JPH08143309A - Production of amorphous sodium silicate-sodium carbonate compound body - Google Patents

Production of amorphous sodium silicate-sodium carbonate compound body

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JPH08143309A
JPH08143309A JP28375294A JP28375294A JPH08143309A JP H08143309 A JPH08143309 A JP H08143309A JP 28375294 A JP28375294 A JP 28375294A JP 28375294 A JP28375294 A JP 28375294A JP H08143309 A JPH08143309 A JP H08143309A
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JP
Japan
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sodium silicate
amorphous
carbon dioxide
sodium carbonate
ion
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JP28375294A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiki Fukuyama
良樹 福山
Genji Taga
玄治 多賀
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To produce an amorphous sodium silicate-sodium carbonate compound body having high softening property with water and small moisture absorption which is suitable as a builder of a detergent by pulverizing specified sodium silicate cullet and bringing them into contact with gaseous carbon dioxide. CONSTITUTION: After sodium silicate cullet having the molar ratio n=SiO2 /Na2 O between 1.0 to 3.3 are pulverized, the pulverized material is brought into contact with gaseous carbon dioxide, or at same time of pulverizing, the material is brought into contact with gaseous carbon dioxide to obtain the amorphous sodium silicate-sodium carbonate composite body of the purpose. If n in the sodium silicate as the source material is smaller than 1.0, the silica component in the composite body dissolves fast and Ca ion and Mg ion once bonded with the silica component elude again into water. This decreases the softening property with water, which is not preverable. On the other hand, if n is larger than 3.3, the dissolving amt. of Na ion decreases and the site to bond Ca ion and Mg ion decreases, which is not preferable.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水軟化性を有し、且つ
吸湿性が小さく、洗剤ビルダーとして有用な非晶質珪酸
ナトリウム・炭酸ナトリウム複合体の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an amorphous sodium silicate / sodium carbonate composite having a water softening property and a small hygroscopicity and useful as a detergent builder.

【0002】[0002]

【従来の技術】非晶質珪酸ナトリウムは古くから知られ
ている。その代表である非晶質珪酸ナトリウムカレット
(珪酸ナトリウムガラス小片)は、珪砂と炭酸ナトリウ
ムまたは水酸化ナトリウムとを加熱溶融して得られ、S
iO2/Na2Oのモル比nは、通常、n=2〜3.3の
ものが一般的となっている。非晶質珪酸ナトリウムカレ
ットを水に高圧下で溶解した水ガラス溶液は、あらゆる
分野の製造工業の中でも最も多方面にわたる用途をもっ
ている材料であるが、非晶質珪酸ナトリウムカレット自
体は中間製品的な色彩が強く、洗剤ビルダーとして有用
な非晶質珪酸ナトリウムカレットの報告はない。
Amorphous sodium silicate has been known for a long time. A typical example thereof is amorphous sodium silicate cullet (small piece of sodium silicate glass) obtained by heating and melting silica sand and sodium carbonate or sodium hydroxide.
The molar ratio n of iO 2 / Na 2 O is generally n = 2 to 3.3. A water glass solution prepared by dissolving amorphous sodium silicate cullet in water under high pressure is the most versatile material in the manufacturing industry in all fields, but amorphous sodium silicate cullet itself is an intermediate product. There is no report of amorphous sodium silicate cullet which has strong color and is useful as a detergent builder.

【0003】本発明者らは、非晶質珪酸ナトリウムカレ
ット粉砕物が水軟化性を示し、洗剤ビルダーとして好適
に使用できることを見い出し、既に提案した(特願平6
−161867号)。しかし、このような非晶質珪酸ナ
トリウムカレット粉砕物は吸湿性が高く、長時間の保存
中に吸湿して水アメ状に変化してしまい、また、そうな
ると、水軟化性が失われるという問題があった。
The present inventors have found that the pulverized product of amorphous sodium silicate cullet exhibits water softening property and can be suitably used as a detergent builder, and has already proposed it (Japanese Patent Application No. 6-242242).
-161867). However, such an amorphous sodium silicate cullet pulverized product has a high hygroscopic property, and it absorbs moisture during storage for a long time to change into a water candy-like product, and in that case, water softening property is lost. there were.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、水軟化性が大きく、且つ吸湿性が小さく、洗剤ビル
ダーとして好適に使用できる非晶質珪酸ナトリウムを主
体とした粉末を製造する方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a powder mainly composed of amorphous sodium silicate which has a large water softening property and a small hygroscopicity and can be suitably used as a detergent builder. To provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、古くから
珪酸ナトリウムカレットの製造に携わってきており、珪
酸ナトリウムカレットの製造および物性について研究を
積み重ねてきた。その結果、非晶質珪酸ナトリウムカレ
ット粉砕物に炭酸ガスを吸収させることにより吸湿性を
小さくできることを見い出し、本発明を提案するに到っ
た。
The present inventors have been involved in the production of sodium silicate cullet for a long time, and have conducted extensive research on the production and physical properties of sodium silicate cullet. As a result, they have found that the hygroscopicity can be reduced by absorbing carbon dioxide gas in the crushed product of amorphous sodium silicate cullet, and have proposed the present invention.

