JPS60231409A - 沈降シリカ及びその製造方法 - Google Patents

沈降シリカ及びその製造方法

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JPS60231409A
JPS60231409A JP60070735A JP7073585A JPS60231409A JP S60231409 A JPS60231409 A JP S60231409A JP 60070735 A JP60070735 A JP 60070735A JP 7073585 A JP7073585 A JP 7073585A JP S60231409 A JPS60231409 A JP S60231409A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改良された形態学的特性を有する沈降シリカ、
その製造方法及びその用途、特に充てん剤としての用途
に関する。
更に正確には、本発明は高水準の吸油性を有するシリカ
に関する。
沈降シリカの製造は、モノマー種の形成、デル状外観を
有する前記モノマー種の重合、及び該デルの破壊と思わ
れる複雑な操作によって支配されることが知られている
。該ゲルはイラー(l1er )著、「シリカ及びシリ
ケートのコロイド化学」、1955年第130頁、米国
、ニューヨーク州、コーネルユニバーシティー プレス
社発行、によって定義されるものである。
上記のような製造法を制御する試みが長い間にわたって
行われた。すなわち、フランス特許第1.064,23
0号明細書は観察されるべき操作条件として下記を引用
している: 1)アルカリ性シリケート溶液中におけるSio2の割
合。
2)シリケート溶液中における可溶性金属塩(塩化ナト
リウムのような)の濃度。
6)反応温度。
4)溶液への酸の添加速度。及び 5)使用する酸中に見出される他成分。
イラー(米国特許第2,731,326号及び同第2.
765,242号各明細書)は終局的粒子のゾルを形成
し、次いでそれら粒子を凝集して集合体を形成する方法
、又は該ゾルをデル化し、次いで該得られたデルの構造
を強化する方法を提案している。
ヂ 上記教示は米国特許第3,954.444号明細書にも
見出される。該明細書はニ ー 水性ヒール(heel )に対する硫酸及びシリケ
ート溶液の同時添加を行い、この酸及びケイ酸塩の添加
を調節してシリカの適当な濃度水準と適当な中和度とを
与え、 −得られたゾルを熟成し −該熟成したゾルをアルカリ金属塩(一般的NaC6)
の導入により凝集させ、次いで− 酸のみ、又は酸とシ
リケートとの追加の添加を行って所定の両値を与える、 ことを行っている。
シリカの沈でんに当って電解質を添加することを推奨す
る上記文献が多数存在するとしても、現存塩及び添加塩
の効果のもとにおけるケイ酸種の重合作用とそれから生
ずるコロイド状種の凝集反応とは競合的であることがわ
かる。事実、理論的にイラーが提唱したようにデルの形
成後に凝集又は重縮合が発展する可能性があることがわ
かる(米国特許第3,969,266号明細書参照)。
そのことは、形態学的特性を監視し、かつ制御すること
は非常に困難であり、しかも工業的方法の要求、更に詳
しくは高水準の反応体濃度、短い時間、最少数の単位操
作ならびに低水準のエネルギー及び資本投資費に応じよ
うとする企図に比例して、より一層困難となるというこ
との事実によって示される。
したがって、上述のフランス特許 第1,064,230号明細書によれば特に、塩化ナト
リウムを含有するシリケート溶液を二酸化炭素で処理す
るならば、該塩化ナトリウムの量を増加することにより
シリカの比表面積(BET )を減少させることができ
るということは公知である。
そのことはに、に、イラー(l1er )による、「シ
リカ及びシリケートのコロイド化学」、(コーネル ユ
ニバシティ プレス社、1955年、第108頁)に示
される教示に関連する。該教示によれば、4又は5以上
の両値において電解質を添加すればゾルはより一層不安
定になり、かつより一層速やかにゲル化が行われる。
しかしながら同著者は25年後において(「シリカの化
学」ジョンウィリー アンド ソンズ社、374頁、電
解質による凝集に包含される機構は半世紀にわたる研究
にも拘らず完全にはわからないということを認めている
そのことは現在においては、包含される現象の理解水準
が、与えられるタイプのシリカを生ずる条件を予知する
ことのできるためには不十分であることを意味する。
そのことは現在まで沈降シリカの特性の改良の程度が、
制限されたままであることを意味する。
更に、比表面積又は吸油度のような単一特性は、シリカ
を記述し、かつ特定の用途におけるシリカの挙動を評価
することについてさえも不十分であることが知られてい
る。
これらの困難性は、成る種の用途において燃焼シリカが
保存されたままでいることを意味する。
残念ながら、燃焼シリカの価格は沈降シリカの価格に比
較して非常に高い。
ヨーロッパ特許出願第3 L271号明細書は比表面積
−吸油性の組合せに関して燃焼シリカの対応値に近い沈
降シリカに関する実質的進歩について特許請求している
けれど、残念ながらシリカの製法に関してはなおも特別
に制限されている。
本発明は改良された比表面積−吸油性の組合せを有する
シリカに関する。
