JP2002003212A - シリカ−アルミナ被覆鎖状シリカゾルおよびその製造方法 - Google Patents
シリカ−アルミナ被覆鎖状シリカゾルおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バインダー力および陽イオン吸着能力が
大きい、シリカ−アルミナ被覆鎖状シリカゾルを提供す
る。 【解決手段】 鎖状シリカ微粒子は、鎖状または線状の
形状を有するシリカ微粒子であって、電子顕微鏡写真に
よる少なくとも２００個の粒子観察において、鎖状また
は線状の形状を有する粒子数が５０％以上であるのもの
をいう。上記鎖状シリカ微粒子の表面は、シリカとアル
ミナが析出または沈着して該微粒子を被覆した状態にあ
り、該被覆シリカ微粒子のＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比
は１．５〜５００の範囲にあることが好ましい。該Ｓｉ
Ｏ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比が１．５より小さい場合にはア
ルミナの量が多くなるためアルミナの特性が強くなりシ
リカ−アルミナ被覆の効果が得られにくく、また、５０
０より大きい場合にもアルミナの量が少ないためシリカ
−アルミナ被覆の効果が得られにくい。
大きい、シリカ−アルミナ被覆鎖状シリカゾルを提供す
る。 【解決手段】 鎖状シリカ微粒子は、鎖状または線状の
形状を有するシリカ微粒子であって、電子顕微鏡写真に
よる少なくとも２００個の粒子観察において、鎖状また
は線状の形状を有する粒子数が５０％以上であるのもの
をいう。上記鎖状シリカ微粒子の表面は、シリカとアル
ミナが析出または沈着して該微粒子を被覆した状態にあ
り、該被覆シリカ微粒子のＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比
は１．５〜５００の範囲にあることが好ましい。該Ｓｉ
Ｏ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比が１．５より小さい場合にはア
ルミナの量が多くなるためアルミナの特性が強くなりシ
リカ−アルミナ被覆の効果が得られにくく、また、５０
０より大きい場合にもアルミナの量が少ないためシリカ
−アルミナ被覆の効果が得られにくい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鎖状シリカ微粒子
の表面をシリカ−アルミナで被覆した新規なシリカゾ
ル、およびその製造方法に関する。
の表面をシリカ−アルミナで被覆した新規なシリカゾ
ル、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本願発明者は先に鎖状形状のシリカ微粒
子が分散したゾルに関する発明をなし、当該発明は特公
平８−５６５７号公報に掲載されている。また、シリカ
−アルミナゾルも知られており、特開平５−３３０８１
８号公報には、オルトケイ酸アルキルと、水またはアル
コールに可溶なアルミニウム化合物と、アルコールと、
水とを、同一系内で配合することにより、シリカアルミ
ナゾルを調製する方法が開示されている。さらに、特開
平７−１０５２２号公報には、シリカ−アルミナゾルの
製造方法として、アルカリ金属、アンモニウムまたは有
機塩基の珪酸塩と、アルカリ可溶の無機化合物とを、ｐ
Ｈ１０以上のアルカリ水溶液中に同時に添加して、シリ
カとシリカ以外の無機酸化物からなるコロイド粒子を生
成させ、次いで、該コロイド粒子中の無機酸化物を構成
する酸素以外の元素の少なくとも一部を除去する方法が
開示されている。
子が分散したゾルに関する発明をなし、当該発明は特公
平８−５６５７号公報に掲載されている。また、シリカ
−アルミナゾルも知られており、特開平５−３３０８１
８号公報には、オルトケイ酸アルキルと、水またはアル
