料の中心塊を有する徐放性粒子状肥料生成物について教示している。少なくとも１つの内方コーティングが、記載のイソシアネートとポリオールとの反応から得られるウレタン反応生成物である。外方コーティングは有機蝋から形成される。
【０００６】
米国特許第６３５８２９６号（Ｍａｒｋｕｓｃｈら）明細書は、オレオポリオールを使用した緩効性ポリウレタンカプセル化肥料について教示している。米国特許第５８５１２６１号（Ｍａｒｋｕｓｃｈら）明細書では、ポリ尿素カプセル化肥料粒子の製造方法が提供され、この方法は、少なくとも２つのアミン基を有するイソシアネート反応性成分を肥料粒子に塗布し、ポリイソシアネートをこのアミン被覆粒子に塗布してポリ尿素被覆粒子を形成することを含む。
【０００７】
硫黄含有イソシアネート組成物及びカプセル化肥料組成物の製造方法が、米国特許第６１５２９８１号（Ｍａｒｋｕｓｃｈら）明細書に記載されている。この肥料組成物は、硫黄とイソシアネートとの混合物を肥料に塗布し、次にイソシアネート反応性材料を塗布することによって調製される。米国特許第５５９９３７４号（Ｄｅｔｒｉｃｋ）明細書は、硫黄コーティングを肥料コアに塗布し、その後、ポリマーコーティングをその硫黄上に塗布する肥料組成物について記載している。
【０００８】
米国特許第６２３１６３３号（Ｈｉｒａｎｏら）明細書は、ウレタン等の熱硬化性樹脂コーティング及び蝋等の疎水性化合物で被覆された顆粒状肥料を教示している。米国特許第６６６３６８６号（Ｇｅｉｇｅｒら）明細書は、ポリウレタン及び蝋を使用した緩効性ポリウレタンカプセル化肥料について教示している。
【０００９】
粒子状植物栄養素を有機油及び粒子でプレコートすることによって、この粒子状植物栄養素の放出プロファイルを改善することも当該分野で知られている（米国特許第６０３９７８１号、Ｇｏｅｒｔｚら）。
【００１０】
米国特許第６３３８７４６号（Ｄｅｔｒｉｃｋら）明細書は、肥料をまずポリマーで被覆し、次にこのポリマーを硫黄で被覆し、その後、ポリマーコーティングを塗布する方法について記載している。ポリマーは、米国特許第４７１１６５９号（Ｍｏｏｒｅ）明細書、第４８０４４０３号（Ｍｏｏｒｅ）明細書及び第５３７４２９２号（Ｄｅｔｒｉｃｋ）明細書に記載されている。これらのポリマーは、基体が最少量の反応性−ＮＨ2基を有することを必要とする。このため、緩効性が望ましいとされる全ての肥料組成物に適用できるわけではない。
【００１１】
上述のようなポリマー被覆肥料に大きな関心が集まっているものの、その製造コストは高くつく。このため、当該分野において、耐摩耗性であり且つ肥料製造コストを削減できる徐放性肥料処方を提供することが必要とされている。
【発明の概要】
【００１２】
本発明は、徐放性肥料に関する。
【００１３】
本発明は、粒子状の植物栄養素化合物の水溶性中央コアと、この植物栄養素上のポリマーコーティングと、このポリマー層上の中間層（ＩＬ）と、この中間層上の元素硫黄層とを含む徐放性肥料組成物を提供する。この徐放性肥料組成物は、元素硫黄層上に外方非水溶性層を含み得る。中央コアの植物栄養素は、尿素であり得る。ポリマー層は、熱硬化性高分子層であり得る。中間層及び外方非水溶性層は同一又は異なり、石油製品、蝋、パラフィン油、ビチューメン、アスファルト、潤滑剤、石炭製品、油、菜種油、大豆油、ココナツ油、亜麻仁油、桐油、植物蝋、動物性脂肪、動物蝋、林産物、トール油、変性トール油、トール油ピッチ、パインタール、合成油、合成蝋、合成潤滑剤、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマー、エチレン−エチルアクリレートコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、エチレン−ビニル、アルコール−ビニルアセテートターポリマー、界面活性剤、セッケン及びこれらの組み合わせから成る群から選択され得る。
【００１４】
本発明は、質量基準で約３７％Ｎ〜約４４％Ｎの植物栄養素化合物と、質量基準で約１．２〜約３．０％のポリマー層と、質量基準で約０．１〜約０．８％の中間層と、質量基準で約１．７〜約１５％の元素硫黄層とを含む、上述のような徐放性肥料組成物も提供する。更に、この徐放性肥料組成物が外方非水溶性層を備える場合、この層は約０．１〜約０．８質量％を構成する。
【００１５】
本発明は、徐放性肥料組成物を製造するための方法にも関し、この方法は、植物栄養素化合物を、ポリマーを形成する反応性の２種以上の前駆体化合物で被覆し、中間層をこのポリマーに塗布し、溶融硫黄を中間層上に噴霧して硫黄層を形成することを含む。外方非水溶性層を硫黄層上に塗布し得る。ポリマーは熱硬化性ポリマーであり得て、また植物栄養素化合物を、ポリマーを形成する反応性の２種以上の前駆体化合物で被覆する工程は、ポリマーを熱硬化させるのに十分な温度で行われ得る。
【００１６】
本発明は、質量基準で約３７％Ｎ〜約４４％Ｎの植物栄養素化合物と、質量基準で約１．２〜約３．０％のポリマー層と、質量基準で約０．１〜約０．８％の中間層と、質量基準で約１．７〜約１５％の元素硫黄層とを含む上述のような方法にも関する。更に、この徐放性肥料組成物が外方非水溶性層を備える場合、この層は約０．１〜約０．８質量％を構成する。ポリマー層は熱硬化性高分子層になり得る。
【００１７】
本明細書に記載の徐放性肥料は耐衝撃性及び耐摩耗性を示し、低コストで製造され、徐放性肥料組成物についての業界における要件に沿い且つ従来技術で知られるような徐放性製剤の特徴と同様の形で肥料コアの徐放を行う。従来技術（例えば、米国特許第６３３８７４６号明細書）に記載されるような熱硬化性ポリマーの外層を除去し、また肥料コアを被覆する最内層上に熱硬化性ポリマーコーティングを利用することによって、熱硬化性ポリマー層の形成に必要な前駆体モノマー化合物の必要量が少なくなる。更に、ポリマー層を被覆する１つ以上の中間層を硫黄層と組み合わせることによって、ポリマーコーティングの量を削減することができる。中間層成分及び硫黄は、ポリマーコーティングと比べると比較的安価である。このため、徐放性肥料組成物の製造に関連したコストが大幅に削減され、また最終的な肥料組成物中に存在する肥料成分を質量基準で増量することができる。３７％Ｎ〜４４％Ｎを含み且つ所望の徐放特性を有する組成物を、本明細書に記載の方法を使用して得ることができる。
【００１８】
更に、高分子外方コーティングを備えた従来技術の肥料組成物では、肥料の取り扱い及び包装前に高分子層を硬化させる時間を必要とする。このため、製造後、包装する前に肥料組成物を貯蔵する工程を必要とする。外方高分子層が硬化してから、肥料組成物を包装し得る。この外方高分子コーティング層を排除することで本発明の肥料組成物では製造に続いて包装が可能であり、外方コーティングを硬化させる工程を必要としない。したがって、本明細書に記載されるような徐放性肥料組成物及びこの肥料の製造方法によって製造効率が上昇する。
【００１９】
本発明のこの概要が、本発明の全ての特徴を必ずしも説明しているとは限らない。
【００２０】
本発明のこれら及びその他の特徴は、添付の図面を参照する以下の説明からより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】図１は肥料放出の経時変化を示す。図１Ａは、肥料組成物の幾つかの実施例の衝撃試験前の放出を示す。
【図１Ｂ】図１は肥料放出の経時変化を示す。図１Ｂは、肥料組成物の幾つかの実施例の衝撃試験後の放出を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明は、徐放性肥料に関する。
【００２３】
本発明は、内側から外側に向かって順番にポリマー層、中間層（ＩＬ）、硫黄層及び望ましい場合は外方非水溶性層から成る一連のコーティングによって取り囲まれた粒子状植物栄養素を含む徐放性肥料組成物に関する。
【００２４】
本発明の徐放性肥料材料に有用な粒子状植物栄養素材料の選択に制限はない。本発明の肥料材料を、植物栄養素として主に尿素を挙げて説明している。しかしながら、当業者には明らかなように、微量栄養素を含むその他の栄養素を使用して、本発明による徐放性肥料組成物を調製することもできる。例えば、植物栄養素材料は、窒素、リン、カリウム、硫黄、微量栄養素及びこれらの混合物から成る群から選択され得る。その他の肥料材料も利用することができ、例えば、限定するものではないがリン酸アンモニウム、硫酸アンモニウム及びこれらの混合物又は基本的な肥料材料の顆粒混合物を挙げることができる。有用な微量栄養素の非限定的な例は、銅、亜鉛、ホウ素、マンガン、鉄及びこれらの混合物を含む群から選択され得る。
【００２５】
尿素は、その表面に官能性反応基を有していることを特徴とし、ポリマー層を形成する際、ジイソシアネートとの反応にはこの官能性反応基が使用され得る。この反応によってポリマー層は尿素に化学的に結合される。しかしながら、本発明において、ポリマー層を尿素材料に結合させる必要はない。
【００２６】
本明細書に記載されるような徐放性肥料組成物内に存在する肥料の量は、肥料組成物の質量に対して約３７％Ｎ〜約４５％Ｎ（質量基準）又はこの数値間のいずれかの量、例えば、肥料組成物の質量に対して３７％Ｎ、３８％Ｎ、３９％Ｎ、４０％Ｎ、４１％Ｎ、４２％Ｎ、４３％Ｎ、４４％Ｎ（質量基準）又はこの数値間のいずれかの量になり得る。本明細書に記載されるような徐放性肥料組成物の成分及び徐放性肥料の製造方法を使用して、４２％Ｎ〜４３％Ｎ（窒素：Ｎ）を含む高濃度肥料がごく普通に製造されている。
【００２７】
本発明の徐放性肥料組成物の肥料コアは、高分子コーティングで被覆される。高分子コーティングの例（Ｃｏｎｃｉｓｅ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＣＥＣＴ）、Ｗｉｌｅｙ ＩｎｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ（１９８５）を参照のこと）には、ポリウレタン又はポリエステル、例えばアルキド（ＣＥＣＴの７０〜７１頁）若しくは変性アルキド樹脂（ＣＥＣＴの７０〜７１頁）、エポキシ樹脂（ＣＥＣＴの４３１〜４３３頁）、アミノプラスチック樹脂（ＣＥＣＴの９０〜９１頁）、ユリアホルムアルデヒド熱硬化性樹脂（ＣＥＣＴの９〜９２頁）、メラミン−ホルムアルデヒド熱硬化性樹脂（ＣＥＣＴの９０頁）、フェノール熱硬化性樹脂（ＣＥＣＴの８６７〜８６８頁）、ポリイミド熱硬化性樹脂（ＣＥＣＴの９３２〜９３３頁）、不飽和ポリエステル熱硬化性樹脂（ＣＥＣＴの９２６〜９２７頁）及びこれらの混合物を含むコーティングが含まれる。高分子コーティングは、熱硬化性高分子コーティングになり得る。
【００２８】
本発明の徐放性肥料の高分子層は例えばポリウレタンであり、このコーティングは、２種以上の前駆体化合物を使用して形成され得る。例えば、これらの前駆体化合物の１つはイソシアネート、例えばジイソシアネート又はポリイソシアネートである。ジイソシアネートの非限定的な例は高分子ＭＤＩ（４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート）であるが、米国特許第４８０４４０３号（Ｍｏｏｒｅ）明細書（例えば、第８欄６４行目〜第９欄 行目及び実施例１を参照のこと。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）に記載されるように、その他の多官能性イソシアネートを利用することもでき、脂肪族、芳香族及び脂肪族芳香族ポリイソシアネートが含まれる。イソシアネートは反応可能な２つ以上の−ＮＣＯ基を有し、当業者に知られているように、ウレタンポリマーの製造に広く使用される。適したイソシアネートの非限定的な例には、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４−ブチレンジイソシアネート、フルフリリデンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４´−ジフェニルプロパンジイソシアネート、４，４´−ジフェニル−３，３´−ジメチルメタンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、１−メチル−２，４−ジイソシアネート−５−クロロベンゼン、２，４−ジイソシアネート−ｓ−トリアジン、１−メチル−２，４−ジイソシアネートシクロヘキサン、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、１，４−ナフタレンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、ビトルエンジイソシアネート、１，４−キシリレンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、ビス−（４−イソシアネートフェニル）メタン、ビス−（３−メチル−４−イソシアネートフェニル）メタン、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート及びこれらの混合物が含まれる。
