(57)【要約】本発明は、流動性固体が導管を通過するにつれて流動性固体によって発生される静電荷を測定する装置及び方法に関する。流動性固体（例えば、メタロセン触媒）を導管を通して、粉末が導管壁に抵抗して移動するにつれて、粉末が摩擦電気作用により静電荷を発生するようにして運ぶ。次いで、固体上の静電荷をファラデードラム又はケージのような静電荷測定装置を使用して測定する。
2005514581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記：
（ａ）流動性固体サンプルレセプタクル；
（ｂ）静電荷測定装置；及び
（ｃ）流動性固体をレセプタクルから静電荷測定装置に運ぶための導管
を含む流動性固体上の静電荷を測定する装置。
【請求項２】
導管が、流動性固体を導管を通して運ぶにつれて流動性固体における静電荷の発生を誘起する程の長さである請求項１記載の装置。
【請求項３】
更に、加圧されたガスを導管中に導入して流動性固体を導管を通して運んで静電荷測定装置の中に入れるガス送出システムを含む請求項１記載の装置。
【請求項４】
静電荷測定装置がファラデードラムを含む請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記導管が接地される請求項１記載の装置。
【請求項６】
ファラデードラムが、下記：
（ａ）外部ドラム；
（ｂ）内部ドラム；
（ｃ）内部ドラムと外部ドラムとの間の絶縁層；及び
（ｄ）該内部ドラムに接続される電流測定装置
を含む請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記電流測定装置が電位計である請求項５記載の装置。
【請求項８】
流動性固体を導管を通して運ぶ時に流動性固体によって発生される静電荷を測定する方法であって、下記：
（ａ）流動性固体を導管の一端に導入し；
（ｂ）流動性固体を導管を通して流動性固体上に静電荷を発生させる程の速度で運び；
（ｃ）流動性固体が導管を出ると流動性固体を静電荷測定装置内に捕集し；及び
（ｄ）流動性固体上の静電荷を測定する
ことを含む方法。
【請求項９】
更に、加圧されたガスを導管中に導入して流動性固体を導管を通して運ぶ工程を含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
流動性固体の静電荷をファラデードラムによって測定する請求項８記載の方法。
【請求項１１】
加圧されたガスが窒素である請求項９記載の方法。
【請求項１２】
流動性固体がメタロセン触媒である請求項８記載の方法。
【請求項１３】
流動性固体が二種以上の流動性固体の混合物を含み、各々の流動性固体は、異なる摩擦電気作用を導管に及ぼす請求項８記載の方法。
【請求項１４】
導管を接地させる請求項８記載の方法。
【請求項１５】
流動性粉末が導管を通過するにつれて発生される静電荷を制御する方法であって、流動性粉末を、導管を通過する時に反対の電荷を発生させる第二の不活性流動性粉末と混合することを含む方法。
【請求項１６】
第一の流動性粉末がオレフィン重合触媒である請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
オレフィン重合触媒がメタロセン触媒である請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
第二の不活性流動性粉末を、アルミナ及びカーボンブラックを含む群から選ぶ請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
発明は、流動性固体が導管を通過するにつれて流動性固体によって発生される静電荷を測定する装置に関する。その装置は、流動性固体のサンプルを受けるレセプタクル、流動性固体を運ぶ導管及び流動性固体が導管を出ると流動性固体の静電荷を測定する装置を含む。また、流動性固体の静電荷を測定する方法も提供する。
【０００２】
従来技術
