JP3411585B2 - 沈降シリカを基材とする担体に液体を吸収させてなる組成物 - Google Patents

沈降シリカを基材とする担体に液体を吸収させてなる組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、特定の沈降シリカを基材とする担体に液体
特に動物飼料用の液体補給物質を吸収させてなる組成物
に関する。
また、本発明は、このシリカを液体用の担体として使
用することにも関する。
液体特に動物飼料用添加剤を固体担体上で特にシリカ
担体上で状態調節することは知られている。この状態調
節の目的は、一般には、取扱適性又は易取扱適性を有し
ない液体を、例えば袋中に容易に貯蔵することができ且
つより率直に取り扱いすることができ、かくして容易に
分散可能でありしかも他の分割した固体成文と混合させ
るのが容易な流体粉末に転換することである。
以下に記載する説明では、用語「状態調節組成物」
は、かくして得られた組成物、即ち、液体をシリカ担体
に吸収させた組成物を指すのに使用される。
この状態調節組成物は易取扱適性を有するべきであ
り、このことは、高い流動度を有し且つ粉塵発生がほと
んどないことを意味する。また、それは、かなり大きい
割合の活性物質(液体)を含有し且つ高い密度を有する
べきである。これらの種々の要件は時々矛盾しており、
そして従来技術のシリカ担体によって満たされない場合
が多い。
かくして、本発明の主な目的は、高い流動度を有し、
粉塵をほとんど又は全く発生せず、しかも高い密度を有
する新規な形態の状態調節組成物を提供することであ
る。
この目的に対して、本発明者等は、液体用特にビタミ
ンE(又はその酢酸塩)用の担体として、他のこともあ
るけれども、極めて特定的なモルホロジー(特には、実
質上球状のビーズの形態にある)及び比較的大きい平均
粒度を有する沈降シリカを使用すると特に満足であるこ
とを見い出した。
以下の説明では、平均粒度は、標準NF X 11607(1
970年12月)に従って乾式篩い分けをしそして50%累積
残留物に相当する直径を測定することによって測定され
る。
充填密度(PFD)は、標準NF T 30−042に従って測
定される。
DOP油吸収値は、標準NF T 30−022(1953年3月)
に従ってフタル酸ジオクチルを使用して測定される。
与えられる細孔容積は、水銀ポロシメトリーによって
測定される。各試料は次の如くして調製されることがで
きる。各試料を200℃の炉において2時間予備乾燥し、
次いで炉から取り出した後に試験容器に5分以内入れ、
そして例えば回転バルブポンプを使用して真空下に脱ガ
スする。細孔直径は、140゜の接触角θ及び484ダイン/c
mの表面張力γとのウオッシュバーン(washburn)関係
を使用して計算される(MICROMERITICS 9300ポロシメー
ター)。
BET比表面積は、“The journal of the American Che
mical Society"(Vol.60,page309,February 1938)に記
載されるブルナウアー・エメット・テーラー法(標準NF
T 45007(1987年11月)に相当する)に従って測定
される。
CTAB比表面積は、標準NF T 45007(1987年11月)
(5.12)に従って測定される外部表面積である。
状態調節組成物の流れ時間tf(それらの流動性を示
す)は、検量オリフィス、シリンダー直径50mm、シリン
ダー高さ64mm、円錐角53゜、円錐底部の通路直径8mmを
有するガラスホッパーを通して50gの生成物を送ること
によって測定される。この方法に従えば、底部が閉じら
れたホッパーに50gの生成物を充填する。次いで、その
底部を開き、そして該50gの全部が流れた後の通過時間
(これは、生成物の流れ時間tfと称される)を記録す
る。
応答角は、標準NF T 20−221に従って測定され
る。
本発明に従った組成物は、沈降シリカからなる担体に
少なくとも1種の液体を吸収させてなるものであり、こ
こで該担体は実質上球状のビーズの形態にあり、そして ・150μmを超えた平均ビーズ寸法、 ・0.29を超えた充填密度(PFD)、 ・少なくとも92重量%の75μm篩網上率、 を有する。
かくして、本発明に従った状態調節組成物中に使用さ
れる沈降シリカは、極めて特定の形態、特に実質上球状
のビーズの形態にある。
