JP2009137797A - Synthetic amorphous aluminum-coupled silicate, and method for producing the same - Google Patents

Synthetic amorphous aluminum-coupled silicate, and method for producing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synthetic amorphous aluminum-coupled silicate having low grindability and high cleanability, and further having transparency when used as a silica base for transparent toothpaste, wherein the storage stability of the transparency is excellent, and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: Disclosed is a synthetic amorphous aluminum-coupled silicate in which the content of aluminum obtained by reacting a water soluble alkali metal silicate, a water soluble aluminum salt and mineral acid as essential raw materials in the presence of the mineral acid salt electrolyte of water soluble alkali metal lies in the range of 0.5 to 7.5 mass% to SiO<SB>2</SB>expressed in terms of Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 5 mass% slurry pH is 8.0 to 10.0, pore sizes are 1.85 to 2.10 nm, and also, the content of an OH group is 2.0 to 3.5 mass% with respect to SiO<SB>2</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、歯牙を損傷させない低い研磨性と高い清掃性を有し、かつ透明歯磨用シリカ基剤として高い透明性と透明度の貯蔵安定性に優れた合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a synthetic amorphous aluminum-bonded silicate having low polishing properties and high cleaning properties that do not damage teeth, and high transparency and transparency as a silica base for transparent dentifrice, and its production Regarding the method.

従来、歯磨基剤としては、湿式法あるいは乾式法により製造した微粉末ケイ酸あるいは炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、水酸化アルミニウムが用いられ、これまでに多くの新製法の開発および品質改良あるいは使用法の改良が行われている。   Conventionally, fine powder silicic acid or calcium carbonate, calcium phosphate, and aluminum hydroxide produced by wet or dry methods have been used as dentifrice bases, and many new manufacturing methods have been developed and quality improvements or usage improvements have been made so far. Has been done.

現在、歯磨用シリカ基剤として使用されている微粉末ケイ酸は、主に湿式法により製造される微粉末ケイ酸であり、一般に沈降微粉末ケイ酸と称され、乾式法により製造される微粉末ケイ酸と区別されている。このような沈降微粉末ケイ酸は、通常水溶性アルカリ金属ケイ酸塩と硫酸、塩酸、硝酸等の鉱酸を60〜100℃の範囲で反応させ、沈降ケイ酸を濾過、乾燥することにより製造される。しかし、これらを歯磨用シリカ基剤として使用した場合、一般に4.5〜5.0のモース硬度を有するため、研磨性が高く歯牙を損傷させてしまう欠点があった。そこで、歯牙を損傷させない低い研磨性と高い清掃性を有する合成ケイ酸塩の製造方法が望まれて、その開発がなされてきている。   Currently, the fine powdered silicic acid used as a dentifrice silica base is a fine powdered silicic acid produced mainly by a wet method, generally referred to as a precipitated fine powdered silicic acid, which is produced by a dry method. Differentiated from powdered silicic acid. Such precipitated fine powdered silicic acid is usually produced by reacting a water-soluble alkali metal silicate with a mineral acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid in the range of 60-100 ° C., and filtering and drying the precipitated silicic acid. Is done. However, when these are used as a dentifrice silica base, since they generally have a Mohs hardness of 4.5 to 5.0, there is a drawback that the abrasiveness is high and the teeth are damaged. Therefore, a method for producing a synthetic silicate having a low polishing property and a high cleaning property that does not damage the teeth is desired and has been developed.

歯牙を損傷させない低い研磨性と高い清掃性を有する合成ケイ酸を得る手段として本出願人らは、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩と無機の水溶性ジルコニウム塩、あるいは水溶性チタニウム塩と鉱酸を原料として反応させることにより得られる合成無定形ケイ酸塩が歯磨用シリカ基剤として最適であることを提案した。(特許文献1、2参照) また、電解質の存在下で、ケイ酸ナトリウムを鉱酸と反応させ、高水準の研磨性を有する沈降シリカを製造する方法も知られている。(特許文献3参照)
一方、歯磨用シリカ基剤を透明練り歯磨に配合する技術では、その特徴として歯磨用シリカ基剤の屈折率を制御する方法が重要であり、アルミニウムの添加により屈折率が制御できることが知られている。透明練り歯磨に必要な歯磨用シリカ基剤としての物性は、屈折率1.44〜1.46の範囲内において、透明度が最大値となるような歯磨用シリカ基剤が必要とされる。(特許文献4、5参照)
しかしながら、特許文献1および特許文献2の技術では歯牙を損傷させない適度な研磨性と清掃性を有する歯磨用シリカ基剤は得られるものの透明練り歯磨に使用できる1.44〜1.46の屈折率の領域下で透過率が70%以上の優れた透明性が得られない問題があった。また、特許文献4および特許文献5の技術で得られるアルミニウム添加ケイ酸塩は、1.44〜1.46の屈折率の領域下で透過率が70%以上の透明性が得られるが、透明度の貯蔵安定性が充分でなく、また研磨性の制御が困難で、高研磨かつ高清掃か、低研磨かつ低清掃であり、言い換えると汚れの除去力は強いが歯牙も損傷、もしくは歯牙は損傷しないが汚れの除去力が弱いものしか得ることができなかった。従って歯牙を損傷させない低い研磨性と高い清掃性を有し、かつ高い透明性を有する歯磨用シリカ基剤が望まれていた。
As a means of obtaining a synthetic silicic acid having low abrasiveness and high cleanability that does not damage the teeth, the present applicants used water-soluble alkali metal silicate and inorganic water-soluble zirconium salt, or water-soluble titanium salt and mineral acid. It was proposed that the synthetic amorphous silicate obtained by reacting as a raw material is optimal as a dentifrice silica base. (See Patent Documents 1 and 2) In addition, a method of producing precipitated silica having a high level of abrasiveness by reacting sodium silicate with a mineral acid in the presence of an electrolyte is also known. (See Patent Document 3)
On the other hand, in the technology of blending a dentifrice silica base into a transparent toothpaste, a method of controlling the refractive index of the dentifrice silica base is important as a feature, and it is known that the refractive index can be controlled by adding aluminum. Yes. The dentifrice silica base that has the maximum transparency within the refractive index range of 1.44 to 1.46 is required as the physical properties of the dentifrice silica base necessary for transparent toothpaste. (See Patent Documents 4 and 5)
However, although the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 can provide a dentifrice silica base material having suitable polishing properties and cleaning properties that do not damage the teeth, it can be used for transparent toothpaste under a refractive index range of 1.44 to 1.46. There was a problem that excellent transparency with a transmittance of 70% or more could not be obtained. In addition, the aluminum-added silicate obtained by the techniques of Patent Document 4 and Patent Document 5 provides transparency with a transmittance of 70% or more under the refractive index region of 1.44 to 1.46, but the storage stability of transparency. In addition, it is difficult to control the abrasiveness, and high polishing and high cleaning or low polishing and low cleaning.In other words, it has strong dirt removal power but also damages teeth, or teeth are not damaged, but dirt Only those with weak removal power could be obtained. Accordingly, there has been a demand for a dentifrice silica base having low polishing properties and high cleaning properties that do not damage teeth, and high transparency.

特開平14-293530号公報Japanese Patent Laid-Open No. 14-293530 特開平11-140428号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-140428 特公平5-22644号公報Japanese Patent Publication No.5-22644 特公昭59-20601号公報Japanese Patent Publication No.59-20601 特公昭62-50403号公報Japanese Patent Publication No.62-50403

本発明は、歯牙を損傷させない低い研磨性と高い清掃性を有し、かつ透明歯磨用シリカ基剤として高い透明性と透明度の貯蔵安定性に優れた合成無定形ケイ酸塩及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention relates to a synthetic amorphous silicate having low polishing properties and high cleaning properties that do not damage teeth, and high transparency and transparency as a silica base for transparent dentifrice, and a method for producing the same. The purpose is to provide.

