JPH10310416A

JPH10310416A - シリカ分散液の製造方法

Info

Publication number: JPH10310416A
Application number: JP11477697A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kato; 寛加藤; Atsumi Ikeda; 篤海池田; Hiroyuki Kono; 博之河野
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1997-05-02
Filing date: 1997-05-02
Publication date: 1998-11-24
Anticipated expiration: 2017-05-02
Also published as: JP3922758B2

Abstract

(57)【要約】【課題】各種のシリカを原料に、研磨剤やコート剤の
原料として有用な、安定性の高い新規のシリカ分散液の
製造方法を提供する。【解決手段】シリカと水よりなるシリカスラリーを、
絞り機構の入口側と出口側との差圧が４００〜３５００
ｋｇｆ／ｃｍ²となる条件で、該絞り機構を通過せしめ
て粉砕することを特徴とするシリカ分散液の製造方法で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリカ分散液の製造
方法に関する。さらに詳しくは、各種のシリカを原料
に、研磨剤やコート剤の原料として有用な、安定性の高
い新規のシリカ分散液の製造方法を提供するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコンに代表される半導体ウェ
ハーを研磨するときやＩＣ製造工程中で絶縁層などを研
磨するために、研磨剤としてシリカ分散液が使われてい
る。

【０００３】また、従来より、メガネレンズなどのプラ
スチック用ハードコート剤、インクジェット用の紙やＯ
ＨＰ用コート剤、さらには、各種フィルムのアンチブロ
ッキング剤、ガラス繊維等の接着助剤、エマルジョンや
ワックス等の安定剤としてもシリカ分散液が原料として
使用されている。

【０００４】このようなシリカ分散液としては、珪酸ソ
ーダを原料としたコロイダルシリカが代表的であった。
即ち、コロイダルシリカは、液相中で合成し、乾燥させ
ずにそのまま生産されるため、極めて高い安定性を示す
シリカ分散液であり、上記用途において有用である。

【０００５】ところが、上記コロイダルシリカは、その
製法上、生産性において改良の余地があり、より生産性
良く得られ、且つ安定性の良いシリカ分散液の開発が望
まれている。また、上記のコロイダルシリカは、Ｎａ等
の不純物を多く含んでいるため、用途によってはより高
純度のコロイダルシリカも求められている。

【０００６】上記のそれぞれの要望に対して、四塩化珪
素を原料として酸水素炎中で燃焼させて作るヒュームド
シリカ、珪酸ソーダを中和して作る沈澱法シリカやゲル
法シリカといった、いわゆる湿式シリカ、あるいは、珪
素のアルコキシドを原料としてアルカリ性もしくは酸性
の含水有機溶媒中で加水分解して作るゾルーゲル法シリ
カが優れており、かかるシリカを使用したシリカ分散液
が注目される。

【０００７】特に、ヒュームドシリカを使用した分散液
はシリカの純度においてコロイダルシリカに対して有利
であり、高純度であることが要求される半導体ウェハー
の研磨剤やＩＣの研磨剤に有用であると考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ヒ
ュームドシリカ、湿式シリカ、或いはゾル−ゲル法シリ
カは、凝集状態で得られるため、これを分散性良く溶媒
に分散させることが困難で、通常の方法では平均粒子径
が１００ｎｍ未満のシリカ分散液を得た報告はない。

【０００９】そのため、これらのシリカを使用して製造
されるシリカ分散液は、一概に安定性が悪く、数日でシ
リカの沈降が起こるため、実用的ではない。特に、湿式
シリカは、シリカ生成反応時に、溶液中で析出したシリ
カ粒子同士が強固に結合するため、安定したシリカ分散
液を得ることが困難である。

【００１０】上記ヒュームドシリカの水分散液に関して
は、特公平５−３３８号に表面シラノール基密度が１ｎ
ｍ²当り０．３個以上３個以下の乾式法で製造された無
水ケイ酸を水系溶媒に分散させたことを特徴とする無水
ケイ酸の水分散液組成物が開示されている。これには、
表面シラノール基密度を上記範囲にしなければ、粒子が
沈降したり、粘度が極端に高くなったり、ゲル化したり
する問題が指摘されている。

