JP2003190780A - Filter aid - Google Patents

Filter aid

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JP2003190780A
JP2003190780A JP2001391219A JP2001391219A JP2003190780A JP 2003190780 A JP2003190780 A JP 2003190780A JP 2001391219 A JP2001391219 A JP 2001391219A JP 2001391219 A JP2001391219 A JP 2001391219A JP 2003190780 A JP2003190780 A JP 2003190780A
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JP
Japan
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particles
filter aid
surface area
specific surface
pores
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JP2001391219A
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Japanese (ja)
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Tadashi Shimizu
正 清水
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Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new filter aid capable of obtaining a filtrate having high clarity for a short time. <P>SOLUTION: Primary particles comprise amorphous inorganic particles having pores of which the pore size is uniform. The filter aid comprises an aggregate of primary particles being a porous substance which comprises amorphous inorganic particles having pores of which the pore size is uniform and is characterized in that the mean particle size DL of particles measured by a dynamic light scattering method is 10-400 nm and the difference SB-SL between a converted specific surface area SL calculated from DL and a nitrogen adsorbing specific surface area SB of particles due to a BET method is 250 m<SP>2</SP>/g or more. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、濾過助剤に関する
ものであり、詳しくは、特定の多孔性物質を主成分とす
る濾過助剤に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a filter aid, and more particularly to a filter aid containing a specific porous substance as a main component.

【0002】[0002]

【従来の技術】濾過助剤は、スラリー中の固体またはコ
ロイド状物質などを吸着または包合させることにより、
濾過抵抗を減じ、濾材の目詰りを防止し、高清澄度の濾
液を得るなどの目的で使用されるものである。そして、
濾過助剤は、例えば、濾材の上に、通常、その厚さが1
から2mm程度のケーキ層を形成して用いられ、スラリー
中の固体などは、該ケーキ層にて分離される。従来、濾
過助剤としては、シリカゲル、ケイソウ土、パーライ
ト、セルローズ等各種のものが使用されている。しかし
高清澄度の濾液を短時間で得ることが困難等の欠点があ
った。
2. Description of the Related Art A filter aid is obtained by adsorbing or incorporating solid or colloidal substances in a slurry.
It is used for the purpose of reducing filtration resistance, preventing clogging of the filter medium, and obtaining a filtrate with high clarity. And
A filter aid, for example, usually has a thickness of 1
Is used to form a cake layer of about 2 mm, and solids and the like in the slurry are separated in the cake layer. Conventionally, various types of filter aids such as silica gel, diatomaceous earth, perlite, and cellulose have been used. However, there are drawbacks such as difficulty in obtaining a high-clarity filtrate in a short time.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の濾過助剤とは異なり、比較的大きな細孔容積と
比表面積とを有し、安全性が高く、廃棄処理がしやす
く、安定したケーキ層を形成し、高清澄度の濾液を短時
間で得ることができる新規な濾過助剤の提供を目的とす
るものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has a relatively large pore volume and a specific surface area unlike the above-mentioned conventional filter aids, has high safety and is easy to dispose of. The object of the present invention is to provide a novel filter aid which can form a stable cake layer and can obtain a high-clarity filtrate in a short time.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】しかして、本発明の上記
目的は、一次粒子が、非晶質でかつ孔の直径が均一な細
孔を持つ無機質粒子からなり、動的光散乱法によって測
定される粒子の平均粒子径DL が10〜400nmであ
り、DL から求めた換算比表面積SL とBET法による
粒子の窒素吸着比表面積SB との差SB −SL が250
2 /g以上である多孔性物質であることを特徴とする
濾過助剤により容易に達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The above object of the present invention, however, is to measure by a dynamic light scattering method, in which the primary particles are composed of amorphous inorganic particles having fine pores having a uniform diameter. The average particle diameter D L of the particles is 10 to 400 nm, and the difference S B −S L between the reduced specific surface area S L obtained from D L and the nitrogen adsorption specific surface area S B of the particles by the BET method is 250.
It is easily achieved by a filter aid characterized by being a porous material with m 2 / g or more.

