JP2001234208A - カルシウム含有金属ナトリウム分散体の製造方法 - Google Patents

カルシウム含有金属ナトリウム分散体の製造方法

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JP2001234208A
JP2001234208A JP2000052149A JP2000052149A JP2001234208A JP 2001234208 A JP2001234208 A JP 2001234208A JP 2000052149 A JP2000052149 A JP 2000052149A JP 2000052149 A JP2000052149 A JP 2000052149A JP 2001234208 A JP2001234208 A JP 2001234208A
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metallic sodium
sodium
oil
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Tadayoshi Ogino
忠義 荻野
Hirobumi Kanbayashiyama
博文 上林山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】安価なカルシウム含有金属ナトリウムより、種
々の有機化合物との反応性に富んだ、微細で安定な、カ
ルシウム含有金属ナトリウム分散体を製造する方法を提
供する。 【解決の手段】カルシウムを含む金属ナトリウムと油を
容器に入れて加熱した後、非イオン系界面活性剤を加
え、分散して安定化したカルシウム含有金属ナトリウム
分散体の製造方法を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、種々の有機反応に
好適に利用される、微細で安定なカルシウム含有金属ナ
トリウム分散体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】微細な金属ナトリウム分散体は、その高
い反応性により、ポリ塩化ビフェニル類等の難分解性ハ
ロゲン化物の脱ハロゲン化といった有機反応などに頻繁
に利用されている。
【0003】このような金属ナトリウム分散体は、従来
より、ナトリウムの融点以上の沸点をもった溶媒中で、
加熱して溶融状態となった金属ナトリウムを攪拌等によ
り微細な状態にして、分散助剤を添加した後冷却して製
造している。この製造の際に使われる溶剤としてはトル
エン、流動パラフィン、ケロシンなどが、分散助剤とし
ては有機酸やその塩等が利用されている。しかしなが
ら、これらの溶剤、分散助剤を使って製造されるいずれ
の分散体も、その製造後、一定期間静置しておくとナト
リウム分散体が沈降してしまい、その利用に際しては再
攪拌等の操作を必要とするものであった。
【0004】このようなナトリウム分散体が沈降してし
まうという課題を克服するため、特開平10−1102
05号公報では、トランスオイル中に金属ナトリウムを
分散して、金属ナトリウム分散体を製造する方法を開示
している。
【0005】しかしながら、通常市販されており、比較
的安価な金属ナトリウムには200ppm程度のカルシ
ウムが含まれており、このようなカルシウム含有金属ナ
トリウムを微細に分散させることは、たとえ有機酸やそ
の金属塩などの分散助剤を用いても微細化が困難であっ
た。
【0006】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、以
上のような背景及び課題のもとに、安価なカルシウム含
有金属ナトリウムより、種々の有機化合物との反応性に
富んだ、微細で安定な、カルシウム含有金属ナトリウム
分散体を製造する方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、カルシウム含有金
属ナトリウム分散体を製造する際、非イオン系界面活性
剤の存在下で分散させることで、たとえカルシウムが金
属ナトリウムに含有していても、微細で安定なカルシウ
ム含有金属ナトリウム分散体を製造できることを見出し
た。さらに、製造の際に、特定の範囲の動粘度、密度を
もった油中に分散させることにより、より微細で安定な
カルシウム含有金属ナトリウム分散体を製造することが
できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】本発明の方法は、カルシウム含有金属ナト
リウムと油を容器に入れて加熱した後、非イオン系界面
活性剤を加え、分散するカルシウム含有金属ナトリウム
分散体の製造方法である。
【0010】ここで、本発明の方法において用いられる
カルシウム含有金属ナトリウム分散体の製造装置として
は、従来種々の形式が報告されており、いずれの方法を
用いてもよい。例えば、「Alkali Metal
Dispersions」(D.VAN NOSTRA
ND COMPANY、1961年発刊)に詳しく述べ
られている。
【0011】本発明の方法においては、カルシウム含有
金属ナトリウム分散体を製造する際に、非イオン系界面
活性剤を存在させることが必須である。その作用機構に
ついては必ずしも明らかではないが、非イオン系界面活
性剤を製造時に存在させることで、得られるカルシウム
含有金属ナトリウム分散体の粒径が極めて小さくなると
共に、製造後放置してもカルシウム含有金属ナトリウム
分散体が沈降しにくくなり安定化させることができる。
用いられる非イオン系界面活性剤としては、エーテル
型、エーテルエステル型、リン酸エステル型、エステル
型、含窒素型など種々のものが市販されており、いずれ
の使用も可能であるが、上記の効果をより発揮できるた
め、リン酸エステル型やエーテルエステル型のものが、
さらに、リン酸エステル型が好ましく用いられる。
【0012】また、用いられる非イオン系界面活性剤の
添加量としては、カルシウム含有金属ナトリウム分散体
製造工程をより制御してすることで、上記記載の分散安
定性及び微細化という効果をより増強するために、金属
ナトリウムに対し0.5〜5.0重量%、さらに1.0
〜3.0重量%の範囲であることが好ましい。
【0013】本発明の方法において用いられるカルシウ
ム含有金属ナトリウム中のカルシウム含有率としては、
経済面及び得られるカルシウム含有金属ナトリウム分散
体の安定性等の面から、10〜1000ppm、さらに
10〜300ppmの範囲であることが好ましい。
【0014】本発明の方法において用いられる油として
は、電気絶縁油(トランスオイル)や流動パラフィンな
ど種々の市販品が使用可能であるが、比重及び粘度、す
なわち、金属ナトリウムの比重が、20℃において0.
