JP2003512990A

JP2003512990A - コーティング剤およびコートされた粒状肥料

Info

Publication number: JP2003512990A
Application number: JP2001534233A
Authority: JP
Inventors: トーマス、ドナルド・レイ; シアッシオ、コリーヌ・グラディ; コリンズ、ケリー
Original assignee: ミシシッピー・ケミカル・コーポレーション
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2003-04-08
Also published as: US6475259B1; RU2002113924A; US20030172700A1; EP1223806A4; HUP0203287A2; MXPA02004183A; AU1214801A; EP1223806A1; BR0015146A; WO2001032017A1; CA2385515C; CA2385515A1; PL354650A1; EG22592A

Abstract

(57)【要約】【課題】コーティング剤およびコートされた粒状肥料を提供すること。【解決手段】コートされた肥料が、このコートされた肥料の製造方法と共に提供される。このコートされた肥料は、第一、第二、または第三の、直鎖または分枝炭化水素鎖アミン、または環式炭化水素基を含むアミンである少なくとも１つのアミン化合物と、微晶質ワックス、パラフィンワックス、または軟質合成ワックスとから成るコーティングを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、水蒸気バリア保護コーティングを有する粒状物質に関する。特に、
本発明は、アミンと微晶質ワックスおよび／または合成ワックスとの混合物でコ
ートされた、硝酸アンモニウムのような粒状肥料に関する。

【０００２】

【従来の技術】

バルクで貯蔵されている粒状肥料は、化学物質塩の組成、固体の温度、および
大気中の水蒸気圧に依存する速度で大気から湿分を吸収する（「肥料の物理的性
質、およびそれらの測定方法（ＰｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ
ＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓａｎｄＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＭｅａｓｕｒｉ
ｎｇＴｈｅｍ）」、ＢｕｌｌｅｔｉｎＹ−１４７、ナショナル・ファーティ
ライザー・ディベラプメント・センター（ＮａｔｉｏｎａｌＦｅｒｔｉｌｉｚ
ｅｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒ）、１９７９年１０月）。粒状肥
料の品質は、生産中にそれらの湿分含量を減らし、貯蔵中に湿分吸収を防ぐこと
によって改良することができると一般に理解されている。このことは、脱湿が行
われない場合に、多量のバルクの堆積として貯蔵されている肥料に特に当てはま
る。

【０００３】肥料用の様々なコーティングが提案されている。Ｏｂｒｅｓｔａｄらの米国特
許第５，４７２，５３０号は、自由に流れる硝酸アンモニウム粒子を生産するた
めに設計されたコーティングを開示している。Ｓｉｍｍｓらの米国特許第４，５
２１，２３９号は、アミンとポリシロキサンとの組合わせを含む、硝酸アンモニ
ウム用の保護コーティングを開示している。肥料用のその他のコーティングは、
ＮｏｖａｓｃｕｅｓらのＥＰ００５７４３０６号；ＫｊｏｈｌらのＥＰ００２５
５６６５号；およびＵｒｅｎｇらの米国特許第５，２９４，２５１号に開示され
ている。これらのコーティングは、戸外の湿った大気中にバルクで貯蔵された肥
料による水の取込みに制限を与え、実質的な外皮の形成を制限し、ダスト形成お
よび吸湿性の減少、腐食抵抗性、および防水特性を与えると教示されている。

【０００４】肥料、例えば硝酸アンモニウムについての最も商業的に有効なコーティング技
術では、ケーキング防止特性、および防湿性さえも与えると主張している。しか
しながらこれらの効力のメカニズムは、これらの物質が疎水性であると言うこと
以外は一般に議論されていない。通常の商品として入手しうるコーティング剤に
は、ガロリルアルキル−アリールスルホネート、アニオン性および非イオン性界
面活性剤（ロベコ・インダストリーズ社（ＬｏｂｅｃｏＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ
）によって販売されているもの）、リラミンおよびアーモフロー脂肪アミンコー
ティング（アクゾ・ノーベル社（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ）によって販売されてい
るもの）、ペトロ−Ａｇ（ウイトコ社（ＷｉｔｃｏＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
によって販売されているアミンベースのコーティング）、ペルフロー（ＩＷＣス
トックハウゼン社（Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ）によって販売されているもう１つ
のアミンベースのコーティング）、およびラジアミン（フィナ・ケミカルズ（Ｆ
ｉｎａＣｈｅｍｉｃａｌｓ）によって販売されているもの）が含まれる。

【０００５】固体肥料、特に硝酸アンモニウムは通常、活性ケーキング防止剤でコートされ
ている。これらのケーキング防止剤は、肥料塩が可溶である場合、およびこれら
の塩が粒子間の飽和水性フィルム層から再結晶化される場合に、微粒子間の接触
面積を減少させるのに役立つ（Ｄ．Ｃ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ、１９７２）。しかし
ながら、市販されているケーキング防止剤は、良好でない防湿層になる傾向があ
る。

【０００６】硝酸アンモニウムの場合、ケーキング防止剤は、貯蔵における実質的なケーキ
ングを防ぐのに役立ちうるが、湿分はこのコーティング層を通して吸収され続け
、内部の添加剤および乾燥剤相の飽和を引起す。これらの乾燥剤相がひとたび飽
和すると、熱サイクルの間に望ましくない結晶相転移が発生することがあり、そ
の結果、製品の劣化を生じる。このことは、湿分がバルクの堆積において垂直に
移動する時の、バルクの堆積の表面上のけばの形成、このけば層の下の外皮層の
形成、および深い部分の堆積のケーキングによって証明される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

