JP2003267722A - Nonporous spherical silica and method of manufacturing it - Google Patents

Nonporous spherical silica and method of manufacturing it

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JP2003267722A
JP2003267722A JP2002067585A JP2002067585A JP2003267722A JP 2003267722 A JP2003267722 A JP 2003267722A JP 2002067585 A JP2002067585 A JP 2002067585A JP 2002067585 A JP2002067585 A JP 2002067585A JP 2003267722 A JP2003267722 A JP 2003267722A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonporous spherical silica having a certain particle size distribution, where the maximum particle diameter can be optionally set to a value within a certain range and a nonporous spherical silica having a particle diameter over the said value is not substantially included, and a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: A spherical silica gel formed by a reaction of a hydrolyzable silicon compound with water is separated, dried, sieved by a sieve with ≥250 meshes, and finally fired to give a nonporous spherical silica. In the presence of an organic solvent incompatible with water, a surfactant, and a catalyst, a water-in-oil type emulsion is formed and a hydrolyzable silicon compound and water are reacted to form the silica gel. The resulting silica gel is separated, dried, sieved by a sieve with ≥250 meshes, and finally fired to give a nonporous spherical silica. <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】本発明は無孔質球状シリカ及
びその製造方法に関し、その目的は、最大粒子径をある
一定の範囲内であれば任意の値に設定することができ、
実質的にその値を超える粒子径の無孔質球状シリカは含
まれておらず、しかもある程度の粒度分布を有する無孔
質球状シリカ及びその製造方法を提供することにある。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-porous spherical silica and a method for producing the same, and its object is to set the maximum particle diameter to any value within a certain range,
It is an object of the present invention to provide a non-porous spherical silica which does not contain non-porous spherical silica having a particle size substantially exceeding the value and has a certain degree of particle size distribution, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】球状シリカは、樹脂成形用充填剤、電子
材料封止剤、スペーサー、ギャップ剤などの様々な用途
に使用されている。球状シリカは以下のような方法によ
り製造されている。例えば、ケイ素化合物であるテトラ
アルコキシシランを水または水/アルコール混合溶液中
で加水分解してシリカゾルを形成する。得られたシリカ
ゾルを、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼ
ン等の芳香族炭化水素と長鎖有機カルボン酸または界面
活性剤等の乳化剤とからなる油性分散媒中に添加して乳
化した後に、乳化状態でシリカゾルをゲル化させ、得ら
れたシリカゲルを脱水して、900〜1200℃で焼成
する方法(特開平1−145318号公報参照)により
製造されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Spherical silica is used for various purposes such as a filler for resin molding, a sealant for electronic materials, a spacer and a gap agent. Spherical silica is manufactured by the following method. For example, a silicon compound tetraalkoxysilane is hydrolyzed in water or a water / alcohol mixed solution to form a silica sol. The obtained silica sol is added to an oily dispersion medium composed of an aromatic hydrocarbon such as benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene and an emulsifier such as a long-chain organic carboxylic acid or a surfactant, and emulsified. It is produced by a method in which a silica sol is gelled, the obtained silica gel is dehydrated, and baked at 900 to 1200 ° C. (see JP-A-1-145318).

