JP2003340269A - Slurry, method for administering slurry, method for producing slurry, and granule - Google Patents
Slurry, method for administering slurry, method for producing slurry, and granuleInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スラリーおよびス
ラリーの製造法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a slurry and a method for producing the slurry.
【0002】[0002]
【従来の技術】液体中に固体粒子を分散混合した固液分
散系としてのスラリーは、ファインセラミクス分野だけ
でなく、砥粒、セメント、樹脂、塗料など、広い産業分
野で用いられている。スラリーには、流動性、塗布特
性、ポットシェルライフなどの固液分散系としての特性
のみならず、スラリーを材料として用いる後加工に対し
ても必要な諸特性も求められる。これは、スラリーが顆
粒等のような粒状の形状や、押出しシートのような平板
状の形状、または、射出成形のように三次元立体形状に
後加工されて形成されて利用されるなどの場合が多いか
らであり、このような場合に、スラリー自体の性状が後
加工性や後加工された製品の特性にも大きな影響を与え
るからである。A slurry as a solid-liquid dispersion system in which solid particles are dispersed and mixed in a liquid is used not only in the field of fine ceramics but also in a wide range of industrial fields such as abrasive grains, cement, resins and paints. The slurry is required to have not only characteristics such as fluidity, coating characteristics and pot shell life as a solid-liquid dispersion system, but also various characteristics required for post-processing using the slurry as a material. This is used when the slurry is used after being formed into a granular shape such as granules, a flat plate shape such as an extruded sheet, or a post-processed three-dimensional solid shape such as injection molding. This is because the properties of the slurry itself greatly affect the post-processability and the properties of the post-processed product in such a case.
【0003】このようにスラリーは、産業上、重要な利
用価値があるので、従来からスラリー特性やスラリーを
後加工する際に求められる諸特性に関して、様々な研究
が蓄積されてきた。例えば、研磨スラリーに関して連続
調合を可能にするシステム(特開2000−30895
7号公報)、重合体と無機粒子をζ電位の調整により分
散させるスラリー(特開2000−273311)、複
写機用トナー(特開2001−31427号公報)、分
散剤を含むセラミック原料としてのスラリー(特開20
01−48654号公報)、セラミックグリーンシート
の製造方法(特開200I−31474号公報)などに
最近の動向を見ることができる。As described above, since the slurry has an important utility value in industry, various studies have been accumulated on the characteristics of the slurry and various characteristics required when the slurry is post-processed. For example, a system that enables continuous preparation of polishing slurry (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-30895).
No. 7), a slurry in which a polymer and inorganic particles are dispersed by adjusting the ζ potential (JP-A-2000-273311), a toner for copying machines (JP-A-2001-31427), and a slurry as a ceramic raw material containing a dispersant. (JP 20
No. 01-48654), a method for manufacturing a ceramic green sheet (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-31474), and the like can be seen in recent trends.
【0004】このように、スラリーの特性は、固液分散
系として溶媒だけでなく固体粒子(一次粒子とも言う)
の固液界面を含めた化学的、物理的、電気化学的な影響
も受ける。As described above, the characteristics of the slurry are not only the solvent but also solid particles (also called primary particles) as a solid-liquid dispersion system.
It is also affected by the chemical, physical and electrochemical effects including the solid-liquid interface of.
【0005】さらに、セラミックを例に取れば、スラリ
ーを顆粒やグリーンシートに腑形したのち成形するなど
の後工程での顆粒の流れ性や成型特性、その後の焼結特
性などにも大きな影響を与える。このように、スラリー
に求められる特性には、いろいろな要因が複雑に絡み合
っている。Further, taking ceramics as an example, the flowability of the granules in the subsequent steps such as forming the slurry into granules or green sheets and then forming the granules, forming characteristics, and subsequent sintering characteristics are greatly affected. give. As described above, various factors are intricately intertwined with the characteristics required of the slurry.
【0006】そこで、噴霧乾燥法による顆粒の製造過程
に注目し、結合剤と乳化剤を併用する例(特公昭63−
27051号公報)や、真円度のある顆粒を造粒する際
に結合剤を溶解し難い溶媒を加える例(公昭63−29
579号公報)などがあり、さらには、最近でもスラリ
ーのpH調整条件と顆粒の形状の関係をモデル化する研
究(日本窯業学会誌、106巻12号(1998))な
どがある。Therefore, paying attention to the process of producing granules by the spray drying method, an example of using a binder and an emulsifier together (Japanese Patent Publication No. 63-
No. 27051) or an example of adding a solvent in which a binder is difficult to dissolve when granulating granules having a roundness (Kosho 63-29).
579) and the like, and more recently, there is a study (Model No. 106, No. 12 (1998)) of modeling the relationship between the pH adjusting conditions of the slurry and the shape of the granules.
【0007】また、添加剤を用いるマクロな分散や重合
体の官能基によるζ電位の調整等の手法も知られている
(特開2000−273311号公報など)。Further, methods such as macroscopic dispersion using an additive and adjustment of ζ potential by a functional group of a polymer are also known (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-273311 etc.).
【0008】更に、スラリーを原料として顆粒を造粒す
る場合に、顆粒の嵩密度や顆粒の粒径に着目してインペ
ラの抵抗から造粒作業を管理しようとする対応(特開2
001−29769号公報等)も知られている。Further, when granulating granules using a slurry as a raw material, attention is paid to the bulk density of the granules and the particle size of the granules to manage the granulation work from the resistance of the impeller (Japanese Patent Laid-Open No. 2-212058).
(001-29769 gazette etc.) are also known.
【0009】ところで、顆粒に要求される最も重要な事
項は、如何に成型し易い中実球状顆粒を作り上げるかで
ある。By the way, the most important item required for granules is how to make solid spherical granules that can be easily molded.
【0010】ところが、上述した従来手法では、スラリ
ーの製造、または、スラリーの状態、スラリーの後加
工、スラリーを用いて生産した最終製品のそれぞれに関
する管理パラメータは個々の工程毎に把握されていて
も、出発原料から最終製品に至る全体を通じた工程の関
連の中で、中実球状顆粒を作り上げる管理パラメータと
なる本質的な特性要件が明確にされておらず、このた
め、製品にバラツキや不良が生じるという問題が、依然
として未解決のまま残されていた。However, in the above-mentioned conventional method, even if the manufacturing parameters of the slurry, the state of the slurry, the post-processing of the slurry, and the final product produced by using the slurry are known for each individual process. In the relation of the process from the starting material to the final product, the essential characteristic requirements that are the control parameters for producing solid spherical granules have not been clarified. The question of what happened was still open.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、球状
顆粒の生成に適したスラリー、スラリー管理方法、スラ
リーの製造法を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a slurry suitable for producing spherical granules, a slurry management method, and a slurry manufacturing method.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】1.スラリー
上述した課題を解決するため、まず、本発明は、固体成
分の粒子が液中で固液分散系を構成するスラリーにおい
て、前記粒子の濃度は、前記粒子の分散状態における一
次粒子の平均粒径をDとし、前記粒子の凝集による凝集
粒子の平均粒径をD0としたとき、(D/D0)で表さ
れる凝集度と、スラリー粘度との関係を示すデータから
得られる球状顆粒領域及び非球状顆粒領域のうち、前記
球状顆粒領域内に入るように選定されている。[Means for Solving the Problems] 1. Slurry In order to solve the above-mentioned problems, first, the present invention, in the slurry that particles of the solid component constitutes a solid-liquid dispersion system in the liquid, the concentration of the particles, the average particle of the primary particles in the dispersed state of the particles When the diameter is D and the average particle size of the agglomerated particles due to the agglomeration of the particles is D0, a spherical granule region obtained from data showing the relationship between the degree of agglomeration represented by (D / D0) and the slurry viscosity, and Of the non-spherical granule regions, it is selected to fit within the spherical granule region.
【0013】即ち、固体成分の粒子が液中で固液分散系
を形成するスラリーにおいて、凝集度(D/D0)と、
スラリー粘度との関係を示す実験データから、例えば、
グラフを作成した場合、このグラフは、球状顆粒領域及
び非球状顆粒領域を示すことが解った。従って、あるス
ラリーの粒子の濃度またはスラリー粘度が、このグラフ
の示す球状顆粒領域内に入っていれば、当該スラリーは
球状顆粒の製造を保証することになる。That is, in a slurry in which particles of a solid component form a solid-liquid dispersion system in a liquid, the degree of aggregation (D / D0)
From the experimental data showing the relationship with the slurry viscosity, for example,
When the graph was created, it was found that the graph showed spherical and non-spherical granular regions. Therefore, if the particle concentration or slurry viscosity of a certain slurry falls within the spherical granule region shown in this graph, the slurry guarantees the production of spherical granules.
【0014】凝集度(D/D0)と、スラリー粘度との
関係は、スラリーに含まれる粒子材料毎に異なるが、何
れの場合も、グラフ化した場合には、球状顆粒領域及び
非球状顆粒領域を示す。従って、スラリーに含まれる粒
子材料毎に凝集度(D/D0)と、スラリー粘度との関
係データを実験的に収集しておくことにより、粒子材料
毎に、球状顆粒の得るのに適したスラリーを得ることが
できる。The relationship between the degree of coagulation (D / D0) and the viscosity of the slurry differs depending on the particle material contained in the slurry. In any case, in the case of graphing, the spherical granular region and the non-spherical granular region are shown. Indicates. Therefore, by collecting experimentally the relationship data between the degree of aggregation (D / D0) and the slurry viscosity for each particle material contained in the slurry, it is possible to obtain a slurry suitable for obtaining spherical granules for each particle material. Can be obtained.
【0015】ところで、本発明を、ファインセラミクス
分野に適用する場合、スラリーには、セラミックス粉
体、バインダ、分散剤、可塑材等が含まれ、更には、消
泡剤や凝集剤等が含まれることもある。これらの組成分
を混合して撹拌しスラリーを製造する。By the way, when the present invention is applied to the field of fine ceramics, the slurry contains ceramic powder, a binder, a dispersant, a plasticizer and the like, and further contains a defoaming agent, a coagulant and the like. Sometimes. These components are mixed and stirred to produce a slurry.
【0016】ところが、上述した本発明の教示にしたが
って、スラリーの粘度、および、セラミックス粉体の濃
度を、球状顆粒領域に入るように選定した場合でも、長
時間にわたって撹拌を継続すると、バインダの量やセラ
ミック粉体の濃度によっては、球状顆粒領域から非球状
顆粒領域に入ってしまうことがあり、例えば、スプレー
ドライヤ等で造粒している過程で、スラリー性状が変化
し、初期は中実球状の顆粒が得られていたものが、陥没
状の顆粒になることがある、ということが分かった。However, even if the viscosity of the slurry and the concentration of the ceramic powder are selected so as to fall within the spherical granule region according to the above-mentioned teaching of the present invention, the amount of the binder is increased when the stirring is continued for a long time. Depending on the concentration of ceramic powder or ceramic powder, it may enter the non-spherical granule region from the spherical granule region. For example, the slurry properties change during granulation with a spray dryer, etc. It was found that the obtained granules of No. 1 may become depressed granules.
【0017】この経時的変化の問題点を解消すべく、本
発明者らは鋭意研究を進めた。その結果、ある種の添加
物が、撹拌による非球状顆粒領域移行現象を抑止するの
に、極めて有効であることを見出した。この添加物は、
少なくとも一つの水酸基を有し、かつカルボキシル基、
カルボキシレート、スルホン酸、スルホン酸塩、リン
酸、リン酸塩、アミン、及び第4級アミン塩からなる群
から選択される官能基を有する非重合体の有機化合物で
ある。In order to solve the problem of the change with time, the inventors of the present invention have conducted intensive research. As a result, it has been found that certain additives are extremely effective in suppressing the phenomenon of non-spherical granular region migration due to stirring. This additive is
Having at least one hydroxyl group, and a carboxyl group,
It is a non-polymeric organic compound having a functional group selected from the group consisting of carboxylates, sulfonic acids, sulfonates, phosphoric acids, phosphates, amines, and quaternary amine salts.
【0018】例として、有機化合物は、水酸基含有カル
ボン酸、水酸基含有カルボキシレート、水酸基含有スル
ホン酸、水酸基含有スルホン酸塩、水酸基含有リン酸、
水酸基含有リン酸塩、水酸基含有アミン、及び水酸基含
有第4級アンモニウム塩からなる群から選択されうる。
さらに詳しくは、この有機化合物は、クエン酸、メソ酒
石酸、水酸基含有低級カルボン酸、水酸基含有低級アル
ケニルカルボン酸、水酸基含有低級アルキニルカルボン
酸、水酸基含有芳香族カルボン酸、及びこれらの組合せ
からなる群から選択されうる。Examples of the organic compound include hydroxyl group-containing carboxylic acid, hydroxyl group-containing carboxylate, hydroxyl group-containing sulfonic acid, hydroxyl group-containing sulfonate, hydroxyl group-containing phosphoric acid,
It may be selected from the group consisting of hydroxyl group-containing phosphates, hydroxyl group-containing amines, and hydroxyl group-containing quaternary ammonium salts.
More specifically, this organic compound is selected from the group consisting of citric acid, meso-tartaric acid, hydroxyl-containing lower carboxylic acid, hydroxyl-containing lower alkenylcarboxylic acid, hydroxyl-containing lower alkynylcarboxylic acid, hydroxyl-containing aromatic carboxylic acid, and combinations thereof. Can be selected.
【0019】ファインセラミクス分野への適用におい
て、更に研究を進めて行くうちに、組成、および、製造
プロセスは同一であるが、製造ロットの異なる複数種の
セラミックス粉体を用いた場合、あるロットのセラミッ
クス粉体では球状顆粒領域内に入るのに、他のロットの
セラミックス粉体では、非球状顆粒領域に入ってしまう
という問題に直面した。この問題点は、工業的量産に直
接に影響を与えるので、是非解決しなければならない問
題である。In the application to the field of fine ceramics, while further research was conducted, when a plurality of types of ceramic powders having the same composition and the same manufacturing process but different manufacturing lots were used, We faced the problem that the ceramic powder would enter the spherical granule region, whereas the other lots of ceramic powder would enter the non-spherical granule region. Since this problem directly affects industrial mass production, it is a problem that must be solved.
