JPH05170424A - シリカゾルの製造方法 - Google Patents
シリカゾルの製造方法Info
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- JPH05170424A JPH05170424A JP34142191A JP34142191A JPH05170424A JP H05170424 A JPH05170424 A JP H05170424A JP 34142191 A JP34142191 A JP 34142191A JP 34142191 A JP34142191 A JP 34142191A JP H05170424 A JPH05170424 A JP H05170424A
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エチレングリコール等の極性溶媒中でポリエ
ステルフィルムの膜厚に適応した平均粒子径、シャープ
な粒度分布を任意にコントロールすることができ、かつ
3.0μm以上の粗大粒子を含有せず、均一、安定に分
散しており、フィルムとなじみが良く、フィルム表面か
ら剥離、脱落しにくい形状を有するシリカゾルを提供す
る。 【構成】 アルカリケイ酸塩溶液を中和反応により分解
沈殿させて得たシリカヒドロゲルもしくはその乾燥物を
極性溶媒中で湿式粉砕する。
ステルフィルムの膜厚に適応した平均粒子径、シャープ
な粒度分布を任意にコントロールすることができ、かつ
3.0μm以上の粗大粒子を含有せず、均一、安定に分
散しており、フィルムとなじみが良く、フィルム表面か
ら剥離、脱落しにくい形状を有するシリカゾルを提供す
る。 【構成】 アルカリケイ酸塩溶液を中和反応により分解
沈殿させて得たシリカヒドロゲルもしくはその乾燥物を
極性溶媒中で湿式粉砕する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性樹脂、熱硬化性
樹脂、とりわけポリエステルフィルムのアンチブロッキ
ング材として使用されるシリカ微粒子に関する。さらに
詳しくは、ポリエステルフィルムの滑り性および耐削れ
性を改善させるために、ポリエステルフィルムの出発原
料であるエチレングリコール等の極性溶媒中で均一、安
定に分散し、かつ平均粒子径、粒度分布を任意にコント
ロール可能なシリカゾルの製造方法に関する。本発明に
よるシリカゾルは、例えば、ゴム、化粧品、塗料、歯磨
剤、製紙、研磨材等に用いられる。
樹脂、とりわけポリエステルフィルムのアンチブロッキ
ング材として使用されるシリカ微粒子に関する。さらに
詳しくは、ポリエステルフィルムの滑り性および耐削れ
性を改善させるために、ポリエステルフィルムの出発原
料であるエチレングリコール等の極性溶媒中で均一、安
定に分散し、かつ平均粒子径、粒度分布を任意にコント
ロール可能なシリカゾルの製造方法に関する。本発明に
よるシリカゾルは、例えば、ゴム、化粧品、塗料、歯磨
剤、製紙、研磨材等に用いられる。
【0002】
【従来の技術】シリカゾルの製造方法として、ハロゲン
化ケイ素を高温で酸化分解して得られるシリカの微粉末
を溶媒中に分散させる方法、水−アルコール溶媒中で金
属(シリコン)アルコキシドをアルカリ触媒の存在下で
加水分解する方法、アルカリケイ酸塩溶液に水素型イオ
ン交換樹脂を用いることによりアルカリイオンを水素イ
オンと交換する方法、アルカリケイ酸塩溶液を鉱酸等と
の中和反応により分解沈殿させる方法等が工業的に実用
化されている。アルカリケイ酸塩溶液を水素型イオン交
換樹脂で処理して、あるいは中和反応により得られる沈
降性シリカを酸またはアルカリで解膠することにより得
られるシリカゾルも知られている。
化ケイ素を高温で酸化分解して得られるシリカの微粉末
を溶媒中に分散させる方法、水−アルコール溶媒中で金
属(シリコン)アルコキシドをアルカリ触媒の存在下で
加水分解する方法、アルカリケイ酸塩溶液に水素型イオ
ン交換樹脂を用いることによりアルカリイオンを水素イ
オンと交換する方法、アルカリケイ酸塩溶液を鉱酸等と
の中和反応により分解沈殿させる方法等が工業的に実用
化されている。アルカリケイ酸塩溶液を水素型イオン交
換樹脂で処理して、あるいは中和反応により得られる沈
降性シリカを酸またはアルカリで解膠することにより得
られるシリカゾルも知られている。
【0003】また、このようなシリカゾルの有望な用途
であるポリエステルフィルムは優れた物理的、化学的諸
特性を有し、磁気記録材料用、写真フィルム用、コンデ
ンサー用等の主なベース材料の他、包装用、繊維用、容
器用等として幅広い使途がある。
であるポリエステルフィルムは優れた物理的、化学的諸
特性を有し、磁気記録材料用、写真フィルム用、コンデ
ンサー用等の主なベース材料の他、包装用、繊維用、容
器用等として幅広い使途がある。
【0004】上記使途の中でも最近急速な発展をしてい
るのが磁気記録材料であり、ポリエステルフィルムをベ
ースに磁性層を塗布してオーディオやビデオテープ、フ
ロッピーディスク等に使用されている。特にオーディオ
やビデオテープのような磁気記録用テープはAV機器の
開発動向に対応して高密度化、高性能化が進んでおり、
フィルムの表面特性を向上させることが最近の重要課題
となっている。また、磁気記録用テープの小型化、長時
間録音(録画)化に伴い、そのベースとなるポリエステ
ルフィルムの薄膜化が求められている。
るのが磁気記録材料であり、ポリエステルフィルムをベ
ースに磁性層を塗布してオーディオやビデオテープ、フ
ロッピーディスク等に使用されている。特にオーディオ
やビデオテープのような磁気記録用テープはAV機器の
開発動向に対応して高密度化、高性能化が進んでおり、
フィルムの表面特性を向上させることが最近の重要課題
となっている。また、磁気記録用テープの小型化、長時
間録音(録画)化に伴い、そのベースとなるポリエステ
ルフィルムの薄膜化が求められている。
【0005】基本的に音質、画質に関する電磁変換特性
の向上からは平滑な面が要求されるが、フィルム表面を
一定以上平滑化するとフィルム同士が密着して剥離しに
くくなり、その結果、巻取り性やテープ走行性が不良に
なる。そこで、電磁変換特性を維持し、かつ走行安定性
を向上させるため、磁性面と反対側面、いわゆる裏面に
突起を形成させて、フィルム同士の接触面積を低下さ
せ、適度に粗面化を図る試みがなされている。
の向上からは平滑な面が要求されるが、フィルム表面を
一定以上平滑化するとフィルム同士が密着して剥離しに
くくなり、その結果、巻取り性やテープ走行性が不良に
なる。そこで、電磁変換特性を維持し、かつ走行安定性
を向上させるため、磁性面と反対側面、いわゆる裏面に
突起を形成させて、フィルム同士の接触面積を低下さ
せ、適度に粗面化を図る試みがなされている。
【0006】一般には、ポリエステルの出発原料である
エチレングリコール等のグリコール類に平均粒子径0.