コールに可溶なアルミニウム化合物と、アルコールと、
水とを、同一系内で配合することにより、シリカアルミ
ナゾルを調製する方法が開示されている。さらに、特開
平７−１０５２２号公報には、シリカ−アルミナゾルの
製造方法として、アルカリ金属、アンモニウムまたは有
機塩基の珪酸塩と、アルカリ可溶の無機化合物とを、ｐ
Ｈ１０以上のアルカリ水溶液中に同時に添加して、シリ
カとシリカ以外の無機酸化物からなるコロイド粒子を生
成させ、次いで、該コロイド粒子中の無機酸化物を構成
する酸素以外の元素の少なくとも一部を除去する方法が
開示されている。
【０００３】また、特開平７−３１５８３２号公報に
は、シリカで表面が修飾された結晶性アルミナ微粒子か
らなるアルミナゾルについて開示されている。しかしな
がら、鎖状シリカ微粒子の表面をシリカ−アルミナで被
覆したシリカゾルについては知られていない。
は、シリカで表面が修飾された結晶性アルミナ微粒子か
らなるアルミナゾルについて開示されている。しかしな
がら、鎖状シリカ微粒子の表面をシリカ−アルミナで被
覆したシリカゾルについては知られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、バイ
ンダー力および陽イオン吸着能力が大きい、シリカ−ア
ルミナ被覆鎖状シリカゾルを提供することにある。
ンダー力および陽イオン吸着能力が大きい、シリカ−ア
ルミナ被覆鎖状シリカゾルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るシリカゾル
は、表面がシリカ−アルミナで被覆された微粒子が分散
媒に分散してなることを特徴とする。前記被覆微粒子の
ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比は１．５〜５００の範囲に
あることが好ましい。本発明に係るシリカ−アルミナ被
覆鎖状シリカゾルの製造方法は、（ａ）ＳｉＯ2 として
０．０５〜５．０重量％のアルカリ金属ケイ酸塩水溶液
に、ケイ酸液を添加して混合液のＳｉＯ2 ／Ｍ2 Ｏ（モ
ル比、Ｍはアルカリ金属又は第４級アンモニウム）を３
０〜６０とする工程、（ｂ）前記ケイ酸液添加工程の
前、添加工程中または添加工程後に、原子価が２価〜４
価の金属の１種または２種以上の金属化合物を添加する
工程、（ｃ）該混合液を６０℃以上の任意の温度で一定
時間維持する工程、（ｄ）次いで該反応液に再びケイ酸
液を添加して反応液中のＳｉＯ2 ／Ｍ2 Ｏ（モル比）を
６０〜２００とする工程、（ｅ）さらに該反応液にアル
カリ側でアルカリケイ酸塩水溶液とアルカリアルミン酸
塩水溶液とを同時に添加する工程、からなるものであ
る。
は、表面がシリカ−アルミナで被覆された微粒子が分散
媒に分散してなることを特徴とする。前記被覆微粒子の
ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比は１．５〜５００の範囲に
あることが好ましい。本発明に係るシリカ−アルミナ被
覆鎖状シリカゾルの製造方法は、（ａ）ＳｉＯ2 として
０．０５〜５．０重量％のアルカリ金属ケイ酸塩水溶液
に、ケイ酸液を添加して混合液のＳｉＯ2 ／Ｍ2 Ｏ（モ
ル比、Ｍはアルカリ金属又は第４級アンモニウム）を３
０〜６０とする工程、（ｂ）前記ケイ酸液添加工程の
前、添加工程中または添加工程後に、原子価が２価〜４
価の金属の１種または２種以上の金属化合物を添加する
工程、（ｃ）該混合液を６０℃以上の任意の温度で一定
時間維持する工程、（ｄ）次いで該反応液に再びケイ酸
液を添加して反応液中のＳｉＯ2 ／Ｍ2 Ｏ（モル比）を
６０〜２００とする工程、（ｅ）さらに該反応液にアル
カリ側でアルカリケイ酸塩水溶液とアルカリアルミン酸
塩水溶液とを同時に添加する工程、からなるものであ