産業において共通する問題は、流動性固体の加工及び取り扱いであった。それらの表面積対質量比が高いこと及びその他の要因により、流動性固体は、静電荷を発生させる傾向を有し、特に流動性固体をパイプ又はその他の導管を通して運ぶ時に静電荷を発生させる傾向を有する。静電荷は、流動性固体を接触表面上に集まらせる。この現象は、流動性固体の運搬の効率及び正確性を低減させる。時折、電荷は、自然発生的な放電が起き得る程度に発達し得る。放電は、ヒトに危害を与えるに至るだけでなく、装置及び貯蔵容器を損傷するに至り得る。発生される電荷の性質だけでなく、静電荷を発生させる流動性固体の傾向をテストすると、流動性固体の運搬を、静電荷を発生させることなく向上させるシステムを開発するに至ることができる。
【０００３】
流動性固体を導管を通して運ぶ時に静電荷が発生する主要な原因は、摩擦電気作用として知られる物理的プロセスによる異種物質の摩擦接触である。流動性粉末が導管を通過するにつれて、静電荷が流動性固体と導管の壁との間の摩擦接触によって発生される。摩擦接触は、導管の壁から流動性固体への又は流動性固体からの電荷の流れを引き起こす。
【０００４】
静電荷は、また、オレフィン重合プロセスにおいても問題を提起する。流動床重合反応装置では、静電荷がしばしば成長中のポリマー粒子と反応装置の金属壁との間の摩擦接触の結果発生することが良く知られている。静電荷は、また、乾燥触媒粒子が反応装置の中に注入される時にも粒子上に発生する。触媒は、触媒を小さなステンレススチールチューブを通して反応装置の中に運ぶのに窒素又はその他の不活性ガスを使用して注入されるのが普通である。触媒がチューブを通過するにつれて、触媒とチューブの壁との間の摩擦が触媒上に電荷を発生し、これは、次いで流動床上の静電荷に影響を及ぼす。
【０００５】
流動床反応装置内の静電荷は、シーティングとして知られる現象の原因になることが知られている。「シーティング」とは、融解された触媒及び樹脂粒子が反応装置の壁に付着することを意味する。シートは、終局的に壁から外れ、シートが十分に大きければ、それらは反応装置閉塞を生じ得る。溶融ポリマーのシートが反応装置壁上、通常反応装置の膨張セクション又は「ドーム」で形成し、反応装置の壁に沿って流れて反応装置の底部に集積する時に、「垂れ落ち（ｄｒｏｏｌｉｎｇ）」又はドームシーティングと呼ばれる関連する現象が起きる。これは、反応装置内の分配板の閉塞及び流動化の低下を生じ得る。
【０００６】
樹脂粒子が注入する間に発生させる電荷のサイズ及び極性を知ることによって、シーティングが生じる前に電荷を中和する工程を取ることができる。電荷を制御する一つの方法は、静的制御剤を使用することによるものである。これらの剤を有効量適時に加えると、シーティングを低減させるのに有効であると判明した。これより、触媒が反応装置の中に注入される時に触媒が発生させる静電荷の性質を知ることは役に立つであろう。
【０００７】
流動性固体の静電荷を測定するためのシステムがいくつか開発された。これらの内のいくつかは、流動性固体を導管又は輸送システムの中に導入する前に、流動性固体それら自体をテストすることを伴う。そのようなシステムの内の一つは、Ｒｕｃｋｄｅｓｃｈｅｌ等、Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ；Ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌ  Ａｓｐｅｃｔｓ，２５  Ｊｏｌ．Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓ．４４１５（１９７５）に記載されている。この論文では、著者等は、流動性固体のサンプルを円筒形ファラデーケージの中に入れた。次いで、ケージが回転され、流動性固体がケージの内部で回転するにつれて流動性固体によって発生される電荷が測定された。別の方法は、ポリマーのサンプルを空気ガンで、ポリマーが金属板にぶつかりながら焼成することを伴うものであった。ヤマモト、Ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｂｙ  Ｉｎｐｕｔ，３  Ｐａｒｔ．  Ｃｈａｒａｃｔ．１１７−１２１（１９８６）。偏向させられたポリマーはファラデードラムにおいて捕獲され、粒子上の電荷が測定された。これらのシステムの内で、流動性固体が導管を通して運ばれる時に流動性固体が実際に遭遇する環境を複製するものはない。