【0005】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
濾過助剤は、一次粒子によって特徴付けられる。即ち、
本発明で使用する濾過助剤の一次粒子は、非晶質でかつ
孔の直径が均一な細孔を持つ無機質粒子からなり、動的
光散乱法によって測定される粒子の平均粒子径DL が1
0〜400nmであり、DL から求めた換算比表面積S
L とBET法による粒子の窒素吸着比表面積SB との差
B −SL が250m2 /g以上である多孔性物質であ
ることを特徴とする。上記のような比較的大きな比表面
積を有する多孔性物質は新規であり、濾過助剤として従
来のものと遜色のない効果を発揮すると共に、その特異
的な外観形状により、安定したケーキ層を形成し得ると
いう特徴を有する。本発明の凝集体の平均直径(直径を
単に径ということがある。)は特に限定されないが、5
から100μmが好ましい。凝集体の平均径を5μmよ
り小さくすると、濾過抵抗が大きく必要な濾過流量がと
れなくなり、100μmより大きくなると、沈降速度が
大きくなり濾材へのケーキ付着が不均一となり又、粒子
が大きいため十分な濾過作用が得られない。
The present invention will be described in detail below. The filter aid of the present invention is characterized by primary particles. That is,
The primary particles of the filter aid used in the present invention are composed of inorganic particles which are amorphous and have fine pores having a uniform diameter, and have an average particle diameter D L measured by a dynamic light scattering method. 1
0 to 400 nm, converted specific surface area S obtained from D L
It is characterized by being a porous substance having a difference S B −S L of 250 m 2 / g or more between L and the nitrogen adsorption specific surface area S B of the particles by the BET method. The porous material having a relatively large specific surface area as described above is novel, and exhibits a comparable effect as a conventional filter aid, and its unique appearance shape forms a stable cake layer. It has a feature that it can. The average diameter of the aggregate of the present invention (the diameter may be simply referred to as the diameter) is not particularly limited, but 5
To 100 μm is preferable. If the average diameter of the agglomerates is less than 5 μm, the filtration resistance becomes large and the required filtration flow rate cannot be obtained. No filtering action can be obtained.

【0006】本発明の多孔性物質について以下に説明す
る。本発明は、動的光散乱法によって測定される平均粒
子径DL が10〜400nmで、DL から求めた換算比
表面積SL とBET法による窒素吸着比表面積SBとの
差SB −SL が250m2 /g以上の無機質で、非晶質
の均一な細孔を持つ多孔性物質を特徴とする。本発明に
おける非晶質とは、該多孔性物質の原子構造や細孔構造
などが長い範囲に及ぶ規則性を持たず(すなわち、長距
離秩序を持たず)、粉末X線回折で明確なピークを持た
ないことを意味する。たとえば、原子の配列の場合では
数nmの範囲の規則性しか持たない。細孔の配列の場合
では多くても10個以下の範囲での規則性しか持たな
い。
The porous material of the present invention will be described below. The present invention has an average particle diameter D L, as measured by dynamic light scattering method 10 to 400 nm, the difference between the nitrogen adsorption specific surface area S B according converted specific surface area S L and the BET method obtained from D L S B - S L is at 250 meters 2 / g or more minerals, wherein the porous substance having a uniform pore amorphous. Amorphous in the present invention means that the atomic structure or pore structure of the porous material does not have a long-range regularity (that is, does not have long-range order) and has a clear peak in powder X-ray diffraction. Means not having. For example, in the case of an array of atoms, it has only regularity in the range of several nm. In the case of the arrangement of pores, it has regularity in the range of 10 or less at most.

【0007】本発明における多孔性とは、窒素吸着法に
より細孔が測定されることを意味し、その細孔容積が、
好ましくは0.1mL/g以上、より好ましくは0.5
mL/g以上であることを意味する。多孔性物質の平均
細孔直径(直径を単に径ということがある。)として
は、特に限定されないが、6nm以上が好ましく、6〜
30nmがより好ましい。濾過する物質にもよるが、細
孔径が大きいとサイズが大きい物質も容易に細孔内には
いることができ、拡散も速いため好ましい。細孔が小さ
いと空気中の水分等が細孔を閉塞し細孔内への物質の流
入が遮られる場合があり好ましくない。均一な細孔径を
持つとは、窒素吸着等温線より求めた細孔径および全細
孔容積(窒素吸着法で測定可能な細孔径が50nm以下
の細孔量)において平均細孔径の±50%の範囲に全細
孔容量の50%以上が含まれる多孔性物質を指す。ま
た、TEM観察によっても細孔が均一であることを確認
できる。
The term "porosity" in the present invention means that the pores are measured by the nitrogen adsorption method, and the pore volume is
Preferably 0.1 mL / g or more, more preferably 0.5
It means at least mL / g. The average pore diameter of the porous substance (the diameter may be simply referred to as the diameter) is not particularly limited, but 6 nm or more is preferable, and 6 to
30 nm is more preferable. Although it depends on the substance to be filtered, a substance having a large pore size is preferable because a substance having a large size can easily enter the pores and can diffuse quickly. If the pores are small, water in the air may block the pores and block the flow of the substance into the pores, which is not preferable. Having a uniform pore diameter means that the pore diameter determined from the nitrogen adsorption isotherm and the total pore volume (pore amount measurable by the nitrogen adsorption method of 50 nm or less) is ± 50% of the average pore diameter. It refers to a porous material whose range contains 50% or more of the total pore volume. Further, it can be confirmed by TEM observation that the pores are uniform.

