JP2016505479A - カプセル化粒子 - Google Patents

Abstract

カプセル化粒子は、コア粒子、該コア粒子の周りに配置された移行性農薬、及び該移行性農薬の周りに配置されたポリウレタン層を含む。コア粒子は肥料、例えば、尿素を含む。移行性農薬は、ジニトロアニリン、例えば、ペンジメタリンを含み得る。ポリウレタン層は、一般に、約３０℃以下の最大温度を有する反応混合物から形成される。ポリウレタン層は、カプセル化粒子が表面と物理的に接触した時に、移行性農薬がコア粒子とは異なる表面に移行することを抑制する。カプセル化粒子の形成方法は、コア粒子を移行性農薬でカプセル化して中間体粒子を形成する工程、イソシアネートとポリオールとを組み合わせて反応混合物を形成する工程、及び中間体粒子を反応混合物でカプセル化してカプセル化粒子のポリウレタン層を形成する工程を含む。ポリウレタン層は、イソシアネートとポリオールとの反応生成物を含む。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本願明細書に援用される、２０１２年１１月１６日に出願された、米国仮特許出願第６１／７２７２８２号の利益を主張する。

本開示の分野
本開示は概して、カプセル化粒子に関し、更に詳細には、コア粒子、該コア粒子の周りに配置された移行性農薬、及び該移行性農薬の周りに配置されたポリウレタン層を含むカプセル化粒子に関する。コア粒子は肥料を含む。本開示はまた、カプセル化粒子の形成方法に関する。

本開示の背景
粒状肥料は、多くの場合、粒状肥料の用途／使用の前に、１つ以上の除草剤で被覆されている。粒状肥料に適用されている除草剤は、揮発性が高く、天然又は人工の顔料を含み、及び／又は完全に粒状肥料に付着しないこともある。多くの場合、粒状肥料に被覆された除草剤の一例はペンジメタリンである。ペンジメタリンは黄色であり、特にその融点（約５５℃）近くの温度で、ワックス状〜油状の粘稠性を有する。ペンジメタリンは、その部分的な粘稠性のために、それが適用される粒状肥料に完全に付着しない。このため、取扱中に、ペンジメタリンで被覆された粒状肥料は、ペンジメタリンを、被覆された粒状肥料との物理的接触時に、他の表面に、例えば、衣服、皮膚及び／又は塗布装置に移行させ易い。これらの表面上に集まる残留ペンジメタリンは、除去するのが非常に困難である（ペンジメタリンを含む）黄色い汚れ又は膜を形成する。

更に、適用前に粒状肥料に適用される除草剤の移行は、他の多くの理由から問題である。粒状肥料からの除草剤の移行は、最終的に無駄になる、即ち、除草剤は、その意図する目標に到達していない。更に、ヒトの皮膚や衣服に移行した除草剤は、知覚される（即ち、実際の）健康上のリスクをもたらす。更に、輸送及び／又は適用装置の表面に移行する除草剤は、除去する必要があり、これはダウンタイムや洗浄費用等につながる。

除草剤の粒状肥料から他の表面への移行を防止する試みは、除草剤が配置された粒状肥料のカプセル化を含んでいた。しかしながら、従来のカプセル化法は、特定の除草剤を、昇華、溶融、及び／又は蒸発させる。従って、従来のカプセル化法は、ペンジメタリンなどの特定の除草剤には適していない。更に、従来の封入剤は、適用時に、過剰な封入剤、封入剤の不均一な厚さ、及び／又はカプセル化粒状肥料のアグロメレーションのために、粒状肥料と除草剤の両方の制御放出を抑制し、これは廃棄物や追加費用をもたらす。従って、改善されたカプセル化粒子及びかかるカプセル化粒子の形成方法を提供する機会が残されている。

本開示及び利点の概要
カプセル化粒子が開示されている。カプセル化粒子は、コア粒子、該コア粒子の周りに配置された移行性農薬、及び該移行性農薬の周りに配置されたポリウレタン層を含む。コア粒子は肥料を含む。ポリウレタン層は概して、約３０℃以下の最高温度を有する反応混合物から形成される。反応混合物は概して、ポリウレタン層がイソシアネートとポリオールとの反応生成物を含むように、イソシアネートとポリオールを含む。ポリウレタン層は、カプセル化粒子が表面と物理的に接触した時に、移行性農薬がコア粒子とは異なる表面に移行することを抑制する。

また、カプセル化粒子の形成方法も開示されている。本方法は、中間体粒子を形成するために、コア粒子を移行性農薬でカプセル化する工程を含む。本方法は更に、イソシアネートとポリオールとを組み合わせて反応混合物を形成する工程と、中間体粒子を反応混合物でカプセル化してカプセル化粒子のポリウレタン層を形成する工程を含む。反応混合物は、約３０℃以下の最大温度を有する。

イソシアネートとポリオールは、一般的に移行性農薬（又はその大部分）を昇華、溶融及び／又は蒸発させる温度よりも低い温度で、反応し、硬化してポリウレタン層を形成する。イソシアネートとポリオールはまた、優れた制御放出特性もカプセル化粒子に付与する。ポリウレタン層は、カプセル化粒子との物理的な接触時に、移行性農薬の他の表面への移行を抑制する。更に、本方法は、ポリウレタン層における、改善されたコア粒子のカプセル化、ポリウレタン層の均一性及び最小厚さ、増大した収率、及び最小化した欠点を促進する。カプセル化粒子の収率の増大及び質の改善は、概して、カプセル化粒子を形成するために要求される時間と費用を削減する。カプセル化粒子は、農業用途などの様々な用途に有用である。

本開示の詳細な説明
カプセル化粒子が開示されている。カプセル化粒子は、コア粒子、該コア粒子の周りに配置された移行性農薬、及び該移行性農薬の周りに配置されたポリウレタン層を含む。移行性農薬は、部分的に又は完全にコア粒子の周りに配置され得る。別の言い方をすると、コア粒子は、部分的に又は完全に移行性農薬によってカプセル化され得る。同様に、ポリウレタン層は、部分的に又は完全に移行性農薬及びコア粒子の周りに配置され得る。別の言い方をすると、移行性農薬被覆コア粒子（本願明細書では中間体粒子とも呼ばれる）は部分的に又は完全にポリウレタン層によってカプセル化され得る。特定の実施態様では、中間体粒子、即ち、コア粒子及び移行性農薬は、完全にポリウレタン層によってカプセル化されている。これらの実施態様では、ポリウレタン層は、中間体粒子を保護し、コア粒子から別の表面への移行性農薬の望ましくない移行を防止する。

コア粒子は肥料を含む。様々な種類の肥料がコア粒子として利用されてよく、該コア粒子は、１つ、２つ又はそれ以上の異なる種類の肥料を含み得る。本開示は、特定の種類の肥料に限定されない。

特定の実施態様では、肥料は、カルシウム、マグネシウム、窒素、リン、カリウム、硫黄又はそれらの組み合わせを含む。肥料はまた、窒素肥料、リン酸肥料、カリ肥料、硫酸肥料、及びこれらの組み合わせ（例えば、混合肥料）の群から選択され得る。適した肥料としては、無水アンモニア、尿素、硝酸アンモニウム、尿素硝酸アンモニウム、カルシウム硝酸アンモニウム、リン酸、モノ−リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、リン酸アンモニウム硫酸、カリ、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸、又はそれらの組み合わせも挙げられる。様々な実施態様では、肥料は尿素などの窒素系肥料である。他の実施態様では、肥料は硫酸アンモニウムである。コア粒子は更に１つ以上の肥料助剤を含み得る。特に農業用途に適しているが、カプセル化粒子は、そのような使用に限定されていない。例えば、カプセル化粒子は、住宅、商業、及び／又は産業用途で使用され得る。カプセル化粒子は概して自由流動粒子として使用するために提供されている。別の言い方をすると、カプセル化粒子は、通常、分散液又は溶液の形態で、例えば、水溶液又は濃縮物の形態ではない。

コア粒子の形状は重要ではないが、コア粒子は、通常、球形である。このため、コア粒子は、通常、円形又はほぼ球形のいずれかである。コア粒子は、任意のサイズであってよい。特定の実施態様では、コア粒子は、米国篩サイズシリーズを用いる標準的なサイジング技術に従って測定されるように、１７０号メッシュ〜約５／１６インチ、３５号〜３号１／２メッシュ、１８号〜５号メッシュ、又はこの間の任意のサイズの粒径を有する。他の実施態様では、コア粒子は、約０．１〜約１０ミリメートル（ｍｍ）、約０．１〜約７ミリメートル、約０．５〜約５ミリメートル、約１〜約４ミリメートル、又は約１．５〜約２．５ミリメートル又はその間の任意のサイズの粒径を有する。これは、円形又はほぼ球状であり且つかかる粒径を有するコア粒子が、通常、他の粒子形状及び／又はサイズを有するコア粒子と比較して、より薄く且つより均一なポリウレタン層（又は層）を可能にすると考えられている。

