JP2020169110A - Synthetic amorphous aluminum-zinc bonded silicate - Google Patents

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Abstract

To further improve the functionality of a conventional synthetic amorphous aluminum-bonded silicate.SOLUTION: A zinc-containing synthetic amorphous aluminum-bonded silicate (synthetic amorphous aluminum-zinc bonded silicate) is characterized by fulfilling five specific requirements (aluminum content, 5 mass% slurry pH, pore size, OH group content, zinc content). The synthetic amorphous aluminum-zinc bonded silicate has a higher cleanability than conventional synthetic amorphous aluminum-bonded silicates.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、歯磨用研磨剤に関するものであり、具体的には亜鉛を含有した合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩(以下「合成無定形アルミニウム−亜鉛結合ケイ酸塩」という。)に関する。 The present invention relates to an abrasive for toothpaste, and more specifically to a synthetic amorphous aluminum-bonded silicate containing zinc (hereinafter referred to as "synthetic amorphous aluminum-zinc-bonded silicate").

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に関する技術が特許文献1に開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique relating to a synthetic amorphous aluminum-bonded silicate having low abrasiveness and high cleanability that does not damage teeth, and excellent storage stability of high transparency and transparency as a transparent silica base for toothpaste. It is disclosed.

また、上記合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩を用いた歯磨剤組成物が特許文献2〜4に開示されている。 Further, Patent Documents 2 to 4 disclose dentifrice compositions using the synthetic amorphous aluminum-bonded silicate.

特許第4785068号公報Japanese Patent No. 4785068 特開2010−275271号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-275271 特開2010−275272号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-275272 特開2010−275273号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-275273

特許文献1に記載の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩は、高い透明性と透明度の貯蔵安定性に優れ、かつ透明歯磨用シリカ基剤に要求される歯牙を損傷させない低い研磨性と高い清掃性を具有した技術的完成度が高いものである。 The synthetic amorphous aluminum-bonded silicate described in Patent Document 1 is excellent in storage stability of high transparency and transparency, and has low abrasiveness and high cleanability that does not damage the teeth required for a transparent silica base for toothpaste. It has a high degree of technical perfection.

本発明は、特許文献1に記載の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩のさらなる機能性向上を課題とする。ただし、透明性については、歯磨剤において要求度が高いとはいえないので、透明性以外の機能を対象とする。 An object of the present invention is to further improve the functionality of the synthetic amorphous aluminum-bonded silicate described in Patent Document 1. However, regarding transparency, it cannot be said that the demand for dentifrice is high, so functions other than transparency are targeted.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、特許文献1に記載の合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩に亜鉛を含有させることによって、さらなる高い清掃性が得られるという驚くべき事実を見出し、かかる知見に基づき本発明を完成させたものである。 As a result of diligent studies on the above-mentioned problems, the present inventors have found a surprising fact that further high cleaning property can be obtained by adding zinc to the synthetic amorphous aluminum-bonded silicate described in Patent Document 1. The present invention has been completed based on such findings.

本発明は以下のとおりである。
[1]以下(1)〜(5)の特性をすべて備えた、合成無定形アルミニウム−亜鉛結合ケイ酸塩。
(1)アルミニウムがAl2O3としてSiO2に対し0.5〜7.5質量%の範囲である。
(2)5質量%スラリーpHが8.0〜10.0の範囲である。
(3)細孔径が1.5〜4.0nmの範囲である。
(4)OH基量がSiO2に対し2.5〜8.0質量%の範囲である。
(5)亜鉛がZnOとしてSiO2に対し0.02〜1.0質量%の範囲である。
[2]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水溶性亜鉛化合物と鉱酸とを反応させた後、副生成物を除去する工程、を含む、上記[1]記載の合成無定形アルミニウム−亜鉛結合ケイ酸塩の製造方法。
The present invention is as follows.
[1] A synthetic amorphous aluminum-zinc-bonded silicate having all the following characteristics (1) to (5).
(1) Aluminum is in the range of 0.5 to 7.5% by mass with respect to SiO 2 as Al 2 O 3 .
(2) The pH of the 5% by mass slurry is in the range of 8.0 to 10.0.
(3) The pore diameter is in the range of 1.5 to 4.0 nm.
(4) The amount of OH groups is in the range of 2.5 to 8.0% by mass with respect to SiO 2 .
(5) Zinc as ZnO is in the range of 0.02 to 1.0% by mass with respect to SiO 2 .
[2] Water-soluble alkali metal mineral acid The by-product is removed after reacting the water-soluble alkali metal silicate, the water-soluble aluminum salt, the water-soluble zinc compound and the mineral acid in the presence of the electrolyte. The method for producing a synthetic amorphous aluminum-zinc bonded silicate according to the above [1], which comprises the step.