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、詳細に説明する。本発明において鎖状シリカ微
粒子とは、鎖状または線状の形状を有するシリカ微粒子
を言い、電子顕微鏡写真による少なくとも２００個の粒
子観察において、鎖状または線状の形状を有する粒子数
が５０％以上であるのものをいう。鎖状または線状の形
状を有する粒子数が５０％より少ない場合は鎖状ゾルの
特性が得られない。本発明の鎖状シリカ微粒子におい
て、好ましい鎖状または線状の形状を有する粒子数は６
０％以上、さらに好ましくは８０〜１００％の範囲であ
る。
ついて、詳細に説明する。本発明において鎖状シリカ微
粒子とは、鎖状または線状の形状を有するシリカ微粒子
を言い、電子顕微鏡写真による少なくとも２００個の粒
子観察において、鎖状または線状の形状を有する粒子数
が５０％以上であるのものをいう。鎖状または線状の形
状を有する粒子数が５０％より少ない場合は鎖状ゾルの
特性が得られない。本発明の鎖状シリカ微粒子におい
て、好ましい鎖状または線状の形状を有する粒子数は６
０％以上、さらに好ましくは８０〜１００％の範囲であ
る。
【０００７】本発明において、上記鎖状シリカ微粒子の
表面は、シリカとアルミナが析出または沈着して該微粒
子を被覆した状態にある。該被覆シリカ微粒子のＳｉＯ
2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比は１．５〜５００の範囲にあるこ
とが好ましい。該ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比が１．５
より小さい場合にはアルミナの量が多くなるためアルミ
ナの特性が強くなりシリカ−アルミナ被覆の効果が得ら
れにくく、また、５００より大きい場合にもアルミナの
量が少ないためシリカ−アルミナ被覆の効果が得られに
くい。好ましいＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比は２〜５０
０、さらに好ましくは５〜４００の範囲である。本発明
のシリカ−アルミナ被覆鎖状シリカゾルでは、通常のシ
リカゾルと同様の分散媒が使用され、具体的には、水
や、メタノール、エタノール、プロパノールなどの有機
溶媒が例示される。
表面は、シリカとアルミナが析出または沈着して該微粒
子を被覆した状態にある。該被覆シリカ微粒子のＳｉＯ
2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比は１．５〜５００の範囲にあるこ
とが好ましい。該ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比が１．５
より小さい場合にはアルミナの量が多くなるためアルミ
ナの特性が強くなりシリカ−アルミナ被覆の効果が得ら
れにくく、また、５００より大きい場合にもアルミナの
量が少ないためシリカ−アルミナ被覆の効果が得られに
くい。好ましいＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量比は２〜５０
０、さらに好ましくは５〜４００の範囲である。本発明
のシリカ−アルミナ被覆鎖状シリカゾルでは、通常のシ
リカゾルと同様の分散媒が使用され、具体的には、水
や、メタノール、エタノール、プロパノールなどの有機
溶媒が例示される。
【０００８】次に、本発明のシリカ−アルミナ被覆鎖状
シリカゾルの製造方法について述べる。アルカリ金属ケ
イ酸塩水溶液としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリ
ウムなどの水溶液で、ＳｉＯ2 ／Ｍ2 Ｏ（モル比、Ｍは
アルカリ金属又は第４級アンモニウム）が約１〜４．５
のものが通常用いられる。
シリカゾルの製造方法について述べる。アルカリ金属ケ
イ酸塩水溶液としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリ
ウムなどの水溶液で、ＳｉＯ2 ／Ｍ2 Ｏ（モル比、Ｍは
アルカリ金属又は第４級アンモニウム）が約１〜４．５
のものが通常用いられる。
【０００９】ケイ酸液とは、前記と同じアルカリ金属ケ
イ酸塩水溶液を陽イオン交換樹脂で処理するなどの方法
で脱アルカリして得られるケイ酸の低重合物の水溶液で
ある。この種のケイ酸液は、通常ｐＨは２〜４、ＳｉＯ
2 濃度約７重量％以下のものが比較的安定なことから好
ましい原料である。ケイ酸液の添加は、５０℃以下、好
ましくは４０℃以下で行い、添加後の混合液のＳｉＯ2
／Ｍ2 Ｏを３０〜６０、好ましくは３５〜５５の範囲に
なるように添加する。ＳｉＯ2 ／Ｍ2 Ｏ（モル比）３０
未満では最終ゾル中の分散粒子の形状が球状に近いもの
になり、６０を越えるとゾルの安定性が悪くなる。
イ酸塩水溶液を陽イオン交換樹脂で処理するなどの方法
で脱アルカリして得られるケイ酸の低重合物の水溶液で
ある。この種のケイ酸液は、通常ｐＨは２〜４、ＳｉＯ
2 濃度約７重量％以下のものが比較的安定なことから好
ましい原料である。ケイ酸液の添加は、５０℃以下、好
ましくは４０℃以下で行い、添加後の混合液のＳｉＯ2
／Ｍ2 Ｏを３０〜６０、好ましくは３５〜５５の範囲に
なるように添加する。ＳｉＯ2 ／Ｍ2 Ｏ（モル比）３０
未満では最終ゾル中の分散粒子の形状が球状に近いもの
になり、６０を越えるとゾルの安定性が悪くなる。
【００１０】本発明で用いられる原子価が２価〜４価で
ある金属の化合物としては、Ｓｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｔｉ、
Ｉｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃａ、希士類等
の無機、有機の塩、アルコキシド等の有機化合物が挙げ
られる。また、水和金属酸化物等のコロイドであっても
よい。金属化合物は通常１種または２種以上の混合物の
水溶液として添加する。これら金属化合物の添加時期
は、金属化合物がコロイドの場合は、ケイ酸液の添加
前、同時添加、添加後、のいずれでも良い。しかし、コ
ロイド以外の形で使用する場合、金属化合物の水溶液が
酸性のときはケイ酸液添加前に配合すると、混合液が不
安定になり易いのでケイ酸液と同時に添加するのが良
い。コロイドと他の金属塩を添加する場合は、同時に添
加しても良く、または、予めアルカリ金属ケイ酸塩水溶
液にコロイドを添加しておき、次いで、ケイ酸液と他の
金属塩水, 溶液を添加する等の方法をとることもでき
る。
ある金属の化合物としては、Ｓｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｔｉ、
Ｉｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃａ、希士類等
の無機、有機の塩、アルコキシド等の有機化合物が挙げ
られる。また、水和金属酸化物等のコロイドであっても
よい。金属化合物は通常１種または２種以上の混合物の
水溶液として添加する。これら金属化合物の添加時期
は、金属化合物がコロイドの場合は、ケイ酸液の添加
前、同時添加、添加後、のいずれでも良い。しかし、コ
ロイド以外の形で使用する場合、金属化合物の水溶液が
酸性のときはケイ酸液添加前に配合すると、混合液が不
安定になり易いのでケイ酸液と同時に添加するのが良
い。コロイドと他の金属塩を添加する場合は、同時に添
加しても良く、または、予めアルカリ金属ケイ酸塩水溶
液にコロイドを添加しておき、次いで、ケイ酸液と他の
金属塩水, 溶液を添加する等の方法をとることもでき
る。
【００１１】金属化合物の添加量としては、最終生成物
中の全固形分に対し、酸化物として０．５〜５０重量
％、好ましくは５〜３０重量％である。金属化合物が金
属塩の場合は、ゾル中の残存塩量が多くなると安定性が
