JP2007517750A - 疑似層状珪酸塩から分散容易なレオロジーグレード生成物を製造する方法、該製造法で得られる生成物および該生成物の使用法 - Google Patents
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Abstract
Description
次にクレーを強力ミキサー中、1種または数種の分散剤からなる分散成分と共に水と混合する。
分散剤からなる分散成分の添加割合は、クレー重量の0.1〜7%、好ましくは0.3〜6%に変化させることができる。数種の分散剤を用いるとき、それらのトータル割合も上記範囲内にある。
最終生成物は、250μm以下、一般に44μm以下の乾燥粒度測定値(dry granulometry)を有するのが好ましい。この乾燥粒度測定値はかなり大きいが(thick)、レオロジー生成物をいったん水に分散すれば、最終粒度測定値はかなり小さくなり、これらの条件下で、80%以上の粒子は習慣的に44μm以下のサイズを有し、75%以上の粒子が5μm以下のサイズを有する。
出発物質として珪酸塩ペースト、水および分散成分を用いるこの方法に従って得られる生成物、および特にレオロジーグレード海泡石は、低剪断応力で水中に容易に分散し、かつ電解質の無い水において比較的低粘度の分散液を生成し、しかし、それにも拘らず、電解質が存在すると、換言すれば、イオン力が増加すると、その粘度は容易に回復する。
本発明方法に従って得られる疑似層状珪酸塩、および特に海泡石の、レオロジー添加剤として使用したときの高効率は、驚くべきかつ予想外である。
このことは、アタパルガイトの場合も真実である。
海泡石純度85%および含水率30%の海泡石鉱物を粉砕して、150μm以下が95%および44μm以下が30%の粒度とする。次いでこの粉砕海泡石64.2重量部を、予め0.63重量部の50%NaOH溶液を加えた水35.7重量部と混合する。
形成するペーストをLodige型ターボミキサーにて6分間混合する。混合段階中、分散剤と粒子間の摩擦に基づく内部剪断応力との合併効果によって、下記表1で明らかなようにサイズの有意な減少が起こる。
得られる最終生成物は、2700rpmの攪拌機にて10分間攪拌すると、NaCl飽和水に6%濃度で分散し、次いでブルックフィールド粘度を5rpmで測定する。
この高いレオロジー添加剤としての有効性が得られること、しかも、他の鉱物による汚染(異物混入)を除去するため、特許出願EP−A−170299に記載のプロセスで行っていたような精製プロセスを実施する必要がないことを心に留めるべきである。
実施例1の記載に似たプロセスを実施するが、最後の乾燥、粉砕および仕分け段階において、異なるサイズの最終粒子を得るため、ソーターの速度を種々調整する。
下記表3に、最終粒子の特性とNaCl飽和水中で得られる粘度を示す。
表3から明らかなように、各種粒度測定値の生成物を得ることができるが、それらは全て、高イオン力を持つ媒体中で良好な挙動を示す。
海泡石純度85%および含水率26%の海泡石鉱物を粉砕して、150μm以下が95%および44μm以下が30%の粒度とする。次いでこの粉砕した海泡石65.6重量部を、予め0.80重量部の50%NaOH溶液を加えた水33.6重量部と混合する。形成したペーストをLodige型ターボミキサーにて6分間混合する。形成したペーストは、海泡石濃度45%を有し、これをフラッシュドライヤーに送り、ここで乾燥し、制御方式で解凝集し、乾燥時の75μm以下が99%および44μm以下が80%の粒度測定値を持つ生成物が得られるまで仕分けする。この生成物1の特性を下記表4に示す。
表4から明らかなように、NaCl飽和水溶液中で達成できる最終濃度は、分散剤を用いて得られる生成物1の場合が、分散剤を用いずに同じ方法で加工処理した生成物2の場合に比しかなり高いことが認められる。
海泡石純度85%および含水率32%の海泡石鉱物を粉砕して、150μm以下が95%および44μm以下が30%の粒度とする。