以下、好ましい実施形態に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
なお、本発明において、数値範囲に関する「数値1〜数値2」という表記は、数値1を下限値とし数値2を上限値とする、両端の数値1及び数値2を含む数値範囲を意味し、「数値1以上数値2以下」と同義である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments, but the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims.
In the present invention, the notation "numerical value 1 to numerical value 2" regarding the numerical value range means a numerical value range including the numerical values 1 and 2 at both ends, with the numerical value 1 as the lower limit and the numerical value 2 as the upper limit. It is synonymous with "numerical value 1 or more and numerical value 2 or less".

(合成無定形アルミニウム−亜鉛結合ケイ酸塩)
本発明の合成無定形アルミニウム−亜鉛結合ケイ酸塩(以下「Al−Zn結合ケイ酸塩」と略称する。)は、以下(1)〜(5)の特性をすべて備えたものである。
(1)アルミニウムがAl2O3としてSiO2に対し0.5〜7.5質量%の範囲である。
(2)5質量%スラリーpHが8.0〜10.0の範囲である。
(3)細孔径が1.5〜4.0nmの範囲である。
(4)OH基量がSiO2に対し2.5〜8.0質量%の範囲である。
(5)亜鉛がZnOとしてSiO2に対し0.02〜1.0質量%の範囲である。
(Synthetic amorphous aluminum-zinc bonded silicate)
The synthetic amorphous aluminum-zinc-bonded silicate of the present invention (hereinafter abbreviated as "Al-Zn-bonded silicate") has all the following characteristics (1) to (5).
(1) Aluminum is in the range of 0.5 to 7.5% by mass with respect to SiO 2 as Al 2 O 3 .
(2) The pH of the 5% by mass slurry is in the range of 8.0 to 10.0.
(3) The pore diameter is in the range of 1.5 to 4.0 nm.
(4) The amount of OH groups is in the range of 2.5 to 8.0% by mass with respect to SiO 2 .
(5) Zinc as ZnO is in the range of 0.02 to 1.0% by mass with respect to SiO 2 .

合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩(以下「Al結合ケイ酸塩」と略称する。)は、特許文献1〜4に記載されているように、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反応させて得られるものである。Al−Zn結合ケイ酸塩は、Al結合ケイ酸塩に亜鉛が含有されたものであるため、Al結合ケイ酸塩が備えていた特性(1)〜(4)を同様に備え、さらに亜鉛量に関する特性(5)を備えるものである。Al−Zn結合ケイ酸塩において亜鉛がどのような形態で含有されているかは不明であるが、例えば、Al結合ケイ酸塩に亜鉛が包含された形態、Al結合ケイ酸塩の少なくとも一部が亜鉛で被覆された形態、これらが併存した形態等が考えられる。 Synthetic amorphous aluminum-bonded silicates (hereinafter abbreviated as "Al-bonded silicates") are described in Patent Documents 1 to 4 in the presence of a water-soluble alkali metal mineral salt electrolyte. , It is obtained by reacting a water-soluble alkali metal silicate, a water-soluble aluminum salt, and a mineral acid. Since the Al-Zn-linked silicate contains zinc in the Al-linked silicate, it also has the characteristics (1) to (4) that the Al-linked silicate had, and further, the amount of zinc. It has the characteristic (5) related to. It is unclear in what form zinc is contained in the Al-Zn-linked silicate, but for example, the form in which zinc is contained in the Al-linked silicate, at least a part of the Al-linked silicate. A form coated with zinc, a form in which these coexist, and the like can be considered.

特性(1)におけるAl−Zn結合ケイ酸塩中のアルミニウム含量の範囲は、研磨性の観点から規定したものである。この範囲は、好ましくは1.0〜6.0質量%の範囲であり、より好ましくは1.5〜4.5質量%の範囲である。 The range of aluminum content in the Al-Zn-bonded silicate in the property (1) is defined from the viewpoint of abrasiveness. This range is preferably in the range of 1.0 to 6.0% by mass, and more preferably in the range of 1.5 to 4.5% by mass.

