(57)【要約】本発明は、粒子径分布が狭いフェノチアジン顆粒の製造法に関するものである。少なくとも９８％純粋な液体形態のフェノチアジンを、穴を開けた装置を通して圧迫し、該液体フェノチアジンにある周波数を作用させる。穴を通して排出される液体フェノチアジンは、温度−１９６℃〜＋１２０℃の冷却媒体に入る。こうして製造された液体フェノチアジンの滴は融点未満の温度に調節され、所望により別の後冷却区域で凝固される。所望により、こうして形成された微小粒子または粗い粒子は、続いて適当な方法により除去することができる。得られるフェノチアジン顆粒のかさ密度は特に７２０〜７８０ｋｇ／ｍ３である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子径分布が狭いフェノチアジン顆粒の製造法であって、純度が少なくとも９８％である液体形態のフェノチアジンを、穴を備えた手段を強制的に通し、液体フェノチアジンに振動を作用させ、穴から出る液体フェノチアジンを温度−１９６〜＋１２０℃の冷却媒体中に入れ、この様にして製造された液体フェノチアジンの滴を融点未満の温度に調節し、前記滴を、必要であれば、下流にある冷却区域でさらに凝固させることを特徴とする方法。
【請求項２】
穴を備えた手段がダイプレートである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
冷却媒体の温度が−４０〜＋１００℃である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
使用する冷却媒体が窒素または空気である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
使用する冷却媒体が、温度が−４０〜＋１００℃である冷却された空気または冷却された不活性ガスである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
製造されるフェノチアジン顆粒の粒子径分布が３００〜３０００μｍであり、その体積画分が総体積に対して少なくとも９０％である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
３００μｍ未満の粒子を有する微小粒子画分が３％未満、特に２％未満、である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
微小粒子の画分または粗い粒子の画分がすべて適当な方法により除去される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
得られるフェノチアジン顆粒のかさ密度が７２０〜７８０ｋｇ／ｍ３である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
１０００〜１４００μｍの粒子径画分を有するフェノチアジン顆粒のアクリル酸中への溶解速度が、濃度１．５％に達するまで、５〜１４分間である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法により得られる、狭い粒子径分布を有するフェノチアジン顆粒。
【請求項１２】
請求項１１に記載の狭い粒子径分布を有するフェノチアジン顆粒の、オイルおよび潤滑剤における添加剤として、重合抑制剤または安定剤として、または農業における農薬としての使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、溶解性および取扱特性を改良したフェノチアジン顆粒の製造法に関するものである。
【０００２】
