JPH11226388A - 脱酸素剤用鉄粉及びその製造方法 - Google Patents

脱酸素剤用鉄粉及びその製造方法

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JPH11226388A
JPH11226388A JP10038651A JP3865198A JPH11226388A JP H11226388 A JPH11226388 A JP H11226388A JP 10038651 A JP10038651 A JP 10038651A JP 3865198 A JP3865198 A JP 3865198A JP H11226388 A JPH11226388 A JP H11226388A
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俊夫 本庄
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信明 和泉
Tetsuya Igarashi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無菌化包装容器等の樹脂組成物との混和性、
均一分散性の良好な脱酸素剤用鉄粉及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】 見掛密度2.25g/cm3 以上、平均
粒径15μm以下、崩潰角23°以下、圧縮度40%以
下であることを特徴とする脱酸素剤用鉄粉。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸素吸収性を有す
る樹脂組成物を用いて袋体、シート又は包装用容器(以
下、無菌化包装容器等と総称して記載する)に脱酸素機
能を持たせる目的で使用される脱酸素剤用鉄粉及びその
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】脱酸素
剤は、酸素による品質劣化を防ぐため各種食品や農水産
物等の広範な分野に適用されている。かかる脱酸素剤に
使用される鉄粉は、主として粉末冶金用に製造された噴
霧鉄粉あるいは使い捨てカイロ用に製造された還元鉄粉
が使用されているが、その平均粒径は45〜150μ
m、見掛密度2.0〜3.0g/cm3 のものである。
【0003】また、特定の適用分野に適合した酸素吸収
剤として特開平4−90847号公報、特開平4−90
848号公報等に提案されている。これらの公報に記載
の内容は、酸素吸収性を有する樹脂組成物、並びに酸素
吸収性を有する樹脂組成物を用いた袋体、シート及び包
装用容器に関するもので、ここに使用される鉄粉として
比表面積0.5m2 /g以上、好ましくは1.0m2
g以上、特に好ましくは2.0m2 /g以上、かつ見掛
密度が2.2g/cm3 以下、好ましくは1.9g/c
3 以下、特に好ましくは1.6g/cm3 以下の還元
鉄粉、噴霧鉄粉等の表面から内部にかけて多数の微細孔
を有する海綿状の多孔質細粒で構成されたものが推奨さ
れている。
【0004】近年食品の包装形態として、別々に減菌さ
れた食品と包装容器を無菌の環境下で食品充填、包装し
て製品を作る無菌化包装充填があるが、従来の脱酸素剤
による食品、農水産物等の保存とは別に、この無菌化包
装食品用容器としてラミコントレ(PP/EVOH/P
P)の内部に脱酸素剤的な機能をもたせたものが上市さ
れている。
【0005】この容器の酸素吸収剤として使用される鉄
粉は、上述したものと同様に比表面積が0.5m2 /g
以上、見掛密度が2.2g/cm3 以下の鉄粉が推奨さ
れている。
【0006】これら従来の技術に開示されている脱酸素
剤用鉄粉は、樹脂組成物中への分散性及び脱酸素吸収性
能が充分とはいえず、特に薄い袋体に使用できるもので
はない。
【0007】従って、本発明の目的は、無菌化包装容器
等の樹脂組成物との混和性、均一分散性の良好な脱酸素