次いでこの粉砕した海泡石65.6重量部を、予め0.80重量部の50%NaOH溶液を加えた水33.6重量部と混合する。
海泡石純度85%および含水率30%の海泡石鉱物を粉砕して、150μm以下が95%および44μm以下が30%の粒度とする。次いでこの粉砕した海泡石64.2重量部を、予め0.27重量部のNaOH50%溶液を加えた水35.7重量部と混合する。形成したペーストを、Lodige型ターボミキサーにて6分間混合する。形成したペーストは、海泡石濃度45%を有し、これをフラッシュドライヤーに送り、ここで乾燥し、粉砕し、次いで乾燥時の44μm以下が93%の粒度測定値を持ち、かついったん水に分散すれば44μm以下が98%および5μm以下が86%の湿気粒度測定値を持つ生成物が得られるまで仕分けする。
実施例5で得た海泡石生成物は、アニオン性アスファルトエマルジョンにおいて、エマルジョンの安定性改善およびその費用縮小を目的として、用いるエマルジェント(emulgent)の部分代用にも使用した。
使用配合物およびその特性を下記表9に示す。
アタパルガイト純度75%および含水率22%のアタパルガイト鉱物を粉砕して、44ミクロン以下が47%および150ミクロン以下が89%の粒度とする。次いでこの粉砕したアタパルガイト53.1重量部を、予め0.63重量部の50%NaOH溶液を加えた水46.9重量部と混合する。形成したペーストを、Lodige型ターボミキサーにて6分間混合する。形成したペーストは、アタパルガイト濃度45%を有し、これをフラッシュドライヤーに送り、ここで乾燥し、粉砕し、次いで乾燥時の44ミクロン以下が33%の粒度測定値を持ち、かついったん水に分散すれば、44ミクロン以下が95%および5ミクロン以下が88%の湿気粒度測定値を持つ生成物が得られるまで仕分けする。
アタパルガイト純度75%および含水率22%のアタパルガイト鉱物を粉砕して、44ミクロン以下が47%および150ミクロン以下が89%の粒度とする。
次にこの粉砕したアタパルガイト53.1重量部を、予め0.45重量部のピロリン酸四ナトリウム(TSPP)を加えた水46.9重量部と混合する。形成したペーストを、Lodige型ターボミキサーにて6分間混合する。
得られる最終生成物を、NaCl飽和水に6%濃度で分散する。
得られる生成物の特性を下記表11に示す。
海泡石純度85%および含水率33%の海泡石鉱物を粉砕して、150ミクロン以下が95%および44ミクロン以下が30%の粒度とする。
次にこの粉砕した海泡石52.5重量部を、予め0.52部のピロリン酸四ナトリウム(TSPP)および0.7部の50%NaOH溶液を加えた水47.4重量部と混合する。得られる組成物は、海泡石濃度35%を有し、これをLodige型ターボミキサーにて30分間混合する。このようにして得られるパルプは5rpmのブルックフィールド粘度が6720cPおよびpH11.7を有し、これは流動性で扱いやすく、そして沈降あるいは水放出のいずれも呈しない。
本例で得た海泡石濃度35%のパルプは、20%過剰の水を加えた、標準化モルタルにおけるコンシステンシー回復のためのレオロジー添加剤として使用し、標準化モルタル、過剰水使用のモルタル、および過剰水使用および実施例9の生成物0.6%添加のモルタルのコンシステンシーの測定は、振動テーブルを使用して行った。
海泡石純度85%および含水率30%の海泡石鉱物を粉砕して、150ミクロン以下が95%および44ミクロン以下が30%の粒度とする。
次にこの粉砕した海泡石35.8重量部を、予め0.5部のDequest 2016(Degussaより供給)および0.65部の50%NaOH溶液を加えた水64.1重量部と混合する。得られる混合物は、海泡石濃度25%を有し、Lodige型ターボミキサーにて30分間混合する。最終パルプの5rpmのブルックフィールド粘度は2750cPで、pHは12.33である。パルプは流動性で、いずれの沈降も呈しない。本例で得たパルプは、10%過剰水を加えた、標準化モルタルにおけるコンシステンシー回復のためのレオロジー添加剤として使用した。
