(57)【要約】【課題】従来の酸化マグネシウム粉末と比べて、高活性な酸化マグネシウム粉末及びその製造方法を提供する。【解決手段】ＢＥＴ比表面積が２３０〜５００ｍ2／ｇの範囲にある高比表面積酸化マグネシウム粉末、及びＢＥＴ比表面積が１０〜２００ｍ2／ｇの範囲にある水酸化マグネシウム粉末を、３００Ｐａ以下の圧力下、２５０〜５５０℃の温度にて、１〜１０時間加熱焼成することからなる高比表面積酸化マグネシウム粉末の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＥＴ比表面積が２３０〜５００ｍ2／ｇの範囲にあって、構成する粒子のうちの８０質量％以上の粒子が目開き０．２５ｍｍの篩による篩下に属する粒子である高比表面積酸化マグネシウム粉末。
【請求項２】
ＢＥＴ比表面積が１０〜２００ｍ2／ｇの範囲にあって、構成する粒子のうちの８０質量％以上の粒子が目開き０．２５ｍｍの篩による篩下に属する粒子である水酸化マグネシウム粉末を、３００Ｐａ以下の圧力下、２５０〜５５０℃の温度にて、１〜１０時間加熱焼成することからなる請求項１に記載の高比表面積酸化マグネシウム粉末の製造方法。
【請求項３】
ＢＥＴ比表面積が２３０〜５００ｍ2／ｇの範囲にあって、構成する粒子のうちの２０質量％を超える粒子が目開き０．２５ｍｍの篩による篩上に属する粒子である高比表面積酸化マグネシウム粉末。
【請求項４】
ＢＥＴ比表面積が１０〜２００ｍ2／ｇの範囲にあって、構成する粒子のうちの２０質量％を超える粒子が目開き０．２５ｍｍの篩による篩上に属する粒子である水酸化マグネシウム粉末を、３００Ｐａ以下の圧力下、２５０〜５５０℃の温度にて、１〜１０時間加熱焼成することからなる請求項３に記載の高比表面積酸化マグネシウム粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高比表面積の酸化マグネシウム粉末及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化マグネシウム粉末は、高い活性を示すため、固体塩基触媒として、あるいは酸性溶液や酸性ガスの中和剤として利用されている。また、酸化マグネシウム粉末は、原糖の脱色剤としても利用されている。
酸化マグネシウム粉末の活性は、一般にそのＢＥＴ比表面積に依存し、ＢＥＴ比表面積の大きい方が活性が高いとされる。
【０００３】
非特許文献１には、高比表面積の酸化マグネシウム粉末として、比表面積が２２０．５ｍ2／ｇの酸化マグネシウム粉末が報告されている。この非特許文献１では、高比表面積の酸化マグネシウム粉末を、水酸化マグネシウム粉末を真空中で８７３Ｋ（約６００℃）の温度にて熱分解させることによって製造している。
【非特許文献１】松橋博美、辻秀人、「固体塩基としてのマグネシアの構造と活性点」、触媒学会、触媒、２００４年、ｖｏｌ．４６、Ｎｏ．１、ｐ．３６−ｐ．４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、従来の酸化マグネシウム粉末と比べて、高活性な酸化マグネシウム粉末及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ＢＥＴ比表面積が２３０〜５００ｍ2／ｇの範囲にあって、構成する粒子のうちの８０質量％以上の粒子が目開き０．２５ｍｍの篩による篩下に属する粒子である高比表面積酸化マグネシウム粉末にある。
【０００６】
本発明はまた、ＢＥＴ比表面積が１０〜２００ｍ2／ｇの範囲にあって、構成する粒子のうちの８０質量％以上の粒子が目開き０．２５ｍｍの篩による篩下に属する粒子である水酸化マグネシウム粉末を、３００Ｐａ以下の圧力下、２５０〜５５０℃の温度にて、１〜１０時間加熱焼成することからなる上記本発明の高比表面積酸化マグネシウム粉末の製造方法にもある。
【０００７】
本発明はさらに、ＢＥＴ比表面積が２３０〜５００ｍ2／ｇの範囲にあって、構成する粒子のうちの２０質量％を超える粒子が目開き０．２５ｍｍの篩による篩上に属する粒子である高比表面積酸化マグネシウム粉末にある。
【０００８】