【0003】またテトラアルコキシシランをメタノール
中で加水分解して得られる球状シリカ分散液に、球状シ
リカに対してトリメチルシリル基が5モル%以上となる
割合でトリメチルシリル化剤(クロロトリメチルシラ
ン、トリメチルシラノール、メトキシトリメチルシラ
ン、ヘキサメチルジシラザン)を加えて球状シリカ表面
のシラノール基をトリメチルシリル化し、余剰のトリメ
チルシリル化剤を除去した後に、この分散液を乾燥する
方法(特開平3−187913号公報参照)により製造
されている。
In addition, a spherical silica dispersion obtained by hydrolyzing tetraalkoxysilane in methanol contains a trimethylsilylating agent (chlorotrimethylsilane, trimethylsilanol, Methoxytrimethylsilane, hexamethyldisilazane) to trimethylsilylate silanol groups on the surface of spherical silica, remove excess trimethylsilylating agent, and then dry the dispersion (see JP-A-3-187913). Being manufactured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】近年、球状シリカをス
ペーサーや充填剤として使用する場合に、粒子の最大粒
子径を一定の値以下に揃えることが要求されている。あ
る程度大きな粒子径であれば、篩い分けによりその粒子
径を超える粒子径の球状シリカを除去することで、目的
の球状シリカを得ることができる。しかし、要求される
球状シリカの最大粒子径は小さくなり、現在では40μ
m以下にすることが要求されている。このような小さな
粒子径の場合、例えば上記した製造方法により製造した
球状シリカを篩い分けした場合、球状シリカの表面の静
電気により篩の目詰まりが発生して、篩い分けすること
は困難であった。また気流式の分級装置でもこのような
小さな粒子径で最大粒子径を厳密に揃えることはできな
かった。さらに、粒度分布幅が狭い単分散な球状シリカ
の場合、最密充填構造となり、流動性を失う。ある程度
の粒度分布幅を有することで高い流動性を得ることがで
きる。ある程度の粒度幅を有する球状シリカは、前述の
ように求められる最大粒子径がある程度大きければ、篩
い分けにより目的の球状シリカを得ることができる。し
かし、粒子径の小さい球状シリカの場合、篩い分けする
ことすら困難であり、目的とされる球状シリカを得るこ
とはできなかった。
In recent years, when spherical silica is used as a spacer or a filler, it has been required to make the maximum particle diameter of particles equal to or less than a certain value. If the particle size is large to some extent, the target spherical silica can be obtained by removing the spherical silica having a particle size exceeding the particle size by sieving. However, the required maximum particle size of spherical silica has decreased, and is currently 40μ.
m or less is required. In the case of such a small particle diameter, for example, when sieving the spherical silica produced by the above-described production method, clogging of the sieve occurs due to static electricity on the surface of the spherical silica, and sieving is difficult. . In addition, even with an airflow classifier, it was not possible to strictly match the maximum particle size with such a small particle size. Further, in the case of monodisperse spherical silica having a narrow particle size distribution width, it has a close packing structure and loses fluidity. High fluidity can be obtained by having a certain size distribution width. As for spherical silica having a certain particle size width, if the maximum particle diameter obtained as described above is large to some extent, the desired spherical silica can be obtained by sieving. However, in the case of spherical silica having a small particle size, it is difficult to even sieve the particles, and the intended spherical silica cannot be obtained.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するためになされたものであって、請求項1に係
る発明は、加水分解可能なケイ素化合物と水とを反応さ
せて生成した球状シリカゲルを、分離、乾燥後、250
メッシュ以上の篩いを用いて篩い分け処理され、最後に
焼成されてなることを特徴とする無孔質球状シリカに関
する。請求項2に係る発明は、数平均粒子径が40μm
以下であり、且つ45μm以下の範囲内から任意に選択
した値を超える粒径の無孔質球状シリカが実質的に含ま
れていないことを特徴とする請求項1に記載の無孔質球
状シリカに関する。請求項3に係る発明は、数平均粒子
径が40μm以下であり、以下の関係式(式3)及び関
係式(式4)を満たすとともに、5〜45μmの範囲内
から任意に選択した値を超える粒径の無孔質球状シリカ
が実質的に含まれていないことを特徴とする請求項1に
記載の無孔質球状シリカに関する。
The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 is produced by reacting a hydrolyzable silicon compound with water. The separated spherical silica gel is separated and dried, then 250
The present invention relates to a non-porous spherical silica characterized by being subjected to a sieving treatment using a sieve having a mesh size or more and finally calcined. The invention according to claim 2 has a number average particle diameter of 40 μm.
The non-porous spherical silica according to claim 1, characterized in that it is substantially free of non-porous spherical silica having a particle diameter of less than or equal to 45 μm or less and a value arbitrarily selected from the range of 45 μm or less. Regarding The invention according to claim 3 has a number average particle diameter of 40 µm or less, satisfies the following relational expressions (equation 3) and relational expression (equation 4), and has a value arbitrarily selected from the range of 5 to 45 µm. The non-porous spherical silica according to claim 1, which is substantially free of non-porous spherical silica having a particle size exceeding the above range.