本発明はまたそのようなシリカの製造方法にも関する。
終りに、本発明は重合体中における、電気的性質に関し
て非常に高水準の要件を備えたシリコーン型の充てん剤
として、又はデムにおける補強用充てん剤としての、又
は最終的に熱可塑性重合体の補強におけるシリカの用途
に関する。
本発明の沈降シリカは50 m2/flと350 m”
/9との間のBET表面積を有し、しかもCTAB比表
面積の増加に対して、CTAB表面積が増加する場合に
比DBP / CTABがニ ー CTAB範囲50〜100 m27gの間に対し7
と4、− CTAB範囲100〜200 m2/gの間
に対し4と2.51、 一〇TAB範囲200〜250 m279の間に対し2
.5と2、 − CTAB範囲250−300 m2/f!の間に対
し2と1.5、 − CTAB範囲300〜!150m2/gの間に対し
1.5と1.2 との間であるように減少する、対になったCTAB/D
BP油指数についての比を有する点に特徴がある。
本発明により、吸油性(DBP )についての高い値が
、特に大きなCTAB表面積を有するシリカの分野にお
いて維持され、そのことは特に補強用エラストマー及び
濃厚化剤に関して高度に重要な結果である。
CTAB表面積はジエイ、ジャンゼン(JayJanz
en )及びC,クラウス(xraus )著、「ラバ
ーケミストリー アンド テクノロジー(Rubber
Chemistry and Technology 
) J土4(1971)、1287〜1296頁により
開示される方法により、−値9を有するセチルトリメチ
ル アンモニウムプロミドの吸収により評価した外表面
積である。
吸油性はフランス国規格、NF、、T 30〜022(
1953年3日)に記載の方法を使用し、油としてジブ
チルフタレートを使用して評価する。
本発明のシリカは特に非細孔性であることができる。す
なわち該シリカは CTAB表面積 の比を有することができる。
更に該シリカがシリコーンのように電気絶縁性を必要と
する重合体に使用されるべき場合には、該シリカは問題
の使用状態に適応する低い残留ナトリウム含量を有する
このようなシリカは粉末状で、でき得れば予定される用
途にも関係した粒子寸法を有する破砕された形状におい
て存在することができる。
このようなシリカの声値は予定される用途により3.5
と7.5との間にわたって変動する。
本発明はまた、ケイ酸ナトリウム水溶液と酸水溶液とを
反応させ、ケ9ル及び中間体の熟成状態及び特定条件下
における電解質の添加たより該反応を停止させることよ
り成る。
実際に、さきに示したように現在の技術による電解質の
添加は比表面積を減少させることになる。
今回、本発明者らは予想外にも成る条件下に吸油性/比
表面積の組合せにおける改良を観察することができ、こ
のことは比表面積値が維持されることによってさえも示
され、これは技術の現状と逆であることを見出した。
本発明者らは一連のパラメータを制御することにより結
果の修正ができることを見出した。
本発明方法は下記: a)全シリケートの一部を含有する容器残油を生成させ
る工程; b))7′″ルが現われるまで酸を添加する工程;C)
酸の添加及びデルのエージングのもとに停止を観察する
工程; d)酸を添加する工程; e)後処理工程: f)懸濁液を濾過し、洗浄し、次℃・で乾燥し、得られ
た生成物を回収する工程; より成る。
本発明はニ ー 工程(alにおける容器残油はシリケート60〜1
00重量%を含有し、 −工程(blにお℃・て、時間/温度の組合せを10分
と50分との間にゲル化が生ずるように調整し、 −5分間から30分までにわたってゲル化の停止を観察
し、 −停止後に酸の添加を再開して多くても9に等しい雨値
を与え、次いで後処理により7と9との間のPl−1値
とし、次いで −少くとも一つの段階(al、(bl、(C1、(dl
及びC8)に電解質を導入する、 ことにより特徴づけられる。
電解質は特にアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩の
群からの塩より成る。
すなわち本発明によれば、ゲルの出現の前もしくは後、
又はゲルの出現時のいずれか一つ又はそれ以上の場合に
導入することができる。
予想外にも本発明者らは上記の添加をゲルの出現前に行
った場合でさえも高い比表面積及びそれに相関して吸油
性の実質的水準を達成できることを見出した。
有利には該電解質の濃度は塩(又は電解質)がアルカリ
金属塩より成る場合には添加段階の時点ニオし・て塩の
反応容量11当90.05モルと0.7モルとの間であ
り、電解質がアルカリ土類金属塩より成る場合には塩1
E当り0.001モルと0.01モルとの間である。
有利な使用方法によれば、酸は濃酸、特に硫酸より成る
。しかしながら他の液体又は気体の酸性化剤(C’02
 >に依存することもできる。
本発明方法は70〜95℃程度の高い反応温度及び工業
的作業の要求を満たし得る反応時間の使用を可能にする
本発明によれは反応全体にわたって同一温度に保つこと
ができ、あるいは不均一な温度プロフィルを採用するこ
とができる。
特に工程(d)において温度上昇させることができる。
乾燥操作及びその後の操作は沈降段階にお℃・て得られ
るシリカの構造に有害な影響を与えな℃・ようなもので
なげればならなし・。
有利な形態の乾燥操作はP R−A −21257,3
26号明細書による方法を行うことより成り、該方法は