【0020】この問題点を解決するため、本発明者ら
は、更に、鋭意研究を進めた。その結果、この問題を解
決するのに、アルカリの添加が極めて有効であることを
見出した。具体例としては、アンモニア、水酸化ナトリ
ウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等を挙げる
ことができる。In order to solve this problem, the present inventors further conducted earnest research. As a result, they have found that the addition of alkali is extremely effective in solving this problem. Specific examples include ammonia, sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate and the like.
【0021】2.スラリーの管理方法
本発明に係るスラリーの管理方法では、前記スラリーを
平坦な樹脂面上に滴下して、半球状の液滴を形成する。
次に、前記液滴を加熱して液相分の含有量を減らし、そ
の乾燥過程における半球状液滴の形状の変化によってス
ラリーの性状を判定する。2. Slurry Management Method In the slurry management method according to the present invention, the slurry is dropped on a flat resin surface to form hemispherical droplets.
Next, the droplet is heated to reduce the content of the liquid phase component, and the property of the slurry is determined by the change in the shape of the hemispherical droplet during the drying process.
【0022】本発明に係るスラリー管理方法によれば、
用意されたスラリーが、球状顆粒を得るのに適している
か否かを、模擬的に検証することができる。According to the slurry management method of the present invention,
Whether the prepared slurry is suitable for obtaining spherical granules can be verified by simulation.
【0023】スラリーの管理方法は、具体的には、前記
乾燥によって前記液滴が凹む程度を、顆粒としたときの
真球性及び非真球性の判定基準とする。更に具体的に
は、前記乾燥によって前記液滴が凹む場合は顆粒の真球
性が得られず、凹まない場合は真球性が得られると判定
する。In the method of controlling the slurry, specifically, the extent to which the droplets are dented by the drying is used as a criterion for determining whether the particles are spherical or non-spherical. More specifically, it is determined that the granularity of the granules cannot be obtained when the droplets are dented by the drying, and the sphericity is obtained when the droplets are not dented.
【0024】3.スラリーの製造方法
本発明に係るスラリーの製造に当っては、粒子の分散状
態における一次粒子の平均粒径Dと、粒子の凝集による
凝集粒子の平均粒径D0との比(D/D0)で表される
凝集度と、スラリー粘度との関係を示すデータを準備す
る。3. Method for Producing Slurry In producing the slurry according to the present invention, the ratio (D / D0) of the average particle diameter D of the primary particles in a dispersed state of the particles and the average particle diameter D0 of the agglomerated particles due to the aggregation of the particles is used. The data showing the relationship between the degree of aggregation and the viscosity of the slurry are prepared.
【0025】次に、固液分散系における粒子の濃度を、
前記データを用いて得られる球状顆粒領域及び非球状顆
粒領域のうち、前記球状顆粒領域内に入るように選定す
る。Next, the concentration of particles in the solid-liquid dispersion system is
The spherical granule region and the non-spherical granule region obtained using the data are selected so as to fall within the spherical granule region.
【0026】本発明に係るスラリーの製造方法によれ
ば、スラリーの後加工である顆粒の生成に要求される粒
子の分散状態、粒子状態の実現、および、その分散状態
を維持し得る。しかも、本発明に係るスラリーの製造方
法は、固液が多様な態様で混在する複合体である固液分
散系に広範囲に適用できる。また、スラリーの後加工、
スラリーを用いて生産した最終製品のそれぞれに関する
管理パラメータを、スラリーの性状として源流管理する
ことができる。According to the method for producing a slurry of the present invention, it is possible to maintain the dispersion state of particles, the realization of the particle state, and the dispersion state required for the production of granules which is the post-processing of the slurry. Moreover, the method for producing a slurry according to the present invention can be widely applied to a solid-liquid dispersion system which is a complex in which solid-liquid is mixed in various modes. Also, after-processing of the slurry,
Control parameters for each of the final products produced using the slurry can be controlled as a source of the properties of the slurry.
【0027】凝集度(D/D0)と、スラリー粘度との
関係を示すデータは、スラリーを構成する粒子材料毎に
実験して収集しておく。収集された凝集度(D/D0)
と、スラリー粘度との関係を示すデータは、コンピュー
タに蓄積しておき、コンピュータのディスプレイ上にグ
ラフとして示すことができる。このディスプレイ上のグ
ラフは、球状顆粒領域及び非球状顆粒領域を示す。Data showing the relationship between the degree of cohesion (D / D0) and the viscosity of the slurry is collected by conducting an experiment for each particle material constituting the slurry. Collected aggregation degree (D / D0)
The data indicating the relationship between the slurry viscosity and the slurry viscosity can be stored in a computer and displayed as a graph on the computer display. The graph on this display shows spherical and non-spherical granular areas.
【0028】そこで、対象とするスラリーにおける粒子
の濃度またはスラリー粘度を、グラフ上に示される球状
顆粒領域及び非球状顆粒領域のうち、前記球状顆粒領域
内に入るように、設定する。これにより、球状顆粒を作
成することが可能になる。Therefore, the particle concentration or slurry viscosity in the target slurry is set so as to fall within the spherical granule region of the spherical granule region and the non-spherical granule region shown on the graph. This makes it possible to create spherical granules.
【0029】収集された凝集度(D/D0)と、スラリ
ー粘度との関係を示すデータは、紙面上でグラフ化して
おき、これを、データシートとして利用してもよい。Data showing the relationship between the collected cohesion (D / D0) and the viscosity of the slurry may be graphed on a paper surface and used as a data sheet.
【0030】重複説明は省略するが、本発明に係るスラ
リーの製造方法は、上述した本発明に係るスラリーを得
るための全てのステップを包含する。Although a duplicate description is omitted, the method for producing a slurry according to the present invention includes all the steps for obtaining the slurry according to the present invention described above.
【0031】更に、本発明に係る製造方法は、粉が凝集
している状態から解砕した後、フロック様、または、フ
ロック前駆体の集合体とするために撹拌するステップを
含むことができる。この場合、撹拌時間を調整し、前記
集合体化を制御することができる。Further, the production method according to the present invention may include a step of crushing the powder from the agglomerated state and then agitating to obtain floc-like or floc precursor aggregates. In this case, the stirring time can be adjusted to control the aggregation.
【0032】別の手段として、粉が凝集している状態か
ら解砕した後、フロック様、または、フロック前駆体の
集合体にするために、溶媒特性を調整してもよい。As another means, the solvent characteristics may be adjusted in order to obtain a floc-like or floc precursor aggregate after disintegrating the powder from the agglomerated state.
【0033】更に別の手段として、粉が凝集している状
態から解砕した後、フロック様、または、フロック前駆
体の集合体にするために、前記粒子の平均粒度分布を調
整するステップを採用することもできる。As yet another means, a step of adjusting the average particle size distribution of the particles is used in order to make the particles into floc-like or floc precursor aggregates after disintegrating the powder from the agglomerated state. You can also do it.
【0034】更に別の手段として、粉が凝集している状
態から解砕した後、フロック様、または、フロック前駆
体の集合体にするために、粒子間のζ電位を調整しても
よい。As yet another means, the ζ potential between the particles may be adjusted in order to obtain a floc-like or floc precursor aggregate after disintegrating the powder from the agglomerated state.
【0035】スラリーの性状は、粒子が溶媒中でフロッ
ク様、または、フロック前駆体の集合体を形成する凝集
度によって制御することができる。スラリーの性状は、
粒子固有の等電点と、溶媒と粉の相互作用のζ電位(表
面電位)と、溶媒のpHの少なくとも1つによって制御
してもよい。The properties of the slurry can be controlled by the degree of aggregation where the particles form a floc-like or floc precursor aggregate in the solvent. The properties of the slurry are
It may be controlled by at least one of the isoelectric point peculiar to the particles, the ζ potential (surface potential) of the interaction between the solvent and the powder, and the pH of the solvent.
【0036】4.顆粒
本発明に係る顆粒は、上述した本発明に係るスラリーか
ら造粒される。この顆粒は、球状であり、フロック様、
または、フロック前駆体の凝集した集合体が内部で骨格
を形成している。4. Granules The granules according to the present invention are granulated from the above-mentioned slurry according to the present invention. The granules are spherical, flock-like,
Alternatively, an aggregate of floc precursors forms a skeleton inside.
【0037】上述した本発明に係る顆粒は、乾式成型、
射出成型、シート成型等に用いられる。ここで、本発明
に係る顆粒は、球状であり、フロック様、または、フロ
ック前駆体の凝集した集合体が内部で骨格を形成してい
るから、乾式成型、射出成型、シート成型等によって得
られる最終製品として特性の優れたものを得ることがで
きる。The above-mentioned granules according to the present invention are dry-molded,
Used for injection molding, sheet molding, etc. Here, the granule according to the present invention has a spherical shape and is obtained by dry molding, injection molding, sheet molding or the like, because a floc-like or aggregated aggregate of floc precursors forms a skeleton inside. A product with excellent properties can be obtained as the final product.
【0038】中実球状顆粒を得るためには、前記粒子
は、細粒と、粗粒とを含み、前記細粒が、他の細粒、ま
たは、前記粗粒に付着してフロック様、または、フロッ
ク前駆体の集合体を形成していることが好ましい。別の
態様として、粗粒は前記細粒を集めたフロック様、また
は、フロック前駆体の集合体を形成していてもよい。中
実球状顆粒を得るためには、顆粒の表面近傍と内部の中
央近傍で細粒と粗粒との相対密度差が少ないことが好ま
しい。In order to obtain solid spherical granules, the particles include fine particles and coarse particles, and the fine particles adhere to other fine particles or the coarse particles to form flock-like particles, or It is preferable that an aggregate of floc precursors is formed. Alternatively, the coarse particles may form a floc-like aggregate of the fine particles or an aggregate of floc precursors. In order to obtain solid spherical granules, it is preferable that the relative density difference between the fine particles and the coarse particles is small in the vicinity of the surface of the granules and in the vicinity of the center of the inside.
【0039】空隙を残して凝集したフロック様、また
は、フロック前駆体の集合体を有すること、立体障害と
なる粗粒、または、立体障害となるフロック様もしくは
フロック前駆体の集合体を有すること、特定の形状に凝
集させたフロック様またはフロック前駆体の集合体によ
る腑形体を含有すること、空孔率が35%以上であるこ
となども、中実球状顆粒を得るための有効なファクタに
なる。Having floc-like or aggregates of floc precursors aggregated with leaving voids, having coarse particles that become steric hindrance, or having floc-like or floc precursor aggregates that become steric hindrance, It is also an effective factor for obtaining solid spherical granules that a floc-like or aggregate of floc precursors aggregated in a specific shape is included and that the porosity is 35% or more. .
【0040】[0040]
【発明の実施の形態】1.スラリー
本発明に係るスラリーは、固体成分の粒子が液中で固液
分散系を構成する。粒子の濃度は、粒子の分散状態にお
ける一次粒子の平均粒径をDとし、粒子の凝集による凝
集粒子の平均粒径をD0としたとき、(D/D0)で表
される凝集度と、スラリー粘度との関係を示すデータか
ら得られる球状顆粒領域及び非球状顆粒領域のうち、前
記球状顆粒領域内に入るように選定されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION 1. Slurry In the slurry according to the present invention, solid component particles constitute a solid-liquid dispersion system in a liquid. When the average particle diameter of the primary particles in the dispersed state of the particles is D and the average particle diameter of the aggregated particles due to the aggregation of the particles is D0, the concentration of the particles is the degree of aggregation represented by (D / D0), and the slurry The spherical granule region and the non-spherical granule region obtained from the data showing the relationship with the viscosity are selected so as to fall within the spherical granule region.
【0041】従って、本発明に係るスラリーによれば、
球状顆粒を確実に生成することができる。Therefore, according to the slurry of the present invention,
Spherical granules can be reliably produced.
【0042】図1は一次粒子の凝集度(D/D0)とス
ラリー粘度との関係を示すグラフである。図において、
横軸にスラリー粘度(Ps)をとり、縦軸に一次粒子の
凝集度(D/D0)をとってある。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the degree of aggregation (D / D0) of primary particles and the viscosity of slurry. In the figure,
The horizontal axis shows the slurry viscosity (Ps), and the vertical axis shows the degree of aggregation of primary particles (D / D0).
【0043】濃度は、スラリー中の粉体の体積濃度(v
ol%)である。スラリーには、バインダ、分散剤、可
塑材、消泡剤等が含まれ、更に、凝集剤が含まれること
もある。The concentration is the volume concentration (v
ol%). The slurry contains a binder, a dispersant, a plasticizer, a defoaming agent, and the like, and may further contain an aggregating agent.
【0044】特性A11〜A13は、濃度a11〜a1
3(vol%)をパラメータとしたスラリー粘度−凝集
度特性を示している。濃度a11〜a13(vol%)
は、a11<a12<a13の順序で高くなる。The characteristics A11 to A13 are the density a11 to a1.
The slurry viscosity-aggregation degree characteristic is shown with 3 (vol%) as a parameter. Concentrations a11 to a13 (vol%)
Becomes higher in the order of a11 <a12 <a13.
【0045】図1において、斜線領域が球状顆粒領域S
1を示し、球状顆粒領域S1から直線L0によって区画
された白い領域が非球状顆粒領域S2を示している。図
1に示すように、固体成分の粒子が液中で固液分散系を
形成するスラリーにおいて、凝集度(D/D0)と、ス
ラリー粘度との関係を示す実験データから得られるグラ
フは、球状顆粒領域S1及び非球状顆粒領域S2を示
す。In FIG. 1, the shaded area is the spherical granule area S.
