JPH075290B2 - Method for producing amorphous aluminosilicate - Google Patents

Method for producing amorphous aluminosilicate

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JPH075290B2
JPH075290B2 JP3428886A JP3428886A JPH075290B2 JP H075290 B2 JPH075290 B2 JP H075290B2 JP 3428886 A JP3428886 A JP 3428886A JP 3428886 A JP3428886 A JP 3428886A JP H075290 B2 JPH075290 B2 JP H075290B2
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alkali metal
oil absorption
amorphous aluminosilicate
molar ratio
aqueous solution
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知行 拝師
正明 古賀
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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、無定形のアルミノシリケートの製造方法に関
するものであり、更に詳しくは、安価で、高吸油性及び
高いイオン交換特性を有する無定形アルミノシリケート
微粉末の製造方法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an amorphous aluminosilicate, and more specifically, it is inexpensive and has high oil absorption and high ion exchange properties. The present invention relates to a method for producing an aluminosilicate fine powder.

〔従来の技術及びその問題点〕[Conventional technology and its problems]

これまでに、高吸油性の無機粉体としては、ホワイトカ
ーボンと称されている無定形含水シリカが知られてお
り、その特性を利用してゴム用填料、製紙用など多くの
用途が開発されている。しかし無定形シリカは、その表
面電位が負であるため、例えば製紙用填料として用いた
場合、パルプの負の表面電位と反発し、その歩留りが悪
く好ましくない。また、無定形シリカは、その空隙率が
高い、表面水酸基、吸着水を多く含む等の理由により、
屈折率の点に関しても、他の一般のシリカよりも低い値
を示し、印刷後の紙の不透明性保持の点で不利となり好
ましくない。
Until now, amorphous hydrous silica called white carbon has been known as a highly oil-absorbing inorganic powder, and its properties have been utilized to develop many applications such as rubber fillers and papermaking. ing. However, since amorphous silica has a negative surface potential, when it is used, for example, as a filler for papermaking, it repels the negative surface potential of pulp and its yield is poor, which is not preferable. Further, the amorphous silica has a high porosity, surface hydroxyl groups, contains a large amount of adsorbed water, and the like,
The refractive index is also lower than that of other general silica, which is disadvantageous in that the opacity of the paper after printing is disadvantageous.

また、高吸油性のシリカとしては、エアロジルと称され
ている乾式シリカが知られており、ゴム、プラスチック
用の充填剤などとして利用されているが、このものは高
価であり、製紙業等の安価な原料が要求される分野での
利用には適さないものである。
Further, as the highly oil-absorbing silica, dry silica called Aerosil is known, and it is used as a filler for rubber and plastics, but this is expensive and is used in the paper manufacturing industry. It is not suitable for use in fields requiring inexpensive raw materials.

また、最近、「フローライト(Florite)」の商標名で
市販されている花弁状ケイ酸カルシウム粉末は、500〜6
00ml/100gという非常に高い吸油性を示すが、このもの
は高価であり、かつ、製紙用として用いるとピッチトラ
ブルの発生原因となるなどの欠点を有している。
Moreover, petal-like calcium silicate powder currently marketed under the trade name of "Florite" is 500 to 6
It has a very high oil absorption of 00 ml / 100 g, but it has the drawbacks of being expensive and causing pitch problems when used for papermaking.

上記のケイ酸及びケイ酸カルシウム粉末は、上記した欠
点の他に、イオン交換能がないという欠点を有してお
り、水の軟化作用を必要とする用途、例えば洗剤用ビル
ダー、農薬用担体、或いはCa,Mgイオンなどやコンタミ
に起因するスケール発生を防止するための用途には不適
である。
The above-mentioned silicic acid and calcium silicate powder have, in addition to the above-mentioned drawbacks, a drawback of not having an ion-exchange capacity, and applications requiring a softening action of water, for example, a builder for detergents, a carrier for agricultural chemicals, Alternatively, it is not suitable for use to prevent scale generation due to Ca, Mg ions, etc. and contamination.

イオン交換能の高い物質としては、ゼオライトと称され
る結晶性アルミノシリケートがよく知られており、特
に、合成ゼオライト4A型は、実際に合成洗剤用ビルダー
として現在大量に用いられている。しかし、ゼオライト
は、それ自身が1〜10μの密につまった結晶粒子であ
り、分子オーダーの穴は多数あいているものの、吸油能
に関するマクロな空隙の保持率は甚だ小さく、その吸油
能は高々60ml/100g程度であり、油中、水中での高分散
性は期待できず、高吸油性が要求される用途には用いる
ことができない。
As a substance having a high ion exchange ability, a crystalline aluminosilicate called zeolite is well known, and in particular, synthetic zeolite 4A type is actually used in large quantities as a builder for synthetic detergents. However, zeolite itself is a densely packed crystalline particle of 1 to 10μ, and although it has many holes of molecular order, the retention of macroscopic voids related to oil absorption capacity is extremely small, and its oil absorption capacity is at most. Since it is about 60 ml / 100 g, high dispersibility in oil and water cannot be expected, and it cannot be used for applications requiring high oil absorption.

また、「ゼオレックス(Zeolex)」の商標名で市販され
ている無定形のアルミノシリケート粉末はホワイトカー
ボン等と同様の用途があるが、吸油量、イオン交換能共
に低いものである。
Further, the amorphous aluminosilicate powder marketed under the trade name of "Zeolex" has the same use as white carbon, etc., but has low oil absorption and low ion exchange capacity.

