JPH0377126B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は親有機性粘土〔以下「オルガノクレ
ー」と称す〕に関するものであり、さらに特定し
て言えば、上記オルガノクレーのゲル化性を著し
く向上させる高ゲル化性オルガノクレーの製造方
法に関するものである。

高級アルキル含有の第四アンモニウム化合物
（higher alkyl−containing quaternary
ammonium compound）と、スメクタイトタイ
プ粘土（smectite−type clay）との反応生成物
であるオルガノクレー（organoclay）は、潤滑
油、アマニ油、トルエン、その他の如き有機液体
のゲル化に従来使用されてきた。たとえば潤滑グ
リースのような多くの有益な製品は、このゲル化
剤を使つて得られるものである。この種のオルガ
ノクレーを製造するプロセスや化学反応は公知さ
れており、条件を適当にすれば、陽イオンを含む
有機化合物は、イオン交換反応を用いマイナスの
層格子と、交換性陽イオンを含有の粘土と反応さ
せ、オルガノクレーを生成し得るはずである。ま
た最低10個の炭素原子から成る少くとも１個のア
ルキル基を有機性陽イオンが持つものとすると、
その合成オルガノクレーはある種の有機液中で膨
潤する性質がある。

上記概要のオルガノクレーの調整、性質を詳述
している先行特許の中には例えば、米国特許第
2531427号、同第2966506号、同第3974125号、同
第3537994号、同第4081496号等がある。その他参
考となるものに、“マグローヒル社（Mc Graw
Hill Book Company）発行、1968年、第２版の
ラルフ、グリム（Ralph e.Grin）著、“粘土鉱物
（Clay Mineralogy）”の該当資料もあげられる。

これら技術による通常のオルガノクレーの製造
法では、スメクタイトタイプの粘土、第四アンモ
ニウム化合物、水を高温で混合するが、その代表
作業条件は温度が100〜180〓（38〜82℃）である
ことと、この有機第四アンモニウム化合物で粘土
粒子を被覆するに十分な時間があることである。
ついで、製品を濾過、洗浄、乾燥、粉砕するか、
又は使用目的によりその他の操作を行えばよいと
している。一例として、乾燥と粉砕段階は省略し
てもよく、前記引用特許にも記載の如く製品形態
によつては種々の変形法も採用可能である。

さて、この発明については、スメクタイトタイ
プ粘土と高級アルキル含有第四アンモニウム化合
物との反応による既知の方法が、上記粘土とアン
モニウム化合物との反応に先んじて、この粘土を
ポンプ操作し得るスラリーとして高速剪断流処理
にさらすか、又は強力な混練処理にかけるかする
ことにより、顕著に改良されることが思いがけな
く見出された。この強力混練処理は好ましくは、
最低20−hr／ｔ乾燥粘土のミル条件のもとに、
粘土含有水分を25〜40wt％で抽出さすことであ
る。

ベントナイトタイプ粘土を可溶性ナトリウム塩
と反応させたナトリウム形態とするには、粘土水
溶液スラリーの剪断処理に混練機、又は押出し成
形機を用いるという米国特許第4081496と同第
4116866号が参考となることは我々も承知してい
たが、合成オルガノクレーのゲル特性を向上させ
るのに、第四アミンとの反応に先き立ち、粘土処
理用に高速剪断流又は混練操作を使用することは
思いつかなかつた。

この発明の一特徴として、スメクタイトタイプ
の粘土を処理する高速流動剪断処理は、分散ミ
ル、即ちコロイドミルにポンプ操作し得るスラリ
ーを通過させることにある。この処理装置はしば
しば“ホモジナイザー”と称されるものである。
分散・コロイドミルは周知の装置であり、このこ
とは、マグローヒル社（ニユーヨーク）、1973年、
第５版、アル・エツチ・ペリとシ・エツチ・チル
トン（R.H.Perry＆C.H.Chilton）編集の“ケミ
カル エンジニアーズ ハンドブツク
（Chemical Engineers Handbook）”の第842頁、
第843頁にも概要記載されている。このハンドブ
ツク中に指摘の如く、このタイプ装置は通常の分
散、コロイドミル操作用のうち特殊な種類に属
し、高速流の剪断作用原理を応用したものであ
る。この発明用の好ましいミルは、差圧を保持
し、しかもポンプ操作し得るスラリーを通過させ
るに狭少な間隙部を備えるか、取付けることが特
徴である。