05〜3.0μm程度のシリカ、炭酸カルシウム、二酸
化チタン、タルク、カオリン等の不活性無機粒子を分散
させポリエステルフィルムを製造することによって、フ
ィルム表面に突起を形成させ、フィルムの滑り性、摩擦
係数を改善する方法が採用されている(例えば、特開平
3−160033号公報、特開平3−185033号公
報参照)。
エチレングリコール等のグリコール類に平均粒子径0.
05〜3.0μm程度のシリカ、炭酸カルシウム、二酸
化チタン、タルク、カオリン等の不活性無機粒子を分散
させポリエステルフィルムを製造することによって、フ
ィルム表面に突起を形成させ、フィルムの滑り性、摩擦
係数を改善する方法が採用されている(例えば、特開平
3−160033号公報、特開平3−185033号公
報参照)。
【0007】しかし、不活性無機粒子に3.0μm以上
の粗大粒子が存在するとフィルム製膜時に粗大突起を生
じ、磁性層塗布後においても磁性層面に突起が生じ、こ
れがS/N比の低下や信号の欠落(ドロップアウト)を
引き起こしたり、またポリエステルフィルムとのなじみ
が悪かったり、更に粒子の形状が球状であるとテープの
繰り返し走行が原因で、突起を形成しているフィルム表
面の粒子が剥離、脱落しやすい等、製品に悪影響を及ぼ
すことも知られている。
の粗大粒子が存在するとフィルム製膜時に粗大突起を生
じ、磁性層塗布後においても磁性層面に突起が生じ、こ
れがS/N比の低下や信号の欠落(ドロップアウト)を
引き起こしたり、またポリエステルフィルムとのなじみ
が悪かったり、更に粒子の形状が球状であるとテープの
繰り返し走行が原因で、突起を形成しているフィルム表
面の粒子が剥離、脱落しやすい等、製品に悪影響を及ぼ
すことも知られている。
【0008】これら問題を解決するために、ポリエステ
ルフィルムのアンチブロッキング材として使用される不
活性無機粒子には次のような性質が要求される。即ち、
(1)エチレングリコール等のグリコール中でフィルム
膜厚に適応する平均粒子径、シャープな粒度分布を有
し、かつ3.0μm以上の粗大粒子を含まない、(2)
エチレングリコール等のグリコール中で均一、安定に分
散している、(3)フィルムとのなじみが良い、(4)
フィルム表面から剥離、脱落しにくい形状を有する、等
が挙げられる。ここでいう平均粒子径、粒度分布は粒度
測定装置により測定される値であり、電子顕微鏡により
観察される一次粒子径ではなく、一次粒子が適度に任意
の粒子径に凝集した二次粒子を指し、フィルムに突起を
形成させるのに最も重要な物性となる。
ルフィルムのアンチブロッキング材として使用される不
活性無機粒子には次のような性質が要求される。即ち、
(1)エチレングリコール等のグリコール中でフィルム
膜厚に適応する平均粒子径、シャープな粒度分布を有
し、かつ3.0μm以上の粗大粒子を含まない、(2)
エチレングリコール等のグリコール中で均一、安定に分
散している、(3)フィルムとのなじみが良い、(4)
フィルム表面から剥離、脱落しにくい形状を有する、等
が挙げられる。ここでいう平均粒子径、粒度分布は粒度
測定装置により測定される値であり、電子顕微鏡により
観察される一次粒子径ではなく、一次粒子が適度に任意
の粒子径に凝集した二次粒子を指し、フィルムに突起を
形成させるのに最も重要な物性となる。
【0009】前記したシリカゾルにおいて、水−アルコ
ール溶媒中で金属(シリコン)アルコキシドをアルカリ
触媒の存在下で加水分解する方法により得られるシリカ
ゾルは、粒子径のコントロールがしやすく、単分散した
ゾルが得られるが、粒子が球状であるため、テープの繰
り返し使用の際、フィルム表面から剥離、脱落しやすい
上に、原料が高価である欠点を有する。
ール溶媒中で金属(シリコン)アルコキシドをアルカリ
触媒の存在下で加水分解する方法により得られるシリカ
ゾルは、粒子径のコントロールがしやすく、単分散した
ゾルが得られるが、粒子が球状であるため、テープの繰
り返し使用の際、フィルム表面から剥離、脱落しやすい
上に、原料が高価である欠点を有する。
【0010】ハロゲン化ケイ素を高温で酸化分解して得
られるシリカの微粉末を溶媒中に分散させて得られるシ
リカゾルも、一次粒子は球状に近く、上記方法と同様の
欠点を有することに加え、アルカリケイ酸塩溶液に水素
型イオン交換樹脂を用いることによりアルカリイオンを
水素イオンと交換して得るシリカゾルと共に、二次粒子
の最大粒子径が0.1μm以下であるためフィルム表面
に突起を形成させる効果が不充分となる。
られるシリカの微粉末を溶媒中に分散させて得られるシ
リカゾルも、一次粒子は球状に近く、上記方法と同様の
欠点を有することに加え、アルカリケイ酸塩溶液に水素
型イオン交換樹脂を用いることによりアルカリイオンを
水素イオンと交換して得るシリカゾルと共に、二次粒子
