JP2641278B2 - 結晶性層状ケイ酸ナトリウムの製造方法 - Google Patents

結晶性層状ケイ酸ナトリウムの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はX線回折スペクトルによれば結晶性でありか
つSiO2/Na2Oモル比1.9:1〜3.5:1を有するX線結晶性ケ
イ酸ナトリウムをケイ酸ナトリウム溶液から高められた
温度で水を除去することにより製造する方法に関する。
(従来の技術および発明が解決しようとする課題) 開示されている種々の結晶性ケイ酸ナトリウムは互い
にその組成(単にSiO2/Na2O比として記載されている場
合もある。)によりそしてその特定のX線回折パターン
により区別され得る。しばしば、相異なる結晶構造を持
つ、組成の変わらないのケイ酸ナトリウムを製造するこ
とが可能である。一般に、個々の構造は物理的および化
学的特性に関して−時としてたとえ僅かだけでも−互い
に異なる。そしてそれらが結晶性構造であることはX線
回折スペクトルから明白である。
結晶性層状ケイ酸ナトリウムの典型的な特性の1つは
それらが当量の塩酸を用いて遊離層状シリカに変換され
得ることである。この目的に必要な酸の量はケイ酸ナト
リウムのイオン交換容量を示す。この容量は滴定により
求められ得る。この時同時に得られる遊離酸は水に僅か
に可溶性である。
SiO2/Na2O比2:1〜3:1を有するシリカの結晶性ナトリ
ウム塩の製造は通常ケイ酸ナトリウムガラスの加熱によ
りまたは炭酸ナトリウムおよび石英の加熱により行われ
る(ドイツ連邦共和国特許公開第3,100,942号公報参
照)。
WillgallisおよびRange(Glastechn.Ber.,37(196
4),194−200)は融解水ガラスおよび脱水された非融解
水ガラスを加熱することによるα−,β−およびγ−Na
2Si2O5の製法を開示している。この生成物は層状構造を
有している。当該生成物が結晶性構造であるという事実
はX線回折スペクトルから明らかである。著者らは温度
に依り種々の結晶性構造が得られることを示している。
しかし、δ−Na2Si2O5をこの方法により製造することは
不可能である。
BeneckeおよびLagalyはAm.Mineral.,62(1977),763
−771に、Kanemite構造を有する水和結晶性ケイ酸ナト
リウム(固有の組成NaHSi2O5を有している)の製造方法
を開示している。この方法の第一段階では、SiO2はメタ
ノールに分散されそして水酸化ナトリウム冷溶液が添加
される。この方法は個々の物質の添加を制御するため費
用がかかりかつ可燃性メタノールを使用するため特別の
安全対策を必要とする。
ドイツ連邦共和国特許公開第3,417,649号公報は、結
晶種を水和ケイ酸ナトリウムに添加し、水を反応混合物
より加熱により除去しそして脱水した反応混合物を少な
くとも450℃でしかし融点より低い温度で、層状構造を
有する結晶性ケイ酸ナトリウムが分離するまで保つとい
う方法を開示している。
水を水ガラス溶液またはSiO2/Na2Oモル比1.9:1〜3.5:
1を有する慣用のケイ酸ナトリウム(層状結晶でない)
の溶液から除去する際に、非晶性生成物が得られる。こ
れらの生成物は450℃より高い温度でかつ数時間かかっ
てしか水性相の存在下で晶出しない(ドイツ連邦共和国
特許公開第3,417,649号公報)。この反応は一般に数時
間必要とする。600〜850℃の温度では、数分、あるケイ
酸塩の場合には一分の一部で充分な場合もある。
(課題を解決するための手段) 本発明の目的は、最初に得られた結晶性層状ケイ酸ナ
トリウムから不純物、特にわずかに可溶性の不純物を取
り除くことである。この発明は、2、3の結晶性層状ケ
イ酸ナトリウム、特に組成Na2Si2O5のものは水に溶解し
そして水溶液は水の除去時に再び結晶性層状ケイ酸ナト
リウムを形成するという所見に基づいている。このこと
は溶液状態のアルカリ金属ケイ酸塩は濃度、温度および
pHによっては比較的素早く重合平衡状態になることが知
られているので驚くべきことである(Gmelin,第16巻,
セクションC,第259頁−リン)。このことは、最初結晶
格子中に存在する層状ポリアニオンが破壊されたであろ
うことを意味する。
従って、層状構造およびSiO2/Na2Oモル比1.9:1〜3.5:
1を有するX線結晶性ケイ酸ナトリウムを水に溶解しそ
