JPS5857364B2 - テイコケツセイノダイイチリンサンカルシウムスイワブツノセイホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低固結性の第一燐酸カルシウム水和物の製法
に関する。

無水第一燐酸カルシウムは、炭酸ガスを遅延、又は二次
的に発生せしめることを必要とする用途において、ベー
キングアシッドとして有用であることが知られている。

無水第一燐酸カルシウムは８００℃における理論的強熱
減量が１５．４％である。

市販の無水第一燐酸カルシウムは、８００′Ｃにおける
強熱減量が約１４〜１５．５％である。

無水第一燐酸カルシウムは、ベーキングパウダー中に配
合するベーキングアシッド、および自膨張性小麦粉組成
物中のベーキングアシッドとして有用であることが知ら
れている。

該化合物は、ベーキングプロセス中に炭酸ガスを発生さ
せる速度が比較的太である点において特に有用である。

第−燐酸力ルシウムー水和物は、強熱減量が２０．５□
□□である。

市販化合物の強熱減量は、犬低約２０．０〜２１．５重
量％である。

第−燐酸力ルシウムー水和物は広く使用されるが、貯蔵
の際不良な固結を生ずることで知られている。

貯蔵中、又は湿気にあてた場合固結化するのを防ぐため
該製品に添加剤が使用されてきた。

米国特許１，９１３，７９６号、３，２４４，４７８号
、３．２７３，９６０号及び３，６７８，８８３号に記
載の調幣剤が貯蔵中の第一燐酸カルシウム−水和物の固
結化を妨ぐ目的で開発されている。

第−燐酸力ルシウムー水和物の固結傾向と流動性を改良
するために用いられるもう一つの方法は、乾燥前に湿気
を帯びた結晶を砕くことである。

本方法は組成物の特性を改良するが、注意深いコントロ
ールが必要であり、低流動特性（オンストＩＪ−ムファ
クター）をそなえた高い維持工程である。

本発明の目的は低固結性を有する水利第一燐酸カルシウ
ムを製造する方法にある。

更に、本発明の目的は、添加剤を使用せずに、低固結性
を有する水利第一燐酸カルシウムを製造する方法にある
。

本発明の他の目的は、第−燐酸力ルシウムー水和物の炭
酸ガスを発生させる速度の犬なる、低固結性を有する第
一燐酸カルシウム組成物を製造することである。

本発明によれば、低固結性を有する水利第一燐酸カルシ
ウム組成物は、水と、強熱減量１４重量の以上、１７重
量％より少ないの第一燐酸カルシウム組成物を混和し強
熱減量１７〜２１．５重量％の水利第一燐酸カルシウム
組成物を生成せしめ、次いで第一燐酸カルシウム組成物
の遊離水分が約１重量％地下、好ましくは０５重量の以
下になるまで（もしも混合物がこれを超える遊離水分を
含むならば）乾燥せしめる。

図に示す如く、本工程は強熱減量１４４重量□□□上、
１７７重量□□□り少ない、好ましくは１５〜１６．５
重量％の第一燐酸カルシウム組成物を準備し、この第一
燐酸カルシウム組成物を水と混和し、強熱減量１７〜２
１．５重量の、好ましくは１８．７〜２０５重量％の第
一燐酸カルシウム組成物を生成するまで水を接触せしめ
、次いで、必要があれば約５５〜９５°Ｃで乾燥し、遊
離水分を約１重量％す、下、好ましくは０．５重量の以
下に減少せしめて、第一燐酸カルシウム組放物を製造す
るものである。

本工程は数個の処理ゾーン又は１ゾーンによる連続操作
によって行なわれる。

ここに述べた如く、強熱減量パーセントはサンプルの重
量ロスに関係するものであり、１時間８００℃で加熱後
、１時間７５℃で乾燥し、７５℃の乾燥後のもとのサン
プルの重量で割り、１００を掛けたものである。

