Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein oxamidhaltiges Düngemittel mit langsamer
bzw. verzögerter Freisetzung und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Oxamid [(CONH&sub2;)&sub2;] ist infolge seiner niedrigen Löslichkeit in
Wasser ausgezeichnet als Komponente von Düngemitteln mit langsamer
freisetzung. Um die Eigenschaft der langsamen Freisetzung bei Düngemitteln zu
erhöhen, sind die Düngemittel im allgemeinen bevorzugt nicht in
Pulverform sondern in granulierter form. Um die granulierten Düngemittel zu
verwenden, besitzen die Düngemittel bevorzugt eine große Härte, so daß
sie bei ihrer Handhabung nicht in Pulver zerfallen. Jedoch wird das
Oxamid üblicherweise in Form eines Pulvers mit einer festen Oberfläche
erhalten, so daß es schwierig ist, das Oxamidpulver aneinander haften zu
lassen, um eine körnige Form zu ergeben. Im Falle, daß das Oxamid unter
Bildung sphärischer Teilchen durch industriell verfügbare
Granulierverfahren, wie dem Granulierverfahren unter Walzen und einem
Flüssiggranulierverfahren, verarbeitet wird, ist es schwierig, ein körniges Oxamid
mit einer bevorzugten Härte zu erhalten. Das Oxamid kann also nicht nach
einem Schmelzinjektionsverfahren granuliert werden, da das Oxamid bei
Erhitzen auf eine hohe Temperatur zersetzt wird.
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Die vorläufige japanische Patentpublikation Nr. 59(1984)-169527
beschreibt ein körniges Oxamid, das ein durch Polyvinylalkohol gebundes
Oxamidpulver in einer Menge von 0,2 bis 10 Gew.-% des Oxamidpulvers enthält
und ein Verfahren zu dessen Herstellung, bei dem man ein Gemisch, das ein
Oxamidpulver und Polyvinylalkohol in einer Menge von 0,2 bis 10 Gew.-%
des Oxamidpulvers enthält, granuliert.
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Gemäß dem in der obigen Publikation beschriebenen Verfahren wird
ein körniges Oxamid mit der Form eines runden Barrens mit einer Länge von
dem 2- bis 5-fachen des Teilchendurchmesser (mit einem Seitenverhältnis
von 2 bis 5) erhalten. Das körnige Oxamid besitzt einen
Teilchendurchmesser von 1,2 mm und eine Härte von 0,6 bis 1,9 kg in den in dieser
Publikation beschriebenen Beispielen. Das körnige Oxamid besitzt Vorteile
dahingehend, daß es eine ausreichende Härte zur Handhabung besitzt, daß es
gegenüber dem Zusammenbrechen in Wasser beständig ist und daß es kaum
Flotation darin zeigt. Inbesondere kann das körnige Oxamid mit Vorteil
als Bestandteil von zusammengesetzten Düngemitteln verwendet werden.
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Jedoch neigt das oben erwähnte, körnige Oxamid dazu, eine
unzureichende Fluidität zu besitzen, weil dessen Form ein runder Barren ist, und
in einem bestimmten Fall ist die unzureichende Fluidität davon ungünstig
für die mechanische Düngung. Ferner wird das Oxamid in einer derartigen
Form leicht durch Wirkung der Bodenmikroorganismen mineralisiert und
ergibt kaum die Eigenschaft der langsamen Freisetzung, da das
Oxamidteilchen eine größere spezifische Oberfläche pro Gewichtseinheit besitzt als
dies bei einem sphärischen Teilchen der Fall ist, infolge seiner Form als
runder Barren, und besitzt ein kleineres Volumen.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Oxamiddüngemittel mit langsamer Freisetzung, das das Oxamid als Hauptkomponente
enthält, welches eine fast sphärische Form besitzt, bereitzustellen. Es ist
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Oxamiddüngemittel
mit langsamer Freisetzung bereitzustellen, daß weiterhin eine
ausreichende Härte zum Handhaben ebenso wie einen großen Teilchendurchmesser
besitzt.
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Erfindungsgemäß wird ein Düngemittel mit langsamer Freisetzung
bereitgestellt, das ein Oxamidpulver, das durch Polyvinylalkohol in einem
Verhältnis von 0,2 bis 10 Gewichtsteilen Polyvinylalkohol pro 100
Gewichtsteile Oxamid gebunden ist und in der Form sphärischer Teilchen
vorliegt, umfaßt, wobei die sphärischen Teilchen einen kleineren
durchschnittlichen Durchmesser von 2 bis 5 mm besitzen, von deren Gesamtanzahl
nicht weniger als 70 % (bevorzugt nicht weniger als 80 %) so geformt ist,
daß das Verhältnis des größeren zu dem kleineren Durchmesser 1:1,3
beträgt, und wobei das Pulver einen Ruhewinkel von nicht größer als 39º
(bevorzugt nicht größer als 38,5º) besitzt.
