JPH0649571B2 - 調節された多孔度を持つシリカ及びその製造方法 - Google Patents
調節された多孔度を持つシリカ及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、調節された多孔度を持つシリカ及びその製造
方法に関する。
方法に関する。
[従来の技術とその問題点] シリカは、その多孔度特性の故に、ある種の用途、特に
触媒、インク、紙、食品工業などに使用される。
触媒、インク、紙、食品工業などに使用される。
触媒の場合、シリカは触媒の担体として又はモノリス型
担体を覆う多孔質層として使用される。
担体を覆う多孔質層として使用される。
また、シリカは、その光学的白色度及び不透明度特性の
故に、紙、特に新聞紙の装入材料として、コート紙や特
殊紙のコーチング用装入材料として使用される。シリカ
が紙に使用される場合には、インクの吸収を容易にする
ために大きな多孔度が要求される。
故に、紙、特に新聞紙の装入材料として、コート紙や特
殊紙のコーチング用装入材料として使用される。シリカ
が紙に使用される場合には、インクの吸収を容易にする
ために大きな多孔度が要求される。
さらに、動物の食品の分野では、シリカは、その吸収性
の結果として、栄養物の担体として、特にメチオニン、
ビタミン(特にA及びE)、糖グリセリドなどの担体と
して使用される。
の結果として、栄養物の担体として、特にメチオニン、
ビタミン(特にA及びE)、糖グリセリドなどの担体と
して使用される。
したがって、これらの用途及びその他の多くの用途にお
いては、シリカがある種の形態学的特性を有することが
要求される。
いては、シリカがある種の形態学的特性を有することが
要求される。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の第一の目的は、向上した多孔度を有するシリカ
を提供することである。
を提供することである。
本発明の第二の目的は、調節された多孔度を持つシリカ
を得るのを可能にする方法を提供することである。
を得るのを可能にする方法を提供することである。
[課題を解決するための手段] このため、本発明に従う沈降シリカは、20〜300m2
/gのBET比表面積、10〜200m2/gのCTAB
比表面積、80〜400cm3/100gの油取込量(D
BP)、1〜10cm3/gの細孔容積及び10〜50n
mの平均細孔直径を有する。
/gのBET比表面積、10〜200m2/gのCTAB
比表面積、80〜400cm3/100gの油取込量(D
BP)、1〜10cm3/gの細孔容積及び10〜50n
mの平均細孔直径を有する。
本発明のシリカの独創性は、それが最適化された細孔容
積、即ち、特許請求された範囲内で規定される比表面積
がどうであろうとも10〜50nmの直径を持つ細孔を
有し、その結果このシリカが最大の吸着表面と吸収力を
有するということである。
積、即ち、特許請求された範囲内で規定される比表面積
がどうであろうとも10〜50nmの直径を持つ細孔を
有し、その結果このシリカが最大の吸着表面と吸収力を
有するということである。
本発明のシリカは、20〜300m2/g、好ましくは6
0〜200m2/gのBET比表面積を有する。BET比
表面積は、J.Amer.Chem.Soc.vol.
60,p.309(1938年2月)及びフランス標準
規格X11−622(3.3)に記載のブルナウェル・
エメット・テラー法に従って決定される。
0〜200m2/gのBET比表面積を有する。BET比
表面積は、J.Amer.Chem.Soc.vol.
60,p.309(1938年2月)及びフランス標準
規格X11−622(3.3)に記載のブルナウェル・
エメット・テラー法に従って決定される。
CTAB比表面積は通10〜200m2/g、特に60〜
200m2/gの間である。CTAB比表面積は、AST
M標準規格D3765に従って、臭化ヘキサデシルトリ
メチルアンモニウム(CTAB)吸着をpH9で行い、
かつCTAB分子の投影面積として35Å2を採用する
ことによって規定される外部表面積である。
200m2/gの間である。CTAB比表面積は、AST
M標準規格D3765に従って、臭化ヘキサデシルトリ
メチルアンモニウム(CTAB)吸着をpH9で行い、
かつCTAB分子の投影面積として35Å2を採用する
ことによって規定される外部表面積である。
また、本発明のシリカはフランス標準規格30−022
(1953年3月)に従ってフタル酸ジブチルを使用し
て決定して、シリカ100g当り80〜400cm3の油
取込量を有することができる。
(1953年3月)に従ってフタル酸ジブチルを使用し
て決定して、シリカ100g当り80〜400cm3の油
取込量を有することができる。
本発明のシリカの多孔度特性については、それは1〜1
0cm3/g、特に2〜5cm3/gの細孔容積を有する。
平均細孔直径は10〜50nm、好ましくは20〜30
nmの比較的小さい範囲内にある。
0cm3/g、特に2〜5cm3/gの細孔容積を有する。
平均細孔直径は10〜50nm、好ましくは20〜30
nmの比較的小さい範囲内にある。
凝集体間細孔容積の決定及びこの細孔容積に応じた細孔
の母集団の決定は、水銀ポロシメータ(COULTRO
NICS 9300ポアサイザー)によって行われ
る。この方法では、脱ガスされた試料の細孔に水銀が浸
透せしめられ、これにより細孔容積の変化を圧力又は細
孔半径の関数として表わす多孔度曲線がプロットされ
る。この多孔度曲線は、N.M.ウィルソン及びJ.