「ゼオレックス」のような無定形アルミノシリケートの
製造方法については、従来より種々検討されている。例
えば、特開昭52−58099号公報には、ケイ酸アルカリ金
属塩の水溶液中にアルミン酸アルカリ金属塩の水溶液を
70℃以下の温度において添加混合し、反応系をpH10.5以
上に保つことにより吸油量75ml/100g以上、イオン交換
能200mg CaCO3/g以上の物性を有する無定形アルミノケ
イ酸アルカリ金属塩微粉末を製造する方法が開示されて
いる。しかしながら、この方法によっては、200ml/100g
以上の高吸油量をもつ無定形アルミノケイ酸塩を製造す
ることはできない。また、特開昭55−162418号公報に
は、アルミン酸アルカリ水溶液及びケイ酸アルカリ水溶
液を60℃以下の温度で連続的に反応系に供給し、粒子径
が大きく、濾過・洗浄の容易な、イオン交換能に優れた
無定形アルミノケイ酸塩を製造する方法が開示されてい
る。しかしながら、このものは、吸油量の増大を目的と
して製造されるというものではなく、実際、この方法に
よっては、高吸油性の無定形アルミノケイ酸塩を得るこ
とは困難である。また、特開昭58−156527号公報には、
アルミン酸アルカリ金属塩溶液とケイ酸アルカリ金属塩
溶液とを、60℃以下の温度で水に添加することにより、
或いはケイ酸アルカリ金属塩溶液をアルミン酸アルカリ
金属塩溶液に60℃以下の温度で添加することにより、吸
油量が200ml/100g以上で、陽イオン交換容量は各種ゼオ
ライトと同等程度の物性を有する無定形アルミノケイ酸
塩を製造する方法が開示されている。しかしながら、こ
の方法においては、反応のすべての工程を60℃以下で行
うため、また用いるアルミン酸アルカリ金属塩溶液中の
Na2OとAl2O3のモル比Na2O/Al2O3が大きい値であるた
め、吸油量が260ml/100g以上の特性を持つ無定形アルミ
ノケイ酸塩を得ることは難しい。
Various manufacturing methods of amorphous aluminosilicates such as "Zeolex" have been studied. For example, in JP-A-52-58099, an aqueous solution of alkali metal aluminate is added to an aqueous solution of alkali metal silicate.
Amorphous alkali metal aluminosilicate fine powder with physical properties of oil absorption of 75 ml / 100 g or more and ion exchange capacity of 200 mg CaCO 3 / g or more by adding and mixing at a temperature of 70 ° C or less and keeping the reaction system at pH 10.5 or more A method of manufacturing is disclosed. However, depending on this method, 200ml / 100g
Amorphous aluminosilicates having the above high oil absorption cannot be produced. Further, JP-A-55-162418 discloses that an alkaline aluminate aqueous solution and an alkaline silicate aqueous solution are continuously supplied to a reaction system at a temperature of 60 ° C. or less, a particle size is large, and filtration / washing is easy. A method for producing an amorphous aluminosilicate having excellent ion exchange capacity is disclosed. However, this product is not manufactured for the purpose of increasing the oil absorption amount, and in fact, it is difficult to obtain a highly oil-absorbing amorphous aluminosilicate by this method. Further, JP-A-58-156527 discloses that
By adding the alkali metal aluminate salt solution and the alkali metal silicate salt solution to water at a temperature of 60 ° C. or lower,
Alternatively, by adding the alkali metal silicate solution to the alkali metal aluminate solution at a temperature of 60 ° C. or lower, the oil absorption is 200 ml / 100 g or more, and the cation exchange capacity has the same physical properties as those of various zeolites. A method of making a shaped aluminosilicate is disclosed. However, in this method, all the steps of the reaction are carried out at 60 ° C. or lower, and it is also necessary to use
Since Na 2 O and Al 2 O 3 molar ratio Na 2 O / Al 2 O 3 is a large value, it is difficult to oil absorption obtain amorphous aluminosilicate having the above characteristics 260 ml / 100 g.

本発明は、安価で、従来にない高吸油能を有し、かつ高
いイオン交換能を有するアモルファスアルミノシリケー
トを提供することを目的とし、殊に、吸油量260ml/100g
以上、イオン交換能100mg CaCO3/dry 1g以上の物性を有
するアモルファスアルミノシリケートを高収率で製造す
る方法を提供することを目的としている。
The present invention is inexpensive, has an unprecedentedly high oil absorption capacity, and an object thereof is to provide an amorphous aluminosilicate having a high ion exchange capacity, in particular, an oil absorption amount of 260 ml / 100 g.
As described above, it is an object of the present invention to provide a method for producing an amorphous aluminosilicate having a physical property of ion exchange capacity of 100 mg CaCO 3 / dry 1 g or more in a high yield.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らは、前記のような従来の技術の有する問題点
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、アルカリ含有
率の低いアルミン酸アルカリ金属塩溶液と、ケイ酸アル
カリ金属塩溶液とを特殊な条件のもので反応させること
により目的を達成することができることを見出し本発明
を完成した。
As a result of intensive studies to solve the problems of the above-described conventional techniques, the present inventors have found that an alkali metal aluminate salt solution having a low alkali content and an alkali metal silicate solution have a low alkali content. The present invention has been completed by finding that the object can be achieved by reacting under special conditions.

