JPS6116735B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6116735B2
JPS6116735B2 JP55149321A JP14932180A JPS6116735B2 JP S6116735 B2 JPS6116735 B2 JP S6116735B2 JP 55149321 A JP55149321 A JP 55149321A JP 14932180 A JP14932180 A JP 14932180A JP S6116735 B2 JPS6116735 B2 JP S6116735B2
Authority
JP
Japan
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zeolite
substituted
metal
type
particle size
Prior art date
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Expired
Application number
JP55149321A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5777022A (en
Inventor
Hiroyuki Kashiwase
Shozo Takatsu
Muneo Mita
Genichi Sato
Toshihiko Morishita
Yutaka Konose
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Original Assignee
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Chemical Industrial Co Ltd filed Critical Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Priority to JP14932180A priority Critical patent/JPS5777022A/en
Publication of JPS5777022A publication Critical patent/JPS5777022A/en
Publication of JPS6116735B2 publication Critical patent/JPS6116735B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はA型ゼオライト金属置換体およびその
製造法に関する。その目的とするところは、各種
のゴムや合成樹脂の物性改善に有用な添加剤、充
填剤あるいは触媒等に使用できる独特の無機質粉
体を提供すると共に併せてその工業的に有利な製
造法を提供するにある。 近時、ナトリウムA型ゼオライトはそのカルシ
ウムイオン交換能の特性に着目して各種の洗剤用
ビルダーとして利用することが注目されている。 しかしながら、上記ゼオライトのナトリウムイ
オンと他の金属イオンとを予めイオン交換したA
型ゼオライト金属置換体(以下単に「置換ゼオラ
イト」という)についてはわずかに特殊な触媒あ
るいは塩化ビニル樹脂等の安定剤として知られま
たは可能性として提案されているにすぎない。例
えば(1)300℃以上の温度で脱水活性化したA型ゼ
オライトを用いる場合(米国特許3245946号明細
書)、(2)含水率18〜25%の不活性ゼオライトを他
の定剤として併用する場合(米国特許第4000100
号明細書)、(3)ナトリウム塩のイオン交換容量が
2.1meq/g以上のゼオライト結晶のアルミノ珪酸
塩を用いる場合(特開昭54−34356号)等があ
る。 これらはいずれも主として結晶構造にNa+を有
するナトリウムA型ゼオライトを用いた例であ
り、また一部にはこれと等価的にカルシウムゼオ
ライトの如き置換ゼオライトにも示唆してはいる
が、具体的には全く開示されていない。 本発明者らは、これらの提案に基づきナトリウ
ムA型ゼオライトの含ハロゲン樹脂、特に塩化ビ
ニル樹脂に対する熱安定化能に関し数多くの実験
を試みたが、前記の提案にも拘らず該性能はナト
リウム特有の赤味を呈する着色が加熱初期から生
じて実質的に実用性を期待でくるものは認められ
なかつた。 また、たとえばカルシウム置換と称する同じ種
類の置換ゼオライトであつてもその樹脂への適用
において再現性にバラツキが多く、また特に樹脂
の耐候性に大きな差異が生じる欠点も認められ
た。更に一方、他の安定剤との併用による樹脂特
性をみると著しい変化を生じる等の問題があり、
このような事実は含ハロゲン樹脂にかぎらず、例
えばポリオレフイン樹脂、エチレン−酢酸ビニル
系樹脂あるいはゴム等への添加剤として配合した
場合にも同様の傾向を示した。上述の事実に鑑み
本発明者らは更に鋭意研究を重ねたところ、A型
ゼオライトの性能が置換金属と残留ナトリウムの
量的関係があり、かつ、その粒子特性によつて左
右されることを知見し、これに基づいて各種の樹
脂添加剤等の分野に好適なA型ゼオライトの改質
に成功し、本発明を完成に至つた。 すなわち、本発明はナトリウムA型ゼオライト
をイオン交換により2価金属イオンで置換体して
残留ナトリウムイオンがNa2Oとして10重量%以
下であるA型ゼオライト金属置換体であつて、そ
の置換体の粒度特性が電子顕微鏡的観察では一次
粒子が実質的に0.1ないし10μmの範囲にあり、
かつ光透過式粒度測定法では粒径6μm以下の粒
度分布が80%以上であるような均一な粒度分布を
有することおよびその置換体の粒子形状が球状な
いし丸味のある立方体であることを特徴とする樹
脂添加剤用A型ゼオライト金属置換体に関し、更
にその効果的な製造法に係るものである。 一般に、“ゼオライト”なる意義は独特な3次
元的骨格構造をもつアルミノ珪酸塩の総称であ
り、SiO2/A2O3のモル比や結晶構造の違いに
よつて種々のゼオライトが知られているが、本発
明におけるナトリウムA型ゼオライトは置換ゼオ
ライトの原体であつて、一般式Na2O・A2O3
(1.5〜2.5)SiO2・nH2O(nは0〜4.5)に近い化
学組成のカチオン交換能を有する結晶性アルミノ
珪酸塩である。 このA型ゼオライトは等軸晶化に属する結晶構
造を有し、X線回折により示される回折線のスペ
クトル特性から容易に確認される。 本発明にかかる置換ゼオライトは前記の如きナ
トリウムA型ゼオライトのナトリウムイオンが他
の金属イオンとイオン交換により置換されたA型
ゼオライトであり、その基本的結晶の骨格構造は
原体のゼオライトと同様である。 本発明の置換ゼオライトの特徴の一つはゼオラ
イト中の残留ナトリウムイオンがMa2Oとして10
重量%以下であることであり、特に好ましくは5
重量%以下である。この理由は、ゼオライト構造
体におけるナトリウムイオンと他の金属イオンと
の量的バランスによつてA型ゼオライトの特性が
左右され、ゼオライト中にNa2Oとして10重量%
以下であつてはナトリウムが一部残留していて
も、置換ゼオライトの特性が優先し、一方逆に
Na2Oが10重量%を超えると置換ゼオライトの影
響は殆んど見られずナトリウムA型ゼオライトの
特性が著しく優先する傾向を示すからである。従
つて、A型ゼオライト中の残留ナトリウムイオン
がNa2Oとして約10重量%以下の置換ゼオライト
にあつては、相当する金属の置換ゼオライトの特
性をもつようになり、特にNa2Oが約5重量%以
下にあつては、何れの置換金属イオンの場合にも
実質的にそれぞれの置換ゼオライト本来の特性の
みを示すようになるので、所望する用途に応じて
各置換ゼオライトの効果を再現性よく発揮させる
ことができる。例えば塩化ビニル樹脂の添加剤と
して用いた場合ナトリウムは塩基性が強く塩化水
素捕捉能という観点からは非常に優れている筈で
あるが、実際にナトリウム塩を塩化ビニル樹脂に
配合すると加熱加工初期に樹脂が赤色に着色し、
その耐候性も著しく低下する。この点、ゼオライ
ト結晶構造中のナトリウムも他のナトリウム塩と
同様に例外でなくナトリウムゼオライトを含む塩
化ビニル樹脂を屋外に曝露すると劣化が激しく赤
色に着色して耐侯性に著しい悪影驚を及ぼす。し
かして、残留ナトリウムが約10重量%以下の特定
の置換ゼオライトの場合には、前記のような現象
は見られず、特に5重量%以下の場合には常に著
しい樹脂安定化能をもつに至る。この事実は他の
樹脂についても同様で、それぞれの置換ゼオライ
トの特性に外ならないと考えられる。なお本発明
における残留ナトリウムイオン量は原子吸光光度
計による測定で分析される値を採るものとする。 かかる置換ゼオライトにおいて、置換すべき金
属としてはナトリウムA型ゼオライトのナトリウ
ムイオンとイオン交換能のある他の金属イオンで
あれば特に限定される必要はない。しかし、工業
的または用途的な観点から自ずと限定されよう
が、例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロ
ンチウム、バリウム、亜鉛またはカドミウムの如
き周期律表第族元素、錫または鉛等の周期律表
第族元素、他の元素として例えば、ニツケル、
コバルト、銅、チタン、マンガン、ゲルマニウム
またはパラジウム、白金、または銀等があげられ
るが、多くの場合2価元素の金属イオンが適当で
あり、またそれらは1種または2種以上であつて
も差支えはない。 次に本発明の他の特徴の一つとして前記の如き
置換ゼオライトは、次のような粒度特性を持つこ
