JP2002255534A - 高次構造を有する沈澱シリカ - Google Patents
高次構造を有する沈澱シリカInfo
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Abstract
を提供する。 【解決手段】 攪拌および剪断下に、水からなり、35
〜45℃に加熱した装入物へ、a)少なくとも100分
以内に同時に水および硫酸をpH値6〜7を保持しなが
ら添加し、その際、添加を60〜120分間中断し、か
つ添加終了後に固体濃度を36〜42g/lに調整し、
b)固体を濾別し、かつフィルターケーキを洗浄し、か
つc)固体を短時間乾燥させることを特徴とする、沈澱
シリカの製造方法により製造する。 【効果】 pH値3〜8、BET表面積400〜600
m2/g、DBP吸収量380〜420g/100g、
かさ密度100〜200g/l、ALPINEふるい残
留物>63μm0.1〜40%を有する沈澱シリカが得
られる。
Description
沈澱シリカ、その製造方法および該シリカの使用に関す
る。
次粒子への、もしくは三次凝集体への凝集の程度と解釈
される。該構造のための基準としては、ブラベンダー・
ジブチルフタレート(DBP)−吸収係数の方法が考慮
される。
つたとえばSipernat (R)という名称で市販されてい
る。シリカは通例の方法で水ガラスを硫酸により沈澱さ
せることによって製造され、その際、可能な沈澱変法の
全ての範囲を使用することができ、これはたとえばEP
0078909号、US4094771号またはUS6
013234号に記載されている。
ターケーキを、場合により酸の添加下に再分散させ、か
つ引き続き噴霧乾燥する。噴霧乾燥によって狭い粒度分
布を有し、ほぼ球形の固体粒子の製造が可能になる。
00gまでのDBP吸収量を有する沈澱シリカが公知で
ある。この特許出願の例1によれば、固体11質量%を
含有するシリカ懸濁液を噴霧乾燥することにより、38
0g/100gのDBP吸収量を有するシリカが得られ
ている。この出願の例5によれば、含有率16質量%の
シリカ懸濁液の噴霧の際に、DBP吸収量346g/1
00gが得られる。
されている。ここでは、pH>4を有し、かつ固体割合
が18質量%を上回るシリカ懸濁液を噴霧乾燥して、平
均粒径が150μmを上回り、かつBET表面積100
〜350m2/gを有する粒子が得られる。
吸収量に関して改善の余地がある。
は、改善されたDBP吸収量を有する沈澱シリカを提供
することである。
され、380g/100gを上回るDBP吸収量を有す
る高次構造のシリカが、特定の沈澱方法により得られる
ことが判明した。
を特徴とする沈澱シリカである: pH値(水中5%)(ISO787−9):3〜8、 BET表面積(DIN66131):400〜600m
2/g、 DBP吸収量(DIN53601、乾燥物質に対す
る):380〜420g/100g、 かさ密度(ISO787−11):100〜200g/
l、 ALPINEふるい残留物>63μm(ISO8130
−1):0.1〜40%。
では変型Iとよぶ。
以下の物理化学的特性値を有する: 変型 II III IV pH値(水中5%) (ISO787−9): 3〜8 3〜8 3〜8 BET表面積m2/g (DIN66131): 400〜600 400〜600 400〜600 DBP吸収量g/100g (DIN53601、 乾燥物質に対する): 380〜420 380〜420 380〜420 かさ密度g/l (ISO787−11): 140〜200 120〜180 100〜130 AL PINEふるい残留物>63μm% (ISO8130−1): 10〜40 1〜10 0.1〜1。
