JPS62191417A - Production of amorphous aluminosilicate - Google Patents

Production of amorphous aluminosilicate

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JPS62191417A
JPS62191417A JP3428986A JP3428986A JPS62191417A JP S62191417 A JPS62191417 A JP S62191417A JP 3428986 A JP3428986 A JP 3428986A JP 3428986 A JP3428986 A JP 3428986A JP S62191417 A JPS62191417 A JP S62191417A
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alkali metal
amorphous aluminosilicate
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solution
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Masaaki Koga
正明 古賀
Tsuneshi Takeda
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Abstract

PURPOSE:To obtain an amorphous aluminosilicate having high oil-absorptivity and ion-exchange capacity, by adding an aqueous solution of a specific alkali metal aluminate to an aqueous solution of an alkali metal silicate and treating the mixture under specific condition. CONSTITUTION:An alkali metal aluminate having low alkali content and having an M2O/Al2O3 molar ratio of 1-2 and H2O/M2O ratio of 6-500 is prepared beforehand. Separately, an alkali metal silicate having an SiO2/M2O molar ratio of 1-4 and H2O/M2O ratio of 12-200 is prepared. The aqueous solution of the above alkali metal aluminate is added to an aqueous solution of the alkali metal silicate at 15-100 deg.C under vigorous agitation. The mixture is heated at 70-100 deg.C to obtain the objective amorphous aluminosilicate.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無定形のアルミノシリケートの製造方法に関
するものであり、更に詳しくは、安価で、高吸油性及び
高いイオン交換特性を有する無定形アルミノシリケート
微粉末の製造方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for producing an amorphous aluminosilicate, and more specifically, to an amorphous aluminosilicate that is inexpensive, has high oil absorption, and has high ion exchange properties. The present invention relates to a method for producing fine aluminosilicate powder.

〔従来の技術及びその問題点〕[Conventional technology and its problems]

これまでに、高吸油性の無機粉体としては、ホワイトカ
ーボンと称されている無定形含水シリカが知られており
、その特性を利用してゴム用填料、製紙用など多くの用
途が開発されている。しかし無定形シリカは、その表面
電位が負であるため、例えば製紙用填料として用いた場
合、パルプの負の表面電位と反発し、その歩留りが悪く
好ましくない。また、無定形シリカは、その空隙率が高
い、表面水酸基、吸着水を多く含む等の理由により、屈
折率の点に関しても、他の一般のシリカよりも低い値を
示し、印刷後の祇の不透明性保持の点で不利となり好ま
しくない。
Until now, amorphous hydrated silica, known as white carbon, has been known as a highly oil-absorbing inorganic powder, and its properties have been used to develop many uses such as rubber filler and paper manufacturing. ing. However, since amorphous silica has a negative surface potential, when it is used, for example, as a filler for paper manufacturing, it is undesirable because it repels the negative surface potential of pulp, resulting in poor yield. In addition, amorphous silica has a lower refractive index than other general silicas due to its high porosity, surface hydroxyl groups, and large amount of adsorbed water. This is undesirable because it is disadvantageous in terms of maintaining opacity.

また、高吸油性のシリカとしては、エアロジルと称され
ている乾式シリカが知られており、ゴム、プラスチック
用の充填剤などとして利用されているが、このものは高
価であり、製紙業等の安価な原料が要求される分野での
利用には適さないものである。
In addition, as highly oil-absorbing silica, dry silica called Aerosil is known and is used as a filler for rubber and plastics, but this is expensive and is used in the paper manufacturing industry. It is not suitable for use in fields that require inexpensive raw materials.

また、最近、「フローライト(Florite) Jの
商標名で市販されている花弁状ケイ酸カルシウム粉末は
、500〜600m1/100gという非常に高い吸油
性を示すが、このものは高価であり、かつ、製紙用とし
て用いるとピッチトラブルの発生原因となるなどの欠点
を有している。
In addition, recently, a petal-shaped calcium silicate powder commercially available under the trade name "Florite J" exhibits extremely high oil absorption of 500 to 600 ml/100 g, but this powder is expensive and However, when used for papermaking, it has drawbacks such as causing pitch trouble.

上記のケイ酸及びケイ酸カルシウム粉末は、上記した欠
点の他に、イオン交換能がないという欠点を有しており
、水の軟化作用を必要とする用途、例えば洗剤用ビルダ
ー、農薬用担体、或いはCa+ Mgイオンなどやコン
タミに起因するスケール発生を防止するための用途には
不適である。
In addition to the drawbacks mentioned above, the silicic acid and calcium silicate powders have the drawback of not having ion exchange ability, and are used for applications that require water softening effects, such as builders for detergents, carriers for agricultural chemicals, etc. Alternatively, it is unsuitable for use in preventing scale formation caused by Ca+Mg ions or contamination.

イオン交換能の高い物質としては、ゼオライトと称され
る結晶性アルミノシリケートがよく知られており、特に
、合成ゼオライト4A型は、実際に合成洗剤用ビルグー
として現在大量に用いられている。しかし、ゼオライト
は、それ自身が1〜10μの密につまった結晶粒子であ
り、分子オーダーの穴は多数おいているものの、吸油能
に関するマクロな空隙の保持率は甚だ小さく、その吸油
能は高々60m1/100g程度であり、油中、水中で
の高分散性は期待できず、高吸油性が要求される用途に
は用いることができない。
Crystalline aluminosilicate called zeolite is well known as a substance with high ion exchange ability, and in particular, synthetic zeolite type 4A is currently used in large quantities as a building block for synthetic detergents. However, zeolite itself is a densely packed crystal particle of 1 to 10μ in size, and although it has many pores on the molecular order, the retention rate of macroscopic voids in terms of oil absorption is extremely small, and its oil absorption ability is very low. It is approximately 60 m1/100 g, and high dispersibility in oil or water cannot be expected, and it cannot be used for applications that require high oil absorption.

