JPH029708A - 沈降シリカの安定な水性懸濁液 - Google Patents
沈降シリカの安定な水性懸濁液Info
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- JPH029708A JPH029708A JP1030104A JP3010489A JPH029708A JP H029708 A JPH029708 A JP H029708A JP 1030104 A JP1030104 A JP 1030104A JP 3010489 A JP3010489 A JP 3010489A JP H029708 A JPH029708 A JP H029708A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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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、沈降シリカの安定な水性懸濁液の製造及びこ
の懸濁液の製紙工業への使用に関する。
の懸濁液の製紙工業への使用に関する。
[従来の技術とその問題点]
シリカの水性懸濁液又はスラリーは、多くの分野で、特
に紙に塗布するため製紙工業において使用されている。
に紙に塗布するため製紙工業において使用されている。
ところで、これらの懸濁液は、沈降又はゲル化を受ける
傾向があり、このことがこれら懸濁液を輸送し又は貯蔵
することを困難にしている。事実、非常に多くの場合に
おいて、懸濁液を輸送した後に又はそれを何らかの時間
貯蔵した後には、ゲル状物の生成又は顔料の硬い層の付
着とその上のより流動性であるが低乾燥物質含有量であ
るスラリーの存在とが認められる。また、このシリカを
懸濁状態に戻すこと又はポンプ輸送可能にするのに十分
に低粘度であり、したがって工業分野に使用可能である
スラリーを製造することはしばしば不可能である。した
がって、それはいくつかの問題点を含んでいる。
傾向があり、このことがこれら懸濁液を輸送し又は貯蔵
することを困難にしている。事実、非常に多くの場合に
おいて、懸濁液を輸送した後に又はそれを何らかの時間
貯蔵した後には、ゲル状物の生成又は顔料の硬い層の付
着とその上のより流動性であるが低乾燥物質含有量であ
るスラリーの存在とが認められる。また、このシリカを
懸濁状態に戻すこと又はポンプ輸送可能にするのに十分
に低粘度であり、したがって工業分野に使用可能である
スラリーを製造することはしばしば不可能である。した
がって、それはいくつかの問題点を含んでいる。
[発明が解決しようとする課題]
したがって、本発明の主な目的は、数日間貯蔵した後も
安定であり、非ゲル化性であり、ポンプ輸送可能であり
かつ分散可能であるシリカの懸濁液を提供することであ
る。
安定であり、非ゲル化性であり、ポンプ輸送可能であり
かつ分散可能であるシリカの懸濁液を提供することであ
る。
[課題を解決するための手段]
このために、本発明に従うシリカの安定な水性懸濁液は
、沈降反応から生じ、そしてスレーキングされたフィル
ターケーキよりなる沈降シリカと、アルミニウム又はア
ルミニウム化合物と、陰イオン性分散剤とを含むことを
特徴とする。
、沈降反応から生じ、そしてスレーキングされたフィル
ターケーキよりなる沈降シリカと、アルミニウム又はア
ルミニウム化合物と、陰イオン性分散剤とを含むことを
特徴とする。
ここに、本発明の懸濁液が、数日から数ケ月に及ぶ長期
間にわたり貯蔵した後に、沈降を示さないか又は沈降を
ごくわずかしか示さず、そしていずれの場合も好適な粘
度のまま留まることが見出された。
間にわたり貯蔵した後に、沈降を示さないか又は沈降を
ごくわずかしか示さず、そしていずれの場合も好適な粘
度のまま留まることが見出された。
本発明のその他の特徴及び利点は、以下の説明及び実施
例から容易に理解されよう。
例から容易に理解されよう。