また、できればこの高速剪断流は狭い間隙部を
高速で通過させることにより得られ、この間隙間
ではかなり高い差圧が保持される。この操作はた
とえば、公知のマントン−ゴーラン（Monton−
Gaulin）ミルという“ゴーラン（Gaulin）ホモ
ジナイザー”とよく呼称される装置で行うことが
できる。この操作の基本は、往復、容積型ピスト
ンポンプにホモジナイジングバルブ組立体を取付
け、このバルブを排出口に設けるものである。不
均質の成分が高圧・低速条件でバルブ部に導入さ
れ、このバルブの狭少部を通過する際（この部分
はバルブとバルブシート間の接近隙間に相当す
る）、速度が音速近くまで増加する。これにより
高剪断力が働き減速され、またこの剪断力は装置
中で、上記高速流が衝撃用リングに当りその流れ
方向をかえる際に更に補助効果をあげる。この件
で興味のあるのは、米国特許第3348778号、チン
（M.I.Chin）とその共同研究者によるものであ
り、この特許では派生する粘土−水系の流動性改
善のため、カオリン粘土処理用にマントン−ゴー
ラン型の装置を用いることとしている。この特許
は上記ミルの配設にとつても、その細部設計にと
つても関心を持つべきものである。また当特許で
は、ミルに設ける隙間のことにも触れ、この値が
数分の１インチ、通常0.001から0.005インチ
（0.0254〜0.123mm）としているが、条件により
0.09インチ（2.3mm）さらに0.1インチ（2.54mm）
にまで大きくできるとしている。

更にまた、マントン−ゴーラン型ミル採用の場
合の間隙部の差圧は、好ましくは1000から
8000psig（70〜560Kg／cm²）、代表的な採用値は
4000から6000psig（280〜420Kg／cm²）であり、特
定装置の場合8000psig（560Kg／cm²）以上に高める
ことも容易である。

上記スラリーは標準値25wt％以下の固形分で
あるが、これも変動できるうえ適当な分散剤を使
えば定格値以上でも構わない。基本的要請条件
は、スラリーがポンプ操作でき前記高剪断流を受
け入れられる点にある。

上記のマントン−ゴーラン型ミルの狭少通過流
路以外に本発明によれば、ステーターとローター
との間隔を狭めた分散・コロイドミルの採用によ
り高速剪断流が得られることである。この場合ス
テーターとローター間にスラリーを通過させて高
速剪断流にかける。よく知られているグリアー
（Greer）型ミルはこの設計タイプの１つであり
本発明実施にも採用し得る。このグリアー型ミル
では、狭少間隙は固定ステーターと垂直に取り巻
くステーター内で回転するローターとにより形成
され、処理用スラリーは加圧下で間隙部を通過さ
せる。

さらに高速剪断流を生ぜしめる好適装置を前記
ペリーとチルトンは先の刊行物中で解説してい
る。

この別法としてスメクタイトタイプ粘土を本発
明のプロセスにより、強力混練処理にかけること
もできる。この処理はできれば米国特許第
3574345号で開示の混練機中にスメクタイトタイ
プの粘土を通すと好都合である。この種の装置に
は一種のバレルと、これにとりつけたモータ駆動
式スクリユーと、混練機から材料を抽出するバレ
ルのテーパ出力端にある開口板とを設ける。上記
パグミルが従来のそれととくにことなることは、
Ｌ／Ｄ比が４：１ないし10：１であることで、こ
の場合Ｌはパグミル，バレル内のスクリユーまた
はオーガの有効長で、Ｄはこのスクリユーを備え
たバーレル部の内径をさす。

本発明によれば、最低乾燥粘土あたり40〜50
−hrの動力を混練機通過の原料に加えるのが望ま
しい。多少ミルの複式通過は必要とするが、一層
大きな動力も使用できる。