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Das vorstehend erwähnte Oxamiddüngemittel mit langsamer Freigabe
kann vorteilhafterweise nach einem Verfahren hergestellt werden, bei dem
man in Stufen
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(1) durch Extrusion ein Gemisch aus einem Oxamidpulver und
Polyvinylalkohol in einem Verhältnis von 0,2 bis 10 Gewichtsteilen
Polyvinylalkohol pro 100 Gewichtsteile Oxamid formt, wodurch eine Form eines
runden Barrens (oder Zylinders) mit einem Durchmesser von 1,5 bis 8 mm
erhalten wird;
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(2) das in Stufe (1) erhaltene geformte Produkt in einer Länge
von dem 1- bis 1,5-fachen des Durchmessers davon unter Erhalt eines
körnigen Formprodukts schneidet; und
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(3) das körnige Formprodukt, das in vorstehender Stufe (2)
erhalten wurde, in kugelförmige Teilchen mittels einer
Walzengranuliervorrichtung umwandelt, wodurch das gewünschte Pulver erhalten wird.
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind im
folgenden angegeben.
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In dem erfindungsgemäßen Düngemittel mit langsamer Freigabe besitzt
das Oxamidpulver eine durchschnittliche Härte von nicht weniger als 1,5
kg, bevorzugt nicht weniger als 2,0 kg.
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In dem erfindungsgemäßen Düngemittel mit langsamer Freigabe
besitzen nicht weniger als 45 Gew.-% der Gesamtteilchen einen kleineren
Durchmesser im Bereich von 2,4 bis 5 mm.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die
Walzengranuliervorrichtung eine Hochgeschwindigkeitswalzengranuliervorrichtung mit einer
rotierenden Platte am Boden eines fixierten, zylindrischen Gefäßes und führt
die Walzengranulation durch Rotieren der rotierenden Platte mit einer
hohen Geschwindigkeit von nicht weniger als 300 UpM durch.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Gemisch mittels der
Walzengranuliervorrichtung bei 300 bis 1000 UpM für 1 bis 30 min
granuliert.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die erhaltenen Teilchen
nach Stufe (3) getrocknet.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Düngemittel mit langsamer Freigabe umfaßt
mindestens ein Oxamidpulver, das durch Polyvinylalkohol gebunden ist und in
Form kugelförmiger Teilchen vorliegt.
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Das Düngemittel mit langsamer Freigabe muß als kugelförmige
Teilchen mit einem durchschnittlichen, kleineren Durchmesser im Bereich von 2
bis 5 mm vorliegen. Nicht weniger als 45 Gew.-% der Gesamtteilchen des
Düngemittels besitzen bevorzugt einen kleineren Durchmesser im Bereich
von 2,4 bis 5 mm. Wenn der durchschnittliche, kleinere Durchmesser der
Teilchen weniger als 2 mm beträgt, besitzen die Teilchen ein kleines
Volumen und mineralisieren leicht, so daß die geeignete Eigenschaft der
langsamen Freisetzung bzw. Freigabe nicht erhalten wird. Wenn der
durchschnittliche kleinere Durchmesser mehr als 5 mm beträgt, ist die
Kompression manchmal schlecht, und den erhaltenen Teilchen wird keine
ausreichende Härte verliehen. Folglich sind beide Fälle nicht günstig. Es
ist bekannt, daß Düngemittel im allgemeinen im mineralisierten Zustand
von den Pflanzen absorbiert werden, und die Düngemittel zeigen gute
langsame Freigabe, wenn sie beständig gegenüber Mineralisation sind.
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Das erfindungsgemäße Düngemittel mit langsamer Freigabe in der Form
eines Oxamidpulvers besitzt bevorzugt eine Durchschnittshärte von nicht
weniger als 1,5 kg, bevorzugt nicht weniger als 2,0 kg, wobei die Härte
durch den Wert eines aufgelegten Gewichts, bei dem die Teilchen
zusammenbrechen, ausgedrückt wird. Ein solcher Wert kann mit einem Härtemeßgerät
Modell Kiya gemessen werden. Wenn die durchschnittliche Härte weniger als
1,5 kg beträgt, wird das Düngemittel manchmal bei der Handhabung beim
Verpacken und Transport nach dessen Herstellung zerstört.
