JP2676784B2 - Binder - Google Patents

Binder

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JP2676784B2
JP2676784B2 JP63124737A JP12473788A JP2676784B2 JP 2676784 B2 JP2676784 B2 JP 2676784B2 JP 63124737 A JP63124737 A JP 63124737A JP 12473788 A JP12473788 A JP 12473788A JP 2676784 B2 JP2676784 B2 JP 2676784B2
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silica
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淑胤 渡部
昭 北嶋
幹夫 安藤
桂子 田崎
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution

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  • Silicon Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、新規なるシリカゾルを含有する結合剤に関
する。更に特質的に述べれば、本発明の結合剤は、新規
なる細長い形状のコロイダルシリカ粒子からなる安定な
ゾルを含有することに特徴を有し、セラミック繊維、ガ
ラス繊維等のバインダー、鋳型のバインダー、塗料、接
着剤等のバインダー、或いはガラス、セラミック、金属
等の表面処理剤、プラスチック等基材表面のハードコー
ト剤のバインダー等として、また、繊維又は繊維製品、
紙等の表面処理剤或いは更にセメント材料、石膏材料等
多孔質材料の含浸剤としても用いられる。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a binder containing a novel silica sol. More specifically, the binder of the present invention is characterized by containing a stable sol composed of a novel elongated colloidal silica particle, a binder such as a ceramic fiber and a glass fiber, a binder of a mold, As binders for paints, adhesives, etc., surface treatment agents for glass, ceramics, metals, etc., binders for hard coat agents on the surface of substrates such as plastics, etc., and also for fibers or textile products,
It is also used as a surface treating agent for paper or the like, or as an impregnating agent for porous materials such as cement materials and gypsum materials.

(従来の技術) シリカゾルは一般に、低粘度の状態から高粘度の状態
を経て終局的に不可逆的ゲルを形成する性質を有し、結
合剤として有用であることが知られている。けれども従
来から知られているシリカゾルは、それを構成するコロ
イダルシリカ粒子の形状が球状又は球状に近い形状のも
のであり、米国特許第2680721号明細書に添付された図
面に、代表的に三つのタイプが示されている。その一つ
は、上記の如き球状のものであり、同図面第1図に示さ
れ、その二は、短径に対する長径の比がほぼ2〜3の非
球状ものであり同図面第2図下段に示されている。そし
てその三は、同図面第3図下段に示されている不定形の
ものである。この3番目の不定形の粒子は、この米国特
許第2680721号明細書に説明されているように、より小
さいシリカ粒子が鎖状に連結することによって形成され
た3次元網目構造体からその鎖の切断によって生じた分
断片が粒子成長した結果生じたものであり、1個の粒子
に着目すると、細長い形状を有するが、その伸長が同一
平面内に存するように制御されてはいない。
(Prior Art) Silica sol generally has a property of forming an irreversible gel through a state of low viscosity to a state of high viscosity, and is known to be useful as a binder. However, conventionally known silica sol, the shape of the colloidal silica particles constituting it is spherical or a shape close to spherical, in the drawings attached to U.S. Pat. The type is indicated. One of them is a spherical one as shown above and is shown in FIG. 1 of the same drawing, and the other one is a non-spherical one in which the ratio of the major axis to the minor axis is about 2 to 3, and the lower section of FIG. Is shown in. The third is an irregular shape shown in the lower part of FIG. The third amorphous particle is formed from a three-dimensional network formed by linking smaller silica particles into a chain, as described in US Pat. No. 2,680,721. The fragment generated by the cutting is a result of particle growth, and when focusing on one particle, it has an elongated shape, but its elongation is not controlled to be in the same plane.

ゾル中のコロイダルシリカ粒子の形状は、そのゾルの
製造方法によって定まり、上記米国特許第2680721号発
明によると上記第1のタイプの球状のコロイダルシリカ
粒子が生成する。これに対し、米国特許第2900348号発
明の製造方法は所謂解膠法と呼ばれるものであって、こ
の方法により得られたシリカゾルのコロイダルシリカ粒
子は、上記2番目又は3番目のタイプの形状を有するも
のである。
The shape of the colloidal silica particles in the sol is determined by the method for producing the sol, and according to the above-mentioned US Pat. No. 2,680,721 the spherical colloidal silica particles of the first type are produced. On the other hand, the manufacturing method of the invention of US Pat. No. 2,900,348 is so-called peptization method, and the colloidal silica particles of silica sol obtained by this method have the above-mentioned second or third type of shape. It is a thing.

(発明が解決しようとする課題) 粒子径4〜150ミリミクロンの球状のコロイダルシリ
カからなるゾルは安定性が高く、結合剤として用いられ
ているが、この良好な分散性を与えている粒子の球形
は、場合によっては、例えば、このシリカゾル含有組成
物から形成された被膜にクラックを生じ易くさせたり、
また、このシリカゾルとセラミックファイバーを含有す
る組成物を乾燥するときにも、コロイダルシリカ粒子の
移行が起り、その乾燥物表面が粉立ち易い等の実用上の
問題を生起させる。このような問題が起ると、シリカゾ
ルに更に別の成分を加えて改良することが行われるが、
充分な改良を達成することは容易でない。
(Problems to be Solved by the Invention) A sol composed of spherical colloidal silica having a particle diameter of 4 to 150 millimicrons has high stability and is used as a binder. Spherical shape may, for example, easily cause cracks in a coating formed from the silica sol-containing composition,
Also, when the composition containing the silica sol and the ceramic fiber is dried, the colloidal silica particles are transferred, which causes practical problems such as the powdery surface of the dried product. When such a problem occurs, it is carried out by adding another component to the silica sol for improvement,
Achieving sufficient improvement is not easy.

上記通常の解膠法によって得られるシリカゾルは、そ
の安定性が充分でなく、場合によっては、保存中にシリ
カの沈澱が生じるこもある。そのコロイダルシリカ粒子
は非球状であるが、このゾルを結合剤として用いると、
上記球状のコロイダルシリカからなるシリカゾルを用い
た場合に生じる問題をやはり生じさせる。
The silica sol obtained by the usual peptization method is not sufficiently stable, and in some cases, silica precipitation may occur during storage. The colloidal silica particles are non-spherical, but when this sol is used as a binder,
The problem also occurs when using the silica sol made of the spherical colloidal silica.

本発明は、新規なる細長い形状を有するコロイダルシ
リカ粒子からなる安定なゾルを結合剤成分とする改良さ
れた性能を示す結合剤を提供しようとするものである。
The present invention seeks to provide a binder exhibiting improved performance with a stable sol comprising a novel elongated colloidal silica particle as the binder component.

(課題を解決するための手段) 本発明の結合剤は、5〜20ミリミクロンの範囲内のほ
ぼ一様な太さで一平面のみの伸長を有し、かつ、動的光
散乱法による粒子径が40〜300ミリミクロンである細長
い形状のシリカ粒子からなる安定なゾルを含有すること
を特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The binder of the present invention has a particle having a uniform thickness within a range of 5 to 20 millimicrons and extending in only one plane, and particles obtained by a dynamic light scattering method. It is characterized by containing a stable sol composed of elongated silica particles having a diameter of 40 to 300 mm.

本発明の結合剤に用いられるゾルを構成するコロイダ
ルシリカ粒子は、電子顕微鏡を用いた撮影写真によって
その形状を見ることができる。このゾル中に存在する多
数のコロイダルシリカ粒子は、形状が同一に限られては
いるが、共通して細長い形を有する。この多数のコロイ
ダルシリカ粒子は、ほぼ真直なもの、屈曲しているも
の、分枝を有するもの、環を有するものの4種類に大別
されるが、それらの分率を正確な数字で表わすことは困
難である。けれども写真によれば、屈曲しているものと
分枝を有するものの分率が最も高く、これらのタイプの
ものが大半を占める。1個の粒子に着目すると、この粒
子の一端から他端まで太さがほぼ一様である。このほぼ
一様であることは、ゾルの製造条件に由来するものであ
り、そして太さもゾルの製造条件により変り、製造の経
験則に従って定められる。一定の方法でつくられたゾル
中の多数のコロイダルシリカ粒子の太さは5〜20ミリミ
クロンの範囲内にある。しかし、一定の方法でつくられ
たゾル中の多数のコロイダルシリカ粒子の長さは一定し
ていない。けれども写真によれば、長さは太さの3倍以
上であり、通常、数倍〜数十倍の長さを有する粒子が大
半を占める。
The shape of the colloidal silica particles constituting the sol used in the binder of the present invention can be seen by a photograph taken with an electron microscope. A large number of colloidal silica particles present in this sol have an elongated shape in common, although the shape is limited to the same. Many of these colloidal silica particles are roughly classified into four types, that is, straight, bent, branched, and ring. Have difficulty. However, according to the photographs, the bent and branched ones have the highest fractions, and these types dominate. Focusing on one particle, the thickness is substantially uniform from one end to the other end of the particle. This substantially uniformity is derived from the production conditions of the sol, and the thickness also varies depending on the production conditions of the sol, and is determined according to production rules. The large number of colloidal silica particles in the sol made by a method is in the range of 5-20 millimicrons. However, the length of many colloidal silica particles in a sol made by a certain method is not constant. However, according to the photographs, the length is at least three times the thickness, and usually particles having a length of several to several tens of times occupy the majority.

本発明の結合剤に用いられるゾルを構成する上記の如
き細長い形状のコロイダルシリカ粒子は、更にもう一つ
特徴を有している。それは、この細長い伸長が同一平面
内に存するということである。屈曲していても、また、
分枝状であっても同一平面内の伸長を有するから、全て
の粒子は形状が異なっていても重ならない限り、同一平
面内に、これら粒子の太さに相当する高さで横たえるこ
とができる。このゾルのコロイダルシリカ粒子の電子顕
微鏡による撮影写真では、通常、これら細長い形状のコ
ロイダルシリカ粒子は重なっているために、1個の粒子
の一端と他端とを見定め難く、従ってその粒子の長さを
測定し難い。また、写真では、平面から垂直な方向に
も、つまり、3次元方向の粒子の伸長が存するか否かも
見定め難い。けれどもこの3次元方向の伸長が存在する
と、シリカゾルは、3次元網目構造又はそれに近い構造
の存在に特有の性質、例えば、著しく高い粘度乃至非流
動性を示し、不安定であるが、本発明の結合剤に用いら
れるゾルは安定な中粘度の液体である。従って、このゾ
ルを構成するコロイダルシリカ粒子は、3次元方向には
伸長を有しないものである。本発明の結合剤に用いられ
るゾルを構成するコロイダルシリカ粒子の形状の一特徴
である同一平面内の伸長とは、純粋に数学的に厳密な同
一平面内の伸長であるという意味ではない。むしろ、3
次元網目構造又はそれに近い構造を有するシリカゾルが
示す特性を示さないということによって意味付けられる
ものである。
The elongated colloidal silica particles constituting the sol used for the binder of the present invention have another feature. That is, this elongation is in the same plane. Even if it is bent,
Even if they are branched, they have elongation in the same plane, so all particles can lie in the same plane at a height corresponding to the thickness of these particles, as long as they do not overlap even if they have different shapes. . In the photograph of the colloidal silica particles of this sol taken by an electron microscope, it is usually difficult to distinguish one end and the other end of one particle because these elongated colloidal silica particles are overlapped, and therefore the length of the particle is small. Is difficult to measure. Further, in the photograph, it is difficult to determine whether or not the particles extend in the direction perpendicular to the plane, that is, in the three-dimensional direction. However, in the presence of this extension in the three-dimensional direction, the silica sol exhibits the properties peculiar to the presence of the three-dimensional network structure or a structure close to it, such as a remarkably high viscosity to non-fluidity, and is unstable, but The sol used as the binder is a stable medium viscosity liquid. Therefore, the colloidal silica particles constituting this sol have no elongation in the three-dimensional direction. The in-plane elongation, which is one of the features of the shape of the colloidal silica particles constituting the sol used in the binder of the present invention, does not mean that the elongation is purely mathematically exact. Rather three
This is meant by the fact that the silica sol having a dimensional network structure or a structure close to it does not exhibit the characteristics.