また、「ゼオレックス(Zeolex) Jの商標名で
市販されている無定形のアルミノシリケート粉末はホワ
イトカーボン等と同様の用途があるが、吸油量、イオン
交換能共に低いものである。
Furthermore, the amorphous aluminosilicate powder commercially available under the trade name Zeolex J has the same uses as white carbon, but it has low oil absorption and ion exchange ability.

「ゼオレックス」のような無定形アルミノシリケートの
製造方法については、従来より種々検討されている。例
えば、特開昭52−58099号公報には、ケイ酸アル
カリ金属塩の水溶液中にアルミン酸アルカリ金属塩の水
溶液を70℃以下の温度において添加混合し、反応系を
pH10,5以上に保つことにより吸油量75m1/1
00g以上、イオン交換能200mg CaC0:+/
g以上の物性を有する無定形アルミノケイ酸アルカリ金
属塩微粉末を製造する方法が開示されている。しかしな
がら、この方法によっては、200m1/100g以上
の高吸油量をもつ無定形アルミノケイ酸塩を製造するこ
とはできない。また、特開昭55−162418号公報
には、アルミン酸アルカリ水溶液及びケイ酸アルカリ水
溶液を60℃以下の温度で連続的に反応系に供給し、粒
子径が大きく、濾過・洗浄の容易な、イオン交換能に優
れた無定形アルミノケイ酸塩を製造する方法が開示され
ている。しかしながら、このものは、吸油量の増大を目
的として製造されるというものではなく、実際、この方
法によっては、高吸油性の無定形アルミノケイ酸塩を得
ることは困難である。また、特開昭58−156527
号公報には、アルミン酸アルカリ金属塩溶液とケイ酸ア
ルカリ金属塩溶液とを、60℃以下の温度で水に添加す
ることにより、或いはケイ酸アルカリ金属塩溶液をアル
ミン酸アルカリ金属塩溶液に60℃以下の温度で添加す
ることにより、吸油量が200m1/100g以上で、
陽イオン交換容量は各種ゼオライトと同等程度の物性を
有する無定形アルミノケイ酸塩を製造する方法が開示さ
れている。しかしながら、この方法においては、反応の
すべての工程を60℃以下で行うため、また用いるアル
ミン酸アルカリ金属塩溶液中のNanoと八1.03の
モル比NazO/A1zO:+が大きい値であるため、
吸油量が260m1/100g以上の特性を持つ無定形
アルミノケイ酸塩を得ることは難しい。
Various methods for producing amorphous aluminosilicate such as "Zeolex" have been studied in the past. For example, JP-A-52-58099 discloses that an aqueous solution of an alkali metal salt of an aluminate is added and mixed into an aqueous solution of an alkali metal silicate at a temperature of 70° C. or lower, and the reaction system is maintained at pH 10.5 or higher. Oil absorption amount 75m1/1
00g or more, ion exchange capacity 200mg CaC0: +/
A method for producing an amorphous alkali metal aluminosilicate fine powder having physical properties of more than 100 g is disclosed. However, this method cannot produce an amorphous aluminosilicate having a high oil absorption of 200 m1/100 g or more. Furthermore, JP-A-55-162418 discloses that an alkaline aluminate aqueous solution and an alkaline alkali silicate aqueous solution are continuously supplied to the reaction system at a temperature of 60° C. or lower, and the particle size is large and easy to filter and wash. A method for producing an amorphous aluminosilicate with excellent ion exchange ability is disclosed. However, this product is not produced for the purpose of increasing oil absorption, and in fact, it is difficult to obtain a highly oil-absorbing amorphous aluminosilicate by this method. Also, JP-A-58-156527
The publication discloses that by adding an alkali metal aluminate solution and an alkali metal silicate solution to water at a temperature of 60° C. or lower, or adding an alkali metal silicate solution to an alkali metal aluminate solution at 60° C. By adding at a temperature below ℃, the oil absorption amount is 200ml/100g or more,
A method for producing an amorphous aluminosilicate having cation exchange capacity and physical properties comparable to those of various zeolites is disclosed. However, in this method, all reaction steps are carried out at 60°C or lower, and the molar ratio NazO/A1zO:+ of 1.03 with Nano in the alkali metal aluminate solution used is a large value. ,
It is difficult to obtain an amorphous aluminosilicate having an oil absorption of 260 m1/100 g or more.

更に同特許は、ケイ酸アルカリ金属塩の水溶液にアルミ
ン酸アルカリ金属塩の水溶液を添加する方法では、高い
吸油量、即ち200m1/100g以上の物性を持つ無
定形アルミノケイ酸塩は製造出来ないと結論づけている
Furthermore, the patent concludes that an amorphous aluminosilicate with high oil absorption, that is, physical properties of 200 ml/100 g or more, cannot be produced by adding an aqueous solution of an alkali metal aluminate to an aqueous solution of an alkali metal silicate. ing.

