JPS5813209B2 - 粉粒体嵩密度調整剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉粒体嵩密度調整剤、更に詳しくは無機系、金
属系、有機系粉粒体の嵩密度調整剤に関するものである
。

嵩密度は粉粒体の充填特性の一つとして粒度特性ととも
に、粉粒体の物理的性質を決定する最も基本的な特性で
あって、粉粒体の圧縮性、強度、熱特性、電気的性質、
潤活性、固結防止性、分散性、毛管性などの種々の粉粒
体の物性に直接、間接に重要な関係を有するものである
。

しかしながら従来かかる粉粒体の嵩密度を調整する薬剤
についてはほとんど知られていないのが現状である。

本発明者等は上記に鑑み種々検討した結果、特定の有機
燐酸エステルが微量でも粉粒体の嵩密度調整効果を有す
るのみならず、種々の粉粒体の物性を改質し得ることを
知見し本発明を完成するに至ったのである。

即ち本発明の要旨は一般式 〔式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は１〜１８個の炭素原子を含む
分枝、または非分枝のアルキル基，アルケニル基、アル
キニル基、アリール基であり、アルキル基の場合はニト
ロ基、ヒドロオキシ基、カルボキシル基等の置換された
もの、アルケニル基、アルキニル基の場合はそれらの付
加されたもの、アリール基の場合は低級アルキル基、低
級アルケニル基、ヒドロオキシ基、ニトロ基、カルボキ
シル基等の置換されたものでもよい〕で示される酸性燐
酸エステル、その塩の一種又は二種以上からなる粉粒体
嵩密度調整剤である。

本発明を詳細ｌこ説明するに、本発明ｌこおいて使用す
る酸性燐酸エステルは、代表的Ｅこはアルコール類又は
フェノール類と無水燐酸との部分エステル化合物の総称
であってアシド・ホスフエート（ａｃｉｄ ｐｈｏｓｐ
ｈａｔｅ）とも呼ばれ、一般には多少の変動があるとは
いえモノおよびジエステルの混合物が入手し易い。

又メタ燐酸、ピロ燐酸および燐酸を痕跡程度含有してい
るのは何ら差支えない。

上記した一般式中のＲの種類はそれに対応するアルコー
ル又はフェノール類を用いて無水燐酸と反応せしめて得
られるものである。

もつともこの酸性燐酸エステルの製造は上記したアルコ
ール又はフェノール類と無水燐酸の反応のみ１こよって
なされるものではなく，１〜２モルのアルコール又はフ
ェノール類と１モルのオキシハロゲン化燐とを反応させ
反応後残存ハロゲンを加水分解させる方法、あるいはト
リホスフエートにオキシハロゲン燐を反応させピロ燐酸
エステルを作り更に加水分解する方法等によっても得ら
れるものであり、本発明にはそのいずれも使用し得るの
は勿論である。

またこの酸性燐酸エステルはオルト燐酸と同様に、アル
カリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛、アルミニウム、チ
タン、ジルコン、クロム、マンガン、鉄、ニッケル、銅
等の金属塩、アンモニウム塩及びアミン塩を形成するも
のであり、本発明においてはこれらの塩も酸性燐酸エス
テルと均等的に使用し得るものである。

酸性燐酸エステルの低分子量のものは無色の液体で芳香
を有し低級アルコール又は水に溶解するが、高分子量の
ものは白色蝋状の固体で水にはほとんど溶解しないもの
である。

その塩については大部分固体であるが水の存在下では加
水分解の結果酸性燐酸エステルを遊離するものである。

従って酸性燐酸エステル、その塩の種類によっては水に
溶解しないか、しにくくなるのでその際にはメタノール
、エタノール等の低級アルコールに溶解して使用するか
界面活性剤を少量添加してエマルジョンとして均一に分
散せしめて使用することも可能である。

