(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カプセル化肥料の形成方法であって、前記方法は以下の工程：
肥料を含み且つ外表面を有するコア粒子を準備すること；
イソシアネート官能基を有するイソシアネート成分をコア粒子の外表面に直接適用すること；及び
イソシアネート成分と周囲水分とを反応させてコア粒子の周りに配置された層を形成し、カプセル化肥料を形成すること
を含み、
その際、層がポリウレア結合、及び任意に、ポリウレタン結合を含む前記形成方法であり、但し、ポリオール、ポリアミン、水、及びそれらの組合せの群から選択されるイソシアネート反応性成分をコア粒子に適用してカプセル化肥料を形成する工程を含まない、前記形成方法。
【請求項２】
イソシアネート反応性成分がコア粒子の外表面上に存在しない、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
コア粒子が肥料以外の化合物で少なくとも部分的に被覆され、適用工程の前にイソシアネート成分に対して不活性である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
イソシアネート成分がイソシアネート末端プレポリマーを含み、ただし、イソシアネート末端プレポリマーがポリウレタン結合を含み、これにより層がポリウレア／ポリウレタン層として更に規定され、且つイソシアネート末端プレポリマーが、
ｉ）ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）と少なくとも２つのヒドロキシル官能基を有するポリオールとの反応生成物を含むか；
ｉｉ）１００質量部のイソシアネート成分を基準として、１０質量部〜９０質量部、あるいは２５質量部〜７５質量部、あるいは４０質量部〜６０質量部の量で存在するか、あるいは
ｉｉｉ）ｉ）とｉｉ）の両方
である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
イソシアネート成分が：
ｉ）高分子ジフェニルメタンジイソシアネート（ＰＭＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、及びそれらの組み合わせの群から選択されるか；
ｉｉ）１質量％〜５０質量％、あるいは１質量％〜４０質量％のＮＣＯ含有率を有するか；あるいは
ｉｉｉ）ｉ）とｉｉ）の両方
である、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
コア粒子が適用工程の前に、少なくとも１質量％、あるいは１質量％〜２０質量％の含水率を有する、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
イソシアネート成分との反応のために、コア粒子を少なくとも０℃の温度に、あるいは０℃〜２００℃の温度に加熱して周囲水分の少なくとも一部、あるいは周囲水分の大部分を確保する工程；及び
イソシアネート成分を加熱する工程
のうち少なくとも１つを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
適用工程が吹き付けとして更に規定される、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
コア粒子の外表面が表面水分を含み、反応工程がイソシアネート成分と周囲水分及び表面水分とを反応させてカプセル化肥料を形成することとして更に規定される、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
コア粒子の外表面がアミン官能基を含み、反応工程がイソシアネート成分と周囲水分、表面水分（存在する場合）及びアミン官能基とを反応させてカプセル化肥料を形成することとして更に規定される、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
層が：
ｉ）コア粒子と直接接触し；及び／又は
ｉｉ）実質的に硫黄を含まず；及び／又は
ｉｉｉ）触媒の存在下で形成され；及び／又は
ｉｖ）少なくとも５ミクロン、あるいは１５〜３００ミクロン、あるいは５０〜２００ミクロンの平均厚さを有する、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
外表面１４を有するコア粒子１２と、前記コア粒子１２の周りに配置された層１６とを有するカプセル化肥料であって、
前記コア粒子１２は肥料を含み、
前記コア粒子１２の外表面１４には、イソシアネート官能基を有するイソシアネート成分が存在するが、ポリオール、ポリアミン、水、及びそれらの組合せの群から選択される意図的に適用されたイソシアネート反応性成分は存在しておらず、かつ、前記コア粒子１２の周りに配置された層１６は、前記イソシアネート成分と周囲水分との反応により形成されたポリウレア結合を含む層であり、前記イソシアネート反応性成分から形成される介在層は存在していない、前記カプセル化肥料。
【請求項１３】
コア粒子１２の外表面１４が、粉塵抑制剤を含む中間層１８によって少なくとも部分的に被覆されている、請求項１２に記載のカプセル化肥料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、概して、カプセル化肥料の形成方法、及び該方法により形成されたカプセル化肥料、具体的には、コア粒子及び該コア粒子の周りに配置された層を含むカプセル化肥料の形成方法であって、該層はイソシアネート成分と周囲水分との反応生成物を含む、前記形成方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
徐放性肥料などのカプセル化肥料が農業分野において知られている。このようなカプセル化肥料は、典型的には、コア粒子、典型的には肥料（例えば、尿素）の周りに配置された１つ以上のポリウレタン層を含む。ポリウレタン層の厚さ及び完全性は、カプセル化肥料の溶出速度、具体的には、コア粒子が分解してそれ自体、例えば、「ペイロード」を、水分を含む土壌中に放出する速度を制限する。
【０００３】
残念なことに、従来のカプセル化肥料の多くは不均一な厚さのポリウレタン層を含み、このため溶出速度が速くなる。このように溶出速度が速くなると無駄が生じ、また植物毒性、即ち、肥料の植物生長への毒性作用につながる。更に、従来のカプセル化肥料の多くは、ポリウレタン層に亀裂、窪み、凹み等の欠陥があるため、完全性に問題のあるポリウレタン層を有する。このような欠陥を含むポリウレタン層がコア粒子の周りに配置されると、亀裂、窪み、及び／又は凹みによって水や他の液体がポリウレタン層に浸透し、こうして早すぎる時点でコア粒子に接触して溶出させることとなる。このような欠陥を補うために、通常、コア粒子の周りに複数のポリウレタン層を配置しなければならず、その結果、カプセル化肥料を形成するために時間と費用のかかる製造プロセスとなる。更に、従来のカプセル化肥料の多くは、ポリウレタン層が適度な硬度と弾力性に欠けるため、破損しやすい。このような破損により、カプセル化肥料の貯蔵寿命が短縮し、カプセル化肥料の保管、取り扱い、及び使用中に無駄が生じる。
【０００４】