本発明は、安価で、従来にない高吸油能を有し、かつ高
いイオン交換能を有するアモルファスアルミノシリケー
トを提供することを目的とし、殊に、吸油量200m 
l / 100g以上、イオン交換能100mg Ca
C0:+/dry 1g以上の物性を有するアモルファ
スアルミノシリケートを高収率で製造する方法を提供す
ることを目的としている。
The purpose of the present invention is to provide an amorphous aluminosilicate that is inexpensive, has an unprecedented high oil absorption capacity, and has a high ion exchange capacity.
l/100g or more, ion exchange capacity 100mg Ca
The object of the present invention is to provide a method for producing amorphous aluminosilicate with physical properties of 1 g or more at a high yield.

〔問題点を解決するだめの手段〕[Failure to solve the problem]

本発明者らは、前記のような従来の技術の有する問題点
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、アルカリ含有
率の低いアルミン酸アルカリ金属塩溶液と、ケイ酸アル
カリ金属塩溶液とを特殊な条件のもので反応させること
により目的を達成することができることを見出し本発明
を完成した。
As a result of intensive studies to solve the problems of the conventional techniques as described above, the present inventors have developed an alkali metal aluminate solution with a low alkali content and an alkali metal silicate solution. The present invention was completed by discovering that the object could be achieved by reacting under special conditions.

即ち本発明は、ケイ酸アルカリ金属塩水溶液にアルミン
酸アルカリ金属塩水溶液を15〜100℃の温度のもと
で強攪拌下に添加し、次いで70〜100℃の温度で加
熱処理することを特徴とするアモルファスアルミノシリ
ケートの製造方法を提供するものであり、更に好ましい
態様として、アルミン酸アルカリ金属塩水溶液が、LO
と八1□03のモル比がMZO’/A1203= 10
〜2.0であり、H2OとMzOのモル比が)120/
M20 = 6.0へ500である低アルカリアルミン
酸アルカリ金属塩水溶液であり、ケイ酸アルカリ金属塩
水溶液が、Sin、とM、0のモル比が5iOz/Mz
O= 1.0〜4.0であり、H2OとMZOのモル比
がH20/M20 =12〜200であるケイ酸アルカ
リ金属塩水溶液であるような上記アモルファスアルミノ
シリケートの製造方法を提供するものである。(但し、
Hはアルカリ金属) 本発明の高吸油性、かつ高イオン交換性のアモルファス
アルミノシリケートを製造するための原料は(a)アル
ミン酸アルカリ金属塩溶液と(b)ケイ酸アルカリ金属
塩溶液であり、必要があれば苛性アルカリ、水を前記の
両液に加えて濃度・モル比を調整してもよい。本発明に
おいてアルカリ金属とは、周期率表第1a族に属するも
のを言うが、通常はナトリウムが有利である。
That is, the present invention is characterized in that an aqueous alkali metal aluminate solution is added to an aqueous alkali metal silicate solution under strong stirring at a temperature of 15 to 100°C, and then heat-treated at a temperature of 70 to 100°C. The present invention provides a method for producing an amorphous aluminosilicate, and in a more preferred embodiment, an aqueous alkali metal aluminate solution is
The molar ratio of 81□03 is MZO'/A1203=10
~2.0, and the molar ratio of H2O and MzO is )120/
M20 = 6.0 to 500, and the alkali metal silicate aqueous solution has a molar ratio of Sin and M, 0 of 5iOz/Mz.
The present invention provides a method for producing the amorphous aluminosilicate, which is an aqueous alkali metal silicate solution in which O = 1.0 to 4.0 and the molar ratio of H2O to MZO is H20/M20 = 12 to 200. be. (however,
H is an alkali metal) The raw materials for producing the highly oil-absorbing and highly ion-exchangeable amorphous aluminosilicate of the present invention are (a) an alkali metal aluminate solution and (b) an alkali metal silicate solution, If necessary, caustic alkali and water may be added to the above two solutions to adjust the concentration and molar ratio. In the present invention, the alkali metal refers to a metal belonging to Group 1a of the periodic table, and sodium is usually advantageous.

次に本発明で用いる(a)アルミン酸アルカリ金属塩水
溶液及び(b)ケイ酸アルカリ金属塩水溶液について説
明する。
Next, (a) aqueous alkali metal aluminate salt solution and (b) aqueous alkali metal silicate solution used in the present invention will be explained.

(a)アルミン酸アルカリ金属塩水溶液アルミン酸アル
カリ金属塩水溶液は、市販品を用いても良いが、水酸化
アルミニウム、活性アルミナなどのアルミニウム源(通
常は水酸化アルミニウム)を水酸化アルカリで加熱溶解
させ、高濃度かつ低アルカリのアルミン酸アルカリ金属
塩溶液をまず調製し、次いで必要量の水、水酸化アルカ
リと混合したものを用いてもよい。この際の高濃度溶液
の調製は、アルミニウム源を水酸化アルカリで加熱溶解
した後に急冷することにより安定化されるが、より低ア
ルカリのものについては必要量をその都度調製すること
が望ましい。本発明で用いるアルミン酸アルカリ金属塩
水溶液に関しては、MzO(Mはアルカリ金属)とAl
zO3のモル比がMho/八12へ3 = 1.0〜2
.0の範囲であることが望ましく、1.17〜1.54
の範囲が特に好ましく、AIZO:lの濃度は1.0〜
30%の範囲が望ましく、5〜20%の範囲が特に好ま
しい。これは、製造上及び物性上の理由からである。
(a) Alkali metal aluminate aqueous solution Although a commercially available alkali metal salt aqueous solution may be used, an aluminum source such as aluminum hydroxide or activated alumina (usually aluminum hydroxide) is heated and dissolved in an alkali hydroxide. A highly concentrated and low alkali alkali metal aluminate solution may be prepared first, and then mixed with the required amount of water and alkali hydroxide. The preparation of a highly concentrated solution at this time is stabilized by heating and dissolving the aluminum source in an alkali hydroxide and then rapidly cooling it, but it is desirable to prepare the required amount each time for a solution with a lower alkali. Regarding the aqueous alkali metal aluminate salt solution used in the present invention, MzO (M is an alkali metal) and Al
The molar ratio of zO3 is Mho/812 to 3 = 1.0 to 2
.. The range is preferably 0, 1.17 to 1.54
It is particularly preferable that the concentration of AIZO:l is in the range of 1.0 to
A range of 30% is desirable, and a range of 5 to 20% is particularly preferred. This is for reasons of manufacturing and physical properties.