【式3】 (但し、式中、SはBET法で測定した比表面積(m
/g)、dは数平均粒子径(μm)である。)
[Formula 3] (However, in the formula, S is a specific surface area (m 2
/ G) and d are number average particle diameters (μm). )

【式4】 (但し、式中のD90は累積90体積%の粒径、D10
は累積10体積%の粒径である。) 請求項4に係る発明は、水に相溶性の無い有機溶媒、界
面活性剤、触媒の存在下、油中水型エマルジョンを形成
させながら、加水分解可能なケイ素化合物と水とを反応
させてシリカゲルを生成させ、生成したシリカゲルを分
離、乾燥後、篩い分け処理を250以上のメッシュの篩
いを用いて行い、最後に焼成することを特徴とする無孔
質球状シリカの製造方法に関する。
[Formula 4] (However, D 90 in the formula is a cumulative 90% by volume particle diameter, D 10
Is a cumulative particle size of 10% by volume. The invention according to claim 4 is to react a hydrolyzable silicon compound with water while forming a water-in-oil emulsion in the presence of an organic solvent incompatible with water, a surfactant and a catalyst. The present invention relates to a method for producing non-porous spherical silica, which comprises producing silica gel, separating and drying the produced silica gel, performing a sieving treatment using a sieve having a mesh of 250 or more, and finally calcining.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る無孔質球状シ
リカ及びその製造方法について説明する。本発明に係る
無孔質球状シリカは、加水分解可能なケイ素化合物と水
とを反応させて生成した球状シリカゲルを、分離、乾燥
後、250メッシュ以上の篩いを用いて篩い分け処理さ
れ、最後に焼成することにより得ることができる。そし
て、その数平均粒子径は40μm以下であり、且つ最大
粒子径は45μm以下の範囲内にあって、前記範囲内よ
り任意に設定した値(最大粒子径)を超える粒子径の無
孔質球状シリカは実質的に含まれていない。また本発明
に係る無孔質球状シリカは、以下の関係式(式5)及び
関係式(式6)を満たす、実質的に球状シリカ同士が凝
集せずに単分散している無孔質球状シリカであることが
好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The non-porous spherical silica and the method for producing the same according to the present invention will be described below. The non-porous spherical silica according to the present invention is a spherical silica gel produced by reacting a hydrolyzable silicon compound with water, separated, dried, and then sieved using a sieve of 250 mesh or more, and finally. It can be obtained by firing. And the number average particle diameter is 40 μm or less, and the maximum particle diameter is within the range of 45 μm or less, and the non-porous spherical particles having the particle diameter exceeding the value (maximum particle diameter) arbitrarily set from the above range. Silica is substantially free. Further, the non-porous spherical silica according to the present invention is a non-porous spherical silica in which the spherical silica particles are substantially monodispersed without agglomerating, satisfying the following relational expressions (equation 5) and relational expression (equation 6) It is preferably silica.

【式5】 (但し、式中、SはBET法で測定した比表面積(m
/g)、dは数平均粒子径(μm)である。)
[Formula 5] (However, in the formula, S is a specific surface area (m 2
/ G) and d are number average particle diameters (μm). )

【式6】 (但し、式中のD90は累積90体積%の粒径、D10
は累積10体積%の粒径である。)
[Formula 6] (However, D 90 in the formula is a cumulative 90% by volume particle diameter, D 10
Is a cumulative particle size of 10% by volume. )

【0007】本発明に係る無孔質球状シリカは、45μ
m以下の範囲内において、最大粒子径を任意に設定する
ことができる。この値を超える粒子径の球状シリカは実
質的に含まれておらず、また粒度分布幅が広いので流動
性に優れ、充填剤やスペーサーとして好適に使用するこ
とができる。
The non-porous spherical silica according to the present invention has a particle size of 45 μm.
Within the range of m or less, the maximum particle diameter can be set arbitrarily. Spherical silica having a particle size exceeding this value is not substantially contained, and since the particle size distribution width is wide, it has excellent fluidity and can be suitably used as a filler or a spacer.

【0008】次に、本発明に係る無孔質球状シリカの製
造方法について説明する。本発明に係る無孔質球状シリ
カを得るには、まず、水と相溶性のない有機溶媒中にお
いて、界面活性剤、水、触媒の存在下、W/O型エマル
ジョンを形成し、このエマルジョン中において加水分解
可能なケイ素化合物を加水分解、重縮合させることで球
状シリカを含むスラリを調製する。
Next, the method for producing non-porous spherical silica according to the present invention will be described. In order to obtain the non-porous spherical silica according to the present invention, first, a W / O type emulsion is formed in the presence of a surfactant, water and a catalyst in an organic solvent incompatible with water, A hydrolyzable silicon compound is hydrolyzed and polycondensed to prepare a slurry containing spherical silica.

