JP7382463B1 - alkaline agent - Google Patents

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Abstract

【課題】適度な溶出速度を有し、長期にわたって安定した効果を発揮可能なアルカリ剤を提供する。【解決手段】本発明に係るアルカリ剤は、結晶子径が80~300nm、BET比表面積が0.1~1.2m2/gであって、MgO含有率が95.0質量%以上である酸化マグネシウム粒子を含有することを特徴とする。(MgO含有率は、蛍光X線測定にて検出されたMg,Ca,Si,Fe,Alの5元素を、それぞれMgO、CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3に変換した際の含有率(質量%)合計を100としたときの値である。)【選択図】なしAn object of the present invention is to provide an alkaline agent that has an appropriate elution rate and can exhibit stable effects over a long period of time. [Solution] The alkaline agent according to the present invention has a crystallite diameter of 80 to 300 nm, a BET specific surface area of 0.1 to 1.2 m2/g, and an MgO content of 95.0% by mass or more. It is characterized by containing magnesium particles. (MgO content is the content (mass%) when the five elements Mg, Ca, Si, Fe, and Al detected by fluorescent X-ray measurement are converted into MgO, CaO, SiO2, Fe2O3, and Al2O3, respectively. This is the value when the total is 100.) [Selection diagram] None

Description

本発明は、アルカリ剤に関する。 The present invention relates to an alkaline agent.

水質や土壌等の環境を、アルカリ性に改質・維持する材料(アルカリ剤)が必要とされる場面がある。このようなアルカリ剤は、肥料、塗料等においても用いられる。例えば、特許文献1には、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムによる土壌改質効果を、母材やpH調整剤との併用により抑制した土壌改質材が記載されている。また、特許文献2には、特定組成を有する鋼材の表面に、アルカリ金属濃縮領域を有する非水溶性塗膜を形成した塗装鋼材が記載されている。 There are situations in which materials (alkaline agents) are required to modify and maintain environments such as water and soil to be alkaline. Such alkaline agents are also used in fertilizers, paints, etc. For example, Patent Document 1 describes a soil reforming material in which the soil reforming effect of magnesium oxide or calcium oxide is suppressed by using the material in combination with a base material or a pH adjuster. Further, Patent Document 2 describes a coated steel material in which a water-insoluble coating film having an alkali metal enriched region is formed on the surface of a steel material having a specific composition.

特開2018-044110号公報JP2018-044110A 特開2015-151571号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-151571

環境改質という目的から、改質効果の発生源となるアルカリ剤は適度な溶出速度を有し、長期にわたって効果を維持することが期待される。しかしながら、アルカリ剤自体の溶出速度についてはこれまで特に着目されておらず、十分な検討が行われていない。 For the purpose of environmental modification, the alkaline agent that is the source of the modification effect is expected to have an appropriate elution rate and maintain its effect over a long period of time. However, no particular attention has been paid to the elution rate of the alkaline agent itself, and sufficient studies have not been conducted.

そこで本発明は、適度な溶出速度を有し、長期にわたって安定した効果を発揮可能なアルカリ剤を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an alkaline agent that has an appropriate elution rate and can exhibit stable effects over a long period of time.

本発明に係るアルカリ剤は、結晶子径が80~300nm、BET比表面積が0.1~1.2m/gであって、MgO含有率が95.0質量%以上である酸化マグネシウム粒子を含有することを特徴とする。 The alkaline agent according to the present invention contains magnesium oxide particles having a crystallite diameter of 80 to 300 nm, a BET specific surface area of 0.1 to 1.2 m 2 /g, and an MgO content of 95.0% by mass or more. It is characterized by containing.

本発明によれば、適度な溶出速度を有し、長期にわたって安定した効果を発揮可能なアルカリ剤を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an alkaline agent that has an appropriate elution rate and can exhibit stable effects over a long period of time.

本発明者ら鋭意検討の結果、結晶子径およびBET比表面積が所定範囲内であって、所定量の酸化マグネシウムを含有する酸化マグネシウム粒子が、適度な溶出速度を有することを見出し、本発明を完成させるに至った。
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
As a result of extensive studies, the present inventors found that magnesium oxide particles having a crystallite diameter and a BET specific surface area within a predetermined range and containing a predetermined amount of magnesium oxide have an appropriate dissolution rate, and have developed the present invention. I ended up completing it.
Embodiments of the present invention will be described in detail below.

本発明のアルカリ剤には、結晶子径およびBET比表面積が所定範囲内に規定された酸化マグネシウム粒子(MgO粒子)が含有される。MgO粒子においては、95質量%以上を酸化マグネシウムが占め、不純物が存在することもできる。 The alkaline agent of the present invention contains magnesium oxide particles (MgO particles) whose crystallite diameter and BET specific surface area are defined within a predetermined range. In the MgO particles, magnesium oxide accounts for 95% by mass or more, and impurities may also be present.

