JPH05320521A - 流動性歴青顆粒およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期間にわたって保存することができかつそ
の際その流動性を失わない歴青顆粒を製造すること。 【構成】 潤滑および離型剤、例えば合成ケイ酸または
カーボンブラック０．５〜１５重量％、有利には６．１
〜１５重量％を含有する歴青顆粒を、公知の噴霧混合機
であつい、液状の歴青を噴霧し同時に冷気流を介して潤
滑および離型剤を噴霧混合機に装入することにより製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は歴青顆粒ならびにその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】歴青は石油を精製することにより得られ
る石油製品である。炭化水素の高分子混合物としての歴
青は黒ずんだ、もろいものから半流動体で、はつ水性の
粘性物質である（ＤＩＮ５５９４６参照）。

【０００３】歴青は高温ではその熱可塑性挙動にもとづ
き容易に加工することができる。

【０００４】たいていの用途、例えば道路建設または歴
青ルーフィング用のアスファルト混合品の調製のために
は歴青は精油所から熱い液状で供給され、断熱性の貯蔵
槽に用意されていなくてはならない。

【０００５】液状の歴青をケイ酸に噴霧して、合成ケイ
酸１０〜８０重量％を含有する粉末状の歴青濃縮物を製
造することは公知である。（西ドイツ国特許第２９３３
３３９号明細書）。その際ケイ酸は完全に歴青で包まれ
る。

【０００６】この公知の歴青濃縮物は保存の間静的圧力
に基づきはり付き合いその際流動性を失うという欠点が
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、長期間にわたって保存することができかつその際そ
の流動性を失わない歴青顆粒を製造することであった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によ
り、例えば合成ケイ酸またはカーボンブラックのような
潤滑および離型剤０．５〜１５重量％、有利には６．１
〜１５重量％を含有する流動性歴青により解決される。

【０００９】本発明の有利な実施態様では潤滑および離
型剤の含有率は１．８〜１２、特に１０重量％装入する
ことができる。

【００１０】本発明による歴青顆粒のタップ密度は４０
０〜８００ｇ／ｌにすることができる（ＤＩＮ５３９１
２により測定）本発明による歴青顆粒の粒度は５００〜
７００μｍにすることができる。

【００１１】歴青としてはすべての公知の歴青類が使用
できる。特に室温で固体の歴青類が適している。

【００１２】より軟質の道路歴青類、例えばＢ２００は
適していない。

【００１３】潤滑および離型剤としては本発明による歴
青顆粒に対しては熱分解法または沈降により得られた合
成ケイ酸またはカーボンブラックが使用できる。

【００１４】合成ケイ酸としては本発明による歴青顆粒
の際にはヴンナッカークヒラー著、化学技術第ＩＩ巻、
第４版、カールハウザー出版ミュンヘン、ウィーン１９
８３年、頁７５〜９０（Ｗｉｎｎａｃｋｅｒ−ｋｕｅｃ
ｈｌｅｒ，Ｃｈｅｍｉ Ｓｃｈｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｉｅ ＩＩ、第４版、Ｃａｒｌ Ｈａｕｓｅｒ Ｖｅｒ
ｌａｇ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ，Ｗｉｅｎ １９８３、７５
〜９０頁）に記載されているケイ酸を使用することがで
きる。

【００１５】特に重要なのは炎内加水分解で製造された
熱分解ケイ酸ならびに沈降ケイ酸で、この際本発明の対
象としては沈降ケイ酸が有利である。

【００１６】これら沈降ケイ酸は粉末にせずにまたは粉
末にしそれぞれに噴霧乾燥するか、または噴霧乾燥して
粉末にし使用することができる。

【００１７】凝集塊の平均粒度（二次粒子粒度）は４〜
１００μｍ、有利には６〜１０μｍ（コールタカウン
タ）になり得る。

【００１８】

【表１】

【００１９】物理化学的特性データの決定は次の方法で
行った。

【００２０】ｐＨ値（ＤＩＮ５３２００による） ｐＨ値は電位計のガラス電極とｐＨメータで求める。ケ
イ酸のｐＨ値は一般には中性であるが、ケイ酸塩により
弱アルカリ性範囲にある。