そこで本発明者らは、水溶性アルカリ金属の鉱酸塩電解質の存在下で、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩と水溶性アルミニウム塩と鉱酸とを必須原料として反応させることで得られる合成無定形ケイ酸塩が、歯牙を損傷させない低い研磨性と高い清掃性を有し、かつ透明歯磨用基剤として高い透明性と透明度の貯蔵安定性に優れた特徴を有することを発見し、本発明を完成させたものである。   Therefore, the present inventors have synthesized amorphous form obtained by reacting water-soluble alkali metal silicate, water-soluble aluminum salt and mineral acid as essential raw materials in the presence of a water-soluble alkali metal mineral salt electrolyte. It was discovered that silicate has low abrasiveness and high cleaning properties that do not damage teeth, and has high transparency and excellent storage stability as a transparent dentifrice base. It has been completed.

即ち、本発明は、水溶性アルカリ金属の鉱酸塩電解質の存在下で、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩と水溶性アルミニウム塩と鉱酸とを必須原料として反応させて得た、アルミニウムがAl2O3としてSiO2に対し0.5〜7.5質量%の範囲で、5質量%スラリーpHが8.0〜10.0、細孔径が1.85〜2.10 nm、且つOH基量がSiO2に対し2.0〜3.5質量%であることを特徴とする合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩に関する。 That is, the present invention is, in the presence of a water-soluble alkali metal mineral acid salt electrolyte, obtained by reacting a water soluble alkali metal silicate and a water soluble aluminum salt and a mineral acid as an essential raw material, aluminum Al 2 O 3 as a range of 0.5 to 7.5% by mass with respect to SiO 2 , 5% by mass slurry pH is 8.0 to 10.0, pore diameter is 1.85 to 2.10 nm, and OH group amount is 2.0 to 3.5% by mass with respect to SiO 2 The present invention relates to a synthetic amorphous aluminum-bonded silicate.

更に本発明は、水溶性アルカリ金属の鉱酸塩電解質の存在下で、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩の水溶液に水溶性アルミニウム塩と鉱酸を添加し反応させて、5質量%スラリーpHが8.0〜10.0になるように調整することを特徴とする上記合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩の製造方法に関する。このようにして得られた本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸は、その屈折率が1.44〜1.46の範囲において、透明度が70%以上であり、透明度の貯蔵安定性に優れたことを特徴とする。   Furthermore, the present invention adds a water-soluble aluminum salt and a mineral acid to an aqueous solution of a water-soluble alkali metal silicate in the presence of a water-soluble alkali metal mineral salt electrolyte to cause a reaction, and a 5 mass% slurry pH is 8.0. It is related with the manufacturing method of the said synthetic amorphous aluminum bond silicate characterized by adjusting so that it may become -10.0. The synthetic amorphous aluminum-bonded silicic acid of the present invention thus obtained is characterized by having a transparency of 70% or more in the range of refractive index of 1.44 to 1.46 and excellent transparency storage stability. To do.

本発明により、歯磨用シリカ基剤として使用した時に屈折率が1.44〜1.46の範囲において、透明度が70%以上であり、透明度の貯蔵安定性に優れ且つ研磨性が歯牙を損傷させない低研磨であり、かつ高清掃である合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を得ることができる。   According to the present invention, when used as a dentifrice silica base, the refractive index is in the range of 1.44 to 1.46, the transparency is 70% or more, the storage stability of the transparency is excellent, and the abrasiveness is low polishing that does not damage the teeth. In addition, it is possible to obtain a synthetic amorphous aluminum-bonded silicate that is highly clean.

本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩について、その製造方法に基づき以下詳細に説明する。   The synthetic amorphous aluminum-bonded silicate of the present invention will be described in detail below based on its production method.

先ず本発明で使用する水溶性アルカリ金属ケイ酸塩としては、ナトリウム、カリウム及びリチウムのケイ酸塩を挙げることができるが、比較的安価な点からケイ酸ナトリウムの使用が一般的である。そのモル比、即ちSiO2/M2O(但し、Mはアルカリ金属を示す)は2〜4の範囲の水溶性アルカリ金属ケイ酸塩を用いることができる。 First, examples of the water-soluble alkali metal silicate used in the present invention include sodium, potassium and lithium silicates, but sodium silicate is generally used because of its relatively low cost. A water-soluble alkali metal silicate having a molar ratio of SiO 2 / M 2 O (where M represents an alkali metal) in the range of 2 to 4 can be used.

また、本発明においては、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩の酸性化剤として鉱酸、例えば塩酸、硫酸あるいは硝酸を用いることができる。   In the present invention, a mineral acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid can be used as the acidifying agent for the water-soluble alkali metal silicate.

水溶性アルカリ金属ケイ酸塩溶液のSiO2濃度に関しては、5〜15質量%の範囲内で用いることができる。下限以下では生産効率の点から好ましくなく、上限を超えると本発明の物性を有する合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を得ることはできない。次に鉱酸濃度に関しては、5〜25質量%を用いることができ、より好ましくは10〜20質量%がよい。これら原料濃度は他の条件を適宜選択することにより、この範囲内で目的とする本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を得ることができる。 Regarding the SiO 2 concentration of the water-soluble alkali metal silicate solution, it can be used within a range of 5 to 15% by mass. Below the lower limit, it is not preferable from the viewpoint of production efficiency, and when it exceeds the upper limit, a synthetic amorphous aluminum-bonded silicate having the physical properties of the present invention cannot be obtained. Next, regarding a mineral acid density | concentration, 5-25 mass% can be used, More preferably, 10-20 mass% is good. By appropriately selecting other conditions for these raw material concentrations, the intended synthetic amorphous aluminum-bonded silicate of the present invention can be obtained within this range.

本発明において重要な点は、水溶性アルカリ金属の鉱酸塩電解質を後述する割合で反応系中に存在させることである。また重要な点は、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩溶液と鉱酸とを反応させ、微粉末ケイ酸塩を得る工程において、水溶性アルミニウム塩を添加することにある。更にまた重要な点は、これら反応をアルカリ側から開始することにある。そして、更に重要な点は、最終製品で得られる5質量%スラリーpHが8.0〜10.0となるように調整することであり、これら重要な点を踏襲することにより本発明の目的を達成することができる。   The important point in the present invention is that the water-soluble alkali metal mineral salt electrolyte is present in the reaction system in the proportion described later. An important point is to add a water-soluble aluminum salt in a step of obtaining a fine powder silicate by reacting a water-soluble alkali metal silicate solution with a mineral acid. Furthermore, it is important to start these reactions from the alkali side. And more important point is to adjust the 5 mass% slurry pH obtained in the final product to be 8.0 to 10.0, and by following these important points, the object of the present invention can be achieved. it can.

一般的に、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩溶液と鉱酸とを反応させ、微粉末ケイ酸塩を得る工程において後述する電解質を添加することにより、歯牙に対する清掃性は向上するが、同時に研磨性が大きくなる傾向にある。本発明において所望する研磨性と清掃性を得るためには、上記沈降微粉末ケイ酸塩を析出させる工程において、アルミニウムを介在することが有益である。即ち、後述するようにアルミニウム量が多くなると清掃性は低下することなく研磨性は低下する。本発明においては、電解質の量とアルミニウム原料である水溶性アルミニウム塩の量を適宜選択することにより所望する低研磨・高清掃の歯磨用シリカ基剤を得ることができる。   In general, by adding an electrolyte described later in the step of obtaining a fine powder silicate by reacting a water-soluble alkali metal silicate solution with a mineral acid, the cleaning property for the teeth is improved, but at the same time, the polishing property is improved. Tend to be larger. In order to obtain the desired polishability and cleanability in the present invention, it is beneficial to interpose aluminum in the step of depositing the precipitated fine powder silicate. That is, as will be described later, when the amount of aluminum is increased, the cleanability is lowered without deteriorating the cleanability. In the present invention, the desired low-polishing and high-cleaning dentifrice silica base can be obtained by appropriately selecting the amount of the electrolyte and the amount of the water-soluble aluminum salt that is the aluminum raw material.

