WO2023002732A1 - 酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤 - Google Patents

酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤 Download PDF

Info

Publication number
WO2023002732A1
WO2023002732A1 PCT/JP2022/018487 JP2022018487W WO2023002732A1 WO 2023002732 A1 WO2023002732 A1 WO 2023002732A1 JP 2022018487 W JP2022018487 W JP 2022018487W WO 2023002732 A1 WO2023002732 A1 WO 2023002732A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
iron
oxygen
based powder
pores
diameter
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/018487
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
尚貴 山本
拓也 高下
繁 宇波
Original Assignee
Ｊｆｅスチール株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｊｆｅスチール株式会社 filed Critical Ｊｆｅスチール株式会社
Priority to JP2022542312A priority Critical patent/JPWO2023002732A1/ja
Publication of WO2023002732A1 publication Critical patent/WO2023002732A1/ja

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • B22F9/22—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds using gaseous reductors

Definitions

  • the present invention relates to an iron-based powder for an oxygen reactant and an oxygen reactant using the same.
  • Oxygen reactant products that use the reaction between iron-based powder and oxygen are known as oxygen absorbers for preventing quality deterioration due to oxidation in foods and pharmaceuticals, and exothermic agents such as disposable body warmers.
  • the iron-based powder used for the oxygen reactant absorbs oxygen present in the atmosphere around the iron-based powder due to the reaction between iron and oxygen to create a low oxygen state.
  • the activities of insects, bacteria, and molds are suppressed, and the deterioration of the quality of foods and pharmaceuticals is suppressed by preventing oxidation.
  • iron-based powders used in exothermic agents such as warmers generate heat of oxidation through the reaction between iron and oxygen, thereby warming the iron-based powder itself and its surroundings.
  • various additives such as activated carbon, sodium chloride, silica powder, wood powder, moisture, and sulfur powder are generally added to the iron-based powder for the purpose of further promoting the reaction with oxygen. are doing.
  • Patent Literature 1 describes a low-cost reduced iron powder for oxygen absorbers that has an extremely high oxidation rate, excellent productivity, and a specific surface area of 1.0 m 2 /g or more and an apparent density of 1.0 g/cm. 3 or less, an average particle size of 9.0 ⁇ m or less, a metallic iron content of 45% by weight or less, and an average pore diameter of 20000 ⁇ or less.
  • Patent Document 2 describes a deoxidant that has excellent reactivity with oxygen, a high initial oxygen absorption rate, a high bulk density, excellent oxygen absorption per unit volume, and can be effectively used for reactions even inside the particles.
  • the iron powder has a pore diameter of 2 ⁇ m or less by mercury intrusion method, a specific surface area of 100 times or more than the external specific surface area calculated from the average particle size of the particles, a bulk density of 3 g/cm 3 or more, and an average particle size of 2 mm or less. and an iron powder having a spongy structure in which spherical particles have pores communicating with the outside are disclosed.
  • iron powder contained in a portable heating element and having good heat generation performance by reacting well with oxygen has an average pore diameter of 1.0 nm or less by a nitrogen adsorption method, mesopores (pore diameter 2 nm and less than 50 nm) and micropores (having a pore diameter of 2 nm or less) have a pore volume ratio (micropores/mesopores) of 0.05 or more, and a specific surface area calculated by a nitrogen adsorption method
  • the ratio of the specific surface area calculated by the mercury intrusion method is 2.0 or more, the content of metallic iron is 90% by mass or less, the oxygen content is 3.0% by mass or more, and the D50 is 30 to 200 ⁇ m.
  • Iron powder is disclosed.
  • Patent Documents 1 to 3 have limitations in the reactivity between the iron-based powder and oxygen.
  • An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an iron-based powder for an oxygen reactant capable of obtaining high reactivity with oxygen and an oxygen reactant using the same.
  • oxygen in the surrounding atmosphere is dissolved in the water added to the iron-based powder, and the dissolved oxygen reacts with metallic iron.
  • the added moisture exists in the particles of the iron-based powder, and part of it evaporates into the atmosphere around the iron-based powder, and is not effectively utilized.
  • the inventors focused on the metallic iron content of the iron-based powder and the surface area of the pores of the iron-based powder, as described above. It was found that iron-based powders with high reactivity to oxygen can be produced by setting the range of each condition.
  • the present invention is based on the above findings, and has the following gist and configuration.
  • An iron-based powder for an oxygen reactant having a total of 0.010 m 2 /g or more per gram of base powder.
  • the median value D50 of the particle size from the cumulative volume frequency is 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, and the average diameter of the pores having a diameter of 3 nm to 500 ⁇ m is more than 2.00 ⁇ m and 100.00 ⁇ m or less.
  • Iron-based powder for oxygen reactants is 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, and the average diameter of the pores having a diameter of 3 nm to 500 ⁇ m is more than 2.00 ⁇ m and 100.00 ⁇ m or less.
  • the present invention by defining respective ranges of the metallic iron content of the iron-based powder and the surface area per unit mass of the pores having a predetermined diameter of the iron-based powder, the high oxygen reactivity of iron-based powder can be obtained.
  • the iron-based powder for an oxygen reactant of the present invention has a metallic iron content of 70% by mass or more and 100% by mass or less, and further has pores communicating with the outside inside the particles of the iron-based powder.
  • the total surface area of pores having a diameter of 3 nm to 500 ⁇ m (hereinafter also simply referred to as “pore surface area”) is 0.010 m 2 /g or more per 1 g of the iron-based powder.
  • the iron-based powder for an oxygen reactant of the present invention is excellent in reactivity with oxygen, and thus is suitably used as the oxygen reactant of the present invention. Therefore, the oxygen reactant of the present invention can exhibit the same features and effects as the iron-based powder for oxygen reactant of the present invention.
  • Metallic iron content is 70% by mass or more and 100% by mass or less
  • metallic iron reacts with oxygen
  • the reaction with oxygen is difficult to progress when the metallic iron content in the iron-based powder is low. Therefore, iron-based powders with a high metallic iron content are preferred, and the upper limit of the metallic iron content may be 100 mass %.
  • the lower limit of the metallic iron content is set to 70% by mass.
  • a preferable range of metallic iron content is 80% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably more than 90% by mass and 100% by mass or less.
  • iron-based powder refers to metal powder containing 50% by mass or more of metallic iron.