【００１１】従って、上記水分散液組成物では、該条件
を満足させるため、シリカを分散前に乾燥させたり、シ
ランカップリング剤等で表面処理しなければならなず、
操作が煩雑になり、生産性が悪いという問題があった。

【００１２】従って、本発明の目的は、上記の背景の中
で、ヒュームドシリカ、湿式シリカ、更にはゾル−ゲル
法シリカ等の合成シリカを用いて得られる保存安定性に
優れたシリカ分散液の製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた。その結果、シリカ
と水よりなるシリカスラリーを、絞り機構の入口側と出
口側との差圧が４００〜３５００ｋｇｆ／ｃｍ²となる
条件で、該絞り機構を通過せしめることによって、長期
間の保存においてゲル化しない（保存安定性）、シリカ
粒子の沈降が起こらない（沈降安定性）（以下、これら
を単に安定性ともいう）に優れていることを見い出し、
本発明を完成するに至った。

【００１４】即ち、本発明は、シリカと極性溶媒よりな
るシリカスラリーを、絞り機構の入口側と出口側との差
圧が４００〜３５００ｋｇｆ／ｃｍ²となる条件で、該
絞り機構を通過せしめて粉砕することを特徴とするシリ
カ分散液の製造方法である。

【００１５】本発明において、シリカ分散液を構成する
シリカとしては、公知の方法により得られるヒュームド
シリカ、湿式シリカ及びゾル−ゲル法シリカ等が特に制
限なく使用される。尚、ここで言う粉砕とは、強固な凝
集粒子よりなるシリカ粒子を砕くという意味だけではな
く、緩やかな凝集粒子よりなるシリカ粒子の凝集をほぐ
す意味での解砕や分散をも意味する。

【００１６】上記ヒュームドシリカは、一般に、四塩化
珪素を酸水素炎中で燃焼させて得られる。ヒュームドシ
リカは製造条件を変えることにより、比表面積がおよそ
５０〜５００ｍ²／ｇの範囲のシリカが得られる。比表
面積より計算されるシリカの一次粒子径は、およそ５〜
５０ｎｍの範囲であるが、通常は１μｍ以上の凝集体と
して存在している。

【００１７】また、湿式シリカとしては、珪酸ソーダを
鉱酸で中和することによって溶液中でシリカを析出させ
る沈澱法シリカが代表的である。一般的には、ホワイト
カーボンとも称されている。また、同様に珪酸ソーダを
酸で中和することによって作るゲル法シリカも湿式シリ
カの一種であり、本発明の原料として用いることができ
る。湿式シリカも製造条件を変えることにより各種のシ
リカが得られており、比表面積がおよそ５０〜１０００
ｍ²／ｇの範囲のものが得られている。湿式シリカは、
その製造方法より、一次粒子径がおよそ３〜５０ｎｍの
微細粒子が合成途中で凝集した凝集粒子であると考えら
れている。これらの湿式シリカは、通常、中和反応後に
濾過や洗浄を行い、乾燥後、必要により粉砕して粉末と
して得られる。一般的に、入手可能な湿式シリカ粒子の
平均粒子径は１〜数１００μｍである。

【００１８】更に、ゾル−ゲル法シリカは、テトラメト
キシシランやテトラエトキシシランなどの珪素のアルコ
キシドを酸性あるいはアルカリ性の含水有機溶媒中で加
水分解することによって作るものである。珪素のアルコ
キシドは高価であるが、原料が蒸留によって高純度化で
きるため極めて高純度のシリカが得られるという特徴が
ある。加水分解を酸性もしくはアルカリ性の濃厚溶液中
で行うと、バルク状のシリカが得られ、それを粉砕する
ことによって、１〜数１００μｍの不定形のシリカ粒子
が得られる。

【００１９】上記のゾル−ゲル法シリカとしては、シリ
カ−チタニア、シリカーアルミナ、シリカージルコニア
などのいわゆるシリカ系複合酸化物も本発明のシリカ分
散液の原料シリカスラリーとして使用できる。これら
は、珪素のアルコキシドとチタニウム、アルミニウム、
ジルコニウムなどの金属アルコキシドを共加水分解する
ことによって得られる。これらのシリカ系複合酸化物
は、用いる珪素以外の金属酸化物の化学的及び物理的性
質によって通常のシリカにはない有用な特性を発現でき
る。例えば、金属酸化物の含有量を変えることによって
シリカ系複合酸化物の屈折率を調節することができる。