【0008】本発明の多孔性物質の動的光散乱法によっ
て測定される平均粒子直径(直径を単に径ということが
ある。)は、好ましくは10〜400nmで、より好ま
しくは10〜300nmで、さらに好ましくは10〜2
00nmである。動的光散乱法によって測定される平均
粒子径DL (nm)から計算される換算比表面積SL (m
2 /g)は、多孔性物質の粒子が球状であると仮定し、
L =6×103 /(密度(g /cm3 )×DL )によ
り求められる。この値と、BET法による窒素吸着比表
面積SB との差SB −SL が250m2 /g以上である
ということは、多孔性物質の粒子がきわめて多孔性であ
ることを示している。この値が小さいと物質を内部に吸
収する能力が小さくなり、この値が大きいと、濾過抵抗
が大きくなることがある。
The average particle diameter (the diameter may be simply referred to as the diameter) of the porous material of the present invention measured by the dynamic light scattering method is preferably 10 to 400 nm, more preferably 10 to 300 nm, More preferably 10 to 2
00 nm. Reduced specific surface area S L (m calculated from average particle size D L (nm) measured by dynamic light scattering method
2 / g), assuming that the particles of porous material are spherical,
S L = 6 × 10 3 / (density (g / cm 3 ) × D L ). The fact that the difference S B −S L between this value and the nitrogen adsorption specific surface area S B by the BET method is 250 m 2 / g or more indicates that the particles of the porous substance are extremely porous. When this value is small, the ability to absorb the substance inside becomes small, and when this value is large, the filtration resistance may become large.

【0009】本発明の多孔性物質の製造方法について述
べる。本発明の多孔性物質の製造方法としては特に限定
されないが、以下の製造方法が好ましい方法としてあげ
られる。すなわち、金属酸化物および/またはその前駆
体からなる金属源とテンプレートと水を混合し金属酸化
物/テンプレート複合体のゾルを製造する工程と、該複
合体からテンプレートを除去する工程とからなる製造方
法である。上記の金属源は金属酸化物および/またはそ
の前駆体であり、金属種としては、ケイ素、2族のマグ
ネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、亜鉛、3
族のアルミニウム、ガリウム、希土類等、4族のチタ
ン、ジルコニウム等、5族のリン、バナジウム、7族の
マンガン、テルル等、8族の鉄、コバルト等が挙げられ
る。前駆体としては、これら金属の硝酸塩、塩酸塩等の
無機塩、酢酸塩、ナフテン酸塩等の有機酸塩、アルキル
アルミニウム等の有機金属塩、アルコキシド、水酸化物
が挙げられるが、後述する合成方法によって合成できる
ものであればこれに限定されるものではない。もちろ
ん、これらを単独あるいは併用して用いても良い。
The method for producing the porous material of the present invention will be described. The method for producing the porous substance of the present invention is not particularly limited, but the following production method is mentioned as a preferable method. That is, a process including a step of mixing a metal source composed of a metal oxide and / or a precursor thereof, a template and water to manufacture a sol of a metal oxide / template composite, and a step of removing the template from the composite. Is the way. The above metal source is a metal oxide and / or a precursor thereof, and the metal species include silicon, alkaline earth metals such as magnesium and calcium of Group 2, zinc, and 3
Examples include aluminum, gallium, rare earths, etc., Group 4 titanium, zirconium, etc., Group 5 phosphorus, vanadium, Group 7 manganese, tellurium, etc., Group 8 iron, cobalt, etc. Examples of the precursor include nitrates of these metals, inorganic salts such as hydrochlorides, acetates, organic acid salts such as naphthenates, organic metal salts such as alkylaluminums, alkoxides, and hydroxides, which will be described later. It is not limited to this as long as it can be synthesized by the method. Of course, these may be used alone or in combination.