【0006】即ち、本発明は、SiO2/Na2Oのモル
比nが1.0≦n≦3.3である珪酸ナトリウムカレッ
トを粉砕した後に炭酸ガスを接触させるか、または、粉
砕と同時に炭酸ガスを接触させることを特徴とする非晶
質珪酸ナトリウム・炭酸ナトリウム複合体の製造方法で
ある。
That is, according to the present invention, sodium silicate cullet having a SiO 2 / Na 2 O molar ratio n of 1.0 ≦ n ≦ 3.3 is crushed and then contacted with carbon dioxide gas, or simultaneously with crushing. A method for producing an amorphous sodium silicate / sodium carbonate complex, which comprises contacting carbon dioxide gas.

【0007】原料の珪酸ナトリウムカレットは、SiO
2/Na2Oのモル比nが1.0≦n≦3.3の範囲のも
のでなければならない。nが1.0より小さくなると、
本発明により得られた非晶質珪酸ナトリウム・炭酸ナト
リウム複合体のシリカ成分の溶解が速くなり、一度シリ
カ成分と結合したCaイオンやMgイオンが再度水中へ
溶出してしまうために水軟化性に乏しくなり好ましくな
い。逆にnが3.3より大きくなると、Naイオン溶出
量が減少し、CaイオンやMgイオンと結合するサイト
が少なくなるので、結果として水軟化性が小さくなり好
ましくない。さらに良好な水軟化性を発揮させる場合に
は、1.3≦n≦2.0を満足することが好ましい。
The raw material sodium silicate cullet is SiO
The molar ratio n of 2 / Na 2 O must be in the range of 1.0 ≦ n ≦ 3.3. When n becomes smaller than 1.0,
The amorphous sodium silicate / sodium carbonate complex obtained by the present invention dissolves the silica component faster, and Ca ions and Mg ions once bound to the silica component are eluted into water again, resulting in water softening property. It becomes scarce and is not preferable. On the other hand, when n is larger than 3.3, the elution amount of Na ions is reduced and the number of sites binding to Ca ions and Mg ions is reduced, resulting in poor water softening property, which is not preferable. In order to exhibit more favorable water softening property, it is preferable to satisfy 1.3 ≦ n ≦ 2.0.

【0008】SiO2/Na2Oのモル比nが1.0≦n
≦3.3である珪酸ナトリウムカレットは、次のような
方法で製造することができる。例えば、SiO2と炭酸
ナトリウムまたは水酸化ナトリウムとを、SiO2/N
2Oのモル比nが1.0≦n≦3.3となるように加
熱溶融し、その後冷却する方法である。
The molar ratio n of SiO 2 / Na 2 O is 1.0 ≦ n
The sodium silicate cullet with ≦ 3.3 can be manufactured by the following method. For example, SiO 2 and sodium carbonate or sodium hydroxide may be combined with SiO 2 / N
This is a method of heating and melting so that the molar ratio n of a 2 O is 1.0 ≦ n ≦ 3.3, and then cooling.

【0009】原料のSiO2としては珪石、珪砂、クリ
ストバライト石、溶融シリカ、無定形シリカ、シリカゾ
ルなどのSiO2を主成分とする公知の物質を何等制限
なく使用できる。工業的には、安価で取扱いが容易な点
で珪砂が好ましく用いられる。一方の原料である炭酸ナ
トリウムまたは水酸化ナトリウムは各々を単独で用いて
も良いし、任意の割合で混合して用いることもできる。
As SiO 2 as a raw material, known substances containing SiO 2 as a main component such as silica stone, silica sand, cristobalite, fused silica, amorphous silica and silica sol can be used without any limitation. Industrially, silica sand is preferably used because it is inexpensive and easy to handle. One of the raw materials, sodium carbonate or sodium hydroxide, may be used alone, or may be mixed and used at an arbitrary ratio.