本発明におけるMgO粒子の結晶子径は80~300nmである。結晶子径が80~300nmの範囲内であることによって、適度な溶出性を確保することができる。MgO粒子は、結晶子径が小さいほど、溶出が速くなる傾向にある。MgO粒子の結晶子径は、好ましくは85~275nmであり、より好ましくは90~250nmである。結晶子径は、XRDパターンにおけるMgO(002)面ピークを解析ソフトで処理することにより得られた値である。一般に、一つの粒子は複数の単結晶で構成された多結晶体であり、結晶子径は多結晶体中の単結晶の大きさの平均値を示している。 The crystallite diameter of the MgO particles in the present invention is 80 to 300 nm. By having a crystallite diameter within the range of 80 to 300 nm, appropriate dissolution properties can be ensured. MgO particles tend to elute faster as the crystallite size becomes smaller. The crystallite diameter of the MgO particles is preferably 85 to 275 nm, more preferably 90 to 250 nm. The crystallite diameter is a value obtained by processing the MgO (002) plane peak in the XRD pattern using analysis software. Generally, one particle is a polycrystalline body composed of a plurality of single crystals, and the crystallite diameter indicates the average size of the single crystals in the polycrystalline body.

後述するように、本発明におけるMgO粒子は、マグネシウム化合物を焼成してなるマグネシア焼結体から得られ、その際の焼成温度によって結晶子径を制御することができる。マグネシアは、原料となるマグネシウム化合物の熱分解により生じる場合が多く、微細な結晶が発生した後に焼成温度に応じて結晶成長が進行する。MgO粒子の結晶子径は、不純物含有量による調整も可能である。Si等は、結晶成長を促進する傾向があり、特に、MgO含有率99質量%以下のマグネシア焼結体では結晶成長が促進されやすい。さらに、マグネシア焼結体を粉砕してMgO粒子の結晶子径を減少させることも可能である。 As described later, the MgO particles in the present invention are obtained from a magnesia sintered body formed by firing a magnesium compound, and the crystallite diameter can be controlled by the firing temperature at that time. Magnesia is often produced by thermal decomposition of a magnesium compound as a raw material, and after fine crystals are generated, crystal growth progresses depending on the firing temperature. The crystallite diameter of MgO particles can also be adjusted by adjusting the impurity content. Si and the like tend to promote crystal growth, and crystal growth is particularly likely to be promoted in a magnesia sintered body with an MgO content of 99% by mass or less. Furthermore, it is also possible to reduce the crystallite size of the MgO particles by pulverizing the magnesia sintered body.

また、MgO粒子は、BET比表面積が0.1~1.2m/gに規定される。これによって、適度な溶出性を確保することができる。MgO粒子のBET比表面積は、好ましくは1.0m/g以下、より好ましくは0.8m/g以下、さらに好ましくは0.6m/g以下である。また、MgO粒子のBET比表面積は、0.15m/g以上が好ましく、0.25m/g以上がより好ましい。 Furthermore, the BET specific surface area of the MgO particles is defined as 0.1 to 1.2 m 2 /g. Thereby, appropriate dissolution properties can be ensured. The BET specific surface area of the MgO particles is preferably 1.0 m 2 /g or less, more preferably 0.8 m 2 /g or less, even more preferably 0.6 m 2 /g or less. Further, the BET specific surface area of the MgO particles is preferably 0.15 m 2 /g or more, more preferably 0.25 m 2 /g or more.

MgO粒子のBET比表面積は、マグネシア焼結体の焼成温度により制御することができる。焼成温度が高いほど、BET比表面積は小さくなる傾向にある。また、焼成されたマグネシア焼結体を粉砕することで、BET比表面積を増大させることも可能である。加えて、焼成および/または粉砕されたマグネシア焼結体を分級することによって、任意のBET比表面積を有する粒子を主体とする粒子を選別することもできる。 The BET specific surface area of the MgO particles can be controlled by the firing temperature of the magnesia sintered body. The higher the firing temperature, the smaller the BET specific surface area tends to be. Moreover, it is also possible to increase the BET specific surface area by crushing the fired magnesia sintered body. In addition, by classifying the fired and/or pulverized magnesia sintered body, it is also possible to select particles mainly consisting of particles having an arbitrary BET specific surface area.