特性(2)の5質量%スラリーpHの測定方法は、Al−Zn結合ケイ酸塩5gを脱イオン水95mlに入れ、撹拌して懸濁液を調製し、医薬部外品原料規格一般試験法のpH測定法により撹拌2分経過後にpH値を読み取るものである。5質量%スラリーpHの範囲は、好ましくは9.0〜10.0の範囲である。 The method for measuring the pH of the 5% by mass slurry of characteristic (2) is to put 5 g of Al-Zn-bonded silicate in 95 ml of deionized water and stir to prepare a suspension. The pH value is read after 2 minutes of stirring by the pH measurement method of. The pH range of the 5% by mass slurry pH is preferably in the range of 9.0 to 10.0.

特性(3)におけるAl−Zn結合ケイ酸塩の細孔径の測定方法は、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、その窒素ガスの吸着量から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するものである。なお、脱ガスは120℃で60分間行う。 The method for measuring the pore size of Al-Zn-linked silicate in property (3) is to use BELSORP MINI manufactured by Nippon Bell Co., Ltd., use liquid nitrogen as a coolant, and adsorb nitrogen gas at -196 ° C. The pore size distribution is calculated from the amount of nitrogen gas adsorbed by the Dollimore-Heal method, and the maximum frequency diameter is used as the pore size. Degassing is performed at 120 ° C. for 60 minutes.

特性(4)におけるAl−Zn結合ケイ酸塩中のOH基量の測定方法は、(株)リガク製 Thermo Plus EVO2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基量とする。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。
式: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
The method for measuring the amount of OH groups in the Al-Zn-bonded silicate in the characteristic (4) is to use Thermo Plus EVO2 manufactured by Rigaku Co., Ltd. and use the following formula according to the weight change between 190 ° C and 900 ° C. Calculate OH / SiO 2 (% by mass) and use this as the amount of OH groups. The amount of OH groups shall be the same as the amount of water released between 190 ° C and 900 ° C.
Formula: OH / SiO 2 (mass%) = (mass after firing at 190 ° C-mass after firing at 900 ° C) / mass after firing at 190 ° C

Al結合ケイ酸塩は、歯牙を損傷させない低研磨性、及び高清掃性を有するものである。特性(5)は、Al結合ケイ酸塩と同様の低研磨性を有しながらも、Al結合ケイ酸塩の有する高清掃性をさらに向上させることに寄与するものである。特性(5)におけるAl−Zn結合ケイ酸塩中の亜鉛含量の範囲は、好ましくは0.05〜0.5質量%の範囲であり、より好ましくは0.05〜0.1質量%の範囲である。 The Al-bonded silicate has low abrasiveness and high cleanability that does not damage the teeth. The property (5) contributes to further improving the high cleaning property of the Al-bonded silicate while having the same low abrasiveness as the Al-bonded silicate. The range of zinc content in the Al-Zn-linked silicate in the property (5) is preferably in the range of 0.05 to 0.5% by mass, and more preferably in the range of 0.05 to 0.1% by mass.

一般に、歯磨用研磨剤の研磨性を評価する方法としてRDA(Radioactive Dentin Abration:放射性象牙質研磨)法が、清掃性を評価する方法としてタバコヤニ法が知られているが、評価方法が煩雑であったり、コストが多くかかる等の問題があるため、本発明では以下の評価指標を用いるものである。 Generally, the RDA (Radioactive Dentin Abration) method is known as a method for evaluating the abrasiveness of a toothpaste, and the tobacco tar method is known as a method for evaluating the cleanability, but the evaluation method is complicated. In addition, the following evaluation indexes are used in the present invention because of problems such as high cost.

研磨性の評価指標は、金銀パラジウム合金板研磨減量である。金銀パラジウム合金板として、ジーシー製Castwell M.C. 12%GOLDを用いる。その測定方法は、水平往復ブラッシング式研磨機を使用し、Al−Zn結合ケイ酸塩を15質量%として含む60質量%グリセリン水溶液を金銀パラジウム合金板上に載せ、荷重400gをかけてストローク20mmで10,000回研磨した後、金銀パラジウム合金板の減量を測定するものである。その研磨減量は、低研磨性が望まれるため、1.0mg以下であることが好ましい。 The evaluation index of polishability is the weight loss of gold-silver-palladium alloy plate polishing. Castwell M.C. 12% GOLD manufactured by GC is used as the gold-silver-palladium alloy plate. The measurement method is to use a horizontal reciprocating brushing grinder, place a 60 mass% glycerin aqueous solution containing Al-Zn-bonded silicate as 15 mass% on a gold-silver-palladium alloy plate, apply a load of 400 g, and stroke 20 mm. After polishing 10,000 times, the weight loss of the gold-silver-palladium alloy plate is measured. The polishing weight loss is preferably 1.0 mg or less because low polishing property is desired.

