具有控制营养释放的涂层肥料的制作方法

文档序号:377833
专利名称:具有控制营养释放的涂层肥料的制作方法
技术领域
本发明涉及各自含有已涂敷的大量含营养物质的涂层肥料,涂敷含营养物质的膜含有渗透水的聚合物、含纤维素的物质、纺织材料、木素纤维素材料或其中两种或多种物质的组合,还涉及该涂层肥料的制备方法,涉及使用本发明涂层肥料的施肥方法。
为了提高肥效,人们通常知道使用涂有聚合物膜的肥料颗粒作为肥料。由于下述事实可提高肥效即涂层肥料以缓释方式释放作为植物营养而发挥作用的物质,因此其肥料在很长的时期内都可能是活性的。例如在Ullmanns Enzyklopadie der Technischen Chemie,第5版,1987,第A10卷,第363-369页中描述了这样的缓释肥料,并在Fert.Res.,1993,第35卷,第1-12页描述了该缓释肥料的优点。
尤其,在EP-A-0 523 098和EP-A-0 381 181中描述了还可以包括作为活性组分的肥料的这样膜-心体系。例如在WO 95/03260中公开了用生物可降解聚合物涂敷的其他肥料。
这些有涂层的颗粒肥料的不足之处是在其制备时有附加成本,并且由于储存大量不同的肥料而使储存复杂化。而且,由于不规则的颗粒表面和待涂敷肥料粒度分布宽,所以造成不同的涂层厚度,使营养不能精确释放。
可能避免这些缺陷的方法是用膜涂敷肥料,即涂敷含有营养的物质。
因此,例如,US 4 224 048描述了呈管状或管状组织的肥料,管或管状组织由聚乙烯醇或可在水中溶胀的聚合物组成。在这种管或管状组织中,以有规律的间距放置特定量的含营养的物质。这一系统的缺点是在制备时加入的物质的量不能彼此分开,以致它们可在管状组织内自由移动,这可能导致物质的量分布无规律。此外,一旦在土壤上或土壤中加入这样的“管状组织”,由于必须特别小心不能损害“管状组织”,它就是耕地时的永久障碍物。
DE-A 40 35 223描述了用于施肥、土壤调节等带有活性组分的制品,其特征在于该制品中的成分埋入或分布在生物可降解的聚合物基体中。这里描述的基体是只能渗透水的基体,当基体受到生物降解作用时,成分才能从该基体释放出来。结果是在开始生物降解之前,没有释放出任何成分,但一旦开始生物降解,即一旦基体显示了足够大的孔或开口,其中存在的成分就在非常短的时期内释放出来,因此不再能够控制其释放,结果特别可能是因非常大量活性组分造成植物伤害而必须治疗。
在W0 91/01086中描述了只有当破坏发生时活性组分才释放的又一个非常相似的系统。
US 4 845 888描述了以水溶性合成树脂为基础的覆盖膜,它同样含有营养或活性组分。还有,这样的膜具有这样的缺点,即首先初期溶解在含水介质中,一旦形成某些穿孔或开口,其中的活性组分或营养将在非常短的时间内释放出来。
鉴于上述的现有技术,本发明的一个目的是提供涂层肥料,它能够在延长的时间内控制缓释含营养的物质。其肥料在施用到土壤或基体之上或之中后,通过扩散或渗透过程立即开始释放营养,并持续到规定的时间。以所选择的足够高并合理的营养剂量持久地提供给土壤或基体,因此它可与所述植物的吸收相匹配。
此外,具体地与带有涂层的颗粒状肥料相比,制备这样的涂层肥料,由于避免了往颗粒上涂敷最均匀涂层所使用的复杂处理步骤,或在使用例如呈粉末状的含营养的物质时,不需要粒化含营养的物质,因此在成本方面有很大的优点。
而且,通常不相容的含营养的物质,例如含硝酸铵的物质和尿素,甚至可以颗粒状使用,而通常它们的吸水性会使其液化或溶解。
因此,本发明的一个目的是提供涂层肥料,该肥料包括一种或多种单个涂敷的20厘米3或20厘米3以下至少一种含营养物质团块,其中包裹至少一种含营养的物质团块的薄膜含有可渗透水的聚合物、含纤维的物质、纺织材料、木素纤维素物质或其中两种或多种物质的组合。这种可渗透水的聚合物优选地是生物可降解的。
本发明所使用膜的另一个重要性质是,它们允许含营养的物质按照需要以作物-特殊方式释放。
大体上,从市场上可购买到的能渗透水和能形成膜的聚合物可用于本发明的目的。
为了本发明的目的所使用的术语“可渗透水的”表示,能在本文中使用的并含有渗透水的聚合物膜(以后通常称作“聚合物膜”)水分转移值超过聚乙烯。