【０００８】
流動性固体の静電荷の研究は、可動部を使用することを伴う装置を用いて実施されてきた。例えば、米国特許第２，４２１，４３０号；同第３，２２５，２９９号；同第３，４０６，３４４号；同第３，５４４，８８９号；同第３，７２７，１２５号；及び同第３，９４３，４３７号を参照。Ｐｅｔｅｒｓｏｎ，Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｎｏｎｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔａｌ，２５  Ｊｏｌ．Ａｐｐ．  Ｐｈｙｓ．９０７−９１５（１９５４）。Ｃｈｕｂｂ等、”Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ  Ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｄｅｃａｙ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ”，５０  Ｊｏｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｓ  ２７３（１９９３）。
【０００９】
同様に、複雑な検出器又は輸送機構を用いて流動性固体の静電荷を測定するための研究が行われてきた。これらは、流動性固体上の電荷の写真像を使用することを含む、Ｋｕｎｋｅｌ，Ｔｈｅ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｄｕｓｔ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｏｎ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｉｎｔｏ  ａ  Ｃｌｏｕｄ，１２１  Ｊｏｌ．Ａｐｐ．  Ｐｈｙｓ．８２０−８３２（１９８８）。
【００１０】
一層簡単な装置を開発しようとする努力がなされてきたが、努力は、流動性固体が導管を通って移動するにつれて、流動性固体上に発生される静電荷を測定するものではない。今日までの研究は、バイパス管路の使用、米国特許第４，３０９，６６１号；流動性固体と静電プローブとの間に置かれた偏向金属スクリーンの使用、米国特許第５，５４１，５１８号を参照；及び遂行されるチューブそれ自体上の静電荷を測定することによることに関係するものであった。その他の装置は、輸送流中の固形分密度のようなその他のパラメーターを求めるのに静電荷を使用することを指向する。例えば、米国特許第４，０６３，１５３号；同第４，０７４，１８４号；同第４，２９１，２７３号；同第４，０８２，９９４号；同第４，６１９，１４５号；同第４，７１４，８９０号；同第４，９０４，９９４号；同第４，６０７，２２８号；及び同第５，０２２，２７４号を参照。
【００１１】
担持された触媒のような流動性固体が導管を通過するにつれて発生させる静電荷を直接測定することができる簡単な装置についての要求が依然存在する。
【００１２】
発明の開示
本発明の装置は、流動性固体サンプルを受けるためのレセプタクル、流動性固体を運ぶための導管及び流動性固体が導管を出ると流動性固体の静電荷を測定するための装置を含む。加えて、加圧ガス送出システムを使用して流動性固体を導管を通して運ぶのを助成し、それにより実際の商業条件をシミュレートすることができる。
【００１３】
好ましい具体例の説明
実施において、テストすべき流動性固体のサンプルを導管の一端にあるレセプタクルに入れる。次いで、流動性固体を、静電荷が流動性固体上で発生するようにして導管を通して運ぶ。これは、不活性な加圧ガスを使用して流動性固体を導管を通して運ぶことを伴うのが普通である。導管は、流動性固体上で静電荷を発生発生するのを助成する程の長さ及び直径にすべきである。加えて、導管は、成形する導管と同じ材料で構築すべきである。流動性固体は、それが導管を出ると、流動性固体上の静電荷を測定することができる装置に入る。好適な装置は、下記に記載するタイプのファラデードラムである。
【００１４】