本発明はさらに、ＢＥＴ比表面積が１０〜２００ｍ2／ｇの範囲にあって、構成する粒子のうちの２０質量％を超える粒子が目開き０．２５ｍｍの篩による篩上に属する粒子である水酸化マグネシウム粉末を、３００Ｐａ以下の圧力下、２５０〜５５０℃の温度にて、１〜１０時間加熱焼成することからなる上記本発明の高比表面積酸化マグネシウム粉末の製造方法にもある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の高比表面積酸化マグネシウム粉末は、従来の酸化マグネシウム粉末と比べて、ＢＥＴ比表面積が大きいため、高い活性を示す。
また、本発明の高比表面積酸化マグネシウム粉末の製造方法によれば、上記の高比表面積酸化マグネシウム粉末を工業的に有利に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の高比表面積酸化マグネシウム粉末は、ＢＥＴ比表面積が２３０〜５００ｍ2／ｇの範囲、好ましくは２５０〜５００ｍ2／ｇの範囲、特に好ましくは３００〜５００ｍ2／ｇの範囲にある。
【００１１】
本発明の高比表面積酸化マグネシウム粉末を構成する酸化マグネシウム粒子は、一次粒子であっても、凝集粒子（二次粒子）であってもよい。本発明の高比表面積酸化マグネシウム粉末は、その粉末を構成する粒子のうちの８０質量％以上の粒子が目開き０．２５ｍｍの篩による篩下に属する粒子（以下、小径粒子ということがある）である微小粉末であるか、その粉末を構成する粒子のうちの２０質量％を超える粒子が目開き０．２５ｍｍの篩による篩上に属する粒子（以下、大径粒子ということがある）である粗大粉末であることが好ましい。大径粒子は、目開き５．６ｍｍの篩上に属する粒子が１０質量％未満であることが好ましい。
【００１２】
微小粉末は、液体や気体への分散性が高いという利点がある。一方、粗大粉末は、飛散が起こりにくくハンドリング性が向上するという利点がある。また粗大粉末は、見掛け密度が微小粉末よりも高く、単位体積当たりの充填量が高くなるという利点がある。
【００１３】
微小粉末は、小径粒子の含有量が９０質量％以上であることが好ましい。一方、粗大粉末は、大径粒子の含有量が４０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましい。
【００１４】
本発明の高比表面積酸化マグネシウム粉末は、ＢＥＴ比表面積が１０〜２００ｍ2／ｇの範囲にある水酸化マグネシウム粉末を、３００Ｐａ以下の圧力下、２５０〜５５０℃の温度にて、１〜１０時間加熱焼成することからなる方法により製造することができる。
【００１５】
原料となる水酸化マグネシウム粉末としては、海水に消石灰もしくは苦汁を投入して水酸化マグネシウム粒子を生成させ、生成した水酸化マグネシウム粒子を分離回収する方法（以下、海水法ということがある）によって製造されたものを用いることができる。
【００１６】
微小粉末の高比表面積酸化マグネシウム粉末を製造する場合は、原料の水酸化マグネシウム粉末には、目開き０．２５ｍｍの篩による篩下に属する小径粒子の含有量が８０質量％以上、好ましくは９０％以上となるように分級されたものを用いる。海水法により製造された水酸化マグネシウム粉末は、通常、一次粒子の平均粒子径が１〜１０μｍの範囲で、目開き０．２５ｍｍの篩による篩下に属する小径粒子の含有量が８０質量％以上であるため、微小粉末の高比表面積酸化マグネシウム粉末を製造する場合には、そのまま用いることができる。
【００１７】
一方、粗大粉末の高比表面積酸化マグネシウム粉末を製造する場合は、原料の水酸化マグネシウム粉末には、目開き０．２５ｍｍの篩による篩上に属する大径粒子の含有量が２０質量％を超える量、好ましくは４０質量％以上、特に好ましくは目開き５．６ｍｍの篩上に属する粒子が１０質量％未満となるように分級されたものを用いる。水酸化マグネシウム粉末が微細である場合は、水酸化マグネシウム粉末を造粒して、所定の粒度に分級して用いる。
【００１８】