とが重要である。すなわち、電子顕微鏡的観察で
は一次粒子が実質的に0.1ないし1.0μmの範囲に
あり、かつ光透過式粒度測定法では粒径6μm以
下の粒度部分が80%以上であるような均一な粒度
分布を有す置換ゼオライトである。 この理由は、一次粒子が0.1μm以下の場合
は、原体ゼオライトの調製が非能率的で実用性に
欠け、一方、10μm以上の場合には、置換ゼオラ
イトの機能が制限される傾向、例えばゴムや樹脂
への分散性および相容性が著しく悪く、比表面積
が小さくなつて活性能が減少する等のことから置
換ゼオライトの特性を実質的に活用できなくなる
からである。また同様の理由から、特に光透過式
粒度測定法による粒度分布が前記のようなシヤー
プなものが最も効果的に置換ゼオライトの機能を
発揮できる。なお、置換ゼオライトはその種類に
よつて、性質上、微細な相当する金属の含水酸化
物がゼオライト粒子表面に沈積したり、または一
部遊離した微粒子となつて含有する場合がある。
これはイオン交換の際に金属イオンが一部加水分
解によつてイオン交換反応と競合して金属水酸化
物が生成する場合があるからであるが、実用上ほ
とんど支障をきたすことはなく、本質的に置換ゼ
オライトの機能を低下させない限り許容される。
また、本発明においては結晶水を有する置換ゼオ
ライトは勿論、それを脱水した無水の置換ゼオラ
イトまで含むものである。このような置換ゼオラ
イトの粒子の性質は多くの場合原体のナトリウム
A型ゼオライトの粒子特性によつて本質的に決定
される。A型ゼオライトの結晶学的には等軸晶系
に属する結晶であるため、通常のものは角や稜線
の顕著な角砂糖型の立方体状の粒子であるが、本
発明においては、原体ゼオライトが球状ないし丸
味のある立方体であるために、A型ゼオライト金
属置換体の粒子形状は球状の結晶粒子ないし立方
体の角や稜線に相当する部分が消失して平滑な曲
面となつて丸味のある立方体状をした特徴を有し
ている。このために粒子の分散性は非常にすぐれ
たものとなつている。かかる形状は走査型電子顕
微鏡の観察によつて容易に識別される。 代表的なものを図でみると、第1図は後述する
実施例1においてモル比SiO2/A2O3が1.8の条
件で得られた原体ナトリウムA型ゼオライトの走
査型電子顕微鏡写真(×5000倍)、同じく第2図
はこのゼオライトを塩化カルシウム溶液でイオン
交換したカルシウム置換A型ゼオライト4実施例
No.1−2)の写真である。図から明らかなよう
に、いずれも粒度が揃つた丸味のある独特の立方
体A型ゼオライトであり、置換ゼオライトは原体
ゼオライトの基本骨格を、本質的に引き継いでい
ることがわかる。これは他の置換体も全く同様で
いずれも特徴的置換体となつている。 本発明にかかる置換ゼオライトは、例えば塩化
ビニル樹脂、ポリオレフイン樹脂、エチレン−酢
酸ビニル系樹脂、ポリアセタール樹脂等の熱可塑
性樹脂の物性改善のための添加剤、ゴム添加剤あ
るいは特殊金属で置換されたものは触媒または無
機顔料として有用なものである。例えば、カルシ
ウムイオン、マグネシウムイオンまたは亜鉛イオ
ン等でイオン交換された置換ゼオライトは樹脂や
ゴムの添加剤として有効であり、コバルトイオン
で交換された置換ゼオライトは温度センサーとし
てあるいは銅イオンで交換された置換ゼオライト
は殺菌剤や触媒に好適である。 本発明にかかる置換ゼオライトの工業的かつ性
能的に有利な製法は次の方法による。すなわち、
珪酸ソーダ水溶液とアルミン酸ソーダ水溶液とを
モル比SiO2/A2O3が0.5ないし3の範囲におい
てバツクミキシングのない状態で反応させてゲル
を得た後、該ゲルを熟成して得られる結晶を水洗
し、次いで該結晶粒子を2価金属塩水溶液に接触
させてスラリ系のPHが5以上の状態でイオン交換
させることを特徴とする。 本発明にかかる製造方法で使用する原料は珪酸
ソーダ水溶液とアルミン酸ソーダ水溶液であり、
その濃度は次に示すものが適当である。 珪酸ソーダ水溶液:Na2O 5〜20% SiO2 5〜20% アルミン酸ソーダ水溶液:Na2O 5〜15% A2O 5〜10% 本発明の製造方法で最も重要な部分はアルミン
酸ソーダ水溶液と珪酸ソーダ水溶液とを混合して
非晶質アルミノ珪酸塩ゲルを得る反応におけるゲ
ルの調製およびゲルの熟成にある。 まずゲルの調製において、アルミン酸ソーダ水
溶液と珪酸ソーダ水溶液をバツクミキシングのな
い状態で連続的に完全混合させることによに均一
なゲルを調製する点に特徴を有する。この目的の
ため本発明では管状静的混合装置、遠心ポンプ等
を使用し、これにアルミン酸ソーダ水溶液と珪酸
ソーダ水溶液を同時に注入して均一ゲルを連続的
に調製する。 バツクミキシングのない状態での反応というの
は、A液とB液を混合して反応を行なわせる場
合、反応系において常にA液とB液との直接的な
接触・混合によつて反応が行なわれる状態を意味
する。 一般に、このような状態は強力な撹拌効果を伴
なう小容積の反応系に両反応液を速やかに系外に
排出することによつて(すなわち、極端に短かい
滞留時間内での両反応液の完全混合によつて)達
成されるものであるが、本発明の場合には反応系
すなわち混合装置肉での下記で定義する平均滞留
時間が約10秒以下であることが望ましく、その間
に完全混合が行なわれることが必要である。 このような状態での反応は、既に著量の反応生
成物が滞留している反応系内にA液およびB液を
導入して行なう反応、あるいはA液またはB液中
にB液またはA液を除々に添加混合して行なう反
応(何れもバツクミキシングを伴なう反応)とは
本質的に異なるものである。 後者の反応(バツクミキシングを伴なう反応)
では、何れもA液及びB液はそれぞれ一旦反応生
成物と混り合つて液濃度や生成物の粒子状態など
に何らかの影響を及ぼし合つたのちに互に接触し
て反応することになるからである。 なお、特開昭50−70289号には珪酸ソーダ溶液
とアルミン酸ソーダ溶液との同時添加によるゲル
の調製方法が記載されているが、この方法は回分
式で長時間せん断力を与えて混合するのでバツク
ミキシングを伴なうものであり、本発明の製造方
法とは本質的に異なるものである。 本発明の方法においては、バツクミキシングの
ない状態だ連続的に反応を行なうために反応器と
して強力な撹拌効果を発揮する小容積混合装置を
使用するが、かかる混合装置としては、例えば管
状静的混合装置、遠心ポンプ等を利用するが、特
に前者が好ましい。 これらの反応器に珪酸ソーダ水溶液とアルミン
酸ソーダ水溶液を同時に注入し反応器中を通過さ
せることによつて反応が行なわれるが、そのとき
の反応系での平均滞留時間θ(秒)は次の関係式
に基いて算出することができる。 θ=V/a+b ただしVは反応器の容器()、aおよびbは
それぞれアルミン酸ソーダ水溶液およびアルミン
酸ソーダ水溶液の注入速度(/秒)を表わす。 本発明の方法において、反応器に注入するアル
ミン酸ソーダ水溶液と珪酸ソーダ水溶液との量的
比率は反応系のモル比(SiO2/A2O3)が0.5な
いし3好ましくは0.8ないし2.5の範囲とする、こ
の範囲以外では次の熟成処理の如何にかかわらず
前記したように粒子特性を有するゼオライトが得
られないが、操作上の問題も生じて好ましくな
い。熟成条件にもよるが、前記範囲において立方
体の角のとれた丸味のある結晶粒子が得られ、特
にモル比が低いと球状に近い均一な結晶粒子とな
る。 ゲルを調製するときの反応温度、つまり珪酸ソ
ーダ水溶液とアルミン酸ソーダ水溶液の温度につ
いては特に限定する必要はなく、A型ゼオライト
の所望の粒径に応じて適宜選定すれば良い。一般
に、反応温度が高い程生成するゲルの活性が高
く、その後の熟成による結晶化もより短時間で終
了し、得られるゼオライトの粒径も大となる傾向
がある。かくして、得られるゲルは、そのまま直
ちに結晶化させるために熟成を行う。この結晶化
の為の熟成は通常の方法と特に変えることなく、
適宜所望の条件を設定すればよい。一般には、50
℃〜150℃において1〜10時間程度撹拌すること
によつて行われる。 この場合温度が低いと結晶化時間は長くなり、
また粒子も小さくなる傾向となる。 熟成操作には、一般的には撹拌混合によつて行
われるが、他にホモジナイザーの如き剪断力を与
えて混合熟成することも好ましい。 また、この熟成において遊離アルカリ濃度すな
わちNaOH濃度によつても粒子特性に影響があ
り、ゲル化反応によつて生成する遊離アルカリ濃
度以上の場合には丸味を帯びた粒子が、一方逆に
その濃度より低い場合には角砂糖状の立方体粒子
となる傾向にある。 本発明の特徴として以上の如き工程によつてい
ずれの形状であれ粒度分布が極めて狭い実質的に
均一な粒子特性を有するナトリウムA型ゼオライ
トが生成する。 次に結晶化したゼオライトスラリーは過によ
り母液を分離し、遊離アルカリが実質的に除去さ
れるまで水洗して過ケーキを得、このゼオライ
トと置換すべき金属塩水溶液と接触させてイオン
交換処理を行うのであるが、この方法には幾つか
の態様が可能である。 例えば、洗浄ケーキを水に再分散させて所定の
スラリー濃度にし金属塩水溶性を該スラリーに添
加混合する方法、カラム型式にしてゼオライト層
へ金属塩水溶性を連続または非連続に流通させる
方法がある。本発明ではいずれの接触方法であつ
ても特に差支えないが、イオン交換の結果として
残留ナトリウムイオンがNa2Oとしてゼオライト
中に約10重量%以下となるよにすることが重要で
ある。 なお、この操作中またはその前後において、ホ
モジナイザーの如き剪断力を用いたり、湿式粉砕
