JP2016507635A - 処理されたアンモニウムオクタモリブデート組成物 - Google Patents
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Abstract
処理方法は、二峰性の粒径分布を有するアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を与え；アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物に一定量の溶媒を施して湿った中間体粉末を形成し；そして、湿った中間体粉末に、施した溶媒を一定時間かけて吸着させる；工程を含み、施す溶媒の量及び時間は、実質的に単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を形成するのに十分なものである。【選択図】図１
Description
本発明は、概してアンモニウムオクタモリブデート組成物の製造に関し、より詳しくは光学マーキング可能なインク及びポリマーの配合において有用なアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物の製造に関する。
アンモニウムオクタモリブデート：（ＮＨ４）４Ｍｏ８Ｏ２６又は「ＡＯＭ」は、商業的に有用なモリブデン組成物であり、種々の相又は異性体で入手できる。アンモニウムオクタモリブデートと呼ばれる化合物はまた、「ジアンモニウムカテナテトラモリブデート」、「アンモニウムテトラモリブデート」、「テトラアンモニウムヘキサモリブデート」として、或いはＣＡＳ番号１２４１１−６４−２によって種々の形態で通常的に知られている。ここではα相又は「α−ＡＯＭ」が特に興味深いが、他の相は公知であり、幾つかの用途において用いることができる。
α−ＡＯＭは、通常はアンモニウムジモリブデート：（ＮＨ４）２Ｍｏ２Ｏ７又は「ＡＤＭ」の熱分解によって製造される。熱分解プロセスは、次の基本的な化学反応にしたがって行われる。
（１）４（ＮＨ４）２Ｍｏ２Ｏ７＋熱→α−（ＮＨ４）４Ｍｏ８Ｏ２６＋４ＮＨ３＋２Ｈ２Ｏ
或いは、α−ＡＯＭはまた、「アンモニウムオクタモリブデート−α」と題された米国特許４，７６２，７００（それが開示している全てに関して参照として本明細書中に包含する）において開示されているもののような水性又は湿潤プロセスによって製造することもできる。
或いは、α−ＡＯＭはまた、「アンモニウムオクタモリブデート−α」と題された米国特許４，７６２，７００（それが開示している全てに関して参照として本明細書中に包含する）において開示されているもののような水性又は湿潤プロセスによって製造することもできる。
α−ＡＯＭは、種々のタイプのプラスチック材料の発煙抑制剤として通常的に用いられているが、これはまた、種々のタイプの光学マーキング可能なインク組成物の形成において用いることもできる。かかるインク組成物は、光、通常はレーザーの照射に応答して色を変化させるが、他の光源を用いることができる。色の変化は、酸化状態の変化及び／又はインク組成物のＡＯＭ構成成分の非化学量論生成物の形成の結果である。
数種類のＡＯＭをベースとする光学マーキング可能な組成物又はインクが、米国特許７，４８５，４０３及び８，０４８，６０５（両方とも「レーザーマーキング可能な組成物」と題され、両方ともそれらが開示している全てに関して参照として本明細書中に包含する）において開示されている。簡潔に言うと、‘４０３及び‘６０５特許において開示されているインク組成物の例は、多価金属のオキシアニオン、溶媒、及びバインダーを含む。多価金属のオキシアニオンにはＡＯＭ、特にα−ＡＯＭを含ませることができるが、他の材料も確認されている。溶媒には、水、エタノール、酢酸エチル、イソプロピルアルコール、及び炭化水素のような、インク及びラッカーのために通常用いられる任意の広範囲の溶媒を含ませることができる。バインダーは、通常はポリマーであり、アクリル樹脂、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリエステルなどを含ませることができる。バインダーには更に、ヒドロキシル、アセトキシ、エーテルアセタール、又はハロゲンのような不安定な基を含ませることができる。開示されているインク組成物にはまた、これも上記の特許に記載されているように、広範囲のファクター及び所望のインク特性によって数多くの更なる添加剤及び組成物を含ませることもできる。
一般的に言えば、種々のインク又は光学マーキング可能な組成物は、適当な量のＡＯＭ、溶媒、及びバインダー材料を混合してラッカーを形成することによって形成される。次に、マーキングする材料（例えば紙又はボール紙）にラッカーを施し、乾燥させる。実際のマーキング及び画像形成プロセスは、好適な波長の光（例えばレーザー光線）を施されたインクの上に向けて、それによりインクの色を変化さ、それによって所望の画像を形成することによって行うことができる。
インクに加えて、参照した特許においてはまた、ＡＯＭを、ナイロン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ＡＢＳポリマー、ポリオレフィンなどのような種々のタイプのポリマー中に直接導入することもでき、これはその後にインクに関して用いるものと同様のプロセスで所望のように直接マーキングすることができることも教示されている。
処理方法には、二峰性の粒径分布を有するアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を与え；アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物に一定量の溶媒を施して湿った中間体粉末を形成し；そして、湿った中間体粉末に、施した溶媒を一定時間かけて吸着させる；工程を含ませることができ、施す溶媒の量及び時間は、実質的に単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を形成するのに十分なものである。
また、二峰性粒径分布を有するアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物に一定量の水を加えること、及びアンモニウムオクタモリブデート粉末の初期供給物に、加えた水を一定時間かけて吸着させることによって製造され、加える水の量及び時間は、単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を生成させるのに十分なものである、アンモニウムオクタモリブデート組成物も開示される。
また、多価金属のオキシアニオン、溶媒、及びバインダーを含み、改良点が、アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物に一定量の溶媒を施して湿った中間体粉末を形成すること、及び湿った中間体粉末に、施した溶媒を一定時間かけて吸着させることによって製造される実質的に単峰性の粒径分布を有するアンモニウムオクタモリブデート粉末を多価金属のオキシアニオンとして用いることを含み、施す溶媒の量及び時間は、実質的に単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を形成するのに十分なものであるタイプの改良された光学マーキング可能なインク組成物も開示される。
他の態様においては、処理方法には、二峰性の粒径分布を有するアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を与え；中間吸着剤を与え；中間吸着剤に一定量の溶媒を施して、溶媒を含む中間吸着剤を生成させ；溶媒を含む中間吸着剤及びアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を容器中に配置し；容器を密閉し；そして、アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物に、中間吸着剤から脱着した溶媒を一定時間かけて吸着させる；ことを含ませることができ、溶媒の量及び時間は、実質的に単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を形成するのに十分なものである。
処理方法の更に他の態様には、二峰性の粒径分布を有し、乾燥減量によって測定して少なくとも約０．１重量％の保有湿分を有するアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を与え；アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を容器中に配置し；容器を密閉し；そして、密閉された容器を、少なくとも約３０℃の温度に、実質的に単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を形成するのに十分な時間加熱する；
ことを含ませることができる。
ことを含ませることができる。
