JPS60227895A - 結晶性層状ケイ酸ナトリウムを含有する水軟化剤 - Google Patents
結晶性層状ケイ酸ナトリウムを含有する水軟化剤Info
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- JPS60227895A JPS60227895A JP60074595A JP7459585A JPS60227895A JP S60227895 A JPS60227895 A JP S60227895A JP 60074595 A JP60074595 A JP 60074595A JP 7459585 A JP7459585 A JP 7459585A JP S60227895 A JPS60227895 A JP S60227895A
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、水の軟化に結晶質で層状のケイ酸ナトリウム
を使用する方法およびCa−および/またはMg イオ
ンを含有する水を軟化する方法に関する。
を使用する方法およびCa−および/またはMg イオ
ンを含有する水を軟化する方法に関する。
表面水であれまたは地下水であれ天然に得られる水なら
びに通常の水道水は、溶解されたガスのほかに土壌およ
び岩石から溶は出しあるいこれらのうちでアルカリ土類
金属たるカリウムおよびマグネシウムにのみ起因する。
びに通常の水道水は、溶解されたガスのほかに土壌およ
び岩石から溶は出しあるいこれらのうちでアルカリ土類
金属たるカリウムおよびマグネシウムにのみ起因する。
通常その表示は、水1を当りのアルカリ土類金属酸化物
の〜数である。その際、1a00qCaOないし7、1
9ηMgO/ tがドイツ硬度(0d)の単位に相当す
る。一般に、水の全硬度(ドイツ連邦共和国における)
は、70〜85%までCa−硬度からなり、そして30
〜15%までMg−硬度からなる。
の〜数である。その際、1a00qCaOないし7、1
9ηMgO/ tがドイツ硬度(0d)の単位に相当す
る。一般に、水の全硬度(ドイツ連邦共和国における)
は、70〜85%までCa−硬度からなり、そして30
〜15%までMg−硬度からなる。
この硬度は、洗濯および洗浄過程を妨げる。
何となれば、アルカリ土類金属イオンは、界面活性剤の
洗浄効果を損うからである。この理由から、いわゆるビ
ルダーが洗剤および清浄剤に添加され、これらが洗浄溶
液の硬度を完全にあるいは部分的に取除き、かくしてア
ルカリ土類金属イオンと界面活性剤との間の相互作用′
を防ぎ、そして界面活性剤の洗浄効果を増大させること
ができる。この軟化は、アルカリ土類金属のイオンを可
溶性の錯塩に変換させることによって達成される。不溶
性のアルカリ土類金属塩が織物上または洗濯機の部材の
上に沈着するおそれがある場合には、沈殿は、あまυ望
ましくない。もう一つの方法においては、イオン交換体
のす) IJウムイオンは、洗濯液からのアルカリ土類
金属イオンによって置換される。
洗浄効果を損うからである。この理由から、いわゆるビ
ルダーが洗剤および清浄剤に添加され、これらが洗浄溶
液の硬度を完全にあるいは部分的に取除き、かくしてア
ルカリ土類金属イオンと界面活性剤との間の相互作用′
を防ぎ、そして界面活性剤の洗浄効果を増大させること
ができる。この軟化は、アルカリ土類金属のイオンを可
溶性の錯塩に変換させることによって達成される。不溶
性のアルカリ土類金属塩が織物上または洗濯機の部材の
上に沈着するおそれがある場合には、沈殿は、あまυ望
ましくない。もう一つの方法においては、イオン交換体
のす) IJウムイオンは、洗濯液からのアルカリ土類
金属イオンによって置換される。
三すン酸五ナトリウム、” a5 ”301Gは、洗剤
調合物における広く使用されている極めて有効なビルダ
ーである。しかしながら、リン酸塩は、河川および湖沼
の富栄養化、すなわち藻類の生長および酸素消費量の増
加の原因となっている。
調合物における広く使用されている極めて有効なビルダ
ーである。しかしながら、リン酸塩は、河川および湖沼
の富栄養化、すなわち藻類の生長および酸素消費量の増
加の原因となっている。
従って、多くの国々において洗剤中のリン酸塩の含量を
規制する法的措置をとっている。
規制する法的措置をとっている。
= ) ’) 口三酢酸三ナトリウム、5 N a+N
(OH2O02−)3は、もう一つの錯化剤である。
(OH2O02−)3は、もう一つの錯化剤である。
この物質にも生態学上の懸念がある。何故ならば、ニト
リロ三酢酸が河川および湖沼中の岩石をどの程度まで溶
解しうるかということが未だ正確には知られていないか
らである。
リロ三酢酸が河川および湖沼中の岩石をどの程度まで溶
解しうるかということが未だ正確には知られていないか
らである。
これらの錯化ビルダーの代用品としてゼオライ)Aが最
近使用されている。このゼオライトは、イオン交換によ
ってca”十含量を低減しうるがそのMg−結合力は低
い。
近使用されている。このゼオライトは、イオン交換によ
ってca”十含量を低減しうるがそのMg−結合力は低
い。
ケイ酸ナトリウム類は、すでに長期間にわたって洗剤に
使用されている。それらの主要な機能は、Na+イオン
を供給しそしてpl(値を筒めることにあるものと思わ
れる。市販されている洗剤においては、約1:2ないし
1:五3゜Nano : 5i02のモル組成を有する
無定形のケイ酸ナトリウムのみが使用される。洗剤中の
ケイ酸ナトリウムの使用に関する特許文献中には、相当
する結晶性化合物の使用に関して言及されていない。
使用されている。それらの主要な機能は、Na+イオン
を供給しそしてpl(値を筒めることにあるものと思わ
れる。市販されている洗剤においては、約1:2ないし
1:五3゜Nano : 5i02のモル組成を有する
無定形のケイ酸ナトリウムのみが使用される。洗剤中の