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Es ist erforderlich, daß nicht weniger als 70 % (bevorzugt nicht
weniger als 80 %) der Gesamtzahl der kugelförmigen Teilchen in dem
Düngemittel mit langsamer Freigabe ein Verhältnis von größerem zu kleinerem
Durchmesser (größerer Durchmesser/kleinerer Durchmesser) im Bereich von 1
bis 1,3 besitzt. Wenn der Wert des größeren Durchmessers/kleineren
Durchmessers in dem oben ausgeführten Bereich liegt, nimmt die Fluidität des
teilchenförmigen Materials infolge der Erhöhung des Ruhewinkels zu, oder
der Dünger wird leicht durch Bodenmikroorganismen infolge der Zunahme der
spezifischen Oberfläche pro Gewichtseinheit davon mineralisiert. Folglich
ist ein Verhältnis, das die obere Grenze überschreitet, ungünstig.
Hinsichtlich der Fluidität des teilchenförmigen Materials besitzen die
Teilchen des Düngemittels mit langsamer Freigabe bevorzugt einen Ruhewinkel
von nicht größer als 39º. Die maschinelle Düngung kann vorteilhafterweise
bei einem Ruhewinkel von nicht größer als 39º durchgeführt werden.
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Das Düngemittel mit langsamer Freigabe kann weiterhin eine
Komponente, die die Wirkung eines Düngemittels (im folgenden als
Düngemittelkomponente bezeichnet) besitzt und die sich von dem Oxamid unterscheidet,
zusammen mit dem Oxamid enthalten, mit der Maßgabe, daß die Komponente in
Wasser kaum löslich ist. Beispiele für eine solche Düngemittelkomponente,
die in Wasser kaum löslich ist, umfassen Magnesium, Ammoniumphosphat,
Crotonylidendiharnstoff (CDU), Isobutylidendiharnstoff (IB), kondensierte
Phosphate und Kaliumsilicat. Das Düngemittel mit langsamer Freigabe kann
mindestens eine dieser Düngemittelkomponenten, die in Wasser kaum löslich
sind, zusammen mit dem Oxamid enthalten. Wenn das Düngemittel mit der
langsamen Freigabe eine wasserlösliche Düngemittelkomponente enthält,
wird die wasserlösliche Düngemittelkomponente in den Böden vor den
anderen Komponenten aufgelöst, und die Teilchen brechen schnell zusammen, so
daß die Mineralisierung des Düngemittels durch die Bodenmikroorganismen
beschleunigt wird.
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Das vorstehend erwähnte Düngemittel mit langsamer Freigabe kann
vorteilhafterweise nach einem Verfahren hergestellt werden, bei dem man
in Stufen:
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(1) durch Extrusion ein Gemisch aus einem Oxamidpulver und
Polyvinylalkohol in der Form eines runden Barrens mit einem Durchmesser von
1,5 bis 8 mm formt;
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(2) das in Stufe (1) erhaltene, geformte Produkt in einer Länge
von dem 1- bis 1,5-fachen des Durchmessers davon unter Erhalt eines
körnigen Formprodukts schneidet; und
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(3) das körnige Formprodukt, das in Stufe (2) erhalten wurde, in
kugelförmige Teilchen mittels einer Walzengranuliervorrichtung formt.
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Die Stufe (1) kann nach bekannten Verfahren, wie dem Verfahren, das
in der vorstehend erwähnten, vorläufigen japanischen Patentpublikation
Nr. 59(1984)-169527 beschrieben ist, durchgeführt werden. Beispielsweise
wird die Stufe (1) bevorzugt wie folgt durchgeführt.
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In der Stufe (1) wird üblicherweise ein wasserlösliches
Polyvinylalkoholpulver zu einem Oxamidpulver in einer Menge im Bereich von 0,2 bis
10 Gewichtsteilen, bevorzugt im Bereich von 2 bis 5 Gewichtsteilen, pro
100 Gewichtsteile des Oxamids gegeben, und die Bestandteile werden
mittels eines Mixers gut vermischt. Wenn die zugegebene Menge des
Polyvinylalkohols unter dem angegebenen Bereich liegt, ist die Wirkung, das
Oxamidpulver zu binden, gering, und die Härte der zu erhaltenden,
kugelförmigen Teilchen ist unzureichend. Wenn die zugegebene Menge des
Polyvinylalkohols über dem genannten Bereich liegt, neigen die Körnchen dazu,
bei dem Schneidverfahren eines nach dem nachstehend erwähnten
Extrusionsformverfahren erhaltenen, geformten Produkts aneinander zu haften, und es
ist schwierig, Körnchen in der gewünschten Größe zu erhalten. Der
Polyvinylalkohol kann in Pulverform oder in Form einer wäßrigen Lösung
zugesetzt werden. Das Verfahren der Zugabe des Polyvinylalkohols kann jedes
beliebige Verfahren, ausgewählt aus einem Chargenverfahren und einem
kontinuierlichen Verfahren, sein.
