JP3012586B2 - 結晶性ケイ酸ナトリウムの製造方法 - Google Patents
結晶性ケイ酸ナトリウムの製造方法Info
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- C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
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- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、主として水熱法に
より製造された水ガラスから、この水ガラスを脱水し次
いで高められた温度において結晶化することによって、
層状構造及び高いδ相含有率を有する結晶性ケイ酸ナト
リウムを製造する方法に関する。
より製造された水ガラスから、この水ガラスを脱水し次
いで高められた温度において結晶化することによって、
層状構造及び高いδ相含有率を有する結晶性ケイ酸ナト
リウムを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】層状構造を有する結晶性ケイ酸ナトリウ
ムは洗剤 (detergent)及び洗浄剤 (cleaning compositi
on) 中で水軟化剤及びビルダーとして使用される。層状
構造を有する結晶性ケイ酸ナトリウム、特に(1.9〜2.
1):1のSiO2:Na2O モル比を有する結晶性ケイ酸ナトリウ
ムがこの目的のために適している。これはSKS 等級とも
呼ばれる。製造の仕方及び結晶化条件に依存して、この
ケイ酸ナトリウムにはα、β、γ及びδ相と呼ばれる幾
つかの変態がある。上記の用途には、δ変態 (SKS-6)が
特に重要である。
ムは洗剤 (detergent)及び洗浄剤 (cleaning compositi
on) 中で水軟化剤及びビルダーとして使用される。層状
構造を有する結晶性ケイ酸ナトリウム、特に(1.9〜2.
1):1のSiO2:Na2O モル比を有する結晶性ケイ酸ナトリウ
ムがこの目的のために適している。これはSKS 等級とも
呼ばれる。製造の仕方及び結晶化条件に依存して、この
ケイ酸ナトリウムにはα、β、γ及びδ相と呼ばれる幾
つかの変態がある。上記の用途には、δ変態 (SKS-6)が
特に重要である。
【０００３】層状構造を有する結晶性ケイ酸ナトリウム
を製造するために使用できる一連の方法が既に従来技術
に開示されている。ヨーロッパ特許第0 293 640 号は、
20〜65重量％の固形物含有率を有する水ガラス溶液か
ら、層状構造及び 1.9:1〜3.5:1 のSiO2:Na2O モル比を
有する結晶性ケイ酸ナトリウムを製造する方法であっ
て、噴霧乾燥域においてこの水ガラス溶液を処理して最
高で20重量％の強熱減量を有する粉末状の非晶質または
無定型 (amorphous)ケイ酸ナトリウムを形成し（この
際、この噴霧乾燥域から出る排ガスは、少なくとも 140
℃の温度を有する）、次いでこの噴霧乾燥したケイ酸ナ
トリウムを、攪拌された固定床を有する高温処理域(ign
ition zone) 中で、この高温処理域から排出した結晶性
ケイ酸ナトリウムを機械的に粉砕することによって得ら
れた少なくとも10重量％の回収生成物の存在下に、500
〜800 ℃の温度において１〜60分間熱処理することから
なる方法を記載している。この方法の欠点は、操作を問
題なく行うことを保証するためには、十分に多量の回収
生成物を再利用しなければならないことである。その結
果、この方法は煩雑となる。
を製造するために使用できる一連の方法が既に従来技術
に開示されている。ヨーロッパ特許第0 293 640 号は、
20〜65重量％の固形物含有率を有する水ガラス溶液か
ら、層状構造及び 1.9:1〜3.5:1 のSiO2:Na2O モル比を
有する結晶性ケイ酸ナトリウムを製造する方法であっ
て、噴霧乾燥域においてこの水ガラス溶液を処理して最
高で20重量％の強熱減量を有する粉末状の非晶質または
無定型 (amorphous)ケイ酸ナトリウムを形成し（この
際、この噴霧乾燥域から出る排ガスは、少なくとも 140
℃の温度を有する）、次いでこの噴霧乾燥したケイ酸ナ
トリウムを、攪拌された固定床を有する高温処理域(ign
ition zone) 中で、この高温処理域から排出した結晶性
ケイ酸ナトリウムを機械的に粉砕することによって得ら
れた少なくとも10重量％の回収生成物の存在下に、500
〜800 ℃の温度において１〜60分間熱処理することから
なる方法を記載している。この方法の欠点は、操作を問
題なく行うことを保証するためには、十分に多量の回収
生成物を再利用しなければならないことである。その結
果、この方法は煩雑となる。
【０００４】同様に、ヨーロッパ特許第0 425 428 号
