JP5215045B2 - フミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液の製造方法並びにフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液に関する。

溜め池、釣堀、水槽等の貯水池、テーマパーク用の用水路、人口池等に黄褐色から黒色の色調を付与し、自然な場の雰囲気を醸し出すためには、黒色酸化鉄、黄酸化鉄、ベンガラ等の金属酸化物やカーボンを添加する方法が考えられる。しかしながら、金属酸化物は、一般に中性領域に等電点があることから、水中で凝集しやすい傾向にある。また、比重が大きいことから、沈降しやすい傾向にある。一方、カーボンは、疎水性が強いことから、水に分散させることが困難である。

一方、黄褐色から黒色の色調を有する物質として、フミン質が知られている。フミン質は、その物理的及び／又は化学的性質を利用して、建材（特許文献１参照）、汚水の浄化剤（特許文献２参照）、土壌の浄化剤（特許文献３参照）、土壌改質剤（特許文献４参照）、化粧料（特許文献５参照）等として、主に使用されている。

フミン質は、水性溶媒に分散させると、水性溶媒中の含有量に依存して、色調が変化し、自然界の風合いを醸し出す。しかしながら、工業的に産出されるフミン質は、塊状の固体であるため、水性溶媒中に分散させても沈降が速いという問題がある。
特開平８−２７７１７４号公報 特開平１０−２７７５８６号公報 特開２００３−１４５１２７号公報 特開平５−０２３０４７号公報 特許第３３７０２８９号公報

本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、分散性が良好なフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、フミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液の製造方法において、フミン質及び／又はフミン質の誘導体を乾式粉砕する工程と、該乾式粉砕されたフミン質及び／又はフミン質の誘導体を分散媒中で湿式粉砕する工程を有し、前記分散媒は、水性溶媒を含有し、分散剤を含有しないことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液の製造方法において、前記水性溶媒は、水であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液の製造方法において、前記乾式粉砕されたフミン質及び／又はフミン質の誘導体と前記分散媒との総重量に対する前記乾式粉砕されたフミン質及び／又はフミン質の誘導体の重量の比が０．０１以上０．５０であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液の製造方法において、前記湿式粉砕する際に、媒体粉砕ミルを用い、該媒体は、直径が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、フミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液において、フミン質及び／又はフミン質の誘導体が分散媒中に分散しており、前記フミン質及び／又はフミン質の誘導体は、メジアン径が０．０５μｍ以上８μｍ以下であり、前記分散媒は、水性溶媒を含有し、分散剤を含有しないことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液において、前記水性溶媒は、水であることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液において、前記フミン質及び／又はフミン質の誘導体と前記分散媒との総重量に対する前記フミン質及び／又はフミン質の誘導体の重量の比が０．０１以上０．５０以下であることを特徴とする。

本発明によれば、分散性が良好なフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液を提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明のフミン質分散液は、フミン質及びフミン質の誘導体の少なくとも一方が分散媒に分散されており、フミン質及びフミン質の誘導体の少なくとも一方を少なくとも粉砕することにより得られる。このようなフミン質分散液は、黄褐色から黒色の色調を有するため、該色調を付与する添加剤として用いることができる。フミン質とは、植物等の微生物最終分解生成物で、直鎖炭化水素と多環芳香族化合物の分子量数千から１万程度の難分解性高分子化合物であり、市販のフミン質粉末を原料として用いることができる。なお、フミン質の誘導体としては、特開昭６１−８７６０９号公報、特開昭６１−８７６１０号公報、特開昭６１−８７６１１号公報、特開昭６１−８７６１２号公報に記載されているニトロ化されたフミン酸の塩、エステル等が挙げられる。

本発明において、分散媒は、水性溶媒を含有することが好ましい。これにより、水性溶媒を主成分とする組成物の添加剤として用いることができる。水性溶媒としては、水；リン酸緩衝液、酢酸緩衝液、乳酸緩衝液、クエン酸緩衝液等の緩衝液；エタノール、ブタノール等のアルコール；アセトン等が挙げられる。なお、水性溶媒は、単独又は二種以上混合して用いることができる。

一般的に微粒子を分散媒中に安定分散させて濃濁液を調製するときは、分散剤を使用するが、攪拌されたり流動したりするときに、分散剤が含まれていると、泡が発生することがある。このため、本発明のフミン質分散液は、環境や人体への安全性を向上させると共に、気泡の発生を抑制するために、分散剤を含有しないことが好ましく、この場合、フミン質及びフミン質の誘導体の少なくとも一方及び水性溶媒からなる構成とすることができる。なお、分散剤を含有する構成としてもよく、分散剤としては、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、水溶性高分子、高分子電解質等が挙げられる。

本発明のフミン質分散液において、フミン質及びフミン質の誘導体の少なくとも一方の含有量は、１重量％以上５０重量％以下であることが好ましく、５重量％以上３０重量％以下がさらに好ましい。含有量が１重量％未満であると、水性溶媒を主成分とする組成物に添加して用いる場合に、色調を付与する効果が小さくなることがあり、５０重量％を超えると、粘度が高くなり、湿式粉砕に適さないことがある。