熱ガスにより対称的なうず巻流れ形状を形成し、該形状
は高度の運動量を有し、しかも該流れの比較的に小面積
において該流れの回転の対称軸に沿って懸濁液を導入す
るものであり、前記懸濁液のりす巻き流れについて対称
的である前記うず巻流れ形状の運動量は、破砕され、分
散され、かつ管理されるべき軸流を生じさせるのに十分
なものである。
本発明のシリカは特にゴムのようなエラストマーの強化
、特に耐摩耗性の改良において注目すべきである。
しかしながら本発明は単に例証のためにのみ示される下
記の実施例を参照することにより、更に一層容易に評価
される。
全実施例におし・て乾燥操作はフランス特許第2,25
7,326号明細書による装置を使用し7、ガス入口温
度500℃及びガス出口温度150℃において行った。
なお、吸油はフランス標準NFT−3Q−Q〜22にし
たがい、油とlてジプチルフタレート(DBP )を使
用したが、比容積■。は下記のようにして測定した。
−内径25mm及び高さ80mmのダイを使用l−、シ
リカ3gを添加し、次いでその上にピストンを配置し、
該ピストンに所定の重量を加えて該シリカに4.1[]
5Paの圧力が加えられるようにする。
次℃・で該シリカの比容積を測定する。それがcm ”
 /gで表わされる容積「vo」(初容積)である。
下記表においてCTAB比表面積及びDBP吸油量につ
いての値を要約する。否定が示されない限りl3KT表
面積についての値はCTAB表面積と同一である。
表 実施例1 塩を添加せずに対照沈降を行った。容量20リツトルを
有し、しかもかくはん機系統(6枚の翼と90°の角度
に配置された4枚の反対翼とを有するライトニン ター
ビン)を備え、かつ二重ジャケット加熱系統をも備えた
ステンレス鋼製反応容器を使用して、かくはんしながら
周囲温度において下記を導入したニ ー 蒸留水11.、d7A。
−8102ハa20重量比3.37を有し、かつ11!
当り5to2370.!i’を含有するケイ酸ナトリウ
ム水21゜ 得られた混合物を、かくはんしつつ、約30分間に9D
℃±1℃の温度に上げた。次いで温度を90℃±1℃に
保ちつつ、かくはん速度を350rpmに固定してシリ
カの沈降反応を行った。
11当りIH280436611を含有する硫酸水溶液
を計量ポンプにより該混合物中に導入した。この操作は
毎分12dの流量で行った。反応の67分60秒後にグ
ルの出現が認められた。次いで酸の導入を停止し、熟成
操作を15分間行った。上記時間後に、硫酸水溶液を6
7分間にわたり毎分121の流量において再導入した。
上記時間後、すなわち反応開始後89分30秒後 (89分30秒=37分60秒+15分+67分)に、
一方においてH2SO,36611を含有する酸溶液を
毎分5.9mlの流量で、他方において5102/Na
2O重量比6.37を有し、11当り55I!の810
□を含有する新たに調製したケイ酸ナトリウム水溶液を
毎分821ffJの流量で同時に導入する操作を行った
この酸とケイ酸塩溶液との同時導入を40分間にわたっ
て行い、反応混合物の両値は90℃において7.5±0
.2であった。
酸及びケイ酸塩の同時添加に対する上記40分の時間後
にケイ酸塩の導入を中止し、酸の導入を維持した。この
ようにして、生成するシリカ スラリーの両値を10分
間に6.5に調整した。次℃・で得られたシリカ スラ
リーを濾過した。湿潤ケークを洗浄して、沈降操作にお
いて生成された硫酸ナトリウムを除去し、次いで乾燥し
た。核シリカの物理的−化学的特性は下記のとおりであ
ったニー CTAB表面積 200m”/、9− BE
T表面積 2DDm2/g −DBP吸油量 466cm3/100.1it−比容
積(V(、) 5.14cnL”/、9− 水中5チに
おける両値 6.6 実施例2へ・5 これらの実施例は第20分目に電解質を添加した点を除
いて同様な条件を採用した。これによりグルがより一層
速やかに出現した。
実施例2におu−てはNa2SO4350El/l を
含有する水溶液0.7 Jを添加した。
実施例乙においてはNa2SO43501/IJを含有
する水溶液1.26 /を添加した。
実施例4においてはNa5so4 350 j9/lを
含有する水溶液1.80Jを添加した。
実施例5においてはNa2SO435011/lを含有
する水溶液2.601Jを添加した。
実施例6 操作は、第42分目に上記と同一のNa2SO4溶i 
0.85 lを添加した点を除いて実施例1のとおりで
あった。
実施例2〜5に対し、比表面積は減少して〜・るけれど
DBP/CTAB比は高い価にまで増加していることが
わかった(全般表参照)。
比表面積値は維持され、吸油値は増加し、問題の表面積
と吸油値とに対する比は高水準にあった。
本実施例のもう1つの例によれば、第75分目、すなわ
ち酸の添加操作を行った後に、上記と同一の硫酸塩溶液
1.3Llを添加した。
実施例7 この実施例は実施例6との比較であるけれど、下記の点
を変更したニ ー 重量比6.25を有するケイ酸塩を使用した。
−第33分目に酸の導入を停止し、次いで− 第75分
目にNa2SO43501/lを含有する水溶液1.6
4Jを導入した。
CTABについての値、吸油及びCTAB /吸油比は
実施例6の結果を実証した。
実施例8 この実施例はニ ー 交換水(permuted water ) 11
2.51 %及び −重量比3.35を有し、51o2370 f!/lを