本発明に従う懸濁液は、沈降シリカを主体としている。
これは、けい酸塩と酸との反応によって生じる任意のシ
リカを意味する。シリカは、任意の方法(例えば、けい
酸塩沈降物即ち下層物に酸を添加すること、水又はけい
酸塩溶液の下層物に酸及びけい酸塩を同時に全部又は部
分的に添加することなど)を使用して製造することがで
き、したがって、それは製造すべきシリカのタイプ、し
たがって懸濁液を作るべき用途に応じて選択される0例
えば、本発明によれば、乾燥したときに、NFX基準1
1−622 (3,3) に従ッテ一般に400m”7
g以下、好ましくは50〜400m”7gであるBET
表面積と、フタル酸ジブチルを使用するNFT基準30
−022 (53年5月)に従って50〜4000m3
/10ogであり得る油吸収量を有するシリカを使用す
ることが可能である。
リカを意味する。シリカは、任意の方法(例えば、けい
酸塩沈降物即ち下層物に酸を添加すること、水又はけい
酸塩溶液の下層物に酸及びけい酸塩を同時に全部又は部
分的に添加することなど)を使用して製造することがで
き、したがって、それは製造すべきシリカのタイプ、し
たがって懸濁液を作るべき用途に応じて選択される0例
えば、本発明によれば、乾燥したときに、NFX基準1
1−622 (3,3) に従ッテ一般に400m”7
g以下、好ましくは50〜400m”7gであるBET
表面積と、フタル酸ジブチルを使用するNFT基準30
−022 (53年5月)に従って50〜4000m3
/10ogであり得る油吸収量を有するシリカを使用す
ることが可能である。
本発明によれば、懸濁液の沈降シリカは、沈殿反応から
生じるフィルターケーキよりなる。換言すれば、シリカ
を沈降させ、反応媒体を濾過し、その結果としてフィル
ターケーキが得られるが、これは必要ならば洗浄される
。次いで、フィルターケーキはスレーキングされて、懸
濁液を生じる。この懸濁液は、本発明に従って、以下に
説明する系によって安定化することができる。
生じるフィルターケーキよりなる。換言すれば、シリカ
を沈降させ、反応媒体を濾過し、その結果としてフィル
ターケーキが得られるが、これは必要ならば洗浄される
。次いで、フィルターケーキはスレーキングされて、懸
濁液を生じる。この懸濁液は、本発明に従って、以下に
説明する系によって安定化することができる。
この系は二つの要素からなる。
第一の要素は、アルミニウム又はアルミニウム化合物で
ある0本発明の特別の具体例によれば、アルミニウムは
アルミン酸ナトリウムの形で使用される、しかしながら
、本発明の範囲から逸脱することなく、シリカの性質に
影響を及ぼすことなく同一の機能を果す任意のアルミニ
ウム化合物、例λば塩化アルミニウム、酢酸アルミニウ
ム、りん酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アル
ミニウム、そしてアルカリ金属及びアルカリ土金属のア
ルミン酸塩を使用することができる。
ある0本発明の特別の具体例によれば、アルミニウムは
アルミン酸ナトリウムの形で使用される、しかしながら
、本発明の範囲から逸脱することなく、シリカの性質に
影響を及ぼすことなく同一の機能を果す任意のアルミニ
ウム化合物、例λば塩化アルミニウム、酢酸アルミニウ
ム、りん酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アル
ミニウム、そしてアルカリ金属及びアルカリ土金属のア
ルミン酸塩を使用することができる。
アルミニウム又はアルミニウム化合物は、シリカを実際
に製造する操作中において、即ち、沈殿工程中に又はそ
の後に導入することができる。しかしながら、それは前
記のフィルターケーキに又はフィルターケーキのスレー
キング時に添加するのが好ましい。
に製造する操作中において、即ち、沈殿工程中に又はそ
の後に導入することができる。しかしながら、それは前
記のフィルターケーキに又はフィルターケーキのスレー
キング時に添加するのが好ましい。