の最大粒子径が0.1μm以下であるためフィルム表面
に突起を形成させる効果が不充分となる。
【0011】アルカリケイ酸塩溶液を中和反応により分
解沈殿させて得られるシリカゾルは、上記二法に比べ安
価で、多孔質であるため、フィルムとのなじみが良い
が、粒子が凝集しやすく単分散および二次粒子径のコン
トロールが困難な欠点がある。
解沈殿させて得られるシリカゾルは、上記二法に比べ安
価で、多孔質であるため、フィルムとのなじみが良い
が、粒子が凝集しやすく単分散および二次粒子径のコン
トロールが困難な欠点がある。
【0012】上記方法によるシリカゾルは、一般に0.
01〜0.2μm程度の一次粒子がブドウ状に5〜50
μm程度の凝集体を呈しており、乾燥粉末および液中で
も一次粒子が単一に存在するものは少ない。したがっ
て、この方法で生成させたシリカ粒子を反応系で均一に
単分散させることが困難な上、得られたシリカヒドロゲ
ルをホモジナイザー、超音波等を用いて分散を試みて
も、その粒度分布はブロードで3.0μm以上の粗大粒
子が存在してしまう。
01〜0.2μm程度の一次粒子がブドウ状に5〜50
μm程度の凝集体を呈しており、乾燥粉末および液中で
も一次粒子が単一に存在するものは少ない。したがっ
て、この方法で生成させたシリカ粒子を反応系で均一に
単分散させることが困難な上、得られたシリカヒドロゲ
ルをホモジナイザー、超音波等を用いて分散を試みて
も、その粒度分布はブロードで3.0μm以上の粗大粒
子が存在してしまう。
【0013】そこで、このシリカヒドロゲルを乾燥し、
ジェットミル等の微粉砕機を用いて微粉砕したシリカ微
粒子をエチレングリコール中にホモジナイザーや超音波
等を用いて分散させて使用することが考えられるが、こ
の方法で分散させても粒度分布はブロードで上記と同様
に3.0μm以上の粗大粒子を含みやすい。この問題に
対して、湿式あるいは乾式分級を行うことで3.0μm
以上の粗大粒子を除去する方法があるが、湿式の遠心分
離分級では1.0μm程度、乾式の風力分級では3.0
μm程度以上の除去が困難であり分級精度が悪く、ま
た、歩留まりが低下しコスト高となる欠点である。
ジェットミル等の微粉砕機を用いて微粉砕したシリカ微
粒子をエチレングリコール中にホモジナイザーや超音波
等を用いて分散させて使用することが考えられるが、こ
の方法で分散させても粒度分布はブロードで上記と同様
に3.0μm以上の粗大粒子を含みやすい。この問題に
対して、湿式あるいは乾式分級を行うことで3.0μm
以上の粗大粒子を除去する方法があるが、湿式の遠心分
離分級では1.0μm程度、乾式の風力分級では3.0
μm程度以上の除去が困難であり分級精度が悪く、ま
た、歩留まりが低下しコスト高となる欠点である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決するためになされたもので、エチレングリ
コール等の極性溶媒中でポリエステルフィルムの膜厚に
適応した平均粒子径、シャープな粒度分布を任意にコン
トロールすることができ、かつ3.0μm以上の粗大粒
子を含有せず、均一、安定に分散しており、フィルムと
のなじみが良く、フィルム表面から剥離、脱落しにくい
形状を有するシリカゾルを提供することを課題としてい
る。
問題点を解決するためになされたもので、エチレングリ
コール等の極性溶媒中でポリエステルフィルムの膜厚に
適応した平均粒子径、シャープな粒度分布を任意にコン
トロールすることができ、かつ3.0μm以上の粗大粒
子を含有せず、均一、安定に分散しており、フィルムと
のなじみが良く、フィルム表面から剥離、脱落しにくい
形状を有するシリカゾルを提供することを課題としてい
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題
を、アルカリケイ酸塩溶液を中和反応により分解沈殿さ
せて得たシリカヒドロゲルもしくはその乾燥物を極性溶
媒中で湿式粉砕することによって、解決する。
を、アルカリケイ酸塩溶液を中和反応により分解沈殿さ
せて得たシリカヒドロゲルもしくはその乾燥物を極性溶
媒中で湿式粉砕することによって、解決する。
【0016】得られるべきシリカゾルの安定化を図るた
めに、シリカ粒子の安定性に起因するシリカ表面のシラ
ノール基の解離が起こるpH9〜11になるように、場
合によってはアルカリを加えて調整することが望まし
い。アルカリとして、アンモニア、水酸化ナトリウム等
のアルカリ金属水酸化物、アミン類が単独あるいは二種
以上を組み合わせて用いてもよい。アルカリを添加する
時期としては、湿式粉砕時、あるいは/および湿式粉砕
後が望ましい。その他、広いpHの範囲でシリカを安定
化させる公知の方法として、塩化アルミニウム、アルミ
ン酸ナトリウム等を添加し、シリカゾル表面をアルミニ
ウムイオンで修飾する方法もある。