本発明におけるMgO粒子は、結晶子径およびBET比表面積が所定範囲内であることに加えて、MgO含有率が95質量%以上であるので、適度な速度でアルカリを溶出し、長期にわたって安定した効果を発揮することができる。MgO含有率は、MgO粒子中の99.0質量%以下であることが好ましく、95.5~98.5質量%であることがより好ましく、96.0~98.0質量%であることがさらにより好ましい。
MgO粒子中のMgO含有率は、蛍光X線測定にて検出されたMg,Ca,Si,Fe,Alの5元素を、それぞれMgO、CaO、SiO、Fe、Alに換算した際の含有率(質量%)合計を100としたときのMgOの含有率である
The MgO particles in the present invention have a crystallite diameter and a BET specific surface area within a predetermined range, and also have an MgO content of 95% by mass or more, so they elute alkali at an appropriate rate and are stable over a long period of time. It can be effective. The MgO content in the MgO particles is preferably 99.0% by mass or less, more preferably 95.5 to 98.5% by mass, and preferably 96.0 to 98.0% by mass. Even more preferred.
The MgO content in MgO particles is determined by converting the five elements Mg, Ca, Si, Fe, and Al detected by fluorescent X-ray measurement into MgO, CaO, SiO 2 , Fe 2 O 3 , and Al 2 O 3 respectively. It is the MgO content when the converted content (mass%) total is 100.

アルカリ溶出速度の測定には、50mgのMgO粒子を100mLのイオン交換水に分散させたMgO懸濁液と、0.05mol/Lの硫酸とを用いる。電位差自動滴定装置を用い、硫酸を滴下することでMgO懸濁液のpHを3に維持し、pH維持に要した硫酸消費量を求める。具体的には、下記式(2)で表される溶出速度試験値Xで評価することができる。
X=m/t (2)
(上記式(2)中、mは、MgO懸濁液のpHを3に維持する溶出試験の(終点における硫酸mol/MgOmol)であり、tは、滴定時間(s)である。)
こうして得られる溶出速度試験値Xが0.00035以下であれば、適度な溶出速度を有し、長期間作用を発揮することができる。溶出速度試験値Xは、0.00025以下がより好ましく、0.00020以下がさらに好ましい。溶出速度試験値Xの下限は特に限定されないが、0.00003以上が好ましく、0.00005以上がより好ましく、0.00010以上がさらに好ましい。
To measure the alkali elution rate, an MgO suspension in which 50 mg of MgO particles are dispersed in 100 mL of ion-exchanged water and 0.05 mol/L sulfuric acid are used. Using an automatic potentiometric titrator, the pH of the MgO suspension is maintained at 3 by dropping sulfuric acid, and the amount of sulfuric acid consumed to maintain the pH is determined. Specifically, it can be evaluated using the dissolution rate test value X expressed by the following formula (2).
X=m/t (2)
(In the above formula (2), m is (sulfuric acid mol/MgOmol at the end point) of the elution test in which the pH of the MgO suspension is maintained at 3, and t is the titration time (s).)
If the dissolution rate test value X obtained in this manner is 0.00035 or less, it has an appropriate dissolution rate and can exhibit long-term action. The elution rate test value X is more preferably 0.00025 or less, and even more preferably 0.00020 or less. The lower limit of the elution rate test value X is not particularly limited, but is preferably 0.00003 or more, more preferably 0.00005 or more, and even more preferably 0.00010 or more.

MgO粒子は不純物として、例えばCa,Si,Fe,Al等を含有することができる。不純物に関しては、下記式(1)で表されるS/M比で評価することができる。
S/M=XRF(S)/XRF(M) (1)
XRF(S)およびXRF(M)は、それぞれ、蛍光X線測定にて検出されたMg,Ca,Si,Fe,Alの5元素を、それぞれMgO、CaO、SiO、Fe、Alに換算した際の含有率(質量%)合計を100としたときのSiO含有率(S)およびMgO含有率(M)である。
MgO particles can contain impurities such as Ca, Si, Fe, Al, etc. Regarding impurities, it can be evaluated by the S/M ratio expressed by the following formula (1).
S/M=XRF(S)/XRF(M) (1)
XRF (S) and XRF (M) respectively convert the five elements Mg, Ca, Si, Fe, and Al detected by fluorescent X-ray measurement into MgO, CaO, SiO 2 , Fe 2 O 3 , and Al. These are the SiO 2 content (S) and the MgO content (M) when the total content (mass %) converted to 2 O 3 is 100.

(S/M比)が、0.004~0.040の場合には、安定性が向上し、粉砕分級の際に表面に多くの負荷を受けた場合でも、耐湿性を維持する傾向にある。マグネシア焼結体の焼成時に形成される異相(Si-Mg化合物)が、吸湿等による変質の内部浸透を遅らせるものと推測される。(S/M比)は、0.006~0.035が好ましく、0.007~0.020がより好ましい。 When the (S/M ratio) is between 0.004 and 0.040, stability improves and moisture resistance tends to be maintained even when the surface is subjected to a large load during pulverization and classification. . It is presumed that the different phase (Si--Mg compound) formed during firing of the magnesia sintered body delays internal penetration of deterioration due to moisture absorption and the like. (S/M ratio) is preferably 0.006 to 0.035, more preferably 0.007 to 0.020.