このような本発明の結合剤に用いられるゾルを構成す
るコロイダルシリカ粒子の大きさは、これを写真から推
定される長さで表わすことは適切でなく、長さに対応す
る粒子の大きさとして測定できる動的光散乱法による測
定値で表わすのが適切である。この動的光散乱法による
測定値で表わすと、本発明の結合剤に用いられるゾルを
構成するコロイダルシリカ粒子の大きさは、40〜300ミ
リミクロンである。
The size of the colloidal silica particles constituting the sol used for the binder of the present invention is not appropriate to represent it by the length estimated from the photograph, and the size of the particles corresponding to the length is used. It is appropriate to represent the measured value by the dynamic light scattering method that can be measured. When expressed by the value measured by this dynamic light scattering method, the size of the colloidal silica particles constituting the sol used in the binder of the present invention is 40 to 300 millimicrons.

本発明の結合剤の用いられるシリカゾルは、通常、30
重量%以下、好ましくは5〜30重量%のSiO2を含有す
る。このゾルの粘度は、ゾル中のSiO2の含有率が高い程
高い値となるが、上記SiO230重量%以下では、室温で数
cp〜500cp程度である。そしてこのゾルは、安定性が極
めて高く、保存中にシリカの沈澱が生ずることも、増粘
が起ることもない。更にこのゾルは、媒体が水、有機溶
媒、水溶性有機溶媒と水との溶液のいずれであってもよ
い。
The silica sol used in the binder of the present invention is usually 30
It contains not more than wt%, preferably 5 to 30 wt% SiO 2 . The viscosity of the sol, but the higher value is high SiO 2 content ratio in the sol, in the SiO 2 30 wt% or less, the number of RT
It is about cp to 500 cp. The sol is extremely stable and does not precipitate or thicken during storage. Further, in this sol, the medium may be any of water, an organic solvent, and a solution of water-soluble organic solvent and water.

媒体が水である水性のシリカゾルとしては酸性のも
の、アルカリ性のもののいずれも本発明の結合剤として
用い得る。また、媒体が有機溶媒であるオルガノゾル
は、水性のシリカゾルの水を、通常の方法、例えば蒸留
置換法等によって有機溶媒で置換することにより容易に
得られ、このオルガノゾルも本発明の結合剤に用いられ
る。このオルガノシリカゾルの媒体である有機溶媒とし
ては、このコロイダルシリカ粒子の活性を阻害しないよ
うな通常のものでよく、例えば、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類、
エチレングリコール等多価アルコール類、ジメチルエー
テル、エチレングリコールのモノメチルエーテル等エー
テル類、トルエン、キシレン等炭化水素溶媒、ジメチル
アセトアミド、ジメチルホルムアミド、その他等が挙げ
られる。上記水性のゾル及びオルガノゾルのいずれも、
そのコロイダルシリカ粒子表面に存在するシラノール基
によって活性であり、媒体の除去につれて終局的に不可
逆的にゲルに変わる。
As the aqueous silica sol whose medium is water, both acidic ones and alkaline ones can be used as the binder of the present invention. Further, the organosol whose medium is an organic solvent is easily obtained by substituting the water of an aqueous silica sol with an organic solvent by a conventional method, for example, a distillation substitution method, and this organosol is also used for the binder of the present invention. To be The organic solvent that is a medium of the organosilica sol may be a usual one that does not inhibit the activity of the colloidal silica particles, for example, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol and butanol,
Examples thereof include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, dimethyl ether, ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, dimethylacetamide, dimethylformamide, and the like. Both the above-mentioned aqueous sol and organosol,
It is active due to the silanol groups present on the surface of the colloidal silica particles and eventually irreversibly turns into a gel as the medium is removed.

本発明の結合剤に用いられるシリカゾルは、下記
(a),(b)及び(c)の各工程、 (a) SiO2として2〜6重量%を含有する活性珪酸の
コロイド水溶液に、水溶性のカルシウム塩、マグネシウ
ム塩又はこれらの混合物を含有する水溶液を、上記活性
珪酸のSiO2に対してCaO、MgO又はこの両者として重量比
1500〜8500ppmとなる量加えて混合する工程、 (b) (a)工程により得られた水溶液に、アルカリ
金属水酸化物、有機塩基又はそれらの珪酸塩をSiO2/M2O
(但し、SiO2は上記活性珪酸に由来するシリカ分と上記
珪酸塩のシリカ分の合量を、そしてMは上記アルカリ金
属原子又は有機塩基の分子を表わす。)モル比として20
〜200となるように加えて混合する工程、及び (c) (b)工程によって得られた混合物を60〜150
℃で0.5〜40時間加熱する工程 を包含することを特徴とする方法によって、SiO2/M2O
(但し、Mはアルカリ金属原子又は含窒素有機塩基化合
物の分子を表わす。)モル比として20〜200程度のアル
カリにより安定化されたアルカリ性の水性シリカゾルと
して製造される。そして更にこのゾルから過剰の陰イオ
ンを除くことにより安定なゾルが得られ、濃縮すれば高
濃度のゾルが得られる。更にこれを陽イオン交換処理す
れば、酸性の水性シリカゾルが得られ、これに別のアル
カリを加えることにより上記とは別のアルカリ性の水性
シリカゾルを得ることもできる。また、これら酸性の水
性ゾルから、陽に帯電したコロイダルシリカ粒子からな
る水性ゾルを、通常の方法により得ることができる。
The silica sol used for the binder of the present invention is water-soluble in the following steps (a), (b) and (c), and (a) in a colloidal aqueous solution of activated silicic acid containing 2 to 6% by weight as SiO 2 . An aqueous solution containing a calcium salt, a magnesium salt or a mixture thereof is used as CaO, MgO or both in a weight ratio to SiO 2 of the above active silicic acid.
A step of adding and mixing 1500 to 8500 ppm, (b) an alkali metal hydroxide, an organic base or a silicate thereof is added to the aqueous solution obtained by the step (a) SiO 2 / M 2 O
(However, SiO 2 represents the total amount of the silica component derived from the active silicic acid and the silica component of the silicate, and M represents the alkali metal atom or organic base molecule.) Molar ratio
And (c) adding the mixture obtained in the step (b) to 60-150.
SiO 2 / M 2 O by a method characterized by including the step of heating for 0.5 to 40 hours at ℃.
(However, M represents an alkali metal atom or a molecule of a nitrogen-containing organic base compound.) It is produced as an alkaline aqueous silica sol which is stabilized by an alkali having a molar ratio of about 20 to 200. A stable sol can be obtained by further removing excess anions from this sol, and a high-concentration sol can be obtained by concentrating. Further, if this is subjected to a cation exchange treatment, an acidic aqueous silica sol can be obtained, and an alkaline aqueous silica sol other than the above can be obtained by adding another alkali to this. From these acidic aqueous sols, aqueous sols comprising positively charged colloidal silica particles can be obtained by a usual method.

本発明の結合剤としては、上記新規なるシリカゾル単
独の他、従来から知られているバインダー、その他任意
の併用成分を含有することができる。
As the binder of the present invention, in addition to the above-mentioned new silica sol alone, a conventionally known binder and other optional concomitant components can be contained.

併用される従来のバインダーの例としては、前記球形
のコロイダルシリカからなるゾル及び所謂解膠法によっ
て得られる前記非球形のシリカゾル、アルカリ金属シリ
ケート、アルキリシリケート加水分解液、アルミナゾ
ル、その他金属酸化物ゾル等が挙げられる。上記新規な
シリカゾルに併用して本発明の結合剤に含有される他の
成分の例としては、従来からシリカゾルに混用されてい
る水溶性樹脂及びその水溶液、樹脂エマルジョン、増粘
剤、消泡剤、界面活性剤、耐火物粉末、無機繊維粉末、
金属粉末、ベントナイト、顔料、カップリング剤等が挙
げられる。
Examples of conventional binders used in combination include a sol composed of the spherical colloidal silica and the non-spherical silica sol obtained by a so-called peptization method, an alkali metal silicate, an alkyl silicate hydrolyzed liquid, an alumina sol, and other metal oxides. Examples include sol and the like. Examples of other components contained in the binder of the present invention in combination with the above novel silica sol include water-soluble resins and their aqueous solutions, resin emulsions, thickeners and defoaming agents which have been conventionally mixed in silica sol. , Surfactant, refractory powder, inorganic fiber powder,
Examples include metal powder, bentonite, pigments, coupling agents and the like.

本発明の結合剤は種々の用途に使用される。例えば、
金属を鋳造するのに用いられる鋳型成形用のバインダ
ー、耐火物成形用バインダー、触媒担体用バインダー、
吸着剤用バインダー、ガラス繊維、セラミック繊維等の
成形体又はマット、シート等をつくるのに用いられるバ
インダー、無機塗料、耐熱塗料、防食塗料、無機−有機
複合塗料等のバインダー、無機接着剤、耐熱接着剤、無
機−有機複合接着剤等のバインダー等として用いられ
る。これら塗料、接着剤等は種々の基材、例えば、ガラ
ス、セラミック、金属、プラスチックス、木材、繊維、
紙等の表面に適用することができる。本発明の結合剤
は、繊維、繊維製品、紙、木材等の処理剤として、或い
はコンクリート、モルタル、セメント、石膏、粘土等の
多孔質硬化体の表面から含浸処理を施すための表面処理
剤として、或いは更に鋳物の封孔処理剤等としても用い
ることができる。
The binder of the present invention has a variety of uses. For example,
Binder for molding used for casting metal, binder for refractory molding, binder for catalyst carrier,
Binders for adsorbents, binders used for making molded bodies or mats of glass fibers, ceramic fibers, sheets, etc., inorganic paints, heat resistant paints, anticorrosion paints, binders for inorganic-organic composite paints, inorganic adhesives, heat resistant It is used as a binder for adhesives, inorganic-organic composite adhesives, and the like. These paints, adhesives and the like are used for various base materials such as glass, ceramics, metals, plastics, wood, fibers,
It can be applied to the surface of paper or the like. The binder of the present invention is used as a treatment agent for fibers, textile products, paper, wood, etc., or as a surface treatment agent for performing impregnation treatment from the surface of a porous hardened body such as concrete, mortar, cement, gypsum, and clay. Alternatively, it can also be used as a sealing agent for castings.