遊離水分の□□□は７５℃で１時間乾燥したサンプルの
重量をもとのサンプルの重量で割り、１００を掛けたも
のである。

強熱減量□□□及び遊離水分のの特定な範囲は本発明の
製品の固結性を減少するのに極めて大切なものである。

強熱減量１４重量％以上、１７重量％より少ない第一燐
酸カルシウム組成物は文献に公知の方法で製造される。

米国特許２，１６０，７００号は無水第一燐酸カルシウ
ムは酸性溶液からの結晶により製造され得ると記載して
いる。

結晶性無水第一燐酸カルシウムを製造する好ましい方法
についても、米国特許２，１６０，７００号に記載があ
る。

本方法は、比較的高濃度の燐酸溶液に石灰をや＼余分に
加え、反応温度を１４０℃以上にせしめた。

温度は１４０℃以上の範囲でコントロールするが、ピロ
燐酸塩の実質量が生成する温度以下とする。

通常、温度は石灰の添加の割合でコントロールされる。

強熱減量１４４重量□□□上、１７重量［有］より少な
い第一燐酸カルシウム組成物は、第一燐酸カルシウムの
溶液から水を蒸発せしめる方法、又は第一燐酸カルシウ
ムのスラリー溶液のスプレードライ、又は溶液からの結
晶によって第一燐酸カルシウム−水和物を製造せしめる
ことによって製造される。

上記の方法によって製造される第一燐酸カルシウム−水
和物の強熱減量は、通常約２０〜２１．５重量□□□で
ある。

第−燐酸力ルシウムー水和物は、約９５°Ｃより高く、
かつピロ燐酸塩が生成する温度より低い温度で加熱し、
強熱減量１４４重量□□□上、１７重量％より少ない、
好ましくは１５〜１６．５重量のの第一燐酸カルシウム
組成物を製造する。

この第−燐酸力ルシウムー水和物は、約１１０〜１８０
℃の範囲の温度、最も好ましくは約１３０〜１６０℃で
、組成物に必要な強熱減量が生成されるまで加熱される
。

１４４重量□□□上、１７重量％より少ない強熱減量怖
の第一燐酸カルシウム組成物を製造する方法は当事者は
よく理解される筈である。

第一燐酸カルシウムは次の保応により製造される。

ＣａＯ＋２Ｈ３ＰＯ４→Ｃａ（Ｈ２ＰＯ４）２＋Ｈ２０
市販の方法により製造される第一燐酸カルシウムは通常
少量の第二燐酸カルシウムを含有する。

市販の製品は、本工程により有利に水和せしめ得る。

第一燐酸カルシウム組成物に水を混和し、充分な時間組
成物と接触せしｙ）、強熱減量を約１７〜２１．５重量
□□□に増加せしめた。

低温度、即ち室温から約４０℃までの範囲では水利率は
比較的緩慢である。

水と無水燐酸カルシウムを、約４０と約９５℃の間の、
最も好ましくは約５０と８５°Ｃの間の温度で接触せし
めるのが好ましい。

低温度においては、水と第一燐酸カルシウム間の反応が
生ずるがその率は比較的緩慢で接触時間を長くすること
が要求される。

約９５℃の温度では水の蒸気圧が高く、第一燐酸カルシ
ウム−水和物は無水のフオームに戻る傾向がある。

故に第一燐酸カルシウム組成物を約４０〜９５℃の温度
で水と接触させることが好ましい。

もしも水利が高圧で行なイっれるならば高温が利用され
る。

水と、強熱減量１４重量％以上、１７重量％より少ない
第一燐酸カルシウム組成物を接触せしめて１７〜２１．
５重量％の強熱減量の第一燐酸カルシウム組成物を生成
せしめるに必要な時間は温度のみでなく、組成物の強熱
減量によって決まる。

一般的に高温においては接触時間は約２分間で適当な組
成物が得られる。

室温では４日程度の接触時間が必要である。

好ましい温度範囲では接触時間は約３分から約１時間で
ある。

水を直接に組成物に導入し、組成物に比較的均等に配分
する。

水を直接に熱い材料に添加するか又は冷たい組成物と混
和する。

水を組成物と約５００Ｃ〜１８０℃、最も好ましくは７
５〜１４０°Ｃで混和すると良い。

湯又は水を組成物と混和することができる。

通常温度の水を上記の範囲の高温となった組成物に混和
する。

水は実質上無水の材料と反応し、強熱減量１７及び２１
．５重量□□□の第一燐酸カルシウム組放物を形成する
。

強熱減量１４４重量□□□上、１７重量のより少ない第
一燐酸カルシウム組成物に配合する水の量は、組成物の
強熱減量を１７〜２１．５重量のに増加するに充分な量
を計算の上決定する。