本発明に用いられる電解質は、水溶性アルカリ金属の鉱酸塩であり、具体的には塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウムである。また、その使用量に関しては、MO(但し、Mはアルカリ金属を示す。)として水溶性アルカリ金属ケイ酸塩のSiO2に対し5〜30質量%である。使用量が下限を下廻るとその効果が充分でなく、また上限を越えると高研磨性となり、本発明の目的とするケイ酸塩が得られない。その使用方法としては、電解質を予め水溶性アルカリ金属ケイ酸塩溶液に含有させることが好ましいが、鉱酸に電解質を添加し、反応させても良い。 The electrolyte used in the present invention is a water-soluble alkali metal mineral acid salt, specifically sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, potassium sulfate, sodium nitrate, or potassium nitrate. With regard to the amount used, M 2 O (where, M is. For an alkali metal) is 5 to 30 mass% with respect to SiO 2 of the water-soluble alkali metal silicate as. If the amount used is less than the lower limit, the effect is not sufficient, and if the amount exceeds the upper limit, the abrasive becomes highly abrasive and the silicate targeted by the present invention cannot be obtained. As the method of use, it is preferable that the electrolyte is contained in the water-soluble alkali metal silicate solution in advance, but the electrolyte may be added to the mineral acid and reacted.

アルミニウム供与物質としては、後述の水溶性アルミニウム塩を用いることができ、その使用方法としては、水溶性アルミニウム塩溶液を所定濃度に希釈して直接反応させても良いが、本発明者らが推奨する方法の一例としては、あらかじめ水溶性アルミニウム塩を鉱酸に添加してアルミニウム含有鉱酸とし、これを水溶性アルカリ金属ケイ酸塩溶液と反応させる方法である。この方法を実施することにより、他の方法に比べてシリカ中に極めて均一にアルミニウムを分散した状態で製造することができる。   As the aluminum donating substance, a water-soluble aluminum salt described later can be used, and as a method of use thereof, the water-soluble aluminum salt solution may be diluted to a predetermined concentration and directly reacted, but the present inventors recommend As an example of the method, a water-soluble aluminum salt is added to a mineral acid in advance to obtain an aluminum-containing mineral acid, and this is reacted with a water-soluble alkali metal silicate solution. By carrying out this method, it is possible to produce aluminum in a state in which aluminum is dispersed more uniformly in silica than in other methods.

本発明に用いられる水溶性アルミニウム塩としては、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム等を例示できるが、これらに限定されるものではない。また、水溶性アルミニウム塩の使用量に関しては、Al2O3として、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩のSiO2に対して0.5〜7.5質量%の範囲である。更には1.0〜6.0質量%の範囲がより好ましい。下限を下廻る場合、電解質添加に伴う高研磨性を低減させるのにその添加効果が充分でなく、上限を越えると歯磨基剤として必要な研磨性が低くなり望ましくない。アルミニウムを含有させた鉱酸を用いる場合、上記範囲内において適宜調整して反応に供すればよい。 Examples of the water-soluble aluminum salt used in the present invention include, but are not limited to, aluminum chloride, aluminum sulfate, and aluminum nitrate. Regarding the amount of the water-soluble aluminum salt, as Al 2 O 3, ranges from 0.5 to 7.5 wt% with respect to SiO 2 of the water-soluble alkali metal silicate. Furthermore, the range of 1.0-6.0 mass% is more preferable. If the lower limit is not reached, the effect of addition is not sufficient to reduce the high abrasiveness associated with the addition of the electrolyte, and if the upper limit is exceeded, the abrasiveness required as a dentifrice base is lowered, which is not desirable. When a mineral acid containing aluminum is used, it may be appropriately adjusted within the above range and used for the reaction.

ところで、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩と水溶性アルミニウム塩と鉱酸との反応は、前述したように反応をアルカリ側から開始することが重要である。反応を酸性側から開始した場合はゲル状物質が生成するため目的物が得られない。   By the way, it is important that the reaction of the water-soluble alkali metal silicate, the water-soluble aluminum salt and the mineral acid starts from the alkali side as described above. When the reaction is started from the acidic side, a gel-like substance is formed, and the target product cannot be obtained.

尚、本発明で云う反応をアルカリ側から開始するとは、核生成をアルカリ側で行わせることを云い、具体的には、例えば、(1)反応槽に予め水溶性アルカリ金属ケイ酸塩を仕込んでおき、これに水溶性アルミニウム塩及び鉱酸を添加反応させる方法、(2)反応槽に水溶性アルミニウム塩含有鉱酸と水溶性アルカリ金属ケイ酸塩とを同時添加する方法に於いて、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩の添加量比を水溶性アルミニウム塩含有鉱酸の当量以上とする方法、(3)反応槽に予め水溶性アルカリ金属ケイ酸塩を仕込み、鉱酸と水溶性アルミニウム塩を所望量、同時若しくは別々に添加する方法等であり、要はシリカの核生成をアルカリ側で行わせることを云う。   Note that starting the reaction in the present invention from the alkali side means that nucleation is carried out on the alkali side. Specifically, for example, (1) a water-soluble alkali metal silicate is previously charged in the reaction vessel. In this method, a water-soluble aluminum salt and a mineral acid are added and reacted, and (2) a water-soluble aluminum salt-containing mineral acid and a water-soluble alkali metal silicate are simultaneously added to a reaction vessel. (3) A water-soluble alkali metal silicate is charged in advance in a reaction vessel, and the mineral acid and the water-soluble aluminum salt are added. It is a method of adding the desired amount simultaneously or separately, and the point is that the nucleation of silica is carried out on the alkali side.

反応温度に関して云えば、温度は60〜100℃で行うことが重要である。即ち、他の反応条件が同一である場合、反応温度が60℃を下廻ると二次粒子の凝集力が弱く、アルミニウム添加による低研磨・高清掃の歯磨用シリカ基剤を得ることができない。   Regarding the reaction temperature, it is important that the temperature is 60 to 100 ° C. That is, when other reaction conditions are the same, when the reaction temperature is lower than 60 ° C., the cohesive force of the secondary particles is weak, and a low-polishing and high-cleaning dentifrice silica base by adding aluminum cannot be obtained.