(b)ケイ酸アルカリ金属塩水溶液 ケイ酸アルカリ金属塩水溶液は、市販品を用いることが
できるが、SiO□とM2Oのモル比がSiO□/Mz
O=1.0〜4.0の範囲にあるものを用いるのが望ま
しい。また、水溶液の濃度はSiOzfm度で25%以
下が望ましい。
(b) Aqueous solution of alkali metal silicate A commercially available aqueous solution of alkali metal silicate can be used, but the molar ratio of SiO□ and M2O is SiO□/Mz
It is desirable to use one in the range of O=1.0 to 4.0. Further, the concentration of the aqueous solution is preferably 25% or less in terms of SiOzfm.

以下に、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

まず、上記の(b)ケイ酸アルカリ金属塩水溶液を反応
槽に入れ、15〜100℃の範囲の温度に保ち、激しい
攪拌下において上記の(a)アルミン酸アルカリ金属塩
水溶液を添加する。次いで生成した白色沈澱物スラリー
を70〜100″C1好ましくは90〜100℃の温度
に加熱し、好ましくは10分以上、10時間以下、好ま
しくは5時間以下の間その温度に保ち、強固な高次構造
を有するアモルファスアルミノシリケートを得る。10
時間を越えて加熱処理を行うとアモルファスでなく結晶
構造を持つアルミノシリケートが生成する場合があり、
好ましくない。この加熱処理を行わない場合には、吸油
量が200m1/100g以上のものを得ることは難し
い。
First, the above (b) aqueous alkali metal silicate solution is placed in a reaction tank, maintained at a temperature in the range of 15 to 100°C, and the aqueous alkali metal aluminate solution (a) is added under vigorous stirring. The resulting white precipitate slurry is then heated to a temperature of 70 to 100"C, preferably 90 to 100C, and kept at that temperature for preferably at least 10 minutes, but not more than 10 hours, preferably not more than 5 hours, to form a solid high-temperature slurry. An amorphous aluminosilicate having the following structure is obtained: 10
If heat treatment is performed for an extended period of time, aluminosilicate with a crystalline structure instead of an amorphous one may be formed.
Undesirable. If this heat treatment is not performed, it is difficult to obtain an oil absorption amount of 200 m1/100 g or more.

初期混合時の温度が高いもの程高イオン交換性を示すも
のが得られる。しかし、あまり初期温度が高くなりすぎ
ると得られるアモルファスアルミノシリケートの吸油能
が低くなる。両物性共に高いものを得るためには、初期
温度は15〜60℃の範囲が望ましく、特に30〜50
℃の範囲の温度が好ましい。また70〜100℃での加
熱処理に際してはそれ程強い攪拌は必要でない。この加
熱処理は、反応系をそのままの状態に保ったまま行うの
が好ましいが、一部濾過或いはデカンテーション等によ
り濃縮した後に行っても良い。(a)を(b)に添加す
るにあたっては、一時に添加するよりは徐々に少量ずつ
添加する方が好ましい。
The higher the temperature at the time of initial mixing, the higher the ion exchange performance. However, if the initial temperature becomes too high, the oil absorption ability of the amorphous aluminosilicate obtained will decrease. In order to obtain high levels of both physical properties, the initial temperature is preferably in the range of 15 to 60°C, particularly 30 to 50°C.
Temperatures in the range of .degree. C. are preferred. In addition, during heat treatment at 70 to 100° C., strong stirring is not necessary. This heat treatment is preferably carried out while the reaction system is kept as it is, but may be carried out after partially concentrating by filtration or decantation. When adding (a) to (b), it is preferable to add it gradually in small amounts rather than adding it all at once.

反応終了後、生成した粒子はそのまま製品スラリーとし
て用いても良いが、通常は、濾過・洗浄工程を得て、母
液分離、過剰アルカリ等の除去を行う。その後、乾燥を
行うと、非常に嵩高く脆い塊状物が得られ、これは容易
に崩壊して微粉化し、本発明のアモルファスアルミノシ
リケートが得られる。
After the reaction is completed, the generated particles may be used as is as a product slurry, but usually a filtration and washing step is performed to separate the mother liquor and remove excess alkali. Subsequent drying gives a very voluminous and brittle mass, which easily disintegrates into a fine powder, yielding the amorphous aluminosilicate of the present invention.