また、アルミニウムの割合は、無水シリカに対する無水
アルミナとして表わして、一般に500〜10,000
ppm 、特に1,000〜6,000ppmのある範
囲にあるのが好ましい、これらの限界外ではアルミニウ
ムは何ら効果を生じないか又は安定化を妨げる恐れがあ
る。
アルミナとして表わして、一般に500〜10,000
ppm 、特に1,000〜6,000ppmのある範
囲にあるのが好ましい、これらの限界外ではアルミニウ
ムは何ら効果を生じないか又は安定化を妨げる恐れがあ
る。
安定化系の第二の要素は、陰イオン性分散剤である。
これは、好ましくは、
アクリル酸及びメタクリル酸の重合体並びにそれらの塩
、 例えばマレイン酸又はイタコン酸のようなα。
、 例えばマレイン酸又はイタコン酸のようなα。
β−不飽和ジカルボン酸のホモ重合体、(メタ)アクリ
ル酸とα、β−不飽和ジカルボン酸との共重合体、 (メタ)アクリル酸及びa、β−不飽和ジカルボン酸と
アルケン、(メタ)アクリル酸エステル、例えばスチレ
ンのような共重合性疎水性単量体又は例えばアリルアル
コールのような共重合性親水性単量体との共重合体、 ポリりん酸及びそれらのナトリウム、カリウム又はアン
モニウム塩、 ポリホスホン酸及びそれらのナトリウム、カリウム又は
アンモニウム塩、 ポリスルホン酸及びそれらのナトリウム、カリウム又は
アンモニウム塩 よりなる群から選ばれる。
ル酸とα、β−不飽和ジカルボン酸との共重合体、 (メタ)アクリル酸及びa、β−不飽和ジカルボン酸と
アルケン、(メタ)アクリル酸エステル、例えばスチレ
ンのような共重合性疎水性単量体又は例えばアリルアル
コールのような共重合性親水性単量体との共重合体、 ポリりん酸及びそれらのナトリウム、カリウム又はアン
モニウム塩、 ポリホスホン酸及びそれらのナトリウム、カリウム又は
アンモニウム塩、 ポリスルホン酸及びそれらのナトリウム、カリウム又は
アンモニウム塩 よりなる群から選ばれる。
特に好ましいのは、ポリアクリル酸又はポリメタクリル
酸のナトリウム、カリウム又はアンモニウム塩である。
酸のナトリウム、カリウム又はアンモニウム塩である。
用いられる分散剤は、好ましくは、1,000〜20.
000の平均分子量のものである。
000の平均分子量のものである。
分散剤の量は、無水シリカに対して一般に0.05〜1
65重量%、特に0.1〜0.9重量%である。
65重量%、特に0.1〜0.9重量%である。
さらに、本発明の他の好ましい具体例によれば、懸濁液
のシリカは、粉砕操作に付される。しかして、シリカは
狭い粒度分布の生成物を本質上生成させるために粉砕さ
れる。その粒度は、分散指数が一般に多くとも0.7で
あるようなものである0分散指数とは、次の比 dso−d+5 2ds。
のシリカは、粉砕操作に付される。しかして、シリカは
狭い粒度分布の生成物を本質上生成させるために粉砕さ
れる。その粒度は、分散指数が一般に多くとも0.7で
あるようなものである0分散指数とは、次の比 dso−d+5 2ds。
(ここで、dnは粒子の直径であってこの値よりも小さ
いサイズの粒子がn%存在するときの直径である) によって与えられる。粉砕操作は、例えば、0.5〜1
0μm、特に1〜5μmの平均粒度を有するシリカを生
ずるように行われる。
いサイズの粒子がn%存在するときの直径である) によって与えられる。粉砕操作は、例えば、0.5〜1
0μm、特に1〜5μmの平均粒度を有するシリカを生
ずるように行われる。
粉砕操作はスラリーの時間に対する安定性を増大させる
ことがわかった。
ことがわかった。
本発明に従う懸濁液の製造法は、臨界的ではない。一般
的には、シリカと、フィルターケーキのスレーキングに
より生じかつ所要量のアルミニウムを含有するスラリー
と、分散剤とがタンクで混合され、次いで要すれば生じ
た混合物は粉砕機に通される。しかし、粉砕工程の後に
アルミニウム及び(又は)分散剤のみを導入することも
可能である。
的には、シリカと、フィルターケーキのスレーキングに