剤用鉄粉及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、無菌化包
装容器等に使用される鉄粉について実験及び検討を重ね
た結果、特定物性を有する脱酸素剤用鉄粉及びその好適
な製造方法が上記目的を達成し得ることを知見し、本発
明をなすに至ったものである。
【0009】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
で、見掛密度2.25g/cm3 以上、平均粒径15μ
m以下、崩潰角23°以下、圧縮度40%以下であるこ
とを特徴とする脱酸素剤用鉄粉を提供するものである。
【0010】また、本発明は、上記脱酸素剤用鉄粉を製
造する好ましい方法であって、原料鉄粉を粉砕機を用い
て機械的に粉砕するに際し、平均粒径が15mm以下の
粉砕媒体を用い、不活性ガスを使用して酸素濃度0.1
〜7容量%の雰囲気で機械的に粉砕することを特徴とす
る脱酸素剤用鉄粉の製造方法を提供するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。先ず、本発明の脱酸素剤用鉄粉について説明す
る。本発明の脱酸素剤用鉄粉は、見掛密度2.25g/
cm3 以上、平均粒径15μm以下、崩潰角23°以
下、圧縮度40%以下である。
【0012】見掛密度が2.25g/cm3 未満の鉄粉
は、形状が扁平となるため、比表面積が大きくなり、酸
素吸収能力の点では好ましいように見えるが、樹脂への
分散時に大きなトルクが必要となること、さらに、均一
分散という点で見掛密度が2.25g/cm3 以上の鉄
粉と比較すると劣ったものとなる。
【0013】次に、本発明の脱酸素用鉄粉においては、
平均粒径が15μm以下が好ましい。これ以上大きい平
均粒径の場合は比表面積が減少し、酸素吸収能力が低下
すると共に、薄いフィルムに使用する場合に、大きな粒
子がフィルムを突き破る等、均一なフィルムを作りにく
くなり好ましくない。
【0014】また、鉄粉の崩潰角、圧縮度は、平均粒
径、粒度分布、粉体形状等により異なってくるが、平均
粒径が15μm以下の脱酸素剤用鉄粉において、崩潰角
が23°を超えるもの、もしくは圧縮度が40%を超え
るものは、流動性が劣り、樹脂組成物中の均一分散、並
びに樹脂組成物へ分散する前にハロゲン化金属と混合す
る際の均一混合という点で好ましいない。
【0015】本発明の脱酸素用鉄粉においては、金属鉄
含有量が85重量%以上含有することが望ましく、金属
鉄含有量が85重量%未満の鉄粉では粉砕後の脱酸素効
力の持続時間が短くなるので、鉄粉使用量を増やす必要
が生じる。
【0016】次に、上述のような本発明の脱酸素用鉄粉
の製造方法について説明する。現在、市場に出ている鉄
粉としては、粉末冶金用あるいは脱酸素剤用の噴霧粉や
仕上げ熱処理を行った還元鉄粉で金属鉄含有量が98重
量%超のものと、主として化学還元用あるいは使い捨て
カイロ用等に使用されている金属鉄含有量が90〜98
重量%の一次還元鉄粉が主力製品である。
【0017】本発明で使用対象となる、例えば、無菌化
包装容器等に脱酸素機能を持たせるために使用され原料
鉄粉としては、上記の鉄粉を出発原料としてこれを微粉
化するのが最も簡便である。
【0018】脱酸素剤用鉄粉を製造するためには、機械
的な粉砕時の雰囲気を窒素ガス等の不活性ガスで置換
し、酸素濃度を下げる必要がある。酸素濃度としては
0.1〜7容量%、好ましくは0.3〜5容量%であ
る。金属鉄含有量は低くなりすぎると酸素吸収能力が低
下し、鉄粉使用量を増やす必要があるので、原料鉄粉中
に金属鉄含有量が85重量%以上含有することが好まし
い。
【0019】なお、従来、微粉金属粉を製造する際に、
酸化防止という観点から不活性雰囲気下での粉砕が行わ
れていた。しかし、本発明において粉砕時に不活性ガス
を用いる理由は、むしろ効率よく、脱酸素剤用鉄粉を製
造するためである。
【0020】本発明において、機械的粉砕時の雰囲気の
酸素濃度が7容量%より高い場合、扁平な形状の鉄粉が
多くなり、見掛密度が低く、流動性、分散性の劣る鉄粉