ケイ酸ナトリウムの使用に関する特許文献中には、相当
する結晶性化合物の使用に関して言及されていない。
約1:2ないし1 : 4 (r) Na2O: 81
02 の比を有する結晶性ケイ酸ナトリウムは、原理的
にはずっと以前から知られていたが、それらは公知の方
法によって製造することがそれらの無定形の同族体に比
較してかなシ高価である。従って、−ガラスの形態で一
無水であるがまたは水を含有する固体として入手しうる
無定形のケイ酸塩のみが一般的に使用される。
02 の比を有する結晶性ケイ酸ナトリウムは、原理的
にはずっと以前から知られていたが、それらは公知の方
法によって製造することがそれらの無定形の同族体に比
較してかなシ高価である。従って、−ガラスの形態で一
無水であるがまたは水を含有する固体として入手しうる
無定形のケイ酸塩のみが一般的に使用される。
水軟化剤として使用するための特に高い効果を発揮する
ケイ酸ナトリウムを提供するという課題があった。
ケイ酸ナトリウムを提供するという課題があった。
本発明の対象は、NaMSiz02z+1 fyHzo
(ここにMはナトリウムまたは水素を意味しそしてX
は1.9ないし4であシ、yは0ないし2oである)の
組成を有する結晶性層状ケイ酸す) IJウムをカルシ
ウムおよび/またはマグネシウムのイオンを含有する水
を軟化するために使用することである。
(ここにMはナトリウムまたは水素を意味しそしてX
は1.9ないし4であシ、yは0ないし2oである)の
組成を有する結晶性層状ケイ酸す) IJウムをカルシ
ウムおよび/またはマグネシウムのイオンを含有する水
を軟化するために使用することである。
本発明に従って使用される結晶性ケイ酸ナトリウムは、
走査電子顕微鏡写真において層状であることが立証され
る。
走査電子顕微鏡写真において層状であることが立証され
る。
式NazB1xO2x+1” 7H!Oで表わされる公
知の化合物から酸を用いて、そして成る場合にはまた水
を用いて処理することによって対応する化合物NaH8
1xo2x+1 ” 71(2o が製造されうる。数
yによって与えられる含水量は、結晶水と付着水との差
を示さない。Mは好ましくはナトリウムを表わす。Xの
好ましい値は、2.3または4である。組成NaMSi
20B ” 7nto を有する化合物が特に好ましい
。本発明によって使用されるケイ酸ナトリウムは、結晶
性化合物であるから、それらはそのX線回折図によって
容易に特徴づけることができる。
知の化合物から酸を用いて、そして成る場合にはまた水
を用いて処理することによって対応する化合物NaH8
1xo2x+1 ” 71(2o が製造されうる。数
yによって与えられる含水量は、結晶水と付着水との差
を示さない。Mは好ましくはナトリウムを表わす。Xの
好ましい値は、2.3または4である。組成NaMSi
20B ” 7nto を有する化合物が特に好ましい
。本発明によって使用されるケイ酸ナトリウムは、結晶
性化合物であるから、それらはそのX線回折図によって
容易に特徴づけることができる。
Xについて規定された範囲内においては、本発明に従っ
て使用されうる多くの結晶性層状ケイ酸ナトリウムが知
られている。
て使用されうる多くの結晶性層状ケイ酸ナトリウムが知
られている。
粉末回折標準に関する合同委員会(JointOomm
itee on Powder Diffractio
n 5tanaaras )において、対応するケイ酸
ナトリウムのX線回折図が下記の数をもって示されてい
る:1B−1241 、 22−1397 、 22−
1397 A 、19−1233 。
itee on Powder Diffractio
n 5tanaaras )において、対応するケイ酸
ナトリウムのX線回折図が下記の数をもって示されてい
る:1B−1241 、 22−1397 、 22−
1397 A 、19−1233 。
19−1234. 19−1237. 23−529.
24−; 1123゜24−1123 A 、29−
1261 、 18−1242 、 22−1395
。
24−; 1123゜24−1123 A 、29−
1261 、 18−1242 、 22−1395
。
19−1235. 22−116. 19−1236.
18−1240゜19−1232. 18−1239
. 12−102. 23−703. 25−1309
、 27−708. 27−’709゜第1ないし7表
において、本発明によシ成功裏に使用されうる結晶性層
状ケイ酸ナトリウムの特性的なX線回折反射が示されて
いる。
18−1240゜19−1232. 18−1239
. 12−102. 23−703. 25−1309
、 27−708. 27−’709゜第1ないし7表
において、本発明によシ成功裏に使用されうる結晶性層
状ケイ酸ナトリウムの特性的なX線回折反射が示されて
いる。
従来の無定形のケイ酸ナトリウムに比較して、若干の結
晶性層状ケイ酸ナトリウムは、明らかに増大した石灰結
合能力を示す。このことは、例えば第1および3表のグ
イ酸塩に、そして特に第2表のケイ酸ナトリウムに当て
はまる。これらの結晶性層状ケイ酸す) IJウムは、
洗剤および清浄剤における無定形の水ガラス捷たは水ガ
ラス溶液に取って替わりうる。しかしながら、それらを
補強するために使用することもできる。
晶性層状ケイ酸ナトリウムは、明らかに増大した石灰結
合能力を示す。このことは、例えば第1および3表のグ
イ酸塩に、そして特に第2表のケイ酸ナトリウムに当て
はまる。これらの結晶性層状ケイ酸す) IJウムは、
洗剤および清浄剤における無定形の水ガラス捷たは水ガ
ラス溶液に取って替わりうる。しかしながら、それらを
補強するために使用することもできる。
これらの結晶性層状ケイ酸ナトリウムは、ある場合には
それらのす)IJウム含量に応じて、限られた水溶解性
を有するかあるいはほとんど溶解しない。
それらのす)IJウム含量に応じて、限られた水溶解性