めに、シリカ粒子の安定性に起因するシリカ表面のシラ
ノール基の解離が起こるpH9〜11になるように、場
合によってはアルカリを加えて調整することが望まし
い。アルカリとして、アンモニア、水酸化ナトリウム等
のアルカリ金属水酸化物、アミン類が単独あるいは二種
以上を組み合わせて用いてもよい。アルカリを添加する
時期としては、湿式粉砕時、あるいは/および湿式粉砕
後が望ましい。その他、広いpHの範囲でシリカを安定
化させる公知の方法として、塩化アルミニウム、アルミ
ン酸ナトリウム等を添加し、シリカゾル表面をアルミニ
ウムイオンで修飾する方法もある。
【0017】
【作用】シリカヒドロゲルもしくはその乾燥物を極性溶
媒中で湿式粉砕することにより、平均粒子径0.03〜
2.0μm、粒度分布0.01〜3.0μmの範囲で任
意にコントロールでき、かつ均一、安定に分散したシリ
カゾルが得られる。また乾燥物の比表面積が20〜80
0m2/gで多孔質であるため、フィルムとのなじみが
良い。
媒中で湿式粉砕することにより、平均粒子径0.03〜
2.0μm、粒度分布0.01〜3.0μmの範囲で任
意にコントロールでき、かつ均一、安定に分散したシリ
カゾルが得られる。また乾燥物の比表面積が20〜80
0m2/gで多孔質であるため、フィルムとのなじみが
良い。
【0018】このシリカゾルをエチレングリコール等の
グリコールに添加し、これを出発原料としたポリエステ
ルフィルムにはシリカ粒子が凝集することなくフィルム
中に均一に存在する。
グリコールに添加し、これを出発原料としたポリエステ
ルフィルムにはシリカ粒子が凝集することなくフィルム
中に均一に存在する。
【0019】したがって、本発明によるシリカゾルを用
いたポリエステルフィルムにおいては、オーディオやビ
デオテープ等の走行安定性を向上させるための滑り性が
改善され、またテープの繰り返し走行に対してテープ表
面から粒子が剥離、脱落しにくく、耐削れ性が優れ、か
つテープの薄膜化に対応できる等の利点があり、本発明
のシリカゾルは、ポリエステルフィルムのアンチブロッ
キング材として最適である。
いたポリエステルフィルムにおいては、オーディオやビ
デオテープ等の走行安定性を向上させるための滑り性が
改善され、またテープの繰り返し走行に対してテープ表
面から粒子が剥離、脱落しにくく、耐削れ性が優れ、か
つテープの薄膜化に対応できる等の利点があり、本発明
のシリカゾルは、ポリエステルフィルムのアンチブロッ
キング材として最適である。
【0020】なお、本発明の上記構成とその作用の顕著
性は、以下の説明から一層明確に理解されよう。
性は、以下の説明から一層明確に理解されよう。
【0021】本発明の方法では、合成したシリカの一次
粒子径は0.01〜0.2μm程度であり、これがブド
ウ状に凝集した大きな単位の二次粒子を形成しているた
め、湿式粉砕による粉砕エネルギーはこの二次粒子を解
砕することに働く。したがって、適度に湿式粉砕を行う
ことによって、最終的には二次粒子が限りなく一次粒子
に近づき、一次粒子は粉砕されることなく、微細粒子や
粗大粒子を含まないシャープな粒度分布が得られる。し
たがって、粗大粒子を分級する必要がなく、処理した全
量が得られるため、歩留りが向上し、安価に製造できる
という利点がある。さらに、該湿式粉砕により、大きな
単位の二次粒子が小さく粒子径の揃った二次粒子になる
ため、得られたシリカゾルの粒子の形状は球形ではな
く、0.01〜0.2μm程度の一次粒子が任意の粒子
径に凝集した不定形を呈し、また比表面積が20〜80
0m2/gで多孔質であるため、フィルムとのなじみが
良く、フィルム表面から剥離、脱落しにくい利点を有す
る。
粒子径は0.01〜0.2μm程度であり、これがブド
ウ状に凝集した大きな単位の二次粒子を形成しているた
め、湿式粉砕による粉砕エネルギーはこの二次粒子を解
砕することに働く。したがって、適度に湿式粉砕を行う
ことによって、最終的には二次粒子が限りなく一次粒子
に近づき、一次粒子は粉砕されることなく、微細粒子や
粗大粒子を含まないシャープな粒度分布が得られる。し
たがって、粗大粒子を分級する必要がなく、処理した全
量が得られるため、歩留りが向上し、安価に製造できる
という利点がある。さらに、該湿式粉砕により、大きな
単位の二次粒子が小さく粒子径の揃った二次粒子になる
ため、得られたシリカゾルの粒子の形状は球形ではな
く、0.01〜0.2μm程度の一次粒子が任意の粒子
径に凝集した不定形を呈し、また比表面積が20〜80
0m2/gで多孔質であるため、フィルムとのなじみが
良く、フィルム表面から剥離、脱落しにくい利点を有す
る。
【0022】本発明で適用可能な湿式粉砕機としては、
ボールミル、チューブミル、コニカルミル、振動ボール
ミル、遊星ミル等のボールミル、タワーミル、アトライ
ター、ダイノミル、サンドグラインダ、アニラーミル等