即ち本発明は、アルミン酸アルカリ金属塩水溶液とケイ
酸アルカリ金属塩水溶液を15〜60℃の温度のもとで強攪
拌下に水の中へ同時に添加し、次いで70〜100℃の温度
で加熱処理することを特徴とするアモルファスアルミノ
シリケートの製造方法を提供するものであり、更に好ま
しい態様として、アルミン酸アルカリ金属塩水溶液が、
M2OとAl2O3のモル比がM2O/Al2O3=1.0〜2.0であり、H2O
とM2Oのモル比がH2O/M2O=6.0〜500である低アルカリア
ルミン酸アルカリ金属塩水溶液であり、ケイ酸アルカリ
金属塩水溶液が、SiO2とM2Oのモル比がSiO2/M2O=1.0〜
4.0であり、H2OとM2Oのモル比がH2O/M2O=12〜200であ
るケイ酸アルカリ金属塩水溶液であるような上記アモル
ファスアルミノシリケートの製造方法を提供するもので
ある。
That is, the present invention, the alkali metal aluminate aqueous solution and the alkali metal silicate aqueous solution are simultaneously added into water under strong stirring at a temperature of 15 to 60 ° C., and then heated at a temperature of 70 to 100 ° C. The present invention provides a method for producing an amorphous aluminosilicate characterized by treatment, and as a further preferred embodiment, an aqueous alkali metal aluminate salt solution,
The molar ratio of M 2 O and Al 2 O 3 is M 2 O / Al 2 O 3 = 1.0 to 2.0, and H 2 O
And M 2 O have a molar ratio of H 2 O / M 2 O = 6.0-500, which is a low-alkali alkali metal aluminate aqueous solution, in which the alkali metal silicate solution has a molar ratio of SiO 2 and M 2 O. SiO 2 / M 2 O = 1.0~
And a method for producing the above-mentioned amorphous aluminosilicate, which is an aqueous solution of alkali metal silicate having a molar ratio of H 2 O and M 2 O of 4.0 and H 2 O / M 2 O = 12 to 200. is there.

(但し、Mはアルカリ金属) 本発明の高吸油性、かつ高イオン交換性のアモルファス
アルミノシリケートを製造するための原料は(a)アル
ミン酸アルカリ金属塩溶液と(b)ケイ酸アルカリ金属
塩溶液であり、必要があれば苛性アルカリ、水を前記の
両液に加えて濃度・モル比を調整してもよい。本発明に
おいてアルカリ金属とは、周期率表第1a族に属するもの
を言うが、通常はナトリウムが有利である。
(However, M is an alkali metal) The raw materials for producing the highly oil-absorbing and highly ion-exchangeable amorphous aluminosilicate of the present invention are (a) alkali metal aluminate salt solution and (b) alkali metal silicate solution. If necessary, caustic alkali and water may be added to both of the above liquids to adjust the concentration / molar ratio. In the present invention, the alkali metal refers to one belonging to Group 1a of the periodic table, and sodium is usually advantageous.

次に本発明で用いる(a)アルミン酸アルカリ金属塩水
溶液及び(b)ケイ酸アルカリ金属塩水溶液について説
明する。
Next, (a) alkali metal aluminate aqueous solution and (b) alkali metal silicate aqueous solution used in the present invention will be described.

(a)アルミン酸アルカリ金属塩水溶液 アルミン酸アルカリ金属塩水溶液は、市販品を用いても
良いが、水酸化アルミニウム、活性アルミナなどのアル
ミニウム源(通常は水酸化アルミニウム)を水酸化アル
カリで加熱溶解させ、高濃度かつ低アルカリのアルミン
酸アルカリ金属塩溶液をまず調製し、次いで必要量の
水、水酸化アルカリと混合したものを用いてもよい。こ
の際の高濃度溶液の調製は、アルミニウム源を水酸化ア
ルカリで加熱溶解した後に急冷することにより安定化さ
れるが、より低アルカリのものについては必要量をその
都度調製することが望ましい。本発明で用いるアルミン
酸アルカリ金属塩水溶液に関しては、M2O(Mはアルカ
リ金属)とAl2O3のモル比がM2O/Al2O3=1.0〜2.0の範囲
であることが望ましく、1.17〜1.54の範囲が特に好まし
く、Al2O3の濃度は1.0〜30%の範囲が望ましく、5.0〜2
0%の範囲が特に好ましい。これは、製造上及び物性上
の理由からである。
(A) Alkali Aluminate Metal Salt Aqueous Solution As the alkali metal aluminate salt aqueous solution, a commercially available product may be used, but an aluminum source such as aluminum hydroxide or activated alumina (usually aluminum hydroxide) is heated and dissolved in alkali hydroxide. Alternatively, a high-concentration and low-alkali alkali metal aluminate salt solution may be first prepared, and then a mixture of the required amount of water and alkali hydroxide may be used. In this case, the preparation of the high-concentration solution is stabilized by heating and dissolving the aluminum source with alkali hydroxide and then rapidly cooling, but it is desirable to prepare a necessary amount of a lower alkali solution each time. Regarding the alkali metal aluminate aqueous solution used in the present invention, it is desirable that the molar ratio of M 2 O (M is an alkali metal) and Al 2 O 3 is in the range of M 2 O / Al 2 O 3 = 1.0 to 2.0. , 1.17 to 1.54 is particularly preferable, the concentration of Al 2 O 3 is preferably 1.0 to 30%, 5.0 to 2
The range of 0% is particularly preferable. This is because of manufacturing and physical properties.

(b)ケイ酸アルカリ金属塩水溶液 ケイ酸アルカリ金属塩水溶液は、市販品を用いることが
できるが、SiO2とM2Oのモル比がSiO2/M2O=1.0〜4.0の
範囲にあるものを用いるのが望ましい。また、水溶液の
濃度はSiO2濃度で25%以下が望ましい。
(B) an alkali metal salt aqueous alkali metal silicate solution silicate, may be used commercially available products, the molar ratio of SiO 2 and M 2 O in the range of SiO 2 / M 2 O = 1.0~4.0 It is desirable to use one. The concentration of the aqueous solution is preferably 25% or less in terms of SiO 2 concentration.