これらの酸性燐酸エステルとしては例えば、メチルアシ
ドホスフエート、ジメチルアシドホスフエート、エチル
アシドホスフエート、ジエチルアシドホスフエート、メ
チルエチルアシドホスフエート、正一またはイソープロ
ピルアシドホスフエート、正一またはイソージプロピル
アシドホスフ工一ト、メチル・プロピル・アシドホスフ
エート、エチル・プロピルアシドホスフエート、正一ま
たはイソーブチルアシドホスフエート、正一またはイソ
ージブチルアシドフオスフエート、メチル・ブチル・ア
シドホスフエート、・エチル・ブチルアシドホスフエー
ト、プロピル・ブチルアシドホスフエート、正一または
イソーベンチルアシドホスフエート，正一またはイソー
ジベンチルアシドホスフエート、正一またはイソーヘキ
シルアシドホスフエート、正一またはイソージヘキシル
アシドホスフエート、正一またはインオクチルアシドホ
スフエート、正一またはインージオクチルアシドホスフ
エート、正一デシルアシドホスフエート，正一ジデシル
アシドホスフエート，正一ラウリルアシドホスフエート
，正一ジラウリルアシドホスフエート、正一またはイソ
ーセシルアシドホスフエート、正一またはイソージセシ
ルアシドホスフエート、正一またはイソーステアリルア
シドホスフエート、正一またはイソージステアリルアシ
ドホスフエート、土チレングリコーノレアシドホスフエ
ート、グリセリンアシドホスフエート、アリルアシドホ
スフエート、ジアリルアシドホスフエート、プロパギル
アシドホスフエート，ジプロパギルアシドホスフエート
、フェノールアシドホスフエート、ベンジルアシドホス
フエート、ジベンジルアシドホスフエート、クレジルア
シドホスフエート等があげられる。

しかしこれらは例示的に列挙したものであって上記エス
テルに限定するものではなく、いわゆる酸性燐酸エステ
ルであればいずれも使用できるものである。

以上の酸性燐酸エステル、その塩（以下単に゛酸性燐酸
エステル″という）を粉粒体に使用するに際しては、添
加混合し粉粒体表面に均一に付着処理するだけで充分で
ある。

実用的には高濃度のマスターバツテを作成し、これを添
加混合するのが簡単に均一に付着処理でき好都合である
。

特に粉粒体と酸性燐酸エステルとが反応する場合にはこ
の使用態様が推奨できる。

酸性燐酸コ一ステルは通常そのまま使用するのであるが
その物性あるいは処理粉粒体の種類その他の使用条件に
よっては水又はアルコールに溶解して使用するかエマル
ジョンとしても使用可能である。

その使用量については、あまり少な過ぎればその嵩密度
調整効果が充分でなく、又多過ぎてもそれ程良結果が得
られないばかりか粉粒体を不純にするので好ましくない
。

従って本発明の嵩密度調整剤は、通常粉粒体に対して０
．０１〜５重量％の範囲、好ましくは０．０３〜３重量
％で使用するのがよい。

また、本発明の嵩密度調整剤を使用できる粉粒体の平均
粒径については粉粒体の種類、嵩密度調整剤の種類、使
用量等によって明確に一様に定め難いが、一般的に極微
細あるいは超粗大粉粒体には効果が明瞭でない。

従って平均粒径１〜１０００μ程度の粉粒体が適当であ
る。

粉粒体の種類については無機系、金属系、有機系の粉粒
体を問わず有効である。

無機系粉粒体については酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫
酸塩、珪酸塩、粘土鉱物、燐酸塩、硝酸塩、ハロゲン化
物等を挙げることができ、金属系粉粒体については粉末
冶金工業、顔料工業等に通常使用される金属粉例えば銅
、黄銅、アルミニウム、鉄、錫、鉛、その他合金等を挙
げることができ、有機系粉粒体としては各種プラスチッ
ク粉、界面活性剤、力一ボン、有機顔料、農薬、飲食品
等を例示できる。