従来のポリウレタン層は、通常、一方の部分がイソシアネートであり、他方の部分がポリオールである２成分（「２Ｋ」）ウレタン系に基づく。コーティングプロセス中に存在する水分からのイソシアネート／水の副反応のために、ポリオールに対して過剰のイソシアネートが使用されることが多い。また、多くのプロセスは、イソシアネートとポリオールを異なる時間に又は厳密に同時に適用することを要求し、このことは製造時の矛盾となる。また、反応成分の適用中の矛盾した水分の問題もある。反応成分の適用中に水が多すぎる場合、ポリオール全てと反応するのに十分なイソシアネートがないこともあり得る。これは、ポリウレア反応（水とイソシアネート基の間の反応）がポリウレタン反応（ポリオールとイソシアネート基の間の反応）よりも速いことがあり得るためである。このことは、未反応のポリオールがカプセル化肥料の性能を低下させるという、得られた層の矛盾した特性につながり得る。
【０００５】
従って、カプセル化肥料の改良された形成方法を提供する機会が残されている。また、改善されたカプセル化肥料を提供する機会も残されている。
【０００６】
発明の概要と利点
カプセル化肥料の形成方法が開示されている。本方法はコア粒子を準備する工程を含む。コア粒子は、肥料を含み且つ外表面を有する。本方法は更に、コア粒子の外表面にイソシアネート成分を直接適用する工程を含む。イソシアネート成分はイソシアネート官能基を有する。本方法は更にイソシアネート成分を周囲水分と反応させてコア粒子の周りに配置された層を形成し、カプセル化肥料を形成する工程を含む。層はポリウレア結合を含む。任意に、層は更にポリウレタン結合を含み得る。
【０００７】
一般に、１つの成分（即ち、イソシアネート成分）のみを使用することは、２つ以上の反応性成分、例えば、イソシアネートとポリオールを使用する系と比較して、適用を単純化してカプセル化肥料の製造生産量を増加させる。一般に、イソシアネート成分が適用された後に起こる反応はポリウレア反応のみであるため、より一貫性のあるより良いコーティング層が得られる。一貫性のあるコーティング層を有することで、より標準化された徐放性の肥料も得られる。
【０００８】
本発明の別の利点は、添付の図面と関連付けて考慮する際に以下の詳細な説明を参照することによってより良く理解されるので容易に理解されることとなる：
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、コア粒子及び層を有するカプセル化肥料の断面図である。
【図２】図２は、中間層を更に有する別のカプセル化肥料の断面図である。
【図３】図３は、シーラント層を更に有する別のカプセル化肥料の断面図である。
【図４】図４は、中間層とシール層の両方を有する別のカプセル化肥料の断面図である。
【図５】図５は、実施例のカプセル化肥料の溶出速度を示すチャートである。
【００１０】
発明の詳細な説明
カプセル化肥料の形成方法が開示されている。また、本方法によって形成されるカプセル化肥料も開示されている。複数の視点を通して同じ番号が同じ部分を示す図を参照すると、本方法に従って形成されたカプセル化肥料は概して１０で示される。カプセル化肥料１０は縮尺通りには描かれていない。
【００１１】
本方法は、コア粒子１２を準備する工程を含む。コア粒子１２は外表面１４を有する。本方法は更に、コア粒子１２の外表面１４に直接イソシアネート成分を適用する工程を含む。この方法は更にイソシアネート成分を周囲水分と反応させて、コア粒子１２の周りに配置された層１６を形成し、カプセル化肥料１０を形成する工程を含む。層１６はポリウレア結合を含む。特定の実施態様では、層１６は更にポリウレタン結合を含む。
【００１２】
カプセル化肥料１０はコア粒子１２を含む。コア粒子１２は肥料を含む。様々な実施態様では、コア粒子１２の外表面１４は肥料を含む。特定の実施態様では、コア粒子１２全体が肥料を含む。特定の実施態様では、コア粒子１２は本質的に肥料からなる。更なる実施態様では、コア粒子１２は肥料からなる（即ち、肥料である）。
【００１３】
様々な実施態様では、肥料は、窒素、リン酸塩、カリ、硫黄、及びそれらの組み合わせの群から選択される。特定の実施態様では、肥料は窒素系である。適切な窒素系肥料の例としては、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、硝酸カルシウムアンモニウム、及びそれらの組み合わせが挙げられる。特定の実施態様では、肥料は、尿素を含む、本質的に尿素からなる、又は尿素からなる。他の実施態様では、肥料はリン酸塩系である。適切なリン酸塩系肥料の例としては、リン酸、リン酸一アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、リン酸硫酸アンモニウム、及びそれらの組み合わせが挙げられる。更に別の実施態様では、肥料はカリ系である。適切なカリ系肥料の例としては、カリ、硝酸アンモニウム、及びそれらの組み合わせが挙げられる。更に別の実施態様では、肥料は硫黄系である。適切な硫黄系肥料の例としては、硫酸アンモニウム、硫酸、及びそれらの組み合わせが挙げられる。肥料の様々な組み合わせは、コア粒子１２として、又はコア粒子１２中で使用され得る。適切な肥料は、様々な供給業者から市販されており、この開示は特定のものに限定されない。
【００１４】
典型的には、カプセル化肥料１０は、例えば、図面に示すような、コア粒子１２の１つを含む。しかしながら、カプセル化肥料１０は、上記コア粒子１２のうち２つ以上の任意の組み合わせも含み得る。このような実施態様では、コア粒子１２は、コア粒子組成物のブレンド、コア粒子１２の個々のサブ粒子、及び／又は異なるコア粒子組成物の層を含み得るが、これらに限定されない。例えば、コア粒子１２は硫黄を含む内部コアを含むことができ、その際、外部コアは内部コアの周りに配置されて且つ尿素を含む（図示せず）。
【００１５】
コア粒子１２は様々な大きさと形状であり得る。典型的には、コア粒子１２は、実質的に球形であり、約０．１〜約５ミリメートル（ｍｍ）、約０．１〜約２．５ミリメートル（ｍｍ）、約０．２５〜約１ミリメートル（ｍｍ）の平均直径、又は約０．１ｍｍ〜約５ｍｍの間の任意の平均直径を有する。不規則な粒子、楕円形の粒子、及び／又は小板状の粒子など、他のサイズ及び／又は形状のコア粒子１２も使用され得る。
【００１６】
様々な実施態様では、コア粒子１２は適用工程の前に水分を有する。コア粒子１２は様々な含水率を有し得る。典型的には、コア粒子１２は、少なくとも約１質量パーセント（質量％）の含水率、あるいは約１〜約２０質量％、約１〜約１０質量％、約５〜約１０質量％の含水量、又は約１〜約２０質量％の間の任意の含水率を有する。
【００１７】
含水率は、意図的な添加（例えば、浸漬、噴霧、コーティング、ディップ等による）によって付与され得るが、更に典型的には固有のものである。例えば、特定の肥料（例えば、尿素）は吸湿性である。吸湿性の高い肥料は大気中の水分を吸収しやすい。これは、肥料の日常的な製造、取扱い、及び／又は保管中に起こり得る。換言すれば、水分／水を意図的に添加する必要はない。コア粒子１２の含水率は、以下に更に説明するように周囲水分を確保するのに役立つ。更に、コア粒子１２の含水率により、コア粒子１２の外表面１４上に又はそこで表面水分を得ることもできる。このような場合、残りの水分は、概してコア粒子１２全体に存在する及び／又は概して含水率の勾配として存在する。
【００１８】