の媒体撹拌ミルを挙げることができる。本発明におい
て、上記シリカヒドロゲルもしくはその乾燥物と極性溶
媒とを0.1〜6.0mmφ程度の媒体を充填したポッ
トミルで湿式粉砕することが望ましい。なお本発明者ら
は、湿式粉砕時間を任意に変化させることによって、平
均粒子径0.03〜2.0μm、粒度分布0.01〜
3.0μmの範囲で任意にコントロールできることを見
い出した。
ボールミル、チューブミル、コニカルミル、振動ボール
ミル、遊星ミル等のボールミル、タワーミル、アトライ
ター、ダイノミル、サンドグラインダ、アニラーミル等
の媒体撹拌ミルを挙げることができる。本発明におい
て、上記シリカヒドロゲルもしくはその乾燥物と極性溶
媒とを0.1〜6.0mmφ程度の媒体を充填したポッ
トミルで湿式粉砕することが望ましい。なお本発明者ら
は、湿式粉砕時間を任意に変化させることによって、平
均粒子径0.03〜2.0μm、粒度分布0.01〜
3.0μmの範囲で任意にコントロールできることを見
い出した。
【0023】このように、アルカリケイ酸塩溶液を中和
反応により分解沈殿させて得た0.01〜0.2μmの
一次粒子径を有するシリカヒドロゲルもしくはその乾燥
粉末を原料として極性溶媒中でゾル化するまで湿式粉砕
することにより、二次粒子の平均粒子径を0.03〜
2.0μm、粒度分布を0.01〜3.0μmの範囲で
任意にコントロールできる上に、均一、安定に分散して
おり、粒子形状が不定形を呈したシリカゾルが得られ
る。
反応により分解沈殿させて得た0.01〜0.2μmの
一次粒子径を有するシリカヒドロゲルもしくはその乾燥
粉末を原料として極性溶媒中でゾル化するまで湿式粉砕
することにより、二次粒子の平均粒子径を0.03〜
2.0μm、粒度分布を0.01〜3.0μmの範囲で
任意にコントロールできる上に、均一、安定に分散して
おり、粒子形状が不定形を呈したシリカゾルが得られ
る。
【0024】
【実施例】以下に、本発明の実施例および比較例をあげ
てさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に
より限定されるものではない。
てさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に
より限定されるものではない。
【0025】なお、これら実施例および比較例中、一次
粒子径、平均粒子径、粒度分布の測定法およびフィルム
の滑り性、耐削れ性の表示法をまず以下に示す。
粒子径、平均粒子径、粒度分布の測定法およびフィルム
の滑り性、耐削れ性の表示法をまず以下に示す。
【0026】[一次粒子径]走査型もしくは透過型電子
顕微鏡により確認される粒子径を任意に50個測定し、
その平均値を用いた。
顕微鏡により確認される粒子径を任意に50個測定し、
その平均値を用いた。
【0027】[平均粒子径、粒度分布]光透過型遠心沈
降式粒度測定装置(島津製作所製;SA−CP3L)に
より極性溶媒中に分散させたシリカ粒子の平均粒子径、
粒度分布を測定した。平均粒子径は積算50%、粒度分
布は微分形粒度分布のデータを用いた。
降式粒度測定装置(島津製作所製;SA−CP3L)に
より極性溶媒中に分散させたシリカ粒子の平均粒子径、
粒度分布を測定した。平均粒子径は積算50%、粒度分
布は微分形粒度分布のデータを用いた。
【0028】[フィルムの滑り性、耐削れ性]下記の実
施例および比較例で得られたシリカゾルをその固形分濃
度がポリマーに対して1.0%添加したポリエチレンテ
レフタレートを用い、このポリマーを290℃で溶融押
し出しして、90℃で縦方向に3.5倍、130℃で横
方向に3.5倍延伸した後、220℃で熱処理し、厚さ
15μmのフィルムを作製した。
施例および比較例で得られたシリカゾルをその固形分濃
度がポリマーに対して1.0%添加したポリエチレンテ
レフタレートを用い、このポリマーを290℃で溶融押
し出しして、90℃で縦方向に3.5倍、130℃で横
方向に3.5倍延伸した後、220℃で熱処理し、厚さ
15μmのフィルムを作製した。
【0029】各実施例および比較例により得られたシリ
カゾルを添加して上記方法により作製したフィルムを横
幅にスリットしたものを巻取機にかけ、中間に設置した
金属製ガイドロールにこすりつけて高速で長時間走行さ
せた。このときのテープ張力の大小、および発生した白
粉量を測定し滑り性、耐削れ性を以下のような表示で表
1に示した。
カゾルを添加して上記方法により作製したフィルムを横
幅にスリットしたものを巻取機にかけ、中間に設置した
金属製ガイドロールにこすりつけて高速で長時間走行さ
せた。このときのテープ張力の大小、および発生した白
粉量を測定し滑り性、耐削れ性を以下のような表示で表
1に示した。