を有するかあるいはほとんど溶解しない。
同じ組成の無定形のケイ酸塩に比較して増大された水軟
化性は、おそらく結晶性の層状構造およびグイ酸塩骨格
の重合度の増加に帰せられる。
化性は、おそらく結晶性の層状構造およびグイ酸塩骨格
の重合度の増加に帰せられる。
石灰結合能力に及ぼす結晶構造の予想外の影#は、同じ
分析上の組成に対して結晶性構造(X線回折図によって
同定可能)によって明らかに異なった数値が得られると
いう事実によって明らかにされる。
分析上の組成に対して結晶性構造(X線回折図によって
同定可能)によって明らかに異なった数値が得られると
いう事実によって明らかにされる。
第1ないし7表は、本発明により使用されうる結晶性の
層状ケイ酸ナトリウムのX線回折図の特性的な反射(1
0’−’mで表わしたd値)を示す。第2表によるケイ
酸塩が特に好ましい。
層状ケイ酸ナトリウムのX線回折図の特性的な反射(1
0’−’mで表わしたd値)を示す。第2表によるケイ
酸塩が特に好ましい。
相対強度は、第1ないし7表において極強(極めて強い
=75〜100)、強(強い=50〜75)、普(普通
=25〜50)および弱(弱い=0〜25)として示さ
れている。
=75〜100)、強(強い=50〜75)、普(普通
=25〜50)および弱(弱い=0〜25)として示さ
れている。
本発明によって使用されるケイ酸ナトリウムのもう一つ
の特徴的な性質は、鉱酸によって対応する遊離のケイ酸
に変換されうろことである。
の特徴的な性質は、鉱酸によって対応する遊離のケイ酸
に変換されうろことである。
その場合、それらは、その結晶性を失う。
ケイ酸ナトリウムのイオン交換能力は、水溶液中の鉱酸
を用い、好ましくは湿潤試料を使用する電位差滴定によ
って決定されうる。測定値は、平行して行なわれる乾蝉
減景の測定によって乾燥生成物に換算されうる。
を用い、好ましくは湿潤試料を使用する電位差滴定によ
って決定されうる。測定値は、平行して行なわれる乾蝉
減景の測定によって乾燥生成物に換算されうる。
この測定方法によって乾燥グイ酸塩1oor当Jtna
4ooないし1.200ミリモルのイオン交換値を与
えるケイ酸ナトリウムが好ましくは、水の軟化に使用さ
れる。無水状態において式11aH8i205 にほぼ
相当しそして生成物io。
4ooないし1.200ミリモルのイオン交換値を与
えるケイ酸ナトリウムが好ましくは、水の軟化に使用さ
れる。無水状態において式11aH8i205 にほぼ
相当しそして生成物io。
1当1) Na 約500ないし600ミリモルの交換
能力を有するようなグイ酸塩が特に好ましい。
能力を有するようなグイ酸塩が特に好ましい。
これらの生成物は、実質的にNaH81205からなる
。Na2Si2O5の概略式を有しそして1002当り
Na+約1.000ないし1.100ミリモルの交換能
力を有するような生成物が更に好ましい。
。Na2Si2O5の概略式を有しそして1002当り
Na+約1.000ないし1.100ミリモルの交換能
力を有するような生成物が更に好ましい。
これらの生成物は、実質的にN a2 S iz Os
からなる。
からなる。
天然産の結晶性の層状ケイ酸ナトリウムおよびまた合成
生成物もまた使用されうる。
生成物もまた使用されうる。
結晶性グイ酸塩の製造は、無定形のガラス状ケイ酸ナト
リウムから行なわれ、そして例えばPhys、Ohem
、Glasses 、7 、 127−138 (19
66)およびZ、Krietallogr、129 、
396−404 (1969)に記載されている。そ
の他の合成経路もまだ可能である。
リウムから行なわれ、そして例えばPhys、Ohem
、Glasses 、7 、 127−138 (19
66)およびZ、Krietallogr、129 、
396−404 (1969)に記載されている。そ
の他の合成経路もまだ可能である。
δ−N a2Si205に類似するNa −8KS −
6およびβ−N a2 E 1205に類似するHa
−SKS −7は、よびカネマイトRa HS iz
05 のような水和ケイ酸塩もまた使用されうる。結晶
水の含量および付着水は、軟化の効果にとって重装なこ
とではない。従って、yが口ないし2の数、特KOを表
わすケイ酸ナトリウムが好ましい。
6およびβ−N a2 E 1205に類似するHa
−SKS −7は、よびカネマイトRa HS iz
05 のような水和ケイ酸塩もまた使用されうる。結晶
水の含量および付着水は、軟化の効果にとって重装なこ
とではない。従って、yが口ないし2の数、特KOを表
わすケイ酸ナトリウムが好ましい。
結晶性層状ケイ酸塩は、純粋な形で、またはガラス状の
ケイ酸塩の混合物として使用されうる。それらは、また
他の所望の水軟化剤の存在下に、例えば三すン酸五ナト
リウム、ニトリロ−三スルホン酸三ナトリウムおよび/
またはゼオライ)Aと一緒に使用されうろこと;ホスホ
ン酸塩、ポリカルボキシレートまたはその他の無定形ま
たは結晶性のグイ酸塩ならびに前記の水軟化剤または他
の水軟化剤の混合物もまた結晶性のケイ酸ナトリウムと
共に使用されうろことは有利なことである。
ケイ酸塩の混合物として使用されうる。それらは、また
他の所望の水軟化剤の存在下に、例えば三すン酸五ナト
リウム、ニトリロ−三スルホン酸三ナトリウムおよび/
またはゼオライ)Aと一緒に使用されうろこと;ホスホ
ン酸塩、ポリカルボキシレートまたはその他の無定形ま
たは結晶性のグイ酸塩ならびに前記の水軟化剤または他
の水軟化剤の混合物もまた結晶性のケイ酸ナトリウムと
共に使用されうろことは有利なことである。
結晶性層状ケイ酸ナトリウムは、また層状構造を有する
、対応する結晶性の遊離グイ酸または他の対応するアル
カリ金属ケイ酸塩、特にグイ酸カリウムおよびケイ酸リ
チウムからイオン交換することによっても製造されうる
。このイオン交換は、屯しナトリウムイオンが過剰に存
在するならば、水の軟化中に行なうこともできる。これ