1 and the white region partitioned from the spherical granular region S1 by the straight line L0 indicates the non-spherical granular region S2. As shown in FIG. 1, in a slurry in which particles of a solid component form a solid-liquid dispersion system in a liquid, a graph obtained from experimental data showing the relationship between the agglomeration degree (D / D0) and the slurry viscosity is a spherical shape. The granule region S1 and the non-spherical granule region S2 are shown.
【0046】図1を参照すると、濃度特性A11〜A1
3は、粘度が低い内は、非球形顆粒領域S2にあるが、
粘度が高くなると球状顆粒領域S1に入ることを示して
いる。従って、図1に示したグラフを用い、濃度または
粘度が、球状顆粒領域S1に入るスラリーを準備するこ
とにより、球状顆粒を得ることができる。Referring to FIG. 1, density characteristics A11 to A1
No. 3 is in the non-spherical granular region S2 within the low viscosity,
It shows that the spherical granule region S1 is entered as the viscosity increases. Therefore, spherical granules can be obtained by using the graph shown in FIG. 1 and preparing a slurry whose concentration or viscosity falls within the spherical granule region S1.
【0047】具体的に説明すると、あるプロセスにおい
て、スラリーに要求される粘度の上限値がPS1である
場合、濃度a12(vol%)のスラリーであれば、球
状顆粒を得ることができる。More specifically, when the upper limit of viscosity required for the slurry is PS1 in a certain process, spherical granules can be obtained with a slurry having a concentration of a12 (vol%).
【0048】また、濃度a13(vol%)のスラリー
を用いる場合を想定すると、粘度をPS2よりも高くす
れば、濃度a13、a12、a11(vol%)の何れ
の場合も球状顆粒を得ることができる。Assuming that a slurry having a concentration of a13 (vol%) is used, spherical granules can be obtained at any of the concentrations a13, a12 and a11 (vol%) if the viscosity is higher than PS2. it can.
【0049】上述したように、本発明に係るスラリーか
ら形成された顆粒は球状であり、表面近傍と内部の密度
が均一で、無数の細孔があるが密度の高い球状になって
いる。つまり、球状であるということは、密度が高く、
均一な顆粒であることに他ならない。As described above, the granules formed from the slurry according to the present invention are spherical and have a uniform density in the vicinity of the surface and inside and have a large number of pores, but a high density spherical shape. In other words, being spherical means having a high density,
It is nothing but a uniform granule.
【0050】図2は誘電材料について、一次粒子の凝集
度(D/D0)とスラリー粘度との関係を示すグラフで
ある。図において、横軸にスラリー粘度(Ps)をと
り、縦軸に一次粒子の凝集度(D/D0)をとってあ
る。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the primary particle agglomeration degree (D / D0) and the slurry viscosity for the dielectric material. In the figure, the horizontal axis shows the slurry viscosity (Ps), and the vertical axis shows the degree of aggregation of primary particles (D / D0).
【0051】ここにいう誘電材料とは、チタン酸バリウ
ムを主成分としもので、誘電率93、比重5.8(g/
cm3)、平均粒度(D50)が1.9μmのものであ
る。この場合のスラリー作成条件及びスラリー物性測定
方法は、次の通りである。
(a)PVA
ポリビニルアルコール(分子量500)を用いた。
(b)添加剤
分散剤:合成ポリカルボン酸NH4塩
可塑剤:DEG(ジエチレングリコール〕
消泡剤:オクチルアルコール
(c)配合比
量産条件にあわせて粉(一次位子)100g当りに対
し、下記のような量を加えた。
PVA:13cc/粉100g
可塑剤:1cc/粉100g
消泡剤:1cc/粉100g
分散剤:0〜数cc/粉100g
純水:残部(量は濃度による)The dielectric material referred to herein is mainly composed of barium titanate, has a dielectric constant of 93 and a specific gravity of 5.8 (g / g).
cm 3 ), and the average particle size (D50) is 1.9 μm. The conditions for preparing the slurry and the method for measuring the physical properties of the slurry in this case are as follows. (A) PVA Polyvinyl alcohol (molecular weight 500) was used. (B) Additive Dispersant: Synthetic polycarboxylic acid NH 4 salt Plasticizer: DEG (diethylene glycol) Defoamer: Octyl alcohol (c) Compounding ratio The following for 100 g of powder (primary dust) according to mass production conditions: PVA: 13 cc / powder 100 g Plasticizer: 1 cc / powder 100 g Defoaming agent: 1 cc / powder 100 g Dispersant: 0 to several cc / powder 100 g Pure water: balance (amount depends on concentration)
【0052】(d)スラリー製造方法
ホモジナイサーを用い、最初に溶媒(水十PVA十可塑
剤十消泡剤)を作製し、撹拌しながら徐々に粉を加えて
いった。粉が、溶けなくなった時点、または、狙いの粘
度にする為に、分散剤を加えた。撹拌は、2000r.
p.mで5〜30分行った。(D) Method for producing slurry Using a homogenizer, a solvent (water + PVA + plasticizer + defoaming agent) was first prepared, and powder was gradually added while stirring. A dispersant was added when the powder became insoluble or in order to achieve the desired viscosity. Agitation is 2000 r.
p. m for 5 to 30 minutes.
【0053】(e)スラリー物性の測定方法
粒子の一次粒子の平均粒径Dは、島津製作所製のレーザ
回折式粒度分布計(SALD−2100)にて測定し
た。測定に当っては、一次粒子の乾粉を、0.2wt%
の濃度に希釈し、更にヘキサメタリン酸ナトリウム分散
剤を添加し、超音波を10分間照射した後に平均粒径を
測定した。(E) Method for measuring physical properties of slurry The average particle diameter D of primary particles was measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer (SALD-2100) manufactured by Shimadzu Corporation. In the measurement, dry powder of primary particles is 0.2 wt%
The mixture was diluted to a concentration of 1, the sodium hexametaphosphate dispersant was further added, and ultrasonic waves were irradiated for 10 minutes, and then the average particle size was measured.
【0054】粒子の凝集による凝集粒子の平均粒径D0
は、スラリー化後の凝集粒子の平均粒径を上述したレー
ザ回折式粒度分布計(SALD−2100)にて測定し
て得られた凝集粒子の平均粒径(D50)の値である。
スラリー粘度(Ps)は、リオン(株)社製のビスコメ
ータ VM−10及び東京工機(株)社製B型粘度計を
用いて測定した。Average particle size D0 of agglomerated particles due to agglomeration of particles
Is the value of the average particle size (D50) of the agglomerated particles obtained by measuring the average particle size of the agglomerated particles after slurrying with the laser diffraction type particle size distribution meter (SALD-2100) described above.
The slurry viscosity (Ps) was measured using a viscometer VM-10 manufactured by Rion Co., Ltd. and a B-type viscometer manufactured by Tokyo Koki Co., Ltd.
【0055】図2において、スラリーに要求される粘度
が、例えば、1(Ps)よりも低い場合、濃度a12=
30(vol%)、a13=35(vol%)のスラリ
ーでは球状顆粒を得ることができない。球状顆粒を得る
ためには、濃度a11=25(vol%)を用いなけれ
ばならない。In FIG. 2, when the viscosity required for the slurry is lower than, for example, 1 (Ps), the concentration a12 =
Spherical granules cannot be obtained with a slurry of 30 (vol%) and a13 = 35 (vol%). To obtain spherical granules, a concentration of a11 = 25 (vol%) must be used.
【0056】また、濃度a13=35(vol%)のス
ラリーを用いる場合を想定すると、粘度を3(Ps)よ
りも高くすれば、濃度a13=35(vol%)、a1
2=30(vol%)、a11=25(vol%)の何
れの場合も球状顆粒を得ることができる。Assuming that a slurry of concentration a13 = 35 (vol%) is used, if the viscosity is higher than 3 (Ps), the concentration a13 = 35 (vol%), a1
Spherical granules can be obtained in both cases of 2 = 30 (vol%) and a11 = 25 (vol%).
【0057】図3は他の誘電材料について、一次粒子の
凝集度(D/D0)とスラリー粘度との関係を示すグラ
フである。このグラフは、図2に示したグラフと同様の
スラリー作成条件及びスラリー物性測定方法の適用によ
って得られたものである。ここにいう誘電材料は、比重
が5(g/cm3)、平均粒度(D50)が1.1μm
である。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the degree of aggregation (D / D0) of primary particles and the viscosity of slurry for other dielectric materials. This graph was obtained by applying the same slurry preparation conditions and slurry physical property measuring methods as those in the graph shown in FIG. The dielectric material mentioned here has a specific gravity of 5 (g / cm 3 ) and an average particle size (D50) of 1.1 μm.
Is.
【0058】図3において、スラリーに要求される粘度
が、例えば、1(Ps)よりも低い場合、濃度a11=
20(vol%)、a12=25(vol%)、a13
=a12=30(vol%)のスラリーの何れにおいて
も、球状顆粒を得ることができるが、濃度a14=35
(vol%)では球状顆粒を得ることができない。In FIG. 3, when the viscosity required for the slurry is lower than 1 (Ps), the concentration a11 =
20 (vol%), a12 = 25 (vol%), a13
= A12 = 30 (vol%) in any of the slurries, spherical granules can be obtained, but the concentration a14 = 35.
Spherical granules cannot be obtained with (vol%).
【0059】濃度a14=35(vol%)のスラリー
を用いる場合は、粘度を2(Ps)よりも高くすれば、
球状顆粒を得ることができる。濃度一定のもとで、粘度
を変化させる方法としては、分散剤や凝集剤の添加量の
調整の他に、粉体の一次粒径の調整およびスラリーのp
Hの調整等がある。When using a slurry having a concentration a14 = 35 (vol%), if the viscosity is higher than 2 (Ps),
Spherical granules can be obtained. As a method of changing the viscosity under a constant concentration, in addition to adjusting the amount of the dispersant or coagulant added, the primary particle size of the powder and the p of the slurry are adjusted.
There is H adjustment etc.
【0060】図2及び図3にも示すように、凝集度(D
/D0)と、スラリー粘度との関係は、スラリーに含ま
れる粒子材料毎に異なるが、何れの場合も、グラフ化し
た場合には、球状顆粒領域S1及び非球状顆粒領域S2
を示す。従って、スラリーに含まれる粒子材料毎に凝集
度(D/D0)と、スラリー粘度との関係データを実験
的に収集しておくことにより、粒子材料毎に、球状顆粒
を得るのに適したスラリーを得ることができる。As shown in FIGS. 2 and 3, the degree of aggregation (D
/ D0) and the viscosity of the slurry are different for each particle material contained in the slurry, but in any case, in the case of graphing, the spherical granular region S1 and the non-spherical granular region S2
Indicates. Therefore, by collecting experimentally the relationship data between the degree of aggregation (D / D0) and the viscosity of the slurry for each particle material contained in the slurry, a slurry suitable for obtaining spherical granules for each particle material can be obtained. Can be obtained.
【0061】高密度顆粒を得るには、スラリーの固形分
量(粒子量)を上げる必要があるが、図1乃至図3の特
性A11〜A14から明らかなように、スラリー濃度が
高すぎると、球状顆粒を作ることが難しくなる。In order to obtain high-density granules, it is necessary to increase the solid content (particle amount) of the slurry, but as is clear from the characteristics A11 to A14 of FIGS. It becomes difficult to make granules.
【0062】また、上記手法を数種類の材料に適用し、
得られた高密度球状顆粒により数々の製品における成型
実験を試み、成型重量バラツキが1/2〜1/4に小さ
くなると言う効果も確認できた。Further, the above method is applied to several kinds of materials,
By using the obtained high-density spherical granules, molding experiments in various products were tried, and it was confirmed that the variation in molding weight was reduced to 1/2 to 1/4.
【0063】粒子は、液中でフロック様、または、フロ
ック前駆体としての集合体を形成していることが好まし
い。集合体の特に好ましい状態は、単独粒子または集合
粒子が液中で自存に離散、集合している状態である。こ
のような集合体を含むスラリーは、中実球状顆粒を得る
のに有効である。The particles preferably form a floc-like or aggregate as a floc precursor in the liquid. A particularly preferable state of the aggregate is a state in which individual particles or aggregate particles are spontaneously dispersed and aggregated in a liquid. A slurry containing such aggregates is effective for obtaining solid spherical granules.
【0064】図4はフロック様、または、フロック前駆
体の集合体を、模式的に示す図である。フロック様、ま
たは、フロック前駆体の集合体とは、粒子1、2が弱い
集合力により集まった集合状態を言う。ちなみにフロッ
クは、無機塩や電解質、高分子凝集剤により粒子密度の
高い綿状の凝集物を言うのが一般的定義であり、本発明
のフロック様、または、フロック前駆体の集合体は添加
剤の凝集力よりも弱い力で粒子が集まった状態を言う。FIG. 4 is a diagram schematically showing a floc-like or floc precursor aggregate. The floc-like or floc precursor aggregate refers to an aggregated state in which the particles 1 and 2 are aggregated by a weak aggregation force. By the way, floc is generally defined as a cotton-like agglomerate having a high particle density due to an inorganic salt, an electrolyte, or a polymer coagulant, and the floc-like or floc precursor aggregate of the present invention is an additive. A state in which particles are gathered with a force weaker than the cohesive force of.
【0065】更に好ましくは、スラリー中の粉体の濃度
は、フロック様、または、フロック前駆体の集合体が形
成されなくなる濃度の少し手前になるように設定する。
これにより、球状顆粒を確実に得ることができるように
なる。この点は、図1乃至図3のグラフを用いても、説
明することができる。即ち、図1乃至図3において、球
状顆粒領域S1及び非球状顆粒領域S2の境界となる直
線L0と、濃度特性A11〜A14との交点を、フロッ
ク様、または、フロック前駆体の集合体が形成されなく
なる境界点であるとみなすことができ、この境界点より
も、少し低い濃度に設定すれば、球状顆粒領域S1に入
ることになる。More preferably, the concentration of the powder in the slurry is set so as to be slightly above the concentration at which floc-like or floc precursor aggregates are not formed.