(作 用) 本発明の結合剤は、これに含有されたシリカゾルに由
来するコロイダルシリカ粒子を含有する。このコロイダ
ルシリカ粒子はその表面に活性なシラノール基を有する
から、本発明の結合剤は、例えば乾燥等により結合剤か
ら水、有機溶媒等が除かれると、終局的にゲルに変る。
また、前記の如き種々の固体表面に対しても、そのコロ
イダルシリカ粒子表面の活性によって、この粒子は付
着、吸着或いは化学結合する。本発明の結合剤が含有す
るコロイダルシリカ粒子は、前記の如き一平面内のみに
伸長を有する細長い形状の粒子である。そしてその太さ
が5〜20ミリミクロンの範囲内にあってほぼ一様であ
り、その長さに対応する動的光散乱法による粒子径が40
〜300ミリミクロンである。本発明の結合剤の新規な性
能或いは改良された性能は、このコロイダルシリカ粒子
の特殊な形状によるものである。
(Operation) The binder of the present invention contains colloidal silica particles derived from the silica sol contained therein. Since the colloidal silica particles have an active silanol group on the surface thereof, the binder of the present invention finally changes into a gel when water, an organic solvent, etc. are removed from the binder by, for example, drying.
In addition, the particles are attached, adsorbed or chemically bonded to various solid surfaces as described above depending on the activity of the surface of the colloidal silica particles. The colloidal silica particles contained in the binder of the present invention are elongated particles having an extension only in one plane as described above. The diameter is in the range of 5 to 20 millimicrons and is almost uniform, and the particle diameter by dynamic light scattering method corresponding to the length is 40
~ 300 millimicrons. The novel or improved performance of the binder of the present invention is due to the special shape of the colloidal silica particles.

例えば、本発明の結合剤を加えたガラス繊維フェル
ト、セラミック繊維フェルト等の乾燥においては、その
溶媒の蒸発に伴なって起る繊維表面上での溶媒の流動の
際、上記細長い形状によってこのコロイダルシリカ粒子
は溶媒と一緒になって移動することが困難となり、繊維
表面上に殆ど固定され、この固定されたコロイダルシリ
カ粒子が更に別の細長い形状のコロイダルシリカ粒子を
捕捉することによって、フェルト内部に当初に存在した
コロイダルシリカはフェルト内部でゲルを形成するに至
り、フェルト内部の繊維の結合性を向上させ、乾燥フェ
ルト表面の粉立ちが減少する結果をもたらすものと考え
られる。本発明の結合剤は、前記の如く種々の用途に用
いられるが、いずれにおいても、ガラス、セラミック、
セメント質硬化体、石膏硬化体、粘土硬化体、金属、プ
ラスチック、木材、天然又は合成繊維、紙等の基材表面
に接触し、そして乾燥に伴ってゲルの生成が起るが、上
記と同等にこれら基材表面での、或いは基材表面間での
当初に存在したコロイダルシリカ粒子の非移動性によっ
て一様なゲルの生成をもたらし、これによってやはり結
合性が向上するものと考えられる。
For example, in the drying of the glass fiber felt, the ceramic fiber felt, etc. to which the binder of the present invention is added, when the solvent flows on the fiber surface accompanied by the evaporation of the solvent, the colloidal shape is caused by the elongated shape. The silica particles become difficult to move together with the solvent, and are almost fixed on the fiber surface, and the fixed colloidal silica particles capture another elongated colloidal silica particle, so that the inside of the felt is It is considered that the initially existing colloidal silica leads to the formation of a gel inside the felt, improves the bondability of the fibers inside the felt, and results in a decrease in dusting on the surface of the dried felt. The binder of the present invention is used in various applications as described above, but in any case, glass, ceramic,
Although it comes into contact with the surface of base materials such as hardened cementum, hardened gypsum, hardened clay, metal, plastic, wood, natural or synthetic fibers, and paper, and gelation occurs with drying, it is equivalent to the above In addition, it is considered that the non-mobility of the colloidal silica particles originally present on the surface of these base materials or between the surfaces of the base materials causes uniform gel formation, which also improves the binding property.

更に、本発明の結合剤を含有する塗料から形成された
乾燥塗膜の良好な柔軟性は、塗料中の上記細長い形状の
コロイダルシリカ粒子が合体してゲルを形成する際、形
状粒子の合体に比べ層状構造の形成が起り易いことによ
るものと考えられる。この柔軟性は、塗膜に生じた応力
を緩和して塗膜に耐クラック性を与える。また、塗膜の
高度平滑性についても、一平面内のみの伸長を有するコ
ロイダルシリカ粒子は、合体の階層構造の形成が容易と
なるため、生じたゲルの平滑性が高まるものと考えられ
る。
Furthermore, the good flexibility of dry coatings formed from paints containing the binder of the invention is due to the coalescence of the shaped particles when the elongated colloidal silica particles in the paint coalesce to form a gel. It is considered that this is because the formation of the layered structure is more likely to occur. This flexibility relaxes the stress generated in the coating film and imparts crack resistance to the coating film. Regarding the high smoothness of the coating film, it is considered that the colloidal silica particles having elongation only in one plane facilitate the formation of a hierarchical structure of coalescence, so that the smoothness of the resulting gel is enhanced.

コロイダルシリカ粒子が一平面内のみの伸長を有して
いても、その粒子径が動的光散乱法の測定値として300
ミリミクロンより大であると、そのような粒子からなる
シリカゾルは保存中にシリカの沈澱が生じ易く好ましく
ない。反対に上記測定値として40ミリミクロン以下の粒
子径では、上記細長い形状に基づく作用効果に乏しくな
る。このコロイダルシリカ粒子の太さが5ミリミクロン
以下である安定なゾル及び20ミリミクロン以上である安
定なゾルのいずれも製造し難く、安定なゾルとしては太
さが5〜20ミリミクロンであるコロイダルシリカからな
るゾルが好ましい。
Even if the colloidal silica particles have elongation only in one plane, their particle size is 300 as a measured value by the dynamic light scattering method.
When it is larger than millimicron, silica sol composed of such particles is not preferable because silica precipitation easily occurs during storage. On the other hand, when the particle size is 40 mm or less as the measured value, the effect due to the elongated shape becomes poor. It is difficult to produce both a stable sol in which the colloidal silica particles have a thickness of 5 millimicrons or less and a stable sol in which the colloidal silica particles have a diameter of 20 millimicrons or more, and a colloidal having a thickness of 5 to 20 millimicrons as a stable sol. Sols consisting of silica are preferred.

上記本発明に用いられる細長い形状のコロイダルシリ
カ粒子からなるゾルと従来の球状又は球状に近い形状の
コロイダルシリカ粒子からなるゾルとを混合して結合剤
として用いると、これらの協働作用によって用途によっ
ては更に好ましい結合剤が得られる。
When a sol composed of colloidal silica particles having an elongated shape used in the present invention and a sol composed of colloidal silica particles having a conventional spherical shape or a shape close to a spherical shape are mixed as a binder and used as a binder, depending on the use of these materials, depending on the application. Gives a more preferred binder.

(実施例) 実施例1 市販のJIS3号ナトリウム水ガラス(SiO2/Na2Oモル比
3.22、SiO2含有率28.5重量%)に水を加えて、SiO2濃度
3.6重量%の珪酸ナトリウム水溶液を得た。別途用意さ
れた商品名アンバーライト120Bの陽イオン交換樹脂充填
のカラムに、上記珪酸ナトリウム水溶液を通すことによ
り、SiO2濃度3.56重量%、pH2.81、電導度731μS/cmの
活性珪酸のコロイド水溶液を得た。この液には、Al2O3
とFe2O3が合計75ppm残留していた。
EXAMPLES Example 1 Commercially available JIS3 No. sodium water glass (SiO 2 / Na 2 O molar ratio
3.22, by adding water to the SiO 2 content of 28.5 wt%), SiO 2 concentration
A 3.6% by weight aqueous solution of sodium silicate was obtained. A column of cation exchange resin packed separately-prepared Amberlite 120B, by passing the aqueous solution of sodium silicate, SiO 2 concentration of 3.56 wt%, pH2.81, aqueous colloidal solution of active silicic acid in the conductivity of 731μS / cm I got This solution contains Al 2 O 3
And 75 ppm of Fe 2 O 3 in total.

上記活性珪酸のコロイド水溶液2000gをガラス製容器
に投入し、次いで10重量%の塩化カルシウム水溶液8.0g
を撹拌下に室温で添加し、30分の後更に10重量%の水酸
化ナトリウム水溶液12.0gを撹拌下に室温で添加した。
得られた混合液は、pH7.6を示し、SiO2/Na2Oモル比80で
ある。
2000 g of the aqueous colloidal solution of active silicic acid was placed in a glass container, and then 8.0 g of a 10 wt% calcium chloride aqueous solution was added.
Was added at room temperature with stirring, and after 30 minutes, 12.0 g of a 10 wt% sodium hydroxide aqueous solution was further added at room temperature with stirring.
The resulting mixture has a pH of 7.6 and an SiO 2 / Na 2 O molar ratio of 80.

次いで、上記混合液をステンレス製オートクレーブに
仕込み、130℃で撹拌下6時間加熱した後冷却して内容
物を取り出した。得られた液はシリカゾルであり、SiO2
3.52重量%を含有し、SiO2/Na2O滴定法モル比101及びpH
9.64であり、CaOはSiO2に対し重量比5400ppm含まれ、遊
離のカルシウムイオンは検出されなかった。
Then, the mixed solution was charged into a stainless steel autoclave, heated at 130 ° C. for 6 hours with stirring, and then cooled to take out the content. The resulting liquid is a silica sol, SiO 2
Containing 3.52 wt%, SiO 2 / Na 2 O titration molar ratio 101 and pH
It was 9.64, and CaO was contained at 5400 ppm by weight with respect to SiO 2 , and free calcium ions were not detected.