pHに関して云えば、反応終了pHは6〜9となることが重要である。即ち、他の反応条件が同一である場合、反応終了pHが9を越えると、合成無定形ケイ酸塩の析出が完全に行われず、反応収率は悪くなり、pHが6を下廻ると本発明の目的とする合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を製造することが困難となる。即ち、反応終了pHが6を下廻ると透明度の貯蔵安定性に優れた歯磨用シリカ基剤を得ることが困難となる。本発明に於いて、肝心なことは、製品の5質量%スラリーpHが8.0〜10.0となるように製造することである。5質量%スラリーpHが8.0〜10.0となるように製造することにより、透明度の貯蔵安定性に優れた基剤を得ることができる。5質量%スラリーpHが8.0〜10.0となるように製造する最善の方法は、濾過して得られたウエットケーキをその数倍量の水に分散させて洗浄するリパルプ工程において、pHを調整する方法である。調整に際しては、所望のpHよりも高いときは、本発明で用いている鉱酸で調整することができ、逆にpHが低く過ぎるときは、別途水溶性アルカリ金属塩を添加すればよい。これに使用する水溶性アルカリ金属塩としては、ナトリウムの水酸化物や炭酸塩、重炭酸塩が好例として挙げられる。このようにして最終製品で得られる5質量%スラリーpHが8.0〜10.0となるように調整することにより、透明歯磨用シリカ基剤として屈折率が1.44〜1.46の範囲において、透明度が70%以上であり、透明度の貯蔵安定性に優れた本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を得ることができる。   In terms of pH, it is important that the reaction end pH is 6-9. That is, when the other reaction conditions are the same, if the reaction completion pH exceeds 9, the precipitation of the synthetic amorphous silicate is not performed completely, and the reaction yield deteriorates. It becomes difficult to produce the synthetic amorphous aluminum-bonded silicate that is the object of the invention. That is, when the reaction completion pH is less than 6, it becomes difficult to obtain a dentifrice silica base excellent in transparency storage stability. In the present invention, what is important is to produce the product so that the 5 mass% slurry pH of the product is 8.0 to 10.0. By producing the slurry so that the 5 mass% slurry pH is 8.0 to 10.0, a base excellent in transparency storage stability can be obtained. The best method for producing a 5 mass% slurry pH of 8.0 to 10.0 is that in a repulping process in which a wet cake obtained by filtration is dispersed in several times the amount of water and washed, the pH is It is a method of adjusting. In the adjustment, when the pH is higher than the desired pH, the mineral acid used in the present invention can be used. When the pH is too low, a water-soluble alkali metal salt may be added separately. Examples of the water-soluble alkali metal salt used for this purpose include sodium hydroxide, carbonate and bicarbonate. Thus, by adjusting the 5 mass% slurry pH obtained in the final product to be 8.0 to 10.0, the transparency is 70% or more in the range of refractive index of 1.44 to 1.46 as a transparent dentifrice silica base. In addition, the synthetic amorphous aluminum-bonded silicate of the present invention having excellent transparency and storage stability can be obtained.

このようにして製造した本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩は、低い研磨性と高い清掃性を有し、歯磨用シリカ基剤として極めて好適なものであり、且つ透明歯磨とした時に透明性が70%以上と高く、透明度の貯蔵安定性に優れた歯磨用シリカ基剤としても好適なものである。   The synthetic amorphous aluminum-bonded silicate of the present invention thus produced has low abrasiveness and high cleanability, is extremely suitable as a silica base for dentifrice, and is transparent when made into a transparent dentifrice. It is suitable as a dentifrice silica base having a high property of 70% or more and excellent storage stability of transparency.

一般に、歯磨用研磨剤の研磨性と清掃性を評価する方法については、それぞれRDA法や、タバコヤニ法が提案され、用いられているが、評価方法が煩雑であり、コストが多くかかるなどの問題から本発明では後述する測定方法にて評価した。その研磨性については、研磨板として金板を用い、その研磨量が0.3〜1.0mgの範囲が歯牙等の研磨性評価に用いられているRDA値との相関関係から好ましい。下限を下廻ると研磨剤としての働きが期待できなく、また上限を上廻ると研磨性が強きに過ぎ好ましくない。また、清掃性に関しては、その試験方法におけるブラッシング回数が40〜80回の範囲が、歯牙等の清掃性評価に用いられているタバコヤニ法との相関関係から好ましい。下限を下廻ると清掃性が高きに過ぎ歯牙等を傷つけるため好ましくなく、上限を超えると清掃性が低下し好ましくない。   In general, the RDA method and the Tobacco Jani method have been proposed and used as methods for evaluating the polishing properties and cleaning properties of dentifrice abrasives, respectively, but the evaluation methods are complicated and costly. Therefore, in the present invention, evaluation was performed by the measurement method described later. Regarding the polishing property, a metal plate is used as the polishing plate, and the polishing amount in the range of 0.3 to 1.0 mg is preferable from the correlation with the RDA value used for evaluation of polishing properties of teeth and the like. If it is below the lower limit, it cannot be expected to function as an abrasive, and if it exceeds the upper limit, the abrasiveness is too strong, which is not preferable. Moreover, regarding the cleaning property, the range of 40 to 80 brushing times in the test method is preferable from the correlation with the tobacco stain method used for evaluating the cleaning property of teeth and the like. If the lower limit is not reached, the cleaning property is so high that the teeth and the like are damaged.

さて、本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩の製造上の留意点としては、前述の通り、反応をアルカリ側で開始することに加えて、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩溶液中のシリカ(SiO2)分が完全に析出し終えるまでの工程で水溶性アルミニウム塩を添加、反応させることにあり、望ましくは水溶性アルミニウム塩を予め鉱酸中に含有させる方法である。即ち、全シリカが析出し終わった時点から水溶性アルミニウム塩を添加しても本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を得ることができない。例えば、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩溶液と鉱酸とを同時に添加する方法においては、両者の添加終了時までに水溶性アルミニウム塩を添加すべきである。水溶性アルミニウム塩の添加終了後、用途により所望するpHまで鉱酸を添加すればよい。以上の如くして得られた合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩は、後述するアルミニウム溶出率が100ppm以下である特徴を有する。即ち、アルミニウムが強固に結合したケイ酸塩を形成していると考えられる。上記の如く水溶性アルカリ金属ケイ酸塩溶液中のシリカ(SiO2)分が完全に析出し終えるまでの工程で水溶性アルミニウム塩を添加、反応させることが必要であり、全シリカが析出し終わった時点から水溶性アルミニウム塩を添加した場合は、シリカとの結合が不十分でアルミニウム溶出率は100ppmを大きく超える値となり、本発明のケイ酸塩を得ることができない。 As a matter of note in the production of the synthetic amorphous aluminum-bonded silicate of the present invention, as described above, in addition to starting the reaction on the alkali side, silica in a water-soluble alkali metal silicate solution ( The water-soluble aluminum salt is added and reacted in the process until the SiO 2 ) component is completely precipitated, and the water-soluble aluminum salt is preferably previously contained in the mineral acid. That is, the synthetic amorphous aluminum-bonded silicate of the present invention cannot be obtained even when a water-soluble aluminum salt is added from the time when all the silica has been precipitated. For example, in a method in which a water-soluble alkali metal silicate solution and a mineral acid are added simultaneously, the water-soluble aluminum salt should be added by the end of the addition of both. After the addition of the water-soluble aluminum salt, the mineral acid may be added to a desired pH depending on the application. The synthetic amorphous aluminum-bonded silicate obtained as described above has a feature that the aluminum elution rate described later is 100 ppm or less. That is, it is considered that a silicate in which aluminum is firmly bonded is formed. As described above, it is necessary to add and react the water-soluble aluminum salt in the process until the silica (SiO 2 ) content in the water-soluble alkali metal silicate solution is completely precipitated. When a water-soluble aluminum salt is added from the time point, the bond with silica is insufficient, and the aluminum elution rate exceeds 100 ppm, and the silicate of the present invention cannot be obtained.

反応・リパルプ洗浄終了後は、通常の方法により、スラリーを濾過後、洗浄を行い、得られた合成無定形合アルミニウム結合ケイ酸塩を液から分離し、乾燥、粉砕して製品とする。   After completion of the reaction / repulp washing, the slurry is filtered and washed by a usual method, and the obtained synthetic amorphous aluminum-bound silicate is separated from the liquid, dried and pulverized to obtain a product.

このようにして製造される合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩は、粉末X線回折では無定形であり(図1参照)、1.85〜2.10nmの細孔径を有し(図2参照)、且つOH基量がSiO2に対し2.0〜3.5質量%であることに特徴を有する。 The synthetic amorphous aluminum-bound silicate produced in this way is amorphous by powder X-ray diffraction (see FIG. 1), has a pore diameter of 1.85 to 2.10 nm (see FIG. 2), and OH It is characterized in that the base amount is 2.0 to 3.5% by mass with respect to SiO 2 .