【0009】用いられる加水分解可能なケイ素化合物は
(以下、単にケイ素化合物という。)特に限定されない
が、アルコキシシラン化合物又はこれらの誘導体を例示
することができる。具体的には、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラ
ンなどを例示することができる。またこれらの化合物の
誘導体としては、上記のケイ素化合物を部分的に加水分
解して得られる低縮合物を例示することができる。さら
に、以上説明したケイ素化合物のうちの二種以上を混合
して使用することもできる。
The hydrolyzable silicon compound used (hereinafter, simply referred to as a silicon compound) is not particularly limited, but an alkoxysilane compound or a derivative thereof can be exemplified. Specific examples include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, and the like. Further, examples of derivatives of these compounds include low condensation products obtained by partially hydrolyzing the above silicon compounds. Furthermore, two or more kinds of the silicon compounds described above can be mixed and used.

【0010】水と相溶性のない有機溶媒としては、ヘキ
サン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカ
ン、ドデカンなどの脂肪族炭化水素類、シクロヘキサ
ン、メチルシクロヘキサン、デカリンなどの脂環式炭化
水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ドデシルベン
ゼン、メチルナフタレンなどの芳香族炭化水素類、ジブ
チルエーテル、ジペンチルエーテル、ジヘキシルエーテ
ル、ジヘプチルエーテル、ジオクチルエーテルなどのエ
ーテル類、ナフサ、白灯油などの石油留分類などを例示
することができる。特に本発明では、n−ヘプタン、ト
ルエン、キシレンを用いることが好ましい。用いられる
水と相溶性のない有機溶媒の量は特に限定されないが、
使用されるケイ素化合物1容量当たり、0.5〜10容
量、好ましくは1〜5容量とされる。
As the organic solvent which is incompatible with water, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane and dodecane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane and decalin, Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, dodecylbenzene, methylnaphthalene, ethers such as dibutyl ether, dipentyl ether, dihexyl ether, diheptyl ether, dioctyl ether, petroleum distillate classification such as naphtha, white kerosene, etc. It can be illustrated. Particularly in the present invention, it is preferable to use n-heptane, toluene and xylene. The amount of the organic solvent that is incompatible with water used is not particularly limited,
It is 0.5 to 10 volumes, preferably 1 to 5 volumes, per volume of the silicon compound used.

【0011】界面活性剤としては、非イオン界面活性剤
を用いることが好ましく、ポリオキシエチレンアルキル
エーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチ
レンソルビタン脂肪族エステル類、脂肪酸モノグリセラ
イド類、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル類、ポ
リオキシエチレンアルキルアミン類、ポリグリセリン脂
肪酸エステル類などを例示することができる。特に本発
明では、HLB12以下の非イオン界面活性剤を用いる
ことが好ましく、このような非イオン界面活性剤とし
て、ソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル、テトラグリセリンモノステアレ
ートを例示することができる。用いられる界面活性剤の
量は、特に限定されないが、使用されるケイ素化合物1
容量当たり、0.001〜0.4容量、好ましくは0.
002〜0.2容量とされる。
As the surfactant, it is preferable to use a nonionic surfactant, such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan aliphatic esters, and fatty acids. Examples thereof include monoglycerides, polyethylene glycol fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines, and polyglycerin fatty acid esters. Particularly in the present invention, it is preferable to use a nonionic surfactant having an HLB of 12 or less, and examples of such a nonionic surfactant include sorbitan monooleate, polyoxyethylene nonylphenyl ether, and tetraglycerin monostearate. You can The amount of the surfactant used is not particularly limited, but the silicon compound 1 used
Per volume, 0.001 to 0.4 volume, preferably 0.1.
The capacity is 002 to 0.2.

【0012】触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸、ホウ
酸、リン酸、ギ酸、酢酸、蓚酸などの酸触媒、或いはア
ンモニア、尿素、エタノールアミン、テトラメチルアン
モニウムハイドロオキサイド等のアルカリ触媒を配合す
ることができる。特に本発明では、ギ酸や酢酸などの酸
触媒を使用することが好ましい。
As the catalyst, an acid catalyst such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, boric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid or oxalic acid, or an alkali catalyst such as ammonia, urea, ethanolamine or tetramethylammonium hydroxide should be added. You can Particularly in the present invention, it is preferable to use an acid catalyst such as formic acid or acetic acid.