【００２９】
本明細書に記載されるような高分子コーティングの形成に使用される２種以上の前駆体化合物の２つめには、例えば米国特許第４８０４４０３号（Ｍｏｏｒｅ）明細書に記載されるようにポリオールが含まれ得る（例えば、第９欄３〜２０行目及び実施例１を参照のこと；この内容は参照により本明細書に取り込まれる）。ポリオールの非限定的な例には、ジエチレングリコールポリオール、エチレングリコール、ポリプロピレングリコール、有機ポリオール（例えば、米国特許第４８０４４０３号（Ｍｏｏｒｅ）明細書に記載される通りである。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）、オルトフタレートジエチレングリコール系ポリエステルポリオール、テレフタレート−ジエチレングリコール系ポリエステルポリオール、ひまし油、アミン基又はＯＨ基を有するように変性された油、例えば変性桐油、大豆油、菜種油、ひまわり油、亜麻仁油（例えば、米国特許第６３６４９２５号（Ｍａｒｋｕｓｃｈら）明細書の例えば第８欄３９行目〜第９欄２７行目及び実施例、米国特許第６３５８２９６号（Ｍａｒｋｕｓｃｈら）明細書の例えば第９欄１〜１３行目及び実施例を参照のこと。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）、オレオポリオール、例えばエポキシ化ひまし油、エポキシ化ひまわり油、エポキシ化亜麻仁油（米国特許第６３５８２９６号（Ｍａｒｋｕｓｃｈら）明細書に記載される通りである。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）、ポリエーテルポリオール、ひまし油誘導体、例えばひまし油とジオール（例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール）から選択されたポリオールとを反応させることによるひまし油の部分加水分解産物、グリセロール、トリメチロールプロパン、ポリエーテルポリオール、リシノール酸とこれらの化合物から選択されたポリオールとの間の反応によって生成されるエステル（米国特許第６１７６８９１号（Ｋｏｍｏｒｉｙａら）明細書に記載される通りである。例えば第７欄４〜１６行目、第８欄４９〜６２行目を参照のこと。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）及びこれらの組み合わせが含まれる。
【００３０】
本発明で使用されるポリマーコーティングがイソシアネート又はポリオール系である必要はない。ポリマーは、熱硬化性であって植物栄養素に塗布することができ且つ徐放特性又は徐放特性の一部を肥料組成物に付与する実質的にいずれのポリマーでもあり得る。
【００３１】
植物栄養素材料を取り囲むポリマーコーティングは、最終的な肥料組成物の約０．５〜約３．０質量％の範囲内の量又はこの数値間のいずれかの量で存在する。例えば、高分子コーティングは、最終的な肥料組成物の約０．５〜約２．５質量％若しくはこの数値間のいずれかの量、肥料組成物の質量に対して約１．２〜約１．８質量％若しくはこの数値間のいずれかの量又は肥料組成物の質量に対して約０．５、０．７、１．０、１．２、１．４、１．６、１．８、２．０、２．２、２．４、２．６、２．８、３．０質量％若しくはこの数値間のいずれかの量を構成し得る。
【００３２】
上述のようなポリマーコーティングは、硫黄の塗布を促進する材料で被覆される。このコーティングは本明細書において中間層（ＩＬ）と称される。この中間層に使用し得る好ましい材料には、限定するものではないが石油製品、蝋、パラフィン油、ビチューメン、アスファルト、潤滑剤、石炭製品、油、菜種油、大豆油、ココナツ油、亜麻仁油、桐油、植物蝋、動物性脂肪、動物蝋、林産物、トール油、変性トール油、トール油ピッチ、パインタール、合成油、合成蝋、合成潤滑剤、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマー、エチレン−エチルアクリレートコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、エチレン−ビニルアルコール−ビニルアセテートターポリマー、界面活性剤、セッケン及びこれらの組み合わせが含まれる。
【００３３】
ポリマーコーティング及び中間層を、例えば米国特許第６６６３６８６号明細書（この内容は参照により本明細書に取り込まれる；第２〜６欄を参照のこと）に記載されるように、硫黄層の追加に先だって予備混合物として塗布し得る。この例において、ポリマー／蝋予備混合物の蝋成分は、（ポリマーと蝋との組み合わせ全体の）約１０〜約６０質量％若しくはこの数値間のいずれかの量のポリマー／蝋予備混合物、例えば（ポリマーと蝋との組み合わせ全体の）４０〜６０質量％若しくはこの数値間のいずれかの量又は（ポリマーと蝋との組み合わせ全体の）１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０質量％若しくはこの数値間のいずれかの量を構成し得る。
【００３４】
肥料組成物が外方非水溶性層を備える場合、内側の中間層及び外方非水溶性層は同一又は異なる成分を含み得る。
【００３５】
中間層、外方非水溶性層又は中間層と外方非水溶性層との両方に蝋を使用する場合、この蝋は１種類から成る蝋又は異なる複数の蝋の混合物になり得る。例えば、蝋を、中間石油蝋、α−オレフィン蝋、ポリエチレン蝋、パラフィン蝋、シリコン蝋、軟蝋、微結晶蝋及び天然蝋から選択し得る。本発明の徐放性肥料の組成物で使用し得る非限定的な蝋には、米国特許第５５３８５３１号（Ｈｕｄｓｏｎ）明細書（例えば、第５欄１３〜２７行目及び実施例を参照のこと；この内容は参照により本明細書に取り込まれる）に記載のものが含まれる。蝋は、ドロップ融点（ｄｒｏｐ ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）約６０〜８０℃又はこの数値間のいずれかの温度、例えば６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０℃又はこの数値間のいずれかの温度を有し得る。
【００３６】
ポリマー被覆植物栄養素材料を取り囲む中間層は、肥料組成物の質量に対して約０．１〜約１．０％の範囲内の量又はこの数値間のいずれかの量で存在し得る。例えば、非水溶性層は、肥料組成物の質量に対して約０．２〜約０．５％若しくはこの数値間のいずれかの量又は肥料組成物の質量に対して０．１、０．２、０．４、０．６、０．８、１．０％若しくはこの数値間のいずれかの量で存在し得る。中間層の量の非限定的な例は肥料組成物の約０．３質量％であり、この例において、中間層は中間石油蝋になり得る。しかしながら、油、グリース、蝋又はこれらの混合物も上述したように使用し得る。
【００３７】
中間層を、肥料コア及びポリマーコーティングがまだ熱いうちに（例えば、約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）又はこの数値間のいずれかの温度）ポリマー被覆肥料に塗布し得る。この温度は中間層に使用され得る成分の一部の融点より高いため、中間層は高分子層周囲に液状でコーティングを形成し得る。ポリマーコーティング上の中間層の厚さ及び量を、塗布する中間層の量並びに肥料コア及びポリマー被覆コアの温度制御によって変化させ得る。
【００３８】
中間層材料、外方非水溶性層材料又は中間層材料と外方非水溶性層材料との両方は、石油製品、例えば限定するものではないが蝋、例えば限定するものではないが石油蝋、パラフィン油、ビチューメン、アスファルト、潤滑剤及びこれらの組み合わせの群から選択され得る。中間層もまた、限定するものではないが石炭製品、石炭由来油、石炭由来潤滑剤、石炭由来ビチューメン、石炭由来蝋及びこれらの組み合わせ、又は天然物、例えば限定するものではないが植物油、例えば限定するものではないが菜種油、大豆油、ココナツ油、ひまわり油、ひまし油、亜麻仁油、桐油、植物蝋、動物性脂肪、動物蝋、林産物、例えばトール油、変性トール油、トール油ピッチ、パインタール及びこれらの組み合わせを含む群から選択され得る。合成生成物、例えば限定するものではないが合成油、合成蝋、合成潤滑剤及びこれらの組み合わせも中間層に使用し得る。上で挙げた２つ以上の分類に属する材料の混合物、例えば石油製品、石炭製品、天然物、合成生成物及びこれらの材料の組み合わせも使用し得る。更に、材料は、工業プロセスの副生成物としても入手し得る。本発明の肥料の中間層材料は、セッケン、界面活性剤又はこれらの組み合わせからも選択され得る。
【００３９】
理論による拘束を望むものではないが、硫黄層を塗布する場合、中間層は潤滑剤として機能し得る。中間層の使用は、徐放性肥料組成物製造中の硫黄の均一な被覆を確保し得る。また、徐放性肥料組成物に塗布する必要がある硫黄の量を最小限に抑え得る。したがって、潤滑剤の役割を果たす材料を、中間層の成分として使用し得る。
【００４０】
上述のように、中間層材料は油、蝋と油との組み合わせ又は蝋、油若しくはこれらの組み合わせと組み合わせた別の潤滑剤になり得る。油を使用する場合（単体又は蝋若しくは別の潤滑剤との組み合わせ）、油が約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）又はこの数値間のいずれかの温度、例えば１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５、１５０、１５５、１６０、１６５、１７０、１７５、１８０、１８５、１９０、１９５、２００、２０５、２１０、２１５、２２０、２２５、２３０、２３５、２４０、２４５、２５０oＣ又はこの数値間のいずれかの温度の液状であることが好ましい。
【００４１】
外方非水溶性層を使用して硫黄層を取り囲む場合、この外方非水溶性層は、肥料組成物の質量に対して約０．１〜約１．５％又はこの数値間のいずれかの量で存在する。例えば、非水溶性層は、肥料組成物の質量に対して約０．２〜約０．８％若しくはこの数値間のいずれかの量又は肥料組成物の質量に対して０．１、０．２、０．４、０．６、０．８、１．０、１．２、１．５％若しくはこの数値間のいずれかの量で存在し得る。
【００４２】
非水溶性層の量の非限定的な例は肥料組成物の約０．５質量％であり、この例において、非水溶性層は中間石油蝋であり得る。蝋は、約６０〜８０℃又はこの数値間のいずれかの温度であるドロップ融点を有し得て、例えば６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０℃又はこの数値間のいずれかの温度である。
【００４３】
徐放性肥料組成物の取り扱い中に発生する硫黄粉塵の量を最小限に抑えるために、外方非水溶性層を使用し得る。非水溶性層は、肥料組成物の耐摩耗性も上昇させ、また肥料組成物が水に曝露された場合に徐放性肥料組成物内の肥料の放出を制御する機能を果たす。外方非水溶性層は、硫黄コーティングの亀裂内への水分の侵入を防止する疎水性層としての役割を果たし得る。
【００４４】
外方非水溶性層の油の含有量は、層の適切な硬化を確実にし、最終的な肥料生成物が適切に取り扱いし易くなるように、約５％未満であるべきである。
【００４５】
硫黄層は、ポリマー被覆植物栄養素材料の蝋コーティングを、肥料組成物の質量に対して約１．７〜約１５％の範囲内の量又はこの数値間のいずれかの量で取り囲む。例えば、硫黄コーティングは、肥料組成物の質量に対して約２〜４％若しくはこの数値間のいずれかの量、肥料組成物の質量に対して約２．２〜３．８％若しくはこの数値間のいずれかの量又は肥料組成物の質量に対して約１．７、１．９、２．０、２．２、２．４、２．６、２．８、３．０、３．２、３．４、３．６、３．８、４．０、４．２、４．４、４．６、４．８、５．０、５．２、５．４、５．６、５．８、６．０、６．２、６．４、６．６、６．８、７．０、７．２、７．４、７．６、７．８、８．０、８．２、８．４、８．６、８．８、９．０、９．２、９．４、９．６、９．８、１０．０、１０．２、１０．４、１０．６、１０．８、１１．０、１１．２、１１．４、１１．６、１１．８、１２．０、１２．２、１２．４、１２．６、１２．８、１３．０、１３．２、１３．４、１３．６、１３．８、１４．０、１４．２、１４．４、１４．６、１４．８、１５％若しくはこの数値間のいずれかの量を構成し得る。
【００４６】
したがって、本発明は、質量基準で約３７％Ｎ〜約４４％Ｎの植物栄養素化合物と、質量基準で約１．２〜約３．０％のポリマー層と、質量基準で約０．１〜約０．８％の中間層と、質量基準で約１．７〜約１５％の元素硫黄層とを含む徐放性肥料組成物を提供する。この徐放性肥料組成物は、約０．１〜約０．８質量％の外方非水溶性層も含み得る。
