JP2005335987A - 粒状生石灰 - Google Patents

Abstract

【課題】 容積当たりの吸湿性が高く、ハンドリング性の高い生石灰を製造する技術を提供する。
【解決手段】 ゆるみ見掛けかさ密度が０．５〜１．０ｇ／ｃｍ³の範囲にあり、かつ比表面積が１０ｍ²／ｇ以上の粒状消石灰を、３００Ｐａ以下の圧力下、３２５〜５００℃の温度にて１時間以上焼成する粒状生石灰の製造方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、粒状生石灰及びその製造方法に関するものである。

生石灰（酸化カルシウム）は、従来より、吸湿剤、脱水剤、塩基性炉材、セメント材料などに利用されている。特に、最近では、有機ＥＬディスプレイなどの電子機器用の吸湿剤として利用することが検討されている。

非特許文献１には、有機ＥＬディスプレイ用の吸湿剤として、ＰＴＦＥ樹脂と生石灰粉末との混合物をシート状に成形した吸湿性シート（水分ゲッター）が開示されている。この非特許文献では、生石灰粉末の吸湿速度を上げるためには、生石灰の比表面積を大きくすることが有効であると記載されている。

比表面積の大きい生石灰粉末を製造する方法としては、消石灰（水酸化カルシウム）を真空下で焼成する方法が知られている。例えば、非特許文献２には、消石灰を真空下にて３００〜３９０℃の温度で焼成して製造した比表面積が１１０〜１３３ｍ²／ｇの生石灰が記載されている。
月刊ディスプレイ、２００２年、第１０月号、第７８〜８１頁 ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・セラミック・ソサエティ（Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃ．）、第６４巻、第２号、第７０〜８０頁

吸湿剤として用いる生石灰は、比表面積が大きい方が好ましいが、比表面積の大きい生石灰は微粒子であるため、嵩が高くなりがちで、容積当たりの吸湿性が低いという問題がある。また、微粒子の生石灰は、飛散し易くハンドリング性が低いという問題もある。
従って、本発明の目的は、容積当たりの吸湿性が高く、ハンドリング性の高い生石灰を製造する技術を提供することにある。

本発明は、ゆるみ見掛けかさ密度が０．５〜１．０ｇ／ｃｍ³の範囲にあり、かつ比表面積が１０ｍ²／ｇ以上の粒状消石灰を、３００Ｐａ以下の圧力下、３２５〜５００℃の温度にて１時間以上焼成する粒状生石灰の製造方法にある。ここで、ゆるみ見掛けかさ密度（ゆるみ見掛け比重ともいう）とは、試料を定量容器に振動（タップ）を加えることなく充填したときの単位体積当たりの質量をいう。

本発明の粒状生石灰の製造方法の好ましい態様は、次の通りである。
（１）粒状消石灰が、粒子径が０．０７５ｍｍ以上の粒子を５０質量％以上含む。
（２）粒状消石灰が、粒子径が１．０ｍｍ以上の粒子を１０質量％以上含まない。
（３）粒状消石灰が、ゆるみ見掛けかさ密度が０．１〜０．４５ｇ／ｃｍ³の範囲にあり、比表面積が１０ｍ²／ｇ以上の消石灰粉末を乾式造粒して得たものである。
（４）粒状消石灰の比表面積が１５〜６０ｍ²／ｇの範囲にある。

本発明はまた、温度２３℃、相対湿度４５％ＲＨの調整された大気中に１時間静置したときの質量増加量が、１ｃｍ³あたりに換算して０．１５ｇ以上である粒状生石灰にもある。

本発明の粒状生石灰の好ましい態様は、次の通りである。
（１）ゆるみ見掛けかさ密度が０．４〜０．８ｇ／ｃｍ³の範囲にある。
（２）粒子径が０．０７５ｍｍ以上の粒子を５０質量％以上含む。
（３）粒子径が１．０ｍｍ以上の粒子を１０質量％以上含まない。