本発明による高エネルギー操作でゲル化性を大
いに向上させる詳細手段はまだ完全に説明しきつ
てない。しかし、この処理法が平均粘土の粒径に
顕著な役割りを果すことは判つている。この関係
で決定されたことは、0.756μm平均径のベントナ
イト系原料サンプルを、動力インプツト能力が
210−hr／ｔ粘土であるマントン−ゴーラン型
ミルに通すと、平均粒子系が0.43μmに縮小した
ことであつた。第二の例としてエネルギーインプ
ツトを700−hr／ｔ粘土に増した時、粘土の平
均粒径は、0.756μmから0.352μmに減少している
のが挙げられる。この種の平均粒子径減少は、粘
土を上記混練機へ通した時明白となつた。また例
えば、平均粒径0.475μmのスメツクタイトタイプ
の粘土を混練機に通し、そのエネルギー消費が30
−hr／ｔ粘土程度とした時、その平均粒径は
0.391μmに落ちている。エネルギー消費率が51
−hr／ｔ粘土と108−hr／ｔ粘土で、その平均
粒径が0.756μmの原料粘土は、その粒径がそれぞ
れ0.277μmと0.276μmとに減少される。この結果
から言えることは、たしかに相当な粒径の変動が
あることと、この種データが粘土調査の一例にす
ぎないことがある〔この種のデータにおいて水中
分散のベントナイトの平均粒径は積算平均であ
り、この測定装置“ナノザイザー（Nanosizer）”
はカウルター（Coulter）社により市販されてい
るものである。〕 本発明で用いるスメクタイトタイプの粘土は、
前述のオルガノクレー調整において先行技術とし
て使用していたものと全く同一のものである。こ
のタイプはスメクタイト性の粘土であり、少くと
も100g粘土あたりミル当量にして75の陽イオン
交換能を持つものである。この種の目的に適う粘
土には、天然に賦存するワイオミング
（Wyoming）膨潤粘土の変種ならびにその同等
品、膨潤性Mg−Li−シリケート粘土の一種ヘク
トライトを含む。これらが上記形態になつていな
い場合はこの粘土類をNa系の形に転換しておく
と好都合である。これは再度公知のように陽イオ
ン交換反応により達成できるし、あるいはこの粘
土を水溶液反応を用いて可溶性Na化合物と反応
せしめた状態調整も可能である。

合成スメクタイト粘土は、モンモリロナイト、
ベントナイト、バイデライト、ヘクトライト、サ
ポナイト、それにステベンサイトとしても利用で
きる。

この発明の代表的プロセスで、粗製スメクタイ
ト粘土、例えばベントナイトは、大体固形分が
10wt％以下の状態の水中に分散する傾向がある
元来比較的固形分少いもので、このスラリーは篩
分けと遠心分離を行つて、そのスラリーを非粘土
質と、石英のような摩耗性の高いものとを区別し
て除去する。これら摩耗物質の除去は、マントン
−ゴーラン型ミル中の如く、狭少隙間を通過させ
る際の剪断力をスラリーが受けるような雰囲気で
は特に望まれる。上記のような摩耗性材料がある
と、オリフイスチヤンネルとかミルの付帯部材は
急速に劣化する。

遠心分離後の微粒分と標準的には４〜5wt％の
固形を含む部分を引き続き高速剪断流に当てる。
前述の如くこのスラリーをマントン−ゴーラン型
ホモジナイザーを介し流過させてよいが、この装
置内の隙間部の圧力は1000〜8000psig（70〜560
Kg／cm²）とするが、好ましくは400〜6000psig
（280〜420Kg／cm²）である。この高速剪断流段階
を出た粘土製品を続いて、第四アミンとの従来用
いる反応操作にかける。

これに対する代法として、粗製スメクタイトタ
イプ粘土を約60.0から75.0固形物含有％の成分に
調整し、これを次いで40〜50−hr／ｔ乾燥粘土
の負荷条件で混練機を通す。粗製原料がナトリウ
ム系態でない場合は、混練操作中に炭酸ソーダを
添加してナトリウムベントナイトとすることがで
きる。このあと比較的低固形物、つまり通常
10wt％以内の固形状態で粘土を水中に分散させ
る。更にこのスラリーを分級濾過し、遠心分離に
かけ、非粘土質と石英のごとき摩耗成分を特に取
り除く。有機反応用粘土の調整には4μm以下を取
り除く遠心分離操作とするのが望ましい。

