Un fertilizante de liberación controlada, que comprende:

Un núcleo granular de material nutriente;

Una capa de revestimiento preliminar de un aceite orgánico aplicada sobre el núcleo granular, aceite seleccionado del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de soja, aceite de tung, aceites secantes modificados con diciclopentadieno, otros aceites que tengan una viscosidad menor que 500 cps que tengan una energía superficial suficientemente baja y sean compatibles con y capaces de penetrar adecuadamente en la capa de encapsulación de material polímero, y sus mezclas; y

Una capa de revestimiento de encapsulación de material polímero, aplicada sobre la capa de revestimiento preliminar sobre el núcleo granular;

Caracterizado porque el aceite orgánico de la capa de revestimiento preliminar penetra en la capa de revestimiento encapsulante de polímero.

Fertilizantes de liberación controlada prerrevestidos y procedimientos para su preparación.

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

Esta invención se refiere a fertilizantes de liberación controlada según el preámbulo de la reivindicación 1, y a procedimientos para su preparación según el preámbulo de la reivindicación 17. Más particularmente, se refiere a composiciones de fertilizantes en forma de partículas formadas de gránulos de nutrientes (tales como gránulos de NPK) que tienen capas de prerrevestimiento o intermedias y capas de revestimiento encapsulantes o externas aplicadas sobre ellos. También se refiere a procedimientos para producir composiciones de fertilizantes en forma de partículas que tengan características deseables de liberación controlada.

2. Descripción de la técnica relacionada

Los fertilizantes han sido usados durante miles de años para complementar nutrientes a un medio de crecimiento. Durante algún tiempo se ha sabido que el beneficio proporcionado por el nutriente adicional puede depender de cuando se suministra al medio de crecimiento y, a su vez, se encuentre disponible para las plantas que crecen en el medio de crecimiento. La liberación rápida de demasiado fertilizante puede ser antieconómica o incluso perjudicial para las plantas. Por otra parte, el suministro de muy poco fertilizante o la administración retardada de una cantidad adecuada puede hacer que las plantas mueran de inanición. Es deseable proporcionar composiciones de fertilizantes en forma de partículas que suministren una tasa relativamente uniforme de nutriente al medio de crecimiento a lo largo del tiempo u otro patrón de liberación específico.

El suministro de la cantidad correcta de nutriente durante un período de crecimiento extendido requería previamente aplicaciones múltiples de una cantidad relativamente pequeña de composiciones de fertilizantes, un método muy intensivo en mano de obra. Por consiguiente, se desarrollaron los fertilizantes de liberación controlada. Actualmente, es deseable aplicar el fertilizante una vez de cada pocas semanas a varios meses.

En general, los fertilizantes de liberación controlada usaban capas de revestimiento alrededor del gránulo de nutriente para que actuasen como una barrera física o química entre el núcleo de nutrientes y el medio de crecimiento ambiente. La barrera retrasaba el contacto del núcleo de nutrientes con la humedad y, de este modo, retrasaba el que la humedad disolviera el núcleo y la liberación del nutriente en el medio de crecimiento. La velocidad de liberación del nutriente dependía del material usado como barrera y de su espesor e integridad, entre otros factores.

Un enfoque para utilizar la técnica de barrera o de encapsulación se muestra en la patente de Estados Unidos nº 3.223.518, expedida el 14 de diciembre de 1965 a Louis I. Hansen y cedida en su anverso a Archer – Daniels – Midland. La patente de Hansen contempla productos fertilizantes que tienen una o múltiples capas de un revestimiento de imprimación aplicado sobre un núcleo de nutrientes con una o múltiples capas encapsulantes. Como se describe en la patente de Hansen, la capa de revestimiento de imprimación se curó completamente antes de la aplicación de la capa de revestimiento encapsulante. El fertilizante resultante mostró una liberación retardada del nutriente del núcleo en comparación con un gránulo de nutriente no revestido. Sin embargo, se ha encontrado que la aplicación repetida de capas de revestimiento y su curado consume mucho tiempo y no es comercialmente factible. Además, Hansen describe que los fertilizantes fabricados según sus enseñanzas sólo tienen una capa de imprimación y una capa de revestimiento encapsulante, liberan 30-40% del nutriente antes de 6 horas tras el contacto con la humedad y 50-60% antes de 24 horas. Tal producto suministra demasiado nutriente demasiado rápidamente para ser aceptable para algunas aplicaciones de fertilizantes de liberación controlada.