本発明はさらに、上記本発明の粒状生石灰からなる吸湿剤にもある。

本発明の方法によれば、容積当たりの吸湿性が高く、かつハンドリング性が向上した粒状の生石灰を工業的に効率よく製造することができる。
本発明の粒状生石灰は、容積あたりの吸湿性が高い。従って、本発明の粒状生石灰からなる吸湿剤は、有機ＥＬディスプレイなどの各種電子機器用の吸湿剤として有利に使用することができる。

本発明において、粒状生石灰の製造原料として用いる粒状消石灰は、ゆるみ見掛けかさ密度が０．５〜１．０ｇ／ｃｍ³の範囲にあり、かつ比表面積が１０ｍ²／ｇ以上である。
ゆるみ見掛けかさ密度は、０．６〜１．０ｇ／ｃｍ³の範囲にあることが好ましく、０．７〜１．０ｇ／ｃｍ³の範囲にあることがより好ましい。比表面積は、１５〜６０ｍ²／ｇの範囲にあることが好ましく、４０〜６０ｍ²／ｇの範囲にあることがより好ましい。

粒状消石灰の純度は、９５質量％以上であることが好ましく、９７質量％以上であることがより好ましい。消石灰は空気中の炭酸ガスと反応して炭酸カルシウムを生成し易いが、炭酸カルシウムは、消石灰と比べて生石灰になりにくいため、その含有量は少ない方が好ましい。炭酸カルシウムの含有量は、５質量％以下であることが好ましく、３質量％以下であることがより好ましく、２質量％以下であることが特に好ましい。

粒状消石灰は、粒子径が０．０７５ｍｍ以上の粒子を５０質量％以上、特に６０質量％以上含んでいることが好ましい。また、粒子径が１．０ｍｍ以上の粒子を１０質量％以上、特に５質量％以上含まないことが好ましい。

一般に市販されている高比表面積の消石灰粉末は、微粒子であるため嵩が高い（ゆるみ見掛けかさ密度が０．１〜０．４５ｇ／ｃｍ³）。本発明では、その嵩高い消石灰粉末を造粒した粒状消石灰を使用することができる。

消石灰粉末の造粒方法には、消石灰粉末を乾燥状態のまま造粒する乾式造粒法、あるいは消石灰粉末に水を加えて混練して造粒する湿式造粒法のいずれかの方法を利用することができる。但し、湿式造粒法の場合は水中の炭酸イオンと消石灰とが反応して炭酸カルシウムを生成することがあるため、乾式造粒法を利用する方が好ましい。
乾式造粒法としては、消石灰粉末をロール成形機を用いて加圧して板状に成形し、次いでこの板状消石灰を解砕して、整粒する方法を好ましく用いることができる。

本発明では、上記の粒状消石灰を３００Ｐａ以下、好ましくは１〜２００Ｐａの範囲、より好ましくは１〜１５０Ｐａの範囲の圧力下にて焼成することによって粒状生石灰を製造する。粒状消石灰の焼成温度は３２５〜５００℃の範囲、好ましくは４００〜５００℃の範囲である。粒状消石灰の焼成時間は１時間以上、好ましくは２０時間以下である。

上記のようにして得られる生石灰は、生石灰の微粒子が緻密に凝集した粒状物である。この粒状生石灰は、温度２３℃、相対湿度４５％ＲＨの調整された大気中に１時間静置したときの質量増加量が、１ｃｍ³あたりに換算して０．１５ｇ以上（特に０．２０〜０．２５ｇ）であり、容積当たりの吸湿性が極めて高い。

粒状生石灰のゆるみ見掛けかさ密度は、０．４〜０．８ｇ／ｃｍ³の範囲にあることが好ましい。粒子サイズは粒子径が０．０７５ｍｍ以上の粒子を５０質量％以上、特に６０質量％以上含んでいることが好ましい。また、粒子径が１．０ｍｍ以上の粒子を１０質量％以上、特に５質量％以上含まないことが好ましい。