は例えば大抵の織物洗剤を使用する場合である。
、対応する結晶性の遊離グイ酸または他の対応するアル
カリ金属ケイ酸塩、特にグイ酸カリウムおよびケイ酸リ
チウムからイオン交換することによっても製造されうる
。このイオン交換は、屯しナトリウムイオンが過剰に存
在するならば、水の軟化中に行なうこともできる。これ
は例えば大抵の織物洗剤を使用する場合である。
本発明に従って使用されるケイ酸ナトリウムの結晶の大
きさは、広範囲に変動しうる。これらのグイ酸塩は、約
Q、01μmないし約j、0130μm1 好ましくは
0.1〜10μmの寸法でありうる。洗浄液が約9〜1
2のpH値のアルカリ性の範囲内でかつNa+イオンの
存在下にすぐれた作用を発揮するということは、上記の
結晶性の層状ケイ酸ナトリウムの利点である。このこと
は、また約350 a+yc!ao / lまたは約1
44my MgO/ tよりも著しく低い含量を有する
洗浄液に対しても当てはまる。洗剤において通例である
ような、比較的高いNa+濃度の存在もまた本発明によ
るケイ酸ナトリウムの水軟化効果を極めて僅かしか低下
させない。
きさは、広範囲に変動しうる。これらのグイ酸塩は、約
Q、01μmないし約j、0130μm1 好ましくは
0.1〜10μmの寸法でありうる。洗浄液が約9〜1
2のpH値のアルカリ性の範囲内でかつNa+イオンの
存在下にすぐれた作用を発揮するということは、上記の
結晶性の層状ケイ酸ナトリウムの利点である。このこと
は、また約350 a+yc!ao / lまたは約1
44my MgO/ tよりも著しく低い含量を有する
洗浄液に対しても当てはまる。洗剤において通例である
ような、比較的高いNa+濃度の存在もまた本発明によ
るケイ酸ナトリウムの水軟化効果を極めて僅かしか低下
させない。
従って、これらの結晶性の層状ケイ酸ナトリウムは、洗
剤および清浄剤(特に食器用洗剤)中のビルダーとして
有利に使用されうる。表面活性剤の存在は、これらのケ
イ酸ナトリウムの作用を損なわない。
剤および清浄剤(特に食器用洗剤)中のビルダーとして
有利に使用されうる。表面活性剤の存在は、これらのケ
イ酸ナトリウムの作用を損なわない。
本発明の対象は、更にカルシウムおよび/またはマグネ
7ウムイオンならびにナトリウムイオンを含有しそして
約8ないし12のpH値を有する水を軟化する方法であ
る°。この方法は、組成MaMSix02z、4−1
+ y’n、o (ここにMはナトリウムまたは水素を
意味し、Xは1.9ないし4の数でありそしてy ii
Oないし20の数である)を有する結晶性層状ケイ酸ナ
トリウムを水に添加することを特徴とする。この軟化方
法においては、反応混合物は、好ましくは運動状態に保
たれる。
7ウムイオンならびにナトリウムイオンを含有しそして
約8ないし12のpH値を有する水を軟化する方法であ
る°。この方法は、組成MaMSix02z、4−1
+ y’n、o (ここにMはナトリウムまたは水素を
意味し、Xは1.9ないし4の数でありそしてy ii
Oないし20の数である)を有する結晶性層状ケイ酸ナ
トリウムを水に添加することを特徴とする。この軟化方
法においては、反応混合物は、好ましくは運動状態に保
たれる。
本発明に従って使用される水軟化剤の効果および水を軟
化する方法の効果は、塩化カルシウムまたはマグネシウ
ム溶液が水酸化ナトリウムの希薄溶液によって10のp
Eにもたらさ扛そして軟化剤が添加されるという手順に
よって測定されうる。得られた懸濁液は、一般に室温(
約22〜26℃)において15分間攪拌され、そして懸
濁液中に存在する固体は次に沖別される。F液の残存硬
度が次に測定され、そして算出畜れた本発明による水軟
化剤の蛍に基づいた、CaZ+またはMg2+の濃度の
減少は、最初の硬度との差から計算される。400℃に
おける乾燥によって測定されうる水軟化剤の存在する含
水量もまた計量された量に算入される。かくしてOa−
またはMg結合能力がめられ、そして結晶性層状ケイ酸
ナトリウム(無水)1y当りのCaOのηまたはMgO
のη数で表わされる。下記の等式は、Ca−結合能力の
計算法を示す:Ca−結合能力 秤分けされた結晶性層状ケイ酸す) IJウム(無水)
この測定方法においては、イオン交換によって、そして
場合によっては沈殿によってもたらされる水軟化の部分
のみが考慮に入れられる。
化する方法の効果は、塩化カルシウムまたはマグネシウ
ム溶液が水酸化ナトリウムの希薄溶液によって10のp
Eにもたらさ扛そして軟化剤が添加されるという手順に
よって測定されうる。得られた懸濁液は、一般に室温(
約22〜26℃)において15分間攪拌され、そして懸
濁液中に存在する固体は次に沖別される。F液の残存硬
度が次に測定され、そして算出畜れた本発明による水軟
化剤の蛍に基づいた、CaZ+またはMg2+の濃度の
減少は、最初の硬度との差から計算される。400℃に
おける乾燥によって測定されうる水軟化剤の存在する含
水量もまた計量された量に算入される。かくしてOa−
またはMg結合能力がめられ、そして結晶性層状ケイ酸
ナトリウム(無水)1y当りのCaOのηまたはMgO
のη数で表わされる。下記の等式は、Ca−結合能力の
計算法を示す:Ca−結合能力 秤分けされた結晶性層状ケイ酸す) IJウム(無水)
この測定方法においては、イオン交換によって、そして
場合によっては沈殿によってもたらされる水軟化の部分
のみが考慮に入れられる。
低いpH値において特に著しくなりうる溶解された結晶
性層状ケイ酸ナトリウムの錯化作用は、考慮に入れられ
ない。従って、実際の水軟化作用は、この測定方法によ
って見出さ肛たものよシも大である。
性層状ケイ酸ナトリウムの錯化作用は、考慮に入れられ
ない。従って、実際の水軟化作用は、この測定方法によ
って見出さ肛たものよシも大である。
Oa−およびMg−結合能力の程度は、出発溶液のアル
カリ土類金属の濃度、秤りわけた量、またはそれに結び
付いた量、所望の残存硬度、温度、98% ケイ酸塩の