971前後であり、この比重及び撹拌時の粘性を考慮し
て決めることが望ましい。従って、用いられる油の動粘
度としては、常温で2〜15mm2/s、さらに、常温
で6〜9mm2/sの範囲であることが、また、用いら
れる油の密度としては、0.80〜0.95kg/リッ
トル、さらに0.87〜0.91kg/リットルの範囲
であることが好ましい。この範囲にある油をカルシウム
含有金属ナトリウム分散体製造用の溶媒として用いるこ
とで、微細化されたカルシウム含有金属ナトリウム分散
体を得ることができるのである。特に、溶媒の比重が金
属ナトリウムの比重と近傍にあれば、溶媒中の金属ナト
リウムの浮上速度及び沈降速度を極力小さくできる。さ
らに、用いられる油は、金属ナトリウムに対して反応性
が実質的にないものが望ましい。尚、用いられる油の動
粘度はJIS−C−2101の10に、密度はJIS−
C−2101の8に準拠した方法により測定できる。
【0015】本発明の方法において、金属ナトリウムの
分散時の温度としては、金属ナトリウムの融点が97.
7℃前後であり、この融点を考慮して決めることが望ま
しい。従って、分散時の温度としては、金属ナトリウム
が溶融状態となるような温度に加熱して分散される。一
方、分散時の温度が高すぎる場合には、用いられる分散
剤及び油が劣化しない程度の温度としておく必要があ
り、通常100〜150℃の温度範囲で分散処理され
る。
【0016】本発明の方法において、金属ナトリウムの
分散時の雰囲気としては、最終的に得られるカルシウム
含有金属ナトリウム分散体の劣化が起こらないような雰
囲気であればよく、通常用いられる溶媒、金属ナトリウ
ム、分散剤と実質的に反応しない不活性ガスが用いられ
るが、通常、安価なことから窒素雰囲気下で行われる。
【0017】本発明の方法において、分散に用いられる
方法は、通常用いられる撹拌方法であればよく、例えば
撹拌羽根を用いた撹拌方法などが挙げられ、撹拌条件と
しても本発明の目的を達成するものであれば公知のいか
なる方法も用いることができる。また、上記した「Al
kali Metal Dispersions」など
に記載の方法なども参考にすることもできる。
【0018】また、分散後冷却処理が行われるが、得ら
れるカルシウム含有金属ナトリウム分散体のさらなる安
定化を図るために、冷却の際にも攪拌を継続することが
好ましい。
【0019】本発明の方法により製造されるカルシウム
含有金属ナトリウム分散体の粒径としては、平均粒径と
して10μm以下、さらに、1〜10μmの範囲が好ま
しい。これは、このような微細な粒径を有したカルシウ
ム含有金属ナトリウム分散体を有機反応に利用する際、
反応性に優れたものであるからであり、また、カルシウ
ム含有金属ナトリウム分散体を放置しても沈降しがたく
なるからである。これに対し、平均粒径が10μmを超
えるような大きな粒径となると、その表面積が小さくな
って反応性が小さくなることがあり、また、放置すれば
沈降してしまって使用時に再度撹拌等して分散させる操
作が必要となることがある。
【0020】本発明の方法により製造されるカルシウム
含有金属ナトリウム分散体の含有量としては、10〜5
0重量%とすることが好ましい。これは、濃度が低すぎ
る場合には金属ナトリウム以外の油などの分散媒体が多
くなってしまい、移送、貯蔵などの負担が増加すること
となってしまい、また、濃度が高すぎる場合には、流動
性が悪くなって使用しづらくなってしまうからである。
【0021】本発明の方法により製造されるカルシウム
含有金属ナトリウム分散体は、種々の有機反応、特にP
CB等の有機ハロゲン化合物の脱ハロゲンに好適に利用
される。
【0022】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る微細で安定なカルシウム含有金属ナトリウム分散体の
製造方法は、従来報告されている方法と比較して次のよ
うな効果を有する。
【0023】1)カルシウム含有金属ナトリウム分散体
の粒子径が極めて微細であり、種々の有機反応への利用
において、高い反応性が期待できる。
【0024】2)金属ナトリウム分散体の沈降が起りに
くい。
【0025】3)安価なカルシウム含有金属ナトリウム
を用いることができるため、経済的にカルシウム含有金
属ナトリウム分散体を製造できる。
【0026】
【実施例】以下に、本発明の方法を実施例により具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定される
ものではない。尚、実施例においては以下の測定方法を
用いた。
【0027】<カルシウム含有量>用いた金属ナトリウ
ム中のカルシウムを原子吸光光度法により測定した。
【0028】<油の動粘度>用いた電気絶縁油の動粘度
をJIS−C−2101の10に準拠した方法により測
定したところ、40℃8.3mm2/sであった。ま
た、流動パラフィンの動粘度は、40℃12mm2/s
であった。
【0029】<油の密度>用いた電気絶縁油の密度をJ
IS−C−2101の8に準拠した方法により測定した