移行性農薬は概して、表面に物理的に接触した際に、コア粒子とは異なる表面に移行することが可能である。別の言い方をすると、移行性農薬は、２つが接触する時に表面に移行する相／形態であってよい。通常、移行性農薬の移行は、技術的な援助なしではっきりと見える表面上に残留物を残すのに十分である。残留物は、一般に、移行性農薬の最初の塊の一部であり、また、移行性農薬を含むステイン又は膜とも呼ばれ得る。「移行する」との用語は、一般に移行性農薬自体の一部（即ち、塊の一部）が、コア粒子から別の表面に物理的に移動することを意味する。

移行性農薬は、様々な温度でコア粒子とは異なる表面に移行可能であり、かかる移行は、通常、約３０℃、あるいは約２５℃の温度、又は約２５℃〜約３０℃の間の任意の温度で起こる。例えば、移行性農薬がその融点に近い温度に曝される場合、移行性農薬は、固体から液体への相変化（又はそれに近い）を受け得、これは、移行性農薬の吸上、摩擦落ち、流出等によって、移行性農薬の表面への移行を促進させる。

移行性農薬は、様々な形態であってよく、通常、固体又は液体形態、最も典型的には半固体又は固体形態であってよい。これらの相／形態としては結晶、ワックス状、及び油状形態が挙げられ得る。特定の実施態様では、移行性農薬は、担体物質内に配置されている。これらの実施態様では、移行性農薬を含む担体物質は、それ自体移行性であるため、移行性農薬を含む担体物質は、該表面との物理的な接触時に、コア粒子ではない表面に移行する。

「移行性農薬」との用語は、移行性農薬を、これらの種類の農薬（例えば、除草剤）が当該技術分野で理解されるような植物内でどのように移動するかに関して、下方への移動（又は「シンプラスト移行性（symplastically translocated）」）又は上方への移動（又は「アポプラスト移行性（apoplastically translocated）」）のいずれかである「可動性の」農薬に限定するものと解釈されるべきではないが、特定の農薬はそのようなものとして分類され得る。例えば、移行性農薬の特定の実施態様は、植物内で移行性ではない、農薬と接触するものとして分類され得る。

更に、「農薬」との用語は、殺菌剤、殺虫剤、殺線虫剤、除草剤、薬害軽減剤、及び／又は成長調節剤の群から選択される少なくとも１つの活性物質（又は活性成分）を意味する。従って、移行性農薬はまた、移行性殺菌剤、移行性除草剤等とも呼ばれ得る。本開示の目的のための更に典型的な農薬は、殺菌剤、殺虫剤、除草剤及び成長調節剤であり、最も典型的には、殺菌剤、除草剤、及び成長調節剤である。２つ以上の上記の農薬の混合物も使用され得る。当業者は、例えば、農薬マニュアル、第１５版（２００９年）のThe British Crop Protection Council, Londonに見出され得る、かかる農薬に精通している。特定の化学物質は、本願明細書では、特定の種類の農薬、例えば、殺菌剤として定義される又は呼ばれ得るが、これは、かかる農薬がこのような使用／用途に限定されることを意味するものではない。例えば、殺菌剤は、除草剤としても又はその逆も使用され得る。全体的に、農薬の分類に関する限り、当該技術分野内で完全な一貫性はない。移行性農薬としては、当該技術分野で理解されている追加の成分、例えば、農薬助剤、顔料、染料等が挙げられ得る。

移行性農薬に関しては、様々な種類の殺虫剤が利用され得る。適切な殺虫剤としては、カルバメート、有機リン酸塩、有機塩素系殺虫剤、フェニルピラゾール、ピレスロイド、ネオニコチノイド、スピノシン、アベルメクチン、ミルベマイシン、幼若ホルモン類似体、アルキルハロゲン化物、有機スズ化合物ネライストキシン系類似体、ベンゾイル尿素、ジアシルヒドラジン、ＭＥＴＩ殺ダニ剤、及び殺虫剤、例えば、クロロピクリン、ピメトロジン、フロニカミド、クロフェンテジン、ヘキシチアゾクス、エトキサゾール、ジアフェンチウロン、プロパルギット、テトラジホン、クロロフェナピル、ＤＮＯＣ、ブプロフェジン、シロマジン、アミトラズ、ヒドラメチルノン、アセキノシル、フルアクリピリム、及びロテノン、又はそれらの誘導体が挙げられる。

殺虫剤の他に又はその代替に、様々な種類の殺菌剤が利用され得る。好適な殺菌剤としては、ジニトロアニリン、アリルアミン、アニリノピリミジン、抗生物質、芳香族炭化水素、ベンゼンスルホンアミド、ベンズイミダゾール、ベンズイソチアゾール、ベンゾフェノン、ベンゾチアジアゾール、ベンゾトリアジン、ベンジルカルバメート、カルバメート、カルボキサミド、カルボン酸ジアミド、クロロニトリルシアノアセトアミドオキシム、シアノイミダゾール、シクロプロパンカルボキサミド、ジカルボキシイミド、ジヒドロジオキサジン、ジニトロフェニルクロトネート、ジチオカルバメート、ジチオラン、エチルホスホネート、エチルアミノチアゾールカルボキサミド、グアニジン、ヒドロキシ−（２−アミノ）ピリミジン、ヒドロキシアニリド、イミダゾール、イミダゾリノン、無機物質、イソベンゾフラノン、メトキシアクリレート、メトキシカルバメート、モルホリン、Ｎ−フェニルカルバメート、オキサゾリジンジオン、オキシミノアセテート、オキシミノアセトアミド、ペプチジルピリミジンヌクレオシド、フェニルアセトアミド、フェニルアミド、フェニルピロール、フェニル尿素、ホスホネート、ホスホロチオレート、フタルアミド酸、フタルイミド、ピペラジン、ピペリジン、プロピオンアミド、ピリダジノン、ピリジン、ピリジニルメチルベンズアミド、ピリミジンアミン、ピリミジン、ピリミジノンヒドラゾン、ピロロキノリノン、キナゾリノン、キノリン、キノン、スルファミド、スルファモイルトリアゾール、チアゾールカルボキサミド、チオカルバメート、チオファネート、チオフェンカルボキサミド、トルアミド、トリフェニル錫化合物、トリアジン、及びトリアゾールが挙げられる。

殺虫剤及び／又は殺菌剤の他に又はその代替に、様々な種類の除草剤が利用され得る。好適な除草剤としては、アセトアミド、アミド、アリールオキシフェノキプロピオネート、ベンズアミド、ベンゾフラン、安息香酸、ベンゾチアジアジオン、ビピリジリウム、カルバメート、クロロアセトアミド、クロロカルボン酸、シクロヘキサンジオン、ジニトロアニリン、ジニトロフェノール、ジフェニルエーテル、グリシン、イミダゾリノン、イソオキサゾール、イソオキサゾリジノン、ニトリル、Ｎ−フェニルフタルイミド、オキサジアゾール、オキサゾリジンジオン、オキシアセトアミド、フェノキシカルボン酸、フェニルカルバメート、フェニルピラゾール、フェニルピラゾリン、フェニルピリダジン、ホスフィン酸、ホスホロアミデート、ホスホロジチオエート、フタラメート、ピラゾール、ピリダジノン、ピリジン、ピリジンカルボン酸、ピリジンカルボキサミド、ピリミジンジオン、ピリミジニル（チオ）ベンゾエート、キノリンカルボン酸、セミカルバゾン、スルホニルアミノカルボニルトリアゾリノン、スルホニル尿素、テトラゾリノン、チアジアゾール、チオカルバメート、トリアジン、トリアジノン、トリアゾール、トリアゾリノン、トリアゾロカルボキサミド、トリアゾロピリミジン、トリケトン、ウラシル、及び尿素が挙げられる。

適当な除草剤の更なる例としては、クロロアセトアミド系除草剤、例えば、アセトクロール、アラクロール、ブタクロール、ブテナクロール、デラクロール、ジエタチル、ジメタクロール、メトラクロール、メトラクロール−Ｓ、メタザクロール、プレチラクロール、プロパクロール、プロピソクロール、プリナクロール、テルブクロール、テニルクロール、キシラクロール、ジメテナミド、ジメテナミド−Ｐ；オキシアセトアミド除草剤；例えば、フルフェナセット及びメフェナセット；アセトアミド除草剤、例えば、ジフェナミド、ナプロパミド及びナプロアニリド；テトラゾリノン除草剤、例えば、フェントラザミド；アリール尿素除草剤、例えば、クロルブロムロン、クロロトルロン、クロロクスロン、ジメフロン、ジウロン、エチジムロン、フェヌロン、フルオメツロン、イソプロツロン、イスロン、リニュロン、メタベンズチアズロン、メトブロムロン、メトキスロン、モノリニュロン、ネブロン、シズロン、テトラフルロン及びテブチウロン；トリアジン系除草剤、例えば、アトラジン、クロラジン、シアナジン、シプラジン、エグリナジン、イパジン、メソプラジン、プロシアジン、プログリナジン、プロパジン、セブチルアジン、シマジン、テルブチラジン及びトリエタジン；トリアジン（ジ）オン系除草剤、例えば、アムトリジオン、アミブジン、ヘキサジノン、イソメチオジン、メタミトロン及びメトリブジン；フェニルカルバメート系除草剤、例えば、デスメジファム、フェニソファム、フェンメジファム及びフェンメジファム−エチル；ニトリル系除草剤、例えば、ブロモボニル、ブロモキシニル、クロロキシニル、ジクロベニル、ヨードボニル及びイオキシニル；メチルチオトリアジン除草剤、例えば、アメトリン、アジプロトリン、シアナトリン、デスメトリン、ジメタメトリン、メトプロトリン、プロメトリン、シメトリン及びテルブトリン；ピリダジノン除草剤、例えば、ノルフルラゾン、ブロンピラゾン、クロリダゾン、ジミダゾン、メトフルラゾン、ノルフルラゾン、オキサピラゾン及びピダノン；ピリジンカルボキサミド系除草剤、例えば、フルフェニカン、ジフルフェニカン及びピコリナフェン、ベフルブトアミド、フルリドン、フルロクロリドン及びフルルタモン；４−ＨＰＰＤ阻害剤、例えば、イソキサフルトール、メソトリオン、テンボトリオン、トプラメゾン及びスルコトリオン；ピリジン系除草剤、例えば、ジチオピル又はチアゾピル；及び除草剤薬害軽減剤、例えば、ベノキサコール、クロキントセット、シオメトリニル、シプロスルファミド、ジクロルミド、ジシクロノン、ジエトラート、フェンクロラゾール、フェンクロリム、フルラゾール、フルキソフェニム、フリラゾール、イソキサジフェン、メフェンピル、メフェナート、ナフタル酸無水物、２，２，５−トリメチル−３−（ジクロルアセチル）−１，３−オキサゾリジン、４−（ジクロロアセチル）−１−オキサ−４−アザスピロ［４．５］デカン及びオキサベトリニル；並びにそれらの農業的に許容される塩が挙げられるが、但し、それらがカルボキシル基、それらの農業的に許容される誘導体を有することを条件とする。