より生じかつ所要量のアルミニウムを含有するスラリー
と、分散剤とがタンクで混合され、次いで要すれば生じ
た混合物は粉砕機に通される。しかし、粉砕工程の後に
アルミニウム及び(又は)分散剤のみを導入することも
可能である。
懸濁液の最終りHは3〜7、特に3〜5.5である。
最後に、乾燥物質の割合は一般に少なくとも15%であ
り、好ましくは20%以上である。
り、好ましくは20%以上である。
上記の方法で生じた安定な懸濁液は紙又は厚紙を塗布す
るため及び軽量紙を製造するため製紙工業に有利に使用
することができる。
るため及び軽量紙を製造するため製紙工業に有利に使用
することができる。
本発明の懸濁液は、例えば、研磨用組成物、コンクリー
ト及び建築材料用の添加剤、塗料、インク、糊、フェス
用の添加剤などのような種類の製品の既知の全用途に対
して好適であることが認められよう。
ト及び建築材料用の添加剤、塗料、インク、糊、フェス
用の添加剤などのような種類の製品の既知の全用途に対
して好適であることが認められよう。
[実施例]
以下に実施例を示す。
シリカの沈殿により生じたフィルターケーキを使用する
。このフィルターケーキなアルミン酸ナトリウムの添加
によりスレーキングする。生じた懸濁液は21.7%の
乾燥物質量、4.1100ppのアルミニウム量及び5
.7のpH値を有する。このシリカは10μmの平均粒
度及び1の分散指数を有する。
。このフィルターケーキなアルミン酸ナトリウムの添加
によりスレーキングする。生じた懸濁液は21.7%の
乾燥物質量、4.1100ppのアルミニウム量及び5
.7のpH値を有する。このシリカは10μmの平均粒
度及び1の分散指数を有する。
次いで、この懸濁液に平均分子量7,000のポリアク
リル酸ナトリウム(COATEX P2O、コーテッ
クス社製)を無水シリカに対して0.5%の割合で添加
する。
リル酸ナトリウム(COATEX P2O、コーテッ
クス社製)を無水シリカに対して0.5%の割合で添加
する。
5.5のpH値を有する懸濁液について5日間貯蔵した
後、5%の沈降容量(固形物容量/全容量)が認められ
た。
後、5%の沈降容量(固形物容量/全容量)が認められ
た。
わずかにかきまぜることにより製品を懸濁状態に戻すこ
とができた。
とができた。
匠1
例1に記載したものと同じ安定剤による同じ懸濁液を使
用するが、ただしKDL型のDyno実験室用粉砕機に
通すことによって粉砕した。
用するが、ただしKDL型のDyno実験室用粉砕機に
通すことによって粉砕した。
粉砕容量は0.612であり、一方粉砕速度は3、OO
Orpmとし、懸濁液は150cm’/分の流量で導入
した。
Orpmとし、懸濁液は150cm’/分の流量で導入
した。
得られた結果物は、分散指数が0.36である1、9μ
mの平均直径のシリカの懸濁液である。
mの平均直径のシリカの懸濁液である。
60日間貯蔵した後に、2%の沈降容量が認められた。
懸濁液の粘度は、RHEOMAT 1+5粘度計で測定
して25m、Pa、Sであり、その流動性は優秀であっ
た。
して25m、Pa、Sであり、その流動性は優秀であっ
た。
阿ユ」」U【匠り
例1のフィルターケーキを使用するが、ただし安定剤は
使用しなかった。
使用しなかった。
5日間貯蔵した後に、全体的なゲル化が認められた。こ
れは懸濁状態に戻すのは不可能であった。
れは懸濁状態に戻すのは不可能であった。
伝A工り比Jlと
例1のスレーキングされたフィルターケーキを噴霧する
ことによってシリカを製造し、乾燥する。
ことによってシリカを製造し、乾燥する。
これは、180m”/gのBET表面積及び300am
”/gの油吸収量を有する。平均直径は1.7μmであ
り、900℃での焼成減量は多くとも11.5%であり
、5%水性懸濁液のpH値は6.8であった。
”/gの油吸収量を有する。平均直径は1.7μmであ
り、900℃での焼成減量は多くとも11.5%であり
、5%水性懸濁液のpH値は6.8であった。