本発明の方法によって得られるアモルファスアルミノシ
リケートは、これまでにない高吸油性を有し、かつ高い
イオン交換能及び従来の製紙用ホワイトカーボンより高
い屈折率を有しており、製紙用填料として用いた場合、
印刷後の紙の不透明保持性に優れているので効果的であ
る。
The amorphous aluminosilicate obtained by the method of the present invention has unprecedented high oil absorption, high ion exchange capacity, and a higher refractive index than conventional papermaking white carbon, and can be used as a papermaking filler. If
It is effective because it maintains the opacity of the paper after printing.

また、本発明のアモルファスアルミノシリケートと界面
活性剤を混合して、優れた洗浄力を有する洗浄剤を得る
ことができる。
Further, by mixing the amorphous aluminosilicate of the present invention and a surfactant, a detergent having excellent detergency can be obtained.

更には、ゴム、プラスチック用充填剤、農薬用担体など
として用いることができる。
Furthermore, it can be used as a filler for rubber and plastics, a carrier for agricultural chemicals, and the like.

以上に説明した本発明の製造方法の第1の特徴は、これ
まで実用上不利とされていた低アルカリアルミン酸アル
カリ金属塩を用いたという点であり、本発明に於いては
、例えばNazO/A1zOz=1.18 (モル比)
のものを使用することが可能である。しかも、このもの
と、5i02/Na0t=3.2(モル比)のケイ酸ア
ルカリ金属塩を用いることにより、過剰アルカリ分等の
洗浄量を低減させることが可能である。このような反応
系は、従来にない低アルカリ条件であるが、上記のアル
ミン酸アルカリ溶液は安定に取り扱うことが可能である
The first feature of the production method of the present invention described above is that it uses a low-alkali alkali metal aluminate, which has been considered disadvantageous in practice.In the present invention, for example, NazO/ A1zOz=1.18 (molar ratio)
It is possible to use the following. Moreover, by using this material and an alkali metal silicate salt having a molar ratio of 5i02/Na0t=3.2, it is possible to reduce the amount of cleaning of excess alkali and the like. Although such a reaction system requires unprecedented low alkaline conditions, the above-mentioned alkaline aluminate solution can be handled stably.

本発明の第2の特徴は、アルミン酸アルカリ金属塩溶液
と、ケイ酸アルカリ金属塩溶液のSt/^1(モル比)
が1〜2において、収率の最大値が存在し、したがって
低pHrJ域での使用に際しては、より安定な、高吸油
、高イオン交換性アモルファスアルミノシリケートを得
ることが可能となるということである。
The second feature of the present invention is the St/^1 (molar ratio) of the alkali metal aluminate solution and the alkali metal silicate solution.
The maximum value of yield exists between 1 and 2, and therefore, when used in a low pHrJ region, it is possible to obtain a more stable amorphous aluminosilicate with high oil absorption and high ion exchange properties. .

本発明の第3の特徴は、両液を添加混合して生成した自
沈スラリーを70〜100℃で加熱処理するということ
である。本発明における条件で反応させたスラリーを、
特開昭55−162418号公報記載の方法で加熱処理
を行わずに濾過洗浄乾燥を行うと吸油能は極端に悪(な
り、200m1/100g以上の値を得ることは困難で
ある。
The third feature of the present invention is that the siltation slurry produced by adding and mixing both liquids is heat-treated at 70 to 100°C. The slurry reacted under the conditions of the present invention,
If filtration, washing, and drying are performed without heat treatment using the method described in JP-A-55-162418, the oil absorption capacity becomes extremely poor, and it is difficult to obtain a value of 200 m1/100 g or more.

〔作  用〕[For production]

以下に、本発明の製造方法が如何なる作用によって本発
明特有の効果をもたらしているかについて、考察を加え
ながら詳しく述べる。
Hereinafter, how the production method of the present invention brings about the effects unique to the present invention will be described in detail with consideration.

湿式性含水ケイ酸等の無定形高吸油体については、粒径
が数十人から数百人の球形の一次粒子がブドウの房状に
重合して数千人の大きさになったモデルが提出されてい
る。これらの集合粒子は、さらに第三次、第四次のフロ
ック(軟凝集体、凝集構造)を形成すると考えられる。
Regarding amorphous super oil absorbents such as wet hydrated silicic acid, there is a model in which spherical primary particles with a particle size of several tens to hundreds of particles are polymerized in the shape of a bunch of grapes and become several thousand particles in size. It has been submitted. These aggregated particles are considered to further form tertiary and quaternary flocs (soft aggregates, agglomerated structures).

本発明のアモルファスアルミノシリケートについても基
本的には同じモデルがあてはめられる。
Basically, the same model applies to the amorphous aluminosilicate of the present invention.

高油脂を得るためには、上記ブドウ房状の粒子が結合し
て形成するネットワーク構造の空隙率が大きいこと、及
びその構造が、単離乾燥する際に、空隙径及び充填され
た液体の表面張力により決定される収縮力により破壊さ
れないことが必要である。
In order to obtain high fat and oil content, the porosity of the network structure formed by the grape bunch-shaped particles bonded together must be large, and when the structure is isolated and dried, the pore size and the surface of the filled liquid must be It is necessary that it not be destroyed by the contraction force determined by the tension.

