JPH07133104A - シリカゲル集合体およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 十分な吸脱着能力を有するシリカゲル集合体 【構成】 粉末状のシリカゲルと粉末状のバインダとを
乾式混合し、このシリカゲルとバインダとの混合物に溶
媒を加えて混合または混練し、さらに該混合または混練
したものを固化させるので、シリカゲルの界面のきわめ
てわずかな領域がバインダによって被覆されるのみで、
他の領域に存在する細孔が閉塞されることはない。この
ため、各シリカゲルの界面の大部分において吸脱着機能
が保持され、シリカゲル集合体としても十分な吸脱着機
能を発揮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリカゲルを互いに接
合したシリカゲル集合体に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、シリカゲルは無数の細孔
を有しており、水を始めさまざまな物質を吸脱着する性
質に優れていることから、乾燥剤、芳香剤の担体などの
吸脱着剤として利用されている。

【０００３】従来、例えば乾燥剤としてシリカゲルを使
用する際には、粒状等のシリカゲルを袋や箱などの容器
に入れてシリカゲルの分散を防止することが行われてい
た。また、このような分散防止のための手段を不要とす
るために、粉末状等のシリカゲルを接着剤で結合、成形
することも提案されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
成形品においては、シリカゲルを互いに結合するための
バインダによってシリカゲルの表面が被覆されてシリカ
ゲルの細孔が閉塞されるために、シリカゲルの吸脱着性
能が低下することがあった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、第１の発明のシリカゲル集合体は、多数
のシリカゲル粒子をバインダを介して接合したシリカゲ
ル集合体であって、上記シリカゲル粒子の表面に上記バ
インダによって被覆されていない領域を有することを特
徴とする。

【０００６】また第２の発明のシリカゲル集合体の製法
は、粉末状のシリカゲルと粉末状のバインダとを乾式混
合し、上記シリカゲルとバインダとの混合物に上記バイ
ンダの溶媒を加えて混合または混練し、上記混合または
混練したものを固化させることを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記第１の発明のシリカゲル集合体では、多数
のシリカゲル粒子がバインダを介して互いに接合されて
いるが、シリカゲル粒子の表面にはバインダによって被
覆されていない領域がある。この領域ではシリカゲル粒
子の細孔の開口部がバインダによって閉塞されることは
ない。このため、各シリカゲル粒子の上記領域において
は吸脱着機能が保持され、シリカゲル集合体としても十
分な吸脱着機能を発揮できる。

【０００８】また表面の一部に塩化コバルト含有シリカ
ゲルを配しておくと、周知の吸湿に伴う塩化コバルトの
変色によってシリカゲル集合体の吸湿度合を表示でき
る。この塩化コバルト含有シリカゲルの形状、大きさ、
シリカゲル集合体の表面における分布には特に限定はな
い。例えば直径２ｍｍ〜１０ｍｍ程度のビーズ状あるい
はサイコロ状等の多面体とすると視認性が良好となる。
また表面全体に分散させても、特定部分に１個あるいは
複数個を集中させることもできる。

【０００９】つぎに上記第２の発明について詳細に説明
する。この第２の発明に使用されるシリカゲルは、粉末
状であればよく内部構造等に限定はない。各シリカゲル
の形状も特に限定はなく、球状などの整った形状や破砕
等によって不定形とされた形状等にて使用できる。粉末
状のシリカゲルの粒径はシリカゲル集合体の用途等によ
って適宜選択されれば良い。その細孔容積なども同様で
ある。なお、シリカゲルの粒径が小さいほど後述する混
練物の成形性が良好となるので、シリカゲルの粒径は１
ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１００μｍ以下で
ある。

【００１０】この発明に使用可能なバインダは、水、ア
ルコール等の溶媒に可溶であり、溶解した際に粘性を帯
びるものであれば、特に限定されない。このようなバイ
ンダを例示すると、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビ
ニルの部分ケン化物、水溶性セルロースエステルなどが
ある。これらはいずれも水溶性であると共にアルコール
にも可溶である。なお、後述する混練、成形を考慮する
と、溶媒保持性能が高く、押出し成形等によっても型く
ずれしない程度に保形性が良好なバインダが好ましく、
これらの点からも上記ポリビニルアルコール、ポリ酢酸
ビニルの部分ケン化物、水溶性セルロースエステルが優
れている。