以下に、本発明を詳しく説明する。The present invention will be described in detail below.

まず、反応槽に水を入れ、15〜60℃の範囲の温度に保
ち、上記の(a)アルミン酸アルカリ金属塩水溶液と
(b)ケイ酸アルカリ金属塩水溶液とを激しい攪拌下に
同時に添加する。次いで生成した白色沈澱物スラリーを
70〜100℃、好ましくは90〜100℃の温度に加熱し、好ま
しくは10分以上、10時間以下、好ましくは5時間以下の
間その温度に保ち、強固な高次構造を有するアモルファ
スアルミノシリケートを得る。10時間を越えて加熱処理
を行うと、アモルファスでなく結晶構造を持つアルミノ
シリケートが生成する場合があり好ましくない。この加
熱処理を行わない場合には、吸油量が260ml/100g以上の
ものを得ることは難しい。初期混合時の温度が高いもの
程高イオン交換性を示すものが得られる。しかし、あま
り初期温度が高くなりすぎると得られるアモルファスア
ルミノシリケートの吸油能が低くなる。両物性共に高い
ものを得るためには、初期温度は15〜60℃の範囲が望ま
しく、特に30〜50℃の範囲の温度が好ましい。また70〜
100℃での加熱処理に際してはそれ程強い攪拌は必要で
ない。この加熱処理は、反応系をそのままの状態に保っ
たまま行うのが好ましいが、一部濾過或いはデカンテー
ション等により濃縮した後に行っても良い。(a),
(b)両者の添加にあたっては、一時に水中に添加する
よりは徐々に少量ずつ添加する方が好ましい。
First, water is put in a reaction tank and maintained at a temperature in the range of 15 to 60 ° C., and the above (a) alkali metal aluminate aqueous solution and (b) alkali metal silicate aqueous solution are simultaneously added under vigorous stirring. . Then the white precipitate slurry formed
Amorphous aluminosilicate having a strong higher-order structure is heated to a temperature of 70 to 100 ° C., preferably 90 to 100 ° C. and kept at that temperature for preferably 10 minutes or longer and 10 hours or shorter, preferably 5 hours or shorter. obtain. If the heat treatment is performed for more than 10 hours, aluminosilicate having a crystalline structure instead of an amorphous structure may be formed, which is not preferable. If this heat treatment is not performed, it is difficult to obtain an oil absorption of 260 ml / 100 g or more. The higher the temperature at the time of initial mixing, the higher the ion exchange property. However, if the initial temperature becomes too high, the oil absorption capacity of the obtained amorphous aluminosilicate becomes low. In order to obtain both physical properties, the initial temperature is preferably in the range of 15 to 60 ° C, particularly preferably in the range of 30 to 50 ° C. 70 ~
When heating at 100 ° C., strong stirring is not necessary. This heat treatment is preferably carried out while keeping the reaction system as it is, but may be carried out after partially concentrating by filtration or decantation. (A),
(B) When adding both, it is preferable to add them little by little rather than adding them all at once.

反応終了後、生成した粒子はそのまま製品スラリーとし
て用いても良いが、通常は、濾過・洗浄工程を得て、母
液分離、過剰アルカリ等の除去を行う。その後、乾燥を
行うと、非常に嵩高く脆い塊状物が得られ、これは容易
に崩壊して微粉化し、本発明のアモルファスアルミノシ
リケートが得られる。
After the completion of the reaction, the produced particles may be used as a product slurry as they are, but usually, a filtration / washing step is performed to separate the mother liquor and remove excess alkali. Then, when dried, a very bulky and brittle mass is obtained, which easily disintegrates into fine powder to obtain the amorphous aluminosilicate of the present invention.

本発明の方法によって得られるアモルファスアルミノシ
リケートは、これまでにない高吸油性を有し、かつ高い
イオン交換能及び従来の製紙用ホワイトカーボンより高
い屈折率を有しており、製紙用填料として用いた場合、
印刷後の紙の不透明保持性に優れているので効果的であ
る。
Amorphous aluminosilicate obtained by the method of the present invention has an unprecedentedly high oil absorption property, and has a high ion exchange capacity and a higher refractive index than conventional white carbon for papermaking, and is used as a filler for papermaking. If
It is effective because it retains the opacity of the paper after printing.

また、本発明のアモルファスアルミノシリケートと界面
活性剤を混合して、優れた洗浄力を有する洗浄剤を得る
ことができる。
In addition, the amorphous aluminosilicate of the present invention and a surfactant can be mixed to obtain a detergent having excellent detergency.

更には、ゴム、プラスチック用充填剤、農薬用担体など
として用いることができる。
Furthermore, it can be used as a filler for rubber, plastics, a carrier for agricultural chemicals, and the like.