水酸化マグネシウム粉末の造粒方法としては、水酸化マグネシウム粉末に水を加えて混合造粒する方法（湿式造粒法）を用いることができる。造粒粒子の形状安定性を向上させるために、造粒用の水にはカルボキシメチルセルロースやポリビニルアルコールなどの水溶性有機バインダーを０．５〜５質量％の範囲にて添加してもよい。
【００１９】
水酸化マグネシウムの加熱焼成には、公知の真空焼成電気炉を用いることができる。水酸化マグネシウム粉末の加熱焼成は、３００Ｐａ以下、好ましくは１〜２００Ｐａの範囲、より好ましくは１〜１５０Ｐａの範囲の圧力下にて、２５０〜５５０℃、好ましくは３００〜５５０℃、特に好ましくは３３０〜４５０℃の温度にて行なう。水酸化マグネシウム粉末の加熱焼成は、水酸化マグネシウム粉末から発生する水蒸気によって炉内の圧力が上昇しないように、高速排気しながら焼成を行なうことが好ましい。
【００２０】
本発明の高比表面積酸化マグネシウム粉末は、固体塩基触媒、酸性溶液（例えば、フッ化水素酸、塩化水素酸）や酸性ガス（例えば、フッ化水素ガス、塩化水素ガス、二酸化硫黄ガス及び炭酸ガス）の中和剤、及び原糖の脱色剤として有利に使用することができる。また、吸湿剤やハロゲン化炭化水素ガスの分解生成物の吸着処理材としても利用することができる。
【実施例】
【００２１】
［実施例１］
原料となる水酸化マグネシウム粉末（Ｍｇ（ＯＨ）2純度：９０質量％以上、ＢＥＴ比表面積：１５．９ｍ2／ｇ、平均粒子径：２．５μｍ）１０００ｇを真空焼成電気炉に入れ、真空ポンプを用いて炉内を脱気して炉内圧力を５０Ｐａ以下にした後、炉内圧力が２２０Ｐａを超えないように炉内を脱気しながら、炉内温度を常温から１℃／分の速度で４５０℃まで昇温し、次いでその温度にて８時間焼成して、酸化マグネシウム粉末を製造した。そして室温まで炉内を冷却し、窒素ガスにて炉内圧力を大気圧に調整した後、真空焼成電気炉から酸化マグネシウム粉末を取り出した。
【００２２】
得られた酸化マグネシウム粉末のＢＥＴ比表面積、ゆるみ見掛け比重、目開き０．２５ｍｍの篩による粒度、及び吸湿率を下記の方法により測定した。その結果、ＢＥＴ比表面積は、３７４．０ｍ2／ｇであった。ゆるみ見掛け比重は、０．４１７ｇ／ｍＬであった。目開き０．２５ｍｍの篩の篩下に属する粒子（小径粒子）の量は１００質量％であった。吸湿率の測定結果を、図１に示す。図１に示すように、経過時間が６０分までの吸湿率は、１６質量％であった。
【００２３】
［ＢＥＴ比表面積の測定方法］
全自動ガス吸着量測定装置（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ製、Ａｕｔｏｓｏｒｄ−１ＭＰ）を用いて、ＢＥＴ多点法により測定する。
【００２４】
［ゆるみ見掛け比重の測定方法］
ホソカワミクロン（株）製のパウダテスタを用いて測定する。
【００２５】
［目開き０．２５ｍｍ篩による粒度の測定方法］
試料の酸化マグネシウム粉末７．０ｇを正確に量り取り、これを目開き０．２５ｍｍの円形標準篩に投入する。円形標準篩を、電磁式振盪機を用いて振幅１ｍｍ、振幅速度１秒間に往復５０回の条件にて１０分間振盪する。振盪後、篩下の試料の質量を測定し、下記の式にて篩下に属する粒子量と篩上に属する粒子量とを算出する。
篩下に属する粒子量（質量％）＝［篩下の質量（ｇ）／７．０（ｇ）］×１００
篩上に属する粒子量（質量％）＝［（７．０（ｇ）−篩下の質量（ｇ））／７．０（ｇ）］×１００
【００２６】
［吸湿率の測定方法］
試料の酸化マグネシウム粉末０．１ｇを正確に量り取り、これを温度２５℃、相対湿度４８％ＲＨに調整したグローブボックス内に入れ、所定時間毎に酸化マグネシウム粉末の質量を測定し、下記の式により吸湿率を算出する。
吸湿率（質量％）＝［（酸化マグネシウム粉末の質量（ｇ）−０．１（ｇ））／０．１（ｇ）］×１００
【００２７】
得られた酸化マグネシウム粉末の細孔分布、細孔容積、ペリクレース結晶子径、クエン酸活性度、及び原糖溶液の脱色率を以下の方法で測定した。その結果、細孔分布は、図２に示すように、直径３〜４ｎｍの細孔が多かった。細孔容積は、０．３１８５ｍＬ／ｇであった。ペリクレース結晶子径は、６．５ｎｍであった。クエン酸活性度は、１６秒であった。原糖溶液の脱色率は、９９．３％であった。