由本发明可使用的聚合物制成的薄膜,在25℃和90-0%相对湿度的湿度梯度条件下,在100微米薄膜上测量的水分转移值,优选地大于1克/(平方米·天)。本发明可使用的聚合物膜的水分转移值上限优选地是约100克/(平方米·天)。因此,具有特别显著的水分转移值的聚合物膜,或实际上可溶于水的聚合物膜,例如淀粉、多糖或其他聚乙烯醇,由于它们在周围介质中迅速地溶解或过度分解,因而不能保证本发明目的的控制缓释,即与植物需要相符的在延长的时间内更长期地输送营养,因此对于本发明的目的来说是不能使用的。
为了本发明的目的,使用含有两种或多种符合上述标准的聚合物的层状薄膜或隔离薄膜也是可能的。
可用于本发明的目的的聚合物具体地包括以下聚合物脂族聚酯,具体地含有2-10个碳原子,优选地4-6个碳原子的以脂族二羧酸为基础的聚合物,或含有7-10个碳原子,优选地含有8个碳原子的环脂族二羧酸,例如丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸、1,4-环己烷二羧酸、衣康酸和马来酸,如例如在EP-A-572 682中所描述的;以芳族二羧酸为基础的聚酯,它们通常含有8-12个碳原子,优选地8个碳原子,例如对苯二酸、间苯二酸、2,6-萘甲酸和1,5-萘甲酸;含有由脂族和芳族羧酸或羧酸衍生物得到的结构单元的共聚酯,例如以己二酸和对苯二酸为基础的共聚酯,以富马酸和对苯二酸为基础的共聚酯,和以丁二酸和对苯二酸为基础的共聚酯,如例如在US 5446 079和并行申请的国际申请WO 92/09654中、在DE-A-44 32 161和由本申请人公司自身申请的一系列申请中(P 44 40 858.7、P 44 40850.1、P 44 40 837.4、P 44 40 836.6、195 00 757.0、195 00 756.5、195 00 755.7、195 00 754.9、195 05 185.8和195 05 186.6)中所描述的;有机多元酸,例如聚乳酸、聚羧基丁酸、聚氨基酸和称作组分(b1)的羟基羧酸的聚合物,而组分(b1)属于根据本发明可使用的共聚酯(B1)的说明范围之内;聚酰胺,例如尼龙6、尼龙66、尼龙12和尼龙610、612和基于聚酰胺的共聚物;聚乙烯基化合物,例如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、苯乙烯和二烯(例如丁二烯)的共聚物,要不就是苯乙烯/丙烯腈/丁二烯共聚物;聚(甲基)丙烯酸酯,例如聚(甲基)丙烯酸甲酯或聚(甲基)丙烯酸丁酯;聚碳酸酯;其水分转移值在上述范围内的纤维素衍生物,例如醋酸纤维素酯或乙酰丁酸纤维素酯;和其中两种或多种化合物的混合物。
应该注意,根据本发明,使用的聚合物的分子量应该足够地高,以允许形成薄膜。
在一个优选的实施方案中,使用上述定义的以(环)脂族二羧酸为基础的聚酯和含有由脂族和芳族羧酸或羧酸衍生物得到的结构单元的共聚酯,后者是特别优选的,因为这些聚酯可得到很好的薄膜,具有足够高的水分转移值,还是生物可降解的。
为了本申请书的目的所使用的术语“生物可降解的”描述了这一事实,即在适当的和可测量的时间内,在环境作用下,在根据本发明使用之后薄膜分解。通常,以水解和/或氧化作用方式进行降解,但大多数是由于微生物,例如细菌、酵母菌、真菌和藻类的作用而降解的。但是,还可能以酶解方式进行降解,例如像由Y.Tokiwa和T.Suzuki在“自然”(Nature)第270章第76-78页,1977年中所描述的那样。
为了本发明的目的,可能的是当根据优选的实施方案使用共聚酯时,通过选择由脂族羧酸得到的重复单元与由芳族羧酸得到的重复单元之间的合适比率,以改变生物降解速度,即本发明使用的聚酯基本完全降解的时间点。经验表明,由脂族羧酸得到的重复单元的比例越高,共聚酯的生物降解速度就越高。而且,由脂族或芳族羧酸或羧酸衍生物得到的重复单元的交替顺序的部分比例越高,共聚酯的生物降解速度就越高。
具体地为本发明目的所使用的薄膜是含有生物可降解共聚酯(B)的薄膜,该共聚酯具有由脂族和芳族羧酸或羧酸衍生物得到的结构单元,并让由以下化合物构成的混合物进行反应而得到的