以上に説明した本発明の製造方法の第1の特徴は、これ
まで実用上不利とされていた低アルカリアルミン酸アル
カリ金属塩を用いたという点であり、本発明に於いて
は、例えばNa2O/Al2O3=1.18(モル比)のものを使用す
ることが可能である。しかも、このものと、SiO2/NaO2
=3.2(モル比)のケイ酸アルカリ金属塩を用いること
により、過剰アルカリ分等の洗浄量を低減させることが
可能である。このような反応系は、従来にない低アルカ
リ条件であるが、上記のアルミン酸アルカリ溶液は安定
に取り扱うことが可能である。
The first feature of the production method of the present invention described above is that an alkali metal salt of low alkali aluminate, which has hitherto been considered to be a disadvantage, was used. In the present invention, for example, Na 2 It is possible to use O / Al 2 O 3 = 1.18 (molar ratio). Moreover, this product and SiO 2 / NaO 2
= 3.2 (molar ratio) by using an alkali metal silicate, it is possible to reduce the amount of cleaning of excess alkali content and the like. Although such a reaction system has a low alkaline condition which has never existed before, the above-mentioned alkaline aluminate solution can be stably handled.

本発明の第2の特徴は、アルミン酸アルカリ金属塩溶液
と、ケイ酸アルカリ金属塩溶液のSi/Al(モル比)がほ
ぼ1において、収率が最大となるということである。こ
のことは、原料を最も効率よく使用できることを示して
いる。即ち、イオン交換能を左右するのは、取り込まれ
たアルミニウムとケイ素との酸素を介した結合数が関与
していると考えられるが、その数が最も多くなるのがSi
/Al=1(モル比)の時であるので、このモル比のもの
が高収率で得られれば、本発明の目的とする物性のもの
が高収率で得られるということである。
The second feature of the present invention is that the yield becomes maximum when the alkali metal aluminate salt solution and the alkali metal silicate solution have a Si / Al (molar ratio) of about 1. This indicates that the raw material can be used most efficiently. That is, it is considered that the ion exchange capacity is influenced by the number of oxygen-bonded bonds between the incorporated aluminum and silicon, and the number is the largest.
Since / Al = 1 (molar ratio), it means that if a product having this molar ratio is obtained in a high yield, a product having the physical properties aimed at by the present invention can be obtained in a high yield.

本発明の第3の特徴は、両液を添加混合して生成した白
沈スラリーを70〜100℃で加熱処理するということであ
る。本発明における条件で反応させたスラリーを、特開
昭55−162418号公報記載の方法で加熱処理を行わずに濾
過洗浄乾燥を行うと吸油能は極端に悪くなり、200ml/10
0g以上の値を得ることは困難である。反応系のアルカリ
分の多い条件下では吸油量が200ml/100g以上のものを得
ることは可能であるが、それでも260ml/100g以上の吸油
能を持つものを得ることは、本発明の方法以外では困難
である。
The third feature of the present invention is that the white precipitate slurry produced by adding and mixing both solutions is heat-treated at 70 to 100 ° C. When the slurry reacted under the conditions of the present invention is filtered, washed and dried without heat treatment by the method described in JP-A-55-162418, the oil absorption ability becomes extremely poor, and 200 ml / 10
It is difficult to obtain values above 0g. It is possible to obtain an oil absorption of 200 ml / 100 g or more under the condition of a large amount of alkali content in the reaction system, but it is still possible to obtain an oil absorption capacity of 260 ml / 100 g or more, except for the method of the present invention. Have difficulty.

〔作用〕[Action]

以下に、本発明の製造方法が如何なる作用によって本発
明特有の効果をもたらしているかについて、考察を加え
ながら詳しく述べる。
The effect of the production method of the present invention to bring about the effect peculiar to the present invention will be described in detail below with consideration.

湿式法含水ケイ酸等の無定形高吸油体については、粒径
が数十Åから数百Åの球形の一次粒子がブドウの房状に
重合して数千Åの大きさになったモデルが提出されてい
る。これらの集合粒子は、さらに第三次、第四次のフロ
ック(軟凝集体、凝集構造)を形成すると考えられる。
本発明のアモルファスアルミノシリケートについても基
本的には同じモデルがあてはめられる。吸油能に関係し
ている基本的な因子を考えてみると、それは、一次粒
子、二次粒子が集合する場合の各々の粒径、配位数によ
り決定される空隙率、及び、それらを単離・乾燥する際
の粒子径、及び、充填された液体の表面張力により決定
される収縮力と、集合構造の強さとの相関である。即
ち、吸油能としては、最終的に単離・乾燥された粉体に
ついて測定したものを評価するわけであるから、スラリ
ー中での集合粒子の構造がいかに空隙率の大きいもので
あっても乾燥時の収縮力が空隙率の大きな構造を破壊し
得る程のものであるならば吸油能は結局大きくならな
い。
Wet type hydrous silicic acid and other amorphous oil absorbers have a model in which spherical primary particles with a particle size of several tens of Å to several hundred Å are polymerized into a tuft of grapes to a size of several thousand Å. Has been submitted. It is considered that these aggregated particles further form third-order and fourth-order flocs (soft aggregates, aggregate structures).
The same model is basically applied to the amorphous aluminosilicate of the present invention. Considering the basic factors related to oil absorption capacity, it is the particle size of primary particles and secondary particles when they aggregate, the porosity determined by the coordination number, and the This is a correlation between the particle size at the time of separation / drying, the contraction force determined by the surface tension of the filled liquid, and the strength of the aggregate structure. That is, since the oil absorption capacity is evaluated by measuring the final isolated / dried powder, no matter how large the porosity of the aggregate particle structure in the slurry is, the dried particles are dried. If the shrinkage force at that time is such that a structure with a large porosity can be destroyed, the oil absorption capacity will not eventually increase.

まず第一に、空隙率の大きな集合構造は、一次粒子の配
位数によって決定され、一般に粒径が小さい程配位数は
小さくなり空隙率は大きくなるが、その程度は、粒子析
出時の条件により様々である。一次粒子径は、結晶成長
の場合とは異なり、濃度が薄い程、また添加速度が速い
程小さくなり、また攪拌は強い程粒径は均一化される。
従って、薄い濃度で短時間に粒子を析出させると空隙率
の大きな集合粒子ができるはずである。
First of all, the aggregate structure with a large porosity is determined by the coordination number of the primary particles. Generally, the smaller the particle size, the smaller the coordination number and the larger the porosity. It depends on the conditions. Unlike the case of crystal growth, the primary particle size becomes smaller as the concentration becomes lower and the addition speed becomes faster, and the particle size becomes uniform as the stirring is stronger.
Therefore, if particles are deposited in a short time at a low concentration, aggregate particles with a large porosity should be formed.

ここで第二に、乾燥時の収縮力が問題となってくる。こ
の収縮力は、上記の空隙半径が小さい程、また液体の表
面張力が大きいほど大きくなる。従って、粒径に関して
は、収縮力との関係から最大値が存在することは理解さ
れる。
Secondly, the shrinkage force during drying becomes a problem. This contraction force increases as the void radius decreases and the surface tension of the liquid increases. Therefore, regarding the particle size, it is understood that there is a maximum value in relation to the shrinkage force.

本発明において、今までにない高吸油能が得られるの
は、比較的均一な一次粒の生成が可能なこと、及び空隙
率の大きな一次構造を反映しつつその集合構造が強化で
きたためであると考えられる。即ち、原料同時添加によ
り、反応時全体における粒子径、組成は均一になってい
るものと考えられる。また、60℃以下の反応条件下で
は、粒子表面の水酸基はかなり多数存在し、やわらかな
粒子であると言える。従って収縮力に対しては特に弱
い。一方、加熱処理を行うと、配位状態を保ったままシ
ラノール結合はシロキサン結合へと変化し、集合構造は
強化される。始めから高温下で析出された粒子は表面が
既にシロキサン結合で覆われており、集合点の結合は弱
くなり、収縮力に対してかえって脆い状態となってしま
う。このように、加熱強化された時点での集合粒子構造
が最も大きく強固なものとなるのが本発明の製造方法を
採ったときであると考えられる。
In the present invention, an unprecedentedly high oil absorption capacity is obtained because it is possible to generate relatively uniform primary particles, and the aggregate structure can be strengthened while reflecting the primary structure having a large porosity. it is conceivable that. That is, it is considered that the simultaneous addition of the raw materials makes the particle size and composition uniform throughout the reaction. Also, under reaction conditions of 60 ° C. or lower, a large number of hydroxyl groups on the particle surface exist, and it can be said that the particles are soft particles. Therefore, it is particularly weak against contraction force. On the other hand, when heat treatment is performed, the silanol bond is changed to a siloxane bond while maintaining the coordination state, and the aggregate structure is strengthened. The particles deposited at high temperature from the beginning have the surface already covered with siloxane bonds, and the bonds at the gathering points are weakened, resulting in a brittle state rather than shrinkage force. Thus, it is considered that the aggregate particle structure at the time of heat strengthening becomes the largest and strong when the production method of the present invention is adopted.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。尚、実施例及び比較例における測定値の測
定方法を次に示した。
The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, the measuring method of the measured value in an Example and a comparative example is shown next.

(1)吸油量 試料を乳鉢で粉砕しJIS K 6220の吸油量測定法によって
測定した。
(1) Oil Absorption The sample was crushed in a mortar and measured by the oil absorption measurement method of JIS K 6220.

(2)強熱減量 予め800℃,1時間の空焼きをし、デシケータ中で恒量に
達した磁性ルツボに、試料数gを投入し、精秤する。次
いで800℃,1時間電気炉中で強熱し、デシケータ中で恒
量に達した重量を精秤することにより強熱減量を重量%
で求めた。
(2) Loss on ignition Ignition is performed in advance at 800 ° C for 1 hour, and a few grams of the sample is put into a magnetic crucible that has reached a constant weight in a desiccator and weighed accurately. Then, ignite in an electric furnace at 800 ° C for 1 hour, and accurately weigh the weight that reached a constant weight in a desiccator to reduce the ignition loss by weight%.
I asked for.

(3)Caイオン交換能 試料を、強熱減量より算出した無水物換算で0.1gを精秤
し、塩化カルシウム溶液(CaCO3にして500ppm)100ml中
に加え、25℃で15分間攪拌し、東洋濾紙No.5c 2枚を重
ねた吸引濾過を行い、濾液50mlを取って濾液中のCaをED
TA滴定し、その値より試料のCa交換能を求めた。
(3) Ca ion exchange capacity 0.1 g of the sample was accurately weighed in terms of anhydride calculated from loss on ignition, added to 100 ml of calcium chloride solution (CaCO 3 500 ppm), and stirred at 25 ° C for 15 minutes, Perform suction filtration with two sheets of Toyo Filter Paper No. 5c, take 50 ml of the filtrate, and remove Ca in the filtrate.
TA titration was performed and the Ca exchange capacity of the sample was determined from the value.

尚、カルシウムイオン交換能は、粉体の洗浄が不充分で
あると、かなり高めに評価される。つまり、過剰のアル
カリイオンが残存すると、空気中のCO2ガスと反応して
炭酸塩を作り、これが見掛け上Caイオン交換能を高く見
せる。従って、測定試料は充分に洗浄されたものでない
とならない。
Incidentally, the calcium ion exchange ability is evaluated to be rather high when the washing of the powder is insufficient. That is, when excess alkali ions remain, they react with CO 2 gas in the air to form a carbonate, which apparently has a high Ca ion exchange capacity. Therefore, the measurement sample must be thoroughly washed.