【００２８】
［細孔分布の測定方法］
全自動ガス吸着量測定装置を用いて測定した等温線のデータを、細孔壁近傍の液体の理論値上の密度の偏差に換算して細孔分布を得る（ＮＬＤＦＴ法）。
【００２９】
［全細孔容積の測定方法］
全自動ガス吸着量測定装置を用いて測定する。
【００３０】
［ペリクレース結晶子径］
粉末Ｘ線回折法により測定する。
【００３１】
［クエン酸活性度］
３０±０．５℃に調整した０．４Ｎのクエン酸溶液１００ｍＬを攪拌しながら、クエン酸溶液に試料の酸化マグネシウム粉末２．０ｇを投入する。酸化マグネシウム粉末の投入後、クエン酸のｐＨが８になるまでの時間をクエン酸活性度とする。
【００３２】
［原糖溶液の脱色率の測定方法］
公知の方法により測定する。
【００３３】
［実施例２］
原料となる水酸化マグネシウム粉末（Ｍｇ（ＯＨ）2純度：９０質量％以上、ＢＥＴ比表面積：１５．９ｍ2／ｇ）２０００ｇに水５００ｇを加えて混合した後、押し出し成形機を用いて、直径３ｍｍの含水円柱状粒状物を得た。得られた含水円柱状粒状物を棚型真空乾燥機に入れ、減圧下、１５０℃の温度で水分が１質量％以下になるまで乾燥した。続いて、乾燥円柱状粒状物を円形振動篩にて、粒子径が２．０〜５．６ｍｍのものを分級した。
【００３４】
次いで、得られた水酸化マグネシウムの乾燥円柱状粒状物（粒子径：２．０〜５．６ｍｍ）４０ｇを真空焼成電気炉に入れ、真空ポンプを用いて炉内を脱気して炉内圧力を５０Ｐａ以下にした後、炉内圧力が１５０Ｐａを超えないように炉内を脱気しながら、炉内温度を常温から１．５℃／分の速度で４００℃まで昇温し、次いでその温度にて１時間焼成して、酸化マグネシウム粉末を製造した。そして室温まで炉内を冷却し、窒素ガスにて炉内圧力を大気圧に調整した後、真空焼成電気炉から酸化マグネシウム粉末を取り出した。
【００３５】
得られた酸化マグネシウム粉末のＢＥＴ比表面積、ゆるみ見掛け比重、目開き０．２５ｍｍの篩による粒度、及び吸湿率を実施例１と同様に測定した。その結果、ＢＥＴ比表面積は、３３３．４ｍ2／ｇであった。ゆるみ見掛け比重は、０．５３３ｇ／ｍＬであった。目開き０．２５ｍｍの篩の篩下に属する粒子（小径粒子）の量は、３４質量％で、目開き０．２５ｍｍの篩の篩上に属する粒子（大径粒子）の量は、６６質量％であった。吸湿率の測定結果を、図１に示す。図１に示すように、経過時間が６０分までの吸湿率は１５質量％であった。
【００３６】
［比較例１］
原料となる水酸化マグネシウム粉末（Ｍｇ（ＯＨ）2純度：９０質量％以上、ＢＥＴ比表面積：１５．９ｍ2／ｇ）３ｇを真空焼成電気炉に入れ、真空ポンプを用いて炉内を脱気して炉内圧力を５０Ｐａ以下にした後、炉内圧力が１５０Ｐａを超えないように炉内を脱気しながら、炉内温度を常温から２℃／分の速度で６００℃まで昇温し、次いでその温度にて６時間焼成して、酸化マグネシウム粉末を製造した。そして室温まで炉内を冷却し、窒素ガスにて炉内圧力を大気圧に調整した後、真空焼成電気炉から酸化マグネシウム粉末を取り出した。
【００３７】
得られた酸化マグネシウム粉末のＢＥＴ比表面積、ゆるみ見掛け比重、目開き０．２５ｍｍの篩による粒度、及び吸湿率を実施例１と同様に測定した。その結果、ＢＥＴ比表面積は、２１４．５ｍ2／ｇであった。ゆるみ見掛け比重は、０．４２０ｇ／ｍＬであった。目開き０．２５ｍｍの篩の篩下に属する粒子（小径粒子）の量は１００質量％であった。吸湿率の測定結果を、図１に示す。図１に示すように、経過時間が６０分までの吸湿率は１１質量％であった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１、実施例２及び比較例１にて製造した酸化マグネシウム粉末の吸湿率の経時変化を示すグラフである。
【図２】実施例１にて製造した酸化マグネシウム粉末の細孔分布を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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