本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩は、上述したようにアルカリ金属の鉱酸塩電解質の存在下で、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩の水溶液に水溶性アルミニウム塩と鉱酸を添加し、反応させて、5質量%スラリーpHが8.0〜10.0になるように調整することにより製造することができる。本発明合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩の上記物性と研磨性、清掃性、特定屈折率における透明性、透明度の貯蔵安定性等との関係については定かでないが、当該物性を有するケイ酸塩においてはじめて、適度の研磨性と清掃性、優れた透明性と貯蔵安定性が発現する。   The synthetic amorphous aluminum-bonded silicate of the present invention is obtained by adding a water-soluble aluminum salt and a mineral acid to an aqueous solution of a water-soluble alkali metal silicate in the presence of an alkali metal mineral salt electrolyte as described above. It can be manufactured by reacting and adjusting the 5 mass% slurry pH to be 8.0 to 10.0. Although it is not clear about the relationship between the physical properties of the present invention synthetic amorphous aluminum-bonded silicate and polishing properties, cleanability, transparency at a specific refractive index, storage stability of transparency, etc. For the first time, moderate abrasiveness and cleanability, and excellent transparency and storage stability are exhibited.

上記物性を有する本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩は、歯磨用基剤として低研磨、高清掃の適度な研磨性を有し、更に、透明練り歯磨きとした時に高い透明性を示し、透明度の貯蔵安定性に優れているため秀抜した透明歯磨用基剤となる。   The synthetic amorphous aluminum-bonded silicate of the present invention having the above physical properties has moderate polishing properties of low polishing and high cleaning as a dentifrice base, and further exhibits high transparency when used as a transparent toothpaste, It is an excellent base for transparent dentifrice because of its excellent storage stability.

次に、本発明を更に詳細に説明するに当たり、本発明に用いる用語、即ち5質量%スラリーpH、細孔径、粉末X線回折、屈折率と透明度、貯蔵安定性試験、研磨性、清掃性、OH基量及びアルミニウム溶出量について説明する。   Next, in describing the present invention in more detail, terms used in the present invention, that is, 5% by mass slurry pH, pore diameter, powder X-ray diffraction, refractive index and transparency, storage stability test, abrasiveness, cleanability, The OH group amount and aluminum elution amount will be described.

1. 5質量%スラリーpH
試料5gを脱イオン水95 mlに入れ、撹拌して懸濁液を調製し、化粧品原料基準一般試験法のpH測定法により撹拌2分経過後の読み値を5質量%スラリーpHとした。
1. 5% by weight slurry pH
5 g of a sample was put in 95 ml of deionized water and stirred to prepare a suspension, and the reading after stirring for 2 minutes was set to 5 mass% slurry pH by the pH measurement method of the cosmetic raw material standard general test method.

2. 細孔径
日本ベル(株)製BELSORP MINIを使用し、液体窒素を冷却剤に用い、-196℃において、窒素ガスを吸着させ、その窒素ガスの脱離量からDollimore-Heal 法により細孔径分布を算出し、その最大頻度径を細孔径とした。試料の脱ガスは120℃で60分間行った。
2. Pore diameter BELSORP MINI manufactured by Nippon Bell Co., Ltd. is used, liquid nitrogen is used as a coolant, nitrogen gas is adsorbed at -196 ° C, and the pore size is determined by the Dollimore-Heal method from the desorption amount of the nitrogen gas. The distribution was calculated, and the maximum frequency diameter was defined as the pore diameter. The sample was degassed at 120 ° C for 60 minutes.

3. 粉末X線回折
X線回折は、(株)島津製作所製XRD-7000を使用し、Cu管球を用いて30 kV、40 mAの条件下で行った。
3. Powder X-ray diffraction X-ray diffraction was performed under the conditions of 30 kV and 40 mA using a Cu tube using an XRD-7000 manufactured by Shimadzu Corporation.

4. 屈折率と透明度
D-ソルビトールと水を適当量混合し、種々の屈折率を持つ分散媒を調整し、各分散媒18gに試料2gを分散させ、真空脱気する。この混合物の25℃における屈折率と透明度を測定し、屈折率-透明度曲線を描き、透明度が最大となる時の混合物の屈折率を試料の屈折率とし、また、その時の透明度を試料の透明度とする。屈折率測定には(株)アタゴ製アッペ屈折率計、透明度測定には(株)日立製作所製U-2000を用いた。透明度測定は波長590 nmを用い、KARTELL社製、厚み10mmの透明セルを用いて行った。
4. Refractive index and transparency
A suitable amount of D-sorbitol and water are mixed to prepare dispersion media having various refractive indexes, and 2 g of the sample is dispersed in 18 g of each dispersion medium, followed by vacuum degassing. The refractive index and transparency of this mixture at 25 ° C are measured, a refractive index-transparency curve is drawn, the refractive index of the mixture when the transparency is maximum is taken as the refractive index of the sample, and the transparency at that time is taken as the transparency of the sample. To do. An Atpe Co., Ltd. appe refractometer was used for refractive index measurement, and U-2000 made by Hitachi, Ltd. was used for transparency measurement. Transparency measurement was performed using a wavelength of 590 nm and a transparent cell made of KARTELL and having a thickness of 10 mm.

5. 貯蔵安定性試験
上記4.の方法で測定した屈折率と透明度を有する試料を、50℃恒温槽で保管し、1ヶ月後の透明度を測定する。
5. Storage stability test The sample having the refractive index and transparency measured by the method is stored in a constant temperature bath at 50 ° C., and the transparency after one month is measured.

6. 研磨性
水平往復ブラッシング式研磨機を使用し、試料15%を含む60%グリセリン水溶液を表面平滑な金板上に載せ、荷重400gをかけて20,000回研磨した後、金板の減量を測定し、これを研磨性とした。
6. Using a polishing horizontal reciprocating brushing type polishing machine, place a 60% aqueous glycerin solution containing 15% of the sample on a smooth metal plate, polish it 20,000 times with a load of 400 g, and then measure the weight loss of the metal plate. This was made abrasive.

7. 清掃性
油性マジックペン(ゼブラ(株)製、マッキー)を用いて、20×4 mmの3本の線をガラス板(松浪硝子工業(株)製、Micro Slide Glass、76×52×1.1mm)に描き、試料15%を含む60%グリセリン水溶液1gをそのガラス板上に載せ、水平往復ブラッシング式研磨機を使用し、荷重400gをかけて研磨し、そのマジックペンにより描いた3本の線が消失するブラッシング回数を測定し、これを清掃性とした。
7. Using a cleaning oil-based magic pen (Zebra Co., McKee), three wires of 20 x 4 mm were placed on a glass plate (Matsunami Glass Industry Co., Ltd., Micro Slide Glass, 76 x 52 x 1.1). mm), 1 g of 60% glycerin aqueous solution containing 15% of the sample was placed on the glass plate, polished using a horizontal reciprocating brushing type polishing machine with a load of 400 g, and three drawn with the magic pen. The number of brushing times when the line disappeared was measured, and this was defined as a cleaning property.

8. OH基量
セイコー電子工業(株)製EXSTAR-6000を使用し、190℃〜900℃間の重量変化により、下記式を用いてOH/SiO2(質量%)を算定し、これをOH基量とした。なお、OH基量は190℃〜900℃の間に放出される水の量と同一とする。
OH/SiO2(質量%) = (190℃焼成後の質量−900℃焼成後の質量)/190℃焼成後の質量
9. アルミニウム溶出量
試料1gを100ml容三角フラスコに取り、1M硫酸80gを加え、95℃で3時間加熱・攪拌した。冷却後、メンブランフィルター(ADVANTEC Celluose Nitrate 0.3μm)を用いてろ過した濾液を全量100mlメスフラスコに取りメスアップを行い供試液とした。次いで、この供試液中のアルミニウム量をJarrell-Ash製ICP-AESを用いて測定し、試料1g当たりのアルミニウム溶出量を求めた。
8. OH group amount Using EXSTAR-6000 manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd., and calculating the OH / SiO 2 (mass%) using the following formula based on the weight change between 190 ° C and 900 ° C. It was set as the basis weight. The amount of OH groups is the same as the amount of water released between 190 ° C and 900 ° C.
OH / SiO 2 (mass%) = (mass after firing at 190 ° C.−mass after firing at 900 ° C.) / Mass after firing at 190 ° C.
9. Aluminum elution amount
1 g of the sample was placed in a 100 ml Erlenmeyer flask, 80 g of 1M sulfuric acid was added, and the mixture was heated and stirred at 95 ° C. for 3 hours. After cooling, the filtrate, which was filtered using a membrane filter (ADVANTEC Celluose Nitrate 0.3 μm), was taken up in a 100 ml volumetric flask to prepare a test solution. Next, the amount of aluminum in this test solution was measured using ICP-AES manufactured by Jarrell-Ash, and the amount of aluminum eluted per gram of the sample was determined.