(4)X線回折 理学電機(株)のRotaflex pl200(商品名)を用いCuK
α線を用いて測定した。
(4) X-ray diffraction CuK using Rotaflex pl200 (trade name) of Rigaku Denki Co., Ltd.
It was measured using α rays.

実施例1 アルミン酸ナトリウム溶液(Na2O 8.34重量%、Al2O3 1
1.60重量%、Na2O/Al2O3=1.18(モル比))42.44gとケ
イ酸ナトリウム溶液(Na2O 3.8重量%、SiO2 11.6重量
%、SiO2/Na2O=3.15(モル比))50gを同時に直径45mm
のマグネチックスターラーピースにより1500rpmの回転
数で攪拌しながら、30℃のイオン交換水200gの中へマイ
クロチューブポンプにて添加した。添加終了後、直ちに
100℃で1時間加熱を行い、次いで濾過洗浄を行った。
得られた湿潤ケーキを110℃で恒量になるまで乾燥し、
粉砕することによってX線的にアモルファスなアルミノ
シリケート微粉末12.8gを得た。収率は93%であった。
この粉末は吸油能294ml/100g、イオン交換能131CaCO3mg
/1gの物性を示した。
Example 1 Sodium aluminate solution (Na 2 O 8.34% by weight, Al 2 O 3 1
42.44 g of 1.60 wt%, Na 2 O / Al 2 O 3 = 1.18 (molar ratio) and sodium silicate solution (Na 2 O 3.8 wt%, SiO 2 11.6 wt%, SiO 2 / Na 2 O = 3.15 (mol) Ratio)) 50g at the same time diameter 45mm
The mixture was added to 200 g of ion-exchanged water at 30 ° C. with a microtube pump while stirring with a magnetic stirrer piece of 1500 rpm. Immediately after addition is complete
Heating was carried out at 100 ° C. for 1 hour, followed by filtration and washing.
The obtained wet cake is dried at 110 ° C until a constant weight is obtained,
By pulverizing, 12.8 g of X-ray amorphous aluminosilicate fine powder was obtained. The yield was 93%.
This powder has an oil absorption capacity of 294 ml / 100 g, ion exchange capacity of 131 CaCO 3 mg.
The physical property was / 1 g.

実施例2 実施例1と同様の操作において、イオン交換水の量を15
0gにしてアモルファスアルミノシリケート微粉末12.5g
(収率91%)を得た。このものの吸油能は281ml/100g、
イオン交換能は143CaCO3mg/1gであった。
Example 2 In the same operation as in Example 1, the amount of ion-exchanged water was changed to 15
Amorphous aluminosilicate fine powder to 0g 12.5g
(Yield 91%) was obtained. The oil absorption capacity of this product is 281 ml / 100 g,
The ion exchange capacity was 143 CaCO 3 mg / 1 g.

実施例3 アルミン酸ナトリウム溶液(Na2O 5.25重量%、Al2O3
7.30重量%、Na2O/Al2O3=1.18(モル比))67.44gとケ
イ酸ナトリウム溶液(Na2O 2.71重量%、SiO2 8.29重量
%、SiO2/Na2O=3.15(モル比))70gを同時に35℃、10
0gのイオン交換水の中へ、実施例1と同様の条件にて添
加し、その後の操作も同時に行い、アモルファスアルミ
ノシリケート微粉末を得た。このものの吸油能は265ml/
100g、イオン交換能は154CaCO3mg/1gであった。
Example 3 Sodium aluminate solution (Na 2 O 5.25% by weight, Al 2 O 3
67.44 g of 7.30 wt%, Na 2 O / Al 2 O 3 = 1.18 (molar ratio) and sodium silicate solution (Na 2 O 2.71 wt%, SiO 2 8.29 wt%, SiO 2 / Na 2 O = 3.15 (mol) Ratio)) 70g at the same time at 35 ℃, 10
Amorphous aluminosilicate fine powder was obtained by adding to 0 g of ion-exchanged water under the same conditions as in Example 1 and performing the subsequent operations at the same time. The oil absorption capacity of this product is 265 ml /
The ion exchange capacity was 100 g and 154 CaCO 3 mg / 1 g.

実施例4 アルミン酸ナトリウム溶液(Na2O 11.45重量%、Al2O3
11.07重量%、Na2O/Al2O3=1.7(モル比))44.44gとケ
イ酸ナトリウム溶液(Na2O 3.8重量%、SiO2 11.6重量
%、SiO2/Na2O=3.15(モル比))50gを30℃、150gのイ
オン交換水の中へ、実施例1と同様に添加し、その後の
操作も同時に行い、アモルファスアルミノシリケート微
粉末を得た。このものの吸油能は280ml/100g、イオン交
換能は165CaCO3mg/1gであった。
Example 4 Sodium aluminate solution (Na 2 O 11.45% by weight, Al 2 O 3
11.07 wt%, Na 2 O / Al 2 O 3 = 1.7 (molar ratio) 44.44 g and sodium silicate solution (Na 2 O 3.8 wt%, SiO 2 11.6 wt%, SiO 2 / Na 2 O = 3.15 (mol) Ratio)) was added into ion-exchanged water at 30 ° C. and 150 g in the same manner as in Example 1, and the subsequent operations were also performed at the same time to obtain amorphous aluminosilicate fine powder. The oil absorption capacity of this product was 280 ml / 100 g, and the ion exchange capacity was 165 CaCO 3 mg / 1 g.