本発明の実例の現時点で好ましい代表的な態様を図面において示す。
処理されたアンモニウムオクタモリブデート組成物１２を製造する方法１０の種々の態様を図１に示し、これにはアンモニウムオクタモリブデート（ＡＯＭ）前駆体粉末１４の初期供給物を与えることを含ませることができる。典型的な態様においては、アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末１４には、ＡＤＭの熱分解によって製造されるα−ＡＯＭ粉末を含ませることができる。α−ＡＯＭ前駆体粉末１４は、図２において最もよく分かるように、２つのモードピーク１８及び２０を有する実質的に二峰性の粒径分布１６を有していてよい。次に、水のような溶媒２２をアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末１４の初期供給物に施して、湿った中間体粉末組成物２４を形成することができる。
ここで非常に詳細に記載するように、溶媒２２は、液体又は水蒸気（即ち気体）の形態で、種々の方法でＡＯＭ前駆体粉末１４の初期供給物に加えるか又は施して、湿った中間体粉末組成物２４を形成することができる。例えば一態様においては、溶媒２２は、液体形態で（例えば１以上の霧化ノズル２６によって生成する霧化流２５として）ＡＯＭ前駆体粉末１４に加えて、溶媒２２をＡＯＭ前駆体粉末１４全体に均一に分散させることができる。別の態様においては、溶媒２２は、まず気化、即ち（溶媒２２が水である態様においては）水蒸気発生装置３０によって水蒸気２８に転化させることができる。次に、水蒸気２８をＡＯＭ前駆体粉末１４に（例えば１以上の水蒸気ポート３２を通して）施して、湿った中間体粉末組成物２４を形成することができる。
幾つかの態様においては、湿潤プロセス中にＡＯＭ前駆体粉末１４の初期供給物を回転撹拌又は他の形態で撹拌して、ＡＯＭ前駆体粉末１４への溶媒２２（即ち液体形態又は蒸気として）のより均一な適用を促進させることが望ましい可能性がある。一態様においては、ドラムタイプの回転撹拌装置３４を用いて、溶媒２２を施しながらＡＯＭ前駆体粉末１４をかき混ぜるか又は回転撹拌することができる。或いは、本明細書において更に詳細に記載するように他の配置も可能である。
上述したように、ＡＯＭ前駆体粉末１４の初期供給物に溶媒２２（即ち液体又は蒸気形態）を施すことによって、湿った中間体粉末組成物２４が形成される。次に、湿った中間体粉末組成物２４に、処理されたＡＯＭ組成物１２を生成させるのに十分な時間、施した溶媒２２を吸着させる。吸着プロセス中において、ＡＯＭ前駆体粉末１４の幾つかの物理特性が大きく変化する。例えば、溶媒吸着プロセス中において、ＡＯＭ前駆体粉末１４の粒径分布が、２つのモードピーク１８及び２０を有する実質的に二峰性の分布１６（図２）から、単一のモードピーク３８を有する実質的に単峰性の分布３６に変化又は移行される。図３を参照。
粒径分布特性の変化又は移行に加えて、本発明の処理プロセス１０によって、処理されたＡＯＭ組成物１２の個々の粒子の表面形態又はテクスチャーの変化ももたらされると考えられる。例えば、ここでは主として図４及び５を参照すると、未処理のＡＯＭ前駆体粉末１４（図４）及び処理されたＡＯＭ組成物１２（図５）の走査電子顕微鏡写真は、個々の粒子の表面テクスチャーの多少の変化が起こったことを示唆している。現時点においては、表面テクスチャーの変化は、光学マーキング可能なインク及びポリマーの形成において用いる際の本発明の処理されたＡＯＭ組成物１２の改良された性能に対して多少の影響を与える可能性があると考えられている。
ここで主として図１に戻って参照すると、湿った中間生成物２４は、所望の場合には最終の処理されたＡＯＭ組成物１２であると認められる前に更に処理することができる。例えば、湿った中間生成物２４をオーブン又は乾燥機５４内で更に加熱／乾燥して、中間生成物２４中に含まれる可能性がある残留湿分のレベルを更に減少させることができる。中間生成物２４はまた、更なる摩砕又は粉砕工程５６にかけて、処理プロセス中に形成された可能性があるより大きい凝集体を分解することもできる。摩砕又は粉砕工程５６は、未処理の中間生成物２４又は乾燥機５４からの乾燥された中間生成物のいずれについても行うことができる。
その後、最終の処理されたＡＯＭ組成物１２は、ＡＯＭベースの光学マーキング可能なインク及びポリマー組成物の製造において用いることができる。処理されたＡＯＭ組成物１２を用いて、特定の配合物に必要な従来のＡＯＭの全部又は一部を置き換えて、インク及び／又はポリマー組成物の性能を向上させることができる。
本発明の処理方法の大きな有利性は、これによって、ＡＯＭベースの光学マーキング可能なインク及びポリマーの製造において用いた際に向上した性能を示す処理されたＡＯＭ組成物１２が生成することである。例えば、本発明の処理されたＡＯＭ組成物１２は、処理されたＡＯＭ組成物１２から製造されるインクラッカー組成物の向上した粘度性能を与える。より具体的には、処理されたＡＯＭ組成物１２を用いることによって、従来のＡＯＭ組成物によって通常達成することができるものよりも概してより低い粘度を有するインクラッカー又は組成物が得られる。本発明の処理されたＡＯＭ組成物１２を用いて製造されるインク組成物のより低い粘度は、より低い粘度によってインク混合段階中に更なる液体又は他の粘度調整剤（これらは乾燥したインクの性能に悪影響を与える可能性がある）を加える必要性が排除されるという点で重要である。更に、処理されたＡＯＭ組成物１２を用いることによって、光学マーキングプロセスの後に得られるインク組成物の向上した性能も与えられる。かかる向上した性能としては、知覚色（即ち白色度）及び光学密度特性が挙げられるが、これらに限定されない。
更に、本明細書に記載する処理方法を用いて、粒径分布を二峰性１６から単峰性３６に容易に且つ速やかに移行又は転化させる能力はまた、従来の手段（例えば粉砕及び／又は分級プロセスによる）によっては所望の単峰性分布を達成することが困難であるという点で有利である。例えば、上述したように、光学マーキング可能なインクにおいて用いるアンモニウムオクタモリブデート組成物は、アンモニウムジモリブデート（ＡＤＭ）の熱分解によって生成するα形態（即ちα−ＡＯＭ）を含むことが一般に好ましい。熱分解α−ＡＯＭは、通常は、図２において最もよく分かるように、２つのモードピーク１８及び２０を有する二峰性の粒径分布１６を示す。更に、これらのモードピークは、通常はおよそ１μｍ及び１０μｍの粒径において現れる。１μｍの粒径は非常に小さく、通常はタバコの煙の中に含まれる粒子のオーダーであり、より大きな寸法のものから容易に除去又は分離することができない。１０μｍの粒子は種々のタイプの摩砕又は粉砕プロセスによって容易に寸法を減少させることができるが、１０μｍの粒子の小さい寸法であっても、かかる摩砕又は粉砕プロセスが殆どの用途に関して実益のないものになる。粉砕又は分級プロセスを更に複雑にするものは、α−ＡＯＭ粉末が通常は流動性でなく、これによりかかるプロセスのために粉末を取り扱うことの困難性が生じることである。
これも重要なことには、予備試験によって、本発明の処理されたＡＯＭ組成物１２の単峰性の粒径分布３６（図３）は、本発明の光学マーキング可能なインク組成物１２の向上した性能をもたらす唯一のファクターとは限らないことが示される。例えば、更に処理及び分級して実質的に単峰性の粒径分布を獲得した従来のＡＯＭ材料は、本発明の処理されたＡＯＭ組成物１２の向上した性能を有する光学マーキング可能なインクを与えなかった。即ち、処理されたＡＯＭ組成物と未処理のＡＯＭ組成物との間には、後者を更に処理して処理されたＡＯＭ組成物１２の単峰性又はほぼ単峰性の粒径分布を達成した場合であっても大きな差が未だ存在する。
従前に簡潔に記載したように、現時点においては、本発明の処理されたＡＯＭ組成物１２の（未処理のＡＯＭと比較して）向上した性能はまた、部分的には処理されたＡＯＭ組成物１２の個々の粒子のテクスチャーにおける形態的変化のためでもある可能性があると考えられている。図４及び５を参照。処理されたＡＯＭ１２の向上した性能に関する具体的な構造基盤は現時点においては完全には理解されていないが、本明細書において確認されるように、数多くのプロセス工程がこれらの有利性を達成する上で極めて重要であると考えられる。
本発明の処理されたＡＯＭ組成物１２の更に他の重要な特徴は、処理されたＡＯＭ組成物１２が未処理のＡＯＭ組成物と実質的に同等の無水強熱減量値（ＬＯＩ）を示すことである。ＬＯＩ値は、光学マーキング可能なインク組成物の配合において重要なパラメーターである。本発明の処理されたＡＯＭ組成物１２においてほぼ同等のＬＯＩ値を維持する能力によって、本発明の処理されたＡＯＭ組成物１２の更なる有利性が更に示される。