Otro enfoque posterior para intentar proporcionar una capa de encapsulación con características de liberación deseables se describe en la patente de Estados Unidos nº 4.657.576, expedida el 14 de abril de 1987 a Johannes M.H. Lambie y cedida en su anverso a Sierra Chemical Company. El núcleo está encapsulado con una resina insoluble en agua basada en diciclopentadieno, tal como la vendida en el mercado por The Scotts Company en asociación con la marca comercial OSMOCOTE. Aunque el uso de una barrera de polímero es similar a la capa de revestimiento de encapsulación descrita por Hansen en la referencia 3.223.518, se añaden ingredientes que regulan el pH del revestimiento. Según esta referencia, esto mejora algunos aspectos del patrón de liberación.

Un reconocido inconveniente de la aplicación de una barrera de polímero, tal como la capa de encapsulación OSMOCOTE, a un núcleo de nutrientes era que las propiedades de liberación del fertilizante dependían de la calidad del núcleo o sustrato sobre el que se aplicaba el polímero. Discontinuidades en la superficie de los sustratos, tales como agujeros en sustratos en forma de comprimidos, gránulos deformados o partículas que tengan grietas, hendeduras o irregularidades, creaban una cobertura incompleta o no uniforme del revestimiento. Típicamente, para los pesos de revestimientos menores, tales como 5 partes por cien del peso del núcleo (“PPH”) , no se proporciona suficiente material encapsulante para cubrir adecuadamente los defectos en la superficie del núcleo de gránulos con núcleo de baja calidad y se crea una cantidad inaceptable de partículas imperfectamente revestidas. Previsiblemente, demasiadas de las partículas resultantes en una composición fertilizante liberan demasiado nutriente en los primeros días, haciéndolas inapropiadas para algunos productos de liberación controlada (liberación retardada) .

Se encontró que los intentos para compensar la incompleta o no uniforme cobertura de gránulos con núcleos baratos, irregulares, de mala calidad, aplicando una capa más gruesa del revestimiento de encapsulación producían menos resultados que los deseables. Doblar el peso de revestimiento hasta 10 partes por cien, por ejemplo, cubrirá más eficientemente los defectos de la superficie sobre más gránulos. Sin embargo, esta capa de revestimiento externa más gruesa sella tan eficientemente al nutriente en tal gran número de gránulos que o provoca el bloqueo o impide la liberación del nutriente del núcleo en el medio de crecimiento durante un período de tiempo demasiado largo para que sea comercialmente aceptable.

Sumario de la invención

Por lo tanto, es un objeto principal de la invención proporcionar un fertilizante en el que el núcleo de nutrientes lleva una capa de revestimiento intermedia o preliminar o para aumentar la encapsulación mediante subsiguientes capas de revestimiento externas.

Es otro objeto de la invención proporcionar un fertilizante en el que se obtengan características de liberación deseables, particularmente para núcleos de nutrientes con un alto grado de imperfecciones superficiales.

Otro objeto significativo y relacionado es proporcionar un fertilizante en el que los gránulos con núcleo de nutrientes lleven múltiples capas de revestimiento las cuales se curan después de la aplicación al núcleo para permitir patrones de liberación controlada deseables que, de otra manera, no podrían obtenerse, con o sin el uso de mayores pesos de revestimiento.

Otro importante objeto es proporcionar un fertilizante en el que las imperfecciones sobre la superficie de los gránulos de nutriente estén cubiertas y/o rellenas con el uso de pesos relativamente bajos de revestimiento de la capa de encapsulación para evitar capas gruesas que son caras y provocan el bloqueo de la liberación de los nutrientes o un tiempo de inducción excesivo para conseguir la liberación.

