JP2604576B2

JP2604576B2 - 含水粉粒体

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Publication number: JP2604576B2
Application number: JP61086731A
Authority: JP
Inventors: 博文梶原
Original assignee: 佐藤徹
Priority date: 1986-04-15
Filing date: 1986-04-15
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JPS62243648A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は含水粉粒体に関するものである。

〔従来技術〕

従来、有機系及び無機系の粉粒体に水分を添加する場
合、粉粒体に水を添加混合することが一般的に行われて
いる。しかしながら、このような水分添加方法では、粉
粒体に添加し得る水分量は少なく、せいぜい粉粒体に対
し20〜30重量％であり、それ以上の水分を加えると、水
分が粉粒体中に吸収されず、粉粒体の粒子表面に付着
し、粉粒体表面を濡らしてしまう。そして、このような
表面に水分が付着した粉粒体は、粒子同志がその付着水
のために付着結合し、塊状物を作ったり等して粒子流動
性が著しく損われ、もはや粉粒体としての取扱いの著し
く困難なものになる。

粉粒体中に水分を添加する例としては、水酸化カルシ
ウムや水酸化マグネシウム等のアルカリ性物質に水分を
添加する例がある。このような水分を添加したアルカリ
性物質は、炭酸ガスや、亜硫酸ガス、塩化水素ガス、有
機酸ガス等の酸性ガス吸収剤として用いられ、この場
合、水分の存在は、そのアルカリ性物質と酸性ガスとの
反応を促進させ、その水分量が多い程、両者の反応は促
進される。その他、ゼオライトや、ケウ藻土、シリカ、
アルミナ、マグネシア、カルシア、活性炭素等の多孔性
充填剤に水分を添加する例がある。このような水分を添
加した充填剤は、水分の存在下で反応が促進される気体
−固体反応、例えば、ハイドロファイトやアスコルビン
酸と酸素との反応や、硫酸鉄とアンモニア又はアミンと
の反応、塩化銅と一酸化炭素との反応等における水分供
給源として利用される。

前記のような固体−気体反応において、水分を含む粉
粒体の水分含量を高めることによって、その固体−気体
反応を促進させることができ、しかも全体の反応系の組
成物容量をコンパクトなものにすることができるが、こ
の場合、前記したように、従来の技術では、粉粒体に添
加し得る水分量には制約があった。

〔目的〕

本発明は、粉粒体に水を添加する場合に見られる前記
欠点を克服することを目的とする。

〔構成〕

本発明によれば、水不溶性又は水難溶性粒子を主体と
する粉粒体100重量部と水吸収膨潤性高分子粒子５〜50
重量部を水分の存在下で撹拌混合して得られる含水粉粒
体あって、該含水粉粒体中に含まれる水分が少なくとも
30重量％であることを特徴とする流動性含水粉粒体が提
供される。

本発明で用いる原料粉粒体は、水不溶性ないし水難溶
性粒子を主体とするものであり、このような粒子の具体
例としては、例えば、シリカ、アルミナ、シリカアルミ
ナ、マグネシア、カルシア、チタニア、酸化亜鉛、酸化
鉄等の酸化物；水酸化カルシウム、水酸化マグネシウ
ム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、水酸化銅等の水酸
化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸マンガ
ン等の炭酸塩；硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、亜
硫酸カルシウム、亜硫酸水素カルシウム等の硫酸塩又は
亜硫酸塩、金属セッケン等の有機酸塩；アルミン酸ソー
ダ、リン酸カルシウム、リン酸鉄等の各種の水不溶性な
いし水難溶性金属塩の他、ケイ藻土、ゼオライト、セピ
オライト、クレー、白土、黄土、タルク、バーミキュラ
イト、カオリン、パーライト、木粉、活性炭、パルプ粒
子、尿素／ホルマリン樹脂、フライアッシュ、高炉水滓
等の各種の充填剤が挙げられる。これらの粒子の粒径は
特に制約されないが、一般には、10μｍ〜5mmの範囲で
ある。

本発明で用いる水吸収膨潤性高分子粒子とは、水を吸
収し、膨潤する性質を有する高分子粒子を意味し、カル
ボン酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、あるいはアンモニ
ウム塩等のイオン性基を高分子中に有するものである。
このような高分子は従来公知であり、例えば、高分子基
材別で分類すると、カルボキシメチルセルロース系、デ
ンプン／ポリアクリロニトリル加水分解物系、デンプン
／ポリアクリル酸塩加架物系、酢酸ビニル／アクリル酸
メチル共重合体ケン化物系、ポリアクリロニトリル加水
分解物系、ポリアクリル酸ナトリウム架橋物系、ビニル
アルコール／アクリル酸塩共重合体系、エチレン／メタ
クリル酸塩共重合体系のもの等がある。これらの吸水膨
潤性高分子粒子は、その自重の200倍以上、高吸水性の
ものでは1000倍程度の水分を吸収する。本発明において
は、一般的には、自重の20倍以上、好ましくは50倍以上
の吸水性を示すものであれば使用可能である。本発明で
用いる吸水膨潤性高分子粒子は、微粉末状のものであれ
ばよく、一般には、10μｍ〜2mm程度の粒径を有するも
のが用いられる。