  • the iron-based powder can further contain arbitrary elements such as C, S, O, N, Si, Na, Mg, Ca, etc., in addition to the metallic iron (Fe). Also, the metallic iron content can be measured according to the method described later.
  • the particles have pores connected to the outside inside, and the total surface area of the pores with a diameter of 3 nm to 500 ⁇ m is 0.010 m 2 /g or more per 1 g of the iron-based powder]
  • oxygen reactant oxygen in the ambient atmosphere is dissolved in water added to the iron-based powder, and the dissolved oxygen reacts with metallic iron.
  • the present invention defines the pore surface area for pores with diameters in the range of 3 nm to 500 ⁇ m.
  • the diameter of the pore that defines the pore surface area is set to 500 ⁇ m or less.
  • the diameter of the pore that defines the pore surface area is set to 3 nm or more.
  • the pore surface area of the pores having a diameter of 3 nm to 500 ⁇ m is set to 0.010 m 2 /g or more in total of the surface areas of the pores per 1 g of the iron-based powder.
  • an iron-based powder having a pore surface area of less than 0.010 m 2 /g the amount of moisture added and moisture present in the atmosphere surrounding the iron-based powder captured in the pores of the iron-based powder particles is small. This is because the reaction between metallic iron and oxygen becomes difficult to proceed.
  • a preferred pore surface area is 0.020 m 2 /g or more in total per gram of iron-based powder.
  • the upper limit of the pore surface area is not particularly limited, but is industrially about 0.500 m 2 /g in total per 1 g of the iron-based powder.
  • the pore surface area can be measured according to the method described later.
  • the median value D50 of the particle size from the cumulative volume frequency is 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less
  • the median value D50 of the particle size calculated by cumulative volume frequency is preferably 10 ⁇ m or more, and preferably 500 ⁇ m or less. If the D50 is less than 10 ⁇ m, the particles become excessively fine and a large amount of agglomerated powder tends to be generated, and it becomes difficult for moisture to be trapped in the pores of the iron-based powder particles, making it difficult to react with oxygen. There is On the other hand, if the D50 exceeds 500 ⁇ m, the particles tend to be excessively coarse, and the inside of the iron-based powder particles may be difficult to react with oxygen.
  • a more preferred D50 has a lower limit of 15 ⁇ m and an upper limit of 300 ⁇ m, and an even more preferred D50 has an upper limit of 200 ⁇ m. D50 can be measured according to the method described later.
  • the average diameter of pores with a diameter of 3 nm to 500 ⁇ m is greater than 2.00 ⁇ m and 100.00 ⁇ m or less]
  • the average diameter of pores in the range of 3 nm to 500 ⁇ m in diameter (hereinafter also simply referred to as “average pore diameter”) in the iron-based powder for an oxygen reactant of the present invention is preferably larger than 2.00 ⁇ m, and 10.00 ⁇ m or more. is more preferably 100.00 ⁇ m or less. If the average pore diameter is 2.00 ⁇ m or less, the pore diameter becomes excessively small as a whole, making it difficult for the added water to enter the pores, which may hinder the reaction between dissolved oxygen in the water and iron. be.
  • the average pore diameter when the average pore diameter is larger than 100.00 ⁇ m, the pore diameter becomes excessively large as a whole, and although the added moisture easily enters the pores, it is easily evaporated, so the moisture cannot be trapped in the pores. may become difficult.
  • the average pore diameter can be measured according to the method described later.
  • the maximum particle size of the iron-based powder for an oxygen reactant of the present invention is preferably 15 ⁇ m or more, more preferably 20 ⁇ m or more, and still more preferably 40 ⁇ m or more. This is because if the maximum particle size is less than 15 ⁇ m, a large amount of agglomerated powder is likely to occur, making it difficult for moisture to be trapped in the pores of the iron-based powder particles, which may make it difficult to react with oxygen. be.
  • the upper limit of the maximum particle size is not particularly limited, it is industrially about 1000 ⁇ m. Also, the maximum particle size of the iron-based powder can be measured according to the method described later.
  • the metallic iron content in the iron-based powder can be measured according to JIS A 5011-2 "Method for quantifying metallic iron".
  • Average pore diameter (average diameter of pores with a diameter of 3 nm to 500 ⁇ m) and pore surface area (total surface area of pores with a diameter of 3 nm to 500 ⁇ m per unit mass of iron-based powder) for pores possessed by the iron-based powder can be measured as That is, a mercury intrusion method is applied in which a container containing an iron-based powder sample is evacuated, filled with mercury, pressure is applied to the mercury, and the pores of the iron-based powder particles are filled with mercury to measure the pore volume. .
  • the lateral area is the sum of the surface areas of the pores having a diameter (pore diameter) of 3 nm to 500 ⁇ m, which is the pore surface area referred to in this specification.
  • the average pore size is calculated, and the representative value of the diameter of each pore having a diameter of 3 nm to 500 ⁇ m (the average fineness referred to herein) pore diameter).
  • an apparatus capable of such measurement for example, there is Autopore V9620 manufactured by Shimadzu Corporation-Micromeritics.
  • the method of determining the median particle size D50 and the maximum particle size from the cumulative volume frequency of iron-based powders can be calculated and measured as follows.
  • the target iron-based powder is put into a solvent (e.g., ethanol), dispersed by ultrasonic vibration for 30 seconds or more, and the particle size is determined by a laser diffraction particle size distribution analyzer using a laser diffraction/scattering method.
  • measurement that is, the volume-based particle size distribution of the iron-based powder particles.
  • a cumulative particle size distribution is calculated from the obtained particle size distribution, and the median value D50 of the particle size corresponding to 50 % of the total volume of all particles is used as a representative value of the particle size of the iron-based powder.
  • the maximum particle size of the iron-based powder means the maximum value of the particle size distribution measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer. The measurement conditions are the same as those for D50 .
  • iron-based powder In the production of iron-based powders for oxygen reactants, water or gas is sprayed onto molten metal to pulverize and cool and solidify by water atomization method or gas atomization method; iron oxide generated from the surface of steel plate during hot rolling; A method of producing by reducing iron ore powder mined from a mine is preferred. Additionally, the iron-based powder produced may be classified or mixed in various ways to adjust the properties of the iron-based powder.
  • the iron-based powder for oxygen reactant according to the present invention can be produced by adjusting the conditions of water atomization or gas atomization. It can also be produced by adjusting the conditions of the pulverization method or the oxide reduction method.
  • a preferred example of specific manufacturing conditions is as follows.