これらの構造は、原料濃度、アルカリ度は勿論のこと、
添加の際の温度、攪拌速度等に関係しているが、本発明
の方法のようにケイ酸アルカリ金属塩水溶液にアルミン
酸アルカリ金属塩水溶液を添加する方法の場合、特に、
ケイ酸はアルミニウムイオン等の多価カチオンにより全
体がゲル化する性質があるため、その制御が難しく、従
来は200m1/g以上の吸油能を持つものは得られな
かった。本発明においては、低アルカリアルミン酸アル
カリ金属塩水溶液を用いることにより、また、反応及び
熟成時の温度を制御することにより、−次粒子径の均一
微細化、粒子間結合強化による粒子再配列、付着防止等
の効果が重なって200m1/g以上の吸油能を持つイ
オン交換製アモルファスアルミノシリケートが得られた
ものと考えられる。
These structures depend not only on raw material concentration and alkalinity, but also on
Although it is related to the temperature and stirring speed during addition, in the case of the method of the present invention in which an alkali metal aluminate aqueous solution is added to an alkali metal silicate aqueous solution, in particular,
Since silicic acid has the property of gelling as a whole due to polyvalent cations such as aluminum ions, it is difficult to control this, and conventionally it has not been possible to obtain one with an oil absorption capacity of 200 ml/g or more. In the present invention, by using an aqueous solution of alkali metal salt of a low-alkali aluminate, and by controlling the temperature during reaction and aging, it is possible to achieve uniform refinement of the secondary particle size, particle rearrangement by strengthening interparticle bonds, It is thought that an ion-exchange amorphous aluminosilicate having an oil absorption capacity of 200 ml/g or more was obtained due to the combination of effects such as adhesion prevention.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下に、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。尚、実施例及び比較例における測定値の測
定方法を次に示した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited only to these Examples. The method for measuring the measured values in the Examples and Comparative Examples is shown below.

(1)吸油量 試料を乳鉢で粉砕しJIS K 6220の吸油量測定
法によって測定した。
(1) Oil absorption The sample was crushed in a mortar and measured by the oil absorption measuring method according to JIS K 6220.

(2)強熱減量 予め800℃、1時間の空焼きをし、デシケータ中で恒
量に達した磁性ルツボに、試料数gを投入し、精秤する
。次いで800℃、1時間電気炉中で強熱し、デシケー
タ中で恒量に達した重量を精秤することにより強熱減量
を重量%で求めた。
(2) Loss on ignition A number of grams of the sample is placed in a magnetic crucible that has been prebaked at 800° C. for 1 hour to reach a constant weight in a desiccator, and weighed accurately. The product was then ignited at 800° C. for 1 hour in an electric furnace, and the weight that reached a constant weight was accurately weighed in a desiccator to determine the loss on ignition in weight %.

(31Caイオン交換能 試料を、強熱減量より算出した無水物換算で0.1gを
精秤し、塩化カルシウム溶液(CaCOzにして500
ppm) 100m1中に加え、25℃で15分間攪拌
し、東洋濾紙Na5c2枚を重ねた吸引濾過を行い、濾
液50m1を取って濾液中のCaをEDTA滴定し、そ
の値より試料のCa交換能を求めた。
(Accurately weigh 0.1 g of the 31Ca ion exchange capacity sample in terms of anhydride calculated from the loss on ignition, and prepare a calcium chloride solution (500
ppm), stirred at 25°C for 15 minutes, filtered with suction using two sheets of Toyo Roshi Na5c, taken 50ml of the filtrate, titrated Ca in the filtrate with EDTA, and calculated the Ca exchange capacity of the sample from the value. I asked for it.

尚、カルシウムイオン交換能は、粉体の洗浄が不充分で
あると、かなり高めに評価される。つまり、過剰のアル
カリイオンが残存すると、空気中のCO□ガスと反応し
て炭酸塩を作り、これが見掛は上Caイオン交換能を高
く見せる。従って、測定試料は充分に洗浄されたもので
ないとならない。
Note that the calcium ion exchange ability is evaluated to be quite high if the powder is insufficiently washed. In other words, when excess alkali ions remain, they react with CO□ gas in the air to form carbonates, which gives the appearance of a high Ca ion exchange capacity. Therefore, the measurement sample must be thoroughly cleaned.

(4)X線回折 理学電機(株)のRotaflex p1200 (商
品名)を用いCu K cX線を用いて測定した。
(4) X-ray diffraction Measurement was performed using Cu K c X-rays using Rotaflex p1200 (trade name) manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.

実施例1 ケイ酸ナトリウム溶液(NazO2,71重量%、St
ow 8.29重量%、Stow/NazO= 3.1
5 (モル比))70gを90℃に加熱し、直径45m
mのマグネチックスターラーピースにより1500rp
mの回転数で攪拌しながら、マイクロチューブポンプに
よりアルミン酸ナトリウム溶液(NazO1,63重量
%、AlKO32,26重量%、NazO/AlzO3
=1.18 (モル比))108.72gを添加した。
Example 1 Sodium silicate solution (NazO2, 71% by weight, St
ow 8.29% by weight, Stow/NazO=3.1
5 (mole ratio)) 70g was heated to 90℃, and the diameter was 45m.
1500rp with m magnetic stirrer piece
A sodium aluminate solution (NazO1, 63 wt%, AlKO32, 26 wt%, NazO/AlzO3
= 1.18 (molar ratio)) 108.72 g was added.