コア粒子１２の外表面１４が表面水分を含む実施態様では、反応工程は、イソシアネート成分を周囲水分及び表面水分と反応させてカプセル化肥料１０を形成することとして更に定義される。このように、コア粒子１２の外表面１４に適用された後、イソシアネート成分の両側で反応が起こる。具体的には、イソシアネート成分によってもたらされるイソシアネート官能基は、（形成中に）コア粒子１２の外表面１４上で表面水分と自由に反応し、同様に層１６の表面２０で周囲水分とも自由に反応する。
【００１９】
別の実施態様では、コア粒子１２の外表面１４は、アミン官能基（即ち、「表面アミン」）を含む。コア粒子１２が肥料として尿素を含む場合など、表面アミンはコア粒子１２によって提供され得る。これらの実施態様では、反応工程は、イソシアネート成分を周囲水分及びアミン官能基と反応させてカプセル化肥料１０を形成することとして更に定義される。このように、コア粒子１２の外表面１４に適用された後、イソシアネート成分の両側で反応が起こる。具体的には、イソシアネート成分によってもたらされるイソシアネート官能基は、（形成中に）コア粒子１２の外表面１４上でアミン基と自由に反応し、同様に層１６の表面２０で周囲水分とも自由に反応する。
【００２０】
関連する実施態様では、コア粒子１２の外表面１４は、表面水分及び表面アミンの両方を含む。これらの実施態様では、反応工程は、イソシアネート成分を周囲水分、表面水分、及びアミン官能基と反応させてカプセル化肥料１０を形成することとして更に定義される。この反応スキームは、前述の実施態様の組み合わせである。具体的には、イソシアネート成分によって付与されるイソシアネート官能基は、（形成中に）コア粒子１２の外表面１４上で表面水分及び表面アミンと自由に反応し、同様に層１６の表面２０で周囲水分とも自由に反応する。
【００２１】
コア粒子１２は、カプセル化肥料１０中に様々な量で存在し得る。典型的には、コア粒子１２は、それぞれ１００ｐｂｗのカプセル化肥料１０を基準として、約７５〜約９９質量部（ｐｂｗ）、約９０〜約９９質量部（ｐｂｗ）、約９６〜約９８質量部（ｐｂｗ）の量で、又は約７５〜約９９ｐｂｗの間の任意の量でカプセル化肥料１０中に存在する。
【００２２】
図に示すように、層１６はコア粒子１２の周りに配置されている。本明細書で使用されるように、「〜の周りに配置された」との用語は、コア粒子１２の部分被覆及び完全被覆の両方を包含することが理解されるべきである。典型的には、コア粒子１２は、層１６によって完全に覆われており、それによってコア粒子１２を環境条件への暴露（例えば、早すぎる水分への暴露）から保護する。
【００２３】
層１６は様々な平均厚さであり得る。層１６は、典型的には、従来のカプセル化層、例えば、従来の肥料カプセル化層の厚さに似た平均厚さを有する。様々な実施態様において、層１６は、少なくとも約５ミクロン、少なくとも約１０ミクロン、少なくとも約１５ミクロン、あるいは約１５〜約３００ミクロン、約５０〜約２００ミクロン、約１００〜１５０ミクロン、約１２５〜約１５０ミクロンの平均厚さ、又は約５〜約３００ミクロンの間の任意の平均厚さを有する。層１６は、カプセル化肥料１０の溶出速度などの１つ以上の所望の特性に応じて様々な厚さに形成することができる。従って、平均厚さは本明細書に具体的に記載された厚さよりも薄くても厚くてもよい。特定の実施態様では、図１及び図３のように、層１６はコア粒子１２と直接接触している。換言すれば、層１６とコア粒子１２の外表面１４との間に介在層（又はその一部）が存在しない。
【００２４】
層１６の様々な実施態様に関して、「ポリウレア」との用語は、ポリウレア結合及び／又はウレア結合の両方を含む化学的性質を包含することが理解されるべきである。様々な実施態様では、層１６はポリウレア層１６として定義されている。更なる実施態様では、層１６は、ポリウレア結合並びに更なる結合、例えば、ポリウレタン結合及び／又はウレタン結合を含む。例えば、以下に記載される特定の実施態様では、層１６は、ポリウレア／ポリウレタン層１６として更に定義される。本明細書で使用されるように、層１６の説明は、概してポリウレア層１６又はポリウレア／ポリウレタン層１６の説明と交換可能である。
【００２５】
典型的には、層１６は、イソシアネート成分と水との反応生成物を含む。具体的には、層１６は、イソシアネート成分と最初は周囲水分の形態である水との反応生成物を含む。更なる実施態様では、層１６は本質的にイソシアネート成分と水との反応生成物からなる。更に別の実施態様では、層１６は、イソシアネート成分と水との反応生成物からなる（即ち、反応生成物である）。これらの実施態様では、水分の一部は、全て周囲水分によってではなく、表面水分によっても付与され得る。表面水分との反応に加えて又はその代わりに、表面アミンも反応生成物に寄与し得る。
【００２６】
層１６は、カプセル化肥料１０中に様々な量で存在し得る。典型的には、層１６は、それぞれ１００ｐｂｗのカプセル化肥料１０を基準として、約２５ｐｂｗ〜約１ｐｂｗ、約１０ｐｂｗ〜約１ｐｂｗ、約４ｐｂｗ〜約２ｐｂｗの量で、又は約２５ｐｂｗ〜約１ｐｂｗの間の任意の量でカプセル化肥料１０中に存在する。一般的に、本開示は、従来技術のカプセル化肥料に対して、より少ない材料の使用、例えば、より少ないイソシアネート成分の使用を提供する。
【００２７】
イソシアネート成分はイソシアネート官能基を有する。イソシアネート成分は、典型的には、２つ以上のイソシアネート官能基（ＮＣＯ）を有するポリイソシアネートを含む。適切なポリイソシアネートとしては、慣用の脂肪族、脂環式、芳香脂肪族及び芳香族イソシアネートが挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施態様では、イソシアネート成分は、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、高分子ジフェニルメタンジイソシアネート（ＰＭＤＩ）、及びそれらの組み合わせの群から選択される。高分子ジフェニルメタンジイソシアネートは、当該技術分野ではポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートとも呼ばれる。特定の実施態様では、イソシアネート成分はＭＤＩを含む。他の適切なイソシアネートの例としては、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【００２８】
様々な実施態様では、イソシアネート成分は、イソシアネート末端プレポリマーを含む、実質的にイソシアネート末端プレポリマーからなる又はイソシアネート末端プレポリマーからなる（即ち、イソシアネート末端プレポリマーである）。イソシアネート末端プレポリマーは、典型的には、イソシアネートとポリオール及び／又はポリアミンとの反応生成物である。イソシアネートは、任意の種類のイソシアネート、例えば、上記のポリイソシアネートのうちの１つ以上であり得る。様々な種類のポリオール及びポリアミンが使用され得る。
【００２９】
１つ以上のポリオールの使用は、ポリウレタン結合をイソシアネート末端プレポリマーに、従って層１６に付与するのに有用である。同様に、１つ以上のポリアミンの使用は、ポリウレア結合をイソシアネート反応性成分に、従って層１６に付与するのに有用である。ポリウレタン結合を形成するためのイソシアネートとヒドロキシル基との間の反応は当該技術分野において理解されている。更には、ポリウレア結合を形成するためのイソシアネート基とアミン基との間の反応は、当該技術分野において理解されている。当業者は、使用される特定のイソシアネート成分に応じてポリウレア結合のみ又はポリウレア結合とポリウレタン結合の両方を有する層１６の実施態様を容易に想定することができる。