【0010】これらの原料は加熱溶融される。その際の
温度、時間などの条件は、原料が溶融し珪酸ナトリウム
溶融物が生成しさえすればいかなる条件をも採用するこ
とができる。好適な温度条件は、炉壁の耐アルカリ性及
び経済性の点で1000〜1400℃であり、加熱溶融
時間は短い方が経済的に好ましく、10時間以下で十分
に均一な珪酸ナトリウム溶融物が生成する。
These raw materials are heated and melted. Any conditions such as temperature and time can be adopted as long as the raw materials are melted and a sodium silicate melt is produced. A suitable temperature condition is 1000 to 1400 ° C. from the viewpoint of alkali resistance and economical efficiency of the furnace wall, and a shorter heating and melting time is economically preferable, and a sufficiently uniform sodium silicate melt is formed in 10 hours or less. To do.

【0011】珪酸ナトリウム溶融物の冷却方法は、生成
する珪酸ナトリウムカレットが非晶質となるような条件
であればよい。一般には、溶融状態から室温の環境へ取
り出す程度の冷却で十分である。冷却方法は、単に空冷
する方法の他、水冷などを採用することもできる。
The cooling method of the sodium silicate melt may be such that the sodium silicate cullet produced is amorphous. Generally, cooling to such an extent that the molten state is taken out to the room temperature environment is sufficient. As a cooling method, water cooling or the like can be adopted in addition to a method of simply cooling by air.

【0012】冷却して得られた非晶質珪酸ナトリウムカ
レットは次いで粉砕される。粉砕は、公知の粉砕方法を
採用することができる。例えば、ボールミル、攪拌ミ
ル、高速回転微粉砕機、ジェット粉砕機、せん断ミル、
コロイドミル等の微粉砕機を用いることができる。この
なかで、最も一般的な粉砕機としてボールミルを挙げる
ことができる。その具体例としては、ポットミル、チュ
ーブミル、コニカルミルなどの転動ミル;円形振動ミ
ル、旋動振動ミル、遠心ミルなどの振動ボールミル;そ
して遊星ミル等を挙げることができる。
The amorphous sodium silicate cullet obtained by cooling is then ground. For the pulverization, a known pulverization method can be adopted. For example, ball mill, stirring mill, high-speed rotary fine crusher, jet crusher, shear mill,
A fine crusher such as a colloid mill can be used. Among these, a ball mill can be mentioned as the most common crusher. Specific examples thereof include rolling mills such as pot mills, tube mills and conical mills; vibrating ball mills such as circular vibration mills, rotary vibration mills and centrifugal mills; and planetary mills.

【0013】また、上記した微粉砕機による粉砕の効率
を上げるために、微粉砕操作の前にジョークラッシャ
ー、ジャイレトリークラッシャー、コーンクラッシャ
ー、ハンマークラッシャーなどの中砕機あるいは粗砕機
により数mm程度の粒に砕いておくことが好ましい。
In order to improve the efficiency of crushing by the above-mentioned fine crusher, before the fine crushing operation, a medium crusher such as a jaw crusher, a gyratory crusher, a cone crusher, a hammer crusher, or a coarse crusher is used to adjust the crushing to about several mm. It is preferable to crush it into grains.

【0014】本発明においては、粉砕と同時に炭酸ガス
を接触させるか、または粉砕後に炭酸ガスを接触させ
る。これにより、非晶質珪酸ナトリウムの一部が炭酸ガ
スと反応し、炭酸ナトリウムが生成する。したがって、
本発明により得られた非晶質珪酸ナトリウム・炭酸ナト
リウム複合体は、粒子内部が非晶質珪酸ナトリウムであ
り、粒子表面が炭酸ナトリウムの層となっている。
In the present invention, carbon dioxide gas is brought into contact with pulverization at the same time, or carbon dioxide gas is brought into contact after pulverization. As a result, a part of the amorphous sodium silicate reacts with carbon dioxide gas to generate sodium carbonate. Therefore,
The amorphous sodium silicate / sodium carbonate composite obtained by the present invention has amorphous sodium silicate inside the particles and a sodium carbonate layer on the surface of the particles.

【0015】本発明においては、非晶質珪酸ナトリウム
カレット粉砕物が炭酸ガスと容易に反応するため、特別
な方法を採用しなくても、単に、非晶質珪酸ナトリウム
カレット粉砕物と炭酸ガスとを接触させるだけでこれら
を反応させることができる。反応温度は、非晶質珪酸ナ
トリウムカレットが熱による結晶化を起こさない程度の
温度であれば特に制限されず、一般には、−10〜50
0℃の広い範囲から採用できる。また、反応圧力も減
圧、常圧、加圧の別なく採用できる。さらに、接触時間
も特に制限されず、一般には10分〜100時間の広い
範囲から選べばよい。
In the present invention, the amorphous sodium silicate cullet crushed product easily reacts with carbon dioxide gas, so that even if no special method is adopted, the amorphous sodium silicate cullet crushed product and carbon dioxide gas are simply mixed. These can be reacted simply by contacting. The reaction temperature is not particularly limited as long as it is a temperature at which the amorphous sodium silicate cullet does not cause crystallization due to heat, and is generally -10 to 50.
It can be adopted from a wide range of 0 ° C. Further, the reaction pressure may be any of reduced pressure, normal pressure and increased pressure. Further, the contact time is not particularly limited, and generally, it may be selected from a wide range of 10 minutes to 100 hours.