シリカを21.7%懸濁液にする。この懸濁液にポリア
クリル酸ナトリウムを例1と同じ量で添加する。
クリル酸ナトリウムを例1と同じ量で添加する。
5日間後に完全なゲル化が認められた。
この例は、乾燥された最終物質から得られたシリカ懸濁
液の挙動がフィルターケーキから得られるシリカの懸濁
液の挙動と全熱類似しないことを示している。
液の挙動がフィルターケーキから得られるシリカの懸濁
液の挙動と全熱類似しないことを示している。
本発明は、例示としてのみ示した前記の具体例に限定さ
れず、多くの変更を包含することが理解されよう。
れず、多くの変更を包含することが理解されよう。
手続補正書
補正の対象
特許庁長官 吉 1)文 毅 殿
平成元年5月10日
明細書の特許請求の範囲の欄
事件の表示 平成1年特許願第30104号発明の名称
沈降シリカの安定な水性懸濁液補正の内容 別紙の通り 補正をする者 事件との関係 特許出願人名 称 ロ
ーヌープ−ラン・シミ
沈降シリカの安定な水性懸濁液補正の内容 別紙の通り 補正をする者 事件との関係 特許出願人名 称 ロ
ーヌープ−ラン・シミ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)沈殿反応から生じ、そしてスレーキングされたフィ
ルターケーキよりなる沈降シリカと、アルミニウム又は
アルミニウム化合物と、陰イオン性分散剤とを含むこと
を特徴とするシリカの安定な水性懸濁液。 2)アルミニウムの量が無水シリカの量に対する無水ア
ルミナとして表わして500〜10,000ppmであ
ることを特徴とする請求項1記載の懸濁液。 3)陰イオン性分散剤が、 アクリル酸及びメタクリル酸の重合体並びにそれらの塩
、 例えばマレイン酸又はイタコン酸のようなα,β−不飽
和ジカルボン酸のホモ重合体、 (メタ)アクリル酸とα,β−不飽和ジカルボン酸との
共重合体、 (メタ)アクリル酸及びα,β−不飽和ジカルボン酸と
アルケン、(メタ)アクリル酸エステル、共重合性疎水
性単量体又は共重合性親水性単量体との共重合体、 ポリりん酸及びそれらのナトリウム、カリウム又はアン
モニウム塩、 ポリホスホン酸及びそれらのナトリウム、カリウム又は
アンモニウム塩、 ポリスルホン酸及びそれらのナトリウム、カリウム又は
アンモニウム塩 から選ばれることを特徴とする請求項1又は2記載の懸
濁液。 4)分散剤がポリアクリル酸又はポリメタクリル酸のナ
トリウム、カリウム又はアンモニウム塩よりなる群から
選ばれることを特徴とする請求項3記載の懸濁液。 5)陰イオン性分散剤が1,000〜20,000の平
均分子量のものであることを特徴とする請求項1〜5の
いずれかに記載の懸濁液。 6)分散剤の量が無水シリカに対して0.05〜1.5
重量%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか
に記載の懸濁液。 7)粉砕操作に付されたことを特徴とする請求項1〜6
のいずれかに記載の懸濁液。 8)シリカが、分散指数が多くとも0.7であるような
粒度のものであることを特徴とする請求項7記載の懸濁
液。 9)紙及び厚紙の塗布用並びに軽量紙の製造用の請求項
1〜8のいずれかに記載の懸濁液。
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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CA (1) | CA1334602C (ja) |
DE (1) | DE68907419T2 (ja) |
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ES (1) | ES2057156T3 (ja) |
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-
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