(a1)由以下化合物构成的混合物(a11)10-95%(摩尔)脂族二羧酸或环脂族二羧酸或其成酯的衍生物或其中两种或多种化合物的混合物,(a12)5-90%(摩尔)芳族二羧酸或其成酯的衍生物,或其中两种或多种化合物的混合物,(a13)0-10%(摩尔)含有磺酸根化合物或其中两种或多种化合物的混合物,各个摩尔百分比的总和是100,(a2)二羟基化合物或氨基醇或其中两种或多种化合物的混合物,(a1)与(a2)的摩尔比选自0.4∶1-2.5∶1,(a3)以混合物(a1)计,0-10%(重量)扩链剂或其中两种或多种化合物的混合物,和(a4)以混合物(a1)计,0-20%(重量)含有至少三个能形成酯的基团的化合物或其中两种或多种化合物的混合物,由(环)脂族和芳族羧酸得到的重复单元可无规地分布,共聚酯的粘度值是5-450克/毫升(在o-二氯苯/苯酚(重量比率50/50)中,在温度25℃共聚酯浓度0.5%(重量)条件下测定)。
通常,可用于制备上述共聚酯(B)的脂族二羧酸含有2-10个碳原子,优选地4-6个碳原子。可用于制备上述共聚酯(B)的环脂族二羧酸含有7-10个碳原子,具体地含有8个碳原子。但是,原则上,采用具有更多碳原子数,即含有至多30个碳原子的二羧酸也是可能的。
可以提及的实例有丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸、2,2-二甲基戊二酸、辛二酸、1,3-环戊烷羧酸、1,4-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、二甘醇、衣康酸、马来酸和2,5-降冰片烷二羧酸,己二酸是优选的。
上述二羧酸的成酯衍生物具体地可提及,二-C1-C6-烷基酯,例如二甲酯、二乙酯、二丙酯、二丁酯、二戊酯和二己酯。
二羧酸或其成酯衍生物可单独使用或以其中两种或多种化合物的混合物使用。
可取的是使用己二酸或其成酯衍生物,和癸二酸或其成酯衍生物,特别是己二酸或其成酯衍生物。
通常,以组分(a11)-(a13)总量计,(环)脂族二羧酸或其成酯衍生物的量是约10-95%(摩尔),优选地约20-50%(摩尔),特别优选地约25-35%(摩尔)。
可提及的芳族二羧酸通常是含有8-12个碳原子,优选地含有8个碳原子的二羧酸。可提及的实例是对苯二酸、间苯二酸、2,6-萘甲酸和1,5-萘甲酸,及其成酯衍生物。尤其可提到二-C1-C6-烷基酯,例如二甲酯、二乙酯、二丙酯、二丁酯、二戊酯和二己酯。
但是,原则上,使用含有更多碳原子数的芳族二羧酸也是可能的。
芳族二羧酸或其成酯衍生物(a12)可单独使用或以其两种或多种化合物的混合物的形式使用。
通常,以组分(a11)-(a13)的总量计,芳族二羧酸或其成酯衍生物是约5-90%(摩尔),优选地约50-80%(摩尔),特别优选地约65-75%(摩尔)。
所使用的含有磺酸根的化合物(a13)通常是含磺酸根的二羧酸的碱金属盐或碱土金属盐或其成酯衍生物,优选地5-磺基间苯二酸碱金属盐或其混合物,具体地是其钠盐。以组分(a11)-(a13)总量计,含磺酸根的化合物(a13)是约0-10%(摩尔),优选地约0-5%(摩尔),特别优选地约3-5%(摩尔)。
含磺酸根的化合物可单独使用或以其两种或多种化合物的混合物的形式使用。
根据本发明,所使用的组分(a2)是二羟基化合物或氨基醇或其中两种或多种化合物的混合物。原则上,所有的已知用来制备酯的二醇或氨基醇都能使用。
但是,通常使用含有2-12个碳原子,优选地含有4-6个碳原子的(a21)链烷二醇,或含有5-10个碳原子的环链烷二醇、(a22)聚醚二醇,即含有醚的二羟基化合物,和含有2-12个碳原子,优选地含有2-4个碳原子的(a23)氨基醇,和含有5-10个碳原子的氨基环醇。