J.シャピロ両氏によりASTM BULLETIN
p.39(1959年2月)に記載された方法に従って
プロットされる。
の母集団の決定は、水銀ポロシメータ(COULTRO
NICS 9300ポアサイザー)によって行われ
る。この方法では、脱ガスされた試料の細孔に水銀が浸
透せしめられ、これにより細孔容積の変化を圧力又は細
孔半径の関数として表わす多孔度曲線がプロットされ
る。この多孔度曲線は、N.M.ウィルソン及びJ.
J.シャピロ両氏によりASTM BULLETIN
p.39(1959年2月)に記載された方法に従って
プロットされる。
凝集体の積み重ねが凝集体間多孔度を生じ、その水銀に
よる充填が多孔度曲線上に階段を生じさせる。この階段
の高さから凝集体間細孔容積がわかる。また、この階段
の傾斜度は細孔の母集団の分散度を反映している。得ら
れた曲線は、凝集体間の細孔の母集団の均一性が増大す
るほど鋭いピークを表わす。
よる充填が多孔度曲線上に階段を生じさせる。この階段
の高さから凝集体間細孔容積がわかる。また、この階段
の傾斜度は細孔の母集団の分散度を反映している。得ら
れた曲線は、凝集体間の細孔の母集団の均一性が増大す
るほど鋭いピークを表わす。
比表面積及び多孔度特性は後に詳述するが、これらは本
発明の方法によって変えることができる。
発明の方法によって変えることができる。
シリカの粒度はその用途に応じて適応される。凝集体の
平均直径は通常0.5〜20nm、好ましくは1〜10
μmの間である。平均直径は、凝集体の50重量%がこ
の平均直径よりも大きいか又は小さい直径を有するよう
な直径である。この凝集体平均直径コウルター(Cou
lter)カウンターによって測定される。
平均直径は通常0.5〜20nm、好ましくは1〜10
μmの間である。平均直径は、凝集体の50重量%がこ
の平均直径よりも大きいか又は小さい直径を有するよう
な直径である。この凝集体平均直径コウルター(Cou
lter)カウンターによって測定される。
本発明に従うシリカのpHは、一般に4〜8、特に5〜
7の間である。このpH値は、フランス標準規格450
07(5.5)に従って決定される。
7の間である。このpH値は、フランス標準規格450
07(5.5)に従って決定される。
本発明のシリカは、シリカのコロイド分散体にけい酸塩
と酸を同時に添加してシリカ懸濁液となし、次いでその
pH値を3〜7となるように低下させ、シリカを分離
し、これを乾燥操作に付すことからなる独創的な方法に
よって製造することができる。
と酸を同時に添加してシリカ懸濁液となし、次いでその
pH値を3〜7となるように低下させ、シリカを分離
し、これを乾燥操作に付すことからなる独創的な方法に
よって製造することができる。
本発明に従う方法の好ましい変法、初期のシリカのコロ
イド分散体に電解質を追加的に添加することを包含す
る。
イド分散体に電解質を追加的に添加することを包含す
る。
好ましくは1〜150g/の濃度を有するシリカのコ
ロイド分散体を製造する方法の一つは、けい酸塩水溶液
を例えば60〜95℃に加熱し、この水溶液に酸を8〜
10、好ましくはほぼ9.5のpHが得られるまで添加
することからなる。
ロイド分散体を製造する方法の一つは、けい酸塩水溶液
を例えば60〜95℃に加熱し、この水溶液に酸を8〜
10、好ましくはほぼ9.5のpHが得られるまで添加
することからなる。
けい酸塩水溶液の濃度は、SiO2として表わして、好
ましくは20〜150g/である。希釈された又は濃
厚な酸を使用することが可能であり、その規定度は0.
5〜36N、好ましくは1〜2Nの間である。
ましくは20〜150g/である。希釈された又は濃
厚な酸を使用することが可能であり、その規定度は0.