該ビーズの平均寸法は150μmを超え、そして有益に
は少なくとも200μmである。一般には、それはせいぜ
い320μmであり、好ましくはせいぜい300μmである。
それは、200〜290μm、特に210〜285μm、例えば215
〜280μmであってよい。この寸法は、特に、260〜280
μmであってよい。
該沈降シリカは、かなり高い密度を有する。その充填
密度(PFD)は、0.29を超える。それは、好ましくは少
なくとも0.30、特に少なくとも0.31である。それは、少
なくとも0.32であってよい。
このシリカは、少なくとも92重量%そして好ましくは
少なくとも93重量%の75μm篩網上率を有する。このこ
とは、このシリカの粒子の少なくとも92重量%好ましく
は少なくとも93重量%が75μmの網目寸法を有する篩に
よって保持されることを意味する。
かくして、このシリカは、低い重量割合の微粒子を有
する。
より一層好ましくは、その75μm篩網上率は、少なく
とも94重量%、特には少なくとも95重量%である。それ
は、例えば、少なくとも96重量%、又は少なくとも97重
量%でさえあってよい。それは、一般にはせいぜい98重
量%、特にせいぜい97.5重量%である。
それ故に、本発明に従った状態調節組成物に使用され
る沈降シリカは、ほとんど粉塵を発生しない。
一般には、それは、少なくとも250ml/100gそして好ま
しくは250〜280ml/100gの油吸収値を有する。それは、2
55〜275ml/g、例えば255〜270ml/gであってよい。
該シリカは、通常は、1μmよりも小さい直径を有す
る細孔から形成される細孔容積(Vd1)が1.95cm3未満特
に1.90cm3未満であるものである。
そのBET比表面積は、一般には140〜240m2/g特に140〜
200m2/gである。それは、例えば、150〜190m2/gであ
る。それは、特に、160〜170m2/gであってよい。
そのCTAB比表面積は、一般には140〜240m2/g特に140
〜190m2/gであってよい。それは、例えば、150〜180m2/
g、特には150〜165m2/gである。
これは、一般には、低い水分を有する。その水分(10
5℃で2時間乾燥時の損失)は、好ましくは5重量%未
満である。
有益には、本発明に従った組成物で使用されるシリカ
は、沈殿によって得られたシリカの懸濁液をノズル噴霧
器の使用によって乾燥させることから得られる。好まし
くは、乾燥しようとする該シリカ懸濁液は、22〜24重量
%好ましくは22.5〜23.5重量%の固形分を有する。
このシリカは、珪酸塩を酸性化剤と反応させて沈降シ
リカの懸濁液を得、次いでこの懸濁液を分離しそしてノ
ズル噴霧器を使用して乾燥させることからなるタイプの
方法に従って調製されることができる。この場合に、沈
殿は、次の態様で実施される。
(1)反応に使用する珪酸塩の全量の少なくとも幾らか
そして一般には少なくとも1種の電解質を含有する初期
原液を調製し、ここで該初期原液の珪酸塩濃度(SiO2
して表して)は100g/l以下、特に90g/lであり、そして
該初期原液の電解質濃度(例えば、硫酸ナトリウム)は
17g/l未満例えば14g/l未満であり、 (2)該原液に酸性化剤を、反応媒体に対して少なくと
も約7一般には約7〜8のpH値が得られるまで添加し、 (3)反応媒体に酸性化剤を、必要ならば珪酸塩の残り
の量と一緒に同時に添加し、この場合に乾燥しようとす
る懸濁液は22〜24重量%好ましくは22.5〜23.5重量%の
固形分を有するものとする。
一般的に言って、問題の方法は、沈殿によってシリカ
を合成する方法であること、即ち、酸性化剤を珪酸塩と
特定の条件下に反応させることを理解されたい。
酸性化剤及び珪酸塩の選択は、それ自体周知の態様で
行われる。
一般に使用される酸性化剤は、硫酸、硝酸若しくは塩
酸の如き強い無機酸、又は酢酸、ギ酸若しくは炭酸のよ
うな有機酸であることを思い出すことができる。
酸性化剤は、希薄又は濃厚のどちらであってもよい。
その規定度は、0.4〜8N、例えば0.6〜1.5Nであってよ
い。
特に、酸性化剤が硫酸である場合には、その濃度は40
〜180g/l、例えば60〜130g/lであってよい。
その上、珪酸塩として、メタ珪酸塩、二珪酸塩、そし
て有益には珪酸アルカリ金属、特には珪酸カリウム又は
ナトリウムのような任意の通常の形態の珪酸塩を使用す
