JPH05286977A - 粒状トリエチレンジアミン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】流動性に富み貯蔵安定性に優れ、かつ溶液中で
速やかに分散し溶解する粒状トリエチレンジアミンを提
供する。 【構成】平均粒子径５００μｍ以上、最低粒子径３００
μｍ以上の粉体で、総合流動指数が７０以上の高流動性
を持つ粒状トリエチレンジアミン。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流動性に富み、貯蔵安定
性に優れかつ溶液中に速やかに分散し溶解する新規な粒
状トリエチレンジアミンに関する。

【０００２】

【従来の技術】トリエチレンジアミンは１，４−ジアザ
ビシクロ−［２，２，２］オクタンとして知られ、ポリ
ウレタン樹脂の製造において触媒として用いられる周知
の化合物である。またその工業製品の形状としては、粒
子径１００〜６００μｍの範囲で平均粒子径２００〜３
００μｍの粉末状白色結晶として、２５ｋｇ容量のファ
イバードラムまたは５ｋｇ容量のポリ袋に充填され、市
場に供給されている。

【０００３】トリエチレンジアミン粉体は一般の粉体と
しての物理現象による閉塞のほかに、トリエチレンジア
ミン特有の強い昇華性や吸湿性を有する固結しやすい化
合物で、わずかな水分の混入や温度上昇により容易に固
結が生じる。このためトリエチレンジアミン粉体を取り
扱うプロセスの重要な部分を占めている輸送、供給ある
いは貯蔵工程で固結、閉塞によるトラブルが発生し易
く、また粉体が固結、閉塞した場合は取り扱いが極めて
困難になる。

【０００４】一般に粉体を取り扱うプロセスでは、貯槽
内における架橋形成による閉塞現象や供給機、輸送機に
よる移動を行う場合での閉塞を防止するために各種の対
策を講じている。例えば貯蔵容器の形状、容量、材質や
排出口の形状、大きさについての改良、あるいは粉体の
取り出し方法として振動機、エアーノッカーや圧搾空気
の噴射装置などの防止方法等である。しかし、トリエチ
レンジアミン粉体は物質特有の強い昇華性や吸湿性にと
もなう固結現象が有り、純度を上げても逆に固結が促進
され、また密閉容器中に貯蔵した場合でもなお固結す
る。ひとたびこの現象が起きるとトリエチレンジアミン
を利用する側の作業性等の点において大きな障害とな
る。この様な固結性を有するトリエチレンジアミン粉体
の固結防止対策としては固結防止剤の添加が従来行われ
てきた。しかしながら従来使用されてきた固結防止剤の
添加による方法は固結防止に対する効果はあるが、付着
性や凝集性による一般の粉体としての物理現象による閉
塞においては十分満足し得る状態とはいえず、さらに強
力な流動性や貯蔵安定性が必要であると言われてきた。
この様にトリエチレンジアミン粉体に対してはその取り
扱いに苦慮しているのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】トリエチレンジアミン
の工業製品の形状は、粒子径１００〜６００μｍの範囲
で平均粒子径２００〜３００μｍの粉末状白色結晶とし
て取り扱われている。トリエチレンジアミン粉体は一般
の粉体としての物理現象による閉塞のほかに、物質特有
の強い昇華性や吸湿性を有する固結しやすい化合物であ
る。この様な固結性を有するトリエチレンジアミン粉体
に対して固結防止剤の添加が従来行われてきた。

【０００６】従来の固結防止剤としてはポリエチレング
リコール類（特開昭５６ー１６６１９２号）、シリカ粉
末（特開昭５７ー２０３０３９号）、Ｃ_８〜Ｃ_２２脂肪
酸塩、アミドまたはエステル誘導体（特開昭６２ー８６
号）、Ｃ_５〜Ｃ_２８アセチレン系アルコール（特開昭６
２ー４８９号）、トリエチレンジアミン重合物（特開昭
６４ー１３２６３４号）、ポリオキシアルキレンアミン
類またはアミド類（特開平１ー２４２６８０号）、ステ
アリン酸亜鉛（特開平２ー２８４９８３号）などが知ら
れている。

【０００７】これらの固結防止剤をその物質形態で区別
すると常温で固体または液体の物に分けることができ
る。そしてこれらの物質はトリエチレンジアミンの製造
過程もしくはドラム等への充填直前に添加されている。
その防止効果はおもに結晶表面を固結防止剤でコーティ
ングすることで一種のカプセル化を行い、トリエチレン
ジアミン特有の昇華を抑制するものであり、たとえ昇華
が起きたとしても結晶同士が再結晶により結合すること
を防止あるいは抑制、またはその結合の強度を弱めるこ
とがある。