【0013】水の量は特に限定されないが、使用される
ケイ素化合物1モル当り、1〜20モル、好ましくは2
〜10モルとされる。使用される水の量は形成される球
状シリカの粒子径に影響を与える。水の量が相対的に増
加すれば、球状シリカの粒子径を小さくすることがで
き、水の量が相対的に低下すれば、球状シリカの粒子径
を大きくすることができる。従って、水と有機溶媒の比
により球状シリカの粒子径を任意に調整することができ
る。
The amount of water is not particularly limited, but is 1 to 20 mol, preferably 2 per mol of the silicon compound used.
It is set to 10 mol. The amount of water used affects the particle size of the spherical silica formed. If the amount of water is relatively increased, the particle size of the spherical silica can be reduced, and if the amount of water is relatively decreased, the particle size of the spherical silica can be increased. Therefore, the particle size of the spherical silica can be arbitrarily adjusted by the ratio of water and the organic solvent.

【0014】水と相溶性のない有機溶媒中において、界
面活性剤、水、触媒の存在下、W/O型エマルジョンを
形成するには、水と相溶性のない有機溶媒、界面活性
剤、水、触媒を混合して加熱攪拌すればよい。ここに、
ケイ素化合物を加えることで、エマルジョン中において
加水分解、重縮合させて、球状シリカを含むスラリを調
製することができる。このように、水を含む有機溶媒中
でケイ素化合物を撹拌して加水分解,縮合することによ
り、球状でしかも粒子径のそろった球状シリカとするこ
とができる。反応温度は通常0〜100℃、好ましくは
30〜80℃、反応時間は30分〜30時間、好ましく
は1〜10時間である。
In order to form a W / O type emulsion in the presence of a surfactant, water and a catalyst in an organic solvent which is incompatible with water, an organic solvent which is incompatible with water, a surfactant and water are used. The catalyst may be mixed and heated with stirring. here,
By adding a silicon compound, hydrolysis and polycondensation can be performed in the emulsion to prepare a slurry containing spherical silica. Thus, by stirring the silicon compound in an organic solvent containing water to cause hydrolysis and condensation, spherical silica having a uniform particle size can be obtained. The reaction temperature is generally 0 to 100 ° C., preferably 30 to 80 ° C., and the reaction time is 30 minutes to 30 hours, preferably 1 to 10 hours.

【0015】次に、上記の方法で調製された球状シリカ
を含むスラリをデカンテーション又は濾過することによ
り、シリカゲルを分離する。分離されたシリカゲルの乾
燥処理を行う。乾燥処理は、通常30〜300℃の温度
条件下で1〜30時間処理することにより行われる。好
ましい乾燥処理は、50〜200℃の温度条件下で1〜
30時間程度の処理である。
Next, silica gel is separated by decanting or filtering the slurry containing the spherical silica prepared by the above method. The separated silica gel is dried. The drying treatment is usually carried out by treating under a temperature condition of 30 to 300 ° C. for 1 to 30 hours. A preferable drying treatment is 1 to 1 under a temperature condition of 50 to 200 ° C.
It takes about 30 hours.

【0016】次に、乾燥処理されたシリカゲルの篩い分
け処理を行う。用いられる篩いは250メッシュ以上
(開孔60μm以下)とされる。これにより、求められ
る最大粒子径を超える粒子径のシリカゲルを取り除くこ
とができる。本発明では、任意の最大粒子径を有するシ
リカゲルを得ることができるが、通常の場合、最大粒子
径は、45μm以下とされる。シリカゲルを焼成する前
に篩い分け処理を行うことで、篩いの目詰まりを起こす
ことがなく、回収率よく篩い分けを行うことができる。
Next, the dried silica gel is subjected to a sieving treatment. The sieve used has a size of 250 mesh or more (opening of 60 μm or less). This makes it possible to remove silica gel having a particle size exceeding the required maximum particle size. In the present invention, silica gel having an arbitrary maximum particle diameter can be obtained, but in the usual case, the maximum particle diameter is 45 μm or less. By performing the sieving treatment before firing the silica gel, the sieving can be performed with a good recovery rate without causing clogging of the sieve.