清掃性の評価指標は、銅板研磨減量である。銅板研磨減量の測定方法は、水平往復ブラッシング式研磨機を使用し、Al−Zn結合ケイ酸塩を15質量%として含む60質量%グリセリン水溶液を表面平滑な銅板上に載せ、荷重400gをかけてストローク20mmで20,000回研磨した後、銅板の減量を測定し、これを銅板研磨減量とするものである。銅板研磨減量が大きいほど、清掃力が高いと評価することができる。 The evaluation index of cleanability is the weight loss of copper plate polishing. To measure the weight loss by polishing the copper plate, use a horizontal reciprocating brushing type grinder, place a 60 mass% glycerin aqueous solution containing Al-Zn-bonded silicate as 15 mass% on a smooth surface copper plate, and apply a load of 400 g. After polishing 20,000 times with a stroke of 20 mm, the weight loss of the copper plate is measured, and this is used as the copper plate polishing weight loss. It can be evaluated that the larger the copper plate polishing weight loss, the higher the cleaning power.

Al−Zn結合ケイ酸塩の好適な一形態は、透明度が50%以上となるものである。この透明度の測定方法は、D-ソルビトールと水を適当量混合して種々の屈折率を持つ分散媒を調製し、各分散媒18gに試料としてAl−Zn結合ケイ酸塩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(波長590nm、光路長10mm)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。 A preferred form of Al-Zn-conjugated silicate is one with a transparency of 50% or higher. In this method of measuring transparency, D-sorbitol and water are mixed in appropriate amounts to prepare dispersion media with various refractive indexes, and 2 g of Al-Zn-bonded silicate is dispersed as a sample in 18 g of each dispersion medium, and vacuum is applied. Degas. Measure the refractive index and transparency (wavelength 590 nm, optical path length 10 mm) of this mixture at 25 ° C, draw a refractive index-transparency curve, and use the refractive index of the mixture when the transparency is maximized as the refractive index of the sample. The transparency at that time is defined as the transparency of the sample.

(製造方法)
Al−Zn結合ケイ酸塩の好適な製造方法は、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水溶性亜鉛化合物と鉱酸とを反応させた後、副生成物を除去する工程、を含むものである。
(Production method)
A suitable method for producing an Al-Zn-linked silicate is to combine a water-soluble alkali metal silicate, a water-soluble aluminum salt, a water-soluble zinc compound and a mineral acid in the presence of a water-soluble alkali metal mineral acid electrolyte. It includes a step of removing by-products after the reaction.

上記工程において、反応操作の具体例は、反応槽に水溶性アルカリ金属ケイ酸塩と水溶性アルカリ金属の鉱酸塩電解質を投入し、これに水溶性アルミニウム塩、水溶性亜鉛化合物及び鉱酸を同時又は別々に添加し反応させるものである。反応を円滑に進めるためには加熱することが好ましく、加熱温度として60〜100℃の範囲内が好ましい。また、反応終了時のpHが6〜9の範囲内となることが好ましい。 In the above step, as a specific example of the reaction operation, a water-soluble alkali metal silicate and a water-soluble alkali metal mineral acid electrolyte are charged into the reaction vessel, and a water-soluble aluminum salt, a water-soluble zinc compound and a mineral acid are added thereto. It is added at the same time or separately and reacted. In order to proceed smoothly with the reaction, heating is preferable, and the heating temperature is preferably in the range of 60 to 100 ° C. Moreover, it is preferable that the pH at the end of the reaction is in the range of 6 to 9.