または分級を兼ねた手段を適宜採ることが粒子特
性の調整のうえで好ましいことである。この工程
において、イオン交換の条件は、交換量、金属塩
の種類等によつて一様でないが、共通して重要な
ことは反応系のPHは約5以上の弱酸ないしアルカ
リ性にすべきであり、その他温度、時間またはス
ラリー濃度等は所望の条件に設定できる。この理
由は約PH5以下の場合にはA型ゼオライトの結晶
構造が破壊され易くなるからであり、一方PHの上
限はイオン交換すべき金属塩水溶液によつて異な
り、例えば水酸化物を生成し易いようなPH域での
接触は効率低下となるので選択する金属塩の性質
等によつて設定すべきであり、その他の条件はイ
オン交換の程度の問題であつて、置換ゼオライト
の本質的な性能には直接的な影響はないので適宜
好ましい条件を設定すればよい。例えば、本発明
においては、スラリー濃度は多くとも30重量%、
好ましくは5〜20重量%のゼオライトスラリーと
金属塩水溶液とを常温または温度40℃以上の加湿
状態で金属塩水溶液とを少なくとも10分以上、好
ましくは30分〜6時間、PH5以上において接触さ
せることによつて所望の金属イオンとイオン交換
させる。この場合バツチ処理においては1回に限
らず、必要により2回以上の操作を繰り返して残
留ナトリウムイオンがNa2Oとして10重量%以下
となるまで行うことが必要となる。 このように置換ゼオライトは原体ゼオライトと
イオン交換すべき金属の可溶性塩水溶液と充分に
接触させることによつて得られるが、可溶性金属
塩としては各金属の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、燐
酸塩または有機酸塩等があげられる。かくて、イ
オン交換処理した後は母液を分離して次いで洗浄
した後、乾燥および粉砕し、要すれば分級して有
用な置換ゼオライトを得ることができる。なお、
乾燥に当り更に加熱処理を行うことによつて結晶
水をも脱水した活性化置換ゼオライトを得ること
ができ、更に必要に応じて界面活性剤や有機表面
処理剤で所望により粒子表面の加工を行うと一層
置換ゼオライトの機能を向上させることがある。 本発明にかかる製法により粒子特性の優れた有
用な置換ゼオライトが工業的に量産でき、その用
途面における機能の信頼性および再現性は著しい
ものがある。 以下、実施例について本発明を更に具体的に説
明する。 実施例 1 珪酸ソーダ水溶液(Nb2O8.1%、SiO26.6%と
アルミン酸ソーダ水溶液(Na2O9.3%、A
2O35.6%)を、ポンプを経由して反応系にモル比
(SiO2/A2O3)がそれぞれ0.8、1.8、2.0となる
ような量的割合でスタテイツクミキサー(日本陶
器(株)製の一種の管状静的混合装置)に同時に連続
的に注入してアルミン珪酸塩のゲルをバツクミキ
シングのない瞬間的完全混合により生成させた。
但し、反応時のスタテイツクミキサー中の内容物
の平均滞留時間はいずれも1.2秒以下であり、各
原料水溶液の温度は80℃であつた。スタテイツク
ミキサーから連続的に流出する反応生成物は一定
量ずつ受器に採取した。このようにして各モル比
での反応により得られたゲル状の反応生成物を適
度の撹拌のもとに80℃で2時間加熱すると微粒子
とアルカリ溶液からなる流動性に富むスラリーが
得られた。このスラリーを過、洗浄によつて母
液から分離した洗浄ケーキを得た。この一部をそ
れぼれ採取してX線回折したところナトリウムA
型ゼオライトであることが確認された。次いで各
ケーキを水に冊分散させてスラリー濃度100g/
のナトリウムA型ゼオライトスラリーを調製し
た。 次いで濃度100g/の塩化カルシウム水溶液35
部を各スラリー100部の中へ添加混合した。この
ときのPHは9.2温度は40℃と常に一定にして約30
分間イオン交換処理を行つた。次いでそれぞれ同
様に水洗し温度120℃で乾燥後粉砕して粉末状の
カルシウムA型ゼオライトを得た。得られた置換
ゼオライトの特性を調べるため、粉末X線回折走
査型電子顕微鏡観察、光透過式粒度測定法、化学
分析および原子吸光光度計によつて測定または観
察したところ、次の結果が得られた。
The present invention relates to a metal substituted type A zeolite and a method for producing the same. The aim is to provide unique inorganic powders that can be used as additives, fillers, catalysts, etc. useful for improving the physical properties of various rubbers and synthetic resins, as well as to develop industrially advantageous manufacturing methods. It is on offer. Recently, attention has been paid to the use of sodium A-type zeolite as a builder for various detergents, focusing on its calcium ion exchange ability. However, A in which the sodium ions of the zeolite and other metal ions have been ion-exchanged in advance
Metal-substituted zeolites (hereinafter simply referred to as "substituted zeolites") are only slightly known or proposed as special catalysts or stabilizers for vinyl chloride resins and the like. For example, (1) when using type A zeolite activated by dehydration at a temperature of 300°C or higher (US Patent No. 3,245,946), (2) when using inert zeolite with a water content of 18 to 25% as another fixing agent. Case (U.S. Patent No. 4000100
(3) The ion exchange capacity of the sodium salt is
There is a case where an aluminosilicate of zeolite crystals of 2.1 meq/g or more is used (Japanese Patent Application Laid-open No. 34356/1983). All of these are examples using sodium A-type zeolite, which has Na + in its crystal structure, and some also suggest equivalently substituted zeolites such as calcium zeolite, but there are no specific examples. is not disclosed at all. Based on these proposals, the present inventors have attempted numerous experiments regarding the thermal stabilization ability of sodium A-type zeolite for halogen-containing resins, especially vinyl chloride resins, but despite the above proposals, the performance is unique to sodium. There were no cases where reddish coloring occurred from the early stage of heating and could be expected to be of practical use. Furthermore, even for the same type of substituted zeolite, which is called calcium substituted zeolite, there are many variations in reproducibility when applied to resins, and in particular, there are drawbacks in that there are large differences in the weather resistance of the resins. Furthermore, on the other hand, there are problems such as significant changes in resin properties when used in combination with other stabilizers.