尚これらの粉粒体はできるだけ乾燥しているものが好ま
しく、できればその含水率は数重量％以下特に１重量％
以下が望ましい。

多量の水分は本発明の嵩密度調整削の調整能を減殺する
ので避けなければならない。

嵩密度の測定は各種粉粒体について、日本工業規格ＪＩ
Ｓ −Ｋ−５１０１−６４「顔料試験方法」の１８、「
カサ」の項に準じて、本発明の嵩密度調整剤を使用した
場合と未使用の場合とについて測定し、その効果を判定
したが本発明の効果認定についてはこの方法に限定され
るわけではない。

又この嵩密度測定の際、充填密度をも測定し，嵩密度と
の差を嵩密度で除し変化率を算出した。

即ち本発明の嵩密度調整剤を使用した場合と未使用の場
合それぞれの変化率の比の大なる程嵩密度調整能が太き
いと云えるのである。

かくして本発明の嵩密度調整削によれば対象粉粒体にも
よるが極めて少量の使用で一般的に嵩密度を犬となすこ
とができ特に金属酸化物についてはその傾向が著しい。

もつとも珪砂、無水珪酸、珪酸カルシウムのあるものの
ようｆこ嵩密度が小となるものもある。

本発明の嵩密度調整剤瘉こより伺故粉粒体の嵩密度が調
整されるのかその機構については定かでないが、既述し
た一般式からも理解される通り酸性燐酸エステルのＯＨ
基を介して粉粒体と結合し粉粒体表面をＲ， ， Ｒ２
， Ｒ３で示される有機基で被覆した形となり、粉粒体
表面の物性が変化するためであろうと考えられる。

このことは本発明の嵩密度調整削による副次的効果であ
る粉粒体の流動性、潤活性、固結防止性、分散性、輸送
性、有機物質との相溶性、界面活性性、充填性あるいは
貯蔵安定性等の一種又は二種以上が改良されることも無
縁ではないと考えられる。

従って本発明の嵩密度調整剤は単に嵩密度調整に止まら
す粉粒体の種々の物性の改質にも有効であるといえる。

以下本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。

実施例 １ 嵩密度調整剤として、 式 混合物として示されるイソプロピルアシドホス７エー｝
（ＰＡＰ）を用いて各種粉粒体について日本工業規格顔
料試験方法ＪＩＳＫ−５１０１−’６４の第１８項の「
カサ」に準じて嵩密度（＆／ｍｌ）を測定した。

一方上記嵩密度測定後のシリンダー充填物をゴム板上で
５０回タツピングを行ない，シリンダーの空間容積を測
定することにより充填密度を算出した。

尚タツピングの高さは略２ＣｒｒＬで行ない粉粒体の飛
散防止のため薬包紙のキャップを施した。

測定結果は第１表の通りである。

第１表において変化率というのは充填密度をρ・嵩密度
をρ。

とじたとき（ρ一ρ。）／ρ０で算出されるものであり
、又変化率の比というのは嵩密度調整剤未使用の変化率
で嵩密度調整剤を使用した場合の変化率を除した数値で
、この数値が犬なる程嵩密度を減少さす効果が大であり
、この数値が小なる程嵩密度増大効果大なるものである
。

第１表よりＰＡＰが各種粉粒体の嵩密度調整に有効であ
ることがわかる。

実施例 ２ 実施例１と同様の測定方法及び算出方法を用いて、粉粒
体の種類を限定し、嵩密度調整剤として各種の酸性燐酸
エステルを用いて嵩密度を測定した。

その結果は第２表の通りである。注：表中、嵩密度調整
剤の種類の略号は以下のものを表わす。

（以下同様）ＰＡＰ：イソプロピルアシドホスフエート
； ＰＡＰ−Ｃａ：ＰＡＰのカルシウム塩、ＥＡＰ
：エチルアシドホスフエート； ＭＡＰ：メチルアシ
ドホスフエート，ＡＡＰ：アミルアシドホスフエート；
ＯＡＰ：オクチルアシドホスフエート実施例 ３ 実施例１と同様の測定方法及び算出方法を用いてアルミ
ナに対してイソプロビルアシドホスフェート（ＰＡＰ）
の添加量を種々変えて嵩密度を測定した。