次いで、上記シリカゾルを限外濾過装置により濃縮し
たところ、SiO2濃度21重量%の濃縮シリカゾル(A)が
得られた。この濃縮ゾルは、分析の結果溶解又は遊離の
カルシウムイオンを含まず、比重1.136、pH9.24、粘度1
24cp(20℃)、SiO2/Na2O滴定法モル比126、CaO含有率
0.113重量%、塩素イオン含有率0.019重量%、硫酸イオ
ン含有率0.0020重量%、電導度2080μS/cmであった。こ
のゾル(A)のコロイダルシリカ粒子は、電子顕微鏡写
真から観察すると、細長い粒子であり、太さは12ミリミ
クロンであった。そしてこのゾル(A)は、動的光散乱
法によるコロイダルシリカ粒子径が84.6ミリミクロンで
あった。また、BET法から算出するとこのコロイダルシ
リカ粒子径は12ミリミクロンであった。
Next, when the silica sol was concentrated by an ultrafiltration device, a concentrated silica sol (A) having a SiO 2 concentration of 21% by weight was obtained. This concentrated sol does not contain dissolved or free calcium ions as a result of analysis, and has a specific gravity of 1.136, pH 9.24, and a viscosity of 1
24cp (20 ℃), SiO 2 / Na 2 O titration molar ratio 126, CaO content
The content was 0.113% by weight, the chloride ion content was 0.019% by weight, the sulfate ion content was 0.0020% by weight, and the electrical conductivity was 2080 μS / cm. The colloidal silica particles of this sol (A) were elongated particles and had a thickness of 12 millimicrons when observed from an electron micrograph. The sol (A) had a colloidal silica particle diameter of 84.6 mm as measured by the dynamic light scattering method. Further, the colloidal silica particle size calculated from the BET method was 12 mm.

この濃縮シリカゾル(A)を密閉下60℃で保存したと
ころ、1ケ月後にも変質が認められなかった。
When this concentrated silica sol (A) was stored at 60 ° C. in a sealed state, no alteration was observed even after 1 month.

このゾルをガラス板上に塗布し、乾燥したところ、従
来のゾルを用いた場合よりも良好な被膜が形成された。
この被膜は水に接触しても、水に溶解しなかった。
When this sol was applied to a glass plate and dried, a better film was formed than when a conventional sol was used.
This coating did not dissolve in water when contacted with water.

更に別に、上記オートクレーブ中での加熱温度及び時
間を変えた他は上記製造法と同様にして濃縮水性シリカ
ゾル(E)及び(F)を得た。この水性ゾル(E)はコ
ロイダルシリカの太さが10mμ、動的光散乱法粒子径150
mμ、SiO2濃度15重量%であり、水性ゾル(F)はコロ
イダルシリカの太さが9mμ、動的光散乱法粒子径250m
μ、SiO2濃度8重量%であった。
Separately, concentrated aqueous silica sols (E) and (F) were obtained in the same manner as in the above production method except that the heating temperature and time in the autoclave were changed. This aqueous sol (E) has a colloidal silica thickness of 10 mμ and a dynamic light scattering particle size of 150.
mμ, SiO 2 concentration 15% by weight, aqueous sol (F) colloidal silica thickness 9 mμ, dynamic light scattering particle size 250 m
μ, SiO 2 concentration was 8% by weight.

実施例2 実施例1で得られたシリカ濃度21.0重量%のシリカゾ
ル(A)を純水でシリカ濃度16重量%に希釈し、陽イオ
ン交換樹脂を充填したカラムを通してシリカ濃度15.7重
量%の酸性シリカゾル(B)を得た。
Example 2 The silica sol (A) having a silica concentration of 21.0% by weight obtained in Example 1 was diluted with pure water to a silica concentration of 16% by weight and passed through a column packed with a cation exchange resin to obtain an acidic silica sol having a silica concentration of 15.7% by weight. (B) was obtained.

得られたゾル(B)は比重1.092、pH2.20、粘度13c
p、SiO215.7重量%、Na2O190ppm、CaO185ppm、Cl144pp
m、SO216ppm、電導度3,030μS/cm、B.E.T.法粒子径12.0
mμ、動的光散乱法粒子径84.6mμであった。このゾル
(B)は室温3ケ月以上安定であった。
The obtained sol (B) has a specific gravity of 1.092, pH of 2.20 and viscosity of 13c.
p, SiO 2 15.7% by weight, Na 2 O 190ppm, CaO 185ppm, Cl 144pp
m, SO 2 16 ppm, conductivity 3,030 μS / cm, BET method particle size 12.0
The particle size was mμ and the particle size was 84.6 mμ by the dynamic light scattering method. This sol (B) was stable at room temperature for 3 months or more.

実施例3 実施例2で得られた酸性シリカゾル(B)800gを回転
式減圧濃縮器に採り、この器内を真空度650〜720Torr、
液温20〜40℃に保ちながら、これに無水メタノール12,0
20gを14時間かけて加えると共に水を共沸除去すること
によりゾル中の水分をメタノールで置換した。
Example 3 800 g of the acidic silica sol (B) obtained in Example 2 was placed in a rotary vacuum concentrator, and the inside of this device had a vacuum degree of 650 to 720 Torr.
While maintaining the liquid temperature at 20-40 ℃, add anhydrous methanol 12,0
The water in the sol was replaced with methanol by adding 20 g over 14 hours and azeotropically removing water.

得られたメタノールシリカゾル(C)は比重0.876、
粘度14.5cpであり、SiO2含有率14.3重量%、H2O含有率
1.0重量%であった。このゾル(C)は室温3ケ月以上
安定であった。
The obtained methanol silica sol (C) has a specific gravity of 0.876,
Viscosity 14.5cp, SiO 2 content 14.3% by weight, H 2 O content
1.0% by weight. This sol (C) was stable at room temperature for 3 months or more.

実施例4 実施例2で得られた酸性シリカゾル(B)を更に陰イ
オン交換樹脂で処理した後蒸留置換法により分散媒の水
をエチルセロソルブで置換することにより、エチルセロ
ソルブシリカゾル(D)を得た。このゾル(D)は、比
重1.025、粘度28c.p.、SiO215.2重量%及び水分0.3重量
%であった。
Example 4 The acidic silica sol (B) obtained in Example 2 was further treated with an anion exchange resin, and then water in the dispersion medium was replaced with ethyl cellosolve by a distillation displacement method to obtain ethyl cellosolve silica sol (D). It was This sol (D) had a specific gravity of 1.025, a viscosity of 28 c.p., 15.2% by weight of SiO 2 and 0.3% by weight of water.

実施例5 実施例1で得られた水性シリカゾル(A)100gと、球
状の水性シリカゾル(比重1.144、pH9.69、粘度4.3c.
p.、SiO221.9重量%、SiO2/Na2O滴定法モル比126、電導
度2140μS/cm、BET法粒子径11.0mμ、動的光散乱法粒子
径26.8mμ)100gとを混合し、得られた混合物ゾルを密
閉下室温に放置したが6ケ月以上安定であった。
Example 5 100 g of the aqueous silica sol (A) obtained in Example 1 and a spherical aqueous silica sol (specific gravity 1.144, pH 9.69, viscosity 4.3 c.
p., SiO 2 21.9% by weight, SiO 2 / Na 2 O titration molar ratio 126, conductivity 2140 μS / cm, BET method particle size 11.0 mμ, dynamic light scattering method particle size 26.8 mμ) 100 g, and The obtained mixture sol was left at room temperature in a sealed state, but was stable for 6 months or more.

上記混合物ゾルは、水性シリカゾル(A)を50重量%
含有するが、この他に、上記水性シリカゾル(A)を30
重量%含有する混合物ゾル及び70重量%含有する混合物
ゾルの場合にも、上記同様密閉下室温で6ケ月以上安定
であり、従来のゾルとこの細長い形状のシリカゾルとは
任意の割合に混合して使用できることを示している。
The mixture sol contains 50% by weight of the aqueous silica sol (A).
In addition to this, the above-mentioned aqueous silica sol (A) is contained in addition to 30
Also in the case of the mixed sol containing 70% by weight and the mixed sol containing 70% by weight, it is stable for 6 months or more at room temperature under the same sealed condition as above, and the conventional sol and this elongated silica sol are mixed at an arbitrary ratio. Indicates that it can be used.

実施例6 この実施例は、実施例1で得られた水性シリカゾル
(A)をバインダーとして鋳型をつくった例である。
Example 6 This example is an example in which a template was prepared using the aqueous silica sol (A) obtained in Example 1 as a binder.

上記シリカゾル(A)1000重量部にジルコンフラワー
(#350)2900重量部と界面活性剤2重量部と消泡剤1
重量部を混合して初層用スラリーを作成した。このスラ
リーにワックス模型を浸漬してコーティングを施し、こ
れにジルコンサンド(#80)をサンディングした後乾燥
させ第1層を形成させた。次いで上記シリカゾル1000重
量部に対してジルコンフラワー(#200)3450重量部と
界面活性剤2重量部と消泡剤1重量部を混合して得たバ
ックアップ用スラリーに浸漬して2度目のコーティング
を施し、次いで粒径0.3〜0.7mmのハイアルミナサンドで
サンディングして乾燥させることにより第2層を形成さ
せた。その後は同様の方法で第3〜6層を順次積層させ
た。その後ワックス模型をオートクレーブ中加熱により
除去し、更に1000℃1時間焼成してシェル鋳型を造型し
た。上記得られた乾燥後のシェル及び焼成後のシェル
は、ともにクラックの発生は認められず、肌荒れなどの
異常もなかった。シェルの抗折強度は生型で56kg/cm2
焼成型で98kg/cm2であり、そして繰り返しテストの結果
再現性も良好であった。得られた焼成鋳型に注湯を行な
ったところ良好な鋳型製品が得られた。
1000 parts by weight of the above silica sol (A), 2900 parts by weight of zircon flour (# 350), 2 parts by weight of surfactant and 1 antifoaming agent
By mixing the parts by weight, a slurry for the first layer was prepared. A wax model was dipped in this slurry for coating, and zircon sand (# 80) was sanded and dried to form a first layer. Next, 3450 parts by weight of zircon flour (# 200), 2 parts by weight of a surfactant and 1 part by weight of an antifoaming agent were mixed with 1000 parts by weight of the above-mentioned silica sol, and the resulting slurry was dipped in a backup slurry to obtain a second coating. Then, the second layer was formed by sanding with high alumina sand having a particle size of 0.3 to 0.7 mm and drying. After that, the third to sixth layers were sequentially laminated by the same method. After that, the wax model was removed by heating in an autoclave and further baked at 1000 ° C. for 1 hour to form a shell mold. No crack was observed in the dried shell and the baked shell obtained above, and there were no abnormalities such as rough skin. The bending strength of the shell is 56 kg / cm 2 in the raw form,
The firing type was 98 kg / cm 2 , and the repeatability as a result of repeated tests was also good. When the obtained baking mold was poured with molten metal, a good mold product was obtained.