This fact is not limited to halogen-containing resins, but also applies when compounded as an additive to polyolefin resins, ethylene-vinyl acetate resins, rubbers, etc. In view of the above facts, the present inventors conducted further intensive research and found that the performance of type A zeolite has a quantitative relationship between the substituted metal and residual sodium, and is also influenced by the particle characteristics. Based on this, we succeeded in modifying type A zeolite suitable for various resin additive fields, and completed the present invention. That is, the present invention provides a metal-substituted type A zeolite product in which sodium A-type zeolite is substituted with divalent metal ions through ion exchange, and the residual sodium ions are 10% by weight or less as Na 2 O. As for particle size characteristics, primary particles are substantially in the range of 0.1 to 10 μm when observed under an electron microscope.
In addition, it has a uniform particle size distribution in which the particle size distribution of particles with a particle size of 6 μm or less is 80% or more according to a light transmission particle size measurement method, and the particle shape of the substituted product is spherical or rounded cubic. The present invention relates to a metal-substituted type A zeolite for resin additives, and further relates to an effective method for producing the same. In general, the term "zeolite" is a general term for aluminosilicates with a unique three-dimensional skeleton structure, and various zeolites are known depending on the molar ratio of SiO 2 /A 2 O 3 and crystal structure. However, the sodium A type zeolite in the present invention is a raw material of substituted zeolite and has the general formula Na 2 O・A 2 O 3
(1.5 to 2.5) It is a crystalline aluminosilicate having a chemical composition close to SiO 2 .nH 2 O (n is 0 to 4.5) and having a cation exchange ability. This A-type zeolite has a crystal structure belonging to equiaxed crystallization, which is easily confirmed from the spectral characteristics of diffraction lines shown by X-ray diffraction. The substituted zeolite according to the present invention is a type A zeolite in which the sodium ion of the above-mentioned sodium A type zeolite is replaced with another metal ion by ion exchange, and its basic crystal skeleton structure is the same as that of the original zeolite. be. One of the characteristics of the substituted zeolite of the present invention is that the residual sodium ions in the zeolite are
It should be 5% by weight or less, particularly preferably 5% by weight or less.
% by weight or less. The reason for this is that the properties of type A zeolite are influenced by the quantitative balance between sodium ions and other metal ions in the zeolite structure, and the zeolite contains 10% by weight of Na 2 O.
Below, even if some sodium remains, the characteristics of the substituted zeolite will take priority;
This is because when Na 2 O exceeds 10% by weight, almost no effect of the substituted zeolite is observed, and the properties of the sodium A-type zeolite tend to take precedence. Therefore, substituted zeolites in which the residual sodium ions in type A zeolite are about 10% by weight or less as Na 2 O will have the characteristics of the corresponding metal-substituted zeolites, especially if Na 2 O is about 5% by weight or less. If the amount is less than % by weight, any substituted metal ion will substantially exhibit only the original characteristics of each substituted zeolite, so the effects of each substituted zeolite can be reproducibly determined depending on the desired application. It can be demonstrated. For example, when used as an additive in vinyl chloride resin, sodium is strongly basic and should have excellent hydrogen chloride scavenging ability. The resin is colored red,
Its weather resistance is also significantly reduced. In this regard, sodium in the zeolite crystal structure is no exception, as is the case with other sodium salts; when a vinyl chloride resin containing sodium zeolite is exposed outdoors, it deteriorates rapidly and becomes colored red, which has a significant negative impact on its weather resistance. However, in the case of specific substituted zeolites with residual sodium of about 10% by weight or less, the above phenomenon is not observed, and especially when the residual sodium is 5% by weight or less, they always have a remarkable resin stabilizing ability. . This fact is also true for other resins, and is thought to be due to the characteristics of each substituted zeolite. Note that the amount of residual sodium ions in the present invention is a value analyzed by measurement using an atomic absorption spectrophotometer. In such a substituted zeolite, the metal to be substituted is not particularly limited as long as it is another metal ion capable of ion exchange with the sodium ion of the sodium A-type zeolite. However, although it may be naturally limited from an industrial or usage point of view, for example, elements of Group Group of the Periodic Table such as magnesium, calcium, strontium, barium, zinc or cadmium, Group Group elements of the Periodic Table such as tin or lead, Examples of other elements include nickel,
Examples include cobalt, copper, titanium, manganese, germanium, palladium, platinum, or silver, but in most cases metal ions of divalent elements are suitable, and one or more of these may be used. There isn't. Next, as another feature of the present invention, it is important that the substituted zeolite as described above has the following particle size characteristics. In other words, when observed under an electron microscope, the primary particles are substantially in the range of 0.1 to 1.0 μm, and when measured using a light transmission particle size measurement method, a uniform particle size distribution in which the particle size portion of 6 μm or less accounts for 80% or more is observed. It is a substituted zeolite with The reason for this is that if the primary particles are 0.1 μm or less, the preparation of bulk zeolite is inefficient and impractical, whereas if the primary particles are 10 μm or more, the functions of the substituted zeolite tend to be limited, such as rubber This is because the properties of the substituted zeolite cannot be substantially utilized because the dispersibility and compatibility with the substituted zeolite and resin are extremely poor, the specific surface area becomes small, and the activity ability decreases. For the same reason, a substituted zeolite with a sharp particle size distribution as described above, especially when measured by a light transmission particle size measurement method, can most effectively exhibit the function of a substituted zeolite. Depending on the type of substituted zeolite, due to its nature, fine hydrous oxides of the corresponding metals may be deposited on the surface of the zeolite particles, or may contain partially liberated fine particles.
This is because during ion exchange, metal ions may partially hydrolyze and compete with the ion exchange reaction to generate metal hydroxides, but this does not pose any practical problems and is essentially Substituted zeolite is allowed as long as it does not impair its functionality.
Furthermore, the present invention includes not only substituted zeolite having crystal water but also anhydrous substituted zeolite obtained by dehydrating it. The particle properties of such substituted zeolites are often essentially determined by the particle properties of the bulk sodium A zeolite. Crystallographically, A-type zeolite belongs to the equiaxed crystal system, so normally it is a sugar cube-shaped cubic particle with prominent corners and ridges, but in the present invention, the bulk zeolite is Since it is spherical or rounded cubic, the particle shape of the A-type zeolite metal substitute is a rounded cubic shape in which the corners and ridges of the spherical crystal grains or cube disappear and become smooth curved surfaces. It has the following characteristics. For this reason, the dispersibility of the particles is extremely excellent. Such shapes are easily identified by scanning electron microscopy. If we look at a typical example, Figure 1 is a scanning electron micrograph of bulk sodium A-type zeolite obtained in Example 1, which will be described later, at a molar ratio of SiO 2 /A 2 O 3 of 1.8. Figure 2 also shows 4 examples of calcium-substituted type A zeolite obtained by ion-exchanging this zeolite with a calcium chloride solution.