【００４７】
本発明は徐放性肥料組成物を製造するための方法も提供し、この方法は、植物栄養素化合物を、反応によってポリマーを形成する２種以上の前駆体化合物で被覆し、中間層をこのポリマー上に塗布し、溶融硫黄を中間層上に噴霧して硫黄層を形成することを含む。外方非水溶性層を硫黄層上に塗布し得る。ポリマーが熱硬化性ポリマーの場合、ポリマーは、熱硬化したポリマーを形成するのに十分な温度で被覆される。
【００４８】
徐放性肥料組成物は、肥料顆粒上にポリマー層を形成するための前駆体成分を入れた第１回転ドラムを使用して生成され得る。この手順において、約１．０〜約３．０ｍｍのサイズ範囲又はこの数値間のいずれかのサイズ、例えば約１．５〜約２．０ｍｍ又はこの数値間のいずれかのサイズ、例えば１．０、１．２、１．４、１．５、１．６、１．８、２．０、２．２、２．４、２．５、２．６、２．８、３．０ｍｍ又はこの数値間のいずれかのサイズを有する肥料顆粒を貯蔵領域からコンベヤに乗せて回転ドラム又は予備加熱装置内へと供給する。ドラムを使用する場合、回転ドラムの第１セクションにおいて、肥料顆粒を約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜２５０oＦ（１２１．１１℃）若しくはこの数値間のいずれかの温度、例えば約１５０oＦ（６５．５５４℃）〜約２００oＦ（９３．３３２℃）又は約１２０（４８．８８７）、１２５（５１．６６５）、１３０（５４．４４３）、１３５（５７．２２１）、１４０（５９．９９８）、１４５（６２．７７６）、１５０（６５．５５４）、１５５（６８．３３２）、１６０（７１．１１）、１６５（７３．８８７）、１７０（７６．６６５）、１７５（７９．４４３）、１８０（８２．２２１）、１８５（８４．９９９）、１９０（８７．７７６）、１９５（９０．５５４）、２００（９３．３３２）、２０５（９６．１１）、２１０（９８．８８８）、２２０（１０４．４４）、２４０（１１５．５５）、２３０（１１０）、２４０（１１５．５５）、２５０oＦ（１２１．１１℃）若しくはこの数値間のいずれかの量、例えば約１７０oＦ（７６．６６５℃）に予備加熱し得る。次に、加熱された顆粒を別々に前駆体化合物で被覆してポリマーコーティングを形成する。例えば、ポリマーが熱硬化性ポリマーの場合、高分子ＭＤＩ（４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート）及びＴＥＡ（トリエタノールアミン）とＤＥＧ（ジエチレングリコール）ポリオールとの混合物をブレンドして肥料顆粒に塗布し、ポリマー成分は顆粒表面で重合してポリマーコーティングを形成する。
【００４９】
第２コーティング工程において、ポリマー被覆顆粒を、中間層材料、例えば限定するものではないが蝋、油、グリース又はこれらの組み合わせと、温度１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）若しくはその数値間のいずれかの温度、例えば約１５０oＦ（６５．５５４）〜約２００oＦ（９３．３３２℃）、約１７０oＦ（７６．６６５℃）又は約１２０（４８．８８７）、１２５（５１．６６５）、１３０（５４．４４３）、１３５（５７．２２１）、１４０（５９．９９８）、１４５（６２．７７６）、１５０（６５．５５４）、１５５（６８．３３２）、１６０（７１．１１）、１６５（７３．８８７）、１７０（７６．６６５）、１７５（７９．４４３）、１８０（８２．２２１）、１８５（８４．９９９）、１９０（８７．７７６）、１９５（９０．５５４）、２００（９３．３３２）、２０５（９６．１１）、２１０（９８．８８８）、２２０（１０４．４４）、２４０（１１５．５５）、２３０（１１０）、２４０（１１５．５５）、２５０oＦ（１２１．１１℃）若しくはこの数値間のいずれかの量、例えば約１６０oＦ（７１．１１℃）で接触させ、中間層材料はポリマー被覆顆粒上に塗布される。
【００５０】
ポリマー層と中間層とで被覆された尿素は第１ドラムからコンベヤ上に取り出され、第２回転ドラムへと続くコンベヤに送られる。連続プロセスにおいて、次に被覆顆粒は溶融硫黄と約２４０oＦ（１１５．５５℃）〜約３１０oＦ（１５４．４４℃）又はこの数値間のいずれかの温度、例えば約２４０（１１５．５５）、２５０（１２１．１１）、２６０（１２６．６７）、２７０（１３２．２２）、２８０（１３７．７８）、２９０（１４３．３３）、３００（１４８．８９）、３１０oＦ（１５４．４４℃）又はこの数値間のいずれかの量、例えば約２９０oＦ（１４３．３３℃）で接触させられ、溶融硫黄は、ポリマー被覆顆粒の中間層コーティングの上に噴霧される。溶融硫黄は、中間層上で固体の硫黄層を形成する。
【００５１】
望ましい場合は、外方非水溶性コーティングを、第２ドラム内のノズルからポリマー被覆顆粒上に塗布し得る。外方非水溶性層、例えば蝋は、約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）若しくはこの数値間のいずれかの温度、例えば約１５０oＦ（６５．５５４℃）〜約２００oＦ（９３．３３２℃）、約１７０oＦ（７６．６６５）又は約１２０（４８．８８７）、１２５（５１．６６５）、１３０（５４．４４３）、１３５（５７．２２１）、１４０（５９．９９８）、１４５（６２．７７６）、１５０（６５．５５４）、１５５（６８．３３２）、１６０（７１．１１）、１６５（７３．８８７）、１７０（７６．６６５）、１７５（７９．４４３）、１８０（８２．２２１）、１８５（８４．９９９）、１９０（８７．７７６）、１９５（９０．５５４）、２００（９３．３３２）、２０５（９６．１１）、２１０（９８．８８８）、２２０（１０４．４４）、２４０（１１５．５５）、２３０（１１０）、２４０（１１５．５５）、２５０oＦ（１２１．１１℃）若しくはこの数値間のいずれかの量、例えば約１６０oＦ（７１．１１℃）で塗布され得る。
【００５２】
したがって、本発明は徐放性肥料組成物を製造するための方法を提供し、この方法は、植物栄養素化合物を、反応によって約１．２〜約３．０％（質量基準）のポリマーを形成する２種以上の前駆体化合物で被覆し、ある成分又は組成物をこのポリマー上に塗布して約０．１〜約０．８％（質量基準）の中間層を形成し、約１．７〜約１５％（質量基準）の溶融硫黄を中間層上に噴霧して硫黄層を形成することを含む。植物栄養素組成物は、徐放性肥料組成物の全原料の質量に対して約３７％Ｎ〜約４４％Ｎである。望ましい場合は、外方非水溶性層を約０．１〜約０．８質量％で硫黄層上に塗布し得る。ポリマーが熱硬化性ポリマーの場合、ポリマーは、熱硬化したポリマーの形成に十分な温度で被覆される。
【００５３】
本明細書に記載されるような徐放性肥料組成物の放出速度及び耐久性を、例えば、衝撃試験又は被覆肥料生成物の完全性の測定に使用されるその他の試験に従って測定し得る。衝撃試験は、例えば６０グラムの被覆生成物を長さ２０フィート（６．０９６ｍ）、直径３〜６インチ（７．６２〜１５．２ｃｍ）のチューブを通して金属板上に落下させ、続いて摩耗した肥料生成物からの肥料成分の放出速度を測定することを伴い得る。水中放出速度を測定するために、約１０〜２０グラムの摩耗した肥料を１５０〜２００ｍｌの水中に入れ、試料を異なる時間間隔、例えば２時間、１日、３日、７日、１４日、２１日目に引き上げ、試料を、肥料材料について適当な試験で試験する。例えば、尿素系肥料の場合、試料の尿素及びアンモニア性窒素は、いずれの適切な試験、例えばＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｆｆｉｃｉａｌ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｓ（ＡＯＡＣ）によって概要が示されている方法を利用して測定され得る。
【００５４】
このような試験の結果は、肥料コアを取り囲み且つ肥料組成物の全質量の例えば１．８質量％のポリウレタン層と、蝋コーティング（０．３質量％）と、蝋層（０．５質量％）で被覆される硫黄コーティング（３．８質量％）とを順番に含む本発明の徐放性肥料組成物（実施例３に従って製造された生成物４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ、表１、図１Ａ、１Ｂを参照のこと）が、肥料コアを取り囲む硫黄層（肥料組成物の全質量の５質量％）と、ポリウレタン層（２．８質量％）と、蝋コーティング（０．５質量％）とを順番に含む従来の徐放性組成物（実施例１に従って製造された生成物４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ、表１、図１Ａ、１Ｂを参照のこと）より肥料成分を効果的に持続放出することを証明している。ポリウレタンの量を１．８％から２．５％へと質量％基準で上昇させることによって（実施例４に記載の生成物４３Ｎ−２．５ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ、表１、図１Ａ、１Ｂを参照のこと）、肥料組成物からの窒素の放出速度が更に低下する。
【００５５】
本発明の徐放性肥料、例えば実施例３に記載の生成物（表１、４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ、図１、２を参照のこと）の製造に関連したコストを分析したところ、実施例１に記載の生成物（表１、４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ、図１、２を参照のこと）又は例えば米国特許第６３３８７４６号明細書に記載されるような肥料コア及び硫黄コーティングの外側を取り囲むポリマーコーティングの場合のその他の肥料徐放特性と比較した場合、大幅なコスト削減を示す。本発明の実施例３に記載のもの等の徐放性肥料組成物（４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ）は、実施例１に記載の従来の生成物（４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ）のコスト指数９．５８に対して、コスト指数８．６３を有する。コスト指数は、肥料生成物内の単位窒素あたりの徐放性肥料製造コスト（各成分のコスト、生成物の製造にあたっての生産・取り扱いコストを含む）を計算することによって求められる。
【００５６】
コスト指数を、所望の放出特性を依然として維持しつつ、ポリマー層で使用するポリマーを減量することによって更に低下させ得る。例えば、１．２％のポリウレタンを含む生成物は、コスト指数８．４３を有する。２．８％のポリウレタンを含む徐放性肥料生成物（例えば、実施例４に記載の生成物；４３Ｎ−２．８ＰＵ−０．３Ｗ−２．２Ｓ−０．５Ｗ）もまた、コスト指数９．５８を有する従来の生成物（実施例１；４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ）より低いコスト指数（９．４３）を示す。
【００５７】
本発明の徐放性肥料を、以下の実施例を参照しながら説明する。
【００５８】
以下の実施例の徐放性肥料組成物は、本質的に米国特許第５５９９３７４号明細書に記載されるようにして調製されたが（例えば、第５欄２１行目〜第６欄３３行目を参照のこと。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）、コーティングを実施例に記載の順番で塗布するようにこの方法は改変された。この方法は本質的に、尿素顆粒（サイズ範囲：約１．０〜約３．０ｍｍ）を熱風で約１６０oＦ（７１．１１℃）〜約１８０oＦ（８２．２２１℃）にまで予備加熱し、この加熱された顆粒を、１つ以上のドラム内の一連の塗布ノズルを使用して所望の組み合わせの成分で被覆することを伴う。
【００５９】
ポリウレタンコーティングを塗布する場合（実施例２、３、４）、加熱された顆粒を前駆体化合物で被覆してポリマーコーティングを形成する。例えば、高分子ＭＤＩ（４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート）と、ＴＥＡ（トリエタノールアミン）とＤＥＧ（ジエチレングリコール）ポリオールとの混合物が肥料顆粒に塗布され、ポリマー成分は顆粒の表面上で重合してポリマーコーティングを形成する。
【００６０】
ポリマーコーティングを蝋層で被覆する場合（実施例３、４）、ポリマー被覆顆粒を蝋と約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）の温度、例えば約１６０oＦ（７１．１１℃）で接触させ、蝋をポリマー被覆顆粒上に塗布する。次に、この蝋／ポリマー被覆尿素を第１ドラムから取り出して第２回転ドラムに運搬し、溶融硫黄と約２８０oＦ（１３７．７８℃）〜約３１０oＦ（１５４．４４℃）の温度、例えば約２９０oＦ（１４３．３３℃）で接触させ、溶融硫黄は蝋コーティング上に噴霧される。第２蝋コーティングを、第２ドラム内の塗布ノズルを使用して硫黄被覆顆粒に塗布し、また約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）の温度、例えば１６０oＦ（７１．１１℃）で塗布する。