粒度、適用形態(溶解、水和物として、無水物、他の物
質と噴霧乾燥その他)、イオン交換の期間、ケイ酸塩の
ナトリウム含量および特に結晶構造に依存する。95〜
11.5のpH値が好ましい。
カリ土類金属の濃度、秤りわけた量、またはそれに結び
付いた量、所望の残存硬度、温度、98% ケイ酸塩の
粒度、適用形態(溶解、水和物として、無水物、他の物
質と噴霧乾燥その他)、イオン交換の期間、ケイ酸塩の
ナトリウム含量および特に結晶構造に依存する。95〜
11.5のpH値が好ましい。
最適のイオン交換期間が一般に存在する。何故ならば、
水溶液中にケイ酸塩のゆるやかな加水分解が起るからで
ある。ケイ酸塩および軟化されるべき水は、好ましくは
5ないし240分間、特に10〜60分間接触せしめら
れる。ケイ酸ナトリウムの量は、完全な軟化(他の軟化
剤が不存在の場合)のためには、硬度成分に少くとも等
量でなければならない。軟化されるべき水は、10〜2
00 qMgO/ tおよび50〜50口wqcao/
l、特に20〜100IlvMgO/lおよび60〜3
50■(EaO/ tの大きさに応じて含有する。結晶
性ケイ酸ナトリウムの高いナトリウム゛含量は、一般に
高い特定の交換能力をも意味する。
水溶液中にケイ酸塩のゆるやかな加水分解が起るからで
ある。ケイ酸塩および軟化されるべき水は、好ましくは
5ないし240分間、特に10〜60分間接触せしめら
れる。ケイ酸ナトリウムの量は、完全な軟化(他の軟化
剤が不存在の場合)のためには、硬度成分に少くとも等
量でなければならない。軟化されるべき水は、10〜2
00 qMgO/ tおよび50〜50口wqcao/
l、特に20〜100IlvMgO/lおよび60〜3
50■(EaO/ tの大きさに応じて含有する。結晶
性ケイ酸ナトリウムの高いナトリウム゛含量は、一般に
高い特定の交換能力をも意味する。
原則的には、秤分は量に基づいてカルシウム−またはマ
グネシウム結合能力の値は、カルシウムおよびマグネシ
ウムイオンの高い出発濃度によって増大せしめられる。
グネシウム結合能力の値は、カルシウムおよびマグネシ
ウムイオンの高い出発濃度によって増大せしめられる。
従って、水軟化に関する比較試験においては、どの出発
硬度が選ばれたかということに注意を払うことが重要で
ある。所望の残存硬度は、更に決定的であシ、それに関
連しているものは、添加しなければならない結晶性層状
ケイ酸ナトリウムの所望の量である。小さな残留硬度を
低下させるためには、過剰量の水軟化剤を添加しなけれ
ば、ならないことが見出された。
硬度が選ばれたかということに注意を払うことが重要で
ある。所望の残存硬度は、更に決定的であシ、それに関
連しているものは、添加しなければならない結晶性層状
ケイ酸ナトリウムの所望の量である。小さな残留硬度を
低下させるためには、過剰量の水軟化剤を添加しなけれ
ば、ならないことが見出された。
X線回折図において特性的な反射を(3,97±o、o
s)xlo−8crnおよび(2,43+0.5)×1
0−&Icm(よシ強度の弱い)において有スる結晶性
Na2Si2O5(Na−8KS−6) 500 IQ
を、OaO約300■を含有しそして10OpH値を有
する水溶液1tに添加するならば、前記の測定法によっ
て結晶性N a2 B i 0205の約150ないし
ほとんど200■C!ao / ifのCa−結合能力
が測定される。もしMgO約200■を含有しギして1
0のpH値を有する溶液1tに1−品性N a2 S
1205約500qが添加されるならば、Na2Si2
O5の約160〜170 qMgo / fのMg−結
合能力に相当する溶解されたM♂”イオンの減少が達成
される。
s)xlo−8crnおよび(2,43+0.5)×1
0−&Icm(よシ強度の弱い)において有スる結晶性
Na2Si2O5(Na−8KS−6) 500 IQ
を、OaO約300■を含有しそして10OpH値を有
する水溶液1tに添加するならば、前記の測定法によっ
て結晶性N a2 B i 0205の約150ないし
ほとんど200■C!ao / ifのCa−結合能力
が測定される。もしMgO約200■を含有しギして1
0のpH値を有する溶液1tに1−品性N a2 S
1205約500qが添加されるならば、Na2Si2
O5の約160〜170 qMgo / fのMg−結
合能力に相当する溶解されたM♂”イオンの減少が達成
される。
下記の例によって本発明をより詳細に説明する。
例
第11〜16表において示されたX−線回折図は、試験
された組成N a2 S i206を有する結晶性ケイ
酸ナトリウムを示す。試料1〜4は、550〜800℃
においてZOのモジュール(モル比SiO□/1Ja2
0)を有するX線による無定形ケイ酸 。
された組成N a2 S i206を有する結晶性ケイ
酸ナトリウムを示す。試料1〜4は、550〜800℃
においてZOのモジュール(モル比SiO□/1Ja2
0)を有するX線による無定形ケイ酸 。
ナトリウムの結晶化によって調製された。比較のために
試験されたゼオライトA(ナトリウム形)汀、17.1
%の水含量を有し、そのX線回折図は、第15表に示さ
れている。
試験されたゼオライトA(ナトリウム形)汀、17.1
%の水含量を有し、そのX線回折図は、第15表に示さ
れている。
希薄な水酸化ナトリウム耐液でpkl 1Qに調整され
そしてその含蓄をEDTA溶液を用いる滴定によって測
定されたQ a O12溶液またはM g 012合能
力を測定した。反応混合物は、一般に15分間攪拌され
、そして次にブルーバンドフィルターで濾過された。P
液中のカルシウム筐たけマグネシウムイオンの含量″ば
、EDTAを用いる滴定によって測定された。この測定
方法において、マグネシウムおよびカルシウムイオンを
含有する水軟化剤の可溶性錯体は、こ7″乙らのイオン
と異ならない。従って、実際の水の軟化は、この方法に