そして遠心分離からの成分を次に通常の方式で
第四アミンと反応させる。

このように高速剪断流、又はアミンとの混練機
内粘土との操作は、前記特許の他、十分詳細に紹
介の従来技術を採用すればよい。

処理粘土との反応有機化合物は、第四アンモニ
ウム化合物であり、この塩の陰イオンは塩化物、
臭化物、又はこれらの混合物であるのが好都合で
あり、もつと好ましいのは塩素イオンである。ま
たこの陰イオンは、硝酸塩、ヒドロキシル、酢酸
塩、もしくはこれらの混合物であつても構わな
い。これらの何れの化合物も、ここで述べる有機
オルガノクレーの調製には有効なため、前記記載
の特許で報じた有用化合物を含め、本発明用に採
用することができる。その他の化合物中で挙げら
れる物質は、ジメチル・ジ（水素化脂肪）、ジメ
チルベンジル、水素化脂肪、ジベンジルジアルキ
ル、メチルベンジルジアルキル、それにトリメチ
ル−水素化脂肪塩類がある。

発明による改良効果によれば、ゲル化特性すな
わち、発明にもとずく処理粘土のゲル化性能はき
わめて改善され、期待の結果を得るのにゲル化剤
の相当量の使用に匹敵するものである。また従来
適当なゲル化剤取得用に粗原料としては不適と見
られていた、ある種のベントナイト系粘土でも本
発明を適用すれば十分ゲル化有機剤または同等品
として使用に耐える有機質ゲル化剤を得ることが
可能となる。従つて実質的なこの発明のメリツト
は粗製原料の有効利用が図れることにあり、これ
によつて最終ゲル化製品製造用とし幅広く原料選
択の手が拡げられることである。

次に実施例により発明の態様を詳述する。

＜実施例 １＞ この例では出発物質としてワイオミング
（Wyoming）ベントナイトを使用する。この粗ベ
ントナイトを最初に固形分7wt％の割合で水に分
散させ、このスラリを濾過した後、遠心分離し
て、非粘土分を、特に石英のごとき摩耗物質を除
去する。約４〜５固形wt％の遠心分離機からの
微細成分を２部に分別する。このうちの一部をコ
ントロールサンプルとし、他の一部を発明の方法
にもとずきマントン−ゴーランホモジナイザーへ
通過させ、この装置の間隙部に5000psig（350Kg／
cm²）の圧力を加える。コントロール用と剪断用サ
ンプルとを更に分取し、これらの成分をジメチ
ル・ジ−水素化脂肪−アミン塩と反応させる。ア
ミン対粘土の比は、サンプル中で100％活性粘土
ベースとして100g当り85〜105ミリ当量の間に変
動している。このアミンを約４〜５固形％のスラ
リー中で温度60℃のもとに攪拌し、更に成分を濾
別、水洗してから60℃で乾燥する。乾燥物質をミ
クロプル（Micropul）型ミルで、その約95％を
200メツシユ以下にするように粉砕する。各コン
トロールサンプルと本発明用サンプルのそれぞれ
についてゲル化性能テストを行う。

第１図にフアン（Fann）粘度をcps単位で示
し、そして未処理ベントナイトサンプル、即ち従
来技術によるサンプルと、本発明で処理したサン
プルにつき、粘土に加えたアミンのミリ当量値を
関数として測定値を目盛る（横軸には強熱減量を
粘土と結合した有機質の測定のために目盛る）。
この実施例で用いるベントナイトのタイプは、専
門家であればオルガノクレーのゲル化剤調製用と
しては比較的“良質”のものであると判定でき
る。粘度はマルチ−ミキサー缶中に導入する油量
を測定して決定する。従来技術と本発明それぞれ
の場合、判定用のサンプルを攪拌しつつデイーゼ
ル油に加え、その後かきまわしながら混合物中水
を追加してミキサーから缶を取り外し、これをフ
アン粘度計に取付けて回転数が600rpmと300rpm
でのそれぞれの読みを取る。ゲル化読みは10秒後
に行う。これから明らかなように、ゲル化デイー
ゼル油の粘度が大幅に改善されていることはこの
発明で用いるアミン／粘土の比の全範囲から考え
て十分に確かめられる。

