本発明は粒状オキサミドの製造方法、更に詳しくは、肥料硬度が高く、かつ水中や土壌中での崩壊抵抗性が高い、安定した緩効性肥効を有する粒状オキサミドの製造方法に関する。

2010年から2015年の農業構造変動の特徴のひとつは、農業経営体数、販売農家数の減少率が過去最高となり、農業従事者の高齢化がますます進んでいることである。そのために農家現場では、施肥作業の体力的負担をできるだけ少なく追肥回数が少なくて済む緩効性窒素入り肥料が広く利用されている。オキサミド[(CONH₂)₂]は、その代表例のひとつで、無臭白色の粉末で水に対する溶解度が低く、更に作物に対して薬害がないなど緩効性窒素肥料として優れており、使用されている。

しかしながら、粉末のオキサミドは、土壌中の微生物により比較的早く無機化(オキサミドが植物によって吸収される形態まで分解されることをいう)され、無機化された窒素成分は、硫安、尿素、塩安及び硝安などの水に溶けやすい窒素質肥料と同様に流亡等による損失が起り易いので、オキサミドの緩効性の特徴を十分発揮できない。また、化成肥料中にオキサミドを混練して含有させても、湛水条件では肥料粒子が早く崩壊してしまうため、分解に係わる微生物によって速やかに分解され緩効性肥効を発揮できない。

一般に、オキサミドの水中や土壌中への溶出を制御してオキサミドとオキサミドを分解する微生物との接触を抑制することにより、オキサミドの無機化速度を低下させ、オキサミドの肥効を緩効化することが可能である。オキサミドの水中や土壌中への溶出を制御するためには、できるだけ粒子強度が高く、なおかつ水中や土壌中で崩れにくい粒状にする必要性がある。

肥料造粒時の造粒促進材(バインダー)としては、ベントナイト、廃糖蜜、リグニンスルホン酸塩、でん粉、コンニャク粉、アルギニン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアクリルアミド(PAM)、石膏、腐植酸ナトリウムなどの使用が知られている(非特許文献1)。

これらを用いて、オキサミドを含有する肥料粒子の粒子強度及び粒子が水中で崩壊せずにその形状が維持されるとの特性(水中形状安定性)などを高めて溶出を制御してオキサミドとその分解に係わる微生物との接触を抑制することを目的にした技術として、オキサミド粉末をポリビニルアルコールにより結合し棒状に押出し成形後、顆粒状とする(特許文献1)、オキサミド粉末をポリビニルアルコールにより結合し棒状に押出し成形後、顆粒状とした後に顆粒状成形物を高速転動造粒機にて球状に変形する(特許文献2)、オキサミドと硫酸鉄、塩化鉄、硝酸鉄などの鉄化合物と燐酸一アンモニウムなどの燐酸のアンモニウム塩とを含む組成物を皿形造粒機、押出し造粒機などで造粒する(特許文献3)、オキサミドと石膏と硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウムなどのアルミニウム化合物と燐酸アンモニウムなどの燐酸アンモニウム塩とを含む組成物を皿形造粒機、押出し造粒機などで造粒する(特許文献4)、オキサミドと塩化アンモニウム、燐酸二アンモニウム、石膏を含有させて皿形造粒機、押出し造粒機などで造粒する(特許文献5)、ことにより肥料にすることが開示されている。

また、特許文献6には、重合度1800以下、ケン化度90モル%以下のポリビニルアルコールと原料肥料(具体的には、加工鉱さいりん酸肥料、鉱さいけい酸質肥料、混合りん酸肥料、化成肥料)とを含有させて皿形造粒機で造粒し、粒子強度が高く、特に低温での水中崩壊性に優れた粒状肥料を提供する発明が開示されている。