表13:得たモルタルの特性と組成
Claims (29)
- 微小繊維束からなる疑似層状珪酸塩の鉱物の少なくとも1種が湿気粉砕している疑似層状珪酸塩のレオロジー生成物を製造する方法であって、その手順は、
海泡石鉱物、アタパルガイト鉱物およびこれらの組合せから選ばれる疑似層状珪酸塩鉱物(その疑似層状珪酸塩含有率が少なくとも50%、および含水率が40%以下である)を、粒度が1mm以下になるまで粉砕して、粉砕疑似層状珪酸塩鉱物を得ることからなる第1段階;
該粉砕疑似層状珪酸塩鉱物を、分散剤の少なくとも1種からなる分散成分の水溶液と、最終の含水率が35〜85%および分散成分の含有率が疑似層状珪酸塩鉱物の重量の0.1〜7%となるように混合して、疑似層状珪酸塩鉱物、分散剤成分および水からなる第1混合物を得ることからなる第2段階;
第2段階で得られる第1混合物を疑似層状珪酸塩の微小繊維束が解凝集されるまで強く混合して、分散剤および水と共に均質に混合した、疑似層状珪酸塩鉱物に対し0.1〜7重量%の分散成分、総重量に対し15〜65重量%のレオロジー生成物および水からなる分散液中にレオロジー生成物を得ることからなる第3段階
から成ることを特徴とするレオロジー生成物の製造法。 - 第2段階において、粉砕疑似層状珪酸塩鉱物を分散成分の溶液と、最終の含水率が35〜65%および分散成分の含有率が疑似層状珪酸塩鉱物の重量の0.1〜7%となるように混合して、疑似層状珪酸塩鉱物に対し0.1〜7重量%の分散成分、総重量に対し35〜65重量%のレオロジー生成物および水からなるペースト形状の第1混合物を得;および
第3段階で得たペーストを乾燥して乾燥物質を得、該乾燥物質を粉砕し、次いで該粉砕乾燥物質を仕分けて、含水率20%以下およびいったん水に分散すれば250μm以下の湿気粒度測定値を有する疑似層状珪酸塩レオロジー生成物を得ることからなる第4段階を包含する請求項1に記載の製造法。 - 分散成分を疑似層状珪酸塩鉱物の重量の0.3〜2%の割合で加える請求項1または2に記載の製造法。
- 疑似層状珪酸塩と水を、最終含水率が疑似層状珪酸塩の重量の45〜55%になるまで混合する請求項1に記載の製造法。
- 第2段階において、粉砕疑似層状珪酸塩鉱物を分散成分の溶液と、最終含水率が65〜85%および分散成分の含有率が疑似層状珪酸塩鉱物の重量の0.1〜7%となるように混合して、疑似層状珪酸塩鉱物に対し0.1〜7重量%の分散成分、総重量に対し15〜35重量%のレオロジー生成物および水からなるパルプ形状の第1混合物を得る請求項1に記載の製造法。
- 分散成分を疑似層状珪酸塩の重量の1〜6%の割合で加える請求項5に記載の製造法。
- 疑似層状珪酸塩と水を、最終含水率が疑似層状珪酸塩鉱物の重量の70〜80%になるまで混合する請求項5または6に記載の製造法。
- 第3段階において、ペーストを少なくとも5分間混合する請求項1乃至7のいずれか1に記載の製造法。
- 分散成分が無機高分子電解質の少なくとも1種である請求項1乃至8のいずれか1に記載の製造法。
- 無機高分子電解質が、ポリリン酸、ポリリン酸のアルカリ塩、ホスホン酸とホスフィン酸の混合物および誘導体、ホスホン酸とホスフィン酸から誘導される塩およびこれらの混合物からなる群から選ばれる請求項9に記載の製造法。
- 無機高分子電解質が、ヘキサメタリン酸、トリポリリン酸、ピロリン酸、ポリ珪酸およびこれらの酸の塩、1−ヒドロキシエチル−1,1−ジホスホン酸およびその塩、エチレンジアミン四メチレンホスホン酸およびその塩、ヘキサメチレンジアミン四メチレンホスホン酸およびその塩、ジエチレントリアミン五メチレンホスホン酸およびその塩、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる請求項9または10に記載の製造法。
- 分散成分が、分子量6000以下の荷電ポリマーである請求項1乃至8のいずれか1に記載の製造法。
- 分散成分が、分子量2000〜5000の荷電ポリマーである請求項12に記載の製造法。