【００２１】篩残（ＤＩＮ５３５８０による） 微粉度の指数は篩残である。沈降ケイ酸およびケイ酸塩
に最少量で存在する非懸濁または懸濁困難な成分を捕捉
するためにモッカー（Ｍｏｃｋｅｒ）により篩残を測定
する。この方法ではケイ酸懸濁液を水圧４バールで篩を
介して洗浄する。引き続いて該篩を乾燥し、篩残を秤量
する。これには３２５メッシュ（ＡＳＴＭによる）に相
応する４５マイクロメータ篩を使用する。

【００２２】ＢＥＴによる表面積（ＤＩＮ６６１３１） ケイ酸およびケイ酸塩の表面積はＢＥＴ法によりｍ²／
ｇで測定する。この方法は液体窒素の温度でガス状窒素
の吸着に基く。ハウル（Ｈａｕｌ）およびデュムブゲン
（Ｄｕｅｍｂｇｅｎ）による面積計法は有利に使用する
ことができる。一つの校正が必要である。こうして外部
表面と同じく内部表面も把握される。

【００２３】一次粒子の平均大きさ 一次粒子の平均大きさは電子顕微鏡写真で測定する。こ
のため約３０００〜５０００個の粒子の直径を測定し、
その算術平均を算出する。個々の一次粒子は一般には孤
立して存在するのではなく、むしろ集合体および集塊状
に一つになっている。沈降ケイ酸およびケイ酸塩の集塊
粒子の大きさは粉砕過程に依存する。

【００２４】タップ密度（ＤＩＮ５３１９４による） 粉状の生成物の重量に対する容積を利用する。ケイ酸約
２００ｍｌをタップ容量計のメスシリンダーの中で１．
２５０回つき固める。正味重量および容量からタップ密
度を算出し、ｇ／ｌに表わす。

【００２５】乾燥減量（ＤＩＮ５５９２１による） 沈降物は物理的に結合している少量の水を含んでいる。
乾燥器中で１０５℃で２時間乾燥後、この物理的に結合
している水の大部分は除かれる。

【００２６】灼熱減量（ＤＩＮ５５９２１による） また１０００℃で灼熱時間２時間の後化学的なシラノー
ル基の形で結合している水も除かれる。該灼熱減量は１
０５℃で２時間乾燥した物質で測定する。

【００２７】沈降ケイ酸ＦＫ３２０ＤＳは回転乾燥した
後に噴出蒸気粉砕した沈降ケイ酸である。

【００２８】沈降ケイ酸デュロジル（Ｄｕｒｏｓｉｌ）
は未粉砕の、回転乾燥した沈降ケイ酸である。

【００２９】沈降ケイ酸ジペルナート（Ｓｉｐｅｒｎａ
ｔ）２２は噴霧乾燥した沈降ケイ酸である。

【００３０】沈降ケイ酸ジペルナート（Ｓｉｐｅｒｎａ
ｔ）２２Ｓは噴霧乾燥し粉砕した沈降ケイ酸である。

【００３１】沈降ケイ酸ジペルナート（Ｓｉｐｅｒｎａ
ｔ）２２ＬＳは噴霧乾燥し気流粒砕した沈降ケイ酸であ
る。

【００３２】沈降ケイ酸エクストルジル（Ｅｘｔｒｕｓ
ｉｌ）は少量のケイ酸カルシウムを含む沈降ケイ酸であ
る。

【００３３】カーボンブラックとしては本発明による歴
青顆粒の場合に、例えばフレームカーボンブラック、ガ
スカーボンブラックおよびファーネスカーボンブラック
法のような公知の方法によって製造されるカーボンブラ
ックを使用することができる（Ｕｌｌｍａｎｎｓ Ｅｎ
ｚｙｋｌｏｐａｅｄｉｅ ｄｅｒ ｔｅｃｈｎｉ Ｓｃ
ｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ，４．第４版、第１４巻，６３３
〜６４８頁参照）。