【0010】金属としてケイ素を選んだ場合、前駆体と
しては縮合や重合を繰り返して最終的にシリカになるも
のを用いることができ、好ましくはテトラエトキシシラ
ンやメチルトリエトキシシラン、ジメチルトリエトキシ
シラン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン等
のアルコキシドや活性シリカを単独または併用して用い
ることができる。活性シリカは安価で安全性が高いた
め、特に好ましい。本発明で用いる活性シリカは、水ガ
ラスから有機溶剤で抽出したり、水ガラスをイオン交換
したりするなどして調製することができる。たとえば水
ガラスをH+ 型カチオン交換体と接触させて調製する場
合、Naが少なく安価であるため3号水ガラスを用いる
のが工業的に好ましい。カチオン交換体としては、たと
えばスルホン化ポリスチレンジビニルベンゼン系の強酸
性交換樹脂(例えばローム&ハース社製、アンバーライ
トIR−120B)等が好ましいが、特にこれに限定さ
れるものではない。
When silicon is selected as the metal, it is possible to use a precursor that repeats condensation and polymerization to finally give silica, preferably tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane and dimethyltriethoxysilane. Alkoxides such as 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane and activated silica can be used alone or in combination. Activated silica is particularly preferable because it is inexpensive and highly safe. The active silica used in the present invention can be prepared by extracting water glass with an organic solvent, or ion-exchange water glass. For example, when water glass is prepared by contacting it with an H + type cation exchanger, it is industrially preferable to use No. 3 water glass because it contains little Na and is inexpensive. As the cation exchanger, for example, a sulfonated polystyrene divinylbenzene-based strongly acidic exchange resin (for example, Amberlite IR-120B manufactured by Rohm & Haas) is preferable, but the cation exchanger is not particularly limited thereto.

【0011】本発明で用いるテンプレートとしては、四
級アンモニウム系などのカチオン性、アニオン性、非イ
オン性、両性界面活性剤やドデシルアミン、テトラデシ
ルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等
のアミンやアミンオキサイドなどの中性テンプレート等
何でもよいが、好ましくは旭電化製のアデカプルロニッ
クL・P・F・Rシリーズのようなトリブロック系や旭
電化製のアデカPEGシリーズのようなポリエチレング
リコール、アデカプロニックTRシリーズのようなエチ
レンジアミンベース型などのような非イオン性界面活性
剤を用いることができる。
As the template used in the present invention, cationic, anionic, nonionic, amphoteric surfactants such as quaternary ammonium type and amines and amines such as dodecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, etc. Any neutral template such as oxide may be used, but a triblock type such as Asahi Denka's Adeka Pluronic L / P / F / R series or polyethylene glycol such as Asahi Denka's Adeka PEG series or Adeka Pronic is preferred. Nonionic surfactants such as ethylenediamine based types such as TR series can be used.

【0012】非イオン性界面活性剤としては、エチレン
オキサイド、プロピレンオキサイドからなるトリブロッ
ク系の非イオン性界面活性剤を使用可能である。特に、
構造式HO( C2 4 O) a −( C3 6 O) b −( C
2 4 O) c H(但し、a 、cは10〜110を、bは
30〜70をしめす)で示されるもの、あるいは構造式
R( OCH2 CH2 ) n OH(但し、Rは炭素数12〜
20のアルキル基を、nは2〜30を示す)で示される
ものが好ましい。具体的には、旭電化製プルロニックP
103(HO( C2 4 O) 17−( C3 6 O) 60−(
2 4 O) 1 7 H)、P123(HO( C2 4 O)
20−( C3 6 O) 70−( C2 4 O) 20H)、P85
等やポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシ
エチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリ
ルエーテル等を挙げることができる。
As the nonionic surfactant, ethylene is used.
Triblock consisting of oxide and propylene oxide
It is possible to use a nonionic surfactant of the ku type. In particular,
Structural formula HO (C2HFourO)a− (C3H6O)b− (C
2HFourO)cH (however, a and c are 10 to 110, b is
30 to 70), or a structural formula
R (OCH2CH2)nOH (however, R has 12 to 12 carbon atoms
20 alkyl groups, and n represents 2 to 30)
Those are preferable. Specifically, Asahi Denka Pluronic P
103 (HO (C2HFourO)17− (C3H6O)60− (
C2HFourO)1 7H), P123 (HO (C2HFourO)
20− (C3H6O)70− (C2HFourO) 20H), P85
Etc. and polyoxyethylene lauryl ether, polyoxy
Ethylene cetyl ether, polyoxyethylene steari
Examples thereof include ruether and the like.