より測定されそして各表に示さ扛ているものより丸太で
ある。実験結果は、第8および9表に示されている。
そしてその含蓄をEDTA溶液を用いる滴定によって測
定されたQ a O12溶液またはM g 012合能
力を測定した。反応混合物は、一般に15分間攪拌され
、そして次にブルーバンドフィルターで濾過された。P
液中のカルシウム筐たけマグネシウムイオンの含量″ば
、EDTAを用いる滴定によって測定された。この測定
方法において、マグネシウムおよびカルシウムイオンを
含有する水軟化剤の可溶性錯体は、こ7″乙らのイオン
と異ならない。従って、実際の水の軟化は、この方法に
より測定されそして各表に示さ扛ているものより丸太で
ある。実験結果は、第8および9表に示されている。
これらの結果は、試験された組成N a2 si□0゜
を有する結晶性ケイ酸ナトリウムは、カルシウム結合能
力についてゼオライ)Aと等しい良好な結果をもたらし
、そしである場合には、この物質よりもすぐれてさえい
る。
を有する結晶性ケイ酸ナトリウムは、カルシウム結合能
力についてゼオライ)Aと等しい良好な結果をもたらし
、そしである場合には、この物質よりもすぐれてさえい
る。
第10表には、本発明により使用された水軟化剤と他の
水軟化剤との組合せのカルシウム結合能力の測定におい
て得られた結果が示されている。例22と21との比較
および例24と23との比較は、それぞれの場合におい
て全体の水軟化作用が結晶性N 1!L2 El i2
05を添加することによって明らかに増大していること
を示している。
水軟化剤との組合せのカルシウム結合能力の測定におい
て得られた結果が示されている。例22と21との比較
および例24と23との比較は、それぞれの場合におい
て全体の水軟化作用が結晶性N 1!L2 El i2
05を添加することによって明らかに増大していること
を示している。
更に、結晶性ケイ酸ナトリウムは、きびしい加水分解の
条件に曝された後においてさえなおりルシウムに対する
結合能力を示す。例25においては、試料2の200t
ntが脱イオン水1〇−中で煮沸された。その際この物
質は溶解して多少混濁した溶液を与えた。冷却後、この
ものを例8に相当するカル7ウム溶液200Im7!に
添加した。試料2の111〜cao / yのカルシウ
ム結合能力が見出された。
条件に曝された後においてさえなおりルシウムに対する
結合能力を示す。例25においては、試料2の200t
ntが脱イオン水1〇−中で煮沸された。その際この物
質は溶解して多少混濁した溶液を与えた。冷却後、この
ものを例8に相当するカル7ウム溶液200Im7!に
添加した。試料2の111〜cao / yのカルシウ
ム結合能力が見出された。
?’f ff NaH81zQ5− yH20の組成を
有する試料2の結晶性加水分解生成物は、試料2を水に
懸濁せしめ、この懸濁液を濾過しそして固体を乾燥する
ことによって得られた。105℃において乾燥された生
成物のX線回折図が第16表に示されている。例8の条
件下では、この物質は、124 mgOaO/ ffの
カルシウム結合能力を有する。
有する試料2の結晶性加水分解生成物は、試料2を水に
懸濁せしめ、この懸濁液を濾過しそして固体を乾燥する
ことによって得られた。105℃において乾燥された生
成物のX線回折図が第16表に示されている。例8の条
件下では、この物質は、124 mgOaO/ ffの
カルシウム結合能力を有する。
約2.06 : 1の5i02/Na2Oのモル比を有
する水ガラス溶液を500℃において2時間加熱した場
合には、試料1ないし4と同じ組成を有するX線上で無
定形のケイ酸ナトリウムが得られる。類似のカルシウム
結合能力の測定を行なった場合、無定形ケイ酸塩1y当
υOaOO〜40Jvの値が得られた(例26参照)。
する水ガラス溶液を500℃において2時間加熱した場
合には、試料1ないし4と同じ組成を有するX線上で無
定形のケイ酸ナトリウムが得られる。類似のカルシウム
結合能力の測定を行なった場合、無定形ケイ酸塩1y当
υOaOO〜40Jvの値が得られた(例26参照)。
第1表
Na−8KS−5
d(10−IICIn) 相対強度
4.92 (±010) 普通−強
五95 (±008) 弱
五85(±o、os) 普通−強
X77 (十〇、Oa) 強−極強
五29(±007) 極強
五20(±[1,06)弱
2.64(±005) 弱−普通
2.53 (±005〕 剥
2.45 (±0.05) 普通−強
2.41 (±o、os)弱
2.38 (±005) 弱
第2表
Na−8KS−6
(1(10−”m) 相対強度
4.92 (±0.10)弱
五97(±008) 補強
鬼
179 (±o、oa) 普−強
五31 (± 0、ロア) 弱
五〇2(±1106) 弱−普通
2.85 (±0.06)弱
2.65 (±105)弱
2.49 (±0.05)弱
2.43(±(105) 普ム
第3表
Na−8KB−7
a (1o−11cfn) 相対強度
Z96 (±016) 弱
600(±012) 強−補強
5.48 (±0.11) 弱
492(±0.11)弱
4.30 (±0.09) 普通
4.15 (±008)強
五96(±O,Oa) 強−補強
五78(十〇、Oa) 普通−強
五63(±IIL07) 補強
五61(±0.07)弱
五12(±0.06) 弱−普通
6.08(±[1,06) 弱−普通
五〇6(±o、o6) 普通−強
2.97 (十〇、o6) 強−補強
2.85 (±006) 弱
2、ya (±a05) 弱−普通
2.66(±0.05) 普通−強
2.65(十〇、OS)弱
2.59 (±α06) 弱−普通
2.54 (±005) 弱−普通
2.45 (±O,OS) 補強
第4表
Na−8KS−11
a (10−”cm) 相対強度
608 (±0.12) 弱
5.88 (±0.12) 弱−普通
4.22 (±0.08) 補強
3.26.s (±007) 弱−普通五〇3(±0.
