JP2005335987A - 粒状生石灰 - Google Patents

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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
────────────────────────────────────────
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
────────────────────────────────────────
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
────────────────────────────────────────
比較例1 0.290 0.0368 0.11
────────────────────────────────────────
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。


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