【0013】細孔径を変化させるために、有機助剤とし
て、炭素数6〜20の芳香族炭化水素、炭素数5〜20
の脂環式炭化水素、炭素数3〜16の脂肪族炭化水素お
よびこれらのアミンならびにハロゲン置換体、たとえ
ば、トルエン、トリメチルベンゼン、トリイソプロピル
ベンゼン等を加えることができる。金属源とテンプレー
トの反応は、たとえば、金属源を溶媒に溶解あるいは分
散したものと、テンプレートを溶媒に溶解あるいは分散
したものを撹拌混合したのち行なわせることができる
が、これに限定されるものではない。溶媒としては、水
あるいは水と有機溶剤の混合溶媒のいずれを用いてもよ
いが、有機溶剤としては、アルコール類が好ましい。ア
ルコール類としては、エタノールやメタノール等の低級
アルコールが好ましい。これらの反応に用いられる組成
は、テンプレートと金属源、溶媒により異なるが、凝集
や沈殿等が生じ、粒子径が大きくならない範囲を選ぶこ
とが必要である。また、粒子の凝集や沈殿を防ぐために
NaOH等のアルカリや低分子PVA等の安定化剤を加
えてもよい。
To change the pore size, an aromatic hydrocarbon having 6 to 20 carbon atoms and 5 to 20 carbon atoms are used as an organic auxiliary agent.
Alicyclic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons having 3 to 16 carbon atoms and amines thereof, and halogen-substituted products thereof such as toluene, trimethylbenzene, triisopropylbenzene and the like can be added. The reaction between the metal source and the template can be performed, for example, after stirring and mixing a solution or dispersion of the metal source in a solvent and a solution or dispersion of the template in a solvent, but the reaction is not limited to this. Absent. Either water or a mixed solvent of water and an organic solvent may be used as the solvent, but alcohols are preferable as the organic solvent. As alcohols, lower alcohols such as ethanol and methanol are preferable. The composition used in these reactions varies depending on the template, the metal source, and the solvent, but it is necessary to select a range in which the particle size does not become large due to aggregation or precipitation. Further, an alkali such as NaOH or a stabilizer such as low molecular weight PVA may be added to prevent aggregation or precipitation of particles.

【0014】例えば、金属源として活性シリカを、テン
プレートとしてプルロニックP103(旭電化製)を、
溶媒として水を用いる場合は、次のような組成を用いる
ことができる。P103/SiO2 の重量比として、好
ましくは0.01〜30、より好ましくは0.1〜5の
範囲が用いられる。有機助剤/P103の重量比は、好
ましくは0.02〜100、より好ましくは0.05〜
35である。反応時の水/P103の重量比としては、
好ましくは10〜1000、より好ましくは20〜50
0の範囲が用いられる。安定化剤として、NaOHをN
aOH/SiO 2 の重量比として1×10-4〜0.15
の範囲で加えてもよい。プルロニックP123を用いる
場合も、同様の組成を用いることができる。金属源やテ
ンプレート、溶媒の混合は、好ましくは0〜80℃、よ
り好ましくは0〜40℃で撹拌しながらおこなう。反応
は常温でも容易に進行するが、必要に応じて100℃ま
での加温下で行なうこともできる。しかし、100℃以
上の水熱反応のような条件は不要である。反応時間とし
ては0.5〜100時間、好ましくは3〜50時間の範
囲が用いられる。反応時のpHは好ましくは3〜12
で、より好ましくは4〜12で、さらに好ましくは4〜
10の範囲でpHの制御のためにNaOH、アンモニア
などのアルカリや塩酸、酢酸、硫酸などの酸を加えても
よい。
For example, activated silica is used as a metal source
Pluronic P103 (made by Asahi Denka) as a plate,
When using water as the solvent, use the following composition
be able to. P103 / SiO2The weight ratio of
It is preferably 0.01 to 30, more preferably 0.1 to 5
Ranges are used. The weight ratio of organic auxiliary agent / P103 is good.
It is preferably 0.02 to 100, more preferably 0.05 to
35. The weight ratio of water / P103 during the reaction is
Preferably 10-1000, more preferably 20-50
A range of 0 is used. NaOH as N is used as a stabilizer.
aOH / SiO 21 × 10 as the weight ratio of-Four~ 0.15
You may add in the range of. Use Pluronic P123
Also in this case, the same composition can be used. Metal sources and te
The mixing of the template and the solvent is preferably 0 to 80 ° C.
More preferably, the stirring is performed at 0 to 40 ° C. reaction
Easily progresses at room temperature, but if necessary
It can also be carried out under heating at. However, 100 ℃ or more
Conditions such as the hydrothermal reaction above are not needed. As reaction time
For 0.5 to 100 hours, preferably 3 to 50 hours.
A fence is used. The pH during the reaction is preferably 3-12.
, More preferably 4 to 12, and still more preferably 4 to
NaOH, ammonia for pH control in the range of 10
Such as alkali or hydrochloric acid, acetic acid, sulfuric acid
Good.