【０００８】固体の固結防止剤を添加した工業製品は乾
燥された物であり、この工業製品においては粒子径およ
び粒度分布の影響による充填、供給時の粉塵の発生や、
貯槽等における静電気による付着トラブルや架橋による
閉塞現象がある。これらの現象はトリエチレンジアミン
特有のものでは無く、一般の粉体に共通している事柄で
ある。

【０００９】またポリウレタン樹脂製造過程における溶
解調合作業においては溶媒中での分散性が悪い。これは
粉体の嵩比重が溶媒より軽いためである。この時起きる
現象として粉体中に素速く溶媒が浸透し粉体内部で溶解
が起きる。粉体内部に浸透した溶媒は過飽和状態になり
最終的に再結晶が起きる。この再結晶が溶媒への分散よ
り先に起るため粉体が一つの極めて固い塊となる。そし
てその塊の溶解時間は極めて長い。この現象は低粘性溶
媒への溶解時に顕著に現れる。これを防止するには溶媒
表面に少量づつ広く撒くことで行うことができるが、投
入作業時間が長くなる。

【００１０】液状の固結防止剤を添加された工業製品は
粉体全体が湿潤状態であり、液状の固結防止剤自体の付
着性により重力流動性が悪くなる。固結防止効果を高め
るため添加量を増すごとに流動性が疎外され、機械的に
強制流動を行う装置が必要となる。

【００１１】この様にトリエチレンジアミン粉体に対し
てはその取り扱いに苦慮しているのが現状であり、本発
明の目的は、流動性に富み貯蔵安定性に優れ、かつ溶液
中で速やかに分散し溶解する粒状トリエチレンジアミン
を提供することにある。

【００１２】

【発明が解決しようとする手段】本発明者らは現状の問
題を鑑み鋭意検討した結果、造粒することにより効果的
に流動性に富み貯蔵安定性に優れ、かつ溶液中で速やか
に分散し溶解する粒状トリエチレンジアミンを見出し本
発明に到達した。

【００１３】即ち、本発明における粒状トリエチレンジ
アミンとは平均粒子径５００μｍ以上、最低粒子径３０
０μｍの粉体で、安息角、スパチュラー角、圧縮度及び
均一度の各物性値より求められる指数の総和で表される
総合流動性指数が７０以上の高流動性を持つ粒状トリエ
チレンジアミンを意味する。

【００１４】以下その詳細について説明する。

【００１５】本発明において重要なことは造粒すること
によりトリエチレンジアミン粉体の平均粒子径を５００
μｍ以上、好ましくは平均粒子径６００〜１０, ０００
μｍの範囲を保持することであり、総合流動性指数が７
０以上であればその粒子の形状は問わない。

【００１６】本発明の粒状トリエチレンジアミンの製造
方法としては特に限定されるものではないが、製造方法
を例示すれば転動造粒式ドラム型混合造粒機を用い、各
種のバインダーの中で取扱いが簡単な水をバインダーと
して製造することができる。またバインダーを用いない
方法としては圧縮造粒式ブリケット型造粒機を用い、加
熱圧縮後冷却することで製造することができる。この方
法では任意の形状および均一の粒度分布が得られる。

【００１７】トリエチレンジアミン粉体の平均粒子径が
５００μｍ以下では十分な流動性と貯蔵安定性および溶
解時の分散性が得られず、問題解決に至らない。また３
００μｍ以下の粒子が多量に含まれる場合や粒度分布が
広くなりすぎると粉体の閉塞現象を助長する傾向が見ら
れるため好ましくないので、最低粒子径を３００μｍ以
上にする必要がある。

【００１８】平均粒子径が大きく粒度分布が狭いほど流
動性や貯蔵安定性および溶解時の分散性が良くなるが、
平均粒子径が１０, ０００μｍ以上を越えると溶液中で
の分散性はさらに良くなる反面、１粒子の溶解性が悪く
なるため好ましい溶解作業効率が得られない。