含有するケイ酸塩35kg、 より成る容器残油についての試験規模に対する試験に相
当する。
その他の操作条件(停止及びエージング)は75℃の出
発温度、85℃の添加操作温度及び第89分目における
塩4kgの添加を除いて同一のままに保った。
CTAB表面積自体の値が実質的であるにも拘らず吸油
値は高いままでいることに注目すべきである。
実施例9 下記を実施例1に記載の201の反応容器に導入したニ ー 蒸留水101!、 −3,37の重量比Rp−5i02ハagoを有し、1
1当りの51o2370.9を含有するケイ酸ナトリウ
ム水1.64’、及び −溶解しているNa2SO4151&を含有する水1.
9J0 かくはん状態において保たれている生成混合物を約3D
分間に90℃に昇温させた。シリカ沈降操作全体を通じ
て温度を1℃以内に一定に保ったニー 第34分目にゲ
ルが形成されるまで30係硫酸を添加し、 −酸の添加を第49分目に再開始し、第109分目と第
149分目との間に酸とケイ酸塩とを同時忙添加して7
.5の一定両値を与え、次いで両値が3.5となるまで
酸性化を続けた実施例1に記載のようにして濾過、洗浄
及び乾燥を行った。
実施例10 下記をかくはん状態下に、かつ周囲温度において反応容
器に導入したニ ー 交換水10ノ、 −重量比6.37を有し、5to23701/lを含有
するケイ酸ナトリウム水1.6/、及びした。
第42分目に酸の添加を再開始した。
第89分目と第129分目との間において同時添加を行
いβ値7.5とし、次いで両値が6.5となるまで酸性
化を続けた。
操作全体を通じて温度を1℃以内に一定に保った。
ゴム中のシリカによって与えられる改良を示すために、
BET及びCTAB表面積175 m2/、li+なら
びに吸油値340 ctrt”/ 100 I!を有す
る生成シリカについて比較試験を行った。
下記処方を重量部において使用したニ ー プタゾエンスチレン共重合体(SBR1502)1
0〇 −酸化亜鉛 4.00 − ステアリン酸 1.50 − N−イソプロピル−N−フェニル−N′−フェニル
−p−フェニレンシアミド(酸化防止剤PFiRMAN
AX (商標) IPFD ) 1.50− N−(ジ
メチル−1,6−デチルーN′−フェニルーp−フェニ
レンジアミン(酸化防止剤PERMANAX (商標)
6PFD) 1.50− シリカ 4〇 −ポリエチレングリコール(pyvG4000 )一 
N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフエナ
ミド(Vulcafor (商標CBS))一 硫黄 
2.5O −r−メルカプトプロピルジメトキシシラン(A−18
9) 0.4 操作態様 −5BR −シリカ(90qb) + ZnO+酸化防止剤+ステ
アリン酸十PKG 。
−油+シリカ(101)十添加剤(適切であれば)、 −作業又は混合操作の終点、120℃、−ミキサーを開
放しての力ンンダー加工。
ミキサー開放 −混合物+硫黄+促進剤 −混合 −微細化 −シート形状に引抜加工。
結果 −同一の比表面積を有する対照シリカ 102.8酊3 − 本発明のシリカ 94.8闘3 したがって耐摩耗性における有意の改良が認められた。
実施例11 実施例1に記載の反応容器を使用し、下記ニー 蒸留水
Bl。
5102/Na2O重量比6.67を有し、かつ51o
2= 3709/lであるケイ酸1.6A。
及び、 −溶解状態のNa2SO4339&を含有する水3.8
87゜ をかくはんしながら導入した。
得られた混合物をかくはん条件下に約20分で70℃±
1℃に昇温させた。硫酸3661/Itを含有する硫酸
水溶液を毎分9.8dの流量で該混合物中に導入した。
28分後にシリカデルの出現が認められ、酸の導入操作
を停止し、次いでエージング操作を15分間行い、反応
混合物をかくはん条件下(350rpm )に保った。
上記時間後に硫酸水溶液(m2so、 = 366シl
)を45分間にわたり10.2RA’/分の速度で再び
導入した。後添加操作の直前である第75分目に温度上
昇が起きた。
温度は後添加の開始時において78℃に達し、その後に
86℃に達した。反応開始の88分後(88分=28+
15+45分)に一方において硫酸水溶液(3661/
l )を毎分5.11rLlの速度で、他方において1
1当り5to24.5 、li’を含有する新たに調製
したケイ酸ナトリウム水溶液(5i0274Ja20重
量比3.37 )を毎分821dの速度においての同時
導入操作を行った。酸とケイ酸塩との同時導入を40分
間にわたって行υ・、反応操作のβ値を83℃において
7.5±0.2に保った。
次いでケイ酸塩の導入を停止し、酸の導入は維持して、
10分間に…値を6.5に調整した。
濾過、洗浄及び乾燥後に下記の性質を有するシリカが得
られたニ ー CTAB比表面積2 [10m”/j9、及び−B
ET比表面積200 m”/i 。
実施例12及び13 これらの実施例は塩の添加を: a 容器残油を形成するケイ酸ナトリウム水溶液に対し
、 b ゲル化の時点(実施例12)又はゲル化後(実施例
16)、 02段階において行う操作態様を記載する。
操作は実施例11のとおりであったけれど下記の変更を
行ったニ ー 使用したケイ酸塩は重量比3.25 (3,37の
代りに)を有し、かつ −Na2SO435011/l!を含有する水溶液1.