【００３４】 比表面積： −ＢＥＴによる ＤＩＮ ６６ １３２／ＡＳＴＭ Ｄ ３０３７ （ｍ²／ｇ） １０００ −ヨード吸着法による ＤＩＮ ５３ ５８２／ＡＳＴＭ Ｄ １５１０ （ｍｇ／ｇ １０００ （正味重量０．０５ｇ） ＤＢＰ−吸着法による ＤＩＮ ５３ ６０１／ＡＳＴＭ Ｄ ２４１４ （ｍｌ／１００ｇ）３７０ ｐＨ値 ＤＩＮ ５３ ２００／ＡＳＴＭ １５１２ ８ タップ密度 ＤＩＮ ５３ １９４／ＩＳＯ ７８７ ＸＩ （ｇ／ｌ） １４０ 乾燥減量 ＤＩＮ ５３ １９８／ＡＳＴＭ Ｄ １５０９ （％） 最大 １ 残留灰分 ＤＩＮ ５３ ５８６／ＡＳＴＭ Ｄ １５０６ （％） 最大 １ モッカ−（Ｍｏｃｋｅｒ）による篩残 ＤＩＮ ５３ ５８０／ＡＳＴＭ Ｄ １５１４ （％） 最大０．０５ … 本発明のもう１つの対象は、公知の噴霧混合機で熱い、
液状の歴青を噴霧し、同時に冷気流を介して潤滑および
離型剤を該噴霧混合機に装入することを特徴とする本発
明の歴青顆粒の製造方法である。

【００３５】本発明による方法では前記液状の歴青滴は
冷気流中で冷却される。この段階の間に該歴青滴は潤滑
および離型剤で包囲されそれによって界面の団結および
粘着が防止される。

【００３６】歴青は冷い状態では固体である。それ故噴
霧混合機に供給する前に溶融しなければならない。

【００３７】特に、経済的なのは直接精留所関係から液
状の熱い歴青を加工するかないしは精留所に噴霧混合機
を設置することである。

【００３８】本発明による方法では有利には次のパラメ
ータを保持することができる。

【００３９】 歴青温度 ＞１８０℃ 冷気温度 ＜ １０℃ 噴霧時の歴青粘度 ＜ ７０ｃｐ． このように製造された、本発明による歴青顆粒はさらに
潤滑および離型剤と混合することができる。

【００４０】本発明による歴青顆粒は使用した歴青の固
有の特性を維持していて、溶融の後には結合剤として作
用する。

【００４１】種々の用途に対しては潤滑および離型剤の
成分は添加剤として役立つことができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明による歴青顆粒は下記の利点を持
っている。

【００４３】製造は精留所で行うことができる。鉱油加
工所を工業国または消費国から原油生産国に移動させる
途中で“蒸溜塔底油”歴青を半流動粘性物として輸送す
べき問題が発生し得る。

【００４４】ブロックに鋳込むことは配量前に加工場で
溶融工程が必要である。

【００４５】粉末状の物質の販売は取扱には少い費用で
済む。少量から中位まての取引量に対しては本包装は無
公害の紙袋で提供される。それ以上では大きなたるおよ
びサイロが可能である。

【００４６】ふつうの場合には冷いばら材の方が熱流状
の材料より簡単に配量できる。

【００４７】街路アスファルト補装には簡単な混合装置
が歴青備蓄と同様に混合技術用にも提供される。

【００４８】歴青質屋根部材の装造および加工は容易に
なる。

【００４９】溶剤ないしはエマルジョンベースの建築保
善製品（例えば歴青質ラッカーおよび塗料）の生産が容
易になる。

【００５０】本発明による歴青顆粒は常温生産可能の粉
状結合剤で、現場で加熱（例えば溶融により）使用可能
である。従って建築現場で、補道、橋梁、屋根等の補修
を行うことができる。

【００５１】特殊な建築材料（例えば絶縁板）の簡単な
製造は本顆粒状の歴青を熱プレスで使用することにより
可能である。

【００５２】

【実施例】歴青顆粒を噴霧造粒法により製造する。この
装置はＬｕｃｏ−Ｓｐｒｕｅｈｍｉｓｃｈ−Ｔｅｃｈｎ
ｉｋ ＧｍｂＨの噴霧造粒機、溶融ステーションおよび
混合機より構成される。溶融器で市販の、常温歴青類を
溶融させる。引き続いてこの液状の歴青を噴霧造粒機で
噴霧する。この時噴霧塔内で造粒が行われる。潤滑およ
び離型剤としてはケイ酸ジペルナート２２Ｓを使用し
た。冷却した歴青顆粒を混合機中で後処する。

【００５３】溶融ステーションはバンドヒーターで加熱
される容器から構されている。加熱の他の種類例えば二
裏壁および加熱油も当然考えられる。

【００５４】該容器の温度はサーモスタットを用いて制
御される。装置の現在の装備でほぼ２５０℃の温度を達
成できる。特定の難溶融の歴青類にはより高い温度範囲
が必要である（３００〜３５０℃）。