本発明の粒状生石灰は、合成樹脂に分散させて、シート状、ペレット状、板状、フィルム状に形成して、吸湿剤として利用することができる。これらの形成物は、有機ＥＬディスプレイなどの電子機器用の乾燥剤として有利に使用することができる。合成樹脂には、ポリオレフィン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアクリルニトリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂及びフッ素樹脂を用いることができる。

本発明の粒状生石灰は、また、通常の吸湿剤に用いられている透湿性の袋や容器に収容して使用することもできる。
本発明の粒状生石灰は、単独で使用してもよいし、他の吸湿性材料（例えば、シリカゲル）と併用してもよい。

本実施例において、ゆるみ見掛けかさ密度（ゆるみ見掛比重）は、ホソカワミクロン（株）製のパウダテスタを用いて測定した。粒度分布は、篩を用いて測定した。
なお、生石灰のゆるみ見掛けかさ密度及び粒度分布の測定は、低湿度環境下（温度：２５℃、湿度：３％ＲＨ以下)で行った。

［実施例１］
比表面積が４９．４ｍ²／ｇの消石灰粉末（純度：９６．７５質量％、炭酸カルシウム含有量：１．６８質量％、ゆるみ見掛けかさ密度：０．３８８ｇ／ｃｍ³、粒子径０．０７５ｍｍ以上の粒子含有量：３３．６質量％、粒子径０．８５ｍｍ以上の粒子含有量：０質量％）を、ロール成形機を用いてロール線圧１０００ｋｇ／ｃｍの条件下で加圧して板状消石灰を得た。次いで、板状消石灰を破砕した後、篩を用いて０．８５ｍｍ以上の粗大粒子を除去した。こうして得られた粒状消石灰のゆるみ見掛けかさ密度は０．７１２ｇ／ｃｍ³、粒子径０．０７５ｍｍ以上の粒子含有量は７９．４質量％であった。

上記粒状消石灰を管状炉に入れ、真空ポンプを用いて管状炉内の圧力を１×１０²Ｐａとした後、４２５℃の温度にて６時間焼成して、粒状生石灰を製造した。得られた粒状生石灰のゆるみ見掛けかさ密度は、０．５４０ｇ／ｃｍ³であった。また、粒度分布は、粒子径０．０７５ｍｍ以上の粒子含有量が７７．０質量％、粒子径０．８５ｍｍ以上の粒子含有量が０質量％であった。

［実施例２］
消石灰粉末の加圧処理をロール線圧１５００ｋｇ／ｃｍの条件で行う以外は実施例１と同様にして粒状消石灰を得た。得られた粒状消石灰のゆるみ見掛けかさ密度は、０．７４９ｇ／ｃｍ³で、粒子径０．０７５ｍｍ以上の粒子含有量は、８０．０質量％であった。
この粒状消石灰を管状炉に入れ、実施例１と同じ条件で焼成して、粒状生石灰を製造した。得られた粒状生石灰のゆるみ見掛けかさ密度は０．５７０ｇ／ｃｍ³、粒子径０．０７５ｍｍ以上の粒子含有量は７８．２質量％であった。

［実施例３］
消石灰粉末の加圧処理をロール線圧２０００ｋｇ／ｃｍの条件で行う以外は実施例１と同様にして粒状消石灰を得た。得られた粒状消石灰のゆるみ見掛けかさ密度は、０．７６７ｇ／ｃｍ³で、粒子径０．０７５ｍｍ以上の粒子含有量は、８１．１質量％であった。
この粒状消石灰を管状炉に入れ、実施例１と同じ条件で焼成して、粒状生石灰を製造した。得られた粒状生石灰のゆるみ見掛けかさ密度は、０．５８５ｇ／ｃｍ³であった。また、粒度分布は、粒子径０．０７５ｍｍ以上の粒子含有量は７９．０質量％であり、粒子径０．８５ｍｍ以上の粒子含有量は０質量％であった。