This is a photo of No. 1-2). As is clear from the figure, they are all unique cubic A-type zeolites with uniform particle size and roundness, and it can be seen that the substituted zeolite essentially inherits the basic skeleton of the original zeolite. This is exactly the same for other substitutions, and all of them are characteristic substitutions. The substituted zeolite according to the present invention is one substituted with an additive, a rubber additive, or a special metal for improving the physical properties of thermoplastic resins such as vinyl chloride resin, polyolefin resin, ethylene-vinyl acetate resin, and polyacetal resin. are useful as catalysts or inorganic pigments. For example, substituted zeolites exchanged with calcium, magnesium, or zinc ions are effective as additives for resins and rubbers, substituted zeolites exchanged with cobalt ions are useful as temperature sensors, or substituted with copper ions. Zeolites are suitable as disinfectants and catalysts. The substituted zeolite according to the present invention is manufactured by the following method which is industrially and performance-advantageous. That is,
Crystals obtained by reacting a sodium silicate aqueous solution and a sodium aluminate aqueous solution without back mixing at a molar ratio SiO 2 /A 2 O 3 in the range of 0.5 to 3 to obtain a gel, and then ripening the gel. The crystal particles are washed with water, and then the crystal particles are brought into contact with an aqueous solution of a divalent metal salt to perform ion exchange in a state where the pH of the slurry system is 5 or more. The raw materials used in the production method according to the present invention are a sodium silicate aqueous solution and a sodium aluminate aqueous solution,
The appropriate concentration is as shown below. Sodium silicate aqueous solution: Na 2 O 5-20% SiO 2 5-20% Sodium aluminate aqueous solution: Na 2 O 5-15% A 2 O 5-10% The most important part in the production method of the present invention is sodium aluminate. The present invention concerns gel preparation and gel ripening in a reaction to obtain an amorphous aluminosilicate gel by mixing an aqueous solution and a sodium silicate aqueous solution. First, in preparing the gel, the method is characterized in that a uniform gel is prepared by continuously and completely mixing a sodium aluminate aqueous solution and a sodium silicate aqueous solution without back-mixing. For this purpose, in the present invention, a tubular static mixing device, a centrifugal pump, etc. are used, and a sodium aluminate aqueous solution and a sodium silicate aqueous solution are simultaneously injected into the device to continuously prepare a uniform gel. A reaction without back mixing means that when a reaction is carried out by mixing liquids A and B, the reaction is always carried out by direct contact and mixing of liquids A and B in the reaction system. means the state of being In general, such conditions can be achieved by rapidly draining both reaction solutions into a small volume reaction system with strong stirring effects (i.e., both reactions within an extremely short residence time). In the case of the present invention, it is desirable that the average residence time in the reaction system, i.e., the mixing device, be less than about 10 seconds, as defined below, during which It is necessary that thorough mixing occur. Reactions under such conditions can be carried out by introducing liquids A and B into a reaction system in which a significant amount of reaction products have already accumulated, or by introducing liquids B or A into liquid A or B. This is essentially different from a reaction that is carried out by gradually adding and mixing (both reactions involve back mixing). The latter reaction (reaction accompanied by back mixing)
In both cases, liquid A and liquid B will once mix with the reaction product and have some influence on the liquid concentration and the particle state of the product, and then they will come into contact with each other and react. be. Note that JP-A-50-70289 describes a method for preparing a gel by simultaneously adding a sodium silicate solution and a sodium aluminate solution, but this method is a batch method in which mixing is performed by applying shear force for a long time. Therefore, this method involves back mixing and is essentially different from the manufacturing method of the present invention. In the method of the present invention, a small-volume mixing device that exhibits a strong stirring effect is used as a reactor in order to carry out the reaction continuously without back-mixing. Although a mixing device, a centrifugal pump, etc. are used, the former is particularly preferred. The reaction is carried out by simultaneously injecting a sodium silicate aqueous solution and a sodium aluminate aqueous solution into these reactors and passing them through the reactor.The average residence time θ (seconds) in the reaction system at that time is as follows. It can be calculated based on a relational expression. θ=V/a+b where V represents the container of the reactor (), and a and b represent the injection rate (/sec) of the sodium aluminate aqueous solution and the sodium aluminate aqueous solution, respectively. In the method of the present invention, the quantitative ratio of the sodium aluminate aqueous solution and the sodium silicate aqueous solution injected into the reactor is such that the molar ratio (SiO 2 /A 2 O 3 ) of the reaction system is in the range of 0.5 to 3, preferably 0.8 to 2.5. If it is outside this range, a zeolite having the above-mentioned particle characteristics cannot be obtained regardless of the subsequent aging treatment, but it is also undesirable because it causes operational problems. Although it depends on the aging conditions, within the above range, cubic crystal grains with rounded corners can be obtained, and when the molar ratio is particularly low, uniform crystal grains that are nearly spherical can be obtained. The reaction temperature when preparing the gel, that is, the temperature of the sodium silicate aqueous solution and the sodium aluminate aqueous solution, does not need to be particularly limited and may be appropriately selected depending on the desired particle size of the A-type zeolite. Generally, the higher the reaction temperature, the higher the activity of the gel produced, the crystallization due to subsequent aging is completed in a shorter time, and the particle size of the resulting zeolite tends to be larger. The gel thus obtained is aged as it is for immediate crystallization. This aging process for crystallization does not require any particular changes from the usual method.
Desired conditions may be set as appropriate. Generally, 50
This is carried out by stirring at a temperature of 150°C to 150°C for about 1 to 10 hours. In this case, the lower the temperature, the longer the crystallization time;
Particles also tend to become smaller. The aging operation is generally performed by stirring and mixing, but it is also preferable to mix and age by applying shearing force such as with a homogenizer. In addition, during this ripening, the particle characteristics are also affected by the free alkali concentration, that is, the NaOH concentration, and if the free alkali concentration is higher than the concentration of free alkali produced by the gelation reaction, the particles will become rounded, while on the other hand, if the concentration If it is lower, the particles tend to be cube-shaped like sugar cubes. A feature of the present invention is that the above-described process produces sodium A-type zeolite having substantially uniform particle characteristics with an extremely narrow particle size distribution regardless of its shape. Next, the mother liquor of the crystallized zeolite slurry is separated by filtration, washed with water until the free alkali is substantially removed to obtain a filtration cake, and the zeolite is brought into contact with an aqueous metal salt solution to be replaced and subjected to ion exchange treatment. However, several aspects of this method are possible. For example, there is a method in which the washed cake is redispersed in water to a predetermined slurry concentration and a water-soluble metal salt is added and mixed to the slurry, and a method in which the water-soluble metal salt is continuously or discontinuously passed through the zeolite layer in a column type. In the present invention, any contacting method may be used, but it is important to ensure that the residual sodium ions as Na 2 O in the zeolite are about 10% by weight or less as a result of ion exchange. In addition, during or before or after this operation, it is preferable to use a shearing force such as a homogenizer, or to use a means that also serves as wet pulverization or classification, as appropriate, in order to adjust the particle characteristics. In this process, the conditions for ion exchange vary depending on the amount of exchange, the type of metal salt, etc., but the important thing in common is that the pH of the reaction system should be weakly acidic or alkaline, with a pH value of about 5 or higher. , other temperature, time, slurry concentration, etc. can be set to desired conditions. The reason for this is that when the pH is below about 5, the crystal structure of type A zeolite is easily destroyed, while the upper limit of pH varies depending on the metal salt aqueous solution to be ion-exchanged, and for example, hydroxides are likely to be generated. Contact in such a pH range will reduce efficiency, so it should be set depending on the nature of the metal salt selected, and other conditions are a matter of the degree of ion exchange and do not affect the essential performance of the substituted zeolite. Since there is no direct influence on this, it is only necessary to set favorable conditions as appropriate. For example, in the present invention, the slurry concentration is at most 30% by weight;
Preferably, the zeolite slurry of 5 to 20% by weight and the metal salt aqueous solution are brought into contact with the metal salt aqueous solution at room temperature or in a humidified state at a temperature of 40°C or higher for at least 10 minutes, preferably 30 minutes to 6 hours, at a pH of 5 or higher. ion exchange with the desired metal ion. In this case, the batch treatment is not limited to one operation, but may need to be repeated two or more times as necessary until the residual sodium ions become 10% by weight or less as Na 2 O. In this way, substituted zeolite can be obtained by sufficiently contacting the bulk zeolite with an aqueous solution of a soluble salt of the metal to be ion-exchanged. Alternatively, organic acid salts, etc. may be mentioned. Thus, after the ion exchange treatment, the mother liquor can be separated, washed, dried, pulverized, and if necessary classified to obtain a useful substituted zeolite. In addition,
By further performing heat treatment during drying, it is possible to obtain an activated substituted zeolite that has also dehydrated crystal water, and if necessary, the particle surface can be processed with a surfactant or an organic surface treatment agent as desired. and may further improve the functionality of the substituted zeolite. By the production method according to the present invention, useful substituted zeolites with excellent particle properties can be industrially mass-produced, and the reliability and reproducibility of their functions in terms of use are remarkable. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. Example 1 Sodium silicate aqueous solution (Nb 2 O 8.1%, SiO 2 6.6% and sodium aluminate aqueous solution (Na 2 O 9.3%, A
2 O 3 5.6%) was added to the reaction system via a pump in quantitative proportions such that the molar ratio (SiO 2 /A 2 O 3 ) was 0.8, 1.8, and 2.0, respectively, using a static mixer (Nippon Toki Co., Ltd.). ) was simultaneously and continuously injected into a kind of tubular static mixing device manufactured by ) to produce an aluminosilicate gel by instantaneous complete mixing without back-mixing.