本発明の含水粉粒体は、前記した水不溶性又は水難溶
性粒子を主体とする粉粒体と水吸収膨潤性高分子粒子と
の混合物に、攪拌下、水を徐々に添加することによって
製造することができるし、また、この混合物にあらかじ
め水を加えて高分子粒子を膨潤させたものを、高速攪拌
することによって製造することができる。この場合、水
吸収膨潤性高分子（以下、単に高分子粒子とも言う）の
使用割合は、その高分子粒子の水吸収膨潤能にもよる
が、水不溶性又は水難溶性粒子を主体とする粉粒体（以
下、単に原料粒子とも言う）100重量部に対し、５〜50
重量部、好ましくは10〜30重量部である。攪拌装置とし
ては、剪断力を与える攪拌翼又は回転刃を有するものが
用いられ、その回転速度はできるだけ高速の方が好まし
いが、一般には100〜2000rpm程度である。本発明により
含水粉粒体を好ましく製造するには、ヘンシエルミキサ
ーに原料粒子と高分子粒子とを充填し、これを攪拌しな
がら、水を徐々に添加する。

添加する水分としては、通常、水が用いられるが、必
要に応じ、他の物質を含む水溶液や懸濁液を用いること
ができる。この場合、水に添加する物質としては、例え
ば、アルギン酸ソーダ、カルボキシメチロース、ポリビ
ニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ゼラチ
ン等のバインダー物質や一価又は多価アルコールや電解
質（水溶性塩）等の膨潤調節剤等を挙げることができ
る。

本発明の原料粒子中には、必要に応じ、水溶性粒子を
添加することができる。この場合、水溶性粒子は全組成
物中、50重量％以下、好ましくは30重量％以下に規定す
るのが好ましい。水吸収膨潤性高分子粒子は、水溶性物
質、例えば電解質の存在によってその水吸収膨潤性が損
われるのが多いことから、粉粒体中に水溶性粒子が多く
なることは好ましくなく、その添加割合は、前記のよう
に50重量％以下にするのがよい。換言すれば、本発明で
用いる原料粒子は、水不溶性又は水難溶性粒子を主体と
するものであればよい。

本発明の含水粉粒体は、それに含まれる高分子粒子が
水を吸収し、膨潤したものであり、そしてこの水を吸収
し、膨潤した高分子粒子が、その粘着力又は付着力によ
って原料粒子と結合して複合粒子を形成したものであ
る。従って、本発明の含水粉粒体は、全体としては、原
料粒子より粒径の大きくなった粒子からなる粉粒体状の
外観を与えるもので、表面付着水のない流動性を示すも
のである。本発明の含水粉粒体は、全含水粉粒体に対
し、30重量％以上、特に、100〜200重量％の水分を容易
に含有させることができ、その最高含水量は高分子粒子
の添加割合に応じて高くすることができる。

本発明の含水粉粒体を構成する具体的原料粒子の種類
は、その含水粉粒体の用途に応じて適当に選定される
が、本発明の含水粉粒体の用途を大別すると、その含水
粉粒子自体を反応剤として利用する方法と、その含水粉
粒体を他の反応系に対する水分供給源として利用する方
法とに分けることができる。以下、本発明の含水粉粒体
の用途を具体的に示す。

（Ｉ）反応剤として利用する方法（１）酸性ガス（CO₂、SO₂、HCl、H₂S、酢酸等）吸収剤この用途のためには、アルカリ性を有する粉粒体を原
料粒子として用いた含水粉粒体が用いられる。この場
合、アルカリ性を有する粒子としては、アルカリ土類金
属の酸化物又は水酸化物が用いられる他、ゼオライト
や、クレー、セピオライト、ケイ藻土、活性炭等の多孔
質粉粒体に、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の水
溶性アルカリ性物質を担持させたもの等が挙げられる。

（２）脱臭剤（アンモニア、アミン、メルカプタン等の
悪臭成分と反応する反応剤）この用途のためには、悪臭成分と反応する粉粒体を原
料粒子として用いた含水粉粒体が用いられる。この場
合、悪臭成分と反応する粉粒体としては、アミンやアン
モニア等と反応する塩化鉄、硫酸鉄、硫酸銅、フタロシ
アニン鉄等；硫化水素やメルカプタン、アミン等と反応
する亜塩素酸ナトリウム等があるが、これらの化合物は
水溶性のものであるため、水不溶性又は水難溶性粒子と
の混合物の形で原料粒子として用いられる。

（３）一酸化炭素吸収剤この用途のためには、塩化銅を含有する原料粒子を用
いた含水粉粒体が用いられる。

（４）酸素吸収剤この用途のためには、亜ニチオン酸塩や、アスコルビ
ン酸又はその塩と、アルカリ土類金属水酸化物との混合
物を原料粒子として用いた含水粉粒体が用いられる。