したがって、本発明の１つの目的は、優れた水蒸気バリア特性をも有する適切
なケーキング防止剤を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、ケーキングおよびコーティングによる湿分吸収から保護
されている、コートされた粒状肥料を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本発明のこの目的およびその他の目的は、アミンまたはアミンの混合物、およ
び微晶質ワックス、パラフィンワックス、および／または合成ワックスのうちの
少なくとも１つの、粒状肥料への適用方法の発見によって満たされた。この方法
は、袋詰め及びバルクの貯蔵における優れた耐ケーキング性を与え、結果として
コートされた粒子が提供される。さらにはこれらの混合物は、肥料による水蒸気
吸収への抵抗性を与え、このようにして製品の貯蔵寿命を増加させる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

粒状肥料用コーティング剤として好結果を生じる材料は、いくつかの望ましい
特徴を有していなければならない。このコーティング剤は、肥料物質と適合性の
あるものでなければならない。すなわちこれは、肥料の劣化を引起してはならず
、これを危険なものにしてもならない。このことは硝酸アンモニウムについて特
に心配な事である。コートされた肥料は、保護されていない人によって取り扱わ
れることが多く、また耕作地に用いられるので、このコーティング剤は非毒性で
なければならない。例えば、硝酸アンモニウムの場合のように吸湿性塩がコート
されているようないくつかの場合、肥料は周囲の空気から水を吸収しやすい。そ
の結果、小球化された肥料のケーキングおよび分解が生じる。したがって、許容
しうるコーティング剤は、粒状吸湿性肥料による湿分吸収を実質的に妨げるか、
またはこれを排除しなければならない。

【００１１】コーティングのもう１つの重要な側面は、粒子上のコーティングが、これらの
粒子の非コート区域において粒子と粒子との接触を妨げるのに十分なほど均一で
なければならないことである。もし、この種類の接触が、硝酸アンモニウムの貯
蔵中に妨げられなければ、粒子の暴露表面が互いに接触するのを防ぐには不十分
なコーティング物質が存在する場合、粒子間に結合が発生するので、肥料粒子の
ケーキングが結果として生じるであろう。コーティング剤用の原料は、コートさ
れた肥料製品の多量の生産が妨げられないように、豊富に供給されなければなら
ない。コーティング材料は、これが適用された時から、コートされた肥料が耕作
地に使用されるまで、肥料粒子にしっかりと結合しなければならない。

【００１２】コーティング剤が有すべきであるが強制的ではないその他の有利な特徴は、１
トンあたりの肥料を基準として、成分のコストが妥当なものであること、および
、操作の観点から容易に取り扱うことができる方がよいということである。しか
しながら、これらの要因のどちらに関しても、優れたコート肥料製品が生産され
る限り、なんらかの費用および不都合は許容しうる。

【００１３】本発明のコーティング剤は、前記特徴のすべてを満たすことが発見された。本
コーティング剤は、アミンと微晶質および／または合成ワックスとの混合物であ
る。

【００１４】本コーティング組成物のアミン成分は、室温で半固体または固体である物質で
ある。アミンは、約４３℃から約９３℃の温度で溶融すべきであり、これらの温
度で分解すべきでない。適切なアミンには、１炭素鎖あたり１２から１８個の炭
素原子の第一、第二、および第三の、直鎖、および分枝鎖アミン、並びに５から
８個の炭素の環式炭化水素基を有するアミンが含まれる。飽和環式アミンおよび
飽和ポリアミンも、これらが前記所望の物理的性質を有する限り、用いることが
できる。アミンの混合物も用いることができ、実際、工業的に得られた長鎖脂肪
アミンは多くの場合、アミン化合物の混合物であり、本発明への使用にまったく
適している。不飽和炭化水素および芳香族炭化水素基を含んでいるアミンは、有
害な組成物を形成する危険が高くなるので、硝酸アンモニウム等をコーティング
する時には避ける方がよい。これは、比較的低い危険度の基体にコートされる時
、実質的に非常に少ない要因である。好ましいアミン組成物は、下記式を有する
アミンの混合物である：ＣＨ_３−（ＣＨ_２−ＣＨ_２）_ｘ−ＣＨ_２−ＮＨ_２式中、ｘは６、７、および８である。この特定の混合物は、下記を特徴とする：（ａ）２４℃で固体；（ｂ）融点（℃）：４９℃〜５４℃；（ｃ）凝結点（℃）：４３℃；（ｄ）比重（１５０／６０）、ｇ／ｃｃ：０．７９４；（ｅ）粘度（６６℃）ｃｐ：３（ｆ）無色；（ｇ）９７％純度。

【００１５】コーティング組成物のワックス成分は、軟質または硬質微晶質ワックス、パラ
フィンワックス、または軟質合成ワックスである方がよい。このワックス成分は
、単一コーティング組成物を生じるために、アミン成分と混和しうるものでなけ
ればならず、あるいは２部分コーティング組成物の一方として粒状肥料上にアミ
ン成分と共に同時にまたは連続してコートされうるものでなければならない。微
晶質ワックスは、脱水され、脱油され、かつグレードに応じて脱色された原油か
らのタンク底部生成物である。パラフィンワックスと比較して、微晶質ワックス
は、より高い融点、正アルカンのより低い割合、より多いイソ−およびシクロ−
アルカン、より高い分子量、より高い引火点、およびより幅広い融点吸熱量を有
する。微晶質ワックスの硬度は、油含量およびその他の添加剤、例えばポリエチ
レンの量を含むいくつかの要因によって変えることができる。微晶質ワックスの
これらの特性およびその他の特性は、Ｔｕｔｔｌｅの「石油製品における石油ワ
ックスハンドブック（ＴｈｅＰｅｔｒｏｌｅｕｍＷａｘｅｓｉｎＰｅｔ
ｒｏｌｅｕｍＰｒｏｄｕｃｔｓＨａｎｄｂｏｏｋ）」、およびＵｎｍｕｔｈ
の「石油ワックス−これらの組成および物理的性質（ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＷａ
ｘｅｓ−ＴｈｅｉｒＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄＰｈｙｓｉｃａｌＰ
ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）」、ＣＳＭＡ年次総会、シカゴ、１９７５年５月に記載さ
れている。これらの引例の内容全体は、本明細書の一部をなす。