比較例1 上記シリカゾル(A)の代わりに市販の球状シリカゾ
ル(比重1.210、pH9.95、粘度3.5c.p.、SiO230.2重量
%、BET法粒子径12.5mμ、動的光散乱法粒子径23mμ)
を用いた以外は実施例6と同じ方法でスラリーを作成
し、シェル鋳型を作成した。得られた乾燥後のシェル、
焼成後のシェルのいずれにも小さなクラックの発生が認
められた。生型及び焼成型の抗折強度はそれぞれ48kg/c
m2、89kg/cm2であったが、繰り返しテストの結果強度は
かなり変動した。又、得られた鋳造製品には肌不良、割
れなどの不良が発生した。
Comparative Example 1 Instead of the above silica sol (A), a commercially available spherical silica sol (specific gravity 1.210, pH 9.95, viscosity 3.5 cp, SiO 2 30.2% by weight, BET method particle size 12.5 mμ, dynamic light scattering method particle size 23 mμ)
A slurry was prepared in the same manner as in Example 6 except that was used to prepare a shell mold. The resulting dried shell,
Generation of small cracks was observed in all of the shells after firing. The bending strength of the green type and the fired type is 48 kg / c each.
Although it was m 2 and 89 kg / cm 2 , the strength of the results of repeated tests varied considerably. Further, the obtained cast product had defects such as skin defects and cracks.

実施例7 この例は、本発明の結合剤を含有する無機接着剤の例
である。
Example 7 This example is an example of an inorganic adhesive containing the binder of the present invention.

上記水性シリカゾル(A)500gに325メッシュパス電
融アルミナ粉末100gと200〜250メッシュに90%入る電融
アルミナ粉末1500gを万能ミキサーで30分混合し、本発
明の結合剤を含有する無機接着剤を調製した。この接着
剤は4300c.p.の粘度有していた。この接着剤を竹下エン
ジニアリング(株)製の自動デスペンサーで小型ハロゲ
ンランプのセラミックス座具と石英ガラス管球の間隙に
充填した所、接着剤が座具の底から流れ出ることなく、
又、一箇所からの充填でも接着部全面に流動して廻り込
み、量産自動化用接着剤として極めて適することを認め
た。このランプは90℃30分乾燥後650℃で2時間加熱し
ても何ら接着に異常は認められなかった。
The above-mentioned aqueous silica sol (A) (500 g) is mixed with 100 g of 325-mesh pass fused alumina powder and 1500 g of fused alumina powder containing 90% of 200-250 mesh in a universal mixer for 30 minutes, and an inorganic adhesive containing the binder of the present invention. Was prepared. This adhesive had a viscosity of 4300 c.p. When this adhesive was filled in the gap between the ceramic seat of the small halogen lamp and the quartz glass tube with an automatic dispenser made by Takeshita Engineering Co., Ltd., the adhesive did not flow out from the bottom of the seat,
Moreover, it was confirmed that even if the filling was done from one place, it flowed all over the adhesive part and spilled around, and was extremely suitable as an adhesive for mass production automation. This lamp was dried at 90 ° C. for 30 minutes and then heated at 650 ° C. for 2 hours, and no abnormality was found in adhesion.

比較例2 SiO220重量%、BET法粒子径28mμの球状粒子からなる
水性シリカゾル500gに前記と同一の電融アルミナを同量
添加し万能ミキサーで30分混合し無機接着剤を調製し
た。この接着剤は3900c.p.の粘度を有していた。この接
着剤を前記と同様にして小型ハロゲンランプのセラミッ
クス座具と石英ガラス管球のすきまに充填した所、底か
ら少し流れ出し、この用途に適さない事を認めた。この
接着剤に更に325メッシュパス電融アルミナ粉末55gを加
え15分混練し、4320c.p.の粘度の無機接着剤を調製し
た。実施例7と同様にしてこの接着剤を前記デスペンサ
ーで一箇所から充填したが、この接着剤は全体に廻り込
むことが出来ず、この様な用途に適さない事を認めた。
本発明の結合剤で調製した無機接着剤は細長い粒形によ
り、チクソトロピーな物性を附与する為、良い結果が得
られた。
Comparative Example 2 An inorganic adhesive was prepared by adding the same amount of the same fused alumina as described above to 500 g of an aqueous silica sol composed of spherical particles having a SiO 2 content of 20% by weight and a BET method particle size of 28 mμ, and mixing with a universal mixer for 30 minutes. This adhesive had a viscosity of 3900 c.p. When this adhesive was filled in the clearance between the ceramic seat of the small halogen lamp and the quartz glass tube in the same manner as described above, it flowed out a little from the bottom, and it was confirmed that it was not suitable for this application. To this adhesive was further added 55 g of 325 mesh pass fused alumina powder and kneaded for 15 minutes to prepare an inorganic adhesive having a viscosity of 4320 c.p. This adhesive was filled with the above-mentioned dispenser from one place in the same manner as in Example 7, but it was found that this adhesive could not wrap around the whole and was not suitable for such an application.
Good results were obtained because the inorganic adhesive prepared with the binder of the present invention imparted thixotropic physical properties due to its elongated grain shape.

実施例8 上記水性シリカゾル(E)1800gをオムニミキサーに
加え、これにチタン酸カリ繊維500gとアルミノシリケー
ト繊維バルク300gを更に加え10分混練後、更に混練下、
10%硫酸礬土水溶液120gを加え更に5分混練し、スラリ
ーを調製し、吸引濾過法で金属メッシュ上に約4m/m厚の
湿潤状態のボードを作成し、70℃で3時間乾燥し耐熱性
無機繊維ボードを作成した。
Example 8 1800 g of the above aqueous silica sol (E) was added to an omni mixer, 500 g of potassium titanate fiber and 300 g of aluminosilicate fiber bulk were further added thereto, and after kneading for 10 minutes, further kneading,
120g of 10% sulphate solution was added and kneaded for 5 minutes to prepare a slurry, and a suction filter was used to make a board of about 4m / m thickness in a wet state on a metal mesh, which was then dried at 70 ° C for 3 hours to withstand heat. A porous inorganic fiber board was prepared.

このボードはスラリー調製時、礬土による強力な凝集
効果により相互に良く繊維とのからみ合いに沈着し、JI
S A5424の曲げ強度で52kg/cm2であった。
During board preparation, this board is strongly entangled with the fibers due to the strong cohesive effect of mulberry soil,
The bending strength of S A5424 was 52 kg / cm 2 .

比較例3 細長い形状のシリカゾルの代りに、比較例2に使用し
たシリカゾル1800gを用いた他は実施例8と同様にして
ボードを作成し、強度を測定したところ、38kg/cm2であ
り、実施例8で得られたボードの強度よりも約20%低
い。
Comparative Example 3 A board was prepared in the same manner as in Example 8 except that the silica sol used in Comparative Example 2 was replaced by 1800 g of the silica sol used in Comparative Example 2, and the strength was measured to be 38 kg / cm 2. It is about 20% lower than the strength of the board obtained in Example 8.

実施例9 実施例6に用いられたシリカゾル(A)150gに水50g
と短繊維綿状シリカアルミナセラミックス繊維15gを加
え均一に混合した後、この混合物を直径6cmのロートに
移し、余剰液をプレス下で濾別した。得られた含水成形
水をロートから取り出し、150℃で熱風乾燥することに
より厚さ2cmの板状無機繊維成形体を得た。この成形体
をカッターを用いてほぼ直径線に沿って切断し、切断面
にコロイダルシリカに対する発色剤溶液を塗布したとこ
ろ切断面全面が均一に発色し、バインダーであるコロイ
ダルシリカの分布が均一であることを確認した。又成形
体の引っ張り強度も0.35kg/cm2と大きかった。更に粉立
ちも少なく良好であった。この例は、上記細長い形状の
シリカゾルを用いると、マイグレーションが少なく強度
の大きい成形体が得られることを示している。
Example 9 150 g of silica sol (A) used in Example 6 and 50 g of water
15 g of short fiber cotton-like silica-alumina ceramics fiber was added and mixed uniformly, and the mixture was transferred to a funnel having a diameter of 6 cm, and the excess liquid was filtered off under a press. The obtained water-containing molding water was taken out from the funnel and dried with hot air at 150 ° C. to obtain a plate-shaped inorganic fiber molding having a thickness of 2 cm. This molded body was cut along a diameter line using a cutter, and when a coloring agent solution for colloidal silica was applied to the cut surface, the entire cut surface was colored uniformly, and the distribution of colloidal silica as a binder was uniform. It was confirmed. Also, the tensile strength of the molded body was as large as 0.35 kg / cm 2 . Furthermore, there was little dusting and it was good. This example shows that a molded body with less migration and high strength can be obtained by using the above-mentioned elongated silica sol.

比較例4 細長い形状のシリカゾルの代りに、市販の球状の水性
シリカゾル(SiO220.2重量%、比重1.129、pH9.85、粘
度2.8c.p.、BET法粒子径12.5mμ、動的光散乱法粒子径2
2mμ)を用いた他は、実施例9と同様にして成形体を作
成した。その結果バインダーであるシリカゾルの定着率
が小さく引っ張り強度は0.2kg/cm2と小さく、成形体断
面を観察するとシリカの分布が不均一であり、中心部は
シリカが少なく、マイグレーションが大きいことを示し
ている。又、粉立ちも顕著であった。
Comparative Example 4 Instead of the elongated silica sol, a commercially available spherical aqueous silica sol (SiO 2 20.2% by weight, specific gravity 1.129, pH 9.85, viscosity 2.8 cp, BET method particle size 12.5 mμ, dynamic light scattering method particle size 2
A molded body was prepared in the same manner as in Example 9 except that 2 mμ) was used. As a result, the silica sol, which is a binder, has a low fixing rate and a low tensile strength of 0.2 kg / cm 2, and the cross-section of the molded body shows an uneven distribution of silica, with a small amount of silica in the center and a large migration. ing. Also, powdering was remarkable.

実施例10 上記水性シリカゾル(F)の300gを高速撹拌機付1
の容器に投入し、これに撹拌下タルク粉末110gとチタン
酸カリウム繊維5gとガラス繊維の磨砕粉末25gを順次添
加し、更に30分撹拌し、充分に分散を行って完全無機質
柔軟性コート剤を調製した。
Example 10 300 g of the above aqueous silica sol (F) with a high-speed stirrer 1
110 g of talc powder, 5 g of potassium titanate fiber and 25 g of ground glass powder are added in that order with stirring, and the mixture is stirred for a further 30 minutes and thoroughly dispersed to form a completely inorganic flexible coating agent. Was prepared.