【００３０】
特定の実施態様では、イソシアネート末端プレポリマーは、ＭＤＩと少なくとも２つのヒドロキシル官能基を有するポリオールとの反応生成物を含む。これらの実施態様では、イソシアネート末端プレポリマーは、層１６がポリウレア／ポリウレタン層１６であるようにポリウレタン結合を含む。更に、イソシアネート成分は、イソシアネート末端プレポリマーに加えて遊離イソシアネートも含み得る。このような場合、イソシアネート末端プレポリマーは、イソシアネート成分中に様々な量で存在し得る。典型的には、イソシアネート末端プレポリマーは、それぞれ１００ｐｂｗのイソシアネート成分を基準として、約１０ｐｂｗ〜約９０ｐｂｗ、約２５ｐｂｗ〜約７５ｐｂｗ、約４０ｐｂｗ〜約６０ｐｂｗ、約４５ｐｂｗ〜約５５ｐｂｗの量で、又は約２５ｐｂｗ〜約７５ｐｂｗの間の任意の量で存在する。
【００３１】
イソシアネート末端プレポリマーを使用することにより、以下のような１つ以上の非限定的な利点が得られると考えられる。イソシアネート末端プレポリマーの使用は、ポリオール（及び／又はポリアミン）とイソシアネートとの間のより一貫性のある反応を保証し、望ましい疎水性を有する一貫性のある層１６をもたらし得る。具体的には、適用／コーティングプロセス中の競合する反応（ポリウレア対ポリウレタンの反応）がないため、改良されたより一貫した特性（例えば、硬度、粘着性、表面張力、疎水性、靭性等）を有する層１６が得られる。典型的には、カプセル化肥料１０の形成の間に１成分（即ち、プレポリマー）のみが適用されるので、２成分（例えば、イソシアネート及びポリオール）の混合比の問題は存在しない。従って、複雑な又は多数の散布器は必要とされていない。２成分の代わりに１成分を適用することによっても、適用時間が早くなり、層１６が改良され、及び／又はカプセル化肥料１０の生産量が増加する。
【００３２】
イソシアネート末端プレポリマーを製造するために使用する場合、ポリオールは、典型的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、及びそれらの組み合わせの群から選択される。特定の実施態様では、イソシアネート末端プレポリマーを形成するために利用されるポリオールは、グラフトポリオールである。一実施態様では、グラフトポリオールはポリマーポリオールである。他の実施態様では、グラフトポリオールは、ポリ尿素（ＰＨＤ）ポリオール、ポリイソシアネート重付加（ＰＩＰＡ）ポリオール、及びそれらの組み合わせの群から選択される。
【００３３】
イソシアネート末端プレポリマーを製造するために使用する場合、ポリアミンは、典型的には、エチレンジアミン、トルエンジアミン、ジアミノジフェニルメタン及びポリメチレンポリフェニレンポリアミン、アミノアルコール、及びそれらの組み合わせの群から選択される。適切なアミノアルコールの例としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、及びそれらの組み合わせが挙げられる。イソシアネート末端プレポリマーは、上記のポリオール及び／又はポリアミンのうち２つ以上の組み合わせから形成され得る。
【００３４】
イソシアネート成分はまた、カルボジイミド、アロファネート、イソシアヌレート、及びビウレットなどの変性イソシアネートであってもよい。他の適切なイソシアネート及び任意の成分としては、Menteによる米国特許第７，４１６，７８５号明細書（U.S. Pat. Nos. 7,416,785）及びMenteによる米国特許第８，３０３，６８０号明細書（U.S. Pat. Nos. 8,303,680）、Hudsonらによる米国特許出願公開第２０１３／０３０５７９６号明細書（U.S. Pat. App. Pub. Nos. 2013/0305796）及びNeffらによる米国特許出願公開第２０１３／０３０９４９９号明細書（U.S. Pat. App. Pub. Nos. 2013/0309499）、及びNeffらによる国際公開第２０１２／１５１５０６号（WO2012151506）に記載されているものが挙げられ、それらの開示はその全体が本明細書に援用されている。適切なイソシアネート成分の特別な例としては、商標ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）の下で、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もの、例えば、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）ＭＩ、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ２０、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ２０ＳＢ、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ２０ＨＢ、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ２０ＦＢ、及びＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）ＭＰ１０２のイソシアネートが挙げられる。
【００３５】
イソシアネート成分は様々な粘度であり得る。典型的には、イソシアネート成分は、例えば、イソシアネート成分を吹き付け、噴霧及び／又は霧吹きして、イソシアネート成分をコア粒子１２の外表面１４に適用することによる、イソシアネート成分のコア粒子１２への特別な適用に適した粘度を有する。特定の実施態様では、イソシアネート成分は、ＡＳＴＭ  Ｄ２１９６に従って、２５℃で約１０ｃｐｓ〜約５，０００ｃｐｓ、約２５ｃｐｓ〜約２，５００ｃｐｓ、約５０ｃｐｓ〜約１，５００ｃｐｓ、約１００ｃｐｓ〜約１，０００ｃｐｓ、約５００ｃｐｓ〜約１，０００ｃｐｓ、又は２５℃で約１０ｃｐｓ〜約５，０００ｃｐｓの間の任意の粘度を有する。適用技術に関わらず、イソシアネート成分の粘度は、コア粒子１２を適切に被覆するのに十分でなければならない。
【００３６】
イソシアネート成分は、様々な公称官能価及びＮＣＯ含有率であり得る。特定の実施態様では、イソシアネート成分は、約１〜約５、約１．５〜約４、約２〜約３の公称官能価、又は約１〜約５の間の任意の公称官能価を有する。特定の実施態様では、イソシアネート成分は、それぞれ１００ｐｂｗのイソシアネート成分を基準として、約１質量％〜約５０質量％、約１質量％〜約４０質量％、約１質量％〜約３０質量％、約１０質量％〜約３０質量％、約２０質量％〜約２５質量％のＮＣＯ含有率、又は約２０質量％〜約５０質量％の間の任意のＮＣＯ含有率を有する。上記のＮＣＯ含有率は、概して無欠陥層１６の形成を助けるより高い分子架橋密度のイソシアネート成分をもたらし、また、単位質量当たりの化学結合量がより多いイソシアネート成分をもたらしてコスト効率を改善する。イソシアネート成分は、上記のイソシアネート及び／又はイソシアネート末端プレポリマーの任意の組み合わせを含み得る。
【００３７】