【００１６】合成ワックスは、フィッシャー・トロプシュ反応によって生成されたパラフィ
ンである。ここにおいて石炭が、ガス発生器において酸素の存在下に燃やされ、
ＣＯおよびＨ_２を生じる。ついでガスストリームが、鉄触媒上で炭化水素に転化
され、結果として生じた生成物が、ワックスの様々な合成パラフィングレードに
精製される。これらの合成物は、非常に狭い範囲の物理的性質を有する。石油ワ
ックスは一般に、Ｃ_１８〜Ｃ_７０範囲における炭化水素を有する。他方で微晶質
ワックスは、小から極小の針様結晶を有するＣ_３６〜Ｃ_７０範囲における炭化水
素を有する。パラフィンワックスは、板様結晶を有するＣ_１８〜Ｃ_５６範囲にお
ける炭化水素を有する。

【００１７】好ましい微晶質ワックスは、約６０℃から約１００℃の温度において溶融する
方がよく、２５℃において約３から６０のＡＴＳＭ針入度を有しており、８０か
ら９５％の正アルカンと２０から５％の非正アルカンとから構成されている。微
晶質ワックスの混合物が用いられてもよい。より好ましい微晶質ワックスは、約
７４℃から約９６℃の温度において溶融し、ＡＴＳＭ針入度が２５℃において約
３から３５であり、８５から９３％の正アルカンと１５から７％の非正アルカン
とから構成されている。これらの基準に合致する商品として入手しうる微晶質ワ
ックスは、ビー・スクエア１９５アンバー、ＦＲ５３１５、ビクトリー・ライト
微晶質ワックス、Ｃ１０３５微晶質ワックス、およびＳＰ２００軟質合成ワック
スであり、これらすべては、サウスカロライナ州ロックヒル（ＲｏｃｋＨｉｌ
ｌ，ＳｏｕｔｈＣａｒｏｌｉｎａ）のバレコ・プロダクツ社（Ｂａｒｅｃｏ
Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から入手しうる。

【００１８】アミンおよびワックスコーティング成分は、肥料粒子上にコーティング剤の均
一で許容しうるコーティングを粒子に備えさせるために工業的に許容しうるあら
ゆる方法によって肥料粒子に適用されてもよい。バッチ手順および連続手順の両
方を、本組成物の成分を混合するために用いることができる。用いられるアミン
は、最も普通には周囲温度で固体であるので、アミンを液化するのに十分な温度
まで通常は加熱される。５４℃から９３℃の範囲の温度が通常はアミンを液化す
るには十分である。ついで均質な混合物を得るのに十分な時間、所望の量にある
ワックスとアミンを混合する。混合は、単純な攪拌タンクにおいて、インライン
静的混合器、あるいはこれら２つの成分の均質混合物を調製するのに十分なその
他のこのような同様な装置において実施されてもよい。混合装置、並びにすべて
の生産装置は、反応体によって腐蝕されない材料からできている方がよい。調製
された混合物質の量は、コーティング剤のある一定の深さになるまで、ある一定
量の肥料粒子をコートするのに十分なものである方がよい。

【００１９】ワックスと組合わされたアミンの量は、ある範囲にわたって様々であってもよ
いが、必須の要求用件は、前記特徴を有するコーティング組成物を生じる反応体
の比である。これら２つの反応体の幅広い比の範囲は、許容しうるアミン：ワッ
クス比５／９５から９５／５で用いることができる。これらの限界のどちらの側
の比も用いることができる。しかしながらこれらの限界を超えることによって得
られる利点は無い。好ましい操作範囲は、アミン：ワックス比７０／３０から９
０／１０である。

【００２０】調製されるコーティング混合物は直ちに用いられてもよく、あるいはこれは後
で使用するために貯蔵されてもよい。コーティング混合物の性質は、この製品を
取り扱う時は、職員が適切な保護衣服を用いる方がよいようなものである。好ま
しくはこのコーティング混合物は、高温（周囲温度以上）では酸化または分解が
加速されるので、溶融形態では数日間以上貯蔵されない。このコーティング混合
物が数日間以上の間貯蔵されることになるならば、この混合物は、冷却によって
固化され、ついで使用前に再溶融される方がよい。ガス、例えば窒素の不活性雰
囲気下における貯蔵が好ましい。

【００２１】本発明のコーティング混合物も、アミン反応体も、熱い硝酸アンモニウムメル
トと接触させられない方がよい。アミンおよびワックスはどちらも有機物質なの
で、アミンまたはワックスの熱い硝酸アンモニウムとの接触は、潜在的に有害な
状況を生じうるであろう。このために、あらゆるスピル、および適用されたコー
ティングを有する残留硝酸アンモニウムは、適切に処分される方がよく、硝酸ア
ンモニウムプラントに再循環されない方がよい。このような有害な制約下にない
肥料物質については、このような注意は減らすか、無くすことができる。