悪くなるので、金属塩としては酸化物として約５重量％
を越えないようにすることが好ましい。ケイ酸液および
金属化合物を添加した混合液は、次いで、６０℃以上、
好ましくは８０〜９５℃で３０分以上攪拌する。この操
作により混合液の熟成と、粒子成長のための核形成と核
の連結が行われる。
中の全固形分に対し、酸化物として０．５〜５０重量
％、好ましくは５〜３０重量％である。金属化合物が金
属塩の場合は、ゾル中の残存塩量が多くなると安定性が
悪くなるので、金属塩としては酸化物として約５重量％
を越えないようにすることが好ましい。ケイ酸液および
金属化合物を添加した混合液は、次いで、６０℃以上、
好ましくは８０〜９５℃で３０分以上攪拌する。この操
作により混合液の熟成と、粒子成長のための核形成と核
の連結が行われる。
【００１２】熟成工程後、再びケイ酸液を添加する。こ
のとき、一度に所定量を添加するとゲル化を起すことが
あるので、徐々に添加することが好ましい。熟成工程に
より連結した核の安定化が計られ、ケイ酸液の再添加に
より連結した核の強化が達成される。ケイ酸液添加量
は、温度が６０℃以上で、最終ゾル中のＳｉＯ2 ／Ｍ2
Ｏ（モル比）が６０〜２００になるようにするのが好ま
しい。
のとき、一度に所定量を添加するとゲル化を起すことが
あるので、徐々に添加することが好ましい。熟成工程に
より連結した核の安定化が計られ、ケイ酸液の再添加に
より連結した核の強化が達成される。ケイ酸液添加量
は、温度が６０℃以上で、最終ゾル中のＳｉＯ2 ／Ｍ2
Ｏ（モル比）が６０〜２００になるようにするのが好ま
しい。
【００１３】本発明では、さらに該反応液にアルカリ側
でアルカリケイ酸塩水溶液とアルカリアルミン酸塩水溶
液とを同時に添加して、シリカ微粒子の表面をシリカ−
アルミナで被覆する。アルカリケイ酸塩水溶液としては
前述のものが使用可能であり、アルカリケイ酸塩水溶液
としてはアルミン酸ソーダ、アルミン酸カリウムなどの
水溶液が使用される。これらの水溶液は、アルカリ側
で、好ましくはｐＨ１０〜１１の範囲で同時に添加する
ことにより、ケイ酸イオンとアルミン酸イオンの溶解度
積により各イオンの溶解度が小さくなるため、シリカ−
アルミナがシリカ微粒子の表面に析出あるいは沈着する
ことになる。アルカリ側で添加するのは、酸性側では前
述のシリカ微粒子が凝集してゾル状態を維持できないか
らである。なお、これらの水溶液の添加は、６０℃以上
の温度で行うことが望ましい。
でアルカリケイ酸塩水溶液とアルカリアルミン酸塩水溶
液とを同時に添加して、シリカ微粒子の表面をシリカ−
アルミナで被覆する。アルカリケイ酸塩水溶液としては
前述のものが使用可能であり、アルカリケイ酸塩水溶液
としてはアルミン酸ソーダ、アルミン酸カリウムなどの
水溶液が使用される。これらの水溶液は、アルカリ側
で、好ましくはｐＨ１０〜１１の範囲で同時に添加する
ことにより、ケイ酸イオンとアルミン酸イオンの溶解度
積により各イオンの溶解度が小さくなるため、シリカ−
アルミナがシリカ微粒子の表面に析出あるいは沈着する
ことになる。アルカリ側で添加するのは、酸性側では前
述のシリカ微粒子が凝集してゾル状態を維持できないか
らである。なお、これらの水溶液の添加は、６０℃以上
の温度で行うことが望ましい。
【００１４】以上のようにして得られたシリカゾルは、
所望により熟成した後、このまま目的の用途に供される
こともあり、また、用途によっては、限外炉過、蒸発等
の手段によって濃縮される。また、溶媒置換等の方法に
よって、アルコール、グリコールなどの有機溶媒と置換
し、有機ゾルとすることもできる。
所望により熟成した後、このまま目的の用途に供される
こともあり、また、用途によっては、限外炉過、蒸発等
の手段によって濃縮される。また、溶媒置換等の方法に
よって、アルコール、グリコールなどの有機溶媒と置換
し、有機ゾルとすることもできる。