34Jを下記において導入したニ ー ゲルに(実施例12) −第75分目に(実施例13)。
得られた結果は特に実施例6.7.8及び11の結果に
匹敵する。
CTAB/DBPの組合せにおける改良が、匹敵する比
表面積と共に認められた。
実施例14 下記: 5xo2/Na2o重量比3.#を有し、かツ1j当り
370gの8102を含有するケイ酸ナトリウム水1.
61.及び −Na2S04 151 gを含有する水溶液1.88
 l。
を実施例1に記載の反応容器にかくはんしながら導入し
た。
得られた混合物をかくはんしながら約20分間に70℃
±1℃の温度に上げた。次いで沈降反応を行った。
11浩りH2SO4366iを含有する硫酸水溶液を計
量ポンプにより該混合物に導入した。この導入操作は毎
分10−の速度において行った。
酸の導入操作開始の42分後Krデル出現が認められた
。次いで酸の導入操作を停止し、かくはんしながら15
分間熟成操作を行った。第57分目1’(硫酸水を毎分
10祷の速度で31分間にわたり再び導入した。
第88分目から、一方において11当りH2SO。
366タを含有する酸溶液を毎分4.9/の速度で、他
方においてE1102/Na2O重量比3.67を有し
、かつ11当り5in245 flを含有するケイ酸ナ
トリウム水溶液を毎分82Mの流量において同時に導入
する操作を行った。酸とケイ酸ナトリウムとの同時導入
は40分間にわたって行った。
反応温度は反応の初期において第75分目まで70℃士
1℃に固定した。第75分目に加熱によって温度を上げ
た。反応媒質の温度は第88分目、すなわち酸とケイ酸
す) IJウム水との同時添加操作の初期におし・て7
8℃であり、引続いて83℃±1℃に保った。
40分間の同時添加操作後にケイ酸塩の導入を停止し、
硫酸の導入を続けて約1D分間に用値を3.5に調整し
た。
得られたシリカ懸濁液を濾過した。濾過器上に分離され
たシリカのケークを水洗した。
次いで上記スラリーを実施例1に記載のようにしてアト
マイデー中で乾燥した。
該シリカは −CTAB比表面積320 m2/j;l、及び−BE
T比表面積310 m’/’M を有した。
実施例15 操作は、第20分目に酢酸カルシウム8.5gを含有す
る水溶液0.51を導入した点を除℃・て実施例1に記
載のとおりであった。デルは実施例1において37分3
0秒において出現した代りに第34分目に出現した。次
いで15分間かくはんしながら熟成を行い、第49分目
から第89分目までにわたって毎分12縦の速度で硫酸
を再導入した。次イテ硫酸(E2SO4= 366 g
/It )及びケイ酸ナトリウム水(5i02/Na2
O重量比3.3’l’[、,1/aす51o255.9
を含有する)の同時導入操作を行った。
酸は毎分6麻の速度で、ケイ酸塩は毎分81.57dの
速度で導入した。同時導入操作は、温度を反応の初期か
ら90℃±1℃に保ちなから4a分間にわたって行った
次℃・でケイ酸塩の導入は停止したけれど酸の導入は約
10分間継続して…値6.5にした。
次℃・で得られたシリカのスラリーを濾過した。
濾過器上に分離されたシリカのケークを水洗し、該スラ
リ、−を実施例1に記載のようにしてアトマイデー中で
乾燥した。
シリカはCTAB比表面積200がfl及びBET比表
面積2 [] Om2/gを有シタ。
実施例16 下記ニ ー 蒸留水1肌471!、 −8i02/Na2O重量比3.25及び5in2濃度
370 g/lを有するケイ酸ナトリウム水2/、及び − 溶解状態のNa2SO4245jjを有する水11