【００２２】ひとたび調製され、すぐに使用されるコーティング混合物は、液体状態にある
。この混合物は、高容積の商品量で、粒状固体基体へ液体を適用するためのあら
ゆる許容しうる妥当な方法によって粒状肥料に適用することができる。通常、温
められた混合物は、例えば噴霧、フィルムローリング、肥料粒子が滴下されてい
る回転ドラムへの液体混合物の噴霧等の技術によって適用される。コーティング
混合物は、肥料粒子への適用の間、これが液体のままであるのに十分なほど高い
温度に保持されなければならない。約５４℃から約９３℃、好ましくは６５℃か
ら８２℃の範囲の温度が、この混合物を溶融状態に保つのに十分である。いくつ
かのコーティングプロセスとは異なり、肥料粒子を加熱する必要はない。硝酸ア
ンモニウム肥料の場合、生産から得られた粒状製品は高温にある。生産という観
点からは、粒状硝酸アンモニウム製品は、３１℃から３５℃の範囲の温度にある
間に都合よくコートされうる。このコーティング混合物の性質は、これが１６℃
から１１０℃の温度範囲を有する硝酸アンモニウム肥料に容易に適用されうるよ
うなものである。

【００２３】肥料粒子をコートするためにどんな方法が用いられても、液化コーティング剤
とこれらの粒子との接触時間に関して比較的決定的な唯一の要因は、均一なコー
ティングを得るのに十分なほど接触が長い方がよいということである。ローリン
グコーティング技術が用いられる時、これらの粒子は、均一な粒子コーティング
を得るのに十分な距離をロールするだけである方がよい。

【００２４】これらの粒子がひとたびコートされたら、これらは袋に入れられる前に冷却さ
れるだけでよい。コーティングが適用されて肥料粒子を冷却する場合には、粒子
のそれ以上の冷却は必要でない。硝酸アンモニウムの場合、コーティング装置の
中での強制対流冷却が用いられてもよいが、これが必要なわけではない。しかし
ながら粒子の冷却は、適用されたコーティング剤の固化を助ける。コーティング
剤は、肥料粒子が好ましい温度範囲内まで冷却された時、比較的冷たい下部肥料
基体によってコーティングから熱を奪う伝導によって固化する。コートされた粒
子の対流冷却が用いられるならば、コーティング剤が粒子を均一にコートするの
に十分な時間を有することができないほど急速に粒子を冷却しないように注意し
なければならない。

【００２５】コーティング条件は、適用されたコーティングの重量が、十分に保護的なコー
ティングを与えるようなものである。通常、０．００５〜０．２０重量％の範囲
の量が、良好な結果を生じるのに十分であり、より好ましい量は、０．０１〜０
．０５重量％である。コーティングが０．００５重量％未満であるならば、これ
らの粒子は、前記の必要な特徴を有する均一コーティングを生じるのに十分な量
のコーティング剤でコートされないことがある。コーティング剤が０．２０％を
超える量で適用されるならば、それ以上の利点を認めることなく、追加の費用を
負うことになる。

【００２６】本発明のコーティング剤は、肥料以外の物質をコートするために用いられても
よい。実際、ケーキングを生ずる傾向があるほとんどあらゆる粒状固体物質がコ
ートされてもよい。コートされる固体は、コーティング剤と適合しうるものでな
ければならない。

【００２７】本発明を一般的に説明したが、それ以上の理解は、あるいくつかの特別な実施
例を参照して得ることができる。これらの実施例は、例証のみを目的としてここ
に挙げられており、別の特定がなされていなければ、限定するためのものではな
い。

【００２８】

【実施例】

実施例１粒状肥料に適用された薄層コーティングは１〜２ミクロンよりも厚くないこと
があるので、肥料粒子に適用されたこれらのコーティングの水蒸気透過度を測定
することは困難である。本発明者らの初期の研究は、適切なコーティング系の疎
水性および防湿性を調査することによって、様々なコーティング配合物をスクリ
ーニングすることに集中していた。低い水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）は、よりよい
防湿性を意味する。

【００２９】スクリーニング方法本発明者らの初期の研究では、多数の候補コーティング物質の疎水性をスクリ
ーニングするために設計された技術を用いた。候補の種類には、アミド、エステ
ル、脂肪酸、脂肪アルコール、脂肪アミン、グリセロールエステル、ヒドロゲル
、亜麻仁油、シリコーン、ソルビタールエステル、様々な界面活性剤、エマルジ
ョン、およびワックスが含まれる。全部で２２８の様々なコーティング配合物が
スクリーニングされた。

【００３０】第一の技術では、硝酸アンモニウムのコートされたウエハー上の水滴接触角を
測定した。これらのウエハーを、Ｍｇ（ＮＯ_３）_２添加剤を含む溶融ＡＮからキ
ャストした。直径約２インチ、厚さ１／４インチのウエハーを、配合コーティン
グ剤をエアブラシで適用してコートした。これらのウエハーを、可変速度ドライ
ブによって制御された回転ステージに取り付けた。このステージが回転するにつ
れて、ウエハーは噴霧されたコーティング路に垂直に通過した。ウエハーを１７
０°Ｆまで予め加熱し、コーティングも同様に適切な温度まで加熱した。各ウエ
ハーを、エアブラシ路上への４〜８パスによってコートした。ついでコートされ
たウエハー上の水滴の接触角を、定量画像分析（ＱＩＡ）によって測定した。水
滴の画像は、ナショナル・インスティテュート・フォー・ヘルス・イメージ１．
５ＱＩＡソフトウエアを用いて、電荷結合素子カメラを用いて、これがコートさ
れたウエハー上に載せられた時に捕えらた。ついで、外部接触角を、ソフトウエ
アツールを用いて記録した。７０％アミン：３０％シロキサンコーティング剤で
コートされたウエハー上で測定された水滴接触角（ＷＤＣＡ）は、米国特許第４
，５２１，２３９号にしたがって調製された場合、約９５°である。この技術は
、９０°未満のＷＤＣＡでの疎水性コーティングについてスクリーニングするた
めに用いた。この技術によって同定された物質の最も有望な種類には、微晶質ワ
ックスおよび合成ワックスが含まれていた。

