JP2009057405A - ビスフェノールaのポリオキシエチレンエーテルの造粒方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 溶融状態のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)と、水および/または有機溶媒(B)との存在下、せん断力をかけて該(A)の液滴を形成させ、これを冷却して造粒する、粒状のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の製造方法である。
【選択図】 なし
Description
冷却固化、粉砕により製造されたビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)は、粒径分布が広くなり、粗大粒子や微粉末が存在する。粗大粒子が存在すると、ポリオキシエチレンエーテル(A)を攪拌漕からの取り出し時に充填ラインが閉塞するため取り扱い性が悪くなる。一方、微粉末品が存在すると、微粉末の粉塵爆発を起こす原因となり、取り扱い性が悪くなる。
この方法を用いると、固化に時間がかかる物質を容易に固化することができる。しかし、固化後、粉砕する工程が必要になり、生産性は悪い。
しかし、ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)は非常に固化が遅いため、この方法では製造することは困難である。
すなわち、本発明は、溶融状態のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)と、水および/または有機溶媒(B)との存在下、せん断力をかけて該(A)の液滴を形成させ、これを冷却して造粒することを特徴とする粒状のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の製造方法;並びに目開き22.4mmのふるいを通過し、かつ0.5mmのふるい上に残存する粒子の全粒子に占める割合が60重量%以上であって、円形度が0.40〜1.00であり、CPRが100以下であることを特徴とする粒状のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)である。
また、粉砕にはつきものの微粉末品が存在しないため、微粉末の粉塵爆発を起こす心配もなく、また、形状も粉砕品に比べて真球状に近いため流動性に優れ、供給ラインが閉塞することもなく、取り扱い性がよい。
また、溶融状態のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)中に含まれる触媒等の不純物が水および/または有機溶媒(B)に溶け出すために、不純物が少ないビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)を得ることができる。
せん断力をかけた状態のまま、溶融状態のこの小粒径の液滴が冷却されると、ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)が分散時の液滴に依存した大きさの粒子として固化する。
えた攪拌槽で攪拌を行い、ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の液滴を形成させる方法。
(ii)プラネタリーミキサーを用いてせん断力をかけて、ビスフェノールAのポリオキ
シエチレンエーテル(A)の液滴を形成させる方法。
(iii)ホモジナイザーを用いてせん断力をかけて、ビスフェノールAのポリオキシエ
チレンエーテル(A)の液滴を形成させる方法。
(iv)スタチックミキサー等のインラインミキサーを用いてせん断力をかけて、ビスフ
ェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の液滴を形成させる方法。
ールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の液滴を冷却固化させる方法。
(ii)せん断力をかけて水および/または有機溶媒(B’)中にビスフェノールAのポ
リオキシエチレンエーテル(A)の液滴を形成させた後、これを水および/または有機溶媒(B)中に投入することにより、冷却固化させる方法。
せん断力が大きくなると、溶融状態のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の液滴の大きさが小さくなる。その結果、粒状のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の粒子径は小さくなる。
(A)と(B)との重量比(A)/(B)が60/40〜100/0の範囲では、ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)が粒状ではなく、塊状になるため好ましくない。
また、0/100〜2/98の範囲では、生産性が下がるため好ましくない。
例えば以下の方法等が例示される。
(i)溶融させた(A)と(B)を混合した後に、せん断力をかけ、その状態で、冷却、
造粒を行う方法。
(ii)溶融させた(A)と(B’)を混合した後に、せん断力をかけた状態にある
別の(B)に滴下して造粒を行う方法。
(iii)溶融させた(A’)と(B’)を混合した後に、せん断力をかけた状態にある
(A)と(B)の混合系中に滴下して造粒を行う方法。
(iv)溶融させた(A)を、せん断力をかけた状態にある(B)単独系に滴下して造粒
を行う方法。
(v)溶融させた(A’)を、せん断力をかけた状態にある(A)と(B)の混合系中に滴下して造粒を行う方法。
また、品質の安定面から、予め液滴を作成する(i)〜(iii)の方法が好ましい。
これらの要因により、好ましくは(ii)、(iii)の方法である。
また、有機溶媒(B2)を使用すると、ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の一部が有機溶媒に溶解するため、粒状の(A)の収率の低下が起こる。このことからも、有機溶媒の使用量は少ないほうがよい。
水(B1)については、好ましくはイオン交換水、蒸留水である。
なお、融解温度を求める試験片は、乾燥減量が1.0%以下の試験片を用いる。この乾燥減量はJIS K 0067−1992「化学製品の減量及び残分試験方法」に記載の乾燥減量を表す。
融点が40℃未満の場合は、冷却時に速やかに固化しないため好ましくない。
融点が150℃より高いと、水および/または有機溶媒(B)と混ぜた直後に固化が起こり、均一な粒状のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)が得られないため好ましくない。
好ましくは、目開き8.0mmのふるいを通過し、かつ0.5mmのふるい上に残存する粒子の全粒子に占める割合が60重量%以上である。より好ましくは、目開き8.0mmのふるいを通過し、かつ0.5mmのふるい上に残存する粒子の全粒子に占める割合が80重量%以上である。
また、好ましくは、目開き22.4mmのふるいを通過し、かつ0.5mmのふるい上に残存する粒子の全粒子に占める割合が70重量%以上であり、より好ましくは、80重量%以上である。
一方、0.5mm以下の粒径のものが多数存在すると、粉塵が舞い上がって作業者の健康を損なったり、粉塵爆発を起こす原因となり、取り扱い性が悪くなるため、好ましくない。
CPRが100を超えると、本発明の組成物を不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などの原料として用いた際に着色するため、好ましくない。
円形度が0.4未満であると、凹凸が多くなり、粒子が転がらなくなるため、取り扱い性が悪くなる。
なお、本発明においては、個々の全微粒子の円形度が上記の範囲にある必要はなく、平均値(好ましくは50個の平均値、さらに好ましくは100個の平均値)として上記範囲であればよい。
ただし、F:粒子の投影面積
L:粒子の投影周囲長