さて、本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩は、以上説明した物性を有するものであり、透明歯磨用基剤として適度の研磨性と清掃性を有し、高い透明性とその貯蔵安定性を兼ね備えた基剤として有用であるが、歯磨用基剤はもちろんのことプラスチック研磨剤、金属研磨剤、ガラス研磨剤等各種研磨に使用するときも極めて有益である。   Now, the synthetic amorphous aluminum-bonded silicate of the present invention has the above-described physical properties, has an appropriate polishing property and cleanability as a transparent dentifrice base, and has high transparency and its storage stability. However, it is extremely useful when used for various types of polishing such as plastic abrasives, metal abrasives, glass abrasives as well as dentifrice bases.

以下に本発明の実施例を挙げて更に説明するが、特に断らない限り%は全て質量%を示す。 Hereinafter, examples of the present invention will be further described, but unless otherwise specified, all percentages indicate mass%.

[実施例1]150mmφタービン翼を有する攪拌機を設けた20L容邪魔板付き反応容器に、10%ケイ酸ナトリウム(Na2O・3.14SiO2)水溶液10kgを入れ、これに塩化ナトリウムを Na2O/SiO2として6.4%混合し、反応温度95℃に保持する。更に表1のような割合になるように、8%Al2O3硫酸アルミニウム溶液と10%硫酸の混合溶液を80ml/minの速度で添加し、次いで10%硫酸をpH7.0になるまで添加した。次に、生成したスラリーを濾過し、得られたウェットケーキをリパルプした。このリパルプ時に10%硫酸を添加してスラリーpHを8.0に調整した。その後、ろ過・乾燥を行いアルミニウム含有量の異なる合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を製造した。尚、製品の5質量%スラリーpHは、いずれも9.1〜9.5の範囲で、アルミニウム溶出量は20〜35ppmの範囲であった。 [Example 1] In a reaction vessel with a 20 L baffle plate equipped with a stirrer having 150 mmφ turbine blades, 10 kg of 10% sodium silicate (Na 2 O · 3.14SiO 2 ) aqueous solution was placed, and sodium chloride was added to this solution with Na 2 O. Mix as 6.4% as / SiO 2 and keep the reaction temperature at 95 ° C. Further, add the 8% Al 2 O 3 aluminum sulfate solution and 10% sulfuric acid mixed solution at a rate of 80 ml / min, and then add 10% sulfuric acid until the pH is 7.0, as shown in Table 1. did. Next, the produced slurry was filtered, and the obtained wet cake was repulped. During this repulping, 10% sulfuric acid was added to adjust the slurry pH to 8.0. Thereafter, filtration and drying were performed to produce synthetic amorphous aluminum-bonded silicates having different aluminum contents. The 5 mass% slurry pH of the product was in the range of 9.1 to 9.5, and the aluminum elution amount was in the range of 20 to 35 ppm.

[比較例1]
実施例1で硫酸アルミニウム溶液を添加しない以外、同一条件で合成し、合成無定形ケイ酸塩を得た。
[Comparative Example 1]
A synthetic amorphous silicate was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the aluminum sulfate solution was not added.

[比較例2]
実施例1で用いた反応容器に、10%ケイ酸ナトリウム(Na2O・3.14SiO2)水溶液10kgを入れ、反応温度95℃に保持する。更に表1のような割合になるように、8%Al2O3硫酸アルミニウム溶液190 mlと10%硫酸2850mlの混合溶液を80 ml/minの速度で添加し、次いで10%硫酸をpH7.0になるまで添加した。次に、生成したスラリーを濾過し、得られたウェットケーキをリパルプした。このリパルプ時に10%硫酸を添加してスラリーpHを8.0に調整した。その後、ろ過、乾燥、粉砕し合成無定形ケイ酸塩を得た。
[Comparative Example 2]
The reaction vessel used in Example 1 is charged with 10 kg of a 10% sodium silicate (Na 2 O · 3.14SiO 2 ) aqueous solution and maintained at a reaction temperature of 95 ° C. Further, a mixed solution of 190 ml of 8% Al 2 O 3 aluminum sulfate solution and 2850 ml of 10% sulfuric acid was added at a rate of 80 ml / min, and then 10% sulfuric acid was added at pH 7.0 so that the ratio was as shown in Table 1. Added until. Next, the produced slurry was filtered, and the obtained wet cake was repulped. During this repulping, 10% sulfuric acid was added to adjust the slurry pH to 8.0. Thereafter, filtration, drying and pulverization were performed to obtain a synthetic amorphous silicate.

[比較例3]
実施例1で用いた反応容器に、10%ケイ酸ナトリウム(Na2O・3.14SiO2)水溶液5 kgを入れ、反応温度95℃に保持する。更に表1のような割合になるように、8%Al2O3硫酸アルミニウム溶液190mlと10%硫酸2850mlの混合溶液を80 ml/minの速度でシリカが析出するまで添加、停止し、10min熟成した。そして、10%硫酸と8%Al2O3硫酸アルミニウム溶液の上記混合溶液の残液と、10%ケイ酸ナトリウム(Na2O・3.14SiO2)水溶液5kgをそれぞれ80 ml/minと120 ml/minの速度で添加し、次いで、pH7.0になるまで10%硫酸を添加した。次に、生成したスラリーを濾過し、得られたウェットケーキをリパルプした。このリパルプ時に10%硫酸を添加してスラリーpHを8.0に調整した。その後、ろ過、乾燥、粉砕を行い、合成無定形ケイ酸塩を得た。
[Comparative Example 3]
The reaction vessel used in Example 1 is charged with 5 kg of a 10% sodium silicate (Na 2 O · 3.14SiO 2 ) aqueous solution and maintained at a reaction temperature of 95 ° C. Furthermore, add the mixed solution of 190% 8% Al 2 O 3 aluminum sulfate solution and 2850 ml of 10% sulfuric acid at a rate of 80 ml / min until the silica precipitates so that the ratio is as shown in Table 1. did. Then, the remaining solution of the above mixed solution of 10% sulfuric acid and 8% Al 2 O 3 aluminum sulfate solution and 5 kg of 10% sodium silicate (Na 2 O · 3.14SiO 2 ) aqueous solution are 80 ml / min and 120 ml / min, respectively. Added at a rate of min, then 10% sulfuric acid was added until pH 7.0. Next, the produced slurry was filtered, and the obtained wet cake was repulped. During this repulping, 10% sulfuric acid was added to adjust the slurry pH to 8.0. Thereafter, filtration, drying, and pulverization were performed to obtain a synthetic amorphous silicate.