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In dem Falle, in dem die vorstehend erwähnte andere
Düngemittelkomponente als das Oxamid zugesetzt wird, wird die Komponente bevorzugt dem
Oxamid zur gleichen Zeit wie die Zugabe des Polyvinylalkohols zugesetzt.
Die Düngemittelkomponente kann dazu in einer geeigneten Menge zugesetzt
werden, solange die Bindung des Oxamidpulvers durch den Polyvinylalkohol
nicht gestört wird.
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Eine Vorrichtung, die bei dem Mischverfahren verwendet wird, ist
bevorzugt ein Zwillingsmischer vom Rotortyp.
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Es ist bevorzugt, daß Wasser dem erhaltenen Gemisch zugesetzt wird,
und es wird vor dem Extrusionsformen weiter geknetet. Die Zugabe von
Wasser zu dem Gemisch in der geeigneten Menge erzeugt eine Adhäsion des
Polyvinylalkohols, so daß das Oxamidpulver und die andere
Düngemittelkomponente in geeigneter Weise gebunden werden können.
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Die zugegebene Menge an Wasser liegt bevorzugt in dem Bereich von
10 bis 40 Gewichtsteilen, bevorzugter in dem Bereich von 30 bis 35
Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Oxamidpulvers in dem Gemisch. Wenn
der Polyvinylalkohol in der Form einer wäßrigen Lösung, wie vorstehend
erwähnt, zugesetzt wird, sollte die Gesamtmenge des Wassers, die in der
wäßrigen Lösung des Polyvinylalkohols enthalten ist, und die Menge des
neu zugesetzten Wassers innerhalb des angegebenen Bereichs, bezogen auf
die Menge des Oxamidpulvers in dem Gemisch, liegen.
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Das Knetverfahren wird bevorzugt nach dem Mischverfahren
durchgeführt, und dabei wird die gleiche Vorrichtung, wie zuvor verwendet,
verwendet. Bei der Durchführung des Knetverfahrens ist es zweckmäßig, den
Polyvinylalkohol und die Düngemittelkomponente wie das Oxamidpulver gut
zu kneten, um ein Formprodukt mit einer ausreichenden Härte für das
anschließende Extrusionsformen zu erhalten.
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Nach Beendigung des Knetverfahrens wird das geknetete Material
quantitativ und kontinuierlich in eine Extrusionsgranuliervorrichtung
eingespeist und durch Extrusion geformt, wodurch eine stabförmige Form
mit einem Durchmesser von 1,5 bis 8 mm erhalten wird.
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Das Extrusionsformen wird bevorzugt in einem solchen zweistufigen
Verfahren durchgeführt, das das geknetete Material zuerst mittels einer
vorgeschalteten Spritzgießmaschine vom Extrusionstyp mit einem
Schnittdurchmesser von 5 bis 10 mm vorkomprimiert (rohgeformt) wird und dann
vollständig mittels einer vorgeschalteten Spritzgießmaschine vom
Extrusionstyp mit einem Schnittdurchmesser von 1,5 bis 8 mm geformt wird. Der
Vorkompressionsschritt ist nicht immer notwendig, aber bevorzugt
durchzuführen, um Teilchen mit erhöhter Härte zu erhalten. Die
Spritzgießmaschine, die bei dem Rohformen verwendet wird, kann grundlegend die gleiche
Funktion wie die Spritzgießmaschine, die in dem anschließenden
Hauptformen verwendet wird, besitzen, und ist so eingestellt, daß der Durchmesser
des rohgeformten Produkts größer als der des geformten Produkts in dem
anschließenden Schritt ist.
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Die vorgeschaltete Spritzgießmaschine vom Extrusionstyp ist
bevorzugt ein Schneckenextruder. Es ist weiter bevorzugt, eine
Spritzgießmaschine vom Doppelschneckenextrudertyp bei dem Rohformen ebenso wie bei
dem Hauptformen zu verwenden, weil ein Doppelschneckenextruder einem
Einfachschneckenextruder hinsichtlich der Kompressionskraft und der
Scherkraft überlegen ist.