【００６１】
肥料コアをまず硫黄層で被覆する場合は（実施例１）、溶融硫黄を加熱された肥料顆粒に約２８０oＦ（１３７．７８℃）〜約３１０oＦ（１５４．４４℃）の温度で塗布する。次に、硫黄被覆尿素顆粒を第２回転ドラム内に搬送し、肥料顆粒に塗布する高分子ＭＤＩ（４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート）と、ＴＥＡ（トリエタノールアミン）とＤＥＧ（ジエチレングリコール）ポリオールとの混合物を含む、ポリマーコーティングを形成するための前駆体化合物で被覆し、ポリマー成分は顆粒の表面上で重合してポリマーコーティングを形成する。次に、ポリマー被覆顆粒を蝋層で約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）の温度、例えば１６０oＦ（７１．１１℃）で被覆する。
【００６２】
肥料コアをポリウレタン及び硫黄で被覆する場合（実施例２）、ポリウレタン被覆肥料顆粒は、硫黄層によって約２８０o（１３７．７８）〜約３１０oＦ（１５４．４４℃）の温度で被覆される。次に、硫黄被覆尿素顆粒を、第２ドラム内の塗布ノズルを使用して蝋層で被覆し、また約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）の温度、例えば約１６０oＦ（７１．１１℃）で塗布する。
【００６３】
次に、上述のように製造された肥料組成物を、冷風で約９５（３４．９９８）〜約１１５oＦ（４６．１０９℃）の範囲の温度に、例えば流動層冷却装置を使用して冷却し得る。次に、顆粒をサイズで仕分けし、貯蔵し、包装し得る。
【実施例】
【００６４】
実施例１：４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ（比較例）
この実施例において、徐放性肥料材料は、Ｄｅｔｒｉｃｋによる米国特許第５５９９３７４号明細書（例えば、第２欄６５行目〜第３欄２２行目を参照のこと。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）の教示に従って調製され、上述のように塗布された外側の蝋層が追加された。尿素顆粒（全肥料組成物の９１．７質量％；４２質量％の窒素（４２Ｎ）分に寄与する）をまず硫黄で被覆し、続いて熱硬化性ポリマー（ＤＥＧ−ＴＥＡポリオール及びジイソシアネート、ＭＤＩ）のコーティング及び蝋のコーティングで被覆する。硫黄コーティングは、顆粒の全質量に対して約５質量％の塗布（５Ｓ）によって達成される厚さを有し、ポリマー層は顆粒の全質量に対して約２．８質量％（２．８ＰＵ）、ワックス層は顆粒の全質量に対して約０．５質量％（０．５Ｗ）の塗布によって達成される厚さを有する（４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗと省略表記）。
【００６５】
実施例２：４２Ｎ−２．８ＰＵ−５Ｓ−０．５Ｗ（比較例）
尿素顆粒（全肥料組成物の９１．７質量％；４２質量％の窒素（４２Ｎ）分に寄与する）は、熱硬化性ポリマー（ＤＥＡ−ＴＥＧ、ＭＤＩ；組成は実施例１に記載の通りである）の第１コーティング、次に硫黄層、次に蝋層を有する。第１ポリマーコーティングは、顆粒の全質量に対して約２．８質量％（２．８ＰＵ）の塗布によって達成される厚さを有し、顆粒の全質量に対して硫黄層は約５質量％（５Ｓ）、蝋層は０．５質量％（０．５Ｗ）（中間蝋、パラフィン蝋、α−オレフィン蝋のいずれか）の塗布によって達成される厚さを有する（４２Ｎ−２．８ＰＵ−５Ｓ−０．５Ｗと省略表記）。
【００６６】
実施例３：４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ
この実施例において、徐放性肥料は本発明に従って調製されたが、その他の組成物も本発明に記載されるようにして調製され得ることを理解されたい。
【００６７】
尿素顆粒（全肥料組成物の９３．６質量％；４３質量％の窒素（４３Ｎ）分に寄与する）は、熱硬化性ポリマー（ＤＥＡ−ＴＥＧ、ＭＤＩ；組成は実施例１に記載の通りである）の第１コーティング、次に蝋層、次に硫黄層、次に蝋層を有する。ポリマーコーティングは、顆粒の全質量に対して約１．８質量％（１．８ＰＵ）の塗布によって達成される厚さを有し、顆粒の全質量に対して第１蝋層は約０．３質量％（０．３Ｗ）、硫黄層は約３．８質量％（３．８Ｓ）、蝋層は約０．５質量％（０．５Ｗ）（中間蝋、パラフィン蝋、α−オレフィン蝋のいずれか）の塗布によって達成される厚さを有する（４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗと省略表記）。
【００６８】
実施例４：４３Ｎ−２．８ＰＵ−０．３Ｗ−２．２Ｓ−０．５Ｗ
この実施例において、徐放性肥料は本発明に従って調製されたが、その他の組成物も本発明に記載されるようにして調製され得ることを理解されたい。
【００６９】
尿素顆粒（全肥料組成物の９４．５質量％；４３質量％の窒素（４３Ｎ）分に寄与する）は、熱硬化性ポリマー（ＤＥＡ−ＴＥＧ、ＭＤＩ；組成は実施例１に記載の通りである）の第１コーティング、次に蝋層、次に硫黄層、次に蝋層を有する。ポリマーコーティングは、顆粒の全質量に対して約２．５質量％（２．５ＰＵ）の塗布によって達成される厚さを有し、顆粒の全質量に対して蝋層は約０．３質量％（０．３Ｗ）、硫黄層は約２．２質量％（２．２Ｓ）、蝋層は約０．５質量％（０．５Ｗ）（中間蝋、パラフィン蝋、α−オレフィン蝋のいずれか）の塗布によって達成される厚さを有する（４３Ｎ−２．８ＰＵ−０．３Ｗ−２．２Ｓ−０．５Ｗと省略表記）。
【００７０】
実施例５：徐放性肥料組成物からの窒素（Ｎ）の放出速度
実施例１〜４において調製された徐放性肥料組成物を、衝撃試験の前後での肥料コアの放出速度について試験した。この試験の結果を表１、図１Ａ、１Ｂに示す。
【００７１】
【表１】
【００７２】
表１、図１、２に示されるように、順番にポリマー層、中間層、硫黄層及び外方非水溶性層で被覆された内方肥料コアを含む本発明に記載の徐放性肥料生成物（実施例３の４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ、実施例４の４３Ｎ−２．８ＰＵ−０．３Ｗ−２．２Ｓ−０．５Ｗ等）は、質量基準あたりより多くのポリウレタンを含む従来の生成物（実施例１の４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ）（衝撃試験前は７日目で２４％の窒素放出。衝撃試験後は４８％の窒素放出）と比較した場合、同様又はより遅い肥料放出速度（衝撃試験前は７日目で１９．５％又は１３．３％の窒素放出。落下試験後は７日目で４２．２％及び３０．９％の窒素放出）を示す。
【００７３】
肥料生成物の製造に関連したコストは、各成分のコスト、生成物を製造するための生産・取り扱いコストを含む徐放性肥料を製造するためのコスト（肥料生成物中の単位窒素あたりで表される）を計算してコスト指数を得ることによって求められる。表１に示されるように、従来の生成物４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ（実施例１）のコスト指数９．５８又は４３Ｎ−２．８ＰＵ−０．３Ｗ−２．２Ｓ−０．５Ｗ（実施例４）のコスト指数９．４３と比較すると、４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ（実施例３）のコスト指数は８．６３である。
【００７４】
全引用は参照により本明細書に取り込まれる。
【００７５】
本発明を１つ以上の実施形態に関して説明してきた。しかしながら、請求項において定義されるように、本発明の範囲から逸脱することなく多数の変形及び変更を成し得ることは当業者に明らかである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、徐放性肥料に関する。
【背景技術】
【０００２】
肥料は、培地において栄養素を補うために長年に亘って使用されている。近年、調節された量の植物栄養素を土壌又はその他の培地に送出するための技術に注目が集まっている。例えば、栄養素をより長時間に亘って放出させることによって、植物による施肥効率が上昇し、肥料の必要投与回数が減ることから肥料投与コストが削減され、溶脱及び脱窒によって失われる栄養素が減少することを含む利点が得られるため、可溶性が極めて高い肥料の顆粒からの植物栄養素（窒素等）の放出を制御することが望ましいとわかる。肥料顆粒の表面に硫黄のコーティングを施すことによって、顆粒の溶解速度が低下し、徐放特性が付与される場合がある。基本的に、亀裂、裂け目等の傷が顆粒のコーティングに生じる又は微生物の作用によってコーティングに穴が開くまで、土壌中の水分及び雨水は、極めて可溶性が高い肥料から遠ざけられる。
【０００３】
顆粒上に施される結晶状固形硫黄コーティングは元々脆く、また顆粒の多くにおいてコーティングは薄く又は非連続的でさえあるため、何らかの２次的外方コーティング又はシーリング剤を、硫黄被覆面に塗布することが重要である。このシーリング剤は、慣用的には高分子炭化水素、石油系蝋又は高粘度高分子量パラフィン油とポリエチレンとを組み合わせたものであり、熱いが固化している硫黄被覆面にホットメルト液として噴霧によって塗布される。これらの硫黄被覆肥料は極めてよく使用されているものの、均一なコーティング厚さを得ること、硫黄コーティングの亀裂から得られる予測可能な放出特性、不可欠となる耐摩耗・耐衝撃性及び処理工程の複雑度という観点から問題がある。
【０００４】
より最近では、上述のような硫黄被覆肥料に関する問題点により、ポリマー被覆肥料に、特にはコーティング塗布量がより少ない特定のポリマー被覆肥料で得られる改良された徐放特性という観点から、大きな関心が集まっている。
【０００５】
米国特許第５５３８５３１号（Ｈｕｄｓｏｎ）明細書は、複数の非水溶性の耐摩耗性コーティングに包まれた水溶性肥料の中心塊を有する徐放性粒子状肥料生成物について教示している。少なくとも１つの内方コーティングが、記載のイソシアネートとポリオールとの反応から得られるウレタン反応生成物である。外方コーティングは有機蝋から形成される。
【０００６】
米国特許第６３５８２９６号（Ｍａｒｋｕｓｃｈら）明細書は、オレオポリオールを使用した緩効性ポリウレタンカプセル化肥料について教示している。米国特許第５８５１２６１号（Ｍａｒｋｕｓｃｈら）明細書では、ポリ尿素カプセル化肥料粒子の製造方法が提供され、この方法は、少なくとも２つのアミン基を有するイソシアネート反応性成分を肥料粒子に塗布し、ポリイソシアネートをこのアミン被覆粒子に塗布してポリ尿素被覆粒子を形成することを含む。
【０００７】
硫黄含有イソシアネート組成物及びカプセル化肥料組成物の製造方法が、米国特許第６１５２９８１号（Ｍａｒｋｕｓｃｈら）明細書に記載されている。この肥料組成物は、硫黄とイソシアネートとの混合物を肥料に塗布し、次にイソシアネート反応性材料を塗布することによって調製される。米国特許第５５９９３７４号（Ｄｅｔｒｉｃｋ）明細書は、硫黄コーティングを肥料コアに塗布し、その後、ポリマーコーティングをその硫黄上に塗布する肥料組成物について記載している。
【０００８】
米国特許第６２３１６３３号（Ｈｉｒａｎｏら）明細書は、ウレタン等の熱硬化性樹脂コーティング及び蝋等の疎水性化合物で被覆された顆粒状肥料を教示している。米国特許第６６６３６８６号（Ｇｅｉｇｅｒら）明細書は、ポリウレタン及び蝋を使用した緩効性ポリウレタンカプセル化肥料について教示している。
【０００９】
粒子状植物栄養素を有機油及び粒子でプレコートすることによって、この粒子状植物栄養素の放出プロファイルを改善することも当該分野で知られている（米国特許第６０３９７８１号、Ｇｏｅｒｔｚら）。
【００１０】
米国特許第６３３８７４６号（Ｄｅｔｒｉｃｋら）明細書は、肥料をまずポリマーで被覆し、次にこのポリマーを硫黄で被覆し、その後、ポリマーコーティングを塗布する方法について記載している。ポリマーは、米国特許第４７１１６５９号（Ｍｏｏｒｅ）明細書、第４８０４４０３号（Ｍｏｏｒｅ）明細書及び第５３７４２９２号（Ｄｅｔｒｉｃｋ）明細書に記載されている。これらのポリマーは、基体が最少量の反応性−ＮＨ2基を有することを必要とする。このため、緩効性が望ましいとされる全ての肥料組成物に適用できるわけではない。
【００１１】
上述のようなポリマー被覆肥料に大きな関心が集まっているものの、その製造コストは高くつく。このため、当該分野において、耐摩耗性であり且つ肥料製造コストを削減できる徐放性肥料処方を提供することが必要とされている。
【発明の概要】
【００１２】
本発明は、徐放性肥料に関する。