This makes it possible to reliably obtain spherical granules. This point can also be explained by using the graphs of FIGS. 1 to 3. That is, in FIG. 1 to FIG. 3, the intersection of the straight line L0, which is the boundary between the spherical granule region S1 and the non-spherical granule region S2, and the concentration characteristics A11 to A14 forms a floc-like or floc precursor aggregate. It can be regarded as a boundary point that is not to be prevented, and if the density is set to be slightly lower than this boundary point, it enters the spherical granule region S1.
【0066】粒子は、図4に示すように、細粒1と、粗
粒2とを含み、細粒1が、他の細粒1、または、粗粒2
に付着してフロック様、または、フロック前駆体の集合
体を形成しているスラリーも、中実球状顆粒の生成に有
効である。または、粒子は、粗粒2が細粒1を集めたフ
ロック様、または、フロック前駆体の集合体を形成して
いるスラリーであってもよい。As shown in FIG. 4, the particles include fine particles 1 and coarse particles 2, and the fine particles 1 are other fine particles 1 or coarse particles 2.
A slurry that adheres to and forms floc-like or floc precursor aggregates is also effective in producing solid spherical granules. Alternatively, the particles may be a floc-like in which coarse particles 2 collect fine particles 1 or a slurry in which aggregates of flock precursors are formed.
【0067】粒子が、細粒1と、粗粒2とを含む場合、
細粒1は平均粒径d1が1ミクロン以下の粒子を主と
し、粗粒2は平均粒径d2が1ミクロン以上の粒子を主
とすることが好ましい。When the particles include fine particles 1 and coarse particles 2,
It is preferable that the fine particles 1 are mainly particles having an average particle diameter d1 of 1 micron or less, and the coarse particles 2 are mainly particles having an average particle diameter d2 of 1 micron or more.
【0068】次に、平均粒径と、粘度及び凝集度との関
係について、実験データを参照して説明する。Next, the relationship between the average particle size and the viscosity and the degree of aggregation will be described with reference to experimental data.
【0069】平均粒径で1.6μm〜2.2μmでスラ
リーの粘度と凝集度を調査した。結果を図5に示す。図
5において、横軸に平均粒径(μm)をとり、左縦軸に
粘度(PS)をとり、右縦軸に凝集度をとってある。特
性L51は粘度特性を示し、特性L51は凝集度特性を
示している。The viscosity and aggregation degree of the slurry were investigated at an average particle size of 1.6 μm to 2.2 μm. Results are shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents the average particle size (μm), the left vertical axis represents the viscosity (PS), and the right vertical axis represents the cohesion degree. The characteristic L51 shows the viscosity characteristic, and the characteristic L51 shows the cohesion degree characteristic.
【0070】図5に示すように、粘度は、平均粒径2.
2μmの一次粒子を用いたスラリーの方が、1.6μm
の一次粒子を用いたスラリーよりも高かったが、凝集度
は、逆に2.2μmの一次粒子を用いたスラリーの方が
低くなった。As shown in FIG. 5, the viscosity has an average particle size of 2.
Slurry using 2 μm primary particles is 1.6 μm
Although it was higher than that of the slurry using the primary particles of No. 1, the degree of agglomeration was conversely lower in the slurry using the primary particles of 2.2 μm.
【0071】このことから、凝集度に関しては、電気2
重層のより小さい1.6μmの方が凝集し易い為に、
2.2μmよりも凝集度が高かったと考えられる。ま
た、粘度に関しては、大きい方が、立体障害になって、
ずり粘度が上昇したと考えられる。From this fact, regarding the aggregation degree,
Since 1.6 μm, which is smaller than the layers, tends to aggregate,
It is considered that the aggregation degree was higher than 2.2 μm. Regarding the viscosity, the larger the one, the more hindered it becomes.
It is considered that the shear viscosity increased.
【0072】但し、より凝集し易くなる粘度において
は、逆にフロック状の凝集体がより大きな立体障害を形
成することも考えられるため、粒径1μm以下の一次粒
子についても同様の実験及び評価を行った。結果を、図
6に示す。However, at the viscosity at which aggregation is more likely to occur, conversely, floc-like aggregates may form a larger steric hindrance. Therefore, similar experiments and evaluations are performed on primary particles having a particle size of 1 μm or less. went. The results are shown in Fig. 6.
【0073】図6において横軸に平均粒径(μm)をと
り、左縦軸に粘度(PS)をとり、右縦軸に凝集度をと
ってある。特性L61は粘度特性を示し、特性L62は
凝集度特性を示している。In FIG. 6, the horizontal axis represents the average particle size (μm), the left vertical axis represents the viscosity (PS), and the right vertical axis represents the cohesion degree. The characteristic L61 shows the viscosity characteristic, and the characteristic L62 shows the cohesion degree characteristic.
【0074】実験に当っては、平均粒径が、それぞれ、
0.789μm及び1.741μmになるように粉砕し
た2種類の粒子を用い、それぞれ100:0、50:5
0、0:100の割合に混合して、3種のサンプルを準
備した。In the experiment, the average particle size was
Two kinds of particles crushed to 0.789 μm and 1.741 μm were used, and 100: 0 and 50: 5, respectively.
Three kinds of samples were prepared by mixing in a ratio of 0: 0: 100.
【0075】図6を参照すると、図5に図示した粒径
1.6〜2.2μmの場合の結果とは異なり、粒径が小
さくなるにつれて、粘度が上昇していることが分かる。
これは、0.8μm〜1.6μmの間に、粘度が低下傾
向から上昇傾向に変わる変曲点が存在することを意味す
る。これは、粒径1μm程度を境に、粒子のブラウン運
動が大きくなり、接触による凝集力の方が、スラリーの
撹拌による粒子の引き剥がし力を上回るようになり、フ
ロック状になった1次粒子が今度は、立体障害となっ
て、粘度の上昇をもたらしたと考えられる。With reference to FIG. 6, it can be seen that the viscosity increases as the particle size decreases, unlike the results for the particle size of 1.6 to 2.2 μm shown in FIG.
This means that there is an inflection point where the viscosity changes from a decreasing tendency to an increasing tendency between 0.8 μm and 1.6 μm. This is because the Brownian motion of the particles becomes large when the particle diameter is about 1 μm, and the cohesive force due to contact exceeds the peeling force of the particles due to stirring of the slurry, resulting in floc-shaped primary particles. This time, it is considered that the steric hindrance caused an increase in viscosity.
【0076】図5及び図6を総合すると、粘度の観点か
ら、粒子は、細粒1と、粗粒2とを含むべきこと(図4
参照)こと、及び、細粒1は平均粒径d1が1ミクロン
以下の粒子を主とし、粗粒2は平均粒径d2が1ミクロ
ン以上の粒子を主とすることが好ましいことがわかる。Combining FIGS. 5 and 6, from the viewpoint of viscosity, the particles should include fine particles 1 and coarse particles 2 (see FIG. 4).
It is understood that it is preferable that the fine particles 1 mainly have particles having an average particle diameter d1 of 1 micron or less, and the coarse particles 2 mainly have particles having an average particle diameter d2 of 1 micron or more.
【0077】また、細粒1の平均粒径d1と、集合体の
平均径dfは、
0.01<d1/df<1.0
を満たすことが好ましい。(d1/df)が1.0以上
であれば、その後のスラリーを用いた造粒工程におい
て、球状顆粒を作製するのに十分なフロック様、また
は、フロック前駆体となる集合体の量が得られなくなっ
てしまう。逆に、(d1/df)が0.01以下である
と、フロック様、または、フロック前駆体となる集合体
が大きくなりすぎ、その後の造粒工程において、配管を
詰まらせる等の不具合が起きてしまう。The average particle diameter d1 of the fine particles 1 and the average diameter df of the aggregate preferably satisfy the following condition: 0.01 <d1 / df <1.0. When (d1 / df) is 1.0 or more, a sufficient amount of floc-like or floc precursor aggregates to produce spherical granules is obtained in the subsequent granulation step using the slurry. I will not be able to. On the other hand, if (d1 / df) is 0.01 or less, the floc-like or aggregate as the floc precursor becomes too large, and problems such as clogging of the pipe occur in the subsequent granulation step. Will end up.
【0078】フロック様、または、フロック前駆体の集
合体の径dfは、粗粒2の平均粒径d2に対して、df
≧d2の関係にあることが好ましい。更に、フロック
様、または、フロック前駆体の凝集した集合体の径df
は、粗粒2の平均粒径d2に対して、df≧d2の関係
にあることも、中実球状顆粒を得るのに有効である。粗
粒2の平均粒径d2が集合体の径dfより大きくなる
と、その後の工程で作製された顆粒中に、粗大粒子が含
まれて、顆粒内密度が不均一になったり、スラリー中に
粗粒2が沈降して、スラリー濃度にバラツキを生じたり
する恐れが発生してしまう。The diameter df of the floc-like or aggregate of floc precursors is df with respect to the average particle diameter d2 of the coarse particles 2.
It is preferable that the relationship is ≧ d2. Furthermore, the diameter df of the floc-like or floc precursor aggregates
It is also effective to obtain solid spherical granules that df ≧ d2 is satisfied with respect to the average particle diameter d2 of the coarse particles 2. When the average particle diameter d2 of the coarse particles 2 becomes larger than the diameter df of the aggregate, coarse particles are included in the granules produced in the subsequent steps, resulting in uneven intragranular density or coarse particles in the slurry. There is a risk that the particles 2 will settle and the slurry concentration will vary.
【0079】スラリーにおける粒子の粒径分布は、細粒
1と粗粒2の二項分布であることが好ましい。一次粒子
の平均粒径は小さいほどフロック様、または、フロック
前駆体となる集合体を形成しやすくなる。従って、体積
粒度分布で一次粒子の粒度分布を適度な2項分布になる
ようにあらかじめ設定しておけば、フロック様、また
は、フロック前駆体となる集合体をより造りやすくな
る。The particle size distribution of the particles in the slurry is preferably a binomial distribution of fine particles 1 and coarse particles 2. The smaller the average particle size of the primary particles, the easier it is to form a floc-like or aggregate that serves as a floc precursor. Therefore, if the particle size distribution of the primary particles in the volume particle size distribution is set in advance so as to have an appropriate binomial distribution, a floc-like or floc precursor aggregate can be made more easily.
【0080】スラリーの液中に混在する細粒1は、粗粒
2に比べて重量が小さいので、液中で移動しやすく(易
移動状態)、細粒1が互いに液中で触れ合い、または粗
粒2と細粒1とが、粗粒2を核として触れ合い、吸引力
や吸着力によって細粒1同士または粗粒2と細粒1が集
合して、フロック様、または、フロック前駆体の集合体
を形成し、難移動状態になる。Since the fine particles 1 mixed in the liquid of the slurry have a smaller weight than the coarse particles 2, they are easily moved in the liquid (easy movement state), and the fine particles 1 contact each other in the liquid or are coarse. The particles 2 and the fine particles 1 are in contact with each other with the coarse particles 2 as a core, and the fine particles 1 or the coarse particles 2 and the fine particles 1 are aggregated by a suction force or an adsorption force to form a floc-like or floc precursor aggregate. The body is formed and it becomes difficult to move.
【0081】フロック様、または、フロック前駆体の集
合体や粗粒2は、液中の細粒1に対して立体障害として
働くので、一旦、局所的であれフロック様、または、フ
ロック前駆体の集合体が、液中で形成されると、フロッ
ク様、または、フロック前駆体の集合体の周囲にはさら
に新たな細粒1が集合し、フロック様、または、フロッ
ク前駆体の集合体は径を大きく成長し、立体障害状態が
進展する。Since the floc-like or floc precursor aggregates and coarse particles 2 act as steric hindrances to the fine particles 1 in the liquid, once the floc-like or floc precursors are locally generated. When the aggregate is formed in the liquid, new fine particles 1 are further aggregated around the floc-like or floc precursor aggregate, and the floc-like or floc precursor aggregate is Grows large and the steric hindrance progresses.
【0082】このとき、フロック様、または、フロック
前駆体の集合体は、それ自体の結合力がそれ程に強固で
はないので、解しては集合するなどを繰り返す場合があ
る。そして、固液分散系としてのスラリーの中でフロッ
ク様、または、フロック前駆体の集合体は、平衡した適
度な大きさをもつに至り、それによって、液中での独立
な細粒1は減り、細粒1の移動が抑えられる。これによ
り、フロック様、または、フロック前駆体の集合体はス
ラリーの固液分散状態を均質にするという作用をなす。At this time, since the floc-like or floc precursor aggregates themselves are not so strong in binding force, they may be repeatedly aggregated. Then, in the slurry as a solid-liquid dispersion system, floc-like or aggregates of floc precursors have an appropriate size in equilibrium, which reduces the number of independent fine particles 1 in the liquid. The movement of the fine particles 1 is suppressed. As a result, the floc-like or floc precursor aggregate functions to make the solid-liquid dispersion state of the slurry uniform.
【0083】本発明のスラリーでは、細粒1が集合した
フロック様、または、フロック前駆体の集合体が液中で
の立体障害として働くので、細粒1や粗粒2がスラリー
中で偏りや沈降、分離を生じることを妨げ、固液が分散
したスラリー状態を長期間にわたって維持する働きをす
る。In the slurry of the present invention, the fine particles 1 or floc precursor aggregates act as steric hindrance in the liquid, so that the fine particles 1 and the coarse particles 2 are unevenly distributed in the slurry. It prevents sedimentation and separation and maintains a slurry state in which a solid liquid is dispersed for a long period of time.
