種子被覆用鉄粉、鉄粉被覆種子、種子被覆剤及び種子被覆剤被覆種子
【課題】播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない被覆が実現できる種子被覆用鉄粉及び該稲種子被覆用鉄粉を被覆した鉄粉被覆稲種子を得ること。また、稲種子に対してダメージを与える可能が少なく、さらには取り扱いも容易な稲種子被覆用鉄粉及び該稲種子被覆用鉄粉を被覆した鉄粉被覆稲種子を得ること。
【解決手段】本発明に係る種子被覆用鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であることを特徴とするものである。
【解決手段】本発明に係る種子被覆用鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であることを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、稲種子等の種子被覆に好適な種子被覆用鉄粉、該種子被覆用鉄粉を種子に被覆してなる鉄粉被覆種子、種子被覆剤及び該種子被覆剤を種子に被覆してなる種子被覆剤被覆種子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
農業従事者の高齢化、農産物流通のグローバル化に伴い、農作業の省力化や農産物生産コストの低減が解決すべき課題となっている。これらの課題を解決するために、例えば、水稲栽培においては、育苗と移植の手間を省くことを目的として、種子を圃場に直接播く直播法が普及しつつある。その中でも、種子の比重を高めるために、鉄粉を被覆した種子を用いる手法は、水田における種子の浮遊や流出を防止し、かつ鳥害を防止するというメリットがあることで注目されている。
また、鉄粉被覆により、副次的に殺菌効果が得られることも注目されている。
【０００３】
鉄粉を被覆した種子を用いて直播栽培法を活用するためには、輸送や播種の工程において被覆した鉄粉被膜が剥離しにくいことが求められる。鉄粉被膜が剥離すると、種子の比重が低下して前記のメリットが得られなくなるのみならず、剥離した被膜は輸送や播種の工程において、配管の目詰まりや回転機構部への噛み込みの原因となり、剥離した細かい鉄粉が粉塵を生じる原因にもなるからである。このようなことから、鉄粉被膜の剥離は極力抑制しなくてはならない。
【０００４】
稲種子表面に鉄粉を付着、固化させる技術としては、特許文献１に鉄粉被覆稲種子の製造法として以下のような技術が提案されている。
「稲種子に、鉄粉、並びに鉄粉に対する質量比で０．５〜２％の硫酸塩（但し、硫酸カルシウムは除く）及び／又は塩化物を加え、さらに水を添加して造粒し、水と酸素を供給して金属鉄粉の酸化反応によって生成した錆により、鉄粉を稲種子に付着、固化させた後、乾燥させることを特徴とする鉄粉被覆稲種子の製造法。」（特許文献１の請求項１参照）
【０００５】
特許文献１に記載の発明においては、稲種子が動力散布機や播種機を用いて播種されるため、機械的衝撃によって崩壊しない程度の強度特性が必要であることから、製造されたコーティング稲種子について、コーティングの崩壊程度の測定法（以下、コーティングの崩壊試験という）、すなわち１．３ｍの高さから厚さ３ｍｍの鋼板に５回落下させ、機械的衝撃を与える方法で測定して、コーティングに実用的な強度が得られていることを確認している。
【０００６】
なお、特許文献１においては、特に鉄粉粒度分布に着目はされていないが、以下の表１に示す粒度分布を有する鉄粉をコーティングに使用した場合には、上記の鉄粉被覆稲種子の崩壊試験において、いずれも実用的な衝撃強度を維持できるとしている。
【０００７】
【表１】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４４４１６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
鉄粉被膜の付着強度に関し、特許文献１においては、特に播種工程における落下による衝撃に起因した鉄粉被覆の崩壊について検討されている。そのため、強度試験として、１．３ｍの高さから厚さ３ｍｍの鋼板に５回落下させて機械的衝撃を与えるという崩壊試験が行われている。
しかしながら、稲種子は播種工程のみならず、輸送工程においても機械的な外力を受けることは前述の通りである。そして、輸送工程において稲種子が受ける機械的外力は、落下による衝撃の他、種子間もしくは種子と容器間で生じる滑りや転がりの摩擦力である。
【００１０】
落下による衝撃を受けた場合、鉄粉被覆は割れによって剥離するが、摩擦力を受けた場合には、磨り減りにより徐々に剥離するという形態をとる。
したがって、鉄粉被覆を播種工程のみならず輸送工程での鉄粉被膜の剥離を防止するには、摩擦力に対する強度を有する被覆が必要となる。
しかしながら、種子の滑りや転がり摩擦応力に対して十分な強度で稲種子を被覆できる鉄粉や、鉄粉を被覆した種子を実現する技術はなかった。
【００１１】
また、特許文献１に記載の鉄粉の粒度分布は、表１に示されるように、４５μm以下の微粒径の割合が８５％と多いか、もしくは、３５％未満と少ないもののみが開示されている。
しかし、微粒状の鉄粉を多量に含有する鉄粉を使用した場合には、鉄粉が空気中の酸素と急激に反応し、発熱によって鉄粉を被覆した種子がダメージを受ける可能性や、大量取扱時には火災を引き起こしたりする懸念もある。加えて、微細な鉄粉は粉塵を生じやすいため、清浄な作業環境を維持しにくいという問題もある。
一方、微粒状の鉄粉の含有量が過小で、粗粒鉄粉の含有量が過大な場合には、鉄粉表面を被覆するための粒子数が不足し、均一な被膜形成が不可能になり、結果的に被膜強度が低下するおそれがある。
【００１２】
また、特許文献１においては、鉄粉の稲種子への付着を強化するために結合材を添加することが開示されており、結合材として硫酸塩及び／又は塩化物を加え、さらに水を添加して造粒するとしている。そして、具体的な造粒方法としては、鉄粉と硫酸塩及び／又は塩化物と稲種子を回転容器中に投入して、水スプレーしながら稲種子表面に鉄粉と石膏をコーティングするようにしている。
しかしながら、特許文献１に開示された上記のような造粒方法を用いた場合、鉄粉と結合材の凝集粒子が生成しやすい。
凝集粒子は、鉄粉の稲種子への付着の歩留まりの低下を招き、また被膜成分の均一性を阻害し、さらに被覆作業性の低下を来たすという種々の問題の原因となり、きわめて有害なものである。
【００１３】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない被覆が実現できる種子被覆用鉄粉及び該種子被覆用鉄粉を被覆した鉄粉被覆種子を得ることを目的としている。
また、稲種子に対してダメージを与える可能性が少なく、さらには取り扱いも容易な稲種子被覆用鉄粉及び該稲種子被覆用鉄粉を被覆した鉄粉被覆稲種子を得ることを目的としている。
また、播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない被覆が実現できる種子被覆剤及び該種子被覆剤で被覆した種子被覆剤被覆種子を得ることを目的としている。
また、稲種子に対してダメージを与える可能性が少なく、さらには取り扱いも容易な種子被覆剤及び該種子被覆剤を被覆した種子被覆剤被覆稲種子を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
発明者は、上記の問題点を解決するために、鉄粉と結合材のそれぞれについて以下のような検討を行った。
＜鉄粉についての検討＞
発明者は稲種子の表面を観察して、如何なる鉄粉を用いることが剥離防止に効果的であるかについて検討した。
発明者が着目したのは、稲種子の表面構造である。図１は稲の種籾の走査型電子顕微鏡による二次電子像であり、図１（ａ）が全体像、図１（ｂ）が一部の拡大写真、図１（ｃ）がさらに拡大した写真を示している。
図１の写真から分かるように、稲の種籾の最外殻である籾殻の表面には、微細な凹凸があり、この凹凸における凹部に鉄粉が入り込んで付着することによって、より強固な被膜を形成することができるのではないかと考えた。
そこで、種子表面の微細な凹部へ入り込んで付着できる鉄粉粒子径について検討したところ４５μm以下の粒子径の鉄粉を所定量含むことが好ましいとの知見を得た。
もっとも、微粒径の鉄粉を多量に含むと前述した発熱や作業環境上の問題を生ずることから所定の量以下であることも必要である。
【００１５】
次に、発明者が着目したのは、稲種子の表面の状態である。稲の種籾１の最外殻である籾殻３の表面には、図２に示すように、毛５が生えている。