【００１５】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれにより限定されるものではない。
本発明はこれにより限定されるものではない。
【００１６】実施例１ 還流器および撹拌機付き５リットルセパラブルフラスコ
に、ＳｉＯ2 としての濃度が２４重量％のケイ酸ソーダ
（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比３）２１．５ｇを入れ、さ
らに水３００ｇを添加した。次いで、この溶液に、３重
量％のケイ酸ソーダ（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比３）を
陽イオン交換樹脂塔に通して調製することにより得られ
た３重量％のケイ酸液（ｐＨ２．５）２４０８ｇと、Ａ
ｌ2 Ｏ3 としての濃度が１重量％の塩化アルミニウム水
溶液３１ｇを混合したものを徐々に撹拌しながら添加し
て、ＳｉＯ2／Ｎａ2 Ｏモル比４４．９の液を得た。そ
して、得られた液を加温し、８０℃の温度で３０分間熟
成した。その後、さらに８０℃に保持した状態で、この
液に３重量％のケイ酸液１４２７ｇを６．４ｇ／分の速
度で添加して、鎖状形状のシリカコロイド粒子が分散し
た、ｐＨ１０．０で固形分濃度２．８９重量％のシリカ
ゾルＡ（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比６６．９）を得た。
に、ＳｉＯ2 としての濃度が２４重量％のケイ酸ソーダ
（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比３）２１．５ｇを入れ、さ
らに水３００ｇを添加した。次いで、この溶液に、３重
量％のケイ酸ソーダ（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比３）を
陽イオン交換樹脂塔に通して調製することにより得られ
た３重量％のケイ酸液（ｐＨ２．５）２４０８ｇと、Ａ
ｌ2 Ｏ3 としての濃度が１重量％の塩化アルミニウム水
溶液３１ｇを混合したものを徐々に撹拌しながら添加し
て、ＳｉＯ2／Ｎａ2 Ｏモル比４４．９の液を得た。そ
して、得られた液を加温し、８０℃の温度で３０分間熟
成した。その後、さらに８０℃に保持した状態で、この
液に３重量％のケイ酸液１４２７ｇを６．４ｇ／分の速
度で添加して、鎖状形状のシリカコロイド粒子が分散し
た、ｐＨ１０．０で固形分濃度２．８９重量％のシリカ
ゾルＡ（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比６６．９）を得た。
【００１７】該シリカゾルＡ３４６ｇに純水６５４ｇを
混合して希釈したゾルを、還流器付き反応器に入れ、撹
拌しながら８０℃にて３０分間加熱した。この希釈ゾル
を撹拌、８０℃に保持しながら、１重量％ＳｉＯ2 濃度
のケイ酸ソーダ（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比３．３）５
０ｇを１ｇ／ｍｉｎの速度で、０．５重量％Ａｌ2 Ｏ 3
濃度のアルミン酸ソーダ溶液（Ｎａ2 Ｏ／Ａｌ2 Ｏ3 モ
ル比１．２）５ｇを０．１ｇ／ｍｉｎの速度で同時に添
加してゾルを得た。該ゾルを冷却した後限外濾過膜にて
固形分濃度３重量％まで濃縮した後、この濃度を一定に
保持するように濾過速度と同一速度で純水を添加する操
作を、ゾルのｐＨが１０になるまで行った。その後、該
ゾルを固形分濃度２０重量％までエバポレーターにて濃
縮して、シリカ−アルミナ被覆鎖状シリカ微粒子（Ｓｉ
Ｏ2／Ａｌ2 Ｏ3 重量比２０５）が分散したゾルを得
た。図１は、この鎖状シリカ微粒子の粒子構造を示す電
子顕微鏡写真（倍率：２５００００）である。
混合して希釈したゾルを、還流器付き反応器に入れ、撹
拌しながら８０℃にて３０分間加熱した。この希釈ゾル