＜実施例 ２＞ この場合の手順は実施例１とほとんど変らない
が、違う点はゲル化剤とこの発明との影響度を無
臭鉱油（OMS）と粘土サンプルとを混合せしめ
て判定していることである。このプロセスでは一
定量の無臭鉱油をコンテナーに移し温度を一定と
する。100％炭酸プロピレンの微量を攪拌しなが
ら混合物に加える。次に判定しようとするサンプ
ルの規定量を容器に移し、そのあと強く攪拌す
る。混合物をカウレス（Cowles）ブレードを用
いて約２分間混練し、ゲルをヘラで10回かきまわ
す。容器に蓋をしてゲルは２時間、24±１℃の下
に恒温浴中放置させ、そのあとゲル粘度をブルツ
クフイールド（Brook field）粘度計で測定す
る。その実測結果を第２図で示すが、前記無臭鉱
物油をゲル化せしめる性能については、処理した
オルガノクレーと未処理のオルガノクレーとの間
になお一層明瞭な違いを見出すことができた。

＜実施例 ３＞ 実施例１及び実施例２と同じ原料をトルエン中
でゲル化性能比較を行つた。この例では、オルガ
ノクレー6gウオリング（Waring）ブレンダーを
使つて340mlのトルエンと混合する。つぎに極性
分散剤を2.3ml、メタノールを95wt％、脱イオン
水を5wt％とした成分割合にして追加配合を行つ
た。（通常、微量の極性化合物を添加して最大粘
度を得ている。代表的な極性活性剤は水とメタノ
ールと炭酸プロピレンとである）。そして次に内
容物を容器に注ぎ、ゲルを容器リツプ上にきわめ
て少しづつ流過させるようにし空気泡すべて逸出
させるようにしている。容器を水浴中74±１〓
（約23℃）に２時間放置させ、そのあとブルツク
フイールド粘度計の読みをとる。ここでも第３図
により本発明のすぐれた効果が確かめられる。

＜実施例 ４＞ この場合も改質ベントナイト調製目的に使用し
た実施例１の手順と全くよく似ているが、違う点
は、使用するベントナイトサンプルが、オルガノ
クレーゲル化剤調製用として“低品質”粗原料を
使つていることである。無臭鉱油の処理手順も実
施例１と同じである。測定データを第４図に示
す。これにより本発明により処理した材料に対す
るゲル化性能が顕著に改善されているのが分か
る。事実記述したように、上記粗ベントナイトは
従来の方法で処理した場合、ゲル化剤として受入
れられぬものと見なされたがこの発明によれば完
全に受入れてよい製品が得られる。

＜実施例 ５＞ この例でも“低品質”のベントナイトを本発明
と従来の方法とにより処理し、トルエンのゲル化
に及ぼす影響を実施例３の手順に準じ仕上げるこ
とができた。第５図では実施例４で検討したと同
じ結果が出ている。すなわち、この発明によれば
品質によくないベントナイトが果すゲル化性能を
著しく改善し、ゲル化剤として使用を狙つている
オルガノクレーの調製用として今まで受入れられ
なかつた材料に代りに、何回も使い古した材料を
使い切ることができるであろう。

＜実施例 ６＞ この実施例では、実施例１で最初に操作した精
製ベントナイトスラリーサンプルを、分散ミルの
一種でロータ／ステーター式タイプとして周知の
グリアー（Greer）型ミキサーを通過させること
により高速剪断流にさらす。この操作でスラリー
を最大速度8500rpmのもとで最低５分間、上記ミ
キサーで混練する。そして混練後にアミンを従来
通り直接加える。比較データにより、この発明に
よるサンプルと、従来式処理としたサンプルと
で、デイーゼル油に対するゲル化効果が明示され
る。この結果、その改善効果はマントン−ゴーラ
ン型ミルを使つて行つたものほど優れていないに
しても、本発明による効果はかなり認められる。

＜実施例 ７＞ この実施例では前記実施例記載の手順と似てい
るが、無臭の鉱油のゲル化用として取得サンプル
が評価されているのが違いである。その測定デー
タを第６図に示す。ここでも改良の成果が、マン
トン−ゴーラン式操作でスラリーを流過せしめて
得た効果には及ばないにしても、この発明による
性能の上から明白に認められる。