【００１３】
本発明は、粒子状の植物栄養素化合物の水溶性中央コアと、この植物栄養素上のポリマーコーティングと、このポリマー層上の中間層（ＩＬ）と、この中間層上の元素硫黄層とを含む徐放性肥料組成物を提供する。この徐放性肥料組成物は、元素硫黄層上に外方非水溶性層を含み得る。中央コアの植物栄養素は、尿素であり得る。ポリマー層は、熱硬化性高分子層であり得る。中間層及び外方非水溶性層は同一又は異なり、石油製品、蝋、パラフィン油、ビチューメン、アスファルト、潤滑剤、石炭製品、油、菜種油、大豆油、ココナツ油、亜麻仁油、桐油、植物蝋、動物性脂肪、動物蝋、林産物、トール油、変性トール油、トール油ピッチ、パインタール、合成油、合成蝋、合成潤滑剤、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマー、エチレン−エチルアクリレートコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、エチレン−ビニル、アルコール−ビニルアセテートターポリマー、界面活性剤、セッケン及びこれらの組み合わせから成る群から選択され得る。
【００１４】
本発明は、質量基準で約３７％Ｎ〜約４４％Ｎの植物栄養素化合物と、質量基準で約１．２〜約３．０％のポリマー層と、質量基準で約０．１〜約０．８％の中間層と、質量基準で約１．７〜約１５％の元素硫黄層とを含む、上述のような徐放性肥料組成物も提供する。更に、この徐放性肥料組成物が外方非水溶性層を備える場合、この層は約０．１〜約０．８質量％を構成する。
【００１５】
本発明は、徐放性肥料組成物を製造するための方法にも関し、この方法は、植物栄養素化合物を、ポリマーを形成する反応性の２種以上の前駆体化合物で被覆し、中間層をこのポリマーに塗布し、溶融硫黄を中間層上に噴霧して硫黄層を形成することを含む。外方非水溶性層を硫黄層上に塗布し得る。ポリマーは熱硬化性ポリマーであり得て、また植物栄養素化合物を、ポリマーを形成する反応性の２種以上の前駆体化合物で被覆する工程は、ポリマーを熱硬化させるのに十分な温度で行われ得る。
【００１６】
本発明は、質量基準で約３７％Ｎ〜約４４％Ｎの植物栄養素化合物と、質量基準で約１．２〜約３．０％のポリマー層と、質量基準で約０．１〜約０．８％の中間層と、質量基準で約１．７〜約１５％の元素硫黄層とを含む上述のような方法にも関する。更に、この徐放性肥料組成物が外方非水溶性層を備える場合、この層は約０．１〜約０．８質量％を構成する。ポリマー層は熱硬化性高分子層になり得る。
【００１７】
本明細書に記載の徐放性肥料は耐衝撃性及び耐摩耗性を示し、低コストで製造され、徐放性肥料組成物についての業界における要件に沿い且つ従来技術で知られるような徐放性製剤の特徴と同様の形で肥料コアの徐放を行う。従来技術（例えば、米国特許第６３３８７４６号明細書）に記載されるような熱硬化性ポリマーの外層を除去し、また肥料コアを被覆する最内層上に熱硬化性ポリマーコーティングを利用することによって、熱硬化性ポリマー層の形成に必要な前駆体モノマー化合物の必要量が少なくなる。更に、ポリマー層を被覆する１つ以上の中間層を硫黄層と組み合わせることによって、ポリマーコーティングの量を削減することができる。中間層成分及び硫黄は、ポリマーコーティングと比べると比較的安価である。このため、徐放性肥料組成物の製造に関連したコストが大幅に削減され、また最終的な肥料組成物中に存在する肥料成分を質量基準で増量することができる。３７％Ｎ〜４４％Ｎを含み且つ所望の徐放特性を有する組成物を、本明細書に記載の方法を使用して得ることができる。
【００１８】
更に、高分子外方コーティングを備えた従来技術の肥料組成物では、肥料の取り扱い及び包装前に高分子層を硬化させる時間を必要とする。このため、製造後、包装する前に肥料組成物を貯蔵する工程を必要とする。外方高分子層が硬化してから、肥料組成物を包装し得る。この外方高分子コーティング層を排除することで本発明の肥料組成物では製造に続いて包装が可能であり、外方コーティングを硬化させる工程を必要としない。したがって、本明細書に記載されるような徐放性肥料組成物及びこの肥料の製造方法によって製造効率が上昇する。
【００１９】
本発明のこの概要が、本発明の全ての特徴を必ずしも説明しているとは限らない。
【００２０】
本発明のこれら及びその他の特徴は、添付の図面を参照する以下の説明からより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】図１は肥料放出の経時変化を示す。図１Ａは、肥料組成物の幾つかの実施例の衝撃試験前の放出を示す。
【図１Ｂ】図１は肥料放出の経時変化を示す。図１Ｂは、肥料組成物の幾つかの実施例の衝撃試験後の放出を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明は、徐放性肥料に関する。
【００２３】
本発明は、内側から外側に向かって順番にポリマー層、中間層（ＩＬ）、硫黄層及び望ましい場合は外方非水溶性層から成る一連のコーティングによって取り囲まれた粒子状植物栄養素を含む徐放性肥料組成物に関する。
【００２４】
本発明の徐放性肥料材料に有用な粒子状植物栄養素材料の選択に制限はない。本発明の肥料材料を、植物栄養素として主に尿素を挙げて説明している。しかしながら、当業者には明らかなように、微量栄養素を含むその他の栄養素を使用して、本発明による徐放性肥料組成物を調製することもできる。例えば、植物栄養素材料は、窒素、リン、カリウム、硫黄、微量栄養素及びこれらの混合物から成る群から選択され得る。その他の肥料材料も利用することができ、例えば、限定するものではないがリン酸アンモニウム、硫酸アンモニウム及びこれらの混合物又は基本的な肥料材料の顆粒混合物を挙げることができる。有用な微量栄養素の非限定的な例は、銅、亜鉛、ホウ素、マンガン、鉄及びこれらの混合物を含む群から選択され得る。
【００２５】
尿素は、その表面に官能性反応基を有していることを特徴とし、ポリマー層を形成する際、ジイソシアネートとの反応にはこの官能性反応基が使用され得る。この反応によってポリマー層は尿素に化学的に結合される。しかしながら、本発明において、ポリマー層を尿素材料に結合させる必要はない。
【００２６】
本明細書に記載されるような徐放性肥料組成物内に存在する肥料の量は、肥料組成物の質量に対して約３７％Ｎ〜約４５％Ｎ（質量基準）又はこの数値間のいずれかの量、例えば、肥料組成物の質量に対して３７％Ｎ、３８％Ｎ、３９％Ｎ、４０％Ｎ、４１％Ｎ、４２％Ｎ、４３％Ｎ、４４％Ｎ（質量基準）又はこの数値間のいずれかの量になり得る。本明細書に記載されるような徐放性肥料組成物の成分及び徐放性肥料の製造方法を使用して、４２％Ｎ〜４３％Ｎ（窒素：Ｎ）を含む高濃度肥料がごく普通に製造されている。
【００２７】
本発明の徐放性肥料組成物の肥料コアは、高分子コーティングで被覆される。高分子コーティングの例（Ｃｏｎｃｉｓｅ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＣＥＣＴ）、Ｗｉｌｅｙ ＩｎｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ（１９８５）を参照のこと）には、ポリウレタン又はポリエステル、例えばアルキド（ＣＥＣＴの７０〜７１頁）若しくは変性アルキド樹脂（ＣＥＣＴの７０〜７１頁）、エポキシ樹脂（ＣＥＣＴの４３１〜４３３頁）、アミノプラスチック樹脂（ＣＥＣＴの９０〜９１頁）、ユリアホルムアルデヒド熱硬化性樹脂（ＣＥＣＴの９〜９２頁）、メラミン−ホルムアルデヒド熱硬化性樹脂（ＣＥＣＴの９０頁）、フェノール熱硬化性樹脂（ＣＥＣＴの８６７〜８６８頁）、ポリイミド熱硬化性樹脂（ＣＥＣＴの９３２〜９３３頁）、不飽和ポリエステル熱硬化性樹脂（ＣＥＣＴの９２６〜９２７頁）及びこれらの混合物を含むコーティングが含まれる。高分子コーティングは、熱硬化性高分子コーティングになり得る。
【００２８】
本発明の徐放性肥料の高分子層は例えばポリウレタンであり、このコーティングは、２種以上の前駆体化合物を使用して形成され得る。例えば、これらの前駆体化合物の１つはイソシアネート、例えばジイソシアネート又はポリイソシアネートである。ジイソシアネートの非限定的な例は高分子ＭＤＩ（４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート）であるが、米国特許第４８０４４０３号（Ｍｏｏｒｅ）明細書（例えば、第８欄６４行目〜第９欄 行目及び実施例１を参照のこと。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）に記載されるように、その他の多官能性イソシアネートを利用することもでき、脂肪族、芳香族及び脂肪族芳香族ポリイソシアネートが含まれる。イソシアネートは反応可能な２つ以上の−ＮＣＯ基を有し、当業者に知られているように、ウレタンポリマーの製造に広く使用される。適したイソシアネートの非限定的な例には、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４−ブチレンジイソシアネート、フルフリリデンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４´−ジフェニルプロパンジイソシアネート、４，４´−ジフェニル−３，３´−ジメチルメタンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、１−メチル−２，４−ジイソシアネート−５−クロロベンゼン、２，４−ジイソシアネート−ｓ−トリアジン、１−メチル−２，４−ジイソシアネートシクロヘキサン、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、１，４−ナフタレンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、ビトルエンジイソシアネート、１，４−キシリレンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、ビス−（４−イソシアネートフェニル）メタン、ビス−（３−メチル−４−イソシアネートフェニル）メタン、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート及びこれらの混合物が含まれる。
【００２９】
本明細書に記載されるような高分子コーティングの形成に使用される２種以上の前駆体化合物の２つめには、例えば米国特許第４８０４４０３号（Ｍｏｏｒｅ）明細書に記載されるようにポリオールが含まれ得る（例えば、第９欄３〜２０行目及び実施例１を参照のこと；この内容は参照により本明細書に取り込まれる）。ポリオールの非限定的な例には、ジエチレングリコールポリオール、エチレングリコール、ポリプロピレングリコール、有機ポリオール（例えば、米国特許第４８０４４０３号（Ｍｏｏｒｅ）明細書に記載される通りである。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）、オルトフタレートジエチレングリコール系ポリエステルポリオール、テレフタレート−ジエチレングリコール系ポリエステルポリオール、ひまし油、アミン基又はＯＨ基を有するように変性された油、例えば変性桐油、大豆油、菜種油、ひまわり油、亜麻仁油（例えば、米国特許第６３６４９２５号（Ｍａｒｋｕｓｃｈら）明細書の例えば第８欄３９行目〜第９欄２７行目及び実施例、米国特許第６３５８２９６号（Ｍａｒｋｕｓｃｈら）明細書の例えば第９欄１〜１３行目及び実施例を参照のこと。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）、オレオポリオール、例えばエポキシ化ひまし油、エポキシ化ひまわり油、エポキシ化亜麻仁油（米国特許第６３５８２９６号（Ｍａｒｋｕｓｃｈら）明細書に記載される通りである。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）、ポリエーテルポリオール、ひまし油誘導体、例えばひまし油とジオール（例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール）から選択されたポリオールとを反応させることによるひまし油の部分加水分解産物、グリセロール、トリメチロールプロパン、ポリエーテルポリオール、リシノール酸とこれらの化合物から選択されたポリオールとの間の反応によって生成されるエステル（米国特許第６１７６８９１号（Ｋｏｍｏｒｉｙａら）明細書に記載される通りである。例えば第７欄４〜１６行目、第８欄４９〜６２行目を参照のこと。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）及びこれらの組み合わせが含まれる。
【００３０】