  • a raw material with a high total iron content is used, or carbon or hydrogen is used as a process for removing oxygen from the iron-based powder. is preferably carried out at a temperature of 750° C. or higher using a tunnel furnace.
  • the raw material of the iron-based powder for the oxygen reactant it is preferable to reduce the raw material of the iron-based powder at 770° C. or higher using a tunnel furnace in order to effectively form pores communicating with the outside inside the particles.
  • the raw material of the iron-based powder is heated to 800 ⁇ m using a tunnel furnace. It is preferable to reduce at °C or higher.
  • the median particle size D50 In order to adjust the median particle size D50 from the cumulative volume frequency of the iron-based powder for the oxygen reactant to 10 ⁇ m or more, classification by sieving to further remove fines, or iron of each particle size It is preferable to mix and adjust the base powder in a predetermined ratio. On the other hand, in order to adjust the median value D50 to 500 ⁇ m or less, the crushing conditions of the iron-based powder as a raw material are adjusted to further remove coarse particles, or iron-based powders of each particle size are mixed in a predetermined ratio. It is preferable to adjust
  • the iron-based powder raw material is reduced at a temperature of 700° C. or higher and reduced for 1 hour. It is preferable to set it as above.
  • the average pore diameter it is preferable to subject the raw material of the iron-based powder to impact pulverization with a hammer mill or to adjust the classification conditions with a sieve.
  • the metal iron content and the pore surface area per unit mass of the iron-based powder mainly affect the amount of reaction between iron and oxygen, if the pore surface area is the same, the reactivity with oxygen is not affected by differences in production methods (pulverization conditions, reduction conditions, etc.).
  • the iron-based powder for the oxygen reactant described above can be used as the oxygen reactant.
  • the oxygen reactant of the present invention can be obtained by enclosing the iron-based powder for the oxygen reactant of the present invention in a bag described below.
  • constituents other than the iron-based powder for the oxygen reactant can be used without any particular limitation as long as they are used in conventionally known oxygen reactants. Examples include a bag made of polyethylene ventilation packaging material, a bag made of paper/perforated polyethylene ventilation packaging material, and the like.
  • An iron-based powder for an oxygen reactant to be used in this example was produced by the following procedure.
  • a raw material for the iron-based powder (iron ore powder) before reduction is prepared, and the raw material for the iron-based powder is reduced by a reduction method adjusted to various conditions, and 26 types of dried iron-based powders for oxygen reactants are prepared. Powder samples (D 50 : 2-1750 ⁇ m) were obtained.
  • the characteristics of the obtained iron-based powder for oxygen reactants were evaluated as follows.
  • the apparent density of the iron-based powder was measured according to JIS Z 2504 "Determination of apparent density of metal powder".
  • the specific surface area of the iron-based powder is about 5 g of the iron-based powder sample. It was measured by the Kr gas adsorption method using 3Flex manufactured by Micromeritics.
  • the metallic iron content of the iron-based powder was measured according to JIS A 5011-2 "Method for quantifying metallic iron".
  • the pore distribution of the iron-based powder was measured by mercury intrusion using a pore distribution measuring device (Shimadzu Seisakusho-Micromeritics Autopore V9620).
  • the average pore diameter and the pore surface area with a diameter of 3 nm to 500 ⁇ m per unit mass of the iron-based powder were calculated according to the method described above.
  • the particle size and volume frequency of the iron-based powder were measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer (LA-950V2, manufactured by Horiba, Ltd.), and the iron-based powder was put into ethanol as a solvent and subjected to ultrasonic vibration for 1 minute. was measured after dispersion with Then, the median value D 50 , which is the representative value of the particle size of all the iron-based powder particles, and the maximum particle size of the iron-based powder were calculated from the cumulative volume frequency according to the above-described method.
  • the oxygen reaction rate evaluation of the iron-based powder for the oxygen reactant was performed as follows. An aqueous solution prepared by dissolving 0.1 g of sodium chloride powder in 0.3 g of pure water was added to 25 g of each of the 26 types of dry powder samples while mixing to obtain a uniform mixed solution. After that, the mixed solution was vacuum-dried to obtain 26 kinds of iron-based powder samples (I) whose surfaces were coated with sodium chloride. Next, 45 g of pure water was added dropwise to 50 g of diatomaceous earth (CG-1, manufactured by Isolite Kogyo Co., Ltd.) while mixing to uniformly impregnate the diatomaceous earth, thereby obtaining 95 g of water donor (II).
  • CG-1 diatomaceous earth
  • a breathable packaging material bag structured: nonwoven fabric / perforated polyethylene ) to prepare oxygen reactants to be used in this example.
  • each oxygen reactant was sealed in a gas barrier bag (composition: nylon/aluminum foil/polyethylene) together with 3 L of air. After allowing the gas barrier bag to stand at 25° C. for 7 days, the oxygen concentration in the gas barrier bag was measured by gas chromatography (manufactured by Shimadzu Corporation, 2014AT). The oxygen reaction amount was calculated from the difference between the measured oxygen concentration and the oxygen concentration in the air, and the oxygen reaction rate was calculated from the oxygen reaction amount using the following equation (1).
  • Oxygen reaction rate (%) ⁇ oxygen reaction amount (mL) / (theoretical oxygen reaction amount (mL) of 1.5 g of metallic iron x metallic iron content of iron-based powder (% by mass)) ⁇ x 100 ⁇ (1)
  • the theoretical oxygen reaction amount of 1.5 g of metallic iron means that all 1.5 g of metallic iron (Fe) reacts with oxygen to form ferric oxide (Fe 2 O 3 ). It is the oxygen reaction amount when it becomes, and is about 493 mL (25 ° C.).
  • Table 1 shows the results of the oxygen reaction rate of each iron-based powder of Comparative Example, Conventional Example and Invention Example.
  • the iron-based powders used in Examples 1-14 had an oxygen reaction rate of 10% or more, and were superior to the iron-based powders used in Comparative Examples 1-9 and Conventional Examples 1-3. I understand.
  • Invention Examples 6 and 7 have an average pore diameter of more than 2.00 ⁇ m and 100.00 ⁇ m or less, and therefore are superior in the oxygen reaction rate. Furthermore, the metal iron content is 80% by mass or more and 100% by mass or less, the pore surface area is 0.020 m 2 /g or more, the D 50 is 15 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, the maximum particle diameter is 20 ⁇ m or more, and the average pore diameter Inventive Examples 8 to 12, in which the particle diameter is greater than 2.00 ⁇ m and 100.00 ⁇ m or less, have an oxygen reaction rate of 70% or more, and are superior as iron-based powders for oxygen reactants.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