【0084】また、本発明のスラリーを用いて、顆粒や
グリーンシートなどの腑形体を得る場合には、液相成分
を乾燥させて減少させる過程で、液中の細粒1がフロッ
ク様、または、フロック前駆体の集合体に集合して拘束
されること、しかも、フロック様、または、フロック前
駆体の集合体が立体障害となって細粒1が腑形体の内部
から表面に移動するのが妨げられることから、腑形体の
表面に細粒1だけが集まることを防ぐ働きをする。これ
により、腑形体に、いわゆる「皮張り」を生じることが
ない。When the slurry of the present invention is used to obtain an agglomerated body such as granules or green sheets, fine particles 1 in the liquid are floc-like or in the process of drying and reducing the liquid phase component. , That the aggregates of the floc precursors are aggregated and restrained, and that the aggregates of the floc precursors or the floc precursors cause steric hindrance and the fine particles 1 move from the inside of the vaginal form to the surface. Since it is hindered, it works to prevent only the fine particles 1 from collecting on the surface of the vaginal form. As a result, so-called "skinning" does not occur in the vaginal form.
【0085】フロック様、または、フロック前駆体の集
合体に含まれる液相成分が減少する過程では、細粒1を
と粗粒2が集合した集合体が骨格を形成するので、腑形
体は全体にわたって疎な腑形体が形成されることにな
る。このため、骨格の空隙を通じて腑形体の内部の液相
成分が表面に出やすくなるので、腋形体の内部に液相成
分が取り残されることがなく、腋形体の表面近傍と内部
で、その固液分散状態が均質になる。During the process in which the liquid phase components contained in the floc-like or floc precursor aggregates decrease, the aggregates of fine grains 1 and coarse grains 2 form a skeleton, so A sparse vaginal form will be formed over. For this reason, the liquid phase component inside the axillary body is likely to come out to the surface through the voids of the skeleton, so that the liquid phase component is not left inside the axillary body and the solid liquid The dispersed state becomes homogeneous.
【0086】更に本発明に係るスラリーは、第2の細粒
を含むことができる。第2の細粒は、細粒1が液中で移
動し易い易移動状態から、フロック様、または、フロッ
ク前駆体の集合体を形成して移動し難い難移動状態へ
と、液中での移動度を変えてスラリーの粘度を増粘させ
る。Further, the slurry according to the present invention can contain the second fine particles. The second fine particles are changed from the easy-moving state in which the fine particles 1 easily move in the liquid to the hard-moving state in which the fine particles 1 are hard to move by forming floc-like or floc precursor aggregates. Change the mobility to increase the viscosity of the slurry.
【0087】発明の主要な適用領域であるファインセラ
ミックス分野において、スラリーは、バインダを含む。
このスラリーは、凝集剤を含まない水溶液であってもよ
いし、分散剤を含まないスラリーであってもよい。これ
とは逆に、分散剤を微量含んでいてもよい。更に、水分
徐放性添加剤を含んでいてもよい。In the field of fine ceramics, which is the main application area of the invention, the slurry contains a binder.
This slurry may be an aqueous solution containing no coagulant or a slurry containing no dispersant. On the contrary, a minute amount of the dispersant may be contained. Further, it may contain a water-releasing additive.
【0088】ファインセラミックス分野において、スラ
リーの粘度、および、セラミックス粉体の濃度を、球状
顆粒領域に入るように選定した場合でも、長時間にわた
って撹拌を継続すると、バインダの量やセラミック粉体
の濃度によっては、球状顆粒領域から非球状顆粒領域に
入ってしまうことがある。In the field of fine ceramics, even if the viscosity of the slurry and the concentration of the ceramic powder are selected so as to fall within the spherical granule region, the amount of the binder and the concentration of the ceramic powder will be increased if stirring is continued for a long time. In some cases, it may enter the non-spherical granular region from the spherical granular region.
【0089】この問題点は、少なくとも一つの水酸基を
有し、かつカルボキシル基、カルボキシレート、スルホ
ン酸、スルホン酸塩、リン酸、リン酸塩、アミン、及び
第4級アミン塩からなる群から選択される官能基を有す
る非重合体の有機化合物を添加することによって解決さ
れる。This problem is that it has at least one hydroxyl group and is selected from the group consisting of carboxyl group, carboxylate, sulfonic acid, sulfonate, phosphoric acid, phosphate, amine, and quaternary amine salt. It is solved by adding a non-polymeric organic compound having a functional group.
【0090】例として、有機化合物は、水酸基含有カル
ボン酸、水酸基含有カルボキシレート、水酸基含有スル
ホン酸、水酸基含有スルホン酸塩、水酸基含有リン酸、
水酸基含有リン酸塩、水酸基含有アミン、及び水酸基含
有第4級アンモニウム塩からなる群から選択されうる。
さらに詳しくは、この有機化合物は、クエン酸、メソ酒
石酸、水酸基含有低級カルボン酸、水酸基含有低級アル
ケニルカルボン酸、水酸基含有低級アルキニルカルボン
酸、水酸基含有芳香族カルボン酸、及びこれらの組合せ
からなる群から選択されうる。Examples of the organic compound include hydroxyl group-containing carboxylic acid, hydroxyl group-containing carboxylate, hydroxyl group-containing sulfonic acid, hydroxyl group-containing sulfonate, hydroxyl group-containing phosphoric acid,
It may be selected from the group consisting of hydroxyl group-containing phosphates, hydroxyl group-containing amines, and hydroxyl group-containing quaternary ammonium salts.
More specifically, this organic compound is selected from the group consisting of citric acid, meso-tartaric acid, hydroxyl-containing lower carboxylic acid, hydroxyl-containing lower alkenylcarboxylic acid, hydroxyl-containing lower alkynylcarboxylic acid, hydroxyl-containing aromatic carboxylic acid, and combinations thereof. Can be selected.
【0091】以下、添加物として、クエン酸を用いた場
合を例にとって説明する。図7はクエン酸(1mol/
l水溶液)を添加しない(0ml)場合の粘度ー凝集度
特性を示す図である。PVA量は0wt%、0.5wt
%、1.0wt%、1.5wt%、2.34wt%の5
段階で変えた。PVA量の各量において、両側矢印の実
線で示された特性はスラリー中のセラミック粉体の濃度
を、25vol%〜34vol%の範囲で変えたときの
初期の粘度−凝集度特性である。直線L0は球状顆粒領
域S1と非球状顆粒領域S2との境界を示している。直
線状の点線矢印L71〜L74は、長時間(例えば約2
4時間)にわたって撹拌を継続した場合におけるPVA
量の各量毎の粘度−凝集度変化方向、および、変化の大
きさを示す。粘度−凝集度変化方向は、点線矢印L71
〜L74の向きによって示され、変化の大きさはその点
線の長さによって示される。この原則は、図8〜図11
においても、同様に採用される。The case where citric acid is used as an additive will be described below as an example. FIG. 7 shows citric acid (1 mol /
It is a figure which shows a viscosity-aggregation degree characteristic when not adding (1 aqueous solution) (0 ml). PVA amount is 0wt%, 0.5wt
%, 1.0 wt%, 1.5 wt%, 2.34 wt% 5
Changed in stages. In each amount of PVA, the characteristic indicated by the solid line of the double-headed arrow is the initial viscosity-cohesion degree characteristic when the concentration of the ceramic powder in the slurry is changed in the range of 25 vol% to 34 vol%. The straight line L0 indicates the boundary between the spherical granular region S1 and the non-spherical granular region S2. The straight-line dotted arrows L71 to L74 indicate a long time (for example, about 2
PVA with continuous stirring for 4 hours)
The viscosity-coagulation degree changing direction and the magnitude of the change are shown for each amount. The direction of change in viscosity-cohesion is indicated by the dotted arrow L71.
~ L74 orientation and magnitude of change is indicated by the length of the dotted line. This principle is shown in FIGS.
The same applies to the above.
【0092】まず、図7に示すように、PVA量が増加
すると、粘度および凝集度がともに、低下する。これ
は、この種のスラリーにおいて、よく見られる現象であ
る。First, as shown in FIG. 7, as the amount of PVA increases, both the viscosity and the degree of aggregation decrease. This is a common phenomenon in this type of slurry.
【0093】図7のクエン酸を含まないスラリーでは、
PVA量が0.5〜1.5wt%の範囲内であれば、セ
ラミック粉体の濃度25vov〜34vol%の全範囲
において、球状顆粒領域S1に入る。ところが、撹拌を
長時間(例えば24時間)継続すると、粘度−凝集度特
性が、点線矢印L72で示すように、粘度および凝集度
が、ともに低下し、球状顆粒領域S1と非球状顆粒領域
S2との境界を示す直線L0に近づく方向に変化する。
しかも、粘度および凝集度の変化が非常に大きい。With the citric acid-free slurry of FIG.
If the PVA amount is in the range of 0.5 to 1.5 wt%, the spherical granule region S1 is entered in the whole range of the ceramic powder concentration of 25 vov to 34 vol%. However, when the stirring is continued for a long time (for example, 24 hours), the viscosity-cohesion degree characteristics decrease in both the viscosity and the cohesion degree as shown by a dotted arrow L72, and the spherical granule region S1 and the non-spherical granule region S2 are formed. Changes to a direction approaching the straight line L0 indicating the boundary of.
Moreover, the changes in viscosity and cohesion are very large.
【0094】PVA量が1.5wt%の場合は、25v
ol%〜34vol%の範囲で変えたときの初期の粘度
−凝集度特性は、中間部の一部が、非球形状顆粒領域S
2に入り、撹拌を長時間継続すると、粘度−凝集度特性
が、点線矢印L73で示すように、粘度および凝集度
が、ともに低下する方向に変化し、全体として、非球状
顆粒領域S2に入って行く。When the amount of PVA is 1.5 wt%, 25v
The initial viscosity-cohesion degree characteristic when changing in the range of ol% to 34 vol% shows that a part of the intermediate portion is a non-spherical granular region S.
When 2 is entered and stirring is continued for a long time, the viscosity-cohesion degree property changes in a direction in which both the viscosity and the cohesion degree decrease, as indicated by the dotted arrow L73, and enters the non-spherical granule region S2 as a whole. Go.
【0095】PVA量が2.34wt%の場合は、25
vol%〜34vol%の範囲で変えたときの初期の粘
度−凝集度特性は、全体が、非球状顆粒領域S2に入
る。When the amount of PVA is 2.34 wt%, 25
The initial viscosity-cohesion degree characteristics when changing in the range of vol% to 34 vol% fall entirely within the non-spherical granular region S2.
【0096】PVA量が少ないと、このスラリーから造
粒される顆粒が脆くなってしまうので、これを回避する
場合は、PVA量は1wt%〜3wt%程度の含有量に
なるように設定することが好ましい。ところが、クエン
酸を含有しないスラリーでは、図7に示したように、P
VA量が1.5wt%〜2.34wt%となる範囲で、
初期値が非球形顆粒領域S2に入ってしまうことがある
ため、使用しにくい。When the amount of PVA is small, the granules granulated from this slurry become brittle. Therefore, in order to avoid this, the amount of PVA should be set to about 1 wt% to 3 wt%. Is preferred. However, in the slurry containing no citric acid, as shown in FIG.
In the range where the VA amount is 1.5 wt% to 2.34 wt%,
Since the initial value may fall within the non-spherical granular region S2, it is difficult to use.
【0097】図8はクエン酸の含有量を、0.5mlと
した場合の粘度−凝集度特性を示す図である。PVA量
の含有量は、図7に示したと同様に、5段階で変えた。
PVA量の各量において、両側矢印の実線で示された特
性はスラリー中のセラミック粉体の濃度を、25vol
%〜34vol%の範囲で変えたときの初期の粘度−凝
集度特性である。直線L0は球状顆粒領域S1と非球状
顆粒領域S2との境界を示している。点線矢印L81
は、PVA量を2.34wt%とし、セラミック粉体濃
度を34vol%としたスラリーを、長時間にわたって
撹拌を継続した場合における粘度−凝集度変化方向を示
し、点線矢印L82は、PVA量を2.34wt%と
し、セラミック粉体濃度を約30vol%としたスラリ
ーを、長時間にわたって撹拌を継続した場合における粘
度−凝集度変化方向を示している。FIG. 8 is a diagram showing the viscosity-cohesion degree characteristics when the content of citric acid is 0.5 ml. The content of the amount of PVA was changed in 5 stages as shown in FIG. 7.
For each amount of PVA, the characteristic indicated by the solid line with double-headed arrow indicates the concentration of the ceramic powder in the slurry at 25 vol.
It is an initial viscosity-aggregation degree characteristic when it changes in the range of% -34vol%. The straight line L0 indicates the boundary between the spherical granular region S1 and the non-spherical granular region S2. Dotted arrow L81
Indicates the direction of change in viscosity-cohesion degree when a slurry having a PVA amount of 2.34 wt% and a ceramic powder concentration of 34 vol% is continuously stirred for a long time, and a dotted arrow L82 indicates a PVA amount of 2 The viscosity-coagulation degree change direction is shown when the slurry having a ceramic powder concentration of 0.34 wt% and a ceramic powder concentration of about 30 vol% is continuously stirred for a long time.
【0098】クエン酸の含有量が0.5mlの場合、P
VA量が0.5〜2.34wt%の何れの場合もセラミ
ック粉体の濃度25vov〜34vol%の全範囲にお
いて、初期の粘度−凝集度特性は球状顆粒領域S1に入
る。When the content of citric acid is 0.5 ml, P
In any case where the amount of VA is 0.5 to 2.34 wt%, the initial viscosity-cohesion degree characteristic falls within the spherical granular region S1 in the entire range of the concentration of ceramic powder 25 vov to 34 vol%.
【0099】PVA量が2.34wt%のスラリーの場
合、撹拌を長時間(例えば24時間)継続すると、粘度
−凝集度特性が、点線矢印L81、L82で示すよう
に、粘度および凝集度が、ともに低下し、非球状顆粒領
域S2に入る方向に変化するが、その変化量は、図7の
場合と比較して、小さくなっている。In the case of a slurry having a PVA content of 2.34 wt%, when the stirring is continued for a long time (for example, 24 hours), the viscosity-cohesion degree characteristic shows that the viscosity and the cohesion degree are as shown by dotted arrows L81 and L82. Both decrease and change toward the non-spherical granule region S2, but the amount of change is smaller than that in the case of FIG.