特定の実施態様では、移行性農薬はジニトロアニリンを含む。好適なジニトロアニリンとして、ベンフルラリン、ブトラリン、クロルニジン、ジニトロアミン、ジプロパリン、エタルフルラリン、フルクロラリン、イソプロパリン、メタルプロパリン、ニトラリン、オリザリン、ペンジメタリン、プロジアミン、プロフルラリン、トリフルラリン、及びそれらの混合物が挙げられる。特定の実施態様では、移行性農薬はペンジメタリンである。

移行性農薬は様々な蒸気圧を有し得る。特定の実施態様では、移行性農薬は、２５℃で、約３ｍＰａ以上、約４ｍＰａ以上、約３〜約１０ｍＰａ、約３〜約８ｍＰａ、約３〜約５ｍＰａ、又は約３．５〜約４．５ｍＰａ、又はその間の任意の蒸気圧を有する。当該技術分野で理解されるように、農薬の蒸気圧は一般にその揮発性を決定する。揮発とは、それによって農薬が液体又は固体から気体に変化するプロセスである。揮発性の農薬（より高い蒸気圧を有するもの）は一般に低い蒸気圧の農薬よりも速く放散する。揮発は、一般的に温度と湿度を高める。殆どの農薬は、通常の現場での使用では、かなり不揮発性である。しかしながら、揮発性農薬の例としては、チオカルバメート系統のメンバー、例えば、ＥＰＴＣ（Ｅｒａｄｉｃａｎｅ（登録商標）、Ｅｐｔａｍ（登録商標））及びブチレート（Ｓｕｔａｎ＋）；ジニトロアナリン、トリフルラリン（Ｔｒｅｆｌａｎ（登録商標））及びエタルフルラリン（Ｓｏｎａｌａｎ（登録商標））；及びクロマゾン（Ｃｏｍｍａｎｄ（登録商標））が挙げられる。

移行性農薬は、様々な融点を有し得る。特定の実施態様では、移行性農薬は、約１０℃〜約１００℃、約１０℃〜約９０℃、約２０℃〜約８０℃、約３０℃〜約７０℃、約４０℃〜約６５℃、約５０℃〜約６０℃、約５５℃〜約６０℃、又は約５５℃、又はその間の任意の融点を有する。

移行性農薬は様々な程度の水への溶解性を有し得る。特定の実施態様では、移行性農薬は、２０℃で、約０．０１〜約１００ｍｇ／Ｌ、約０．０１〜約５０ｍｇ／Ｌ、約０．０１〜約２５ｍｇ／Ｌ、約０．０１〜約２０ｍｇ／Ｌ、約０．０１〜約１５ｍｇ／Ｌ、約０．０１〜約１０ｍｇ／Ｌ、約０．０１〜約５ｍｇ／Ｌ、約０．０１〜約１ｍｇ／Ｌ、約０．１〜約０．５ｍｇ／Ｌ、又は約０．３ｍｇ／Ｌの水溶解度、又はその間の任意の水溶解度を有する。

ポリウレタン層は、表面と物理的に接触した際に、コア粒子とは異なる表面への移行性農薬の移行を最小限にする。ポリウレタン層はまた、カプセル化粒子の適用時のコア粒子と移行性農薬の両方の制御放出を保証する。様々な実施態様では、ポリウレタン層は、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９９％、又は少なくとも約１００％のコア粒子、又はその間の任意の％で配置されている。別の言い方をすると、中間体粒子は、ポリウレタン層によって部分的に又は完全にカプセル化され得る。

ポリウレタン層は単一層又は複数の副層を含み得る。特定の実施態様では、ポリウレタン層は、少なくとも２つの副層、少なくとも３つの副層、少なくとも４つの副層、少なくとも５つの副層、又は少なくとも６つの副層を含む。副層は、同一又は互いに異なり得る。別の言い方をすると、コア粒子は、少なくとも１つのポリウレタン副層及びポリウレタンとは別の材料を含む１つ以上の追加の副層でカプセル化され得る。あるいは、異なる種類のポリウレタンが、副層を形成するために使用され得る。

典型的には、ポリウレタン層（又は集合的副層）は、約５〜約５０ミクロン、約１０〜約４０ミクロン、又は約１５〜約３５ミクロン、又はその間の任意の平均厚さを有する。ポリウレタン層は、カプセル化粒子の溶解速度などの１つ以上の望ましい特性に応じて様々な厚さで利用され得る。

ポリウレタン層は、一般にその名前が示唆するようにポリウレタンから形成される。そのため、ポリウレタン層は、通常、イソシアネートとポリオールとの反応生成物を含む。ポリウレタン層はまた、他の成分の存在下で形成され得る。

ポリウレタン層を形成するために使用されるイソシアネートとポリオールとの反応混合物は、約３０℃以下の最大温度を有し、更に典型的には、約３０℃以下あるいは約２５℃以下の初期（最低）温度及び最大（最高）温度を有する。特定の実施態様では、反応混合物は、周囲温度又は室温である。かかる温度は、移行性農薬のカプセル化の間の移行性農薬の移行を防止又は最小限にする。温度が高すぎる場合、特定の移行性農薬は、それらが溶融、蒸発、昇華等するように、相変化を受け得る。

典型的には、反応混合物は触媒を含まない。別の言い方をすれば、反応混合物は、初期温度と最大温度を維持するために触媒を必要としない。簡単に言えば、触媒の省略は、反応の間、反応混合物を周囲温度近くで維持するのに役立つ。しかしながら、触媒と同じような方法で機能し得るポリオールを含む触媒が存在し得る。

反応混合物の個々の成分は、上記のものよりも高い温度であってよいが、反応混合物は、ポリウレタンの形成の間、全体的に概してより低い温度、例えば、約３０℃以下である。出発成分、例えば、個々の反応物の温度制御は別として、及び／又は触媒の包含又は除外を介して、反応混合物の温度は、物理的手段によって、例えば、熱変換を介しても制御され得る。例えば、ジャケット付き反応器／容器は、反応が起こるように発熱を除去するために利用され得る。当該技術分野で理解されている他の手段も使用され得る。成分の量及び／又は合計反応質量も、反応の間に生成又は維持された熱の量を決定し得る。コア粒子は、反応混合物の全体温度を制御するためにも使用され得る。例えば、コア粒子は、イソシアネートとポリオールとの間の発熱反応によって生成される温度よりも低い温度で導入される時に、ヒートシンクとして作用し得る。簡単に言えば、反応混合物の温度は、様々な化学的及び／又は物理的手段を介して制御され得る。

典型的には、ポリウレタン層は、少なくとも約６０℃、約６０℃〜約１００℃、約７０℃〜約１００℃、約８０℃〜約１００℃、又は約８５℃〜約９５℃のガラス転移温度（Ｔｇ）、又はその間の任意のＴｇを有する。かかるＴｇ値は粘着性を低下させるので、カプセル化された粒子の凝集を引き起こすと考えられている。

イソシアネートは、１つ以上のイソシアネートを含み得る。通常、イソシアネートは芳香族イソシアネートである。特定の実施態様では、イソシアネートとしては、モノマーの及びポリマーのメチレンジフェニルジイソシアネート、モノマーの及びポリマーのトルエンジイソシアネート、及びそれらの混合物が挙げられる。好適なイソシアネートの例は、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）の商品名で、ニュージャージー州フローラムパークのＢＡＳＦ社から市販されている。