Aún otro objeto significativo es proporcionar un procedimiento para fabricar un fertilizante que tenga uno o más de los objetos descritos anteriormente, u otros objetos que serán evidentes, de una manera segura y eficiente en costes.

La invención proporciona un fertilizante según la reivindicación 1, y un procedimiento para su preparación según la reivindicación 17. Se ha encontrado que pueden conseguirse uno o más de los objetos anteriormente identificados, y otros, utilizando un revestimiento de aceite de linaza bruto sin curar, u otro aceite adecuado sin curar, entre el núcleo de nutriente y una capa de... [Seguir leyendo]

1. Un fertilizante de liberación controlada, que comprende:

Un núcleo granular de material nutriente;

Una capa de revestimiento preliminar de un aceite orgánico aplicada sobre el núcleo granular, aceite seleccionado del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de soja, aceite de tung, aceites secantes modificados con diciclopentadieno, otros aceites que tengan una viscosidad menor que 500 cps que tengan una energía superficial suficientemente baja y sean compatibles con y capaces de penetrar adecuadamente en la capa de encapsulación de material polímero, y sus mezclas; y Una capa de revestimiento de encapsulación de material polímero, aplicada sobre la capa de revestimiento preliminar sobre el núcleo granular;

Caracterizado porque el aceite orgánico de la capa de revestimiento preliminar penetra en la capa de revestimiento encapsulante de polímero.

2. El fertilizante de liberación controlada según la reivindicación 1, en el que la capa de revestimiento preliminar incluye además un agente secante.

3. El fertilizante de liberación controlada según la reivindicación 2, en el que el agente secante se selecciona del grupo que consiste en cobalto manganeso, manganeso, cobalto calcio, zirconio cobalto y sus mezclas.

4. El fertilizante de liberación controlada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el núcleo se selecciona del grupo que consiste en gránulos de NPK, gránulos de fertilizante, gránulos de urea, y sus mezclas.

5. El fertilizante de liberación controlada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el núcleo además contiene uno o más nutrientes secundarios y micronutrientes seleccionados del grupo que consiste en calcio, azufre, magnesio, hierro, cobre, zinc, manganeso, boro y molibdeno.

6. El fertilizante de liberación controlada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa de revestimiento preliminar sobre el núcleo granular es una mezcla de:

a) Un aceite seleccionado del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de soja, aceite de tung, aceites secantes modificados con diciclopentadieno, y sus mezclas, y b) Un agente ligante seleccionado del grupo que consiste en arcillas finas, talcos, tierras de diatomeas, sílices absorbentes, y sus mezclas.

7. El fertilizante de liberación controlada según la reivindicación 6, en el que la capa encapsulante de polímero es un copolímero de diciclopentadieno y una composición seleccionada del grupo que consiste en aceite de linaza, una resina alquídica basada en un aceite de soja, y sus mezclas.

8. El fertilizante de liberación controlada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el fertilizante de liberación controlada se produce mediante un procedimiento que comprende las etapas de:

a) Aplicar el aceite orgánico sobre el núcleo de nutrientes mientras el aceite orgánico permanece sin curar;

b) Aplicar la capa de polímero sobre el aceite orgánico antes de que el aceite orgánico sea curado, y c) Curar simultáneamente el aceite orgánico y la capa de polímero.

9. El fertilizante de liberación controlada según la reivindicación 8, en el que el aceite orgánico se aplica a aproximadamente 60ºC o menos.

10. El fertilizante de liberación controlada según la reivindicación 8 ó 9, en el que el curado simultáneo se produce a aproximadamente 60ºC o superior.

11. El fertilizante de liberación controlada según cualquiera de las reivindicaciones 1-5 y 8-10, en el que el aceite orgánico se mezcla con un agente ligante seleccionado del grupo que consiste en arcilla, talco, tierra de diatomeas, sílices absorbentes, y sus mezclas.

12. El fertilizante de liberación controlada según cualquiera de las reivindicaciones 8-11, en el que el aceite orgánico se mezcla además con un agente secante seleccionado del grupo que consiste en cobalto manganeso, manganeso, cobalto calcio, zirconio cobalto, y sus mezclas.