ファラデードラムは、英国の物理学者及び化学者であるＭｉｃｈａｅｌ  Ｆａｒａｄａｙ（１７９１〜１８６７）の名を採って命名された基本的な測定技術の適用を表わすものである。システムは、変位電流の原理で作動する。ファラデーシステムの内部ドラムは低抵抗電流測定装置を通して地面に接続されることから、内部ドラム上の電圧はゼロでなければならない。荷電された流動性固体がファラデードラムに入る時に、電荷は、総括システム電圧をゼロに保つことが要求される通りに、ファラデードラムから電流測定装置を通して地面に移動させられる。地面に移動させられる電荷の量は、樹脂及び触媒粒子によってドラムに入る電荷に等しくかつ反対である。電流を記録しかつ粒子をシステムに導入する期間にわたって積算して電荷の定量的な測定値をもたらす。
【００１５】
実施において、行なう実際の測定は、地面からドラムに流れる電流であり、これは、ドラムから地面に流れる電流と符号が反対である。実際上、電流計を逆方向に接続させて符号反転を測定値に与える。このようにして、測定して経時的に積算した電流は、システムに入る電荷に、大きさ及び符号の両方で正確に等しい。
【００１６】
電流を測定する好適な手段は、電流計、例えばＫｅｉｔｈｌｅｙ  Ｍｏｄｅｌ  ６１０Ｃのようなものによる。これらの装置は、ファラデー技術が要求する通りの電流を測定して積算する二重の能力を備える。当業者に知られている通りの電流を測定して積算するその他の装置を採用することができる。例えば、電流を簡単な電流計（アンメーター）で測定し、読みを記録しかつ経時的にディジタル方式で積算して要求する電荷測定値をもたらすことができる。
【００１７】
また、流動性固体を接地させた導管を通して運ぶにつれて流動性固体によって発生される静電荷を求める方法も提供する。その方法は、流動性固体のサンプルを導管の一端に導入し、ポリマーサンプルを、流動性固体上に静電荷を発生させるのを促進する程の様式で導管を通して運び及び流動性固体が導管を出ると流動性固体上の静電荷を測定することを含む。その方法は、また、ガスを導管中に導入して流動性固体を導管を通して運ぶのを助成することもできる。
【００１８】
発明の装置及び方法は、流動性粉末が導管を通過する時に流動性固体によって発生されるその静電荷を測定する比較的に簡単かつ直接的な方法を提供する。この装置及び方法を使用して展開される情報を、商業システムにおける静電荷発生をモニターする手段ばかりでなく、静電荷発生を防ぐためのシステムをデザインするのに用いることができる。
【００１９】
本発明は、広く言うと、流動性固体を移送するための導管及び流動性固体上の静電荷を測定するための装置を含む。静電荷を測定するための装置を導管の一端に導管を出る流動性固体を受け入れるように位置させる。導管は、流動性固体上に静電荷を発生させるのを助成する程の長さにすべきであり、流動性固体をそのような電荷の発生を誘起する程の速度で運ぶべきである。流動性固体は、好ましくは、商業運転用に用いられるであろう速度と同じ速度で導管を通して運ぶべきである。同様に、導管の直径は、評価する商業装置と同じにすべきである。導管は、また、商業的実施において用いる導管と同じ材料で構築すべきである。
【００２０】
図１を参照すると、発明を実施するための簡単な装置を示す。その装置は、レセプタクル１１を、導管１２の一端に含む。レセプタクル１１は、導管１２と、バルブ１３によって分け、バルブ１３は、テストすべき流動性固体を速く導管１２中に流れさせないようにする。レセプタクル１１は、また、ガス送出システム１４をレセプタクル１１に接続させて流動性固体を導管を通して運ぶための加圧ガスの源を供してもよい。導管１２の末端に静電測定装置１５を配置する。静電測定装置１５は、流動性固体が導管１２を出ると流動性固体を捕獲し、次いで流動性固体上の静電荷を測定することができる。
【００２１】
導管を金属で構築するならば、導管を地面に電気接続させることが重要である。さもないと、導管を通過する固体は、導管上に静電荷を誘起させであろうし、これは測定値の歪みを生じるであろう。地面への電気接続は、接地用ワイヤ３０をワニ口クリップ３１で導管に取り付けて使用することによって行うことができる。
【００２２】