[比較例4]
実施例1で用いた反応容器に、10%ケイ酸ナトリウム(Na2O・3.14SiO2)水溶液10kgを入れ、これに塩化ナトリウムを Na2O/SiO2として6.4%混合し、反応温度95℃に保持する。更に表1のような割合になるように、オキシ塩化チタニウム溶液と10%硫酸3400mlの混合溶液を80 ml/minの速度で添加し、次いで10%硫酸をpH7.0になるまで添加した。次に、生成したスラリーを濾過し、得られたウェットケーキをリパルプした。このリパルプ時に10%硫酸を添加してスラリーpHを8.0に調整した。その後、ろ過、乾燥、粉砕を行い、合成無定形ケイ酸塩を得た。
[Comparative Example 4]
In the reaction vessel used in Example 1, 10 kg of 10% sodium silicate (Na 2 O · 3.14SiO 2 ) aqueous solution was added, and 6.4% sodium chloride was mixed as Na 2 O / SiO 2 and the reaction temperature was 95 ° C. Hold on. Further, a mixed solution of titanium oxychloride solution and 3400 ml of 10% sulfuric acid was added at a rate of 80 ml / min, and then 10% sulfuric acid was added until the pH reached 7.0 so that the ratio shown in Table 1 was obtained. Next, the produced slurry was filtered, and the obtained wet cake was repulped. During this repulping, 10% sulfuric acid was added to adjust the slurry pH to 8.0. Thereafter, filtration, drying, and pulverization were performed to obtain a synthetic amorphous silicate.

実施例1及び比較例1〜4の結果を表1及び2に示す。   The results of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2009137797
Figure 2009137797

Figure 2009137797
Figure 2009137797

表1及び2から明らかように、本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩は、低い研磨性と高い清掃性を有している。また、本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩は、屈折率が1.44〜1.46の範囲において、透明度が70%以上を有しており、透明歯磨用基剤として有用であることがわかる。 As is apparent from Tables 1 and 2, the synthetic amorphous aluminum-bonded silicate of the present invention has low abrasiveness and high cleaning properties. Moreover, it turns out that the synthetic amorphous aluminum bond silicate of this invention has transparency of 70% or more in the range of refractive index 1.44-1.46, and is useful as a base for transparent dentifrice.

[実施例2]
実施例1で用いた反応容器に10%ケイ酸ナトリウム(Na2O・3.14SiO2)水溶液10kgを入れ、これに硫酸ナトリウムを Na2O/SiO2として15%混合し、反応温度95℃に保持する。これに8%Al2O3硫酸アルミニウム溶液190 mlと10%硫酸2850 mlの混合溶液を80 ml/minで添加し(Al2O3/SiO2=2質量%)、次いで10%硫酸を反応液の反応終了pHを7.0になるまで添加した。次に、生成したスラリーを濾過し、得られたウェットケーキをリパルプした。このリパルプ時に10%硫酸を添加してスラリーpHを8.0に調整した。その後、ろ過、乾燥、粉砕を行い本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を得た。得られた合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩は、研磨性 0.7 mg、清掃性51 回、屈折率1.444における透明度83.8%T、OH基量2.20質量%及び細孔径2.00 nmであった。また、貯蔵安定性試験を行ったところ、透明度は82.3%Tで、透明度の貯蔵安定性は極めて良好であった。
[Example 2]
Into the reaction vessel used in Example 1, 10 kg of 10% sodium silicate (Na 2 O · 3.14SiO 2 ) aqueous solution was added, and 15% of sodium sulfate was mixed as Na 2 O / SiO 2 to a reaction temperature of 95 ° C. Hold. To this, a mixed solution of 190 ml of 8% Al 2 O 3 aluminum sulfate and 2850 ml of 10% sulfuric acid was added at 80 ml / min (Al 2 O 3 / SiO 2 = 2% by mass), and then 10% sulfuric acid was reacted. The solution was added until the reaction end pH reached 7.0. Next, the produced slurry was filtered, and the obtained wet cake was repulped. During this repulping, 10% sulfuric acid was added to adjust the slurry pH to 8.0. Thereafter, filtration, drying, and pulverization were performed to obtain the synthetic amorphous aluminum-bonded silicate of the present invention. The resulting synthetic amorphous aluminum-bonded silicate had an abrasive property of 0.7 mg, a cleaning property of 51 times, a transparency of 83.8% T at a refractive index of 1.444, an OH group content of 2.20% by mass, and a pore diameter of 2.00 nm. Further, when a storage stability test was conducted, the transparency was 82.3% T, and the storage stability of the transparency was very good.

[実施例3]
実施例1で用いた反応容器に10%ケイ酸ナトリウム(Na2O・3.14SiO2)水溶液10kgを入れ、これに塩化ナトリウムを Na2O/SiO2として10%混合し、反応温度90℃に保持する。SiO2に対するAl2O3の添加割合が2.0%になるように、8%Al2O3塩化アルミニウム200ml溶液と10%硫酸2850mlの混合溶液を80ml/minの速度で添加し、次いで10%硫酸をpH7.0になるまで添加した。次に、生成したスラリーを濾過し、得られたウェットケーキをリパルプした。このリパルプ時に10%硫酸を添加してスラリーpHを8.5に調整した。その後、ろ過・乾燥を行い、合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を製造した。得られた合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩は、研磨性0.7 mg、清掃性49回、屈折率1.450における透明度82.4%T、OH基量2.08質量%及び細孔径2.00 nmであった。アルミニウム溶出量は28ppmで、貯蔵安定性試験の透明度は81.1%Tであった。また、製品の5%スラリーpHは9.6であった。
[Example 3]
Into the reaction vessel used in Example 1, 10 kg of 10% sodium silicate (Na 2 O · 3.14SiO 2 ) aqueous solution was added, 10% sodium chloride was mixed as Na 2 O / SiO 2 and the reaction temperature reached 90 ° C. Hold. A mixed solution of 8 ml Al 2 O 3 aluminum chloride 200 ml and 10% sulfuric acid 2850 ml is added at a rate of 80 ml / min so that the addition ratio of Al 2 O 3 to SiO 2 is 2.0%, and then 10% sulfuric acid Was added until pH 7.0. Next, the produced slurry was filtered, and the obtained wet cake was repulped. During this repulping, 10% sulfuric acid was added to adjust the slurry pH to 8.5. Thereafter, filtration and drying were performed to produce a synthetic amorphous aluminum-bonded silicate. The obtained synthetic amorphous aluminum-bonded silicate had a polishing property of 0.7 mg, a cleaning property of 49 times, a transparency of 82.4% T at a refractive index of 1.450, an OH group content of 2.08% by mass and a pore diameter of 2.00 nm. The aluminum elution amount was 28 ppm, and the transparency of the storage stability test was 81.1% T. The 5% slurry pH of the product was 9.6.

[比較例5]
実施例1で用いた反応容器に10%ケイ酸ナトリウム(Na2O・3.14SiO2)水溶液10kgを入れ、これに塩化ナトリウムを Na2O/SiO2として10%混合し、反応温度90℃に保持する。これに10%硫酸2850mlを80ml/minの速度で添加し、次いで10%硫酸をpH8.5になるまで添加した。その後、SiO2に対するAl2O3の添加割合が2.0%になるように、8%Al2O3塩化アルミニウム溶液200mlを添加した。その時の反応終了pHは7.0であった。次に、生成したスラリーを濾過し、得られたウェットケーキをリパルプした。このリパルプ時に10%硫酸を添加してスラリーpHを8.0に調整した。その後、ろ過・乾燥を行い、アルミ含有合成無定形ケイ酸塩を製造した。アルミニウム溶出量を測定した結果200ppmであった。
[Comparative Example 5]
Into the reaction vessel used in Example 1, 10 kg of 10% sodium silicate (Na 2 O · 3.14SiO 2 ) aqueous solution was added, 10% sodium chloride was mixed as Na 2 O / SiO 2 and the reaction temperature reached 90 ° C. Hold. To this was added 2850 ml of 10% sulfuric acid at a rate of 80 ml / min, and then 10% sulfuric acid was added until pH 8.5. Thereafter, 200 ml of 8% Al 2 O 3 aluminum chloride solution was added so that the addition ratio of Al 2 O 3 to SiO 2 was 2.0%. At that time, the reaction end pH was 7.0. Next, the produced slurry was filtered, and the obtained wet cake was repulped. During this repulping, 10% sulfuric acid was added to adjust the slurry pH to 8.0. Thereafter, filtration and drying were performed to produce an aluminum-containing synthetic amorphous silicate. As a result of measuring the aluminum elution amount, it was 200 ppm.