を撹拌、８０℃に保持しながら、１重量％ＳｉＯ2 濃度
のケイ酸ソーダ（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比３．３）５
０ｇを１ｇ／ｍｉｎの速度で、０．５重量％Ａｌ2 Ｏ 3
濃度のアルミン酸ソーダ溶液（Ｎａ2 Ｏ／Ａｌ2 Ｏ3 モ
ル比１．２）５ｇを０．１ｇ／ｍｉｎの速度で同時に添
加してゾルを得た。該ゾルを冷却した後限外濾過膜にて
固形分濃度３重量％まで濃縮した後、この濃度を一定に
保持するように濾過速度と同一速度で純水を添加する操
作を、ゾルのｐＨが１０になるまで行った。その後、該
ゾルを固形分濃度２０重量％までエバポレーターにて濃
縮して、シリカ−アルミナ被覆鎖状シリカ微粒子（Ｓｉ
Ｏ2／Ａｌ2 Ｏ3 重量比２０５）が分散したゾルを得
た。図１は、この鎖状シリカ微粒子の粒子構造を示す電
子顕微鏡写真（倍率：２５００００）である。
【００１８】実施例２ 実施例１において、アルミン酸ソーダ溶液５ｇを０．１
ｇ／ｍｉｎの速度で添加する代わりに、アルミン酸ソー
ダ溶液３００ｇを６ｇ／ｍｉｎの速度で添加した以外は
実施例１と全く同様にして、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量
比６．８のシリカ−アルミナ被覆鎖状シリカ微粒子が分
散したゾルを得た。
ｇ／ｍｉｎの速度で添加する代わりに、アルミン酸ソー
ダ溶液３００ｇを６ｇ／ｍｉｎの速度で添加した以外は
実施例１と全く同様にして、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 重量
比６．８のシリカ−アルミナ被覆鎖状シリカ微粒子が分
散したゾルを得た。
【００１９】実施例３ 還流器および撹拌機付き５リットルセパラブルフラスコ
に、ＳｉＯ2 としての濃度が２４重量％のケイ酸ソーダ
（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比３）２１．５ｇを入れ、さ
らに水３００ｇを添加した。次いで、この溶液に、３重
量％のケイ酸ソーダ（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比３）を
陽イオン交換樹脂塔に通して調製することにより得られ
た３重量％のケイ酸液（ｐＨ２．５）２４０８ｇと、Ｃ
ａＯとしての濃度が１重量％の塩化カルシウム溶液２５
ｇを混合したものを徐々に撹拌しながら添加して、Ｓｉ
Ｏ2 ／Ｎａ2Ｏモル比４４．９の液を得た。そして、得
られた液を加温し、８０℃の温度で３０分間熟成した。
その後、さらに８０℃に保持した状態で、この液に３重
量％のケイ酸液１４２７ｇを６．４ｇ／分の速度で添加
して、鎖状形状のシリカコロイド粒子が分散した、ｐＨ
９．５で固形分濃度２．８９重量％のシリカゾルを得
た。次いで、このシリカゾルをエバポレーターにて固形
分濃度２０重量％まで濃縮してシリカゾルＢ（ＳｉＯ2
／Ｎａ2 Ｏモル比６９．９）を得た。該シリカゾルＢを
使用して、実施例１と同様にしてＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3
重量比４１４のシリカ−アルミナ被覆鎖状シリカ微粒子
が分散したゾルを得た。
に、ＳｉＯ2 としての濃度が２４重量％のケイ酸ソーダ
（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比３）２１．５ｇを入れ、さ
らに水３００ｇを添加した。次いで、この溶液に、３重
量％のケイ酸ソーダ（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏモル比３）を
陽イオン交換樹脂塔に通して調製することにより得られ
た３重量％のケイ酸液（ｐＨ２．５）２４０８ｇと、Ｃ
ａＯとしての濃度が１重量％の塩化カルシウム溶液２５