However, the average residence time of the contents in the static mixer during the reaction was all 1.2 seconds or less, and the temperature of each raw material aqueous solution was 80°C. A constant amount of the reaction product continuously flowing out from the static mixer was collected in a receiver. When the gel-like reaction products obtained by the reaction at each molar ratio were heated at 80°C for 2 hours with moderate stirring, a highly fluid slurry consisting of fine particles and an alkaline solution was obtained. . This slurry was filtered and washed to obtain a washed cake separated from the mother liquor. A small portion of this was collected and subjected to X-ray diffraction, and sodium A.
It was confirmed that it was a type zeolite. Next, each cake was dispersed in water to obtain a slurry concentration of 100g/
A sodium A-type zeolite slurry was prepared. Next, a calcium chloride aqueous solution with a concentration of 100g/35
parts were added into 100 parts of each slurry and mixed. At this time, the pH is 9.2, and the temperature is always constant at 40℃, about 30℃.
Ion exchange treatment was performed for 1 minute. Then, they were washed with water in the same manner, dried at a temperature of 120°C, and then ground to obtain powdered calcium type A zeolite. In order to investigate the characteristics of the obtained substituted zeolite, measurements and observations were made using powder X-ray diffraction scanning electron microscopy, light transmission particle size measurement, chemical analysis, and atomic absorption spectrophotometry, and the following results were obtained. Ta.

【表】 水溶液
500mlにゼオライト試料約0.5gを添加し、充分
に撹拌して均一な懸濁液としたものについて光透
過式粒度分布測定器(セイジン企業(株)社製)を使
用して25℃で沈降曲線を作成し各粒度毎の分布を
算出する。またその粒度分布の累積曲線から平均
粒径を求める。 実施例 2 実施例1に於いて反応モル比(SiO2/A
2O3)が1.8で得られた洗浄後のナトリウムA型ゼ
オライトとし、これを水に分散しスラリー濃度
100g/に調製した(このスラリーを“MR1.8ス
ラリー”と称す)。 (2‐1) “MR1.8スラリー”100部に対しZnC
濃度100g/の水溶液40部を添加混合したの
ち、常温427℃)で30分撹拌してイオン交換し
た。この時のPHは6.2であつた。次いでこれを
水洗したのち分離したケーキを120℃で乾燥後
粉砕して亜鉛A型ゼオライトを得た。 (2‐2) “MR1.8スラリー”100部に対しMgC
2100g/の水溶液30部を添加混合したのち、
60℃で30分撹拌してイオン交換した。この時の
PHは8.6であつた。次いでこれを水洗したのち
分離したケーキを120℃で乾燥後粉砕して、マ
グネシウムA型ゼオライトを得た。 (2‐3) “MR1.8スラリー”100部に対し
PbNO3100g/の水溶液100部を添加混合した
のち、60℃で30分撹拌してイオン交換した。こ
の時のPHは7.2であつた。次いでこれを水洗し
たのち、分離したケーキを120℃で乾燥後粉砕
して、鉛−A型ゼオライトを得た。 (2‐4) “MR1.8スラリー”100部に対しCoC
2100g/の水溶液40部を添加、混合したの
ち、60℃で30分撹拌してイオン交換した。この
時のPHは7.3であつた。次いでこれを水洗した
のち分離したケーキを120℃で乾燥後粉砕し
て、コバルト−A型ゼオライトとした。 (2‐5) “MR1.8スラリー”100部に対し
CuSO4100g/の水溶液45部を添加、混合し
たのち、60℃で30分撹拌してイオン交換した。
この時のPHは6.8であつた。次いでこれを水洗
したのち分離したケーキを乾燥後粉砕して、銅
−A型ゼオライトとした。 以上の5種の置換ゼオライトの特性を調べるた
め、粉末X線回折、走差型電子顕微鏡観察、光透
過法粒度分布測定、化学分析、により測定又は観
察した結果次の表(第2表)の如くなつた。
[Table] Aqueous solution
Approximately 0.5 g of zeolite sample was added to 500 ml, stirred thoroughly to form a uniform suspension, and the sedimentation curve was measured at 25°C using a light transmission particle size distribution analyzer (manufactured by Seijin Enterprise Co., Ltd.). and calculate the distribution for each particle size. Also, the average particle size is determined from the cumulative curve of the particle size distribution. Example 2 In Example 1, the reaction molar ratio (SiO 2 /A
The washed sodium A-type zeolite obtained with 2 O 3 ) of 1.8 is dispersed in water and the slurry concentration is
100 g/slurry (this slurry is referred to as "MR1.8 slurry"). (2-1) ZnC 2 for 100 parts of “MR1.8 slurry”
After adding and mixing 40 parts of an aqueous solution with a concentration of 100 g/ml, the mixture was stirred at room temperature (427°C) for 30 minutes to perform ion exchange. The pH at this time was 6.2. Next, this was washed with water, and the separated cake was dried at 120°C and crushed to obtain zinc A type zeolite. (2-2) MgC for 100 parts of “MR1.8 slurry”
2 After adding and mixing 30 parts of 100g/aqueous solution,
Ion exchange was performed by stirring at 60°C for 30 minutes. at this time
The pH was 8.6. This was then washed with water, and the separated cake was dried at 120°C and pulverized to obtain magnesium A-type zeolite. (2-3) For 100 parts of “MR1.8 slurry”
After adding and mixing 100 parts of an aqueous solution containing 100 g of PbNO 3 , the mixture was stirred at 60° C. for 30 minutes to perform ion exchange. The pH at this time was 7.2. This was then washed with water, and the separated cake was dried at 120°C and pulverized to obtain lead-A type zeolite. (2-4) CoC for 100 parts of “MR1.8 slurry”
After adding and mixing 40 parts of an aqueous solution of 100g/ 2 , the mixture was stirred at 60°C for 30 minutes to perform ion exchange. The pH at this time was 7.3. Next, this was washed with water, and the separated cake was dried at 120°C and crushed to obtain cobalt-A type zeolite. (2-5) For 100 parts of “MR1.8 slurry”
After adding and mixing 45 parts of an aqueous solution containing 100 g of CuSO 4 , the mixture was stirred at 60° C. for 30 minutes to perform ion exchange.
The pH at this time was 6.8. Next, this was washed with water, and the separated cake was dried and crushed to obtain a copper-A type zeolite. In order to investigate the characteristics of the above five types of substituted zeolites, we measured or observed them by powder X-ray diffraction, scanning electron microscopy, light transmission method particle size distribution measurement, and chemical analysis, and the results are shown in the following table (Table 2). It has become like that.

【表】 実施例 3 実施例1において反応モル比0.8で得られた糊
状のゲル100部に水50部添加して温度95℃におい
て6時間混合撹拌して熟成すると流動性のあるス
ラリーが得られた。次いで母液を分離し水洗して
過ケーキを得た。この一部をとり粉末X線回折
法にて調べたところナトリウムA型ゼオライトで
あることが確認された。この過ケーキをホモジ
ナイザー(国産精工(株)社製)を通して水に再分散
させて100g/のスラリーを調製した後、CaC
水溶液100g/を用いて実施例1と同様の条件
にてイオン交換させてカルシウム置換ゼオライト
を得た。その特性は次の通り、
[Table] Example 3 50 parts of water was added to 100 parts of the pasty gel obtained at a reaction molar ratio of 0.8 in Example 1, and the mixture was mixed and stirred for 6 hours at a temperature of 95°C to mature, resulting in a fluid slurry. It was done. Then, the mother liquor was separated and washed with water to obtain a filter cake. A portion of this was examined by powder X-ray diffraction, and it was confirmed to be sodium A-type zeolite. After redispersing this supercake in water through a homogenizer (manufactured by Kokusan Seiko Co., Ltd.) to prepare a slurry of 100 g/kg, CaC
Calcium-substituted zeolite was obtained by ion exchange under the same conditions as in Example 1 using 100 g of an aqueous solution of 2 . Its characteristics are as follows:

【表】 した場合のものである。
参考例 1 実施例1で得られた置換ゼオライトのハロゲン
含有樹脂用安定剤としての性能を調べるために、
塩化ビニル樹脂(ゼオン103EP)100重量部に対
して第2表に示す配合割合(重量部、以下同じ)
で各ゼオライト試料と他の安定剤及び滑剤をそれ
ぞれ添加した塩化ビニル樹脂組成物の諸特性を下
記の方法で測定、評価してその結果を第4表に併
せて示した。 (1) 静的熱安定性 各配合割合の塩化ビニル樹脂組成物を160℃
のテストロールで5分間混練したのち厚さ0.5
mmのシート状にとり出した。得られたシートを
2cm×5cmの矩型に切り取つて試験片とした。
試験片を200℃に保たれたギアオーブン中に入
れ、熱着色の経時変化を観察し下記6段階の数
値で塩化ビニル樹脂組成物の熱劣化を評価し
た。
[Table] This is the case when
Reference Example 1 In order to investigate the performance of the substituted zeolite obtained in Example 1 as a stabilizer for halogen-containing resins,
The proportions shown in Table 2 (parts by weight, the same below) per 100 parts by weight of vinyl chloride resin (Zeon 103EP)
The various properties of the vinyl chloride resin compositions to which each zeolite sample and other stabilizers and lubricants were added were measured and evaluated using the methods described below, and the results are also shown in Table 4. (1) Static thermal stability The vinyl chloride resin composition of each blending ratio was heated to 160°C.