[比較例6]
実施例3において、塩化ナトリウムの量を Na2O/SiO2として1%としたことを除いては実施例3と同じ方法にて、合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を製造した。得られた合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩は、研磨性0.2 mg、清掃性130回、屈折率1.448における透明度78.6%T、OH基量1.86質量%及び細孔径1.93 nmであった。
[Comparative Example 6]
In Example 3, a synthetic amorphous aluminum-bound silicate was produced in the same manner as in Example 3 except that the amount of sodium chloride was 1% as Na 2 O / SiO 2 . The obtained synthetic amorphous aluminum-bonded silicate had an abrasive property of 0.2 mg, a cleaning property of 130 times, a transparency of 78.6% T at a refractive index of 1.448, an OH group content of 1.86% by mass and a pore diameter of 1.93 nm.

[比較例7]
実施例3において、塩化ナトリウムの量を Na2O/SiO2として40%としたことを除いては実施例3と同じ方法にて、合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩の製造を試みたが、ケイ酸ナトリウム溶液がゲル化し、本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を製造することができなかった。
[Comparative Example 7]
In Example 3, an attempt was made to produce a synthetic amorphous aluminum-bonded silicate in the same manner as in Example 3 except that the amount of sodium chloride was 40% as Na 2 O / SiO 2 . The sodium silicate solution gelled and the synthetic amorphous aluminum bonded silicate of the present invention could not be produced.

[比較例8]
実施例1において、塩化ナトリウムに代えて、電解質として同量の硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム及び塩化カルシウムを用いて同様に合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩の製造を試みたが、いずれの場合も、ケイ酸ナトリウム溶液がゲル化し、本発明の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を製造することができなかった。
[Comparative Example 8]
In Example 1, instead of sodium chloride, an attempt was made to produce a synthetic amorphous aluminum-bonded silicate in the same manner using the same amounts of magnesium sulfate, magnesium chloride and calcium chloride as the electrolyte. The sodium acid solution gelled and the synthetic amorphous aluminum bonded silicate of the present invention could not be produced.

[比較例9]
実施例2においてリパルプ時に10%硫酸を添加してスラリーpHを5.5に調整したことを除いては実施例2と同じ方法にて、合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を製造した。得られた合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩の屈折率1.450における透明度は82.4%Tで、貯蔵安定性試験の透明度は61.3%Tで、貯蔵により透明度が著しく低下した。
[Comparative Example 9]
A synthetic amorphous aluminum-bonded silicate was produced in the same manner as in Example 2 except that 10% sulfuric acid was added during repulping in Example 2 to adjust the slurry pH to 5.5. The transparency of the obtained synthetic amorphous aluminum-bonded silicate at a refractive index of 1.450 was 82.4% T, and the transparency of the storage stability test was 61.3% T, and the transparency was remarkably reduced by storage.

実施例1で製造した本発明合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩の未焼成の場合の粉末X線回折図である。1 is a powder X-ray diffraction pattern of an unfired synthetic amorphous aluminum-bonded silicate of the present invention produced in Example 1. FIG. 実施例1で製造した合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩(Al2O3/SiO22%)の細孔径分布図である。1 is a pore size distribution diagram of a synthetic amorphous aluminum-bonded silicate (Al 2 O 3 / SiO 2 2%) produced in Example 1. FIG. 比較例1で製造した合成無定形ケイ酸塩の細孔径分布図である。2 is a pore size distribution diagram of the synthetic amorphous silicate produced in Comparative Example 1. FIG. 比較例2で製造した合成無定形ケイ酸塩の細孔径分布図である。5 is a pore size distribution diagram of the synthetic amorphous silicate produced in Comparative Example 2. FIG. 比較例3で製造した合成無定形ケイ酸塩の細孔径分布図である。6 is a pore size distribution diagram of the synthetic amorphous silicate produced in Comparative Example 3. FIG.

Claims (7)

水溶性アルカリ金属の鉱酸塩電解質の存在下で、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩と水溶性アルミニウム塩と鉱酸とを必須原料として反応させて得た、アルミニウムがAl2O3としてSiO2に対し0.5〜7.5質量%の範囲で、5質量%スラリーpHが8.0〜10.0、細孔径が1.85〜2.10 nm、且つOH基量がSiO2に対し2.0〜3.5質量%であることを特徴とする合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩。 Aluminum obtained by reacting water-soluble alkali metal silicate, water-soluble aluminum salt and mineral acid as essential raw materials in the presence of a water-soluble alkali metal mineral salt electrolyte is converted into SiO 2 as Al 2 O 3 On the other hand, in the range of 0.5 to 7.5% by mass, the synthesis is characterized in that the 5% by mass slurry pH is 8.0 to 10.0, the pore diameter is 1.85 to 2.10 nm, and the OH group amount is 2.0 to 3.5% by mass with respect to SiO 2. Amorphous aluminum bonded silicate. 水溶性アルカリ金属の鉱酸塩電解質の量が、MO(但し、Mはアルカリ金属を示す。)として水溶性アルカリ金属ケイ酸塩のSiO2に対し5〜30質量%である請求項1記載の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩。 The amount of the water-soluble alkali metal mineral salt electrolyte is 5 to 30% by mass with respect to SiO 2 of the water-soluble alkali metal silicate as M 2 O (wherein M represents an alkali metal). Synthetic amorphous aluminum bonded silicate as described. 水溶性アルミニウム塩が塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムまたは硝酸アルミニウムである請求項1又は2記載の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩。 The synthetic amorphous aluminum-bound silicate according to claim 1 or 2, wherein the water-soluble aluminum salt is aluminum chloride, aluminum sulfate or aluminum nitrate. 合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩の屈折率が1.44〜1.46の範囲において、透明度が70%以上である請求項1, 2又は3記載の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩。 4. The synthetic amorphous aluminum-bonded silicate according to claim 1, 2 or 3, wherein the transparency is 70% or more in the refractive index of the synthetic amorphous aluminum-bonded silicate in the range of 1.44 to 1.46. 水溶性アルカリ金属の鉱酸塩電解質の存在下で、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩の水溶液に水溶性アルミニウム塩と鉱酸を添加し、反応させて、5質量%スラリーpHが8.0〜10.0になるように調整することを特徴とする請求項1記載の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩の製造方法。 In the presence of a water-soluble alkali metal mineral salt electrolyte, a water-soluble aluminum salt and a mineral acid are added to the aqueous solution of the water-soluble alkali metal silicate and reacted to give a 5% by weight slurry pH of 8.0 to 10.0. The method for producing a synthetic amorphous aluminum-bonded silicate according to claim 1, wherein the method is adjusted as follows. 水溶性アルカリ金属の鉱酸塩電解質の量が、MO(但し、Mはアルカリ金属を示す。)として水溶性アルカリ金属ケイ酸塩のSiO2に対し5〜30質量%である請求項5記載の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩の製造方法。 The amount of the water-soluble alkali metal mineral salt electrolyte is 5 to 30% by mass with respect to SiO 2 of the water-soluble alkali metal silicate as M 2 O (wherein M represents an alkali metal). A method for producing the described synthetic amorphous aluminum-bonded silicate. 水溶性アルミニウム塩が塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムまたは硝酸アルミニウムで
ある請求項5又は6記載の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩の製造方法。
The method for producing a synthetic amorphous aluminum-bound silicate according to claim 5 or 6, wherein the water-soluble aluminum salt is aluminum chloride, aluminum sulfate or aluminum nitrate.
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