【００１９】これまでトリエチレンジアミン粉体は物理
現象による架橋形成のほかにトリエチレンジアミン特有
の強い固結性を有し、固結や閉塞の問題により取り扱い
に苦慮している。このためトリエチレンジアミン特有の
固結性を防止するために固結防止剤の添加が従来行われ
てきた。しかしながら従来使用されてきた固結防止剤の
添加による方法は固結性に対する効果はあるが、付着性
や凝集性によって引起こされる閉塞現象においては十分
満足し得る状況とはいえず、十分な流動性と貯蔵安定性
および溶解性が得られない。ところが本発明において驚
くべきことは、従来固結防止剤の投与を行なわない場合
において強固な塊となっていたが、本発明で言う平均粒
子径５００μｍ以上、最低粒子径３００μｍの粒状トリ
エチレンジアミン粉体は容易に粉砕することができ、固
結防止剤の投与を行なった時の効果がさらに増すことで
ある。これは単位重量当りの表面積が小さくなることで
結晶同士の接触面積が小さくなることと、防止剤の添加
量を従来と同様にした場合コーティングの厚みが増し昇
華の抑制効果がさらに増すことによる。また造粒するこ
とで粒子間の空間容積が従来より遥かに大きくなるため
通気による乾燥や真空による乾燥が極めて容易となる。

【００２０】さらに粒径が増すことによる効果としては
粉塵の発生が極めて少ないことである。このことは製品
または原料としての損失、環境衛生の向上または公害の
防止となる。また粒子の凝集力が減少し付着による閉塞
が改善され、流動性の向上となり、さらに静電気による
付着力が減少したため、トリエチレンジアミンの製品形
態の一つであるポリ袋での充填作業におけるシール部へ
の付着が無くなり、密封作業の簡素化およびより高い密
閉性が得られた。この点においても本発明の工業的意義
は大である。

【００２１】また溶媒への混合溶解作業において溶媒中
での分散性が向上したため、低粘性溶媒での塊発生とな
らずその溶解時間が著しく短縮された。これは本発明に
おいて特筆すべき事項である。

【００２２】このように本発明は粉末状トリエチレンジ
アミンを造粒、乾燥する事によって、流動性に富み貯蔵
安定性に優れ、また優れた溶解性を示す粒状のトリエチ
レンジアミンを提供する画期的な技術である。

【００２３】

【実施例】次に実施例で本発明を詳述する。

【００２４】尚本発明における粒状トリエチレンジアミ
ンの評価項目として流動性、貯蔵安定性および溶解性を
評価とし以下に記載する。

【００２５】本発明でいう粒状トリエチレンジアミンの
流動性は次のようにして求めたものである。

【００２６】粉体の基本的な特性を表す物性値を求めそ
の値を基に経験的な評点（指数）を導き、その総和で流
動性の良否を判定した。 ○嵩比重 一定容量の測定容器に電磁シェーカーを介して被検粉体
を満たし、容器上に堆積した粉体をへらで落とした後重
量を測定する。（ゆるみ嵩比重）。同じ容器をタッピン
グ装置に設置し、一定時間タッピング後容器上の粉体を
へらで落とし重量を測定する。（かため嵩比重）。

【００２７】○圧縮度 前記のゆるみ嵩比重とかため嵩比重の測定値より次式を
用いて算出する。 圧縮度＝（かため嵩比重ーゆるみ嵩比重）÷かため嵩比
重×１００

【００２８】○安息角 被検粉体を平面スタンドの中央部に電磁シェーカーを介
して落下させ、スタンド上に形成した粉体の円錐の角度
を分度器で測定する。

【００２９】○スパチュラー角 被検粉体中に埋没させた長方形のスパチュラーを静かに
引き上げた時スパチュラー上に形成した粉体の屋根型の
角度を分度器で測定する。

【００３０】○均一度 一定量の被検粉体を振動により各種の篩を通過させ各篩
下の残量から粒度分布を測定する。求められた粒度分布
より篩下量６０重量％の粒径を篩下量１０重量％の粒径
で割った値を均一度とする。

【００３１】○平均粒子径 均一度の測定で求められた粒度分布より篩下量５０重量
％の粒径を平均粒子径とする。

【００３２】この様にして求めた諸物性値から表１に示
したこの値に対応する指数を求め、それを合計した値す
なわち総合流動性指数により流動性の程度を判定した。
尚、同表は細川粉体工学研究所製のパウダーテスターの
取り扱い説明書中に記載されているＲ. Ｌ. Ｃａｒｒの
流動性指数表から引用した。

【００３３】

【表１】 本発明でいう粒状トリエチレンジアミンの貯蔵安定性は
次のようにして求めたものである。

【００３４】被検粉体を一片５ｃｍ、高さ２ｃｍの容器
に詰め、一片５ｃｍ角のプラスチック板を載せる。さら
にその上に３００ｇの重りを載せ、湿度１％以下のデシ
ケーター中に保存した。この際、結晶に加わる加重は
０. ０１２ｋｇ／ｃｍ^２である。この加重は一般に使用
されているトリエチレンジアミンの製品形態の一つであ
る２５ｋｇオープンドラムにおけるドラム中心部の加重
に相当する。