After kneading for 5 minutes with a test roll, the thickness was 0.5
It was taken out in the form of a mm sheet. The obtained sheet was cut into a rectangular shape of 2 cm x 5 cm to prepare a test piece.
The test piece was placed in a gear oven maintained at 200°C, and the change in thermal coloring over time was observed, and the thermal deterioration of the vinyl chloride resin composition was evaluated using the following six numerical values.

【表】 尚、ギア・オーブン中20分までの着色を特に
耐初期着色性として別に評価した。着色の無い
ものを耐初期着色性良好とした。 (2) 動的熱安定性(ロング・ラン性) 各配合割合の塩化ビニル樹脂組成物を190℃
のテストロールで継続して60分間混練しその間
10分毎にシート状に取り出して着色の度合を上
記6段階で評価した。 (3) 耐蓄熱変色性 塩化ビニル樹脂組成物を160℃のテストロー
ルで5分間混練し、厚さ0.5mmのシートとしこ
れを二枚重ねて170℃、30Kg/cm2で5分間熱プレ
スして試験片(厚さ1mm)とした。 この試験片を100℃に保たれたギア・オーブ
ン中に48時間放置したのち熱変色の度合を観察
した。熱変色の少ないものを耐蓄熱変色性良好
とした。 (4) 耐侯性 () 屋外曝露試験 上記試験片(1mm厚)を6ケ月間屋外に曝
露して試験片の変色の度合から、塩化ビニル
樹脂組成物の耐侯性を評価した。変色の度合
の少ないものを耐侯性良好とした。 () (紫外線照射) 上記試験片に殺菌灯によつて紫外線を24時
間照射したのち、試験片の変色の度合から耐
光性を評価した。変色の少ないものを耐光性
良好とした。 (5) 耐ブルーミング性 上記試験片を70℃の温水に24時間浸漬したの
ち風乾し、試験片の表面への白色吐出状態を観
察して耐ブルーミング性を評価した。白化の程
度が少ないものを耐ブルーミング性良好と判定
した。 (6) 耐ブルーアウト性 各塩化ビニル樹脂組成物に更にウオツチング
レツド1.0部を添加したものを160℃のテストロ
ールで10分間混練し、シート状に取り出し、次
にロール表面を掃除することなく別に用意した
下記のクリーニング配合の塩化ビニル樹脂組成
物を5分間同一条件で混練したのちシートと
し、シートのロール表面の残存附着物による赤
色着色の程度から耐プレートアウト性を評価し
た。赤色着色の少ないものを耐ブレートアウト
性良好と判定した。 クリーニング配合 塩化ビニル樹脂(ゼオン103EP) 100部 DOP 40 炭酸カルシウム 10 酸化チタン 1 Cd−Ba系複合金属石ケン 1 尚、第4表においてR−1のNa2O17.0%のも
のは実施例−1でカルシウムイオン交換をしなか
つたもの(原体のナトリウムA型ゼオライト)、
R−2のNa2O12.3のものはイオン交換当量の塩
化カルシウムを用いて実施例1と同じイオン交換
条件(温度、時間、スラリー濃度、原料、洗浄、
乾燥)で処理したもので比較後のサンプルとし
た。 第4表から判る様に、本発明による特定なゼオ
ライトは熱安定性耐侯性、加工性共に有効であ
り、硬質塩化ビニル添加物として優秀であること
が判る。
[Table] In addition, the coloring in the gear oven for up to 20 minutes was evaluated separately as the initial coloring resistance. Those without coloring were considered to have good initial coloring resistance. (2) Dynamic thermal stability (long run property) The vinyl chloride resin composition of each blending ratio was heated to 190°C.
Knead continuously for 60 minutes using a test roll.
A sheet was taken out every 10 minutes and the degree of coloring was evaluated on the above 6 scales. (3) Heat storage discoloration resistance The vinyl chloride resin composition was kneaded for 5 minutes with a test roll at 160°C, then two sheets with a thickness of 0.5 mm were formed, and the sheets were stacked and hot-pressed at 170°C and 30 kg/cm 2 for 5 minutes for testing. It was made into a piece (1 mm thick). This test piece was left in a gear oven kept at 100°C for 48 hours, and then the degree of thermal discoloration was observed. Those with little thermal discoloration were considered to have good heat storage discoloration resistance. (4) Weather resistance () Outdoor exposure test The above test piece (1 mm thick) was exposed outdoors for 6 months, and the weather resistance of the vinyl chloride resin composition was evaluated from the degree of discoloration of the test piece. Those with a small degree of discoloration were considered to have good weather resistance. () (Ultraviolet irradiation) After irradiating the above test piece with ultraviolet rays for 24 hours using a germicidal lamp, light resistance was evaluated from the degree of discoloration of the test piece. Those with little discoloration were considered to have good light resistance. (5) Blooming resistance The above test piece was immersed in hot water at 70°C for 24 hours, air-dried, and the blooming resistance was evaluated by observing the state of white discharge on the surface of the test piece. Those with a small degree of whitening were judged to have good blooming resistance. (6) Blue-out resistance Each vinyl chloride resin composition further added with 1.0 part of watching red is kneaded for 10 minutes on a test roll at 160°C, taken out in a sheet form, and then the roll surface is cleaned. A separately prepared vinyl chloride resin composition having the following cleaning formulation was kneaded under the same conditions for 5 minutes, then formed into a sheet, and the plate-out resistance was evaluated from the degree of red coloration due to residual adhesion on the roll surface of the sheet. Those with less red coloring were judged to have good brate-out resistance. Cleaning formulation Vinyl chloride resin (Zeon 103EP) 100 parts DOP 40 Calcium carbonate 10 Titanium oxide 1 Cd-Ba complex metal soap 1 In addition, in Table 4, R-1 Na 2 O 17.0% is an example- 1 without calcium ion exchange (basic sodium A-type zeolite),
For R-2, Na 2 O 12.3, the same ion exchange conditions as in Example 1 (temperature, time, slurry concentration, raw materials, cleaning,
The sample after comparison was treated with drying. As can be seen from Table 4, the specific zeolite according to the present invention is effective in both thermal stability, weather resistance, and processability, and is found to be excellent as a hard vinyl chloride additive.

【表】【table】

【表】 参考例 2 安定化していない高密度ポリエチレン樹脂粉末
(メルトデラツクス0.9)100重量部に対して第5
表に示す配合割合(重量部)で実施例で得られた
置換ゼオライト、酸化防止剤類及び滑性物質を添
加したポリエチレン樹脂組成物の諸特性を下記の
方法で測定、評価してその結果を第5表に併せて
示した。 (1) 耐熱安定剤 各配合割合のポリエチレン樹脂組成物を前ロ
ール表面温度160℃、後ロール表面温度120℃に
調節したテストロールで5分間混練したのち厚
さ0.5mmのシート状にとり出した。得られたシ
ートを3cm×5cmの矩形に切り取つて試験片と
した。試験片を200℃に保たれたギア・オーブ
ン中に入れ、熱着色の経時変化を観察し下記3
段階の数値でポリエチレン樹脂組成物の耐熱変
色性を評価した。
[Table] Reference example 2 5th part per 100 parts by weight of unstabilized high-density polyethylene resin powder (Melt Deluxe 0.9)
The various properties of the polyethylene resin composition to which the substituted zeolite, antioxidants, and lubricating substances obtained in the examples were added at the blending ratios (parts by weight) shown in the table were measured and evaluated using the methods below. It is also shown in Table 5. (1) Heat-resistant stabilizer Polyethylene resin compositions of various blending ratios were kneaded for 5 minutes using test rolls whose front roll surface temperature was adjusted to 160°C and rear roll surface temperature to 120°C, and then taken out in the form of a sheet with a thickness of 0.5 mm. The obtained sheet was cut into a 3 cm x 5 cm rectangle to prepare a test piece. The test piece was placed in a gear oven kept at 200℃, and the change in heat coloring over time was observed.