してこの溶液を温度20〜445℃で蒸発させることを特徴
とする、層状構造およびSiO2/Na2Oモル比1.9:1〜3.5:1
を有するX線結晶性ケイ酸ナトリウムの製造方法が見出
された。
好ましくは、層状ケイ酸塩の溶液を、層状ケイ酸塩か
ら不純物を取り除くため、蒸発する前に濾過する。
蒸発は好ましくは温度70〜300℃で、特に100〜200℃
で行われる。
水に溶解し得る層状構造を有するケイ酸ナトリウムは
慣用の方法で非晶性アルカリ金属ケイ酸塩の水溶液から
得られることができる。本発明による方法において、層
状ケイ酸ナトリウムの濃縮溶液を調製することが有利で
ある。なぜならば、加水分解は希薄な溶液中でかつ長引
いた水の作用で、特に、高められた温度で起こり、この
結果層状ケイ酸塩はもはや結晶性層状ケイ酸塩に変換し
得ない低分子量の断片に分解されるからである。
特に、組成Na2Si2O5を有するケイ酸塩を本発明による
方法により製造することも可能である。これに関して、
例えば、化合物Na−SKS−7(このX線回折スペクトル
はドイツ連邦共和国特許公開第3,417,649号公報、第3
表に開示されており、かつ製法はGlastechn.Ber.,第37
巻(1967)194−200に記載されている。)を挙げること
ができる。Na−SKS−7は化合物Na−SKS−6の再結晶に
よって得ることも可能であることが見出されている。Na
−SKS−6のX線回折スペクトルはドイツ連邦共和国特
許公開第3,417,649号公報の第2表に示されている。そ
の製法はZeitschrift f.Kristallographie,第129巻(19
69),第396−404頁)に記載されている。Na−SKS−6
のおおよその組成はNa2Si2O5である。
多くの場合、本発明により製造されるケイ酸塩は個々
の出発原料と同一のNa2O/SiO2比を有している。しかし
ながら、それらが同一のX線回折パターンを有すること
は必要でない。
本発明により製造される結晶性層状ケイ酸ナトリウム
はX線回折パターンから固定され得る。典型的なX線回
折パターンは第1〜第7表に示されている。
本発明による層状ケイ酸ナトリウムの溶解および再結
晶の方法は清浄剤(detergent)および洗浄剤(cleane
r)(特に皿洗い剤)の生産において同様に重要であ
る。ドイツ連邦共和国特許公開第3,413,571号公報に
は、結晶性層状アルカリ金属ケイ酸塩がビルダーとして
適していることが述べられている。固体のケイ酸塩は清
浄剤または洗浄剤調製物の他の成分と混合し得る。
本発明による方法の別の実施態様は、界面活性剤およ
びビルダの混合物−これは増量剤、漂白剤、漂白活性化
剤および補助物をも含み得る−を水を用いてペーストと
し、完全に混合し次いで噴霧乾燥する、清浄剤または洗
浄剤の製造方法から成る。この方法では、SiO2/Na2Oモ
ル比1.9:1〜4.0:1、好ましくは1.9:1〜3.5:1を有するX
線結晶性層状ケイ酸ナトリウムが含水混合物に混合され
る。完全に混合し次いで噴霧乾燥する間に層状ケイ酸ナ
トリウムの少なくとも部分的な相結晶化が起こる。
清浄剤および洗浄剤の調製において、固体層状ケイ酸
ナトリウムのかわりにその水溶液を使用し、水溶液を、
清浄剤または洗浄剤のさらに別の成分と混合し次いで水
を該混合物から除去することも可能である。ここでの水
の除去は好ましくはスプレー塔で行われる。噴霧工程で
は、ガス注入口温度70〜300℃、特に100〜200℃が有利
である。
溶解しない結晶性層状アルカリ金属ケイ酸塩が、蒸発
されるべき混合物に存在することは必ずしも必要ではな
いが種晶として作用し結晶化を促進する。
漂白活性化剤、界面活性剤、ビルダー、漂白剤および
補助物は清浄剤の慣用の成分である。これらの成分を広
い範囲内で変えることは可能である。
界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、例えばセ
ッケン、アルキルベンゼンスルホナート、アルカンスル
ホナート、α−オレフィンスルホナート、ヒドロキシア
ルカンスルホナート、α−スルファト−脂肪酸のメチル
エステル、アルキルスルファートおよびアルキルエーテ
ルスルファート、および非イオン界面活性剤、例えば第
1または第2アルコールオキシエチラート、アルキルフ
ェノールオキシエチラート、脂肪酸エタノールアミドお
よびアミンオキシド、およびカチオン界面活性剤、例え