その結果は第３表の通りであり、変化率とＰＡＰ添加量
の関係をプロットしたものが第１図である。

第３表及び第１図よりアルミナに対して０．０１〜５重
量％、好ましくは０．０３〜３重量％のＰＡＰを使用す
るのが嵩密度調整上効果が大なることがわかる。

実施例 ４ 実施例１と同様の測定方法及び算出方法を用いてアルミ
ナに対して水分添加量を変えて、嵩密度調整剤としてＰ
ＡＰ０．１重量％を採用して嵩密度を測定した。

その結果は第４表の通りでありそれをプロットしたもの
が第２図である。

第４表及び第２図より多量の水分の存在は嵩密度調整能
を減殺する傾向があることが分かる。

実施例 ５ 実施例１と同様の測定方法及び算出方法で粉粒体として
粉径の異なるアルミナを用い、嵩密度調整剤としてＰＡ
Ｐを採用して嵩密度を測定した。

その結果は第５表の通りでありそれをプロットしたもの
が第３図である。

第５表及び第３図より極端に微細な粉粒体については本
発明の嵩密度調整剤は効果が少ないことが分かる。

【図面の簡単な説明】

第１図はアルミナにイソプロピルアシドホスフエート（
ＰＡＰ）の添加量を種々変えて嵩密度を測定し、変化率
とＰＡＰ添加量の関係をプロットした曲線図であり、第
２図はアルミナに水分の添加量を種々変えて加えＰＡＰ
を一定量（０．１％）添加して嵩密度を測定し、変化率
と水分添加量の関係をプロットした曲線図であり、第３
図は粒径の異なるアルミナにＰＡＰの一定量（０．３％
と１．０％）を添加して嵩密度を測定し、変化率と粒径
及びＰＡＰ添加量との関係をプロットした曲線図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 〔式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は１〜１８個の炭素原子を含
   む分枝、または非分枝のアルキル基、アルケニル基、ア
   ルキニル基、アリール基であり、アルキル基の場合はニ
   トロ基、ヒドロオキシ基、カルボキシル基等の置換され
   たもの、アルケニ／Ｌ４、アルキニル基の場合はそれら
   の付加されたもの、アリール基の場合は低級アルキル基
   、低級アルケニル基、ヒドロオキシ基、ニトロ基、カル
   ボキシル基等の置換されたものでもよい〕で示される酸
   性燐酸エステル又はその塩の一種又は二種以上からなる
   粉粒体嵩密度調整剤。 ２ 酸性燐酸エステルの塩がアルカリ金属、アルカリ士
   類金属、亜鉛、アルミニウム、チタン、ジルコン、クロ
   ム、マンガン、鉄、ニッケル、銅等の金属塩、アンモニ
   ウム塩及びアミン塩の一種又は二種以上である特許請求
   の範囲第１項記載の粉粒体嵩密度調整剤。 ３ 粉粒体に対して０．０１〜５重量％の範囲で使用す
   る特許請求の範囲第１項記載の粉粒体嵩密度調整剤。 ４ 平均粒径１〜１０００μの粉粒体に使用する特許請
   求の範囲第１項記載の粉粒体嵩密度調整剤。 ５ 粉粒体が酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、珪酸
   塩、粘土鉱物、燐酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物等の無機
   系粉粒体；金属粉粒体；プラスチックス、界面活性剤、
   カーボン、有機顔料、農薬、飲食品等の有機系粉粒体の
   一種又は２種以上である特許請求の範囲第１項記載の粉
   粒体嵩密度調整剤。