MgO粒子の50%体積累積粒径(D50)は、1~200μmであることが好ましい。D50がこの範囲内であることによって、適度な溶出速度を発揮することができる。焼成温度が高いほど、D50は増大する傾向にある。また、焼成されたマグネシア焼結体を粉砕することで、D50を減少させることも可能である。加えて、焼成および/または粉砕されたマグネシア焼結体を分級することによって、D50を任意の範囲に調整することもできる。MgO粒子のD50は、10~150μmであることがより好ましく、20~100μmであることがさらに好ましい。 The 50% volume cumulative particle diameter (D50) of the MgO particles is preferably 1 to 200 μm. When D50 is within this range, an appropriate elution rate can be achieved. D50 tends to increase as the firing temperature increases. Furthermore, it is also possible to reduce D50 by pulverizing the fired magnesia sintered body. In addition, D50 can also be adjusted to an arbitrary range by classifying the fired and/or crushed magnesia sintered body. The D50 of the MgO particles is more preferably 10 to 150 μm, and even more preferably 20 to 100 μm.

MgO粒子は、50%体積累積粒径(D50)と結晶子径との比(D50/結晶子径)が、100~600の範囲内であることが好ましい。(D50/結晶子径)が小さいほど、結晶構造の破断面を粒子表面に露出する可能性が高まり、耐湿性等の安定性が低下すると考えられる。100~600の範囲内であれば、耐湿性を向上させることができる。(D50/結晶子径)は、150~550が好ましく、200~500がより好ましい。 The ratio of the 50% volume cumulative particle diameter (D50) to the crystallite diameter (D50/crystallite diameter) of the MgO particles is preferably within the range of 100 to 600. It is thought that the smaller the (D50/crystallite diameter), the higher the possibility that the fractured surface of the crystal structure will be exposed on the particle surface, and the stability such as moisture resistance will decrease. If it is within the range of 100 to 600, moisture resistance can be improved. (D50/crystallite diameter) is preferably 150 to 550, more preferably 200 to 500.

MgO粒子の耐湿性は、加湿試験における質量増加率から評価することができる。温度50℃湿度85%の雰囲気中に120時間保持した際、質量増加率が2%以下であることが好ましい。質量増加率は、1.5%以下であることがより好ましく、1.0%以下であることがさらに好ましい。 The moisture resistance of MgO particles can be evaluated from the mass increase rate in a humidification test. It is preferable that the mass increase rate is 2% or less when kept in an atmosphere at a temperature of 50° C. and a humidity of 85% for 120 hours. The mass increase rate is more preferably 1.5% or less, and even more preferably 1.0% or less.

本発明のアルカリ剤は、マグネシア焼結体を粉砕し、必要に応じて分級することで得ることができる。
マグネシア焼結体は、例えば、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム等のマグネシウム化合物を焼成して得ることができる。水酸化マグネシウムとしては、海水中のマグネシウム塩と水酸化カルシウムとの反応で沈殿したものなどを使用することができる。炭酸マグネシウムとしては、マグネサイト鉱石などを使用することができる。
The alkaline agent of the present invention can be obtained by pulverizing a magnesia sintered body and, if necessary, classifying it.
The magnesia sintered body can be obtained, for example, by firing a magnesium compound such as magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium chloride, magnesium nitrate, or magnesium sulfate. As magnesium hydroxide, one precipitated by a reaction between magnesium salt and calcium hydroxide in seawater can be used. As magnesium carbonate, magnesite ore or the like can be used.

マグネシウム化合物の焼成は、大気中、1300~2800℃で行うことが好ましい。1300℃未満の場合には、結晶子径は所定範囲より小さく、BET比表面積は所定範囲より大きくなる傾向にあり、過度な溶出速度を有する材料となりやすい。一方、2800℃を超えると、結晶子径が所定範囲より大きく、BET比表面積が所定範囲より小さくなる傾向にあり、アルカリ剤としての機能が不十分な材料となりやすい。焼成温度は、1400~2400℃がより好ましい。焼成時間は、10分間~10時間とすることが好ましい。 Calcination of the magnesium compound is preferably carried out at 1300 to 2800°C in the air. When the temperature is less than 1300°C, the crystallite diameter tends to be smaller than the predetermined range, the BET specific surface area tends to be larger than the predetermined range, and the material tends to have an excessive elution rate. On the other hand, if the temperature exceeds 2800° C., the crystallite diameter tends to be larger than the predetermined range, the BET specific surface area tends to be smaller than the predetermined range, and the material tends to have insufficient function as an alkaline agent. The firing temperature is more preferably 1400 to 2400°C. The firing time is preferably 10 minutes to 10 hours.

MgO含有率を含むMgO粒子中の成分含有量は、マグネシア焼結体を焼成する際に調整することができる。具体的には、焼成原料となるマグネシウム化合物の選択、および、Si等の不純物に対応する添加物の使用により制御することができる。製造効率を考慮すると、原料となるマグネシウム化合物中の不純物量を参照し、マグネシウム化合物の選択と組み合わせにより調整することが好ましい。 The component content in the MgO particles, including the MgO content, can be adjusted when firing the magnesia sintered body. Specifically, it can be controlled by selecting the magnesium compound used as the firing raw material and by using additives corresponding to impurities such as Si. Considering production efficiency, it is preferable to adjust by selecting and combining magnesium compounds with reference to the amount of impurities in the magnesium compound as a raw material.