1をかくはんしながら実施例1に記載の反応器に導入し
た。
得られた混合物をかくはんしながら約30分間に90℃
±1℃の温度に上げた。含量3669/lを有する硫酸
水溶液を毎分24.77dの速度で上記混合物中に導入
した。12分後にシリカゲルの出現が認められ、酸の導
入操作を停止し、次℃・で反応混合物をかくはん状態(
55Orpm )に保ったまま15分間エージング操作
を行った。上記時間後、硫酸水溶液(H2S04= 3
66 g/Il)を24.9d/分の速度で25分間に
わたり再導入した。反応開始52分後(52分=12−
1−15+25分)に、一方において硫酸水溶液(36
6g/l含有)を毎分6.4aの速度で、他方において
17Mす5=o25511を含有する新たに調製したケ
イ酸ナトリウム(5i02/Na2O、ji量比3.2
5 )水溶液を毎分811nlの速度で同時に導入した
。この酸及びケイ酸塩の同時導入操作は90℃において
反応媒質の…値を7.5±082に保ちながら40分間
行った。
次いでケイ酸塩の導入を停止し、一方において酸の導入
を継続し、15分間にわたってβ値を6.5に調整した
濾過、洗浄及び前記アトマイず−による乾燥後に得られ
た生成物は下記の特性を有するシリカであった。
−CTAB比表面積123 m2/9、及び−BET比
表面積122 m”/、!i’実施例17 本実施例においては実施例1に記載のような容fr20
/を有する反応容器を使用した。
下記を反応容器に導入した: Ca(OH)2135〜を含有する水10.9J。
及び −8i O2/Na 20重量比6.67を有し、1/
当り618Iの8102を含有するケイ酸ナトリウム水
2.28 Jo 得られた混合物をかきまぜ、温度を90℃±1℃に上げ
た。次いで沈降反応を行った。11当9366Iの)i
2So、を含有する硫酸水溶液を、かくはんした混合物
(タービンのかくはん速度は毎分350回転であった)
中忙導入した。該水溶液の導入操作は毎分12+dの速
度で行った。反応の62分後にゲルの出現が認められ、
この時、酸の導入操作を停止し、15分間のニーソング
操作を行った。上記時間後、硫酸水溶液を毎分12プの
速度において34分間再び導入した。上記時間後、した
がって反応開始後32+15+34=81分後において
懸濁液のβ値は90℃において7.8±0.1であり、
次℃・で硫酸水溶液(H2SO,=3669711 )
と、S i O2/Na 20重量比3.37を有し、
11当り5io955 gを含有する新たに調製したケ
イ酸す) IJウム水溶液との、反応混合物の2個所の
明らかに異なる場所への同時添加を行った。
該同時添加操作は90℃において40分間にわたり、下
記のような態様において行ったニー ケイ酸ナトリウム
水溶液を毎分8211Llの流速で導入し、次いで硫酸
水を、−値が7.8±0.1から3.5±0.1まで範
囲に連続的に低下するように時間と共に減少する流量に
おいて導入した。
得られたシリカ懸濁液を濾過した後、実施例1に記載の
ようにして蒸留水で洗浄し、次℃・でアトマイデーによ
り乾燥した。得られた生成物は下記の特性を有するシリ
カ粉末であった。
−CTAB表面積−270m”/i −BE!T表面積−270m”/9 − DBP吸油量−シリカ100Iに対しA’)−Ql
fLl−−値−5,0 実施例18 下記を実施例1に記載の201の反応容器に導入したニ ー 蒸留水10.83J、及び 5102/Na2O重量比3.7を有し、かつ11当り
282gの8102を含有するケイ酸ナトリウム水2.