加熱組成物の温度を減少するために消費される水量、及
び空気中に蒸気となって消耗される水量を考慮してアロ
ーアンスをとる。

必要範囲に強熱減量をおこなうために要求される以上の
過剰水は、最終製品の遊離水分を１重量の以下にしなけ
和ばならないから、用いてはならない。

通常、該組成物中に添加された水分の全部が完全に反応
することは可能ではない。

一部の水は遊離水分の形で結合されないで残る。

遊離水分は７５℃で１時間、第一燐酸カルシウムを乾燥
して測定する。

７５℃で１時間乾燥した重量ロスを当初の重量で割り、
１００を掛けたものが遊離水分パーセントと認められる
。

遊離水分□□□は１重量ψ以下、好ましくは０．５重量
頒以下でなければならない。

第一燐酸カルシウム組成物に残存させうる遊離水分量で
あって、実質的に固結性を減少する組成物を提供する遊
離水分量は、最終製品の強熱減量★に関係する。

１９〜２０重量□□□の範囲の強熱減量においては１重
量のまでの遊離水分が許容される。

しかも固結性を減少する組成物を提供する。

１７〜１９％及び２０〜２１．５重量％の強熱減量にお
いては、実質的に固結性を有する組成物を提供するため
には強熱減量は０．５重量９以下でなければならない。

ここに用いたパーセント及び部は他ｌこ指示のない限り
重量％、重量部を示すものである。

第一燐酸カルシウム組成物は水と接触して軽い振とう、
混和その他の方法で容易に崩れる塊状物を作ることがあ
る。

この塊状物がなければ、この組成物は実質的に固結性が
減少する。

強熱減量１４重量の以上、１７重量％より少ないの第一
燐酸カルシウム組成物に均一に拡散する方法で水を入れ
る。

パグミル、ジグザグブレンダー リボンミキサー、スプ
レ一式回転ドラム及びニーダ−マスター（登録商標）の
如き液体一固体混和装置が水と、第一燐酸カルシウムを
混和するのに適している。

該組成物を流動床中で水と接触せしめても水和せしめう
る。

該流動床は温いスチーム・エア混合物により攪拌される
。

液体を直接に組成物の攪拌床に導入する方法が良好であ
る。

本発明を臨界的なパラメーター及び本発明の利点を明確
に指摘する次の実施例１こより具体的ｌこ説明する。

実施例中、怖は重量□□□を示す。

参考例 １４重量の以上、１７重量のより少ない強熱減量の第一
燐酸カルシウム組成物の製法 ８０％食品グレード燐酸の如きＰ２Ｏ５，５重量部を反
応器に入れ、攪拌下に石灰の如きＣａ０ ２部を混入し
た。

混合物が１６０℃の温度になるまで急速に石灰を加えた
。

石灰の全量を添加するまで反応混合物の温度を１５０℃
〜１８０℃で維持した。

反応熱が燐酸と結合した水分及び反応によって生じた水
を蒸発せしめる。

８００℃におけるＬＯＩ（強熱減量）が１５，７の実質
的に無水な流動性のある燐酸カルシウムが得られた。

実施例 １ 強熱減量１５．５％の第一燐酸カルシウム組成物を参考
例の方法で製造した。

該組成物を１０７℃に冷却せしめた。

水３重量部を、第一燐酸カルシウム２５重量部の攪拌床
に１２分間スプレーした。

水を組成物の攪拌床に加えたのち更に１８分間攪拌した
。

９分、１５分、３０分でサンプルをとりだした。

その間攪拌床の温度を注意して維持した。試験結果を第
１表に示す。

第−燐酸カルシウム組成物０．７１を炭酸ガス２００就
を放出するに充分な重曹溶液１０ｍ／！に加えて一定時
間抜遊離した炭酸ガスの量によりベークＬ／−トを決定
する。