Si含有量は、任意の添加剤により調整することができる。添加剤は特に限定されないが、例えば、シリカフューム、珪砂、ケイ酸ナトリウム等が挙げられる。マグネシウム化合物としては、流通品を用いることも可能だが、公知の手段を用いて成分調整したマグネシウム化合物を作製してもよい。なお、所定の条件を満たすマグネシア焼結体を入手可能な場合には、それを用いてもよい。 Si content can be adjusted with arbitrary additives. Although the additive is not particularly limited, examples thereof include silica fume, silica sand, and sodium silicate. Although it is possible to use a commercially available magnesium compound, it is also possible to prepare a magnesium compound whose components are adjusted using known means. Note that if a magnesia sintered body that satisfies predetermined conditions is available, it may be used.

マグネシア焼結体が粗大粒を多く含む場合には、粉砕により扱いやすい粒径とすることができる。粉砕装置としては、例えば、ハンマークラッシャー、ロールクラッシャー、ジョークラッシャー、衝撃式破砕機などの破砕装置、ディスクミル、転動ボールミル、振動ボールミル、ピンミル、ビーズミル、ジェットミル、サイクロンミルなどの粉砕装置等が挙げられる。こうした装置は、単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。 When the magnesia sintered body contains many coarse particles, it can be pulverized to a particle size that is easy to handle. Examples of crushing devices include crushing devices such as hammer crushers, roll crushers, jaw crushers, and impact crushers, and crushing devices such as disk mills, rolling ball mills, vibrating ball mills, pin mills, bead mills, jet mills, and cyclone mills. Can be mentioned. These devices can be used alone or in combination of two or more types.

粉砕後、分級を行うことにより、粗粉および/または微粉を取り除いて、好ましい粒度分布とすることができる。分級方法は特に限定されず、振動篩、風力分級機、サイクロン式分級機などを単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。 By performing classification after pulverization, coarse powder and/or fine powder can be removed to obtain a preferable particle size distribution. The classification method is not particularly limited, and a vibrating sieve, a wind classifier, a cyclone classifier, etc. can be used alone or in combination of two or more types.

マグネシア焼結体に対し、必要に応じて、上述したような粉砕および/または分級の処理を施して、所定の粒径に調整することができる。粉砕工程と分級工程は、マグネシア焼結体に応じて適宜組み合わせることができ、順番および回数は特に制限されない。分級工程と粉砕工程とは、いずれを先に実施してもよく、粉砕工程を経たマグネシア焼結体に分級工程を実施した後、さらに粉砕工程を実施することもできる。 If necessary, the magnesia sintered body can be subjected to the above-described pulverization and/or classification treatment to adjust it to a predetermined particle size. The pulverizing step and the classifying step can be appropriately combined depending on the magnesia sintered body, and the order and number of times are not particularly limited. Either of the classification step and the pulverization step may be performed first, and the pulverization step may be further performed after the classification step is performed on the magnesia sintered body that has undergone the pulverization step.

採用するマグネシア焼結体の粒径が既に所望の性状を充足する場合は、粉砕工程および分級工程を実施することなく使用してもよい。
結晶子径、BET比表面積、およびMgO含有率の条件を備えたMgO粒子であれば、本発明のアルカリ剤として有効に用いることができる。適度な溶出速度を有し、長期にわたって安定した効果を発揮可能であるので、本発明の材料は、アルカリ剤として好適に用いることができる。
If the particle size of the magnesia sintered body already satisfies the desired properties, the magnesia sintered body may be used without performing the pulverization process and the classification process.
MgO particles that meet the conditions of crystallite diameter, BET specific surface area, and MgO content can be effectively used as the alkali agent of the present invention. The material of the present invention can be suitably used as an alkaline agent because it has an appropriate elution rate and can exhibit stable effects over a long period of time.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではなく、また、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically explained based on Examples, but these do not limit the purpose of the present invention, and the present invention is not limited to these Examples.

