JPS6328656B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は粒状硝酸アンモニウム（以下粒状硝安
と称す）の固結防止方法に関する。更に詳しくは
炭素数６〜20のアルキルアミンと炭素数６〜20の
高級脂肪酸と融点20℃以下で沸点150℃以上の炭
化水素油とを、該アルキルアミンと該高級脂肪酸
のモル比を0.8〜1.5：１および該炭化水素油の含
量を30〜50重量％の割合に混合し、該混合物をそ
の融点以上で120℃以下に加熱して生成する溶融
液を粒状硝安に噴霧添加することからなる粒状硝
安の固結防止方法に関する。 周知のように硝安は吸湿性の無機塩であり、し
かも32.2℃に体積変化を伴なう相転移があ
るために堆積中に固結し易く、これを防止するこ
とは当業者にとつて多年の課題であつた。 これまで固結防止方法として多くの提案がなさ
れてきており、次のように分類することができ
る。 (1) 硝安自体の物性に関するもの ａ 製造工程において相転移を履歴させるか又は
乾操促進剤を添加することにより可能な限り含
水率を低下させる。 ｂ 相転移を消滅させるか又は高温側に移
行させる。例えば亜硝酸カリ、ホウ酸―リン安
―硫安等の添加 ｃ 硝安の粒子形状・表面平滑性・粒度分布を調
整して粒間の接触面積を小さくする。 (2) 各種の添加剤によるもの ａ 結晶癖転換剤 例えば界面活性剤、染料等 ｂ 表面疎水化剤 例えばワツクス等 ｃ 吸湿剤・脱水剤 例えばシリカゲル硫酸亜鉛アンモニウム等 ｄ 粒子間緩衝材 例えばケイソウ土等 (3) 包装材料・方法に関するもの 低透湿性材料 (4) 貯蔵方法・堆積方法に関するもの 倉庫の調温調湿 これらの方法は各々ある程度の効果を有するも
のであるが、未だ十分とは言えない。それは次の
原因によるものである。 (1) 一定の効果を発揮するのに添加量を多く要す
るものがあり、これは硝安の用途によつては好
ましくない。例えば硝安油剤爆薬（ANFO）
用のポーラス硝安ではANFOの爆発性能に影
響しない程度の添加量でなければならない。 (2) 硝安への付着性に乏しく製造工程中で剥離す
るために歩留りが悪い。 (3) 添加工程で粉塵が著しく、作業環境上好まし
くない。 本発明者らは上記の諸問題を解決するため、最
も効率的でかつ経済的な粒状硝安の固結防止方法
について鋭意検討を進めて来た結果、本発明に到
達したものである。即ち粒状硝安への固結防止剤
の効率的な添加方法である噴霧添加方法における
粒子表面への固結防止剤の付着性に関して検討を
進めて来た結果、粒子表面への付着強度および表
面上での展延性のすぐれた固結防止剤として炭素
数６〜20のアルキルアミンと炭素数６〜20の高級
脂肪酸と融点20℃以下、沸点150℃以上の炭化水
素油とを組合せたものが著しい効果を有すること
を見い出したのである。以下、これらの効果につ
いて詳細に記述する。 本発明者らは硝安表面への各種物質の付着強度
を次の方法により測定した。試薬特級品の硝安を
磁製皿中で加熱融解した後、放冷することにより
表面の平滑な硝安板を得た。この硝安板（室温）
上に第１表の物質の融液をガラス管から滴下し、
融液が十分に冷却固化した後にせん断方向の剥離
に要する荷重を測定した。 結果を第１表に示す。

【表】 第１表に示したごとく、パルミチン酸とオクタ
デシルアミンの１：１混合物は全く付着せず硝安
板を傾けるだけで剥離したのに比し、これに流動
パラフインを添加したものは明らかに付着強度が
増大しており、流動パラフインの付着力向上への
寄与を示している。 工業規模で生産される粒状硝安の表面は、製造
工程において水分の蒸発、熱履歴によるクラツク
生成などにより平滑でない。従つて上記の測定法
によつて付着強度が弱くても、凹凸面において機
械的に付着することはありうるのであるが、それ
以降の輸送過程、篩分過程において容易に剥離し
て製品としての歩留りが悪いのである。 更に本発明の固結防止剤について検討を進めた
結果、この固結防止剤は粒状硝安表面において展
延効果があることが明らかとなつた。即ち流動パ
ラフインを含有しない場合は硝安表面に落下した
液滴はその場所で直ちに固化するのに比し、流動
パラフインを含有する場合は硝安表面で薄膜状に
展延した後に固化し、その程度は流動パラフイン
含有量が多いほど大きい。これは第１図および第
２図の顕微鏡写真の比較により明白となるであろ
う。この写真はオクタデシルアミンとパルミチン
酸の等モル混合物に流動パラフインを添加しない
場合（第１図）と、50重量％添加した場合（第２
図）の溶融液（80℃）を粒状硝安に噴霧添加した
ものの顕微鏡写真であり、マーカーとしてこの融
液にブロムフエノールブルーを0.1重量％溶解し
て着色した。この展延効果は流動パラフインを添
加することによつて融液の凝固点が低下すること
に起因するが、本発明者らの測定によれば、第２
表のように流動パラフインの増量と共に凝固点は
低下する。