図１に示す実施態様において用いる導管は、直径０．３２ｃｍ（センチメートル）のステンレススチールチューブで、これは長さがおよそ１．１メートルである。その他のチューブ長さ及び直径は、それらが評価する流動性固体における静電荷の発生を誘起させる程である限り、用いてよい。
【００２３】
本発明を用いて評価することができる流動性固体は、下記を含み、これらに限定しない：シリカ粒子、触媒、カーボンブラック、アスベスト、ガラス、マイカ、ナイロン、金属、種々のポリマー粒子、及び糖。導管を通して運ぶ時に静電荷を発生させることができる任意の粒状物質を、本発明を用いて評価することができる。
【００２４】
図１に示す実施態様において、レセプタクル１１は、Ｔ継手であり、これをグローブバルブによって導管に取り付ける。Ｔの上端をプラグ２３で閉止する。Ｔの側脚部２４を加圧ガスの源に接続する。特定の実施態様では、Ｔをガス調節器１４に接続し、立ち代わってガス調節器１４を窒素のシリンダー２２に接続する。流動性固体を運ぶためのガスを供給するその他の手段は、当業者に容易に明らかになると思う。
【００２５】
図１に示す特定の実施態様において、静電測定装置１５は、ファラデードラムに電流計１７を接続させたものである。ファラデードラム１５は、外部遮蔽ドラム１８と、内部ドラム１９と、該内部ドラムと該外部ドラムとの間の絶縁層２０を含む。絶縁層は、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）のような非導電性材料からなるべきである。代わりに、絶縁層は、２つのドラムの間に空隙を含んでもよい。いずれにしても、２つのドラムは、互いに電気的に絶縁すべきである。内部ドラム及び外部ドラムは共に、金属のような電気導電性材料で作るべきである。好適な実施態様では、ドラムはスチール製である。
【００２６】
流動性固体受け容器２１は、内部ドラム１９の内部に配置する。流動性固体受け容器２１は、流動性固体を移送するのに使用するガスを、研究する流動性固体を実質的にすべて保持しながらベントすることができるべきである。容器２１は、流動性固体が内部ドラム１９において静電荷を誘起するのを妨げるべきでない。示す実施態様では、流動性固体受け容器２１は、薄い壁のある（およそ０．１６ｃｍ）ポリエチレンボトルからなる。ボトルの蓋３０に直径０．２５ｃｍの孔を多数開け、蓋をガラスウールで固定する。この構造は、ボトルから過剰の圧力を、流動性固体をボトル中に保持しながら逸散させることを可能にする。蓋３０の中央に０．３２ｃｍの孔を設置して導管を蓋を通過させて底部に至らせる。導管は、蓋を通って底部に、導管がボトルの底部の２．５ｃｍ内に至るような深さに延在すべきである。
【００２７】
電流計１７は、荷電された流動性固体によって内部ドラム１９内に誘起された電荷を測定するのに使用する。電流計を内部ドラムに、内部ドラム１９に接続させる第一導電性ボルト２８によって接続する。第一導電性ボルト２８は、外部遮蔽ドラム１８を通過するが、第一導電性ボルト２８は、Ｔｅｆｌｏｎのような絶縁性コーティングによって外部ドラム１８と電気的に絶縁させる。この第一導電性ボルト２８を、次いで標準の電流計１７の負の入力に接続し、内部ドラム１９を負の電極にする。第二導電性ボルト２９を外部ドラム１８に、第二導電性ボルト２９が外部ドラムを貫通するが、内部ドラムに接触しないようにして取り付ける。この第二導電性ボルト２９を、次いで上記の電流計の陽の入力に取り付け、外部ドラムを陽の電極にする。図１に示す実施態様において使用する電流計は、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  Ｍｏｄｅｌ  ６５１２内部接地式電流計であった。電流計のその他の種類及びモデルばかりでなく、電流計をファラデードラムに取り付けるその他の手段を使用することができることは当業者に容易に明らかになると思う。
【００２８】
上に注記した通りに、電流計は、荷電された流動性粉末をファラデードラムに導入することによって引き起こされる電流を測定する好適な手段であるが、電荷流を測定するその他の手段を使用することができる。例えば、電流を簡単な電流計（アンメーター）で測定し、読みを記録しかつ経時的にディジタル方式で積算して要求する電荷測定値をもたらすことができる。