ることができる。
珪酸塩は、シリカとして表して40〜330g/l、特には60
から300g/l、例えば60〜250g/lの濃度を有することがで
きる。
一般には、硫酸が酸性化剤として使用され、そして珪
酸ナトリウムが珪酸塩として使用される。
珪酸ナトリウムを使用する場合には、それは、一般に
は2〜4例えば3.0〜3.7のSiO2/Na2O重量比を有する。
初期原液は、一般には、電解質を含む。用語「電解
質」はここではその通常の意味で使用されており、即
ち、それは、溶液状態にあるときに分解又は解離してイ
オン又は荷電粒子を生成する任意のイオン性又は分子状
物質を表す。特に挙げることができる電解質の例として
は、アルカリ及びアルカリ土類金属の塩よりなる群の
塩、特には出発珪酸塩の金属及び酸性化剤の塩、例え
ば、珪酸ナトリウムを塩酸と反応させる場合には塩化ナ
トリウム、又は好ましくは珪酸ナトリウムを硫酸と反応
させる場合には硫酸ナトリウムが挙げられる。
反応に使用される珪酸塩の全量のうちの幾らかだけを
含む出発原液の場合(好ましい)には、酸性化剤と残り
の量の珪酸塩との同時添加は工程(3)で実施される。
この同時添加は、pHが工程(2)の終了時に達する値
に連続的に等しく(+/−0.2内に)なるような態様で
実施されるのが好ましい。
一般的には、後続工程において、追加的な量の酸性化
剤が反応媒体に、好ましくは反応媒体のpHが3〜6.5そ
して特には4〜6.5の値を有するまで添加される。
この余分な量の酸性化剤の添加後に、反応媒体を熟成
させるのが有益である場合があり、この熟成は例えば2
〜60分間特に3〜20分間続けることが可能である。
反応で使用する珪酸塩の全量を含有する出発原液の場
合には、酸性化剤は工程(3)において、反応媒体のpH
が3〜6.5特には4〜6.5の値になるまで添加されるのが
好ましい。
この工程(3)後に、反応媒体を熟成させるのが有益
である場合があり、この熟成は例えば2〜60分間そして
特に3〜20分間続けることが可能である。
反応媒体の温度は、一般には、70〜98℃の間である。
この方法の変形例に従えば、反応は、好ましくは80〜
95℃の一定温度で実施される。
この方法の他の(好ましい)変形例に従えば、反応の
終了時の温度は反応の開始時の温度よりも高く、かくし
て、反応の開始時の温度は好ましくは70〜95℃に維持さ
れ、次いで温度は好ましくは80〜98℃の値に向上され、
この値においてそれは反応の終了まで維持される。
すぐ上に記載した工程の終了時に、シリカ反応液が得
られ、次いでこれは分離される(固/液分離)。
一般には、該分離は、圧縮手段を備えたフィルターを
使用するろ過及び洗浄を包含する。
このフィルターは、圧縮を行うローラーを備えたベル
トフィルターであってよい。
それにもかかわらず、このフィルターはフィルタープ
レスであるのが好ましく、そして分離は一般にはろ過、
洗浄、次いで該フィルターの助けを借りた圧縮を包含す
る。
この態様で回収された沈降シリカの懸濁液(フィルタ
ーケーキ)は、次いで、ノズル噴霧器を使用して噴霧処
理される。
この懸濁液は、乾燥される直前に、22〜24重量%特に
は22.5〜23.5重量%の固形分を有するのが極めて有益で
ある。
フィルターケーキは、特にそれが高い粘度を有するの
で、常に噴霧に適した形態にあるとは限らないことを理
解されたい。それ自体公知の態様で、ケーキは次いで粉
砕操作を受ける。この操作は、ケーキをコロイド又はボ
ール型のミルに通すことによって実施されることができ
る。粉砕は、一般には、アルミニウム化合物特にアルミ
ン酸ナトリウムの存在下に実施される。粉砕操作は、特
に、その後に乾燥させようとする懸濁液の粘度を下げる
ことを可能にする。
本件発明者等は、先に規定したような沈降シリカ、そ
れ故に、極めて特定的なモルホロジー(特に実質上球状
で且つ稠密なビーズの形態にある)及び比較的大きい粒
度を揺する沈降シリカは、高い流動度を有ししかも粉塵
をほとんど発生せず、そして液体の状態調節に特に良く
適合することを見い出した。
ここで挙げることのできる液体の例としては、特に、
有機酸、例えば洗浄剤中に使用されるスルホン酸塩のよ
うなイオン型又はアルコールのような非イオン型のどち
らかの表面活性剤、ゴム用の有機添加剤、及び殺虫剤の
如き有機液体が挙げられる。防腐剤(特には、燐酸、プ
ロピオン酸)、風味剤及び着色剤も液体として使用する