【００２０】なお、前述した湿式シリカにおいては、中
和反応後に濾過や洗浄を行った後の乾燥工程を施さない
ケークを原料のシリカスラリーとして使用することもで
き、より微細なシリカ分散液を得る方法として有効であ
る。また、ゾルーゲル法シリカにおいても、乾燥工程を
施さないバルク状のシリカを粗粉砕したものを原料のシ
リカスラリーとして使用することもでき、より微細なシ
リカ分散液を得る方法として有効である。

【００２１】本発明において、シリカスラリーは基本的
にはシリカと極性溶媒より構成される。極性溶媒として
は、水が代表的であるが、水以外にもメタノールやエタ
ノール、イソプロパノール等のアルコール類、エーテル
類、ケトン類なども使用できる。また、水と他の極性溶
媒との混合溶媒も採用できる。なお、シリカ粒子の安定
性や分散性を向上させるために界面活性剤を少量添加し
ても良い。

【００２２】また、本発明において、シリカスラリーの
濃度は、５０重量％以下、好ましくは３０重量％以下、
さらに好ましくは２０重量％以下が好ましい。５０重量
％を超えると、スラリーの流動性が極端に悪くなるため
処理が困難になる傾向がある。なお、粉砕後の平均粒子
径が小さくなればなるほど、あるいはシリカスラリーの
濃度が高くなればなるほどシリカスラリーの流動性が低
下するため処理が困難になる。

【００２３】そのような場合には、まずスラリー濃度の
低い原料スラリーを、後述する本発明の方法で処理し粘
度を下げた後に、徐々にシリカを添加してスラリー濃度
を上げて再び本発明の方法を適用するという方法が採用
できる。

【００２４】上記シリカスラリーは、そのｐＨが８以
上、さらに好ましくはｐＨが９以上のものを使用するこ
とが、さらに保存安定性の優れたシリカ分散液を得るこ
とができ好ましい。

【００２５】即ち、従来の分散方法ではシリカスラリー
のｐＨを８以上にして分散させても、必ずしも長期的に
安定なシリカ分散液は得られなかった。それに対して、
本発明の方法にかかるｐＨを有するシリカスラリーを適
用した場合では、シリカスラリーのｐＨを８以上とした
シリカ分散液は、長時間放置しても、あるいはさらにア
ルカリを添加しても再凝集する現象は見られなかった。

【００２６】上記ｐＨ調整に使用するアルカリの種類は
公知のものが何等制限なく使用できる。例えば、水酸化
リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモ
ニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、テトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイドなどを挙げること
ができる。

【００２７】アルカリの添加量は用いるシリカの種類に
よって異なるため一概には定義できない。通常はｐＨメ
ーターでｐＨを確認しながら少量ずつアルカリを添加す
れば良い。但し、原料シリカの一次粒子径が３５ｎｍ以
下で、スラリー濃度が１０重量％以上のシリカスラリー
では、アルカリを添加するとゲル化してｐＨを測定でき
ない場合がある。そのような場合には、シリカスラリー
を対向衝突させることによって該スラリーの粘度を下げ
た後にｐＨを測定すれば良い。

【００２８】ところで、従来の分散方法では、シリカス
ラリー及びシリカ分散液のｐＨが８未満の場合において
は、シリカ分散液の長期安定性に問題があった。本発明
では、塩を添加したシリカスラリーを使用することによ
ってｐＨ８未満のスラリーにおいてもより安定なシリカ
分散液を製造できる。