特別な実施態様では、イソシアネートはＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ２０である。ポリマーのメチレンジフェニルジイソシアネート、例えば、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ２０は、高い架橋密度と中低度の粘度を提供する。あるいは、モノマーのメチレンジフェニルジイソシアネート、例えば、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍは、低い公称官能価と共に、低い粘度と高いＮＣＯ含有率を示す。同様に、トルエンジイソシアネート、例えば、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）ＭＰ１０２も、低い公称官能価と共に、低い粘度と高いＮＣＯ含有率を示す。当業者は、それから形成されたポリウレタン層の望ましい特性に基づいて好適なイソシアネートを選択する。

典型的には、イソシアネートは、２５℃で約１〜約３０００センチポアズ（ｃＰ）、約２０〜約１０００センチポアズ、又は約５０〜約３００センチポアズ、又はその間の任意の粘度を有する。低い〜中低度の粘度を有するイソシアネートは、イソシアネートのコア粒子上への噴霧を容易にする。イソシアネートは、典型的には、約１〜約５の公称官能価、約１．５〜約４の公称官能価、約２．０〜約２．７の公称官能価、又はその間の任意の公称官能価を有し、これはイソシアネートとポリオールとの効果的な反応を可能にして費用効果を改善する。典型的には、イソシアネートは約２０〜約５０質量％、約２５〜約４０質量％、又は約３０〜約３３質量％のＮＣＯ含有率、又はその間の任意のＮＣＯ含有率を有する。ＮＣＯ含有率は、高分子架橋密度を提供し、これはポリウレタン層の形成に役立つ。ＮＣＯ含有率はまた、費用効果を改善するために、単位質量当たり、より多くの化学結合を提供する。イソシアネートの粘度、公称官能価、及びＮＣＯ含有率は、上記の範囲外で変化し得るが、典型的にはそれらの範囲内の整数値及び小数値の両方である。特定の実施態様では、イソシアネートは、それぞれイソシアネートとポリオールの合計質量を基準として、約４０〜約６０質量％、約４５〜約５５質量％、又は約４８〜約５２質量％、又はその間の任意の質量％の量で利用される。

ポリオールは１つ以上のポリオールを含み得る。ポリオールは、典型的には、少なくとも２つのヒドロキシル（ＯＨ）官能基を有するポリオールを含む。ＯＨ官能基の他に、ポリオールは、１つ以上のアミン官能基を有するポリオールを含み得る。

全体的に、ポリオールは、ポリオールに含まれる個々のポリオールの特性とは異なる、更にそれに応じて、様々な物理的及び化学的特性を有する。ポリオールは、典型的には、約２００〜約８５０ｇ／モル、約３００〜約７００ｇ／モル、約３００〜約６００ｇ／モル、又は約３００〜約５００ｇ／モルの数平均分子量（Ｍｎ）を有する。典型的には、ポリオールは、２５℃で１００〜１０００ｃＰの粘度を有する。ポリオールは、典型的には、約２〜約５、約２〜約４、又は約２．５〜約３．５の公称官能価を有する。典型的には、ポリオールは、約２００〜約６００ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、あるいは約３００〜約５００ｍｇ ＫＯＨ／ｇのＯＨ数を有する。ポリオールのＭｎ、粘度、公称官能価、及びＯＨ数は、上記の範囲外の任意の値であってよいが、典型的には、これらの範囲内の整数値と小数値の両方である。

特別な実施態様では、ポリオールはポリエーテルポリオールを含む。ポリエーテルポリオールは、典型的には、開始剤と複数のアルキレンオキシド単位から形成される。様々な実施態様では、複数のアルキレンオキシド単位は、複数のアルキレンオキシド単位の全質量を基準として、少なくとも５０質量％のプロピレンオキシド（ＰＯ）単位を含む。あるいは、複数のアルキレンオキシド単位は、複数のアルキレンオキシド単位の全質量を基準として、少なくとも約５０質量％、少なくとも約６０質量％、少なくとも約７０質量％、少なくとも約８０質量％、少なくとも約９０質量％、少なくとも約９５質量％、又は少なくとも約９９質量％のＰＯ単位を含む。あるいは更に、複数のアルキレンオキシド単位は、複数のアルキレンオキシド単位の全質量を基準として１００質量％のＰＯ単位を含み得る。他のアルキレンオキシド単位は、エチレンオキシド（ＥＯ）、ブチレンオキシド（ＢＯ）単位等を含む。

特定の実施態様では、ポリエーテルポリオールは、中間分子量の、第２級ヒドロキシル末端ポリオールである。この実施態様では、ポリエーテルポリオールは、典型的には、少なくとも１つの非アミン系の三官能性開始剤によって開始される。この実施態様のポリエーテルポリオールを開始するのに適した開始剤としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、イソプロピレングリコール、ソルビトール、スクロース等が挙げられる。ポリエーテルポリオールは、典型的には、約１００〜約１０００ｇ／モル、あるいは約２００〜約６００ｇ／モルのＭｎを有する。典型的には、ポリエーテルポリオールは、２５℃で、約１００〜約１０００ｃＰ、約１５０〜約６００ｃＰ、又は約３００〜約４００ｃＰの粘度を有する。ポリエーテルポリオールは、典型的には、約２〜約５、約２〜約４、又は約２．８〜約３．２の公称官能価を有する。典型的には、ポリエーテルポリオールは、約２００〜約６００ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、約３００〜約５００ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、又は約３５０〜約４５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのＯＨ数を有する。ポリエーテルポリオールのＭｎ、粘度、公称官能価、及びＯＨ数は、上記の範囲外の任意の値であってよいが、典型的には、これらの範囲内の整数値と小数値の両方である。これらの実施態様に適したポリエーテルポリオールは、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）ＧＰ４３０Ｒの商品名でＢＡＳＦ社から市販されている。他の等級のＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）も、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）ＧＰ４３０Ｒに加えて又はその代替として利用され得る。

更に別の実施態様では、ポリオールは「触媒の」ポリオールを含む。触媒のポリオールは、イソシアネートとポリオールとの間の化学反応を促進するために触媒の代わりに使用され得る。言い換えれば、触媒のポリオールを含むポリオールは、典型的には、触媒のポリオールを含まないポリオールに対してより少ない触媒の存在下で（又は触媒の不在下で）、より低い温度でイソシアネートと化学的に反応する。

特定の実施態様では、触媒のポリオールは、芳香族アミン系開始剤から誘導される。触媒のポリオールは、２種以上の開始剤で形成され得る。特別な実施態様では、触媒のポリオールは、ジプロピレングリコール（ＤＰＧ）によって共開始される。特定の理論に縛られる又は限定されることなく、触媒のポリオールのアミン含有率は、イソシアネートとポリオールとの反応を促進することが考えられる。

触媒のポリオールとしてはアルキレンオキシド置換基が挙げられ得る。好適なアルキレンオキシド置換基の例としては、ＥＯ、ＰＯ、ＢＯ、アミレンオキシド、その混合物、アルキレンオキシド−テトラヒドロフラン混合物、エピハロヒドリン、及びアラルキレンスチレンが挙げられる。

触媒のポリオールは、芳香族アミン系開始剤から誘導され得る。様々な実施態様では、芳香族アミン系開始剤は、以下の式

（式中、Ｒ_１はアルキル基、アミン基、及び水素原子のうちの１つを含み、Ｒ_１〜Ｒ_６のうち少なくとも１つがアミン基である限り、Ｒ_２〜Ｒ_６はそれぞれ独立してアミン基及び水素原子のうち１つを含む）
のものである。従って、Ｒ_１は、アルキル基、アミン基、又は水素原子のうち任意の１つであってよいか、又はそれらの組み合わせを含む任意の化合物であってよい。Ｒ_２〜Ｒ_６はそれぞれ同一である必要はなく且つそれぞれアミン基又は水素原子を含み得る。「アミン基」との用語は、全体を通してＲ−Ｎ−Ｈ及びＮＨ_２を意味することも理解されるべきである。アミン基は、第１級又は第２級であってよい。

芳香族アミン系開始剤としてはトルエンジアミンが挙げられる。好適なトルエンジアミンの例としては、以下の式及びそれらの混合物が挙げられる：

特定の理論に縛られる又は限定されることなく、イソシアネートとポリオールとの間の混和性は、カプセル化粒子のポリウレタン層中の表面欠陥の形成を最小限にすると考えられる。例えば、非芳香族ポリオールが、芳香族イソシアネートなどのイソシアネートと組み合わされる場合、混和性が損なわれ得る。非芳香族ポリオールは、境界面で部分的にしか芳香族イソシアネートと反応せず、その結果、それから形成されるポリウレタン層中に表面欠陥（例えば、ピット及び窪み）が生じ得る。芳香族アミン系開始剤は、イソシアネートと混和性の、例えば、イソシアネートと完全に混和性の触媒のポリオールを生じさせ易い。

イソシアネートと芳香族アミン系開始剤から形成された触媒ポリオールとの混和性は、２つの主要な効果に起因する傾向があると考えられる。第１に、相溶性は、触媒ポリオールの類似の芳香族部分とイソシアネートとの間に瞬間的に誘起された双極子を作り出すロンドン力によって影響されると考えられる。瞬間的に誘起された双極子は、触媒ポリオールとイソシアネートとを効果的に混合させる。第２に、相溶性は、触媒ポリオールの芳香族部分とイソシアネートの平面形状によって影響され、これは触媒ポリオールとイソシアネートとの相補的な積み重ねを可能にすると考えられる。このように、イソシアネートと触媒ポリオールは効果的に混合する。