【0100】しかも、点線矢印L81、L82におい
て、粘度の変化量に対する凝集度の変化量が、図7の点
線矢印L72〜L74の場合と比較して、小さくなる
(矢印方向が立ってきている)傾向が見られる。Moreover, in the dotted line arrows L81 and L82, the change amount of the cohesion degree with respect to the change amount of the viscosity is smaller than that in the case of the dotted line arrows L72 to L74 in FIG. 7 (the arrow direction is rising). There is a tendency.
【0101】図9はクエン酸の含有量を、2.5mlと
した場合の粘度−凝集度特性を示す図である。PVA量
の含有量は、図7に示したと同様に、5段階で変えた。
PVA量の各量において、両側矢印の実線で示された特
性はスラリー中のセラミック粉体の濃度を、25vol
%〜34vol%の範囲で変えたときの初期の粘度−凝
集度特性である。点線矢印L91は、PVA量を2.3
4wt%とし、セラミック粉体濃度を25vol%とし
たスラリーを、長時間にわたって撹拌した場合における
粘度−凝集度変化方向を示している。FIG. 9 is a diagram showing the viscosity-cohesion degree characteristic when the content of citric acid is 2.5 ml. The content of the amount of PVA was changed in 5 stages as shown in FIG. 7.
For each amount of PVA, the characteristic indicated by the solid line with double-headed arrow indicates the concentration of the ceramic powder in the slurry at 25 vol.
It is an initial viscosity-aggregation degree characteristic when it changes in the range of% -34vol%. The dotted arrow L91 indicates the PVA amount of 2.3.
The direction of change in viscosity-cohesion degree is shown when a slurry having a concentration of 4 wt% and a ceramic powder concentration of 25 vol% is stirred for a long time.
【0102】クエン酸の含有量が2.5mlの場合、P
VA量が0.5〜2.34wt%の何れの場合もセラミ
ック粉体の濃度25vov〜34vol%の全範囲にお
いて、初期の粘度−凝集度特性は球状顆粒領域S1に入
る。即ち、クエン酸を含有しない図7の例よりも、球状
顆粒が作り易くなっている。但し、量産化工程における
管詰まり等を防止するためには、粘度は3(Ps)以下
が望ましい。その観点から、粘度が3(Ps)を越える
PVA量0.5〜1.0wt%の範囲のスラリーは、量
産に適さない。When the content of citric acid is 2.5 ml, P
In any case where the amount of VA is 0.5 to 2.34 wt%, the initial viscosity-cohesion degree characteristic falls within the spherical granular region S1 in the entire range of the concentration of ceramic powder 25 vov to 34 vol%. That is, spherical granules are easier to produce than the example of FIG. 7 containing no citric acid. However, the viscosity is preferably 3 (Ps) or less in order to prevent tube clogging in the mass production process. From that point of view, a slurry having a PVA amount of 0.5 to 1.0 wt% with a viscosity exceeding 3 (Ps) is not suitable for mass production.
【0103】PVA量が1.5wt%〜2.3wt%の
スラリーは、初期の粘度−凝集度特性が、セラミック粉
体濃度25vol%〜約28vol%の範囲において、
球状顆粒領域S1に入る。即ち、クエン酸を含有しない
図7、クエン酸を0.5ml含有する図8の例よりも、
球状顆粒が作り易くなっている。A slurry having a PVA content of 1.5 wt% to 2.3 wt% has an initial viscosity-cohesion degree characteristic in the range of ceramic powder concentration of 25 vol% to about 28 vol%.
Enter the spherical granule region S1. That is, compared to the example of FIG. 7 containing no citric acid and the example of FIG. 8 containing 0.5 ml of citric acid,
It is easy to make spherical granules.
【0104】PVA量が2.34wt%のスラリーの場
合、長時間の撹拌により、粘度−凝集度特性が、点線矢
印L91で示すように、ほぼ一定の粘度保ちながら、凝
集度が低下する方向に変化するが、その変化量は、図
7、図8の場合と比較して、小さくなっている。In the case of a slurry having a PVA content of 2.34 wt%, the viscosity-aggregation degree characteristic tends to decrease with agitation for a long time while maintaining a substantially constant viscosity as indicated by a dotted arrow L91. Although it changes, the amount of change is smaller than in the cases of FIGS. 7 and 8.
【0105】しかも、点線矢印L91の示す変化の方向
性は、粘度の変化量に対する凝集度の変化量が、図8の
点線矢印L81、L82の場合と比較して、小さくなる
(矢印方向が立ってきている)傾向を示している。In addition, the direction of change indicated by the dotted arrow L91 is such that the amount of change in the cohesion degree with respect to the amount of change in viscosity is smaller than in the case of the dotted arrows L81 and L82 in FIG. The tendency is shown.
【0106】図10はクエン酸の含有量を、5mlとし
た場合の粘度−凝集度特性を示す図である。PVA量の
含有量は、図7に示したと同様に、5段階で変えた。P
VA量の各量において、両側矢印の実線で示された特性
はスラリー中のセラミック粉体の濃度を、25vol%
〜34vol%の範囲で変えたときの初期の粘度−凝集
度特性である。点線矢印L101は、PVA量を2.3
4wt%とし、かつ、セラミック粉体濃度を25vol
%としたスラリーを、長時間にわたって撹拌した場合に
おける粘度−凝集度変化方向を示している。FIG. 10 is a diagram showing the viscosity-cohesion degree characteristic when the content of citric acid is 5 ml. The content of the amount of PVA was changed in 5 stages as shown in FIG. 7. P
In each amount of VA, the characteristic indicated by the solid line of the double-sided arrow indicates the concentration of the ceramic powder in the slurry by 25 vol%.
It is an initial viscosity-aggregation degree characteristic when changed in the range of up to 34 vol%. The dotted arrow L101 indicates the PVA amount of 2.3.
4wt% and ceramic powder concentration 25vol
% Shows the direction of change in viscosity-cohesion degree when the slurry in% is stirred for a long time.
【0107】クエン酸の含有量が5mlの場合、PVA
量が0.5〜2.34wt%の何れの場合もセラミック
粉体の濃度25vov〜34vol%の全範囲におい
て、初期の粘度−凝集度特性は球状顆粒領域S1に入
る。即ち、クエン酸を含有しない図7の例よりも、球状
顆粒が作り易くなっている。粘度が3(Ps)を越える
PVA量0.5wt%以上、1.0wt%未満の範囲の
スラリーは、量産に適さない。When the content of citric acid is 5 ml, PVA
In any case where the amount is 0.5 to 2.34 wt%, the initial viscosity-cohesion degree characteristic falls within the spherical granular region S1 in the whole range of the concentration of the ceramic powder of 25 vov to 34 vol%. That is, spherical granules are easier to produce than the example of FIG. 7 containing no citric acid. A slurry having a viscosity exceeding 3 (Ps) and having a PVA amount of 0.5 wt% or more and less than 1.0 wt% is not suitable for mass production.
【0108】PVA量が1.5wt%〜2.3wt%の
スラリーは、初期の粘度−凝集度特性が、セラミック粉
体濃度25vol%〜約28vol%の範囲において、
球状顆粒領域S1に入る。即ち、クエン酸を含有しない
図7、クエン酸を0.5ml含有する図8の例よりも、
球状顆粒が作り易くなっている。The slurry having a PVA content of 1.5 wt% to 2.3 wt% has an initial viscosity-cohesion degree characteristic in the range of ceramic powder concentration of 25 vol% to about 28 vol%.
Enter the spherical granule region S1. That is, compared to the example of FIG. 7 containing no citric acid and the example of FIG. 8 containing 0.5 ml of citric acid,
It is easy to make spherical granules.
【0109】PVA量が2.34wt%のスラリーの場
合、撹拌による粘度−凝集度特性の変化は、点線矢印L
101で示すように、ほぼ一定の粘度保ちながら、凝集
度が低下する方向となるが、その変化量は、図7〜図9
の場合と比較して、小さくなっている。しかも、点線矢
印L101の示す変化方向性は、粘度の変化量に対する
凝集度の変化量が、図8の点線矢印L81、L82の場
合と比較して、小さくなる(矢印方向が立ってきてい
る)傾向を示している。In the case of a slurry having an amount of PVA of 2.34 wt%, the change in the viscosity-coagulation property due to stirring is indicated by a dotted arrow L.
As indicated by reference numeral 101, the degree of aggregation tends to decrease while maintaining a substantially constant viscosity.
It is smaller than the case. Moreover, in the change direction indicated by the dotted arrow L101, the amount of change in the degree of aggregation with respect to the amount of change in viscosity is smaller than in the case of the dotted arrows L81 and L82 in FIG. 8 (the arrow direction is rising). Shows a trend.
【0110】図11はクエン酸とPVAとの比を変えた
場合の粘度−凝集度特性の変化傾向を示す図である。図
11に図示された特性は、図7〜図10に示す特性図か
らも読み取れるものであるが、図11はその理解のため
に示した。FIG. 11 is a graph showing a change tendency of the viscosity-cohesion degree characteristic when the ratio of citric acid and PVA is changed. The characteristics shown in FIG. 11 can be read from the characteristic diagrams shown in FIGS. 7 to 10, but FIG. 11 is shown for understanding.
【0111】直線矢印L111〜L116は、PVA量
およびセラミック粉体濃度を一定とし、クエン酸の量を
変えたスラリーを、撹拌した場合における粘度−凝集度
変化方向を示している。The straight arrows L111 to L116 indicate the viscosity-coagulation degree changing direction when the slurry with the PVA amount and the ceramic powder concentration being constant and the citric acid amount being changed was stirred.
【0112】図11に示されているように、(クエン酸
/PVA)比が増大(クエン酸増加)するにつれて、粘
度の変化に対する凝集度変化の割合が小さくなり、非球
状顆粒領域S2に入りにくくなることを示している。即
ち、クエン酸の含有量をコントロールすることにより、
撹拌にもかかわらず、安定して、球状顆粒を作ることが
できるようになる。As shown in FIG. 11, as the (citric acid / PVA) ratio increases (citric acid increase), the rate of change in the degree of cohesion with respect to the change in viscosity becomes smaller and enters the non-spherical granular region S2. It shows that it becomes difficult. That is, by controlling the content of citric acid,
Despite stirring, it becomes possible to stably produce spherical granules.
【0113】スラリーを撹拌した場合に、球形顆粒領域
S1にあったスラリーが、非球形顆粒領域S2に入るよ
うになる理由、および、この問題点がクエン酸を含有す
ることにより解消できる理由は、推測であるが、次のよ
うに説明することができる。The reason why the slurry in the spherical granule region S1 comes into the non-spherical granule region S2 when the slurry is stirred and the reason why this problem can be solved by containing citric acid is as follows. By speculation, it can be explained as follows.
【0114】セラミック粉体、水、PVAおよび分散剤
を含むスラリーについて、撹拌前の初期状態を考えた場
合、PVAがセラミック粉体を構成する粒子に吸着す
る。酸化物セラミック粒子の表面には酸素原子の孤立電
子対(ローンペア)が存在するので、セラミック粒子の
相互およびそれに付着したPVAは、電気的な斥力によ
り、互いに反発し、遊離する。この電気的な斥力は、粘
度、および、凝集度に影響を与える。Considering the initial state before stirring of the slurry containing the ceramic powder, water, PVA and the dispersant, PVA is adsorbed on the particles constituting the ceramic powder. Since lone electron pairs (loan pairs) of oxygen atoms are present on the surface of the oxide ceramic particles, the PVA attached to the ceramic particles and each other of the ceramic particles repel each other and are released by an electric repulsive force. This electric repulsive force affects the viscosity and the degree of cohesion.
【0115】一方、PVAがプロトン(H+)を放出す
る。このプロトン(H+)の放出は、スラリーのpHを
変化(低下)させる。pHの変化も、粘度および凝集度
に影響を与える。On the other hand, PVA releases protons (H + ). The release of this proton (H + ) changes (decreases) the pH of the slurry. Changes in pH also affect viscosity and degree of aggregation.
【0116】本発明にしたがって調整されたスラリー
は、初期状態では、上述の斥力、pH等によって影響を
受ける粘度および凝集度、さらには、濃度が、球形顆粒
領域に設定されていることは、既に述べた通りである。In the initial state of the slurry prepared according to the present invention, the viscosity and the degree of aggregation influenced by the above-mentioned repulsive force, pH, etc., and further the concentration are already set in the spherical granular region. As stated.
【0117】上述のように初期設定されたスラリー系
を、長時間にわたって撹拌した場合、スラリー中に存在
するプロトン(H+)のうち、セラミック粉体の周囲の
酸素に吸着するものが微増する。このため、スラリーの
pHが、微少ではあるが、上昇し、粘度および凝集度が
低下する。When the slurry system initialized as described above is stirred for a long period of time, among the protons (H + ) existing in the slurry, those adsorbed to oxygen around the ceramic powder slightly increase. For this reason, the pH of the slurry rises, though it is very small, and the viscosity and the degree of aggregation are lowered.
【0118】この結果、図7〜図10に示したように、
初期状態では、球形顆粒領域S1に合ったスラリーが、
撹拌により、非球形顆粒領域S2に入るようになるもの
と推測される。As a result, as shown in FIGS. 7 to 10,
In the initial state, the slurry suitable for the spherical granule region S1 is
It is presumed that the agitated particles enter the non-spherical granular region S2.
【0119】一方、セラミック粉体、水、PVAおよび
分散剤を含むスラリーに、クエン酸が加えられた場合、
クエン酸は(−C00H)を有しており、大量のプロト
ン(H+)を放出する。このため、スラリーのpHが下
降し、粘度が上がる。On the other hand, when citric acid was added to the slurry containing the ceramic powder, water, PVA and the dispersant,
Citric acid has (-C00H) and releases a large amount of protons (H + ). Therefore, the pH of the slurry decreases and the viscosity increases.