フェノチアジン（２，３，５，６−ジベンゾ−１，４−トリアジン、ＣＡＳＮｏ．９２−８４−２）は、チアジン染料および硫黄染料用の出発材料、薬品製造用の中間体であり、さらに潤滑油およびエンジンオイル用の酸化防止剤として、駆虫剤（獣医学分野における）として、果実、野菜、穀類および綿の害虫に対する薬剤として、およびエチレン系不飽和カルボン酸用の重合抑制剤（Ｕｌｌｍａｎｎ， ＸＸ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｖｏｌ． １８， ２５９頁以降、Ｒｏｅｍｐｐｓ Ｃｈｅｍｉｅ−Ｌｅｘｉｋｏｎ， ８ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ， ３１３３頁）として最も大量に使用されている。
【０００３】
フェノチアジンは、ジフェニルアミンおよび硫黄を触媒の存在下で反応させることにより、工業規模で製造される。そこから形成される硫化水素は水酸化ナトリウム溶液と結合し、硫化水素化ナトリウムを形成する。次いで、形成された粗製フェノチアジンを適当な生成方法、例えば減圧蒸留または蒸気蒸留、により精製する。純粋なフェノチアジンの融点は１８５．５〜１８５．９℃であり、大気圧における沸点は３７１℃である。
【０００４】
意図する用途に応じて、製造および精製の後、フェノチアジンを最終的な製造工程にかける、すなわち適当な固体形態にする。駆虫剤として使用するには、フェノチアジンは、例えば３０μｍ未満、好ましくは２０μｍ未満、の粒子径で使用する（ＡＵ−Ｂ−２５４３３１明細書）。この特許は、粗製または市販のフェノチアジンを蒸発させ、次いでそれをガス流中でガス流と十分に混合して凝縮させることによる、比表面積が２５，０００ｃｍｓ２／ｇであるフェノチアジンの製造を開示しているが、純度＞９５％で、結晶粒子の形態にあり、比表面積が少なくとも２５，０００ｃｍｓ２／ｇであるフェノチアジンが得られると言われている。 経済的な優位性から、ＡＵ−Ｂ−２５４３３１明細書には、開示されているフェノチアジン粒子の好ましい製造法として流動床の使用がさらに記載されている。その特許明細書には、流動床が、多孔質のケイ酸アルミニウムまたはアルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩または他の塩の多孔質形態からなり、そこに流動床製法によりフェノチアジンが使用されることがさらに記載されている。
【０００５】
ＵＳ−Ａ−３，２３５，４５３明細書には、フェノチアジン粒子を製造するための別の方法が開示されている。特に、予備粉砕されたフェノチアジンをハンマーミルを使用して粉砕すること、および微小粉砕機、ボールミル、エア−ジェットミルまたは湿式粉砕の使用が記載されている。
【０００６】
非常に小さな粒子径を有するフェノチアジンを製造する目的で、ＵＳ−Ａ−３，２３５，４５３明細書には、フェノチアジンを溶剤に溶解させ、固体と接触させ、次いで溶剤を除去する、改良された混合物の製造が記載されている。
【０００７】
上記の方法はすべて、粒子径が小さい程、接触する毒の作用が優れているので、（駆虫剤として使用するための）粒子径が非常に小さいフェノチアジンの製造を目的としているものである。
【０００８】
エチレン系の不飽和カルボン酸用の重合抑制剤として使用するには、フェノチアジンは固体形態で使用され、例えば工業規模の製造法におけるアクリル酸の蒸留に使用される。フェノチアジンは実質的に蒸留の残留物中にとどまる。フェノチアジンは、非常に効果的な抑制剤であるので、通常、主要な使用分野であるアクリル酸の重合で問題を引き起こす。この理由から、およびフェノチアジンの暗色のために、アクリル酸は一般的に他の抑制剤、例えば無色化合物であるヒドロキノンモノメチルエーテル、を使用して抑制する（Ｌ．Ｂ． Ｌｅｖｙ， Ｉｎｈｉｂｉｙｉｏｎ ｏｆ Ａｃｒｙｌｉｃ Ａｃｉｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｂｙ Ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ ａｎｄ ｐ−Ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｏｌ（フェノチアジンおよびｐ−メトキシフェノールによるアクリル酸重合の抑制）、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｖｏｌ． ２３， １５０５−１５１５， １９８５）。