中和値は、組成物８４０ミリグラムを冷水２４ｍ１に懸
濁して決定した。

混合物を攪拌し０． Ｉ Ｎ水酸化ナトリウム９０ＴＩ
Ｊを混合物に加えた。

混合物を煮沸するまでに厳密に２分間、次いで１分間煮
沸した。

熱い混合物を０．２Ｎ塩酸を用いて、フェノールフタレ
ン終点まで滴定した。

中和値はサンプル１００部と均等量のＮａＨＣＯρ重量
部として計算した。

該工程により水の存在下の第一燐酸カルシウムの水利速
度は高温において著しく高いことが示された。

本実施例による水利第一燐酸カルシウム組成物は、第一
燐酸カルシウム−水和物の急速な炭酸ガス放出性を有す
ることがわかった。

該製品は実質的に固結性がない。

実施例 ２ バターソンーケリーツインシェル混和機による水利 ７．５７１のバターソンーケリーＶツインシェル混和機
（保温外筒付）に液体分散リング及びインテンシファイ
アバーをそなえたものを本実験に使用した。

実施例１により製造した強熱減量１５．６％の第一燐酸
カルシウム組成物６．３５ｋｇを２５℃で上記ブレング
ー中に各ラン毎に投入した。

室温の水を適量づ）２０分かけて■型混和機に添加した
。

製品の強熱減量の範囲が１５．８〜２０．３％となる様
に水の量を変化させた。

水を添加した後、更に５分かけてインテンシファイアバ
ーを用いて内容物を混第１１シた。

混和機を開き壁面の塊片を砕いた。

塊片を砕いて後回に５分、内容物を混和した。

Ｖ型混和機の内容物の温度は、水を添加している間に水
利熱により増加した。

第３ランにおいて混合物の最終温度は８２°Ｃであった
。

最終製品の強度減量、ドＭ（遊離水分）、ベーキングレ
ート及び加圧試験をおこなった。

又第４ラン及び第５ランにおける製品を遊離水分が０１
％となるまで乾燥した。

テストの結果を第２表に示す。ドーナツ法によりベーキ
ングレートを測定した。

ドーナツ法とはサンプル１．０７′？をベーキングソー
ダ０７５１、ドーナツ粉７３．５１と混和し、混合物を
密閉攪拌器に入れ、水４３ｍＪを２７℃で急速に添加す
るものである。

ベーキングアシッドと゛ソーダが反応する時生じるＣＯ
Ｄ放出を各時間について測定した。

市販の第一燐酸カルシウム−水和物を用いると、１０分
間のベーキングレートは、ＣＯ２１２０〜１３５ｍＪで
あった。

加圧下における固結性を多壁ノ防湿バッグに、１４０メ
ツシュ通過の０．９０ ｋｇの製品を入れ、封入し、パ
レットの３袋分に等しい重量をかけて測定した。

２６日後にバッグを開き固結の程度を調べた。

加圧試験後の製品の状態は第２表に示されている。

０１％まで遊離水分を除去し、固結のまったくない燐酸
第一カルシウム組成物を生成した。

これはこの種の製品の顕著な効果である。

第５ランでは強熱減量２０．３％、遊離水分１％の組成
物がかなり固結したが、遊離水分を０．１％に減少した
とき加圧試１験を行うと組成物は著しく曖れた特性を示
した。

しかし、第３ラン及び第４ランで強熱減量が１８．６〜
１９．１％、遊離水分０８及びＱ、７％の組成物はその
固結性が低下していなかった。

実施例 ３ 温度に関する水オＤ速度 水和速度に対する温度の効果を決定するため何回ものテ
ストをおこなった。

参考例１こ示した方法により第一燐酸カルシウム組成物
を製造した。

該組成物４．５ｋｇ（０，３ｍｓたり３１．５ｋｇの嵩
密度）をインテンシフアイバーと水添加リングをそなえ
た保温したパターソンケＩＪ −Ｖ型混和ｉｏ、７５？
中に投入した。