【００２９】塩の種類としては特に限定されず、各種の
カチオンと各種のアニオンの組み合わせの塩が採用でき
る。代表的なカチオンとしては、Ｎａ⁺、Ｋ⁺、ＮＨ₄ ⁺、
Ｃａ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｂａ²⁺、Ｎ（ＣＨ₃）₄ ⁺、Ｎ（Ｃ
₂Ｈ₅）₄ ⁺等、アニオンとしては、Ｃｌ^ー、ＮＯ₃ ^ー、ＳＯ₄
^2ー、ＣＯ₃ ^2ー、ＣＨ₃ＣＯＯ^ー、Ｂｒ^ー、Ｉ^ー、ＣｌＯ₄ ^ー、
ＩＯ₃ ^ー、ＨＣＯ₃ ^ー、Ｃ₂Ｏ₄ ^2ー等が挙げられる。通常の用
途においては特に制限は受けないが、研磨剤等の、高純
度を要求されるシリカ分散液においては、炭酸アンモニ
ウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム等のアンモ
ニウム塩やアミン塩といったアルカリ金属や金属イオン
を含まない塩が有効である。また、シリカ分散液を利用
した二次製品、特にシリカガラス等を製造する際には、
加熱後に上記塩が残留しないように炭酸アンモニウムを
使用することが好ましい。

【００３０】本発明は、シリカと水よりなるシリカスラ
リーを、絞り機構の入口側と出口側との差圧が４００〜
３５００ｋｇｆ／ｃｍ²となる条件で、該絞り機構を通
過せしめて粉砕するものである。

【００３１】上記絞り機構は、シリカスラリーが通過す
る管の少なくとも１カ所で口径が減少した部分を有する
ものが使用される。具体的な態様としては、図１に示す
ように、管１内に該管の内径より口径が小さい穴を設け
た堰を１又は２以上設けた態様（図においては２カ
所）、管１内に任意の長さで管の内径より口径を減少し
た細管４よりなる流路を１又は２以上設けた態様等が挙
げられる。

【００３２】上記管と口径が減少した部分との口径比
は、いずれの態様においても、絞り機構の入口側と出口
側とで４００〜３５００ｋｇｆ／ｃｍ²となる差圧が達
成可能な比が特に制限無く採用される。

【００３３】一般に、上記口径比は、好ましくは５倍以
上、さらに好ましくは１０倍以上であることが望まし
い。したがって、両者の断面積比は、上記口径比の二乗
倍であるので、断面積比で好ましくは２５倍以上、さら
に好ましくは１００倍以上となる。即ち、絞り機構によ
って流路が狭められるために該絞り機構を通過するとき
のスラリーの流速は格段に高められることが理解でき
る。

【００３４】また、上記絞り機構において、口径が減少
した部分の径は、一般に、５０μｍ〜５ｍｍ、好ましく
は７０μｍ〜１．５ｍｍが適当である。

【００３５】このように絞り機構では、スラリーは流速
が高められた状態で通過するためにシリカの粉砕や分
散、解砕が起こると考えられる。口径が減少した部分を
一般にオリフィス式と呼ぶが、該部分を２〜数個直列に
配列した場合には粉砕や分散、解砕の効果が大きく、好
ましい。

【００３６】さらに本発明において、絞り機構として、
管内に任意の長さで管の内径より口径を小さくした流路
を形成する態様において、該流路を二つに分岐した後合
流せしめるように構成することにより、絞り機構の内部
でスラリーを衝突させることもでき、この場合には、衝
突による作用を併用することによって粉砕や分散、解砕
の効率をさらに高めることができ好ましい。

【００３７】上記の絞り機構を構成する材料としては、
材料の摩耗を抑えるためにダイヤモンドが好適に採用さ
れる。ダイヤモンドにも燒結ダイヤモンドや単結晶ダイ
ヤモンド、あるいは両者の組み合わせなどの各種のもの
が考案されているが、特に特定の材料に限定されるもの
ではない。ただし、該絞り機構は、シリカスラリーが高
圧でしかも高速で通過するので、材料の磨耗を勘案する
と、耐久性に優れた単結晶ダイヤモンドが最も好適であ
る。

【００３８】上記のような絞り機構を有した装置として
は、一般に、高圧ホモジナイザーと呼ばれている市販の
装置が好適に使用できる。

【００３９】高圧ホモジナイザーの基本的な構成は、シ
リカスラリーを加圧する高圧発生部と絞り機構よりな
る。高圧発生部としては、一般にプランジャーポンプと
呼ばれている高圧ポンプが好適に採用される。高圧ポン
プには、一連式、二連式、三連式などの各種の形式があ
り、また動力としては、空圧、電動、油圧などの形式が
あるが、絞り機構の入口側と出口側との差圧が４００〜
３５００ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲に維持できるものであれ
ば特に制限なく採用できる。