【0120】一方、放出されたプロトン(H+)が、P
VAに優先して、セラミック粉体を構成するセラミック
粒子の周りに吸着し、水素結合により、セラミック粒子
を凝集させる働きが生じる。つまり、PVAがセラミッ
ク粒子に吸着することによる粒子の分散効果を減らす働
きが生じる。On the other hand, the released protons (H + ) are
In preference to VA, it is adsorbed around the ceramic particles constituting the ceramic powder, and the function of aggregating the ceramic particles occurs due to hydrogen bonding. That is, the action of reducing the particle dispersion effect due to the adsorption of PVA on the ceramic particles occurs.
【0121】つまり、クエン酸を含有させることによ
り、スラリーの粘度と、凝集度とを増加させる。これ
は、図1〜図10に図示された粘度−凝集度特性におい
て、点線矢印で示す経時変化を打ち消す方向になること
を意味する。That is, by containing citric acid, the viscosity of the slurry and the degree of aggregation are increased. This means that in the viscosity-cohesion degree characteristics shown in FIGS. 1 to 10, the change over time indicated by the dotted arrow is canceled out.
【0122】このため、クエン酸を含有させることによ
り、撹拌にもかかわらず、球形顆粒領域S1内に保持す
る作用効果が得られるものと推測される。Therefore, it is presumed that, by adding citric acid, the action and effect of retaining the citric acid in the spherical granular region S1 can be obtained despite the stirring.
【0123】クエン酸を含有させることの意味が、大量
のプロトン(H+)を放出させることにあり、更に、p
H緩衝効果、即ち、液中のプロトン(H+)の量を安定
化させることにあるとすれば、同様の働きを有する有機
化合物であれば、クエン酸に代えて用い得ることは明ら
かである。上述した有機化合物がその例である。また、
セラミック粉体と水だけのスラリーにおいては、顕著な
経時変化が見られないことからも、PVAを含むスラリ
ーにおける上記説明が妥当であると考えることができ
る。The meaning of containing citric acid is to release a large amount of protons (H + ), and p
If it is to stabilize the H buffer effect, that is, to stabilize the amount of protons (H + ) in the liquid, it is obvious that any organic compound having a similar function can be used instead of citric acid. . The organic compounds mentioned above are examples. Also,
It can be considered that the above description of the slurry containing PVA is appropriate because no significant change with time is observed in the slurry containing only ceramic powder and water.
【0124】次に、組成や製造プロセスは同一である
が、製造ロットの異なる複数種のセラミックス粉体を用
いた場合、図12に示したように、あるロットのセラミ
ックス粉体を用いたスラリーP1では球状顆粒領域S1
内に入るのに、他のロットのセラミックス粉体を用いた
スラリーP2では、非球状顆粒領域S2に入ってしまう
という問題点を生じることがある。Next, when a plurality of types of ceramic powders having the same composition and the same manufacturing process but different manufacturing lots are used, as shown in FIG. 12, a slurry P1 using the ceramic powder of a certain lot is used. Then the spherical granule area S1
However, the slurry P2 containing the ceramic powder of another lot may enter the non-spherical granular region S2.
【0125】この問題点を解決するのに、スラリー中
に、アルカリを含有させることが極めて有効である。具
体的には、アンモニア、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸水素ナトリウム等を挙げることができる。In order to solve this problem, it is extremely effective to add an alkali to the slurry. Specific examples thereof include ammonia, sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate and the like.
【0126】アルカリ添加による作用効果は、図13を
参照して次のように説明することができる。図13はp
Hと粘度(左縦軸目盛り参照)およびゼータ電位(右縦
軸目盛り参照)との関係を示す図である。曲線L131
はアルカリ添加前のスラリーのpH−粘度特性、曲線L
132はアルカリ添加前のpH−ゼータ電位特性、曲線
L133はアルカリ添加後のスラリーのpH−粘度特
性、曲線L134はアルカリ添加後のpH−ゼータ電位
特性をそれぞれ示している。The function and effect of the addition of alkali can be explained as follows with reference to FIG. 13 is p
It is a figure which shows the relationship between H, viscosity (refer left vertical scale), and zeta potential (right vertical scale). Curve L131
Is the pH-viscosity characteristic of the slurry before addition of alkali, curve L
Reference numeral 132 represents the pH-zeta potential characteristic before addition of alkali, curve L133 represents the pH-viscosity characteristic of the slurry after addition of alkali, and curve L134 represents the pH-zeta potential characteristic after addition of alkali.
【0127】まず、アルカリ添加前のスラリーについ
て、pH−粘度特性L131、および、pH−ゼータ電
位特性L132について検討するに、pHが低くなる
と、ゼータ電位が等電位点に近づき、粘度が高くなる。
凝集度は図示されていないが、粘度にほぼ比例して変化
する。これは、pHが低くなるにつれて、スラリー中の
セラミック粒子の表面に形成される電気二重層によるゼ
ータ電位が低下し、等電位点ζ01に向かうため、セラ
ミック粒子間に働く斥力が低下し、凝集し易くなるため
と推測される。凝集は、セラミック粒子間に働く斥力が
ほぼゼロになる等電位点ζ01で最大になる。First, the pH-viscosity characteristic L131 and the pH-zeta potential characteristic L132 of the slurry before alkali addition will be examined. As the pH becomes lower, the zeta potential approaches the equipotential point and the viscosity becomes higher.
Although the degree of cohesion is not shown, it changes substantially in proportion to the viscosity. This is because as the pH decreases, the zeta potential due to the electric double layer formed on the surface of the ceramic particles in the slurry decreases, and toward the equipotential point ζ01, the repulsive force acting between the ceramic particles decreases and the particles agglomerate. It is presumed that it will be easier. The agglomeration is maximum at the equipotential point ζ01 where the repulsive force acting between the ceramic particles becomes almost zero.
【0128】一方、pHが高くなると、ゼータ電位も高
くなり、粘度が低くなる。これは、pHが高くなるにつ
れて、スラリー中のセラミック粒子のゼータ電位が高く
なりセラミック粒子間に働く斥力が大きくなり、分散し
易くなるためと推測される。On the other hand, when the pH is high, the zeta potential is also high and the viscosity is low. This is presumed to be because as the pH increases, the zeta potential of the ceramic particles in the slurry increases, the repulsive force acting between the ceramic particles increases, and the particles easily disperse.
【0129】図13に示すような初期状態のスラリーに
アルカリを添加した場合、pHが高くなる。図13のp
H−粘度特性L131、および、pH−ゼータ電位特性
L132からは、pHが高くなれば、分散し易くなり、
粘度および凝集度が低下するようにも思える。When alkali is added to the slurry in the initial state as shown in FIG. 13, the pH becomes high. P in FIG.
From the H-viscosity characteristic L131 and the pH-zeta potential characteristic L132, it becomes easier to disperse as the pH becomes higher,
It also seems to reduce viscosity and cohesion.
【0130】ところが、実際には、アルカリ添加によ
り、粘度および凝集度が上がり、図12に示したよう
に、非球状顆粒領域S2に入っていたスラリーP2が、
球状顆粒領域S1に入ることが確認された。However, in reality, the addition of alkali increases the viscosity and the degree of coagulation, and as shown in FIG. 12, the slurry P2 contained in the non-spherical granular region S2 becomes
It was confirmed to enter the spherical granule region S1.
【0131】その理由は、未確認であるが、初期のゼー
タ電位の等電位点ζ01が、アルカリ添加により、等電
位点ζ02に移り、初期のpH−粘度特性L131、お
よび、pH−ゼータ電位特性L132が、矢印b1、c
1で示すように移行し、pH−粘度特性L133、およ
び、pH−ゼータ電位特性L134のようになったため
ではないかと推測される。The reason for this is unconfirmed, but the equipotential point ζ01 of the initial zeta potential moves to the equipotential point ζ02 by the addition of alkali, and the initial pH-viscosity characteristic L131 and pH-zeta potential characteristic L132. But arrows b1 and c
It is presumed that it may be because of the shift as shown by 1 and the pH-viscosity characteristic L133 and the pH-zeta potential characteristic L134.
【0132】2.スラリーの管理方法
顆粒の評価を行う場合、従来は、スプレードライヤによ
り得られた顆粒を確認するしか方法が無く、それ故にス
ラリー条件の検討などにおいては、多大の労力、時間、
材料が必要であった。2. Slurry management method When evaluating granules, conventionally, there is only a method to confirm the granules obtained by a spray dryer. Therefore, in examining the slurry conditions, a great deal of labor, time,
Material was needed.
【0133】本発明に係るスラリーの管理方法では、前
記スラリーを平坦な樹脂面上に滴下して、半球状の液滴
を形成する。次に、前記液滴を加熱して液相分の含有量
を減らし、その乾燥過程における半球状液滴の形状の変
化によってスラリーの性状を判定する。In the slurry management method of the present invention, the slurry is dropped on a flat resin surface to form hemispherical drops. Next, the droplet is heated to reduce the content of the liquid phase component, and the property of the slurry is determined by the change in the shape of the hemispherical droplet during the drying process.
【0134】本発明に係るスラリー管理方法によれば、
用意されたスラリーが、球状顆粒を得るのに適している
か否かを、模擬的に検証することができる。また、本発
明に係るスラリー管理方法は、図1〜図3に示したデー
タ収集にも、極めて有効な手段である。According to the slurry management method of the present invention,
Whether the prepared slurry is suitable for obtaining spherical granules can be verified by simulation. The slurry management method according to the present invention is also an extremely effective means for collecting data shown in FIGS.
【0135】本発明に係るスラリーの管理方法は、具体
的には、乾燥によって液滴が凹む程度を、顆粒としたと
きの真球性及び非真球性の判定基準とする。更に具体的
には、乾燥によって液滴が凹む場合は顆粒の真球性が得
られず、凹まない場合は真球性が得られると判定する。In the slurry management method according to the present invention, specifically, the extent to which the droplets are dented by drying is used as a criterion for determining whether the granules are spherical or non-spherical. More specifically, it is determined that if the droplets are dented by drying, the sphericalness of the granules cannot be obtained, and if the droplets are not dented, the sphericalness is obtained.
【0136】図14にスラリー管理方法の具体的一例を
示す。先ず、図14(a)に示すように、ディスペンサ
ー32を用いて、スラリーを、シリコーンシート31の
上に、例えば500μm程度の大きさに滴下し、液滴3
3を形成する。液滴33の大きさは、検出感度に影響す
るので、予め規定しておくのがよい。FIG. 14 shows a specific example of the slurry management method. First, as shown in FIG. 14A, the slurry is dropped onto the silicone sheet 31 to a size of, for example, about 500 μm by using the dispenser 32, and the droplet 3
3 is formed. Since the size of the droplet 33 affects the detection sensitivity, it is preferable to define it in advance.
【0137】次に、図14(b)に示すように、1Os
ec以内に150℃の乾燥機34に投入し、液滴33を
乾燥させる。温度条件等は、造粒条件に応じて適宜決定
する。Next, as shown in FIG. 14B, 1 Os
It is put into a dryer 34 at 150 ° C. within ec to dry the droplet 33. The temperature conditions and the like are appropriately determined according to the granulation conditions.
【0138】次に図14(c)に示すように、乾燥機3
4から取出した時の、半球状の液滴33の乾燥物の形状
をみて、陥没(図14(C1))か球状(図14(C
2)かを判断する。この方式による顆粒形状は、スプレ
ードライヤ後の顆粒形状は、良く一致している。Next, as shown in FIG. 14C, the dryer 3
Looking at the shape of the dried product of the hemispherical droplet 33 when taken out from FIG. 4, it is depressed (FIG. 14 (C1)) or spherical (FIG.
2) Determine if The granule shape obtained by this method is in good agreement with the granule shape after spray drying.
【0139】上記シリコーンシートとしては、富士高分
子(株)製サーコン(登録商標)が適している。このシ
リコーンシートには、無機充填材が混練されており、ス
ラリー滴下時の接触角が大きくなる。このため、よりス
プレードライヤで作製された顆粒形状に近づけられる。As the silicone sheet, Sarcon (registered trademark) manufactured by Fuji Polymer Co., Ltd. is suitable. This silicone sheet is kneaded with an inorganic filler, so that the contact angle when the slurry is dropped becomes large. Therefore, the shape of the granules produced by the spray dryer can be approximated.
【0140】[0140]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
球状顆粒の生成に適したスラリー、スラリー管理方法、
スラリーの製造法を提供することができる。As described above, according to the present invention,
Slurry suitable for producing spherical granules, slurry management method,
A method of manufacturing a slurry can be provided.
【図1】一次粒子の凝集度(D/D0)とスラリー粘度
との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the degree of aggregation (D / D0) of primary particles and the viscosity of slurry.
【図2】誘電材料について、一次粒子の凝集度(D/D
0)とスラリー粘度との関係を示すグラフである。FIG. 2 shows the degree of aggregation (D / D) of primary particles for dielectric materials.
It is a graph which shows the relationship between 0) and slurry viscosity.
【図3】他の誘電材料について、一次粒子の凝集度(D
/D0)とスラリー粘度との関係を示すグラフである。FIG. 3 shows the degree of aggregation (D) of primary particles for other dielectric materials.
7 is a graph showing the relationship between / D0) and the viscosity of slurry.
【図4】フロック様、または、フロック前駆体の集合体
を、模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a floc-like or floc precursor aggregate.
【図5】誘電材料について、平均粒径(μm)と、粘度
(PS)及び凝集度の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship among an average particle diameter (μm), a viscosity (PS) and a cohesion degree of a dielectric material.
【図6】誘電材料について、平均粒径(μm)と、粘度
(PS)及び凝集度の別の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another relationship between the average particle diameter (μm), the viscosity (PS), and the cohesion degree of the dielectric material.
【図7】クエン酸を添加しない(0ml)場合の粘度−
凝集度特性を示す図である。FIG. 7: Viscosity when citric acid is not added (0 ml)-
It is a figure which shows a cohesion degree characteristic.