燐酸第一カルシウム組成物をオーフン中で処理部塵まで
予熱した。

水を２〜３分間加えさらに一分間攪拌した。

組成物をサンプリングし、インテンシファイアバーの攪
拌とタンプリング処理を更に１０分間継続した。

この間Ｖ型混和機の壁を軽く叩いてスケールが付着する
のをふせいだ。

トレイ中に組成物を入れ、一定時間後にｓｏ’ｃのオー
フン又は室温に保持して、水和状態を試験した。

５．０８ｃｍ、の組成物を入れたトレイをカバーしたが
密閉はしなかった。

本試験の結果を第３表に示す。

第３表は、約５０℃以上の温度で水利が急速に行われる
ことを示す。

この表により水の添加により、もし出発原料の温度が約
９０℃以上であればその温度が実質的に減少することを
示している。

又、組成物が室温で維持される時、水和速度が比較的低
いことを示している。

この表は、本方法が強熱減量が１５〜１６．５％である
組成物にとって有効であることを示している。

地下、本発明の実施の態様を示す。

（１）特許請求の範囲記載の製法。

（２）第一燐酸カルシウム組成物の強熱減量が８００°
Ｃにおいて１５〜１６．５重量のである第（１）項の方
法。

（３）強熱減量が１７〜２１５重量％の水利第一燐酸カ
ルシウムが０．５重量％以下の遊離水分にまで乾燥せし
められる第（１）項の方法。

（４）強熱減量１７〜２１．５重量％の水和第一燐酸カ
ルシウムから遊離水分を０．５重量□□□以下に除去せ
しめる第（１）項の方法。

（５）水と第一燐酸カルシウム混合物を約４０〜約９５
℃の漏音で維持する第（１）項の方法。

（６）該混合物を約り０℃〜約８５℃で維持する第（５
）項の方法。

（７）該第−燐酸カルシウム組成物の攪拌床に水をスプ
レーする第（１）項の方法。

（８）水とスチームを混和する第（１）項の方法。

（９）スチームエア混合物により攪拌した第一燐酸カル
シウム組成物の液体床に水を導入する第（１）項の方法
。

（１０）１４重量％す、上、１７重量□□□より少ない
強熱減量の第一燐酸カルシウム組成物が水を該組成物と
親密に混合した時的５０℃と１８０℃の間の漏音である
第（１）項の方法。

０υ 水が常温である第００）項の方法。

（］ ２Ｘａ ） 燐酸水溶液中に石灰を投入するこ
とによって約１４０℃以上に発熱して反応生成物を形成
せしめ、該石灰は２モルの燐酸に対して約１モルのＣａ
Ｏの比となるに充分な量を加え、反応熱が反応により生
じる水分及び配合されている水分を充分に蒸発せしめる
ような温塵とすること： （ｂ） 反応生成物を約１．４０〜１８０℃に維持し
、強熱減量が１４重量□□□以上、１７重量□□□より
少ない第一燐酸カルシウムとなるようにすること； （ｃ） 強熱減量が１４重量の以上、１７重量のより
少ない第一燐酸カルシウムに水を加えて、強熱減量が１
７〜２１．５重量のとなるようにすること； （ｄ） 第一燐酸カルシウムを遊離水分を含め強熱減
量が１７〜２１．５重量のとなるように充分な時間接触
せしめることを特徴とする低固結性水和第−燐酸カルシ
ウムの製法。

０３）遊離水分１重量□□□以下に減少させる第（１）
項の製法。

０４）遊離水分０．５重量以下に減少させる第（１）項
の製法。

【図面の簡単な説明】

図面は、水利第一燐酸カルシウム組成物製造法の説明図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １８００℃における強熱減量が１４重量の以上、１７重
   量のより少ない第一燐酸カルシウム組成物を水と緊密に
   混合して接触を保たしめ、強熱減量が１７〜２１，５重
   量□□□となるようにこの第一燐酸カルシウム組成物を
   水和し、もし存在するならば１重量のを超える遊離水分
   を除去することを特徴とする低固結性の第一燐酸カルシ
   ウム水和物の製法。