ところ、15℃で8.7kg/リットルであった。ま
た、流動パラフィンの密度は、15℃で0.84kg/
リットルであった。
【0030】<平均粒径>得られた金属ナトリウム分散
体の平均粒径は、顕微鏡により写真撮影し、目測にて平
均粒径を求めた。
【0031】<カルシウム含有金属ナトリウム分散体の
製造> 実施例1 容量70リットルの反応器中に、電気絶縁油(トランス
オイル)28kgとカルシウム含有量250ppmの金
属ナトリウム18.7kgを仕込み、窒素雰囲気下で1
05℃に加熱後、リン酸エステル系界面活性剤を150
g仕込み、攪拌機の回転数を4000rpmで1時間攪
拌、分散を行った。攪拌しながら冷却を行い、液温が5
0℃以下になった時点で抜出しを行った。冷却後、平均
粒径を調べたところ3ミクロン(μm)であった。表1
には製造条件及び得られたカルシウム含有金属ナトリウ
ム分散体の平均粒径の結果を示す。
【0032】
【表1】
【0033】実施例2〜9 実施例1と同様の装置を用い、表1のように条件を変え
てカルシウム含有金属ナトリウム分散体の製造を行なっ
た。表1には製造条件及び得られたカルシウム含有金属
ナトリウム分散体の平均粒径の結果を合わせて示す。
【0034】比較例1 リン酸エステル系界面活性剤の代わりにオレイン酸40
gを用いた以外は、実施例1と同様にして実施した。冷
却後、平均粒径を調べたところ20ミクロンであった。
【0035】比較例2 リン酸エステル系界面活性剤を用いなかった以外は、実
施例1と同様にして実施した。冷却後、平均粒径を調べ
たが凝結をおこしていたため測定不能であった。
【0036】<カルシウム含有金属ナトリウム分散体の
分散安定性> 実施例10 実施例2で得た金属ナトリウム分散体の分散安定性試験
を次の条件で行った。すなわち、製造したカルシウム含
有金属ナトリウム分散体10mlを、それぞれ、10m
lのメスシリンダーに取り、サンプル上部に生ずる透明
な上澄み部分の容量を経時的に測定した。その結果を図
1に示す。
【0037】比較例3 比較例1で得た金属ナトリウム分散体の分散安定性試験
を実施例10と同様に行い、その結果を実施例10と合
わせて図1に示す。
【0038】図1より明らかなように、実施例2で製造
したカルシウム含有金属ナトリウム分散体は、比較例1
で製造したものより、上澄量が著しく少なく、分散安定
性に優れていることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【図1】白丸は実施例2で得た金属ナトリウム分散体を
用いての実施例10の結果であり、黒丸は比較例1で得
た金属ナトリウム分散体を用いての比較例3の結果であ
る。図中、横軸(X軸)は分散安定性試験における経過
時間(単位は時間(Hr))を示し、縦軸(Y軸)はサ
ンプル上部に生じた上澄みの量(単位はml)を示す。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カルシウムを含む金属ナトリウムと油を容
    器に入れて加熱した後、非イオン系界面活性剤を加え、
    分散して安定化したカルシウム含有金属ナトリウム分散
    体の製造方法。
  2. 【請求項2】金属ナトリウム中のカルシウム含有量が1
    0〜1000ppmであることを特徴とする請求項1に
    記載の方法。
  3. 【請求項3】平均粒径が1〜10μmであることを特徴
    とする請求項1又は請求項2に記載のカルシウム含有金
    属ナトリウム分散体の製造方法。
  4. 【請求項4】100〜150℃に加熱し分散させること
    を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のカルシウ
    ム含有金属ナトリウム分散体の製造方法。
  5. 【請求項5】非イオン系界面活性剤の添加量が、金属ナ
    トリウムに対し0.5〜5.0重量%であることを特徴
    とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】油の動粘度が、常温で2〜15mm2/s
    であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載
    の方法。
  7. 【請求項7】油の密度が0.80〜0.95kg/リッ
    トルであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに
    記載の方法。
  8. 【請求項8】加熱を停止した後も撹拌を続けることを特
    徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004035899A (ja) * 2002-06-06 2004-02-05 Dcr Internatl Environmental Services Bv 化学的に高反応性の金属の一時的不活性化及びその化学的利用に対する方法
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