【表】 以上の実験結果から流動パラフインの添加の効
果は単に希釈剤・増量剤としての役割のみでな
く、粒状硝安に噴霧添加する場合は、付着強度発
現および展延剤としての効果をも有するというこ
とが明白となり、これらの知見に基づいて本発明
が完成されたものである。 即ち、本発明はアルキルアミンと高級脂肪酸と
炭化水素油とを特定の組成および温度で処理した
混合物を粒状硝安に噴霧添加することからなる粒
状硝安の固結防止方法である。 本発明に使用される粒状硝安は硝安の熱濃厚水
溶液を適当な孔径のノズルより噴霧冷却法により
製造される直径0.4〜2.4mmで含水率0.3％以下の粒
状硝安が望ましい。又粒状硝安の乾燥工程におい
て、アルキルアミン塩などを添加したものは一層
好適である。 本発明に使用されるアルキルアミンとしては炭
素数が６〜20、特に14〜18の第１級モノアミン又
はジアミンが好ましい。炭素数が６より少ないも
のは融点が低すぎて適当ではなく又20より多いも
のは高価であり不経済である。 高級脂肪酸としては炭素数が６〜20、特に14〜
18のものが好ましく、６より少ないものは融点が
低すぎて好ましくなく、又20より多い場合は高価
であるので好ましくない。 炭化水素油とては融点が20℃以下、沸点が150
℃以上のものが好ましく、例えば流動パラフイ
ン、スピンドル油、冷凍油などが適する。融点が
20℃より高いものは、添加後に固化する傾向があ
る展延性が悪くなるので好ましくなく、また沸点
が150℃より低いものは噴霧工程、乾燥工程その
他により揮散損失があるので好ましくない。 本発明におけるアルキルアミンと高級脂肪酸と
の最適な混合比はモル比0.7〜５：１、好ましく
は0.8〜1.5：１の範囲内である。アルキルアミ
ン／高級脂肪酸のモル比が0.7より小さい場合は
高級脂肪酸がアミンの中和等量以上多く存在し、
アミンが希釈されすぎるので好ましくなく、また
同モル比が５より大きい場合は経済性が悪くなる
ので好ましくない。 アルキルアミンと高級脂肪酸の合計の含量は90
〜40重量％、好ましくは70〜50重量％である。こ
の含量が90重量％より多い場合は、炭化水素油の
添加量が少なくなり付着強度および展延性の効果
が小さくなり、又含量が40重量％より少い場合は
付着強度が弱くなるので好ましくない。 炭化水素油の含量は10〜60重量％、好ましくは
30〜50重量％である。炭化水素油の含量が10重量
％より少ない場合は、付着強度および展延性の効
果がなく、又60重量％より多い場合はアミンおよ
び酸が希釈されすぎて付着強度が弱くなり好まし
くない。 上記組成の三成分系混合物はその融点以上で
120℃以下、好ましくは80〜95℃で溶融し噴霧添
加される。この際アルキルアミンと高級脂肪酸と
は中和反応を生起する。120℃より高温加熱する
と縮合反応が生起し、生成物は陽イオン活性を失
なうので好ましくない。本発明者らの実験による
と、第３表に示すように、120℃より高温の加熱
によつて急速に失活していくことが明らかであ
る。なお第３表中t3／４とは、加熱前の陽イオン
活性が加熱後に3/4まで減少するのに要する時間
を表わす。陽イオン活性の測定法は、陽イオン活
性剤と色素との錯塩を有機溶媒で抽出し比色定量
する方法で行つた（〓界面活性剤便覧〓産業図書
(株)（1960）834頁）。