上記工程において、副生成物の除去操作の具体例は、水を用いた洗浄である。また、洗浄の前にろ過をおこなってもよく、ろ過により得られるウェットケーキをその数倍量の水に分散させて洗浄する方法が好例である。副生成物は、Al−Zn結合ケイ酸塩の構成から外れたものであり、原料由来の未反応物、反応により生成した塩類、それらのイオン等が挙げられる。なお、副生成物の除去度合いは、歯磨用研磨剤としての用途に支障のない範囲であればよく、完全に除去することは要しない。 In the above step, a specific example of the operation for removing by-products is washing with water. Further, filtration may be performed before washing, and a method in which the wet cake obtained by filtration is dispersed in a water amount several times larger than that and washed is a good example. By-products are those that deviate from the composition of Al-Zn-linked silicates, and include unreacted products derived from raw materials, salts produced by the reaction, and ions thereof. The degree of removal of by-products may be within a range that does not interfere with the use as a dentifrice abrasive, and it is not necessary to completely remove the by-products.

上記工程の後に、任意の工程として、得られたAl−Zn結合ケイ酸塩が特性(2)を満たすように、pHを酸又はアルカリで調整するpH調整工程を設けてもよい。ここでの酸は、鉱酸が好例であり、アルカリは、ナトリウムの水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩等が好例である。更に、任意の工程として、Al−Zn結合ケイ酸塩を固形分として回収する工程を設けてもよい。当該回収には、ろ過、乾燥等の公知の方法を用いることができる。 After the above step, as an arbitrary step, a pH adjusting step of adjusting the pH with an acid or an alkali may be provided so that the obtained Al-Zn-bonded silicate satisfies the characteristic (2). A good example of the acid here is a mineral acid, and a good example of an alkali is a hydroxide, carbonate, or bicarbonate of sodium. Further, as an arbitrary step, a step of recovering the Al—Zn-linked silicate as a solid content may be provided. A known method such as filtration or drying can be used for the recovery.

水溶性アルカリ金属の鉱酸塩電解質の好例は、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、硝酸カリウム等である。その使用方法としては、水溶性アルカリ金属の鉱酸塩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。その使用量は、M2O(ただし、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%の範囲が好ましい。この範囲は、Al−Zn結合ケイ酸塩が低研磨性を有するのに好適である。 Preferable examples of water-soluble alkali metal mineral acid electrolytes are sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, potassium sulfate, sodium nitrate, potassium nitrate and the like. As a method of its use, it is preferable to preliminarily contain a water-soluble alkali metal mineral acid electrolyte in a water-soluble alkali metal silicate solution. The amount used is preferably in the range of 5 to 30% by mass with respect to SiO 2 of the water-soluble alkali metal silicate as M 2 O (where M indicates an alkali metal). This range is suitable for Al-Zn-linked silicates to have low abrasiveness.

水溶性アルカリ金属ケイ酸塩の好例は、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム等であるが、比較的安価な点からケイ酸ナトリウムが好ましい。その使用量は、SiO2/M2O(ただし、Mはアルカリ金属を示す)のモル比として2〜4の範囲が好ましい。水溶性アルカリ金属ケイ酸塩溶液を用いるときは、SiO2濃度が5〜15質量%の範囲内のものが好ましい。 Preferable examples of the water-soluble alkali metal silicate are sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate and the like, but sodium silicate is preferable from the viewpoint of relatively low cost. The amount used is preferably in the range of 2 to 4 as the molar ratio of SiO 2 / M 2 O (where M indicates an alkali metal). When using a water-soluble alkali metal silicate solution, it is preferable that the SiO 2 concentration is in the range of 5 to 15% by mass.

水溶性アルミニウム塩の好例は、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である。その使用量は、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%の範囲が好ましく、より好ましくは1.0〜6.0質量%の範囲である。 A good example of the water-soluble aluminum salt is aluminum chloride, aluminum sulfate, aluminum nitrate and the like. The amount of Al 2 O 3 used is preferably in the range of 0.5 to 7.5% by mass, more preferably in the range of 1.0 to 6.0% by mass, based on SiO 2 of the water-soluble alkali metal silicate.

水溶性亜鉛化合物の好例は、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛等である。その使用量は、ZnOとしてSiO2に対し0.05〜0.5質量%の範囲が好ましい。 Preferable examples of water-soluble zinc compounds are zinc sulfate, zinc chloride, zinc nitrate and the like. The amount used is preferably in the range of 0.05 to 0.5% by mass with respect to SiO 2 as ZnO.