性値: 変型 I II III IV pH値(水中5%) (ISO787−9): 3〜8 3〜8 3〜8 3〜8 BET表面積m2/g (DIN66131): 400〜600 400〜600 400〜600 400〜600 DBP吸収量g/100g (DIN53601、 乾燥物質に対する): 380〜420 380〜420 380〜420 380〜420 かさ密度g/l (ISO787−11):100〜200 140〜200 120〜180 100〜130 ALPINEふるい残留物>63μm% (ISO8130−1): 0.1〜40 10〜40 1〜10 0.1〜1。
方法の特徴は、攪拌および剪断下に、水からなり、35
〜45℃に加熱した装入物へ、 a)少なくとも100分以内に同時に水および硫酸をp
H6〜7を保持しながら添加し、その際、添加を60〜
120分間中断し、かつ添加終了後に固体濃度を36〜
42g/lに調整し、 b)固体を濾別し、かつフィルターケーキを洗浄し、か
つ c)固体を短時間乾燥させる ことである。
5℃、有利には36〜40℃に加熱した水からなる装入
物へ、水ガラスおよび硫酸を同時に供給することにより
pH6〜7を保持しながら、全沈澱時間の間、攪拌機に
追加して装備された回転円板式撹拌機を用いた剪断下
に、13分の時点から103分の時点まで沈澱を90分
間中断することにより、全沈澱時間137分の後に、沈
澱懸濁液中のシリカ最終濃度38〜42g/lを調整
し、沈澱懸濁液を濾過し、洗浄し、フィルターケーキを
乾燥させるか、または水および/または酸を懸濁液に添
加して固体8〜16%を有する懸濁液にし、かつ噴霧乾
燥することを特徴とする。
ルターケーキを固体含有率が18質量%よりも少ない液
状にし、かつこの懸濁液を噴霧乾燥することにより実施
することができる。
程b)からの洗浄したフィルターケーキをスピンフラッ
シュ乾燥することにより短時間乾燥を実施することがで
きる。
用にとって極めて重要である。たとえばビタミンの担体
材料として使用するためには、最終生成物は中性ないし
弱酸性のpHである必要がある。pH値の変更は、噴霧
乾燥したシリカを塩基、たとえばアンモニアガスで後か
ら処理することにより行うか、または再懸濁させたフィ
ルターケーキを相応するpH値に調整することにより行
うことができる。
9の記載により、噴霧乾燥したシリカの5質量%懸濁液
で実施する。
澱後に変更しないか、あるいはまた酸(たとえば硫酸)
の添加によりpH2〜5、有利には約3に低下させて行
うことができる。
ター操作、たとえばフィルタープレス(膜フィルタープ
レス)により行う。こうして得られたフィルターケーキ
を、たとえばスピン・フラッシュ・乾燥機により乾燥す
ることができる。フィルターケーキを水および/または
酸の添加下に液状にすることも可能である。酸(たとえ
ば希硫酸)を使用する場合、懸濁液のpHを5未満、有
利には2〜4に調整する。
させた生成物をアンモニアガスで後処理するか、もしく
はアンモニアガスの存在下に乾燥を実施する。
値が上昇し、かつより高いDBP吸収量が達成される。
r)を用いて特定の粒度分布を調整することができる。
これは乾燥機の種類(1物質ノズル、2物質ノズル、気
液ノズル、噴霧ディスク)および適用する噴霧圧力の選
択により調整することができる。一般に噴霧ディスクを
有する乾燥機を使用する。
るための担体として、たとえば農薬産業、殺虫剤産業ま
たは飼料産業(たとえばビタミンAおよびE、塩化コリ
ンクロリド)において、たとえば食塩またはインスタン
ト食品のための流動化剤または凝結防止剤として、なら
びにエラストマー、たとえばタイヤにおいて使用するこ
とができる。
めに使用することができる。
明するが、これはその保護範囲を限定するものではな
い。
実施した。このために、EKATO MIG撹拌機およ
び付加的なEKATO−剪断タービンを備えた沈澱容器
に、温度40℃を有する水60m3を装入した。この装
入物へ速度10.0m3/hで市販の水ガラス(SiO
2 26.8%;Na2O 8.0%;密度1.34
6)および速度0.9m3/hで硫酸(96%)を同時
に供給した。13分の沈澱時間後に、水ガラスおよび酸