【００４０】高圧ホモジナイザーを使用した粉砕条件
は、機種によって各種の装置定数や効率が異なるため、
あるいは用いるシリカスラリーの種類によって粉砕の効
率が異なるため、一概にその処理条件を定めることはで
きない。

【００４１】一般には、粉砕効率は処理圧力に依存する
ため、処理圧力が高いほど粉砕効率も高くなる。したが
って、絞り機構の入口側と出口側との差圧が４００〜３
５００ｋｇｆ／ｃｍ²となる条件で処理するのが好まし
い。４００ｋｇｆ／ｃｍ²未満の場合には粉砕効率が低
い場合があり、３５００ｋｇｆ／ｃｍ²を越えると高圧
ポンプや途中の配管等の耐圧性や装置の耐久性等に問題
が発生しやすい。また、絞り機構を通過する際のシリカ
スラリーの線速度は、用いる絞り機構の流路の最小径等
にも依存するため一概には決められないが、２５ｍ／秒
以上、好ましくは５０ｍ／秒以上であることが望まし
い。

【００４２】なお、上記シリカスラリーを処理する回数
は、１〜数十回の範囲から選ぶことができる。

【００４３】高圧ホモジナイザーの代表例を具体的に例
示すると、ナノマイザー（株）製の商品名；ナノマイザ
ー、マイクロフルイディクス製の商品名；マイクロフル
イダイザー、スギノマシン製のアルティマイザー及びミ
ラクル製のナノメーカーなどを挙げることができる。上
記で例示した装置はいずれも流通式であるため、出口側
で取り出されたシリカ分散液は一応に粉砕、解砕または
分散等の処理を受けたことになるため均一性が高い点
で、超音波分散やホモジナイザー等のバッチ式とは異な
り優れている。

【００４４】また、粉砕、解砕または分散処理が高効率
で行われること、不純物の混入が極めて少ないこと、大
量処理にも適応可能なことなど、工業的に利用するのに
は適している。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明より理解されるように、本発
明の製造方法を用いればシリカ粒子を高効率で粉砕、分
散及び解砕を行うため、長期間放置してもゲル化やシリ
カ粒子の沈降が起こらず、保存安定性、沈降安定性に優
れたシリカ分散液が製造できる。

【００４６】また、本発明の製造方法によれば、各種の
シリカを原料にして安定なシリカ分散液を効率よく製造
することができる。

【００４７】そのため、本発明によれば、各種の研磨剤
やコート剤用等の原料として好適なシリカ分散液を経済
的に且つ効率よく提供することができる。

【００４８】

【実施例】以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限され
るものではない。

【００４９】以下の方法によって、原料のシリカ及び処
理したシリカ分散液を分析した。

【００５０】（比表面積）ＢＥＴ式の比表面積計を用い
て測定した。

【００５１】（平均粒子径）平均粒子径は、遠心沈降式
光透過法の粒度分布計（ブルックヘブン社製、ＢＩ−Ｄ
ＣＰ）を用いて重量平均粒子径を測定した。また、高分
解能の走査型電子顕微鏡（日本電子製、ＪＳＭ−６４０
０Ｆ）を用いて、処理したシリカ分散液中のシリカ粒子
の形状と上記粒度分布計の値の妥当性を確認した。

【００５２】（保存安定性）保存安定性は、シリカ分散
液がゲル化する（ゆっくりと傾けたときに液が動かなく
なる）までの日数を調べた。

【００５３】（ｐＨの測定）シリカ分散液のｐＨをｐＨ
メーター（堀場製作所製、Ｍ−１３）を用いて２５℃で
測定した。

【００５４】（粘度の測定）シリカ分散液の粘度はＢ型
粘度計（トキメック製、ＢＬ型）を用いて、２５℃で測
定した。

【００５５】実施例１〜３５リットルのポリ容器に所定量のイオン交換水とアンモ
ニア水を混合した。次に、比表面積が１３８ｍ²／ｇの
ヒュームドシリカを上記アルカリ水溶液に投入し、棒で
かき混ぜることによって予備混合を行った。このときの
シリカスラリー中のシリカ濃度は１２重量％であった。