水溶性アルミニウム塩と水溶性亜鉛化合物の量を適切に設計することによって、所望する高清掃性を得ることができる。例えば、Al2O3/SiO2(質量%)にZnO/SiO2(質量%)を乗じた値が0.05〜3の範囲であることが好ましい。上記範囲の下限は、0.1であることがより好ましい。また、上限は、2.5であることがより好ましく、更に好ましくは2である。 By appropriately designing the amounts of the water-soluble aluminum salt and the water-soluble zinc compound, the desired high cleaning property can be obtained. For example, it is preferred values obtained by multiplying the ZnO / SiO 2 (wt%) to Al 2 O 3 / SiO 2 (wt%) is in the range of 0.05 to 3. The lower limit of the above range is more preferably 0.1. The upper limit is more preferably 2.5, and even more preferably 2.

鉱酸は、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩の酸性化剤として作用するものであり、好例は、塩酸、硫酸、硝酸等である。鉱酸の濃度は、5〜25質量%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは10〜20質量%の範囲内である。 The mineral acid acts as an acidifying agent for the water-soluble alkali metal silicate, and good examples are hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and the like. The concentration of the mineral acid is preferably in the range of 5 to 25% by mass, more preferably in the range of 10 to 20% by mass.

Al−Zn結合ケイ酸塩は、歯磨用研磨剤としての特性に優れているため、歯磨剤の原料として好適に使用することができる。 Since the Al-Zn-linked silicate has excellent properties as a dentifrice abrasive, it can be suitably used as a raw material for a dentifrice.

以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

〔実施例1〜5〕
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質量%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質量%となるように混合し、反応温度を95℃に保持した。更に表1に示した割合になるように、8質量%Al2O3硫酸アルミニウム水溶液、8質量%ZnO硫酸亜鉛水溶液及び10質量%硫酸の混合溶液を50ml/minの速度で添加し、次いで10質量%硫酸をpH6.5になるまで添加した。次に、生成したスラリーをろ過し、得られたウェットケーキを洗浄した。この洗浄時にスラリーpHを測定したところ、pHが8.0近辺であった。その後、ろ過・乾燥を行い、実施例1〜5のAl−Zn結合ケイ酸塩を製造した。
[Examples 1 to 5]
10 kg of 10 mass% sodium silicate (Na 2 O · 3.14SiO 2 ) aqueous solution was placed in a 20 L reaction vessel with a baffle plate equipped with a stirrer with a 150 mmφ turbine blade, and sodium chloride was added to this as Na 2 O / SiO 2. The mixture was mixed so as to have a concentration of 6.4% by mass, and the reaction temperature was maintained at 95 ° C. Further, a mixed solution of 8 mass% Al 2 O 3 aluminum sulfate aqueous solution, 8 mass% ZnO zinc sulfate aqueous solution and 10 mass% sulfuric acid was added at a rate of 50 ml / min so as to have the ratio shown in Table 1, and then 10 Mass% sulfuric acid was added until pH 6.5. Next, the resulting slurry was filtered and the resulting wet cake was washed. When the slurry pH was measured during this washing, the pH was around 8.0. Then, it was filtered and dried to produce Al-Zn-bonded silicates of Examples 1 to 5.

〔参考例1〕
硫酸亜鉛水溶液を添加しなかった以外は、実施例1と同一条件で製造し、Al結合ケイ酸塩を得た。
[Reference Example 1]
It was produced under the same conditions as in Example 1 except that an aqueous zinc sulfate solution was not added, to obtain an Al-bonded silicate.

実施例1〜5のAl−Zn結合ケイ酸塩及び参考例1のAl結合ケイ酸塩の成分組成を分析したところ、ほぼ仕込み通りであった。これにより、実施例1〜5のAl−Zn結合ケイ酸塩はいずれも特性(1)及び(5)を満たし、参考例1のAl結合ケイ酸塩は特性(1)を満たすものであった。 When the component compositions of the Al-Zn-bonded silicates of Examples 1 to 5 and the Al-bonded silicates of Reference Example 1 were analyzed, they were almost as prepared. As a result, the Al-Zn-bonded silicates of Examples 1 to 5 all satisfied the properties (1) and (5), and the Al-bonded silicates of Reference Example 1 satisfied the property (1). ..