ことができる。
本件発明者等は、先に記載した沈降シリカは、液体形
態にある特に動物飼料用の栄養補給物質の状態調節に特
に良く適合することを見い出した。
かくして、本発明に従った状態調節組成物中に含めら
れる液体は動物飼料用の液体補給物質であるのが好まし
い。特に、コリン、その塩化物塩、ビタミンA、B、
C、D、Kそして好ましくはビタミンE(又はその酢酸
塩)の如きビタミン類を挙げることができる。
かかる沈降シリカを基材とする担体に液体を吸収させ
る操作は、通常の態様で、特にはミキサーにおいて液体
をシリカに吹き付けることによって実施することができ
る。
液体の吸収量は一般には意図する用途に左右されるけ
れども、本発明に従った組成物は通常は、特にビタミン
E(又はその酢酸塩)の場合には、少なくとも50重量%
特には50〜65重量%とりわけ50〜60重量%(組成物の総
重量に関して)の液体含量を有する。それは、例えば、
52〜56重量%であってよい。
特にコリンの塩化物塩の場合には一層高い液体含量を
使用することができる。
上記の特性を有する沈降シリカの存在の故に、本発明
に従った状態調節組成物は有益には粉塵をほとんど又は
全く発生せず、しかも優秀な流動度を有し、これらの特
性は高い密度と組み合わされている。
かくして、好ましくは、該沈降シリカは、特にビタミ
ンE(又はその酢酸塩)の場合には、少なくとも97重量
%そして特に少なくとも98重量%の75μm篩網上率を有
する組成物を提供する。特にビタミンE(又はその酢酸
塩)の場合におけるこの比率は、好ましくは少なくとも
99重量%例えば少なくとも99.5重量%であり、又は少な
くとも99.7重量%にさえなる。それは、更に少なくとも
99.8重量%にさえなり得る。かくして、この組成物は、
極めて低い重量割合の微粒子を有する。それ故に、それ
は、粉塵をほとんど又は全く発生しない。
更に、本発明に従った状態調節組成物は、特にビタミ
ンE(又はその酢酸塩)の場合には、10秒未満特には9
秒未満そして例えばせいぜい8秒の流れ時間tf(50gの
生成物及び8mmの通路直径について測定して)を有する
のが好ましく、このことは、それが優秀な流動度を有す
ることを証明するものである。
この組成物の応答角度は、特にビタミンE(又はその
酢酸塩)の場合には、一般にはせいぜい31゜であり、そ
して30゜未満になり得ることに注目されたい。
本発明に従った状態調節組成物は特にビタミンE(又
はその酢酸塩)の場合には、通常、少なくとも0.63例え
ば少なくとも0.65の充填密度(PFD)を有するが、その
値は少なくとも0.70になり得る。
また、本発明は、上記の沈降シリカを、例えば上記液
体のうちの1種のような液体用の担体として使用するこ
とにも関するものである。
以下の実施例は本発明を例示するものであるが、本発
明の範囲を限定するものではない。
例 1)羽根車撹拌系及びジャケット加熱系を備えたステン
レス鋼製反応器に、次の成分、 ・345リットルの水、 ・7.5kgのNa2SO4 ・3.5のSiO2/Na2O重量比及び20℃で1.133の密度を有す
る586リットルの水性珪酸ナトリウム、 を導入する。
かくして、初期原液においてSiO2として表される珪酸
塩濃度は85g/lである。次いで、混合物を撹拌し続けな
がら、それを79℃の温度に加熱する。次いで、20℃で1.
050の密度を有する386リットルの希硫酸を、反応媒体で
8.0のpH(媒体の温度で測定した値)が得られるまでそ
れに導入する。反応温度は、最初の25分間の間79℃であ
る。次いで、それを15分で79゜から86゜に上昇させ、次
いで反応の終了まで86℃に維持する。
次いで、上記タイプの83リットルの水性珪酸ナトリウ
ム及び134リットルの硫酸を一緒に反応媒体に導入し
(即ち、反応媒体のpHが8.0の値に達したときに)、そ
してこの酸と珪酸塩との同時導入は、反応媒体のpHが導
入期間を通して連続的に8.0±0.1になるような態様で実
施される。珪酸塩の全部が導入された後に、反応媒体の
pHを5.2の値にするために希酸の導入を9分間続ける。
この酸導入後に、得られる反応液の撹拌を5分間続け
る。
全反応時間は119分である。
かくして、沈降シリカ反応液又は懸濁液が得られる
が、これは次いで、垂直プレートを有するフィルタープ
レスを使用して7.5バールの圧力で、且つ強熱減量が77.