【0017】最後に、最大粒子径を任意の値以下となる
ように調整されたシリカゲルを焼成することで、本発明
に係る無孔質球状シリカを製造することができる。焼成
温度は、500〜1300℃とされる。この理由は、5
00℃未満の場合、球状シリカ表面に無数の孔が形成さ
れるために無孔質の球状シリカを得ることができず、ま
た1300℃を超える場合、球状シリカ同士が縮合して
凝集体が形成されてしまい、単分散した無孔質球状シリ
カを得ることができず、いずれの場合も好ましくないか
らである。また焼成時間は特に限定されないが、1〜3
0時間とされる。この理由は、1時間未満の焼成処理で
は、有機物が残留し球状シリカ表面に孔が形成されてし
まうために、また30時間を超えて焼成すると、解砕が
困難な凝集体が形成されることがあるために、いずれの
場合も好ましくないからである。
Finally, the non-porous spherical silica according to the present invention can be produced by calcining the silica gel whose maximum particle size is adjusted to be not more than an arbitrary value. The firing temperature is 500 to 1300 ° C. The reason for this is 5
When the temperature is lower than 00 ° C, non-porous spherical silica cannot be obtained because numerous pores are formed on the surface of the spherical silica, and when higher than 1300 ° C, the spherical silicas are condensed with each other to form an aggregate. This is because the non-porous spherical silica monodispersed cannot be obtained, which is not preferable in any case. The firing time is not particularly limited, but it is 1 to 3.
It is set to 0 hours. The reason for this is that if the calcination treatment is performed for less than 1 hour, organic substances remain and pores are formed on the surface of the spherical silica, and if calcination is performed for more than 30 hours, aggregates that are difficult to disintegrate are formed. This is because in any case, it is not preferable because of the presence of

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明するが、
本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではな
い。尚、配合量は重量%である。 <実施例1の試料の調製>1Lの攪拌機付き反応容器
に、アルキルベンゼン500.1g、純水126.2
g、トリオレイン酸デカグリセリル(HLB7.0)
1.3g、酢酸1.1gを加えて10分間激しく攪拌し
て乳化した。この乳化液中に、テトラメトキシシラン2
00.0gを加えて、45℃で2時間攪拌して加水分解
した。その後、内温を140℃まで上げて低沸分を留去
してシリカゲルスラリーを得た。これを濾過してシリカ
ゲルを分離し、シリカゲルをメタノールで洗浄した。得
られたシリカゲルを60℃で4時間乾燥し、開孔24μ
mの篩いを用いて、篩い分け処理を行い、これを105
0℃で2時間焼成を行うことにより、実施例1の球状シ
リカを得た。
EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.
The invention is in no way limited to these examples. The blending amount is% by weight. <Preparation of Sample of Example 1> In a 1 L reactor equipped with a stirrer, 500.1 g of alkylbenzene and 126.2 of pure water were added.
g, decaglyceryl trioleate (HLB 7.0)
1.3 g and 1.1 g of acetic acid were added and vigorously stirred for 10 minutes to emulsify. In this emulsion, tetramethoxysilane 2
00.0 g was added and hydrolyzed by stirring at 45 ° C. for 2 hours. Then, the internal temperature was raised to 140 ° C. and low-boiling components were distilled off to obtain a silica gel slurry. This was filtered to separate silica gel, and the silica gel was washed with methanol. The silica gel thus obtained is dried at 60 ° C. for 4 hours, and the open pores are 24 μm.
The sieving process is carried out using a sieve of m.
By firing at 0 ° C. for 2 hours, the spherical silica of Example 1 was obtained.

【0019】<実施例2の試料の調製>1Lの攪拌機付
き反応容器に、アルキルベンゼン631.0g、純水1
55.0g、トリオレイン酸デカグリセリル(HLB
7.0)3.2g、酢酸1.4gを加えて10分間激し
く攪拌して乳化した。この乳化液中に、テトラメトキシ
シラン160.0gを加えて、45℃で2時間攪拌して
加水分解した。その後、内温を140℃まで上げて低沸
分を留去してシリカゲルスラリーを得た。これを濾過し
てシリカゲルを分離し、シリカゲルをメタノールで洗浄
した。得られたシリカゲルを60℃で4時間乾燥し、開
孔11μmの篩いを用いて、篩い分け処理を行い、これ
を1000℃で2時間焼成を行うことにより、実施例2
の球状シリカを得た。
<Preparation of Sample of Example 2> In a 1 L reaction vessel equipped with a stirrer, 631.0 g of alkylbenzene and 1 part of pure water were added.
55.0 g, decaglyceryl trioleate (HLB
7.0) 3.2 g and acetic acid 1.4 g were added, and the mixture was vigorously stirred for 10 minutes to emulsify. To this emulsion, 160.0 g of tetramethoxysilane was added and stirred at 45 ° C. for 2 hours for hydrolysis. Then, the internal temperature was raised to 140 ° C. and low-boiling components were distilled off to obtain a silica gel slurry. This was filtered to separate silica gel, and the silica gel was washed with methanol. The obtained silica gel was dried at 60 ° C. for 4 hours, subjected to sieving treatment using a sieve having openings of 11 μm, and calcined at 1000 ° C. for 2 hours to give Example 2.
Spherical silica was obtained.