【００３１】第二の技術、すなわち薄膜水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）は、防湿層を形成する能
力に基づいた候補物質をスクリーニングするために用いた。これらの実験は、酢
酸セルロース上にこれらの系のフィルムを形成することによって調査された様々
なストレートなコーティング系に対して実施した。酢酸セルロースは、これ自体
がこのようなあまり良くない防湿層であるので、優れた基体である（Ｈａｇｅｎ
ｍａｉｅｒおよびＳｈａｗ、１９９１およびＶｉｖｉａｎら、１９８５）。酢酸
セルロースについてのＷＶＴＲは、まず単独で定量化した。ついでコーティング
剤フィルムについて測定されたＷＶＴＲは、Ｈａｇｅｎｍａｉｅｒらの「乳化ポ
リエチレンワックスを用いて製造されたコーティングの透過性（Ｐｅｒｍｅａｂ
ｉｌｉｔｙｏｆＣｏａｔｉｎｇｓＭａｄｅｗｉｔｈＥｍｕｌｓｉｆｉ
ｅｄＰｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅＷａｘ）」、Ｊ．Ａｇｒｉｃ．ＦｏｏｄＣ
ｈｅｍ．Ｖｏｌ３９、Ｎｏ．１０、１７０５−１７０８、（１９９１）、およ
びＨａｇｅｎｍａｉｅｒらの「気体および水蒸気へのセラックコーティングの透
過性（ＰｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆＳｈｅｌｌａｃＣｏａｔｉｎｇｓ
ｔｏＧａｓｅｓａｎｄＷａｔｅｒＶａｐｏｒ）」、Ｊ．Ａｇｒｉｃ．Ｆ
ｏｏｄＣｈｅｍ．Ｖｏｌ３９、Ｎｏ．５、８２５〜８２７、（１９９１）に
記載されているような通常の方法によって、酢酸セルロース基体の影響（ａｆｆ
ｅｃｔ）に対して数学的に修正した。これらの引例の内容は、本明細書の一部を
なす。ＡＳＴＭ方法Ｆ１２４９−９０、「変調赤外線センサーを用いたプラスチ
ックフィルムを通る透湿性の標準的テスト方法（ＳｔａｎｄａｒｄＴｅｓｔ
ＭｅｔｈｏｄｆｏｒＷａｔｅｒＶａｐｏｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
ＴｈｒｏｕｇｈＰｌａｓｔｉｃＦｉｌｍＵｓｉｎｇａＭｏｄｕｌａｔ
ｅｄＩｎｆｒａｒｅｄＳｅｎｓｏｒ）」を、調査された様々なコーティング
についてＷＶＴＲを定量化するために用いた。ＷＶＴＲデータを収集するために
、モダン・コントロールズ社（ＭｏｄｅｒｎＣｏｎｔｒｏｌｓＩｎｃ．）の
パーマトラン−Ｗ３／３１を用いた。

【００３２】実施例２コーティング剤を調査する最も重要な側面の１つは、フィルムとしての本発明
のコーティングのキャスティングおよびテストである。この物質がフィルムとし
て得られた後、これをモダン・コントロールズ社のパーマトラン−Ｗ３／３１で
その水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）について調査した。

【００３３】すべてのフィルムは次のように調製した。フィルムを、５ミル酢酸セルロース
の基体上にキャストし、これを滑らかな表面に接着させた。コーティング剤物質
を、沸騰させずに透明溶液になるまで温め、温められたヘキサンと組合わせると
、コーティング剤の１０〜１５容積％溶液が生じた。濃度範囲は、ヘキサン中の
異なる溶解性による。５〜５０ミルのキャスティングレベルを有するＢｙｋガー
ドナー正方形キャスティングツールを用いてフィルムを製造した。８ｍＬのサン
プル容積を、キャスティングツールの中心に注ぎ入れ、これを回転させると、５
０ミルフィルムが生じた。このツールを、酢酸セルロースを横断して安定的に引
っ張った。このフィルムを一晩静かに放置した。フィルムを、キャスティングか
ら最低２４時間後にＷＶＴＲについてテストした。

【００３４】テスト前、各々のフィルムを、モダン・コントロールズ社によって供給された
アルミニウムテープマスクでマスキングした。マスキングによって、このフィル
ムの５ｃｍ^２のみを一時にテストすることができた。一貫した厚さのフィルムを
、この小さい面積について得ることができるであろう。このフィルムはまた、コ
ーティング剤フィルムへのあらゆる損傷を防ぐ５ミルの酢酸セルロースのカバー
シートを有していた。これは、酢酸セルロースの２つの層の間にコーティング剤
の「サンドイッチ」をつくり出した。

【００３５】各々のフィルムを、１００°Ｆおよび１００％相対湿度（ＲＨ）で、１００ｓ
ｃｃｍの窒素流でテストした。最初のテストによって、ＷＶＴＲの４つの１５分
測定が一貫した値を生じることが明らかになった。より短時間のテストは、真の
ＷＶＴＲに達したことを保証しないであろうし、より長時間のテストは、結果と
してフィルムへの損傷を生じた。各々のテストは、マスキングされたサンプルコ
ーティング剤フィルムと標準的マイラーフィルムとの二重運転から構成されてい
た。その速度を測定しない水蒸気流量である状態調節の時間は、用いなかった。