なお、この円形度については、「コンクリートの劣化・硬化過程の非接触全視野ひずみ計測委員会研究成果報告書」の「第三章建設分野における光学的全視野計測を用いた実験・研究 (3.6)デジタル技術を用いた骨材の形状評価」に解説されている。
例えば、水酸基価が346のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)は、溶融状態のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の液滴が生成した分散状態になるせん断力以上では、一般的に45〜65℃で非常に短時間で固化する。よって、この温度以下に冷却すれば、固化させることができる。
ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)と水および/または有機溶媒(B)とを一括して混合後、冷却、造粒を行う場合は、1時間あたり20℃以上の速度で冷却することが好ましい。
攪拌および温度調節機能の付いたステンレス製のオートクレーブに、ビスフェノールA228g(1モル)と水酸化カリウム0.3gを入れ、窒素雰囲気下、160℃に加熱、溶融させた。溶融後、160℃にてエチレンオキサイド96.8g(2.2モル)を5時間かけて滴下した。その後、160℃にて3時間攪拌させて、溶融状態のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A−0)を得た。ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A−0)の水酸基価は346であった。また、融点は108℃であった。
温度計、攪拌機、窒素導入口を備えた内容量1100mlの耐圧反応装置に、105℃の溶融状態のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A−0)100gおよび80℃のイオン交換水400gを仕込み、この混合物を95℃で1時間加熱し、溶融させた。
溶融させた後、95℃、1500rpmにて1時間撹拌した。次に1500rpmにて攪拌を続けながら1時間かけて系内温度を徐々に95℃から25℃まで冷却し、液滴を固化させて、造粒させた。
造粒後、ろ紙を用い減圧ろ過を行って水を取り除き、60℃にて3時間減圧乾燥を行って完全に水分を除去し、本発明の粒状のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A−1)を得た。
実施例1のイオン交換水400gを、イオン交換水320gとイソプロパノール80gに代えた以外は同様にして、本発明の粒状のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A−2)を得た。
なお、ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の25℃における水100gに対するイソプロパノールの溶解度は5gである。
温度計、攪拌機、窒素導入口を備えた内容量1100mlの耐圧反応装置に、105℃の溶融状態のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A−0)100gおよびイオン交換水100gを仕込み、この混合物を95℃にて1時間加熱し、溶融させた後、1500rpmにて1時間撹拌し、液滴を作成した。
別の温度計、攪拌機、窒素導入口を備えた内容量1100mlの耐圧反応装置に、25℃のイオン交換水300gを仕込んで、1500rpmで攪拌しながら上記の液滴を含む混合物を5分間で投入し、固化させて造粒を行った。このときの系内は冷却し、40℃以下の温度に保っておいた。
造粒後、ろ紙を用いて減圧ろ過を行い、さらに60℃にて3時間減圧乾燥を行って完全に水分を取り除き、本発明の粒状のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A−3)を得た。
105℃の溶融状態のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A−0)100gをステンレス製の容器に注入後、5℃の低温恒温器で冷却、固化させた。完全に固化するのに2日間を要した。その固化物を、フレーカーを用いて粉砕を行い、比較例のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A’−1)を得た。
水酸基価は、JIS K1557−1「プラスチック−ポリウレタン原料ポリオール試験方法−第1部:水酸基価の求め方」に記載の方法に準拠して行った。
粒径はJIS Z 8815−1994「ふるい分け試験方法通則」に準拠して乾式ふるい分け試験(手動ふるい分け)を行い、ふるい上百分率をもとめた。
乾式ふるい分け試験には、50gの試料を用いた。ふるいは、目開き0.5mm、2.8mm、8.00mm、22.4mmを用いた。
株式会社キーエンス製の顕微鏡VK−8500およびその付属の同社製の形状解析ソフトVK−H1A7を用いて画像解析を行い、円形度を測定した。
CPRの測定は、JIS K 1557−4「プラスチック−ポリウレタン原料ポリオールの試験方法−第4部:塩基性度の求め方」に記載の方法に準拠して行った。
Claims (8)
- 溶融状態のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)と、水および/または有機溶媒(B)との存在下、せん断力をかけて該(A)の液滴を形成させ、これを冷却して造粒することを特徴とする粒状のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の製造方法。
- 該ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の25℃における溶解度が150g以下(対溶媒100g)である該有機溶媒(B)を用いる請求項1記載のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の製造方法。
- 系中の該ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)と水および/または有機溶媒(B)との重量比(A)/(B)が2/98〜60/40である請求項1または2に記載のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の製造方法。
- 水および/または有機溶媒(B’)中に存在する溶融状態のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の液滴をせん断力のかかった水および/または有機溶媒(B)中に投入して固化させる請求項1または2記載のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の製造方法。
- 該ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の融点が40〜150℃である請求項1〜4いずれかに記載のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の製造方法。
- 目開き22.4mmのふるいを通過し、かつ0.5mmのふるい上に残存する粒子の全粒子に占める割合が60重量%以上である請求項1〜5いずれかに記載の粒状のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の製造方法。
- 円形度が0.40〜1.00である請求項1〜6いずれかに記載の粒状のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)の製造方法。
- 目開き22.4mmのふるいを通過し、かつ0.5mmのふるい上に残存する粒子の全粒子に占める割合が60重量%以上であって、円形度が0.40〜1.00であり、CPRが100以下であることを特徴とする粒状のビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)。
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