反応生成物は、添加剤成分を更に含み得る。使用する場合、添加剤成分は、典型的には、離型剤、触媒、殺生物剤、充填剤、可塑剤、安定剤、架橋剤、連鎖延長剤、連鎖停止剤、空気放出剤、湿潤剤、表面改質剤、水分捕捉剤、乾燥剤、粘度低下剤、補強剤、着色剤、酸化防止剤、相容化剤、紫外線安定剤、チキソトロピー剤、老化防止剤、潤滑剤、カップリング剤、溶剤、レオロジー促進剤、増粘剤、帯電防止剤、及びそれらの組み合わせの群から選択される。使用する場合、添加剤成分は通常の量で存在し得る。添加剤成分は、上記添加剤の任意の組み合わせを含み得る。添加剤成分は、使用される添加剤に応じてイソシアネート成分に対して反応性及び／又は不活性であり得る。
【００３８】
特定の実施態様では、添加剤成分は触媒成分を含む。換言すれば、層１６は触媒の存在下で形成される。一実施態様では、触媒成分は錫触媒を含む。適切な錫触媒としては、有機カルボン酸の錫（ＩＩ）塩、例えば、酢酸錫（ＩＩ）、オクタン酸錫（ＩＩ）、エチルヘキサン酸錫（ＩＩ）及びラウリン酸錫（ＩＩ）が挙げられる。一実施態様では、有機金属触媒は、有機カルボン酸のジアルキル錫（ＩＶ）塩であるジブチル錫ジラウレートを含む。適切な有機金属触媒の具体例、例えばジブチル錫ジラウレートは、商標ＤＡＢＣＯ（登録商標）で、ペンシルバニア州アレンタウンのエアープロダクツアンドケミカルズ社（Air Products and Chemicals, Inc.）から市販されている。有機金属触媒は、有機カルボン酸の他のジアルキル錫（ＩＶ）塩、例えば、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫マレアート及びジオクチル錫ジアセテートも含み得る。
【００３９】
他の好適な触媒の例としては、塩化鉄（ＩＩ）；塩化亜鉛；オクタン酸鉛；トリス（ジアルキルアミノアルキル）−ｓ−ヘキサヒドロトリアジン、例えば、トリス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）−ｓ−ヘキサヒドロトリアジン；テトラアルキルアンモニウム水酸化物、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム；アルカリ金属水酸化物、例えば、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム；アルカリ金属アルコキシド、例えば、ナトリウムメトキシド及びカリウムイソプロポキシド；並びに１０〜２０個の炭素原子及び／又は側方ＯＨ基を有する長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩が挙げられる。
【００４０】
他の適切な触媒、特に三量化触媒の更なる例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルヘキサヒドロトリアジン、カリウム、酢酸カリウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルイソプロピルアミン／ギ酸塩、及びそれらの組合せが挙げられる。適切な三量化触媒の具体例は、ＰＯＬＹＣＡＴ（登録商標）の商標でエアープロダクツアンドケミカルズ社から市販されている。
【００４１】
他の適切な触媒、特に第三級アミン触媒の更に別の例としては、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’−ペンタメチルジプロピレントリアミン、トリス（ジメチルアミノプロピル）アミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルピペラジン、テトラメチルイミノ−ビス（プロピルアミン）、ジメチルベンジルアミン、トリメチルアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、ビス（２−ジメチルアミノ−エチル）エーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン（ＤＭＣＨＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、１，２−ジメチルイミダゾール、３−（ジメチルアミノ）プロピルイミダゾール、及びそれらの組み合わせが挙げられる。適切な第三級アミン触媒の具体例は、ＰＯＬＹＣＡＴ（登録商標）の商標でエアープロダクツアンドケミカルズ社から市販されている。
【００４２】
使用する場合、触媒成分は通常の量で使用することができる。触媒成分は、上記の触媒のあらゆる組み合わせを含み得る。特定の実施態様では、カプセル化肥料１０は、触媒の不在下で形成される。
【００４３】
１種以上の触媒を使用する実施態様では、イソシアネート成分と周囲水分との間の反応のために触媒が意図的に添加され得る。あるいは、又はそれに加えて、周囲水分と反応する前に、１種以上の触媒が既にイソシアネート成分中に存在し得る。例えば、イソシアネート末端プレポリマーを使用する場合、プレポリマーを最初に形成するために１種以上の触媒（例えば、第三級アミン触媒）が使用されてよく、このような触媒は層１６の形成中になお存在し得る。
【００４４】
特定の実施態様では、添加剤成分は、層１６を着色するために、着色剤、例えば、色素及び／又は顔料を含む。着色剤は、層１６の完全性を視覚的に評価することができ、様々なマーケティングの利点をもたらすことができる。使用する場合、着色剤は通常の量で使用することができる。
【００４５】
特定の実施態様では、コア粒子１２の外表面１４は、肥料以外の化合物で、少なくとも部分的に被覆されているか、あるいは完全に被覆されている。例えば、図２及び図４に示すように、カプセル化肥料１０は、コア粒子１２と層１６との間に配置された中間層１８を含む。具体的には、中間層１８はコア粒子１２の周りに配置されており、層１６は中間層１８の周りに配置されている。
【００４６】
中間層１８は、部分的な又は完全な被覆であってもよい。中間層１８は、典型的にはこの化合物から形成されている。典型的には、中間層１８は、層１６の形成前に既にコア粒子１２上に存在している。例えば、中間層１８は、コア粒子１２の保護層であり得る。
【００４７】
様々な実施態様では、この化合物は、当該技術分野において粉塵抑制剤と呼ぶことができる。粉塵抑制剤は、コア粒子１２を取り扱うのに有用であり、且つ防塵の抑制に加えて又はその代わりの他の目的（例えば、凝集、皮膚接触、吸湿等の防止）のために存在し得る。粉塵抑制剤は、典型的には液体、例えば油であるが、固体、例えばワックスであり得る。粉塵抑制剤の具体例は、石油残渣、水素化鉱油、及びワックスである。使用され得るワックスの適切な例としては、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が、これらに限定されない。より具体的には、ワックスは、パラフィン系オイル、パラフィン系ワックス、植物系ワックス、トリグリセライド、マイクロクリスタリンワックス、ワセリン、オレフィン、ポリエチレン、石油ワックス、及びそれらの組み合わせを含み得る。一実施態様では、ワックスは石油ワックスを含む。別の実施態様では、ワックスは、石油ワックスと少なくとも１種の他のワックスを含む。
【００４８】
任意であるが、粉塵抑制剤は様々な量で使用することができる。典型的には、中間層１８は、それぞれ１００ｐｂｗのコア粒子１２を基準として、約０．１ｐｂｗ〜約１０ｐｂｗ、約０．１ｐｂｗ〜約５ｐｂｗ、約０．５ｐｂｗ〜約３ｐｂｗ、又は約０．１ｐｂｗ〜約１０ｐｂｗの間の任意の量で存在する。中間層１８は、上記の層１６の場合のように、様々な平均厚さであり得る。