1%のシリカケーキ(それ故に、22.9重量%の固形分)
を得るのに要する時間にわたってろ過されそして洗浄さ
れる(該プレートには、圧縮空気を導入することによっ
てフィルターケーキを圧縮させるのを可能にする変形可
能なダイヤフラムが備えられいる)。
次いで、得られたケーキを機械的及び化学的作用によ
って流動化する(3000ppmのAl/SiO2重量比に相当する量
のアルミン酸ナトリウムの添加)。この粉砕操作後に、
得られた6.6のpHを有する反応液をノズル噴霧器の使用
によって乾燥させる。
得られた沈降シリカP1は実質上球状のビーズの形態に
あり、そして次の追加的な特性、 ・平均粒度:270μm ・PFD:0.31 ・75μm篩網上率:96.7重量% ・DOP油吸収値:265ml/100g ・d<1μmの細孔から形成される細孔容積(Vd1):
<1.90cm3/g ・BET比表面積:165m2/g ・CTAB比表面積:156m2/g を有する。
2)上記の1)で調製したシリカP1によって形成される
担体にビタミンEを担持させる。
1900rpmで回転する内部軸を有し、ビタミンEを吹き
付けるプレートが備えられそしてエミッターブレードが
固定された20rpmで回転する7リットルVミキサーにお
いて、ビタミンEを担体に担持させる。
シリカP1の全部をミキサーに導入し、次いでこのシリ
カの上にビタミンEを吹き付ける(70℃の温度及び100m
l/分の速度で)。混合を15分間実施し、次いで均質化を
更に2分間実施する。
かくして得られた状態調節組成物は45重量%の沈降シ
リカP1及び55重量%のビタミンEを含有し、そして次の
追加的な特性、 ・75μm篩網上率:99.7重量% ・流れ時間tf:8秒 ・応答角:29.9゜ ・PFD:>0.65 を有する。
かくして、実質上球状のビーズの形態にある沈降シリ
カ担体を基材とするこの状態調節組成物は極めて高い流
動度(これは、特に短い流れ時間tfによって例証され
る)を有し、そして高い密度を有しながら無視しうる量
の粉塵(これは、極めて高い75μm篩網上率によって例
証される)しか発生しない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A23K 1/00 A61K 47/04 C01B 33/187

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】沈降シリカよりなる担体に少なくとも1種
    の液体を吸収させてなる状態調節組成物において、該担
    体が実質上球状のビーズの形態にあり、そして ・150μmを超えた平均ビーズ寸法、 ・0.29を超えた充填密度(PFD)、 ・少なくとも92重量%の75μm篩網上率、 ・少なくとも200μmの平均ビーズ寸法、 ・少なくとも250ml/100gのDOP油吸収値、 ・1.95cm3/g未満の、1μmよりも小さい直径を有する
    細孔より形成される細孔容積(Vd1) を有することを特徴とする状態調節組成物。
  2. 【請求項2】担体が、沈殿によって得られたシリカの懸
    濁液をノズル噴霧器の使用によって乾燥させることから
    得られることを特徴とする請求項1記載の組成物。
  3. 【請求項3】液体がビタミンE又はビタミンE酢酸塩で
    あることを特徴とする請求項1又は2記載の組成物。
  4. 【請求項4】沈降シリカを液体担体として使用する方法
    において、該シリカが実質上球状のビーズの形態にあ
    り、そして、 ・150μmを超えた平均ビーズ寸法、 ・0.29を超えた充填密度(PFD)、 ・少なくとも92重量%の75μm篩網上率、 ・少なくとも200μmの平均ビーズ寸法、 ・少なくとも250ml/100gのDOP油吸収値、 ・1.95cm3/g未満の、1μmよりも小さい直径を有する
    細孔より形成される細孔容積(Vd1) を有することを特徴とする沈降シリカの使用法。
  5. 【請求項5】液体がビタミンE又はビタミンE酢酸塩で
    あることを特徴とする請求項4記載の使用法。
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