【００２９】
上記した装置は、下記のようにして使用することができる。流動性固体のサンプルをレセプタクルに導入し、次いでレセプタクルをプラグで閉止する。次いで、電流計でベースライン読みを取り、記録する。次いで、ガス加圧システムを開放して加圧されたガスをレセプタクルの中に入れる。次いで、グローブバルブを開放して流動性固体を導管を通して流動性固体受け容器の中に運ぶ。流動性固体が導管を通過する結果発生する静電荷は、ファラデードラムにおいて反対の電荷を誘起し、これは、地面から、電流計を通り、ファラデードラムへの電流の流れを引き起こす。
【００３０】
発明の実施において用いるガスは、測定する流動性固体を運ぶのに用いられる通常のガスにすべきである。例えば、ある種の触媒組成物は、水分や酸素に対して感応性であり、窒素のような不活性ガスを使用することを要する。加えて、そのような物質をテストする時は、システムを低圧の不活性ガスで絶えずパージするのが望ましい。
【００３１】
発明の装置は、また、流動性固体を導管を通して運ぶ時に流動性固体によって発生される静電荷を防ぐ又は中和する際の種々の材料の有効性を評価するのにも使用することができる。
【００３２】
異なる材料が、互いにこすれ合う時に異なる電荷を発生することになることは知られている。ガラス又はナイロンのような幾種かの材料は、陽に荷電する傾向にあるのに対し、Ｔｅｆｌｏｎやポリ塩化ビニルのようなその他の材料は、負に荷電する傾向にある。材料をそれらの傾向に従ってグループ分けして陽か又は負のいずれかに荷電させることができる。このグループ分けは、Ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｅｒｉｅｓとして知られている。摩擦電気系列表（ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｓｅｒｉｅｓ）の異なる端にある材料を組み合わせ、次いでそれらを導管を通して運ぶ時に、発生される電荷は、互いをバランスさせる傾向にある。例えば、オレフィン重合触媒は、導管を通して運ぶ時に一般に負の電荷を示し、これを摩擦電気系列表の反対端にあるカーボンブラック又はアルミニウムのような材料と混合する時に、中性又はわずかに陽の電荷が測定される。このように、二種の流動性固体を適当な割合で組み合わせることによって、発生される静電荷を制御することができる。本発明は、どの組合せの材料が、導管を通して運ぶ時に本質的に中性の電荷を有することになる混合物を生じることになるかを決める簡単かつ正確な方法を提供する。
【００３３】
本出願において用いる通りのオレフィン重合触媒なる語句は、オレフィンを重合してポリオレフィンにするのに有用な触媒システムを言う。これらの例は、米国特許第４，５３０，９１４号；同第４，８７１，７０５号；同第４，９３７，２９９号；同第５，０１７，７１４号；同第５，０５５，４３８号；同第５，０９６，８６７号；同第５，１２０，８６７号；同第５，１２４，４１８号；同第５，１９８，４０１号；同第５，２１０，３５２号；同第５，２２９，４７８号；同第５，２６４，４０５号；同第５，２７８，２６４号；同第５，２７８，１１９号；同第５，３０４，６１４号；同第５，３２４，８００号；同第５，３４７，０２５号；同第５，３５０，７２３号；同第５，３８４，２９９号；同第５，３９１，７９０号；同第５，３９１，７８９号；同第５，３９９，６３６号；同第５，４０８，０１７号；同第５，４９１，２０７号；同第５，４５５，３６６号；同第５，５３４，４７３号；同第５，５３９，１２４号；同第５，５５４，７７５号；号；同第５，６２１，１２６号；同第５，６８４，０９８号；同第５，６９３，７３０号；同第５，６９８，６３４号；同第５，７１０，２９７号；同第５，７１２，３５４号；同第５，７１４，４２７号；同第５，７１４，５５５号；同第５，７２８，６４１号；同第５，７２８，８３９号；同第５，７５３，５７７号；同第５，７６７，２０９号；同第５，７７０，７５３号；及び同第５，７７０，６６４号に記載されているようなメタロセン触媒システムの他に、米国特許第４，５３２，２１１号に記載されているようなクロムベースの触媒；米国特許第４，８０３，２５７号及び同第５，３９１，６５７号に記載されているような従来のチーグラー−ナッタ触媒システムを含む。