5〜36N、好ましくは1〜2Nの間である。
ここで、用語「けい酸塩」とは、アルカリ金属けい酸塩
を、そして好ましくはSiO2/Na2O重量比が2〜
4、好ましくは3.5のけい酸ナトリウムを意味するも
のとする。酸は気体状(例えば二酸化炭素ガス)又は液
状であってよく、好ましくは硫酸である。
を、そして好ましくはSiO2/Na2O重量比が2〜
4、好ましくは3.5のけい酸ナトリウムを意味するも
のとする。酸は気体状(例えば二酸化炭素ガス)又は液
状であってよく、好ましくは硫酸である。
本発明の変法によれば、コロイド分散体中のコロイドの
数を電解質の添加により制限することが可能である。一
般的には無機又は有機塩、好ましくはアルカリ金属又は
アンモニウム塩が使用される。例として、硫酸ナトリウ
ム、塩化ナトリウム、酢酸ナトリウム、硫酸アンモニウ
ム、塩化アンモンニウムなどがあげられる。
数を電解質の添加により制限することが可能である。一
般的には無機又は有機塩、好ましくはアルカリ金属又は
アンモニウム塩が使用される。例として、硫酸ナトリウ
ム、塩化ナトリウム、酢酸ナトリウム、硫酸アンモニウ
ム、塩化アンモンニウムなどがあげられる。
電解質は固体又は水溶液の形で使用することができ、そ
の濃度は有利にコロイド分散体1当り0〜50gの間
であってもよい。
の濃度は有利にコロイド分散体1当り0〜50gの間
であってもよい。
本発明の方法によれば、けい酸塩と酸はシリカのコロイ
ド分散体に同時に添加され、そして随意として電解質も
加えられる。二つの反応剤は、pHが8〜10、好まし
くは8.5〜9.5の間に一定に保持されるように同時
に添加される。温度は有利には60〜95℃である。
ド分散体に同時に添加され、そして随意として電解質も
加えられる。二つの反応剤は、pHが8〜10、好まし
くは8.5〜9.5の間に一定に保持されるように同時
に添加される。温度は有利には60〜95℃である。
けい酸塩溶液の濃度は、、SiO2として表わして、シ
リカのコロイド分散体1当り40〜250g、特に8
0〜150gであってよい。
リカのコロイド分散体1当り40〜250g、特に8
0〜150gであってよい。
本発明方法の次の工程において、pHは3〜7の間にも
たらされる。これは酸を添加することにより所望のpH
にもたらされる。例えば、硝酸、塩酸、硫酸若しくはり
ん酸のような無機酸又は二酸化炭素ガスを吹き込むこと
によって形成される炭酸を使用することができる。
たらされる。これは酸を添加することにより所望のpH
にもたらされる。例えば、硝酸、塩酸、硫酸若しくはり
ん酸のような無機酸又は二酸化炭素ガスを吹き込むこと
によって形成される炭酸を使用することができる。
これにより、SiO2として表わして、好ましくは40
〜80g/の濃度を有するシリカ懸濁液が得られる。
〜80g/の濃度を有するシリカ懸濁液が得られる。
最初に使用したシリカのコロイド分散体の占める容積
は、得られる最終懸濁液の容積の10〜20%を占め、
好ましくはほぼ15%である。
は、得られる最終懸濁液の容積の10〜20%を占め、
好ましくはほぼ15%である。
次いで、反応媒体からシリカの分離が任意の知られた方
法、例えば真空濾過又はフィルタープレスによって行わ
れる。これによりシリカケーキが得られる。
法、例えば真空濾過又はフィルタープレスによって行わ
れる。これによりシリカケーキが得られる。
本発明の好ましい具体例によれば、このシリカケーキを
洗浄することができる。これは、一般に脱イオン水で及
び(又は)2〜7のpHを持つ酸溶液で洗浄することが
できる。この酸溶液は、例えば硝酸のような無機酸の溶
液であってよい。
洗浄することができる。これは、一般に脱イオン水で及
び(又は)2〜7のpHを持つ酸溶液で洗浄することが
できる。この酸溶液は、例えば硝酸のような無機酸の溶
液であってよい。
しかし、本発明の具体例によれば、酸溶液は有機酸、特
に錯化性有機酸の溶液であってもよい。このような酸
は、カルボン酸、ジカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸
及びアミノカルボン酸のうちから選ぶことができる。こ
のような酸の例は酢酸であり、錯化性酸の例は酒石酸、
マレイン酸、グリセリン酸、グルコン酸及びくえん酸で
ある。
に錯化性有機酸の溶液であってもよい。このような酸
は、カルボン酸、ジカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸
及びアミノカルボン酸のうちから選ぶことができる。こ
のような酸の例は酢酸であり、錯化性酸の例は酒石酸、
マレイン酸、グリセリン酸、グルコン酸及びくえん酸で
ある。
実用的な観点からは、この洗浄操作は、シリカケーキ上
に洗浄溶液を通すことによって、又は得られる懸濁液に
シリカケーキを砕解した後に導入することによって行う
ことができる。
に洗浄溶液を通すことによって、又は得られる懸濁液に
シリカケーキを砕解した後に導入することによって行う
ことができる。
しかして、乾燥操作に先立って、フィルターケーキは砕
解されるが、これは任意の知られた手段によって、例え
ば高速撹拌機を使用して行うことができる。