【0016】炭酸ガス源も特に制限されず、燃焼排ガ
ス、炭酸水素ナトリウムや炭酸カルシウム等の炭酸水素
塩または炭酸塩の熱分解生成ガス、これら炭酸水素塩ま
たは炭酸塩と酸との反応による生成ガス、アンモニア合
成反応における生成ガス、アルコール発酵における生成
ガス、ドライアイスの昇華ガス等を挙げることができ
る。
The carbon dioxide gas source is also not particularly limited, and it is a combustion exhaust gas, a hydrogen carbonate salt such as sodium hydrogen carbonate or calcium carbonate, or a pyrolysis product gas of the carbonate salt, or a gas product of a reaction between the hydrogen carbonate salt or the carbonate salt and an acid. , A gas produced in an ammonia synthesis reaction, a gas produced in alcohol fermentation, a sublimation gas of dry ice, and the like.

【0017】こうして得られた非晶質珪酸ナトリウム・
炭酸ナトリウム複合体は、SiO2/Na2Oのモル比を
nとし、比表面積をS(m2/g)としたとき、下記式 1.0≦n≦3.3 0.10≦S≦0.90 を満足するものとなっていることが、良好な水軟化性を
発揮させるために好適である。さらに良好な水軟化性を
発揮させる場合には、 1.3≦n≦2.0 0.20≦S≦0.80 であることが好ましい。
Amorphous sodium silicate thus obtained
The sodium carbonate complex has the following formula 1.0 ≦ n ≦ 3.3 0.10 ≦ S ≦, where n is the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O and S (m 2 / g) is the specific surface area. It is preferable that 0.90 is satisfied in order to exhibit good water softening property. In order to exhibit more favorable water softening property, it is preferable that 1.3 ≦ n ≦ 2.0 0.20 ≦ S ≦ 0.80.

【0018】本発明により得られた非晶質珪酸ナトリウ
ム・炭酸ナトリウム複合体は、珪酸ナトリウムの部分が
非晶質であり、炭酸ナトリウムの部分は結晶性である。
珪酸ナトリウムの部分の非晶質は全くの非晶質をいうの
ではなく、極わずかに微結晶を有する場合をも含む。こ
のことを、図1に基づいて説明する。図1は、後述する
実施例1で得られた非晶性珪酸ナトリウム・炭酸ナトリ
ウム複合体のX線回折パターンである。図1には2θ=
33゜付近にブロードなピークが認められる。このブロ
ードなピークは、非晶質中にわずかに含まれる微結晶に
よるものである。また、このブロードなピーク中、2θ
=30゜、34゜、35゜付近に認められるシャープな
ピークは結晶性の炭酸ナトリウムに由来するものであ
る。
In the amorphous sodium silicate-sodium carbonate composite obtained by the present invention, the sodium silicate part is amorphous and the sodium carbonate part is crystalline.
The amorphous part of the sodium silicate does not mean that it is completely amorphous, but also includes the case where it has a very small amount of fine crystals. This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an X-ray diffraction pattern of an amorphous sodium silicate / sodium carbonate complex obtained in Example 1 described later. In FIG. 1, 2θ =
A broad peak is observed around 33 °. This broad peak is due to fine crystals slightly contained in the amorphous material. Also, during this broad peak, 2θ
The sharp peaks observed around 30 °, 34 °, and 35 ° are derived from crystalline sodium carbonate.

【0019】非晶質中にわずかに含まれる微結晶の量は
ハローパターン中に占めるブロードピークの面積から、
また微結晶の粒子径はブロードピークの半価幅から求め
ることができる。この図の場合、ハローパターン中に占
めるブロードピークの面積から求めた微結晶量は12体
積%であり、ブロードピークの半価幅からシェラーの式
により計算した微結晶の粒子径は2.5nmである。
The amount of fine crystals slightly contained in the amorphous material is calculated from the broad peak area occupied in the halo pattern.
The particle size of the fine crystals can be obtained from the half width of the broad peak. In the case of this figure, the amount of fine crystals obtained from the area of the broad peaks occupied in the halo pattern is 12% by volume, and the particle size of the fine crystals calculated from the half-value width of the broad peaks by Scherrer's formula is 2.5 nm. is there.