（５）その他のガス吸収剤除去すべきガスに対して反応性を示す粉粒体を原料粒
子として用いた含水粉粒体が用いられる。この場合、そ
の反応性粉粒体が水溶性のものであれば、水不溶性又は
水難溶性粒子、好ましくは多孔性充填剤との混合物を原
料粒子として用いた含水粉粒体が用いられる。

（II）水分供給源として用いる方法含水粉粒体は、水分の存在により反応が促進される固
体と気体との反応における水分供給源として利用され
る。このような固体と気体との反応としては、前記した
如き種々の反応が示される。また、この場合の含水粉粒
体としては、好ましくは、多孔性充填剤を原料粒子とし
て用いた含水粉粒体が用いられる。含水粉粒体を水供給
源として利用するためには、ガス成分に反応性を示す反
応性粒子に対してこの含水粉粒体を混合すればよい。

〔効果〕

本発明の含水粉粒体は、水吸収膨潤性高分子粒子を含
むため、原料粒子自体が吸収し得る水分に比較して、著
しく多量の水分を含有させることができる。しかも、こ
のような多量の水分を含むにもかかわらず、全体として
は表面付着水のない流動性を有する粉粒体として取扱う
ことができるもので、粉粒体充填機の充填原料として用
い得るものである。

本発明の含水粉粒体は、前記したように、水分の存在
下で反応が促進される固体と気体との反応における水分
供給源として有利に使用し得る他、その粉粒体の原料粒
子を適当に選ぶことにより、それ自体で各種のガス吸収
剤として有利に利用し得るものである。この場合、含水
粉粒体の水分含量を高くすることができ、しかもその水
分は高分子粒子に吸収されて水蒸気としての逃散性が抑
制されているために、長期間にわたってその水分供給源
及びガス吸収剤としての作用を維持させることができ
る。

〔実施例〕

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１酸性ガス吸収剤を得るために、水酸化カルシウムの微
粉末20gに、水吸収膨潤性高分子粒子（ビニルアルコー
ル／アクリル酸共重合体のナトリウム塩、住友化学社製
「スミカゲル」）3gを混合し、この混合物をコーヒミル
に充填した後、水16ccを添加し、高速回転により約３分
間攪拌混合を行い、内容物をコーヒミルから取出した。
この混合物（水分量:41％）は、全体が水を吸収した高
分子ゲル作用により、やや弾力性を有する粉粒体からな
る流動性を示すものであった。また、その粉粒体粒子は
水を吸収した高分子ゲル粒子と水酸化カルシウム粒子と
が結合した粒径0.5〜2mm程度の複合粒子からなるもので
あった。

実施例２水分供給源を得るために、実施例１において、水酸化
カルシウムの代りに硫酸カルシウムを用いた以外は同様
にして実験を行った。この場合にも、実施例１と同様に
硫酸カルシウムと高分子ゲルとの複合粒子からなる粉粒
体が得られた。

実施例３脱臭剤組成物を得るために、硫酸鉄20重量％とクエン
酸10重量％とを含む水溶液4ccをケイソウ土粉末（粒径
約1mm）5gに含浸させたものに、シリカ・マグネシア微
粉末2g、マグネシア微粉末2g、活性炭微粉末1g及び実施
例１で示した水吸収膨潤性高分子粒子3gを混合し、この
混合物をコーヒミルに充填した後、水10ccを加えて高速
回転により約３分間攪拌混合した。このようにして流動
性のある粉粒体が得られた（水分量:52％）。

実施例４酸素吸収剤を得るために、Ｌ−アスコルビン酸ナトリ
ウム2g、水酸化カルシウム2g、硫酸鉄5g、微粉末状活性
炭2g及び実施例１で示した水吸収膨潤性高分子粒子1.5g
の混合物に、水5.5gを添加し、これをコーヒミルで約３
分間高速攪拌した。このようにして、流動性ある粉粒体
（水分量:31％）が得られた。この粉粒体は空気や酸素
と円滑に反応することが確認された。

実施例５硫化水素除去剤を得るために、亜塩素酸ナトリウム0.
3g、過炭酸ナトリウム0.2g、マグネシア微粉末1g、ケイ
ソウ土10g及び実施例１で示した水吸収膨潤性高分子粒
子2gの混合物に、水10ccを添加し、コーヒーミルで高速
攪拌した。このようにして、流動性ある粉粒体（水分
量:43％）を得た。この粉粒体は、亜塩素酸ナトリウム
の作用により、硫化水素を反応除去する。

実施例６水分供給源を得るために、、ケイソウ土10gに実施例
１で示した水吸収膨潤性高分子粒子2gを混合し、この混
合物に水15ccを加え、コーヒーミルで高速攪拌混合し、
流動性ある粉粒体（水分量:56％）を得た。この粉粒体1
gを、塩化ナトリウム0.01gを均一に混合した鉄粉2gと混
合した。この混合物は空気中の酸素と円滑に反応するこ
とが確認された。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水不溶性又は水難溶性粒子を主体とする粉
粒体100重量部と水吸収膨潤性高分子粒子５〜50重量部
を水分の存在下で撹拌混合して得られる含水粉粒体あっ
て、該含水粉粒体中に含まれる水分が少なくとも30重量
％であることを特徴とする流動性含水粉粒体。