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In der Stufe (2) wird das in Stufe (1) erhaltene Formprodukt in
einer Länge von dem 1- bis 1,5-fachen des Durchmessers des runden Barrens
geschnitten, um ein körniges Formprodukt zu erhalten, um dessen Formung
in eine kugelförmige Form zu erleichtern.
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Das Schneidverfahren wird bevorzugt durch Schneiden des geformten
Produkts, das das Gemisch aus dem Oxamidpulver und dem Polyvinylalkohol
enthält, durchgeführt. Dieses wird dann in die Form eines Stabs mit einem
Durchmesser von 1,5 bis 8 mm aus der Spritzgießmaschine bei dem
Extrusionsformverfahren extrudiert, wodurch eine Länge von dem 1- bis
1,5- -fachen des Durchmessers davon am Auslaß der Spritzgießmaschine erhalten
wird.
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Wenn das durch das Extrusionsformverfahren erhaltene Formprodukt
nicht am Auslaß der Spritzgießmaschine geschnitten wird, wird das
Formprodukt durch sein eigenes Gewicht geschnitten, wodurch ein Formprodukt
in der Form eines runden Barrens mit einer Länge von etwa 10 bis 30 cm
erhalten wird. Das Schneidverfahren kann durch Einspeisen des
Formprodukts in eine Trommel, in die ein rotierendes Schnittmesser eingebaut
ist, und Schneiden dieses Produkts in einer Länge von dem 1- bis 1,5-
fachen des Durchmessers davon durchgeführt werden.
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Wenn das Formprodukt in der Form eines runden Barrens, das in Stufe
(1) erhalten worden ist, und das etwa 10 bis 30 cm lang ist, nicht in
körniger Form geschnitten wird und in einen
Hochgeschwindigkeitswalzengranulator in dem nächsten Schritt eingespeist wird, neigen die so
erhältlichen Teilchen dazu, Verhältnisse von größerem zu kleinerem
Durchmesser (größerer Durchmesser/kleinerer Durchmesser) von etwa 2 bis 3 zu
haben. Somit lassen sich die gewünschten kugelförmigen Teilchen nur
schwer erhalten, und dies ist nicht günstig.
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In der Stufe (3) wird das körnige, geformte Produkt, das in der
Stufe (2) erhalten wurde, zu kugelförmigen Teilchen bevorzugt mittels
eines Hochgeschwindigkeitswalzengranulators geformt.
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Es ist bevorzugt, daß der Hochgeschwindigkeitswalzengranulator mit
einer rotierenden Platte am Boden eines fixierten, zylindrischen
Behälters ausgestattet ist, und das Walzengranulieren durch Rotieren der
rotierenden Platte mit einer hohen Geschwindigkeit von nicht weniger als
300 UpM durchgeführt werden kann. Als ein derartiger Apparat wird
beispielsweise der Marmelizer, erhältlich von Fuji Poudal Co., Ltd.,
erwähnt.
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Wenn die rotierende Platte mit einer hohen Geschwindigkeit von
nicht weniger als 300 UpM rotiert wird, werden die Ecken des körnigen, in
den Granulator eingespeisten Formprodukts durch Kollisionen mit einer
Seitenwand des zylindrischen Behälters des Granulators oder Kollisionen
mit anderen Teilchen und weitere Walzreibungen entfernt, und das
Formprodukt wird schrittweise zu einer Kugel mit fast dem gleichen Durchmesser
wie dem des runden Barrens des Formprodukts geformt.
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Das Verfahren der Formung des granulären Formprodukts zu
kugelförmigen Teilchen (d.h. das kugelförmige Ausformen) wird bevorzugt in einem
Chargenverfahren durchgeführt und üblicherweise mittels eines
Hochgeschwindigkeitswalzengranulators, der 50 bis 1000 kg des Formprodukts
gleichzeitig bearbeiten kann. Das Verfahren wird bevorzugt mit einer
Anzahl von Umdrehungen der rotierenden Platte von 300 bis 1000 UpM für 30 s
bis 30 min durchgeführt. Das Verfahren wird für eine kurze Betriebszeit
im Falle von großen Anzahlen an Umdrehungen und für eine lange
Betriebszeit im Falle von kleinen Anzahlen von Umdrehungen innerhalb der
genannten Bereiche durchgeführt.
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Nach dem obigen Verfahren können mit Vorteil kugelförmige Teilchen
hergestellt werden, die einen durchschnittlichen, kleineren Durchmesser
von 2 bis 5 mm besitzen und von deren Gesamtzahl nicht weniger als 80 %
so geformt sind, daß ein Verhältnis von größerem Durchmesser zu kleinerem
Durchmesser (größerer Durchmesser/kleinerer Durchmesser) im Bereich von 1
bis 1,3 entsteht.