比較例1 実施例1と同様の操作において、100℃,1時間の加熱処
理を行わずにアモルファスアルミノシリケートを得た。
このものの吸油能は、45ml/100gであり、イオン交換能
は78CaCO3mg/1gであった。
Comparative Example 1 In the same operation as in Example 1, an amorphous aluminosilicate was obtained without heat treatment at 100 ° C. for 1 hour.
The oil absorption capacity of this product was 45 ml / 100 g, and the ion exchange capacity was 78 CaCO 3 mg / 1 g.

比較例2 実施例2同様の操作において、100℃,1時間の加熱処理
を行わずにアモルファスアルミノシリケートを得た。こ
のものの吸油能は50ml/100gであり、イオン交換能は63C
aCO3mg/1gであった。
Comparative Example 2 In the same operation as in Example 2, an amorphous aluminosilicate was obtained without heat treatment at 100 ° C. for 1 hour. The oil absorption capacity of this product is 50ml / 100g, and the ion exchange capacity is 63C.
It was aCO 3 mg / 1 g.

比較例3 実施例3同様の操作において、100℃,1時間の加熱処理
を行わずにアモルファスアルミノシリケートを得た。こ
のものの吸油能は50ml/100g、イオン交換能は66CaCO3mg
/1gであった。
Comparative Example 3 In the same operation as in Example 3, an amorphous aluminosilicate was obtained without performing heat treatment at 100 ° C. for 1 hour. The oil absorption capacity of this product is 50 ml / 100 g, and the ion exchange capacity is 66 CaCO 3 mg.
It was / 1g.

比較例4 実施例4同様の操作において、100℃,1時間の加熱処理
を行わずにアモルファスアルミノシリケートを得た。こ
のものの吸油能は165ml/100g、イオン交換能は88CaCO3m
g/1gであった。
Comparative Example 4 In the same operation as in Example 4, an amorphous aluminosilicate was obtained without heat treatment at 100 ° C. for 1 hour. The oil absorption capacity of this product is 165 ml / 100 g, and the ion exchange capacity is 88 CaCO 3 m.
It was g / 1g.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

実施例に於いても具体的に示したように、本発明の方法
によって得られたアモルファスアルミノシリケートは、
これまでにない高吸油性を有し、かつ、高いイオン交換
能及び従来の製紙用ホワイトカーボンより高い屈折率を
有するため、従来のホワイトカーボンより以上の機能性
を持った無機材料ということができる。また、原料系の
ロスも最小限度に抑えることができ、また低アルカリ系
であり、反応も常圧であるため製造コストも低減され
る。従って、本発明のアモルファスアルミノシリケート
は、紙用、特に軽量紙用の填料をはじめとして、ガス、
香料の吸着担体、洗剤、歯磨用添加剤、皮脂コントロー
ル剤、農業用添加剤、塗料用添加剤、セラミックバイン
ダー用添加剤など多くの用途分野への適用が考えられ
る。
As specifically shown in Examples, the amorphous aluminosilicate obtained by the method of the present invention is
It has an unprecedentedly high oil absorption property, and has a high ion exchange capacity and a higher refractive index than conventional white carbon for papermaking, so it can be said to be an inorganic material having more functionality than conventional white carbon. . In addition, the loss of the raw material system can be suppressed to a minimum, and the production cost can be reduced because the reaction is low pressure and the reaction is normal pressure. Therefore, the amorphous aluminosilicate of the present invention can be used as a filler for paper, especially lightweight paper, gas,
It can be considered to be applied to many fields of application such as adsorbents for perfumes, detergents, toothpaste additives, sebum control agents, agricultural additives, paint additives, and ceramic binder additives.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルミン酸アルカリ金属塩水溶液とケイ酸
アルカリ金属塩水溶液を15〜60℃の温度のもとで強攪拌
下に水の中へ同時に添加し、次いで70〜100℃の温度で
加熱処理することを特徴とするアモルファスアルミノシ
リケートの製造方法。
1. An alkali metal aluminate aqueous solution and an alkali metal silicate aqueous solution are simultaneously added into water under strong stirring at a temperature of 15 to 60 ° C., and then heated at a temperature of 70 to 100 ° C. A method for producing an amorphous aluminosilicate, which is characterized by performing a treatment.
【請求項2】アルミン酸アルカリ金属塩水溶液が、M2O
とAl2O3のモル比がM2O/Al2O3=1.0〜2.0であり、H2OとM
2Oのモル比がH2O/M2O=6.0〜500である低アルカリアル
ミン酸アルカリ金属塩水溶液であり、ケイ酸アルカリ金
属塩水溶液が、SiO2とM2Oのモル比がSiO2/M2O=1.0〜4.
0であり、H2OとM2Oのモル比がH2O/M2O=12〜200である
ケイ酸アルカリ金属塩水溶液である特許請求の範囲第1
項記載のアモルファスアルミノシリケートの製造方法。
(但し、Mはアルカリ金属)
2. An aqueous solution of an alkali metal aluminate is M 2 O.
And Al 2 O 3 have a molar ratio of M 2 O / Al 2 O 3 = 1.0 to 2.0, and H 2 O and M 2
Molar ratio of 2 O is a low alkali aluminate alkali metal salt solution which is a H 2 O / M 2 O = 6.0 to 500, alkali metal salt solution silicate, the molar ratio of SiO 2 and M 2 O is SiO 2 / M 2 O = 1.0 to 4.
An alkali metal silicate aqueous solution having a molar ratio of H 2 O to M 2 O of 0 to 0 and H 2 O / M 2 O = 12 to 200.
A method for producing an amorphous aluminosilicate according to the item.
(However, M is an alkali metal)
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