添加終了後、同温度で15分間加熱処理を行い、その後
濾過洗浄を行い、得られた湿潤ケーキを110℃で恒量
になるまで乾燥し、粉砕することによってX線的にアモ
ルファスなアルミノシリケート微粉末10.1gを得た
。収率は102%であった。このものは吸油能250m
1/100g、イオン交換能lllCaC03mg/I
gであった。
After the addition is complete, heat treatment is performed at the same temperature for 15 minutes, followed by filtration and washing. The resulting wet cake is dried at 110°C to a constant weight and pulverized to produce X-ray amorphous aluminosilicate fine powder. 10.1 g was obtained. The yield was 102%. This one has an oil absorption capacity of 250m.
1/100g, ion exchange capacity lllCaC03mg/I
It was g.

実施例2 実施例1と同様の操作により、生成した白色沈澱物スラ
リーを100℃で1時間加熱を行い、以下も同様の操作
によりアモルファスアルミノシリケートi粉末を得た。
Example 2 The white precipitate slurry produced was heated at 100° C. for 1 hour in the same manner as in Example 1, and amorphous aluminosilicate i powder was obtained in the same manner.

このものけ吸油能260m1/100g−イオン交換能
は103 CaC0+mg/Igであった。
This oil absorption capacity was 260 m1/100g and the ion exchange capacity was 103 CaC0+mg/Ig.

実施例3 ケイ酸ナトリウム溶液(NazO3,8重量%、5in
211.6重量%、5iOz/NazO=3.15 (
モル比))50gを40℃に保持し、直径451のマグ
ネチックスターラーピースにより1500rpmの回転
数で攪拌しながら、マイクロチューブポンプによりアル
ミン酸ナトリウム溶液(Na2O 2.25重量%、A
IzOz3.13重量%、NazO/AlzO+ = 
1.18 (モル比))78.72gを添加した。添加
終了後、直ちに100”Cに加熱し1時間保持し、以下
実施例1と同様の操作を行ってX線的にアモルファスな
アルミノシリケート微粉末10.1gを得た。収率は1
02%であった。このものは吸油能250m1/100
g、イオン交換能118CaCO3mg/Igであった
Example 3 Sodium silicate solution (NazO3, 8% by weight, 5in
211.6% by weight, 5iOz/NazO=3.15 (
Molar ratio)) 50g was maintained at 40°C and stirred at a rotation speed of 1500 rpm using a magnetic stirrer piece with a diameter of 451, while a sodium aluminate solution (Na2O 2.25% by weight, A
IzOz3.13% by weight, NazO/AlzO+ =
1.18 (molar ratio)) 78.72 g was added. Immediately after the addition was completed, the temperature was heated to 100"C and maintained for 1 hour, and the same operation as in Example 1 was carried out to obtain 10.1g of X-ray amorphous aluminosilicate fine powder. The yield was 1
It was 0.2%. This one has an oil absorption capacity of 250m1/100
g, and the ion exchange capacity was 118 CaCO3 mg/Ig.

実施例4 ケイ酸ナトリウム溶液(Na2O 3.2重量%、St
、28.2重量%、5iOz/NazO=2.62 (
モル比))70.5gを60℃に保持し、実施例2と同
様の操作により、アルミン酸ナトリウム溶液(Na2O
 1.63重景気、八Iz(h 、2.26重量%、N
azO/AlzO+ = 1.18 (モル比))10
8.72gを添加後、処理を行い、アモルファスアルミ
ノシリケート微粉末9.81gを得た。収率は99.4
%であった。このものは吸油能270m1/100g1
イオン交換能105CaCO+mg/Igであった。
Example 4 Sodium silicate solution (Na2O 3.2% by weight, St
, 28.2% by weight, 5iOz/NazO=2.62 (
Molar ratio)) 70.5g was maintained at 60°C and processed in the same manner as in Example 2 to prepare a sodium aluminate solution (Na2O
1.63 heavy economy, 8Iz(h, 2.26% by weight, N
azO/AlzO+ = 1.18 (molar ratio)) 10
After adding 8.72 g, treatment was performed to obtain 9.81 g of amorphous aluminosilicate fine powder. Yield is 99.4
%Met. This item has an oil absorption capacity of 270m1/100g1
The ion exchange capacity was 105CaCO+mg/Ig.

比較例1 実施例1と同様の操作において、50℃で添加を行い、
その後1時間、50℃で熟成を行いアモルファスアルミ
ノシリケートを得た。このものの吸油能は、164m1
/100gであり、イオン交換能は95CaCO3mg
/Igであった。
Comparative Example 1 In the same operation as in Example 1, addition was carried out at 50°C,
Thereafter, aging was performed at 50° C. for 1 hour to obtain an amorphous aluminosilicate. The oil absorption capacity of this product is 164ml
/100g, and the ion exchange capacity is 95CaCO3mg
/Ig.

比較例2 実施例3と同様の操作において、100℃、1時間の加
熱処理を行わずにアモルファスアルミノシリケートを得
た。このものの吸油能は166m1/100gであり、
イオン交換能は85CaCO3mg/Igであった。
Comparative Example 2 In the same operation as in Example 3, an amorphous aluminosilicate was obtained without performing the heat treatment at 100° C. for 1 hour. The oil absorption capacity of this product is 166m1/100g,
The ion exchange capacity was 85CaCO3mg/Ig.