【００３４】
材料を組み合わせる際に、加える流動性固体は、それが第一材料の使用効果に悪影響を与えないようにすべきである。例えば、触媒に加えるいずれの材料も触媒の触媒能力に悪影響を与えるべきでない。カーボンブラックやアルミナのような不活性な流動性固体は、当業者に良く知られている。
【００３５】
この現象の特に有用な用途の一つは、オレフィン重合、特に流動床オレフィン重合の分野におけるものである。上に注記した通りに、流動床反応装置における静電荷の発生は、シーティングに至り得、これは、立ち代わって反応装置効率に負の影響を与える。この現象の原因になると思われる特徴の内の一つは、触媒を反応装置の中に注入する時に触媒に誘起される静電荷である。例えば、メタロセン触媒を流動床反応装置の中に注入する時に、メタロセン触媒は、負の電荷を発生する。
【００３６】
触媒を摩擦電気系列表の異なる場所にある材料と組み合わせることによって、触媒上に発生する電荷を低減させ、かつ逆転させる場合がいくつかあることが観測された。例えば、メタロセン触媒をアルミナ又はカーボンブラックのような陽電荷誘起性材料と組み合わせる時に、触媒を導管を通して運ぶ時に誘起される電荷は、触媒単独を導管を通して運ぶ時に比べて相当に低かった。本発明の装置を使用することによって、アルミナ又は総括の電荷をゼロにもたらすのに必要とされるその他の陽電荷誘起性材料の精確な割合を求めることができる。
【００３７】
別の用途は、流動性固体を運ぶためのシステムのデザインにおけるものである。導管構造やガス流量のような異なる条件をテストしてどの条件が、粉末を、システムが所望の規格値を満足するのを確実にしながら、最も少ない静電荷で生じることになるかを求めることができる。
【００３８】
例
流動性固体をチューブを通して運ぶ時に流動性固体が発生する静電荷のサイズ及び性質を評価するのに一連の実験をランした。各々の例において、流動性固体のサンプルを上記したのと同様なチャンバー又はレセプタクルの中に導入した。次いで、レセプタクルを窒素で加圧した。レセプタクルの底部にあるバルブを開放した時に、流動性固体が次いで導管を通ってファラデードラムの中に押し進められ、そこで流動性固体によって誘起された電荷を測定した。
【００３９】
例１
商用グレードのシリカであるＣｒｏｓｆｉｅｌｄ製のＥＳ−７０を上記した装置においてテストした。シリカを窒素雰囲気下で７００℃に４時間加熱することによって脱水した。次いで、シリカをレセプタクルの中に装填し、レセプタクルをゴム隔膜でシールした。次いで、レセプタクルに窒素１３８キロパスカルを装填した。レセプタクルの底部にあるバルブをおよそ０．５秒間開放し、シリカを１．１メートル、直径０．３ｃｍのステンレススチールチューブを通過させた。次いで、シリカ上に発生された電荷を上記した通りにして測定した。次いで、レセプタクルに窒素を再装填し、プロセスをレセプタクルが空になるまで１５回繰り返した。シリカ上に発生された電荷をナノクーロンで測定し、次いで、レセプタクルの中に導入したシリカの量で割ってシリカ１ミリグラム当たりのナノクーロン（ηＣ／ｍｇ）で表わす読みを生じた。結果を図２に示す。測定された静電荷は、窒素パルス毎に増大し、漸近限界であって、それを超えて静電荷のそれ以上の増大が存在しないものに達するまで増大した。窒素１５パルス後に測定された全静電荷は、−３．７ηＣ／ｍｇであった。
【００４０】
例２
例２では、例１と同じ条件を用いたが、窒素圧を２０７キロパスカルに増大させた。図２は、導管を通す窒素の各々のパルスから測定された静電荷を示す。測定された静電荷は、窒素パルス毎に増大し、漸近限界であって、それを超えて静電荷のそれ以上の増大が存在しないものに達するまで増大した。窒素６パルス後に測定された全静電荷は、−８．６ηＣ／ｍｇであった。例１に比べて電荷の大きさが一層大きいのは、窒素圧が一層高いことから生じた運搬速度が一層速くなったことの作用を立証する。
【００４１】
例３及び４
例３では、例１及び２で使用した同じタイプのシリカのサンプルを窒素圧２０６．８４キロパスカル下で直径０．３ｃｍのチューブを通して注入した。窒素パルスを２０回繰り返し、更なる触媒を加えなかった。