の添加を90分間中断した。この時間の間、両方の撹拌
装置を引き続き運転した。103分が経過した後、水ガ
ラスおよび硫酸の添加を、上記の添加速度を保持しなが
ら146分まで継続した。沈澱懸濁液の固体含有率は4
7g/lであった。
し、かつ得られたフィルターケーキを剪断力の作用下で
液状にした。固体含有率は11.0%、pH値は5であ
った。これに引き続き、シリカ懸濁液を噴霧乾燥した。
こうして製造した生成物でDBP吸収量355g/10
0gが確認された。粉砕していない生成物の特性値を表
に示す。
を実施したが、その際、比較例1とは噴霧乾燥のための
シリカ懸濁液を製造したことが異なるのみであった。フ
ィルターケーキを剪断下に水および硫酸の添加により固
体含有率16質量%およびpH値4.5にした。DBP
吸収量は349g/100gであった。粉砕していない
生成物の特性値を表に示す。
O−ディスク撹拌装置(直径350mm)を備えた沈澱
浴中に38℃の水60m3を装入した。この装入物へ、
pH6.5を保持しながら同時に市販の水ガラス(Si
O2 27.1%、Na2O 8.07%;密度135
5)10.0m3/hおよび硫酸(96%)0.9m3
/hを供給した。この場合、沈澱の開始と共に運転され
るディスク撹拌装置を介して酸を供給した。13分の沈
澱時間の後、水ガラスおよび酸の供給を90分間中断し
た。この時間の間、撹拌機およびEKATO−ディスク
撹拌装置を引き続き運転した。その後、水ガラスおよび
硫酸の添加を、上記の供給速度およびpH値を保持しな
がらさらに34分継続した。これに引き続き、硫酸をさ
らに供給してpH3になるまで懸濁液を酸性にした。沈
澱懸濁液の固体含有率は40g/lであった。その後、
懸濁液をフィルタープレスで濾過し、かつ洗浄した。さ
らに処理するために、フィルターケーキを剪断および水
と少量の硫酸の添加下に液状にした。pH値は5.0、
固体含有率12.0%であった。これに引き続きシリカ
懸濁液を噴霧乾燥した。遊離の硫酸を中和するために該
材料を噴霧乾燥機の後方でアンモニアガスにより中和し
た。粉砕していない生成物の特性値を表に示す。
際、膜フィルタープレス中での後処理の後に得られるフ
ィルターケーキを剪断および水と少量の硫酸の添加下に
液状にした。pH値は5.0、固体含有率は11.0%
であった。これに引き続きシリカ懸濁液を噴霧乾燥し
た。
際、フィルタープレス中での洗浄により得られるフィル
ターケーキを水のみの添加下に液状にした。固体含有率
は8%であった。粉砕していない生成物の特性値を表に
示す。
際、膜フィルタープレス中での後処理の後に得られる、
固体含有率18.0%を有するフィルターケーキをさら
に処理するためにスピン・フラッシュ・乾燥機で乾燥さ
せた(O.T. KRAGH, Keramische Zeitschrift、第30
巻、第7号、第369〜370頁、1978年;HOEPFF
NER, Informations Chemie、第342巻、第141〜1
45頁、1992年)。粉砕していない生成物の特性値
を表に示す。
際、沈澱の終了後の沈澱懸濁液を酸性にしなかった。そ
の後、懸濁液を膜フィルタープレス中で濾過し、かつ著
しく希釈した硫酸で洗浄してpH1.6〜1.8にし
た。さらに処理するために、固体含有率18.0%を有
するフィルターケーキをスピンフラッシュ乾燥機で乾燥
させた。洗浄工程により固体中に含有されている遊離の
硫酸をアンモニアガスで中和するか、もしくは粉末のp
H値をさらに7.7まで上昇させる。粉砕していない生
成物の特性値を表に示す。
含めて例4に従って行った。さらに処理するために、フ
ィルターケーキを剪断および水の添加下に液状にした。
pH値は3.2、固体含有率は11%であった。遊離の
硫酸を中和するために、材料を噴霧乾燥機の後方でアン
モニアガスにより中和した。粉砕していない生成物の特
性値を表に示す。
Claims (14)
- 【請求項1】 沈澱シリカにおいて、以下の物理化学的