<酸化マグネシウムの製造>
原料のマグネシウム化合物としては、海水と消石灰の反応により得られた水酸化マグネシウムを用意した。水酸化マグネシウムにおける成分含有量は、消石灰からの不純物、不純物除去工程の有無、および添加剤により決定される。
水酸化マグネシウムを焼成してマグネシア焼結体を作製し、粉砕および分級を組み合わせて実施例および比較例となるMgO粒子を製造した。MgO粒子を製造に当たっては、結晶子径およびBET比表面積が表1の値となるように、焼結温度、および粉砕・分級を制御した。焼成温度、および粉砕・分級の有無は表1に示す通りである。粉砕1では衝撃式破砕機およびサイクロンミル、分級は篩別および風力選別、粉砕2ではサイクロンミルを用いた。
<Manufacture of magnesium oxide>
As a raw material magnesium compound, magnesium hydroxide obtained by a reaction between seawater and slaked lime was prepared. The component content in magnesium hydroxide is determined by impurities from slaked lime, presence or absence of an impurity removal process, and additives.
Magnesium hydroxide was fired to produce a magnesia sintered body, and MgO particles serving as Examples and Comparative Examples were produced by combining pulverization and classification. In producing MgO particles, the sintering temperature and crushing/classification were controlled so that the crystallite diameter and BET specific surface area became the values shown in Table 1. The firing temperature and the presence or absence of crushing and classification are shown in Table 1. For crushing 1, an impact crusher and a cyclone mill were used, for classification, sieving and wind sorting were used, and for crushing 2, a cyclone mill was used.

得られたMgO粒子について、結晶子径、BET比表面積、含有成分、および体積累積粒径を求めた。それぞれの評価方法は、以下のとおりである。 Regarding the obtained MgO particles, the crystallite diameter, BET specific surface area, contained components, and volume cumulative particle size were determined. The evaluation methods for each are as follows.

<結晶子径>
まず、X線回折装置(ブルカー・エイエックスエス社製 NEW D8 ADVANCE)を用い、以下の条件にてXRDパターンを求めた。
X線源:CuKα(Niフィルター)
管電圧:40kV
管電流:40mA
検出器:1次元半導体高速検出器 LynxEye
発散スリット:0.30度
ステップサイズ:0.015度
計数時間:0.65秒/ステップ
得られたXRDパターンについて、解析ソフト(ブルカー・エイエックスエス社製 DIFFRAC.EVA V.3.2)を用いて、結晶子径を算出した。XRDパターン中のMgO(002)面ピークを指定し、半値幅に基づく結晶子径として計算された値を用いた。
<Crystallite diameter>
First, an XRD pattern was obtained using an X-ray diffraction device (NEW D8 ADVANCE manufactured by Bruker AXS) under the following conditions.
X-ray source: CuKα (Ni filter)
Tube voltage: 40kV
Tube current: 40mA
Detector: One-dimensional semiconductor high-speed detector LynxEye
Divergence slit: 0.30 degrees Step size: 0.015 degrees Counting time: 0.65 seconds/step The obtained XRD pattern was analyzed using analysis software (DIFFRAC.EVA V.3.2, manufactured by Bruker AXS). The crystallite diameter was calculated using The MgO (002) plane peak in the XRD pattern was specified, and the value calculated as the crystallite diameter based on the half width was used.

<BET比表面積>
比表面積計(ユアサイオニクス株式会社製、モノソーブ)を用いて、前処理として180℃で10分間脱気後、BET1点法にて測定した。
<BET specific surface area>
Using a specific surface area meter (Monosorb, manufactured by Your Scionics Co., Ltd.), the sample was degassed at 180° C. for 10 minutes as a pretreatment, and then measured by the BET one-point method.

<含有成分の測定>
MgO粒子の含有成分は、四ホウ酸リチウムを融材としたガラスビード法を用いて、蛍光X線分析装置(リガク製Supermini 200)により測定した。検出された特性X線の定量分析には、耐火物協会標準物質蛍光X線分析用マグネシア質耐火物(JRRM401-410)から作成した検量線を用いた。
<Measurement of contained components>
The components contained in the MgO particles were measured using a fluorescent X-ray analyzer (Supermini 200 manufactured by Rigaku) using a glass bead method using lithium tetraborate as a flux. For quantitative analysis of the detected characteristic X-rays, a calibration curve prepared from the Refractory Association standard material magnesia refractory for fluorescent X-ray analysis (JRRM401-410) was used.

蛍光X線測定にて検出されたMg,Ca,Si,Fe,Alの5元素を、それぞれMgO、CaO、SiO、Fe、Alに変換した際の含有率(質量%)合計を100としたときのSiO含有率およびMgO含有率を、それぞれXRF(S)およびXRF(M)とした。こうして得られたXRF(S)およびXRF(M)を用いて、下記式(1)によりS/M比を求めた。
S/M=XRF(S)/XRF(M) (1)
得られた結果を、結晶子径およびBET比表面積とともに下記表1にまとめる。
The content (mass%) when the five elements Mg, Ca , Si , Fe , and Al detected by fluorescent ) The SiO 2 content rate and the MgO content rate when the total was 100 were defined as XRF (S) and XRF (M), respectively. Using the XRF(S) and XRF(M) thus obtained, the S/M ratio was determined by the following formula (1).
S/M=XRF(S)/XRF(M) (1)
The obtained results are summarized in Table 1 below along with the crystallite diameter and BET specific surface area.