【００４２】
例４では、例３と同じ条件を採用したが、直径０．６ｃｍのステンレススチール導管を使用した。
【００４３】
図３は、直径が異なる導管を使用する時にシリカ上に発生される電荷の比較を示す。
【００４４】
例５及び６
これらの例では、上で使用したシリカを０．３ｃｍのステンレススチール導管を通して注入し（例５）及び０．３ｃｍの高密度ポリエチレン導管を通して注入した（例６）。両方の例において、窒素圧は２０７キロパスカルであった。
【００４５】
図４は、例６について２０パルス後の静電荷発生及び例５について６パルス後の静電荷発生を報告する。
【００４６】
例７及び８
例７では、上に記載したシリカのサンプルを６９キロパスカル窒素で１．１メートル、直径０．３ｃｍのステンレススチール導管を通して注入した。第一パルスについての電荷測定を記録した。これをシリカの１０ロードについて繰り返した。
【００４７】
例８では、上記の実験を繰り返しが、Ｄａｖｉｄｓｏｎ  ９５５−６００シリカを使用した。シリカを窒素雰囲気下で６００℃に加熱することによって脱水した。
【００４８】
各々のサンプルについてシリカによって発生される静電荷を図５に報告する。
【００４９】
例９
本例では、シリカ担持される触媒によって発生される静電荷を、同じ触媒にアルミナ２重量％を混合したものと比較した。
【００５０】
初めに、乾燥触媒のサンプルを上に記載した通りにして装置の中に充填した。２０７キロパスカルの窒素の挿入を使用して触媒を１．１メートル、直径０．３ｃｍのステンレススチール導管を通して運んだ。このプロセスを、測定される静電荷のそれ以上の増大が存在しなくなるまで１６回繰り返した。
【００５１】
次に、同じ触媒にアルミナ２重量％を混合したものの一部を同じ条件下で導管を通して運んだが、窒素２０パルスを使用した。各々のパルスの後に測定された静電荷を図６に記録する。
【００５２】
上記の例から分かる通りに、本発明の装置は、種々の流れ条件下で流動性固体によって発生される静電荷を測定するのに有用である。発明の装置及び方法のその他の用途は、当業者に明らかになると思う。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の静電装入装置の線図である。
【図２】
シリカのサンプルをスチール導管を１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）及び２０７ｋＰａ（３０ｐｓｉ）で通して運ぶ時に発生される静電荷のプロットである。
【図３】
シリカのサンプルを直径の異なるスチール導管を２０７ｋＰａで通して運んだ時に発生される静電荷のプロットである。
【図４】
シリカのサンプルをスチール導管及び高密度ポリエチレン導管を２０７ｋＰａで通して運んだ時に発生される静電荷のプロットである。
【図５】
シリカの２つの異なるサンプルをスチール導管を６９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）で通して運んだ時に発生される静電荷のプロットである。
【図６】
シリカ担持されるメタロセン触媒単独により及び触媒にアルミナを混合し、次いでステンレススチール導管を２０７ｋＰａで通して運んだ時に発生される電荷のプロットである。
【符号の説明】
１１  レセプタクル
１２  導管
１４  ガス調節器
１５  静電測定装置
１７  電流計
１８  外部遮蔽ドラム
１９  内部ドラム
２０  絶縁層
２１  流動性固体受け容器
２３  プラグ
２８  第一導電性ボルト
２９  第二導電性ボルト
３０  蓋
【図１】
2005514581.tif 000003
【図２】
2005514581.tif 000004
【図３】
2005514581.tif 000005
【図４】
2005514581.tif 000006
【図５】
2005514581.tif 000007
【図６】
2005514581.tif 000008
【国際調査報告】
2005514581.tif 000009
2005514581.tif 000010
2005514581.tif 000011