JP4454367B2 - 多孔質酸化カルシウム粒子の製造方法 - Google Patents
多孔質酸化カルシウム粒子の製造方法 Download PDFInfo
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また、食品用乾燥剤は、通常、透湿性の袋もしくは容器に充填した状態で使用されているが、通常の石灰石を焼成して得られる酸化カルシウムには角張っているものもあり、袋や容器を突き破って外部に洩れ出して食品への混在が発生する恐れがある。
特許文献1には、消化遅延剤として、ホウ酸ナトリウムなどのホウ素化合物を添加した疎水性物質を用いることが提案されている。そして、疎水性物質として、動植物性油、高級脂肪酸、シリコーンオイルなど各種有機高分子化合物が挙げられている。
従って、本発明の目的は、吸湿性が高く、消化遅延剤を用いることなく消化反応の遅延が達成された酸化カルシウム粒子の製造方法を提供することにある。
また、本発明の多孔質酸化カルシウム粒子の製造方法によれば、高い吸湿性を有し、水に対する消化反応性が遅延されている多孔質酸化カルシウム粒子を工業的に容易に製造することができる。
なお、本発明において、球状とは、必ずしも真球でなくともよく、表面が円滑で、鋭角な部分を有しないことを意味する。
(Xは、アルカリ金属)
(1)炭酸カルシウム多結晶粒子の製造
水酸化カルシウムを水に投入して、カルシウムイオン濃度500mg/Lの水酸化カルシウム懸濁液を調製した。この水酸化カルシウム懸濁液に炭酸ガスを吹き込んで、塩基性炭酸カルシウム水溶液(pH:7.0)を得た。
得られた塩基性炭酸カルシウム水溶液29kgと炭酸カルシウム粒子(平均粒子径:0.3mm)2.5kgとを流動床式晶析反応装置(直径:200mm、長さ:3000mmの筒状容器)に投入し、内容物を流動させながら、塩基性炭酸カルシウム水溶液のpHが10.0になるように濃度20質量%の水酸化ナトリウム水溶液を加えて、炭酸カルシウム多結晶粒子を形成させた。流動床式晶析反応装置の空塔速度は、100m/時間、運転条件は、24時間とした。
流動床式晶析反応装置から炭酸カルシウム多結晶粒子を取り出して、120℃の温度で乾燥した。得られた炭酸カルシウム多結晶粒子の形状を電子顕微鏡を用いて観察したところ、表面に鋭角部を有しておらず略球状であり、その平均粒子径は0.8mmであった。また、炭酸カルシウム多結晶粒子中のナトリウム量は、焼成により生成する酸化カルシウムに対するナトリウム量(Na/CaO)に換算して0.1質量%であった。
上記の炭酸カルシウム多結晶粒子を、電気炉を用いて1000℃の温度で焼成して、酸化カルシウム粒子を製造した。
得られた酸化カルシウム粒子の形態を電子顕微鏡にて観察した。その結果を図1と図2に示す。図1は、酸化カルシウム粒子の外形を示す電子顕微鏡写真である。図2は、酸化カルシウム粒子の表面形態を示す電子顕微鏡写真である。図1から、酸化カルシウム粒子は球状で表面に鋭角部を有しないことが分かる。また、図2から、酸化カルシウム粒子は多孔質であることが分かる。
この酸化カルシウム粒子の比表面積、平均粒子径、ナトリウム含有量、嵩比重、安息角を下記の方法により測定した。その結果を表1に示す。
(2)平均粒子径:目開きが3.0mm、2.0mm、1.7mm、1.4mm、1.0mm、0.6mm、0.5mm、0.42mmの標準篩を用いて粒度分布を測定して、平粒子径(D50)を算出した。
(3)ナトリウム含有量:秤量した試料を過酸化水素に溶解した溶液を調製し、この溶液中のナトリウム量をICP発光分光装置にて定量して、算出した。
(4)嵩比重:日本学術振興会第124委員会試験法分科会2で規定された「マグネシアクリンカーの見掛け気効率、見掛け比重及びかさ比重の測定方法」に準じて測定した。
(5)安息角:ホソカワミクロン(株)製のパウダーテスターを用いて測定した。安息角は、流体の流動性に関係の深い因子で、粒形状と相関がある。
酸化カルシウム粒子10gを、ポリエステル繊維からなる不織布の袋に入れて封をする。これを、温度40℃、相対湿度80%RHの環境下に静置したときの酸化カルシウム粒子の重量増加量を測定し、重量増加率(%)を算出する。その結果を、図3に示す。
内側に熱電対を取り付けたガラス製容器(容量:20mL)に、酸化カルシウム粒子10gを秤り取る。ガラス製容器に水(水温:約20℃)を10g投入する。水投入後の水温の変化を熱電対により測定する。その結果を、図4に示す。
実施例1(1)にて製造した炭酸カルシウム多結晶粒子1kgを回転式混合機に投入した。炭酸カルシウム多結晶粒子を攪拌しながら、濃度6.0質量%の水酸化ナトリウム水溶液50gを、霧吹き器を用いて吹き付けた。炭酸カルシウム多結晶粒子に吹き付けた水酸化ナトリウムの量は、焼成により生成する酸化カルシウムに対するナトリウム量(Na/CaO)に換算して0.3質量%である。
次いで、炭酸カルシウム多結晶粒子を120℃の温度で乾燥した後、電気炉を用いて1000℃の温度で焼成して、酸化カルシウム粒子を製造した。
得られた酸化カルシウム粒子の形態を電子顕微鏡にて観察した結果、酸化カルシウム粒子は球状で表面に鋭角部を有していないこと、また多孔質であることが確認された。