本発明の処理されたＡＯＭ粉末組成物１２を形成又は製造することに関する種々の態様、並びに光学マーキング可能なインク及びポリマーの製造に関連する処理されたＡＯＭ組成物１２のより重要な特性及び有利性の幾つかを簡潔に記載したが、ここで、処理されたＡＯＭ組成物１２を製造する方法の種々の好ましい態様を詳細に説明する。しかしながら、説明を進める前に、以下の記載も特許請求されているプロセスも、他に示さない限りにおいては、試薬の量、試薬添加の順番、反応条件、及び他の数値などの任意の特定の運転パラメーターに限定されるとみなすべきではないことを留意すべきである。更には、具体的な反応パラメーター及び他の運転ファクターは、定型的な予備パイロット試験を用いて、所定の状況において（環境ファクター、製造規模の要求などを考慮して）最適化することができることを留意すべきである。ここに与える議論は、最適の結果を与えるように設計され、限定又は制限とはみなされない１以上の好ましい態様を包含する。
ここで主として図１及び２に戻って参照すると、処理されたアンモニウムオクタモリブデート組成物１２を製造する方法１０には、アンモニウムオクタモリブデート（ＡＯＭ）前駆体材料１４の初期供給物を与えることを含ませることができる。従前で言及したように、アンモニウムオクタモリブデートと呼ばれる化合物はまた、「ジアンモニウムカテナテトラモリブデート」、「アンモニウムテトラモリブデート」、「テトラアンモニウムヘキサモリブデート」として、又はＣＡＳ番号１２４１１−６４−２によって種々の形態で通常的に知られている。したがって、本明細書において用いる「ＡＯＭ」という用語は、これらの他の名称によって種々の形態で知られている化合物を包含するものとみなすべきである。一態様においては、ＡＯＭ前駆体材料１４は、本明細書において記載するように、アンモニウムジモリブデート（ＡＤＭ）の熱分解によって製造されるα相アンモニウムオクタモリブデート（α−ＡＯＭ）粉末材料を含む。熱分解α−ＡＯＭは、数多くの製造供給元から容易に商業的に入手できる。例として、本明細書に示し且つ記載する種々の態様及び例においては、ＡＯＭ前駆体粉末材料１４は、Climax Molybdenum CompanyのFt. Madison, IA（米国）事業部によって製造されている熱分解α−ＡＯＭ粉末材料を含む。
Climax Molybdenum Companyによって製造されているα−ＡＯＭ前駆体粉末材料１４は、図２において最もよく分かるように、２つのモードピーク１８及び２０を有する二峰性の粒径分布１６を有する微細な粉末を含む。説明を進める前に、本明細書において用いる「二峰性」という用語は、粒径の差分プロット又はグラフ、或いは別個の粒径のヒストグラムプロット又はグラフにおいて極大として現れる２つのモードピークを含む粒径分布を指すことを留意すべきである。同様に、「単峰性」という用語は、粒径の差分プロット又は別個の粒径のヒストグラムプロットにおいて見られる単一のモードピーク又は最大値を含む粒径分布を指す。更に、本明細書において示され且つ記載される粒径分布プロットは、実施例セクションにおいて具体的に規定するように、１以上の異なるタイプの液体分散タイプのレーザー粒径分析器によって形成されたものであることを留意すべきである。第１のタイプの分析器は、Orleans,フランスのCompagnie Industrielle des Lasers（Cilas）によって製造されているCilas粒径分析器モデルNo.1180であった。第２のタイプの分析器は、Montgomeryville, PA（米国）のMicrotrac, Inc.によって製造されているMicrotrac粒径分析器モデルNo.S3000/S3500であった。
ここで説明を続けると、本発明において用いるα−ＡＯＭ前駆体材料１４の二峰性の粒径分布１６は、約１〜４μｍ（通常は約２μｍ）の範囲の粒径における第１のモードピーク１８、及び約６〜１０μｍ（通常は約８μｍ）の範囲の粒径における第２のモードピーク２０を含む。α−ＡＯＭ前駆体粉末材料１４の走査電子顕微鏡写真を図４に示す。
好適な量のＡＯＭ前駆体材料１４を与えた後、次に溶媒２２を前駆体材料１４の初期供給物に施して、湿った中間生成物２４を形成又は生成させることができる。一態様においては、溶媒２２には脱イオン水を含ませることができ、所望の単峰性の粒径分布を有する処理されたＡＯＭ組成物を生成させるのに十分な量で加えることができる。或いは、種々のアルコール及び炭化水素のような他のタイプの溶媒２２を用いることもできる。溶媒２２が脱イオン水を含む態様においては、前駆体材料１４の初期供給物の約０．１重量％〜約１重量％の範囲、好ましくは約０．２５重量％〜約０．５重量％の範囲、より好ましくは約０．５重量％の量で施す脱イオン水が、この目的のために十分である。
溶媒２２は、液体形態で、又は気体若しくは蒸気（例えば水蒸気２８）として施すことができる。現時点においては、溶媒２２をＡＯＭ前駆体材料１４に（即ち液体又は蒸気形態のいずれかで）施すと、より小さい粒子が毛管凝縮のメカニズムによって結合又は凝集すると考えられている。毛管凝縮作用は、ＡＯＭ前駆体材料１４の親水性、及び高い表面積と粒子間部位における低い気体体積との間の関係の結果である。凝縮することができる湿分の量は、２つの粒子の表面の間に形成される角度、及び利用できる湿分の量によって定まる。十分な湿分が（即ち液体又は蒸気の形態で）存在すると、溶媒は材料中において可溶化する。ＡＯＭは２５℃において約４グラム／リットル（ｇ／Ｌ）の水中における溶解限界を有し、これは温度と共に増加する。したがって、湿分に曝露すると、ＡＯＭの小さい「橋架」が粒子間に形成され、このために乾燥後にそれらを一緒に保持するのに十分な強度でそれらが一緒に結合する。
本発明者らは、約０．５重量％の量の水を加えると、得られる処理されたＡＯＭ組成物１２の無水強熱減量（ＬＯＩ）値を大きく増加させることなく、α−ＡＯＭ前駆体粉末１４の二峰性の粒径分布１６（図２）が単峰性の粒径分布３６（図３）に転化させるのに十分なより小さい粒子の凝集が与えられることを見出した。例として、本発明の処理されたα−ＡＯＭ組成物は、約８％〜約８．８％の範囲のＬＯＩ値を有することができる。しかしながら、溶媒２２を加えると、得られる処理されたＡＯＭ組成物１２の乾燥減量（ＬＯＤ）値が見かけ上増加する可能性がある。
上述したように、溶媒２２は、任意の種々の方法でＡＯＭ前駆体材料１４に施すことができる。一態様においては、溶媒２２（例えば水）は、図１において最も良く分かるように、ＡＯＭ前駆体材料１４に隣接して配置されている１以上の霧化ノズル２６を通してそれを噴射することによって、液体形態のＡＯＭ前駆体材料１４の初期供給物に加えるか又は施すことができる。霧化ノズル２６は、液体溶媒２２（例えば水）を微細な液滴に分解して霧化流２５を形成する。液体水を１以上の霧化流２５に分散させることによって、ＡＯＭ前駆体材料１４全体にわたる液体水（即ち霧化液滴の形態）のより均一な分配が促進される。
ＡＯＭ前駆体材料１４を処理にかける方法、即ちＡＯＭ前駆体材料１４を材料の薄い床内に展開するか、或いはそれを材料のより厚い床を含むバルク形態で与えるかによって、溶媒適用プロセス中にＡＯＭ前駆体材料１４を振盪又は回転撹拌して、前駆体粉末１４のバルク全体にわたる溶媒２２のより均一な適用を確保することが望ましいか又は有利である可能性がある。一態様においては、かかる振盪又は回転撹拌は、ＡＯＭ前駆体粉末１４をドラムタイプの回転撹拌装置３４内に配置することによって行うことができる。
例として、回転撹拌装置３４には、軸４２の周りを回転するように載置されている概して細長い円筒形のチャンバー又はドラム４０を含ませることができる。ドラム４０と動作可能に接続されている駆動モーター４４を作動させて、ドラム４０を軸４２の周りで、概して矢印４６によって示されている方向に回転させることができる。ドラム４０の内表面５０の上に与えられている１以上のブレード又はパドル部材４８によって、ドラム４０が回転するにつれてＡＯＭ前駆体粉末１４が掘り起こされ且つ回転撹拌されて、それによって前駆体粉末１４の新しい粒子がノズル２６から放出される霧化された溶媒２２に曝露される。
他の態様においては、溶媒２２は、まず溶媒２２を気化させ、即ちそれを水蒸気２８に転化させることによってＡＯＭ前駆体材料１４に施すことができる。好適な水蒸気発生器装置３０をこの目的のために用いることができる。次に、水蒸気２８は、前駆体材料１４に隣接して配置されている１以上の水蒸気ポート３２を通してＡＯＭ前駆体粉末１４に施すことができる。一態様においては、水蒸気ポート３２は、前駆体粉末１４を水蒸気２８により均一に曝露することが確保されるように回転撹拌装置３４内に配置することができる。
幾つかの態様においては、溶媒適用プロセス中に前駆体材料１４を加熱することが望ましい可能性がある。そのような場合には、回転撹拌装置３４に１以上の加熱ユニット５２を装備することもできる。加熱ユニット５２を始動させて、溶媒適用プロセス中の所望の時点において所望の量の加熱を与えることができる。例えば一態様においては、加熱及び水蒸気の適用を一緒に行うか又は交互に行って、処理されたＡＯＭ組成物１２を生成させることができる。加熱が所望の場合には、約８０℃〜約１０５℃の範囲（より好ましくは約１００℃）の温度を用いることができる。