しかしながら、特許文献1の方法では、顆粒状オキサミドの硬度が2kgf以下と低く、成形後の袋内での粉化が生じ問題である。特許文献2の方法では、球状オキサミドの硬度が3kgf以下と低く、しかも球状にするためには、二軸ローター型混合機で混合した後、押出し成形し、更に高速転動造粒機として不二パウダル(株)製のマルメライザーを使用する2種類以上の装置による製造が必要である。また、特許文献3、4、5の方法では、粒状肥料の硬度が5〜9kgfと高いが、粉状オキサミドに対する添加物の比率が高いため粒状肥料中のオキサミドに由来する窒素量が少なくなる欠点があった。また、粒状オキサミドの安定した緩効性肥効に直結する水中形状安定性についても、特許文献1では2週間、特許文献3、4では1時間、特許文献5では10時間と短期間での結果であり、湛水条件における水中や土壌中での緩効性肥効としては不十分である。また、特許文献6は、本発明で目的とする水中で崩れにくい粒状オキサミドと異なる水中崩壊性に優れた粒状肥料を提供する技術である。

特許文献7には、硝酸化成抑制剤を被覆材で被覆してなる被覆硝酸化成抑制資材とアンモニア態窒素及び/又は尿素態窒素を含む肥料とを配合してなる被覆硝酸化成抑制資材配合肥料を製造するための造粒方法の例として、傾斜パン型造粒機に硝酸化成抑制剤、肥料などの粉末を投入し、リグニンスルホン酸塩の水溶液、廃糖蜜等をバインダーとして造粒する方法、押しだし造粒機を使用する方法、アイリッヒミキサー等の混合造粒機を使用する方法などが記載されている。

特許文献8には、硝酸化成抑制剤と希釈剤(ただし、硝酸態窒素とアンモニア態窒素の形態を窒素成分として含む化成肥料および尿素を除く)とを混合し粒状化してなる粒状硝酸化成抑制資材を被膜材で被覆した被覆硝酸化成抑制資材を製造するための造粒方法の例として、造粒方法の例としては、傾斜パン型造粒機に硝酸化成抑制剤、化成肥料などの粉末を投入し、リグニンスルホン酸塩の水溶液、廃糖蜜等をバインダーとして造粒する方法、押しだし造粒機を使用する方法、アイリッヒミキサー等の混合造粒機を使用する方法などが記載されている。

しかしながら、オキサミドの粒状化製造に傾斜型アイリッヒミキサーが用いられたことはない。

特開昭59−169527号公報

特開平2−145493号公報

特公平6−2628号公報

特公平6−2629号公報

特公平6−2630号公報

特開2006−21968号公報

特開2000−53481号公報(請求項1、段落0011、製造例1及び6)

特開2000−53482号公報(請求項1、段落0014、製造例1及び2)

「肥料加工学」造粒促進材(バインダー)BSI生物科学研究所

本発明の課題は、肥料硬度が高く、かつ水中や土壌中での崩壊抵抗性が高く、安定した緩効性肥効を有する粒状オキサミドを提供することである。

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、オキサミドにポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールを含有させて、傾斜型の混合パン容器内で高速撹拌造粒し乾燥することによって、肥料硬度が高く、しかも湛水条件や畑条件でも粒子形状安定性を高く保つことができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の要旨は以下のとおりである。 (1)オキサミド粉末100重量部に対して、ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールを0.5重量部以上含有する混合物を傾斜型の混合パン容器内で高速撹拌造粒した後、乾燥することを特徴とする粒状オキサミドの製造方法。 (2)回転する混合パンと、当該混合パンの中心位置から偏心した位置に配置された、混合パンとは独立して回転する混合工具と、前記混合パンの内部に固定されて配置されたスクレーパーとを備えた高速撹拌ミキサーを用いて高速撹拌造粒する前記(1)に記載の製造方法。 (3)ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコール、及び水の添加後の高速撹拌造粒する時間が13〜60分である前記(2)に記載の製造方法。

本発明によれば、肥料硬度が高く、かつ水中や土壌中での崩壊抵抗性が高く、安定した緩効性肥効が発揮できる粒状オキサミドを提供することによって、作物栽培中の追肥回数を減らすことができ、近年の農業従事者の高齢化に伴う施肥作業への負担軽減が可能になる。