酸素との高反応性を得ることができる酸素反応剤用鉄基粉末を提供する。本発明の酸素反応剤用鉄基粉末は、金属鉄含有量が７０質量％以上１００質量％以下、かつ粒子の内部に外部とつながる細孔を有し、前記細孔のうち直径３ｎｍ～５００μｍの細孔の表面積が前記鉄基粉末１ｇ当たり合計で０．０１０ｍ２／ｇ以上である。

Description

酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤
　本発明は、酸素反応剤用の鉄基粉末およびそれを用いてなる酸素反応剤に関する。
　鉄基粉末と酸素との反応を利用した酸素反応剤製品としては、食品および医薬品などの酸化に対する品質劣化防止用脱酸素剤、または、使い捨てカイロのような発熱剤などが知られている。
　一例として、酸素反応剤に使用される鉄基粉末（酸素反応剤用鉄基粉末）は、鉄と酸素との反応により鉄基粉末周囲の雰囲気に存在する酸素を吸収して低酸素状態を作り出すことで、虫、細菌、カビなどの活動の抑制、並びに、酸化を防止することによる食品および医薬品などの品質劣化の抑制を実現している。
　他の例として、酸素反応剤の中でもカイロのような発熱剤に使用される鉄基粉末は、鉄と酸素との反応により酸化熱を発生することで、鉄基粉末自身および周囲を温めている。
　これらの酸素反応剤では、一般的に、酸素との反応をより促進する目的で、鉄基粉末に対し、活性炭、塩化ナトリウム、シリカ粉末、木粉、水分、硫黄粉末などの各種添加剤を添加している。
　また、いずれの用途においても、鉄と酸素との反応速度が重視されているところ、反応速度を制御するための手段として、従来から、鉄基粉末の比表面積、金属鉄含有量、細孔直径が着目されている。
　例えば、特許文献１には、酸化速度が極めて高く、生産性に優れ、廉価な脱酸素剤用還元鉄粉として、比表面積を１．０ｍ２／ｇ以上、見掛密度を１．０ｇ／ｃｍ３以下、平均粒径を９．０μｍ以下とし、金属鉄含有量を４５重量％以下、平均細孔直径を２００００Å以下とする還元鉄粉が開示されている。
　特許文献２には、酸素との反応性に優れ、初期の酸素吸収速度が大きく、嵩密度が高く、単位容積当たりの酸素吸収に優れ、粒子内部まで効果的に反応に利用できる脱酸素剤用鉄粉として、水銀圧入法による細孔の直径が２μｍ以下、比表面積が粒子の平均粒径から算出した外部比表面積の１００倍以上、嵩密度が３ｇ／ｃｍ３以上、平均粒径が２ｍｍ以下であり、球状粒子の内部に外部とつながる細孔を有した、スポンジ状の構造を持つ鉄粉が開示されている。
　特許文献３には、携帯用の発熱体に含まれ、酸素と良く反応することで発熱性能が良い鉄粉として、窒素吸着法による平均細孔径が１．０ｎｍ以下、メソ孔（孔の径が２ｎｍよりも大きく５０ｎｍ未満のもの）とマイクロ孔（孔の径が２ｎｍ以下のもの）の細孔容積比（マイクロ孔／メソ孔）が０．０５以上、窒素吸着法で算出される比表面積と水銀圧入法で算出される比表面積の値の比が２．０以上、金属鉄の含有量が９０質量％以下、酸素の含有量が３．０質量％以上、Ｄ５０が３０～２００μｍとする鉄粉が開示されている。
特開２００２－２９２２７６号公報 特開２００６－２６３６３０号公報 国際公開第２０１７／０８２１８３号
　しかしながら、特許文献１～３に記載の技術では、鉄基粉末と酸素との反応性に限界があった。
　本発明は、上記の問題を解決し、酸素との高反応性を得ることができる酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤を提供することを目的とする。
　一般的に、酸素反応剤においては、鉄基粉末に添加した水に周囲雰囲気中の酸素が溶存し、溶存した酸素と金属鉄とが反応する。ところが、添加した水分は、全て鉄基粉末の粒子内に存在するわけではなく、一部は鉄基粉末周囲の雰囲気中に蒸発するため有効利用されていない。
　すなわち、酸素反応剤は、その構成材である鉄基粉末に細孔が存在することによって、添加水分が細孔内に捕捉されて蒸発しにくくなり、これによって、細孔内の水分中の溶存酸素と鉄基粉末粒子とが効果的に反応できる。
　そこで、発明者らが鋭意検討した結果、細孔の径を制御することよりも、所定の径を有する細孔の表面積を増大させることの方が、添加水分の溶存酸素をより多く有効利用できることを知見した。
　仮に、比表面積および細孔径が前記特許文献１～３に記載のように所定の範囲に規定された鉄粉であっても、かかる細孔の表面積が小さければ、細孔に捕捉された添加水分中の溶存酸素との反応量を増やせない。
　すなわち、細孔の表面積が所定の範囲に規定されていないと、酸素反応剤の性能が十分に上がらないことを併せて知見した。
　発明者らは、前記課題である鉄基粉末と酸素との反応性を高めるため、前述したように、鉄基粉末の金属鉄含有量と鉄基粉末が有する細孔の表面積とに着目し、それぞれの条件範囲を設定することで、高い酸素反応性をもつ鉄基粉末の作製が可能であることを見出した。
　本発明は、前記知見に立脚するものであり、その要旨構成は次のとおりである。
１．金属鉄含有量が７０質量％以上１００質量％以下、かつ粒子の内部に外部とつながる細孔を有する鉄基粉末であって、前記細孔のうち直径３ｎｍ～５００μｍの細孔の表面積が前記鉄基粉末１ｇ当たり合計で０．０１０ｍ２／ｇ以上である、酸素反応剤用鉄基粉末。