ｇを混合したものを徐々に撹拌しながら添加して、Ｓｉ
Ｏ2 ／Ｎａ2Ｏモル比４４．９の液を得た。そして、得
られた液を加温し、８０℃の温度で３０分間熟成した。
その後、さらに８０℃に保持した状態で、この液に３重
量％のケイ酸液１４２７ｇを６．４ｇ／分の速度で添加
して、鎖状形状のシリカコロイド粒子が分散した、ｐＨ
９．５で固形分濃度２．８９重量％のシリカゾルを得
た。次いで、このシリカゾルをエバポレーターにて固形
分濃度２０重量％まで濃縮してシリカゾルＢ（ＳｉＯ2
／Ｎａ2 Ｏモル比６９．９）を得た。該シリカゾルＢを
使用して、実施例１と同様にしてＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3
重量比４１４のシリカ−アルミナ被覆鎖状シリカ微粒子
が分散したゾルを得た。
【００２０】
【発明の効果】本発明のシリカ−アルミナ被覆鎖状シリ
カゾルは、鎖状形状であるためバインダー力が大きく、
種々の耐火物用のバインダーとして好適である。また、
シリカ微粒子の表面がシリカ−アルミナで被覆されてい
るため、陽イオン吸着能力が大きく排水中のアンモニウ
ムイオンや重金属イオンなどの吸着剤などとしても好適
である。さらに、土壌硬化剤、増粘剤、プラスチックス
のフィラーやコート剤や、清酒、ビールなどの滓下げ剤
としても有用である。
カゾルは、鎖状形状であるためバインダー力が大きく、
種々の耐火物用のバインダーとして好適である。また、
シリカ微粒子の表面がシリカ−アルミナで被覆されてい
るため、陽イオン吸着能力が大きく排水中のアンモニウ
ムイオンや重金属イオンなどの吸着剤などとしても好適
である。さらに、土壌硬化剤、増粘剤、プラスチックス
のフィラーやコート剤や、清酒、ビールなどの滓下げ剤
としても有用である。
【図１】実施例１で得られたゾルのシリカ−アルミナ被
覆鎖状シリカ微粒子の粒子構造を示す電子顕微鏡写真で
ある。
覆鎖状シリカ微粒子の粒子構造を示す電子顕微鏡写真で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4B028 AC12 AP20 AP29 AS03 AS04 AS19 4G072 AA28 BB05 CC01 GG03 HH21 HH24 PP01 UU11
Claims (3)
- 【請求項１】 表面がシリカ−アルミナで被覆された鎖
状シリカ微粒子が分散媒に分散してなるシリカゾル。 - 【請求項２】 前記被覆微粒子のＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3
重量比が１．５〜５００の範囲にある請求項１記載のシ
リカゾル。 - 【請求項３】 （ａ）ＳｉＯ2 として０．０５〜５．０
重量％のアルカリ金属ケイ酸塩水溶液に、ケイ酸液を添
加して混合液のＳｉＯ2 ／Ｍ2 Ｏ（モル比、Ｍはアルカ
リ金属又は第４級アンモニウム）を３０〜６０とする工
程、（ｂ）前記ケイ酸液添加工程の前、添加工程中また
は添加工程後に、原子価が２価〜４価の金属の１種また
は２種以上の金属化合物を添加する工程、（ｃ）該混合
液を６０℃以上の任意の温度で一定時間維持する工程、
（ｄ）次いで該反応液に再びケイ酸液を添加して反応液
中のＳｉＯ2 ／Ｍ2 Ｏ（モル比）を６０〜２００とする
工程、（ｅ）さらに該反応液にアルカリ側でアルカリケ
イ酸塩水溶液とアルカリアルミン酸塩水溶液とを同時に
添加する工程、からなるシリカ−アルミナ被覆鎖状シリ
カゾルの製造方法。
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-
2000
- 2000-06-14 JP JP2000178028A patent/JP2002003212A/ja active Pending
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