「お米の微視的構造を見る（目崎孝昌 著）」の２１ページにも示されているように、前記の毛５の生え方にも粗密がある。特に、毛５が密集した部位における毛５の間隔は５０〜１５０μmである。
発明者は、種籾１に鉄粉をコーティングする際には、前述した凹部に入り込んで付着する他に毛５の弾性的作用によって毛５と毛５の間に配置された鉄粉が毛５に保持されることを通じて、付着力が高まると考えた。
また、発明者は、稲種子の毛５の保持力による付着の他、毛５をすり抜ける鉄粉で、凹部には入り込まないような粒径の鉄粉は、稲種子表面に貼りつくように直接付着することも知見した。
以上のような種子の表面の状態を検討し、毛５に保持されるもの、あるいは毛５をすり抜けて凹部には入り込まないが種子表面に付着するような鉄粉粒径について検討したところ、６３μm以下の鉄粉を所定の量含むことが好ましいとの知見を得た。
そして、稲種子表面の凹部に入り込む鉄粉、凹部には入り込まない稲種子表面に付着する鉄粉、毛５によって保持される鉄粉を含有することで、稲種子の凹部には最も微細な鉄粉が入り込み、その上方には種子表面に鉄粉が付着し、さらにその上方には毛５によって鉄粉が保持され、鉄粉が三重にコーティングされる部位も存在することになり、種子の転がりや滑りに伴う、被覆膜の剥離量を小さくできるとの知見を得た。
【００１６】
また、鉄粉の粒子径が大きすぎると毛５の間隙に入りにくくなるのみならず、粒子に作用する重力が大きく、毛５が鉄粉を保持できなくなるので、付着効果が小さくなると推定される。従って粒子径が１５０μm以上の鉄粉の割合は所定の量以下にするのが好ましいとの知見も得た。
【００１７】
なお、上記の検討は稲種子を例に挙げて説明したが、種子表面の全体もしくは部分的に凹凸および／または毛を有する種子であれば、同様のことが言える。
【００１８】
＜結合材についての検討＞
結合材については、凝集粒子発生の原因を検討した。その結果、凝集粒子の発生は、結合材の粒径に関連しているとの知見を得た。
【００１９】
なお、上記の検討は稲種子を例に挙げて説明したが、稲種子と同様に表面に毛を有する種子、例えば、麦、ニンジン、トマトなどの種子であれば、同様のことが言える。
【００２０】
本発明は上記の知見を基になされたものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
【００２１】
（１）本発明に係る種子被覆用鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であることを特徴とするものである。
【００２２】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、粒子径が１５０μm超の鉄粉の質量比率が、１０％未満であることを特徴とするものである。
【００２３】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、鉄粉が還元法もしくはアトマイズ法で製造されたことを特徴とするものである。
【００２４】
（４）本発明に係る鉄粉被覆種子は、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の種子被覆用鉄粉を被覆してなることを特徴とするものである。
【００２５】
（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、種子が稲種子であることを特徴とするものである。
【００２６】
（６）本発明に係る種子被覆剤は、種子表面を被覆するのに用いる鉄粉と結合材を含む種子被覆剤であって、前記鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であり、前記結合材は、その平均粒径が１〜１５０μmであることを特徴とするものである。
【００２７】
（７）また、上記（６）に記載のものにおいて、前記結合材は、硫酸塩及び／又は塩化物を含むことを特徴とするものである。
【００２８】
（８）また、上記（６）又は（７）に記載のものにおいて、前記鉄粉は、粒子径が１５０μm超の鉄粉の質量比率が、１０％未満であることを特徴とするものである。
【００２９】
（９）また、上記（６）乃至（８）のいずれかに記載のものにおいて、前記鉄粉が還元法もしくはアトマイズ法で製造されたことを特徴とするものである。
【００３０】
（１０）また、本発明に係る種子は、上記（６）乃至（９）のいずれかに記載の種子被覆剤を種子に被覆してなることを特徴とするものである。
【００３１】
（１１）また、上記（１０）に記載のものにおいて、種子が稲種子であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る種子被覆用鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ、粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超、またはさらに粒子径が１５０μmを超える鉄粉の質量比率が１０％未満であることから、種子表面に凹凸や毛を有する例えば稲種子のような種子に対して、毛による保持や毛をすり抜けての種子への直接付着、さらには微細な凹凸部の凹部内側への付着が期待でき、強固な被膜の形成が可能となり、播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない被覆が実現できる。
これによって、農作業の省力化や農産物生産コストの低減が可能となる。
【００３３】
また、本発明に係る種子被覆剤は、種子表面を被覆するのに用いる鉄粉と結合材を含む種子被覆剤であって、前記鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であり、前記結合材は、その平均粒径が１〜１５０μmであることから、鉄粉は、種子表面に毛を有する例えば稲種子のような種子に対して毛による保持が期待でき、播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない被覆が実現でき、また結合材は凝集粒子の発生が抑制できるので、歩留まりの向上、被覆成分の均一化、さらには被覆作業性の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】稲種子の表面の二次電子像である。
【図２】稲種子の表面の状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［実施の形態１］
本発明の一実施の形態に係る種子被覆用鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ、粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であることを特徴とするものである。また、本実施の形態においては、粒子径が１５０μmを超える鉄粉の質量比率が１０％未満としている。
【００３６】
粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率を３５％超としたのは、鉄粉が種子表面の微細な凹凸の凹部に入り込んで付着し、強固な被膜を形成するためである。
また、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率を８５％未満としたのは、微粒径の鉄粉の含有量が増えると、鉄粉が空気中の酸素と急激に反応し、発熱によって鉄粉を被覆した種子がダメージを受ける可能性や、大量取扱時には火災を引き起こしたりする懸念があり、さらに、微細な鉄粉の含有量が多いと、粉塵を生じやすく清浄な作業環境を維持しにくいからである。
【００３７】
粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率を７５％超としたのは、粒子径が６３μm以下の鉄粉は種子の表面にある毛に保持され、あるいは毛の間をすり抜けて種子の表面に粒子間の付着力によって付着するので、このような粒子径の鉄粉を所定の量を含有することで、前述した三重被覆を実現する趣旨である。
【００３８】
粒子径が１５０μmを超える鉄粉の質量比率を１０％未満とすることが好ましいのは、粒子径が１５０μmを超える鉄粉は毛による保持及び種子表面への直接の付着共に期待ができないので、この粒子径のものを少なくする趣旨である。
【００３９】
なお、鉄粉の粒度分布は、JIS Z２５１０−２００４に定められた方法を用いてふるい分けすることによって評価できる。
【００４０】
本実施の形態における鉄粉の製造方法としては、ミルスケールを還元して製造する還元法や溶鋼を水アトマイズして製造するアトマイズ法などが例示される。
【００４１】
鉄粉で種子を被覆する方法に制限はない。
例えば「鉄コーティング湛水直播マニュアル２０１０（独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構 近畿中国四国農業研究センター 編）」に示されているように、手作業での被覆（コーティング）をはじめ、従来から公知の混合機を用いる方法等いずれを使用してもよい。
混合機としては、例えば、攪拌翼型ミキサー（たとえばヘンシェルミキサー等）や容器回転型ミキサー（たとえばＶ型ミキサー，ダブルコーンミキサー、傾斜回転型パン型混合機、回転クワ型混合機等）が使用できる。
また、上記の鉄コーティング湛水直播マニュアル２０１０に示されているように、鉄粉コーティングに際しては焼石膏などのコーティング強化剤（結合材）を使用することもできる。
【００４２】
上記のようにして種子被覆用鉄粉で被覆された種子が本発明の鉄粉被覆種子であり、被覆される種子としてはその代表的なものが稲種子であるが、その他の種子として例えば麦、ニンジン、トマトなどの種子が挙げられる。
【００４３】
［実施の形態２］
本実施の形態２は種子被覆剤に関するものである。
実施の形態２に係る種子被覆剤は、種子表面を被覆するのに用いる鉄粉と結合材としての硫酸塩及び／又は塩化物を含む種子被覆剤であって、前記鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であり、前記結合材は、その平均粒径が１〜１５０μmであることを特徴とするものである。
以下、種子被覆剤を構成する鉄粉、結合材について詳細に説明する。
【００４４】
＜鉄粉＞
本実施の形態の鉄粉は、実施の形態１の鉄粉と同一のものであり、実施の形態１において記載したのと同一の作用効果を奏するものである。
【００４５】
＜結合材＞
結合材は、硫酸塩及び／又は塩化物から構成される。硫酸塩とは、硫酸カルシウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム及びこれらの水和物である。また、塩化物とは、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム及びこれらの水和物である。
結合材の種子被覆剤の全体に含有される質量比率は、０．１〜８０質量％が好ましい。結合材の含有比率が０．１質量％以上であれば被膜の強度が低下することがなく、実用に適するからである。
また、結合材の含有比率が８０質量％以下であれば、結合材が凝集することがなく作業性が低下しないばかりでなく、本来の目的である被覆種子の比重を高める効果が得られるからである。
なお、結合材の種子被覆剤の全体に含有される質量比率のより好ましい範囲としては、０．５〜３５質量％である。この範囲にすることで、被覆の強度を高くして、かつ結合材の凝集を防止するのにより好ましいからである。
結合材の平均粒径は、１〜１５０μmとする。結合材の平均粒径が１μm未満では、被覆作業時に発生する凝集粒子が多くなり作業性が著しく低下するからである。一方、結合材の平均粒径が１５０μmを超えると、鉄粉の付着力が低下しコーティング被膜の強度が低下するからである。
【００４６】
種子被覆剤で種子を被覆する方法に制限はない。
例えば「鉄コーティング湛水直播マニュアル２０１０（独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構 近畿中国四国農業研究センター 編）」に示されているように、手作業での被覆（コーティング）をはじめ、従来から公知の混合機を用いる方法等いずれを使用してもよい。
混合機としては、例えば、攪拌翼型ミキサー（たとえばヘンシェルミキサー等）や容器回転型ミキサー（たとえばＶ型ミキサー，ダブルコーンミキサー、傾斜回転型パン型混合機、回転クワ型混合機等）が使用できる。
また、上記の鉄コーティング湛水直播マニュアル２０１０に示されているように、鉄粉コーティングに際して、鉄粉と結合材を含む種子被覆剤を使用する。
鉄粉による種子被覆の具体的な方法としては、鉄粉と結合材と種子を上記の混合機中に投入して、水スプレーしながら混合機を回転させるようにすればよい。
【実施例１】
【００４７】
本発明に係る種子被覆用鉄粉の効果を確認するために、本発明の発明例として種々の粒度分布の鉄粉である発明例１〜６を用いて稲種子の被覆を行った。また、比較例として、本発明の粒度分布の範囲を外れる粒度分布の鉄粉である比較例１〜３を用いて稲種子の被覆を行った。
鉄粉の被覆（コーティング）は、前述した「鉄コーティング湛水直播マニュアル２０１０」に記載された方法に準じて行った。具体的には以下の通りである。
【００４８】
はじめに種籾と焼石膏と数種の鉄粉を準備した。次に、傾斜回転型パン型混合機を用いて、適量の水を噴霧しながら種子（種籾）２０ｋｇに対して鉄粉１０ｋｇと１ｋｇの焼石膏をコーティングし、さらに０．５ｋｇの焼石膏を仕上げにコーティングした。
鉄粉を被覆（コーティング）された種子の転がり摩擦や滑り摩擦に対するコーティング被膜の強度評価方法は確立されていない。
そこで、JPMA P １１−１１９２ 「金属圧粉体のラトラ値測定方法」に記載された試験方法に準じて被膜強度を調査した。なお、本試験方法をラトラ試験と称することとする。
【００４９】
ラトラ試験においては、鉄粉をコーティングした種子２０±０．０５ｇをラトラ試験器のかごに封入し、そのかごを回転速度８７±１０ｒｐｍで回転させた。
なお、回転数は上記試験方法に準ずると回転数は１０００回となるが、以下に示す理由から回転数は１２００回に設定した。
近年では、コーティング種子の生産量、輸送量、貯蔵量が大量になるにつれて種子への負荷が増大する傾向にあり、より高い耐摩耗性が必要となってきた。そこで本発明では、この状況を反映し、より苛酷な条件で試験を実施するために、ラトラ試験におけるかごの回転数を１２００回に設定したものである。この方法によれば、かご内で種子が転がりながら流動することによって種子間および種子とかご容器内面との間で、転がりや滑りの摩擦力が負荷される。
したがって、本方法を適用すれば、転がり摩擦力と滑り摩擦力が複合的に負荷された場合の、コーティング被膜の強度を評価することができる。
表２に鉄粉の粒度分布とラトラ試験での重量減少率を示す。なお、重量減少率は以下の計算式から求めた。
重量減少率＝（ラトラ試験で剥離した被膜の質量）／（試験前の種子質量）×１００（％）
したがって、重量減少率が小さいほど、被膜の強度が高いと判定することができる。
【００５０】
【表２】
【００５１】
表２に示されるように、発明例１〜６に記載のものは全て、「粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ、粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が、７５％超」という本発明の粒度分布の範囲内であり、ラトラ試験での重量減少率が３．５％以下となっている。
他方、上記の粒度分布を外れる比較例１〜４では、ラトラ試験での重量減少率が４％以上である。
このことから、鉄粉の粒度分布を本発明の範囲内にすることで重量減少率を大幅に抑制できることが実証された。
なお、表２において比較例１〜４における粒度分布が本発明の範囲を外れる数字には下線を付してある。
【００５２】
また、発明例１，２，３，４、６では、粒子径が１５０μmを超える鉄粉の質量比率が１０％未満であり、これらのラトラ試験での重量減少率は、３．０％以下と低くなっている。他方、発明例５では、粒子径が１５０μmを超える鉄粉の質量比率が１１．６％と１０％超になっている。このことから、粒子径が１５０μmを超える鉄粉の質量比率を１０％未満に制御することで鉄粉の付着力をより高めることができることが分かる。
【実施例２】
【００５３】
本発明に係る種子被覆剤の効果を確認する実験を行った。この実験は種子被覆剤を構成する鉄粉と結合材のそれぞれについて各別に行ったので、以下各別に説明する。
【００５４】
＜鉄粉粒径についての効果確認＞
本発明に係る種子被覆剤を構成する鉄粉の効果を確認するために、本発明の発明例として実施例１で用いた鉄粉（表２の発明例１〜６）を用いて稲種子の被覆を行った。また、比較例として、本発明の粒度分布の範囲を外れる粒度分布の鉄粉として実施例１で用いた鉄粉（比較例１〜３）を用いて稲種子の被覆を行った。
また、結合材としては、平均粒径１２μmの焼石膏を用いた。
種子被覆剤の被覆（コーティング）は、前述した「鉄コーティング湛水直播マニュアル２０１０」に記載された方法に準じて行った。具体的には以下の通りである。
【００５５】
はじめに種籾と焼石膏と数種の鉄粉を準備した。次に、傾斜回転型パン型混合機を用いて、適量の水を噴霧しながら種子（種籾）１０ｋｇに対して鉄粉５ｋｇと０．５ｋｇの焼石膏をコーティングし、さらに０．２５ｋｇの焼石膏を仕上げにコーティングした。
種子被覆剤が被覆（コーティング）された種子の転がり摩擦や滑り摩擦に対するコーティング被膜の強度評価方法は確立されていない。
そこで、JPMA P １１−１９９２ 「金属圧粉体のラトラ値測定方法」に記載された試験方法に準じて被膜強度を調査した。なお、本試験方法をラトラ試験と称することとする。
【００５６】
ラトラ試験においては、種子被覆剤をコーティングした種子２０±０．０５ｇをラトラ試験器のかごに封入し、そのかごを８７±１０ｒｐｍの回転速度で１２００回転させた。この方法によれば、かご内で種子が転がりながら流動することによって種子間および種子とかご容器内面との間で、転がりや滑りの摩擦力が負荷される。
したがって、本方法を適用すれば、転がり摩擦力と滑り摩擦力が複合的に負荷された場合の、コーティング被膜の強度を評価することができる。
表３に種子被覆剤の鉄粉の粒度分布とラトラ試験での重量減少率を示す。表３において、発明例７〜１２が表２における発明例１〜６の鉄粉と平均粒径１２μmの焼石膏からなる種子被覆剤であり、比較例４〜６が表２における比較例１〜３の鉄粉と平均粒径１２μmの焼石膏からなる種子被覆剤である。
なお、重量減少率は以下の計算式から求めた。
重量減少率＝（ラトラ試験で剥離した被膜の質量）／（試験前の種子質量）×１００（％）
したがって、重量減少率が小さいほど、被膜の強度が高いと判定することができる。
【００５７】
【表３】
【００５８】
表３に示されるように、発明例７〜１２に記載のものは全て、「粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超」という本発明の粒度分布の範囲内であり、ラトラ試験での重量減少率が３．６％以下となっている。
他方、上記の粒度分布の範囲を外れる比較例４〜６では、ラトラ試験での重量減少率が４.６％以上である。
このことから、種子被覆剤の鉄粉の粒度分布を本発明の範囲内にすることでラトラ試験での重量減少率を大幅に抑制できることが実証された。
なお、表３において比較例４〜６における粒度分布が本発明の範囲を外れる数字には下線を付してある。
【００５９】
また、発明例７，８，９，１０，１２では、粒子径が１５０μm超の鉄粉の質量比率が、１０％未満であり、これらのラトラ試験での重量減少率は、３．０％以下と低くなっていることから、粒子径が１５０μm超の鉄粉の質量比率を１０％未満にすることで鉄粉の付着力を高めることができることが分かる。
【００６０】
＜結合材平均粒径についての効果確認 その１＞
次に結合材の平均粒径の効果を確認するための実験を行った。結合材としては、焼石膏を用い、表４に示すように複数の平均粒径のものを準備した。また、鉄粉としては、上記の実験に用いた発明例７で用いたもの、すなわち４５μm以下が４４．３％、６３μm以下が７６．０％、６３μm超１５０μm以下が２３．３％、１５０μm超が０．７％の粒度分布の鉄粉を用いた。
稲種子への被覆方法は、上記の「鉄粉粒径についての効果確認」の際に行ったのと同様の方法で行った。
被覆作業時、すなわち鉄粉、焼石膏及び稲種子を傾斜回転型パン型混合機に投入して混合している際に発生した凝集粒子の発生状態を目視確認して評価した。
また、被覆作業が完了して鉄粉により被覆された稲種子について、ラトラ試験によって被膜強度を調査した。
結果を表４に示す。
【００６１】
【表４】
【００６２】
表４に示す結果から、凝集粒子に関しては、焼石膏の平均粒径が０．６μmでは被覆作業時に発生した凝集粒子が多く、焼石膏の平均粒径が１μm以上では被覆作業時に発生した凝集粒子が少ないことが確認された。
また、被覆強度に関しては、焼石膏の平均粒径が０．６μmではラトラ試験での重量減少率が５．９％と大きくなっているが、焼石膏の平均粒径が１．２〜１４５μmの範囲では重量減少率が４．０％未満で許容範囲内となっており、焼石膏の平均粒径が２０３μmでは重量減少率が１５．５％と極めて大きくなっていることが確認された。
【００６３】
＜結合材平均粒径についての効果確認 その２＞
次に結合材として塩化カリウムを用い、結合材の平均粒径の効果を確認するための実験を行った。表５に示すように複数の平均粒径のものを準備した。また、鉄粉としては、上記の実験に用いた発明例７で用いたもの、すなわち４５μm以下が４４．３％、６３μm以下が７６．０％、６３μm超１５０μm以下が２３．３％、１５０μm超が０．７％の粒度分布の鉄粉を用いた。
稲種子への被覆方法は、上記の「鉄粉粒径についての効果確認」の際に行ったのと同様の方法で行った。
被覆作業時、すなわち鉄粉、塩化カリウム及び稲種子を傾斜回転型パン型混合機に投入して混合している際に発生した凝集粒子の発生状態を目視確認して評価した。
また、被覆作業が完了して鉄粉により被覆された稲種子について、ラトラ試験によって被膜強度を調査した。
結果を表５に示す。
【００６４】
【表５】
【００６５】
表５に示す結果から、塩化カリウムの平均粒径が０．５μmでは被覆作業時に発生した凝集粒子が多く、塩化カリウムの平均粒径が１μm以上では被覆作業時に発生した凝集粒子が少ないことが確認された。
また、被覆強度に関しては、塩化カリウムの平均粒径が０．５μmではラトラ試験での重量減少率が４．５％と大きくなっているが、塩化カリウムの平均粒径が１．５〜１４０μmの範囲では重量減少率が４．０％未満で許容範囲内となっており、塩化カリウムの平均粒径が２５０μmでは重量減少率が１３．６％と極めて大きくなっていることが確認された。
【００６６】
上記の結果から、結合材としての焼石膏、塩化カリウムの平均粒径が凝集粒子の発生と、被覆強度に関連していることが実証された。
そして、結合材の平均粒径の好ましい範囲としては、１〜１５０μmであることも確認された。
【００６７】
なお、上記の実施例においては、結合材として焼石膏および塩化カリウムを例に挙げて説明したが、その他の硫酸塩、塩化物、または硫酸塩と塩化物の混合物であっても同様である。さらに硫酸塩、塩化物の他に、亜硫酸塩、硫化物、硝酸塩、亜硝酸塩や、これらの塩の水和物、もしくはこれらの塩の混合物のように、鉄粉の酸化反応を促進する物質を結合材として用いることができる。
なお、上記の結合材の中でも焼石膏は、植物や人体に及ぼす悪影響が非常に小さく、安価かつ入手が容易であるため、特に好適である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 種籾
３ 籾殻
５ 毛
【技術分野】
【０００１】
本発明は、稲種子等の種子被覆に好適な種子被覆用鉄粉、該種子被覆用鉄粉を種子に被覆してなる鉄粉被覆種子、種子被覆剤及び該種子被覆剤を種子に被覆してなる種子被覆剤被覆種子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
農業従事者の高齢化、農産物流通のグローバル化に伴い、農作業の省力化や農産物生産コストの低減が解決すべき課題となっている。これらの課題を解決するために、例えば、水稲栽培においては、育苗と移植の手間を省くことを目的として、種子を圃場に直接播く直播法が普及しつつある。その中でも、種子の比重を高めるために、鉄粉を被覆した種子を用いる手法は、水田における種子の浮遊や流出を防止し、かつ鳥害を防止するというメリットがあることで注目されている。
また、鉄粉被覆により、副次的に殺菌効果が得られることも注目されている。
【０００３】
鉄粉を被覆した種子を用いて直播栽培法を活用するためには、輸送や播種の工程において被覆した鉄粉被膜が剥離しにくいことが求められる。鉄粉被膜が剥離すると、種子の比重が低下して前記のメリットが得られなくなるのみならず、剥離した被膜は輸送や播種の工程において、配管の目詰まりや回転機構部への噛み込みの原因となり、剥離した細かい鉄粉が粉塵を生じる原因にもなるからである。このようなことから、鉄粉被膜の剥離は極力抑制しなくてはならない。
【０００４】
稲種子表面に鉄粉を付着、固化させる技術としては、特許文献１に鉄粉被覆稲種子の製造法として以下のような技術が提案されている。
「稲種子に、鉄粉、並びに鉄粉に対する質量比で０．５〜２％の硫酸塩（但し、硫酸カルシウムは除く）及び／又は塩化物を加え、さらに水を添加して造粒し、水と酸素を供給して金属鉄粉の酸化反応によって生成した錆により、鉄粉を稲種子に付着、固化させた後、乾燥させることを特徴とする鉄粉被覆稲種子の製造法。」（特許文献１の請求項１参照）
【０００５】
特許文献１に記載の発明においては、稲種子が動力散布機や播種機を用いて播種されるため、機械的衝撃によって崩壊しない程度の強度特性が必要であることから、製造されたコーティング稲種子について、コーティングの崩壊程度の測定法（以下、コーティングの崩壊試験という）、すなわち１．３ｍの高さから厚さ３ｍｍの鋼板に５回落下させ、機械的衝撃を与える方法で測定して、コーティングに実用的な強度が得られていることを確認している。
【０００６】
なお、特許文献１においては、特に鉄粉粒度分布に着目はされていないが、以下の表１に示す粒度分布を有する鉄粉をコーティングに使用した場合には、上記の鉄粉被覆稲種子の崩壊試験において、いずれも実用的な衝撃強度を維持できるとしている。
【０００７】
【表１】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４４４１６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
鉄粉被膜の付着強度に関し、特許文献１においては、特に播種工程における落下による衝撃に起因した鉄粉被覆の崩壊について検討されている。そのため、強度試験として、１．３ｍの高さから厚さ３ｍｍの鋼板に５回落下させて機械的衝撃を与えるという崩壊試験が行われている。
しかしながら、稲種子は播種工程のみならず、輸送工程においても機械的な外力を受けることは前述の通りである。そして、輸送工程において稲種子が受ける機械的外力は、落下による衝撃の他、種子間もしくは種子と容器間で生じる滑りや転がりの摩擦力である。
【００１０】
落下による衝撃を受けた場合、鉄粉被覆は割れによって剥離するが、摩擦力を受けた場合には、磨り減りにより徐々に剥離するという形態をとる。
したがって、鉄粉被覆を播種工程のみならず輸送工程での鉄粉被膜の剥離を防止するには、摩擦力に対する強度を有する被覆が必要となる。
しかしながら、種子の滑りや転がり摩擦応力に対して十分な強度で稲種子を被覆できる鉄粉や、鉄粉を被覆した種子を実現する技術はなかった。
【００１１】
また、特許文献１に記載の鉄粉の粒度分布は、表１に示されるように、４５μm以下の微粒径の割合が８５％と多いか、もしくは、３５％未満と少ないもののみが開示されている。
しかし、微粒状の鉄粉を多量に含有する鉄粉を使用した場合には、鉄粉が空気中の酸素と急激に反応し、発熱によって鉄粉を被覆した種子がダメージを受ける可能性や、大量取扱時には火災を引き起こしたりする懸念もある。加えて、微細な鉄粉は粉塵を生じやすいため、清浄な作業環境を維持しにくいという問題もある。
一方、微粒状の鉄粉の含有量が過小で、粗粒鉄粉の含有量が過大な場合には、鉄粉表面を被覆するための粒子数が不足し、均一な被膜形成が不可能になり、結果的に被膜強度が低下するおそれがある。
【００１２】
また、特許文献１においては、鉄粉の稲種子への付着を強化するために結合材を添加することが開示されており、結合材として硫酸塩及び／又は塩化物を加え、さらに水を添加して造粒するとしている。そして、具体的な造粒方法としては、鉄粉と硫酸塩及び／又は塩化物と稲種子を回転容器中に投入して、水スプレーしながら稲種子表面に鉄粉と石膏をコーティングするようにしている。
しかしながら、特許文献１に開示された上記のような造粒方法を用いた場合、鉄粉と結合材の凝集粒子が生成しやすい。
凝集粒子は、鉄粉の稲種子への付着の歩留まりの低下を招き、また被膜成分の均一性を阻害し、さらに被覆作業性の低下を来たすという種々の問題の原因となり、きわめて有害なものである。
【００１３】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない被覆が実現できる種子被覆用鉄粉及び該種子被覆用鉄粉を被覆した鉄粉被覆種子を得ることを目的としている。
また、稲種子に対してダメージを与える可能性が少なく、さらには取り扱いも容易な稲種子被覆用鉄粉及び該稲種子被覆用鉄粉を被覆した鉄粉被覆稲種子を得ることを目的としている。
また、播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない被覆が実現できる種子被覆剤及び該種子被覆剤で被覆した種子被覆剤被覆種子を得ることを目的としている。
また、稲種子に対してダメージを与える可能性が少なく、さらには取り扱いも容易な種子被覆剤及び該種子被覆剤を被覆した種子被覆剤被覆稲種子を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
発明者は、上記の問題点を解決するために、鉄粉と結合材のそれぞれについて以下のような検討を行った。
＜鉄粉についての検討＞
発明者は稲種子の表面を観察して、如何なる鉄粉を用いることが剥離防止に効果的であるかについて検討した。
発明者が着目したのは、稲種子の表面構造である。図１は稲の種籾の走査型電子顕微鏡による二次電子像であり、図１（ａ）が全体像、図１（ｂ）が一部の拡大写真、図１（ｃ）がさらに拡大した写真を示している。
図１の写真から分かるように、稲の種籾の最外殻である籾殻の表面には、微細な凹凸があり、この凹凸における凹部に鉄粉が入り込んで付着することによって、より強固な被膜を形成することができるのではないかと考えた。
そこで、種子表面の微細な凹部へ入り込んで付着できる鉄粉粒子径について検討したところ４５μm以下の粒子径の鉄粉を所定量含むことが好ましいとの知見を得た。
もっとも、微粒径の鉄粉を多量に含むと前述した発熱や作業環境上の問題を生ずることから所定の量以下であることも必要である。
【００１５】
次に、発明者が着目したのは、稲種子の表面の状態である。稲の種籾１の最外殻である籾殻３の表面には、図２に示すように、毛５が生えている。
「お米の微視的構造を見る（目崎孝昌 著）」の２１ページにも示されているように、前記の毛５の生え方にも粗密がある。特に、毛５が密集した部位における毛５の間隔は５０〜１５０μmである。
発明者は、種籾１に鉄粉をコーティングする際には、前述した凹部に入り込んで付着する他に毛５の弾性的作用によって毛５と毛５の間に配置された鉄粉が毛５に保持されることを通じて、付着力が高まると考えた。
また、発明者は、稲種子の毛５の保持力による付着の他、毛５をすり抜ける鉄粉で、凹部には入り込まないような粒径の鉄粉は、稲種子表面に貼りつくように直接付着することも知見した。
以上のような種子の表面の状態を検討し、毛５に保持されるもの、あるいは毛５をすり抜けて凹部には入り込まないが種子表面に付着するような鉄粉粒径について検討したところ、６３μm以下の鉄粉を所定の量含むことが好ましいとの知見を得た。
そして、稲種子表面の凹部に入り込む鉄粉、凹部には入り込まない稲種子表面に付着する鉄粉、毛５によって保持される鉄粉を含有することで、稲種子の凹部には最も微細な鉄粉が入り込み、その上方には種子表面に鉄粉が付着し、さらにその上方には毛５によって鉄粉が保持され、鉄粉が三重にコーティングされる部位も存在することになり、種子の転がりや滑りに伴う、被覆膜の剥離量を小さくできるとの知見を得た。
【００１６】
また、鉄粉の粒子径が大きすぎると毛５の間隙に入りにくくなるのみならず、粒子に作用する重力が大きく、毛５が鉄粉を保持できなくなるので、付着効果が小さくなると推定される。従って粒子径が１５０μm以上の鉄粉の割合は所定の量以下にするのが好ましいとの知見も得た。
【００１７】
なお、上記の検討は稲種子を例に挙げて説明したが、種子表面の全体もしくは部分的に凹凸および／または毛を有する種子であれば、同様のことが言える。
【００１８】
＜結合材についての検討＞
結合材については、凝集粒子発生の原因を検討した。その結果、凝集粒子の発生は、結合材の粒径に関連しているとの知見を得た。
【００１９】
なお、上記の検討は稲種子を例に挙げて説明したが、稲種子と同様に表面に毛を有する種子、例えば、麦、ニンジン、トマトなどの種子であれば、同様のことが言える。
【００２０】
本発明は上記の知見を基になされたものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
【００２１】
（１）本発明に係る種子被覆用鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であることを特徴とするものである。
【００２２】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、粒子径が１５０μm超の鉄粉の質量比率が、１０％未満であることを特徴とするものである。
【００２３】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、鉄粉が還元法もしくはアトマイズ法で製造されたことを特徴とするものである。
【００２４】
（４）本発明に係る鉄粉被覆種子は、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の種子被覆用鉄粉を被覆してなることを特徴とするものである。
【００２５】
（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、種子が稲種子であることを特徴とするものである。
【００２６】
（６）本発明に係る種子被覆剤は、種子表面を被覆するのに用いる鉄粉と結合材を含む種子被覆剤であって、前記鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であり、前記結合材は、その平均粒径が１〜１５０μmであることを特徴とするものである。
【００２７】
（７）また、上記（６）に記載のものにおいて、前記結合材は、硫酸塩及び／又は塩化物を含むことを特徴とするものである。
【００２８】
（８）また、上記（６）又は（７）に記載のものにおいて、前記鉄粉は、粒子径が１５０μm超の鉄粉の質量比率が、１０％未満であることを特徴とするものである。
【００２９】
（９）また、上記（６）乃至（８）のいずれかに記載のものにおいて、前記鉄粉が還元法もしくはアトマイズ法で製造されたことを特徴とするものである。
【００３０】
（１０）また、本発明に係る種子は、上記（６）乃至（９）のいずれかに記載の種子被覆剤を種子に被覆してなることを特徴とするものである。
【００３１】
（１１）また、上記（１０）に記載のものにおいて、種子が稲種子であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る種子被覆用鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ、粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超、またはさらに粒子径が１５０μmを超える鉄粉の質量比率が１０％未満であることから、種子表面に凹凸や毛を有する例えば稲種子のような種子に対して、毛による保持や毛をすり抜けての種子への直接付着、さらには微細な凹凸部の凹部内側への付着が期待でき、強固な被膜の形成が可能となり、播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない被覆が実現できる。
これによって、農作業の省力化や農産物生産コストの低減が可能となる。
【００３３】
また、本発明に係る種子被覆剤は、種子表面を被覆するのに用いる鉄粉と結合材を含む種子被覆剤であって、前記鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であり、前記結合材は、その平均粒径が１〜１５０μmであることから、鉄粉は、種子表面に毛を有する例えば稲種子のような種子に対して毛による保持が期待でき、播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない被覆が実現でき、また結合材は凝集粒子の発生が抑制できるので、歩留まりの向上、被覆成分の均一化、さらには被覆作業性の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】稲種子の表面の二次電子像である。
【図２】稲種子の表面の状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［実施の形態１］
本発明の一実施の形態に係る種子被覆用鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ、粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であることを特徴とするものである。また、本実施の形態においては、粒子径が１５０μmを超える鉄粉の質量比率が１０％未満としている。
【００３６】
粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率を３５％超としたのは、鉄粉が種子表面の微細な凹凸の凹部に入り込んで付着し、強固な被膜を形成するためである。
また、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率を８５％未満としたのは、微粒径の鉄粉の含有量が増えると、鉄粉が空気中の酸素と急激に反応し、発熱によって鉄粉を被覆した種子がダメージを受ける可能性や、大量取扱時には火災を引き起こしたりする懸念があり、さらに、微細な鉄粉の含有量が多いと、粉塵を生じやすく清浄な作業環境を維持しにくいからである。
【００３７】
粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率を７５％超としたのは、粒子径が６３μm以下の鉄粉は種子の表面にある毛に保持され、あるいは毛の間をすり抜けて種子の表面に粒子間の付着力によって付着するので、このような粒子径の鉄粉を所定の量を含有することで、前述した三重被覆を実現する趣旨である。
【００３８】
粒子径が１５０μmを超える鉄粉の質量比率を１０％未満とすることが好ましいのは、粒子径が１５０μmを超える鉄粉は毛による保持及び種子表面への直接の付着共に期待ができないので、この粒子径のものを少なくする趣旨である。
【００３９】
なお、鉄粉の粒度分布は、JIS Z２５１０−２００４に定められた方法を用いてふるい分けすることによって評価できる。
【００４０】
本実施の形態における鉄粉の製造方法としては、ミルスケールを還元して製造する還元法や溶鋼を水アトマイズして製造するアトマイズ法などが例示される。
【００４１】
鉄粉で種子を被覆する方法に制限はない。
例えば「鉄コーティング湛水直播マニュアル２０１０（独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構 近畿中国四国農業研究センター 編）」に示されているように、手作業での被覆（コーティング）をはじめ、従来から公知の混合機を用いる方法等いずれを使用してもよい。
混合機としては、例えば、攪拌翼型ミキサー（たとえばヘンシェルミキサー等）や容器回転型ミキサー（たとえばＶ型ミキサー，ダブルコーンミキサー、傾斜回転型パン型混合機、回転クワ型混合機等）が使用できる。
また、上記の鉄コーティング湛水直播マニュアル２０１０に示されているように、鉄粉コーティングに際しては焼石膏などのコーティング強化剤（結合材）を使用することもできる。
【００４２】
上記のようにして種子被覆用鉄粉で被覆された種子が本発明の鉄粉被覆種子であり、被覆される種子としてはその代表的なものが稲種子であるが、その他の種子として例えば麦、ニンジン、トマトなどの種子が挙げられる。
【００４３】
［実施の形態２］
本実施の形態２は種子被覆剤に関するものである。
実施の形態２に係る種子被覆剤は、種子表面を被覆するのに用いる鉄粉と結合材としての硫酸塩及び／又は塩化物を含む種子被覆剤であって、前記鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であり、前記結合材は、その平均粒径が１〜１５０μmであることを特徴とするものである。
以下、種子被覆剤を構成する鉄粉、結合材について詳細に説明する。
【００４４】
＜鉄粉＞
本実施の形態の鉄粉は、実施の形態１の鉄粉と同一のものであり、実施の形態１において記載したのと同一の作用効果を奏するものである。
【００４５】
＜結合材＞
結合材は、硫酸塩及び／又は塩化物から構成される。硫酸塩とは、硫酸カルシウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム及びこれらの水和物である。また、塩化物とは、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム及びこれらの水和物である。
結合材の種子被覆剤の全体に含有される質量比率は、０．１〜８０質量％が好ましい。結合材の含有比率が０．１質量％以上であれば被膜の強度が低下することがなく、実用に適するからである。