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Wenn die Anzahl der Umdrehungen der rotierenden Platte weniger als
300 UpM ist, oder wenn die Betriebszeit weniger als 1 min beträgt, wird
die kugelförmige Ausformung so unzureichend, daß wahrscheinlich Teilchen
in der Form eines länglichen Sphäroids mit einem Verhältnis von größerem
Durchmesser zu kleinerem Durchmesser von nicht weniger als 1,3 erhalten
werden, oder daß Teilchen in der Form eines runden Barrens erhalten
werden, dessen Ecken nicht entfernt sind.
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Wenn die Anzahl der Umdrehungen der rotierenden Platte mehr als
1000 UpM beträgt, oder wenn die Betriebszeit mehr als 30 min beträgt,
neigen die Teilchen dazu, aneinander zu haften und bilden einen Klumpen
und neigen weiter dazu, an der Seitenwand des zylinderförmigen Behälters
des Granulators infolge der erhöhten Kompression der Teilchen und des
Ausschwitzens von Wasser aus dem Inneren der Teilchen auf ihre
Oberflächen zu haften, so daß ihre Fähigkeit, verarbeitet zu werden, abnimmt.
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Das Wasser im Inneren der Teilchen neigt dazu, auf ihre Oberflächen
zu dringen, selbst wenn bei einer Anzahl von Umdrehungen und bei einer
Betriebszeit innerhalb der oben erwähnten, bevorzugten Bereiche
gearbeitet wird. Um die Störung durch das Wasser zu vermeiden, ist es bevorzugt,
daß ein trockenes Oxamidpulver während des Verfahrens zugesetzt wird. Die
zugesetzte Menge des trockenen Oxamidpulvers hängt von den Bedingungen
des Wassers ab und liegt bevorzugt im Bereich von 5 bis 20 Gewichtsteilen
pro 100 Gewichtsteilen des Oxamids, das in dem körnigen Formprodukt, das
in den Granulator eingespeist wird, enthalten ist.
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Die Körnchen, die im Verlauf des Extrusionsformens komprimiert
worden sind, können weiter mittels der Hochgeschwindigkeitswalzengranulation
komprimiert werden, um kugelförmige Teilchen in der oben erwähnten Form
und mit einer durchschnittlichen Härte von nicht weniger als 1,5 kg zu
erhalten.
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Es ist bevorzugt, daß die kugelförmigen Teilchen weiter einer
Trocknungsbehandlung in einem Heißluftstrom unterworfen werden. Die
Trocknungsbehandlung kann beispielsweise durch Trocknen der Teilchen bei
einer Temperatur von 80 bis 120ºC für 15 bis 60 min durchgeführt werden,
oder durch ein solches Zweistufenverfahren, das die Teilchen zuerst bei
einer Temperatur von 80 bis 100ºC 1 bis 3 h lang getrocknet werden und
dann bei einer höheren Temperatur von 140 bis 160ºC 10 bis 30 min lang
getrocknet werden. Für die Trocknungsbehandlung kann eine
Trockenmaschine, wie ein Rotationstrockner, ein Fließbetttrockner oder ein
Kastentrockner mit konstanter Temperatur, verwendet werden. Die Hitzebehandlung
kann zur Trocknung überschüssigen Wassers, das auf die Oberflächen der
Teilchen aus ihrem Inneren durch das Hochgeschwindigkeitswalzen gekommen
ist, führen. Die Hitzebehandlung ist auch mit einem derartigen Effekt
verbunden, daß die Adhäsion des Oxamidpulvers durch den Polyvinylalkohol
in den kugelförmigen Teilchen erhöht wird, so daß deren Härte weiter
zunehmen kann.
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Gewisse Sorgfalt sollte bei der Hitzebehandlung aufgewandt werden,
weil Versprödung auf Filmen des Polyvinylalkohols eintreten kann, und
dessen mechanische Stärke dazu neigt, abzunehmen, wenn die
Hitzebehandlung bei einer Trocknungstemperatur von höher als 150ºC für eine lange
Zeitspanne durchgeführt wird.