本発明で使用されるポリマーコーティングがイソシアネート又はポリオール系である必要はない。ポリマーは、熱硬化性であって植物栄養素に塗布することができ且つ徐放特性又は徐放特性の一部を肥料組成物に付与する実質的にいずれのポリマーでもあり得る。
【００３１】
植物栄養素材料を取り囲むポリマーコーティングは、最終的な肥料組成物の約０．５〜約３．０質量％の範囲内の量又はこの数値間のいずれかの量で存在する。例えば、高分子コーティングは、最終的な肥料組成物の約０．５〜約２．５質量％若しくはこの数値間のいずれかの量、肥料組成物の質量に対して約１．２〜約１．８質量％若しくはこの数値間のいずれかの量又は肥料組成物の質量に対して約０．５、０．７、１．０、１．２、１．４、１．６、１．８、２．０、２．２、２．４、２．６、２．８、３．０質量％若しくはこの数値間のいずれかの量を構成し得る。
【００３２】
上述のようなポリマーコーティングは、硫黄の塗布を促進する材料で被覆される。このコーティングは本明細書において中間層（ＩＬ）と称される。この中間層に使用し得る好ましい材料には、限定するものではないが石油製品、蝋、パラフィン油、ビチューメン、アスファルト、潤滑剤、石炭製品、油、菜種油、大豆油、ココナツ油、亜麻仁油、桐油、植物蝋、動物性脂肪、動物蝋、林産物、トール油、変性トール油、トール油ピッチ、パインタール、合成油、合成蝋、合成潤滑剤、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマー、エチレン−エチルアクリレートコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、エチレン−ビニルアルコール−ビニルアセテートターポリマー、界面活性剤、セッケン及びこれらの組み合わせが含まれる。
【００３３】
ポリマーコーティング及び中間層を、例えば米国特許第６６６３６８６号明細書（この内容は参照により本明細書に取り込まれる；第２〜６欄を参照のこと）に記載されるように、硫黄層の追加に先だって予備混合物として塗布し得る。この例において、ポリマー／蝋予備混合物の蝋成分は、（ポリマーと蝋との組み合わせ全体の）約１０〜約６０質量％若しくはこの数値間のいずれかの量のポリマー／蝋予備混合物、例えば（ポリマーと蝋との組み合わせ全体の）４０〜６０質量％若しくはこの数値間のいずれかの量又は（ポリマーと蝋との組み合わせ全体の）１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０質量％若しくはこの数値間のいずれかの量を構成し得る。
【００３４】
肥料組成物が外方非水溶性層を備える場合、内側の中間層及び外方非水溶性層は同一又は異なる成分を含み得る。
【００３５】
中間層、外方非水溶性層又は中間層と外方非水溶性層との両方に蝋を使用する場合、この蝋は１種類から成る蝋又は異なる複数の蝋の混合物になり得る。例えば、蝋を、中間石油蝋、α−オレフィン蝋、ポリエチレン蝋、パラフィン蝋、シリコン蝋、軟蝋、微結晶蝋及び天然蝋から選択し得る。本発明の徐放性肥料の組成物で使用し得る非限定的な蝋には、米国特許第５５３８５３１号（Ｈｕｄｓｏｎ）明細書（例えば、第５欄１３〜２７行目及び実施例を参照のこと；この内容は参照により本明細書に取り込まれる）に記載のものが含まれる。蝋は、ドロップ融点（ｄｒｏｐ ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）約６０〜８０℃又はこの数値間のいずれかの温度、例えば６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０℃又はこの数値間のいずれかの温度を有し得る。
【００３６】
ポリマー被覆植物栄養素材料を取り囲む中間層は、肥料組成物の質量に対して約０．１〜約１．０％の範囲内の量又はこの数値間のいずれかの量で存在し得る。例えば、非水溶性層は、肥料組成物の質量に対して約０．２〜約０．５％若しくはこの数値間のいずれかの量又は肥料組成物の質量に対して０．１、０．２、０．４、０．６、０．８、１．０％若しくはこの数値間のいずれかの量で存在し得る。中間層の量の非限定的な例は肥料組成物の約０．３質量％であり、この例において、中間層は中間石油蝋になり得る。しかしながら、油、グリース、蝋又はこれらの混合物も上述したように使用し得る。
【００３７】
中間層を、肥料コア及びポリマーコーティングがまだ熱いうちに（例えば、約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）又はこの数値間のいずれかの温度）ポリマー被覆肥料に塗布し得る。この温度は中間層に使用され得る成分の一部の融点より高いため、中間層は高分子層周囲に液状でコーティングを形成し得る。ポリマーコーティング上の中間層の厚さ及び量を、塗布する中間層の量並びに肥料コア及びポリマー被覆コアの温度制御によって変化させ得る。
【００３８】
中間層材料、外方非水溶性層材料又は中間層材料と外方非水溶性層材料との両方は、石油製品、例えば限定するものではないが蝋、例えば限定するものではないが石油蝋、パラフィン油、ビチューメン、アスファルト、潤滑剤及びこれらの組み合わせの群から選択され得る。中間層もまた、限定するものではないが石炭製品、石炭由来油、石炭由来潤滑剤、石炭由来ビチューメン、石炭由来蝋及びこれらの組み合わせ、又は天然物、例えば限定するものではないが植物油、例えば限定するものではないが菜種油、大豆油、ココナツ油、ひまわり油、ひまし油、亜麻仁油、桐油、植物蝋、動物性脂肪、動物蝋、林産物、例えばトール油、変性トール油、トール油ピッチ、パインタール及びこれらの組み合わせを含む群から選択され得る。合成生成物、例えば限定するものではないが合成油、合成蝋、合成潤滑剤及びこれらの組み合わせも中間層に使用し得る。上で挙げた２つ以上の分類に属する材料の混合物、例えば石油製品、石炭製品、天然物、合成生成物及びこれらの材料の組み合わせも使用し得る。更に、材料は、工業プロセスの副生成物としても入手し得る。本発明の肥料の中間層材料は、セッケン、界面活性剤又はこれらの組み合わせからも選択され得る。
【００３９】
理論による拘束を望むものではないが、硫黄層を塗布する場合、中間層は潤滑剤として機能し得る。中間層の使用は、徐放性肥料組成物製造中の硫黄の均一な被覆を確保し得る。また、徐放性肥料組成物に塗布する必要がある硫黄の量を最小限に抑え得る。したがって、潤滑剤の役割を果たす材料を、中間層の成分として使用し得る。
【００４０】
上述のように、中間層材料は油、蝋と油との組み合わせ又は蝋、油若しくはこれらの組み合わせと組み合わせた別の潤滑剤になり得る。油を使用する場合（単体又は蝋若しくは別の潤滑剤との組み合わせ）、油が約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）又はこの数値間のいずれかの温度、例えば１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５、１５０、１５５、１６０、１６５、１７０、１７５、１８０、１８５、１９０、１９５、２００、２０５、２１０、２１５、２２０、２２５、２３０、２３５、２４０、２４５、２５０oＣ又はこの数値間のいずれかの温度の液状であることが好ましい。
【００４１】
外方非水溶性層を使用して硫黄層を取り囲む場合、この外方非水溶性層は、肥料組成物の質量に対して約０．１〜約１．５％又はこの数値間のいずれかの量で存在する。例えば、非水溶性層は、肥料組成物の質量に対して約０．２〜約０．８％若しくはこの数値間のいずれかの量又は肥料組成物の質量に対して０．１、０．２、０．４、０．６、０．８、１．０、１．２、１．５％若しくはこの数値間のいずれかの量で存在し得る。
【００４２】
非水溶性層の量の非限定的な例は肥料組成物の約０．５質量％であり、この例において、非水溶性層は中間石油蝋であり得る。蝋は、約６０〜８０℃又はこの数値間のいずれかの温度であるドロップ融点を有し得て、例えば６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０℃又はこの数値間のいずれかの温度である。
【００４３】
徐放性肥料組成物の取り扱い中に発生する硫黄粉塵の量を最小限に抑えるために、外方非水溶性層を使用し得る。非水溶性層は、肥料組成物の耐摩耗性も上昇させ、また肥料組成物が水に曝露された場合に徐放性肥料組成物内の肥料の放出を制御する機能を果たす。外方非水溶性層は、硫黄コーティングの亀裂内への水分の侵入を防止する疎水性層としての役割を果たし得る。
【００４４】
外方非水溶性層の油の含有量は、層の適切な硬化を確実にし、最終的な肥料生成物が適切に取り扱いし易くなるように、約５％未満であるべきである。
【００４５】
硫黄層は、ポリマー被覆植物栄養素材料の蝋コーティングを、肥料組成物の質量に対して約１．７〜約１５％の範囲内の量又はこの数値間のいずれかの量で取り囲む。例えば、硫黄コーティングは、肥料組成物の質量に対して約２〜４％若しくはこの数値間のいずれかの量、肥料組成物の質量に対して約２．２〜３．８％若しくはこの数値間のいずれかの量又は肥料組成物の質量に対して約１．７、１．９、２．０、２．２、２．４、２．６、２．８、３．０、３．２、３．４、３．６、３．８、４．０、４．２、４．４、４．６、４．８、５．０、５．２、５．４、５．６、５．８、６．０、６．２、６．４、６．６、６．８、７．０、７．２、７．４、７．６、７．８、８．０、８．２、８．４、８．６、８．８、９．０、９．２、９．４、９．６、９．８、１０．０、１０．２、１０．４、１０．６、１０．８、１１．０、１１．２、１１．４、１１．６、１１．８、１２．０、１２．２、１２．４、１２．６、１２．８、１３．０、１３．２、１３．４、１３．６、１３．８、１４．０、１４．２、１４．４、１４．６、１４．８、１５％若しくはこの数値間のいずれかの量を構成し得る。
【００４６】
したがって、本発明は、質量基準で約３７％Ｎ〜約４４％Ｎの植物栄養素化合物と、質量基準で約１．２〜約３．０％のポリマー層と、質量基準で約０．１〜約０．８％の中間層と、質量基準で約１．７〜約１５％の元素硫黄層とを含む徐放性肥料組成物を提供する。この徐放性肥料組成物は、約０．１〜約０．８質量％の外方非水溶性層も含み得る。
【００４７】
本発明は徐放性肥料組成物を製造するための方法も提供し、この方法は、植物栄養素化合物を、反応によってポリマーを形成する２種以上の前駆体化合物で被覆し、中間層をこのポリマー上に塗布し、溶融硫黄を中間層上に噴霧して硫黄層を形成することを含む。外方非水溶性層を硫黄層上に塗布し得る。ポリマーが熱硬化性ポリマーの場合、ポリマーは、熱硬化したポリマーを形成するのに十分な温度で被覆される。
【００４８】
徐放性肥料組成物は、肥料顆粒上にポリマー層を形成するための前駆体成分を入れた第１回転ドラムを使用して生成され得る。この手順において、約１．０〜約３．０ｍｍのサイズ範囲又はこの数値間のいずれかのサイズ、例えば約１．５〜約２．０ｍｍ又はこの数値間のいずれかのサイズ、例えば１．０、１．２、１．４、１．５、１．６、１．８、２．０、２．２、２．４、２．５、２．６、２．８、３．０ｍｍ又はこの数値間のいずれかのサイズを有する肥料顆粒を貯蔵領域からコンベヤに乗せて回転ドラム又は予備加熱装置内へと供給する。ドラムを使用する場合、回転ドラムの第１セクションにおいて、肥料顆粒を約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜２５０oＦ（１２１．１１℃）若しくはこの数値間のいずれかの温度、例えば約１５０oＦ（６５．５５４℃）〜約２００oＦ（９３．３３２℃）又は約１２０（４８．８８７）、１２５（５１．６６５）、１３０（５４．４４３）、１３５（５７．２２１）、１４０（５９．９９８）、１４５（６２．７７６）、１５０（６５．５５４）、１５５（６８．３３２）、１６０（７１．１１）、１６５（７３．８８７）、１７０（７６．６６５）、１７５（７９．４４３）、１８０（８２．２２１）、１８５（８４．９９９）、１９０（８７．７７６）、１９５（９０．５５４）、２００（９３．３３２）、２０５（９６．１１）、２１０（９８．８８８）、２２０（１０４．４４）、２４０（１１５．５５）、２３０（１１０）、２４０（１１５．５５）、２５０oＦ（１２１．１１℃）若しくはこの数値間のいずれかの量、例えば約１７０oＦ（７６．６６５℃）に予備加熱し得る。次に、加熱された顆粒を別々に前駆体化合物で被覆してポリマーコーティングを形成する。例えば、ポリマーが熱硬化性ポリマーの場合、高分子ＭＤＩ（４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート）及びＴＥＡ（トリエタノールアミン）とＤＥＧ（ジエチレングリコール）ポリオールとの混合物をブレンドして肥料顆粒に塗布し、ポリマー成分は顆粒表面で重合してポリマーコーティングを形成する。
【００４９】