［比較例１］
消石灰粉末を、加圧処理を行わずに管状炉に入れ、実施例１と同じ条件で焼成した。得られた生石灰は粉末状であり、そのゆるみ見掛けかさ密度は、０．２９０ｇ／ｃｍ³であった。また、粒度分布は、粒子径０．０７５ｍｍ以上の粒子含有量は３３．６質量％で、粒子径０．８５ｍｍ以上の粒子含有量は０質量％であった。

［吸湿性の評価］
実施例１〜３及び比較例１にて製造した生石灰の吸湿性を次のようにして評価した。
試料の粒状生石灰０．１ｇを正確に量り取り、これを温度２３℃、湿度４５％ＲＨに調整したグローブボックスに入れ、１時間静置した。静置後の生石灰の質量を測定して、０．１ｇあたりの重量増加量（ｇ）を算出し、下記の式により１ｃｍ³あたりの重量増加量（ｇ／ｃｍ³）に換算した。その結果を表１に示す。
１ｃｍ³あたりの重量増加量（ｇ／ｃｍ³）＝０．１ｇあたりの重量増加量（ｇ）／０．１ｇ×生石灰のゆるみ見掛けかさ密度（ｇ／ｃｍ³）

表１
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ゆるみ見掛けかさ密度 ０．１ｇあたりの重量 １ｃｍ³あたりの重量
（ｇ／ｃｍ³） 増加量（ｇ） 増加量（ｇ／ｃｍ³）
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実施例１ ０．５４０ ０．０３６９ ０．２０
実施例２ ０．５７０ ０．０３６４ ０．２１
実施例３ ０．５８５ ０．０３５４ ０．２１
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比較例１ ０．２９０ ０．０３６８ ０．１１
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表１の結果から、実施例１〜３にて製造した粒状生石灰は、比較例１にて製造した粉末状生石灰と比べて、０．１ｇあたりの重量増加量は同等であるが、１ｃｍ³あたりの重量増加量が顕著に高いことが分かる。

Claims (10)

1. ゆるみ見掛けかさ密度が０．５〜１．０ｇ／ｃｍ³の範囲にあり、かつ比表面積が１０ｍ²／ｇ以上の粒状消石灰を、３００Ｐａ以下の圧力下、３２５〜５００℃の温度にて１時間以上焼成する粒状生石灰の製造方法。
2. 粒状消石灰が、粒子径が０．０７５ｍｍ以上の粒子を５０質量％以上含む請求項１に記載の粒状生石灰の製造方法。
3. 粒状消石灰が、粒子径が１．０ｍｍ以上の粒子を１０質量％以上含まない請求項１もしくは２に記載の粒状生石灰の製造方法。
4. 粒状消石灰が、ゆるみ見掛けかさ密度が０．１〜０．４５ｇ／ｃｍ³の範囲にあり、比表面積が１０ｍ²／ｇ以上の消石灰粉末を乾式造粒して得たものである請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の粒状生石灰の製造方法。
5. 粒状消石灰の比表面積が１５〜６０ｍ²／ｇの範囲にある請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載の粒状生石灰の製造方法。
6. 温度２３℃、相対湿度４５％ＲＨの調整された大気中に１時間静置したときの質量増加量が、１ｃｍ³あたりに換算して０．１５ｇ以上である粒状生石灰。
7. ゆるみ見掛けかさ密度が０．４〜０．８ｇ／ｃｍ³の範囲にある請求項６に記載の粒状生石灰。
8. 粒子径が０．０７５ｍｍ以上の粒子を５０質量％以上含む請求項６もしくは７に記載の粒状生石灰。
9. 粒子径が１．０ｍｍ以上の粒子を１０質量％以上含まない請求項６乃至８のうちのいずれかの項に記載の粒状生石灰。
10. 請求項６乃至９のうちのいずれかの項に記載の粒状生石灰からなる吸湿剤。