解されるが、これは任意の知られた手段によって、例え
ば高速撹拌機を使用して行うことができる。
したがって、フィルターケーキは、洗浄前に又は洗浄後
に砕解され、次いで任意の知られた手段によって乾燥さ
れる。乾燥は、例えばマッフル炉若しくはトンネル炉に
おいて又は熱空気流れ中に噴霧することによって行うこ
とができ、その入口温度はほぼ200〜500℃の間で
あってよく、出口温度は80〜100℃である。滞留時
間は10秒〜5分間である。
に砕解され、次いで任意の知られた手段によって乾燥さ
れる。乾燥は、例えばマッフル炉若しくはトンネル炉に
おいて又は熱空気流れ中に噴霧することによって行うこ
とができ、その入口温度はほぼ200〜500℃の間で
あってよく、出口温度は80〜100℃である。滞留時
間は10秒〜5分間である。
乾燥生成物は、必要ならば所望の粒度を得るために粉砕
することができる。後者は所期の用途によって調節され
る。一般に、操作は、凝集体の平均直径が0.05〜2
0μm、好ましくは1〜10μmであるように行われ
る。製紙用のシリカの場合には粒度は有利には1〜3μ
mである。操作は、エアジェット又はナイフグラインダ
ーのような慣用の装置で行われる。
することができる。後者は所期の用途によって調節され
る。一般に、操作は、凝集体の平均直径が0.05〜2
0μm、好ましくは1〜10μmであるように行われ
る。製紙用のシリカの場合には粒度は有利には1〜3μ
mである。操作は、エアジェット又はナイフグラインダ
ーのような慣用の装置で行われる。
本発明の方法の実施により、前記したようなある種の形
態学的特徴を有するシリカが得られる。
態学的特徴を有するシリカが得られる。
本発明に従う方法の特徴の一つは、得られるシリカの形
態、特にその比表面積を調節することを可能にさせるこ
とである。しかして、得られるシリカの最終的特徴を相
関させることができ、また最初のシリカのコロイド分散
体中に存在するコロイドの数及び大きさの関数として選
定することができることが見出された。
態、特にその比表面積を調節することを可能にさせるこ
とである。しかして、得られるシリカの最終的特徴を相
関させることができ、また最初のシリカのコロイド分散
体中に存在するコロイドの数及び大きさの関数として選
定することができることが見出された。
しかし、また、この分散体中のコロイドの数及び大きさ
は、電解質を存在させ又は存在させずにかつ電解質の濃
度を選択することにより、シリカのコロイド分散体中の
シリカの濃度を選択することによって調節できることが
見出された。
は、電解質を存在させ又は存在させずにかつ電解質の濃
度を選択することにより、シリカのコロイド分散体中の
シリカの濃度を選択することによって調節できることが
見出された。
添附の第1図は、電解質を存在させない場合のシリカの
コロイド分散体中のシリカ濃度(g/として表わす)
の関数として、得られたシリカのCTAB比表面積(m2
/g)の変化曲線(A)をプロットしたグラフである。
コロイド分散体中のシリカ濃度(g/として表わす)
の関数として、得られたシリカのCTAB比表面積(m2
/g)の変化曲線(A)をプロットしたグラフである。
第2図は、電解質、即ち硫酸ナトリウムを20g/の
量で存在させた場合のシリカ濃度の関数として、得られ
たシリカのCTAB比表面積(m2/g)の変化曲線
(B)をプロットしたグラフである。
量で存在させた場合のシリカ濃度の関数として、得られ
たシリカのCTAB比表面積(m2/g)の変化曲線
(B)をプロットしたグラフである。
したがって、曲線A及びBに基けば、当業者は、所望の
比表面積特性を得るのを可能ならしめる操作条件を容易
に決定することができよう。例えば、小さい比表面積、
即ちほぼ80m2/g以下の比表面積が要求されるなら
ば、シリカのコロイド分散体の調製中に電解質を使用す
べきである。しかし、大きい比表面積、好ましくは15
0m2/g以上を望む場合には、シリカのコロイド分散体
中のシリカ濃度は低いように選定すべきであり、好まし
くは50g/以下である。
比表面積特性を得るのを可能ならしめる操作条件を容易
に決定することができよう。例えば、小さい比表面積、
即ちほぼ80m2/g以下の比表面積が要求されるなら
ば、シリカのコロイド分散体の調製中に電解質を使用す
べきである。しかし、大きい比表面積、好ましくは15
0m2/g以上を望む場合には、シリカのコロイド分散体
中のシリカ濃度は低いように選定すべきであり、好まし
くは50g/以下である。
本発明に従う方法の他の特色は、これが広い比表面積の
範囲で比較的一定の凝集体間細孔寸法を導くことであ
る。これは実施例で証明される。
範囲で比較的一定の凝集体間細孔寸法を導くことであ
る。これは実施例で証明される。
したがって、本発明のシリカは、その有益な形態学的特
性の結果として、広い分野の用途、特に触媒、紙、栄養
物の担体などに使用することができる。
性の結果として、広い分野の用途、特に触媒、紙、栄養
物の担体などに使用することができる。
[実施例] ここで、本発明の実施例を示す。
例1 150m2/gのCTAB比表面積を持つシリカの合成 pH及び温度制御系とタービン式撹拌系を備えた反応器