ＡＯＭ前駆体粉末１４の初期供給物に溶媒２２を施すことによって、湿った中間体粉末組成物２４が形成される。次に、湿った中間体粉末組成物２４に、上記で記載したように処理されたＡＯＭ組成物１２を生成させるのに十分な時間、施した溶媒２２を吸着させる。一般的に言えば、少なくとも約１２時間、より好ましくは約４８時間〜約９６時間の時間がこの目的のために十分である。溶媒吸着プロセス中において、ＡＯＭ前駆体粉末の幾つかの物理特性が大きく変化する。例えば、溶媒がＡＯＭ前駆体粉末１４によって吸着されるにつれて、ＡＯＭ前駆体粉末１４の粒径分布が、２つのモードピーク１８及び２０（図２）を有する実質的に二峰性の分布１６から、単一のモードピーク３８（図３）を有する実質的に単峰性の分布３６へ変化又は変更される。一般的に言えば、処理されたＡＯＭ組成物１２は、約４μｍ〜約１２μｍの範囲、好ましくは約６μｍ〜約１０μｍの範囲の直径、より好ましくは約８μｍの直径において単一のモードピーク３８を有する。本発明者らは、単峰性の粒径分布は、単峰ピークの特定の位置よりも非常に重要であることを見出した。例えば、約６μｍ〜約１０μｍの範囲の単峰ピークを有する試料は全て、顕著な性能の向上を与えた。
粒径分布特性の（例えば実質的に二峰性１６から実質的に単峰性３６への）変化又は変換に加えて、処理プロセス１０によって、処理されたＡＯＭ組成物１２の個々の粒子の表面形態又はテクスチャーの変化ももたらされると考えられる。例えば、ここでは主として図４及び５を参照すると、未処理のＡＯＭ前駆体粉末１４（図４）及び処理されたＡＯＭ組成物１２（図５）の走査電子顕微鏡写真は、個々の粒子の表面テクスチャーの多少の変化が起こったことを示唆する。現時点においては、表面テクスチャーの変化は、光学マーキング可能なインク及びポリマーの形成において用いた際の処理されたＡＯＭ組成物１２の向上した性能に多少の影響を与える可能性があると考えられている。
上述したように、方法１０には、場合によっては、湿った中間体材料２４への更なる処理工程を含ませることができる。例えば、湿った中間生成物２４を、オーブン又は乾燥機５４内で更に加熱及び／又は乾燥させることができる。かかる更なる加熱によって、中間生成物２４中に含まれる可能性がある残留湿分のレベルを更に減少させることができ、これを用いて処理されたＡＯＭ組成物１２の乾燥減量（ＬＯＤ）仕様を減少させることもできる。用いる場合には、かかる加熱は、湿分を解離するのに十分な任意の広範囲の温度、例えば溶媒２２として水を用いる場合には約８０℃〜約１００℃の範囲の温度において行うことができる。
更に、中間生成物２４はまた、処理プロセス中に形成された可能性があるより大きい凝集体を破壊するために、更なる加熱工程５４を伴うか又は伴わずに、更なる摩砕又は粉砕工程５６にかけることもできる。
この点に関し、方法１０の特定の処理工程及び処理パラメーターにおける幾つかの変化を用いて、幾つかの用途において必要か又は所望である可能性がある処理されたＡＯＭ組成物１２における幾つかの特性を変化又は変更することができることを留意すべきである。例えば、溶媒適用プロセス中に霧化した水の代わりに水蒸気２８を用いると、通常は多少より小さい最大粒径を有する処理されたＡＯＭ組成物１２が与えられる。また、水蒸気２８を用いることによって、処理された材料１２の二番目のモードピーク２０に関係する粒径を減少させることもできる。更に、処理されたＡＯＭ組成物１２を生成させるために必要ではないが、熱を加えることによって、処理されたＡＯＭ組成物１２を生成させるのに必要な時間を減少させることができる。溶媒適用プロセス中か、或いはそれによって形成される湿った中間生成物２４へのいずれかに熱を加えることによって、最終的な処理されたＡＯＭ組成物１２の乾燥減少（ＬＯＤ）仕様を減少させることもでき、幾つかの用途において望ましい可能性がある。
図１９に示す他の態様１１０においては、溶媒１２２を中間吸着剤１２３によってＡＯＭ前駆体材料１１４に施すことができる。より具体的には、溶媒１２２を中間吸着剤１２３に施して、溶媒を含む中間吸着剤１２３を形成することができる。次に、溶媒を含む中間吸着剤１２３を、気体透過性の容器又はバッグ１２５内に配置することができる。その後、溶媒を含む中間吸着剤１２３を、次に（用いる場合には気体透過性のバッグ１２５と共に）、一定量のＡＯＭ前駆体材料１１４と一緒に容器１３５内に配置することができる。次に、容器１３５を密閉する（例えば実質的に気密にする）ことができる。溶媒を含む吸着剤１２３からの溶媒１２２は、湿った中間体粉末組成物１２４を形成するためにＡＯＭ前駆体材料１１４によって吸着させる前に、中間吸着剤１２３から徐々に脱着し（そして、用いる場合には透過性の容器又はバッグ１２５を通過する）。脱着／吸着プロセスは、処理されたＡＯＭ組成物１１２を生成させるのに十分な時間継続することができる。脱着／吸着プロセス中において、ＡＯＭ前駆体材料１１４の粒径分布が、実質的に二峰性の粒径分布から実質的に単峰性の粒径分布に変化又は変換される。
他の態様に関する場合と同様に、溶媒１２２には、水、アルコール、又は炭化水素材料のような任意の広範囲の材料を含ませることができる。中間吸着剤１２３には、特定の溶媒１２２を吸着し、そしてその後に吸着剤１２３を密閉された容器１３５内に配置した際に一定量の溶媒１２２を脱着又は解離するのに好適な任意の広範囲の材料を含ませることができる。例として一態様においては、溶媒１２２は脱イオン水を含み、中間吸着剤１２３はアモルファス沈降シリカ（即ちシリカゲル）を含む。溶媒１２２（例えば脱イオン水）及びシリカゲル吸着剤１２３は、十分な量の溶媒１２２を吸着剤１２３から脱着させ、その後にＡＯＭ前駆体材料１１４によって吸着させて処理されたＡＯＭ組成物１１２を生成させるのに十分な量で与えなければならない。一般的に言えば、処理するＡＯＭ前駆体材料１１４の全量の約０．３重量％〜約０．５重量％の範囲の吸着された溶媒（例えば水）を有する中間吸着剤１２３を加えることで十分である。
方法１０に関する場合と同様に、方法１１０には、場合によって更なる処理工程を含ませることができる。例えば、中間生成物１２４中に含まれる可能性がある残留湿分のレベルを更に減少させ、及び／又は処理されたＡＯＭ組成物１１２の乾燥減量（ＬＯＤ）仕様を更に減少させるために、湿った中間体粉末１２４をオーブン又は乾燥機１５４内で更に加熱及び／又は乾燥させることができる。用いる場合には、かかる加熱は、例えば溶媒１２２として脱イオン水を用いる場合には約８０℃〜約１００℃の範囲の温度のような、湿分を解離させるのに十分な任意の広範囲の温度において行うことができる。
中間生成物１２４はまた、処理プロセス中に形成された可能性があるより大きい凝集体を分解するために、更なる加熱工程１５４を伴うか又は伴わないで更なる摩砕又は粉砕工程１５６にかけることもできる。
図２０に示す更に他の態様２１０においては、処理されたＡＯＭ組成物２１２は、粒径分布を二峰性の分布から実質的に単峰性の分布に変化させるのに十分な時間、一定量のＡＯＭ前駆体材料２１４を加熱することによって生成させることができる。かかる態様２１０においては、ＡＯＭ前駆体材料２１４は、処理されたＡＯＭ組成物２１２が生成するのを可能にするのに十分なレベルの保有湿分を含んでいなければならない。一般的に言えば、本発明者らは、重量パーセントで少なくとも約０．１０重量％、より好ましくは約０．１０重量％〜約０．２重量％の範囲の乾燥減量（ＬＯＤ）に対応する保有湿分レベルを有するＡＯＭ前駆体材料２１４が、所望の単峰性の粒径分布を有する処理されたＡＯＭ組成物２１２を生成させるのに十分であることを見出した。
処理されたＡＯＭ組成物２１２は、一定量のＡＯＭ前駆体材料２１４（即ち、ＬＯＩ（重量％）によって測定される十分なレベルの保有湿分を有する）を容器２３５中に配置し、容器２３５を密閉して実質的に気密にすることによって生成させることができる。次に、工程２５３において、密閉した容器２３５を、少なくとも約３０℃、より好ましくは約３０℃〜約５０℃の温度に、所望の単峰性の粒径分布を有する処理されたＡＯＭ組成物２１２を生成させるのに十分な時間加熱することができる。一般的に言えば、少なくとも約７日間、より好ましくは約７〜１０日間の範囲の時間行う加熱２５３が、この目的のために十分である。
重要なことに、本発明者らは、ＡＯＭ前駆体材料２１４中の保有湿分を処理プロセス中に再循環し、それにより、極めて「新しい」、即ち直近に熱分解したＡＯＭ前駆体材料２１４（即ち低い湿分含量を有する）が処理プロセスのために十分な湿分を与えることができることを見出した。即ち、毛管凝縮プロセス中により小さい粒子中に吸着される湿分は凝集プロセスの後に解離される傾向があり、これにより、湿分を他の粒子部位における更なる毛管凝縮のために利用することができる。例えば、容器２３５内に密閉した後において、殆どのＡＯＭ前駆体材料２１４は、密閉した容器２３５内の相対湿度を妥当な量の時間（例えば７〜１０日間）内で処理されたＡＯＭ組成物２１２を生成させるのに十分な８０〜１００％の範囲のレベルに上昇させるのに十分な保有湿分を含む。