6410 。
得られた混合物をかくはんしながら約30分間に90℃
±1℃の温度に上げた。11当り366yのH2SO,
を含有する硫酸水溶液を計量ポンプにより該混合物中に
導入した。該溶液を毎分11ゴの平均流量において41
分間にわたり導入した。この時点においてケ9ルの出現
が認められ:酸の添加を停止し、15分間の熟成操作を
行った。第44分目において、11当り350yのNa
 2 S O4を含有するNa2SO4水溶液0.91
を導入した。第56分目に硫酸水溶液を毎分11−の速
度において32分間にわたり再び導入した。上記時間後
、すなわち反応開始後88分(88分−41+15+3
2分)後に、一方において11当り366gのH2SO
4を含有する硫酸水溶液を毎分11−の速度において、
他方において5to2.、”n2o重量比6.7を有し
、かつIAaす55gの8102を含有する新たに調製
したケイ酸ナトリウム水溶液を毎分80mの速度にお℃
・て反応媒質中に同時に導入する操作を行った。
酸とケイ酸ナトリウム水とを同時に導入する操作を、温
度を90℃±1℃に保ちつつ40分間にわたって行った
酸とケイ酸す) IJウムとの40分間の同時添加後に
ケイ酸ナトリウム水溶液の導入を停止したが酸の導入は
維持した。形成されたシリカスラ+7−〇−値を、この
ようKして10分間に6.5の値に調整した。
次いで該得られたシリカスラリーを濾過し、得られた湿
潤ケークを蒸留水で洗浄して、沈降工程中に形成された
硫酸す) IJウムを除去した。該洗浄したケークは次
いで実施例1に記載のようにして乾燥した。
該シリカの物理的−化学的特性は次のとおりであったニ ー CTAB表面積= 255 m”/g−BIICT
表面積= 260 m”/9− DBP吸油量=シリカ
100gに対し410d−−値−4,5 実施例19 実施例18に記載のようにして沈降操作を行った。しか
し下記の点が異なったニ ー 硫酸水とケイ酸ナトリウム水との同時導入段階を硫
酸水()I2so、 = 3661/lj )のみを導
入することを包含する反応段階によって置き換えた。
該操作は反応懸濁液をかくはんしつつ90℃±1℃に保
ちながら30分間行った。
酸の流量を時間と共に減少させてβ値が7.8±0.1
から3.5±0.1まで連続的に低下するように調節し
た。
濾過、洗浄、次いで上述のものと同一のアトマイデーに
より乾燥後に下記の特性を有するシリカが生成したニ ー CTAB表面積= 300 m2/9− BET表
面積−jl 0 m2/Ji’−DBP吸油量−シリカ
100.li’に対し410ゴー −値−4,8゜ ン 実施例20 下記を実施例1忙記載の容量20Jを有する反応容器に
導入した。
−交換水81 − 8102/Na2O重量比6.65を有し、11当
り5io2570 gを含有するケイ酸ナトリウム水2
.15M、及び −Na2SO4339f!を含有する水溶液3.321
!。
得られた混合物をかくはんしくタービン速度:毎分65
0回転)、約30分間に90oCK昇mさせた。次いで
11当り)!2so4366 Ji’を含有する硫酸水
溶液を計量ポンプにより該混合物中に導入した。上記操
作は18分間にわたり毎分13.1 Jの平均流量にお
いて行った。その時点においてダルの出現が認められ;
酸の導入を停止し、15分間の熟成操作を行った。上記
時間後、すなわち反応の始まりから第33分目に硫酸水
溶液を毎分12.81117の流量において56分間に
わたり再び導入した。上記時間後、すなわち反応の始ま
りから89分後(89分−18+15+56分)に、一
方において11当りH2SO43661!を含有する硫
酸溶液を毎分6.9Mの流量において、他方において5
102/Na2O重量比6.65を有し、かっ11当り
5io259 、!i’を含有する新たに調製したケイ
酸ナトリウム水溶液を毎分821dの流量において反応
媒質中に同時に導入する操作を行った。
上記の酸とケイ酸ナトリウム水とを同時に導入する操作
は90℃±1℃において反応懸濁液をかくはん条件下(
タービンの回転速度:350rpm)に保ちつつ40分
間にわたって行った。
酸とケイ酸ナトリウム水との40分間の同時添加操作後
に、ケイ酸す) IJウム水溶液の導入を停止し、一方
、酸の導入操作は継続した。反応容器中に形成されたシ
リカ スラリーのβ値を、このようにして10分間内に
6.5に調整した。
次いで該得られたシリカ スラリーを濾過した。
濾過器上に採集されたケークを洗浄し、次いで前記と同
様なアトマイデーにより乾燥した。
生成されたシリカ粉末は下記の特性を有したニー C’
TAB比表面積−55m2/I/−BIT比表面積= 
60 m2/、li’−DBP吸油量−5to2100
 、li’に対し290−一 −値=5.9゜ 実施例21 容量2OA’を有し、かくはん機系統(90°の角度に
おける4枚のカウンター翼を有する6枚翼うイトニン 
タービン)を備え、しかも二重ジャケット加熱系統をも
備えたステンレス鋼製容器を使用し、下記をかくはんし
ながら#iI囲温度において導入したニ ー 蒸留水10.47 J 8102/Na 20重量比6.67を有し、かつ14
1す5i02370 、!9を含有するケイ酸ナトリウ
ム水2/、及び −蒸留水11中に溶解しているNa2SO4245fl
得られた混合物をかくはんしながら約30分間に90℃
±1℃の温度に上げた。次℃・で温度を90℃±1℃に
保ちなからシリカの沈降反応を行った。上記の目的のた
めに11!当りlll2BO4366jiを含有する硫
酸水溶液をポンプにより該混合物中に導入した。該溶液
は酸溶液12.1−の流量において導入した。その時点
、すなわち反応の22分後にゲルの出現が認められ、酸
の導入を停止し、15分間のエージング操作を行った。