に5の脱イオン水と1の130g/けい酸ナトリ
ウム水溶液を導入する。
に5の脱イオン水と1の130g/けい酸ナトリ
ウム水溶液を導入する。
撹拌(350rpm)を開始した後、生じた沈降物を8
5℃に加熱し、80g/硫酸水溶液を添加することに
より8分間でpHを9.5とする。85℃の温度となっ
たときに、シリカ濃度が130g/でSiO2/Na
2O比が3.5である10のけい酸ナトリウム水溶液
(0.20/minの流量で)と7の80g/硫
酸水溶液とを同時に添加する。酸の流量は、媒体のpH
を9.2の一定値に保持するように調節する(平均流
量:0.14/min)。
5℃に加熱し、80g/硫酸水溶液を添加することに
より8分間でpHを9.5とする。85℃の温度となっ
たときに、シリカ濃度が130g/でSiO2/Na
2O比が3.5である10のけい酸ナトリウム水溶液
(0.20/minの流量で)と7の80g/硫
酸水溶液とを同時に添加する。酸の流量は、媒体のpH
を9.2の一定値に保持するように調節する(平均流
量:0.14/min)。
50分間で添加した後、けい酸塩の添加を中止し、そし
て酸の添加を反応混合物のpHが5で安定化するまで続
ける。次いでこの混合物を濾過し、湿ったフィルターケ
ーキを脱イオン水により濾液の導電率が1ミリジーメン
ス以下となるまで洗浄する。得られたケーキを噴霧乾燥
し、2μmの粒度を得るためにジェットピュルベライザ
ー型粉砕機で粉砕する。
て酸の添加を反応混合物のpHが5で安定化するまで続
ける。次いでこの混合物を濾過し、湿ったフィルターケ
ーキを脱イオン水により濾液の導電率が1ミリジーメン
ス以下となるまで洗浄する。得られたケーキを噴霧乾燥
し、2μmの粒度を得るためにジェットピュルベライザ
ー型粉砕機で粉砕する。
このようにして得られたシリカの物理的化学的特性は次
の通りである。
の通りである。
BET比表面積 200m2/g CTAB比表面積 150m2/g 油取込量 320cm3/100g 水中5%でのpH 7 硫酸塩% 0.5 105℃の湿度(%) 5.9 1000℃での強熱減量(%) 9.1 105℃でのケーキの減量(%)80 全細孔容積 3.6cm3/g 細孔平均直径 35nm 例2 120m2/gのCTAB比表面積を持つシリカの合成 温度及びpH制御系とタービン式撹拌系を備えた反応器
に4.4の脱イオン水と1.6の130g/けい
酸ナトリウム水溶液を導入する。
に4.4の脱イオン水と1.6の130g/けい
酸ナトリウム水溶液を導入する。
撹拌(250rpm)を開始した後、生じた沈降物を9
2℃に加熱し、80g/硫酸水溶液を添加することに
より8分間でpHを9.5に調節する。92℃の温度と
なったときに、シリカ濃度が130g/でSiO2/
Na2O比が3.5である12のけい酸ナトリウム水
溶液(0.20/minの流量で)と7.2の硫酸
(80g/)水溶液とを同時に添加する。酸の流量
は、媒体のpHを9.5の一定値に保持するように調節
する(平均流量:0.12/min)。
2℃に加熱し、80g/硫酸水溶液を添加することに
より8分間でpHを9.5に調節する。92℃の温度と
なったときに、シリカ濃度が130g/でSiO2/
Na2O比が3.5である12のけい酸ナトリウム水
溶液(0.20/minの流量で)と7.2の硫酸
(80g/)水溶液とを同時に添加する。酸の流量
は、媒体のpHを9.5の一定値に保持するように調節
する(平均流量:0.12/min)。
60分間添加した後、けい酸塩の添加を中止し、そして
酸の添加を反応混合物のpHが5で安定化するまで続け
る。次いでこの混合物を濾過し、湿ったフィルターケー
キを脱イオン水により濾液の導電率が1ミリジーメンス
以下となるまで洗浄する。得られたケーキを噴霧乾燥
し、2μmの粒度を得るようにジェットピュルベライザ
ーで粉砕する。
酸の添加を反応混合物のpHが5で安定化するまで続け
る。次いでこの混合物を濾過し、湿ったフィルターケー
キを脱イオン水により濾液の導電率が1ミリジーメンス
以下となるまで洗浄する。得られたケーキを噴霧乾燥
し、2μmの粒度を得るようにジェットピュルベライザ
ーで粉砕する。
このようにして得られたシリカの物理的化学的特性は次
の通りである。
の通りである。
BET比表面積 150m2/g CTAB比表面積 120m2/g 油取込量 200cm3/100g 水中5%でのpH 4 硫酸塩% 2.5 105℃の湿度(%) 4 1000℃での強熱減量(%) 9 105℃でのケーキの減量(%)80 全細孔容積 3.3cm3/g 細孔平均直径 35nm 例3 60m2/gのCTAB比表面積を持つシリカの合成 温度及びpH制御系とタービン式撹拌系を備えた反応器
に2.5の脱イオン水と2.5の130g/けい
酸ナトリウム水溶液を導入する。
に2.5の脱イオン水と2.5の130g/けい
酸ナトリウム水溶液を導入する。
撹拌(350rpm)を開始した後、生じた沈降物を9
0℃に加熱し、80g/硫酸水溶液を添加することに
より8分間でpHを9.5に調節する。90℃の温度と
なったときに、シリカ濃度が130g/でSiO2/
Na2O比が3.5である15のけい酸ナトリウム水