【0030】滑り性 張力小・・・○ 張力中・・・△ 張力大・・・× 耐削れ性 白粉発生量少・・・○ 白粉発生量中・・・△ 白粉発生量多・・・×実施例1 3号ケイ酸ナトリウム溶液3070gを純水12800
mlで希釈し、撹拌しながら90℃に加温した後、当該
ケイ酸ナトリウム水溶液がpH10.5になるまで22
7g/l硫酸溶液を10分かけて滴下した。硫酸溶液滴
下後、90℃を保ちながら60分間エージングを行なっ
た。エージング後直ちに急冷した後、吸引、ろ過、水
洗、脱水し、固形分濃度23.8%のシリカヒドロゲル
を得た。
mlで希釈し、撹拌しながら90℃に加温した後、当該
ケイ酸ナトリウム水溶液がpH10.5になるまで22
7g/l硫酸溶液を10分かけて滴下した。硫酸溶液滴
下後、90℃を保ちながら60分間エージングを行なっ
た。エージング後直ちに急冷した後、吸引、ろ過、水
洗、脱水し、固形分濃度23.8%のシリカヒドロゲル
を得た。
【0031】このシリカヒドロゲル840gとエチレン
グリコール1160gとをポットミルで44時間湿式粉
砕を行ないゾル化した。
グリコール1160gとをポットミルで44時間湿式粉
砕を行ないゾル化した。
【0032】得られたシリカゾルは、表1に示されるよ
うに、平均粒子径0.08μm、粒度分布0.04〜
0.15μmであった。粒度分布を図1に示す。また、
走査型電子顕微鏡で観察したところ0.05μm程度の
一次粒子が凝集し、不定形を呈した二次粒子が確認され
た。この写真を図10に示す。
うに、平均粒子径0.08μm、粒度分布0.04〜
0.15μmであった。粒度分布を図1に示す。また、
走査型電子顕微鏡で観察したところ0.05μm程度の
一次粒子が凝集し、不定形を呈した二次粒子が確認され
た。この写真を図10に示す。
【0033】さらに、得られたシリカゾルを用いて作製
したフィルムの特性を表1に示す。
したフィルムの特性を表1に示す。
【0034】実施例2 湿式粉砕を31時間行う以外は実施例1と同様の方法で
シリカゾルを得た。
シリカゾルを得た。
【0035】得られたシリカゾルは、表1に示されるよ
うに、平均粒子径0.10μm、粒度分布0.04〜
0.3μmであった。粒度分布を図2に示す。
うに、平均粒子径0.10μm、粒度分布0.04〜
0.3μmであった。粒度分布を図2に示す。
【0036】さらに、得られたシリカゾルを用いて作製
したフィルムの特性を表1に示す。
したフィルムの特性を表1に示す。
【0037】実施例3 実施例1で得たシリカヒドロゲル2000gをポットミ
ルで15時間湿式粉砕しゾル化した。
ルで15時間湿式粉砕しゾル化した。
【0038】得られたシリカゾルは、表1に示されるよ
うに、平均粒子径0.21μm、粒度分布0.08〜
0.6μmであった。粒度分布を図3に示す。
うに、平均粒子径0.21μm、粒度分布0.08〜
0.6μmであった。粒度分布を図3に示す。
【0039】さらに、得られたシリカゾルを用いて作製
したフィルムの特性を表1に示す。
したフィルムの特性を表1に示す。
【0040】実施例4 実施例1で得たシリカヒドロゲルを固形分濃度が15%
になるように水で希釈した後、湿式粉砕により前処理し
たシリカゾルをスプレードライヤー(東京理化器械製;
SD−1)を用いて噴霧乾燥し、シリカの乾燥物を得
た。
になるように水で希釈した後、湿式粉砕により前処理し
たシリカゾルをスプレードライヤー(東京理化器械製;
SD−1)を用いて噴霧乾燥し、シリカの乾燥物を得
た。
【0041】この乾燥物400gとエチレングリコール
1600gとをポットミルで7時間湿式粉砕を行いシリ
カゾルを得た。
1600gとをポットミルで7時間湿式粉砕を行いシリ
カゾルを得た。
【0042】得られたシリカゾルは、表1に示されるよ
うに、平均粒子径0.29μm、粒度分布0.08〜
1.0μmであった。粒度分布を図4に示す。
うに、平均粒子径0.29μm、粒度分布0.08〜
1.0μmであった。粒度分布を図4に示す。
【0043】さらに、得られたシリカゾルを用いて作製
したフィルムの特性を表1に示す。
したフィルムの特性を表1に示す。
【0044】実施例5 湿式粉砕を4時間行う以外は実施例4と同様の方法でシ
リカゾルを得た。
リカゾルを得た。
【0045】得られたシリカゾルは、表1される示すよ
うに、平均粒子径0.43μm、粒度分布0.1〜1,
5μmであった。粒度分布を図5に示す。
うに、平均粒子径0.43μm、粒度分布0.1〜1,
5μmであった。粒度分布を図5に示す。
【0046】さらに、得られたシリカゾルを用いて作製
したフィルムの特性を表1に示す。
したフィルムの特性を表1に示す。
【0047】実施例6 湿式粉砕を1時間行う以外は実施例4と同様の方法でシ
リカゾルを得た。
リカゾルを得た。
【0048】得られたシリカゾルは、表1に示されるよ
うに、平均粒子径0.87μm、粒度分布0.2〜3.