【0020】<比較例1の試料の調製>実施例1の試料
の調製において、60℃で4時間乾燥した後に、篩い分
け処理を行わずに、1050℃で2時間焼成を行うこと
により、比較例1の球状シリカを得た。
<Preparation of Sample of Comparative Example 1> In the preparation of the sample of Example 1, drying was carried out at 60 ° C. for 4 hours and then calcination was carried out at 1050 ° C. for 2 hours without sieving treatment. The spherical silica of Example 1 was obtained.

【0021】<比較例2の試料の調製>実施例1の試料
の調製において、60℃で4時間乾燥した後に、篩い分
け処理を行わずに、まず1050℃で2時間焼成した後
に、開孔20μmの篩いを用いて篩い分け処理を行うこ
とにより、比較例2の試料を得た。
<Preparation of Sample of Comparative Example 2> In the preparation of the sample of Example 1, after drying at 60 ° C. for 4 hours, sieving treatment was not first performed and then calcination was performed at 1050 ° C. for 2 hours, followed by opening. A sample of Comparative Example 2 was obtained by performing a sieving process using a 20 μm sieve.

【0022】<比較例3の試料の調製>実施例2の試料
の調製において、60℃で4時間乾燥した後に、篩い分
け処理を行わずに、まず1000℃で2時間焼成した後
に、開孔11μmの篩いを用いて篩い分け処理を行うこ
とにより、比較例3の試料を得た。
<Preparation of Sample of Comparative Example 3> In the preparation of the sample of Example 2, after drying at 60 ° C. for 4 hours, sieving treatment was not first performed and then firing was performed at 1000 ° C. for 2 hours, followed by opening. A sample of Comparative Example 3 was obtained by performing a sieving process using a 11 μm sieve.

【0023】<試験例1;物性値の測定>得られた実施
例1〜2及び比較例1〜3の球状シリカの粒度分布及び
数平均粒子径(μm)(d)をシーラス社製のレーザー
粒度分布計(CILAS 1180 Liquid)を
用いて測定した。この粒度分布のデータから「標準偏差
σ=(D90/D100.5」を算出した。また比表
面積(m/g)(S)はBET法により測定し、先の
レーザー粒度分布計による数平均粒子径(d)のデータ
からS×dを算出した。さらに最大粒子径は電子顕微鏡
法により測定した。すなわち、電子顕微鏡倍率500〜
1000倍で無作為に球状シリカ500個以上を観察
し、観察した画像中の最大の粒子径を装置付属のスケー
ルにより測定して最大粒子径とした。また製造時に篩い
分け処理を行う試料については、篩いの目詰まりの有無
を観察するとともに、篩い分け処理後の試料の回収率を
算出した。
<Test Example 1; Measurement of Physical Properties> The particle size distribution and number average particle size (μm) (d) of the obtained spherical silicas of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 were measured with a laser manufactured by Cirrus. It measured using the particle size distribution analyzer (CILAS 1180 Liquid). “Standard deviation σ = (D 90 / D 10 ) 0.5 ” was calculated from the data of the particle size distribution. Further, the specific surface area (m 2 / g) (S) was measured by the BET method, and S × d was calculated from the data of the number average particle diameter (d) by the above laser particle size distribution meter. Further, the maximum particle size was measured by electron microscopy. That is, electron microscope magnification 500-
500 or more spherical silica particles were randomly observed at 1000 times, and the maximum particle size in the observed image was measured by the scale attached to the apparatus to be the maximum particle size. In addition, regarding the sample subjected to the sieving treatment at the time of production, the presence or absence of clogging of the sieve was observed, and the recovery rate of the sample after the sieving treatment was calculated.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】[0025]