【図8】クエン酸の含有量を、0.5mlとした場合の
粘度−凝集度特性を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing viscosity-cohesion degree characteristics when the content of citric acid is 0.5 ml.
【図9】クエン酸の含有量を、2.5mlとした場合の
粘度−凝集度特性を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing viscosity-cohesion degree characteristics when the content of citric acid is 2.5 ml.
【図10】クエン酸の含有量を、5mlとした場合の粘
度−凝集度特性を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing viscosity-cohesion degree characteristics when the content of citric acid is 5 ml.
【図11】クエン酸とPVAとの比を変えた場合の粘度
−凝集度特性の変化傾向を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a change tendency of viscosity-cohesion degree characteristics when the ratio of citric acid and PVA is changed.
【図12】製造ロットの異なる複数種のセラミックス粉
体を用いた場合のスラリーの粘度−凝集度特性を示す図
である。FIG. 12 is a diagram showing viscosity-cohesion degree characteristics of a slurry when a plurality of types of ceramic powders manufactured in different production lots are used.
【図13】pHと粘度およびゼータ電位との関係を示す
図である。FIG. 13 is a diagram showing the relationship between pH, viscosity, and zeta potential.
【図14】本発明に係るスラリー管理方法の具体的一例
を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a specific example of a slurry management method according to the present invention.
S1 球状顆粒領域
S2 非球状顆粒領域
A11〜A13 濃度をパラメータとする粘度−凝
集度特性S1 Spherical granule region S2 Non-spherical granule region A11 to A13 Viscosity-cohesion degree characteristic with concentration as a parameter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田代 浩二 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 Fターム(参考) 4G004 AA02 4G065 AA01 AA06 AA07 AA10 AB03X AB11X AB11Y AB14Y AB17X AB22X AB25X BA07 BB01 BB03 CA12 DA05 DA06 DA09 DA10 EA03 EA04 EA10 FA10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Koji Tashiro 1-13-1, Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo -In DC Inc. F-term (reference) 4G004 AA02 4G065 AA01 AA06 AA07 AA10 AB03X AB11X AB11Y AB14Y AB17X AB22X AB25X BA07 BB01 BB03 CA12 DA05 DA06 DA09 DA10 EA03 EA04 EA10 FA10
Claims (31)
成するスラリーであって、 前記固液分散系における前記粒子の濃度、及び、スラリ
ー粘度は、前記粒子の分散状態における一次粒子の平均
粒径をDとし、前記粒子の凝集による凝集粒子の平均粒
径をD0としたとき、(D/D0)で表される凝集度
と、前記スラリー粘度との関係を示すデータから得られ
る球状顆粒領域及び非球状顆粒領域のうち、前記球状顆
粒領域内に入るように選定されているスラリー。1. A slurry in which particles of a solid component form a solid-liquid dispersion system in a liquid, wherein the concentration of the particles in the solid-liquid dispersion system and the slurry viscosity are primary particles in a dispersed state of the particles. Where D is the average particle size of D, and D0 is the average particle size of the agglomerated particles resulting from the agglomeration of the particles, it is obtained from the data showing the relationship between the degree of aggregation represented by (D / D0) and the slurry viscosity. A slurry selected to fall within the spherical granule region of the spherical granule region and the non-spherical granule region.
て、前記粒子は、液中でフロック様、または、フロック
前駆体としての集合体を形成しているスラリー。2. The slurry according to claim 1, wherein the particles form a floc-like or aggregate as a floc precursor in a liquid.
て、前記集合体は、単独粒子または集合粒子が液中で自
存に離散、集合している状態であるスラリー。3. The slurry according to claim 2, wherein the aggregate is a state in which individual particles or aggregate particles are spontaneously dispersed and aggregated in a liquid.
ラリーであって、 前記粒子は、細粒と、粗粒とを含み、前記細粒が、他の
細粒、または、前記粗粒に付着してフロック様、また
は、フロック前駆体の集合体を形成しているスラリー。4. The slurry according to claim 1, wherein the particles include fine particles and coarse particles, and the fine particles are other fine particles or the coarse particles. A slurry that adheres to the grains to form floc-like or floc precursor aggregates.
て、前記細粒は平均粒径が1ミクロン以下の粒子を主と
し、前記粗粒は平均粒径が1ミクロン以上の粒子を主と
するスラリー。5. The slurry according to claim 4, wherein the fine particles are mainly particles having an average particle size of 1 micron or less, and the coarse particles are mainly particles having an average particle size of 1 micron or more. Slurry.
であって、 前記細粒の平均粒径をd1とし、前記集合体の平均径を
dfとしたとき、 0.01<d1/df<1.0 を満たすスラリー。6. The slurry according to claim 4, wherein when the average particle diameter of the fine particles is d1 and the average diameter of the aggregate is df, 0.01 <d1 / df < A slurry that satisfies 1.0.
ラリーであって、前記粒子の粒径分布は前記細粒と前記
粗粒の二項分布であるスラリー。7. The slurry according to any one of claims 4 to 6, wherein the particle size distribution of the particles is a binomial distribution of the fine particles and the coarse particles.
ラリーであって、立体障害となる粗粒、または、立体障
害となるフロック様もしくはフロック前駆体の集合体を
有するスラリー。8. The slurry according to any one of claims 2 to 7, comprising coarse particles that cause steric hindrance, or floc-like or floc precursor aggregates that cause steric hindrance.
ラリーであって、バインダを含む水溶液であるスラリ
ー。9. The slurry according to claim 1, which is an aqueous solution containing a binder.
スラリーであって、分散剤を含まないスラリー。10. The slurry according to claim 1, which does not contain a dispersant.
たスラリーであって、分散剤を微量含むスラリー。11. The slurry according to claim 1, which contains a trace amount of a dispersant.
たスラリーであって、水分徐放性添加剤を含むスラリ
ー。12. The slurry according to any one of claims 1 to 10, wherein the slurry contains a sustained water release additive.
たスラリーであって、 少なくとも一つの水酸基を有し、かつカルボキシル基、
カルボキシレート、スルホン酸、スルホン酸塩、リン
酸、リン酸塩、アミン、及び第4級アミン塩からなる群
から選択される有機化合物の少なくとも一種を含有する
スラリー。13. The slurry according to claim 1, comprising at least one hydroxyl group and a carboxyl group,
A slurry containing at least one organic compound selected from the group consisting of carboxylates, sulfonic acids, sulfonates, phosphoric acids, phosphates, amines, and quaternary amine salts.
って、 前記有機化合物は、水酸基含有カルボン酸、水酸基含有
カルボキシレート、水酸基含有スルホン酸、水酸基含有
スルホン酸塩、水酸基含有リン酸、水酸基含有リン酸
塩、水酸基含有アミン、及び水酸基含有第4級アンモニ
ウム塩からなる群から選択された少なくとも一種を含有
するスラリー。14. The slurry according to claim 13, wherein the organic compound is a hydroxyl group-containing carboxylic acid, a hydroxyl group-containing carboxylate, a hydroxyl group-containing sulfonic acid, a hydroxyl group-containing sulfonate, a hydroxyl group-containing phosphoric acid, and a hydroxyl group-containing compound. A slurry containing at least one selected from the group consisting of a phosphate, a hydroxyl group-containing amine, and a hydroxyl group-containing quaternary ammonium salt.
って、 前記有機化合物は、クエン酸、メソ酒石酸、水酸基含有
低級カルボン酸、水酸基含有低級アルケニルカルボン
酸、水酸基含有低級アルキニルカルボン酸、水酸基含有
芳香族カルボン酸、及びこれらの組合せからなる群から
選択された少なくとも一種を含有するスラリー。15. The slurry according to claim 13, wherein the organic compound is citric acid, meso-tartaric acid, hydroxyl group-containing lower carboxylic acid, hydroxyl group-containing lower alkenylcarboxylic acid, hydroxyl group-containing lower alkynylcarboxylic acid, hydroxyl group-containing. A slurry containing at least one selected from the group consisting of aromatic carboxylic acids and combinations thereof.
たスラリーであって、アルカリを含有するスラリー。16. The slurry according to claim 1, wherein the slurry contains an alkali.
って、前記アルカリは、アンモニア、水酸化ナトリウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムの少なくとも
一種を含むスラリー。17. The slurry according to claim 16, wherein the alkali contains at least one of ammonia, sodium hydroxide, sodium carbonate, and sodium hydrogencarbonate.
形成するスラリーの製造方法であって、 前記粒子の分散状態における一次粒子の平均粒径をDと
し、前記粒子の凝集による凝集粒子の平均粒径をD0と
したとき、(D/D0)で表される凝集度と、スラリー
粘度との関係を示すデータを準備し、 前記固液分散系における前記粒子の濃度または前記スラ
リー粘度を、前記凝集度(D/D0)と、前記スラリー
粘度との関係を示すデータから得られる球状顆粒領域及
び非球状顆粒領域のうち、前記球状顆粒領域内に入るよ
うに選定するステップを含むスラリーの製造方法。18. A method for producing a slurry, wherein particles of a solid component form a solid-liquid dispersion system in a liquid, wherein an average particle diameter of primary particles in a dispersed state of the particles is D, and aggregation by aggregation of the particles. When the average particle size of the particles is D0, data showing the relationship between the degree of aggregation represented by (D / D0) and the slurry viscosity is prepared, and the concentration of the particles in the solid-liquid dispersion system or the slurry viscosity is prepared. Of the spherical granule region and the non-spherical granule region obtained from the data showing the relationship between the agglomeration degree (D / D0) and the slurry viscosity so as to fall within the spherical granule region. Manufacturing method.
造方法であって、粉が凝集している状態から解砕した
後、フロック様、または、フロック前駆体の集合体とす
るために撹拌するスラリーの製造方法。19. The method for producing a slurry according to claim 18, wherein the powder is crushed from a state of being aggregated, and then stirred to form floc-like or floc precursor aggregates. Method for producing slurry.
造方法であって、撹拌時間を調整し、前記集合体化を制
御するスラリーの製造方法。20. The method for producing a slurry according to claim 18, wherein the stirring time is adjusted to control the aggregation.
れたスラリーの製造方法であって、粉が凝集している状
態から解砕した後、フロック様、または、フロック前駆
体の集合体にするために、溶媒特性を調整するスラリー
の製造方法。21. The method for producing a slurry according to any one of claims 18 to 20, wherein the powder is crushed from an agglomerated state and then formed into floc-like or floc precursor aggregates. In order to achieve the above, a method for producing a slurry in which solvent characteristics are adjusted.
れたスラリーの製造方法であって、粉が凝集している状
態から解砕した後、フロック様、または、フロック前駆
体の集合体にするために、前記粒子の平均粒度分布を調
整するスラリーの製造方法。22. The method for producing a slurry according to claim 18, wherein the powder is crushed from an agglomerated state and then formed into floc-like or floc precursor aggregates. In order to achieve the above, a method for producing a slurry, wherein the average particle size distribution of the particles is adjusted.
れたスラリーの製造方法であって、粉が凝集している状
態から解砕した後、フロック様、または、フロック前駆
体の集合体にするために、前記粒子間のζ電位を調整す
るスラリーの製造方法。23. The method for producing a slurry according to any one of claims 18 to 22, wherein after the powder is crushed from an agglomerated state, a floc-like or floc precursor aggregate is formed. In order to achieve the above, a method for producing a slurry for adjusting the ζ potential between the particles.
れたスラリーの製造方法であって、前記スラリーの性状
を、前記粒子が溶媒中でフロック様、または、フロック
前駆体の集合体を形成する凝集度によって制御するスラ
リーの製造方法。24. The method for producing a slurry according to any one of claims 18 to 23, wherein the properties of the slurry are such that the particles form a floc-like form in a solvent or an aggregate of flock precursors. Method of controlling slurry by controlling the degree of coagulation.
れたスラリーの製造方法であって、前記スラリーの性状
を、粒子固有の等電点と、溶媒と粉の相互作用のζ電位
(表面電位)と、溶媒のpHの少なくとも1つによって
制御するスラリーの製造方法。25. The method for producing a slurry according to claim 18, wherein the properties of the slurry are the isoelectric point peculiar to the particles and the ζ potential (surface of the interaction between the solvent and the powder). Potential) and at least one of the pH of the solvent.
形成するスラリーの管理方法であって、 前記スラリーを平坦な樹脂面上に滴下して、半球状の液
滴を形成し、 前記液滴を加熱して液相分の含有量を減らし、その乾燥
過程における半球状液滴の形状の変化によってスラリー
の性状を判定するステップを含む方法。26. A method for controlling a slurry, wherein particles of a solid component form a solid-liquid dispersion system in a liquid, wherein the slurry is dropped on a flat resin surface to form a hemispherical droplet. A method comprising the steps of heating the droplets to reduce the content of the liquid phase and determining the properties of the slurry by changing the shape of the hemispherical droplets during the drying process.
理方法であって、前記乾燥によって前記液滴が凹む程度
を、顆粒としたときの真球性及び非真球性の判定基準と
する方法。27. The slurry management method according to claim 26, wherein the extent to which the droplets are dented by the drying is used as a criterion for determining whether the particles are spherical or non-spherical. .
理方法であって、前記乾燥によって前記液滴が凹む場合
は顆粒の真球性が得られず、凹まない場合は真球性が得
られると判定する方法。28. The method of controlling a slurry according to claim 27, wherein if the droplets are dented by the drying, the sphericity of the granules cannot be obtained, and if they are not dented, the sphericity is obtained. How to judge.
球状であり、フロック様、または、フロック前駆体の凝
集した集合体が内部で骨格を形成している顆粒。29. Granules granulated from a slurry, comprising:
Granules that are spherical and have a floc-like or aggregate of floc precursors forming a skeleton inside.
て、内部が中実である顆粒。30. The granule according to claim 29, wherein the inside is solid.
粒であって、外側に開口した空隙を有し、前記空隙は内
部にまで通じている顆粒。31. The granule according to claim 29 or 30, wherein the granule has an opening open to the outside, and the opening extends to the inside.
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