【００１１】バインダは、粉末状のシリカゲルと均等に
乾式混合するために、シリカゲルと同様に粉末状とする
必要がある。バインダの粒径を大きくするとバインダに
よって被覆されるシリカゲルの界面の割合が増加するの
で、バインダの粒径はシリカゲルの粒径に比べて小さい
ほど良い。

【００１２】バインダの混合割合を高くするとシリカゲ
ル集合体に機械的な強度が高まるが、バインダによって
被覆されるシリカゲルの界面の割合が増加することにも
なるので、バインダの混合割合はシリカゲル５０重量部
に対して５０重量部以下（混合物重量の５０％以下）が
好ましい。シリカゲル８０重量部に対してバインダを２
０重量部以下（混合物重量の２０％以下）とするとシリ
カゲル集合体の吸脱着性能が特に良好となるので、バイ
ンダの混合割合を混合物重量の２０％以下とするのが一
層好ましい。ただし、バインダの混合割合が２０％をわ
ずかに越えたからといって、シリカゲル集合体の吸脱着
性能がいきなり低下するわけではない。

【００１３】シリカゲルとバインダとを乾式混合する手
法は特に制限されず、周知の粉体／粉体混合機はいずれ
も使用でき、少量であれば乳鉢などの容器を使用して混
合することもできる。このシリカゲルとバインダとの混
合物に添加する溶媒はバインダに応じて選定されればよ
く、特に限定されない。広範なバインダに適用できる溶
媒としては、水やアルコールが挙げられる。分子量が大
きいアルコールでは、シリカゲルの細孔に進入し難くな
りこの点で好ましいがバインダの溶解性が低下すること
がある。このことからメチルアルコール、エチルアルコ
ール、イソプロピルアルコール等が好ましい。なお、安
全性、取り扱いの容易さ、コスト等を考慮すると、水溶
性のバインダと水との組合せが優れている。

【００１４】上記溶媒を加えた混合物を混合または混練
することにより、溶媒が混合物全体に行き渡り均質とな
る。この混合または混練は混合物全体がほぼ均質となれ
ばよく、その手法は適宜とされればよい。混練には、例
えばロール混練機を使用すると簡便である。また後述す
る成形に際してスクリュ押出し成形を採用する場合に
は、スクリュによる押送によって混練効果が得られるの
で、混合のみで十分である。

【００１５】溶媒の添加割合はバインダの種類等によっ
て変化するが、溶媒の分量が多いと上記混練された混練
物の粘度が低下し成形性が低下したり、シリカゲル集合
体が強度不足となることがある。また溶媒の分量が少な
い場合には、混練物の粘度が高くなって成形性が低下し
たり、シリカゲル集合体が脆くなることがある。なお、
溶媒を添加して混合または混練した際にバインダは完全
に溶解してしまわずに微細な粒状を保っており、シリカ
ゲル粒子が粒状のバインダを介して接合されるので、シ
リカゲルの表面にバインダによって被覆されていない領
域が確保されるものと考えられる。したがって、溶媒の
添加割合は、使用するバインダの性質等に応じて適切な
ものとされる必要があり、実験等によって決定されるこ
とが望ましい。

【００１６】シリカゲル、バインダおよび溶媒の混合物
または混練物を固化してシリカゲル集合体とする。この
固化は混練物を乾燥することによって実現されるが、乾
燥に先だって任意の形状、例えば板状、柱状、環状、ハ
ニカム状等に成形することができる。成形方法は、例え
ばプレス成形、押出し成形、射出成形等を採用できる
が、これらに限定されるものではない。また、シリカゲ
ル集合体が固化した後に、プレス打ち抜きや切断等によ
って所望の形状とすることも可能である。

【００１７】水溶性セルロースは２０℃以下で溶解度が
高まるのでバインダとして水溶性セルロースを使用する
場合に混合物または混練物の温度を２０℃以下、好まし
くは１６℃以下に保持すると、上記成形性が向上する。
なお、原料とする粉末状のシリカゲルに塩化コバルト含
有シリカゲルを混入しておき、塩化コバルト含有シリカ
ゲルを表面に配したシリカゲル集合体を製造することが
できる。また、上述のように成形後、その表面部分にビ
ーズ状や多面体等の塩化コバルト含有シリカゲルを押し
込んでから固化させれば、ビーズ状や多面体等の塩化コ
バルト含有シリカゲルを表面に配したシリカゲル集合体
を製造することができる。