この酸化カルシウム粒子の比表面積、平均粒子径、ナトリウム含有量、嵩比重、安息角を実施例1と同様に測定した。その結果を表1に示す。また、酸化カルシウム粒子の吸湿性及び消化反応性を実施例1と同様に評価した。その結果を図3と図4に示す。
石灰岩を粗砕整粒して得た炭酸カルシウム粒子(平均粒子径:2mm)の表面を、乾式鋳物砂研磨装置(サンドフレッシャー、近畿鋳材株式会社製)を用いて研磨した。研磨処理後の炭酸カルシウム粒子は、平均粒子径が0.5mmとなった。この炭酸カルシウム粒子1kgを回転式混合機に投入した。炭酸カルシウム粒子を攪拌しながら、濃度2質量%の水酸化ナトリウム水溶液50gを、霧吹き器を用いて吹き付けた。炭酸カルシウム多結晶粒子に吹き付けた水酸化ナトリウムの量は、焼成により生成する酸化カルシウムに対するナトリウム量(Na/CaO)に換算して0.1質量%である。
次いで、炭酸カルシウム粒子を120℃の温度で乾燥した後、電気炉を用いて1000℃の温度で焼成して、酸化カルシウム粒子を製造した。
得られた酸化カルシウム粒子の形態を電子顕微鏡にて観察した結果、酸化カルシウム粒子は球状で表面に鋭角部を有していないこと、また多孔質であることが確認された。
この酸化カルシウム粒子の比表面積、平均粒子径、ナトリウム含有量、嵩比重、安息角を実施例1と同様に測定した。その結果を表1に示す。また、酸化カルシウム粒子の吸湿性及び消化反応性を実施例1と同様に評価した。その結果を図3と図4に示す。
炭酸カルシウム粒子に濃度8質量%の水酸化ナトリウム水溶液50gを吹き付ける以外は、実施例3と同様にして酸化カルシウム粒子を製造した。炭酸カルシウム多結晶粒子に吹き付けた水酸化ナトリウムの量は、焼成により生成する酸化カルシウムに対するナトリウム量(Na/CaO)に換算して0.4質量%である。
得られた酸化カルシウム粒子の形態を電子顕微鏡にて観察した結果、酸化カルシウム粒子は球状で表面に鋭角部を有していないこと、また多孔質であることが確認された。
この酸化カルシウム粒子の比表面積、平均粒子径、ナトリウム含有量、嵩比重、安息角を実施例1と同様に測定した。その結果を表1に示す。また、酸化カルシウム粒子の吸湿性及び消化反応性を実施例1と同様に評価した。その結果を図3と図4に示す。
実施例3と同様にして、石灰岩を粗砕整粒して得た炭酸カルシウム粒子を、電気炉を用いて1000℃の温度で焼成して、酸化カルシウム粒子を製造した。
得られた酸化カルシウム粒子の形態を電子顕微鏡にて観察した結果、酸化カルシウム粒子は表面に鋭角部を有していること、また微細な酸化カルシウム結晶の焼結体であることが確認された。
この酸化カルシウム粒子の比表面積、平均粒子径、嵩比重、安息角を実施例1と同様に測定した。その結果を表1に示す。また、酸化カルシウム粒子の吸湿性及び消化反応性を実施例1と同様に評価した。その結果を図3と図4に示す。
────────────────────────────────────────
炭酸カルシウム粒子*) 酸化カルシウム粒子の分析結果
のナトリウム含有量
───────────────────────────
比表面積 平均粒子径 ナトリウム 嵩比重 安息角
含有量
(質量%) (m2/g) (mm) (質量ppm) (−) (度)
────────────────────────────────────────
実施例1 0.10 0.94 0.8 113.0 1.39 30
実施例2 0.40 0.49 0.8 40.6 1.24 32
実施例3 0.10 0.98 0.5 168.0 1.42 36
実施例4 0.40 0.51 0.5 81.5 1.42 35
────────────────────────────────────────
比較例1 未測定 4.52 2.0 未測定 1.61 37
────────────────────────────────────────
*)炭酸カルシウム粒子のナトリウム量は、焼成により生成する酸化カルシウムに対するナトリウム量(Na/CaO)に換算した値である。
Claims (2)
- pHが6〜8の炭酸水素カルシウム水溶液に、該水溶液を流動させながら、アルカリ金属の水酸化物を含むアルカリ性水溶液を添加して、該水溶液のpHを9〜11の範囲にして炭酸カルシウム微粒子を晶析させ、該炭酸カルシウム微粒子からなる炭酸カルシウム多結晶粒子を生成する工程、該炭酸カルシウム多結晶粒子を該水溶液から取り出す工程、そして該炭酸カルシウム多結晶粒子を900〜1100℃の温度で焼成する工程を含む、平均粒子径が0.1〜5mmの範囲にあり、比表面積が0.2〜1.5m 2 /gの範囲にある球状の多孔質酸化カルシウム粒子の製造方法。
- 平均粒子径が0.1〜5mmの範囲にある炭酸カルシウム粒子の表面を研磨する工程、該炭酸カルシウム粒子をアルカリ金属の水酸化物を含むアルカリ性水溶液に接触させる工程、そして該炭酸カルシウム粒子を900〜1100℃の温度で焼成する工程を含む、平均粒子径が0.1〜5mmの範囲にあり、比表面積が0.2〜1.5m 2 /gの範囲にある球状の多孔質酸化カルシウム粒子の製造方法。
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