溶液(0.25/minの流量で)と9の硫酸(8
0g/)水溶液とを同時に添加する。酸の流量は、媒
体のpHを9.5の一定値に保持するように調節する
(平均流量:0.15/min)。
0℃に加熱し、80g/硫酸水溶液を添加することに
より8分間でpHを9.5に調節する。90℃の温度と
なったときに、シリカ濃度が130g/でSiO2/
Na2O比が3.5である15のけい酸ナトリウム水
溶液(0.25/minの流量で)と9の硫酸(8
0g/)水溶液とを同時に添加する。酸の流量は、媒
体のpHを9.5の一定値に保持するように調節する
(平均流量:0.15/min)。
60分間添加した後、けい酸塩の添加を中止し、そして
酸の添加を反応混合物のpHが5で安定化するまで続け
る。次いでこの混合物を濾過し、湿ったフィルターケー
キを脱イオン水により濾液の導電率が1ミリジーメンス
以下となるまで洗浄する。得られたケーキを噴霧乾燥
し、2μmの粒度を得るようにジェットピュルベライザ
ーで粉砕する。
酸の添加を反応混合物のpHが5で安定化するまで続け
る。次いでこの混合物を濾過し、湿ったフィルターケー
キを脱イオン水により濾液の導電率が1ミリジーメンス
以下となるまで洗浄する。得られたケーキを噴霧乾燥
し、2μmの粒度を得るようにジェットピュルベライザ
ーで粉砕する。
このようにして得られたシリカの物理的化学的特性は次
の通りである。
の通りである。
BET比表面積 80m2/g CTAB比表面積 60m2/g 油取込量 120cm3/100g 水中5%でのpH 4 硫酸塩% 2.5 105℃の湿度(%) 4 1000℃での強熱減量(%) 8 105℃でのケーキの減量(%)80 全細孔容積 3.3cm3/g 細孔平均直径 40nm 例4 30m2/gのCTAB比表面積を持つシリカの合成 温度及びpH制御系とタービン式撹拌系を備えた反応器
に4の75g/けい酸ナトリウム水溶液及び80g
の硫酸ナトリウム水溶液を導入する。
に4の75g/けい酸ナトリウム水溶液及び80g
の硫酸ナトリウム水溶液を導入する。
撹拌(350rpm)を開始した後、生じた沈降物を9
0℃に加熱する。沈降物のpHを80g/硫酸を0.
058/minの一定流量で添加することにより9に
調節する。
0℃に加熱する。沈降物のpHを80g/硫酸を0.
058/minの一定流量で添加することにより9に
調節する。
次いで、シリカ濃度が130g/、SiO2/Na2
Oの比が3.5である14.4のけい酸ナトリウム
(流量0.240/minで)と濃度が80g/で
ある9.42の硫酸とを同時に添加する。酸の流量
は、媒体のpHを9.2の一定値に保持するように調節
する(平均流量:0.16/min)。
Oの比が3.5である14.4のけい酸ナトリウム
(流量0.240/minで)と濃度が80g/で
ある9.42の硫酸とを同時に添加する。酸の流量
は、媒体のpHを9.2の一定値に保持するように調節
する(平均流量:0.16/min)。
同時添加の終了時に、けい酸塩の添加を止め、そして酸
の添加を反応混合物のpHが4.2で安定化するまで
0.073/minの一定流量で続ける。次いで混合
物を濾過し、湿ったフィルターケーキを脱イオン水によ
り濾液の導電率が1ミリジーメンス以下となるまで洗浄
する。得られたケーキを噴霧乾燥し、5μの粒度を得る
ようにジェットピュルベライザーで粉砕する。
の添加を反応混合物のpHが4.2で安定化するまで
0.073/minの一定流量で続ける。次いで混合
物を濾過し、湿ったフィルターケーキを脱イオン水によ
り濾液の導電率が1ミリジーメンス以下となるまで洗浄
する。得られたケーキを噴霧乾燥し、5μの粒度を得る
ようにジェットピュルベライザーで粉砕する。
このようにして得られたシリカの物理的化学的特性は次
の通りである。
の通りである。
BET比表面積 50m2/g CTAB比表面積 30m2/g 油取込量 90cm3/100g 水中5%でのpH 5 全細孔容積 1.25cm3/g 平均細孔直径 50nm 例5 50m2/gのCTAB比表面積を持つシリカの合成 温度及びpH制御系とタービン式撹拌系を備えた反応器
に4の105g/けい酸ナトリウム水溶液及び80
gの硫酸ナトリウム水溶液を導入する。
に4の105g/けい酸ナトリウム水溶液及び80
gの硫酸ナトリウム水溶液を導入する。
撹拌(350rpm)を開始した後、生じた沈降物を9
0℃に加熱し、pHを80g/硫酸を0.138/
minの一定流量で添加することにより9に調節する。
0℃に加熱し、pHを80g/硫酸を0.138/
minの一定流量で添加することにより9に調節する。
次いで、シリカ濃度が130g/、SiO2/Na2
O比が3.5である14.09のけい酸ナトリウム
(流量0.235/minで)と濃度が80g/で
ある8.28の硫酸とを同時に添加する。酸の流量
は、媒体のpHを9.2の一定値に保持するように調節
する(平均流量:0.14/min)。
O比が3.5である14.09のけい酸ナトリウム
(流量0.235/minで)と濃度が80g/で
ある8.28の硫酸とを同時に添加する。酸の流量
は、媒体のpHを9.2の一定値に保持するように調節
する(平均流量:0.14/min)。