このコード剤をガラス繊維で被覆されている耐熱電線
の端末部から100m/mの長さまで約400g/m2コートし、100
℃で1時間乾燥した。この被覆層は10サイクルの屈曲テ
ストでも剥離や粉化する事ない強い密着力と柔軟性を維
持している事を認めた。
About 400 g / m 2 of this cord is coated from the end of the heat-resistant wire covered with glass fiber to a length of 100 m / m, and 100
It was dried at ° C for 1 hour. It was confirmed that this coating layer maintained strong adhesion and flexibility without peeling or powdering even in a 10-cycle bending test.

比較例5 SiO212重量%含有し、BET法粒子径15m/mの球状粒子か
らなる水性シリカゾル300gに実施例10で用いたものと同
一のタルク粉末、チタン酸カリウム繊維、ガラス繊維磨
砕粉末を同量添加し、同一条件で完全無機質コート剤を
調製した。
Comparative Example 5 The same talc powder, potassium titanate fiber, and ground glass powder as used in Example 10 was added to 300 g of an aqueous silica sol containing 12% by weight of SiO 2 and composed of spherical particles having a BET method particle size of 15 m / m. Was added in the same amount to prepare a completely inorganic coating agent under the same conditions.

このコート剤を実施例10と同一条件でコートし、110
℃1時間乾燥後10サイクルの屈曲テストをした所2サイ
クルからクラックが発生し、一部剥離が発生し、粉化も
起り、柔軟性と密着性の不足を認めた。
This coating agent was coated under the same conditions as in Example 10, and 110
After drying at 0 ° C for 1 hour, a bending test of 10 cycles was performed, and cracks were generated from 2 cycles, partial peeling was caused, and powdering was also caused, and insufficient flexibility and adhesion were observed.

実施例11 実施例3で得られたメタノールシリカゾル(C)2kg
を10の撹拌機付混合槽に加え、撹拌下ベントナイト粉
末15g、325メッシュ90%パス珪石粉末3.5kg、325メッシ
ュパス炭酸カルシウム粉末5.1kg、パーライト粉末20gを
順次加え、その後2時間撹拌し、粘度約3200c.p.のコン
クリート壁面用厚塗り塗材を作成した。この塗材は撹拌
を止めて1日静置しておいても沈降分離は殆んどなく均
質に分散している使い易い塗材であった。本発明の結合
材は、増粘分散効果もたとらすことが認められる。
Example 11 2 kg of methanol silica sol (C) obtained in Example 3
To a mixing tank equipped with a stirrer, 15g of bentonite powder, 3.5kg of 325 mesh 90% pass silica stone powder, 5.1kg of 325 mesh pass calcium carbonate powder, and 20g of perlite powder are added in sequence with stirring. A thick coating material for concrete wall of about 3200c.p. Was created. This coating material was an easy-to-use coating material in which there was almost no sedimentation and separation even after the stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for one day. It is recognized that the binder of the present invention has a thickening and dispersing effect.

比較例6 SiO230重量%を含み、BET法粒径16mμの球状粒子から
なるメタノールシリカゾル2kgを使用し実施例11と全く
同一条件で塗材を作成した。この塗材は約3000c.p.の粘
度を有し、1日静置しておくと珪石粉末の主として層状
分離が起り、下層が固結し易い使いにくい塗材であっ
た。この塗材を実施例11の如く沈降分離しにくくするに
はポリアクリル酸ソーダ粉末17gの添加混合が必要であ
った。この塗材の乾燥塗膜は火焔であぶると悪臭と発煙
があり、灰色に変色し、耐火性が劣ってくる欠点があ
る。
Comparative Example 6 A coating material was prepared under exactly the same conditions as in Example 11 using 2 kg of methanol silica sol composed of spherical particles having a particle diameter of 16 mμ by the BET method and containing 30% by weight of SiO 2 . This coating material had a viscosity of about 3000 c.p., and when left to stand for 1 day, the silica stone powder was mainly separated into layers, and the lower layer was easily solidified, and was a difficult-to-use coating material. In order to make this coating material difficult to settle and separate as in Example 11, it was necessary to add and mix 17 g of sodium polyacrylate powder. The dry coating film of this coating material has a drawback that it has a bad odor and smoke when it is burnt with a flame, it turns into gray and the fire resistance is inferior.

実施例12 実施例1で得られたシリカゾル(A)200重量部に樹
脂エマルジョン(アクリルスチレン共重合樹脂エマルジ
ョン、ヘキスト合成(株)製の商品名モビニールDM−6
0)50重量部、トリエタノールアミン4重量部、炭酸カ
ルシウム200重量部、珪砂500重量部及び酸化チタン50重
量部を加え約30分間サタケ式撹拌機にて撹拌混合し、無
機質塗料を作成した。作成した塗料をスレート板にスプ
レー塗布し、室温で1日乾燥した。得られた塗膜につい
て常法により性能評価を行ない、第1表記載の結果を得
た。細長い形状を有するシリカゾルを用いた塗膜にはク
ラックがなく、表面性状、耐水性、耐汚染性などが良好
であった。耐汚染性は帯電防止性が良好であることを示
す。
Example 12 200 parts by weight of the silica sol (A) obtained in Example 1 was mixed with a resin emulsion (acrylic styrene copolymer resin emulsion, trade name Movinyl DM-6 manufactured by Hoechst Synthesis Co., Ltd.).
0) 50 parts by weight, 4 parts by weight of triethanolamine, 200 parts by weight of calcium carbonate, 500 parts by weight of silica sand and 50 parts by weight of titanium oxide were added, and the mixture was stirred and mixed with a Satake type stirrer for about 30 minutes to prepare an inorganic paint. The prepared paint was spray-coated on a slate plate and dried at room temperature for 1 day. The obtained coating film was evaluated for performance by a conventional method, and the results shown in Table 1 were obtained. The coating film using the elongated silica sol had no cracks and had good surface properties, water resistance, stain resistance, and the like. The stain resistance indicates that the antistatic property is good.

尚、密着性は、塗膜にナイフでごばん目状にクロスカ
ットを入れた後、セロハンテープで瞬間剥離させたとき
の残存目数を%で表わした。
The adhesiveness was expressed by% of the number of residual stitches when a cross-cut was put on the coating film with a knife in a cornice shape and then instantaneously peeled off with cellophane tape.

比較例7 細長い形状を有するシリカゾルの代わりに市販の球状
の水性シリカゾル(比重1.129、pH9.85、粘度2.8c.p.、
SiO220重量%、RET法粒子径12.5mμ、動的光散乱法粒子
径22mμ)を用い、増粘剤としてベントナイトを使用し
た以外は実施例12とほぼ同じ組成の塗料を作成し、実施
例12と同じ方法で塗膜を形成させ評価を行なった。結果
は第1表に示すが、この塗膜にはクラックが多数発生
し、従って耐水性、表面性などが不良であった。○印は
良好であることを、そして△印はやや良好でないことを
表わす。
Comparative Example 7 Instead of a silica sol having an elongated shape, a commercially available spherical aqueous silica sol (specific gravity 1.129, pH 9.85, viscosity 2.8 cp,
SiO 2 20% by weight, RET method particle size 12.5 mμ, dynamic light scattering method particle size 22 mμ) was used, and a paint having substantially the same composition as in Example 12 was prepared except that bentonite was used as a thickener. A coating film was formed in the same manner as 12 and evaluated. The results are shown in Table 1, and many cracks were generated in this coating film, so that the water resistance and surface property were poor. The ∘ mark means good, and the Δ mark means slightly bad.

上記実施例12の結果によれば、塗膜中で細長い形状の
コロイダルシリカのゲルは有機樹脂成分との内部での分
離が起らないことを示し、多量の樹脂中に細長い形状の
コロイダルシリカを含有させると、補強された樹脂が得
られることを示している。
According to the results of Example 12, the gel of elongated colloidal silica in the coating film shows that internal separation with the organic resin component does not occur, the elongated shape colloidal silica in a large amount of resin. It shows that a reinforced resin can be obtained when it is contained.

実施例13 無水クロム酸を水に溶解し、これにサッカロースを添
加して加温することによりCr3+/Cr6+モル比0.3、クロム
酸として4重量%のクロム酸溶液を作成し、このクロム
酸溶液1000gに実施例2で得た酸性の水性シリカゾル
(B)250を加え処理液を作成した。別途、ブラスト処
理を行ない表面を充分清浄にした普通鋼板(厚さ3.2m
m、縦150mm、横150mm)を用意し、これに上記処理液を
乾燥重量で1.5g/m2塗布し、150℃の熱風乾燥機中で20分
間乾燥後直ちにホットプレスにて180℃10分間ポリエチ
レンを厚さ3mmに圧着した。得られた鋼板について常法
により、塩水噴霧試験、温塩水浸漬試験、陰極剥離試験
を行ない防蝕性能を評価したところ、優れた防蝕性を示
した。
Example 13 Chromic anhydride was dissolved in water, saccharose was added thereto and heated to prepare a Cr 3+ / Cr 6+ molar ratio of 0.3, and a 4 wt% chromic acid solution as chromic acid was prepared. The acidic aqueous silica sol (B) 250 obtained in Example 2 was added to 1000 g of the chromic acid solution to prepare a treatment liquid. Separately, a plain steel plate (thickness 3.2 m
m, length 150 mm, width 150 mm), apply 1.5 g / m 2 of the above treatment liquid on dry weight to it, and dry it in a hot air dryer at 150 ° C for 20 minutes, then immediately by hot press at 180 ° C for 10 minutes. Polyethylene was crimped to a thickness of 3 mm. The obtained steel sheet was subjected to a salt spray test, a hot salt water immersion test, and a cathodic peeling test by a conventional method to evaluate the corrosion resistance, and it showed excellent corrosion resistance.

比較例8 細長い形状を有する酸性のシリカゾルの代りに市販の
球状の酸性水性シリカゾル(SiO220重量%、BET法粒子
径12.5mμ)を用いた以外は、実施例13と同じ方法でポ
リエチレン圧着鋼板を作成し、同様の試験を行なったと
ころ、陰極剥離試験ではかなり劣ったものとなり、また
塩水噴霧試験でも、若干発錆時間短かかった。
Comparative Example 8 A polyethylene pressure-bonded steel plate was manufactured in the same manner as in Example 13, except that a commercially available spherical acidic aqueous silica sol (20% by weight of SiO 2 , particle diameter by BET method: 12.5 mμ) was used in place of the acidic silica sol having an elongated shape. Was prepared and subjected to the same test, it was considerably inferior in the cathode peel test, and the rusting time was slightly shorter in the salt spray test.