可提及的实例是乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,4-二甲基-2-乙基己烷-1,3-二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-异丁基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基-1,6-己二醇,具体地乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇);环戊二醇、1,4-环己二醇、1,2-环己二醇、1,3-环己二醇和1,4-环己二甲醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇;二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四氢呋喃,具体地二甘醇、三甘醇和聚乙二醇或它们的混合物,或含有不同醚单元数的化合物,例如含有丙烯单元的聚乙二醇,它能够例如通过首先环氧乙烷聚合作用,接着环氧丙烷的聚合作用按照本身已知的方法而得到。通常,能够使用的聚乙二醇的分子量(Mn)是约250-8,000,优选地约600-3,000克/摩尔;4-氨基甲基环己烷甲醇、2-氨基乙醇、3-氨基丙醇、4-氨基丁醇、5-氨基戊醇、6-氨基己醇;氨基环戊醇和氨基环己醇;及其混合物。
二羟基化合物或氨基醇能够单独地使用或以其中两种或多种化合物的混合物的形式使用。
(a1)与(a2)的摩尔比通常是约0.4∶1-2.5-1,优选地约0.5∶1-1.5∶1,更优选地约0.5∶1-1.2∶1,特别优选地约0.5∶1-1∶1。
已分离的共聚酯(如果适当,除去所要求量的过量组分(a2)之后)中的(a1)与(a2)的摩尔比是约0.4∶1-1.5∶1,优选地约0.5∶1-1.2∶1,特别优选地约0.5∶1-1∶1。
通常能够使用的扩链剂(a3)是制备聚酯所习惯使用的所有扩链剂。如果使用了这些扩链剂,以混合物(a1)计,它们的量是约0.01-10%(重量),优选地约0.05-5%(重量),更优选地约0.07-3%(重量),特别优选地0.1-1%(重量)。
以下提及的扩链剂是可使用的扩链剂二异氰酸酯,例如2,4-二异氰酸甲代亚苯基酯、2,6-二异氰酸甲代亚苯基酯、4,4’-和2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-二异氰酸亚萘基酯、二异氰酸苯二甲酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和亚甲基双(4-异氰酸根合环己烷),特别地六亚甲基二异氰酸酯;三官能的异氰酸酯化合物,它们可含有异氰脲酸根和/或官能度不小于3的缩二脲基团;丁二烯醚,例如1,4-丁二醇丁二烯醚、1,6-己二醇丁二烯醚和1,4-环己烷二甲醇丁二烯醚;和通式(I)的2,2’-双噁唑啉
通常根据Angew.Chem.Int.Edit.第11卷(1972)第287-288页中所描述的方法制备后者。提及的特别优选的双噁唑啉是这样一些化合物,其中R1是单键,(CH2)q-亚烷基,其中q=2、3或4,例如亚甲基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、丁烷-1,4-二基或亚苯基。特别优选的是2,2’-双(2-噁唑啉)、双(2-噁唑啉基)甲烷、1,2-双(2-噁唑啉基)乙烷、1,3-双(2-噁唑啉基)丙烷、1,4-双(2-噁唑啉基)丁烷、1,4-双(2-噁唑啉基)苯、1,2-双(2-噁唑啉基)苯和1,3-双(2-噁唑啉基)苯。
扩链剂(a3)还以其中两种或两种以上化合物的混合物的形式使用。
此外,使用含有至少三个能够形成酯(a4)的基团的化合物,或者其中两种或多种化合物的混合物也是可能的,即,如果使用,它们的量以混合物(a1)计,是约0.01-20%(重量),优选地约1-10%(重量),特别优选地约3-7%(重量),具体地约3-5%(重量)。
用作化合物(84)的化合物优选地含有3-10能够形成酯键的官能团。特别优选的化合物(a4)在分子中含有3-6个这种类型的官能团,具体地3-6个羟基和/或羧基。特别优选使用的是三官能的和/或四官能的羧酸或其衍生物。可提及的实例是酒石酸、柠檬酸、苹果酸、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、聚醚三醇、丙三醇、1,3,5-苯三酸、1,2,4-苯三酸、苯三酸酐、1,2,4,5-苯四酸、苯四甲酸二酐和羟基间苯二酸。