２．累積の体積頻度からの粒径の中央値Ｄ５０が１０μｍ以上５００μｍ以下であり、前記直径３ｎｍ～５００μｍの細孔の平均径が２．００μｍより大きく１００．００μｍ以下である、前記１に記載の酸素反応剤用鉄基粉末。
３．前記１または２に記載の酸素反応剤用鉄基粉末を用いてなる酸素反応剤。
　本発明によれば、鉄基粉末の金属鉄含有量と、該鉄基粉末が有する所定の径の細孔の単位質量あたりの表面積との、それぞれの範囲を規定することで、高酸素反応性の鉄基粉末を得ることができる。
　以下、本発明の限定理由について説明する。
　本発明の酸素反応剤用鉄基粉末は、金属鉄含有量が７０質量％以上１００質量％以下であり、さらに該鉄基粉末の粒子の内部に外部とつながる細孔を有し、かかる細孔のうち直径が３ｎｍ～５００μｍの細孔の表面積（以下、単に「細孔表面積」ともいう）が該鉄基粉末１ｇ当たりの合計で０．０１０ｍ２／ｇ以上である。
　そして、本発明の酸素反応剤用鉄基粉末は、酸素との反応性に優れるため、本発明の酸素反応剤に好適に用いられる。したがって、本発明の酸素反応剤は、本発明の酸素反応剤用鉄基粉末と同様の特徴および効果を奏することができる。
［金属鉄含有量が７０質量％以上１００質量％以下］
　金属鉄が酸素と反応するため、鉄基粉末中の金属鉄含有量が低いと酸素との反応が進行しにくい。したがって、金属鉄含有量が高い鉄基粉末が好ましく、金属鉄含有量の上限は１００質量％であってよい。
　一方、金属鉄含有量が７０質量％に満たないと、酸素と反応する金属鉄が不足するため、酸素との反応が進行しにくいといった問題が生じる。したがって、金属鉄含有量の下限は７０質量％とする。好ましい金属鉄含有量の範囲は、８０質量％以上１００質量％以下であり、より好ましくは９０質量％超１００質量％以下である。
　ここで、「鉄基粉末」とは、５０質量％以上の金属鉄を含む金属粉末を指すものとする。鉄基粉末は、上記金属鉄（Ｆｅ）の他に、例えば、Ｃ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ等の任意の元素を更に含むことができる。
　また、金属鉄含有量は、後述する手法に従って測定可能である。
［粒子の内部に外部とつながる細孔を有し、かかる細孔のうち直径が３ｎｍ～５００μｍの細孔の表面積が鉄基粉末１ｇ当たり合計で０．０１０ｍ２／ｇ以上］
　酸素反応剤では、鉄基粉末に添加した水に周囲雰囲気中の酸素が溶存し、かかる溶存した酸素と金属鉄とが反応する。
　そのためには、鉄基粉末の粒子の内部に外部とつながる細孔を有している必要がある。高酸素反応性を達成するためには、酸素を溶存させる水を、細孔を通じて鉄基粉末の粒子の内部にまで行き渡らせる必要があるからである。
　ここで、本発明では、３ｎｍ～５００μｍの範囲の直径を有する細孔についての細孔表面積を規定する。
　直径が５００μｍより大きい細孔では、捕捉した水分が蒸発するため、水分中の溶存酸素を反応に利用できない。したがって、本発明では、かかる細孔表面積を規定する細孔の直径を５００μｍ以下とする。一方、直径が３ｎｍより小さい細孔では、酸素を溶存させる水を十分に捕捉できない。したがって、本発明では、かかる細孔表面積を規定する細孔の直径を３ｎｍ以上とする。
　さらに、３ｎｍ～５００μｍの直径を有する細孔の細孔表面積は、鉄基粉末１ｇ当たりの各細孔の表面積を合計して０．０１０ｍ２／ｇ以上とする。細孔表面積が０．０１０ｍ２／ｇより小さい鉄基粉末では、添加した水分および鉄基粉末周囲の雰囲気に存在する水分の、鉄基粉末粒子の細孔内への捕捉量が少なくなるため、金属鉄と酸素との反応が進行しにくくなるからである。好ましい細孔表面積は、鉄基粉末１ｇ当たり合計で０．０２０ｍ２／ｇ以上である。また、細孔表面積の上限に特に制限はないが、工業的には、鉄基粉末１ｇ当たりの合計で０．５００ｍ２／ｇ程度である。
　なお、細孔表面積は、後述する手法に従って測定可能である。
［累積の体積頻度からの粒径の中央値Ｄ５０が１０μｍ以上５００μｍ以下］
　本発明の酸素反応剤用鉄基粉末は、累積の体積頻度で算出した粒径の中央値Ｄ５０が１０μｍ以上であることが好ましく、５００μｍ以下であることが好ましい。
　Ｄ５０が１０μｍ未満の場合、過度に細粒となって凝集粉が多量に発生しやすく、鉄基粉末粒子の各細孔に水分が捕捉されにくくなって、酸素との反応がしにくくなる場合がある。一方、Ｄ５０が５００μｍを超えると過度に粗粒となりやすく、鉄基粉末粒子の内部まで酸素と反応しにくくなる場合がある。より好ましいＤ５０は、下限が１５μｍであって、上限が３００μｍであり、更に好ましいＤ５０は上限が２００μｍである。
　なお、Ｄ５０は、後述する手法に従って測定可能である。
［直径３ｎｍ～５００μｍの細孔の平均径が２．００μｍより大きく１００．００μｍ以下］
　本発明の酸素反応剤用鉄基粉末における直径３ｎｍ～５００μｍの範囲の細孔の平均径（以下、単に「平均細孔径」ともいう）は、２．００μｍより大きいことが好ましく、１０．００μｍ以上であることがより好ましく、１００．００μｍ以下であることが好ましい。平均細孔径が２．００μｍ以下の場合、全体的に細孔径が過度に小さくなり、添加した水分が細孔に入り込みにくくなるため、水分中の溶存酸素と鉄の反応が進行しにくくなる場合がある。一方、平均細孔径が１００．００μｍより大きい場合、全体的に細孔径が過度に大きくなり、添加した水分は細孔に入りやすくなるものの、蒸発しやすくなるので細孔内への水分の捕捉がしにくくなる場合がある。