【0015】次に、テンプレートの除去方法について説
明する。たとえば、得られた反応溶液にアルコール等の
溶剤を加え複合体からテンプレートを除去する事により
多孔性物質が得られる。この際、限外濾過装置を用いる
と、多孔性物質をゾルのまま取り扱うことができ好まし
い。限外濾過用の膜の材質としては、ポリスルホン、ポ
リアクリロニトリル、セルロースなどを用いることがで
き、その形状は、中空糸型や平膜型、スパイラル型等の
いずれでもかまわない。この際、粒子の凝集を防ぐため
にNaOH等のアルカリや低分子PVA等の安定化剤を
加えてもよい。除去に用いる溶剤は、テンプレートを溶
解するものであればよく、取り扱いが簡単な水や溶解力
の高いアルコール類が好ましい。アルコール類として
は、メタノール、エタノール等の低級アルコールが好ま
しい。除去温度は、用いる溶剤やテンプレートにより異
なるが、好ましくは0〜80℃で、より好ましくは20
〜80℃である。除去されたテンプレートは溶剤を除く
ことで再利用することができる。また、得られた複合体
を、濾過等により濾別し、水洗、乾燥し、ついで含有し
ているテンプレートを超臨界流体やアルコール等の溶剤
との接触、あるいは焼成等の方法で除去することによ
り、多孔性物質を得てもよい。焼成温度は、テンプレー
トが消失する温度以上、概ね500℃以上で行なう。焼
成時間は、温度との関係で適宜設定されるが、30分〜
6時間程度である。他の除去方法としては、溶剤と複合
体を撹拌混合する方法や、複合体をカラム等に詰め溶剤
を流通させる等の方法を取ることもできる。ゾルから溶
媒を除去し多孔性物質を得る方法としては、加熱乾燥や
真空乾燥、スプレードライ、超臨界乾燥などの方法を用
いることができる。本発明の多孔性物質は、用途に応じ
て様々な改質をしても良い。たとえば、シランカップリ
ング剤等による表面改質をおこなったりしても良い。
Next, a method of removing the template will be described. For example, a porous material is obtained by adding a solvent such as alcohol to the obtained reaction solution and removing the template from the complex. At this time, it is preferable to use an ultrafiltration device because the porous substance can be handled as a sol. As a material for the membrane for ultrafiltration, polysulfone, polyacrylonitrile, cellulose, etc. can be used, and the shape thereof may be any of hollow fiber type, flat membrane type, spiral type and the like. At this time, an alkali such as NaOH or a stabilizer such as low molecular weight PVA may be added to prevent aggregation of particles. The solvent used for the removal may be any solvent that dissolves the template, and water and alcohols having high dissolving power, which are easy to handle, are preferable. As alcohols, lower alcohols such as methanol and ethanol are preferable. The removal temperature varies depending on the solvent and template used, but is preferably 0 to 80 ° C., more preferably 20.
~ 80 ° C. The removed template can be reused by removing the solvent. In addition, the obtained complex is filtered by filtration or the like, washed with water, dried, and then the contained template is removed by a method such as contact with a solvent such as a supercritical fluid or alcohol, or firing. , A porous material may be obtained. The firing temperature is higher than the temperature at which the template disappears, generally 500 ° C. or higher. The firing time is appropriately set in relation to the temperature, but is 30 minutes to
It takes about 6 hours. As another removal method, a method of stirring and mixing the solvent and the complex, a method of packing the complex in a column or the like and circulating the solvent may be employed. As a method for removing the solvent from the sol to obtain the porous substance, methods such as heat drying, vacuum drying, spray drying, and supercritical drying can be used. The porous material of the present invention may be modified in various ways depending on the application. For example, the surface may be modified with a silane coupling agent or the like.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げて本発明を具
体的に説明する。粉末X線回折図は理学製RINT25
00を用いて測定を行なった。細孔分布、及び比表面積
は、カンタクロム社製オートソーブ−1を用い、窒素に
より測定した。細孔分布は、BJH法により算出した。
平均細孔直径はBJH法より求めた微分細孔分布曲線の
メソポア領域のピークの値より算出した。比表面積はB
ET法により算出した。動的光散乱法による平均粒子径
は、大塚電子製レーザーゼータ電位計ELS−800に
より測定した。TEM写真は、日立製H−7100を用
い撮影した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below with reference to Examples. Powder X-ray diffraction pattern is RINT25 manufactured by Rigaku
00 was used for the measurement. The pore distribution and the specific surface area were measured with nitrogen using AutoSorb-1 manufactured by Kantachrome Co., Ltd. The pore distribution was calculated by the BJH method.
The average pore diameter was calculated from the peak value in the mesopore region of the differential pore distribution curve obtained by the BJH method. Specific surface area is B
It was calculated by the ET method. The average particle diameter by the dynamic light scattering method was measured by a laser zeta potentiometer ELS-800 manufactured by Otsuka Electronics. The TEM photograph was taken using H-7100 manufactured by Hitachi.