Figure 2020169110
Figure 2020169110

実施例1〜5のAl−Zn結合ケイ酸塩及び参考例1のAl結合ケイ酸塩について、下記の分析を行い、結果を表2に示した。なお、以下の各分析の説明において、「試料」は上記Al−Zn結合ケイ酸塩又はAl結合ケイ酸塩を意味する。
・5質量%スラリーpH
試料5gを脱イオン水95mlに入れ、撹拌して懸濁液を調製し、医薬部外品原料規格一般試験法のpH測定法により撹拌2分経過後にpH値を読み取った。
・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℃において試料に窒素ガスを吸着させ、その窒素ガスの吸着量から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。なお、脱ガスは120℃で60分間行った。
・OH基量
(株)リガク製 Thermo Plus EVO2を使用し、190℃〜900℃間の試料の重量変化により、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した。
式: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
・研磨性
金銀パラジウム合金板(ジーシー製Castwell M.C. 12%GOLD。長方形。1枚の大きさは、長辺約13mm、短辺約8mm)を6枚用意し、これを短辺同士が接するようにガラス容器(内寸:縦62mm×横28mm×高さ10.5mm)の底面に配置し固定したものを金銀パラジウム合金の供試板(長辺約48mm、短辺約13mm)とした。
試料を15質量%として含む60質量%グリセリン水溶液10gを上記供試板上に載せ、歯ブラシ(サンスター(株)製 ガム・デンタルブラシ #211)に荷重400gをかけ、供試板の長辺と平行な方向にストローク20mmで10,000回供試板を研磨した後、供試板の減量を測定した。
・清掃性
試料を15質量%として含む60質量%グリセリン水溶液10gをガラス容器(内寸:縦62mm×横28mm×高さ10.5mm)の底面に固定した表面平滑な銅板上に載せ、歯ブラシ((株)UFCサプライ製 デントインクリアウインドSV)に荷重400gをかけ、ストローク20mmで20,000回研磨した後、銅板の減量を測定した。この減量が大きいほど、清掃力が高いと評価することができる。
・屈折率、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製し、各分散媒18gに試料2gを分散させ、真空脱気した。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した。屈折率測定には(株)アタゴ製アッペ屈折率計、透明度測定には日本分光(株)製V-670を用いた。透明度測定における波長は590nmであり、光路長10mmの透明セルを用いた。
The following analysis was performed on the Al-Zn-bonded silicates of Examples 1 to 5 and the Al-bonded silicates of Reference Example 1, and the results are shown in Table 2. In the following description of each analysis, "sample" means the above-mentioned Al-Zn-linked silicate or Al-linked silicate.
・ 5% by mass slurry pH
5 g of the sample was placed in 95 ml of deionized water and stirred to prepare a suspension, and the pH value was read after 2 minutes of stirring by the pH measurement method of the quasi-drug raw material standard general test method.
・ Pore size Using BELSORP MINI manufactured by Nippon Bell Co., Ltd., liquid nitrogen is used as a coolant, nitrogen gas is adsorbed on the sample at -196 ° C, and the pore size is distributed by the Dollimore-Heal method from the amount of nitrogen gas adsorbed. Was calculated, and the maximum frequency diameter thereof was taken as the pore diameter. Degassing was performed at 120 ° C. for 60 minutes.
・ OH group amount
Using Thermo Plus EVO2 manufactured by Rigaku Co., Ltd., OH / SiO 2 (mass%) was calculated using the following formula based on the weight change of the sample between 190 ° C and 900 ° C, and this was used as the OH group amount. The amount of OH groups was the same as the amount of water released between 190 ° C and 900 ° C.
Formula: OH / SiO 2 (mass%) = (mass after firing at 190 ° C-mass after firing at 190 ° C) / mass after firing at 190 ° C / polishability Gold-silver-palladium alloy plate (Castwell MC 12% GOLD manufactured by GC) Rectangular . The size of one sheet is about 13 mm on the long side and about 8 mm on the short side), and a glass container (inner dimensions: length 62 mm x width 28 mm x height 10.5 mm) so that the short sides touch each other. A gold-silver-palladium alloy test plate (long side about 48 mm, short side about 13 mm) was placed and fixed on the bottom surface of the.
10 g of a 60 mass% glycerin aqueous solution containing a sample as 15 mass% was placed on the test plate, and a load of 400 g was applied to a toothbrush (Gum Dental Brush # 211 manufactured by Sunstar Co., Ltd.) to form a long side of the test plate. After polishing the test plate 10,000 times with a stroke of 20 mm in the parallel direction, the weight loss of the test plate was measured.
・ Cleanability Place 10 g of a 60 mass% glycerin aqueous solution containing a sample as 15 mass% on a smooth surface copper plate fixed to the bottom of a glass container (inner dimensions: length 62 mm x width 28 mm x height 10.5 mm), and use a toothbrush (((()) A load of 400 g was applied to a Dent Inclear Wind SV manufactured by UFC Supply Co., Ltd., and after polishing 20,000 times with a stroke of 20 mm, the weight loss of the copper plate was measured. It can be evaluated that the larger the weight loss, the higher the cleaning power.
・ Refractive index, transparency
An appropriate amount of D-sorbitol and water were mixed to prepare dispersion media having various refractive indexes, and 2 g of the sample was dispersed in 18 g of each dispersion medium and evacuated by vacuum. 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 maximized is the refractive index of the sample, and the transparency at that time is the transparency of the sample. did. An Appe refractive index meter manufactured by Atago Co., Ltd. was used for measuring the refractive index, and V-670 manufactured by JASCO Corporation was used for measuring the transparency. The wavelength in the transparency measurement was 590 nm, and a transparent cell with an optical path length of 10 mm was used.