図1は本発明を実施する際に用いる高速撹拌ミキサーの1例を示す概略斜視図である。

図2は25℃、水田条件下における無機化試験の結果を示す図である。

本発明で使用するポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールは、重合度が1300〜2400、粘度(mPa・S)が15〜50、ケン化度(mol%)が90以上、好ましくは、重合度が1700〜1800、粘度(mPa・S)が20〜30、ケン化度(mol%)が98.0〜99.7であるものが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。

変性ポリビニルアルコールとしては、特に制限はないが、例えば、酸変性ポリビニルアルコール(以下、「酸変性PVA」ともいう)、エチレン変性ポリビニルアルコール等を用いることができる。

酸変性PVAは、カルボキシ基やスルホン酸基を所定量含有するビニルアルコール系重合体であり、前者をカルボン酸変性PVA、後者をスルホン酸変性PVAという。

カルボン酸変性PVAは、カルボキシ基を有する化合物を、従来公知の方法により、ポリビニルアルコールに導入することにより製造することができる。カルボキシ基を含有する化合物としては、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水トリメット酸、アクリル酸及びそれらの塩等が挙げられる。

スルホン酸変性PVAは、スルホン酸基を有する化合物を、従来公知の方法により、ポリビニルアルコールに導入することにより製造することができる。スルホン酸基を有する化合物としては、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及びそれら塩等が挙げられる。

エチレン変性ポリビニルアルコールは、ビニルエステルとエチレンとの共重合体をケン化することにより得られ、ビニルエステルとしては、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル等が挙げられる。

本発明の粒状オキサミドにおけるポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールの含有量は、粒子硬度及び水中形状安定性確保の点から、オキサミド粉末100重量部に対して、0.5重量部以上、好ましくは1〜10重量部、更に好ましくは1〜2重量部である。このポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールの含有量が0.5重量部を下回ると造粒時にバインダーとしての効果が弱く造粒後の粒子硬度を高める効果が低くなり、一方、10重量部を上回ると粒状オキサミドの窒素成分が低くなり成分の品位が低下する。

次に本発明の粒状オキサミドの製造方法の好ましい態様について説明する。 はじめに、ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールを次の要領で溶解する。常温水を撹拌しながら、計量したポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールを徐々に投入し、撹拌を継続したままで加熱し始める。液温が90〜95℃に到達後、温度を維持しながら1〜2時間撹拌を継続する。その後、熱源を切り、撹拌力を弱め、徐々に冷却し、一定濃度のポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコール水溶液を調製する。ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコール液の濃度は特に制限はないが、10〜15%液が取扱い上の粘性や肥料製造時の添加量として適している。次に造粒機に入れたオキサミド粉末100重量部に対して0.5重量部以上の重量比率となるよう、溶解調製したポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコール液を徐々に添加し、傾斜型の混合パン容器内で高速撹拌造粒し、造粒物を乾燥する。オキサミド粉末に添加するポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールは、原料粉末間の結合力を均一にするには液状にして添加することが望ましいが、添加量が少ない場合は粉状で添加してもよい。また、オキサミド粉末の他に嵩比重の調整や水中での浮上防止のために鉱物粉末等を添加してもよい。

造粒に使用する造粒機は、日本アイリッヒ(株)製の傾斜型の混合パン容器を有する高速撹拌造粒機(以下、傾斜型アイリッヒミキサーと表示)で、その詳細は、特許第4406328号公報、緻密・高生産を特徴とする高性能混合機による造粒『粉体技術の基礎と応用』化学装置9月号別冊、工業通信社、2005年に記載されている。

図1は本発明を実施する際に用いる高速撹拌ミキサーの1例を示す概略斜視図である。 図1に示すように、本発明で使用する高速撹拌ミキサー1は、被撹拌物体を収容し、被撹拌物体を収容した状態で回転する混合パン2と、この混合パン2の内部にあって混合パン2の中心位置から偏心した位置に配置され、混合パン2とは独立して回転する混合工具(「アジテーター」とも呼ぶ)3と、混合パン2の内部に固定されて配置されたスクレーパー4とを備えている。混合パン2及び混合工具3はそれぞれ独立して回転方向及び回転数を設定することが可能であり、混合パン2と混合工具3との回転方向を逆方向にする場合と、混合パン2と混合工具3との回転方向を同一方向にする場合の2種類の撹拌方法で撹拌することができる。