　なお、平均細孔径は、後述する手法に従って測定可能である。
［最大粒径が１５μｍ以上］
　本発明の酸素反応剤用鉄基粉末の最大粒径は、１５μｍ以上が好ましく、より好ましくは２０μｍ以上であり、さらに好ましくは４０μｍ以上である。
　これは、最大粒径が１５μｍ未満の場合、凝集粉が多量に発生しやすく、鉄基粉末粒子の細孔に水分が捕捉されにくくなって、酸素との反応がしにくくなる場合があるからである。
　なお、かかる最大粒径の上限は特に限定されないが、工業的には、１０００μｍ程度である。
　また、鉄基粉末の最大粒径は、後述する手法に従って測定可能である。
　ここで、鉄基粉末中の金属鉄含有量は、ＪＩＳ Ａ ５０１１－２「金属鉄定量方法」に準じて測定可能である。
　鉄基粉末が有する細孔についての、平均細孔径（直径３ｎｍ～５００μｍの細孔の平均径）および細孔表面積（鉄基粉末単位質量当たりの、直径３ｎｍ～５００μｍの細孔の表面積の合計）は、次のとおり測定可能である。すなわち、鉄基粉末試料の入った容器内を真空排気後に水銀で満たし、水銀に圧力をかけて鉄基粉末粒子の細孔中に水銀を満たして細孔容積を測定する水銀圧入法を適用する。
　具体的には、鉄基粉末試料１ｇを５ｍｌ粉体用セルに取り、初期圧７ｋＰａ、水銀接触角１３０°、水銀表面張力４８５ｄｙｎｅｓ／ｃｍの条件で水銀を圧入して、直径３ｎｍ～５００μｍにおける細孔径分布を得る。かかる細孔径分布を積分して細孔容積を求める。各細孔を円筒形であると仮定して、かかる細孔径分布と細孔容積とから、円筒の側面積（＝π×Ｄ（Ｄ：円筒としたときの細孔の直径）×Ｈ（Ｈ：円筒としたときの細孔の深さ））を求め、この側面積を細孔表面積とする。すなわち、かかる側面積が、直径（細孔径）３ｎｍ～５００μｍを有する各細孔の表面積の合計となり、本明細書でいう細孔表面積となる。
　また、かかる測定によって得られた上記細孔径分布から、細孔径の平均を算出して、鉄基粉末が有する、直径３ｎｍ～５００μｍの各細孔の直径の代表値（本明細書でいう平均細孔径）として用いる。
　このような測定が可能な装置としては、例えば、島津製作所－マイクロメリティックス社製オートポアＶ９６２０がある。
　鉄基粉末の、累積の体積頻度からの粒径の中央値Ｄ５０および最大粒径の測定方法は、次のとおり算出および測定可能である。
　対象となる鉄基粉末を、溶媒（例えば、エタノール）中に投入し、３０秒以上の超音波振動により分散させて、レーザー回折・散乱法を用いたレーザー回折式粒度分布測定機により、粒径の測定、すなわち、鉄基粉末粒子の体積基準の粒度分布を測定する。得られた粒度分布から累積粒度分布を算出し、全粒子の体積の総和の５０％に相当する粒子の粒径を中央値Ｄ５０として、鉄基粉末の粒径の代表値として用いる。
　また、鉄基粉末の最大粒径は、レーザー回折式粒度分布測定機により測定した際の粒度分布の最大値を意味する。なお、測定条件は、Ｄ５０の場合と同様である。
［鉄基粉末の製造］
　酸素反応剤用鉄基粉末の製造に当たっては、金属溶湯に水またはガスを吹き付け、粉化して冷却凝固させる水アトマイズ法またはガスアトマイズ法；鋼材の熱間圧延時に鋼板表面から発生する酸化鉄、または、鉱山から採掘した鉄鉱石粉を還元して作製する方法；が好ましい。さらに、作製した鉄基粉末を、様々な方法で分級または混合して、鉄基粉末の特性を調整してもよい。
　以上のように、本発明に従う酸素反応剤用鉄基粉末は、水アトマイズまたはガスアトマイズの条件を調整して製造することができる。また、粉砕法または酸化物還元法の条件を調整しても製造可能である。
　なお、具体的な製造条件の好適な一例は以下のとおりである。
　酸素反応剤用鉄基粉末の金属鉄含有量を７０質量％以上に調整するために、全鉄含有率の高い原料を使用する、或いは、鉄基粉末の酸素を除去する工程としての炭素または水素を用いた還元を、トンネル炉を用いて７５０℃以上の温度下で行うことが好ましい。
　酸素反応剤用鉄基粉末において、粒子の内部に外部とつながる細孔を効果的に形成するために、鉄基粉末の原料を、トンネル炉を用いて７７０℃以上で還元することが好ましい。
　また、前記細孔のうち直径３ｎｍ～５００μｍの細孔表面積を、鉄基粉末１ｇ当たりの合計で０．０１０ｍ２／ｇ以上とするために、鉄基粉末の原料を、トンネル炉を用いて８００℃以上で還元することが好ましい。
　酸素反応剤用鉄基粉末の累積の体積頻度からの粒径の中央値Ｄ５０を１０μｍ以上に調整するために、篩分けにより分級してさらに細粒を除去すること、または、各粒度の鉄基粉末を所定比率混合して調整することが好ましい。
　一方、かかる中央値Ｄ５０を５００μｍ以下に調整するために、原料となる鉄基粉末の破砕条件を調整してさらに粗粒を除去すること、または、各粒度の鉄基粉末を所定比率混合して調整することが好ましい。
　酸素反応剤用鉄基粉末が有する、直径３ｎｍ～５００μｍの細孔の平均径を２．００μｍより大きく調整するために、鉄基粉末の原料の還元温度を７００℃以上とし、還元時間を１時間以上とすることが好ましい。
　一方、かかる平均細孔径を１００．００μｍ以下に調整するために、鉄基粉末の原料をハンマーミルで衝撃粉砕したり、篩での分級の条件を調整したりすることが好ましい。
　なお、金属鉄含有量と、鉄基粉末の単位質量あたりの細孔表面積とが、鉄と酸素との反応量に主に影響するので、細孔表面積が同じであれば、酸素との反応性は作製方法（粉化条件や還元条件等）の差異には影響を受けない。