この発明の狭小間隙部を介し、粘土スラリーを
通過せしめると、例えばウオリングブレンダーや
カウレスデイスパーサタイプ等のような従来のブ
レード式又はデイスクタイプ式ミキサーを用いる
場合と全く違つた効果が得られている。

カウレス型の高速溶解では、ブレードの破砕作
用（機械的エネルギー）により、また層流から起
る汚損により、流体へは剪断力がかかる。この両
者のうち、汚れ発生機構の方が一層重要であり、
分散効率は攪拌設計条件（回転数、羽根大きさ、
容器の寸法、形）により左右される。渦流と乱流
とは混合には都合がよいが、一方で最も目立つた
例として、混じり合つたポケツトが分散しないま
まであることであり。この反対に、層流のタイプ
が効率的な攪拌を行うことができない場合がある
が、相互間の層抵抗により、どのような粒子塊で
も引裂かれ、効果的分散が得られる。更に、流体
が粘性を増すなど、引裂きは効果を挙げ、カウレ
ス分散装置の効率は粘度の増大とともに増す。

これと対照的現象は、マントン−ゴーラン型ミ
ルにより、高圧、低粘度のもとで製品が膨脹弁に
進入してくることである。製品が、バルブとバル
ブシート間とにある狭い間隙に入りこむと、ベル
ヌーイ効果で生ずる圧力増に応じ30000cm／秒と
いう速度の変化を生ずる。このことから泡の発生
が生じ、加工速度がバルブシート域を去る個所で
減ずるため、この泡がきわめて強い爆縮性を持つ
ことになる。このことが衝撃波の発生を助長し、
またこの波が衝突により剪断を誘発する。この進
行過程はキヤビテーシヨン（Cavitation）として
知られるものである。カウレス装置の挙動に対
し、マントン−ゴーラン型ミルの効率は、剪断波
が急に消失することから起る粘度の増大とともに
低下する。

ここでもわかるように、典型的なカウレス溶解
機中の剪断応力は大体2013dyne／cm²となる。（こ
のことから流体の密度が1.0g／cm²、４インチブレ
ードを備える溶解機については4000ft／分（2000
cm／秒）であることが予想される。

マントン−ゴーラン型ミルは剪断機構として層流
を利用しないが、これは層流が剪断速度ならびに
キヤビテーシヨンで見掛ける剪断応力に対する上
限と見るべきである。きわめて高圧であることが
原因して層流応力の強さの剪断が生ずるものと見
なされる。

このことを想定しバルブとそのシート間に適当
な距離（100μm）を推定すると、メーカーの仕様
から剪断速度を約2.9×106／sec、この際の剪断
力は8.8×10⁷dyne／cm²として表すことができる。

前記の如く、カウレス装置とマントン−ゴーラ
ン装置間には以下の相違点が見出される。

(a) マントン−ゴーラン型ミルは、きわめて高い
粒子速と乱流とを有するキヤビテーシヨン原理
により操作されるものであり、カウレス装置は
層流により生ずる効率的分散を示す低剪断速度
により操作されるものである。

(b) カウレス分散装置の効率は粘度の増加ととも
に増すが、ゴーラン装置効率は粘度増加と反対
に減少する。

(c) 粘土の懸濁粒子はゴーラン装置内では、比較
的高い剪断応力と剪断速度とを示すが、両者何
れも直接計算は厄介である。

(d) 単位面積当りの粘土スラリーに及ぼす全剪断
力を比較するには、時間積算を比較しなければ
ならない。今、ゴーラン装置のポンプストロー
クを1800rpm（0.03秒／ストローク）とすると、
全剪断時間値を推定することができ、カウレス
装置での35分間の剪断は、全剪断を問題とする
限りマントン−ゴーラン装置にかかるポンプの
１ストローク分の剪断であることも示してい
る。