0μmであった。粒度分布を図6に示す。
うに、平均粒子径0.87μm、粒度分布0.2〜3.
0μmであった。粒度分布を図6に示す。
【0049】さらに、得られたシリカゾルを用いて作製
したフィルムの特性を表1に示す。
したフィルムの特性を表1に示す。
【0050】実施例7 3号ケイ酸ナトリウム溶液2500mlを純水1280
0mlで希釈し、撹拌しながら90℃に加温した後、2
27g/l硫酸溶液をpH3.0になるまで60分かけ
て滴下した。硫酸溶液滴下後、90℃を保ちながら60
分間エージングを行なった。エージング後直ちに急冷し
た後、吸引、ろ過、水洗、脱水し、固形分濃度21.2
%のシリカヒドロゲルを得た。
0mlで希釈し、撹拌しながら90℃に加温した後、2
27g/l硫酸溶液をpH3.0になるまで60分かけ
て滴下した。硫酸溶液滴下後、90℃を保ちながら60
分間エージングを行なった。エージング後直ちに急冷し
た後、吸引、ろ過、水洗、脱水し、固形分濃度21.2
%のシリカヒドロゲルを得た。
【0051】このシリカヒドロゲル2000gをポット
ミルで24時間湿式粉砕を行ないゾル化したが、得たシ
リカゾルは沈降しやすく、使用の際沈降物をほぐす必要
があり、取り扱いが困難であった。そこで、シリカ粒子
の安定化を図るために、10%水酸化ナトリウム溶液を
pH10.0になるまで撹拌しながら添加したところ、
安定に分散したシリカゾルが得られた。
ミルで24時間湿式粉砕を行ないゾル化したが、得たシ
リカゾルは沈降しやすく、使用の際沈降物をほぐす必要
があり、取り扱いが困難であった。そこで、シリカ粒子
の安定化を図るために、10%水酸化ナトリウム溶液を
pH10.0になるまで撹拌しながら添加したところ、
安定に分散したシリカゾルが得られた。
【0052】得られたシリカゾルは、表1に示されるよ
うに、平均粒子径0.16μm、粒度分布0.05〜
0.4μmであった。粒度分布を図7に示す。また、走
査型電子顕微鏡で観察したところ0.02μm程度の一
次粒子が凝集し、不定形を呈した二次粒子が確認され
た。
うに、平均粒子径0.16μm、粒度分布0.05〜
0.4μmであった。粒度分布を図7に示す。また、走
査型電子顕微鏡で観察したところ0.02μm程度の一
次粒子が凝集し、不定形を呈した二次粒子が確認され
た。
【0053】さらに、得られたシリカゾルを用いて作製
したフィルムの特性を表1に示す。
したフィルムの特性を表1に示す。
【0054】比較例1 実施例1と同様の方法でシリカヒドロゲルを得、これを
乾燥、粗粉砕した後、ジェットミル(セイシン企業製)
を用いて微粉砕した。この微粉シリカ200gとエチレ
ングリコール1800gとを湿式粉砕せずに強力撹拌し
分散させた。
乾燥、粗粉砕した後、ジェットミル(セイシン企業製)
を用いて微粉砕した。この微粉シリカ200gとエチレ
ングリコール1800gとを湿式粉砕せずに強力撹拌し
分散させた。
【0055】得られたシリカゾルは、表1に示されるよ
うに、平均粒子径0.91μm、粒度分布0.2〜5.
0μmであった。粒度分布を図8に示す。
うに、平均粒子径0.91μm、粒度分布0.2〜5.