ばテトラアルキルアンモニウムクロリド、および両性界
面活性剤、例えばスルホベタインおよびベタインが挙げ
られる。
漂白剤としては、特に過酸化物および次亜塩素酸塩に
基づいた漂白剤、例えば過ホウ酸ナトリウムまたは次亜
塩素酸ナトリウム溶液が挙げられる。
漂白活性化剤、例えば、テトラアセチルエチレンジア
ミン、漂白触媒および漂白安定化剤、例えばケイ酸マグ
ネシウムを使用することも可能である。
補助物としては、酵素、灰色化抑制剤、泡調節剤、腐
蝕抑制剤、光学光沢剤、芳香剤、染料および標準化剤な
らびに補助剤の調製助剤(formulation auxiliary)が
挙げられる。
(実施例) 本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
例1 水50部を、ドイツ連邦共和国特許公開第2,317,649号
公報(例3)により製造されたNa−SKS−6(Na2O:2SiO
2)50部に添加し、この混合物を80℃に加熱して不透明
な溶液を得る。この混合物を先ず80℃でさらに10時間保
ち次いで120℃で脱水する。X線回折パターンを第8表
に示す。このX線回折パターンはNa−SKS−7のX線回
折パターンに対応している(表参照)。
例2 水55部を、ドイツ連邦共和国特許公開第3,417,649号
公報により製造されたNa−SKS−6(Na2O:2SiO2)45部
に添加しこの混合物を60℃で45分間加熱する。次いでこ
の混合物を噴霧乾燥器(“Buchi"190)内で圧力5bar下
に噴霧する。空気の注入口温度は170℃であり出口温度
は80℃である。X線回折パターンを第9表に示す。
このX線回折パターンはNa−SKS−7のX線回折パタ
ーンに対応している(表参照)。
例3 組成Na2O:SiO2を有するX線非晶性噴霧乾燥ケイ酸ナ
トリウム(水約18%を含有する)50部を例1と同様にし
て再結晶する。得られる生成物はX線非晶性である。
第1表 Na−SKS−5 d(10-8cm) 相対強度 4.92(±0.10) m−st 3.95(±0.08) w 3.85(±0.08) m−st 3.77(±0.08) st−v st 3.29(±0.07) v st 3.20(±0.06) w 2.64(±0.05) w−m 2.53(±0.05) w 2.45(±0.05) m−st 2.41(±0.05) w 2.38(±0.05) w 第2表 Na−SKS−6 d(10-8cm) 相対強度 4.92(±0.10) w 3.97(±0.08) v st 3.79(±0.08) m−st 3.31(±0.07) w 3.02(±0.06) w−m 2.85(±0.06) w 2.65(±0.05) w 2.49(±0.05) w 2.43(±0.05) m 第3表 Na−SKS−7 d(10-8cm) 相対強度 7.96(±0.16) w 6.00(±0.12) v st 5.48(±0.11) w 4.92(±0.11) w 4.30(±0.09) m 4.15(±0.08) st 3.96(±0.08) st−v st 3.78(±0.08) m−st 3.63(±0.07) v st 3.31(±0.07) w 3.12(±0.06) w−m 3.08(±0.06) w−m 3.06(±0.06) m−st 2.97(±0.06) st−v st 2.85(±0.06) w 2.70(±0.05) w−m 2.66(±0.05) m−st 2.63(±0.05) w 2.59(±0.06) w−m 2.54(±0.05) w−m 2.43(±0.05) v st 第4表 Na−SKS−11 d(10-8cm) 相対強度 6.08(±0.12) w 5.88(±0.12) w−m 4.22(±0.08) v st 3.26(±0.07) w−m 3.03(±0.06) w−m 2.94(±0.06) m 2.89(±0.06) w 2.64(±0.05) w−m 2.56(±0.05) w−m 2.49(±0.05) w 2.43(±0.05) w 第5表 Na−SKS−9 d(10-8cm) 相対強度 7.79(±0.16) m−v st 4.68(±0.09) m−v st 4.06(±0.08) w−m 3.94(±0.08) w−m 3.86(±0.08) w−m 3.62(±0.07) v st 3.55(±0.07) st−v st 3.53(±0.07) st−v