は、少なくとも20重量％の固形物を有する水ガラス溶液
から、層状構造及び上記のモル比並びに 0.3重量％未満
の水含有率を有する結晶性ケイ酸ナトリウムを製造する
方法であって、珪砂と水酸化ナトリウム溶液を反応させ
ることによって水ガラス溶液を得、この水ガラス溶液を
噴霧乾燥域において 200〜300 ℃及び10〜25秒の滞留時
間で処理し（この際、この噴霧乾燥域から出る排ガスの
温度は90〜130 ℃である）、粉末状ケイ酸ナトリウムを
形成し、これを次いで、固形物攪拌装置を備えた傾斜し
たロータリーキルン中に導入し、そして60分までの間 5
00〜850 ℃の温度において向流で煙道ガスで処理して、
結晶性ケイ酸ナトリウムを形成することからなる方法を
開示する。
は、少なくとも20重量％の固形物を有する水ガラス溶液
から、層状構造及び上記のモル比並びに 0.3重量％未満
の水含有率を有する結晶性ケイ酸ナトリウムを製造する
方法であって、珪砂と水酸化ナトリウム溶液を反応させ
ることによって水ガラス溶液を得、この水ガラス溶液を
噴霧乾燥域において 200〜300 ℃及び10〜25秒の滞留時
間で処理し（この際、この噴霧乾燥域から出る排ガスの
温度は90〜130 ℃である）、粉末状ケイ酸ナトリウムを
形成し、これを次いで、固形物攪拌装置を備えた傾斜し
たロータリーキルン中に導入し、そして60分までの間 5
00〜850 ℃の温度において向流で煙道ガスで処理して、
結晶性ケイ酸ナトリウムを形成することからなる方法を
開示する。
【０００５】このロータリーキルンは、その外側の壁の
温度が60℃未満であるように絶縁される。ロータリーキ
ルンを出た結晶性ケイ酸ナトリウムは、機械的な粉砕機
を用いて 0.1〜12mmの粒度まで粉砕される。この方法で
得られたケイ酸ナトリウムは主としてδ変態の形で存在
する。砂及びソーダから層状構造を有する結晶性ケイ酸
ナトリウムを製造する方法がヨーロッパ特許出願公開第
0 436 835 号に記載されている。この方法は、砂及びソ
ーダを、２〜3.5 のSiO2:Na2O モル比において、1200〜
1400℃の温度で溶融し、この溶融物を冷却し、形成した
塊状の水ガラスを２mm未満の粒度まで粉砕し、次いで生
じた粒状物を、長く延びた反応域中で機械的に循環させ
て、600 〜800℃の温度において10〜120 分間処理し、
その後これを１mm未満の粒子微細度まで粉砕することを
包含する。この方法は主としてα-Na2Si2O5 を産する。
温度が60℃未満であるように絶縁される。ロータリーキ
ルンを出た結晶性ケイ酸ナトリウムは、機械的な粉砕機
を用いて 0.1〜12mmの粒度まで粉砕される。この方法で
得られたケイ酸ナトリウムは主としてδ変態の形で存在
する。砂及びソーダから層状構造を有する結晶性ケイ酸
ナトリウムを製造する方法がヨーロッパ特許出願公開第
0 436 835 号に記載されている。この方法は、砂及びソ
ーダを、２〜3.5 のSiO2:Na2O モル比において、1200〜
1400℃の温度で溶融し、この溶融物を冷却し、形成した
塊状の水ガラスを２mm未満の粒度まで粉砕し、次いで生
じた粒状物を、長く延びた反応域中で機械的に循環させ
て、600 〜800℃の温度において10〜120 分間処理し、
その後これを１mm未満の粒子微細度まで粉砕することを
包含する。この方法は主としてα-Na2Si2O5 を産する。
【０００６】ヨーロッパ特許出願公開第0 502 325 号に
記載の方法は、ヨーロッパ特許出願公開第0 425 428 号
に記載の方法と類似するが、但し、噴霧乾燥された粉末
状非晶質ケイ酸ナトリウムは、ロータリーキルンに導入
される前に粉砕される。この方法においては、ロータリ
ーキルンから出る排ガスはダストを少量しか含まず、ロ
ータリーキルンには、より多量の材料を装入することが
できる。
記載の方法は、ヨーロッパ特許出願公開第0 425 428 号
に記載の方法と類似するが、但し、噴霧乾燥された粉末
状非晶質ケイ酸ナトリウムは、ロータリーキルンに導入
される前に粉砕される。この方法においては、ロータリ
ーキルンから出る排ガスはダストを少量しか含まず、ロ
ータリーキルンには、より多量の材料を装入することが
できる。
【０００７】ヨーロッパ特許出願公開第0 548 509 号に
記載の更に別の態様の方法は、既にヨーロッパ特許出願
公開第0 425 428 号に記載された方法である。その違い
は、噴霧乾燥した粉末状非晶質二ケイ酸ナトリウムを粉
砕し、そしてその粉砕後、固形物攪拌装置を備えそして
外部から壁を介して加熱され更に幾つかの異なる内部温
度域を有するロータリーキルンに導入し、そしてこの中
で 400〜800 ℃の温度で１〜60分間処理して、結晶性二
ケイ酸ナトリウムを得るところにある。得られた生成物
は主としてδ変態のNa2Si2O5である。
記載の更に別の態様の方法は、既にヨーロッパ特許出願
公開第0 425 428 号に記載された方法である。その違い
は、噴霧乾燥した粉末状非晶質二ケイ酸ナトリウムを粉
砕し、そしてその粉砕後、固形物攪拌装置を備えそして
外部から壁を介して加熱され更に幾つかの異なる内部温
度域を有するロータリーキルンに導入し、そしてこの中
で 400〜800 ℃の温度で１〜60分間処理して、結晶性二
ケイ酸ナトリウムを得るところにある。得られた生成物
は主としてδ変態のNa2Si2O5である。
【０００８】上記の方法の全てに共通する欠点は、実質
的に 100％のδ変態からなるNa2Si2O5を再現可能な条件
下に製造することが非常に難しいことである。連続する
複雑な方法段階でさえこの目的を完全に達成することが
できない。
的に 100％のδ変態からなるNa2Si2O5を再現可能な条件
下に製造することが非常に難しいことである。連続する
複雑な方法段階でさえこの目的を完全に達成することが
できない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】それゆえ、本発明の課
題は、層状構造及び(1.9〜2.1):1のSiO2:Na2O モル比を
有する結晶性ケイ酸ナトリウムを再現可能に製造するた
めの簡単で経済的な方法を提供することである。この層
状ケイ酸塩はできるだけ高いδ相含有率を有するべきで
ある。
題は、層状構造及び(1.9〜2.1):1のSiO2:Na2O モル比を
有する結晶性ケイ酸ナトリウムを再現可能に製造するた
めの簡単で経済的な方法を提供することである。この層
状ケイ酸塩はできるだけ高いδ相含有率を有するべきで
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題は、水ガラスが
水熱法により製造された水ガラスとタンク窯水ガラス(t
ank furnace water glass)との混合物であることを特徴
とする、冒頭に述べた種類の方法によって達成される。 水熱水ガラスは、以下の反応等式： a SiO2 + 2b NaOH → aSiO2 bNa2O + b H2O に従い、加圧容器中で 170〜220 ℃の温度及びこの温度
において生ずる水蒸気圧において砂と水酸化ナトリウム
溶液を反応させることによって製造される。この反応
は、通常のニッケル製オートクレーブ中で行うことがで
きる。この製造方法は、例えば、ヨーロッパ特許第0 42
5 428 号及びWinnacker-Kuechler, 第３巻,第61頁以降
に記載されている。
水熱法により製造された水ガラスとタンク窯水ガラス(t
ank furnace water glass)との混合物であることを特徴
とする、冒頭に述べた種類の方法によって達成される。 水熱水ガラスは、以下の反応等式： a SiO2 + 2b NaOH → aSiO2 bNa2O + b H2O に従い、加圧容器中で 170〜220 ℃の温度及びこの温度
において生ずる水蒸気圧において砂と水酸化ナトリウム
溶液を反応させることによって製造される。この反応
は、通常のニッケル製オートクレーブ中で行うことがで
きる。この製造方法は、例えば、ヨーロッパ特許第0 42
5 428 号及びWinnacker-Kuechler, 第３巻,第61頁以降
に記載されている。
【００１１】タンク窯水ガラスは、以下の反応等式： a SiO2 + b Na2CO3 → a SiO2 b Na2O + b CO2 に従い、非常に高い温度で砂とソーダを溶融することに
よって製造される (Winnacker-Kuechler, 第３巻, 第57
頁以降）。この反応は、ライニングしたタンク窯中で行
われる。生ずる塊状 (lumpy)の材料を次いで 130〜160
℃の温度で溶解し水ガラス溶液を得る。この方法は、非
常に高いエネルギーと高価な装置を必要とする二段階の
方法である（1400℃を超える温度での溶融）。更に、得
られた溶液を精製する必要がある。
よって製造される (Winnacker-Kuechler, 第３巻, 第57
頁以降）。この反応は、ライニングしたタンク窯中で行
われる。生ずる塊状 (lumpy)の材料を次いで 130〜160
℃の温度で溶解し水ガラス溶液を得る。この方法は、非
常に高いエネルギーと高価な装置を必要とする二段階の
方法である（1400℃を超える温度での溶融）。更に、得
られた溶液を精製する必要がある。
【００１２】本発明による混合物は、好ましくは、タン
ク窯水ガラス 0.5〜50重量％、及び水熱法により製造さ
れた水ガラス50〜99.5重量％からなる。この混合物は、
特に好ましくは、タンク窯水ガラス１〜20重量％、及び
水熱法により製造された水ガラス80〜99重量％からな
る。この混合物は、更に特に好ましくは、タンク窯水ガ
ラス５〜10重量％、及び水熱法により製造された水ガラ
ス90〜95重量％からなる。
ク窯水ガラス 0.5〜50重量％、及び水熱法により製造さ
れた水ガラス50〜99.5重量％からなる。この混合物は、
特に好ましくは、タンク窯水ガラス１〜20重量％、及び
水熱法により製造された水ガラス80〜99重量％からな
る。この混合物は、更に特に好ましくは、タンク窯水ガ
ラス５〜10重量％、及び水熱法により製造された水ガラ
ス90〜95重量％からなる。
【００１３】各々の水ガラスの固形物含有率は好ましく
は20〜60重量％である。各々の水ガラスの固形物含有率
は特に好ましくは40〜50重量％である。好ましくは、こ
の水ガラス混合物は脱水して非晶質二ケイ酸ナトリウム
を得る。この非晶質二ケイ酸ナトリウムは、好ましく
は、620 〜720 ℃において10〜25重量％の強熱減量を有
する。
は20〜60重量％である。各々の水ガラスの固形物含有率
は特に好ましくは40〜50重量％である。好ましくは、こ
の水ガラス混合物は脱水して非晶質二ケイ酸ナトリウム
を得る。この非晶質二ケイ酸ナトリウムは、好ましく
は、620 〜720 ℃において10〜25重量％の強熱減量を有
する。
【００１４】脱水は好ましくは熱風噴霧塔 (hot-air sp
ray tower)中で行う。好ましくは、上記非晶質二ケイ酸
ナトリウムは少なくとも450 ℃であるが、但しその融点
より低い温度で結晶化する。結晶化は、好ましくは、 6
00〜800 ℃の温度で行う。本発明は更に、本発明方法に
よって製造した層状構造を有する結晶性ケイ酸ナトリウ
ムを、洗剤、洗浄剤及び食器洗い用洗浄剤を製造するた
めに使用する方法にも関する。
ray tower)中で行う。好ましくは、上記非晶質二ケイ酸
ナトリウムは少なくとも450 ℃であるが、但しその融点
より低い温度で結晶化する。結晶化は、好ましくは、 6
00〜800 ℃の温度で行う。本発明は更に、本発明方法に
よって製造した層状構造を有する結晶性ケイ酸ナトリウ
ムを、洗剤、洗浄剤及び食器洗い用洗浄剤を製造するた
めに使用する方法にも関する。
【００１５】以下の実施例においては、各々のサンプル
のＸ線回折パターンを記録し、そして相の分布を計算す
るために、以下のｄ値におけるＸ線反射を使用する。
のＸ線回折パターンを記録し、そして相の分布を計算す
るために、以下のｄ値におけるＸ線反射を使用する。
【００１６】
【表１】 Ｘ線反射の強度は、通常のように、以下の経験的に決定
された式に代入する（Ｉ＝強度, tot.＝合計）。 強度（合計） ＝ I(3.30) + I(2.97) * 1.8 +[I(3.4
5) + I(2.91) + I (2.84) + I(2.49)] * 1.89 α相含有率(%) ＝ [I(3.30)* 100]/tot.I β相含有率(%) ＝ [I(2.97)* 180]/tot.I δ相含有率(%) ＝ ｛[I(3.45) + I(2.91) + I(2.84)+
I(2.49)]* 189 ｝/tot.I 実施例１（比較例） 砂を水酸化ナトリウム溶液で水熱処理 (hydrothermal d
igestion) することによって製造された、2:1 のSiO2:N
a2O 比及び45重量％の固形物含有率を有する市販の水ガ
ラス溶液 400g を、実験室用熱風噴霧塔中で脱水して
（入口温度 220℃, 出口ガス温度 120℃）、620 ℃で1
6.8重量％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナトリウ
ムを得た。次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇ
をマッフル炉中で620 ℃で１時間熱処理し、その後急速
に冷却した。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強度）
を表１に示す。上記の式に従い計算すると、各結晶相の
間の百分率分布は以下の通りである： α相含有率： 5.2％ β相含有率： 34.1％ δ相含有率： 60.7％ 実施例２（比較例） 実施例１の方法を使用する。他の市販の水ガラス溶液
（同様に水熱法により製造されたもの）400gを実験室用
熱風噴霧塔中で脱水して（入口温度 220℃, 出口ガス温
度 120℃）、720 ℃において17.1重量％の強熱減量を有
する非晶質二ケイ酸ナトリウムを得た。次いで、この非
晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇをマッフル炉中で 720℃で
１時間熱処理し、その後急速に冷却した。相の計算に必
要なＸ線反射（位置と強度）を表１に示す。上記の式に
従い計算すると、各結晶相間の百分率分布は以下の通り
である： α相含有率： 26.4％ β相含有率： 43.1％ δ相含有率： 30.5％ 実施例３（比較例） 実施例１を繰り返すが、但し、２のSiO2:Na2O 比及び45
重量％の固形物含有率を有する市販のタンク窯水ガラス
溶液を使用した。実施例１のように噴霧乾燥すると、62
0 ℃で17.4重量％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナ
トリウムが得られた。次いで、この非晶質二ケイ酸ナト
リウム８ｇをマッフル炉中で 620℃で１時間熱処理し、
その後急速に冷却した。相の計算に必要なＸ線反射（位
置と強度）を表１に示す。上記の式に従い計算すると、
各結晶相の間の百分率分布は以下の通りである： α相含有率： 0％ β相含有率： 4.6％ δ相含有率： 95.6％ 実施例４（比較例） 実施例３を繰返し、噴霧乾燥して、720 ℃で17.7重量％
の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナトリウムを得た。
次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇをマッフル
炉中で 720℃で１時間熱処理し、その後急速に冷却し
た。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強度）を表１に
示す。上記の式に従い計算すると、各結晶相の間の百分
率分布は以下の通りである： α相含有率： 0％ β相含有率： 0％ δ相含有率： 100％ 実施例５（比較例） 実施例１を繰り返すが、他の製造業者から入手した２の
SiO2:Na2O 比及び55重量％の固形物含有率を有するタン
ク窯水ガラス溶液を使用した。実施例１に記載のように
噴霧乾燥して、720 ℃で17.2重量％の強熱減量を有する
非晶質二ケイ酸ナトリウムを得た。次いで、この非晶質
二ケイ酸ナトリウム８ｇをマッフル炉中で 720℃で１時
間熱処理し、その後急速に冷却した。相の計算に必要な
Ｘ線反射（位置と強度）を表１に示す。上記の式に従い
計算すると、各結晶相の間の百分率分布は以下の通りで
ある： α相含有率： 0％ β相含有率： 0％ δ相含有率： 100％ 実施例６（本発明に従う例） 実施例２と同様の水熱法により製造された水ガラス80重
量％及び実施例３または４と同様のタンク窯水ガラス20
重量％からなる混合物400gを実験室用熱風噴霧塔中で脱
水して（入口温度 220℃, 出口ガス温度 120℃）、720
℃で16.6重量％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナト
リウムを得た。次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム
８ｇをマッフル炉中で720 ℃で１時間熱処理し、その後
急速に冷却した。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強
度）を表１に示す。上記式に従い計算すると、各結晶相
間の百分率分布は以下の通りである： α相含有率： 1.8％ β相含有率： 3.9％ δ相含有率： 94.3％ 実施例７（本発明に従う例） 実施例６を繰返したが、実施例１と同様の水熱法により
製造した水ガラス90重量％及び実施例３または４と同様
のタンク窯水ガラス10重量％からなる混合物400gを使用
した。実施例１に記載のように噴霧乾燥して、720 ℃で
16.7重量％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナトリウ
ムを得た。次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇ
をマッフル炉中で 720℃で１時間熱処理し、その後急速
に冷却した。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強度）
を表１に示す。上記式に従い計算すると、各結晶相間の
百分率分布は以下の通りである： α相含有率： 0％ β相含有率： 0％ δ相含有率： 100％ 実施例８（本発明に従う例） 実施例６を繰り返すが、実施例１と同様の水熱法により
製造した水ガラス95重量％及び実施例３または４と同様
のタンク窯水ガラス５重量％よりなる混合物400gを使用
した。実施例１に記載のように噴霧乾燥して、620 ℃で
16.1重量％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナトリウ
ムを得た。次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇ
をマッフル炉中で 620℃で１時間熱処理し、その後急速
に冷却した。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強度）
を表１に示す。上記の式に従い計算すると、各結晶相間
の百分率分布は以下の通りである： α相含有率： 1.6％ β相含有率： 9.2％ δ相含有率： 89.2％ 実施例９（本発明に従う例） 実施例１を繰り返すが、実施例１と同様の水熱法により
製造した水ガラス98重量％及び実施例３または４と同様
のタンク窯水ガラス２重量％からなる混合物400gを使用
した。実施例１に記載のように噴霧乾燥して、720 ℃で
16.3重量％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナトリウ
ムを得た。次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇ
をマッフル炉中で 720℃で１時間熱処理し、その後急速
に冷却した。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強度）
を表１に示す。上記の式に従い計算すると、各結晶相間
の百分率分布は以下の通りである： α相含有率： 0.5％ β相含有率： 6.3％ δ相含有率： 93.2％ 実施例１０（本発明に従う例） 実施例６を繰り返すが、実施例１と同様の水熱法により
製造した水ガラス95重量％及び実施例５と同様のタンク
窯水ガラス５重量％からなる混合物400gを使用した。実
施例１に記載のように噴霧乾燥して、720 ℃で15.6重量
％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナトリウムを得
た。次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇをマッ
フル炉中で720 ℃で１時間熱処理し、その後急速に冷却
した。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強度）を表１
に示す。上記式に従い計算すると、各結晶相間の百分率
分布は以下の通りである： α相含有率： 0.9％ β相含有率： 0％ δ相含有率： 99.1％
された式に代入する（Ｉ＝強度, tot.＝合計）。 強度（合計） ＝ I(3.30) + I(2.97) * 1.8 +[I(3.4
5) + I(2.91) + I (2.84) + I(2.49)] * 1.89 α相含有率(%) ＝ [I(3.30)* 100]/tot.I β相含有率(%) ＝ [I(2.97)* 180]/tot.I δ相含有率(%) ＝ ｛[I(3.45) + I(2.91) + I(2.84)+
I(2.49)]* 189 ｝/tot.I 実施例１（比較例） 砂を水酸化ナトリウム溶液で水熱処理 (hydrothermal d
igestion) することによって製造された、2:1 のSiO2:N
a2O 比及び45重量％の固形物含有率を有する市販の水ガ
ラス溶液 400g を、実験室用熱風噴霧塔中で脱水して
（入口温度 220℃, 出口ガス温度 120℃）、620 ℃で1
6.8重量％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナトリウ
ムを得た。次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇ
をマッフル炉中で620 ℃で１時間熱処理し、その後急速
に冷却した。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強度）
を表１に示す。上記の式に従い計算すると、各結晶相の
間の百分率分布は以下の通りである： α相含有率： 5.2％ β相含有率： 34.1％ δ相含有率： 60.7％ 実施例２（比較例） 実施例１の方法を使用する。他の市販の水ガラス溶液
（同様に水熱法により製造されたもの）400gを実験室用
熱風噴霧塔中で脱水して（入口温度 220℃, 出口ガス温
度 120℃）、720 ℃において17.1重量％の強熱減量を有
する非晶質二ケイ酸ナトリウムを得た。次いで、この非
晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇをマッフル炉中で 720℃で
１時間熱処理し、その後急速に冷却した。相の計算に必
要なＸ線反射（位置と強度）を表１に示す。上記の式に
従い計算すると、各結晶相間の百分率分布は以下の通り
である： α相含有率： 26.4％ β相含有率： 43.1％ δ相含有率： 30.5％ 実施例３（比較例） 実施例１を繰り返すが、但し、２のSiO2:Na2O 比及び45
重量％の固形物含有率を有する市販のタンク窯水ガラス
溶液を使用した。実施例１のように噴霧乾燥すると、62
0 ℃で17.4重量％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナ
トリウムが得られた。次いで、この非晶質二ケイ酸ナト
リウム８ｇをマッフル炉中で 620℃で１時間熱処理し、
その後急速に冷却した。相の計算に必要なＸ線反射（位
置と強度）を表１に示す。上記の式に従い計算すると、
各結晶相の間の百分率分布は以下の通りである： α相含有率： 0％ β相含有率： 4.6％ δ相含有率： 95.6％ 実施例４（比較例） 実施例３を繰返し、噴霧乾燥して、720 ℃で17.7重量％
の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナトリウムを得た。
次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇをマッフル
炉中で 720℃で１時間熱処理し、その後急速に冷却し
た。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強度）を表１に
示す。上記の式に従い計算すると、各結晶相の間の百分
率分布は以下の通りである： α相含有率： 0％ β相含有率： 0％ δ相含有率： 100％ 実施例５（比較例） 実施例１を繰り返すが、他の製造業者から入手した２の
SiO2:Na2O 比及び55重量％の固形物含有率を有するタン
ク窯水ガラス溶液を使用した。実施例１に記載のように
噴霧乾燥して、720 ℃で17.2重量％の強熱減量を有する
非晶質二ケイ酸ナトリウムを得た。次いで、この非晶質
二ケイ酸ナトリウム８ｇをマッフル炉中で 720℃で１時
間熱処理し、その後急速に冷却した。相の計算に必要な
Ｘ線反射（位置と強度）を表１に示す。上記の式に従い
計算すると、各結晶相の間の百分率分布は以下の通りで
ある： α相含有率： 0％ β相含有率： 0％ δ相含有率： 100％ 実施例６（本発明に従う例） 実施例２と同様の水熱法により製造された水ガラス80重
量％及び実施例３または４と同様のタンク窯水ガラス20
重量％からなる混合物400gを実験室用熱風噴霧塔中で脱
水して（入口温度 220℃, 出口ガス温度 120℃）、720
℃で16.6重量％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナト
リウムを得た。次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム
８ｇをマッフル炉中で720 ℃で１時間熱処理し、その後
急速に冷却した。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強
度）を表１に示す。上記式に従い計算すると、各結晶相
間の百分率分布は以下の通りである： α相含有率： 1.8％ β相含有率： 3.9％ δ相含有率： 94.3％ 実施例７（本発明に従う例） 実施例６を繰返したが、実施例１と同様の水熱法により
製造した水ガラス90重量％及び実施例３または４と同様
のタンク窯水ガラス10重量％からなる混合物400gを使用
した。実施例１に記載のように噴霧乾燥して、720 ℃で
16.7重量％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナトリウ
ムを得た。次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇ
をマッフル炉中で 720℃で１時間熱処理し、その後急速
に冷却した。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強度）
を表１に示す。上記式に従い計算すると、各結晶相間の
百分率分布は以下の通りである： α相含有率： 0％ β相含有率： 0％ δ相含有率： 100％ 実施例８（本発明に従う例） 実施例６を繰り返すが、実施例１と同様の水熱法により
製造した水ガラス95重量％及び実施例３または４と同様
のタンク窯水ガラス５重量％よりなる混合物400gを使用
した。実施例１に記載のように噴霧乾燥して、620 ℃で
16.1重量％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナトリウ
ムを得た。次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇ
をマッフル炉中で 620℃で１時間熱処理し、その後急速
に冷却した。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強度）
を表１に示す。上記の式に従い計算すると、各結晶相間
の百分率分布は以下の通りである： α相含有率： 1.6％ β相含有率： 9.2％ δ相含有率： 89.2％ 実施例９（本発明に従う例） 実施例１を繰り返すが、実施例１と同様の水熱法により
製造した水ガラス98重量％及び実施例３または４と同様
のタンク窯水ガラス２重量％からなる混合物400gを使用
した。実施例１に記載のように噴霧乾燥して、720 ℃で
16.3重量％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナトリウ
ムを得た。次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇ
をマッフル炉中で 720℃で１時間熱処理し、その後急速
に冷却した。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強度）
を表１に示す。上記の式に従い計算すると、各結晶相間
の百分率分布は以下の通りである： α相含有率： 0.5％ β相含有率： 6.3％ δ相含有率： 93.2％ 実施例１０（本発明に従う例） 実施例６を繰り返すが、実施例１と同様の水熱法により
製造した水ガラス95重量％及び実施例５と同様のタンク
窯水ガラス５重量％からなる混合物400gを使用した。実
施例１に記載のように噴霧乾燥して、720 ℃で15.6重量
％の強熱減量を有する非晶質二ケイ酸ナトリウムを得
た。次いで、この非晶質二ケイ酸ナトリウム８ｇをマッ
フル炉中で720 ℃で１時間熱処理し、その後急速に冷却
した。相の計算に必要なＸ線反射（位置と強度）を表１
に示す。上記式に従い計算すると、各結晶相間の百分率
分布は以下の通りである： α相含有率： 0.9％ β相含有率： 0％ δ相含有率： 99.1％
【００１７】
【表２】
【図１】図１は、タンク窯水ガラスと水熱法により製造
した水ガラスとの比の関数としての、各結晶相の含有率
についての結晶性ケイ酸ナトリウムの該新規製造方法の
結果を示す（620 ℃で熱処理）。
した水ガラスとの比の関数としての、各結晶相の含有率
についての結晶性ケイ酸ナトリウムの該新規製造方法の
結果を示す（620 ℃で熱処理）。
【図２】図２は、720 ℃で熱処理を行った場合の結果を
示す。
示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アレクザンダー・タツパー ドイツ連邦共和国、41239 メンヒエン グラートバツハ、カスタニーンヴエー ク、10 (72)発明者 フオルカー・テーヴエス ドイツ連邦共和国、40789 モンハイム、 ラートシユテツター・ヴエーク、12 (56)参考文献 特開 平６−80416（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−277107（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−263432（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01B 33/20 - 33/46 C01B 37/00 - 39/54
Claims (10)
- 【請求項１】 主として水熱法により製造された水ガラ
スから、この水ガラスを脱水し次いで高められた温度に
おいて結晶化することによって、層状構造及び高いδ相
含有率を有する結晶性ケイ酸ナトリウムを製造する方法
であって、この水ガラスが、水熱法により製造された水
ガラスを50〜99.5重量％の量で及びタンク窯水ガラスを
0.5〜50重量％の量で含む混合物であることを特徴とす
る上記方法。 - 【請求項２】 上記混合物が、タンク窯水ガラス１〜20
重量％及び水熱法により製造された水ガラス80〜99重量
％からなることを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 上記混合物が、タンク窯水ガラス５〜10
重量％及び水熱法により製造された水ガラス90〜95重量
％からなることを特徴とする請求項１または２の方法。 - 【請求項４】 各々の水ガラスの固形物含有率が20〜60
重量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
一つの方法。 - 【請求項５】 各々の水ガラスの固形物含有率が40〜50
重量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
一つの方法。 - 【請求項６】 水ガラス混合物を脱水して非晶質二ケイ
酸ナトリウムを得ることを特徴とする請求項１〜５のい
ずれか一つの方法。 - 【請求項７】 非晶質二ケイ酸ナトリウムが 620〜720
℃で10〜25重量％の強熱減量を有することを特徴とする
請求項６の方法。 - 【請求項８】 脱水を熱風噴霧塔中で行うことを特徴と
する請求項１〜７のいずれか一つの方法。 - 【請求項９】 非晶質二ケイ酸ナトリウムを少なくとも
450 ℃であるが、その融点よりも低い温度において結晶
化させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つ
の方法。 - 【請求項１０】 結晶化を 600〜800 ℃の温度で行うこ
とを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つの方法。
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