【００３５】デシケーター中に一か月保存した後、重り
を除き、プラスチック板を下にして容器を取り除き、そ
のまま木屋式硬度計にて結晶塊中央部に圧力を加え粉砕
された時の圧力を読取る。この様にして得られた値を下
記の３ランクに分類し貯蔵安定性の評価とした。

【００３６】Ａランク：粉砕圧力０．１ｋｇ／ｃｍ^２以
下で、ほとんど固結が進行していない。微小な衝撃でブ
ロックが粉砕される結晶。 Ｂランク：粉砕圧力１．０ｋｇ／ｃｍ^２以下で、固結の
進行が見られるが、軽度な衝撃でブロックが粉砕される
結晶。 Ｃランク：粉砕圧力１．０ｋｇ／ｃｍ^２以上で、固結が
全体に進行しており、軽度な衝撃ではブロックが粉砕さ
れない結晶。

【００３７】また本発明でいう粒状トリエチレンジアミ
ンの溶解性は次のようにして求めたものである。

【００３８】ポリウレタン樹脂製造過程の前段にて行わ
れる調合溶解作業を例としてエチレングリコール溶媒を
用い、溶媒に対する粒状トリエチレンジアミンの溶解性
の判断とした。

【００３９】小型攪拌機（商品名：スリーワンモータ、
高トルク攪拌型）を取り付けた容積５リットルのビーカ
ーに、エチレングリコールを２ｋｇを入れ攪拌する。こ
の時の回転数は３００ｒｐｍとし攪拌羽根は７０ｍｍφ
平羽根タービン型を使用した。この中に被検粉体１ｋｇ
を一度に投入し、その溶解時間を測定する。この様にし
て得られた値より溶解性の程度を判定した。

【００４０】実施例１ 粉末状トリエチレンジアミンを造粒する装置として、ー
般的に使用されている転動造粒式ドラム型造粒機（内径
４００ｍｍφ、容積５０リットル、２枚式混合羽根３
段、羽根角度１５゜）を使用した。

【００４１】造粒機内に平均粒径２５０μｍの粉末状ト
リエチレンジアミンを３ｋｇ投入し、回転数３００ｒｐ
ｍにて攪拌した。水３００ｇを均一になるように徐々に
添加した。この時の添加時間は５分で行なった。この操
作によりトリエチレンジアミンの結晶表面に水和物を形
成させた。水和物形成時の反応熱を室温まで下げるため
回転を停止し３０分間混合物を放冷させた。冷却後回転
数３００ｒｐｍにて水４００ｇを徐々に添加して造粒し
た。この時の操作時間は１０分である。結晶間の結合が
強固になるまで５分間造粒物を熟成させた。造粒機より
取り出し温度６０℃で１時間乾燥し粒状のトリエチレン
ジアミンを得た。得られた粒状トリエチレンジアミンは
粒子径７１０〜３，３６０μｍ、平均粒子径１，５２０
μｍの粉体で、総合流動性指数８５．０の流動性、貯蔵
安定性、溶解性に優れた粉体であった。この得られた粉
体を前記の評価項目に基づき測定を行った。結果を表
２、表３に示す。

【００４２】実施例２ 混合の回転数を４００ｒｐｍとした以外は実施例１と全
く同様に行った。その結果得られた粒状トリエチレンジ
アミンは粒子径２５０〜３，３６０μｍ、平均粒径６６
０μｍの粉体であり、実施例１と同様に優れた粉体であ
った。この粉体の各成績を表２、表３に示す。

【００４３】比較例１ 実施例において原料として用いた粉末状トリエチレンジ
アミン１００重量部に対しシリカ粉末０．４重量部の比
率で混合し、実施例と同様に評価項目に基づき測定を行
った結果を表２、表３に示す。

【００４４】

【表２】

【００４５】

【表３】

【００４６】

【発明の効果】本発明の粒状トリエチレンジアミンは、
従来の粉末状トリエチレンジアミンに比べ、流動性に富
み貯蔵安定性に優れ、かつ溶液中で速やかに分散し溶解
するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平均粒子径５００μｍ以上、最低粒子径３
   ００μｍ以上の粉体で、安息角、スパチュラー角、圧縮
   度及び均一度の各物性値より求められる指数の総和で表
   される総合流動性指数が７０以上の高流動性を持つ粒状
   トリエチレンジアミン。