st 3.26(±0.07) w−m 3.18(±0.06) w−m 2.72(±0.05) w−m 2.46(±0.05) w−m 第6表 Na−SKS−10 d(10-8cm) 相対強度 0.3 (±0.21) m−v st 5.17(±0.10) w−m 4.02(±0.08) v st 3.65(±0.07) m−st 3.45(±0.07) m−v st 3.17(±0.06) m−v st 3.11(±0.06) w−st 2.48(±0.05) m−v st 2.33(±0.05) w−m 2.01(±0.04) w−m 第7表 Na−SKS−13 d(10-8cm) 相対強度 6.37(±0.13) m−st 4.04(±0.08) m−st 3.87(±0.08) v st 3.58(±0.07) m−st 3.20(±0.06) w−m 3.04(±0.06) w−m 2.67(±0.05) w−m 2.45(±0.05) w−m 2.31(±0.05) w−m 第8表 (例1) d(10-8cm) 相対強度 7.94(±0.16) w 6.0 (±0.12) st 5.47(±0.11) w 4.92(±0.10) w 4.29(±0.09) m 4.14(±0.08) m−st 3.96(±0.08) v st 3.78(±0.08) m 3.63(±0.07) st−v st 3.31(±0.07) w 3.11(±0.06) w 3.06(±0.06) w 2.97(±0.06) v st 2.84(±0.06) w 2.77(±0.05) w 2.69(±0.05) w−m 2.66(±0.05) w−m 2.59(±0.05) w 2.54(±0.05) w−m 2.49(±0.05) w 2.43(±0.05) v st 2.37(±0.05) w 第9表 (例2) d(10-8cm) 相対強度 7.86(±0.16) w 5.97(±0.12) m−st 5.44(±0.11) w 4.89(±0.10) w 4.27(±0.09) m 4.12(±0.08) m−st 3.94(±0.08) v st 3.77(±0.08) m 3.62(±0.07) st 3.43(±0.07) w 3.30(±0.07) w 3.05(±0.06) m 2.96(±0.06) st−v st 2.83(±0.06) w 2.68(±0.05) w−m 2.65(±0.05) w−m 2.58(±0.05) w 2.54(±0.05) w−m 2.48(±0.05) w 2.42(±0.05) st−v st 2.36(±0.05) w
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイーリ・オット ドイツ連邦共和国、ケルクハイム/タウ ヌス、ブレスラウエル・ストラーセ、27 (72)発明者 ウエルネル・ゴーラ ドイツ連邦共和国、ニーデルカッセル、 ラトハウスストラーセ、73

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】層状構造およびSiO2/Na2Oモル比1.9:1〜3.
    5:1を有するX線結晶性ケイ酸ナトリウムを水に溶解し
    そしてこの溶液を温度20〜445℃で蒸発させることを特
    徴とする、層状構造およびSiO2/Na2Oモル比1.9:1〜3.5:
    1を有するX線結晶性ケイ酸ナトリウムの製造方法。
  2. 【請求項2】蒸発が温度70〜300℃、特に100〜200℃で
    行われる請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】増量剤、漂白剤、漂白活性化剤および酵素
    をも含有し得る、界面活性剤およびビルダーの混合物を
    水を用いてペーストとし、完全に混合し次いで噴霧乾燥
    し、その際SiO2/Na2Oモル比1.9:1〜3.5:1を有するX線
    結晶性ケイ酸ナトリウムを含水混合物に混合することを
    特徴とする、清浄剤または洗浄剤の製造方法。
JP63310231A 1987-12-11 1988-12-09 結晶性層状ケイ酸ナトリウムの製造方法 Expired - Lifetime JP2641278B2 (ja)

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