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Die kugelförmigen Teilchen können, sofern je nach dem Zweck
notwendig, weiter eingestellt werden, so daß ihre Teilchengröße einheitlich
wird. Die Einstellung der Teilchen kann durch Entfernen grober Teilchen
und feiner Teilchen mittels einer vibrierenden Siebmaschine durchgeführt
werden. Die entfernten groben und feinen Teilchen können als
Rohmaterialien für das erfindungsgemäße Düngemittel mit langsamer Freisetzung
wiederverwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Düngemittel ist gegenüber dem Zusammenbrechen
oder der Pulverbildung bei der Handhabung in dem Verfahren von der
Herstellung bis zur Düngung wegen seiner großen Härte beständig, so daß das
Düngemittel nicht nur als Rohmaterial von zusammengesetzten Düngemitteln,
sondern auch als Düngemittel mit langsamer Freisetzung als solches oder
als Rohmaterial für eine große Mischung verwendet werden kann.
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Das erfindungsgemäße Düngemittel, von dem die meisten Teilchen in
fast kugelförmige Form granuliert worden sind, besitzt einen kleinen
Ruhewinkel und eine gute Fluidität, die für mechanische Düngung geeignet
ist.
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Ferner ist das erfindungsgemäße Düngemittel gegenüber Zersetzung
(d.h. Mineralisierung) durch die Bodenmikroorganismen beständig und
besitzt die ausgezeichnete Eigenschaft der langsamen Freisetzung als
Dünger, da das Düngemittel fast kugelförmige Form besitzt und die Teilchen
davon eine große Größe besitzen.
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Beispiele für die vorliegende Erfindung und Vergleichsbeispiele
sind im folgenden angegeben.
Beispiel 1 bis 13
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Zu 100 Gewichtsteilen (1 kg) eines Oxamidpulvers wurde ein
wasserlösliches Polyvinylalkoholpulver gegeben, und es wurde 2 min lang mittels
eines Schneckenrotortypmischers gemischt. Anschließend wurde dem Gemisch
Wasser zugesetzt, und es wurde kontinuierlich etwa 5 min lang geknetet.
Die Menge des zugesetzten wasserlöslichen Polyvinylalkoholpulvers und des
Wassers sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
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Das so erhaltene Gemisch wurde dann quantitativ und kontinuierlich
in eine Extrusionsspritzgießmaschine eingespeist. Das Extrudieren wurde
so durchgeführt, daß zuerst das Gemisch mittels eines vorgeschalteten
Schneckengranulators vom Extrusionstyp mit einem Schnittdurchmesser von
5 mm vorkomprimiert (rohgeformt) wurde, und dann das Gemisch mittels
eines vorgeschalteten Spritzgießapparats vom Extrusionstyp mit einem
Schnittdurchmesser von 3 mm weitergeformt wurde, und das so erhaltene
Formprodukt wurde dann in einer Länge von 3 bis 4,5 mm am Auslaß davon
geschnitten, wodurch Körnchen erhalten wurden. Das Schneiden wurde
mittels einer rotierenden Schneidvorrichtung durchgeführt.
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Die Körnchen wurden in einen Walzengranulator mit hoher
Geschwindigkeit zur Umwandlung in die kugelförmige Form eingespeist. Als
Hochgeschwindigkeitswalzengranulator wurde der Marmelizer, erhältlich von
Fuji Poudal Co., Ltd., verwendet. Da Wasser auf die Oberflächen der
Körnchen bei dem Granulierungsverfahren ausschwitzte, wurde ein trockenes
Oxamidpulver zugesetzt. Die Anzahl der Umdrehungen der rotierenden Platte,
die Betriebszeit und die zugesetzte Menge des Oxamidpulvers sind in
Tabelle 1 dargestellt.
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Anschließend wurden die erhaltenen kugelförmigen Teilchen mittels
eines thermostatisierten Kastentrockners getrocknet. Das Trocknen wurde
zuerst bei 100ºC 3 h lang und dann bei 150ºC 15 min lang durchgeführt, um
die mechanische Festigkeit des Polyvinylalkoholfilms in den kugelförmigen
Oxamidteilchen zu erhöhen.
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Nach Beendigung des Trocknens wurde die Härte der erhaltenen
Teilchen mittels eines Geräts zur Härtemessung, Modell Kiya, gemessen. Von
den Teilchen wurden die groben Teilchen und die feinen Teilchen unter
Verwendung einer vibrierenden Siebvorrichtung entfernt, und die
Teilchengrößenverteilung der Teilchen wurde gemessen. Das verwendete Sieb hatte
eine obere Lochgröße von 5 mm und eine untere Lochgröße von 2,4 mm. Die
gemessene Härte und die Teilchengrößenverteilung sind in Tabelle 2
dargestellt.