与不加入任何扩链剂(a3)和/或化合物(a4),从而改变聚酯的机械性能以适应特定用途的聚酯相比,通过以要求的方式加入扩链剂(a3)和/或化合物(a4),改变例如熔化粘度、限制的粘度数或分子量是可能的,即,因此增加限制的粘度数或分子量。
在一个实施方案中,使用的薄膜含有由以下化合物组成的混合物进行反应可得到的生物可降解的共聚酯(B1),它含有由脂族或芳族羧酸和羧酸衍生物得到的结构单元(a1)由以下化合物构成的混合物(a11)10-95%(摩尔)脂族二羧酸或环脂族二羧酸或其成酯衍生物或其中两种或多种化合物的混合物,(a12)5-90%(摩尔)芳族二羧酸或其成酯衍生物,或其中两种或多种化合物的混合物,(a13)0-10%(摩尔)含有磺酸根的化合物或其中两种或多种化合物的混合物,各个摩尔百分比的总和是100,(a2)二羟基化合物或氨基醇或其中两种或多种化合物的混合物,(a1)与(a2)的摩尔比选自0.4∶1-2.5∶1,(a3)以混合物(a1)计,0-10%(重量)扩链剂或其中两种或多种化合物的混合物,(a4)以混合物(a1)计,0-20%(重量)含有至少三个能形成酯的基团的化合物或其中两种或多种化合物的混合物,(b1)以混合物(a1)计,0.01%(重量)至50%(重量)以下羟基羧酸(b1),它定义为以下化学式IIa和IIbHO—[—C(O)—G—O—]pH (IIa)
其中p是1-1,500的整数,r是1、2、3或4,G是亚苯基,-CH2)n-基团,n是1、2、3、4或5的整数,-C(R)H-基团或-C(R)HCH2-基团,R是甲基或乙基,或者其中两种或多种化合物的混合物,由(环)脂族或芳族羧酸得到的重复单元任意分布,共聚酯的粘度数5-450克/毫升(在o-二氯苯/苯酚(重量比50/50)中,在25℃共聚酯浓度为0.5%(重量)时的条件下测定)。
在上述化学式中,p优选地是约1-1000;r优选地是1或2,n优选地是1或5。
在混合物中反应的羟基羧酸(b1)含量以混合物(a1)计,优选地是约0.1-30%(重量)。
优选地用作羟基羧酸(b1)的物质是羟基乙酸、D-乳酸、L-乳酸、D,L-乳酸、6-羟己酸,其环状的衍生物,如乙交酯(1,4-二噁烷-2,5-二酮)、D-、L-二丙交酯(3,6-二甲基-1,4-二噁烷-2,5二酮)、对羟基苯甲酸及其低聚物和聚合物,如3-聚羟基丁酸、聚羟基戊酸、聚交酯(例如以商品名EcoPLA(Cargill)买到的物质),和3-聚羟基丁酸和聚羟基戊酸的混合物(后者以商品名Biopol从Zeneca买到),还可以使用以上定义的低分子量和环状衍生物。
自然还可以使用两种或多种以上定义的羟基羧酸的混合物。
此外,在与根据本发明使用的生物可降解共聚酯的反应中,使用上述的羟基羧酸(b1)的环状衍生物,采用本身已知的方式,通过所谓的“开环聚合反应”,得到了上述定义类型的共聚酯,这些共聚酯含有由根据本发明使用的共聚酯(B)组成的嵌段结构,它们在每一种情况下都通过至少一个羟基羧酸单元(b1)互相连结(关于“开环聚合反应”参见聚合物科学与工程学百科全书(Encyclopedia of PolymerScience and Engineering)第12卷,第2版,John Wiley & Sons,1988,第36-41页)。
在本发明范围内特别优选使用的共聚酯具有以下组分(a11)、(a12)和(a2)的组成,其中必须考虑到这些共聚酯不仅可以含有磺基,而且还可以含有扩链剂和/或定义为组分(a3)和(a4)的化合物。所述组分后括号中的数据与这些组分的%(摩尔)量相对应对苯二酸(75)-己二酸(25)-新戊二醇(100),对苯二酸(70)-己二酸(30)-丁二醇(100),对苯二酸(70)-己二酸(25)-间苯二酸(5)-新戊二醇(100),对苯二酸(60)-己二酸(40)-丁二醇(100)。
根据本发明使用的共聚酯用以下特征表征它们的粘度数约5-450克/毫升,优选地约100-350克/毫升,具体地约200-350克/毫升,在每种情况下都是在o-二氯代苯/苯酚(重量比50/50)中,在25℃、共聚酯浓度为0.5%(重量)的条件下测定的。