第２コーティング工程において、ポリマー被覆顆粒を、中間層材料、例えば限定するものではないが蝋、油、グリース又はこれらの組み合わせと、温度１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）若しくはその数値間のいずれかの温度、例えば約１５０oＦ（６５．５５４）〜約２００oＦ（９３．３３２℃）、約１７０oＦ（７６．６６５℃）又は約１２０（４８．８８７）、１２５（５１．６６５）、１３０（５４．４４３）、１３５（５７．２２１）、１４０（５９．９９８）、１４５（６２．７７６）、１５０（６５．５５４）、１５５（６８．３３２）、１６０（７１．１１）、１６５（７３．８８７）、１７０（７６．６６５）、１７５（７９．４４３）、１８０（８２．２２１）、１８５（８４．９９９）、１９０（８７．７７６）、１９５（９０．５５４）、２００（９３．３３２）、２０５（９６．１１）、２１０（９８．８８８）、２２０（１０４．４４）、２４０（１１５．５５）、２３０（１１０）、２４０（１１５．５５）、２５０oＦ（１２１．１１℃）若しくはこの数値間のいずれかの量、例えば約１６０oＦ（７１．１１℃）で接触させ、中間層材料はポリマー被覆顆粒上に塗布される。
【００５０】
ポリマー層と中間層とで被覆された尿素は第１ドラムからコンベヤ上に取り出され、第２回転ドラムへと続くコンベヤに送られる。連続プロセスにおいて、次に被覆顆粒は溶融硫黄と約２４０oＦ（１１５．５５℃）〜約３１０oＦ（１５４．４４℃）又はこの数値間のいずれかの温度、例えば約２４０（１１５．５５）、２５０（１２１．１１）、２６０（１２６．６７）、２７０（１３２．２２）、２８０（１３７．７８）、２９０（１４３．３３）、３００（１４８．８９）、３１０oＦ（１５４．４４℃）又はこの数値間のいずれかの量、例えば約２９０oＦ（１４３．３３℃）で接触させられ、溶融硫黄は、ポリマー被覆顆粒の中間層コーティングの上に噴霧される。溶融硫黄は、中間層上で固体の硫黄層を形成する。
【００５１】
望ましい場合は、外方非水溶性コーティングを、第２ドラム内のノズルからポリマー被覆顆粒上に塗布し得る。外方非水溶性層、例えば蝋は、約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）若しくはこの数値間のいずれかの温度、例えば約１５０oＦ（６５．５５４℃）〜約２００oＦ（９３．３３２℃）、約１７０oＦ（７６．６６５）又は約１２０（４８．８８７）、１２５（５１．６６５）、１３０（５４．４４３）、１３５（５７．２２１）、１４０（５９．９９８）、１４５（６２．７７６）、１５０（６５．５５４）、１５５（６８．３３２）、１６０（７１．１１）、１６５（７３．８８７）、１７０（７６．６６５）、１７５（７９．４４３）、１８０（８２．２２１）、１８５（８４．９９９）、１９０（８７．７７６）、１９５（９０．５５４）、２００（９３．３３２）、２０５（９６．１１）、２１０（９８．８８８）、２２０（１０４．４４）、２４０（１１５．５５）、２３０（１１０）、２４０（１１５．５５）、２５０oＦ（１２１．１１℃）若しくはこの数値間のいずれかの量、例えば約１６０oＦ（７１．１１℃）で塗布され得る。
【００５２】
したがって、本発明は徐放性肥料組成物を製造するための方法を提供し、この方法は、植物栄養素化合物を、反応によって約１．２〜約３．０％（質量基準）のポリマーを形成する２種以上の前駆体化合物で被覆し、ある成分又は組成物をこのポリマー上に塗布して約０．１〜約０．８％（質量基準）の中間層を形成し、約１．７〜約１５％（質量基準）の溶融硫黄を中間層上に噴霧して硫黄層を形成することを含む。植物栄養素組成物は、徐放性肥料組成物の全原料の質量に対して約３７％Ｎ〜約４４％Ｎである。望ましい場合は、外方非水溶性層を約０．１〜約０．８質量％で硫黄層上に塗布し得る。ポリマーが熱硬化性ポリマーの場合、ポリマーは、熱硬化したポリマーの形成に十分な温度で被覆される。
【００５３】
本明細書に記載されるような徐放性肥料組成物の放出速度及び耐久性を、例えば、衝撃試験又は被覆肥料生成物の完全性の測定に使用されるその他の試験に従って測定し得る。衝撃試験は、例えば６０グラムの被覆生成物を長さ２０フィート（６．０９６ｍ）、直径３〜６インチ（７．６２〜１５．２ｃｍ）のチューブを通して金属板上に落下させ、続いて摩耗した肥料生成物からの肥料成分の放出速度を測定することを伴い得る。水中放出速度を測定するために、約１０〜２０グラムの摩耗した肥料を１５０〜２００ｍｌの水中に入れ、試料を異なる時間間隔、例えば２時間、１日、３日、７日、１４日、２１日目に引き上げ、試料を、肥料材料について適当な試験で試験する。例えば、尿素系肥料の場合、試料の尿素及びアンモニア性窒素は、いずれの適切な試験、例えばＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｆｆｉｃｉａｌ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｓ（ＡＯＡＣ）によって概要が示されている方法を利用して測定され得る。
【００５４】
このような試験の結果は、肥料コアを取り囲み且つ肥料組成物の全質量の例えば１．８質量％のポリウレタン層と、蝋コーティング（０．３質量％）と、蝋層（０．５質量％）で被覆される硫黄コーティング（３．８質量％）とを順番に含む本発明の徐放性肥料組成物（実施例３に従って製造された生成物４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ、表１、図１Ａ、１Ｂを参照のこと）が、肥料コアを取り囲む硫黄層（肥料組成物の全質量の５質量％）と、ポリウレタン層（２．８質量％）と、蝋コーティング（０．５質量％）とを順番に含む従来の徐放性組成物（実施例１に従って製造された生成物４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ、表１、図１Ａ、１Ｂを参照のこと）より肥料成分を効果的に持続放出することを証明している。ポリウレタンの量を１．８％から２．５％へと質量％基準で上昇させることによって（実施例４に記載の生成物４３Ｎ−２．５ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ、表１、図１Ａ、１Ｂを参照のこと）、肥料組成物からの窒素の放出速度が更に低下する。
【００５５】
本発明の徐放性肥料、例えば実施例３に記載の生成物（表１、４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ、図１、２を参照のこと）の製造に関連したコストを分析したところ、実施例１に記載の生成物（表１、４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ、図１、２を参照のこと）又は例えば米国特許第６３３８７４６号明細書に記載されるような肥料コア及び硫黄コーティングの外側を取り囲むポリマーコーティングの場合のその他の肥料徐放特性と比較した場合、大幅なコスト削減を示す。本発明の実施例３に記載のもの等の徐放性肥料組成物（４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ）は、実施例１に記載の従来の生成物（４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ）のコスト指数９．５８に対して、コスト指数８．６３を有する。コスト指数は、肥料生成物内の単位窒素あたりの徐放性肥料製造コスト（各成分のコスト、生成物の製造にあたっての生産・取り扱いコストを含む）を計算することによって求められる。
【００５６】
コスト指数を、所望の放出特性を依然として維持しつつ、ポリマー層で使用するポリマーを減量することによって更に低下させ得る。例えば、１．２％のポリウレタンを含む生成物は、コスト指数８．４３を有する。２．８％のポリウレタンを含む徐放性肥料生成物（例えば、実施例４に記載の生成物；４３Ｎ−２．８ＰＵ−０．３Ｗ−２．２Ｓ−０．５Ｗ）もまた、コスト指数９．５８を有する従来の生成物（実施例１；４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ）より低いコスト指数（９．４３）を示す。
【００５７】
本発明の徐放性肥料を、以下の実施例を参照しながら説明する。
【００５８】
以下の実施例の徐放性肥料組成物は、本質的に米国特許第５５９９３７４号明細書に記載されるようにして調製されたが（例えば、第５欄２１行目〜第６欄３３行目を参照のこと。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）、コーティングを実施例に記載の順番で塗布するようにこの方法は改変された。この方法は本質的に、尿素顆粒（サイズ範囲：約１．０〜約３．０ｍｍ）を熱風で約１６０oＦ（７１．１１℃）〜約１８０oＦ（８２．２２１℃）にまで予備加熱し、この加熱された顆粒を、１つ以上のドラム内の一連の塗布ノズルを使用して所望の組み合わせの成分で被覆することを伴う。
【００５９】
ポリウレタンコーティングを塗布する場合（実施例２、３、４）、加熱された顆粒を前駆体化合物で被覆してポリマーコーティングを形成する。例えば、高分子ＭＤＩ（４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート）と、ＴＥＡ（トリエタノールアミン）とＤＥＧ（ジエチレングリコール）ポリオールとの混合物が肥料顆粒に塗布され、ポリマー成分は顆粒の表面上で重合してポリマーコーティングを形成する。
【００６０】
ポリマーコーティングを蝋層で被覆する場合（実施例３、４）、ポリマー被覆顆粒を蝋と約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）の温度、例えば約１６０oＦ（７１．１１℃）で接触させ、蝋をポリマー被覆顆粒上に塗布する。次に、この蝋／ポリマー被覆尿素を第１ドラムから取り出して第２回転ドラムに運搬し、溶融硫黄と約２８０oＦ（１３７．７８℃）〜約３１０oＦ（１５４．４４℃）の温度、例えば約２９０oＦ（１４３．３３℃）で接触させ、溶融硫黄は蝋コーティング上に噴霧される。第２蝋コーティングを、第２ドラム内の塗布ノズルを使用して硫黄被覆顆粒に塗布し、また約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）の温度、例えば１６０oＦ（７１．１１℃）で塗布する。
【００６１】
肥料コアをまず硫黄層で被覆する場合は（実施例１）、溶融硫黄を加熱された肥料顆粒に約２８０oＦ（１３７．７８℃）〜約３１０oＦ（１５４．４４℃）の温度で塗布する。次に、硫黄被覆尿素顆粒を第２回転ドラム内に搬送し、肥料顆粒に塗布する高分子ＭＤＩ（４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート）と、ＴＥＡ（トリエタノールアミン）とＤＥＧ（ジエチレングリコール）ポリオールとの混合物を含む、ポリマーコーティングを形成するための前駆体化合物で被覆し、ポリマー成分は顆粒の表面上で重合してポリマーコーティングを形成する。次に、ポリマー被覆顆粒を蝋層で約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）の温度、例えば１６０oＦ（７１．１１℃）で被覆する。
【００６２】
肥料コアをポリウレタン及び硫黄で被覆する場合（実施例２）、ポリウレタン被覆肥料顆粒は、硫黄層によって約２８０o（１３７．７８）〜約３１０oＦ（１５４．４４℃）の温度で被覆される。次に、硫黄被覆尿素顆粒を、第２ドラム内の塗布ノズルを使用して蝋層で被覆し、また約１２０oＦ（４８．８８７℃）〜約２５０oＦ（１２１．１１℃）の温度、例えば約１６０oＦ（７１．１１℃）で塗布する。
【００６３】
次に、上述のように製造された肥料組成物を、冷風で約９５（３４．９９８）〜約１１５oＦ（４６．１０９℃）の範囲の温度に、例えば流動層冷却装置を使用して冷却し得る。次に、顆粒をサイズで仕分けし、貯蔵し、包装し得る。
【実施例】
【００６４】
実施例１：４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ（比較例）
この実施例において、徐放性肥料材料は、Ｄｅｔｒｉｃｋによる米国特許第５５９９３７４号明細書（例えば、第２欄６５行目〜第３欄２２行目を参照のこと。この内容は参照により本明細書に取り込まれる）の教示に従って調製され、上述のように塗布された外側の蝋層が追加された。尿素顆粒（全肥料組成物の９１．７質量％；４２質量％の窒素（４２Ｎ）分に寄与する）をまず硫黄で被覆し、続いて熱硬化性ポリマー（ＤＥＧ−ＴＥＡポリオール及びジイソシアネート、ＭＤＩ）のコーティング及び蝋のコーティングで被覆する。硫黄コーティングは、顆粒の全質量に対して約５質量％の塗布（５Ｓ）によって達成される厚さを有し、ポリマー層は顆粒の全質量に対して約２．８質量％（２．８ＰＵ）、ワックス層は顆粒の全質量に対して約０．５質量％（０．５Ｗ）の塗布によって達成される厚さを有する（４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗと省略表記）。