【０００９】
計量供給の理由および簡単な取扱に関連する理由から、エチレン系不飽和カルボン酸、例えばアクリル酸、の蒸留における安定剤としてフェノチアジンを使用するには、フェノチアジン溶液の使用が非常に望ましいが、これは、フェノチアジンの通常溶剤に対する溶解性が乏しく（場合により、１０％を大幅に下回る）、対応する大型の貯蔵装置が必要になるために、不可能である。溶剤の選択は、溶剤が、アクリル酸に対して完全に不活性でなければならず、蒸留の際に、アクリル酸の純度が規格に適合しなくなる恐れがある（アクリル酸は、一般的に、不純物に対して敏感な重合製法に使用される）ので、溶剤が蒸留作用を受けてはならないことから、さらに制限される。
【００１０】
従って、数少ない例外、例えばフェノチアジンの酢酸エチル中約６％濃度溶液をアクリル酸用のショートストップ抑制剤として使用すること（これは、エチレン系不飽和カルボン酸重合用の抑制剤としてフェノチアジンを非常に急速に計量供給すること、例えば添加剤を含まないアクリル酸の初期重合または貯蔵容器の過熱および暴走反応による重合の場合における計量供給）、はあるが、フェノチアジンはエチレン系不飽和カルボン酸の工業的製造において固体形態で使用されている。
【００１１】
従来の形態は製剤であり、スケールの形態にあるフェノチアジンを使用するが、液体のフェノチアジンを、例えば蒸留による精製が完了した後、冷却したロールに塗布し、形成された固体フェノチアジンの層をスクレーパー機構を使用して掻き落とす。スケールの厚さは一定の限度内で調整でき、一般的に厚さが約０．２〜４ｍｍであり、他の２つの寸法が０．２〜２０ｍｍであるスケールまたはフレークをこの様にして製造することができる。スケール自体の製造の際、または製造に続いて製造施設中で貯蔵手段に、または消費者に輸送するための容器に搬送する際、粒子径が３００μｍ未満の微粉がさらに５％の量まで形成されるので、古典的な方法（例えば篩がけし、フェノチアジンの製造工程に循環すること）により実質的に除去しなければならない。細かいフェノチアジン粉塵は、空気中で爆発性の混合物を形成する傾向があり、この物質を取り扱う際の安全性に関わるので、細かい粉塵の含有量は低くしなければならない。
【００１２】
固体フェノチアジンに関する製造法の説明から、得られる固体粒子集合体は、粒子の粒子径分布が該限度内で比較的大きく変動するという観点から、不均質であることは明らかであり、該限度自体は単なる例として理解すべきである。さらに、製造施設内の搬送また消費者への搬送の際に、せん断安定性が乏しいために微小画分が再度形成されることがあり、この微小画分は、微粉塵に関する粉塵爆発区分が高く（空気との混合物として容易に発火する、すなわち発火スパーク並びに静電気または摩擦により供給される低い発火エネルギーで発火する）、フェノチアジンを取り扱う際に吸入する危険性が高いために、高度の安全性および労働安全性が必要である。
【００１３】
その上、エチレン系不飽和カルボン酸に対するフェノチアジンの溶解挙動は、無論、粒子径分布によって異なる。上記のことから、搬送距離または様々な機械的負荷に応じて、使用者に配達された時の溶解度が異なっていることが予想されるが、これは、作業の際、例えば溶解工程で、より大きな監視努力および時間的な余裕（ｔｉｍｅ ｂｕｆｆｅｒｓ）を持たせることが必要であり、最終的に製法の安定性が不十分であることを意味する。
【００１４】