また、結合材の含有比率が８０質量％以下であれば、結合材が凝集することがなく作業性が低下しないばかりでなく、本来の目的である被覆種子の比重を高める効果が得られるからである。
なお、結合材の種子被覆剤の全体に含有される質量比率のより好ましい範囲としては、０．５〜３５質量％である。この範囲にすることで、被覆の強度を高くして、かつ結合材の凝集を防止するのにより好ましいからである。
結合材の平均粒径は、１〜１５０μmとする。結合材の平均粒径が１μm未満では、被覆作業時に発生する凝集粒子が多くなり作業性が著しく低下するからである。一方、結合材の平均粒径が１５０μmを超えると、鉄粉の付着力が低下しコーティング被膜の強度が低下するからである。
【００４６】
種子被覆剤で種子を被覆する方法に制限はない。
例えば「鉄コーティング湛水直播マニュアル２０１０（独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構 近畿中国四国農業研究センター 編）」に示されているように、手作業での被覆（コーティング）をはじめ、従来から公知の混合機を用いる方法等いずれを使用してもよい。
混合機としては、例えば、攪拌翼型ミキサー（たとえばヘンシェルミキサー等）や容器回転型ミキサー（たとえばＶ型ミキサー，ダブルコーンミキサー、傾斜回転型パン型混合機、回転クワ型混合機等）が使用できる。
また、上記の鉄コーティング湛水直播マニュアル２０１０に示されているように、鉄粉コーティングに際して、鉄粉と結合材を含む種子被覆剤を使用する。
鉄粉による種子被覆の具体的な方法としては、鉄粉と結合材と種子を上記の混合機中に投入して、水スプレーしながら混合機を回転させるようにすればよい。
【実施例１】
【００４７】
本発明に係る種子被覆用鉄粉の効果を確認するために、本発明の発明例として種々の粒度分布の鉄粉である発明例１〜６を用いて稲種子の被覆を行った。また、比較例として、本発明の粒度分布の範囲を外れる粒度分布の鉄粉である比較例１〜３を用いて稲種子の被覆を行った。
鉄粉の被覆（コーティング）は、前述した「鉄コーティング湛水直播マニュアル２０１０」に記載された方法に準じて行った。具体的には以下の通りである。
【００４８】
はじめに種籾と焼石膏と数種の鉄粉を準備した。次に、傾斜回転型パン型混合機を用いて、適量の水を噴霧しながら種子（種籾）２０ｋｇに対して鉄粉１０ｋｇと１ｋｇの焼石膏をコーティングし、さらに０．５ｋｇの焼石膏を仕上げにコーティングした。
鉄粉を被覆（コーティング）された種子の転がり摩擦や滑り摩擦に対するコーティング被膜の強度評価方法は確立されていない。
そこで、JPMA P １１−１１９２ 「金属圧粉体のラトラ値測定方法」に記載された試験方法に準じて被膜強度を調査した。なお、本試験方法をラトラ試験と称することとする。
【００４９】
ラトラ試験においては、鉄粉をコーティングした種子２０±０．０５ｇをラトラ試験器のかごに封入し、そのかごを回転速度８７±１０ｒｐｍで回転させた。
なお、回転数は上記試験方法に準ずると回転数は１０００回となるが、以下に示す理由から回転数は１２００回に設定した。
近年では、コーティング種子の生産量、輸送量、貯蔵量が大量になるにつれて種子への負荷が増大する傾向にあり、より高い耐摩耗性が必要となってきた。そこで本発明では、この状況を反映し、より苛酷な条件で試験を実施するために、ラトラ試験におけるかごの回転数を１２００回に設定したものである。この方法によれば、かご内で種子が転がりながら流動することによって種子間および種子とかご容器内面との間で、転がりや滑りの摩擦力が負荷される。
したがって、本方法を適用すれば、転がり摩擦力と滑り摩擦力が複合的に負荷された場合の、コーティング被膜の強度を評価することができる。
表２に鉄粉の粒度分布とラトラ試験での重量減少率を示す。なお、重量減少率は以下の計算式から求めた。
重量減少率＝（ラトラ試験で剥離した被膜の質量）／（試験前の種子質量）×１００（％）
したがって、重量減少率が小さいほど、被膜の強度が高いと判定することができる。
【００５０】
【表２】
【００５１】
表２に示されるように、発明例１〜６に記載のものは全て、「粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ、粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が、７５％超」という本発明の粒度分布の範囲内であり、ラトラ試験での重量減少率が３．５％以下となっている。
他方、上記の粒度分布を外れる比較例１〜４では、ラトラ試験での重量減少率が４％以上である。
このことから、鉄粉の粒度分布を本発明の範囲内にすることで重量減少率を大幅に抑制できることが実証された。
なお、表２において比較例１〜４における粒度分布が本発明の範囲を外れる数字には下線を付してある。
【００５２】
また、発明例１，２，３，４、６では、粒子径が１５０μmを超える鉄粉の質量比率が１０％未満であり、これらのラトラ試験での重量減少率は、３．０％以下と低くなっている。他方、発明例５では、粒子径が１５０μmを超える鉄粉の質量比率が１１．６％と１０％超になっている。このことから、粒子径が１５０μmを超える鉄粉の質量比率を１０％未満に制御することで鉄粉の付着力をより高めることができることが分かる。
【実施例２】
【００５３】
本発明に係る種子被覆剤の効果を確認する実験を行った。この実験は種子被覆剤を構成する鉄粉と結合材のそれぞれについて各別に行ったので、以下各別に説明する。
【００５４】
＜鉄粉粒径についての効果確認＞
本発明に係る種子被覆剤を構成する鉄粉の効果を確認するために、本発明の発明例として実施例１で用いた鉄粉（表２の発明例１〜６）を用いて稲種子の被覆を行った。また、比較例として、本発明の粒度分布の範囲を外れる粒度分布の鉄粉として実施例１で用いた鉄粉（比較例１〜３）を用いて稲種子の被覆を行った。
また、結合材としては、平均粒径１２μmの焼石膏を用いた。
種子被覆剤の被覆（コーティング）は、前述した「鉄コーティング湛水直播マニュアル２０１０」に記載された方法に準じて行った。具体的には以下の通りである。
【００５５】
はじめに種籾と焼石膏と数種の鉄粉を準備した。次に、傾斜回転型パン型混合機を用いて、適量の水を噴霧しながら種子（種籾）１０ｋｇに対して鉄粉５ｋｇと０．５ｋｇの焼石膏をコーティングし、さらに０．２５ｋｇの焼石膏を仕上げにコーティングした。
種子被覆剤が被覆（コーティング）された種子の転がり摩擦や滑り摩擦に対するコーティング被膜の強度評価方法は確立されていない。
そこで、JPMA P １１−１９９２ 「金属圧粉体のラトラ値測定方法」に記載された試験方法に準じて被膜強度を調査した。なお、本試験方法をラトラ試験と称することとする。
【００５６】
ラトラ試験においては、種子被覆剤をコーティングした種子２０±０．０５ｇをラトラ試験器のかごに封入し、そのかごを８７±１０ｒｐｍの回転速度で１２００回転させた。この方法によれば、かご内で種子が転がりながら流動することによって種子間および種子とかご容器内面との間で、転がりや滑りの摩擦力が負荷される。
したがって、本方法を適用すれば、転がり摩擦力と滑り摩擦力が複合的に負荷された場合の、コーティング被膜の強度を評価することができる。
表３に種子被覆剤の鉄粉の粒度分布とラトラ試験での重量減少率を示す。表３において、発明例７〜１２が表２における発明例１〜６の鉄粉と平均粒径１２μmの焼石膏からなる種子被覆剤であり、比較例４〜６が表２における比較例１〜３の鉄粉と平均粒径１２μmの焼石膏からなる種子被覆剤である。
なお、重量減少率は以下の計算式から求めた。
重量減少率＝（ラトラ試験で剥離した被膜の質量）／（試験前の種子質量）×１００（％）
したがって、重量減少率が小さいほど、被膜の強度が高いと判定することができる。
【００５７】
【表３】
【００５８】
表３に示されるように、発明例７〜１２に記載のものは全て、「粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超」という本発明の粒度分布の範囲内であり、ラトラ試験での重量減少率が３．６％以下となっている。
他方、上記の粒度分布の範囲を外れる比較例４〜６では、ラトラ試験での重量減少率が４.６％以上である。
このことから、種子被覆剤の鉄粉の粒度分布を本発明の範囲内にすることでラトラ試験での重量減少率を大幅に抑制できることが実証された。