【0017】[0017]

【実施例1】あらかじめH+ 型にしておいたカチオン交
換樹脂(アンバーライト、IR−120B)100gを
水100g に分散したなかに、3号水ガラス(SiO2
=29重量%、Na2 O=9.5重量%)33.3gを
水66.7gで希釈した溶液を加える。これを、十分撹
拌した後、カチオン交換樹脂を濾別し活性シリカ水溶液
200gを得た。この活性シリカ水溶液のSiO2 濃度
は5.0重量%であった。5gの旭電化社製プルロニッ
クP103を水1360gに溶解させ、35℃湯浴中で
撹拌しながら、上記の活性シリカ水溶液60gを添加し
た。さらに、0.015mol/LのNaOH水溶液を
20mL加える。この混合物のpHは7.5であった。
このときの、水/P103の重量比は289.1で、P
103/SiO2 の重量比は1.67である。この混合
物を35℃で15分撹拌後、80℃で静置し24時間反
応させた。この溶液にエタノールを所定量添加し限外ろ
過装置を用いて非イオン界面活性剤を除去し、SiO2
濃度約4重量%の透明な多孔性物質のゾルを得た。この
溶液中の試料の動的光散乱法によって測定される平均粒
子径は60nmで換算比表面積は45m2 /gであっ
た。ゾルを、105℃で乾燥し多孔性物質を得た。この
試料のX線回折図には、明確なピークは見られなかっ
た。この試料の平均細孔直径は8nm、細孔容積は1.
21mL/gであった。BET法による窒素吸着比表面
積は720m2 /gであり、換算比表面積との差は67
5m2 /gであった。得られた多孔性物質の凝集体は、
透過型電子顕微鏡観察から平均径が20μmであった。
次にこの多孔性物質の凝集体を濾過助剤として使用し、
濾過テストを行なった。
Example 1 100 g of a cation exchange resin (Amberlite, IR-120B) which had been made into H + type in advance was dispersed in 100 g of water, and No. 3 water glass (SiO 2
= 29% by weight, Na 2 O = 9.5% by weight), and a solution of 33.3 g diluted with 66.7 g of water is added. After sufficiently stirring this, the cation exchange resin was filtered off to obtain 200 g of an active silica aqueous solution. The SiO 2 concentration of this activated silica aqueous solution was 5.0% by weight. 5 g of Asahi Denka Co., Ltd. Pluronic P103 was dissolved in 1360 g of water, and 60 g of the active silica aqueous solution was added while stirring in a 35 ° C water bath. Furthermore, 20 mL of 0.015 mol / L NaOH aqueous solution is added. The pH of this mixture was 7.5.
At this time, the weight ratio of water / P103 was 289.1.
The 103 / SiO 2 weight ratio is 1.67. This mixture was stirred at 35 ° C. for 15 minutes, then left standing at 80 ° C. and reacted for 24 hours. A predetermined amount of ethanol was added to this solution and the nonionic surfactant was removed by using an ultrafiltration device.
A transparent porous sol having a concentration of about 4% by weight was obtained. The sample in this solution had an average particle diameter of 60 nm as measured by the dynamic light scattering method and a reduced specific surface area of 45 m 2 / g. The sol was dried at 105 ° C to obtain a porous material. No clear peak was found in the X-ray diffraction pattern of this sample. The average pore diameter of this sample was 8 nm, and the pore volume was 1.
It was 21 mL / g. The nitrogen adsorption specific surface area by the BET method was 720 m 2 / g, and the difference from the converted specific surface area was 67.
It was 5 m 2 / g. The obtained aggregate of the porous material,
From observation with a transmission electron microscope, the average diameter was 20 μm.
Then using the aggregate of this porous material as a filter aid,
A filtration test was performed.