典型的には、芳香族アミン系開始剤から形成された触媒ポリオールは、２５℃で、約５００〜約１００００ｃＰ、約２０００〜約８０００ｃＰ、約４０００〜約６０００ｃＰ、又は約５０００〜約６０００ｃＰの粘度を有する。典型的には、触媒ポリオールは、約２〜約５、約３〜約５、又は約３．８〜約４．２の公称官能価を有する。触媒ポリオールは、典型的には、約１００〜約７００ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、約３００〜約５５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、又は約４００〜約５００ｍｇ ＫＯＨ／ｇのＯＨ数を有する。典型的には、触媒ポリオールは、約２４０〜約２２５０ｇ／モル、約３３０〜約１１２０ｇ／モル、又は約３７０〜約９００ｇ／モルのＭｎを有する。触媒ポリオールの粘度、公称官能価、ＯＨ数、及びＭｎは、上記の範囲外で変化し得るが、典型的には、これらの範囲内の整数値と小数値の両方である。好適な触媒ポリオールは、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）７３５の商品名でＢＡＳＦ社から市販されている。

特定の実施態様では、ポリオールは、触媒ポリオールとポリエーテルポリオールの両方を含む。これらの実施態様では、ポリエーテルポリオールは、典型的には、触媒ポリオールの量よりも多くの量でポリオール中に存在する。ポリオール中のポリエーテルポリオール対触媒ポリオールの質量比は、典型的には、約１：２〜約１０：１、約２：１〜約１０：１、約２：１〜約８：１、約２．５：１〜約６：１、約５：１〜約６：１、約２：１〜約４：１、約２．５：１〜約３．５：１、又は約１：２〜約２：１である。ポリエーテルポリオール対触媒ポリオールの質量比は、上記の範囲外で変化し得るが、典型的には、これらの範囲内の整数値と小数値の両方である。特定の実施態様では、ポリオールは、それぞれイソシアネートとポリオールの全質量を基準として、約４０〜約６０質量％、約４５〜約５５質量％、又は約４８〜約５２質量％の量で、又はその間の任意の量で利用される。

ポリオールの特性は、ポリウレタン層の特性に影響を及ぼす。ポリオールの粘度は、コア粒子上へのポリオールの吹き付けに影響を及ぼす。ポリオールの公称官能価は、ポリオールとイソシアネートとの反応に影響を及ぼす。ポリオールのＯＨ数は、ポリウレタン層の架橋密度に影響を及ぼす。特定の理論に縛られる又は限定されることなく、上記のポリオールのより低いＭｎによって、上記のＴｇを有する非粘着性ポリウレタンを形成するために、約３０℃以下、あるいは約２５℃以下の温度でのイソシアネートとの反応によく適したポリオールが得られることが考えられる。より高いＭｎを有するポリオールは、粘着性のポリウレタンを形成し、これは形成される間のアグロメレーションにつながり得る。より高い公称官能価を有するポリオールは、通常、「脆すぎる」ポリウレタンを形成し得る。更に、ポリオールの物理的及び化学的特性は、最適な処理条件、反応速度、及び非アグロメレーションに寄与する。

特定の実施態様では、ポリオール及び／又はイソシアネートは油を含む。様々な実施態様では、油は、芳香族アミン系開始剤から誘導された触媒ポリオール及び／又は触媒ポリオールとは異なるポリエーテルポリオールのいずれかを含むポリオールに溶解性である。これらの実施態様では、油は、コーティング及び硬化の間のカプセル化粒子のアグロメレーションを更に最小化し得る。油は、実質的に、イソシアネート、ポリオール、又はポリウレタンの硬化の間に存在する他の任意の液体と化学的に反応しない。換言すれば、油は、実質的に、ポリオール及び／又はイソシアネート、例えば、ＯＨ基及びアミン基と反応することが知られた置換基を含まない。特定の実施態様では、存在する油の全量の約１０ｗｔ％未満、約５ｗｔ％未満、約１ｗｔ％未満、約０．５ｗｔ％未満、又は約０．１ｗｔ％未満が、ポリオール、イソシアネート、及び／又は硬化の間に存在する他の任意の液体と反応する。あるいは、特別な実施態様では、油は、ポリオール、イソシアネート、及び／又は硬化の間に存在する他の任意の液体と全く反応しない。

油は、イソシアネート、ポリオールに添加され得るか、又はイソシアネートとポリオールとの混合物に添加され得る。別の言い方をすると、反応混合物は油を含み得る。特に限定されるものではないが、油は、大豆油、キャノーラ油、ピーナッツ油、ヒマワリ種子油、綿実油、植物油由来のメチルエステル、及びこれらの組み合わせを含み得る。特別な実施態様では、油は、植物油由来のメチルエステルを含む。

利用される場合、油は、典型的には、それぞれイソシアネートとポリオールの全質量を基準として、約１〜約３０質量％、約５〜約２５質量％、又は約１０〜約２０質量％の量で存在する。しかしながら、他の量の油も使用され得る。

特定の実施態様では、ポリウレタン層は、シリコーン界面活性剤の存在下で形成される、即ち、反応混合物はシリコーン界面活性剤を含み得る。典型的には、シリコーン界面活性剤は、ポリオルガノシロキサンを含む。非限定例の好適なポリオルガノシロキサンは、ポリシロキサン主鎖とポリエーテル側鎖を含むアルキルペンダントオルガノ分子である。アルキルペンダントオルガノシリコーン分子は、櫛型又はデンドリマー構造であってよい。

特定の理論に縛られる又は限定されることなく、シリコーン界面活性剤は、ポリオールとイソシアネートのコア粒子上への湿潤を改善することが考えられる。従って、シリコーン界面活性剤は、湿潤剤でもあり得る。また、シリコーン界面活性剤が、コア粒子へのポリウレタン層の付着を更に改善することも考えられる。更に、シリコーン界面活性剤が、カプセル化プロセスの間及びその後のカプセル化粒子の凝集及びアグロメレーションを更に低減することも考えられる。シリコーン界面活性剤は任意である。

一般的に、カプセル化粒子の収量は、４ｍｍメッシュの篩いを通過し且つその辺りに均一なポリウレタン層が配置されたカプセル化粒子の量の目安である。利用される場合、シリコーン界面活性剤は、一般的に、コア粒子のアグロメレーションを減少させ、それによってカプセル化粒子の収量を増加させる。カプセル化プロセスは、通常、個別に形成され且つ自由流動するカプセル化粒子の量を最大化し、凝集したカプセル化粒子の量を最小化し、それによってより高い全収量のカプセル化粒子が得られる。

特定の実施態様では、シリコーン界面活性剤は、液体であり、２５℃で約１００〜約１５００ｃＰ、約２００〜約１０００ｃＰ、又は約６５０〜約８５０ｃＰの粘度を有する。シリコーン界面活性剤の粘度は、上記の範囲外で変化し得るが、通常、これらの範囲内の整数値と小数値の両方である。

好適なシリコーン界面活性剤の特別な例としては、ゴールドシュミットＡＧ社（独国、エッセン）から市販のＴＥＧＯＳＴＡＢ（登録商標）ＢＦ２３７０；エアープロダクツアンドケミカルズ社（ペンシルベニア州、アレンタウン）から市販のＤＡＢＣＯ（登録商標）ＤＣ５０４３；及びモメンティブパフォーマンスマテリアルズ社（ニューヨーク州、オールバニ）から市販のＮＩＡＸ（登録商標）Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｌ−５３４０及びＬ−６２０が挙げられる。特に好適なシリコーン界面活性剤は、ポリアルキレンオキシドメチルシロキサンコポリマーである、ＮＩＡＸ（登録商標）Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｌ−６２０である。

利用される場合、シリコーン界面活性剤は、それぞれ１００質量部のポリウレタン層を基準として、約０．０１〜約１０質量部、約０．０５〜約５質量部、又は約０．１〜約３質量部の量でポリウレタン層中に存在し得る。シリコーン界面活性剤の質量部は、上記の範囲外で変化し得るが、通常、これらの範囲内の整数値と小数値の両方である。

ポリウレタン層は、任意に、１つ以上の添加剤を含み得る、即ち、反応混合物は１つ以上の添加剤を含み得る。好適な添加剤としては、連鎖延長剤、架橋剤、連鎖停止剤、加工添加剤、接着促進剤、酸化防止剤、消泡剤、難燃剤、触媒、消泡剤、水捕捉剤、モレキュラーシーブ、ヒュームドシリカ、界面活性剤、紫外線安定剤、充填剤、チキソトロープ剤、シリコーン、着色剤、顔料、不活性希釈剤、及びこれらの組み合わせが挙げられる。例えば、顔料は、カプセル化粒子に色を付与するためにポリウレタン層に含まれ得る。利用される場合、添加剤は、様々な量でポリウレタン層に含まれ得る。

特定の実施態様では、ポリウレタン層は、それぞれコア粒子の全質量を基準として、約１〜約３０質量％、約１〜約２０質量％、約１〜約１５質量％、約１〜約１０質量％、約１〜約５質量％、又は約２〜約５質量％の量でカプセル化粒子に存在する。カプセル化粒子中に存在するポリウレタン層の量は、上記の範囲外で変化し得るが、典型的には、これらの範囲内の整数値と小数値の両方である。