実施例14 実施例1で得られたシリカゾル(A)を陽イオン交換
樹脂で処理することによりナトリウムイオンを除去した
後、アンモニア水を添加してアンモニア安定型の水性シ
リカゾルを作成した。得られたゾルは比重1.129、pH9.4
0、粘度130c.p.、SiO220.2重量%及びNH30.20%であっ
た。水性エチレン−アクリル酸共重合樹脂エマルジョン
(固形分20重量%)100重量部に対して上記アンモニア
安定型の細長い形状を有するシリカゾルを20重量部加
え、充分撹拌して塗料を作成した。この塗料をクロメー
ト処理された亜鉛メッキ鋼板に塗布乾燥させ被膜を形成
させた。塗布量は5g/m2(乾燥重量)であった。実施例1
3と同様にしてテストされた被膜の性能評価の結果を第
2表に示す。得られた被膜は密着性、耐蝕性などが良好
で特に曲げ及び絞り加工に対してクラックの発生が認め
られず良好であった。
Example 14 The silica sol (A) obtained in Example 1 was treated with a cation exchange resin to remove sodium ions, and then aqueous ammonia was added to prepare an ammonia stable aqueous silica sol. The obtained sol has a specific gravity of 1.129 and a pH of 9.4.
0, viscosity 130 c.p., SiO 2 20.2 wt% and NH 3 0.20%. To 100 parts by weight of an aqueous ethylene-acrylic acid copolymer resin emulsion (solid content 20% by weight), 20 parts by weight of the ammonia stable type silica sol having a slender shape was added and sufficiently stirred to prepare a paint. This paint was applied to a chromate-treated galvanized steel sheet and dried to form a film. The coating amount was 5 g / m 2 (dry weight). Example 1
The results of the performance evaluation of the coatings tested in the same manner as 3 are shown in Table 2. The obtained coating film had good adhesion and corrosion resistance, and was particularly good with no occurrence of cracks during bending and drawing.

比較例9 上記実施例14のアンモニア安定型の細長い形状を有す
るシリカゾルの代りに、市販の球状のアンモニア安定型
の水性シリカゾル(比重1.128、pH9.30、粘度2.5c.p.、
SiO220.2重量%、NH30.20重量%、BET法粒子径12.5m
μ、動的光散乱法粒子径22mμ)を用いた他は実施例14
と同様にして被膜を形成させた。実施例13と同様にして
テストされた被膜の評価結果は第2表に示すが、密着
性、耐蝕性などが充分ではなく特に曲げ及び絞り加工時
クラックが発生し被膜の部分的なハガレが起った。
Comparative Example 9 Instead of the ammonia-stable elongated silica sol of Example 14, a commercially available spherical ammonia-stable aqueous silica sol (specific gravity 1.128, pH 9.30, viscosity 2.5 cp,
SiO 2 20.2% by weight, NH 3 0.20% by weight, BET method particle size 12.5 m
μ, particle size of 22 mμ by dynamic light scattering method)
A coating was formed in the same manner as in. The evaluation results of the coatings tested in the same manner as in Example 13 are shown in Table 2. However, the adhesion and corrosion resistance are not sufficient, and cracks are generated especially during bending and drawing, and partial peeling of the coating occurs. It was.

実施例15 東都化成(株)製の商品名フェノトートYP−50として
市販されているフェノキシ樹脂をエチルセロソルブに溶
解し、架橋剤としてメラミン樹脂を添加し、樹脂分50重
量%の溶液を調製した。次いでこの溶液100重量部に実
施例4で得られたエチルセロソルブゾル(D)65重量部
を添加して塗料とした。この塗料をクロメート処理され
た亜鉛メッキ鋼板に塗布し、焼付け乾燥させることによ
り被膜を形成させた。塗布量は7g/m2(乾燥重量)であ
った。実施例13と同様にしてテストされた被膜の評価結
果は第2表に示すが、密着性、耐蝕性、加工性のいずれ
も良好であった。◎印は極めて良好であることを、○印
はやや良好でないことを、そして△印はかなり良好でな
いことを示す。
Example 15 Tohto Kasei Co., Ltd., a phenoxy resin commercially available under the trade name Phenothote YP-50 was dissolved in ethyl cellosolve, and a melamine resin was added as a crosslinking agent to prepare a solution having a resin content of 50% by weight. . Next, 65 parts by weight of the ethyl cellosolve sol (D) obtained in Example 4 was added to 100 parts by weight of this solution to prepare a coating material. This paint was applied to a chromate-treated galvanized steel sheet, and baked to dry to form a coating. The coating amount was 7 g / m 2 (dry weight). The evaluation results of the film tested in the same manner as in Example 13 are shown in Table 2, and the adhesion, corrosion resistance and workability were all good. The ⊚ mark indicates that it is extremely good, the ○ mark indicates that it is not good, and the Δ mark indicates that it is not very good.

比較例10 市販の球状の水性シリカゾルの水を蒸留置換法により
エチルセロソルブで置換することにより、エチルセロソ
ルブシリカゾルを得た。このゾルは、比重1.140、粘度
4.3c.p.、SiO230.3重量%、水分0.3重量%、BET法粒子
径12.5mμ、動的光散乱法粒子径23mμであった。
Comparative Example 10 An ethyl cellosolve silica sol was obtained by replacing water in a commercially available spherical aqueous silica sol with ethyl cellosolve by a distillation replacement method. This sol has a specific gravity of 1.140 and a viscosity.
The content was 4.3 cp, SiO 2 30.3% by weight, water content 0.3% by weight, BET method particle size 12.5 mμ, and dynamic light scattering method particle size 23 mμ.

実施例15の細長い形状のシリカゾル(D)65重量部の
代りに、上記球状のエチルセロソルブシリカゾル33重量
部とエチルセロソルブ32重量部との混合物を用いた他は
実施例15と同様にしてクロメート処理された亜鉛メッキ
鋼板上に被膜を形成させ、性能をテストした。結果は第
2表に示すように密着性、耐蝕性等が実施例15に比べ充
分でなく、また、曲げ加工性テストでもクラック発生が
起った。
Chromatization was performed in the same manner as in Example 15 except that the spherical silica sol (D) of Example 15 (65 parts by weight) was replaced by a mixture of the spherical ethyl cellosolve silica sol (33 parts by weight) and ethyl cellosolve (32 parts by weight). A coating was formed on the galvanized steel sheet and the performance was tested. As a result, as shown in Table 2, adhesion, corrosion resistance and the like were not sufficient as compared with Example 15, and cracks occurred in the bending workability test.

実施例16 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン100重
量部に塩酸水溶液30重量部を加えて撹拌することによ
り、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加
水分解液を調製した。次いで、この加水分解液130重量
部に実施例3で得られたメタノールシリカゾル(C)56
0重量部とイソプロピルアルコール50重量部、アルミニ
ウムアセチルアセトン14重量部及びシリコーン系界面活
性剤0.6重量部を加えて充分撹拌することにより、コー
ティング組成物(ハードコート剤)を得た。
Example 16 A hydrolyzed solution of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was prepared by adding 30 parts by weight of an aqueous hydrochloric acid solution to 100 parts by weight of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and stirring the mixture. Then, 130 parts by weight of this hydrolyzed solution was added to the methanol silica sol (C) 56 obtained in Example 3.
A coating composition (hard coating agent) was obtained by adding 0 parts by weight, 50 parts by weight of isopropyl alcohol, 14 parts by weight of aluminum acetylacetone and 0.6 part by weight of a silicone-based surfactant, and thoroughly stirring them.

別途、商品名CR−39として市販されているジエチレン
グリコールビスアリルカーボネート重合体の板を基材と
して用意し、これに上記コーティング組成物を浸漬法に
て塗布し、室温で放置後110℃で加熱硬化させることに
より上記基材上に被膜を形成させた。
Separately, a plate of diethylene glycol bisallyl carbonate polymer marketed under the trade name CR-39 is prepared as a substrate, the above coating composition is applied thereto by a dipping method, left at room temperature, and then cured by heating at 110 ° C. By doing so, a film was formed on the substrate.

次いで常法により、耐摩耗性、密着性、外観、耐熱
性、耐薬品性などをテストしたが、いずれも優れた性能
を示した。特にクラックの発生がなく均一な被膜が得ら
れた。
Then, abrasion resistance, adhesion, appearance, heat resistance, chemical resistance and the like were tested by a conventional method, and all showed excellent performance. A uniform coating was obtained without any cracks.

比較例11 実施例16の細長い形状を有するメタノールシリカゾル
560重量部の代わりに球状のメタノールシリカゾル(BET
法粒子径12.5mμ、比重0.995、粘度2.0c.p.、SiO230.5
重量%、水分1.4重量%)260重量部とメタノール300重
量部の混合物を用いた以外は実施例16と同様にしてコー
ティング組成物をつくり被膜を形成させた。得られた被
膜の性能を実施例16と同様にしてテストしたところ、実
施例16の結果に比べ、この被膜は密着性、外観、耐熱性
などが不充分であった。
Comparative Example 11 Methanol silica sol having an elongated shape of Example 16
Instead of 560 parts by weight, spherical methanol silica sol (BET
Method particle size 12.5mμ, specific gravity 0.995, viscosity 2.0cp, SiO 2 30.5
% By weight, water content 1.4% by weight) and a coating composition was prepared in the same manner as in Example 16 except that a mixture of 260 parts by weight and 300 parts by weight of methanol was used. When the performance of the obtained coating film was tested in the same manner as in Example 16, the coating film was insufficient in adhesion, appearance, heat resistance and the like as compared with the results of Example 16.

実施例17 防水処理していないライナー紙に実施例1で得られた
シリカゾル(A)の水希釈液(SiO25重量%)をハケに
て塗布し、105℃で10分間乾燥した後、23℃相対湿度50
%の恒温恒湿室に一晩放置することにより処理紙を得
た。この処理紙について上記恒温恒湿室内にて静止摩擦
係数測定装置を用いてスベリ角を測定した。この処理紙
のシリカ塗布量はSiO20.04g/m2であり、スベリ角は35゜
であった。又、この処理紙は、同一紙面上のスベリを繰
り返した後もスベリ角の低下傾向は小さく、10回目の測
定時のスベリ角は34.5゜であった。そしてシリカの脱落
は少なく粉立ちも少なかった。尚、ライナー紙のみのス
ベリ角は19゜であった。このテスト結果は、細長い形状
を有するシリカゾルは紙への定着率が高く、良好なスリ
ップ防止効果を与えることを示している。
Example 17 A non-waterproof liner paper was coated with a diluted solution of silica sol (A) obtained in Example 1 in water (SiO 2 5% by weight) by brush and dried at 105 ° C. for 10 minutes. ℃ relative humidity 50
%, The treated paper was obtained by leaving it in a constant temperature and humidity chamber overnight. The sliding angle of this treated paper was measured in the constant temperature and humidity chamber using a static friction coefficient measuring device. The silica coating amount of this treated paper was SiO 2 0.04 g / m 2 , and the sliding angle was 35 °. Further, this treated paper showed a small tendency for the sliding angle to decrease even after repeating sliding on the same paper surface, and the sliding angle at the 10th measurement was 34.5 °. The silica did not fall off and there was little dusting. The sliding angle of the liner paper alone was 19 °. This test result shows that the silica sol having an elongated shape has a high fixing rate on paper and gives a good anti-slip effect.