【００４９】
典型的には、層１６は形成後に実質的に水を含まない。「実質的に含まない」とは、これらの実施態様では、水が、それぞれ１００ｐｂｗの層１６を基準として、約５ｐｂｗ以下、約２．５ｐｂｗ以下、約１ｐｂｗ以下、又は０ｐｂｗに近似するか０ｐｂｗに等しい量で存在することを意味する。層１６が完全に水を含まない場合、層１６は無水に分類される。一般的に、軟化、破裂、又は他の隣接するカプセル化肥料１０又は表面への固着／凝集などによる、早い段階での分解からカプセル化肥料１０を保護するために、層１６に水が殆ど又は全くないことが好ましい。このような劣化は、コア粒子１２の早すぎる放出を引き起こし、無駄を生じさせ得る。
【００５０】
特定の実施態様では、層１６は、実質的にパラフィンなどのワックスを含まない。「実質的に含まない」とは、これらの実施態様では、ワックスが、それぞれ１００ｐｂｗの層１６を基準として、約５ｐｂｗ以下、約２．５ｐｂｗ以下、約１ｐｂｗ以下、又は０ｐｂｗに近似するか０ｐｂｗに等しい量で存在することを意味する。典型的には、層１６は、層１６を均一にするワックスを殆ど又は全く有していないので、層１６に水が浸透するのを防ぐことができる。しかしながら、ワックスは、使用される特定の成分、例えば、イソシアネート成分と適合する場合、層１６で使用することができる。慣用のワックスとその量を使用することができる。特定の実施態様では、カプセル化肥料１０は、ワックスの非存在下で形成される。
【００５１】
特定の実施態様では、層１６は実質的に硫黄を含まない。「実質的に含まない」とは、これらの実施態様では、硫黄が、それぞれ１００ｐｂｗの層１６を基準として、約５ｐｂｗ以下、約２．５ｐｂｗ以下、約１ｐｂｗ以下、又は０ｐｂｗに近似するか０ｐｂｗに等しい量で存在することを意味する。この方法はここで更に詳細に説明される。
【００５２】
図３及び図４を参照すると、カプセル化肥料１０は、層１６の周りに配置されたシーラント層２２を含み得る。シーラント層２２は、層１６内の不完全部を封止し、カプセル化肥料１０の流動特性を改善し、且つ改善された防湿特性をもたらし得る。シーラント層２２は、パラフィン系ワックス、植物系ワックス、トリグリセリド、微結晶性熱可塑性ポリマー、鉱油、石油ワックス又はそれらの組み合わせなどの有機ワックスを含み得る。より具体的には、シーラント層２２は、パラフィン系オイル、パラフィン系ワックス、植物系ワックス、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、及びそれらの組み合わせを含み得る。シーラント層２２を形成するのに適した更なるシーラントは、Hudsonらによる米国特許出願公開第２０１３／０３０５７９６号明細書（U.S. Pat. App. Pub. No. 2013/0305796）に記載されている。
【００５３】
シーラント層２２は、上記のもの以外の他の材料を含み得る。シーラント層２２は、様々な従来の添加剤を含み得る。例えば、シーラント層２２は、耐摩耗性及びバリア性を改善するための様々なポリマー、取り扱い性を改善するための粘着防止補助剤、染料、及び他の公知の補助剤を含み得る。
【００５４】
一般に、シーラント層２２は、コア粒子１２及び層１６の融点よりも低い融点を有する。例えば、シーラント層２２は約８０℃を下回る融点を有し且つその適用工程の温度で流動し得る。シーラント層２２は、約６０℃、５０℃又は４０℃を下回る温度で層１６に適用した後に非タックフリーであり得る。更には、シーラント層２２は、層１６を有するコア粒子１２上での良好な流動性を可能にするために、その適用温度で約１，５００ｃＰ未満又は約１，０００ｃＰ未満の溶融粘度を有し得る。
【００５５】
任意であるが、シーラントは様々な量で使用され得る。例えば、カプセル化肥料１０は、カプセル化肥料１０の所望の放出速度に応じて様々な量でシーラント層２２を含み得る。典型的には、シーラント層２２は、それぞれ約１００ｐｂｗのカプセル化肥料１０を基準として、約０．１〜約１０ｐｂｗ、約０．１〜約５ｐｂｗ、約０．５〜約３ｐｂｗの量で、又は約０．１〜約１０ｐｂｗの間の任意の量で存在する。シーラント層２２は、上記の層１６の場合のように、様々な平均厚さであり得る。
【００５６】
上記で紹介したように、コア粒子１２がもたらされる。コア粒子１２は、自由流動粒子状など様々な方法で準備することができる。典型的には、コア粒子１２を容器に入れてコア粒子１２を保持し、カプセル化肥料１０の形成を補助する。容器は様々な大きさや形状であってよく、カプセル化肥料１０の製造の間、その中に成分を保持するために閉鎖可能又は密封可能でなければならない。コア粒子１２は中間層１８の有無に関わらず準備することができる。
【００５７】
様々な実施態様では、本方法は、コア粒子１２を加熱する工程を更に含む。コア粒子１２は、直接的な熱及び／又は間接的な熱により加熱され得る。例えば、容器が（例えば、熱交換器を介して）加熱され得る、容器内の空気が加熱され得る、コア粒子１２が加熱され得る等、及びそれらの組み合わせである。容器内の周囲空気に依存してイソシアネート成分との反応のための周囲水分を得てもよいが、コア粒子１２の加熱は、周囲水分の少なくとも一部、あるいは周囲水分の大部分（又は全部）をイソシアネート成分との反応のために確保するのに有用である。これは、特に、コア粒子１２の肥料が吸湿性である（例えば、肥料が尿素を含む）場合である。コア粒子１２の加熱は、イソシアネート成分を間接的に加熱し、反応を促進すること等にも有用であり得る。
【００５８】
特定の実施態様では、コア粒子１２は、少なくとも約２０℃の温度、あるいは約１５℃〜約４５℃、約４０℃〜約９０℃、約６０℃〜約１２０℃の温度、又は約０℃〜２００℃の間の任意の温度に加熱される。コア粒子１２は、様々な時間にわたり加熱することができる。周囲水分、特にコア粒子１２によってもたらされる周囲水分を保持／確保するために、容器は閉じられなければならない。容器を閉じることは温度を維持するのにも有用である。特定の実施態様では、容器を加熱して、そこに配置されたコア粒子１２を加熱する。更なる実施態様では、容器は、均一な混合、加熱等を可能にするタンブラーである。
【００５９】
特定の実施態様では、本方法は更にイソシアネート成分を加熱する工程を含む。これは、コア粒子１２の加熱に加えて又はそれに代わり得る。イソシアネート成分は、直接及び／又は間接加熱を介して加熱され得る。例えば、イソシアネート成分は、イソシアネート成分を容器に入れる前に（例えば、ドラム及び／又はインライン内で）予熱され得る。特定の実施態様では、イソシアネート成分は、少なくとも約０℃の温度、あるいは約２０℃〜約４０℃、約２５℃〜約６０℃、約１５℃〜約８０℃の温度、又は約０℃〜１５０℃の間の任意の温度に加熱される。
【００６０】
イソシアネート成分はコア粒子１２に適用される。接触時（及び当該技術分野で理解されている反応条件下の間）、イソシアネート成分と周囲水分が反応し始めて、コア粒子１２の周りに配置された層１６を形成する。具体的には、コア粒子１２の外表面１４にイソシアネート成分を適用した後、周囲水分（即ち、気体状の水）がイソシアネート成分によってもたらされる遊離イソシアネート基と反応し始めてポリウレア結合を形成し、その結果、層１６を形成すると考えられる。適用されたイソシアネート成分が容器内の周囲空気／水分よりも低い温度の場合、周囲水分の一部が、適用されたイソシアネート成分上で液体の形に凝縮し、これが層１６の形成を更に容易にするとも考えられる。また、表面水分及び／又は表面アミン（存在する場合）とイソシアネート成分との間で反応が起こることもあり得る。