【００１８】以上のように、この発明においては、粉末
状のシリカゲルと粉末状のバインダとを乾式混合し、こ
のシリカゲルとバインダとの混合物に溶媒を加えて混合
または混練し、さらに該混合または混練したものを固化
させるので、シリカゲルの界面のきわめてわずかな領域
がバインダによって被覆されるのみで、他の領域に存在
する細孔が閉塞されることはない。このため、各シリカ
ゲルの界面の大部分において吸脱着機能が保持され、シ
リカゲル集合体としても十分な吸脱着機能を発揮でき
る。

【００１９】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。 （実施例）粉末状のシリカゲル（１００メッシュパス）
１００重量部と粉末状のメチルセルロース（１００メッ
シュパス）１０重量部とをミキサに投入し十分に攪拌、
混合し混合物とした。

【００２０】つぎに、この混合物にイオン交換水６０重
量部を添加し、三本ロール混練機にて混練した。なお混
練時のロール温度は１０〜１５℃に保持した。さらに、
上記にて得られた混練物を押出し成形機に投入し温度を
１０〜２０℃に保って押出し成形し帯状とした。

【００２１】この帯状のものに６０℃、１０分の予備乾
燥、１２０℃、３０分の本乾燥を施して固化し、板状の
シリカゲル集合体を得た。 （比較例）上記実施例に使用したと同種のシリカゲルを
接着剤と混練、成形後、固化して実施例と同様の板状の
シリカゲル集合体を製造した。

【００２２】相対湿度２０％、５０％、９０％におけ
る、実施例および比較例の原料シリカゲル、実施例およ
び比較例のシリカゲル集合体の吸湿率を測定し、吸湿性
能を比較したたところ表１のとおりであった。なお、

【００２３】

【数１】

【００２４】

【数２】

【００２５】である。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１から明かなように、実施例のシリカゲ
ル集合体は、原料シリカゲルと比較してわずかに性能の
低下がみられるのみであり、シリカゲル集合体を構成す
る各シリカゲル粒子の細孔が閉塞されていないことが判
る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明のシリ
カゲル集合体においては、シリカゲル粒子の表面のバイ
ンダによって被覆されない領域では細孔が閉塞されない
ので、この領域ではシリカゲル粒子の吸脱着性能が低下
せず、シリカゲル集合体としても十分な吸脱着性能を発
揮できる。

【００２９】また第２の発明によれば、十分な吸脱着性
能を保持するシリカゲル集合体を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のシリカゲル集合体と従来技術のシリ
カゲル集合体とを模式的に対比する説明図であり、図１
（イ）は原料としてのシリカゲルの模式図、図１（ロ）
は従来技術のシリカゲル集合体の模式図、図１（ハ）は
本発明のシリカゲル集合体の模式図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数のシリカゲル粒子をバインダを介し
   て接合したシリカゲル集合体であって、 上記シリカゲル粒子の表面に上記バインダによって被覆
   されていない領域を有することを特徴とするシリカゲル
   集合体。
2. 【請求項２】 上記シリカゲル粒子を水溶性バインダを
   介して接合したことを特徴とする請求項１記載のシリカ
   ゲル集合体。
3. 【請求項３】 表面の一部に塩化コバルト含有シリカゲ
   ルを配したことを特徴とする請求項１または２記載のシ
   リカゲル集合体。
4. 【請求項４】 粉末状のシリカゲルと粉末状のバインダ
   とを乾式混合し、 上記シリカゲルとバインダとの混合物にバインダの溶媒
   を加えて混合または混練し、 上記混合または混練したものを固化させることを特徴と
   するシリカゲル集合体の製法。
5. 【請求項５】 上記シリカゲル８０重量部に対して上記
   バインダを２０重量部以下とすることを特徴とする請求
   項４記載のシリカゲル集合体の製法。
6. 【請求項６】 上記バインダが水溶性であることを特徴
   とする請求項４または５記載のシリカゲル集合体の製
   法。