操作手順の概要は以下の通りである。装置に肥料原料を投入後、ローターの周速を上げ(通常1〜10m/s、好ましくは2〜6m/s)混合し原料を均一化する。次にポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコール液及び添加水を加える。ローターの周速を上げ(通常10〜40m/s、好ましくは15〜35m/s)、分散・造粒を行う。ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコール、及び水の添加後の高速撹拌造粒する時間は、目的の粒径の生成率の点から13分以上が好ましく、粒同士の付着により大きな塊状態になるのを防止する点から60分以下が好ましい。前記高速撹拌造粒する時間は、更に好ましくは15〜45分、より好ましくは20〜45分である。その後、ローターの周速を下げ1〜10m/s、好ましくは2〜6m/s)処理を行い、最後にミキサーから排出する。得られた粒状物を乾燥器内で加熱乾燥し、粒状オキサミドを製造する。乾燥温度は、通常65〜130℃、好ましくは90〜120℃である。

本発明の粒状オキサミドの形状及びサイズに関しては特に制限はないが、通常1〜10mmの範囲内の粒径を有する粒状である。特に粒径が2〜4mmの範囲内にあるものは、施肥の際の飛散を軽減できるなど作業性が良好であり好ましい。また、本発明による造粒組成物を他の化成肥料と配合する場合でも、分級することが少なく、良好である。

以下、実施例及び比較例によって本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。 ポリビニルアルコール(PVA)又は変性ポリビニルアルコール(変性PVA)は、純分94.00%以上のものを使用した。その添加量(%)は、オキサミド粉末に対する重量比率で示した。

(実施例1)傾斜型アイリッヒミキサーによる変性PVA1%入り粒状オキサミドの製造 水2.7重量部を入れた5Lビーカーを常温の湯浴中に浸し、撹拌用モーターをセットして水を撹拌しながら変性ポリビニルアルコール((株)クラレ製、重合度1300、ケン化度92〜98)0.3重量部を徐々に加えた。撹拌しながら加温して95℃に到達後、温度を維持しながら2時間撹拌した。変性PVAが完全に溶解したのを確認し、撹拌力を弱めて徐々に冷却し、10%液を調製した。 オキサミド粉末20重量部を傾斜型アイリッヒミキサー(日本アイリッヒ(株)製、インテンシブミキサーR02型;以下同様)の混合パン容器に投入後、調製した変性PVA10%液を2重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分15秒間混合した。次に水3.53重量部を加えて、分散・造粒をローターの周速19m/s(3000rpm)で23分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ1分30秒間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、変性PVA1%入り粒状オキサミドを得た。

(実施例2)傾斜型アイリッヒミキサーによるPVA2%入り粒状オキサミドの製造 水5.4重量部を入れた10Lビーカーを常温の湯浴中に浸し、撹拌用モーターをセットして水を撹拌しながらPVA0.6重量部を徐々に加えた。撹拌しながら加温して95℃に到達後、温度を維持しながら2時間撹拌した。PVAが完全に溶解したのを確認し、撹拌力を弱めて徐々に冷却し、10%液を調製した。 オキサミド粉末20重量部を傾斜型アイリッヒミキサーの混合パン容器に投入後、調製したPVA10%液を4重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分間混合した。更に水1.66重量部を加えて、分散・造粒をローターの周速19m/s(3000rpm)で21分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ2分間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、PVA2%入り粒状オキサミドを得た。

(実施例3)傾斜型アイリッヒミキサーによるPVA1%入り粒状オキサミドの製造 オキサミド粉末20重量部を傾斜型アイリッヒミキサーの混合パン容器に投入後、実施例2で調製したPVA10%液を2重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分間混合した。更に水3.63重量部を加えて、分散・造粒をローターの周速19m/s(3000rpm)で22分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ2分間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、PVA1%入り粒状オキサミドを得た。