【００６１】
イソシアネート成分は、当該技術分野で理解されている様々な方法によって適用され得る。適切なカプセル化方法の例としては、バルクコーティング、タンブリング、シートコーティング、パンコーティング、流動床コーティング、共押出、スプレー及びスピニングディスクカプセル化等が挙げられる。これらの方法及び他のカプセル化方法は、当業者には理解されている。
【００６２】
特定の実施態様では、コア粒子１２が適切な装置内で撹拌されている間に、イソシアネート成分は、コア粒子１２、典型的には多数のコア粒子１２上に吹き付けられ、噴霧され、及び／又は霧化される。イソシアネート成分をコア粒子１２上に吹き付け、噴霧、及び／又は霧化することにより、一般に、コア粒子１２の周りに配置された均一で完全な無欠陥層１６が得られる。イソシアネート成分を吹き付け、噴霧、及び／又は霧化することによっても、より薄くてより安価な層１６がコア粒子１２の周りに配置される。複数の適用工程を使用して層１６の厚さを増やすことができる。イソシアネート成分の吹き付け、噴霧及び霧化は、容器内で１つ以上のノズルを使用して行うことができる。特定の実施態様では、イソシアネート成分はコア粒子１２上に吹き付けられる。
【００６３】
コア粒子１２の付着量を最大限にするために様々な実施態様では、イソシアネート成分は一般に、コア粒子１２がロータリーブレンダー又は類似の装置内で（即ち、容器と同様に）回転される時に、コア粒子１２上にイソシアネート成分の小滴を吹き付けるか又はイソシアネート成分の粒子を噴霧又は霧化することによって適用される。別の例としては、コア粒子１２を、少なくとも１つのスピニングディスクアトマイザーを備えた回転式ドラムブレンダー内でイソシアネート成分により被覆することができる。バッフルを含むタンブラー、ドラム、又はローラーも容器として使用することができる。あるいは、コア粒子１２をキャリア、例えば、ふるい分けコンベヤベルトに直接供給することができ、イソシアネート成分を、例えば、吹き付け又はシーティングによって、コア粒子１２に適用して、カプセル化肥料１０を形成することができる。層１６が完全に硬化する前に、カプセル化肥料１０は、典型的には、凝集を避けるために動かし続ける。場合により、シーラントを、後で、上記のイソシアネート成分と同じ方法で適用し、シーラント層２２を形成することができる。
【００６４】
適用されてコア粒子１２と混合されるべきイソシアネート成分の量は、複数の変動要素、例えば、特定のイソシアネート成分、コア粒子１２のサイズ及び種類、カプセル化肥料１０の意図する最終用途、所望の層１６の厚さ、所望のカプセル化肥料１０の特性等に応じて変わる。
【００６５】
典型的には、本開示の方法は、イソシアネート反応性成分をコア粒子１２に適用してカプセル化肥料１０を形成する工程を含まない。換言すれば、イソシアネート反応性成分はコア粒子１２の外表面１４に存在していない。イソシアネート反応性成分は、典型的には、ポリオール、ポリアミン、水、及びそれらの組み合わせの群から選択される。上記のように、イソシアネート成分は、コア粒子１２の外表面１４に直接適用される。従って、意図的に適用されたイソシアネート反応性成分から形成される介在層は存在しない。表面の水分はいくらか存在し得るが、これはコア粒子１２に水を意図的に適用することの範囲外である。
【００６６】
カプセル化肥料１０は、様々なサイズ及び形状であり得る。典型的には、カプセル化肥料１０は、実質的に球形であり、約０．５ｍｍ〜約７．５ｍｍ、約０．５ｍｍ〜約３ｍｍ、約１ｍｍ〜約２ｍｍの平均直径、又は約０．５ｍｍ〜約７．５ｍｍの間の任意の平均直径を有する。しかしながら、カプセル化肥料１０は、他の形状、例えば、不規則な形状、ぽつぽつと穴のあいた形状、長方形又は小板状であり得る。
【００６７】
カプセル化肥料１０は、様々な方法で消費者に供給され得る。典型的には、カプセル化肥料１０は、取扱い及び使用の容易さのために約１ポンド〜約８０ポンドのカプセル化肥料１０を含有する紙袋及び／又はプラスチック袋などの袋に供給される。このような袋には、カプセル化肥料１０に加えて他の栄養素及び／又は充填剤、例えば、典型的には、従来の肥料と一緒に含まれているものを含めることができる。特定の実施態様では、袋には、カプセル化肥料と非カプセル化肥料の両方を含めることができる。袋には、異なる層１６の厚さによって付与され得る、異なる溶出速度を有するものなど、異なる等級のカプセル化肥料１０を含めることができる。
【００６８】
様々な種類のカプセル化肥料１０は、ブレンドで消費者に供給することができ、例えばカプセル化肥料１０は、様々なコア粒子１２、例えば、窒素とカリウム、窒素と硫黄等の様々な種類の肥料を有する。カプセル化肥料１０は、また、様々な物理的特性、例えば、様々なサイズ及び形状、様々な溶出速度、様々な硬度等のものであり得る。このような特性を以下に記載する。一般に、カプセル化肥料１０は凝集しないので、カプセル化肥料１０は使い易さのために注ぐことができる、即ち、自由流動性であり、それによってカプセル化肥料１０を供給及び／又は散布するために使用される装置を詰まらせない。
【００６９】
カプセル化肥料１０は、複数の変動要素、例えば、特定の成分及びそれらの使用量、コア粒子１２のサイズ及び形状、カプセル化肥料１０のサイズ及び形状、並びに層１６の厚さに応じて様々な硬度（又は「クラッシュ」強度）を有し得る。典型的には、カプセル化肥料１０は、従来技術のカプセル化肥料と比較して優れた硬度を有する。カプセル化肥料１０の硬度は、より長い寿命のカプセル化肥料１０をもたらし、その結果、カプセル化肥料１０は、取扱いに優れ且つ貯蔵／貯蔵寿命を有する。具体的には、層１６は、従来のカプセル化肥料と比較して、カプセル化肥料１０の弾力性を高める。典型的には、カプセル化肥料１０は、少なくとも約１ヶ月、少なくとも約５ヶ月、又は少なくとも約１０ヶ月の貯蔵寿命を有する。カプセル化肥料１０は、一部、水分への暴露（又はその不足）に基づいて、ほぼ無限の貯蔵寿命、より典型的には２０年以上の貯蔵寿命を有し得る。
【００７０】
カプセル化肥料１０はまた、コア粒子１２、例えば、肥料を、持続放出の方法で提供するのに有用である。持続放出、即ち、層１６が穿孔されて、コア粒子１２を周囲環境に放出できるのに必要な時間は、複数の変動要素、例えば、特定の成分及びその使用量、コア粒子１２のサイズ及び形状、カプセル化肥料１０のサイズ及び形状、並びに層１６の厚さに応じて変わる。このような測定は、カプセル化肥料１０を水で満たされたビーカーに入れて、カプセル化肥料１０を水で完全に覆うことによって容易に試験することができる。層１６の穿孔は、カプセル化肥料１０の目視検査により及び／又は水の透明度の変化を観察することにより評価することができる。穿孔は、ピンホールから層１６の剥がれ落ちまで及び得る。持続放出は、層１６がコア粒子１２を完全に包み込む場合のみ利用される；そうでなければ、コア粒子１２は既に周囲環境に少なくとも部分的に曝されている。
【００７１】