【0020】本発明における非晶質とは、このような非
晶質中に極わずかに微結晶が含まれる場合を含む。そし
て、非晶質であるというためには、一般には、ハローパ
ターン中に占めるブロードピークの面積から求めた微結
晶量は20体積%以下であることが好ましく、また、ブ
ロードピークの半価幅から計算した微結晶の粒子径は5
nm以下であることが好ましい。
The term "amorphous" in the present invention includes the case where such an amorphous material contains a very small amount of fine crystals. In order to be amorphous, it is generally preferable that the amount of fine crystals obtained from the area of the broad peak in the halo pattern is 20% by volume or less. Further, from the half width of the broad peak, The calculated crystallite particle size is 5
It is preferably nm or less.

【0021】本発明により得られた非晶質珪酸ナトリウ
ム・炭酸ナトリウム複合体の平均粒子径は、液相自然沈
降法粒度分布計による測定で1〜100μmの範囲とな
ることが好ましい。
The average particle size of the amorphous sodium silicate / sodium carbonate composite obtained by the present invention is preferably in the range of 1 to 100 μm as measured by a liquid phase spontaneous sedimentation method particle size distribution meter.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明により得られた非晶質珪酸ナトリ
ウム・炭酸ナトリウム複合体は、優れた水軟化能を示
し、また、吸湿性が小さいために保存安定性にも優れて
いる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The amorphous sodium silicate / sodium carbonate composite obtained according to the present invention exhibits an excellent water softening ability, and since it has a low hygroscopicity, it is also excellent in storage stability.

【0023】[0023]

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に制限さ
れるものではない。尚、実施例および比較例における測
定値は次に示す方法により測定した。
The present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. The measured values in Examples and Comparative Examples were measured by the following methods.

【0024】(1)微結晶の量及び微結晶の粒子径 非晶質珪酸ナトリウム・炭酸ナトリウム複合体のX線回
折パターンにおいて、図1に示すように2θ=33゜付
近にブロードピークが認められる場合、そのブロードピ
ークの面積から微結晶量を、また、その半価幅から微結
晶粒子径を求めることができる。このブロードピークは
2θ=28゜付近と2θ=36゜付近でハローパターン
から屈曲している。また、このブロードピーク中には結
晶性の炭酸ナトリウムに由来するピークが重なってい
る。
(1) Amount of fine crystals and particle size of fine crystals In the X-ray diffraction pattern of the amorphous sodium silicate / sodium carbonate complex, as shown in FIG. 1, a broad peak is recognized around 2θ = 33 °. In this case, the amount of fine crystals can be obtained from the area of the broad peak, and the fine crystal particle size can be obtained from the half width. This broad peak is bent from the halo pattern around 2θ = 28 ° and around 2θ = 36 °. In addition, a peak derived from crystalline sodium carbonate overlaps with this broad peak.

【0025】そこで、まず、ブロードピーク中から炭酸
ナトリウムに由来するピークを除き、さらに2θ=28
゜付近と2θ=36゜付近の両屈曲点を直線で結び、そ
の直線をバックグラウンドとしてブロードピークの積分
強度を計算した(この値をNIBとする)。また、同時
にブロードピークの半価幅D(単位:ラジアン)とピー
ク位置2θP(単位:゜)を測定した。一方、全パター
ンの積分強度は、2θ=10゜のときの点と2θ=10
0゜のときの点とを直線で結び、その直線をバックグラ
ウンドとして計算した(この値をNITとする)。以上
の値を用いて微結晶の量を計算し、さらにシェラーの式
より微結晶の粒子径を求めた。
Therefore, first, the peak derived from sodium carbonate is removed from the broad peak, and further 2θ = 28.
A straight line was connected between both inflection points around 2 ° and around 2θ = 36 °, and the integrated intensity of the broad peak was calculated using this line as a background (this value is referred to as NI B ). At the same time, the full width at half maximum D (unit: radian) and the peak position 2θ P (unit: °) were measured. On the other hand, the integrated intensities of all patterns are 2θ = 10 ° and 2θ = 10 °.
0 ° point to a knot in a straight line when the were calculated the linear as a background (this value and NI T). The amount of fine crystals was calculated using the above values, and the particle size of fine crystals was determined from Scherrer's equation.

【0026】 微結晶の量(体積%)=(NIB/NIT)×100 微結晶の粒子径 =(K×λ)/(D×cosθP) ただし、K=0.94、λはX線波長で0.15405
6nmとした。
Amount (% by volume) of microcrystals = (NI B / NI T ) × 100 Particle size of microcrystals = (K × λ) / (D × cos θ P ), where K = 0.94 and λ is X 0.15405 at linear wavelength
It was 6 nm.