(実施例4)傾斜型アイリッヒミキサーによる変性PVA4%入り粒状オキサミドの製造 水4.8重量部を入れた10Lビーカーを常温の湯浴中に浸し、撹拌用モーターをセットして水を撹拌しながら変性ポリビニルアルコール1.2重量部を徐々に加えた。撹拌しながら加温して95℃に到達後、温度を維持しながら2時間撹拌した。変性PVAが完全に溶解したのを確認し、撹拌力を弱めて徐々に冷却し、20%液を調製した。 オキサミド粉末20重量部を傾斜型アイリッヒミキサーの混合パン容器に投入後、調製した変性PVA20%液を4重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分間混合した。更に水2.3重量部を加えて、分散・造粒をローターの周速19m/s(3000rpm)で18分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ2分間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、変性PVA4%入り粒状オキサミドを得た。

(実施例5)傾斜型アイリッヒミキサーによる変性PVA0.5%入り粒状オキサミドの製造 オキサミド粉末20重量部を傾斜型アイリッヒミキサーの混合パン容器に投入後、実施例1で調製した変性PVA10%液を1重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分15秒間混合した。次に水4.4重量部を加えて、分散・造粒をローターの周速19m/s(3000rpm)で23分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ1分30秒間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、変性PVA0.5%入り粒状オキサミドを得た。

(実施例6)傾斜型アイリッヒミキサーによるPVA0.5%入り粒状オキサミドの製造 オキサミド粉末20重量部を傾斜型アイリッヒミキサーの混合パン容器に投入後、実施例2で調製したPVA10%液を1重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分15秒間混合した。次に水4.4重量部を加えて、分散・造粒をローターの周速19m/s(3000rpm)で23分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ1分30秒間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、PVA0.5%入り粒状オキサミドを得た。

(比較例1)水平型アイリッヒミキサーによる変性PVA1%入り粒状オキサミドの製造 オキサミド粉末20重量部を水平型アイリッヒミキサー(日本アイリッヒ(株)製、インテンシブミキサーDE14型)の混合パン容器に投入後、実施例1で調製した変性PVA10%液を2重量部添加し、ローターの周速13m/s(600rpm)で1分間混合した。更に水3.65重量部を加えて、ローターの周速31m/s(1500rpm)で分散・造粒を25分間行い、ローターの周速を13m/s(600rpm)に下げ2分間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、変性PVA1%入り粒状オキサミドを得た。

(比較例2)皿形造粒機による変性PVA1%入り粒状オキサミドの製造 オキサミド粉末20重量部を皿形造粒機(住友重機械工業(株)製モーター駆動式自作パン造粒機)のパン容器に投入後、実施例1で調製した変性PVA10%液を2重量部添加し、パンの周速1.6m/s(40rpm)で15分間混合した。更に水8.02重量部を徐々に加えながらパンの周速1.6m/s(40rpm)で30分間造粒した。造粒した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、変性PVA1%入り粒状オキサミドを得た。

(比較例3)押出し造粒機による変性PVA1%入り粒状オキサミドの製造 粉末オキサミド20重量部を二軸ローター型混合機(不二パウダル(株)製)に投入後、実施例1で調製した変性PVA10%液を2重量部及び水6.46重量部を添加し、十分に混練した。 混練物をスクリュー押出し造粒機(不二パウダル(株)製、スクリーン網目1.2mm)に入れ、押出し造粒した。スクリーンから押出された造粒物を105℃の乾燥器で24時間乾燥後、0.5〜1cmの長さに切り、ペレット状の変性PVA1%入り粒状オキサミドを得た。

(比較例4)傾斜型アイリッヒミキサーによる粒状オキサミド(造粒促進材無添加)の製造 オキサミド粉末20重量部を傾斜型アイリッヒミキサーの混合パン容器に投入後、水を3.81重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分間混合した。更に水1.82重量部を加えて、分散・造粒をローターの周速19m/s(3000rpm)で32分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ2分間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、粒状オキサミドを得た。

(比較例5)傾斜型アイリッヒミキサーによるでんぷん2%入り粒状オキサミドの製造 オキサミド粉末20重量部とでんぷん0.4重量部を傾斜型アイリッヒミキサーの混合パン容器に投入後、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分間混合した。次に水を5.1重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分間混合した。更に分散・造粒をローターの周速19m/s(3000rpm)で25分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ2分間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、でんぷん2%入り粒状オキサミドを得た。