【００５５】該容器からはポンプで搬送される。このポ
ンプの圧力側にはピストンポンプによって生ずる脈動の
均等化のために脈動緩衝器が取付けてある。該脈動緩衝
器はポンプの圧力側に取付けある一つの管である。この
管は上面でフランジにより閉じられている。このフラン
ジの上にマノメータが取付けある。運転状態の間は先づ
ポンプが歴青を脈動緩衝器に送り込み、これによって空
気クッションが生じる。この空気クッションはさらにポ
ンプに生じる脈動を補償し、歴青の噴霧の際にほとんど
一定の噴霧円錐を可能にする。

【００５６】容器からのすべての管路は２５０℃まで随
伴加熱される。該容器からの導管は噴霧造粒機に行くか
または該容器に戻される。

【００５７】歴青は約２００℃の温度（この正確な温度
は歴青類の関数である）でＬｕｃｏ社の噴霧造粒機に達
する。この装置は流動床およびスパッタ技術の２工程が
組合されている。該塔の上部には歴青が噴霧される。同
時に噴霧塔で離型剤ケイ酸ジペルナート２２Ｓを添加す
る。冷却しつつある歴青粒子は離型剤ケイ酸ジペルナー
ト２２Ｓで包囲され、該離型剤は歴青のくっつき合うの
を防止する。なお一部温い歴青顆粒は塔中でさらに下方
に落ちて、そのあと流動床に達するが、これは歴青顆粒
をさらに冷却するのに使われる。歴青がさらにその内部
の熱を放出したとき始めて、噴霧造粒機を出る。該歴青
はその後袋に入れるかまたは必要ならば後処置を施すこ
とができる。

【００５８】図１は該噴霧造粒機を示す。直角形の流動
床の上部に噴霧混合容器が立設されている。この容器は
高さ３ｍおよび直径２ｍである。噴霧塔の高さは顆粒を
冷却するに必要な落下距離で決る。

【００５９】該容器の直径は噴霧円錐の最大径よりも少
なくとも１ｍ大きくせねばならない。このことは噴霧物
が壁に吹付けられる事を回避する目的を有する。噴霧円
錐直径は予備試験によって決定しなければならない経験
値である。噴霧円錐直径のこの値は歴青に対して計算す
るのがただむづかしいだけである。

【００６０】スパッタリングの目的には１または２流体
ノズルおよび回転円盤が使用されている。２流体ノズル
は１流体ノズルより小さい平均粒子を提供する。すなわ
ち２流体ノズルの顆粒の全面積は１流体ノズルのものよ
りも著しく大きい。このため１流体ノズルに対しては実
質的に離型剤ケイ酸ジペルナート２２Ｓの必要は少い。
最低１ｍｍの１流体ノズルが使用される。より小さな
直径のノズルは好ましくない詰まりを引き起す。この最
小直径は実験的に見出した値である。最適な物質および
熱交換を達成するためには噴霧円錐をできるだけ大きく
選ぶ（１２０℃）。 歴青は１２バールの圧力のときに
ノズルから噴霧される。このノズルは１．５ｍｍの孔を
有する。これらの条件の際に歴青顆粒７５ｋｇ／ｈの生
産能力に達する。

【００６１】該塔で所望の流量に相応して離型剤ケイ酸
ジペルナート２２Ｓを振動ダクトを介して供給する。歴
青顆粒は送風機の送風量が２０ｍ³／分である振動流動
床に落下する。第２の送風機は１０ｍ³／分を送風す
る。塔中の空気は流動床の上部でフィルタを介して第３
の送風機により吐出される。この送風機は６０ｍ³／ｍ
ｉｎの流量である。空気の過剰分は塔の上の直径４００
ｍｍの開口を介して空気漏れとして回収される。この空
気漏れはさらに主生成物流と並流で噴霧造粒機を貫流す
る。この構造は噴霧されたばかりの歴青の急冷を可能に
する。この空気を塔の上部に排出する向流法もまた可能
である。その場合これは塔中の顆粒の滞留時間を上昇さ
せることになろう。

【００６２】吸入した周囲空気では熱い歴青顆粒を完全
に冷却するには十分な冷却作用しないことが試験の間に
判明した。そのために塔と並べて冷却装置を据付たが、
これは空気の冷却を１０℃まで可能にする。