【0027】(2)モル比n 非晶質珪酸ナトリウム・炭酸ナトリウム複合体を水に完
全に溶解させ、水溶液中の酸化ナトリウム量及びシリカ
量を個別に測定して、その比からモル比nを計算した。
(2) Molar ratio n The amorphous sodium silicate / sodium carbonate complex is completely dissolved in water, the amount of sodium oxide and the amount of silica in the aqueous solution are individually measured, and the molar ratio n is calculated from the ratio. I calculated.

【0028】・酸化ナトリウム量:メチルオレンジ溶液
を指示薬とし、塩酸で中和滴定した。
Amount of sodium oxide: Methyl orange solution was used as an indicator and neutralized and titrated with hydrochloric acid.

【0029】・シリカ量:下記式で示すようにフッ化ナ
トリウムを試料と反応させ、遊離した水酸化ナトリウム
を塩酸で中和滴定した。塩酸の所要量から上記の方法で
求めた酸化ナトリウム量を差し引いてシリカ量を求め
た。
Amount of silica: Sodium fluoride was reacted with the sample as shown by the following formula, and the liberated sodium hydroxide was neutralized and titrated with hydrochloric acid. The amount of silica was obtained by subtracting the amount of sodium oxide obtained by the above method from the required amount of hydrochloric acid.

【0030】H2SiO3+6NaF+H2O→Na2Si
6+4NaOH (シリカ1molに対し4molの水酸化ナトリウムが
析出する。) (3)比表面積 透過法(恒圧式空気透過法)を用いて測定した。具体的
には、下式のKozeny−Carmanの式から、質
量Wと時間tを測定することにより比表面積Swを求め
た。
H 2 SiO 3 + 6NaF + H 2 O → Na 2 Si
F 6 + 4NaOH (4 mol of sodium hydroxide is deposited per 1 mol of silica.) (3) Specific surface area It was measured using a permeation method (constant pressure air permeation method). Specifically, the specific surface area Sw was obtained by measuring the mass W and the time t from the following Kozeny-Carman equation.

【0031】Sw=(140/ρ)×((△P×A×t)/(η
×L×Q)×ε3/(1−ε)21/2 ただし、 ε :試料充填層の空隙率で、ε=1−W/(ρ×A×
L) ρ :粉体の密度 (g/cm3) η :空気の粘性係数 (mPa sec) L :試料層の厚さ (cm) Q :試料層透過空気量 (cm3) △P:試料層両端の圧力差(g/cm2) A :試料層の断面積 (cm2) t :Qcm3の空気が試料層を透過するのに要する時間
(sec) W :試料の重量 (g) である。ここで、L=1.2cm、Q=20cm3、△P=
10g/cm2、A=2cm2、ρは、粉砕前のカレットの真比
重であり、ηは化学便覧(改訂3版基礎編II)から1a
tm、25℃の値である0.0182mPa secを採用し
た。
Sw = (140 / ρ) × ((ΔP × A × t) / (η
XLxQ) x [epsilon] 3 / (1- [epsilon]) 2 ) 1/2 , where [epsilon] is the porosity of the sample packed layer, [epsilon] = 1-W / ([rho] xAx
L) ρ: Density of powder (g / cm 3 ) η: Viscosity coefficient of air (mPa sec) L: Thickness of sample layer (cm) Q: Amount of air permeated in sample layer (cm 3 ) ΔP: Sample layer Pressure difference between both ends (g / cm 2 ) A: Cross-sectional area of sample layer (cm 2 ) t: Time required for air of Qcm 3 to pass through the sample layer (sec) W: Weight of sample (g) . Here, L = 1.2 cm, Q = 20 cm 3 , ΔP =
10 g / cm 2 , A = 2 cm 2 , ρ is the true specific gravity of the cullet before crushing, and η is 1a from the Chemical Handbook (Revised 3rd Edition Basic Edition II).
0.0182 mPa sec which is the value of tm and 25 ° C was adopted.

【0032】(4)炭酸ガス吸収量 炭酸ガス吸収量は、有機分析装置を用いて炭酸ガスを接
触させる前と接触させた後の試料について炭素量C
0(重量%)およびC(重量%)をそれぞれ測定し、下
記式より求めた。
(4) Carbon dioxide gas absorption amount Carbon dioxide gas absorption amount is the carbon amount C of the sample before and after the carbon dioxide gas is brought into contact with the organic analyzer.
0 (% by weight) and C (% by weight) were measured and determined from the following formula.

