JP6610351B2 - 脱酸素剤組成物 - Google Patents

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本発明は小袋状の脱酸素剤に充填する粉体状の脱酸素剤組成物に関する。
粉体状の脱酸素剤組成物を通気性のある小袋に充填した小袋状の脱酸素剤が広く用いられている。小袋状の脱酸素剤を好適に製造するために粉体状の脱酸素剤組成物の流動性を改善することが提案されている。例えば、流動性を改善するために脱酸素剤組成物にはフィラーが混合されている(特許文献1及び2)。しかしながら、これらのフィラーを流動性の改善のために用いた混合、包装機で充填する際にフィラーが舞い上がり、小袋のシール面に付着し包装機による小袋のヒートシールを阻害するという問題がある。
特開2003−340274公報 特許第2993085号公報
本発明の課題は、発塵性を抑えながら流動性を確保した、脱酸素剤組成物を提供することである。
本発明は上記の課題を解決するために、フィラーとして酸化鉄粉を混合し、流動性指数と分散度を適切な範囲内にすることで、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は以下のとおりである。
<1>
(A)鉄粉及び(B)酸化鉄粉としてオキシ水酸化鉄または酸化鉄(III)を含有し、流動性指数が30〜55、かつ分散度が9未満の脱酸素剤組成物。
<2>
前記(B)酸化鉄粉が前記鉄粉(A)100質量部に対し2〜35質量部である<1>に記載の脱酸素剤組成物。
<3>
前記(A)鉄粉がハロゲン化金属で表面を被覆した鉄粉である、<1>又は<2>に記載の脱酸素剤組成物。
本発明に係る粉体状の脱酸素剤組成物を用いると、脱酸素剤組成物を充填機で小袋に充填する際に脱酸素剤組成物の舞い上がりを抑えつつ、充填を好適に行うことが可能である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態については、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されない。
(A)鉄粉
本発明に用いられる鉄粉は、鉄の表面が露出したものであれば特に限定されるものではなく、還元鉄粉、電解鉄粉、噴霧鉄粉などが好適に用いられる。その他、鋳鉄などの粉砕物、切削品などを用いることができ、市販品を容易に入手することができる。鉄粉は、酸素との接触を良好にするために通常平均粒径1mm以下、好ましくは500μm以下、より好ましくは100μm以下の粒径の鉄粉が用いられる。
本発明に用いられる鉄粉にはハロゲン化金属で表面を被覆した鉄粉も使用することができる。ハロゲン化金属は、鉄粉の酸化を助ける酸化促進剤であり、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物が用いられ、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、臭化ナトリウム、臭化カルシウム等が例示される。鉄粉に対するハロゲン化金属の使用量は鉄粉100質量部に対し、0.01〜20質量部の範囲で使用される。また、ハロゲン化金属で被覆した鉄粉は、鉄粉とハロゲン化金属塩の水溶液を混合した後、乾燥して水分を除去して調製できる。
(B)酸化鉄粉
本発明に用いられる酸化鉄粉はオキシ水酸化鉄または酸化鉄(III)である。具体的には水分を含むFe2O3・nH2O、Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe(OH)2及びFe(OH)3が挙げられ、FeOOH及びFe2O3が好ましい。これらは市販品を使用することができる。
酸化鉄の混合量は(A)鉄粉100質量部に対し、2〜35質量部の範囲で使用できる。この範囲にあることで、流動性及び脱酸素剤組成物の体積当たりの酸素吸収量が良好になる。
[脱酸素剤組成物]
本発明の脱酸素剤組成物は(A)鉄粉と(B)酸化鉄粉を含む組成物である。脱酸素剤組成物の調整は所定量の(A)鉄粉と(B)酸化鉄粉を均一になるまで混合することで行い、一般に用いられる粒子を混合する装置を用いることができる。
[流動性指数]
流動性指数はR.L.Carrが提案した粉粒体の流動性を表す総合評価法に基づいて算出される値であり、粉体の流動性を示す値である。(R.L.Carr,Chem.Eng.,Jan.18,163(1965))。
本発明において、脱酸素剤組成物の流動性指数は30〜55であり、40〜50が好ましい。流動性指数が30より低いと脱酸素剤組成物を小袋に充填する際、脱酸素剤組成物が充填機内に詰まる恐れがある。また流動性指数が55より大きいと充填機の脱酸素剤組成物供給制御装置が脱酸素剤組成物の流出を制御することが困難となり、過剰供給によるが生じる。
[分散度]