(比較例6)傾斜型アイリッヒミキサーによるカルボキシメチルセロース(CMC)2%入り粒状オキサミドの製造 オキサミド粉末20重量部とCMC0.4重量部を傾斜型アイリッヒミキサーの混合パン容器に投入後、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分間混合した。次に水を5.1重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分間混合した。更に分散・造粒をローターの周速19m/s(3000rpm)で23分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ2分間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、CMC2%入り粒状オキサミドを得た。

(比較例7)傾斜型アイリッヒミキサーによる鉱物、硫酸鉄、リン酸入り粒状オキサミドの製造 オキサミド粉末20重量部と鉱物(玄武岩粉末)1.25重量部、硫酸鉄0.42重量部、リン酸液2.5重量部を傾斜型アイリッヒミキサーの混合パン容器に投入後、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分間混合した。次に水を3.11重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分間混合した。更に分散・造粒をローターの周速19m/s(3000rpm)で15.5分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ2.75分間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、硫酸鉄・リン酸入り粒状オキサミドを得た。

(比較例8)傾斜型アイリッヒミキサーによる変性PVA0.2%入り粒状オキサミドの製造 オキサミド粉末20重量部を傾斜型アイリッヒミキサーの混合パン容器に投入後、実施例1で調製した変性PVA10%液を0.4重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分15秒間混合した。次に水4.88重量部を加えて、分散・造粒をローターの周速19m/s(3000rpm)で23分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ1分30秒間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、変性PVA0.2%入り粒状オキサミドを得た。

(比較例9)傾斜型アイリッヒミキサーによるPVA0.2%入り粒状オキサミドの製造 オキサミド粉末20重量部を傾斜型アイリッヒミキサーの混合パン容器に投入後、実施例2で調製したPVA10%液を0.4重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分15秒間混合した。次に水4.88重量部を加えて、分散・造粒をローターの周速19m/s(3000rpm)で23分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ1分30秒間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、粒径2〜4mmの範囲に篩分けて、PVA0.2%入り粒状オキサミドを得た。

(評価試験1) 実施例1〜6及び比較例1〜9において得られた粒状オキサミドの各々について、緩効性窒素肥料としての評価として硬度、水中形状安定性について調査した。これらの試験方法は、次の通りである。なお、以下に記載する試験においては、得られた粒状肥料のうち、粒径が2.85〜3.50mmの範囲にあるものを選んで用いた。 水分:得られた粒状オキサミドを粉砕機で粉砕し、0.5mm篩を全通させた粉末約5gを正確に計り、105℃の乾燥器で3時間乾燥して減じた重量を試料重量で除し100を乗じた。その結果を表1、表2、表3に示した。 硬度:木屋式硬度計を用いて20粒の粒状オキサミドの粒子硬度を測定し、その結果を表1、表2、表3に示した。 水中形状安定性:50mlの水を入れたメリクロン管瓶に粒状オキサミド20粒を投入した後、25℃の恒温器内で静置しながら粒表面の崩壊の状態を注水直後、3日後、14日後、28日後、56日後に観察した。崩壊状態を、0:崩壊なし、1:粒表面の崩壊10%以下、2:粒表面の崩壊11〜30%、3:粒表面の崩壊31〜50%、4:粒表面の崩壊51〜70%、5:粒表面の崩壊71〜90%、6:粒表面の崩壊91〜100%として、表1、表2、表3に示した。

表1に示した結果のとおり、比較例1〜3の造粒装置を使用した方法では肥料粒子硬度が3.1kgf以下であるのに対して、実施例1は、6.3kgfであり、本発明の方法によって、硬度が高い粒状オキサミドを製造することができた。

更に、水中形状安定性については、比較例1〜3では注水直後から粒表面の崩壊が始まり56日後では粒表面の31%以上が崩壊したのに対して、実施例1は56日後でも崩壊が見られなかった。