しか得られない。
【0021】すなわち、通常、微粉砕を行う場合、酸化
防止のため粉砕機内を不活性ガスで置換し機械的に粉砕
するのが一般的であるが、置換が不十分で酸素濃度が高
すぎる場合は粉砕物は粒度分布の範囲が広くなり、粗粒
子の混入が見られ、粉砕物の粒子も扁平となり、見掛密
度は軽くなる傾向がある。そのため、次工程となる樹脂
との混練や混練後のフィルムの加工等の取り扱いが困難
となり、仮に粗粒子を分級等により取り除く工程も考え
られるが、空気中の酸素により、酸化したり着火するた
め不活性ガス等内での加工が要求される。
【0022】また、酸素濃度が0.1容量%よりも低す
ぎる場合には、見掛密度の高い鉄粉が得られる傾向にあ
るものの、粉砕時間を長くしても平均粒径が小さくなり
にくく、所望の鉄粉は得られにくい。
【0023】このように、本発明の製造方法は、樹脂と
の混練や混練後のフィルムの加工性を容易にし、効率的
に所望の粉体を得ることを目的として、粉砕機内の酸素
濃度の調整によって粒度分布の範囲を狭くし、粗粒子の
混入を少なく抑え、かつ見掛密度が大きい粉砕物を得る
ものである。
【0024】ここに用いられる粉砕機としては、ボール
ミル、振動ミル、遊星ミル、撹拌ミル等が挙げられ特に
限定されないが、振動ミル、撹拌ミル等が最も好まし
い。また、使用する粉砕媒体としては、平均粒径15m
m以下、好ましくは10mm以下のものが使用される。
【0025】また、このようにして得られた鉄粉を25
0〜600℃、好ましくは400〜500℃の低温で焼
結固化を起こさない程度に還元熱処理し、金属鉄含有量
を増加させ、さらに脱酸素能力を高めてもよい。
【0026】このようにして得られた脱酸素剤用鉄粉
は、ハロゲン化金属と共に脱酸素剤として用いられる。
ここで用いられるハロゲン化金属としては、塩化ナトリ
ウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウ
ム、塩化バリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、ヨ
ウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等のアルカリ金属また
はアルカリ土類金属のハロゲン化物の1種または2種以
上が通常用いられるが、鉄粉との混合が均一に行われる
か否かにより酸素吸収性能に大きく影響する。
【0027】このようにして得られた、脱酸素剤を樹脂
に担持し、また得られた樹脂組成物を成形し、袋体又は
シートあるいは包装用容器とする方法は、例えば特開平
4−90847号公報及び特開平4−90848号公報
に記載されている。
【0028】
【実施例】以下、本発明を実施例等に基づき具体的に説
明する。
【0029】〔実施例1〕撹拌ミル中に平均粒径80μ
mの還元鉄粉90kgと、平均粒径約φ10mmの粉体
媒体を420kg投入し、粉砕機の中を窒素ガスで置換
し、酸素濃度0.15容量%に保ち、粉砕を行った。
【0030】このようにして得られた鉄粉の金属鉄含有
量、見掛密度、崩潰角、圧縮度及び平均粒径を下記方法
で測定、分析した。
【0031】金属鉄含有量(%);JIS M8713
(鉄鉱石中の金属鉄測定方法)に準じて測定。 見掛密度(g/cm3);JIS Z2504に準じて測
定。 崩潰角(°);ホソカワミクロン(株)、パウダーテス
ターによる測定。 圧縮度(%);ホソカワミクロン(株)、パウダーテス
ターによる測定。 平均粒径(μm);日機装(株)マイクロトラックによ
る粒度分析(D50)。
【0032】また、このようにして得られた鉄粉とPP
(ポリプロピレン)を重量比でFe:PP=9:1の割
合で配合し、(株)東洋精機製作所製「ラボ・プラスト
ミル」を使用し、混練時のトルクを測定した。さらに
「ラボ・プラストミル」を用いて、重量比でFe:PP
=3:10の割合で混練し、厚さ30〜50μm、幅1
10〜120mmのフィルムを加工し、全長200mm
中に含有される粗粒子(0.2〜0.8mm)の数を観