The heat discoloration resistance of the polyethylene resin composition was evaluated using numerical values in stages.

【表】 ↓ 大
(2) 耐ブリーデイング 上記試験片を殺菌灯で24時間照射し、表面へ
の滲出度(ブリーデイング)を肉眼で観察して
下記3段階の数値で評価した。 1.0 ブリーデイングなし 2.0 わずかに認められる 3.0 ブリーデイングあり (3) 耐ブルーミング 上記試験片を70℃の温水に24時間浸漬したの
ち風乾して表面への吐出度(耐ブルーミング)
を肉眼で観察して下記3段階の数値で評価し
た。 1.0 ブルーミングなし 2.0 わずかに認められる 3.0 ブルーミングあり (4) ロール粘着性 各配合のポリエチレン樹脂組成物をテストロ
ールで混練する際ロールへの粘着程度を観察し
下記3段階の数値で評価した。 1.0 粘着しない 2.0 わずかに粘着する 3.0 粘着する
[Table] ↓ Large
(2) Bleeding resistance The above test piece was irradiated with a germicidal lamp for 24 hours, and the degree of bleeding on the surface was observed with the naked eye and evaluated using the following three numerical values. 1.0 No bleeding 2.0 Slightly observed 3.0 Bleeding (3) Blooming resistance The above test piece was immersed in hot water at 70℃ for 24 hours and then air-dried to determine the degree of discharge on the surface (blooming resistance)
was observed with the naked eye and evaluated using the following three numerical values. 1.0 No blooming 2.0 Slightly observed 3.0 Blooming (4) Roll adhesion When each polyethylene resin composition was kneaded with a test roll, the degree of adhesion to the roll was observed and evaluated using the following three numerical values. 1.0 Not sticky 2.0 Slightly sticky 3.0 Sticky

【表】 参考例 3 エチレンブタジエンゴム(SBR)を原料ゴムと
して、これに亜鉛置換A型ゼオライト(実施例No.
2−1のサンプル)とともに各種のゴム配合剤を
第6表に記載のように配合し、下記に示す方法で
混練して加硫可能なゴム組成物を得た。なお比較
のため、前記ゼオライトを添加しない場合につい
ても同様に処理し、ゴム組成物を得た。 これらの組成物につきキユラストメーターによ
りその加硫性を測定したところ第6表の結果が得
られた。
[Table] Reference Example 3 Ethylene butadiene rubber (SBR) was used as the raw material rubber, and zinc-substituted type A zeolite (Example No.
Sample 2-1) and various rubber compounding agents were blended as shown in Table 6, and kneaded by the method shown below to obtain a vulcanizable rubber composition. For comparison, a rubber composition was obtained by performing the same treatment without adding the zeolite. The vulcanizability of these compositions was measured using a culastometer, and the results shown in Table 6 were obtained.

【表】 次にこれらの未加硫の組成物を常法により150
℃で加硫して得られたゴム組成物によいて、下記
に示す方法で物理性能を測定した結果を第7表に
示す。 第6表及び第7表の結果から亜鉛A型ゼオライ
トをSBRに添加することによつて加硫時間の短
縮、伸び率等のゴム組成物の性質を改善すること
ができる。
[Table] Next, these unvulcanized compositions were heated to 150% by a conventional method.
Table 7 shows the results of measuring the physical properties of the rubber compositions obtained by vulcanization at .degree. C. using the methods shown below. From the results in Tables 6 and 7, it is possible to shorten the vulcanization time and improve the properties of the rubber composition, such as elongation, by adding zinc A-type zeolite to SBR.

【表】【table】

【表】 なお、加硫速度試験は下記によつて行つた。 混練用ロール:寸法 20.3cm×45.7cm (8×18インチ) 回転数 18rpm 回転比 1.18 表面温度 50±5℃ 加硫条件:150℃×分 評価法 試験片:JIS3号ダンベル 試験機:シヨツパー式引張試験機 (容量 50Kg f) 試験方法:JIS K6301に準拠【table】 The vulcanization rate test was conducted as follows. Kneading roll: Dimensions 20.3cm x 45.7cm (8 x 18 inches) Rotation speed 18rpm Rotation ratio 1.18 Surface temperature 50±5℃ Vulcanization conditions: 150℃×min Evaluation method Test piece: JIS No. 3 dumbbell Testing machine: Schottsper type tensile testing machine (Capacity 50Kgf) Test method: Compliant with JIS K6301

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明におけるナトリウムA型ゼオラ
イト;第2図はそのゼオライトのカルシウム置換
A型ゼオライトの走査型電子顕微鏡写真(×
5000)である。
Figure 1 is a sodium A-type zeolite according to the present invention; Figure 2 is a scanning electron micrograph of the calcium-substituted type A zeolite (×
5000).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ナトリウムA型ゼオライトをイオン交換によ
り2価金属イオンで置換して残留ナトリウムイオ
ンがNa2Oとして10重量%以下であるA型ゼオラ
イト金属置換体であつて、その置換体の粒度が電
子顕微鏡的観察では実質的に0.1ないし10μmの
範囲にあり、かつ光透過式粒度測定法では粒径6
μm以下の粒度分布が80%以上であるような均一
な粒度分布を有することおよびその置換体の粒子
形状が球状ないし丸味のある立方体であることを
特徴とする樹脂添加剤用A型ゼオライト金属置換
体。 2 2価金属イオンがM++、Ca++、Ba++
Sr++、Mn++、Co++、Ni++、Cu++、Cd++
Zn++、Ge++、Sn++又はPb++から選ばれた少なく
とも1種の金属イオンである特許請求の範囲第1
項記載の樹脂添加剤用A型ゼオライト金属置換
体。 3 珪酸ソーダ水溶液とアルミン酸ソーダ水溶液
とをモル比SiO2/Al2O3が0.5ないし3の範囲にお
いてバツクミキシングのない状態で反応させゲル
を生成させた後、該ゲルを生成させた後、該ゲル
を熱成し、結晶化して得られる結晶を水洗し、次
いで該結晶粒子を2価金属塩水溶液に接触させて
スラリ系のPHが5以上の状態でイオン交換させる
ことからなる樹脂添加剤用A型ゼオライト金属置
換体の製造法。 4 バツクミキシングのない状態での反を管状静
的混合装置を用いて行う特許請求の範囲第3項記
載の樹脂添加剤用A型ゼオライト金属置換体の製
造法。
[Scope of Claims] 1. A type A zeolite metal-substituted product in which sodium A-type zeolite is replaced with divalent metal ions through ion exchange, and the residual sodium ions are 10% by weight or less as Na 2 O. The particle size is substantially in the range of 0.1 to 10 μm when observed by electron microscopy, and the particle size is 6 μm when measured by light transmission particle size measurement.
A-type zeolite metal substitution for resin additives characterized by having a uniform particle size distribution with a particle size distribution of 80% or less below μm, and the particle shape of the substituted product being spherical or rounded cubic. body. 2 Divalent metal ions are M ++ , Ca ++ , Ba ++ ,
Sr ++ , Mn ++ , Co ++ , Ni ++ , Cu ++ , Cd ++ ,
Claim 1, which is at least one metal ion selected from Zn ++ , Ge ++ , Sn ++ or Pb ++
A-type zeolite metal substituted product for resin additives as described in 1. 3. After generating a gel by reacting an aqueous sodium silicate solution and an aqueous sodium aluminate solution at a molar ratio SiO 2 /Al 2 O 3 in a range of 0.5 to 3 without back mixing, A resin additive consisting of thermally forming the gel, washing the crystals obtained by crystallization with water, and then contacting the crystal particles with an aqueous solution of a divalent metal salt to perform ion exchange in a state where the pH of the slurry system is 5 or more. A method for producing a metal-substituted type A zeolite for use. 4. A method for producing a metal-substituted type A zeolite for resin additives according to claim 3, in which mixing is carried out using a tubular static mixing device without back mixing.
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