13. El fertilizante de liberación controlada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el aceite es aceite de linaza bruto.

14. El fertilizante de liberación controlada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 11-13, en el que el agente ligante es un arcilla fina.

15. El fertilizante de liberación controlada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa encapsulante de polímero escogida del grupo que consiste en aceites secantes oleorresinosos, poliésteres, poliamidas, poliuretanos, resinas termoplásticas, aceite de linaza modificado con diciclopentadieno, resinas alquídicas modificadas con diciclopentadieno, resinas termoplásticas de hidrocarburos, y sus mezclas.

16. El fertilizante de liberación controlada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el fertilizante de liberación controlada contiene un núcleo de nutrientes, una capa de prerrevestimiento de aceite de linaza, un agente ligante y un agente secante, y una capa encapsulante de polímero que incluye diciclopentadieno, produciéndose el fertilizante mediante las etapas de:

a) Revestir el núcleo con la capa de prerrevestimiento a aproximadamente 60ºC o menos mientras el aceite de linaza permanece sin curar;

b) Encapsular la capa de prerrevestimiento con la capa de polímero; y c) Curar simultáneamente la capa de prerrevestimiento y la capa encapsulante de polímero a aproximadamente 60ºC o superior.

17. Un procedimiento para fabricar un fertilizante de liberación controlada utilizando un núcleo de nutrientes, procedimiento que consiste en las etapas de:

a) Prerrevestir el núcleo de nutrientes con un aceite, aceite seleccionado del grupo que consiste en aceite de linaza, aceite de soja, aceite de tung, aceites secantes modificados con diciclopentadieno, otros aceites que tengan una viscosidad menor que 500 cps que tengan una energía superficial suficientemente baja y sean compatibles con y capaces de penetrar adecuadamente en la capa de encapsulación de material polímero de la siguiente etapa b) , y sus mezclas;

b) Aplicar una capa de encapsulación de material polímero sobre el núcleo nutriente prerrevestido;

Caracterizado porque la capa de polímero se aplica antes de que la capa de prerrevestimiento se cure y mientras el aceite permanece sin curar; y curar la capa de prerrevestimiento después de la aplicación de la capa encapsulante.

18. El procedimiento según la reivindicación 17, en el que la mezcla de prerrevestimiento comprende además un agente ligante seleccionado del grupo que consiste en arcilla fina, talco, tierras de diatomeas, sílices absorbentes, y sus mezclas, y un agente secante seleccionado del grupo que consiste en cobalto manganeso, manganeso, cobalto calcio, zirconio cobalto, y sus mezclas.

19. El procedimiento según la reivindicación 17 ó 18, en el que la capa de prerrevestimiento y la capa encapsulante se curan simultáneamente.

20. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 17-19, en el que la capa de prerrevestimiento se expone a temperaturas de 60ºC o menos antes de la aplicación de la capa encapsulante.

21. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 17-20, en el que el curado se consigue mediante la exposición a una temperatura de aproximadamente 60ºC o más.

22. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 17-21, en el que la capa de prerrevestimiento se aplica en el intervalo de 0, 5 a 3, 0 partes por cien partes del peso del núcleo de nutrientes.

23. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 17-22, en el que la capa de encapsulación se aplica en el intervalo de cinco a diez partes por cien partes del peso del núcleo de nutrientes.

24. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 17-23, procedimiento que consiste en las etapas de:

a) Prerrevestir el núcleo de nutrientes con una mezcla de aceite de linaza bruto, un agente ligante y un agente secante, aplicándose la capa de prerrevestimiento en una proporción de aproximadamente 0, 5-3, 0 partes por cien partes del peso del núcleo y exponiéndose a temperaturas en el intervalo de 60ºC o menos mientras el aceite de linaza permanece sin curar;

b) Aplicar una capa de encapsulación de material polímero antes de se cure la capa de prerrevestimiento, aplicándose la capa encapsulante en una proporción de cinco a diez partes por cien partes del peso del núcleo; y c) Curar la capa de prerrevestimiento y la capa encapsulante a 60ºC o más.