察した。これらの評価結果を表1に示す。また、加工さ
れたフィルム中の鉄粉の粒子形状の写真を図1に示す。
なお、図1中の丸の部分は粗粒子を示す。
【0033】〔実施例2〕粉砕時の酸素濃度を6.0容
量%にした以外は実施例1と同様の条件で粉砕を行っ
た。この時の物性値及び評価値を実施例1と同様に測定
し、その結果を表1に示す。
【0034】〔実施例3〕粉砕に使用する粉砕媒体をφ
5mmにした以外は実施例1と同様の条件で粉砕を行っ
た。この時の物性値及び評価値を実施例1と同様に測定
し、その結果を表1に示す。
【0035】〔比較例1〕粉砕時の酸素濃度を10容量
%にした以外は実施例1と同様の条件で粉砕を行った。
この時の物性値及び評価値を実施例1と同様に測定し、
その結果を表1に示す。また、加工されたフィルム中の
鉄粉の粒子形状の写真を図2に示す。なお、図2中の丸
の部分は粗粒子を示す。
【0036】〔比較例2〕粉砕に使用する粉砕媒体をφ
25mmにした以外は実施例1と同様の条件で粉砕を行
った。この時の物性値及び評価値を実施例1と同様に測
定し、その結果を表1に示す。
【0037】〔比較例3〕粉砕時の酸素濃度を0.01
容量%にした以外は実施例1と同様の条件で粉砕を行っ
た。この時の物性値及び評価値を実施例1と同様に測定
し、その結果を表1に示す。この条件では粉砕時間を実
施例1の2倍にしても平均粒径を12μm以下にするこ
とができなかった。
【0038】
【表1】
【0039】表1に示されるように、実施例1〜3は、
比較例1に比較してフィルムの粗粒子の混入量が少ない
ことが判る。また、実施例1〜3は、比較例2〜3に比
較して粉砕時間を短くすることができる。さらに、実施
例1〜3は、比較例1〜2に比較してポリプロピレンと
混練時のトルクが小さいことが判る。また、図1と図2
との比較から、実施例1は比較例1に比較して粗粒子が
大幅に少ないことが判る。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の脱酸素剤
用鉄粉は、無菌化包装容器等に脱酸素機能を付与する目
的に使用され、その際に無菌化包装容器等の樹脂組成物
との混和性、均一分散性が良好である。
【0041】また、本発明の脱酸素剤用鉄粉の製造方法
は、出発原料として金属鉄含有量の高い鉄粉を用い、粉
砕に際しては低酸素濃度下で、更に粉砕媒体として小粒
径のものを使用することにより、上記したような特性を
有する脱酸素剤用鉄粉の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の条件により加工されたフィルム中
の鉄粉の粒子形状を示す写真。
【図2】 比較例1の条件により加工されたフィルム中
の鉄粉の粒子形状を示す写真。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 見掛密度2.25g/cm3 以上、平均
    粒径15μm以下、崩潰角23°以下、圧縮度40%以
    下であることを特徴とする脱酸素剤用鉄粉。
  2. 【請求項2】 金属鉄含有量が85重量%以上である請
    求項1に記載の脱酸素剤用鉄粉。
  3. 【請求項3】 原料鉄粉を粉砕機を用いて機械的に粉砕
    するに際し、平均粒径が15mm以下の粉砕媒体を用
    い、不活性ガスを使用して酸素濃度0.1〜7容量%の
    雰囲気で機械的に粉砕することを特徴とする脱酸素剤用
    鉄粉の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記原料鉄粉の金属鉄含有量が85重量
    %以上である請求項3に記載の脱酸素剤用鉄粉。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2に記載の鉄粉を用いた脱
    酸素剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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