同時添加の終了時に、けい酸塩の添加を止め、そして酸
の添加を反応混合物のpHが4.2で安定化するまで
0.075/minの一定流量で続ける。次いで混合
物を濾過し、湿ったフィルターケーキを脱イオン水によ
り濾液の導電率が1ミリジーメンス以下となるまで洗浄
する。得られたケーキを噴霧乾燥し、5μの粒度を得る
ようにジェットピュルベライザーで粉砕する。
の添加を反応混合物のpHが4.2で安定化するまで
0.075/minの一定流量で続ける。次いで混合
物を濾過し、湿ったフィルターケーキを脱イオン水によ
り濾液の導電率が1ミリジーメンス以下となるまで洗浄
する。得られたケーキを噴霧乾燥し、5μの粒度を得る
ようにジェットピュルベライザーで粉砕する。
このようにして得られたシリカの物理的化学的特性は次
の通りである。
の通りである。
BET比表面積 60m2/g CTAB比表面積 50m2/g 油取込量 100cm3/100g 水中5%でのpH 5 全細孔容積 1.65cm3/g 平均細孔直径 50nm 例6 100m2/gのCTAB比表面積を持つシリカの合成 温度及びpH制御系とタービン式撹拌系を備えた反応器
に4の130g/けい酸ナトリウム水溶液及び80
gの硫酸ナトリウム水溶液を導入する。
に4の130g/けい酸ナトリウム水溶液及び80
gの硫酸ナトリウム水溶液を導入する。
撹拌(350rpm)を開始した後、生じた沈降物を9
0℃に加熱し、80g/硫酸を0.045/min
の一定流量で添加することにより.7のpH9に調節す
る。
0℃に加熱し、80g/硫酸を0.045/min
の一定流量で添加することにより.7のpH9に調節す
る。
次いで、シリカ濃度が130g/、SiO2/Na2
O比が3.5である13.64のけい酸ナトリウム
(流量0.227/minの流量で)と濃度が80g
/である5.2の硫酸とを同時に添加する。酸の流
量は、媒体のpHを9.5の一定値に保持するように調
節する(平均流量:0.157/min)。
O比が3.5である13.64のけい酸ナトリウム
(流量0.227/minの流量で)と濃度が80g
/である5.2の硫酸とを同時に添加する。酸の流
量は、媒体のpHを9.5の一定値に保持するように調
節する(平均流量:0.157/min)。
同時添加の終了時に、けい酸塩の添加を止め、そして酸
の添加を反応混合物のpHが4.2で安定化するまで
0.073/minの一定流量で続ける。次いで混合
物を濾過し、湿ったフィルターケーキを脱イオン水によ
り濾液の導電率が1ミリジーメンス以下となるまで洗浄
する。得られたケーキを噴霧乾燥し、5μの粒度を得る
ようにジェットピュルベライザーで粉砕する。
の添加を反応混合物のpHが4.2で安定化するまで
0.073/minの一定流量で続ける。次いで混合
物を濾過し、湿ったフィルターケーキを脱イオン水によ
り濾液の導電率が1ミリジーメンス以下となるまで洗浄
する。得られたケーキを噴霧乾燥し、5μの粒度を得る
ようにジェットピュルベライザーで粉砕する。
このようにして得られたシリカの物理的化学的特性は次
の通りである。
の通りである。
BET比表面積 150m2/g CTAB比表面積 100m2/g 油取込量 150cm3/100g 水中5%でのpH 5 全細孔容積 2.5cm3/g 平均細孔直径 45nm
添附の第1図は、電解質を存在させない場合のシリカの
コロイド分散体中のシリカ濃度(g/として表わす)
の関数として、得られたシリカのCTAB比表面積(m2
/g)の変化曲線(A)をプロットしたグラフである。 第2図は、電解質、即ち硫酸ナトリウムを20g/の
量で存在させた場合のシリカ濃度の関数として、得られ
たシリカのCTAB比表面積(m2/g)の変化曲線
(B)をプロットしたグラフである。
コロイド分散体中のシリカ濃度(g/として表わす)
の関数として、得られたシリカのCTAB比表面積(m2
/g)の変化曲線(A)をプロットしたグラフである。 第2図は、電解質、即ち硫酸ナトリウムを20g/の
量で存在させた場合のシリカ濃度の関数として、得られ
たシリカのCTAB比表面積(m2/g)の変化曲線
(B)をプロットしたグラフである。
Claims (12)
- 【請求項1】20〜300m2/gのBET比表面積、1
0〜200m2/gのCTAB比表面積、80〜400c
m3/100gの油取込量(DBP)、1〜10cm3/g
の細孔容積及び10〜50nmの平均細孔直径を有する
沈降シリカ。 - 【請求項2】凝集体の平均直径が0.5〜20μm、特
に1〜10μmであることを特徴とする請求項1記載の
シリカ。 - 【請求項3】pHが4〜8、特に5〜7であることを特
徴とする請求項1又は2のいずれかに記載のシリカ。 - 【請求項4】シリカのコロイド分散体にけい酸塩と酸を
同時に添加してシリカ懸濁液となし、次いでそのpH値
を3〜7となるように低下させ、シリカを分離し、これ
を乾燥することからなることを特徴とする請求項1〜3
のいずれかに記載のシリカの製造方法。 - 【請求項5】シリカのコロイド分散体に電解質を追加的
に添加することからなることを特徴とする請求項4記載
の方法。 - 【請求項6】pHを8〜10、好ましくは8.5〜9.