【表】 固結防止剤の粒状硝安に対する添加量は0.05〜
0.15重量％が好ましく、これ以上の添加は硝安の
純度を低下させ、またANFOの性能に影響する
ので好ましくない。 本発明における噴霧添加のための噴霧装置は液
滴が微細に噴霧され、かつ所望の温度に制御され
るならば特に限定されないが、予熱された空気を
使用する二流体ノズル形式のものが望ましい。噴
霧ノズルから粒状硝安までの距離は、融液組成と
噴霧状況とに依存するが、余り長距離の場合は液
滴が硝安と接する以前に固化することがあるの
で、実装置に適した距離を選定する必要がある。
通常の場合は10〜30cm程度である。 噴霧のための硝安の混合機は硝安を破壊しない
でかつ十分に混合されるものであれば特に限定さ
れず、皿形あるいはドラム形などの混合機が使用
される。硝安の温度は室温から90℃程度まで適当
に選定してよい。本発明の固結防止剤は室温の硝
安を使用して付着率が優れていることが特徴であ
る。 以上のように本発明はアルキルアミンと高級脂
肪酸と炭化水素油とからなる固結防止剤を使用
し、陽イオン活性を損なわない条件下で融液にし
て噴霧添加して固結を防止する方法であり粒状硝
安への付着強度および粒子表面上の展延性に優
れ、このことによつて固結防止に著しく優れた効
果を有するのである。 以下に実施例にて詳細に説明する。なお実施例
中に示した付着率は噴霧添加後の試料10g中の陽
イオン活性剤量を比色法により定量し、噴霧添加
した陽イオン活性剤量に対する百分率として表示
した。 また、固結試験法はステンレス製の円筒（直径
50mm、高さ75mm）に試料70gを仕込み４Kgの鉛棒
で荷重を与え、全体をポリエチレン袋に入れて熱
風式恒温槽で40℃３時間室温５時間の温度サイ
クルを３回与えた。円筒からとり出した試料につ
き油圧式強度試験機にて圧壊荷重を測定した。 実施例１および参考例１ オクタテデシルアミンを主体とするアルキルア
ミン（オクタデシルアミン66％、ヘキサデシルア
ミン30％、テトラデシルアミン４％）とパルミチ
ン酸を主体とする高級脂肪酸（パルミチン酸70
％、ステアリン酸28％、ミリスチン酸１％、オレ
イン酸１％）との等量混合物に流動パラフインを
30重量％添加し、80℃で加熱溶融させた。この融
液3.0gを、皿形混合機（11rpm）中の８メツシユ
篩下20メツシユ篩上の粘度を有し含水率0.1％以
下の粒状硝安２Kgに噴霧添加した。噴霧ノズルと
粒状硝安の距離は15cmであつた。噴霧添加後篩振
とう機で５分間分級および固結防止剤の強制剥離
をした。32メツシユ篩上品について固結防止剤の
付着量の測定と固結試験を行なつた。 参考例として流動パラフインを添加しない場合
について同様に処理した。 結果を第４表に示す。流動パラフイン添加によ
り、付着性および固着防止に著しい効果があるこ
とが明白である。

【表】 実施例２および参考例２，３，６，７ 実施例１におけるアルキルアミンと高級脂肪酸
との混合比を変化させた以外は実施例１と同様に
処理した試料について固結試験をした結果を第５
表に示す。参考例として固結防止剤を全く添加し
ない試料の結果についても記載した。

【表】 実施例６，７および参考例４，５，８ 実施例１において流動パラフインの含量を変化
させた以外は実施例１と同様に処理した試料につ
いて固結試験をした結果を第６表に示す。流動パ
ラフインの含量が著しい影響を与えることが明白
である。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図はオクタデシルアミンとパルミチン酸の
等モル混合物の溶融液（比較例）を、第２図はこ
れにさらに50重量％の流動パラフインを添加した
溶融液（本発明）を、それぞれ粒状硝安に噴霧添
加した場合の顕微鏡写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭素数６〜20のアルキルアミンと炭素数６〜
   20の高級脂肪酸と融点20℃以下で沸点150℃以上
   の炭化水素油とを、該アルキルアミンと該高級脂
   肪酸のモル比を0.8〜1.5：１、および該炭化水素
   油の含量を30〜50重量％の割合に混合し、該混合
   物をその融点以上ないし120℃以下に加熱して生
   成する溶融液を粒状硝酸アンモニウムに噴霧添加
   することを特徴とする粒状硝酸アンモニウムの固
   結防止方法。 ２ アルキルアミンの炭素数が14〜18であり、こ
   れらのアルキルアミンの一種又は二種以上を添加
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３ 高級脂肪酸の炭素数が14〜18であり、これら
   の高級脂肪酸の一種又は二種以上を添加すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 炭化水素油が流動パラフインである特許請求
   の範囲第１項記載の方法。