カプセル化粒子中に存在するポリウレタン層の量は、典型的には、以下の試験手順を用いて決定される。最初に、２０グラムのカプセル化粒子と５００グラムの水、例えば、脱イオン水が、標準的な家庭用ブレンダー中に注入される。ブレンダーが起動され、ブレンダーの内容物が、コア粒子、例えば、尿素が完全に溶解するまで混合される。ブレンダーの内容物は、その後、予め計量した濾紙とブフナーフラスコを用いて固形分について濾過される。濾液（又は濃縮水）はその後、約１００℃で乾燥され、濾液中に存在する残留水が実質的に除去される。典型的には、濾液は、約３０分間１００℃で（例えば、オーブン内で）乾燥される。乾燥後、濾液を計量する。

カプセル化粒子中に存在するポリウレタン層の量（コア粒子の全質量を基準とした質量％）を、濾液の量（グラム）（Ｘ）とコア粒子の量（グラム）（Ｙ）を、以下の式を用いて計算する：
ポリウレタン層（質量％）＝１００（Ｘ／Ｙ）
（式中、Ｘ＝乾燥後の濾液の量（グラム）、及びＹ＝２０（カプセル化粒子の初期量）−Ｘ）

特定の実施態様では、カプセル化粒子はワックスを含む。これらの実施態様では、ワックスは、典型的には、コア粒子とは反対側のポリウレタン層の上に配置されている。ワックスは、利用される場合、ポリウレタン層の一部又は全体をカプセル化し得る。好適なワックスの例としては、有機ワックス、熱可塑性ポリマー、鉱油、又はそれらの組み合わせが挙げられる。更に詳細には、ワックスは、それらのパラフィン系オイル、パラフィン系ワックス、植物性ワックス、トリグリセリド、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム、オレフィン、ポリエチレン、石油ワックス、及びこれらの組み合わせを含み得る。特定の実施態様では、ワックスは、石油ワックスを含む。更なる実施態様では、ワックスは、石油ワックスと、石油ワックスと異なる少なくとも１つの更なるワックスを含む。ワックスは任意である。

任意にワックスを含む、カプセル化粒子は、典型的には、円形又はほぼ球状のいずれかである。複数のカプセル化粒子は、典型的には、Ｄ［４，３］、ｄ（０．１）、ｄ（０．５）、及び／又はｄ（０．９）として報告されたサイズ分布を有する。特定の実施態様では、カプセル化粒子は、約０．１〜約１０ｍｍの全粒子サイズ範囲で、約０．５〜約５ｍｍ、約１〜約４ｍｍ、又は約１〜約３ｍｍのサイズ分布Ｄ［４，３］を有する。他の実施態様では、カプセル化粒子は、約０．１〜約１０ｍｍの全粒子サイズ範囲で、約０．２〜約２ｍｍ、約０．４〜約１．７ｍｍ、又は約０．５〜約１．５ｍｍのサイズ分布ｄ（０．１）を有する。更に別の実施態様では、カプセル化粒子は、約０．１〜約１０ｍｍの全粒子サイズ範囲で、約０．５〜約５ｍｍ、約１〜約４ｍｍ、又は約１〜約３ｍｍのサイズ分布ｄ（０．５）を有する。更に別の実施態様では、カプセル化粒子は、約０．１〜約１０ｍｍの全粒子サイズ範囲で、約０．７〜約７ｍｍ、約０．８〜約５ｍｍ、又は約１〜約４ｍｍのサイズ分布ｄ（０．９）を有する。カプセル化粒子のＤ［４，３］、ｄ（０．１）、ｄ（０．５）、及びｄ（０．９）サイズ分布は、上記の範囲外で変化し得るが、典型的には、これらの範囲内の整数値と小数値の両方である。

カプセル化粒子のポリウレタン層は、コア粒子の制御放出に影響を及ぼす。「温室」試験は、カプセル化粒子が、制御された方法で一定時間コア粒子を含むものを適切に放出するかどうか決定するために使用される。更に詳細には、それぞれのプロットの表面の少なくとも８０％がメヒシバの種子で覆われるように、約２フィート×２フィートの土壌のプロットにメヒシバの種子が播種される。カプセル化粒子は、その後、１．５ｌｂ ａｉ／Ａ（１エーカー当たりの有効成分のポンド）の速度でプロットに適用される。プロット周囲の空気温度は、約７５°Ｆ〜約８０°Ｆに維持されている。プロットは１日１回１／８インチの水で散水される。プロットは、１週間毎日、メヒシバの出芽について監視される。カプセル化粒子で処理されたこれらのプロットは、典型的には、メヒシバで覆われたそれぞれのプロットの表面の約１０％未満、あるいは約５％未満を有する。

カプセル化粒子は、典型的には、０．０〜５．０の段階で、２．０以下の移行性農薬の移行速度を有する。移行性農薬の移行速度は、「ソックス試験」を用いて決定した。更に詳細には、カプセル化粒子は、１．５ｌｂ ａｉ／Ａの速度で約３フィート×５フィートの草地のプロットに適用される。プロットは約１時間放置され、その後、白色のソックスを個別に彼らの履物の上に配置して引きずる、即ち、それぞれのプロット、それぞれの時間を通して新しい白色のソックスで彼らの足を引きずる。ソックスは、その後、ソックスにおいて示された色の純度に基づいて０．０〜５．０の準備されたカラースケールで評価される。例えば、ペンジメタリンは黄色である。

また、コア粒子をポリウレタン層でカプセル化する方法、更に詳細にはカプセル化粒子の形成方法も開示されている。本方法は、コア粒子を移行性農薬でカプセル化して中間体粒子を形成する工程、イソシアネートとポリオールとを組み合わせて約３０℃以下の最大温度を有する反応混合物を形成する工程、及び中間体粒子を反応混合物でカプセル化してカプセル化粒子のポリウレタン層を形成する工程を含む。

特定の実施態様では、コア粒子を移行性農薬でカプセル化することは、約３０℃以下、あるいは約２５℃以下の温度で、コア粒子を移行性農薬でカプセル化することとして更に定義される。移行性農薬は担体又は溶媒に含有されてよく、コア粒子の移行性農薬によるカプセル化は、コア粒を、担体又は溶媒中で移行性農薬を用いてカプセル化することとして更に規定され得る。

イソシアネートとポリオールは、一般的に組み合わされ及び／又は混合されて反応混合物を形成し、イソシアネートとポリオールは化学的に反応してポリウレタンを形成する。イソシアネートとポリオールとの混合及び反応は、移行性農薬とコア粒子をポリウレタン層でカプセル化する前に実施され得る。あるいは、イソシアネートとポリオールとの混合及び反応は、移行性農薬とコア粒子をポリウレタン層でカプセル化すると同時に実施され得る。

イソシアネートとポリオールは、注入、パンコーティング、流動床コーティング、共押出、混合、噴霧及び回転ディスクカプセル化を含む１つ以上の技術を用いて組み合わされ得る。様々な実施態様では、イソシアネートとポリオールは、バレル、ドラム、ミキサー等の反応容器中に又はその上に噴霧することによって混合される。イソシアネートとポリオールは混合され、単一のスプレーガン又は複数のスプレーガンを用いて反応容器中に又はその上に噴霧され得る。特別な実施態様では、イソシアネートとポリオールは、噴霧ノズルを介して衝突混合される。イソシアネートとポリオールはまた、単一のスプレーガンを用いて反応容器中に又はその上に連続的に噴霧され、反応容器内で混合される。あるいは、イソシアネートとポリオールは、異なるスプレーガンを用いて反応容器中に又はその上に同時に又は連続的に噴霧され得る。イソシアネートとポリオールの噴霧は、コア粒子のアグロメレーションを低減する傾向があり、改善された収率のカプセル化粒子をもたらす。

特別な実施態様では、イソシアネートとポリオールの混合及び反応は、更に、イソシアネートと触媒のないポリオールとの混合及び反応として定義される。別の実施態様では、イソシアネートとポリオールは、２５℃を超えない温度で混合されて反応される。

本方法は、任意に、イソシアネートをコア粒子の上に噴霧する工程とポリオールをコア粒子の上に噴霧する工程を含む。イソシアネートのコア粒子上への噴霧は、ポリオールのコア粒子上への噴霧前に実施され得る。あるいは、イソシアネートのコア粒子上への噴霧は、ポリオールのコア粒子上への噴霧に続いて実施され得る。イソシアネートのコア粒子上への噴霧は、ポリオールのコア粒子上への噴霧前に実施されてもよく、ポリオールのコア粒子上への噴霧後に繰り返され得る。また、イソシアネートとポリオールは、様々な配置で、コア粒子上に及び相互に同時に及び／又は連続的に多数回噴霧されポリウレタン層（又は副層）を形成し得ることも考えられる。

ただ１つの非限定的例として、イソシアネートとポリオールは、次の順序でコア粒子上に噴霧され得る：（１）イソシアネートの一部がコア粒子上に噴霧される；（２）ポリオールの一部がコア粒子上に噴霧される；（３）イソシアネートの残りの部分がコア粒子上に噴霧される；及び（４）ポリオールの残りの部分が、コア粒子上に噴霧される。別の例として、イソシアネートとポリオールは、次の順序でコア粒子上に噴霧され得る：（１）イソシアネートの一部がコア粒子上に噴霧される；（２）ポリオールの一部がコア粒子上に噴霧され、イソシアネートの残りの部分が同時にコア粒子上に噴霧される；及び（３）ポリオールの残りの部分がコア粒子上に噴霧される。