改良され、再現性も優れた溶解挙動は、極度に小さな粒子径を有するフェノチアジンを製造し、使用することにより達成されるが、これは上記の安全性の問題を引き起こし、従って、粉塵爆発性および労働衛生上の問題に対して安全性の注意がさらに必要になり、非常に小さな粒子径を有する固体は、かさ密度が非常に低く、輸送の経済性に有害な影響を及ぼす。その上、スケールの形態にあるフェノチアジンを使用し、大型の容器、例えば内容物の重量が１メートルトンまでの大袋、で輸送する場合、材料のケーキングが観察され、材料は、時間がかかり、労働力を要する様式で、機械的方法、例えば振動、破砕または棒を使用する粉砕、を使用して、注入および計量供給できる形態にしなければならない。
【００１５】
そこで本発明の目的は、上記の欠点が無く、先行技術の製造法と比較して、粒子径分布が狭く、微粒子画分が小さく、溶解特性が一定で改良されており、かさ密度が高く、輸送特性が改良されており、さらに製造に関して経済的なフェノチアジンを与える、フェノチアジンの製造法を開発することである。
【００１６】
ここで驚くべきことに、上記の目的は、粒子径分布が狭いフェノチアジン顆粒の製造法であって、純度が少なくとも９８％である液体形態のフェノチアジンを、一様な滴を形成し易くする穴および製品に特異的な周波数の振動を備えた手段を強制的に通し、適当な様式で液体中に導入する方法により達成される。穴から出るフェノチアジンは、温度−１９６℃〜＋１２０℃の冷却媒体に入り、製造された液体フェノチアジンの滴は融点未満の温度に調節され、該滴は、必要であれば、下流にある冷却区域でさらに凝固される。
【００１７】
粒子径は様々なパラメータにより制御することができる。重要なパラメータは穴を開けたプレートの穴の直径である。本発明では、直径０．２〜１．５ｍｍ、好ましくは直径０．３〜０．９ｍｍ、特に直径０．４ｍｍ〜０．６ｍｍ、の穴を有するダイプレートが液体フェノチアジンを強制的に通すのに適当である。
【００１８】
例えばポリエチレンワックス、酸化されたポリエチレン、低分子量樹脂、アタクチックポリプロピレン、脂肪またはアルコールまたはワックス混合物の製造に使用する様な造粒装置も、上記フェノチアジン顆粒の製造に使用できる。
【００１９】
該造粒装置中で、造粒すべき、またはペレット化すべきフェノチアジンを、液体形態で、穴の開いたプレートを強制的に通し、フェノチアジンに振動を作用させる。
【００２０】
通常、作用させる共鳴周波数は１００〜１００００Ｈｚ、好ましくは２００〜５０００Ｈｚ、である。一様な滴スペクトルを達成するのに最適な周波数は、当業者は最適化実験により簡単に決定することができる。
【００２１】
この様にして形成された液滴は、冷却されたガス流（冷却媒体）中で長球形の固体粒子に凝固する。完全な、または部分的な結晶化を伴うことがあり、液滴の外側区域で最初に起こる凝固の後、一般的に下流の冷却区域で完全な凝固または結晶化が行われる。
【００２２】
固体粒子の表面構造並びに気孔率は、他のパラメータ、例えば向流冷却媒体の速度および冷却媒体の温度、によってさらに影響される。
【００２３】
適当な冷却媒体は、温度が−１９６〜＋１２０℃、特に温度が−４０〜＋１００℃、好ましくは温度が＋２０〜＋１００℃、である空気、窒素および不活性ガスである。
【００２４】
冷却媒体がフェノチアジンの滴に対して向流で流れる速度は、通常０．１〜１０ｍ／ｓ、好ましくは０．５〜５ｍ／ｓ、である。
【００２５】
別の実施態様では、蒸発している窒素（Ｔ＝＞−１９６℃）を冷却媒体として使用する。蒸発している窒素を冷却媒体として使用することにより、例えば空気または不活性ガス（例えば窒素）を室温または冷却した形態（−１０〜２０℃）で冷却媒体として使用するよりも、装置の高さを小さくすることができる。
【００２６】
本発明の方法により、粒子径分布が３００〜３０００μｍ、特に粒子径分布が５００μｍ〜２０００μｍ、である顆粒を製造することができる。この粒子径分布を有する粒子の体積画分は、本発明により、総体積に対して少なくとも９０％、特に９５％以上である。
【００２７】