【0033】炭酸ガス吸収量(重量%)=(44/1
2)×(C−C0) (5)水軟化性(Ca封鎖能) 非晶質珪酸ナトリウム・炭酸ナトリウム複合体の水軟化
性は、Ca封鎖能で代表させた。エタノールアミンと塩
酸にてpH=10に調節した5mmol/Lの塩化カル
シウム水溶液1Lを350rpmで攪拌しながら20℃
で恒温とした。次に、試料である非晶質珪酸ナトリウム
・炭酸ナトリウム複合体約0.2gを精秤(単位:g)
し、上記溶液に添加した。350rpmで15分間攪拌
した後、10mlをサンプリングし、0.2μmのフィ
ルターでろ過した。得られたろ液中のCa濃度を誘導結
合プラズマ発光分光分析装置(ICP−AES)により
測定して、この値からCaイオン量C(単位:mg)を
計算した。Ca封鎖能は次の式で計算した値で評価し
た。
Carbon dioxide absorption (% by weight) = (44/1
2) x (C- C0 ) (5) Water softening property (Ca sequestering ability) The water softening property of the amorphous sodium silicate / sodium carbonate composite was represented by the Ca sequestering ability. 1 L of 5 mmol / L calcium chloride aqueous solution adjusted to pH = 10 with ethanolamine and hydrochloric acid is stirred at 350 rpm at 20 ° C.
It was a constant temperature. Next, about 0.2 g of the amorphous sodium silicate / sodium carbonate complex as a sample is precisely weighed (unit: g)
And added to the above solution. After stirring at 350 rpm for 15 minutes, 10 ml was sampled and filtered through a 0.2 μm filter. The Ca concentration in the obtained filtrate was measured by an inductively coupled plasma emission spectrophotometer (ICP-AES), and the Ca ion amount C (unit: mg) was calculated from this value. The Ca blocking ability was evaluated by the value calculated by the following formula.

【0034】Ca封鎖能=(20−C)/0.2
(単位:mg/試料g) (6)吸湿性 試料20gを樹脂製カップに入れ、温度20℃、湿度5
0%の恒温室中で5日間放置した後の重量増加を測定
し、初期重量との比から吸湿量(重量%)を求めた。
Ca blocking ability = (20-C) /0.2
(Unit: mg / g of sample) (6) Hygroscopicity 20 g of a sample is put in a resin cup and the temperature is 20 ° C. and the humidity is 5
The weight increase after standing for 5 days in a 0% thermostatic chamber was measured, and the moisture absorption amount (% by weight) was determined from the ratio with the initial weight.

【0035】実施例1 珪砂(SiO2 99.8%)177g、炭酸ナトリウム
(Na2CO3 99%)223gを混合し、水100g
を加えてさらに混合した。混合物を白金製坩堝に入れ、
電気炉中にて室温から1300℃まで1.5時間で昇温
し、その後1300℃で5時間保持した。加熱熔融の
後、灼熱状態の内容物の入った坩堝を電気炉から取り出
し、水浴中に坩堝を浸して急冷却し、無色透明の珪酸ナ
トリウムカレットを得た。得られた珪酸ナトリウムカレ
ットをジョークラッシャー(間隙5mm)にて粉砕し
た。続いて、ボールミル(ポット;内径135mm、容
量2L、ボール;直径30mm×33個、Al23製)
にて、回転速度60rpmで1時間粉砕した。その後、
ジエチレングリコールを珪酸ナトリウム粉末の0.5重
量%添加し、さらに同条件で91時間粉砕した。
Example 1 177 g of silica sand (SiO 2 99.8%) and 223 g of sodium carbonate (Na 2 CO 3 99%) were mixed, and 100 g of water was added.
And further mixed. Put the mixture in a platinum crucible,
The temperature was raised from room temperature to 1300 ° C in 1.5 hours in an electric furnace, and then the temperature was maintained at 1300 ° C for 5 hours. After heating and melting, the crucible containing the contents in a burning state was taken out of the electric furnace, and the crucible was immersed in a water bath and rapidly cooled to obtain colorless and transparent sodium silicate cullet. The obtained sodium silicate cullet was crushed with a jaw crusher (gap 5 mm). Then, ball mill (pot; inner diameter 135 mm, capacity 2 L, balls; diameter 30 mm x 33, made of Al 2 O 3 )
Then, it was pulverized at a rotation speed of 60 rpm for 1 hour. afterwards,
Diethylene glycol was added to 0.5% by weight of sodium silicate powder, and the mixture was further pulverized for 91 hours under the same conditions.

【0036】この粉末約20gを樹脂製カップに入れ、
ドライアイスを気化させた炭酸ガスが充満したポリ袋
(容量約35L)中で48時間放置し、炭酸ガスを接触
させた。
About 20 g of this powder was put in a resin cup,
It was left for 48 hours in a plastic bag (capacity: about 35 L) filled with carbon dioxide gas obtained by vaporizing dry ice, and brought into contact with carbon dioxide gas.