方法２１０には、場合によって更なる処理工程を含ませることができる。例えば、処理プロセス中に形成された可能性があるより大きい凝集体を分解するために、処理されたＡＯＭ粉末生成物２１２を更なる摩砕又は粉砕工程２５６にかけることができる。
処理されたＡＯＭ組成物、例えば１２、１１２、２１２を用いて、ＡＯＭベースの光学マーキング可能なインク及びポリマー組成物の製造において利益を与えることができる。一態様においては、処理されたＡＯＭ組成物１２、１１２、２１２を用いて、本明細書に記載する１以上の性能の向上及び有利性を達成するための特定の配合物に必要な従来のＡＯＭの一部又は全部を置き換えることができる。
ここでは「床水蒸気処理」、「回転乾燥機水蒸気処理」、及び「溶媒噴霧」プロセスと呼ぶ開示されている処理プロセス１０の３つのバリエーションによって、本明細書において与える教示にしたがう処理されたα−ＡＯＭ生成物１２の種々の例の組成物を製造した。床水蒸気処理プロセスにおいては、α−ＡＯＭ前駆体材料の薄い層又は床を浅い容器又は「ボート」内に配置し、次にこれを下記において更に記載するように１００％の相対湿度の１００℃のオーブン内に配置した。回転乾燥機水蒸気処理プロセスによって製造される処理されたＡＯＭ組成物１２は、その中に水蒸気ポート３２が与えられている回転乾燥機又は回転撹拌装置３４内にα−ＡＯＭ前駆体材料１４を配置することによって得た。最後に、溶媒噴霧プロセスによって製造される処理されたＡＯＭ組成物１２は、α−ＡＯＭ前駆体材料１４を回転撹拌装置３４内で霧化した水２５の噴霧に曝露することによって得た。種々の処理プロセスに関する特定のプロセスパラメーター、前駆体材料、及び処理された生成物に関する更なる詳細を下記に与える。
床水蒸気処理プロセス：
ここでは実験１〜５と呼ぶ５つの別々の実験を行い、処理されたα−ＡＯＭ組成物１２を、２つの異なるタイプのα−ＡＯＭ前駆体粉末材料１４から調製した。初めの４つの実験（即ち実験１〜４）においては、商業的に入手できるか又は「標準の」α−ＡＯＭ前駆体材料１４を用いた。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４は、かかる材料１４に典型的な二峰性の粒径分布１６（図２）を示した。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４を、部分的（実験１及び２の場合）又は完全（実験３及び４の場合）のいずれかで処理して、対応する部分的又は完全に処理されたα−ＡＯＭ組成物を製造した。実験５は、「超粉砕」したα−ＡＯＭ前駆体材料１４を処理することを含んでいた。超粉砕した前駆体材料を、ハンマーミル内で更なる粉砕にかけて、図６において最もよく示されているほぼ単峰性の粒径分布を有する前駆体材料１４を製造した。
ここでは実験１〜５と呼ぶ５つの別々の実験を行い、処理されたα−ＡＯＭ組成物１２を、２つの異なるタイプのα−ＡＯＭ前駆体粉末材料１４から調製した。初めの４つの実験（即ち実験１〜４）においては、商業的に入手できるか又は「標準の」α−ＡＯＭ前駆体材料１４を用いた。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４は、かかる材料１４に典型的な二峰性の粒径分布１６（図２）を示した。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４を、部分的（実験１及び２の場合）又は完全（実験３及び４の場合）のいずれかで処理して、対応する部分的又は完全に処理されたα−ＡＯＭ組成物を製造した。実験５は、「超粉砕」したα−ＡＯＭ前駆体材料１４を処理することを含んでいた。超粉砕した前駆体材料を、ハンマーミル内で更なる粉砕にかけて、図６において最もよく示されているほぼ単峰性の粒径分布を有する前駆体材料１４を製造した。
２つの異なるタイプのα−ＡＯＭ前駆体粉末材料１４（即ち、標準及び超粉砕）の幾つかの特性を表Ｉに与える。粒子特性は、それぞれのα−ＡＯＭ前駆体材料の少量の試料をイソプロピルアルコールと混合して、Cilasレーザー粒径分析器で混合物を分析することによって得た。また、Cilas粒径分析器によって、対応する粒子ヒストグラム及び積算篩下粒子分布のプロットも作成し、これは図２（標準のα−ＡＯＭ前駆体粉末材料に関する）及び図６（超粉砕したα−ＡＯＭ前駆体粉末材料に関する）において再現する。
全ての実験（即ち実験１〜５）は、下記に記載するようにして水蒸気及び／又は熱を両方のタイプのα−ＡＯＭ前駆体材料１４（即ち、標準及び超粉砕した前駆体材料）に施して種々の実験組成物を製造することを含んでいた。ここで述べるように、実験１及び２は、標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４を部分的に処理して、部分的に処理されたα−ＡＯＭ粉末組成物を製造することを含んでいた。実験１は標準の前駆体材料１４を始めに部分的に処理することを含んでおり、一方、実験２は実験１の組成物を更に処理することを含んでいた。実験１及び実験２の組成物に関する粒径データを表ＩＩに示す。実験１及び２の組成物の粒径ヒストグラムをそれぞれ図７及び８において再現し、これは粉末の二峰性の粒径分布から単峰性の粒径分布への漸進的な進行を示す。
実験３は、標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４を完全に処理して、完全に処理されたα−ＡＯＭ組成物１２を製造することを含んでいた。実験３の完全に処理されたα−ＡＯＭ組成物に関する粒径データも表ＩＩに示す。実験３の組成物の粒径ヒストグラムは、図９において再現する。
実験４も標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４を完全に処理することを含んでいたが、実験１〜３のより小さい試料サイズ（５０ｇの前駆体材料１４）と比べてより大きい試料サイズ（１ｋｇの前駆体材料１４）を含んでいた。実験４の完全に処理されたＡＯＭ組成物の３つの個々の試料の粒径データ及びヒストグラムを、表ＩＩＩ、並びにそれぞれ図３、１０（ａ）、及び１０（ｂ）において示す。
実験５は、１００ｇの超粉砕したα−ＡＯＭ前駆体材料１４を完全に処理することを含んでいた。実験５の完全に処理されたＡＯＭ組成物の３つの個々の試料の粒径データ及びヒストグラムを、表ＩＶ及び図１１（ａ〜ｃ）において示す。
実験１及び２：
上述したように、実験１及び２は、５０ｇの標準のα−ＡＯＭ前駆体粉末材料１４を部分的に処理することを含んでいた。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４は、本明細書に示したClimax Molybdenum CompanyのFt. Madison事業部から商業的に入手できる熱減量又は「乾燥」したα−ＡＯＭを含んでいた。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４の５０ｇの試料を、浅い蓋無し容器内の薄い層又は床内に展開して、その中に沸騰水の容器が備えられている１００℃のオーブン中に配置した。オーブン内の沸騰水は、処理プロセス中に約１００％の相対湿度を維持するために用いた。部分的に処理されたＡＯＭ粉末組成物を生成させるために、前駆体材料１４を加熱して、約６時間このような水蒸気処理にかけた。次に、実験１の部分的に処理されたＡＯＭ粉末組成物をオーブンから取り出し、室温において約１時間冷却及び乾燥させた。次に、実験１の組成物の小量の試料をイソプロピルアルコールと混合し、本明細書に記載するようにしてCilasレーザー粒径分析器で分析した。
上述したように、実験１及び２は、５０ｇの標準のα−ＡＯＭ前駆体粉末材料１４を部分的に処理することを含んでいた。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４は、本明細書に示したClimax Molybdenum CompanyのFt. Madison事業部から商業的に入手できる熱減量又は「乾燥」したα−ＡＯＭを含んでいた。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４の５０ｇの試料を、浅い蓋無し容器内の薄い層又は床内に展開して、その中に沸騰水の容器が備えられている１００℃のオーブン中に配置した。オーブン内の沸騰水は、処理プロセス中に約１００％の相対湿度を維持するために用いた。部分的に処理されたＡＯＭ粉末組成物を生成させるために、前駆体材料１４を加熱して、約６時間このような水蒸気処理にかけた。次に、実験１の部分的に処理されたＡＯＭ粉末組成物をオーブンから取り出し、室温において約１時間冷却及び乾燥させた。次に、実験１の組成物の小量の試料をイソプロピルアルコールと混合し、本明細書に記載するようにしてCilasレーザー粒径分析器で分析した。