【００５６】できたシリカスラリーを高圧ホモジナイザ
ー（ナノマイザー社製；ナノマイザー、ＰＥＮ）を用い
て、表に示す処理圧力にて、それぞれ３回処理してシリ
カ分散液を得た。ただし、このときに使用した絞り機構
は、細管により形成された流路が分岐し合流した構造を
成した対向衝突式のものを用いた。できたシリカ分散液
の物性値及び安定性を表１に示す。

【００５７】実施例４〜６絞り機構として、図１に示す１ｍｍ径の管１に径１００
μｍの孔２を設けた堰（オリフィス）を４ｍｍ間隔で２
箇所設けたものを用いた以外は実施例１〜３と同様にし
てシリカ分散液を得た。結果を表１に示す。

【００５８】比較例１高圧ホモジナイザーを用いる代わりに、ホモジナイザー
（イカ製ウルトラタラックス、Ｔ−２５）を用いて、２
００００ｒｐｍで１０分間処理した以外は実施例１と同
様にしてシリカ分散液を得た。結果を表１に示す。

【００５９】比較例２高圧ホモジナイザーを用いる代わりに、超音波分散機
（出力２００Ｗ）を用いて２０分間処理した以外は実施
例１と同様にしてシリカ分散液を得た。結果を表１に示
す。

【００６０】以上の結果からわかるように、本発明の方
法は、従来法に比べて、低粘度で平均粒子径が小さいヒ
ュームドシリカ分散液を高効率で製造できる。また、本
発明の方法で作製したシリカ分散液はゲル化等が起こら
ず、保存安定性に優れ、６ヶ月後も沈殿の生成は見られ
ず沈降安定性にも優れていた。

【００６１】

【表１】

【００６２】実施例７〜１０シリカ濃度は１２重量％で一定になるようにして、アン
モニア水の配合量を種々変えて、実施例５と同様にして
シリカ分散液を得た。結果を表２に示す。

【００６３】以上の結果からわかるように、シリカスラ
リーのｐＨが６〜８の範囲ではスラリーの粘度が高く、
数日でゲル化現象が見られたが、ｐＨが８以上では、特
にシリカ分散液の粘度が低く、また安定性にも優れてい
ることがわかる。

【００６４】比較例３、４高圧ホモジナイザーを用いる代わりに、ホモジナイザー
（イカ製ウルトラタラックス、Ｔ−２５）を用いて、２
００００ｒｐｍで１０分間処理した以外は実施例８、９
と同様にしてシリカ分散液の作製を試みた。しかしなが
ら、できたシリカ分散液は全く流動性を示さず（最初か
らゲル状態）、粘度の測定もできなかった。

【００６５】実施例１１〜１４シリカスラリーに炭酸アンモニウムを３００ｐｐｍ添加
した以外は実施例７〜１０と同様にしてシリカ分散液を
得た。但し、ｐＨを調整するために塩酸またはアンモニ
アを適量加えた。結果を表２に示す。

【００６６】以上の結果からわかるように、塩を添加す
ることによってｐＨが８未満でもシリカ分散液の粘度が
低く、さらに安定性にも優れていることがわかる。

【００６７】

【表２】

【００６８】実施例１５〜１８フュームドシリカを用いる代わりに各種のシリカを用い
て実施例７と同様にしてシリカ分散液を得た。但し、ｐ
Ｈを調整するために塩酸またはアンモニアを適量加え
た。結果を表３に示す。

【００６９】以上のように、各種のシリカを用いて安定
なシリカ分散液を得ることができた。

【００７０】なお、ここで用いた各種シリカの製造方法
を以下に示す。

【００７１】（湿式シリカＡ）市販の珪酸ソーダと純水
を反応槽中にシリカ濃度が５％となるように投入した。
反応槽の温度を、９０℃に昇温した後、硫酸と珪酸ソー
ダとを反応槽中に一定の比率で添加していった。添加終
了後、さらに反応槽中に硫酸を加えてｐＨを３にして反
応を終了させた。生成したシリカに濾過と洗浄操作を繰
り返し施し、得られた脱水ケークを静置乾燥後、粉砕し
た。このようにして得られたシリカ粉末は、平均粒子径
が９．５μm、比表面積が２００ｍ²／ｇであった。