【００６５】
実施例２：４２Ｎ−２．８ＰＵ−５Ｓ−０．５Ｗ（比較例）
尿素顆粒（全肥料組成物の９１．７質量％；４２質量％の窒素（４２Ｎ）分に寄与する）は、熱硬化性ポリマー（ＤＥＡ−ＴＥＧ、ＭＤＩ；組成は実施例１に記載の通りである）の第１コーティング、次に硫黄層、次に蝋層を有する。第１ポリマーコーティングは、顆粒の全質量に対して約２．８質量％（２．８ＰＵ）の塗布によって達成される厚さを有し、顆粒の全質量に対して硫黄層は約５質量％（５Ｓ）、蝋層は０．５質量％（０．５Ｗ）（中間蝋、パラフィン蝋、α−オレフィン蝋のいずれか）の塗布によって達成される厚さを有する（４２Ｎ−２．８ＰＵ−５Ｓ−０．５Ｗと省略表記）。
【００６６】
実施例３：４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ
この実施例において、徐放性肥料は本発明に従って調製されたが、その他の組成物も本発明に記載されるようにして調製され得ることを理解されたい。
【００６７】
尿素顆粒（全肥料組成物の９３．６質量％；４３質量％の窒素（４３Ｎ）分に寄与する）は、熱硬化性ポリマー（ＤＥＡ−ＴＥＧ、ＭＤＩ；組成は実施例１に記載の通りである）の第１コーティング、次に蝋層、次に硫黄層、次に蝋層を有する。ポリマーコーティングは、顆粒の全質量に対して約１．８質量％（１．８ＰＵ）の塗布によって達成される厚さを有し、顆粒の全質量に対して第１蝋層は約０．３質量％（０．３Ｗ）、硫黄層は約３．８質量％（３．８Ｓ）、蝋層は約０．５質量％（０．５Ｗ）（中間蝋、パラフィン蝋、α−オレフィン蝋のいずれか）の塗布によって達成される厚さを有する（４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗと省略表記）。
【００６８】
実施例４：４３Ｎ−２．８ＰＵ−０．３Ｗ−２．２Ｓ−０．５Ｗ
この実施例において、徐放性肥料は本発明に従って調製されたが、その他の組成物も本発明に記載されるようにして調製され得ることを理解されたい。
【００６９】
尿素顆粒（全肥料組成物の９４．５質量％；４３質量％の窒素（４３Ｎ）分に寄与する）は、熱硬化性ポリマー（ＤＥＡ−ＴＥＧ、ＭＤＩ；組成は実施例１に記載の通りである）の第１コーティング、次に蝋層、次に硫黄層、次に蝋層を有する。ポリマーコーティングは、顆粒の全質量に対して約２．５質量％（２．５ＰＵ）の塗布によって達成される厚さを有し、顆粒の全質量に対して蝋層は約０．３質量％（０．３Ｗ）、硫黄層は約２．２質量％（２．２Ｓ）、蝋層は約０．５質量％（０．５Ｗ）（中間蝋、パラフィン蝋、α−オレフィン蝋のいずれか）の塗布によって達成される厚さを有する（４３Ｎ−２．８ＰＵ−０．３Ｗ−２．２Ｓ−０．５Ｗと省略表記）。
【００７０】
実施例５：徐放性肥料組成物からの窒素（Ｎ）の放出速度
実施例１〜４において調製された徐放性肥料組成物を、衝撃試験の前後での肥料コアの放出速度について試験した。この試験の結果を表１、図１Ａ、１Ｂに示す。
【００７１】
【表１】
【００７２】
表１、図１、２に示されるように、順番にポリマー層、中間層、硫黄層及び外方非水溶性層で被覆された内方肥料コアを含む本発明に記載の徐放性肥料生成物（実施例３の４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ、実施例４の４３Ｎ−２．８ＰＵ−０．３Ｗ−２．２Ｓ−０．５Ｗ等）は、質量基準あたりより多くのポリウレタンを含む従来の生成物（実施例１の４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ）（衝撃試験前は７日目で２４％の窒素放出。衝撃試験後は４８％の窒素放出）と比較した場合、同様又はより遅い肥料放出速度（衝撃試験前は７日目で１９．５％又は１３．３％の窒素放出。落下試験後は７日目で４２．２％及び３０．９％の窒素放出）を示す。
【００７３】
肥料生成物の製造に関連したコストは、各成分のコスト、生成物を製造するための生産・取り扱いコストを含む徐放性肥料を製造するためのコスト（肥料生成物中の単位窒素あたりで表される）を計算してコスト指数を得ることによって求められる。表１に示されるように、従来の生成物４２Ｎ−５Ｓ−２．８ＰＵ−０．５Ｗ（実施例１）のコスト指数９．５８又は４３Ｎ−２．８ＰＵ−０．３Ｗ−２．２Ｓ−０．５Ｗ（実施例４）のコスト指数９．４３と比較すると、４３Ｎ−１．８ＰＵ−０．３Ｗ−３．８Ｓ−０．５Ｗ（実施例３）のコスト指数は８．６３である。
【００７４】
全引用は参照により本明細書に取り込まれる。
【００７５】
本発明を１つ以上の実施形態に関して説明してきた。しかしながら、請求項において定義されるように、本発明の範囲から逸脱することなく多数の変形及び変更を成し得ることは当業者に明らかである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
徐放性肥料組成物であって、水溶性植物栄養素化合物のコアを含み、前記コアが、前記コアから外側に向かって順番にポリマー層、中間層及び元素硫黄層によって被覆される、徐放性肥料組成物。
【請求項２】
前記水溶性植物栄養素が尿素である、請求項１に記載の徐放性肥料。
【請求項３】
前記ポリマー層が熱硬化性ポリマー層である、請求項１に記載の徐放性肥料。
【請求項４】
外方非水溶性層を含む、請求項１に記載の徐放性肥料。
【請求項５】
前記中間層が、蝋、油、潤滑剤、界面活性剤及びこれらの組み合わせから成る群から選択される成分を含む、請求項１に記載の徐放性肥料。
【請求項６】
前記中間層及び前記外方非水溶性層が同一又は異なり、また蝋、油、潤滑剤、界面活性剤及びこれらの組み合わせから成る群から選択される成分を含む、請求項４に記載の徐放性肥料。
【請求項７】
前記水溶性植物栄養素化合物が質量基準で約３７％Ｎ〜約４４％Ｎであり、前記ポリマー層が質量基準で約１．２〜３．０％であり、前記中間層が質量基準で約０．１〜約０．８％であり、前記元素硫黄層が質量基準で約１．７〜１５％であり、前記外方非水溶性層が質量基準で約０．１〜約０．８％である、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
徐放性肥料組成物を製造する方法であって、
（ｉ）植物栄養素化合物を、ポリマーを形成する反応性の２種以上の前駆体化合物で被覆し、
（ｉｉ）中間層を前記ポリマー上に塗布し、
（ｉｉｉ）溶融硫黄を前記中間層上に噴霧して硫黄層を形成する
ことを含む、方法。
【請求項９】
前記植物栄養素化合物が尿素である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
溶融硫黄を噴霧する前記工程の後、外方非水溶性層を前記硫黄層上に塗布する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポリマーが熱硬化性ポリマーであり、植物栄養素化合物をポリマーを形成する反応性の２種以上の前駆体化合物で被覆する前記工程が、前記ポリマーを熱硬化させるのに十分な温度で行われる、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記２種以上の前駆体化合物がポリイソシアネート及びポリオールである、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記中間層が、蝋、油、潤滑剤、界面活性剤及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記非水溶性層が、蝋、油、潤滑剤、界面活性剤及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記水溶性植物栄養素化合物が質量基準で約３７％Ｎ〜約４４％Ｎであり、前記ポリマーが質量基準で約１．２〜３．０％であり、前記中間層が質量基準で約０．１〜約０．８％であり、前記硫黄層が質量基準で約１．７〜１５．０％であり、前記外方非水溶性層が質量基準で約０．１〜約０．８％である、請求項６に記載の方法。
【請求項１】
徐放性肥料組成物であって、水溶性植物栄養素化合物のコアを含み、前記コアが、前記コアから外側に向かって順番にポリマー層、中間層及び元素硫黄層によって被覆される、徐放性肥料組成物。
【請求項２】
前記水溶性植物栄養素が尿素である、請求項１に記載の徐放性肥料。
【請求項３】
前記ポリマー層が熱硬化性ポリマー層である、請求項１に記載の徐放性肥料。
【請求項４】
外方非水溶性層を含む、請求項１に記載の徐放性肥料。
【請求項５】
前記中間層が、蝋、油、潤滑剤、界面活性剤及びこれらの組み合わせから成る群から選択される成分を含む、請求項１に記載の徐放性肥料。
【請求項６】
前記中間層及び前記外方非水溶性層が同一又は異なり、また蝋、油、潤滑剤、界面活性剤及びこれらの組み合わせから成る群から選択される成分を含む、請求項４に記載の徐放性肥料。
【請求項７】
前記水溶性植物栄養素化合物が質量基準で約３７％Ｎ〜約４４％Ｎであり、前記ポリマー層が質量基準で約１．２〜３．０％であり、前記中間層が質量基準で約０．１〜約０．８％であり、前記元素硫黄層が質量基準で約１．７〜１５％であり、前記外方非水溶性層が質量基準で約０．１〜約０．８％である、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
徐放性肥料組成物を製造する方法であって、
（ｉ）植物栄養素化合物を、ポリマーを形成する反応性の２種以上の前駆体化合物で被覆し、
（ｉｉ）中間層を前記ポリマー上に塗布し、
（ｉｉｉ）溶融硫黄を前記中間層上に噴霧して硫黄層を形成する
ことを含む、方法。
【請求項９】
前記植物栄養素化合物が尿素である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
溶融硫黄を噴霧する前記工程の後、外方非水溶性層を前記硫黄層上に塗布する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポリマーが熱硬化性ポリマーであり、植物栄養素化合物をポリマーを形成する反応性の２種以上の前駆体化合物で被覆する前記工程が、前記ポリマーを熱硬化させるのに十分な温度で行われる、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記２種以上の前駆体化合物がポリイソシアネート及びポリオールである、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記中間層が、蝋、油、潤滑剤、界面活性剤及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記非水溶性層が、蝋、油、潤滑剤、界面活性剤及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記水溶性植物栄養素化合物が質量基準で約３７％Ｎ〜約４４％Ｎであり、前記ポリマーが質量基準で約１．２〜３．０％であり、前記中間層が質量基準で約０．１〜約０．８％であり、前記硫黄層が質量基準で約１．７〜１５．０％であり、前記外方非水溶性層が質量基準で約０．１〜約０．８％である、請求項６に記載の方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｂ】
【公表番号】特表２０１１−５２７９８０（Ｐ２０１１−５２７９８０Ａ）
【公表日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１７７２０（Ｐ２０１１−５１７７２０）
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００９／０００１１０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／００６４０６
【国際公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（５０３００９１２２）アグリウム・インコーポレイテッド (3)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００９／０００１１０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／００６４０６
【国際公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（５０３００９１２２）アグリウム・インコーポレイテッド (3)
【Ｆターム（参考）】
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