別の実施態様では、シリコーン界面活性剤は、イソシアネートを備えている、ポリオールを備えている、及び／又は単独で備えている。別の実施態様では、シリコーン界面活性剤は、カプセル化前にコア粒子の表面を前処理するために使用され得る。更に別の実施態様では、シリコーン界面活性剤は、ポリマーを備えている、例えば、イソシアネートとポリオールとの混合前にポリオールと混合される。換言すれば、シリコーン界面活性剤は、複数の方法で提供され得る。

様々な実施態様では、イソシアネートとポリオールは、約７０を上回る、約７０〜約１３０、約８０〜約１２０、又は約９０〜約１１０のイソシアネート指数で反応する。イソシアネート指数は、上記の範囲外で変化し得るが、典型的には、７０〜１３０内の整数値と小数値の両方である。イソシアネート指数は、ポリオールと反応したイソシアネートの実際のモル量対等モル量のポリオールと反応するのに必要なイソシアネートの化学量論的モル量の比である。

移行性農薬とコア粒子のポリウレタン層によるカプセル化は１回起こるか又は繰り返され得る。繰り返される場合、この工程は、個々の時間に同じである必要はない。コア粒子は、単一のポリウレタン層により１回でカプセル化されるか、又は複数のポリウレタンの副層により複数回でカプセル化され得る。コア粒子は、少なくとも１つのポリウレタン副層及びポリウレタン以外の材料を含む１つ以上の追加の副層によりカプセル化され得ると考えられる。特定の実施態様では、ポリウレタン層は、コア粒子の少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９９％、又は少なくとも１００％、又はその間の任意の％配置されている。言い換えれば、コア粒子は、ポリウレタン層によって部分的に又は完全にカプセル化され得る。

本方法は、任意に、ポリオールとイソシアネートを混合してコア粒子をカプセル化した後に、アグロメレーションを低減するためのカプセル化粒子の撹拌工程を含む。カプセル化粒子は、反応容器又は任意の容器内で撹拌され得る。様々な実施態様では、カプセル化粒子は、機械的ミキサー、例えば、リボンブレンダー、プラウミキサー、処理ミキサー、衝突ミキサー、回転ドラムミキサー、及びそれらの組み合わせで撹拌される。カプセル化粒子の撹拌工程は、カプセル化粒子の撹拌工程、カプセル化粒子の混合工程、カプセル化粒子の振盪工程、及びこれらの組み合わせを含み得る。特定の実施態様では、カプセル化粒子は、約０．５〜約６０分、約２〜約３０分、約４〜約２０分、又はその間の任意の時間にわたり撹拌される。

特定の実施態様では、本方法は、更に、ワックスを提供する工程と、該ワックスでポリウレタン層をカプセル化する工程を含む。典型的には、ワックスが提供されて溶融される。溶融ワックスは、その後、ポリウレタン層が配置されたコア粒子に添加され、更にカプセル化粒子を形成する。典型的には、溶融ワックスが、ポリウレタン層が配置されたコア粒子に添加された後、該コア粒子は、溶融ワックスが冷却されて固化してカプセル化粒子を形成するまで、撹拌される。

特定の実施態様では、コア粒子は、尿素などの窒素肥料を含む。この実施態様では、コア粒子は、回転ドラム内に充填される。触媒ポリオールとポリエーテルポリオールが、プレブレンディングされてポリオールを形成し、ポリオール、添加剤（存在する場合）、及びシリコーン界面活性剤（存在する場合）が、プレブレンドされて更にポリオールを形成する。存在する場合、シリコーン界面活性剤、例えば、ＮＩＡＸ（登録商標）Ｌ−６２０が、１００質量部のポリオールを基準として１質量部の量でポリオールに添加される。イソシアネートとポリオールが、約７０〜約１３０のイソシアネート指数でコア粒子上に連続的に噴霧され、ポリウレタン層の形成が、追加の加熱なしに、即ち、周囲温度で起こる。この実施態様では、イソシアネートの半分が、コア粒子上に噴霧され、ドラムの内容物が１〜５分間撹拌される。連続的に、ポリオールの全てがコア粒子上に噴霧され、ドラムの内容物が更に１〜５分間撹拌される。イソシアネートの残存部分がコア粒子上に噴霧され、ドラムの内容物が更に５〜１０分間撹拌される。任意に、ドラムの内容物が除去され、容器に添加され、１８０°Ｆに予備加熱され、その際、溶融ワックスが容器に添加される。容器の内容物は、周囲温度に冷却されるまで撹拌され、溶融ワックスが固化し、それによってカプセル化粒子を形成する。

カプセル化粒子及び方法を例示する以下の実施例は、本発明を例示することを意図しており、限定することを意図するものではない。

実施例
本発明のカプセル化粒子１及び２並びに比較粒子１及び２を以下に記載する。本発明のカプセル化粒子１及び２は、本開示に従って形成されたカプセル化粒子である。

本発明のカプセル化粒子１及び２を形成するために、移行性農薬を、コア粒子の周りに配置し、ポリウレタン層を移行性農薬の周りに配置する。本発明のカプセル化粒子１及び２を形成するために使用される組成物（グラム及び質量パーセント）を以下の表１に記載する。ポリオールを第１の容器内に提供する。イソシアネートを第２の容器内に提供する。移行性農薬が配置されたコア粒子を第３の容器内に提供する。ポリオール、イソシアネート及びコア粒子をそれぞれ周囲温度で、２５℃以下で提供する。コア粒子を加熱されていない反応容器に添加する。その後、ポリオールを反応容器に添加し、コア粒子と共に２分間（木製舌圧子を用いて）撹拌する。次に、全てのイソシアネートを反応容器に添加し、予め添加されたポリオールとコア粒子と共に５分間撹拌する。撹拌の間、ポリオールとイソシアネートが反応してポリウレタンを形成する。反応混合物は２５℃を超えない。このように、移行性農薬が配置されたコア粒子を、ポリウレタンを含むポリウレタン層でカプセル化する。別の言い方をすると、ポリウレタン層は、イソシアネートとポリオールとの反応生成物である。

比較粒子１は、移行性農薬が配置されたコア粒子であるが、ポリウレタン層でカプセル化されていない。比較粒子２は、マイクロカプセル化された移行性農薬の液状の懸濁液である。

本発明のカプセル化粒子１及び２並びに比較粒子１及び２を、移行性農薬の移行に関して性能特性を決定するために評価する。更に、本発明のカプセル化粒子１及び２を、アグロメレーション（凝集）及び制御放出を含む性能特性を決定するために評価する。評価の結果を以下の表２に記載する。

対照は、試験プロットに全く該当しない。

ポリオールＡは、ＢＡＳＦ社から市販されている、４の公称官能価、５００の名目分子量、４３８〜４６５ｍｇ ＫＯＨ／ｇｍのＯＨ数、及び２５℃で５５００ｃｐｓの粘度を有する芳香族アミン系開始剤ポリオールである。

ポリオールＢは、ＢＡＳＦ社から市販されている、３の公称官能価、４００の名目分子量、３８８〜４０８ｍｇ ＫＯＨ／ｇｍのＯＨ数、及び２５℃で３６０ｃｐｓの粘度を有するポリエーテルポリオールである。

移行性農薬は、コア粒子に関して以下に記載されるようなペンジメタリンである。

イソシアネートは、ＢＡＳＦ社から市販されている、２．７の公称官能価、３１．５のＮＣＯ％、２５℃で２００ｃｐｓの粘度を有するポリマーのメチレンジフェニルジイソシアネート（ｐＭＤＩ）である。

コア粒子は、スコット社（オハイオ州、メアリーズビル）から市販されている、Ｈａｌｔｓ（登録商標）Ｃｒａｂｇｒａｓｓ Ｐｒｅｖｅｎｔｅｒと一体となったＳｃｏｔｔｓ（登録商標）Ｔｕｒｆ Ｂｕｉｌｄｅｒ（登録商標）、即ち、ペンジメタリンが配置された、尿素、硫酸アンモニウム、硫黄、及び硫酸カリウムを含むコア粒子である。ペンジメタリンは、コア粒子の全質量を基準として約１．２質量パーセントの量で存在する。

比較粒子１はコア粒子と同じである。

比較粒子２は、ＢＡＳＦ社から市販された、ＡｑｕａＣａｐ（商標）、即ち、マイクロカプセル化されたペンジメタリンの液状懸濁液である。

アグロメレーションは、それらが４ｍｍメッシュの篩いを通過する時の、カプセル化粒子の対象観察に基づいて決定される。カプセル化粒子が一緒に凝塊形成又は凝集する時に、それらは篩いを通過しないので、「凝集」の観察が記録される。あるいは、カプセル化粒子が篩いを自由に通過する時、「良好」の観察が記録される。アグロメレーションは、典型的には、カプセル化粒子の低下した収率とコア粒子のより高い溶解速度を示す。