＜実施例 ８＞ この実施例では出発物質としてはワイオミング
ベントナイトを使用した。粗ベントナイトを約60
から75％固形分となるよう水で調整した後、前述
の特許第3574345号で説明したタイプの混練機を
通過させる。このミルのＬ／Ｄ比は、約7.5：１
である。材料には約40〜50−hr／ｔ乾燥粘土の
動力を加えている。混練ベントナイトを水に分散
せしめ、７固形wt％とする。スラリーは濾別し、
ついでこれを遠心分離にかけ、非粘土質、特に石
英のごとき摩耗用材料を取り除く。この場合、遠
心分離機からの微細成分には約４〜5wt％の固体
を含んでいる。処理したサンプルを更に分割し
て、これらの材料をジメチル・ジ（水素化脂肪）
アミン塩類と反応させる。アミン対粘土の比率は
サンプル中、100％活性クレー基準としてこのク
レーの100g当り85〜105ミリ当量値の範囲で変動
している。このアミンを、60℃のもとで約４〜５
％固形分含有のスラリー中に導入し、約1/2時間
攪拌をつづけ、その後、材料濾過、水洗、60℃で
乾燥し、この乾燥成分をミクロプル型ミルを使つ
て、95％を200メツシユ以下に篩分する。その後、
本発明用サンプルのゲル化特性をきめるテストを
行つた。

第８図には、cps単位で示すフアン度を粘土に
加えるアミンの当量限度を関数として目盛る。そ
の対称サンプルは一つは未処理のベントナイトサ
ンプル、つまり従来技術によるサンプルと、本発
明にもとずく処理サンプルとがそれである。（横
軸にはまた強熱減量を粘土と結合した有機質の測
定のために目盛る。）この実施例で用いるベント
ナイトのタイプは専門家であればオルガノクレー
ゲル化剤調製用としては、比較的“良質”と判定
できる。粘度は、マルチ・ミキサー缶中に導入す
る油量を測定して決定する。それぞれの場合、判
定用のサンプルを攪拌しつつデイーゼル油に加
え、その後かきまわしながら混合物中、水を追加
してミキサーから缶を取り外し、これをフアン粘
度計上に取付け、600rpm、300rpmでのそれぞれ
の読みをとる。ゲル化読みは10秒後に行う。これ
からも明らかなように、ゲル化デイーゼル油の粘
度が大幅に改善されていることは、この発明で用
いるアミン／粘土比の全範囲から考えて十分に確
かめられる。

＜実施例 ９＞ この場合の手順は実施例８とほとんど変らない
が、違う点はゲル化剤とこの発明との影響度を無
臭鉱油（OMS）と粘土サンプルとを混合せしめ
て判定していることである。このプロセスでは一
定量の無臭鉱油を容易に移し、温度を一定とす
る。100％炭酸プロピレンの微量を攪拌しながら
混合物に加える。次に判定しようとするサンプル
の規定量を容器に移し、そのあと強く攪拌する。
混合物をカウレスブレードを用い約２分間混練
し、ゲルをへらで10回かきまわす。容器に蓋を
し、ゲルは２時間、24±１℃のもとに恒温浴中放
散させ、そのあと、ゲル粘度をブルツクフイール
ド粘度計で測定する。その実測結果を第９図で示
すが、前記無臭鉱油をゲル化せしめる性能につい
て処理したオルガノクレーと未処理のオルガノク
レーとになお一層の明瞭なちがいを見出すことが
できる。

＜実施例 10＞ 第１０図で示すように、実施例８と９との同種
原料をトルエン中に入れゲル化性能の比較を行つ
た。この例ではオルガノクレー6gをウオリング
ブレンダーを使つて340mlのトルエンと混合する。
次に極性分散剤2.3mlを加え、メタノール95wt％、
脱イオン水５％の成分割合とし追加配合を行つ
た。（通常、微量の極性化合物を添加して最大粘
度を得ている。代表的な極性活性剤は水とメタノ
ールと炭酸プロピレンとである。）次に内容物を
容器に注ぎ、ゲルを容器リツプ上にきわめて少量
づつ流過させるようにし、これで空気泡すべてを
逸出させる。容器を水浴中で74±１〓（約23℃）
で２時間放置させ、そのあとブルツクフイールド
粘度計の読みを取る。ここでも第１０図により当
発明のすぐれた効果を確かめることができる。

本発明は、特にその特定的実施態様として示さ
れているが、本開示に鑑み、本発明についての多
数の改変が、本教示の範疇内にある限り、当業者
にとつて可能であることが理解されるであろう。
従つて、本発明は広く解釈され、ここに示された
特許請求の範囲の範疇と精神によつてのみ限定さ
れるべきである。