至于在本发明范围内可以使用的(环)脂族二羧酸、芳族二羧酸、二醇和/或氨基醇和其他组分(a3)、(a4)和(b1)的更详细情况,可参看前面描述现有技术时提到的申请公司的专利申请,可参看US 5 446079和并行的申请WO 92/09654,在本申请中参考了其中关于共聚酯及其制备的内容。
如果合适,含有纤维素的物质、纺织材料或木素纤维物质作为薄膜材料,与以上具体描述的可渗透水的聚合物一起使用也是可能的。根据本发明可用作薄膜的含有纤维素的物质包括纸纤维素和人造纤维纤维素,其中纸纤维素的原料可从木材、稻草、芦苇、竹子和甘蔗渣得到。可使用的人造纤维纤维素是以人造纤维素纤维或人造纤维素醚或酯纤维为基础的。关于根据本发明可以使用的含有纤维素的物质的更多细节,在Ullmans Encyklopadie der technischen Chemie,第四版,第17卷(1979),第531-631页中在条目“纸”下描述过,在本申请书中参考了其中关于含有纤维素的物质的全部内容。
根据本发明使用纺织材料作薄膜也是可能的。如为本申请目的所使用的术语“纺织材料”包括所有呈网状的材料,这些材料是以呈毡、织物和垫形式的纺织纤维为基础的。根据本发明可以使用的用于制备本发明的纺织材料的纺织纤维材料既是天然纤维,例如棉和木棉,又是具体地人造纤维,例如由再生纤维素、醋酸纤维素酯、藻酸盐和聚异戊二烯制成的纤维,合成纤维,例如像由上述水溶性聚合物制成的纤维,而且还可以是根据本发明限定的不渗透水的聚合物纤维,例如聚乙烯和聚丙烯。
使用木素纤维素物质也是可能的。
不仅可以通过选择所使用的薄膜材料,而且还可以通过薄膜厚度,控制本发明涂层肥料释放营养的速度,其薄膜厚度通常小于约500微米,优选地小于约200或200以下,特别地,约10-100微米。
取决于所要达到的目的、作物和种植时间,根据本发明还很重要的是,涂层肥料中含有的含营养物质的体积是约20立方厘米或更小,优选地约10立方厘米或更小,更优选地约5立方厘米或更小,具体地约3立方厘米或更小,特别优选地0.05-2立方厘米,由于提供这样微量的含营养物质保证了以这样的量控制释放含营养物质,以使得不会造成加入或施用过多物质并造成伤害。根据本发明包裹体积的下限是约0.01立方厘米,优选地约0.05立方厘米。
在本发明的涂层肥料中含营养物质可呈粉末、颗粒、糊或液体的形式。
可在本发明范围内使用的合适的含营养物质具体是有机或无机肥料,例如在Ullmann工业化学百科全书(Ullmann’s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry)第5版,1987,第A10卷,第323-431页中(具体地参见2.1和4章)所描述的。
合适的肥料是例如单质肥料和复合肥料,这些肥料或者单一地,或者如果合适配合地,含有如氮、钾或磷之类的营养,如果合适,这些营养呈其盐的形式。实例是NP、NK、PK和NPK肥料,含氮的单质肥料,例如钾铵硝石、硫酸铵、硝硫酸铵和尿素,还有缓释肥料,具体地以尿素为基础的缓释肥料,例如亚异丁基双脲、亚巴豆基双脲和尿素/甲醛缩合物。
使用更多的植物营养和微量元素也是可能的,除了上述主要组分外,它们还含有少量化合物,这些化合物包括Mg、Ca、S、Fe、Mn、Cu、Zn、Co、Mo和/或B,即通常如Dungemittelverordnung[肥料法案(Fertilizers Act)]要求规定的少量元素。
含营养的物质可单独使用或以其中两种或多种化合物的混合物形式使用。
除了含营养的物质或其中两种或多种物质的混合物之外,该产品还可含有其他添加剂,例如硝酸化抑制剂,例如在DE-A 41 28 828、DE 195 03 827.4和DE 196 31 764.9中和这些申请引用的现有技术中描述的硝酸化抑制剂,具体地吡唑或吡唑衍生物,植物生长调节剂和植保中使用的活性组分,例如杀真菌剂、杀虫剂和除草剂。