本発明のフミン質分散液において、フミン質及びフミン質の誘導体の少なくとも一方のメジアン径は、０．０５μｍ以上１０μｍ未満であることが好ましく、０．０５μｍ以上５μｍ以下がさらに好ましい。また、メジアン径が０．０５μｍ以上５μｍ以下である場合は、粒子径が０．１μｍ以上８μｍ以下である粒子を９０体積％以上１００体積％以下含有することが好ましい。メジアン径が０．０５μｍ未満では、フミン質分散液を添加して色調を付与する際に、濁りが発生しにくくなることがある。また、メジアン径が１０μｍを超えると、フミン質分散液の分散性が低下することがある。ここで、メジアン径とは、粒子体の一つの集団の全体積を１００％として累積曲線を求めた時、累積曲線が５０％となる点の粒子径（累積平均径）であり、粒度分布を評価するパラメータの一つとして、一般的に利用されている。なお、メジアン径は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置マイクロトラック粒度分布測定装置９３２０−ＨＲＡ（日機装社製）等を用いて測定することができる。

本発明において、フミン質は、公知の粉砕方法を用いて粉砕することができる。公知の粉砕方法としては、乾式粉砕法、湿式粉砕法及びこれらの組み合わせが挙げられるが、湿式粉砕法を用いることが好ましい。これにより、粒子径分布を狭くすることができる。

乾式粉砕法に用いる粉砕機としては、ジェットミル、振動ミル、パルペライザー等を用いることができる。

湿式粉砕法に用いる粉砕機としては、媒体攪拌ミルを用いることができ、具体的には、ビーズミル、サンドグラインダーミル、ボールミル、マイクロス等が挙げられる。媒体攪拌ミルでは、ガラスビーズ、アルミナビーズ、ジルコニアビーズ、チタニアビーズ等の媒体を用いることができ、フミン質及びフミン質の誘導体の少なくとも一方と溶媒の混合物と媒体を有する粉砕容器を回転ディスク又はローターを用いて回転させることにより、粉砕することができる。なお、溶媒としては、前述の水性溶媒を用いることができる。

上記混合物中のフミン質及びフミン質の誘導体の少なくとも一方の含有量は、特に限定されないが、１重量％以上５０重量％以下であることが好ましく、５重量％以上３０重量％以下がさらに好ましい。粉砕前のフミン質及びフミン質の誘導体の少なくとも一方のメジアン径は、特に限定されないが、１μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下がさらに好ましい。また、媒体の直径は、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。粉砕温度は、特に限定されないが、５０℃以下であることが好ましく、３０℃以下がさらに好ましい。

本発明のフミン質分散液は、分散状態を良好に保つためにコロイドミル、ＴＫホモミキサー、高圧ホモゲナイザー、超高圧ホモゲナイザー等の装置を用いて均質化処理を施してもよい。

なお、本発明のフミン質分散液は、水性溶媒を主成分とする組成物に黄褐色から黒色の色調を付与する添加剤として用いることができるが、この他に紙、建材、繊維、木材等の染色の用途に用いることができる。

以下、本発明による実施例を示す。なお、本発明は、これらに限定されるものではない。

（比較例１）
パルペライザーを用いてフミン質を乾式粉砕した後、含有量が４０重量％となるように水中に懸濁させた。

（実施例１〜６）
パルペライザーを用いてフミン質を乾式粉砕した後、含有量が４０重量％となるように水中に懸濁させた。次に、得られた懸濁液を、直径１ｍｍのジルコニアビーズを充填したサンドグラインダーミルを用いて湿式粉砕し、表１に示すフミン質分散液を調製した。

（評価方法及び評価結果）
フミン質分散液のメジアン径は、マイクロトラック粒度分布測定装置９３２０−ＨＲＡ（日機装社製）を用いて測定した。

沈降度は、フミン質分散液を９ｐｐｍに希釈した直後の濁度と、１日静置後の上澄み液の濁度を比較することにより評価した。濁度の変化率が３０％未満のものを○、３０％以上６０％未満のものを△、６０％以上のものを×として、判定した。なお、濁度は、積分球式濁度計ＴＲ−３５（三菱化成社製）を用いて測定した。

透視度は、水中の濁りの程度を示す指標で、フミン質分散液を９ｐｐｍに希釈した後、透視度計ＳＴ−１００（アズワン社製）を用いて測定した。

Claims (7)

1. フミン質及び／又はフミン質の誘導体を乾式粉砕する工程と、
   該乾式粉砕されたフミン質及び／又はフミン質の誘導体を分散媒中で湿式粉砕する工程を有し、
   前記分散媒は、水性溶媒を含有し、分散剤を含有しないことを特徴とするフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液の製造方法。
2. 前記水性溶媒は、水であることを特徴とする請求項１に記載のフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液の製造方法。
3. 前記乾式粉砕されたフミン質及び／又はフミン質の誘導体と前記分散媒との総重量に対する前記乾式粉砕されたフミン質及び／又はフミン質の誘導体の重量の比が０．０１以上０．５０以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液の製造方法。
4. 前記湿式粉砕する際に、媒体粉砕ミルを用い、
   該媒体は、直径が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液の製造方法。
5. フミン質及び／又はフミン質の誘導体が分散媒中に分散しており、
   前記フミン質及び／又はフミン質の誘導体は、メジアン径が０．０５μｍ以上８μｍ以下であり、
   前記分散媒は、水性溶媒を含有し、分散剤を含有しないことを特徴とするフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液。
6. 前記水性溶媒は、水であることを特徴とする請求項５に記載のフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液。
7. 前記フミン質及び／又はフミン質の誘導体と前記分散媒との総重量に対する前記フミン質及び／又はフミン質の誘導体の重量の比が０．０１以上０．５０以下であることを特徴とする請求項５又は６に記載のフミン質及び／又はフミン質の誘導体の分散液。