実験２は実験１の続きであり、実験１の組成物をオーブンに戻し、組成物を１００℃及び１００％の相対湿度における更なる加熱にかけることを含んでいた。実験２の組成物を加熱し、更に８時間の間水蒸気に曝した。次に、部分的に処理された実験２の組成物をオーブンから取り出し、室温において約１時間冷却及び乾燥させた。次に、実験２の組成物のごく一部をイソプロピルアルコールと混合して、Cilasレーザー粒径分析器で分析した。
実験１及び２に関する粒径データを表ＩＩに表す。実験１及び２の粉末組成物に関する粒子ヒストグラムを、それぞれ図７及び８において再現する。ヒストグラムから分かるように、ＡＯＭ前駆体材料１４の部分的処理によって、処理時間が増加すると共に２つのモードピークの強度が徐々に減少する。しかしながら、実験２の組成物に関しては、約０．３μｍの粒径において更なるモードピークが出現したことに注目されたい。このモードピークの出現は、Cilasレーザー粒径分析器の超音波処理装置による凝集粒子の分解の結果であると考えられる。
実験３：
実験３に関する手順は、実験３が１ｋｇの標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４の完全な処理を含んでいた他は、実験１及び２に関して用いたものと同様であった。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４は、ここでも本明細書に記載したClimax Molybdenum Companyから商業的に入手できる熱減量又は「乾燥」したα−ＡＯＭ粉末を含んでいた。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４を、浅い蓋無しの容器内の薄い層又は床内に展開し、１００℃のオーブン内で、１００％の相対湿度において約７０時間加熱した。次に、実験３の完全に処理されたＡＯＭ組成物を取り出し、室温において約２時間冷却及び乾燥させたが、冷却時間は重要ではない。
実験３に関する手順は、実験３が１ｋｇの標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４の完全な処理を含んでいた他は、実験１及び２に関して用いたものと同様であった。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４は、ここでも本明細書に記載したClimax Molybdenum Companyから商業的に入手できる熱減量又は「乾燥」したα−ＡＯＭ粉末を含んでいた。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４を、浅い蓋無しの容器内の薄い層又は床内に展開し、１００℃のオーブン内で、１００％の相対湿度において約７０時間加熱した。次に、実験３の完全に処理されたＡＯＭ組成物を取り出し、室温において約２時間冷却及び乾燥させたが、冷却時間は重要ではない。
次に、実験３の組成物の小量の試料をイソプロピルアルコールと混合し、Cilasレーザー粒径分析器で分析した。実験３の試料に関する粒径データも表ＩＩに表す。対応する粒径ヒストグラムを図９に再現する。実験３の試料は、これも約０．３μｍにおけるモードピークの他は完全に単峰性である。ここでも、約０．３μｍにおけるモードピークの存在は、レーザー粒子分析器の超音波処理装置の作用の結果であると考えられる。
実験４：
実験４は、１ｋｇの標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４の処理を含んでいた。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４は、ここでもClimax Molybdenum Companyからの熱減量又は「乾燥」したα−ＡＯＭを含んでいた。ＡＯＭ前駆体材料１４を、浅い蓋無しの容器内の薄い床内に展開し、その中に沸騰水の容器が備えられている１００℃のオーブン内に配置した。ＡＯＭ前駆体材料１４を、１００％の相対湿度の雰囲気中に１００℃において約７２時間保持した。次に、実験４の組成物を１０５℃の昇温温度において乾燥した。
実験４は、１ｋｇの標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４の処理を含んでいた。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４は、ここでもClimax Molybdenum Companyからの熱減量又は「乾燥」したα−ＡＯＭを含んでいた。ＡＯＭ前駆体材料１４を、浅い蓋無しの容器内の薄い床内に展開し、その中に沸騰水の容器が備えられている１００℃のオーブン内に配置した。ＡＯＭ前駆体材料１４を、１００％の相対湿度の雰囲気中に１００℃において約７２時間保持した。次に、実験４の組成物を１０５℃の昇温温度において乾燥した。
次に、実験４の組成物の３つの個々の試料をイソプロピルアルコールと混合し、Cilasレーザー粒径分析器で分析した。実験４の組成物の３つの試料に関する粒径データを表ＩＩＩに表す。３つの試料に関する粒径ヒストグラムを、図３、１０（ａ）、及び１０（ｂ）において再現する。
３つの試料に関するヒストグラムから分かるように、実験４の組成物は完全に単峰性であり、種々の試料に関するモードピークは、約５μｍ〜約６μｍの範囲の粒径において出現する。実験４の組成物の３つの試料のヒストグラムはいずれも、より小さい粒径においてモードピークを示さないことに留意されたい。実験４の組成物の試料は、測定プロセス中に超音波処理による粒子の分解を起こさなかったと考えられる。
実験５：
実験５は、約１００ｇの「超粉砕」したα−ＡＯＭ前駆体材料１４の処理を含んでいた。超粉砕したα−ＡＯＭ前駆体材料１４は、Climax Molybdenum Companyからの標準の熱減量又は「乾燥」したα−ＡＯＭを、ハンマーミル内で、粒径分布がほぼ単峰性になるまで粉砕することによって製造した。図６を参照。超粉砕したα−ＡＯＭ前駆体材料１４を、浅い蓋無しの容器内の薄い床内に展開し、沸騰水の容器と一緒に１００℃のオーブン内に配置した。超粉砕したα−ＡＯＭ前駆体材料１４を、１００％の相対湿度の雰囲気中に１００℃において約７２時間保持した。次に、実験５の組成物を約１０５℃の昇温温度において乾燥した。次に、実験５の組成物の３つの個々の試料をイソプロピルアルコールと混合し、Cilasレーザー粒径分析器で分析した。実験５の組成物の３つの試料に関する粒径データを表ＩＶに表す。３つの試料に関する粒径ヒストグラムを図１１（ａ〜ｃ）において再現する。
実験５は、約１００ｇの「超粉砕」したα−ＡＯＭ前駆体材料１４の処理を含んでいた。超粉砕したα−ＡＯＭ前駆体材料１４は、Climax Molybdenum Companyからの標準の熱減量又は「乾燥」したα−ＡＯＭを、ハンマーミル内で、粒径分布がほぼ単峰性になるまで粉砕することによって製造した。図６を参照。超粉砕したα−ＡＯＭ前駆体材料１４を、浅い蓋無しの容器内の薄い床内に展開し、沸騰水の容器と一緒に１００℃のオーブン内に配置した。超粉砕したα−ＡＯＭ前駆体材料１４を、１００％の相対湿度の雰囲気中に１００℃において約７２時間保持した。次に、実験５の組成物を約１０５℃の昇温温度において乾燥した。次に、実験５の組成物の３つの個々の試料をイソプロピルアルコールと混合し、Cilasレーザー粒径分析器で分析した。実験５の組成物の３つの試料に関する粒径データを表ＩＶに表す。３つの試料に関する粒径ヒストグラムを図１１（ａ〜ｃ）において再現する。
実験５の組成物は完全に単峰性であり、モードピークは種々の試料に関して約１０μｍの粒径において出現する。実験４の組成物に関する場合と同様に、実験５の組成物の３つの試料のヒストグラムも、より小さい粒径においてモードピークを示さない。実験５の組成物の試料も、測定プロセス中に超音波処理による粒子の分解を起こさなかったと考えられる。
回転乾燥機水蒸気処理プロセス：
回転乾燥機水蒸気処理プロセスは、一定量のＡＯＭ前駆体粉末材料１４を回転ドラム回転撹拌装置３４中に配置し、回転撹拌しながら前駆体材料１４を水蒸気に曝すことを含んでいた。次に、得られた湿った中間体粉末生成物２４を回転撹拌装置３４から取り出して乾燥させた。水蒸気処理プロセス中又はその後のいずれにおいても、試料に熱は加えなかった。
回転乾燥機水蒸気処理プロセスは、一定量のＡＯＭ前駆体粉末材料１４を回転ドラム回転撹拌装置３４中に配置し、回転撹拌しながら前駆体材料１４を水蒸気に曝すことを含んでいた。次に、得られた湿った中間体粉末生成物２４を回転撹拌装置３４から取り出して乾燥させた。水蒸気処理プロセス中又はその後のいずれにおいても、試料に熱は加えなかった。
この特定の実施例は、約２ｋｇの標準のＡＯＭ前駆体粉末材料１４の処理を含んでいた。標準のα−ＡＯＭ前駆体材料１４は、ここでもClimax Molybdenum Companyからの熱減量又は「乾燥」したα−ＡＯＭを含んでいた。α−ＡＯＭ前駆体材料の粒径データ及びヒストグラムを、それぞれ表Ｖ及び図１２に示す。回転乾燥機水蒸気処理プロセスに関する粒径データ及びヒストグラムは、本明細書に記載するMicrotrac粒径分析器によって形成したことに留意されたい。次に、ＡＯＭ前駆体材料１４を回転撹拌装置３４中に配置して水蒸気に曝した。回転撹拌及び水蒸気処理の後、湿った中間体粉末２４を回転撹拌装置３４から取り出した。