本发明还涉及涂层肥料,该肥料呈各个涂敷体积为20立方厘米或以下的至少一种含营养物质的多种形式,这些含营养的物质连续地排列成一个或多个平行的行。这表示本发明的涂层肥料可以呈例如“珠串”的形式,多个这样的“珠串”彼此挨着排列,用适当的切割工具在体积之间的空隙内切割上述结构之后,这些“珠串”还是单个的。
本发明还涉及本发明涂层肥料的制备方法,该方法包括以下步骤a)将至少一种第一种和至少一种第二种含有如上所述的渗透水聚合物的薄膜加到涂敷装置中;b)通过涂敷装置,以这样一种方式将多个20立方厘米或以下的至少一种含营养的物质团块施用到至少一种第一种膜上,使得团块被空隙分开;
c)以这样一种方法将至少一种第一种薄膜和至少一种第二种薄膜在位于团块之间的空隙中连起来,使得各个团都单独地被涂敷,因此得到涂层肥料。
为了本发明方法的目的,采用通常的加料装置,例如辊,把薄膜加到涂敷装置中。
一旦渗透水的聚合物薄膜放到涂敷含营养的物质用的涂敷装置中,就将这种物质适量涂敷到至少一种第一种薄膜上,重要的是所涂的团块在各种情况中都应由空隙隔开。
在一个实施方案中,在涂敷装置内的一个或多个表面,通常一个或多个优选地可加热的金属表面,可将至少一种第一种薄膜、至少一种第二种薄膜或至少一种第一种薄膜和至少一种第二种薄膜加到所述的金属表面上,在涂敷过程让涂敷装置内部的各个薄膜位于所述的金属表面上,该一个或多个表面被设计成这样,以致它或它们带有凹口。通常,利用压力源,即超大气压或真空源,优选地真空源,将加入的覆盖凹口的薄膜区域被压进这些凹口中。上述表面的凹口优选地有至少一个体积,这个体积相应于待涂敷含营养物质体积的一半。如果有第一种薄膜的凹口体积相应于含营养物质体积的一半,则将至少一种第二种薄膜优选地也加到在涂敷装置内的表面上,或者在涂敷过程中位于这样的一个表面上,该表面带有凹口,凹口的体积相应于含营养物质体积的至少一半。
自然地,本发明方法还可以以这样一种方法实施,使得至少一种第一种薄膜、至少一种第二种薄膜或至少一种第一种薄膜和至少一种第二种薄膜在涂敷装置内位于其表面上,这些薄膜带有凹口,其体积大于待涂敷含营养物质的体积的一半,例如相应于待涂敷含营养物质的体积,在该情况下,涂敷到第一种薄膜上时,第二种薄膜在比例上可能比较小的凹口或没有额外的凹口。
因此,重要的是,这里描述的涂敷肥料的薄膜构成了可以容纳加入肥料量的全部体积。
在加料和施用过程结束后,上述薄膜在位与团块之间的空隙处彼此相连,通常采用粘合剂黏合或采用常规的方法焊接薄膜做到这一点。此外,还可通过使用真空或静电荷使两层薄膜连在一起。
在本发明的另一实施方案中,至少一种第一种和至少一种第二种薄膜各自加到其表面带有凹口的辊。各个凹口的体积等于相应于涂敷含营养的物质体积的一半。
优选使用的装置是压延机,即带有多个圆筒的机器,如上所述,它们任选地带有可加热的凹口,凹口通常排列成一个在另一个上方,或并排地排列。
通常,其程序如下在各种情况下,至少一种第一种和至少一种第二种薄膜由圆筒的两端进料,圆筒的表面有合适的凹口。然后通过合适的装置,例如真空装置,将这些薄膜送到凹口中。在装入含营养的物质之前,薄膜在使用的装置上的一点处彼此接触,在一端彼此连结。然后加入合适量(体积)的含营养的物质,一旦含营养的物质的加入步骤结束,这两层薄膜就再一次彼此接触,然后例如采用粘合剂黏合、焊接、采用施加真空或施加静电充电使它们彼此连结。
此外,本发明涉及如上定义的涂层肥料的制备方法,该方法包括以下步骤a)至少一层薄膜加入加料装置中,该薄呈管状并含有渗透水聚合物;b)通过加料装置,以这样一种方法将多个20立方厘米或更小的至少一种含营养的物质的团块加入到至少一个管状薄膜中,使得团块被空隙分开;c)以这样一种方法将位于团块之间的空隙中的至少一个管状薄膜关闭,优选地采用密封或焊接关闭,使得各个团块单独地被涂敷,因此得到涂层肥料。
如果要求涂敷呈单独涂敷的团状的含营养的物质的涂层肥料,利用切割或穿孔装置,所述方法的步骤c)中得到的涂层肥料可通过在团块之间的空隙内切割或穿孔而分开,得到单独涂层肥料,各个肥料含有约20立方厘米或更少体积的含营养的物质;在穿孔的情况下,在涂敷肥料时进行涂层肥料设备的分离。
根据本发明的方法可连续实施或间断实施。