上記時間後、H2BO336611”!を含有する硫酸
水溶液を毎分12−の流量において53分間にわたり、
しかも90℃±1℃の温度をなおも保ちつつ再び導入し
た。上記時間後、すなわち反応の始まりから90分(9
0=22+15+53)後に、一方においてn2so4
3611−’を含有する酸溶液を毎分6.8ゴの流量で
、他方において5i02/Na2O重量比6.37を有
し、かつ1/当り551の5in2を含有するケイ酸す
) IJウム溶液を毎分841rLlの流量において、
二つの異なる地点において反応媒質中に同時に導入する
操作を行った。
核酸とケイ酸塩溶液との同時導入を40分間行い、反応
媒質の用値は90℃において7.5±0.2であった。
酸とケイ酸塩との40分間の同時添加後にケイ酸塩の導
入を停止し、一方において酸の導入(H2SO,366
g−’ )を毎分6.8mlの流量において維持し;形
成されたシリカ スラリー(510250g−1)の…
値を、このようにして10分間に3.5に調整した。
生成されたシリカ スラリーを濾過し、ケークを蒸留水
(又はでき得れば更に純度の低い水)により洗浄した。
該洗浄された湿潤ケークは乾燥後に下記の特性を有する
微細なシリカ粉末となったニー CTAB表面積= 9
0 m2/、li’−B、ET表面積= 88 m”/
9 −−値=7.5 − DBP吸油量−シリカ100IIに対し380mA
’。
代理人 浅 村 皓

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11CTAB比表面積を増加させるために、C!TA
    B表面積が増加する場合にDBP / CTABの比が
    、50〜100 m2/、li’の間のC”I’AB範
    囲に対し7と4との間、 100〜200 m2/gの間のCTAB範囲に対し4
    と2.5との間、 200〜250 m’/9の間のCTAB範囲に対し2
    .5と2との間、 250〜300 m″′/、!iilの間のCTAB範
    囲に対し2と1.5との間、 300〜350 m2/iの間のCTAB範囲に対し1
    .5と1.2との間、 であるように減少する1対のCTAB / DBP油指
    数の比を有することを特徴とする、50 m”/11と
    650mに7gとの間のBET表面積を有する沈降シリ
     カ。 (2)1と1.2との間の13ET表面積/ CTAB
    表面積の比を有する、特許請求の範囲第(1)項記載の
    沈降シリカ。 (3) 下記: a)全ケイ酸塩の一部を含有する容器残油を生成させる
    工程、 b)デルが出現するまで酸を添加する工程、C)酸の添
    加及びゲルの熟成の停止を観察する工程、 d)酸を添加する工程、 e)後処理工程、 f)懸濁液を濾過し、洗浄し、かつ乾燥し、次いで該得
    られた生成物を回収する工程より成る、CTAB比表面
    積を増加させるために、CTAB表面積が増加する場合
    にDBP / CTABの比が、50〜100 m”/
    I!の間のCTAB範囲に対し7と4との間、 100〜200 m”/、li+の間のCTAB範囲に
    対し4と2.5との間、 200〜250 m”/9の間のCTAB範囲に対し2
    .5と2との間、 250〜500 m279の間のCTAB範囲に対し2
    と1.5との間、 300〜350 m279の間のCTAB範囲に対し1
    .5と1.2との間、 であるように減少する1対のCTAB / DBP油指
    数の比を有するぐ若射蝉番害す壬、50 m”/&と3
    50 m27Elとの間のBE栄表面積を有する沈降シ
    リカを製造する方法において −工程(a)の容器残油に60重量%から100重量%
    までのケイ酸塩を含有させ、 −工程(b)において、時間/温度の対を10分と50
    分との間にデル化が生ずるように調整し、−5分から5
    0分までのゲル化において停止を観察し、 −停止後に、−値が多くとも9に等しくなるまで酸の添
    加を再開し、次いで後処理してm値を7と9との間とし
    、 −工程(a)、[有])、(C)、(d)及び(e)の
    少くとも一つにおいて電解質を導入する、 ことを特徴とする前記方法。 (4)電解質がアルカリ金属及びアルカリ土類金属。 より成る群からの塩より成る特許請求の範囲第(3)項
    記載の方法。 (5)電解質を一度に導入する特許請求の範囲第(3)
    項及び第(4)項のうちの1項記載の方法。 (6) 電解質を複数回に導入する特許請求の範囲第(
    3)項及び第(4)項のうち1項記載の方法。 (7)電解質なデルの出現前に導入する特許請求の範囲
    第(3)項から第(6)項までのうちの1項記載の方法
    。 (8) 電解質をゲルの出現時に導入する特許請求の範
    囲第(3)項から第(6)項までのうちの1項記載の方
    法。 (9) 電解質をゲルの出現後に導入する特許請求の範
    囲第(3)項から第(6)項までのうちの1項記載の方
    法。 (11高水準の運動量を有する熱ガスにより対称的なう
    ず巻回転流れ形状を形成させ、次いでシリカ懸濁液を前
    記流れ形状の回転軸に沿ってその比較的に低圧の領域に
    導入することにより乾燥操作を行い、該懸濁液の軸流に
    関して対称的である該うず巻流れ形状の運動量が破壊さ
    れ、分散され、取り除かれるべき軸流を生じさせるに十
    分である特許請求の範囲第(3)項から第(9)項まで
    のうちの1項記載の方法。
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