<体積累積粒径(D50)>
レーザー回折式粒度分布測定装置(MICROTRAC MT3300EX マイクロトラック・ベル(株)製)により、波長780nmのレーザー光を用い、3回の繰り返し測定の平均として体積基準の粒度分布を求め、50%体積累積粒径D50を得た。
得られた結果を、D50/結晶子径とともに下記表2にまとめる。
<Volume cumulative particle size (D50)>
Using a laser diffraction particle size distribution analyzer (MICROTRAC MT3300EX, manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.), a volume-based particle size distribution was determined as the average of three repeated measurements using a laser beam with a wavelength of 780 nm, and a 50% volume cumulative particle size distribution was obtained. A diameter D50 was obtained.
The obtained results are summarized in Table 2 below along with D50/crystallite diameter.

実施例のMgO粒子は、いずれも結晶子径が80~300nm、BET比表面積が0.1~1.2m/g、MgO含有率が95質量%以上である。これに対し、比較例1のMgO粒子は、結晶子径が80nm未満であり、比較例2,3のMgO粒子は、BET比表面積が1.2m/gを超えている。 The MgO particles of Examples all have a crystallite diameter of 80 to 300 nm, a BET specific surface area of 0.1 to 1.2 m 2 /g, and an MgO content of 95% by mass or more. On the other hand, the MgO particles of Comparative Example 1 have a crystallite diameter of less than 80 nm, and the MgO particles of Comparative Examples 2 and 3 have a BET specific surface area of more than 1.2 m 2 /g.

実施例および比較例のMgO粒子について、溶出性および耐湿性を評価した。それらの方法を以下に示す。 The MgO particles of Examples and Comparative Examples were evaluated for elution property and moisture resistance. Those methods are shown below.

<溶出速度試験>
まず、50mgのMgO粒子を100mLのイオン交換水に分散して、MgO懸濁液を調製した。電位差自動滴定装置(京都電子工業製、AT-510型)を用い、MgO懸濁液を撹拌しつつ0.05mol/Lの硫酸を滴下することでMgO懸濁液のpHを3に保持し、pH維持に要した硫酸消費量(CS(1))(硫酸mol/MgOmol)を求めた。測定の終点は、測定開始から1時間経過、もしくは硫酸消費量から懸濁液中のMgO全量を消費したと判定される時点とし、測定開始~終点までの時間を滴定時間(s)とした。
イオン交換水100mLについて同様に測定し、ブランクの硫酸消費量(CS(0))(硫酸mol/MgOmol)を求めた。酸化マグネシウム懸濁液の終点時間における硫酸消費量(CS(1))(硫酸mol/MgOmol)から、ブランクでの終点時間における硫酸消費量(CS(0))(硫酸mol/MgOmol)を差し引き、酸化マグネシウム粉末による(終点における硫酸mol/MgOmol)を求めた。
こうして得られた(終点における硫酸mol/MgOmol)をmとし、滴定時間(s)をtとして、下記式(2)により溶出速度試験値Xを算出する。
X=m/t (2)
溶出速度試験値Xが0.00035以下であれば、適度な溶出速度を備えている。
<Elution rate test>
First, 50 mg of MgO particles were dispersed in 100 mL of ion-exchanged water to prepare an MgO suspension. Using a potentiometric automatic titrator (manufactured by Kyoto Denshi Kogyo, AT-510 type), the pH of the MgO suspension was maintained at 3 by dropping 0.05 mol/L of sulfuric acid while stirring the MgO suspension. The amount of sulfuric acid consumed (CS(1)) (sulfuric acid mol/MgOmol) required for pH maintenance was determined. The end point of the measurement was one hour after the start of the measurement, or the time when it was determined that the entire amount of MgO in the suspension had been consumed from the amount of sulfuric acid consumed, and the time from the start of the measurement to the end point was taken as the titration time (s).
A similar measurement was made for 100 mL of ion-exchanged water to determine the blank sulfuric acid consumption (CS(0)) (sulfuric acid mol/MgOmol). Subtract the sulfuric acid consumption amount (CS(0)) (sulfuric acid mol/MgOmol) at the end point time of the blank from the sulfuric acid consumption amount (CS(1)) (sulfuric acid mol/MgOmol) at the end point time of the magnesium oxide suspension, (Sulfuric acid mol/MgOmol at the end point) was determined using magnesium oxide powder.
The elution rate test value X is calculated by the following formula (2), where m is the thus obtained (sulfuric acid mol/MgOmol at the end point) and t is the titration time (s).
X=m/t (2)
If the elution rate test value X is 0.00035 or less, it has an appropriate elution rate.