Figure 2020169110
Figure 2020169110

表2に示したように、実施例1〜5のAl−Zn結合ケイ酸塩及び参考例1のAl結合ケイ酸塩は、いずれも特性(2)〜(4)を満たすものであった。 As shown in Table 2, the Al-Zn-bonded silicates of Examples 1 to 5 and the Al-bonded silicates of Reference Example 1 both satisfied the properties (2) to (4).

研磨性について、実施例1〜5のAl−Zn結合ケイ酸塩と、参考例1のAl結合ケイ酸塩とは、ほぼ同等の研磨値を示した。また、それらの研磨値は、低研磨性と言えるものであった。 Regarding the polishability, the Al-Zn-bonded silicates of Examples 1 to 5 and the Al-bonded silicates of Reference Example 1 showed almost the same polishing values. Moreover, those polishing values can be said to be low polishing properties.

一方、清掃性について、参考例1のAl結合ケイ酸塩は高い清掃性を有していたが、実施例1〜5のAl−Zn結合ケイ酸塩はそれよりもさらに高い清掃性を有するものであることが分かった。 On the other hand, regarding the cleanability, the Al-bonded silicate of Reference Example 1 had a high cleanability, but the Al-Zn-bonded silicates of Examples 1 to 5 had a higher cleanability than that. It turned out to be.

Claims (2)

亜鉛を含有した合成無定形アルミニウム結合ケイ酸塩(以下「合成無定形アルミニウム−亜鉛結合ケイ酸塩」という。)であって、
以下(1)〜(5)の特性をすべて備えた、合成無定形アルミニウム−亜鉛結合ケイ酸塩。
(1)アルミニウムがAl2O3としてSiO2に対し0.5〜7.5質量%の範囲である。
(2)5質量%スラリーpHが8.0〜10.0の範囲である。
(3)細孔径が1.5〜4.0nmの範囲である。
(4)OH基量がSiO2に対し2.5〜8.0質量%の範囲である。
(5)亜鉛がZnOとしてSiO2に対し0.02〜1.0質量%の範囲である。
It is a synthetic amorphous aluminum-bonded silicate containing zinc (hereinafter referred to as "synthetic amorphous aluminum-zinc-bonded silicate").
A synthetic amorphous aluminum-zinc bonded silicate having all of the following characteristics (1) to (5).
(1) Aluminum is in the range of 0.5 to 7.5% by mass with respect to SiO 2 as Al 2 O 3 .
(2) The pH of the 5% by mass slurry is in the range of 8.0 to 10.0.
(3) The pore diameter is in the range of 1.5 to 4.0 nm.
(4) The amount of OH groups is in the range of 2.5 to 8.0% by mass with respect to SiO 2 .
(5) Zinc as ZnO is in the range of 0.02 to 1.0% by mass with respect to SiO 2 .
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水溶性亜鉛化合物と鉱酸とを反応させた後、副生成物を除去する工程、
を含む、請求項1記載の合成無定形アルミニウム−亜鉛結合ケイ酸塩の製造方法。
A step of reacting a water-soluble alkali metal silicate, a water-soluble aluminum salt, a water-soluble zinc compound, and a mineral acid in the presence of a water-soluble alkali metal mineral acid electrolyte, and then removing by-products.
The method for producing a synthetic amorphous aluminum-zinc-bonded silicate according to claim 1.
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