比較例3 実施例4と同様の操作において、100℃、1時間の加
熱処理を行わずにアモルファスアルミノシリケートを得
た。このものの吸油能は185m1/100g1イオン
交換能は98CaCOsmg/Igであった。
Comparative Example 3 In the same operation as in Example 4, an amorphous aluminosilicate was obtained without performing the heat treatment at 100° C. for 1 hour. The oil absorption capacity of this product was 185 m1/100 g1, and the ion exchange capacity was 98 CaCOsmg/Ig.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

実施例に於いても具体的に示したように、本発明の方法
によって得られたアモルファスアルミノシリケートは、
これまでにない高吸油性を有し、かつ、高いイオン交換
能及び従来の製紙用ホワイトカーボンより高い屈折率を
有するため、従来のホワイトカーボンより以上の機能性
を持った無機材料ということができる。また、原料系の
ロスも最小限度に抑えることができ、また低アルカリ系
であり、反応も常圧であるため製造コストも低減される
。従って、本発明のアモルファスアルミノシリケートは
、紙用、特に軽量紙用の填料をはじめとして、ガス、香
料の吸着担体、洗剤、歯磨用添加剤、皮脂コントロール
剤、農業用添加剤、塗料用添加剤、セラミックバインダ
ー用添加剤など多くの用途分野への適用が考えられる。
As specifically shown in the examples, the amorphous aluminosilicate obtained by the method of the present invention is
It has unprecedented high oil absorption, high ion exchange ability, and a higher refractive index than conventional white carbon for papermaking, so it can be said to be an inorganic material with higher functionality than conventional white carbon. . In addition, the loss of raw materials can be minimized, and since it is a low-alkaline system and the reaction takes place at normal pressure, manufacturing costs are also reduced. Therefore, the amorphous aluminosilicate of the present invention can be used as a filler for paper, especially lightweight paper, as well as an adsorption carrier for gases and fragrances, detergents, toothpaste additives, sebum control agents, agricultural additives, and paint additives. It can be applied to many fields of use, such as additives for ceramic binders.

出願人代理人  古 谷   馨 手続主甫正書(自発) 昭和61年4月21日 1、事件の表示 特願昭61−34289号 2、発明の名称 アモルファスアルミノシリケートの製造方法3、補正を
する者 事件との関係  特許出願人 (091)花  王  株  式  会  社、41代
理人 東京都中央区日本橋横山町1の3中井ビル明細書の発明
の詳細な説明の欄 6、補正の内容
Applicant's agent: Kaoru Furuya Proceeding author: April 21, 1985 1. Indication of the case: Japanese Patent Application No. 61-34289 2. Name of the invention: Process for producing amorphous aluminosilicate 3. Amendments made Patent applicant (091) Kao Co., Ltd., agent 41, Nakai Building, 1-3 Nihonbashi Yokoyama-cho, Chuo-ku, Tokyo Column 6 of the detailed description of the invention in the specification, Contents of the amendment

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ケイ酸アルカリ金属塩水溶液にアルミン酸アルカリ
金属塩水溶液を15〜100℃の温度のもとで強攪拌下
に添加し、次いで70〜100℃の温度で加熱処理する
ことを特徴とするアモルファスアルミノシリケートの製
造方法。 2 アルミン酸アルカリ金属塩水溶液が、M_2OとA
l_2O_3のモル比がM_2O/Al_2O_3=1
.0〜2.0であり、H_2OとM_2Oのモル比がH
_2O/M_2O=6.0〜500である低アルカリア
ルミン酸アルカリ金属塩水溶液であり、ケイ酸アルカリ
金属塩水溶液が、SiO_2とM_2Oのモル比がSi
O_2/M_2O=1.0〜4.0であり、H_2Oと
M_2Oのモル比がH_2O/M_2O=12〜200
であるケイ酸アルカリ金属塩水溶液である特許請求の範
囲第1項記載のアモルファスアルミノシリケートの製造
方法。(但し、Mはアルカリ金属)
[Claims] 1. Adding an aqueous alkali metal aluminate solution to an aqueous alkali metal silicate solution under strong stirring at a temperature of 15 to 100°C, and then heat-treating at a temperature of 70 to 100°C. A method for producing amorphous aluminosilicate, characterized by: 2 An alkali metal aluminate salt aqueous solution contains M_2O and A
The molar ratio of l_2O_3 is M_2O/Al_2O_3=1
.. 0 to 2.0, and the molar ratio of H_2O and M_2O is H
It is a low alkali alkali metal aluminate aqueous salt aqueous solution in which _2O/M_2O = 6.0 to 500, and the alkali metal silicate aqueous solution has a molar ratio of SiO_2 and M_2O of Si
O_2/M_2O=1.0-4.0, and the molar ratio of H_2O and M_2O is H_2O/M_2O=12-200.
The method for producing an amorphous aluminosilicate according to claim 1, which is an aqueous solution of an alkali metal silicate. (However, M is an alkali metal)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7732396B2 (en) 2003-12-26 2010-06-08 Kao Corporation Process for producing a granular anionic surfactant
US7833518B2 (en) 2002-01-29 2010-11-16 Kao Corporation Anionic surfactant powder
JP2012210560A (en) * 2011-03-30 2012-11-01 Hitachi Chemical Co Ltd Method for manufacturing volatile organic compound adsorbent
DE112021007314T5 (en) 2021-03-19 2024-01-04 Jgc Catalysts And Chemicals Ltd. Silica-alumina powder, process for producing silica-alumina powder, catalyst for fluid catalytic cracking and process for producing the same

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JPS62132724A (en) * 1985-12-06 1987-06-16 Kao Corp Production of amorphous aluminosilicate

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