表２を参照すると、本発明のカプセル化粒子１及び２は、優れた性能特性を有する。更に詳細には、本発明のカプセル化粒子１及び２は、概して凝塊形成せず、移行性農薬の移行を最小化し、そしてコア粒子の制御放出を示す。

有効性を「温室」試験を用いて決定する。それぞれのプロットの表面の少なくとも８０％がメヒシバの種子で覆われるように、約２フィート×２フィートの土壌のプロットにメヒシバの種子を播種する。カプセル化粒子を、次いで１．５ｌｂ ａｉ／Ａの速度でプロットに適用する。プロット周りの空気温度を約７５°Ｆ〜約８０°Ｆに維持する。プロットに、１日１回１／８インチの水を散水する。プロットを、１週間毎日、メヒシバの出芽について監視する。本発明の粒子１及び２で処理したプロットは、１週間後に５％未満のメヒシバで覆われたプロットの表面を有していたが、未処理のプロットは、１週間後に８０％を上回るメヒシバで覆われたプロットの表面を有していた。

移行性農薬の移行を「ソックス試験」を用いて測定する。本発明の粒子１及び２並びに比較粒子１及び２を、１．５ｌｂ ａｉ／Ａの速度で約３フィート×５フィートの面積で異なる草地のプロットに適用する。プロットを、本発明の粒子及び比較粒子の適用後に約１時間放置する。その後、個々の、彼らの履物の上に置かれた白色のソックスを引きずる、即ち、新しい白色のソックスを用いて、それぞれのプロット、それぞれの時間を通して、彼らの足を引きずる。ソックスを、その後、ソックスにおいて示された色の純度に基づいて０．０〜５．０の準備されたペンジメタリンカラースケールで評価する。上の表２に示すように、本発明の粒子１及び２は、比較粒子１及び２と比較して低減された移行性農薬の移行を示した。

添付の特許請求の範囲が、詳細な説明に記載された表現及び特定の化合物、組成物、又は方法に限定されず、これは添付の特許請求の範囲内に入る特定の実施態様の間で変化し得ることが理解されるべきである。様々な実施態様の特定の特徴又は態様を説明するために本願明細書で依拠される任意のマーカッシュ群に関しては、異なる、特別な、及び／又は予期しない結果が、他の全てのマーカッシュ群から独立したそれぞれのマーカッシュ群の各メンバーから得られることが理解されるべきである。マーカッシュ群の各メンバーは、独立して又は組み合わせて依拠されてよく、且つ添付の特許請求の範囲内の特別な実施態様に対して適切な根拠を提供する。

また、本開示の様々な実施態様を記載する際に依拠する任意の範囲及び部分範囲が、独立して及びまとめて添付の特許請求の範囲内に入ることも理解されるべきであり、また、かかる値が本願明細書に明確に記載されていない場合でも、その中の整数値及び／又は小数値を含む全ての範囲を記載し且つ考慮することが理解されるべきである。当業者は、列挙された範囲と部分的範囲が本開示の様々な実施態様を十分に説明し且つ可能にし、かかる範囲及び部分範囲が関連する２分の１、３分の１、４分の１、５分の１等に更に線引きされ得ることを容易に認識している。ほんの一例として、「０．１〜０．９の」範囲は、更に下３分の１、即ち、０．１〜０．３、中３分の１、即ち、０．４〜０．６、及び上３分の１、即ち、０．７〜０．９に更に線引きされてよく、これは個々に及びまとめて添付の特許請求の範囲内であり、個々に及び／又はまとめて依拠してよく且つ添付の特許請求の範囲内の特別な実施態様に対して適切な根拠を提供する。更に、範囲を定義又は変更する用語、例えば、「少なくとも」、「より高い」、「未満」、「以下」等に関して、かかる用語が部分範囲及び／又は上限又は下限を含むことが理解されるべきである。別の例として、「少なくとも１０」の範囲は、本質的に、少なくとも１０〜３５の部分範囲、少なくとも１０〜２５の部分範囲、２５〜３５の部分範囲等を含み、各部分範囲は、個々に及び／又はまとめて依存し且つ添付の特許請求の範囲内の特別な実施態様に対して適切な根拠を提供する。最終的に、開示された範囲内の個々の数は依拠されてよく且つ添付の特許請求の範囲内の特定の実施態様に対して適切な根拠を提供する。例えば、「１〜９」の範囲は、様々な個々の整数、例えば、３、並びに小数点（又は分数）を含む個々の数字、例えば、４．１を含み、これらは依拠されてよく且つ添付の特許請求の範囲内の特別な実施態様に対して適切な根拠を提供する。

本開示は本願明細書において例示的な方法で記載されており、使用されている用語は、限定ではなく説明の言葉の範疇に入ることが意図されていることが理解されるべきである。本開示の多くの変更及び変形が上記の教示に照らして可能である。本開示は、添付の特許請求の範囲内に具体的に記載されたもの以外の方法で実施され得る。独立項及び従属項、単一項及び多数項従属の両方の全ての組み合わせの主題が、本願明細書において明確に考慮されている。

Claims (20)

1. カプセル化粒子であって、
   肥料を含むコア粒子、
   前記コア粒子の周りに配置された移行性農薬、及び
   前記移行性農薬の周りに配置されたポリウレタン層
   を含む、前記カプセル化粒子。
2. カプセル化粒子であって、
   肥料を含むコア粒子、
   前記コア粒子の周りに配置された移行性農薬、及び
   前記移行性農薬の周りに配置されたポリウレタン層
   を含み、前記ポリウレタン層は、約３０℃以下の最大温度を有する反応混合物から形成され、
   その際、前記ポリウレタン層は、前記カプセル化粒子が表面と物理的に接触する際に、前記移行性農薬が、前記コア粒子とは異なる表面に移行することを防止する、前記カプセル化粒子。
3. 前記ポリウレタン層が
   ｉ）イソシアネートとポリオールとの反応生成物を含み、及び/又は
   ｉｉ）触媒を含まない、
   請求項１又は２に記載のカプセル化粒子。
4. 前記ポリウレタン層の反応混合物の最大温度が、前記ポリウレタン層の形成の間、約２５℃以下である、請求項２に記載のカプセル化粒子。
5. 前記ポリウレタン層が、少なくとも約８０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載のカプセル化粒子。
6. 前記移行性農薬が２５℃で少なくとも約３ｍＰａの蒸気圧を有する、請求項１から５までのいずれか１項に記載のカプセル化粒子。
7. 前記移行性農薬がジニトロアニリンを含むか、あるいは前記移行性農薬がペンジメタリンである、請求項１から６までのいずれか１項に記載のカプセル化粒子。
8. 前記ポリオールが、ｉ）２〜４個の炭素原子を有するアルキレンオキシドとｉｉ）グリセロールとの反応生成物を含む、請求項３に記載のカプセル化粒子。
9. 前記ポリオールが、
   ｉ）約２００〜約６００ｍｇ ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価、及び／又は
   ｉｉ）２５℃で約１００〜約１０００ｃＰｓの粘度、及び／又は
   ｉｉｉ）約２００〜約６００ｇ／モルの数平均分子量（Ｍｎ）
   を有する、請求項３又は８に記載のカプセル化粒子。
10. 前記コア粒子が尿素を含む、請求項１から９までのいずれか１項に記載のカプセル化粒子。
11. コア粒子、該コア粒子の周りに配置された移行性農薬、及び該移行性農薬の周りに配置されたポリウレタン層を含むカプセル化粒子の形成方法であって、その際、コア粒子は肥料を含み、ポリウレタン層はイソシアネートとポリオールとの反応生成物を含み、前記方法は、
    コア粒子を移行性農薬でカプセル化して中間体粒子を形成する工程、
    イソシアネートとポリオールとを組み合わせて、約３０℃以下の最大温度を有する反応混合物を形成する工程、及び
    中間体粒子を反応混合物でカプセル化してカプセル化粒子のポリウレタン層を形成する工程
    を含む、前記方法。
12. ポリウレタン層の反応混合物の最大温度が、ポリウレタン層の形成の間、約２５℃以下である、請求項１１に記載の方法。
13. 移行性農薬が２５℃で少なくとも約３ｍＰａの蒸気圧を有する、請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 移行性農薬がジニトロアニリンを含むか、あるいは移行性農薬がペンジメタリンである、請求項１１から１３までのいずれか１項に記載の方法。
15. ポリウレタン層の反応混合物が、
    ｉ）触媒を含まない、及び／又は
    ｉｉ）シリコーン界面活性剤を更に含む、
    請求項１１から１４までのいずれか１項に記載の方法。
16. 反応混合物を中間体粒子のカプセル化前に形成する、請求項１１から１５までのいずれか１項に記載の方法。
17. 反応混合物を中間体粒子のカプセル化の間に形成する、請求項１１から１６までのいずれか１項に記載の方法。
18. 反応混合物を形成し且つ中間体粒子をカプセル化するために、中間体粒子をイソシアネート及びポリオールと一緒に噴霧することによって反応混合物を形成する、請求項１７に記載の方法。
19. イソシアネートを、ポリオールの噴霧前に、中間体粒子の上に噴霧する、請求項１８に記載の方法。
20. ポリオールを、イソシアネートの噴霧前に、中間体粒子の上に噴霧する、請求項１８に記載の方法。