06) 弱−普通 2.94 (±0.06) 普通 2.89 (士006) 弱 2.64 (±o、os) 弱−普通 2.56 (±a05) 弱−普通 2.49 (±0.05)弱 2.43 (±o、os)弱 第5表 Na−8KS−9 eL (10”6n) 相対強度 7.79 (±0.16) 普通−補強4.68 (±
009) 普通−補強 4、o6(十o、oa) 弱−普通 ′!L94 (±008) 弱−普通 五86(±cLOa) 弱−普通 3.62 (±007) 補強 !1.55 (±0.07) 強−補強五53(±00
7) 強−補強 !L26(±007) 弱−普通 五18(±006) 弱−普通 2.72 (±005) 弱−普通 2.47S (±005) 弱−普通 第6表 Na−8KS−10 d(10−1lcrn) 相対強度 1[L3 (±0.21) 普通−補強5.17 (±
(110) 弱−普通 4.02 (±(L08) 補弾 入65(±0.07) 普通−弾 入45(±107) 普通−補弾 入17(±006) 普通−補弾 入11(±0.06) 弱−強 2.48 (±a05) 普通−補強 2.53(±105) 弱−普通 Z01(±0.04) 弱−普通 第7表 Na−8KS−13 cL (10−8c1n) 相対強度 6.37 (十0.13) 普通−強 4.04 (±008) 普通−弾 入87(±[108) 補強 55B(±007) 普通−弾 入20(±C1,06) 弱−普通 入口4 (±0.06) 弱−普通 2.67 (±105) 弱−普通 2.45 (±005) 弱−普通 2.31 (±005) 弱−普通 Na−8KE−5は、Glastechn、Ber、
37 、 194−200 (1964) に従って製
造されうる。xiスペクトルは、数IE]−1241幹
よび22−1397を有する。この生成物は、概略組成
N ag S 1205 を有する。X線回折図におい
て、それはα−Na25i□05に類似する。試料4は
、少量のNa−8KS−6不純物を有するNa−8Kf
ll−5に相当する。
06) 弱−普通 2.94 (±0.06) 普通 2.89 (士006) 弱 2.64 (±o、os) 弱−普通 2.56 (±a05) 弱−普通 2.49 (±0.05)弱 2.43 (±o、os)弱 第5表 Na−8KS−9 eL (10”6n) 相対強度 7.79 (±0.16) 普通−補強4.68 (±
009) 普通−補強 4、o6(十o、oa) 弱−普通 ′!L94 (±008) 弱−普通 五86(±cLOa) 弱−普通 3.62 (±007) 補強 !1.55 (±0.07) 強−補強五53(±00
7) 強−補強 !L26(±007) 弱−普通 五18(±006) 弱−普通 2.72 (±005) 弱−普通 2.47S (±005) 弱−普通 第6表 Na−8KS−10 d(10−1lcrn) 相対強度 1[L3 (±0.21) 普通−補強5.17 (±
(110) 弱−普通 4.02 (±(L08) 補弾 入65(±0.07) 普通−弾 入45(±107) 普通−補弾 入17(±006) 普通−補弾 入11(±0.06) 弱−強 2.48 (±a05) 普通−補強 2.53(±105) 弱−普通 Z01(±0.04) 弱−普通 第7表 Na−8KS−13 cL (10−8c1n) 相対強度 6.37 (十0.13) 普通−強 4.04 (±008) 普通−弾 入87(±[108) 補強 55B(±007) 普通−弾 入20(±C1,06) 弱−普通 入口4 (±0.06) 弱−普通 2.67 (±105) 弱−普通 2.45 (±005) 弱−普通 2.31 (±005) 弱−普通 Na−8KE−5は、Glastechn、Ber、
37 、 194−200 (1964) に従って製
造されうる。xiスペクトルは、数IE]−1241幹
よび22−1397を有する。この生成物は、概略組成
N ag S 1205 を有する。X線回折図におい
て、それはα−Na25i□05に類似する。試料4は
、少量のNa−8KS−6不純物を有するNa−8Kf
ll−5に相当する。
Na−8KS−6U 、ツアイトシュリフト・ツユ−ル
ーフリスタログラフィー(Zeitschrift f
ffirKristallogr、 ) 129 、
396−404 (1969) に従って製造されうる
。それは概略組成Na25iz05を有しそしてδ−N
a2 B 1□o5に類似する。試料1および2は、
Na−8KS−6に相当する。
ーフリスタログラフィー(Zeitschrift f
ffirKristallogr、 ) 129 、
396−404 (1969) に従って製造されうる
。それは概略組成Na25iz05を有しそしてδ−N
a2 B 1□o5に類似する。試料1および2は、
Na−8KS−6に相当する。
Na−8KS−7は、グラステヒッシェ・ベリヒテ(G
lastechn、Ber、 ) 37 、194−2
00 (1964)に従って製造されうる。それはβ−
N a2 S 1205 K類似する。試料3は、Na
−8KS−7に相当する。
lastechn、Ber、 ) 37 、194−2
00 (1964)に従って製造されうる。それはβ−
N a2 S 1205 K類似する。試料3は、Na
−8KS−7に相当する。
Na−8KS−11[、グラステヒニッシェ、ベリヒテ
(Glastech、Ber、 ) 37 、194−
200 (1964)およびツアイトシュリフト・フユ
ール・クリスタロギー(Zeitchrift fur
Kristallogr、 )里、39/) −40
4(1’?69) に従って製造されうる。それはγ−
N al s、12o5に類似する。
(Glastech、Ber、 ) 37 、194−
200 (1964)およびツアイトシュリフト・フユ
ール・クリスタロギー(Zeitchrift fur
Kristallogr、 )里、39/) −40
4(1’?69) に従って製造されうる。それはγ−
N al s、12o5に類似する。
Na−8KS−9は、Bull、Soc、franc、
Min、0rist、。
Min、0rist、。
照、371−382 (1972)に従って製造されう
る。
る。
それは概略組成NaH81205・H,Oを有する。X
線スペクトルは、数27−709を有する。試料2の加
水分解生成物は、Na−8KS−9に相当する。
線スペクトルは、数27−709を有する。試料2の加