傾斜型アイリッヒミキサーを使用し造粒促進材を比較した結果を表2に示した。 比較例4の造粒促進材無添加の肥料粒子硬度は、3kgf以下であった。比較例5、6では、5.3、4.5kgfで、実施例2より低かった。比較例7では、6.6kgfと実施例2と大差なかった。

しかし、水中形状安定性については、比較例4では注水直後は粒表面の崩壊が見られなかったが、3日後以降崩壊が進み56日後では粒表面の51%以上が崩壊した。比較例5、6、7は、硬度が比較例4より高かったにもかかわらず、注水直後から粒表面の崩壊が始まり56日後では粒表面の51%以上が崩壊した。それに対して、実施例2は56日後でも崩壊が見られなかった。

表3に示した結果のとおり、PVA又は変性PVAの添加量が0.2%である比較例8、9は肥料粒硬度が2.8kgfであり、水中形状安定性も注水直後から崩壊が見られた。それに対して、PVA又は変性PVAの添加量が0.5%以上である実施例1〜6は硬度が4.5kgf以上で、なおかつ水中形状安定性も高かった。

以上の通り、本発明の方法によって、硬度が高い、特に水中で崩壊しにくく形状安定性が高い粒状オキサミドを製造することができた。

(評価試験2:25℃、水田条件下における無機化試験) (1)目的 傾斜型アイリッヒミキサーで製造した変性PVA1%入り粒状オキサミド(実施例1)と傾斜型アイリッヒミキサーで製造した鉱物、硫酸鉄、リン酸入り粒状オキサミド(比較例7)の水田条件における無機化を検討する。 (2)試験方法 乾土[つくば水田土壌(砂壌土)]60gに供試オキサミド含有肥料粒(窒素として24mg相当4粒)を混合し、200mlビーカーに入れた。また、リン酸及びカリウムについては、リン酸一カリウム及び塩化カリウムで成分として乾土60g当たり12mg添加した。次に、供試土壌の最大容水量の140%になるよう脱イオン水を添加してポリエチレンフィルムで蓋をした後、25℃の定温庫内に所定期間静置した。 所定期間経過後、ビーカー内の試料を10%塩化カリウム水溶液300mlで振とうろ過し、コンウェイ法により無機態窒素(NH₄とNO₃の合量)を定量し無機化率を算出した。 (3)結果 結果を表4及び図2に示した。

表4及び図2からわかるように、傾斜型アイリッヒミキサーで製造した変性PVA1%入り粒状オキサミドは、傾斜型アイリッヒミキサーで製造した鉱物、硫酸鉄、リン酸入り粒状オキサミドに比べ、無機化が遅く、緩効性肥効を発揮した。 すなわち、本発明品である変性PVA1%入り粒状オキサミドは、傾斜型アイリッヒミキサーで製造した鉱物、硫酸鉄、リン酸入り粒状オキサミドに比べ、硬度は大差ないが、水中形状安定性が高く、緩効性肥効を発揮することが明らかになった。

(実施例7)造粒時間の比較 オキサミド粉末20重量部を傾斜型アイリッヒミキサー(日本アイリッヒ(株)製、インテンシブミキサーR02型)の混合パン容器に投入後、実施例1で調製した変性PVA10%液を2重量部添加し、ローターの周速6m/s(900rpm)で1分間混合した。次に水3.20重量部を加えて、分散・造粒を、ローターの周速19m/s(3000rpm)で5分間、10分間又は15分間行い、ローターの周速を6m/s(900rpm)に下げ30秒間処理した後、排出した。排出した粒状品を105℃の乾燥器で4時間乾燥後、その粒度分布を測定した。 粒度分布の測定結果(1mm篩下及び1mm、2mm、4mm篩上の重量を全体重量で除して百分率で表した。)を表5に示した。

表5に示した結果のとおり、変性PVA及び水添加後の造粒時間が5分間及び10分間のときは、2mm〜4mmの粒状オキサミドが少ないのに対して、15分間造粒したときは、2mm〜4mmの粒状オキサミドが50%以上得られた。

1 高速撹拌ミキサー 2 混合パン 3 混合工具 4 スクレーパー