微小粒子画分、すなわち大きさが３００μｍ未満の粒子は総重量に対して３重量％未満、一般的に顆粒の総重量に対して２重量％未満である。形成された微小粒子画分および形成される粗い粒子画分もすべて、当業者には公知の簡単な方法、例えば篩がけ方法、によって分別することができる。
【００２８】
本発明の方法により製造されるフェノチアジン顆粒は、公知の製法により製造されたフェノチアジンスケールまたはペレット材料と比較して、微小粒子画分がより小さく、溶解度特性が実質的に改良されている。
【００２９】
さらに、本発明により製造された顆粒は、上記の公知の製品よりも、せん断安定性が優れている、すなわち機械的応力下における摩耗が少ないことを示すことができた。
【００３０】
この様に、驚くべきことに、冷却媒体として蒸発している窒素と対照的に、温度範囲−１０〜２０℃の冷却した空気または冷却した不活性ガスを使用することにより、かさ密度度がより高く、せん断安定性がさらに改良された、すなわち　挙動がより優れた顆粒を本発明の製造で得ることができることが分かった。本発明の方法により得られる顆粒のかさ密度度は、好ましくは７２０〜７８０ｋｇ／ｍ３である。
【００３１】
本発明により製造される顆粒は、粒子径分布がかなり狭い。せん断応力による摩耗の影響は、本発明のフェノチアジン顆粒の場合には、公知の製法により製造されるフェノチアジンスケールまたはペレットの場合よりも、著しく小さい（例３参照）。
【００３２】
製造されたフェノチアジン顆粒の溶解度挙動は、例えば使用する冷却媒体の温度を変えることにより、影響を及ぼすことができる。例えば、アクリル酸に対するフェノチアジン顆粒の溶解度は、製造中の、すなわち液体フェノチアジンと接触する、またはぶつかる時の冷却媒体の温度が−１０〜＋８０℃、好ましくは０〜＋６０℃である場合に著しく改良することができる。蒸発している窒素を冷却媒体として使用することにより、溶解度は下がるが、それでもフェノチアジンスケールよりは高い（例２参照）。
【００３３】
アクリル酸中濃度１．５％に達するまでの溶解速度は、粒子径分布が１０００〜１４００μｍである本発明の顆粒の場合、室温で５〜１４分間、特に７〜１０分間である。
【００３４】
本発明により製造されるフェノチアジン顆粒は、特にそれらの粒子径分布が狭いために、オイルや潤滑剤における添加剤として、重合抑制剤または安定剤として、あるいは農業における農薬として適当である。
【００３５】
例
様々な形態および粒子径分布を有する固体フェノチアジンの溶解性挙動を測定する方法
溶解性挙動は、総重量に対して２〜３重量％のフェノチアジンを室温で市販のアクリル酸（Ａｌｄｒｉｃｈ、ヒドロキノンモノメチルエーテルで安定化させた）に加えることにより測定する。室温におけるアクリル酸に対するフェノチアジンの最大溶解度は約２．８％（ｍ／ｍ）である。その後、１〜５分間隔で、ａ）分散液の試料を採取し、濾過し、フェノチアジン含有量をＵＶ分光法で測定したか、またはｂ）アクリル酸中フェノチアジンの分散液中に浸漬したＮＩＲプローブを使用してフェノチアジン含有量を直接測定した（Ｂｕｅｃｈｉから入手した、スリット幅１．５ｍｍの透過プローブを有するＮＩＲＶＩＳ汎用分光計。測定スリット中の固体粒子による妨害を阻止するために、スリットをメッシュサイズ０．１８ｍｍの金属スクリーンで閉鎖した）。
【００３６】
例１
フェノチアジンペレット、スケールおよび顆粒の溶解性挙動の測定
方法１ｂにより、フェノチアジンペレット（基本直径４〜６ｍｍおよび高さ約２〜３ｍｍの半球または半長円）、スケール（上記説明参照）および異なった様式で製造した２種類の顆粒（顆粒１は冷却媒体が液体または蒸発している窒素であり、顆粒２は冷却媒体が空気または不活性ガス（−１０〜＋２０℃）である）の溶解性挙動を比較した。この目的のために、それぞれの場合に各試料１．３３ｇをアクリル酸６６ｇに加え、１分間の間隔で測定を行った（グラフ１）。
【００３７】