【0037】得られた非晶質珪酸ナトリウム・炭酸ナト
リウム複合体の結晶性をX線回折で評価したところ、図
1に示したようにハローパターンを示した。2θ=33
゜付近にブロードなピークが認められ、ハローパターン
中に占めるブロードピークの面積から求めた微結晶量は
12体積%であり、ブロードピークの半価幅から計算し
た微結晶の粒子径は2.5nmであった。非晶質珪酸ナ
トリウム・炭酸ナトリウム複合体の物性を表1にまとめ
た。
When the crystallinity of the obtained amorphous sodium silicate / sodium carbonate composite was evaluated by X-ray diffraction, it showed a halo pattern as shown in FIG. 2θ = 33
A broad peak was observed in the vicinity of °, the amount of fine crystals obtained from the area of the broad peak in the halo pattern was 12% by volume, and the particle size of the fine crystals calculated from the half-width of the broad peak was 2.5 nm. Met. The physical properties of the amorphous sodium silicate / sodium carbonate complex are summarized in Table 1.

【0038】比較例1 炭酸ガスを接触させなかったこと以外は、実施例1と同
様にして非晶質珪酸ナトリウム粉末を得た。この粉末の
物性を表1に併記した。
Comparative Example 1 An amorphous sodium silicate powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon dioxide gas was not contacted. The physical properties of this powder are also shown in Table 1.

【0039】実施例2 実施例1と同様にして得られた珪酸ナトリウム粉末約2
0gを、炭酸ガスを流通させた電気炉中にて300℃で
4時間放置し、炭酸ガスを接触させた。得られた非晶質
珪酸ナトリウム・炭酸ナトリウム複合体は、微結晶量お
よび微結晶の粒子径共に実施例1と同じ値であり、その
他の物性を表1に併記した。
Example 2 About 2 sodium silicate powder obtained in the same manner as in Example 1
0 g was left at 300 ° C. for 4 hours in an electric furnace in which carbon dioxide gas was made to flow, and carbon dioxide gas was brought into contact therewith. The obtained amorphous sodium silicate / sodium carbonate complex had the same amount of microcrystals and the same crystal grain size as in Example 1, and other physical properties are also shown in Table 1.

【0040】実施例3 実施例1と同様にして得られた珪酸ナトリウム粉末約2
0gを、炭酸ガスで完全に雰囲気置換したオーブン中に
て80℃で60時間放置し、炭酸ガスを接触させた。得
られた非晶質珪酸ナトリウム・炭酸ナトリウム複合体
は、微結晶量および微結晶の粒子径共に実施例1と同じ
値であり、その他の物性を表1に併記した。
Example 3 About 2 sodium silicate powder obtained in the same manner as in Example 1
0 g was left at 80 ° C. for 60 hours in an oven in which the atmosphere was completely replaced with carbon dioxide, and carbon dioxide was brought into contact therewith. The obtained amorphous sodium silicate / sodium carbonate complex had the same amount of microcrystals and the same crystal grain size as in Example 1, and other physical properties are also shown in Table 1.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の実施例1で得られた非晶質珪
酸ナトリウム・炭酸ナトリウム複合体のX線回折パター
ンを示す。
FIG. 1 shows an X-ray diffraction pattern of the amorphous sodium silicate / sodium carbonate composite obtained in Example 1 of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】SiO2/Na2Oのモル比nが1.0≦n
≦3.3である珪酸ナトリウムカレットを粉砕した後に
炭酸ガスを接触させるか、または、粉砕と同時に炭酸ガ
スを接触させることを特徴とする非晶質珪酸ナトリウム
・炭酸ナトリウム複合体の製造方法。
1. A SiO 2 / Na 2 O molar ratio n is 1.0 ≦ n.
A method for producing an amorphous sodium silicate / sodium carbonate composite, which comprises contacting carbon dioxide gas after crushing sodium silicate cullet with ≦ 3.3 or contacting carbon dioxide gas simultaneously with crushing.
JP28375294A 1994-11-17 1994-11-17 Production of amorphous sodium silicate-sodium carbonate compound body Pending JPH08143309A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999002643A1 (en) * 1997-07-09 1999-01-21 Vitro Corporativo, S.A. De C.V. Unique multifunctional product for detergent formulations
WO2000003948A1 (en) * 1998-07-17 2000-01-27 Kao Corporation Composite powder
KR100366235B1 (en) * 2000-04-07 2003-01-09 김형식 Non-flammable compositions, a process for the production thereof and non-flammable materials treated therewith
JP2011105578A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Kunimine Industries Co Ltd Powder sodium silicate granulated product

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