比較例12 上記実施例17の細長い形状のシリカゾルの代りに市販
の球状の水性シリカゾル(BET法粒子径12.5mμ、SiO23
0.2重量%、pH9.9)を用いた他は実施例17と同様にして
テストを行なった。シリカの塗布量はSiO20.04g/m2でス
ベリ角は29.5゜であった。10回目の測定時のスベリ角は
28゜で、測定回数が多くなるとスベリ角は低下する傾向
を示した。そして粉立ちが大きくシリカの脱落は多かっ
た。
Comparative Example 12 Instead of the elongated silica sol of Example 17, a commercially available spherical aqueous silica sol (BET method particle size 12.5 mμ, SiO 2 3
The test was conducted in the same manner as in Example 17 except that 0.2% by weight, pH 9.9) was used. The coating amount of silica was 0.04 g / m 2 of SiO 2 and the sliding angle was 29.5 °. The sliding angle at the 10th measurement is
At 28 °, the sliding angle tended to decrease as the number of measurements increased. In addition, there was a large amount of dust and the silica was often dropped off.

(発明の効果) 従来のシリカゾルが結合剤として種々の用途に用いら
れていたが、この従来のシリカゾルを本発明の結合剤に
用いられる細長い形状のシリカゾルに代替又は従来のシ
リカゾルと混合して結合剤として用いると、従来の種々
の用途において様々な改良を達成することができる。本
発明に用いられる細長い形状のシリカゾルは、従来の球
状又は球状に近い形状のシリカゾルに比べ、同一のSiO2
含有率では粘度が高い他は、外観及び性状において殆ど
差異が認められず、また、シリカ粒子表面のシラノール
基による活性も同様である。けれども、独特の細長い粒
子形状によっては、このゾルがゲルを形成する際に従来
のシリカゾルによるものとは異なった構造のゲルが生成
し、また、このゾルが固体表面上でゲルを形成するとき
には、このゾルのコロイダルシリカ粒子が固体表面上で
非移動性を示すことによって、固体表面とゲルの結合性
を向上させる。そしてこの細長い形状のコロイダルシリ
カ粒子からなるゾルは、従来のシリカゾルと同様に種々
の成分との良好な混和性を有するから、当該技術分野で
用いられる公知の成分を通常の比率でこの細長い形状の
シリカゾルに混合することにより、種々の性能の結合剤
組成物を得ることができる。
(Effect of the Invention) Conventional silica sol has been used as a binder in various applications, but the conventional silica sol is replaced with the elongated silica sol used in the binder of the present invention or mixed with a conventional silica sol and bonded. When used as an agent, various improvements can be achieved in various conventional applications. The elongated silica sol used in the present invention has the same SiO 2 content as compared with the conventional spherical or nearly spherical silica sol.
With respect to the content, except that the viscosity is high, almost no difference is observed in appearance and properties, and the activity due to silanol groups on the silica particle surface is also the same. However, due to the unique elongated particle shape, a gel with a structure different from that of the conventional silica sol is formed when the sol forms a gel, and when the sol forms a gel on a solid surface, The colloidal silica particles of this sol exhibit immobility on the solid surface, thereby improving the binding property between the solid surface and the gel. And the sol composed of the elongated colloidal silica particles has good miscibility with various components similarly to the conventional silica sol. By mixing with silica sol, a binder composition having various performances can be obtained.

本発明の結合剤を含有する塗料から形成された乾燥塗
膜には、ピンホールが少なく、クラックも殆ど見られ
ず、平滑性を有し、衝撃力を吸収し易い柔かさがあり、
基材との密着性、保水性、更に帯電防止性のいずれも良
好である。本発明の結合剤を含有する無機塗料から形成
された焼成塗膜は良好な耐熱性を示す。また、本発明の
結合剤は若干チクソトロピックな性質を有し、塗料用結
合剤として適する。
The dry coating film formed from the coating material containing the binder of the present invention has few pinholes, almost no cracks, has smoothness, and has softness that easily absorbs impact force,
It has good adhesion to the substrate, water retention, and antistatic properties. The baked coating film formed from the inorganic coating material containing the binder of the present invention exhibits good heat resistance. Further, the binder of the present invention has a slightly thixotropic property and is suitable as a binder for paints.

本発明の結合剤を用いて金属鋳造用の鋳型をつくる場
合には、この結合剤と耐火物粉末とのスラリーの乾燥ゲ
ル化速度が速く、鋳型生産能率が向上し、また焼成鋳型
にはクラック発生率が少なくなる。
When making a mold for metal casting using the binder of the present invention, the drying gelation rate of the slurry of the binder and the refractory powder is fast, the mold production efficiency is improved, and the cracking occurs in the baking mold. Incidence rate decreases.

本発明の結合剤をガラス繊維、セラミック繊維等の結
合剤として用いてマット又はシートをつくるときには、
乾燥後の表面の粉立ちが少なく、高い強度を有するマッ
ト又はシートが得られる。本発明の結合剤を天然繊維、
合成繊維等の処理剤として用いると、それら繊維表面と
の付着性及び微細繊維間の結合性が良好であるから改良
された繊維又は繊維製品が得られる。コンクリート、石
膏等多孔質材料に対しても、その表面から含浸させると
やはり乾燥時に起り易いコロイダルシリカ粒子の表面移
行性が少ないから、充分に改良された表面層が得られ
る。更にこのゾルと有機樹脂との良好な混和性は、プラ
スチック、フィルム、繊維、その他成形品等に補強効
果、耐汚染性、表面堅さ、親水性等の改良をもたらし、
重合前のモノマーにこのゾルを加えてから重合させるこ
とにより得られた樹脂組成物の場合にも同様の改良を達
成できる。
When a mat or sheet is prepared by using the binder of the present invention as a binder for glass fiber, ceramic fiber, etc.,
A mat or sheet having less dust on the surface after drying and high strength is obtained. The binder of the present invention is a natural fiber,
When it is used as a treatment agent for synthetic fibers and the like, an improved fiber or fiber product can be obtained because the adhesion to the fiber surface and the bondability between fine fibers are good. Even for porous materials such as concrete and gypsum, when impregnated from the surface thereof, the surface migration of the colloidal silica particles, which easily occurs during drying, is also small, so that a sufficiently improved surface layer can be obtained. Furthermore, the good miscibility of this sol with an organic resin brings about an improvement in the reinforcing effect, stain resistance, surface hardness, hydrophilicity, etc. of plastics, films, fibers, and other molded articles,
The same improvement can be achieved in the case of a resin composition obtained by adding this sol to a monomer before polymerization and then polymerizing it.

本発明の結合剤に用いられる細長い形状のコロイダル
シリカからなるゾルを結合剤として用いた例においても
既に言及されたように、このゾルを含有する組成物は、
従来の球状シリカゾルを含有する組成物に比べ、増粘乃
至ゲル化する性質が強く、このゾルは結合剤以外の用途
にもこの性質を利用して用いることができる。例えば、
コロイダル電池の電解液の希硫酸には従来から球状のシ
リカゾルが添加され、生じたゲルによって電池が横転し
ても電池から電解液が流出することが防止されている。
この電池に添加される球状のシリカゾルの代りに上記細
長い形状のシリカゾルを用いると、その高い増粘乃至ゲ
ル化性能によって更に改良することができ、或いは添加
すべきシリカゾルの使用量を半減させることができる。
更に、酸類、例えば、りん酸、蓚酸、酪酸、クロム酸等
を増粘乃至ゲル化させ、ペースト状或いは可塑状で使用
する用途に従来から球状のシリカゾルが用いられていた
が、これを上記細長い形状のシリカゾルに代替すること
により改良を達成することができ或いはシリカゾルの使
用量を半減させることができる。更に別の例として、軟
弱地盤或いは土壌の強化のために、これら地盤或いは土
壌に注入される薬剤、所謂グラウト剤のゲル形成成分と
して上記細長い形状のシリカゾルを用いると、従来から
この用途に用いられている球状のシリカゾルに比べ結合
力、耐流水性、強度等の改良を達成することができる。
As already mentioned in the example in which the sol comprising the elongated colloidal silica used in the binder of the present invention is used as the binder, the composition containing this sol is
Compared with a conventional composition containing a spherical silica sol, it has a stronger property of thickening or gelling, and this sol can also be used for applications other than a binder by utilizing this property. For example,
Conventionally, spherical silica sol has been added to dilute sulfuric acid as an electrolytic solution of a colloidal battery, and the resulting gel prevents the electrolytic solution from flowing out of the battery even when the battery rolls over.
If the elongated silica sol is used in place of the spherical silica sol added to this battery, it can be further improved due to its high thickening or gelling performance, or the amount of silica sol to be added can be halved. it can.
Furthermore, spherical silica sol has been conventionally used for the purpose of thickening or gelling acids, for example, phosphoric acid, oxalic acid, butyric acid, chromic acid, etc., and using it in the form of paste or plastic. Improvements can be achieved by substituting shaped silica sols or the amount of silica sols used can be halved. As still another example, for the purpose of strengthening soft ground or soil, if the above-mentioned elongated silica sol is used as a gel-forming component of a so-called grout agent injected into the ground or soil, it has been conventionally used for this purpose. It is possible to achieve improvements in binding strength, water flow resistance, strength, etc., as compared with spherical silica sols.

上記細長い形状のシリカゾルは、上記用途の他に従来
の球状のシリカゾルが用いられる用途においても、この
球状のシリカゾルの代りに用いると様々の改良をもたら
す。
The elongated silica sol brings various improvements when used in place of the spherical silica sol in the conventional spherical silica sol in addition to the above applications.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D21H 19/38 D06M 11/12 (72)発明者 田崎 桂子 千葉県船橋市坪井町722番地1 日産化 学工業株式会社中央研究所内 審査官 雨宮 弘治─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical display location D21H 19/38 D06M 11/12 (72) Inventor Keiko Tasaki 722, Tsuboi-cho, Funabashi-shi, Chiba 1 Nissan Central Research Institute of Chemical Industry Co., Ltd. Koji Amamiya

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】5〜20ミリミクロンの範囲内のほぼ一様な
太さで一平面内のみの伸長を有し、かつ動的光散乱法に
よる粒子径が40〜300ミリミクロンである細長い形状の
シリカ粒子からなる安定なゾルを含有する結合剤。
1. An elongated shape having a substantially uniform thickness within a range of 5 to 20 millimicrons, extending in only one plane, and having a particle size by dynamic light scattering method of 40 to 300 millimicrons. A binder containing a stable sol consisting of silica particles.
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