本发明还涉及能够由一种制备方法制备的涂层肥料,该制备方法包括以下步骤a)至少一种第一种和至少一种第二种含有渗透水聚合物的薄膜加到涂敷装置中;b)通过涂敷装置,以这样一种方法将多个20立方厘米或更少体积的至少一种含营养的物质施用到至少一种第一种膜上,使得团块被空隙分开;c)以这样一种方法将至少一种第一种薄膜和至少一种第二种薄膜在位于团块之间的空隙中连起来,使得团块单独地被涂敷,还涉及由一种制备方法制备的涂层肥料,该制备方法包括以下步骤a)至少一种呈管状并含有透水聚合物的薄膜加到加料装置中;b)通过加料装置,以这样一种方法将多个20立方厘米或更少的至少一种含营养的物质的团块施用到至少一种薄膜上,使得团块被空隙分开;c)以这样一种方法将至少一种呈管状的薄膜在团块之间的空隙中连起来,使得各个团块都单独地被涂敷,因此得到涂层肥料。
本发明还涉及施肥方法,其中本发明的涂层肥料或根据本发明制备的涂层肥料施用到土壤或基体上,与土壤或基体混合或耕到土壤或基体中。
权利要求
1.含有一种或多种单个涂敷20立方厘米或更少的至少一种含营养物质的团块的涂层肥料,涂敷至少一种含营养物质团块的薄膜含有透水聚合物、含纤维素的物质、纺织材料、木素纤维素物质或其中两种或多种物质的结合。
2.根据权利要求1所述的涂层肥料,其中渗透水的聚合物是生物可降解的。
3.根据权利要求1或2所述的涂层肥料,其中涂层肥料呈单个涂敷为20立方厘米或以下的至少一种含营养物质团块的多种形式,这些团块连续排列成一个或多个平行的行。
4.根据上述权利要求中任一要求所述的涂层肥料的制备方法,该方法包括以下步骤a)如权利要求1或2所限定的至少一种第一种和至少一种第二种薄膜加到到涂敷装置中;b)采用涂敷装置,以这样一种方法将多个20立方厘米或以下的至少一种含营养的物质的团施用到至少一种第一种膜上,使得团块被空隙分开;c)以这样一种方法将至少一种第一种薄膜和至少一种第二种薄膜在位于团块之间的空隙中连起来,使得各个团块都单独地被涂敷,因此得到涂层肥料。
5.根据权利要求4所述的方法,其中在各种情况下,至少一种第一种薄膜、至少一种第二种薄膜或至少一种第一种薄膜和至少一种第二种薄膜加到排列在涂敷装置中的至少一个平面上,该平面带有凹口,其中通过压力源,将至少一种第一种薄膜、至少一种第二种薄膜或至少一种第一种薄膜和至少一种第二种薄膜的覆盖凹口的区域压到凹口中。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其中至少一种第一种薄膜和至少一种第二种薄膜各自加到其表面带有凹口的圆筒。
7.根据权利要求4-6中任一权利要求所述的方法,其中在装完至少一种含营养物质之后,通过施加静电荷、粘合剂黏合或焊接位于团块之间的空隙内的薄膜,使至少一种第一种薄膜和至少一种第二种薄膜连接起来。
8.如权利要求1-3中任一权利要求所述的涂层肥料的制备方法,该方法包括以下步骤a)根据权利要求1或2所述的至少一种管状薄膜加到加料装置中;b)通过加料装置,以这样一种方法将多个20立方厘米或以下的至少一种含营养的物质的团块加入到至少一个呈管状的薄膜中,使得团块被空隙分开;c)以这样一种方式将至少一种呈管状的薄膜在位于团块之间的空隙封闭起来,使得各个团块都单独地被涂敷,因此得到涂层肥料。
9.根据权利要求4-8之任一权利要求所述的方法,该方法还包括以下步骤d)d)通过切割或穿孔装置,在位于团块之间的空隙切割或穿孔涂层涂肥料。
10.一种施肥方法,其中根据权利要求1-3中任一权利要求所述的涂层肥料,或根据权利要求4-9中任一权利要求所述的方法制备的涂层肥料施用到土壤或基体,与土壤或基体混合或耕到土壤或基体中。
全文摘要
本发明涉及涂层肥料,它包含大量的营养素、像金箔样外皮的水溶性聚合物、纤维素材料或织物或木素纤维素材料或者上述材料的二种或多种的结合,生产方法和施用本发明涂层肥料的土壤改良方法。
文档编号C05G5/00GK1239469SQ97180229
公开日1999年12月22日 申请日期1997年9月29日 优先权日1996年9月30日
发明者K·埃哈特 申请人:Basf公司
...
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1