5の間に一定に保持するように二つの反応剤を同時に添
加することを特徴とする請求項4記載の方法。 - 【請求項7】温度が60〜95℃であることを特徴とす
る請求項4記載の方法。 - 【請求項8】けい酸塩水溶液を60〜95℃に加熱し、
この水溶液に酸を8〜10、好ましくは9.5のpHが
得られるまで添加することによって1〜150g/の
シリカを含有するシリカのコロイド分散体を製造するこ
とを特徴とする請求項4記載の方法。 - 【請求項9】シリカとして表わしたけい酸塩溶液の濃度
がシリカのコロイド分散体1当り40〜250g、特
に80〜150gであることを特徴とする請求項4記載
の方法。 - 【請求項10】電解質の濃度が分散体1当り0〜50
gであることを特徴とする請求項5記載の方法。 - 【請求項11】シリカのコロイド分散体が占める容積が
得られる最終懸濁液の容積のうちの10〜20%を占
め、特にほぼ15%であることを特徴とする請求項4記
載の方法。 - 【請求項12】分離後に水洗又は酸溶液による洗浄を行
うことを特徴とする請求項4記載の方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8908874A FR2649089B1 (fr) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | Silice a porosite controlee et son procede d'obtention |
FR89/08874 | 1989-07-03 |
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TR28393A (tr) * | 1992-07-16 | 1996-05-29 | Rhone Poulenc Chimie | Silis cökeltisi hazirlamada yeni yöntem, yeni silis cökeltileri ve bunlarin elastomerlerin güclendirilmesinde kullanimi. |
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FR2710629B1 (fr) * | 1993-09-29 | 1995-12-29 | Rhone Poulenc Chimie | Nouveau procédé de préparation de silice précipitée, nouvelles silices précipitées et leur utilisation au renforcement des élastomères. |
FR2723581B1 (fr) * | 1994-08-12 | 1996-11-08 | Rhone Poulenc Chimie | Nouveau procede de preparation de silice precipitee |
DE69432248T2 (de) | 1993-09-29 | 2004-08-19 | Rhodia Chimie | Fällungskieselsäure |
US6001322A (en) | 1993-09-29 | 1999-12-14 | Rhone-Poulenc Chimie | Precipitated silicas |
US6169135B1 (en) | 1993-09-29 | 2001-01-02 | Rhone Poulenc Chimie | Precipitated silica |
DE4427137B4 (de) * | 1993-10-07 | 2007-08-23 | Degussa Gmbh | Fällungskieselsäure |
US6977065B1 (en) * | 1993-10-07 | 2005-12-20 | Degussa Ag | Precipitated silicas |
FR2714369B1 (fr) * | 1993-12-29 | 1996-01-26 | Rhone Poulenc Chimie | Silices abrasives pour compositions dentifrices. |
FR2732331B1 (fr) * | 1995-03-29 | 1997-06-20 | Rhone Poulenc Chimie | Nouveau procede de preparation de silice precipitee, nouvelles silices precipitees contenant du zinc et leur utilisation au renforcement des elastomeres |
US5846506A (en) * | 1994-10-07 | 1998-12-08 | Degussa Aktiengesellschaft | Precipitated silicas |
FR2729671B1 (fr) * | 1995-01-20 | 1997-04-18 | Michelin & Cie | Enveloppe de pneumatique a base de silice precipitee presentant une resistance au roulement amelioree |
FR2732329B1 (fr) * | 1995-03-29 | 1997-06-20 | Rhone Poulenc Chimie | Nouveau procede de preparation de silice precipitee, nouvelles silices precipitees contenant de l'aluminium et leur utilisation au renforcement des elastomeres |
FR2732327B1 (fr) * | 1995-04-03 | 1997-05-09 | Rhone Poulenc Chimie | Suspension aqueuse de silice et de sulfate d'aluminium ou d'alun, procedes de preparation et utilisations de ladite suspension |
FR2732260B1 (fr) * | 1995-04-03 | 1997-05-09 | Rhone Poulenc Chimie | Procede de projection de beton ou de mortier |
US5911963A (en) * | 1995-05-12 | 1999-06-15 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Amorphous precipitated silica having a low proportion of small pores |
IN188702B (ja) * | 1995-06-01 | 2002-10-26 | Degussa | |
DE69612977T2 (de) * | 1995-06-30 | 2001-09-06 | Crosfield Ltd., Warrington | Amorphe kieselsäuren und orale zusammensetzungen |
DE19526476A1 (de) * | 1995-07-20 | 1997-01-23 | Degussa | Fällungskieselsäure |
DE19527278A1 (de) * | 1995-07-26 | 1997-01-30 | Degussa | Fällungskieselsäure |
US5647903A (en) * | 1995-10-03 | 1997-07-15 | Mcgill; Patrick D. | Microporous high structure precipitated silicas and methods |
US5605569A (en) * | 1995-11-08 | 1997-02-25 | Ppg Industries, Inc. | Precipitated silica having high sodium sulfate content |
FR2750692B1 (fr) * | 1996-07-05 | 1998-10-16 | Rhone Poulenc Chimie | Nouvelle silice abrasive, utilisable dans les dentifrices, son procede de preparation et compositions dentifrices la contenant |
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WO1999029623A1 (en) * | 1997-12-08 | 1999-06-17 | J.M. Huber Corporation | Precipitated amorphous silicas having improved physical properties |
DE19807700A1 (de) * | 1998-02-24 | 1999-08-26 | Degussa | Fällungskieselsäuregranulate |
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