0μmであった。粒度分布を図8に示す。
【0056】さらに、得られたシリカゾルを用いて作製
したフィルムの特性を表1に示す。
したフィルムの特性を表1に示す。
【0057】比較例2 実施例1と同様の方法でシリカヒドロゲルを得、このシ
リカヒドロゲル840gとエチレングリコール1160
gとをホモジナイザーを用いて分散させた。
リカヒドロゲル840gとエチレングリコール1160
gとをホモジナイザーを用いて分散させた。
【0058】得られたシリカゾルは、表1に示されるよ
うに、平均粒子径2.19μm、粒度分布0.1〜1
0.0μmであった。粒度分布を図9に示す。
うに、平均粒子径2.19μm、粒度分布0.1〜1
0.0μmであった。粒度分布を図9に示す。
【0059】さらに、得られたシリカゾルを用いて作製
したフィルムの特性を表1に示す。
したフィルムの特性を表1に示す。
【0060】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明は、以下の効果を奏するものである。
明は、以下の効果を奏するものである。
【0061】本発明によるシリカゾルは、その湿式粉砕
の程度により、二次粒子の平均粒子径0.03〜2.0
μm、粒度分布0.01〜3.0μmの範囲で任意にコ
ントロール可能であり、例えば、ポリエステルフィルム
のアンチブロッキング材として使用する場合、(1)エ
チレングリコール等のグリコール中でフィルムの膜厚に
適応する平均粒子径、シャープな粒度分布を有し、かつ
3.0μm以上の粗大粒子を含まない、(2)エチレン
グリコール等のグリコール中で均一、安定に分散してい
る、(3)フィルムとのなじみが良い、(4)フィルム
表面から剥離、脱落しにくい形状を有する等、ポリエス
テルフィルムのアンチブロッキング材としての優れた性
質を有している。したがって、本発明によるシリカゾル
を使用したポリエステルフィルムをベースフィルムとす
るオーディオやビデオテープの走行安定性を向上させる
ための滑り性、摩擦係数が改善され、フィルム表面から
粒子が剥離、脱落しにくく耐削れ性に優れ、かつテープ
の薄膜化に対応できる等、その実用上の効果が極めて懸
著となる。
の程度により、二次粒子の平均粒子径0.03〜2.0
μm、粒度分布0.01〜3.0μmの範囲で任意にコ
ントロール可能であり、例えば、ポリエステルフィルム
のアンチブロッキング材として使用する場合、(1)エ
チレングリコール等のグリコール中でフィルムの膜厚に
適応する平均粒子径、シャープな粒度分布を有し、かつ
3.0μm以上の粗大粒子を含まない、(2)エチレン
グリコール等のグリコール中で均一、安定に分散してい
る、(3)フィルムとのなじみが良い、(4)フィルム
表面から剥離、脱落しにくい形状を有する等、ポリエス
テルフィルムのアンチブロッキング材としての優れた性
質を有している。したがって、本発明によるシリカゾル
を使用したポリエステルフィルムをベースフィルムとす
るオーディオやビデオテープの走行安定性を向上させる
ための滑り性、摩擦係数が改善され、フィルム表面から
粒子が剥離、脱落しにくく耐削れ性に優れ、かつテープ
の薄膜化に対応できる等、その実用上の効果が極めて懸
著となる。
【0062】なお、本発明によるシリカゾルはプラスチ
ックフィルム、ゴム、化粧品、塗料歯磨剤、製紙、研磨
材等に有効に適用することができる。
ックフィルム、ゴム、化粧品、塗料歯磨剤、製紙、研磨
材等に有効に適用することができる。
【0063】
【表1】
【図1】実施例1で得られたシリカゾルの微分形粒度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図2】実施例2で得られたシリカゾルの微分形粒度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図3】実施例3で得られたシリカゾルの微分形粒度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図4】実施例4で得られたシリカゾルの微分形粒度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図5】実施例5で得られたシリカゾルの微分形粒度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図6】実施例6で得られたシリカゾルの微分形粒度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図7】実施例7で得られたシリカゾルの微分形粒度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図8】比較例1で得られたシリカゾルの微分形粒度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図9】比較例2で得られたシリカゾルの微分形粒度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図10】実施例1で得られたシリカゾルの粒子形状を
示す倍率10,000倍の走査型電子顕微鏡写真であ
る。
示す倍率10,000倍の走査型電子顕微鏡写真であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前野 昌弘 兵庫県宝塚市逆瀬台一丁目8番 A305
Claims (2)
- 【請求項1】アルカリケイ酸塩溶液を中和反応により分
解沈殿させて得たシリカヒドロゲルもしくはその乾燥物
を極性溶媒中で湿式粉砕することを特徴とするシリカゾ
ルの製造方法。 - 【請求項2】得られるべきシリカゾルがpH9〜11で
あるように調整することを特徴とする請求項1に記載の
シリカゾルの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34142191A JPH05170424A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | シリカゾルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34142191A JPH05170424A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | シリカゾルの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05170424A true JPH05170424A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=18345945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34142191A Pending JPH05170424A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | シリカゾルの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05170424A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003520177A (ja) * | 2000-01-19 | 2003-07-02 | 株式会社ブリヂストン | 安定化シリカおよびこれの製造および使用方法 |
JP2004513049A (ja) * | 1998-07-09 | 2004-04-30 | ダブリュー・アール・グレース・アンド・カンパニー−コーン | 微細な多孔質無機酸化物粒子の分散液および同分散液の製造方法 |
JP2005126281A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Tosoh Silica Corp | 非晶質シリカ |
JP2011006320A (ja) * | 1998-07-09 | 2011-01-13 | W R Grace & Co | 微細な多孔質無機酸化物粒子の分散液および同分散液の製造方法 |
US8052788B2 (en) * | 2005-08-10 | 2011-11-08 | Nalco Company | Method of producing silica sols with controllable broad size distribution and minimum particle size |
JP7129576B1 (ja) * | 2021-12-23 | 2022-09-01 | 扶桑化学工業株式会社 | コロイダルシリカ及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP34142191A patent/JPH05170424A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004513049A (ja) * | 1998-07-09 | 2004-04-30 | ダブリュー・アール・グレース・アンド・カンパニー−コーン | 微細な多孔質無機酸化物粒子の分散液および同分散液の製造方法 |
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JP4879434B2 (ja) * | 2000-01-19 | 2012-02-22 | 株式会社ブリヂストン | 安定化シリカおよびこれの製造および使用方法 |
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JP4590179B2 (ja) * | 2003-10-23 | 2010-12-01 | 東ソー・シリカ株式会社 | 非晶質シリカ |
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WO2023119550A1 (ja) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | 扶桑化学工業株式会社 | コロイダルシリカ及びその製造方法 |
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