<耐湿性試験>
20gのMgO粒子をガラス製秤量瓶に収容して秤量し、温度50℃及び湿度85%の恒温恒湿槽中で120時間保持した。その後、恒温恒湿槽から取り出し、MgO粒子の質量(M(1))を秤量し、保持前のMgO粒子の質量(M(0))を用いて下記式により重量増加率を求めた。質量増加率が2%以下であれば、十分な耐湿性を備えている。
質量増加率=((M(1)-M(0))/M(0))×100(%)
得られた結果を、溶解速度試験値とともに下記表3にまとめる。
<Moisture resistance test>
20 g of MgO particles were placed in a glass weighing bottle, weighed, and kept in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 50° C. and a humidity of 85% for 120 hours. Thereafter, it was taken out from the constant temperature and humidity chamber, the mass of the MgO particles (M(1)) was weighed, and the weight increase rate was determined by the following formula using the mass of the MgO particles before holding (M(0)). If the mass increase rate is 2% or less, it has sufficient moisture resistance.
Mass increase rate = ((M(1)-M(0))/M(0))×100(%)
The results obtained are summarized in Table 3 below along with the dissolution rate test values.

実施例のMgO粒子は、結晶子径が80~300nm、BET比表面積が0.1~1.2m/gの範囲内であるので、適度な溶出速度を有している。これに対し、MgO粒子は、結晶子径が80nm未満と小さい比較例1、BET比表面積が1.2m/gを超えている比較例2,3では、溶出速度が過剰に早くなる。結晶子径およびBET比表面積の一方の要件を備えない場合には、長期にわたって機能を発現することができない。 The MgO particles of the examples have a crystallite diameter of 80 to 300 nm and a BET specific surface area of 0.1 to 1.2 m 2 /g, so they have an appropriate elution rate. On the other hand, the elution rate of MgO particles becomes excessively fast in Comparative Example 1, which has a small crystallite diameter of less than 80 nm, and Comparative Examples 2 and 3, which have a BET specific surface area of more than 1.2 m 2 /g. If one of the requirements of crystallite diameter and BET specific surface area is not met, functions cannot be expressed over a long period of time.

Claims (4)

結晶子径が80~300nm、BET比表面積が0.1~1.2m/gMgO含有率が95.0質量%以上であって、50%体積累積粒径(D50)が1~200μmである酸化マグネシウム粒子を含有することを特徴とするアルカリ剤。
(MgO含有率は、蛍光X線測定にて検出されたMg,Ca,Si,Fe,Alの5元素を、それぞれMgO、CaO、SiO、Fe、Alに変換した際の含有率(質量%)合計を100としたときの値である。)
The crystallite diameter is 80 to 300 nm, the BET specific surface area is 0.1 to 1.2 m 2 /g , the MgO content is 95.0% by mass or more, and the 50% volume cumulative particle size (D50) is 1 to 1.2 m 2 /g. An alkaline agent characterized by containing magnesium oxide particles having a size of 200 μm .
(MgO content is calculated when the five elements Mg, Ca, Si, Fe, and Al detected by fluorescent X-ray measurement are converted into MgO, CaO, SiO 2 , Fe 2 O 3 , and Al 2 O 3 respectively. This is the value when the total content (mass%) of is 100.)
前記酸化マグネシウム粒子は、下記式(1)で表されるS/M比が、0.004~0.040である請求項1記載のアルカリ剤。
S/M=XRF(S)/XRF(M) (1)
(XRF(S)およびXRF(M)は、それぞれ、蛍光X線測定にて検出されたMg,Ca,Si,Fe,Alの5元素を、それぞれMgO、CaO、SiO、Fe、Alに変換した際の含有率(質量%)合計を100としたときのSiO含有率およびMgO含有率である。)
The alkaline agent according to claim 1, wherein the magnesium oxide particles have an S/M ratio expressed by the following formula (1) of 0.004 to 0.040.
S/M=XRF(S)/XRF(M) (1)
(XRF(S) and XRF(M) respectively convert the five elements Mg, Ca, Si, Fe, and Al detected by fluorescent X-ray measurement into MgO, CaO, SiO 2 , Fe 2 O 3 , These are the SiO 2 content and MgO content when the total content (mass%) when converted to Al 2 O 3 is 100.)
前記酸化マグネシウム粒子は、50%体積累積粒径(D50)と結晶子径との比(D50/結晶子径)が、100~600である請求項1記載のアルカリ剤。 The alkaline agent according to claim 1, wherein the magnesium oxide particles have a ratio of a 50% volume cumulative particle diameter (D50) to a crystallite diameter (D50/crystallite diameter) of 100 to 600. 前記酸化マグネシウム粒子は、下記式(2)で表される溶出速度試験値Xが、0.00003以上0.00035以下である請求項1記載のアルカリ剤。
X=m/t (2)
(上記式(2)中、mは、MgO懸濁液のpHを3に維持する溶出試験の(終点における硫酸mol/MgO mol)であり、tは、滴定時間(s)である。)
The alkaline agent according to claim 1, wherein the magnesium oxide particles have an elution rate test value X expressed by the following formula (2) of 0.00003 or more and 0.00035 or less.
X=m/t (2)
(In the above formula (2), m is (sulfuric acid mol/MgO mol at the end point) of the elution test in which the pH of the MgO suspension is maintained at 3, and t is the titration time (s).)
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