尚、この発明の具体例を更に列挙すると次の通
りである。

(1) 使用する粘土をアンモニウム化合物と反応さ
せるに先き立ち、ポンプ操作し得るスラリーと
して高速剪断流処理にさらすか、または強力な
混練処理にかけることを特徴とする、スメクタ
イトタイプ粘土と高級アルキル含有第四アンモ
ニウム化合物との反応により得られる高ゲル化
性オルガノクレーの製造方法。

(2) 上記ポンプ操作し得る粘土スラリーを、差圧
を保持する狭小間隙部へ通過させて高速剪断流
にさらすことを特徴とする上記第１項記載の方
法。

(3) 上記高速剪断流が前記間隙部上でこの粘土の
硬質部に衝突し、上記粘土粒子を一層剪断する
とともに微粉砕させることを特徴とする上記第
２項記載の方法。

(4) 差圧が1000〜8000psis（70〜560Kg／cm²）の範
囲にあることを特徴とする上記第２項記載の方
法。

(5) 差圧が4000から6000psis（280〜420Kg／cm²）
の範囲にあることを特徴とする上記第２項記載
の方法。

(6) 上記剪断および衝撃操作をホモジナイザー内
で行うことを特徴とする上記第１項から第４項
までの何れかに記載の方法。

(7) 上記ポンプ操作スラリーが25wt％以下の固
形分を含有することを特徴とする上記第６項記
載の方法。

(8) 上記剪断流を、相互に相接近したステーター
とローターとを備えた分散ミルを通過させ、高
速回転とし、前記スラリーを少くともステータ
ーとローター間の間隙部内で上記剪断力に作用
させることを特徴とする上記第６項記載の方
法。

(9) 少くとも含水粘土に対し20−hr／ｔ
（14.9KW−hr／ｔ）の動力を加える混練機に
上記粘土を通過させ、上記混練処理を実施する
ことを特徴とする上記第１項記載の方法。

(10) 水分25〜40wt％の上記粘土を前記混練機に
通過させることを特徴とする上記第９項記載の
方法。

(11) 記の添加エネルギーが最低40−hr／ｔ
（29.8KW−hr／ｔ）であることを特徴とする
上記第１０項記載の方法。

(12) 上記パグミルのＬ／Ｄ比が４：１から10：
１の間にあることを特徴とす上記第９項記載の
方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明により調整したオルガノクレ
ーによるデイーゼル燃料油のゲル化性能と、従来
の方法により処理したオルガノクレーによるゲル
化性能との比較を示すグラフ、第２図は、本発明
によるオルガノクレーと、コントロール用で未処
理のオルガノクレーとを用いて無臭鉱油をゲル化
する際の比較を示した第１図相当のグラフ、第３
図は、トルエンゲル化についての比較を示す第１
図相当のグラフ、第４図は、比較的低品質の粗粘
土を出発物質とした場合の無臭鉱油についてのゲ
ル化性能の比較を示す第１図相当のグラフ、第５
図は、トルエンゲルの粘度測定の場合の比較デー
タを示す第４図相当のグラフ、第６図は、前記各
図におけるゲル化デイーゼル油についてのテスト
データを示すと共に、高剪断流の影響をおり込ん
だグラフ、第７図は剪断流を使用したことにより
無臭鉱油でゲル化性能の改善された状態を示す第
６図相当のグラフ、第８図は、本発明の一変形で
調製したベントナイトスラリーと、従来の方法で
調製したベントナイトスラリーとで、デイーゼル
油をゲル化した場合の性能を比較したグラフ、第
９図は、本発明によるオルガノクレーと、コント
ロール用未処理のクレーとを用い、無臭鉱油をゲ
ル化した場合の比較グラフ、そして第１０図は、
トルエンゲルについての比較データを示す第９図
相当のグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水中に分散させて非粘土質成分と摩耗成分を
   予め分離除去しておいたスメクタイトタイプ粘土
   を、高級アルキル含有第四アンモニウム化合物と
   反応させるに先き立ち、ポンプ操作し得るスラリ
   ーとして高速剪断流処理にさらすか、または強力
   な混練処理にかけることを特徴とする高ゲル化性
   オルガノクレーの製造方法。