- 分散成分が、ポリアクリル酸ナトリウムから選ばれる荷電ポリマーである請求項12または13に記載の製造法。
- 使用する分散成分が、疑似層状珪酸塩鉱物、分散成分および水からなるペーストのpHを9以上に上昇しうる塩基の少なくとも1種である請求項1乃至8のいずれか1に記載の製造法。
- 使用する分散成分が、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウムおよび水酸化カリウムからなる群から選ばれる塩基の少なくとも1種である請求項1または15に記載の製造法。
- 分散成分が、第3段階で得た分散液のpHを9以上に上昇しうる塩基から選ばれる第1分散剤と、無機高分子電解質から選ばれる第2分散剤からなる請求項1乃至14のいずれか1に記載の製造法。
- 第3段階で強力ミキサーまたはターボミキサーを用いて、分散成分および水と共に均質に混合した分散液中にレオロジー生成物を得る請求項1乃至8のいずれか1に記載の製造法。
- 第3段階の混合時間が5〜30分である請求項1乃至8のいずれか1に記載の製造法。
- 第4段階をフラッシュ乾燥装置の使用で実施する請求項2乃至4のいずれか1に記載の製造法。
- 第4段階の乾燥、粉砕および仕分けを、フラッシュ乾燥装置の使用で一段で行なう請求項2乃至4および20のいずれか1に記載の製造法。
- 乾燥装置がミクロンフラッシュドライヤーである請求項20または21に記載の製造法。
- 請求項1乃至22のいずれか1に記載の製造法に従って得られる疑似層状珪酸塩のレオロジーグレード生成物であって、
低剪断条件下で水に容易に分散でき、かつ高イオン力系または荷電系において高粘度を付与し;NaCl飽和水中6%濃度で分散したときの5rpmにおけるブルックフィールド粘度がレオロジー海泡石の場合で30000cp以上およびレオロジーアタパルガイトの場合で15000cp以上であることを特徴とする疑似層状珪酸塩のレオロジーグレード生成物。 - 請求項1乃至22のいずれか1に記載の製造法に従って得られる疑似層状珪酸塩のレオロジーグレード生成物を使用する方法であって、
該レオロジー生成物を荷電系、電解質を持つ系およびこれらの組合せから選ばれる系に加えて、無機結合剤の少なくとも1種を有する建造配合物における懸濁状態のコンシステンシー、レオロジーおよびメインテナンスから選ばれる特性の少なくとも1つをコントロールすることを特徴とするレオロジー生成物の使用法。 - 無機結合剤が、セメント、プラスター、モルタルおよびこれらの組合せから選ばれる請求項24に記載の使用法。
- 請求項1乃至22のいずれか1に記載の製造法に従って得られる疑似層状珪酸塩のレオロジー生成物を使用する方法であって、
該レオロジー生成物を荷電系、電解質を持つ系およびこれらの組合せから選ばれる系に加えて、懸濁液の飼料配合物における懸濁状態のコンシステンシー、レオロジーおよびメインテナンスから選ばれる特性の少なくとも1つをコントロールすることを特徴とするレオロジー生成物の使用法。 - 請求項1乃至22のいずれか1に記載の製造法に従って得られる疑似層状珪酸塩のレオロジー生成物を使用する方法であって、
該レオロジー生成物を荷電系、電解質を持つ系およびこれらの組合せから選ばれる系に加えて、肥料懸濁液における懸濁状態のコンシステンシー、レオロジーおよびメインテナンスから選ばれる特性の少なくとも1つをコントロールすることを特徴とするレオロジー生成物の使用法。 - 請求項1乃至22のいずれか1に記載の製造法に従って得られる疑似層状珪酸塩のレオロジー生成物を使用する方法であって、
該レオロジー生成物を荷電系、電解質を持つ系およびこれらの組合せから選ばれる系に加えて、アスファルトエマルジョンにおける乳濁状態のコンシステンシー、レオロジーおよびメインテナンスから選ばれる特性の少なくとも1つをコントロールすることを特徴とするレオロジー生成物の使用法。 - レオロジー生成物がレオロジー海泡石である請求項24乃至28のいずれか1に記載の使用法。
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