特性値: pH値(水中5%)(ISO787−9):3〜8、 BET表面積(DIN66131):400〜600m
2/g、 DBP吸収量(DIN53601、乾燥物質に対す
る):380〜420g/100g、 かさ密度(ISO787−11):100〜200g/
l、 ALPINEふるい残留物>63μm(ISO8130
−1):0.1〜40% を有することを特徴とする、沈澱シリカ。 - 【請求項2】 以下の物理化学的特性値: pH値(水中5%)(ISO787−9):3〜8、 BET表面積(DIN66131):400〜600m
2/g、 DBP吸収量(DIN53601、乾燥物質に対す
る):380〜420g/100g、 かさ密度(ISO787−11):140〜200g/
l、 ALPINEふるい残留物>63μm(ISO8130
−1):10〜40% を有する、請求項1記載の沈澱シリカ。 - 【請求項3】 以下の物理化学的特性値: pH値(水中5%)(ISO787−9):3〜8、 BET表面積(DIN66131):400〜600m
2/g、 DBP吸収量(DIN53601、乾燥物質に対す
る):380〜420g/100g、 かさ密度(ISO787−11):140〜180g/
l、 ALPINEふるい残留物>63μm(ISO8130
−1):1〜10% を有する、請求項1記載の沈澱シリカ。 - 【請求項4】 以下の物理化学的特性値: pH値(水中5%)(ISO787−9):3〜8、 BET表面積(DIN66131):400〜600m
2/g、 DBP吸収量(DIN53601、乾燥物質に対す
る):380〜420g/100g、 かさ密度(ISO787−11):100〜130g/
l、 ALPINEふるい残留物>63μm(ISO8130
−1):0.1〜1% を有する、請求項1記載の沈澱シリカ。 - 【請求項5】 請求項1から4までのいずれか1項記載
の沈澱シリカの製造方法において、攪拌および剪断下
に、水からなり、35〜45℃に加熱された装入物へ、 a)少なくとも100分以内に水および硫酸をpH6〜
7を保持しながら同時に添加し、その際、添加を60〜
120分間中断し、かつ添加終了後に固体濃度を36〜
42g/lに調整し、 b)固体を濾別し、かつフィルターケーキを洗浄し、か
つ c)固体を短時間乾燥させることを特徴とする、沈澱シ
リカの製造方法。 - 【請求項6】 フィルターケーキを固体含有率が18質
量%よりも少ない液状にし、かつ該懸濁液を噴霧乾燥す
ることにより、方法工程c)における短時間乾燥を実施
する、請求項4記載の製造方法。 - 【請求項7】 スピンフラッシュ乾燥機を用いてフィル
ターケーキを乾燥させることにより、方法工程c)にお
ける短時間乾燥を実施する、請求項4記載の製造方法。 - 【請求項8】 短時間乾燥の後に得られるシリカをアン
モニアガスでpH7〜8に調整する、請求項5から7ま
でのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項9】 フィルターケーキを希硫酸で洗浄する、
請求項5から9までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項10】 飼料、ビタミンまたは触媒の担体とし
ての請求項1から4までのいずれか1項記載の沈澱シリ
カの使用。 - 【請求項11】 流動化剤または凝結防止剤としての請
求項1から4までのいずれか1項記載の沈澱シリカの使
用。 - 【請求項12】 液体を粉末形に変えるための助剤とし
ての請求項1から4までのいずれか1項記載の沈澱シリ
カの使用。 - 【請求項13】 エラストマー混合物中での請求項1か
ら4までのいずれか1項記載の沈澱シリカの使用。 - 【請求項14】 触媒担体を製造するための請求項1か
ら4までのいずれか1項記載の沈澱シリカの使用。
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