水分解生成物は、Na−8KS−9に相当する。
Na−8KS−10は、Bull、 Soa、 fra
nc、 Min、 0rist、。
nc、 Min、 0rist、。
95 、 371−382 (1972)およびAme
r、 Mineral、 。
r、 Mineral、 。
憇、ybs −771(1977)に従って製造されう
る。
る。
X線スペクトルは、数25−1309を有する。
この生成物は、概略組成NaH81205・2H30を
有する。それは、鉱物カネマイトに類似する。
有する。それは、鉱物カネマイトに類似する。
Na−8KS−13は、Bull、 Soc、 fra
nc、 Min、 Cr1st、。
nc、 Min、 Cr1st、。
旦、371−382 (1972Cに従って製造されう
る。
る。
X線スペクトルは、数27−708を有する。
この生成物は、概略組成NaH8120s を有する。
4.30 2[153
12,806,913
14,60L06 18
1a00 4.92 14
19.70 4.50 1
2CL70 4.29 3
2t10 4.21 13
21.40 4.15 6
21.80 4.07 B
22.40 A97 100
2!L00 五86 9
2ム45 五79 52
24.45 五64 15
25.80 A45 9
2&95 五31 10
27.8D A21 2
2&75 3.10 8
29.15 !L06 4
2955 五〇2 24
3[LO52,975
30,752,9110
31,452,8417
32,852,725
3五30 2.69 1
3&75 2.65 4
34.70 2.5°82
34.95 2.57 7
B 5.35 2.54 9
36.00 2.49 11
36.60 2.45 6
37.00 2.43 40
37.95 2.37 2
39.15 2.30 4
第12表
試料2
12、Elo 6.91 3
14.60 A06 9
1aD0 4.92 12
21.10 4.21 13
2170 4.09 4
22.40 五97 100
2五〇〇 五866
2!L45 !L79 38
24.40 五648
25.80 五458
26.90 五319
27.70 五222
2a7〇 五115
29.50 !LO315
30,702,91’8
31.40 2.85 N
32.80 2.73 5
3!L8Q 2.65 2
B 4.90 2.57 5
35.30 2.54 5
35.95 2.50 10
3&50 2.46 4
37.00 2.43 36
37.95 2.37 3
39.20 2.30 3
4.40 20.1 7
11.40 7.96 6
1475 ん00 66
1&15 5.48 8
1a00 4.92 10
20.65 4.30 34
21.40 4.15 63
22゜40 3.97 90
2五50 !L7B 45
24.48 五63 90
25.80 五45 5
26、.9〇 五31 8
2Z7〇 五22 3
21163 .2.12 22
29.50 五〇3 19
31.40 2.85 14
32、、BQ 2.73 5
35.95 2.50 7
39.60 2.27 7
9.20 9.60 3
第15表
ゼオライトA
7.10 12.4 63
10.10 &75 47
12.40 7.13 50
1&05 5.52 40
17.60 5.03 B
20.35 4.3611
21.30 4.17 7
21.60 4.11 58
22.75 !L91 7
2ろ、9〇 五72 90
25.00 五56 1
26.05 五4227
27−05 ′!、、29 79
2 &95 18 4
29.90 2.99 100
30.75 2.91 16
32.50 Z75 23
3五30 2.69 7
34.10 2.65 61
35.70 2.51 11
36.45 2.469
37.95 2.37 6
40.05 2.25 6
第16表
試料2の加水分解生成物
11.35 7.79 55
16.60 5.34 3
1&90 &24 4
1EL95 4.6B 43
19.90 4゜466
20.50 4.33 9
21.90 4.口6 17
22.55 3.94 17
2五〇〇 五8617
24.60 162 100
25.05 五5582
25.20 五5382
27.30 3.2628
2a00 5.18 16
2&90 2.72 25
3 &55 2.46 24
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 組成”MSixO2x+1−YHzO(ここKM
はナトリウムまたは水素を意味し、Xは1.9〜4の数
であシ、そしてyはΩ〜20の数である)を有する結晶
性層状ケイ酸ナトリウムをカルシウムおよび/またはマ
グネシウムイオンを含有する水を軟化するために使用す
る方法。 2、X線回折図における特性反射が第1〜7表に対応す
る結晶性層状ケイ酸ナトリウムを使用する特許請求の範
囲第1項記載の方法。 五 組成NaMSi205・yH20を有する結晶性層
状ケイ酸ナトリウムを使用する特許請求の範囲第1項記
載の方法。 4、 電位差滴定において鉱酸による終点を有する結晶
性層状ケイ酸ナトリウムを使用する特許請求の範囲第1
項記載の方法。 5、 結晶性層状ケイ酸ナトリウムが生成物(無水の物
質として計算して)100S’当りNa+400ないし
1.200ミリモルのイオン交換能力を有する特許請求
の範囲第4項記載の方法。 ん 軟化されるべき水がすでにナトリウムイオンを含有
しそして8〜12のpH値を有する特許請求の範囲第1
項記載の方法。 l カルシウムおよび/またはマグネシウムイオンおよ
びナトリウムイオンを含有しそして約8〜12のpH値
を有する水を軟化する方法において、上記の水に組成N
aME] iXO2X+ 1・7H20(ここにMはナ
トリウムまたは水素を意味し、Xは1.9〜4の数であ
りそしてyは0〜20の数である)を有する結晶性層状
ケイ酸ナトリウムを添加することを特徴とする前記水の
軟化する方法。 a 軟化されるべき水が1を当#)CaOを500■以
下および1を当1) MgOを200〜以下含有する特
許請求の範囲第7項記載の方法。 9 層状ケイ酸ナトリウムを他の水軟化剤と組合せて使
用する特許請求の範囲第7項記載の方法。
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