図１の溶解度曲線から、顆粒２（冷却媒体が空気、温度約２０℃、である）は、スケールまたは顆粒１（冷却媒体が蒸発している窒素である）よりも、はるかに急速に溶液になることが明らかである［分かり易くするために、顆粒２の場合にのみ誤差範囲を示す］。
【００３８】
例２
異なった篩画分および異なった製造法による顆粒の溶解性挙動の比較
室温に近い冷却媒体を使用して製造した顆粒と、冷却媒体として蒸発している窒素を使用して製造した顆粒との間の観察される差が、粒子径分布の差によるかも知れないという可能性を排除するために、顆粒１と顆粒２の２種類の異なった篩画分（１０００〜１４００μｍおよび１０００〜１７００μｍ）を製造し、これら４点の試料の溶解度特性を方法１ｂを使用して測定した。
【００３９】
得られた結果は図２に示す通りである。両方の篩画分の場合、特に粒子径分布が１０００〜１４００μｍである篩画分の場合で、顆粒２は顆粒１よりもかなり急速に溶液になることが明らかである。このグラフは、粒子径画分１０００〜１４００μｍの場合における溶解速度は、濃度が１．５％に達するまで、顆粒１では約１４分であるのに対して顆粒２では約７分間であり、事実上２倍速いことを示しており、これは実用上明らかに有利である。
【００４０】
例３
様々なフェノチアジン粒子の摩耗挙動の比較試験
様々なフェノチアジン試料のせん断安定性の尺度として、および輸送条件下での摩耗挙動を模擬するために、回転せん断容器のせん断セル中、１５ｋＰａの直接応力で３０分間、せん断応力を試料に作用させる。測定前後の粒子径分布を比較することにより、粒子の摩耗挙動に関する情報が得られる。
【００４１】
粒子径分布を下記のダイアグラムに示す。累積通過粒子径（ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｕｎｄｅｒｓｉｚｅ）を縦軸に、粒子径を横軸に示す（対数目盛）。
【００４２】
図３（フェノチアジンスケール）で、黒の四角は、そこに記載した粒子径までの粒子の体積画分を表し、プロットは累積プロットである。粒子径分布はやはり上記のせん断応力により測定した。粒子が平均で全体的に小さいことは、曲線が左に、より小さな粒子径に向かってシフトしていることから明らかである。このグラフは、２００μｍ未満の粒子から４０００μｍを超える粒子（非せん断状態における）までの広い粒子径分布も示している。
【００４３】
顆粒１および２（図４および図５）は実質的にかなり狭い粒子径分布を有する。顆粒１の場合、せん断応力の結果、微小な粒子も形成されているが、その影響は、スケールの場合よりもかなり小さい（より小さな「ヒステリシス」）。顆粒２の場合も、この影響は小さく、ここではせん断の、粒子径分布に対する、従って、摩耗に対する影響は事実上観察されない。
【００４４】
例４
顆粒１および２のかさ密度の比較
顆粒１および顆粒２の各１点の試料を使用してかさ密度を測定したが、これは以下に示す粒子径分布により特徴付けられ、かさ密度は、７２７ｋｇ／ｍ３である顆粒１の場合よりも７６０ｋｇ／ｍ３の顆粒２の場合が著しく高い。
粒子径　　　　　　　　　　顆粒１　　　　　　　顆粒２
３１５０〜４０００μｍ　　　　０．１　　　　　　＜０．１
２０００〜３１５０μｍ　　　　０．６　　　　　　　０．１
１０００〜２０００μｍ　　　６８．８　　　　　　３３．６
５００〜１０００μｍ　　　２８．１　　　　　　６５．４
２５０〜５００μｍ　　　　　２．１　　　　　　　０．９
＜２５０μｍ　　　　　　　　０．３　　　　　　＜０．１
＜１００μｍ　　　　　　　　０．１　　　　　　＜０．１
＜７５μｍ　　　　　　　　　０．１　　　　　　＜０．１
かさ密度　　　　　　　 ７２７ｋｇ／ｍ３　　７６０ｋｇ／ｍ３
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004502683.tif 000026
2004502683.tif 000027
2004502683.tif 000028
2004502683.tif 000029