　また、本発明では、上述した酸素反応剤用鉄基粉末を用いて、酸素反応剤とすることができる。例えば、以下に記載する袋に、本発明の酸素反応剤用鉄基粉末を封入すれば、本発明の酸素反応剤とすることができる。
　なお、酸素反応剤における、酸素反応剤用鉄基粉末以外の構成物は、従来公知の酸素反応剤に用いられるものであれば、とくに制限なく使用することができるが、例えば、不織布／開孔ポリエチレン製の通気包装材の袋、紙／開孔ポリエチレン製の通気包装材の袋等が挙げられる。
　本実施例に供する酸素反応剤用鉄基粉末は、以下の手順で作製した。
　還元前の鉄基粉末の原料（鉄鉱石粉末）を用意して、様々な条件に調整した還元方法で鉄基粉末の原料を還元し、酸素反応剤用鉄基粉末としての、２６種類の乾燥粉末試料（Ｄ５０：２～１７５０μｍ）を得た。
　得られた酸素反応剤用鉄基粉末の特性評価は以下のとおりとした。
　鉄基粉末の見掛密度は、ＪＩＳ Ｚ ２５０４「金属粉の見掛密度試験方法」に準じて測定した。
　鉄基粉末の比表面積は、鉄基粉末試料約５ｇとし、減圧脱気装置（マイクロメリティックス社製　Ｓｍａｒｔ ＶａｃＰｒｅｐ）を用いて、１５０℃、３０分間減圧脱気処理後、比表面積測定装置（マイクロメリティックス社製　３Ｆｌｅｘ）を用いてＫｒガス吸着法により測定した。
　鉄基粉末の金属鉄含有量は、ＪＩＳ Ａ ５０１１－２「金属鉄定量方法」に準じて測定した。
　鉄基粉末の細孔分布は、細孔分布測定装置（島津製作所－マイクロメリティックス社製　オートポアＶ９６２０）を用いて、水銀圧入法により、試料１ｇを５ｍｌ粉体用セルに取り、初期圧７ｋＰａ、水銀接触角１３０°、水銀表面張力４８５ｄｙｎｅｓ／ｃｍの条件で測定して得た。そして、上述の手法に沿って、平均細孔径、および、鉄基粉末単位質量当たりの直径３ｎｍ～５００μｍの細孔表面積を算出した。
　鉄基粉末の粒径および体積頻度は、レーザー回折式粒度分布測定機（株式会社堀場製作所製　ＬＡ－９５０Ｖ２）を用いて、溶媒のエタノール中に鉄基粉末を投入して１分間の超音波振動による分散後に測定した。そして、上述の手法に沿って、累積の体積頻度からの鉄基粉末粒子全体の粒径の代表値である中央値Ｄ５０、および、鉄基粉末の最大粒径を算出した。
　酸素反応剤用鉄基粉末の酸素反応率評価は以下のとおりとした。
　塩化ナトリウム粉末０．１ｇを純水０．３ｇに溶解した水溶液を、上記２６種類の各乾燥粉末試料２５ｇに混合しながら加えて均一な状態の混合液とした。その後、かかる混合液を真空乾燥し、表面を塩化ナトリウムで被覆した２６種類の鉄基粉末試料（Ｉ）を得た。
　次に、純水４５ｇを５０ｇの珪藻土（イソライト工業株式会社製　ＣＧ－１）に混合しながら滴下して均一に含浸させ、９５ｇの水分供与物（ＩＩ）を得た。
　１．５ｇの上記（Ｉ）の２６種類の鉄基粉末試料と、１．８ｇの上記（ＩＩ）の水分供与物とをそれぞれ混合したのち、通気包装材の袋（構成：不織布／開孔ポリエチレン）に充填して、本実施例に供する酸素反応剤をそれぞれ作製した。
　各酸素反応剤それぞれ１個を３Ｌの空気と共にガスバリア袋（構成：ナイロン／アルミ箔／ポリエチレン）に密封した。このガスバリア袋を２５℃で７日間静置後、ガスバリア袋内の酸素濃度をガスクロマトグラフィー（株式会社島津製作所製　２０１４ＡＴ）で測定した。測定した酸素濃度と空気中の酸素濃度との差異から酸素反応量を算出し、さらに酸素反応量から以下の式（１）を用いて酸素反応率を算出した。
　　　酸素反応率（％）＝｛酸素反応量（ｍＬ）／（金属鉄１．５ｇの理論上の酸素反応量（ｍＬ）×鉄基粉末の金属鉄含有率（質量％））｝×１００　　・・・（１）
　なお、上記式（１）中、金属鉄１．５ｇの理論上の酸素反応量とは、１．５ｇの金属鉄（Ｆｅ）が全て酸素と反応して酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）となった時の酸素反応量であり、約４９３ｍＬ（２５℃）である。
　表１に、比較例、従来例および発明例の各鉄基粉末の酸素反応率の結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示したとおり、金属鉄含有量が７０質量％１００質量％以下、かつ直径３ｎｍ～５００μｍの細孔の鉄基粉末単位質量当たりの表面積の合計が０．０１０ｍ２／ｇ以上である発明例１～１４で用いた鉄基粉末は、酸素反応率が１０％以上であり、比較例１～９および従来例１～３で用いた鉄基粉末よりも、酸素反応率に優れていることがわかる。
　中でも発明例６、７は、平均細孔径が２．００μｍより大きく１００．００μｍ以下であるため、酸素反応率により優れている。さらに、金属鉄含有量が８０質量％以上１００質量％以下、かつ細孔表面積が０．０２０ｍ２／ｇ以上、かつＤ５０が１５μｍ以上３００μｍ以下、かつ最大粒径が２０μｍ以上、かつ平均細孔径が２．００μｍより大きく１００．００μｍ以下である発明例８～１２は、酸素反応率が７０％以上であり、酸素反応剤用鉄基粉末として一層優れていることがわかる。
　すなわち、本実施例の結果によって、効果的に高酸素反応率の鉄基粉末とするには、見掛密度および比表面積よりも、鉄基粉末の金属鉄含有量、細孔表面積、Ｄ５０、最大粒径、平均細孔径の各因子、とりわけ、金属鉄含有量および細孔表面積を適切に規定することが重要であるとわかる。