次に、回転乾燥機で水蒸気処理した組成物の試料をイソプロピルアルコールと混合し、Microtracレーザー粒径分析器で分析した。この試料組成物に関する粒径データを表Ｖに示す。この試料に関する粒径ヒストグラムは図１３において再現する。
試料に関するヒストグラムから分かるように、回転乾燥機で水蒸気処理した組成物は主として単峰性であり、約１０μｍの粒径において現れるモードピークを有する。回転乾燥機で水蒸気処理した組成物のヒストグラムは、約０．２μｍにおいて小さいモードピークを示すことに留意されたい。ここでも、このモードピークの出現は、Microtracレーザー粒径分析器の超音波処理装置による凝集粒子の分解の結果であると考えられる。
溶媒噴霧プロセス：
溶媒噴霧プロセスは、一定量のＡＯＭ前駆体粉末材料１４を回転ドラム回転撹拌器３４中に配置し、回転撹拌しながら前駆体材料１４を水の霧化噴霧に曝すことを含んでいた。次に、湿った中間体粉末生成物２４を回転撹拌装置３４から取り出して乾燥させた。溶媒噴霧プロセス中又はその後のいずれにおいても、試料に熱は加えなかった。
溶媒噴霧プロセスは、一定量のＡＯＭ前駆体粉末材料１４を回転ドラム回転撹拌器３４中に配置し、回転撹拌しながら前駆体材料１４を水の霧化噴霧に曝すことを含んでいた。次に、湿った中間体粉末生成物２４を回転撹拌装置３４から取り出して乾燥させた。溶媒噴霧プロセス中又はその後のいずれにおいても、試料に熱は加えなかった。
処理されたα−ＡＯＭ組成物１２を予備処理したα−ＡＯＭ前駆体粉末材料から製造した４つの別々の実験（実験１〜４）を行った。予備処理したα−ＡＯＭ粉末材料は標準のα−ＡＯＭ前駆体材料から製造し、これに０．１４重量％の量の水を加えた。予備処理した前駆体材料の粒子データを表ＶＩに示す。予備処理した材料の粒子ヒストグラムを図１４において再現する。溶媒噴霧プロセスに関係する材料に関する粒子データ及びヒストグラムは、Microtracレーザー粒径分析器によって形成した。
図１４から分かるように、予備処理したα−ＡＯＭ材料は二峰性の粒径分布を有しており、約０．３μｍの粒径において小さい第３のピークを有しており、これは、ここでもレーザー粒径分析器の超音波処理装置による凝集粒子の分解の結果であると考えられる。
実験１〜４は、表ＶＩＩにおいて示すように、種々の量の水（即ち霧化噴霧の形態）を予備処理したα−ＡＯＭ材料に加えることによって処理されたα−ＡＯＭ組成物を製造することを含んでいた。水を加えた後、得られた湿った中間体粉末２４を回転撹拌装置３４から取り出した。
次に、４つの実験組成物のそれぞれからの小量の試料をイソプロピルアルコールと混合し、Microtracレーザー粒径分析器で分析した。試料組成物に関する粒径データを表ＶＩＩに示す。実験１〜４の組成物の粒径ヒストグラムをそれぞれ図１５〜１８において再現し、これらは二峰性の粒径分布から単峰性の粒径分布への粉末の漸進的な進行を示す。溶媒噴霧プロセスによって製造された組成物に関するヒストグラムも、約０．２μｍの小さい粒径において小さいモードピークを示すことに留意されたい。ここでも、これらのモードピークの出現は、レーザー粒径分析器の超音波処理装置による凝集粒子の分解の結果であると考えられる。
中間吸着剤プロセス：
他の例は、溶媒１２２をまず中間吸着剤１２３に施すプロセス１１０を含んでいた。次に、得られた溶媒を含む中間吸着剤１２３を、ＡＯＭ前駆体材料１１４と一緒に密閉された容器１３５中に配置した。ＡＯＭ前駆体材料１１４は、ここでも本明細書に示すClimax Molybdenum Companyからの熱減量又は「乾燥」したα−ＡＯＭ粉末を含んでいた。ＡＯＭ前駆体材料１１４は、他のＡＯＭ前駆体材料に関して上記に記載した典型的な二峰性の粒径分布を有していた。この例においては、約２８ｇのシリカゲル吸着剤１２３に脱イオン水を加えた。シリカゲル吸着剤１２３は約３０〜３５重量％の脱イオン水を吸収し、これは、その温度及び１００％の湿度におけるシリカゲルに関する理論値に合致していた。次に、得られた溶媒を含むシリカゲル中間吸着剤１２３（気体透過性のバッグ１２５内に収容していた）を、約１００ｇのＡＯＭ前駆体材料１１４と一緒に容器１３５内に配置した。次に、容器１３５を密閉し（即ち実質的に気密にし）、室温（即ち約２２℃）において約１２０時間（約５日間）保持した。
他の例は、溶媒１２２をまず中間吸着剤１２３に施すプロセス１１０を含んでいた。次に、得られた溶媒を含む中間吸着剤１２３を、ＡＯＭ前駆体材料１１４と一緒に密閉された容器１３５中に配置した。ＡＯＭ前駆体材料１１４は、ここでも本明細書に示すClimax Molybdenum Companyからの熱減量又は「乾燥」したα−ＡＯＭ粉末を含んでいた。ＡＯＭ前駆体材料１１４は、他のＡＯＭ前駆体材料に関して上記に記載した典型的な二峰性の粒径分布を有していた。この例においては、約２８ｇのシリカゲル吸着剤１２３に脱イオン水を加えた。シリカゲル吸着剤１２３は約３０〜３５重量％の脱イオン水を吸収し、これは、その温度及び１００％の湿度におけるシリカゲルに関する理論値に合致していた。次に、得られた溶媒を含むシリカゲル中間吸着剤１２３（気体透過性のバッグ１２５内に収容していた）を、約１００ｇのＡＯＭ前駆体材料１１４と一緒に容器１３５内に配置した。次に、容器１３５を密閉し（即ち実質的に気密にし）、室温（即ち約２２℃）において約１２０時間（約５日間）保持した。
説明を進める前に、この実施例において用いたシリカゲル中間吸着剤１２３の量は、本発明の一態様において通常用いられる量よりも遙かに多かったことを留意すべきである。これに関しては２つの理由があった。第１に、この方法によってＡＯＭ前駆体材料１１４が過飽和によってペースト状の物質を生成するかどうかを求めるため；第２に、ＡＯＭが最適ではない条件下においてシリカゲル中間吸着剤１２３からどのくらいの量の湿分を吸着するかを求めるためであった。シリカゲル中間吸着剤１２３は処理プロセスのために必要であろう量よりも遙かに多い溶媒１２２（即ち水）を含んでいたが、ＡＯＭ前駆体材料１１４はペースト状にならなかった。その後の分析によって、シリカゲル中間吸着剤１２３が吸着した溶媒１２２の約１／３（即ち３３％）を解離したことが示され、これは処理されたＡＯＭ材料１１２が全体で、重量基準で約３〜４％の水を含んでいたことを意味する。大規模基準では、約０．３重量％〜約０．５重量％の間の水を加えるのに十分な量で加えられるシリカゲル中間吸着剤１２３の添加が良好な結果を与える。
ここで説明を続けると、次に、得られた処理されたＡＯＭ材料１１２の小量の試料をイソプロピルアルコールと混合し、Cilas粒径分析器で分析した。得られた粒径ヒストグラムを図２１において再現する。ヒストグラムから分かるように、処理されたＡＯＭ材料１１２の粒径分布は実質的に単峰性であり、約７μｍにおいてモードピークを有していた。約０．２μｍの粒径において更なるモードピークが出現したことに留意されたい。ここでも、このモードピークの出現はレーザー粒径分析器の超音波処理装置による凝集粒子の分解の結果であると考えられる。
結論すると、特許請求する生成物及びプロセスは、総合的にモリブデン技術において重要な進歩を示す。上記に記載する処理されたＡＯＭ組成物は、従来方法によっては達成するのが困難である実質的に単峰性の粒径分布を有することを特徴とするだけでなく、未処理のＡＯＭ組成物から製造される組成物と比べて優れた性能及び調和性を有する光学マーキング可能なインク組成物を生成させる。本明細書において記載する処理方法によって、均一な粒径分布の特徴を有する処理されたＡＯＭ組成物を大量に製造することが可能になる。
本明細書において本発明の好ましい態様を示したが、好適な修正をそれに加えることができ、これはそれでもなお発明の範囲内のままであると考えられる。したがって、本発明は特許請求の範囲のみにしたがって解釈される。
Claims (25)
- 二峰性の粒径分布を有するアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を与え；
アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物に一定量の溶媒を施して、湿った中間体粉末を形成し；そして
湿った中間体粉末に、施した溶媒を一定時間かけて吸着させる；
ことを含み、施す溶媒の量及び時間は、実質的に単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を形成するのに十分なものである処理方法。 - 一定量の溶媒を施すことが、アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物の約０．１重量％〜約１重量％の範囲の量の水をアンモニウムオクタモリブデート粉末の初期供給物に施すことを含む、請求項１に記載の方法。
- アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物の約０．５重量％の量の水をアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物に施すことを更に含む、請求項２に記載の方法。
- 水を施すことが、
水を霧化して霧化流を形成し；そして
水の霧化流を、アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物の上に送る；
ことを含む、請求項２に記載の方法。 - 水の霧化流をアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物の上に送りながら、アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を回転撹拌して、アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物の実質的に全部を水の霧化流に曝露させることを更に含む、請求項４に記載の方法。
- 水の霧化流をアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物の上に送りながら加熱することを更に含む、請求項５に記載の方法。
- 水の霧化流を停止し；そして
停止の後にアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を加熱する；
ことを更に含む、請求項５に記載の方法。 - 停止工程と加熱工程を交互に繰り返すことを更に含む、請求項７に記載の方法。
- アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を与えることが、アンモニウムジモリブデートの熱分解によって形成されるα−アンモニウムオクタモリブデート粉末の供給物を与えることを含む、請求項１に記載の方法。
- 水を加えることが、
水蒸気の供給物を与え；そして
アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物の上に水蒸気流を送る；
ことを含む、請求項２に記載の方法。 - アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物の上に水蒸気流を送りながら加熱することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
- 水蒸気流を停止し；そして
停止の後にアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を加熱する；
ことを更に含む、請求項１０に記載の方法。 - 処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物が単峰性の粒径分布を獲得するまで、停止工程及び加熱工程を交互に繰り返すことを更に含む、請求項１２に記載の方法。
- 処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物が、約８〜約８．８％の範囲の無水強熱減量値を有する、請求項１に記載の方法。
- 処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物が約４μｍ〜約１２μｍの範囲のモード径を有する、請求項１に記載の方法。
- 処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物が約５μｍ〜約７μｍの範囲のモード径を有する、請求項１に記載の方法。
- 処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物が約６μｍのモード径を有する、請求項１に記載の方法。
- 処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物が約１０μｍのモード径を有する、請求項１に記載の方法。
- 一定量の溶媒を施すことが、
中間吸着剤を与え；
一定量の溶媒を中間吸着剤に施して、溶媒を含む中間吸着剤を生成させ；
溶媒を含む中間吸着剤及びアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を容器中に配置し；そして
容器を密閉する；
ことを含み；
吸着させることが、アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物に、中間吸着剤から脱着した溶媒を一定時間かけて吸着させることを含み、脱着する溶媒の量及び時間は、実質的に単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を形成するのに十分なものである、請求項１に記載の方法。 - 約１μｍ〜約４μｍの範囲の第１のモードピーク及び約６μｍ〜約１０μｍの範囲の第２のモードピークを有する二峰性の粒径分布を有するα−アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を与え；
α−アンモニウムオクタモリブデート粉末の初期供給物に一定量の溶媒を施し；
α−アンモニウムオクタモリブデート粉末の初期供給物に、施した溶媒を一定時間かけて吸着させる；
ことを含み、施す溶媒の量及び時間は、約６μｍ〜約１０μｍの範囲のモードピークを有する単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を形成するのに十分なものである、処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を製造する方法。 - 二峰性粒径分布を有するアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物に一定量の水を加えること、及びアンモニウムオクタモリブデート粉末の初期供給物に、加えた水を一定時間かけて吸着させることによって製造され、加える水の量及び時間は、単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を生成させるのに十分なものである、処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物。
- 約４μｍ〜約１２μｍの範囲のモードピークを有する、請求項２０に記載の処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物。
- 多価金属のオキシアニオン、溶媒、及びバインダーを含み、改良点が、アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物に一定量の溶媒を施して湿った中間体粉末を形成すること、及び湿った中間体粉末に、施した溶媒を一定時間かけて吸着させることによって製造される実質的に単峰性の粒径分布を有するアンモニウムオクタモリブデート粉末を多価金属のオキシアニオンとして用いることを含み、施す溶媒の量及び時間は、実質的に単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を形成するのに十分なものであるタイプの改良された光学マーキング可能なインク組成物。
- 二峰性の粒径分布を有するアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を与え；
中間吸着剤を与え；
中間吸着剤に一定量の溶媒を施して、溶媒を含む中間吸着剤を生成させ；
溶媒を含む中間吸着剤及びアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を容器中に配置し；
容器を密閉し；そして
アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物に、中間吸着剤から脱着した溶媒を一定時間かけて吸着させる；
ことを含み、溶媒の量及び時間は、実質的に単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を形成するのに十分なものである処理方法。 - 二峰性の粒径分布を有し、乾燥減量によって測定して少なくとも約０．１重量％の保有湿分を有するアンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を与え；
アンモニウムオクタモリブデート前駆体粉末の初期供給物を容器中に配置し；
容器を密閉し；そして
密閉された容器を、少なくとも約３０℃の温度において、実質的に単峰性の粒径分布を有する処理されたアンモニウムオクタモリブデート粉末組成物を形成するのに十分な時間加熱する；
ことを含む処理方法。
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