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Ein Ruhewinkel der Teilchen von 2,4 bis 5 mm, der bei der Messung
der Teilchengrößenverteilung erhalten wurde, wurde auf der Grundlage des
Ablaufverfahrens gemessen. Eine Anzahl von 100 Teilchen unter den
Teilchen von 2,4 bis 5 mm, die bei der Messung der Teilchengrößenverteilung
erhalten wurde, wurden willkürlich ausgewählt, und das Verhältnis von
größerem zu kleinerem Durchmesser (größerer Durchmesser/kleinerer
Durchmesser) davon wurde bestimmt. Der Ruhewinkel und das Verhältnis des
größeren Durchmesser/kleinerer Durchmesser sind in Tabelle 2 dargestellt,
worin das Verhältnis durch die Anzahl der Teilchen in dem Verhältnis von
1 bis 1,3 und in dem Verhältnis von nicht weniger als 1,3 angegeben ist.
Vergleichsbeispiele 1 bis 3
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Zu einem Oxamidpulver wurde ein Polyvinylalkoholpulver gegeben. Es
wurde gründlich gemischt, und dann wurde dem Gemisch Wasser zugesetzt.
Dann wurde geknetet, und das Gemisch wurde dann extrusionsgeformt und
geschnitten, wodurch Körnchen erhalten wurden. Das Ganze wurde, wie in
Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt. Die zugesetzten Mengen des
Polyvinylalkoholpulvers und des Wassers sind in Tabelle 1 dargestellt.
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Die Körnchen wurden in einen Kippgranulator mit einem beweglichen
Blech, Modell SUS304 mit einem Durchmesser von 50 cm und einer Tiefe von
10 cm unter Bildung von Körnchen eingespeist. Da Wasser auf den
Oberflächen der Teilchen bei dem Verfahren der Bildung von Kügelchen erschien,
wurde ein trockenes Oxamidpulver zugesetzt. Die Anzahl der Umdrehungen
der rotierenden Platte, die Betriebszeit und die Menge des zugesetzten
Oxamidpulvers sind in Tabelle 1 angegeben.
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Die erhaltenen Teilchen wurden getrocknet und bezüglich der Härte
und der Teilchengrößenverteilung, wie in Beispiel 1 beschrieben,
gemessen. Ferner wurden die Teilchen von 2,4 bis 5 mm, die bei der Messung der
Teilchengrößenverteilung erhalten worden waren, bezüglich des Ruhewinkels
und des Verhältnisses des größeren Durchmessers/kleineren Durchmessers,
wie in Beispiel 1 beschrieben, gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2
dargestellt.
Tabelle 1
Zusammensetzung
Bedingungen des Verfahrens zur Ausformung von Kügelchen
Menge an PVA (Gew.-Teile)
Menge an Wasser (Gew.-Teile)
Anzahl der Umdrehungen (UpM)
Betriebszeit
Menge des trockenen Pulvers (Gew.-Teile)
Beispiel
Vergleichsbeisp.
Menge des trockenen Pulvers: zugesetzte Menge des trockenen
Oxamidpulvers
Tabelle 2
Teilchengrößenverteilung
Durchschnittliche Härte (kg)
nicht weniger als 5 mm (Gew.-%)
5 bis 2,4 mm (Gew.-%)
nicht mehr als 2,4 mm (Gew.-%)
Beispiel
Vergleichsbeispiel
Durchschnittliche Härte: gemessen mittels des Härtemeßgeräts Modell
Kiya
Tabelle 2 (fortgesetzt)
Verhältnis größerer Durchmesser/kleinerer Durchmesser
Ruhewinkel (º)
1 bis 1,3 (Anzahl)
nicht weniger als 1,3 (Anzahl)
Beispiel
Vergleichsbeispiel
Bezugsbeispiel 1
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Die in Beispiel 1 erhaltenen kugelförmigen Teilchen mit einem
kleineren durchschnittlichen Durchmesser von 2,4 bis 5 mm wurden weiter
gesiebt, um drei Arten von Teilchen mit einem durchschnittlichen kleineren
Durchmesser von 3 mm, 3,7 mm bzw. 4,6 mm zu ergeben. Unter Verwendung
dieser Teilchen wurde ein Mineralisierungskoeffizient (Menge eines
mineralisierten Düngemittels in kumulativen Gew.-%) durch die
Bodenmikroorganismen unter den folgenden Bindungen gemessen.
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Getesteter Boden: Futsukaichi-Boden
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pH-Wert (H&sub2;O): 5,4
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Menge des Düngers: 30 mg in Umwandlung in Stickstoff pro 100 g
trockener Boden
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Wassergehalt: 120 % MWC
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Temperatur: 30ºC
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3
Wochen
Bezugsbeispiel 1