なお、表３において比較例４〜６における粒度分布が本発明の範囲を外れる数字には下線を付してある。
【００５９】
また、発明例７，８，９，１０，１２では、粒子径が１５０μm超の鉄粉の質量比率が、１０％未満であり、これらのラトラ試験での重量減少率は、３．０％以下と低くなっていることから、粒子径が１５０μm超の鉄粉の質量比率を１０％未満にすることで鉄粉の付着力を高めることができることが分かる。
【００６０】
＜結合材平均粒径についての効果確認 その１＞
次に結合材の平均粒径の効果を確認するための実験を行った。結合材としては、焼石膏を用い、表４に示すように複数の平均粒径のものを準備した。また、鉄粉としては、上記の実験に用いた発明例７で用いたもの、すなわち４５μm以下が４４．３％、６３μm以下が７６．０％、６３μm超１５０μm以下が２３．３％、１５０μm超が０．７％の粒度分布の鉄粉を用いた。
稲種子への被覆方法は、上記の「鉄粉粒径についての効果確認」の際に行ったのと同様の方法で行った。
被覆作業時、すなわち鉄粉、焼石膏及び稲種子を傾斜回転型パン型混合機に投入して混合している際に発生した凝集粒子の発生状態を目視確認して評価した。
また、被覆作業が完了して鉄粉により被覆された稲種子について、ラトラ試験によって被膜強度を調査した。
結果を表４に示す。
【００６１】
【表４】
【００６２】
表４に示す結果から、凝集粒子に関しては、焼石膏の平均粒径が０．６μmでは被覆作業時に発生した凝集粒子が多く、焼石膏の平均粒径が１μm以上では被覆作業時に発生した凝集粒子が少ないことが確認された。
また、被覆強度に関しては、焼石膏の平均粒径が０．６μmではラトラ試験での重量減少率が５．９％と大きくなっているが、焼石膏の平均粒径が１．２〜１４５μmの範囲では重量減少率が４．０％未満で許容範囲内となっており、焼石膏の平均粒径が２０３μmでは重量減少率が１５．５％と極めて大きくなっていることが確認された。
【００６３】
＜結合材平均粒径についての効果確認 その２＞
次に結合材として塩化カリウムを用い、結合材の平均粒径の効果を確認するための実験を行った。表５に示すように複数の平均粒径のものを準備した。また、鉄粉としては、上記の実験に用いた発明例７で用いたもの、すなわち４５μm以下が４４．３％、６３μm以下が７６．０％、６３μm超１５０μm以下が２３．３％、１５０μm超が０．７％の粒度分布の鉄粉を用いた。
稲種子への被覆方法は、上記の「鉄粉粒径についての効果確認」の際に行ったのと同様の方法で行った。
被覆作業時、すなわち鉄粉、塩化カリウム及び稲種子を傾斜回転型パン型混合機に投入して混合している際に発生した凝集粒子の発生状態を目視確認して評価した。
また、被覆作業が完了して鉄粉により被覆された稲種子について、ラトラ試験によって被膜強度を調査した。
結果を表５に示す。
【００６４】
【表５】
【００６５】
表５に示す結果から、塩化カリウムの平均粒径が０．５μmでは被覆作業時に発生した凝集粒子が多く、塩化カリウムの平均粒径が１μm以上では被覆作業時に発生した凝集粒子が少ないことが確認された。
また、被覆強度に関しては、塩化カリウムの平均粒径が０．５μmではラトラ試験での重量減少率が４．５％と大きくなっているが、塩化カリウムの平均粒径が１．５〜１４０μmの範囲では重量減少率が４．０％未満で許容範囲内となっており、塩化カリウムの平均粒径が２５０μmでは重量減少率が１３．６％と極めて大きくなっていることが確認された。
【００６６】
上記の結果から、結合材としての焼石膏、塩化カリウムの平均粒径が凝集粒子の発生と、被覆強度に関連していることが実証された。
そして、結合材の平均粒径の好ましい範囲としては、１〜１５０μmであることも確認された。
【００６７】
なお、上記の実施例においては、結合材として焼石膏および塩化カリウムを例に挙げて説明したが、その他の硫酸塩、塩化物、または硫酸塩と塩化物の混合物であっても同様である。さらに硫酸塩、塩化物の他に、亜硫酸塩、硫化物、硝酸塩、亜硝酸塩や、これらの塩の水和物、もしくはこれらの塩の混合物のように、鉄粉の酸化反応を促進する物質を結合材として用いることができる。
なお、上記の結合材の中でも焼石膏は、植物や人体に及ぼす悪影響が非常に小さく、安価かつ入手が容易であるため、特に好適である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 種籾
３ 籾殻
５ 毛
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であることを特徴とする種子被覆用鉄粉。
【請求項２】
粒子径が１５０μm超の鉄粉の質量比率が、１０％未満であることを特徴とする請求項１記載の種子被覆用鉄粉。
【請求項３】
鉄粉が還元法もしくはアトマイズ法で製造されたことを特徴とする請求項１又は２記載の種子被覆用鉄粉。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の種子被覆用鉄粉を種子に被覆してなることを特徴とする鉄粉被覆種子。
【請求項５】
種子が稲種子であることを特徴とする請求項４記載の鉄粉被覆種子。
【請求項６】
種子表面を被覆するのに用いる鉄粉と結合材を含む種子被覆剤であって、
前記鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であり、
前記結合材は、その平均粒径が１〜１５０μmであることを特徴とする種子被覆剤。
【請求項７】
前記結合材は、硫酸塩及び／又は塩化物を含むことを特徴とする請求項６記載の種子被覆剤。
【請求項８】
前記鉄粉は、粒子径が１５０μm超の鉄粉の質量比率が、１０％未満であることを特徴とする請求項６又は７記載の種子被覆剤。
【請求項９】
前記鉄粉が還元法もしくはアトマイズ法で製造されたことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の種子被覆剤。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか一項に記載の種子被覆剤を種子に被覆してなることを特徴とする種子被覆剤被覆種子。
【請求項１１】
種子が稲種子であることを特徴とする請求項１０記載の種子被覆剤被覆種子。
【請求項１】
粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であることを特徴とする種子被覆用鉄粉。
【請求項２】
粒子径が１５０μm超の鉄粉の質量比率が、１０％未満であることを特徴とする請求項１記載の種子被覆用鉄粉。
【請求項３】
鉄粉が還元法もしくはアトマイズ法で製造されたことを特徴とする請求項１又は２記載の種子被覆用鉄粉。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の種子被覆用鉄粉を種子に被覆してなることを特徴とする鉄粉被覆種子。
【請求項５】
種子が稲種子であることを特徴とする請求項４記載の鉄粉被覆種子。
【請求項６】
種子表面を被覆するのに用いる鉄粉と結合材を含む種子被覆剤であって、
前記鉄粉は、粒子径が４５μm以下の鉄粉の質量比率が３５％超、８５％未満、かつ粒子径が６３μm以下の鉄粉の質量比率が７５％超であり、
前記結合材は、その平均粒径が１〜１５０μmであることを特徴とする種子被覆剤。
【請求項７】
前記結合材は、硫酸塩及び／又は塩化物を含むことを特徴とする請求項６記載の種子被覆剤。
【請求項８】
前記鉄粉は、粒子径が１５０μm超の鉄粉の質量比率が、１０％未満であることを特徴とする請求項６又は７記載の種子被覆剤。
【請求項９】
前記鉄粉が還元法もしくはアトマイズ法で製造されたことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の種子被覆剤。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか一項に記載の種子被覆剤を種子に被覆してなることを特徴とする種子被覆剤被覆種子。
【請求項１１】
種子が稲種子であることを特徴とする請求項１０記載の種子被覆剤被覆種子。
【図２】
【図１】
【図１】
【公開番号】特開２０１３−４６５９８（Ｐ２０１３−４６５９８Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３７５０（Ｐ２０１１−２３３７５０）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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