分散度は、粉体を落下させたとき、どの程度周りに分散するかを示す値である。本発明において、脱酸素剤組成物の分散度は9未満である。脱酸素剤組成物の分散度が9より大きいと包装機で充填中に脱酸素剤組成物の発塵量が大きくなり、小袋の表面に付着し小袋の表面を汚染する不具合が生じる。
分散度の測定はR.L.Carrが提案した粉粒体の噴流性を評価する項目の中の一つである「分散度」に従って行った(R.L.Carr,Chem.Eng.,Jan.18,163(1965))。
具体的には、ホソカワミクロン株式会社製パウダーテスタPT−X型の分散度測定ユニットを用い、10gの試料を高さ600mmよりウォッチグラス上に落下させウォッチグラスに残留した粉体の重量から判断した。
分散度(%)={10−(ウォッチグラス上の粉体重量)}÷10×100
以下に本発明の実施例を示し、さらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
[評価方法]
(充填装置における流動性)
包装機械での脱酸素剤組成物の充填包装適性は、脱酸素剤組成物25kgを小袋(縦50mm×横41mm、層厚40μm)に充填機(東洋機械製MS45型)を用いて充填包装した際の流動性を評価した。流動性の評価基準を表1に示す。
Figure 0006610351
[包装機械での脱酸素剤組成物の充填包装適性:流動性]
(発塵性)
流動性と同様に充填操作を行った後の、充填された小袋500個の内、粉塵の発生の程度を脱酸素剤組成物が表面へ付着した脱酸素剤の数によって評価した。発塵性の評価基準を表2に示す。
Figure 0006610351
[包装機械での脱酸素剤組成物の充填包装適性:付着性]
(実施例1)
0.4gの塩化ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)を1.2gの水に溶かした水溶液を100gの鉄粉(平均粒径70μm、株式会社神戸製鋼製)に撹拌混合しながら加えた後に乾燥してハロゲン化金属を含む鉄粉を得た。このハロゲン化金属を含む鉄粉100gに2gのオキシ水酸化鉄粉(利根産業株式会社製黄色酸化鉄)を混合し、ハロゲン化金属及び酸化鉄粉を含む鉄粉(以下、混合鉄粉と記載する)を得た。得た混合鉄粉の流動性、発塵性及び包装機械での脱酸素剤組成物の充填包装適性を上述の方法で評価した。評価結果を表3に示す。
(実施例2〜3)
実施例1のオキシ水酸化鉄粉の混合量を2gから8g又は32gに変えた以外は実施例1と同様に行い得た結果を表3に示す。
(実施例4)
実施例1のオキシ水酸化鉄粉の混合量2gを酸化鉄(III)の混合量8gに変えた以外は実施例1と同様に行い得た結果を表3に示す。
(実施例5)
実施例4の酸化鉄(III)の混合量を8gから32gに変えた以外は実施例1と同様に行い得た結果を表3に示す。
(比較例1)
実施例1のオキシ水酸化鉄粉を混合しなかった以外は実施例1と同様に行い得た結果を表3に示す。
(比較例2)
実施例1のオキシ水酸化鉄粉の混合量を2gから1gに変えた以外は実施例1と同様に行い得た結果を表3に示す。
(比較例3)
実施例1のオキシ水酸化鉄粉の混合量を2gから40gに変えた以外は実施例1と同様に行い得た結果を表3に示す。
(比較例4〜6)
実施例1〜3のオキシ水酸化鉄粉の代わりに沈殿法シリカ(ホワイトカーボン、株式会社トクヤマ製トクシールP)を混合した以外は実施例1〜3と同様に行い得た結果を表3に示す。
(比較例7〜9)
実施例1〜3のオキシ水酸化鉄粉の代わりにパーライト(昭和化学工業株式会社製トプコ)を混合した以外は実施例1〜3と同様に行い得た結果を表3に示す。
実施例1〜5に示すオキシ水酸化鉄または酸化鉄(III)をフィラーとして混合した場合は、混合量が増すにつれて流動性指数が低下し(流動し難くなった)、かつ、分散度も減少、つまり発塵量が減少し、包装機械で充填時の脱酸素剤組成物の流動性及び脱酸素剤組成物の包材への付着性も良好な結果であった(表3)。一方、比較例1〜9に示す沈降性シリカやパーライトをフィラーとして混合した場合は、混合量が増すにつれて流動性指数が低下したが(流動し難くなったが)、分散度は増加し、つまり発塵量が増加し、包装機械で充填包装時の流動性に基づく不具合及び脱酸素剤への付着性が増した(表3)。
Figure 0006610351

Claims (3)

  1. (A)鉄粉及び(B)酸化鉄粉としてオキシ水酸化鉄または酸化鉄(III)を含有し、流動性指数が30〜55、かつ分散度が9未満の脱酸素剤組成物。
  2. 前記(B)酸化鉄粉の含有量が前記鉄粉(A)100質量部に対し2〜35質量部である請求項1に記載の脱酸素剤組成物。
  3. 前記(A)鉄粉がハロゲン化金属で表面を被覆した鉄粉である、請求項1又は2のいずれかに記載の脱酸素剤組成物。
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