KR890002550B1 - 피복형 지속성 입상 비료의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

피복형 지속성 입상 비료의 제조방법

본 발명은 입상 비료를 규산염으로 일차 피복하여 거친 비료의 표면을 매끄럽게 만든 위에, 유용성 고분자 수지로 이차 피복하여 비료 성분의 수중 용출 속도를 현저하게 완화시켰을 뿐만 아니라, 고분자 피복량을 절감하여 피복비료의 제조원가를 낮출 수 있는 지속성 비료의 제조방법에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 화학 비료는 대부분이 물에 빨리 녹는 속효성 비료이므로 비료 성분의 손실이 많다. 따라서 비료 이용의 효율을 보다 개선시킴으로써 곡물 생산의 증가, 비료 원료의 수요 감축으로 인한 자원절약, 시비 노동력의 절감등을 기하기 위하여 지래 비료의 속효성 성질을 억제시키는 소위 지속성 비료의 개발이 절실히 요구되고 있다. 지속성 비료의 종류는 제조 방법에 따라서 화학반응형, 물리적 혼합형, 그리고 피복형으로 나눌 수 있으며, 본 발명은 비료 입자의 표면을 얇은 피막으로 피복하여 비료 성분이 그 피막을 통하여 서서히 확산되어 나오도록 한 피복형으로, 적은 양의 피복 물질로도 매우 낮은 용출 속도를 유지할 수 있으므로 최근에 많이 연구되고 있다.

본 발명자들은 입상 비료의 표면에 규산염으로 피복하여 지속성을 갖게 한 비료를 제조하는 기술을 개발(한국특허 공고번호 : 85-1175호)하였는바, 이 방법은 규산염이 가격이 저렴하여 용매가 물이므로 용해 회수 장치가 필요 없어서 제조원가를 절감할 수 있으나 용출 기간이 짧은 단점이 있어 장기간(150일 정도)에 걸쳐서 용출되어 나오도록 하기 위하여 본 발명자들은 규산염으로 기초 피복한 위에 라텍스로 이차 피복하여 피복 비료를 제조하는 방법(한국특허 출원번호 85-3341호)을 개발하였다.

그러나, 이러한 규산염-라텍스 피복비료는 두가지 피복재의 용매가 모두 물이므로 용매회수 장치가 필요없으며, 라텍스의 종류를 바꾸거나, 두가지 이상의 라텍스를 혼합하여 피복함으로써 용출 속도를 바꿀 수 있는 장점이 있는 반면에, 라텍스 원액을 오래 보관하게 되면 에멀젼의 안정성이 작아져서 물성이 나빠지며, 피복된 비료를 장기간 저장할 경우에도 피막의 강도가 낮아져서 비료의 용출 속도가 빨라지는 등의 단점이 있다.

한편, 후지다 도시오 등은 폴리에틸렌과 같은 유용성 고분자 수지를 용매에 용해시킨 뒤에 비료 입자위에 분무 피복하여 지속성 비료를 제조하는 방법(한국특허 공고번호 : 79-898호 및 제 82-2204호)을 개발하였는바, 이 방법의 장점은 피막 성질이 우수하여 저장성이 좋고 피막의 수분 투과성이 매우 작으며, 활석이나 고령토와 같은 분말을 피막에 첨가함으로써 용출 속도의 조절이 용이하다는 것 등이다. 그러나, 이 방법은 고분자 수지의 가격이 비싸고, 용매 회수 공정이 수반되어야 하므로 피복비료의 제조원가가 상승하고, 용액분무시 미처 증발하지 못한 유기 용매가 비료의 내부에 스며들어서 잔존하거나 심한 경우에는 비료를 와해시켜 버리는 등의 단점이 있다.

지속성 비료의 제조에 있어서, 용출 속도의 조절은 가장 중요하면서도 매우 해결하기 힘든 문제중의 하나로서 규산염-라텍스 피복비료의 경우는 서로 다른 라텍스를 혼합하여 사용하고 있는데 에멀젼 상태를 유지시켜 주는 계면활성제들이 서로 영향을 주어서 하나의 라텍스에 다른 것을 조금만 혼합하여도 물성이 급격히 나빠지므로 용출 속도 조절이 힘들다. 용출 속도를 조절하는 다른 방법으로는 피막중에 활석이나 고령토와 같은 분말을 첨가함으로써 비료 용액의 통로를 만들어 주는 방법이다. 라텍스 용액의 점도는 물과 비슷하므로 분말을 첨가하면 분말의 침강 속도가 빨라서 용액을 분무하는 도중에 흐름 관내에서 가라 앉으므로 균일한 피막이 형성되지 않으나, 고분자 수지 용액은 점도가 높아서 분말의 침강 속도가 낮아 균일한 피막을 형성시킬 수 있다.

본 발명은 상기 일차로 규산염으로 피복하고 이차로 라텍스로 피복하는 방법과 유용성 고분자 수지 피복방법의 장점을 결합하여 제조원가를 절감할 수 있으면서도 비료의 수중 용출속도를 쉽게 조절할 수 있는 피복 비료의 제조 방법에 관한 것이다. 즉, 입상 비료위에 규산염을 일차로 피복하면 울퉁불퉁하던 표면이 매끄럽게 되어 그 위에 고분자 수지를 얇고도 일정한 두께로 피복시킬 수 있어서 단순히 고분자 수지만으로 피복한 경우 보다도 작은 피복량으로 성능이 좋은 지속성 비료를 제조할 수 있다.

규산염으로는 규산리튬, 규산나트륨, 규산칼리, 규산에틸 등을 단독 또는 2가지 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 유용성 고분자 수지로는 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프필렌, 폴리비닐 아세테이트 등을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 방법에 의하여 규산염과 고분자 수지로 이중 피복된 비료의 장점으로는, 첫째로 거친 비료의 표면을 값싼 규산염으로 매끄럽게 하여 고분자 수지양을 줄임으로써 제조원가를 절감할 수 있는 점과, 둘째로 고분자 용액 분무시 미처 증발하지 못한 유기 용매가 규산염 피막 때문에 비료의 내부로 침투하지 못하도록 하여 피복 도중에 비료 입자가 와해되거나 피복후에 유기 용매가 비료중에 남아 있지 않도록 하는 점, 그리고, 셋째로는 규산염-라텍스로 피복한 경우보다도 규산염-고분자 수지로 피복한 경우에 고분자 수지 피막이 더욱 치밀하며 또한, 탈크등의 분말 첨가에 의하여 비료 용출 속도 조절이 용이한 점이다.

본 발명의 방법을 좀더 구체적으로 설명하면, 입상 비료의 피복은 유동층 피복기 내에서 용액을 분무시킨후 고속 열풍으로 건조하는 방법을 사용하고, 규산염으로의 일차 피복 방법을 피복하는 비료의 양이 500g인 경우에, 농도가 10-38중량 %, 바람직하게는 20-30중량 %가 되게 물로 희석한 규산염을 분무하는데, 용액의 공급 속도는 분당 2-20ml, 바람직하게는 분당 5-10ml, 공기혼합 분무 노즐의 공기 압력은 0.2-5kg/㎠, 바람직하게는 0.5-1kg/㎠, 열풍의 온도는 30-100℃ 바람직하게는 60-80℃로 하였다.

규산염으로 일차 피복한 비료에 이차로 고분자 수지를 피복하는 방법은 피복 비료의 양이 500g인 경우에, 농도가 2-8중량 %, 바람직하게는 4-6중량 %인 고분자 수지 용액을 비료에 분무하였는데, 용액 공급 속도는 분당 2-20ml, 바람직하게는 분당 10-15ml, 공기 혼합 분무 노즐의 공기 압력은 0.2-5kg/㎠, 바람직하게는 0.5-1kg/㎠, 열풍의 온도는 30-100℃ 바람직하게는 50-70℃로 하였다.

이하 본 발명을 실시예로서 상세히 설명한다.

[실시예 1]

회분식의 유동층 피복기내에 4-6메쉬의 요소 500g을 넣고 유동화 공기양을 2㎥/min, 열풍온도를 70℃로 유지하면서 10분간 비료를 예열하였다.

산화규소/산화나트륨의 무게비가 3.4, 용액 농도가 38%인 규산소다 원액을 물로 희석하여 25중량 %의 농도로 낮추어서 펌프를 사용해 7ml/min의 유량으로 유동층 내에 공급하면서, 노즐압력 1.0kg/㎠, 풍온 70℃, 풍량 2㎥/min인 열풍을 사용하여 피복을 하였다. 피복량을 5%로 할 경우에 규산소다는 고형분으로 25g이고, 25중량 % 용액으로는 100g이다.

규산염 피복이 완결되면 열풍의 온도를 60℃로 낮추어서 고분자 수지피복을 행하였다. 먼저 저밀도 폴리에틸렌 10.0g과 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 5.0g 및 탈크 10.0g을 크실렌 50g에 넣고 온도를 100℃로 유지하면서 교반하여 용해시킨 용액을 13ml/min의 속도로 유동층 내에 분무하며 노즐 공기 압력은 1.0kg/㎠를 유지하고, 풍온 60℃, 풍량 2㎥/min인 열풍을 사용하였다. 이때 용액 공급관은 열선으로 감고 온도 조절기를 설치하여 70℃로 유지하며 용액이 관을 흘러가는 도중에 고분자 수지가 석출되지 않도록 하였다.

[실시예 2]

실시예 1에서와 같은 조건으로 일차 규산염 피복후 고분자 수지 피복을 행하나 고분자 수지 피복양을 1%, 2%, 3%, 4%로 변화시키면서 피복양에 따르는 비료의 용출속도의 변화를 실험하고, 실시예 1에서와 같은 조건으로 고분자 수지 피복을 행하나 규산염으로 일차 피복을 하지 않은 비료를 사용하였으며, 고분자 수지 피복양을 3, 4, 5, 6, 7 wt/%로 변화시켜 피복양에 따르는 비료의 용출 속도의 변화를 실험한 바 표 1과 같았다.

[표 1]

피복 비료의 수중 용출율

* 저밀도 폴리에틸렌 : 에틸렌 비닐 아세테이트 : 탈크=4 : 2 : 4

표1에서 보는 바와 같이 본 발명에 의하면, 일차로 규산염으로 피복시킴으로써 고가의 고분자 수지의 피복량을 줄이고도 성능 좋은 지속성 비료를 제조할 수 있는 효과가 있다.

[실시예 3]

실시예1에서와 같은 조건으로 규산염을 피복하고 이차로 고분자 피복을 행하나 고분자를 폴리프로필렌과 고밀도 폴리에틸렌으로 대체하여 실험을 하였다.

폴리프로필렌 15g과 탈크 10g을 100℃의 크실렌에 넣고 교반하여 용해시킨 후 분무 피복하였고, 고밀도 폴리에틸렌과 탈크 10g도 같은 방법으로 용해하여 사용하였으며, 표2에 용출속도의 결과를 수록하였다.

[표 2]

고분자 피복비료의 수중 용출속도

*고분자 피복량=4%

Claims (1)

1. 입상 비료의 표면을 규산염으로 일차 피복한 후에 다시 유기 용매에 용해되는 고분자 수지로 피복함을 특징으로하는 피복형 지속성 입상 비료의 제조방법.