【００６３】冷却された歴青顆粒は袋詰め装置を介して
噴霧造粒機より排出される。それぞれの要求に応じて該
歴青は引き続いて後処理を施すことができる。この後処
理の目標は離型剤ケイ酸ジペルナート２２Ｓの必要とす
る量の精確な是正をすることおよび離型剤ケイ酸ジペル
ナート２２Ｓで完全に被覆するために顆粒表面を処理す
ることである。この後処理のために回転混合機が使用さ
れる。もちろん他の混合機も、顆粒を温和に処理するこ
とが保証される限りは、使用することができる。 保存
試験歴青顆粒は、団結防護のため合成ケイ酸で被覆され
た、冷えた道路建設アスファルトの固形である。実験的
規模で製造した量は出発歴青としてＢ８０を含有してい
て、該Ｂ８０は生産過程の後でも特性の、不変の品質を
有する。粉状の歴青濃縮物はアスファルト混合装置で液
状の歴青の高温保存を考えなくてもよい簡単なかつ改善
されたアスファルト調製を可能ならしめるべきである。
必要条件は実用条件に適合した保存性である。

【００６４】歴青顆粒の通常の保存、例えばサイロ中で
は生成物の容量減少およびそれにより団結が生じる。そ
こで個個の粉末状の歴青粒子のくっつき合うことを防止
させた特別製の試験装置で保存試験を行った。該試験装
置を図２に略示してある。

【００６５】試験に対しては、平均二次粒子粒度７μｍ
（コールタカンタ）を有するジペルナート２２Ｓ１０重
量％を含有し、たるの中に一部夏期温度（３５℃まで）
で７カ月保存されていた歴青顆粒を選んだ。

【００６６】図２による工芸ガラスシリンダーに歴青顆
粒約９０ｋｇを充填した。物質柱の高さは約２０００ｍ
ｍであった。規則的に該生成物を流動床を通して通気し
た。該容量の高さはそれによってただ１０〜１５％にな
った。

【００６７】試験１ 試験品：ジペルナート２２Ｓ１０％を有する歴青顆粒 試験品温度：２７℃（装填時） 外気温度：１７〜３５℃ 通気時間：３０秒 休止時間：３０分〜１２０分 空気圧：２バール 試験期間：１６日 初めの７日後は休止時間を１２０分に上げた。

【００６８】試験２ 試験１と同様であるが、休止時間をまづ８ｈに上げ、そ
れから該試験品を１０日静置し、その後で再び通気し
た。

【００６９】該歴青顆粒は、所与の条件を維持した際は
保存安定性であることを実証した。決定的であるのは流
動床を貫通しての通気で、これは間欠的に行うべきであ
る。保存試験に対してたるの中で７カ月の滞留時間を経
た出発物質を使用したことを考慮すると、該結果は満足
すべきものである。Ｂ８０と共に故意に顆粒製造の際軟
質の道路補装用歴青を選んだ。硬質の歴青ならなお保存
安定性の粉末濃縮物を生じ得る。それでサイロにおける
冷えた歴青顆粒の保存は時時流動化することで可能とな
る。通気時間３０秒は十分である。休止時間はジペルナ
ート成分、サイロにおける充填高さおよび温度に大きく
依存する。休止時間の間隔３０分〜３時間は組入れるこ
とができる。

【００７０】該結果は歴青顆粒の輸送は袋でまはた緩い
バラ積として可能であることを示した。距離および持続
時間にそれぞれ応じてバラの商品の輸送はこの生成物に
適した輸送具（流動化床装備付）で行うべきである。

【００７１】要約すれば、歴青顆粒は公知の条件を保持
する限りは、製造できるし、輸送および保存もできるこ
とが検証された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例装置の略示断面図である。

【図２】本発明による歴青顆粒の保存試験装置の略示断
面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潤滑および離型剤０．５〜１５重量％を
   含むことを特徴とする流動性歴青顆粒。
2. 【請求項２】 請求項１記載の流動性歴青顆粒の製造方
   法において、常用の噴霧混合機で熱い、液状の歴青を噴
   霧し同時に冷気流を介して潤滑および離型剤を該噴霧混
   合機に装入することを特徴とする流動性歴青顆粒の製造
   方法。