【００３６】ＷＶＴＲが測定された後、各フィルムの厚さを、マイクロメーターで１０桁で
決定し、最高および最低測定値を廃棄し、残りの値を平均した。フィルム厚さは
、ほかのフィルムと比べて０．１６ミルよりも大きく、０．４４ミルよりも小さ
くなければならない。パーマトラン装置から得られたＷＶＴＲおよび平均測定フ
ィルム厚さを、プログラミングされたエクセルスプレッドシートに入力し、前記
Ｈａｇｅｎｍａｉｅｒらの引例に記載された方法にしたがって透過性を計算した
。

【００３７】下記表１は、調査された系についての典型的な薄膜のＷＶＴＲデータを示す。

【００３８】

【表１】Ａ＝バレコ・ビクトリー・ライト・軟質微晶質ワックスＢ＝バレコＣ１０３５硬質微晶質ワックスＣ＝バレコＳＰ２００軟質合成ワックスＤ＝米国特許第４，５２１，２３９号Ｅ＝サウスカロライナ州ロベコのロベコ・インダストリーズＦ＝バレコＳＣ４０９５軟質パラフィンワックスこれらの疎水性および薄膜の調査をさらに裏づけるために、硝酸マグネシウム
添加剤を含む硝酸アンモニウム小球のバッチを、多様なコーティング剤でコート
した。

【００３９】小球コーティング方法生産プラントの最終冷却段階から得られ、スクリーニングされ、コートされて
いない硝酸アンモニウム小球を、すべての実験室およびパイロット規模の評価お
よび最適化試験のために用いた。実験室試験用の２０００ｇバッチおよびパイロ
ット規模試験用の１００ポンドバッチを、特別な運転のための設計に応じて、必
要にしたがって１２０°および１８０°Ｆの間でに再加熱した。配合されたコー
ト剤を、加熱小球のタンブル床に油圧スプレーを用いて適用した。これらの小球
は、ひとたびコートされたら、実験室混合ドラムで１０分間、およびパイロット
規模の混合ドラムで１５分間タンブルを続けた。米国特許第４，５２１，２３９
号にしたがって調製された７０％アミン：３０％反応性シロキサンコーティング
剤を用いた対照テストを、すべての試験に含めた。実際のコーティングレベルは
、濡れた濾紙上に１００ｇの硝酸アンモニウム粒子を置いて、重量測定によって
決定した。この濾紙に、水１．４リットルを通して硝酸アンモニウムを溶解した
。乾燥および冷却後、濾紙上に残留する残渣の重量差を測定し、コーティングレ
ベルを決定する。この調査において用いられた硝酸アンモニウム小球はすべて、
約１．８３％Ｍｇ（ＮＯ_３）_２添加剤を含んでいた。

【００４０】各系についてのコーティングレベルは、約０．０４５重量％であった。ついで
コートされた小球が制御された環境室（２８℃／５８％ＲＨ）において流動化さ
れた時にこれらのコート小球を湿潤化することによって、加速湿分吸収速度実験
を実施した。一次吸収速度定数を決定し、表２に示す。

【００４１】加速湿分吸収速度法加速湿分吸収速度（ＡＭＡＲ）データを、実験室コート小球に対して収集した
。コート小球３００ｇを、制御された環境室（８１ＯＦ、５４％ＲＨ）内の流動
床において湿潤させた。サンプルを５分毎に収集し、カール・フィッシャー滴定
によって湿分分析値を決定した。ついで小球対時間の湿分含量を、直線的に回帰
させた。もしもこの速度がＨ_２Ｏ濃度に正比例しているならば、この反応は一次
的であるといわれる。その理由は、速度＝ｄ［Ｈ_２Ｏ］／ｄｔ −ｄ［Ｈ_２Ｏ］／ｄｔＫ_ｒ［Ｈ_２Ｏ］^ｎ（ｎ＝１の場合）式中、Ｋ_ｒは速度定数である。Ｋ−Ｆデータ対時間のｌｏｇ_１０を回帰させることによって、この線の勾配は
、Ｋ_ｒを計算するために用いることができる。ここにおいて、勾配＝Ｋ_ｒ／１２．３０３である。

【００４２】実験室コートされた小球についてのＡＭＡＲデータを、３部収集した。これら
のデータを、対照よりもすぐれた薄膜ＷＶＴＲを有する候補コーティング材料を
さらにスクリーニングするために用いた。

【００４３】

【表２】測定された薄膜ＷＶＴＲとコート小球一次吸収速度定数との間の関係は、まっ
たく直線的であることが観察される。

【００４４】実施例３様々な配合物でコートされた硝酸アンモニウム肥料の貯蔵品質を比較するため
に、コート小球バルクばら貯蔵およびバッグ（袋詰め）貯蔵テストを用いた。こ
れらの貯蔵テストは、これら２つのスクリーニング技術の予測を実証する。対照
（７０％アミン：３０％反応性シロキサン）よりも明らかに性能が優れている系
には、アミンと混合された微晶質ワックスまたは合成ワックスを含んでいるもの
が含まれていた。これらの新規な系は、ポリアルキル官能性シロキサンを含む対
照またはその他の系よりも、バルクの堆積全体においてより小さい表面劣化およ
びより小さい湿分吸収を示した。

【００４５】小球を、実施例１に記載されているようにコートした。

【００４６】加速ケーキングテストこれらの小球化された肥料を、サンプルシリンダーの中で２４時間特定の圧力
に付して、加速ケーキング試験を実施した。ケーキングの過酷度は、サンプルシ
リンダーの底部に位置する開口部に肥料を強制的に通すのに必要とされる圧力の
量によって測定される。このテストを実施する場合、３００ｇの肥料を、ステン
レス鋼サンプルシリンダー（直径１０ｃｍ）に入れ、このシリンダーを水平にす
る。このシリンダーの中のラムを用いて圧力を加える。特定の圧力下での２４時
間後、圧力を開放してシリンダーを開く。ついでシリンダーの底部にある開口部
に肥料を強制的に通すために、例えばラムを用いて、シリンダーの中の肥料「プ
ラグ」に圧力を加える。この開口部に肥料を強制的に通すのに必要とされる圧力
（ｐｓｉ）は、肥料のケーキングの過酷度に比例する。本テストは、９０ｐｓｉ
ｇのシリンダー圧力を用いて実施した。ケーキングテストは、新たにコートされ
た小球に対して、これらの物質が加速湿分吸収テスト中に湿潤された後で実施し
た。実験室規模のコーティング試験については、非常にわずかなケーキングしか
観察されなかった（ほとんどの場合ケーキングはなかった）。したがってケーキ
ング指数応答は、コーティング性能の原則的な指標としては用いなかった。

【００４７】貯蔵品質評価パイロットプラントコート硝酸アンモニウム小球の品質を、３ヶ月間、制御さ
れた環境のバルク倉庫における貯蔵によって評価した。製品を、９００ポンドの
重量下、プラスチックバルブ袋に入れて、およびカバーされていない４００ポン
ド容量の登録商標プレキシグラス（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ）バルク貯蔵容器に貯蔵
した。倉庫は、一定の５０％相対湿度で、８０°Ｆおよび９６°Ｆの間の日々の
サイクル乾球温度にプログラミングした。

【００４８】各テストからの単一バッグを、１ヶ月および３ヶ月後に評価した。９００ポン
ドの重量下の貯蔵における１ヶ月後、５つのテストバッグと１つの対照とは区別
できなかった。３ヶ月後、これらのバッグのどれも、７５％バッグセット以上の
ものを示さなかった。有意なケーキングまたは微粉は、バッグ貯蔵テスト中に観
察されなかった。さらにはバッグ（袋詰め）保存の３ヶ月後、コートされた物質
のすべてが、０．５％未満の湿分を含んでいた。

【００４９】各々の登録商標プレキシグラス（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ）バルク貯蔵容器を、約
４００ポンドのパイロットコートされた硝酸アンモニウム小球で満たした。これ
らの貯蔵容器を、３ヶ月間毎月調べた。表面劣化（けばおよび外皮）の量を評価
し、毎月、湿分プロフィールサンプルを収集するために、セグメント粒子プロー
ブを用いた。さらには貯蔵の３ヶ月後、各々の貯蔵容器から深い堆積のサンプル
（〜１０”深さ）を集めた。

【００５０】品質評価方法ついである一定の試験の間、これらの材料の性能をランク付けするために、品
質評価システムを用いた。

【００５１】バルクビン（貯蔵容器）観察結果および湿分プロフィールデータを用いて、パ
イロットプラントコート物質の品質を識別した。各々の種類の観察結果を、評価
されたすべての物質について、最低（最悪）から最高（最良）までランク付けし
た。ついで視覚的観察結果を、低い、中程度、高いという３つのカテゴリーにグ
ループ分けした。低い品質の評価を値１、中程度を２、高い品質を値３とした。
湿分プロフィールデータを同様にグループ分けした。ついである一定のテストに
対して実施された観察のすべてについて品質の評価を合計すると、一ヶ月基準と
３ヶ月試験全体の両方に関して、全体の品質評価を生じた。ついでこれらの全体
的な品質評価を用いて、対照と５つのテスト物質の相対的貯蔵性能をランク付け
した。この実施によって、本発明者らは、主観的意見に全面的に頼ることなく、
これらの物質の性能を定量的にランク付けすることができた。

【００５２】例えば試験Ｐ１１９〜Ｐ１２５の間に、２つの合成ワックス、２つの微晶質ワ
ックス、およびシロキサンベースのコーティングを、３ヶ月の貯蔵テスト中に対
照コーティングと比較した。

【００５３】ランク付けされた品質評価によって、６つのコーティング試験を２つの異なる
グループに分けた。最良の品質評価を有するトップグループには、テストＰ１１
９、Ｐ１２３、およびＰ１２５が含まれていた。実際に、これらの３つは、３ヶ
月調査の間にこれらの全体的評価において非常に類似していた。ランク付けされ
た品質評価の最低グループも、しっかりとグループ分けされ、これにはＰ１２１
（対照）、Ｐ１２２、およびＰ１２４が含まれていた。下記表３参照。

【００５４】表３に示されている物質の品質をランク付けするために用いられた方法を、下
記に記載する。

【００５５】１．貯蔵容器の観察結果および品質評価は、いくぶん主観的であった。表４お
よび表５の観察結果から、０〜１／４”のけばを有するわずか１インチの軟らか
い外皮を示す物質には高い評価が与えられ、３インチの軟らかい外皮および１／
８”のけばを有する物質には、中程度の評価が与えられ、４インチの中位の外皮
およびけばのない貯蔵容器には、低い評価が与えられたことが分かる。ここで外
皮にはけばよりも大きい重要性が与えられたが、それはこれらの試験中にほとん
どけばが形成されなかったからである。

【００５６】２．湿分プロフィールデータは、セグメント粒子プローブを用いて収集され、
これは、いくつかの異なる深さにある、各々の貯蔵容器の小球湿分含量を比較す
るために用いられた。各々の深さについて、観察された最低湿分の値と最高湿分
の値との間の範囲を、３つに分けた。下部１／３に入ったある一定の材料につい
てのデータには、高い評価が与えられた（低湿分＝高い品質）。同様に、この範
囲の上部１／３に入っているデータには低い品質評価が与えられた、等々である
。

【００５７】３．１ヶ月の袋観察において差が見られなかったので、これは１ヶ月品質評価
には影響を与えなかった。袋に入れられた物質の品質における差は、３ヶ月目に
見られた。

【００５８】

【表３】このようにして、調査された物質の品質全体を、下記のようにランク付けした
。

【００５９】最良最悪Ｐ１２３→Ｐ１１９およびＰ１２５→Ｐ１２４→Ｐ１２１→Ｐ１２２

【表４】

【表５】本発明に関する多くの修正および変形も、前記教示から考えて可能であること
は明らかである。したがって添付クレームの範囲内において、本発明はここに特
別に記載されているものとは異なる方法で実施することができると理解されるべ
きである。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年１０月１５日（２００１．１０．１５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者コリンズ、ケリーアメリカ合衆国、ミシシッピー州 39056 クリントン、エイボンデイル・ドライブ 313 Ｆターム(参考） 4D075 DA11 DC50 EA05 EA37 EC07 4H061 AA01 AA02 BB03 DD03 DD18 EE22 EE25 EE27 FF08 FF15 GG15 GG18 HH22 HH28 LL02 LL26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）第一、第二、または第三の、直鎖または分枝炭化水素鎖アミン、または
環式炭化水素基を含むアミンである、少なくとも１つのアミン化合物、および（ｂ）微晶質ワックス、パラフィンワックス、または軟質合成ワックスから基本的に構成されるコーティングを有するコートされた肥料。
【請求項２】前記アミンが、単一化合物であるか、または４３℃から９３℃の温度で溶融す
るアミンの混合物である、請求項１に記載のコートされた肥料。
【請求項３】前記アミンが、単一化合物であるか、または１２から１８個の炭素原子を含む
第一、第二、または第三の、直鎖または分枝鎖アミンであるアミンの混合物であ
る、請求項２に記載のコートされた肥料。
【請求項４】前記アミンが、式ＣＨ_３−（ＣＨ_２−ＣＨ_２）_ｘ−ＣＨ_２−ＮＨ_２（ｘが６、
７、または８である）の化合物の混合物である、請求項３に記載のコートされた
肥料。
【請求項５】前記コーティングにおけるアミンとワックスの重量比が５：９５から９５：５
である、請求項１に記載のコートされた肥料。
【請求項６】前記範囲が７０：３０から９０：１０である、請求項１に記載のコートされた
肥料。
【請求項７】（ｂ）が微晶質ワックスである、請求項１に記載のコートされた肥料。
【請求項８】（ｂ）がパラフィンワックスである、請求項１に記載のコートされた肥料。
【請求項９】前記微晶質ワックスが、単一ワックスであるか、または６０℃から１００℃で
溶融し、かつ８０から９５％の正アルカンと５から２０％の非正アルカンとを含
む微晶質ワックスの混合物である、請求項７に記載のコートされた肥料。
【請求項１０】前記微晶質ワックスが、単一ワックスであるか、または７４℃から９６℃で溶
融し、かつ８５から９５％の正アルカンと７から１５％の非正アルカンとを含む
微晶質ワックスの混合物である、請求項７に記載のコートされた肥料。
【請求項１１】前記肥料が、硝酸アンモニウム小球である、請求項１に記載のコートされた肥
料。
【請求項１２】コーティングの量が、０．０１から０．０５重量％である、請求項１に記載の
コートされた肥料。
【請求項１３】コーティングの量が、０．０１から０．０５重量％である、請求項１２に記載
のコートされた肥料。
【請求項１４】前記コーティングが、１３０Ｈ_２Ｏ／ｍ^２日またはそれ以下の水蒸気透過率を
有する、請求項１に記載のコートされた肥料。
【請求項１５】コートされた硝酸アンモニウム粒子が肥料である、請求項１に記載のコートさ
れた肥料。
【請求項１６】第一、第二、または第三の、直鎖または分枝炭化水素鎖アミン、または環式炭
化水素基を含むアミンである、少なくとも１つのアミン化合物とこの肥料とを接
触させること；および１６℃から約１１０℃の温度にある微晶質ワックス、パラ
フィンワックス、または軟質合成ワックスと肥料とを、この肥料粒子上にコーテ
ィングを得るのに十分な時間接触させることを含む、肥料をコーティングする方
法。
【請求項１７】前記混合物が、５４℃から９３℃の温度で肥料に適用される、請求項１６に記
載の方法。
【請求項１８】前記肥料に適用される前記混合物の量が、０．００５重量％から０．２重量％
である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】前記微晶質ワックスが、単一ワックスであるか、または６０℃から１００℃で
溶融し、かつ８０から９５％の正アルカンと５から２０％の非正アルカンとを含
む微晶質ワックスの混合物である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】前記微晶質ワックスが、単一ワックスであるか、または７４℃から９６℃で溶
融し、かつ８５から９５％の正アルカンと７から１５％の非正アルカンとを含む
微晶質ワックスの混合物である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】前記アミンが、単一化合物であるか、または１２から１８個の炭素原子を含む
第一、第二、または第三の、直鎖または分枝鎖アミン化合物であるアミンの混合
物である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】前記コーティングにおけるアミンとワックスの比が５：９５から９５：５であ
る、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】前記肥料が、硝酸アンモニウム小球である、請求項１６に記載の方法。