Claims (3)

  1. 　金属鉄含有量が７０質量％以上１００質量％以下、かつ粒子の内部に外部とつながる細孔を有する鉄基粉末であって、前記細孔のうち直径３ｎｍ～５００μｍの細孔の表面積が前記鉄基粉末１ｇ当たり合計で０．０１０ｍ２／ｇ以上である、酸素反応剤用鉄基粉末。
  2. 　累積の体積頻度からの粒径の中央値Ｄ５０が１０μｍ以上５００μｍ以下であり、前記直径３ｎｍ～５００μｍの細孔の平均径が２．００μｍより大きく１００．００μｍ以下である、請求項１に記載の酸素反応剤用鉄基粉末。
  3. 　請求項１または２に記載の酸素反応剤用鉄基粉末を用いてなる酸素反応剤。
PCT/JP2022/018487 2021-07-20 2022-04-21 酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤 WO2023002732A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022542312A JPWO2023002732A1 (ja) 2021-07-20 2022-04-21

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-120029 2021-07-20
JP2021120029 2021-07-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023002732A1 true WO2023002732A1 (ja) 2023-01-26

Family

ID=84979103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/018487 WO2023002732A1 (ja) 2021-07-20 2022-04-21 酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2023002732A1 (ja)
WO (1) WO2023002732A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7485249B1 (ja) 2023-02-14 2024-05-16 Ｊｆｅスチール株式会社 酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤
JP7485248B1 (ja) 2023-02-14 2024-05-16 Ｊｆｅスチール株式会社 酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002292276A (ja) * 2001-03-30 2002-10-08 Powdertech Co Ltd 脱酸素剤用還元鉄粉及びその製造方法
JP2006263630A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Jfe Chemical Corp 脱酸素剤用鉄粉及びその製造方法
WO2017082183A1 (ja) * 2015-11-09 2017-05-18 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 鉄粉並びにそれを用いた発熱体及び温熱用具
JP2018126679A (ja) * 2017-02-07 2018-08-16 クラリアント触媒株式会社 ハロゲンガスの除去剤、その製造方法、それを用いたハロゲンガス除去方法、及びハロゲンガスを除去するシステム
JP2018193611A (ja) * 2017-05-18 2018-12-06 花王株式会社 発熱組成物用鉄粉及び発熱組成物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002292276A (ja) * 2001-03-30 2002-10-08 Powdertech Co Ltd 脱酸素剤用還元鉄粉及びその製造方法
JP2006263630A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Jfe Chemical Corp 脱酸素剤用鉄粉及びその製造方法
WO2017082183A1 (ja) * 2015-11-09 2017-05-18 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 鉄粉並びにそれを用いた発熱体及び温熱用具
JP2018126679A (ja) * 2017-02-07 2018-08-16 クラリアント触媒株式会社 ハロゲンガスの除去剤、その製造方法、それを用いたハロゲンガス除去方法、及びハロゲンガスを除去するシステム
JP2018193611A (ja) * 2017-05-18 2018-12-06 花王株式会社 発熱組成物用鉄粉及び発熱組成物

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7485249B1 (ja) 2023-02-14 2024-05-16 Ｊｆｅスチール株式会社 酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤
JP7485248B1 (ja) 2023-02-14 2024-05-16 Ｊｆｅスチール株式会社 酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023002732A1 (ja) 2023-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2023002732A1 (ja) 酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤
WO2023002731A1 (ja) 酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤
Lakhi et al. Synthesis of mesoporous carbons with controlled morphology and pore diameters from SBA-15 prepared through the microwave-assisted process and their CO2 adsorption capacity
TWI647180B (zh) 粉末狀雪矽鈣石型矽酸鈣系材料及其製造方法
US8356607B2 (en) Smoking article and method of manufacturing same, and method of manufacturing carbon monoxide reducing agent
JP4890444B2 (ja) カルシウム及び／又はマグネシウムを含む多孔質粒子からなる粒状物
Yeom et al. Adsorption of ammonia using mesoporous alumina prepared by a templating method
KR102353960B1 (ko) 발열 조성물용 철분 및 그 제조 방법, 그리고 그 철분을 사용한 발열 조성물 및 발열체의 제조 방법
WO2017082183A1 (ja) 鉄粉並びにそれを用いた発熱体及び温熱用具
WO2014050796A1 (ja) 加水発熱剤
Nie et al. Sol–gel synthesis of nanocomposite crystalline HMX/AP coated by resorcinol–formaldehyde
Ishikawa et al. Preparation and properties of uniform colloidal metal phosphates: III. Cobalt (II) Phosphate
JP3693424B2 (ja) 反応剤用鉄粉の製造方法
JP3376826B2 (ja) 板状炭酸カルシウム系の球状複合体およびその製造方法
ES2939269T3 (es) Gránulos de sílice para tratamiento térmico
JP3571095B2 (ja) 酸性ガス吸収剤の製造方法
JP3521057B2 (ja) 脱酸素剤用鉄粉及びその製造方法
JP3843892B2 (ja) 板状炭酸カルシウム球状複合体およびその製造方法
JP2006263630A (ja) 脱酸素剤用鉄粉及びその製造方法
JP2002292276A (ja) 脱酸素剤用還元鉄粉及びその製造方法
JPH0116768B2 (ja)
JP7485249B1 (ja) 酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤
JP7485248B1 (ja) 酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤
JP2023172681A (ja) 粉末固化体および粉末固化体の製造方法
Li et al. Synthesis of nanorods assembled V‐doped WO3 microspheres and the catalytic performance in thermal decomposition of ammonium perchlorate

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022542312

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22845671

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE