JP3123652B2 - 球状シリカの製造方法 - Google Patents
球状シリカの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は粒度分布が狭く、接合粒子が少なく、分散の
良好な球状のシリカ粒子をより大粒径のものまで得る方
法に関する。本発明によって得られるシリカ粒子はセラ
ミックス原料および各種分野の充填剤等として利用され
る。
良好な球状のシリカ粒子をより大粒径のものまで得る方
法に関する。本発明によって得られるシリカ粒子はセラ
ミックス原料および各種分野の充填剤等として利用され
る。
［従来の技術］ 珪素のアルコキサイドを塩基性触媒の存在下で加水分
解重合すると、粒度分布が狭く、かつ分散の良好なシリ
カ粒子が得られることは従来より知られている。〔W.St
ber,Journal of Colloid and Interface Science 26,
62（1968）〕 そしてこのようにして得られたシリカ粒子を種晶とし
て粒子成長を行うことにより大粒子化することも提案さ
れている（特開昭62−72514号，特開昭62−26712号）。
解重合すると、粒度分布が狭く、かつ分散の良好なシリ
カ粒子が得られることは従来より知られている。〔W.St
ber,Journal of Colloid and Interface Science 26,
62（1968）〕 そしてこのようにして得られたシリカ粒子を種晶とし
て粒子成長を行うことにより大粒子化することも提案さ
れている（特開昭62−72514号，特開昭62−26712号）。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながらこのような方法では粒径がある程度以上
の大きさになると接合粒子が増加し均一な粒子成長がお
こらないという問題点があった。また、そのため、球状
で粒度分布が狭いという特徴が失われるという問題点が
あった。
の大きさになると接合粒子が増加し均一な粒子成長がお
こらないという問題点があった。また、そのため、球状
で粒度分布が狭いという特徴が失われるという問題点が
あった。
［課題を解決するための手段］ 本発明者等は上記問題点に鑑み鋭意検討を重ねた結
果、特定の条件でシリカ粒子核を生成させ、その粒子
を種晶として、更にテトラアルコキシシランを添加し
て特定の条件で粒子の成長反応を行なう際に粒子の再分
散を行うこと、しかも再分散操作の少なくとも一部は粒
子が特定の大きさに成長する前に行なうことにより、粒
子の成長反応途中における接合が少なくなり、成長反応
を続けていっても接合粒子の少ない球状シリカが得られ
ることを見出した。
果、特定の条件でシリカ粒子核を生成させ、その粒子
を種晶として、更にテトラアルコキシシランを添加し
て特定の条件で粒子の成長反応を行なう際に粒子の再分
散を行うこと、しかも再分散操作の少なくとも一部は粒
子が特定の大きさに成長する前に行なうことにより、粒
子の成長反応途中における接合が少なくなり、成長反応
を続けていっても接合粒子の少ない球状シリカが得られ
ることを見出した。
即ち、本発明は、 反応溶媒中にてテトラアルコキシシランと水とを塩基
性触媒の存在下に撹拌処理してテトラアルコキシシラン
の加水分解、重合反応を行ってシリカ粒子を生成させ、
次いで該シリカ粒子を種晶として含む反応液にテトラア
ルコキシシランを添加して成長反応を繰返し行う方法か
ら成り、 （ａ） 上記した種晶シリカ生成反応は反応液１中に
水が１〜20モル、塩基性触媒が0.1〜５モル、テトラア
ルコキシシランが0.01〜１モル、反応温度が０〜50℃の
範囲で行い、 （ｂ） 各回の前記成長反応は水及び塩基性触媒の濃度
を上記種晶シリカ生成反応におけるこれらの濃度範囲に
保ち、かつ、 （ｃ） 前記成長反応の期間中にシリカ粒子の再分散を
行ない、しかも該再分散の操作の少なくとも一部はシリ
カ粒子の平均粒径が0.5μｍまで到達しないところで行
なわれる ことを特徴とする球状シリカの製造方法、 を要旨とするものである。
性触媒の存在下に撹拌処理してテトラアルコキシシラン
の加水分解、重合反応を行ってシリカ粒子を生成させ、
次いで該シリカ粒子を種晶として含む反応液にテトラア
ルコキシシランを添加して成長反応を繰返し行う方法か
ら成り、 （ａ） 上記した種晶シリカ生成反応は反応液１中に
水が１〜20モル、塩基性触媒が0.1〜５モル、テトラア
ルコキシシランが0.01〜１モル、反応温度が０〜50℃の
範囲で行い、 （ｂ） 各回の前記成長反応は水及び塩基性触媒の濃度
を上記種晶シリカ生成反応におけるこれらの濃度範囲に
保ち、かつ、 （ｃ） 前記成長反応の期間中にシリカ粒子の再分散を
行ない、しかも該再分散の操作の少なくとも一部はシリ
カ粒子の平均粒径が0.5μｍまで到達しないところで行
なわれる ことを特徴とする球状シリカの製造方法、 を要旨とするものである。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明に使用するテトラアルコキシシランはテトラメ
トキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロ
ポキシシラン、テトラブトキシシランなどが代表的な化
合物である。
トキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロ
ポキシシラン、テトラブトキシシランなどが代表的な化
合物である。
本発明に使用する溶媒は、通常メタノール、エタノー
ル、プロパノール等のアルコールが用いられるが中でも
メタノールが反応速度の点から好ましい。加水分解・重
合の触媒はアンモニア、アミン、苛性アルカリなどの塩
基性触媒が使用できるが、通常、アンモニアが最も普通
に用いられる。
ル、プロパノール等のアルコールが用いられるが中でも
メタノールが反応速度の点から好ましい。加水分解・重
合の触媒はアンモニア、アミン、苛性アルカリなどの塩
基性触媒が使用できるが、通常、アンモニアが最も普通
に用いられる。
まず、本発明方法では、上記溶媒に水及び塩基性触媒
をそれぞれ溶解し、これにテトラアルコキシシランを添
加して加水分解・重合反応を行わせて種晶となるシリカ
粒子を得る。この際、反応液中の濃度として水を１〜20
モル／、触媒を0.1〜５モル／、テトラアルコキシ
シランを0.01〜１モル／の各濃度範囲に相当する量で
用いる必要がある。反応は、撹拌下恒温槽中にて０〜50
℃の温度に維持しながら実施されるが、水及び触媒を溶
解した溶媒中にテトラアルコキシシランの全量を一時に
加えることが重要である。数十分以内に単分散かつ球状
のシリカ粒子が生成して反応液が白濁する。反応は２〜
５時間で終了する。
をそれぞれ溶解し、これにテトラアルコキシシランを添
加して加水分解・重合反応を行わせて種晶となるシリカ
粒子を得る。この際、反応液中の濃度として水を１〜20
モル／、触媒を0.1〜５モル／、テトラアルコキシ
シランを0.01〜１モル／の各濃度範囲に相当する量で
用いる必要がある。反応は、撹拌下恒温槽中にて０〜50
℃の温度に維持しながら実施されるが、水及び触媒を溶
解した溶媒中にテトラアルコキシシランの全量を一時に
加えることが重要である。数十分以内に単分散かつ球状
のシリカ粒子が生成して反応液が白濁する。反応は２〜
５時間で終了する。
次に本発明の成長反応においては該シリカ粒子を種晶
として含む反応液にテトラアルコキシシランを添加する
ことによりテトラアルコキシシランの塩基性触媒存在下
における加水分解物が種晶表面に析出することによって
粒子成長が行われる。この際テトラアルコキシシランの
添加によって新たな核が生成しないことが肝要である。
成長反応におけるテトラアルコキシシランの添加速度が
テトラアルコキシシランの加水分解、重合反応速度より
も大きいと反応液中のテトラアルコキシシラン濃度が大
きくなり過ぎて新たな粒子核が生成したり粒子同志の凝
集が起こったりして均一な粒子成長が行なわれないこと
からテトラアルコキシシランの添加量を１時間当たり反
応液１リットルに対し通常、2.0モル以下好ましくは1.0
モル以下にする。
として含む反応液にテトラアルコキシシランを添加する
ことによりテトラアルコキシシランの塩基性触媒存在下
における加水分解物が種晶表面に析出することによって
粒子成長が行われる。この際テトラアルコキシシランの
添加によって新たな核が生成しないことが肝要である。
成長反応におけるテトラアルコキシシランの添加速度が
テトラアルコキシシランの加水分解、重合反応速度より
も大きいと反応液中のテトラアルコキシシラン濃度が大
きくなり過ぎて新たな粒子核が生成したり粒子同志の凝
集が起こったりして均一な粒子成長が行なわれないこと
からテトラアルコキシシランの添加量を１時間当たり反
応液１リットルに対し通常、2.0モル以下好ましくは1.0
モル以下にする。
テトラアルコキシシランはそのまま添加しても良いが
上記した溶媒で10〜50％に希釈したものを添加するのが
好ましい。添加方法は連続的に添加しても数回に分割し
て添加しても良いが連続的に添加するのが好ましい。
上記した溶媒で10〜50％に希釈したものを添加するのが
好ましい。添加方法は連続的に添加しても数回に分割し
て添加しても良いが連続的に添加するのが好ましい。
加水分解・重合反応は次式で示されるようにテトラア
ルコキシシランに対して２倍当量の水が消費され４倍当
量のアルコールが生成するため反応系内の水および塩基
性触媒濃度が変化する。
ルコキシシランに対して２倍当量の水が消費され４倍当
量のアルコールが生成するため反応系内の水および塩基
性触媒濃度が変化する。
Si（OR）４＋2H2O→SiO2＋4ROH （上記式中、Ｒはアルキル基を表わす。） 従って、種晶生成反応条件を成長反応においても維持
するためには、水および塩基性触媒の濃度減少を補うた
め、適宜水および塩基性触媒の添加を行う。水および塩
基性触媒の添加方法に特に制約はなく、連続的に添加し
ても分割して添加しても良いが、水および塩基性触媒の
濃度が種晶生成反応時の濃度を保つようにしなければな
らない。そうしないと新たな粒子核が生成したり、粒子
同志の凝集が起こったりして均一な粒子成長が行なわれ
ない。
するためには、水および塩基性触媒の濃度減少を補うた
め、適宜水および塩基性触媒の添加を行う。水および塩
基性触媒の添加方法に特に制約はなく、連続的に添加し
ても分割して添加しても良いが、水および塩基性触媒の
濃度が種晶生成反応時の濃度を保つようにしなければな
らない。そうしないと新たな粒子核が生成したり、粒子
同志の凝集が起こったりして均一な粒子成長が行なわれ
ない。
本発明方法においては、使用されるテトラアルコキシ
シランの種類によって前記した種晶シリカ生成反応及び
成長反応の反応条件の中から反応条件が選ばれる。
シランの種類によって前記した種晶シリカ生成反応及び
成長反応の反応条件の中から反応条件が選ばれる。
例えば、テトラエトキシシランから生成させたシリカ
粒子を種晶として含む反応液にテトラメトキシシランを
添加して成長反応を行なって球状シリカを生成させる場
合には、種晶シリカ生成反応は、反応液１に対し水が
２〜20モル、塩基性触媒が0.5〜５モル、テトラエトキ
シシランが0.05〜0.5モル、反応温度が10〜30℃の範囲
で行ない、成長反応中は水及び塩基性触媒の濃度をこの
種晶シリカ生成反応におけるこれらの濃度範囲に維持す
るのが好ましい。
粒子を種晶として含む反応液にテトラメトキシシランを
添加して成長反応を行なって球状シリカを生成させる場
合には、種晶シリカ生成反応は、反応液１に対し水が
２〜20モル、塩基性触媒が0.5〜５モル、テトラエトキ
シシランが0.05〜0.5モル、反応温度が10〜30℃の範囲
で行ない、成長反応中は水及び塩基性触媒の濃度をこの
種晶シリカ生成反応におけるこれらの濃度範囲に維持す
るのが好ましい。
また、テトラエトキシシランから生成させたシリカ粒
子を種晶として含む反応液にテトラエトキシシランを添
加して成長反応を行なって球状シリカを生成させる場合
には、例えば種晶シリカ生成反応は反応液１に対し水
が２〜10モル、塩基性触媒が0.5〜2.0モル、テトラエト
キシシランが0.05〜0.5モル、反応温度が10〜30℃の範
囲で行ない、成長反応中は、水及び塩基性触媒の濃度を
この種晶シリカ生成反応におけるこれらの濃度範囲に維
持するのが好ましい。
子を種晶として含む反応液にテトラエトキシシランを添
加して成長反応を行なって球状シリカを生成させる場合
には、例えば種晶シリカ生成反応は反応液１に対し水
が２〜10モル、塩基性触媒が0.5〜2.0モル、テトラエト
キシシランが0.05〜0.5モル、反応温度が10〜30℃の範
囲で行ない、成長反応中は、水及び塩基性触媒の濃度を
この種晶シリカ生成反応におけるこれらの濃度範囲に維
持するのが好ましい。
成長反応を続けてゆくと、通常、粒径が0.5〜0.6μｍ
を過ぎたあたりから粒子同志が接着した接合粒子の割合
が急激に増加する。これは粒子の粒径が大きくなると粒
子１個当たりの重量が大きくなるため粒子の分散が不十
分になるため、粒子同志が接触する機会が増えるためで
あると考えられる。
を過ぎたあたりから粒子同志が接着した接合粒子の割合
が急激に増加する。これは粒子の粒径が大きくなると粒
子１個当たりの重量が大きくなるため粒子の分散が不十
分になるため、粒子同志が接触する機会が増えるためで
あると考えられる。
そこで、本発明方法においては、成長反応の期間中に
シリカ粒子の再分散を行ない、しかも該再分散の操作の
少なくとも一部はシリカ粒子の平均粒径が0.5μｍまで
到達しないところで行なう。これによって、粒子同志が
くっつきあって接合粒子化する可能性が小さくなり、分
散の良好な球状のシリカ粒子をより大粒径のものまで得
ることができる。
シリカ粒子の再分散を行ない、しかも該再分散の操作の
少なくとも一部はシリカ粒子の平均粒径が0.5μｍまで
到達しないところで行なう。これによって、粒子同志が
くっつきあって接合粒子化する可能性が小さくなり、分
散の良好な球状のシリカ粒子をより大粒径のものまで得
ることができる。
シリカ粒子の再分散に使用される分散装置の形式につ
いては、特に限定されるものではなく、たとえば、サン
ドグライダー、パールミル等の分散媒体を用いた湿式分
散装置あるいは、コロイドミル、超音波分散器等の分散
媒体を用いない湿式分散装置等が用いられる。
いては、特に限定されるものではなく、たとえば、サン
ドグライダー、パールミル等の分散媒体を用いた湿式分
散装置あるいは、コロイドミル、超音波分散器等の分散
媒体を用いない湿式分散装置等が用いられる。
これらの中でも、分散媒体の分離工程が不要であり、
また、不純物の混入がおさえられる、分散媒体を用いな
い湿式分散装置を使用するのが好ましい。
また、不純物の混入がおさえられる、分散媒体を用いな
い湿式分散装置を使用するのが好ましい。
また、分散媒体を用いない湿式分散装置のうち、反応
液を加圧して複数の高流速の流体として相互に衝突させ
ることによってシリカ粒子を再分散させる方式のもの、
例えば、後記実施例で採用されているNANOMIZER SYSTEM
の名称で市販されている装置、が好適であり、該装置を
複数回、例えば２〜５回程度通すのがより好適である。
その場合100〜1800kg/cm2Gの圧力条件が好適に採用され
る。
液を加圧して複数の高流速の流体として相互に衝突させ
ることによってシリカ粒子を再分散させる方式のもの、
例えば、後記実施例で採用されているNANOMIZER SYSTEM
の名称で市販されている装置、が好適であり、該装置を
複数回、例えば２〜５回程度通すのがより好適である。
その場合100〜1800kg/cm2Gの圧力条件が好適に採用され
る。
また、接合粒子の生成を抑制するためにシリカ粒子の
粒径が0.5μｍを越えた後にも再分散を行なうことが効
果的である。再分散の回数は特に規定しないが、粒径が
0.2〜0.3μｍ増えるごとに再分散を１回おこなうのが良
い。
粒径が0.5μｍを越えた後にも再分散を行なうことが効
果的である。再分散の回数は特に規定しないが、粒径が
0.2〜0.3μｍ増えるごとに再分散を１回おこなうのが良
い。
具体的に製品原料その他として使用が期待できるシリ
カ粒子の大きさは、約0.1μｍ程度のものから1.0μｍ以
上のものまで様々であり、従って本発明方法における成
長反応の繰返し回数も、原料テトラアルコキシシランの
種類にもよるものであるが、１回の繰返しにより得られ
るものから数十回に及ぶものまである。従って、目的の
粒径に粒子が成長したところで、テトラアルコキシシラ
ン、水および塩基性触媒の添加を止めれば目的とする粒
径の球状シリカスラリーが得られる。
カ粒子の大きさは、約0.1μｍ程度のものから1.0μｍ以
上のものまで様々であり、従って本発明方法における成
長反応の繰返し回数も、原料テトラアルコキシシランの
種類にもよるものであるが、１回の繰返しにより得られ
るものから数十回に及ぶものまである。従って、目的の
粒径に粒子が成長したところで、テトラアルコキシシラ
ン、水および塩基性触媒の添加を止めれば目的とする粒
径の球状シリカスラリーが得られる。
本発明方法によって得られる球状シリカは、粒度分布
が狭く、標準偏差値（σ）で1.0〜1.2程度のもので、し
かも、接合粒子が少なく、分散の良好なものとなるの
で、セラミック原料、各種分野の充填剤等に好適に用い
られる。
が狭く、標準偏差値（σ）で1.0〜1.2程度のもので、し
かも、接合粒子が少なく、分散の良好なものとなるの
で、セラミック原料、各種分野の充填剤等に好適に用い
られる。
［実施例］ 以下本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明は下記実施例によって限定されるものではない。
発明は下記実施例によって限定されるものではない。
実施例１ 蒸留精製したメタノール154.9gに20％アンモニア水4
2.5gを溶解混合した反応液をフラスコに入れ以後800rpm
で撹拌しながら20℃の恒温槽中に保持した。次に蒸留精
製したテトラエトキシシラン5.2gを20℃に調整した後、
20℃に保持された前記反応液中に一時に全量添加した。
約５分後に反応液は白濁した。該反応液中ではテトラエ
トキシシラン添加後１時間ですでに平均粒径＝0.21μ
ｍ、標準偏差値σ＝1.05の均一な球状粒子が存在してお
り、それ以後、粒径は変化しなかった。すなわちテトラ
エトキシシランの加水分解・重合反応は約１時間で完了
した。さらに撹拌・反応を１時間続けて第１次反応液を
得た。
2.5gを溶解混合した反応液をフラスコに入れ以後800rpm
で撹拌しながら20℃の恒温槽中に保持した。次に蒸留精
製したテトラエトキシシラン5.2gを20℃に調整した後、
20℃に保持された前記反応液中に一時に全量添加した。
約５分後に反応液は白濁した。該反応液中ではテトラエ
トキシシラン添加後１時間ですでに平均粒径＝0.21μ
ｍ、標準偏差値σ＝1.05の均一な球状粒子が存在してお
り、それ以後、粒径は変化しなかった。すなわちテトラ
エトキシシランの加水分解・重合反応は約１時間で完了
した。さらに撹拌・反応を１時間続けて第１次反応液を
得た。
次に、該第１次反応液を撹拌しながら、反応液を20℃
に保つようにして、14％テトラメトキシシラン−メタノ
ール溶液を166ml/hr、20％アンモニア水を37ml/hrの速
度で連続的に添加した。
に保つようにして、14％テトラメトキシシラン−メタノ
ール溶液を166ml/hr、20％アンモニア水を37ml/hrの速
度で連続的に添加した。
連続添加期間中、連続添加開始後１時間目、３時間
目、６時間目、９時間目、12時間目、15時間目に分散装
置（NANOMIZER SYSTEM（伊藤忠産機（株）製）、LA−
10型）にて930kg/cm2G,80ml/minの条件で分散処理を実
施した。20時間目で連続添加を中止し反応を停止した。
表−１に各時点での平均粒径、標準偏差値および接合粒
子の割合を示す。
目、６時間目、９時間目、12時間目、15時間目に分散装
置（NANOMIZER SYSTEM（伊藤忠産機（株）製）、LA−
10型）にて930kg/cm2G,80ml/minの条件で分散処理を実
施した。20時間目で連続添加を中止し反応を停止した。
表−１に各時点での平均粒径、標準偏差値および接合粒
子の割合を示す。
なお、本明細書中において、平均粒径（）標準偏差
値（σ）及び接合粒子の割合（N1）は次の式で定義され
るものである。
値（σ）及び接合粒子の割合（N1）は次の式で定義され
るものである。
また、得られた球状シリカの一部を走査電子顕微鏡
（SEM）用の試料に供した。得られたSEM写真の一例を第
１図に示す。
（SEM）用の試料に供した。得られたSEM写真の一例を第
１図に示す。
全粒子数はランダムに10視野のSEM写真を写し、粒子
数を計測し平均したものである。また、接合粒子数は、
各SEM写真中の夫々の複合粒子の数を計測し平均したも
のである。
数を計測し平均したものである。また、接合粒子数は、
各SEM写真中の夫々の複合粒子の数を計測し平均したも
のである。
比較例１ 成長反応の途中での分散処理を全く行なかった以外は
実施例１におけるのと同様の方法で行なった。表−１に
平均粒径、標準偏差値および接合粒子の割合を示す。得
られた球状シリカのSEM写真の一例を第２図に示す。
実施例１におけるのと同様の方法で行なった。表−１に
平均粒径、標準偏差値および接合粒子の割合を示す。得
られた球状シリカのSEM写真の一例を第２図に示す。
実施例２ 蒸留精製したエタノール166.4gに蒸留水6.1gと20％ア
ンモニア水18.7gを溶解混合した反応液をフラスコに入
れ以後800rpmで撹拌しながら20℃の恒温槽中に保持し
た。次に蒸留精製したテトラエトキシシラン11.6gを20
℃に調整した後、20℃に保持された前記反応液中に一時
に全量添加した。約５分後に反応液は白濁した。該反応
液中ではテトラエトキシシラン添加後１時間ですでに平
均粒径＝0.38μｍ、標準偏差値σ＝1.05の均一な球状
粒子が存在しており、それ以後、粒径は変化しなかっ
た。すなわちテトラエトキシシランの加水分解・重合反
応は約１時間で完了した。さらに撹拌・反応を１時間続
けて第１次反応液を得た。
ンモニア水18.7gを溶解混合した反応液をフラスコに入
れ以後800rpmで撹拌しながら20℃の恒温槽中に保持し
た。次に蒸留精製したテトラエトキシシラン11.6gを20
℃に調整した後、20℃に保持された前記反応液中に一時
に全量添加した。約５分後に反応液は白濁した。該反応
液中ではテトラエトキシシラン添加後１時間ですでに平
均粒径＝0.38μｍ、標準偏差値σ＝1.05の均一な球状
粒子が存在しており、それ以後、粒径は変化しなかっ
た。すなわちテトラエトキシシランの加水分解・重合反
応は約１時間で完了した。さらに撹拌・反応を１時間続
けて第１次反応液を得た。
次に、該第１次反応液を撹拌しながら、反応液を20℃
に保つようにして、37％テトラエトキシシラン−エタノ
ール溶液を16.2ml/hr、13.7％アンモニア水を2ml/hrの
速度で連続的に添加した。
に保つようにして、37％テトラエトキシシラン−エタノ
ール溶液を16.2ml/hr、13.7％アンモニア水を2ml/hrの
速度で連続的に添加した。
連続添加期間中連続添加開始後２時間目、10時間目、
20時間目、30時間目、40時間目、50時間目に分散装置
（NANOMIZER SYSTEM（伊藤忠産機（株）製）、LA−10
型）にて930kg/cm2G,80ml/minの条件で分散処理を実施
した。55時間目で連続添加を中止し反応を停止した。表
−２に各時点での平均粒径、標準偏差値および接合粒子
の割合を示す。得られた球状シリカのSEM写真の一例を
第３図に示す。
20時間目、30時間目、40時間目、50時間目に分散装置
（NANOMIZER SYSTEM（伊藤忠産機（株）製）、LA−10
型）にて930kg/cm2G,80ml/minの条件で分散処理を実施
した。55時間目で連続添加を中止し反応を停止した。表
−２に各時点での平均粒径、標準偏差値および接合粒子
の割合を示す。得られた球状シリカのSEM写真の一例を
第３図に示す。
比較例２ 成長反応の途中での分散処理を行わなかった以外は実
施例２におけるのと同様の方法で行なった。表−２に平
均粒径、標準偏差値および接合粒子の割合を示す。得ら
れた球状シリカのSEM写真の一例を第４図に示す。
施例２におけるのと同様の方法で行なった。表−２に平
均粒径、標準偏差値および接合粒子の割合を示す。得ら
れた球状シリカのSEM写真の一例を第４図に示す。
比較例３ 蒸留精製したエタノール166.4gに蒸留水6.1gと20％ア
ンモニア水18.7gを溶解混合した反応液をフラスコに入
れ以後800rpmで撹拌しながら20℃の恒温槽中に保持し
た。次に蒸留精製したテトラエトキシシラン11.6gを20
℃に調整した後、20℃に保持された前記反応液中に一時
に全量添加した。約５分後に反応液は白濁した。該反応
液中ではテトラエトキシシラン添加後１時間にすでに平
均粒径＝0.38μｍ、標準偏差値σ＝1.05の均一な球状
粒子が存在しており、それ以後、粒径は変化しなかっ
た。すなわちテトラエトキシシランの加水分解・重合反
応は約１時間で完了した。さらに撹拌・反応を１時間続
けて第１次反応液を得た。
ンモニア水18.7gを溶解混合した反応液をフラスコに入
れ以後800rpmで撹拌しながら20℃の恒温槽中に保持し
た。次に蒸留精製したテトラエトキシシラン11.6gを20
℃に調整した後、20℃に保持された前記反応液中に一時
に全量添加した。約５分後に反応液は白濁した。該反応
液中ではテトラエトキシシラン添加後１時間にすでに平
均粒径＝0.38μｍ、標準偏差値σ＝1.05の均一な球状
粒子が存在しており、それ以後、粒径は変化しなかっ
た。すなわちテトラエトキシシランの加水分解・重合反
応は約１時間で完了した。さらに撹拌・反応を１時間続
けて第１次反応液を得た。
次に、該第１次反応液を撹拌しながら、反応液を20℃
に保つようにして、37％テトラエトキシシランのエタノ
ール溶液を16.2ml/hr、13.7％アンモニア水を2ml/hrの
速度で連続的に添加した。
に保つようにして、37％テトラエトキシシランのエタノ
ール溶液を16.2ml/hr、13.7％アンモニア水を2ml/hrの
速度で連続的に添加した。
連続添加開始後40時間目、50時間目に分散装置（NANO
MIZER SYSTEM（伊藤忠産機（株）製）、LA−10型）に
て930kg/cm2G,80ml/minの条件で分散処理を実施した。5
5時間目で反応を停止した。表−３に平均粒径、標準偏
差値および接合粒子の割合を示す。
MIZER SYSTEM（伊藤忠産機（株）製）、LA−10型）に
て930kg/cm2G,80ml/minの条件で分散処理を実施した。5
5時間目で反応を停止した。表−３に平均粒径、標準偏
差値および接合粒子の割合を示す。
［発明の効果］ 本発明方法によれば、粒度分布が狭く、接合粒子が少
なく、分散の良好な球状のシリカ粒子をより大粒径のも
のまで得ることができる。
なく、分散の良好な球状のシリカ粒子をより大粒径のも
のまで得ることができる。
【図面の簡単な説明】 第１〜４図は夫々、実施例１（第１図）、比較例１（第
２図）、実施例２（第３図）、比較例２（第４図）で得
られた球状シリカの粒子構造を示す走査電子顕微鏡（SE
M）写真の一例を示したものであり、倍率は、第１図及
び第２図は8500倍、第３図及び第４図は6000倍である。
２図）、実施例２（第３図）、比較例２（第４図）で得
られた球状シリカの粒子構造を示す走査電子顕微鏡（SE
M）写真の一例を示したものであり、倍率は、第１図及
び第２図は8500倍、第３図及び第４図は6000倍である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−265806（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−275005（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】反応溶媒中にてテトラアルコキシシランと
水とを塩基性触媒の存在下に攪拌処理してテトラアルコ
キシシランの加水分解、重合反応を行ってシリカ粒子を
生成させ、次いで該シリカ粒子を種晶として含む反応液
にテトラアルコキシシランを添加して成長反応を繰返し
行う方法からなり、 （ａ）上記した種晶シリカ生成反応は反応液1L中に水が
１〜20モル、塩基性触媒が0.1〜５モル、テトラアルコ
キシシランが0.01〜１モル、反応温度が０〜50℃の範囲
で行い、 （ｂ）各回の前記成長反応は水及び塩基性触媒の濃度を
上記種晶シリカ生成反応におけるこれらの濃度範囲に保
ち、かつ、 （ｃ）前記成長反応の期間中に、反応液を加圧して複数
の高流速の流体として相互に衝突させることによってシ
リカ粒子の再分散を行い、しかも該再分散の操作の少な
くとも一部はシリカ粒子の平均粒径が0.5μｍまで到達
しないところで行われることを特徴とする球状シリカの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02004222A JP3123652B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 球状シリカの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02004222A JP3123652B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 球状シリカの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03208813A JPH03208813A (ja) | 1991-09-12 |
| JP3123652B2 true JP3123652B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=11578571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02004222A Expired - Lifetime JP3123652B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 球状シリカの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3123652B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5425930A (en) * | 1993-09-17 | 1995-06-20 | Alliedsignal Inc. | Process for forming large silica spheres by low temperature nucleation |
| JP5041625B2 (ja) * | 2000-06-23 | 2012-10-03 | 宇部日東化成株式会社 | ポリオルガノシロキサン粒子の製造方法およびシリカ粒子の製造方法 |
| JP2002038049A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-06 | Ube Nitto Kasei Co Ltd | シリカ系微粒子およびその製造方法 |
| JP2011202181A (ja) * | 2011-07-08 | 2011-10-13 | Ube Nitto Kasei Co Ltd | シリカ系微粒子の製造方法 |
| JP6854683B2 (ja) * | 2017-03-30 | 2021-04-07 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | シリカゾルの製造方法 |
-
1990
- 1990-01-11 JP JP02004222A patent/JP3123652B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03208813A (ja) | 1991-09-12 |
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