【0018】[0018]

【実施例2】実施例1で得た濾過助剤を約0.1重量%
含む水を使って竪型エレメントフィルターにプレコート
した。プレコート流速3キロリットル/m 2 ・hr、プレ
コート量300g/m 2 であった。濾過用のモデル液と
して別に3μm の粒子を50ppm 含む水を調製し、この
水を0.5キロリットル/m 2 ・hrの流速で前記竪型エ
レメントフィルターに通した。その結果、60分間通液
後の濾液中の粒子はゼロであり、竪型エレメントフィル
ターにかかる圧損はΔP=0.025kg/cm2であっ
た。
Example 2 About 0.1% by weight of the filter aid obtained in Example 1
A vertical element filter was pre-coated with the contained water. The precoat flow rate was 3 kiloliters / m 2 · hr and the precoat amount was 300 g / m 2 . Separately, water containing 50 ppm of particles of 3 μm was prepared as a model liquid for filtration, and this water was passed through the vertical element filter at a flow rate of 0.5 kiloliter / m 2 · hr. As a result, the number of particles in the filtrate after passing for 60 minutes was zero, and the pressure loss applied to the vertical element filter was ΔP = 0.025 kg / cm 2 .

【比較例1】市販のシリカゲル(平均粒子径13μm、
表面積600m 2 /g、形状:破砕)を用いて実施例2
同様に濾過テストを行なった。その結果、60分間通液
後の濾液中には粒子がわずかに観測され、竪型エレメン
トフィルターにかかる圧損はΔP=0.05kg/cm2
大きかった。
Comparative Example 1 Commercially available silica gel (average particle size 13 μm,
Example 2 using a surface area of 600 m 2 / g, shape: crushed)
A filtration test was conducted in the same manner. As a result, a few particles were observed in the filtrate after passing through the solution for 60 minutes, and the pressure loss applied to the vertical element filter was as large as ΔP = 0.05 kg / cm 2 .

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明の濾過助剤は、特別な物性を有す
る多孔性物質を有効成分とするものである。そのため優
れた濾過性能を有する。
The filter aid of the present invention contains a porous substance having special physical properties as an active ingredient. Therefore, it has excellent filtration performance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D066 CA01 4G066 AA13A AA22B AA30A BA20 BA26 EA11 4G072 AA28 BB01 BB13 BB15 CC01 DD05 DD06 EE01 GG01 TT01 TT05 TT08 UU30    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4D066 CA01                 4G066 AA13A AA22B AA30A BA20                       BA26 EA11                 4G072 AA28 BB01 BB13 BB15 CC01                       DD05 DD06 EE01 GG01 TT01                       TT05 TT08 UU30

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一次粒子の凝集体からなる濾過助剤にお
いて、一次粒子が、非晶質でかつ孔の直径が均一な細孔
を持つ無機質粒子からなり、動的光散乱法によって測定
される粒子の平均粒子径DL が10〜400nmであ
り、DL から求めた換算比表面積SL とBET法による
粒子の窒素吸着比表面積SB との差SB−SL が250
2 /g以上である多孔性物質であることを特徴とする
濾過助剤。
1. A filter aid comprising an agglomerate of primary particles, wherein the primary particles are inorganic particles that are amorphous and have pores of uniform diameter, and are measured by a dynamic light scattering method. The average particle diameter D L of the particles is 10 to 400 nm, and the difference S B −S L between the converted specific surface area S L obtained from D L and the nitrogen adsorption specific surface area S B of the particles by the BET method is 250.
A filter aid which is a porous substance having a m 2 / g or more.
【請求項2】 該細孔の平均直径が6nm以上である請
求項1に記載の濾過助剤。
2. The filter aid according to claim 1, wherein the average diameter of the pores is 6 nm or more.
【請求項3】 該無機質が酸化ケイ素である請求項1ま
たは2に記載の濾過助剤。
3. The filter aid according to claim 1, wherein the inorganic substance is silicon oxide.
【請求項4】 該凝集体の平均直径が5〜100μmで
ある請求項1から3のいずれかに記載の濾過助剤。
4. The filter aid according to claim 1, wherein the aggregate has an average diameter of 5 to 100 μm.
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