【００７２】（湿式シリカＢ）市販の珪酸ソーダと純水
を反応槽中にシリカ濃度が５％となるように投入した。
反応槽の温度を４０℃として、２３ｗｔ％硫酸を用いて
中和反応（中和率４０％まで）を行った後、反応液の温
度を９５℃とした。この反応液に中和率が１００％にな
るまで上記の硫酸を加えた。生成したシリカに濾過、洗
浄操作を繰り返し、脱水ケーク（シリカ含有量１５ｗｔ
％）を得た。この脱水ケークを乾燥させたシリカの比表
面積は２８０ｍ²／ｇであった。

【００７３】（ゾルーゲルシリカＡ）１リットルのテフ
ロン製容器にＳｉ（ＯＭｅ）₄（コルコート製；メチル
シリケート２８）３０４ｇとイオン交換水７２ｇとメタ
ノール６４ｇの混合溶液を加え、攪拌した。２時間後上
記混合溶液が透明になってから２５重量％のアンモニア
水０．０６８ｇを加え、素早く攪拌し、蓋をした。しば
らくすると溶液はゲル化したので、そのまま室温で３日
間放置した。イオン交換水２００ｇを加え、１ｍｍのピ
ンホールの開いた蓋に変えて、８０℃で２４時間加熱し
て、ゾルーゲル法によるバルク体シリカを合成した。上
記シリカをボールミルで粉砕し、平均粒子径１２μｍの
シリカ粉体を得た。

【００７４】（ゾルーゲルシリカＢ）１リットルのテフ
ロン製容器にＳｉ（ＯＭｅ）₄（コルコート製；メチル
シリケート２８）２５０ｇを計り取り、０．０３５重量
％の塩酸水溶液１７ｇとメタノール３０ｇの溶液を加え
室温で約１０分間攪拌し、Ｓｉ（ＯＭｅ）₄の一部を予
備加水分解した。続いて、上記溶液にＴｉ（Ｏ−ｉ−Ｐ
ｒ）₄（日本曹達製、ＴＰＴ（Ａ−１））６６．８ｇを
加え攪拌したところ透明な均一溶液が得られた。次に、
上記均一溶液を氷冷しながら、氷冷したイオン交換水１
２０ｇと２５重量％アンモニア水０．１１ｇを加え素早
く攪拌したところしばらく経つと溶液はゲル化したの
で、蓋をしてそのまま室温で３日間放置した。イオン交
換水２００ｇを加え、１ｍｍのピンホールの開いた蓋に
変えて、８０℃で２４時間加熱して、ゾルーゲル法によ
るバルク体シリカーチタニア複合酸化物を合成した。上
記複合酸化物をボールミルで粉砕し、平均粒子径７μｍ
の複合酸化物粉体を得た。

【００７５】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用する装置の代表的な絞り機構を
示す概略図

【図２】本発明に使用する装置の代表的な絞り機構を
示す概略図

【符号の説明】

１管２孔３堰４細管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリカと極性溶媒よりなるシリカスラリ
ーを、絞り機構の入口側と出口側との差圧が４００〜３
５００ｋｇｆ／ｃｍ²となる条件で、該絞り機構を通過
せしめて粉砕することを特徴とするシリカ分散液の製造
方法。
【請求項２】絞り機構内部において、分散液を線速が
上昇せしめられた状態で対向衝突させる手段を含む請求
項１記載のシリカ分散液の製造方法。
【請求項３】シリカスラリーに塩を添加したことを特
徴とする請求項１記載のシリカ分散液の製造方法。
【請求項４】シリカスラリーのｐＨが８以上である請
求項１記載のシリカ分散液の製造方法。
【請求項５】絞り機構がオリフィスである請求項１記
載のシリカ分散液の製造方法。