カプセル化肥料１０の持続放出も、上記で紹介されるように、カプセル化肥料１０の溶解速度と関連する。溶解速度は、一般に、どれくらいのコア粒子１２が周囲環境中に分散されているかの目安である。例えば、カプセル化肥料１０が、例えば雨又は灌漑からの水分に曝されると、一定量の肥料が時間とともに周囲の土壌に放出される。カプセル化肥料１０は、従来技術のカプセル化肥料と比較して、優れた溶解速度を有する。一般に、本開示のカプセル化肥料１０は、一定の溶解速度を有する、即ち、コア粒子１２は一定期間にわたりほぼ定常状態で放出される。あるいは、又はそれに加えて、本開示のカプセル化肥料１０は徐放性を有する、例えば、カプセル化肥料１０が十分な量の水分に初めて曝されて層１６に浸透した後に、コア粒子１２が溶解し始めて、ある期間放出する。
【００７２】
このような溶解が機能する１つの方法は、層１６に浸透することによって、水がカプセル化肥料１０に入り込めることである。水が入った後、水はコア粒子１２と相互作用することができる。例えば、コア粒子１２が窒素系肥料を含む場合、水が層１６を通って移動した後、窒素系肥料はカプセル化肥料１０内部の溶液に溶解し、溶液は次に層１６を通って周囲の土壌に移動し、窒素を運ぶ。コア粒子１２が肥料である場合、水及び／又は他の液体は一般に層１６に速すぎて浸透することができず、従って水及び／又は他の液体が急速にコア粒子１２を溶解することを防ぎ、それにより植物毒性を防止し、そしてより予測可能で且つ制御された溶解速度をもたらす。
【００７３】
本開示の方法及びカプセル化肥料を例示する以下の実施例は、本発明を説明することを意図しており、本発明を制限するものではない。
【００７４】
実施例
カプセル化肥料を、ラボスケールタンブラー（又はミキサー）内で調製する。コア粒子、特に尿素肥料球をタンブラーに加える。タンブラーを閉じる。タンブラーを加熱し、その中の周囲水分を確保する。具体的には、コア粒子を約６０℃に９０分間加熱する。コア粒子は、加熱前に約５質量％〜約１０質量％の含水率を有する。含水率は水分バランスによって決定することができる。
【００７５】
イソシアネート成分を約３５℃に加熱する。イソシアネート成分は、液体変性ＭＤＩ、特に過剰の４，４’−ＭＤＩと少なくとも１種のポリオールとの反応生成物を含むイソシアネート末端プレポリマーである。イソシアネート成分は、２３質量％のＮＣＯ含有率、２５℃で７００ｃｐｓの粘度を有し且つＢＡＳＦ社から市販されている。
【００７６】
タンブラーを開けて、イソシアネート成分をタンブラー内に及びコア粒子の上に吹き付ける。タンブラーを閉じ、回転させてコア粒子とイソシアネート成分とを確実に完全に接触させる。完全に接触させることで、コア粒子の周りに配置された層が生じる。層はポリウレア／ポリウレタン層である。回転はアグロメレーションを最小限にし続け、その結果、カプセル化肥料、即ち、カプセル化尿素球の自由流動群が得られる。全体的に、層は全コア粒子の質量を基準として３質量％で適用される。
【００７７】
図５を参照すると、様々なカプセル化肥料の溶解速度を評価することができる。「１成分」カプセル化肥料（即ち、本発明の実施例）は、３質量％の層を有する上記の実施例である。「２成分系Ａ」及び「２成分系Ｂ」カプセル化肥料（即ち、比較例）は、イソシアネート及びイソシアネート反応性成分をコア粒子に別々に適用することによってそれぞれ形成される。「Ａ」及び「Ｂ」は、それぞれ、２．５質量％のウレタン／尿素及び０．５質量％のワックスを含む３質量％の層を有する。比較例は、一般に、Menteによる米国特許第７，４１６，７８５号明細書（U.S. Pat. No. 7,416,785）の開示によって形成される。チャートに示されているように、本発明の実施例の溶解速度は、一般に、時間の経過とともに比較例よりも一定になると考えられる。
【００７８】
添付の特許請求の範囲は、詳細な説明に記載された特定の化合物、組成物又は方法を表現することに制限されず、これら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更され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明細書で依拠される全てのマーカッシュ群に関して、異なる、特別な、及び／又は予期せぬ結果が、他の全てのマーカッシュメンバーとは無関係に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評価されるべきである。マーカッシュ群の各メンバーは、個別に又は組み合わせて依拠され、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示す。
【００７９】
また、本発明の様々な実施態様を記載する際に依拠される任意の範囲及び部分範囲が、独立的に及び包括的に添付の特許請求の範囲内に含まれ、このような値が本明細書に明記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、列挙された範囲及び部分範囲が本発明の種々の実施態様を十分に記載し且つ可能にし、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等に更に詳細に記載され得ることを容易に理解する。ほんの一例として、「０．１〜０．９の」範囲は、下方の３分の１、即ち、０．１〜０．３、中央の３分の１、即ち、０．４〜０．６、上方の３分の１、即ち、０．７〜０．９に更に詳細に記載されてよく、これらは個別に且つ包括的に添付の特許請求の範囲内に含まれ、また、個別に及び／又は包括的に依拠され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示し得る。更に、「少なくとも」、「よりも大きい」、「未満」、「以下」等の範囲を規定又は修飾する言葉に関して、このような言葉は、部分範囲及び／又は上限若しく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、個別に及び／又は包括的に依拠されてよく、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示す。最後に、開示された範囲内の個々の数値は依拠され、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示す。例えば、「１〜９の」範囲は、種々の個々の整数、例えば３、及び小数点（又は分数）を含む個々の数値、例えば４．１を含み、これらの数値は依拠され、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示す。
【００８０】
本発明は、本明細書に例示的な方法で記載されており、使用されてきた用語は、限定ではなくむしろ説明の用語の範疇に入ることが意図されていると理解されるべきである。本発明の多くの修飾及び変更は、上記の教示に照らして可能である。本発明は、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でも実施され得る。独立請求項及び従属請求項の全ての組み合わせの主題（単一及び複数従属の両方）は、本明細書において明らかに考慮されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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