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係る無孔質
球状シリカは、45μm以下の範囲内において任意に最
大粒子径を設定することができ、最大粒子径を超える無
孔質球状シリカは含まれていないから、充填剤やスペー
サーなどの用途として好適に使用することができる。ま
た本発明に係る無孔質球状シリカの製造方法は、最大粒
子径を45μm以下の範囲内において任意に設定された
無孔質球状シリカを製造することができる。しかも篩い
分けの際に目詰まりを起こすことがないために、回収率
よく球状シリカを製造することができる。
As described above in detail, the non-porous spherical silica according to the present invention can have a maximum particle size arbitrarily set within the range of 45 μm or less, and the non-porous spherical silica exceeding the maximum particle size. Since it is not contained, it can be suitably used as a filler or a spacer. Further, the method for producing non-porous spherical silica according to the present invention can produce non-porous spherical silica having a maximum particle size arbitrarily set within the range of 45 μm or less. Moreover, since no clogging occurs during sieving, spherical silica can be produced with good recovery.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 政氏 晴生 東京都中央区日本橋富沢町9番19号 扶桑 化学工業株式会社東京支店 Fターム(参考) 4G072 AA25 BB07 GG01 GG03 HH19 HH30 MM01 MM28 MM36 RR12 RR13 TT01 TT06 UU09    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Haruo Masa             Fuso, 9-19 Tomizawa-cho, Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo             Chemical Industry Co., Ltd. Tokyo Branch F term (reference) 4G072 AA25 BB07 GG01 GG03 HH19                       HH30 MM01 MM28 MM36 RR12                       RR13 TT01 TT06 UU09

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加水分解可能なケイ素化合物と水とを反
応させて生成した球状シリカゲルを、分離、乾燥後、2
50メッシュ以上の篩いを用いて篩い分け処理され、最
後に焼成されてなることを特徴とする無孔質球状シリ
カ。
1. A spherical silica gel produced by reacting a hydrolyzable silicon compound with water is separated and dried, and then 2
A non-porous spherical silica characterized by being sieved using a sieve of 50 mesh or more and finally calcined.
【請求項2】 数平均粒子径が40μm以下であり、且
つ45μm以下の範囲内から任意に選択した値を超える
粒径の無孔質球状シリカが実質的に含まれていないこと
を特徴とする請求項1に記載の無孔質球状シリカ。
2. A non-porous spherical silica having a number average particle size of 40 μm or less and a particle size exceeding a value arbitrarily selected from the range of 45 μm or less is substantially not included. The non-porous spherical silica according to claim 1.
【請求項3】 数平均粒子径が40μm以下であり、以
下の関係式(式1)及び関係式(式2)を満たすととも
に、45μm以下の範囲内から任意に選択した値を超え
る粒径の無孔質球状シリカが実質的に含まれていないこ
とを特徴とする請求項1に記載の無孔質球状シリカ。 【式1】 (但し、式中、SはBET法で測定した比表面積(m
/g)、dは数平均粒子径(μm)である。) 【式2】 (但し、式中のD90は累積90体積%の粒径、D10
は累積10体積%の粒径である。)
3. A number average particle diameter of 40 μm or less, satisfying the following relational expressions (Equation 1) and relational expression (Equation 2), and having a particle diameter exceeding a value arbitrarily selected from the range of 45 μm or less. The non-porous spherical silica according to claim 1, which is substantially free of non-porous spherical silica. [Formula 1] (However, in the formula, S is a specific surface area (m 2
/ G) and d are number average particle diameters (μm). ) [Formula 2] (However, D 90 in the formula is a cumulative 90% by volume particle diameter, D 10
Is a cumulative particle size of 10% by volume. )
【請求項4】 水に相溶性の無い有機溶媒、界面活性
剤、触媒の存在下、油中水型エマルジョンを形成させな
がら、加水分解可能なケイ素化合物と水とを反応させて
シリカゲルを生成させ、生成したシリカゲルを分離、乾
燥後、篩い分け処理を250以上のメッシュの篩いを用
いて行い、最後に焼成することを特徴とする無孔質球状
シリカの製造方法。
4. A silica gel is produced by reacting a hydrolyzable silicon compound with water while forming a water-in-oil emulsion in the presence of an organic solvent incompatible with water, a surfactant and a catalyst. A method for producing non-porous spherical silica, characterized in that the produced silica gel is separated and dried, and then sieving treatment is carried out using a sieve having a mesh size of 250 or more, followed by calcination.
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